JP2015106978A

JP2015106978A - Ｐｗｍ制御装置及びｐｗｍ制御方法

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Publication number: JP2015106978A
Application number: JP2013247648A
Authority: JP
Inventors: 大記田中; Hiroki Tanaka; 雅裕塚本; Masahiro Tsukamoto; 佐々木　健介; Kensuke Sasaki; 健介佐々木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-08
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: JP6217351B2

Abstract

【課題】キャリア周波数が序列された周波数テーブル３４のデータ量を抑制しつつ、キャリア周波数に起因する可聴域のノイズ音をホワイトノイズ音に近づける。
【解決手段】ＰＷＭ制御装置は、ＰＷＭ制御方式で用いる複数のキャリア周波数が乱数列として序列された周波数テーブル３４を少なくとも記憶するテーブル記憶部３１を備え、周波数テーブル３４の中から、序列に従って順番にキャリア周波数を選択する選択サイクルを繰り返し実施し、選択されるキャリア周波数に従って、ＰＷＭ制御方式に用いる所定周期分のキャリア波を生成する。ＰＷＭ制御装置は、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＰＷＭ制御装置及びＰＷＭ制御方法に関するものである。

インバータ及びコンバータを含む電力変換装置の制御に用いるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式において、キャリア周波数を一定とせず、様々な周波数へ変化させることにより、キャリア周波数に起因する高調波スペクトルを分散させる方法が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１では、予め定めたキャリアパターンテーブルを参照してキャリア周波数を決定する。キャリアパターンテーブルは複数（ＮＮ個）用意され、各キャリアパターンテーブルにおけるキャリア周波数は擬似的にランダムに変化している。

特開２０１０−１３０８５０号公報

しかし、特許文献１では、ＮＮ個のキャリアパターンテーブルを順次参照するサイクルを繰り返しているため、決定されるキャリア周波数も、このサイクルに従って繰り返されることになる。ＮＮ個のキャリアパターンテーブルを参照して決定されるキャリア周波数の合計数、つまりＮＮ個のキャリアパターンテーブルのデータ量が多い場合、高調波スペクトルの分散性能は高まるが、キャリアパターンテーブルを記憶する記憶装置の負荷が高まる。一方、キャリア周波数の合計数が少ない場合、記憶装置の負荷は軽減されるが、高調波スペクトルの分散性能が低下してしまう。

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、キャリア周波数が序列された周波数テーブルのデータ量を抑制しつつ、キャリア周波数に起因する可聴域のノイズ音をホワイトノイズ音に近づけることができるＰＷＭ制御装置及びＰＷＭ制御方法を提供することである。

本発明の一態様に係わるＰＷＭ制御装置は、ＰＷＭ制御方式で用いる複数のキャリア周波数が乱数列として序列された周波数テーブルを少なくとも記憶するテーブル記憶部を備え、周波数テーブルの中から、序列に従って順番にキャリア周波数を選択する選択サイクルを繰り返し実施し、選択されるキャリア周波数に従って、ＰＷＭ制御方式に用いる所定周期分のキャリア波を生成する。ＰＷＭ制御装置は、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる。

本発明のＰＷＭ制御装置及びＰＷＭ制御方法によれば、選択サイクル毎に、選択されるキャリア周波数の数が変化するため、選択サイクル毎に、選択サイクルに要する時間、つまり周期が異なる。よって、周波数テーブルを構成するキャリア周波数の合計数、つまり周波数テーブルのデータ量が少なくとも、選択サイクルの繰り返しが可聴域のノイズ音として検知されにくくなる。よって、キャリア周波数が序列された周波数テーブルのデータ量を抑制しつつ、キャリア周波数に起因する可聴域のノイズ音をホワイトノイズ音に近づけることができる。

図１は、実施形態に係わるインバータ制御装置１０により制御されるインバータ１２と直流電源１１及びモータ１３とを含むモータ駆動システムを示すブロック図である。図２は、図１のキャリア波演算部２８ａの詳細な構成を示すブロック図である。図３（ａ）は周波数テーブル３４の一例を示す表であり、図３（ｂ）は、繰り返される選択サイクルの様子を示す図であり、図３（ｃ）は選択数テーブル３５の一例を示す表であり、図３（ｄ）は選択サイクル毎に、選択されるデータ数の変化を示すグラフである。図４（ａ）は、カウンタのカウント値（Ｗｎａ、Ｗｎｂ、Ｗｎｃ）の変化を示すグラフであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のカウント値に基づいて生成されるキャリア波（ＷＣａ、ＷＣｂ、ＷＣｃ）と変調率（ＭＲａ、ＭＲｂ、ＭＲｃ）の一例を示すグラフである。図５は、第２実施形態に係わるキャリア波演算部２８ｂの詳細な構成を示すブロック図である。図６（ａ）は周波数テーブル３４の一例を示す表であり、図６（ｂ）は繰り返される選択サイクルの様子を示す図であり、図６（ｃ）は選択サイクル毎に、選択されるデータ数の変化を示すグラフである。図７は、第３実施形態に係わるキャリア波演算部２８ｂの詳細な構成を示すブロック図である。図８（ａ）は周波数テーブル３４の一例を示す表であり、図８（ｂ）は、繰り返される選択サイクルの様子を示す図であり、図８（ｃ）は選択数テーブル３５の一例を示す表であり、図８（ｄ）は開始位置テーブル３８の一例を示す表である。

図面を参照して、実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

（第１実施形態）
実施形態に係わるインバータ制御装置１０は、バッテリ１１から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ１３へ供給するインバータ１２を、ＰＷＭ制御方式により制御するＰＷＭ制御装置の一例である。

図１は、本発明の実施形態に係わるインバータ制御装置１０により制御されるインバータ１２と、直流電源としてのバッテリ１１及びモータ１３とを含むモータ駆動システムを示す。バッテリ１１の出力端子はインバータ１２の入力端子に接続され、インバータ１２の出力端子はモータ１３の入力端子に接続されている。インバータ１２は１または２以上のスイッチング素子を備え、インバータ制御装置１０は、スイッチング素子のオン状態及びオフ状態をスイッチングするためのＰＷＭ信号をインバータへ供給する。これにより、インバータ１２は、ＰＷＭ信号に従って、バッテリ１１からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ１３へ供給することができる。

インバータ制御装置１０は、位相速度演算部２１と、ｄｑ変換演算部２２と、ＰＩ制御器２３と、三相変換器２４ａ、２４ｂと、デッドタイム補償演算部２５と、変調率演算部２６と、キャリア波比較部２７と、キャリア波演算部２８ａと、目標指令値演算部２９とを備える。インバータ制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのハードウェアを備えるマイクロコントローラを用いて構成することができる。

位相速度演算部２１は、モータ１３からレゾルバ１５の信号が入力され、モータ１３の位相θと回転速度ωを演算する。ｄｑ変換演算部２２は、インバータ１２とモータ１３間を接続する三相ケーブル上に設けられた電流センサ１４ａ、１４ｂにより検出された二相以上の電流が入力され、回転速度ωから三相電流値（ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ）を二相電流値（ｉｄ、ｉｑ）に変換する。目標指令値演算部２９は、トルク要求値及びモータ１３の回転速度ωから、目標電流指令値（ｉｄ^＊、ｉｑ^＊）を演算する。

ＰＩ制御器２３は、目標電流指令値（ｉｄ^＊、ｉｑ^＊）と二相電流（ｉｄ、ｉｑ）との差分に基づいてＰＩＤ制御を行い、目標電圧指令値（ｖｄ^＊、ｖｑ^＊）を出力する。三相変換器２４ａ、２４ｂは、回転速度ωから二相の目標電圧指令値（ｖｄ^＊、ｖｑ^＊）を三相の目標電圧指令値（ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊）に変換する。デッドタイム補償演算部２５は、インバータ１２の上アームと下アームの短絡を防止するためのデッドタイム補償量（ｍｕ’、ｍｖ’、ｍｗ’）を演算する。

変調率演算部２６は、インバータ１２に入力される直流電圧に対する交流の目標電圧指令値（ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊）の割合を変調率（ｍｕ^＊、ｍｖ^＊、ｍｗ^＊）として演算する。変調率演算部２６は、目標電圧指令値（ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊）及びデッドタイム補償量（ｍｕ’、ｍｖ’、ｍｗ’）から、変調率（ｍｕ^＊、ｍｖ^＊、ｍｗ^＊）を演算する。

キャリア波演算部２８ａは、ＰＷＭ制御方式に用いるキャリア波を生成する。キャリア波演算部２８ａは、キャリア周期を決定するカウンタを備える。図４（ａ）に示すように、カウンタは定期的にカウントアップを行い、カウンタのカウント値（Ｗｎａ、Ｗｎｂ、Ｗｎｃ）が予め定めたカウントアップ上限値（ＣＭａ、ＣＭｂ、ＣＭｃ）に達すると、カウント値はリセットされ、再度１からカウントを始める。キャリア波演算部２８ａは、カウンタがカウントアップ上限値に達する度に、カウントアップ上限値（ＣＭａ、ＣＭｂ、ＣＭｃ）を変更する。キャリア波演算部２８ａによるカウントアップ上限値の変更については、図２を参照して後述する。

キャリア波演算部２８ａは、図４（ｂ）に示すように、カウンタのカウント値及びカウントアップ上限値（ＣＭａ、ＣＭｂ、ＣＭｃ）に基づいてキャリア波（ＷＣａ、ＷＣｂ、ＷＣｃ）を生成する。具体的に、キャリア波（ＷＣａ、ＷＣｂ、ＷＣｃ）は、カウンタがカウントアップを始めると同時に上昇し始める。そして、キャリア波（ＷＣａ、ＷＣｂ、ＷＣｃ）は、カウントアップ上限値（ＣＭａ、ＣＭｂ、ＣＭｃ）に対して半分の高さで折り返して減少し始める。キャリア波（ＷＣａ、ＷＣｂ、ＷＣｃ）は、カウント値（Ｗｎａ、Ｗｎｂ、Ｗｎｃ）がカウントアップ上限値（ＣＭａ、ＣＭｂ、ＣＭｃ）に達すると同時（Ｔｃｕ）に下限値に到達する。

のこぎり波状のカウント値（Ｗｎａ、Ｗｎｂ、Ｗｎｃ）の１周期（ＦＣａ、ＦＣｂ、ＦＣｃ）が三角波（キャリア波：ＷＣａ、ＷＣｂ、ＷＣｃ）のキャリア周波数となる。そして、カウントアップ上限値（ＣＭａ、ＣＭｂ、ＣＭｃ）を変化させることによって、キャリア波の周期（ＦＣａ、ＦＣｂ、ＦＣｃ）を変更することが可能となる。また、変調率（ＭＲａ、ＭＲｂ、ＭＲｃ）は、キャリア周波数の変更に応じて変化する。このため、変調率演算部２６は、図４（ｂ）に示すように、変調率（ＭＲａ、ＭＲｂ、ＭＲｃ）をキャリア波の周期（ＦＣａ、ＦＣｂ、ＦＣｃ）に応じて補正する機能を備えている。図４（ｂ）では、１つの変調率の変化を図示するが、各相について、変調率（ｍｕ^＊、ｍｖ^＊、ｍｗ^＊）を補正する。

キャリア波比較部２７は、各相の変調率（ｍｕ^＊、ｍｖ^＊、ｍｗ^＊）とキャリア波（ＷＣａ、ＷＣｂ、ＷＣｃ）とを比較して、インバータ１２に対してＰＷＭ信号を出力する。インバータ制御装置１０は、ＰＷＭ信号を用いて、変調率がキャリア波よりも大きい場合、上アームのスイッチング素子をオン状態に制御し、変調率がキャリア波よりも大きい場合、下アームのスイッチング素子をオン状態に制御する。

図２を参照して、図１のキャリア波演算部２８ａの詳細な構成を説明する。キャリア波演算部２８ａは、テーブル記憶部３１と、キャリア周波数選択部３２と、キャリア波生成部３３と、を有する。テーブル記憶部３１は、ＰＷＭ制御方式で用いる複数のキャリア周波数が乱数列として序列された周波数テーブル３４を少なくとも記憶する。キャリア周波数選択部３２は、周波数テーブル３４の中から、序列に従って順番にキャリア周波数を選択する「選択サイクル」を繰り返し実施する。キャリア波生成部３３は、キャリア周波数選択部３２により選択されるキャリア周波数に従って、ＰＷＭ制御方式に用いる所定周期分のキャリア波（例えば、１周期分のキャリア波）を生成する。

キャリア周波数選択部３２は、以下に示す方法により、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる。

第１実施形態において、テーブル記憶部３１は、一の選択サイクルで選択されるキャリア周波数の数が乱数列として序列された選択数テーブル３５を更に記憶する。キャリア周波数選択部３２は、選択数テーブル３５の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択する選択数変更部３６を備える。キャリア周波数選択部３２は、選択数変更部３６により選択されるキャリア周波数の数に従って、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる。

図３（ａ）に示すように、周波数テーブル３４には、ＰＷＭ制御方式で用いる複数のキャリア周波数（周波数１、２、３、４、・・・Ｘ、・・・Ｙ、・・・Ｚ、・・・Ｎ）が乱数列として序列されている。例えば、複数のキャリア周波数は、４０００Ｈｚ〜６０００Ｈｚの範囲の乱数であって、その平均値は５０００Ｈｚとなるように予め設定されている。図３（ｃ）に示すように、選択数テーブル３５には、一の選択サイクルで選択されるキャリア周波数の数（データ数Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｂ、・・・Ｍ）が乱数列として序列されている。

制御が開始されると、選択数変更部３６は、選択数テーブル３５の中から、序列に従って上位から下位に向けて順番にキャリア周波数の数を選択する。選択数変更部３６は、先ず、データ数Ａを選択する。キャリア周波数選択部３２は、周波数テーブル３４の中から、序列に従って上位から下位に向けて順番にキャリア周波数を選択する。キャリア周波数選択部３２は、先ず、周波数１を選択する。そして、キャリア波生成部３３は、キャリア周波数選択部３２により選択されるキャリア周波数（周波数１）に従って、図４（ａ）及び（ｂ）に示した方法により、カウンタ３７を用いて１周期分のキャリア波を生成する。

その後、キャリア周波数選択部３２は、周波数テーブル３４の序列に従って順番にキャリア周波数（周波数２、３、４、・・・）を選択し、キャリア波生成部３３は、キャリア周波数選択部３２により選択されるキャリア周波数（周波数２、３、４、・・・）に従って、１周期分のキャリア波を順番に生成する。キャリア周波数選択部３２は、キャリア周波数選択部３２によるキャリア周波数の選択、及びキャリア波生成部３３によるキャリア波の生成という「キャリア波生成処理」を、選択数変更部３６により選択されたデータ数Ａだけ、繰り返し実施する。このキャリア波生成処理を、選択数テーブル３５から選択されたデータ数（データ数Ａ）だけ繰り返し実施するサイクルは、「選択サイクル」に相当する。

次に、選択数変更部３６は、選択数テーブル３５のうち、データ数Ａの後に序列されたデータ数Ｃを選択する。そして、キャリア周波数選択部３２は、キャリア波生成処理をデータ数Ｃだけ繰り返し実施する。キャリア周波数選択部３２は、選択サイクルを繰り返し実施し、選択数テーブル３５の末尾に序列されたデータ数Ｍが選択された後、次の選択サイクルで、再び、データ数Ａを選択する。つまり、選択数変更部３６は、選択数テーブル３５の中に序列されたデータ数を繰り返し選択する。

このように、選択数変更部３６は、選択サイクル毎に、選択数テーブル３５の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択する。よって、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように、キャリア周波数選択部３２は、１回の選択サイクルの中で繰り返されるキャリア波生成処理の回数を、選択サイクル毎に変化させることができる。これにより、選択サイクルの周期がランダムになり、選択サイクルの繰り返しが可聴域のノイズ音として検知されにくくなる。

各選択サイクルで選択されるキャリア周波数の平均値は互いに等しくてもよい。つまり、図３（ａ）の周波数１〜周波数Ｘまでの平均値、周波数１〜周波数Ｚまでの平均値、周波数１〜周波数Ｎまでの平均値、周波数１〜周波数Ｙまでの平均値は、互いに等しい。ここで、「平均値が互いに等しい」とは、平均値の変動幅が、例えば−１０％以上１０％以下であることを意味する。これにより、インバータ駆動時のスイッチング損失を抑制し、スイッチング速度の低下による応答性の悪化を抑制することができる。

更に、各選択サイクルで選択されるキャリア周波数の平均値は、周波数テーブル３４内の総てのキャリア周波数の平均値と等しくてもよい。これにより、インバータ駆動時のスイッチング損失を抑制し、スイッチング速度の低下による応答性の悪化を抑制することができる。

図４を参照して前述したように、キャリア周波数選択部３２は、キャリア波の１周期毎に次のキャリア周波数を選択し、キャリア波生成部３３は、キャリア周波数選択部３２により選択されるキャリア周波数に従って、１周期分のキャリア波を生成してもよい。もちろん、キャリア周波数選択部３２により選択されるキャリア周波数に従って、２周期分以上のキャリア波を生成しても構わない。

選択数変更部３６が、選択数テーブル３５の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択するサイクルの周期は、２秒以上であることが望ましい。つまり、図３（ｄ）に示すように、最上位のデータ数Ａを選択してから、最下位のデータ数Ｍを選択した後に再び最上位のデータ数Ａを選択するまでの時間（Ｔｆ）は、２秒以上となるように、周波数テーブル３４及び選択数テーブル３５に登録されたデータ数を設定することが望ましい。

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。

直流電力を交流電力に変換するインバータ１２をＰＷＭ制御方式により制御する場合に、ＰＷＭ制御方式に用いるキャリア周波数に応じた電流リップルが、キャリア周波数１次の側帯波及びキャリア周波数２次の周期で、直流電力を供給する電流ケーブル上に発生する。電流リップルによって励起された振動が可聴ノイズ音として認識される。

そこで、実施形態では、キャリア周波数を固定の値とするのでは無く、ランダムな周波数で常時可変させる。これにより、電流リップルの周波数帯が拡散され、可聴音がホワイトノイズ化されるので、ノイズレベルが低減することができる。

さらに、キャリア周波数選択部３２は、選択サイクル毎に、周波数テーブル３４の中から選択するキャリア周波数の数を変化させる。これにより、選択サイクル毎に、選択サイクルの実施に要する時間、つまり周期が変化する。よって、周波数テーブル３４を構成するキャリア周波数の合計数、つまり周波数テーブル３４のデータ量が少なくとも、選択サイクルの繰り返しが可聴域のノイズ音として検知されにくくなる。よって、キャリア周波数が序列された周波数テーブル３４のデータ量を抑制しつつ、キャリア周波数に起因する可聴域のノイズ音をホワイトノイズ音に近づけることができる。つまり、ランダムな周波数でキャリア周波数を可変させるスペクトラム拡散制御において、インバータ制御に必要となるメモリ負荷を低減させることが可能となる。

テーブル記憶部３１は、一の選択サイクルで選択されるキャリア周波数の数が乱数列として序列された選択数テーブル３５を更に記憶している。選択数変更部３６は、選択数テーブル３５の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択する。キャリア周波数選択部３２は、選択数変更部３６により選択されるキャリア周波数の数に従って、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる。これにより、選択サイクル毎に、キャリア周波数の数がランダムに変化するため、キャリア周波数が序列された周波数テーブル３４のデータ量を増やすことなく、スペクトラム拡散を実施することができる。

各選択サイクルで選択されるキャリア周波数の平均値を互いに等しくすることにより、インバータ駆動時のスイッチング損失を抑制し、スイッチング速度の低下による応答性の悪化を抑制することができる。

キャリア周波数選択部３２は、キャリア波の１周期毎に次のキャリア周波数を選択し、キャリア波生成部３３は、キャリア周波数選択部３２により選択されるキャリア周波数に従って、１周期分のキャリア波を生成する。これにより、スペクトラム拡散による可聴域のノイズ音の音質が耳障りでない、滑らかなホワイトノイズとなる。

選択数変更部３６が、選択数テーブル３５の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択するサイクルの周期（Ｔｆ）を、２秒以上とする。これにより、可聴性のノイズ音のループによる周期性が耳で認識できなくなる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、選択数テーブル３５及び選択数変更部３６を用いることなく、キャリア周波数選択部３２が、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる方法の一例を説明する。

図５に示すように、第２実施形態に係わるキャリア波演算部２８ｂは、周波数テーブル３４を記憶するテーブル記憶部３１と、周波数テーブル３４の中から、序列に従って順番にキャリア周波数を選択する選択サイクルを繰り返し実施するキャリア周波数選択部３２と、キャリア周波数選択部３２により選択されるキャリア周波数に従って、ＰＷＭ制御方式に用いる所定周期分のキャリア波を生成するキャリア波生成部３３とを有する。テーブル記憶部３１は、図３（ｃ）の選択数テーブル３５を記憶していなくてもよく、キャリア周波数選択部３２は、図２の選択数変更部３６の機能を備えていなくてもよい。

キャリア周波数選択部３２は、前の選択サイクルにおいて選択したキャリア周波数の数に対して、予め定めた数を加算した数値を、次の選択サイクルにおいて選択するキャリア周波数の数として定める。これにより、キャリア周波数選択部３２は、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる。

図６（ａ）は、図３（ａ）と同じ周波数テーブル３４の一例を示す。最初の選択サイクルにおいて選択するキャリア周波数の数の初期値（データ数Ａ）が予め定められている。図６（ｂ）に示すように、キャリア周波数選択部３２は、最初の選択サイクルにおいて、初期値（データ数Ａ）だけ、キャリア周波数を順番に選択する。次の選択サイクルでは、初期値（データ数Ａ）に所定値（Ｘ）を加算した数値（データ数Ｂ）だけ、キャリア周波数を順番に選択する。このように、キャリア周波数選択部３２は、選択サイクル毎に、前回よりも所定値（Ｘ）だけ多いキャリア周波数を、周波数テーブル３４の中から順番に選択する。

そして、図６（ｃ）に示すように、選択されるキャリア周波数の数を初期値とする選択サイクルの周期（Ｔｆ）が２秒以上となるように、周波数テーブル３４に登録されたデータ数及び所定値（Ｘ）を設定することが望ましい。

以上説明したように、キャリア周波数選択部３２は、前の選択サイクルにおいて選択したキャリア周波数の数に対して、予め定めた数（Ｘ）を加算した数値を、次の選択サイクルにおいて選択するキャリア周波数の数として定めることにより、選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる。これにより、テーブル記憶部３１に記憶するデータ量を更に抑制しつつ、キャリア周波数に起因する可聴域のノイズ音をホワイトノイズ音に近づけることができる。

選択されるキャリア周波数の数を初期値（データ数Ａ）とする選択サイクルの周期を２秒以上とすることにより、可聴性のノイズ音のループによる周期性が耳で認識できなくなる。

各選択サイクルで選択されるキャリア周波数の平均値は互いに等しくてもよい。これにより、インバータ駆動時のスイッチング損失を抑制し、スイッチング速度の低下による応答性の悪化を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係わるキャリア周波数選択部３２は、選択サイクル毎に、周波数テーブル３４の中から選択し始めるキャリア周波数の位置を変化させる。

具体的に、第３実施形態に係わるキャリア波演算部２８ｃは、図２のキャリア波演算部２８ａと比較して、以下の点が相違する。すなわち、図７に示すように、テーブル記憶部３１は、周波数テーブル３４の中から選択し始めるキャリア周波数の位置が無作為に序列された開始位置テーブル３８を更に記憶する。キャリア周波数選択部３２は、開始位置テーブル３８の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の位置を選択する開始位置変更部３９を更に備える。

キャリア周波数選択部３２は、開始位置変更部３９により選択されるキャリア周波数の位置に従って、選択サイクル毎に、周波数テーブル３４の中から選択し始めるキャリア周波数の位置を変化させる。

最初の選択サイクルにおいて、選択数変更部３６は、図８（ｃ）の選択数テーブル３５の中から、最上位のデータ数Ａを選択し、開始位置変更部３９は、図８（ｄ）の開始位置テーブル３８の中から、最上位の開始周波数３を選択する。キャリア周波数選択部３２は、開始位置変更部３９により選択された開始周波数３から、選択数変更部３６により選択されたデータ数Ａだけ、「キャリア波生成処理」を繰り返し実施する。次の選択サイクルでは、選択数変更部３６は、次のデータ数Ｃを選択し、開始位置変更部３９は、次の開始周波数１を選択する。キャリア周波数選択部３２は、開始周波数１から、データ数Ｃだけ、「キャリア波生成処理」を繰り返し実施する。

このように、キャリア周波数選択部３２は、選択サイクル毎に、周波数テーブル３４の中から選択し始めるキャリア周波数の位置を変化させる。これにより、繰り返し選択されるキャリア周波数の周期が更にランダムになり、可聴域のノイズ音として検知されにくくなる。

開始位置変更部３９は、開始位置テーブル３８の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の位置を選択する。よって、図８（ｂ）に示すように、キャリア周波数選択部３２は、周波数テーブル３４の中から選択し始めるキャリア周波数の位置を、選択サイクル毎に変化させることができる。これにより、繰り返し選択されるキャリア周波数の周期が更にランダムになり、可聴域のノイズ音として検知されにくくなる。

選択数変更部３６が、選択数テーブル３５の中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択するサイクルの周期は、２秒以上であることが望ましい。

上記のように、本発明の第１乃至第３の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

実施形態では、直流電力を変換する電力変換装置の一例として、直流電力を交流電力へ変換するインバータ１２を例示した。しかし、電力変換装置には、これに限らず、直流電力を直流電力へ変換するＤＣＤＣコンバータが含まれる。

１０インバータ制御装置（ＰＷＭ制御装置）
２８ａ、２８ｂ、２８ｃキャリア波演算部
３１テーブル記憶部
３２キャリア周波数選択部
３３キャリア波生成部
３４周波数テーブル
３５選択数テーブル
３６選択数変更部
３８開始位置テーブル
３９開始位置変更部

Claims

直流電力を変換する電力変換装置をＰＷＭ制御方式により制御するＰＷＭ制御装置であって、
ＰＷＭ制御方式で用いる複数のキャリア周波数が乱数列として序列された周波数テーブルを少なくとも記憶するテーブル記憶部と、
前記周波数テーブルの中から、序列に従って順番にキャリア周波数を選択する選択サイクルを繰り返し実施するキャリア周波数選択部と、
前記キャリア周波数選択部により選択されるキャリア周波数に従って、ＰＷＭ制御方式に用いる所定周期分のキャリア波を生成するキャリア波生成部と、を有し、
前記キャリア周波数選択部は、前記選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる
ことを特徴とするＰＷＭ制御装置。
前記テーブル記憶部は、一の選択サイクルで選択されるキャリア周波数の数が乱数列として序列された選択数テーブルを更に記憶し、
前記キャリア周波数選択部は、前記選択数テーブルの中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択する選択数変更部を備え、
前記キャリア周波数選択部は、前記選択数変更部により選択されるキャリア周波数の数に従って、前記選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ制御装置。
前記キャリア周波数選択部は、前の選択サイクルにおいて選択したキャリア周波数の数に対して、予め定めた数を加算した数値を、次の選択サイクルにおいて選択するキャリア周波数の数として定めることにより、前記選択サイクル毎に、選択するキャリア周波数の数を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ制御装置。
前記キャリア周波数選択部は、前記選択サイクル毎に、前記周波数テーブルの中から選択し始めるキャリア周波数の位置を変化させること特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ制御装置。
前記テーブル記憶部は、周波数テーブルの中から選択し始めるキャリア周波数の位置が無作為に序列された開始位置テーブルを更に記憶し、
前記キャリア周波数選択部は、前記開始位置テーブルの中から、序列に従って順番にキャリア周波数の位置を選択する開始位置変更部を備え、
前記キャリア周波数選択部は、前記開始位置変更部により選択されるキャリア周波数の位置に従って、前記選択サイクル毎に、前記周波数テーブルの中から選択し始めるキャリア周波数の位置を変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載のＰＷＭ制御装置。
各選択サイクルで選択されるキャリア周波数の平均値は互いに等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＰＷＭ制御装置。
前記キャリア周波数選択部は、キャリア波の１周期毎に次のキャリア周波数を選択し、
前記キャリア波生成部は、前記キャリア周波数選択部により選択されるキャリア周波数に従って、１周期分のキャリア波を生成する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＰＷＭ制御装置。
前記選択数変更部が、前記選択数テーブルの中から、序列に従って順番にキャリア周波数の数を選択するサイクルの周期は、２秒以上であることを特徴とする請求項２に記載のＰＷＭ制御装置。
前記キャリア周波数選択部は、前記周波数テーブルの最後に位置するキャリア周波数を選択した後、次の選択サイクルにおいて選択するキャリア周波数の数を初期値に戻し、
選択されるキャリア周波数の数を初期値とする選択サイクルの周期は２秒以上である
ことを特徴とする請求項３に記載のＰＷＭ制御装置。
直流電力を変換する電力変換装置をＰＷＭ制御方式により制御するＰＷＭ制御方法であって、
ＰＷＭ制御方式で用いる複数のキャリア周波数が乱数列として序列された周波数テーブルの中から、序列に従って順番にキャリア周波数を選択する選択サイクルを繰り返し実施し、
選択されているキャリア周波数に従って、ＰＷＭ制御方式に用いるキャリア波を生成し、
選択サイクル毎に、選択されるキャリア周波数の数を変化させる
ことを特徴とするＰＷＭ制御方法。