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公開番号2025084344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198183
出願日2023-11-22
発明の名称電力変換装置
出願人サンデン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250527BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】入力電圧に対して広い駆動範囲を確保しつつ、電磁ノイズの発生を抑制できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】デュアルインバータ方式の電力変換装置1の第1インバータ6のスイッチング素子4A～4Fを、モータ3の1回転中に電圧ベクトルを6回だけ切り替える第1制御モードでスイッチングさせる。そして、電力変換装置1の第2インバータ7のスイッチング素子5A～5Fを、モータ3の1回転中に奇数の電圧ベクトルだけを出力するパルス幅変調、またはモータ3の1回転中に偶数の電圧ベクトルだけを出力するパルス幅変調である第2制御モードでスイッチングさせる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
両端が開放された複数の巻線を備えるモータに、複数のスイッチング素子を備える第１インバータおよび第２インバータが接続され、前記スイッチング素子を制御装置にてスイッチングさせることで、前記第１インバータと前記第２インバータとの差電圧を前記巻線に印加するデュアルインバータ方式の電力変換装置であって、
前記制御装置は、
前記第１インバータの前記スイッチング素子を、前記モータの１回転中に電圧ベクトルを６回だけ切り替える第１制御モードでスイッチングさせ、
前記第２インバータの前記スイッチング素子を、前記モータの１回転中に奇数の電圧ベクトルだけを出力するパルス幅変調、または前記モータの１回転中に偶数の電圧ベクトルだけを出力するパルス幅変調である第２制御モードでスイッチングさせる、
ことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記第１インバータは、一端側が前記巻線の一端側に接続され、他端側が直流電源に接続され、
前記第２インバータは、一端側が前記巻線の他端側に接続され、他端側がキャパシタに接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１インバータおよび前記第２インバータの基準電位は共通化されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１インバータは、一端側が前記巻線の一端側に接続され、他端側が直流電源に接続され、
前記第２インバータは、一端側が前記巻線の他端側に接続され、他端側が第２の直流電源に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルインバータ方式の電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
両端が開放された複数の巻線を備えるモータに２つのインバータを接続し、２つのインバータの差電圧でモータを駆動させるデュアルインバータ方式の電力変換装置が知られている。このデュアルインバータ方式の電力変換装置としては、２つのインバータが同じ直流電源に接続される電源共通型（例えば、特許文献１参照）と、一方のインバータが直流電源に接続され、他方のインバータがキャパシタに接続されるフローティングキャパシタ型（例えば、特許文献２参照）と、２つのインバータが異なる直流電源に接続される２電源型（例えば、特許文献３参照）と、に大別できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－１４９１５３号公報
特開２００５－３３９８４号公報
特開２０００－１２５４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらデュアルインバータ方式の電力変換装置は、入力電圧に対してモータへの出力電圧を大きくできるものの、２つのインバータがスイッチングを行うため、コモンモードノイズが増加する可能性がある。特に、車載用電動コンプレッサに適用される電力変換装置では、入力電圧（バッテリ電圧）に対して広い駆動範囲が要求されるだけでなく、電磁ノイズの抑制が求められている。
【０００５】
本発明は、入力電圧に対して広い駆動範囲を確保しつつ、電磁ノイズの発生を抑制できる電力変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、両端が開放された複数の巻線を備えるモータに、複数のスイッチング素子を備える第１インバータ及び第２インバータを接続し、前記スイッチング素子を制御装置によりスイッチングさせることで、前記第１インバータと前記第２インバータとの差電圧を前記巻線に印加するデュアルインバータ方式の電力変換装置であって、前記制御装置は、前記第１インバータの前記スイッチング素子を、前記モータの１回転中に電圧ベクトルを６回だけ切り替える第１制御モードでスイッチングさせ、前記第２インバータの前記スイッチング素子を、前記モータの１回転中に奇数の電圧ベクトルだけを出力するパルス幅変調、または前記モータの１回転中に偶数の電圧ベクトルだけを出力するパルス幅変調である第２制御モードでスイッチングさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、入力電圧に対して広い駆動範囲を確保しつつ、電磁ノイズの発生を大幅に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る電力変換装置を示す回路図である。
図１に示す電力変換装置によるモータの印加電圧を示す表図である。
図１に示す電力変換装置の出力電圧を示す電圧ベクトル図である。
図１に示す電力変換装置において、モータに備わる浮遊容量の説明図である。
図１に示す電力変換装置おいて、第１インバータを奇数のＲＳＰＷＭ方式で制御し、第２インバータを偶数のＲＳＰＷＭ方式で制御した場合の出力電圧を示す電圧ベクトル図である。
図１に示す電力変換装置おいて、第１インバータを６ステップ方式で制御し、第２インバータを偶数又は奇数のＲＳＰＷＭ方式で制御した場合の出力電圧を示す電圧ベクトル図である。
図１に示す電力変換装置において、従来の制御方式でモータを駆動した場合のモータ回転数、ｄｑ軸電流及び三相電流を示す図である。
図１に示す電力変換装置において、第１インバータを６ステップ方式、第２インバータを偶数又は奇数のＲＳＰＷＭ方式としてモータを駆動した場合の出力電圧及び出力電流を示す図である。
図１に示す電力変換装置において、第１インバータを６ステップ方式、第２インバータを偶数又は奇数のＲＳＰＷＭ方式としてモータを駆動した場合のモータ回転数、ｄｑ軸電流及び三相電流を示す図である。
図１に示す電力変換装置において、６ステップ方式で制御した場合の第１インバータの出力電圧を示す波形図である。
図１に示す電力変換装置において、ＲＳＰＷＭ方式で制御した場合の第２インバータの出力電圧を示す波形図である。
図１に示す電力変換装置において、第１インバータと第２インバータとの間の電圧指令の自由度を説明するための図であり、（ａ）は本実施形態の制御方式による電圧指令の自由度（非昇圧状態の自由度）を説明するための電圧ベクトル図、（ｂ）は従来の制御方式による電圧指令の自由度を説明するための電圧ベクトル図である。
図１に示す電力変換装置において、第１インバータと第２インバータとの間の電圧指令の自由度を説明するための図であり、本実施形態の制御方式による電圧指令の自由度（昇圧状態の自由度）を説明するための電圧ベクトル図である。
変形例に係る電力変換装置の回路図である。
従来例に係る電力変換装置の回路図である。
図１５に示す電力変換装置において、（ａ）はインバータのスイッチングパターンを示す表図、（ｂ）はインバータの出力電圧を示す表図、（ｃ）はモータの印加電圧を示す表図である。
図１５に示す電力変換装置において、（ａ）はインバータのスイッチングパターンを示すタイミング図、（ｂ）は電圧ベクトルの説明図である。
図１５に示す電力変換装置において、（ａ）はインバータの最大出力電圧の説明図、（ｂ）は、６ステップ方式を説明するための電圧ベクトル図である。
電源共通型デュアルインバータ方式の電力変換装置を示す回路図である。
図１９に示す電力変換装置によるモータの印加電圧を示す表図である。
図１９に示す電力変換装置において、（ａ）は第１インバータの出力電圧ベクトルを示す図、（ｂ）は第１インバータ及び第２インバータによる出力電圧ベクトルを示す図である。
図１５に示す電力変換装置において、モータに備わる浮遊容量の説明図である。
奇数のＲＳＰＷＭ方式の説明図であり、インバータのスイッチングパターンを示すタイミング図である。
（ａ）は奇数のＲＳＰＷＭ方式を示す電圧ベクトル図、（ｂ）は偶数のＲＳＰＷＭ方式を示す電圧ベクトル図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１０】
［本発明の前提技術］
まず、本発明の前提技術について、図１５～図２４を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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