逆变器装置及空调机的制作方法

专利名称：逆变器装置及空调机的制作方法
技术领域：
本发明涉及减少逆变器失真的技术，更详细地说涉及逆变器装置及空 调机。
背景技术：
图14所示的现有技术的例子，是减少流入驱动电动机的交流电源的 交流电流的失真的逆变器装置(例如参照专利文献1)。
在图14中，现有技术的逆变器装置由直流交流变换部4p、电流检出 部6p、电流指令演算部8p、电压指令演算部9p、 PWM信号发生部10p、 电压指令补偿部llp构成。直流交流变换部4p将平滑部(未图示)的输 出电压变换成所需的交流电压，驱动电动机5p。电流检出部6p检出流入 电动机5p的电流。电流指令演算部8p演算旨在驱动电动机5p的电流指 令值。电压指令演算部9p根据电流指令值和电流检出部6p检出的电流值， 算出电压指令值。PWM信号发生部10p根据电压指令值，生成驱动直流 交流变换部4p的信号。电压指令补偿部llp将补偿信号与电压指令值重 叠。
这样， 一般来说，根据电流指令值，补偿电压指令值的振幅，减少失真。
另一方面，在最近的逆变器中，为了降低成本、实现小型化*轻量化 而使用的电容器及电抗器，更加小容量化、小规模化。 专利文献l: JP特开平9一84385号公报
可是，这样地使用容量不太大的平滑部时，平滑部的输出电压的频率 是交流电源频率的二倍，产生很大的脉动。这时，在使用现有技术的电压 指令补偿部llp的逆变器装置中，存在着受脉动电压的影响，不能够很好 地抑制电动机5p的电流失真的课题
发明内容

本发明就是针对上述情况研制的，其目的在于提供一边使用输出电压 产生很大的脉动的平滑部， 一边可以抑制电动机的波形失真的逆变器装置 及空调机。
为了达到上述目的，本发明的逆变器装置，其特征在于具有整流单 元(该整流单元对来自交流电源的交流电压进行整流，生成整流电压)、 平滑单元(该平滑单元平滑整流电压，生成包含与交流电压周期的一半对 应的平滑电压周期的波形的平滑电压)、直流交流变换单元(该直流交流 变换单元将平滑电压变换成表示脉冲宽度调制的交流的驱动电压，供给电 动机)、电流检出单元(该电流检出单元检出在包含平滑电压周期的波形 的同时还包含第1波形失真的电流——在驱动电压的作用下流入电动机的 电动机电流，生成电流检出信号)、目标转速设定单元(该目标转速设定 单元生成表示电动机的转速的目标值的目标转速信号)、电流指令生成单 元(该电流指令生成单元根据电流检出信号及目标转速信号，生成表示电 动机电流的指令值的电流指令信号)、第1电流指令修正单元(该第1电 流指令修正单元根据电流检出信号及电流指令信号，生成修正第1波形失 真的第1电流指令修正信号)、电压指令输出单元(该电压指令输出单元 根据电流检出信号、电流指令信号及第1电流指令修正信号，生成、输出 电压指令信号)、脉冲宽度调制信号生成单元(该脉冲宽度调制信号生成 单元生成脉冲宽度调制信号)，所述直流交流变换单元，根据脉冲宽度调 制信号，生成驱动电压。进而，本发明的空调机，其特征在于具有上述逆变器装置和包含电 动机的压縮机。
降低流入交流电源的交流电流的电源谐波、防止商用电力系统的污染 后，不仅能够提高逆变器装置的电源效率，而且还能够提高与电力系统连 接的其它电器的电源效率。另外，因为能够减小平滑电容器的体积，所以 逆变器装置可以实现小型化*轻量化，使用这种逆变器装置的空调机也容 易小型化 轻量化。进而，平滑电容器、逆变器装置及空调机小型化后， 可以降低逆变器装置及空调机的成本。另外，还因为不需要功率因数改善 电路，所以更加有利于降低逆变器装置及空调机的成本。该逆变器装置， 不仅可以适用于空调机，而且可以适用于使用逆变器装置的所有的电器。


图1是表示第1实施方式中的逆变器装置的结构的方框图。
图2是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。 图3是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。 图4A是表示第1实施方式的逆变器装置中的电流指令修正部的结构 的详细的方框图。
图4B是表示第1实施方式的逆变器装置中的别的电流指令修正部的 结构的详细的方框图。
图5是表示第1实施方式的逆变器装置中的电压指令生成部的结构的 方框图。
图6是表示第1实施方式的逆变器装置中的电压指令修正部的结构的 详细的方框图。
图7是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。 图8是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。 图9是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。 图10是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。 图11是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。图12是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。 图13是表示第1实施方式中的逆变器装置的主要信号的波形图。
图14是现有技术的逆变器装置的方框图。
图中l一交流电源；2—整流部；3—平滑部；4一直流交流变换部； 5—电动机；6—电流检出部；7—旋转相位检出部；8—电流指令生成部； 9一电压指令生成部；IO—PWM信号生成部；11 —电压指令修正部；12 一电压相位检出部；13—电流指令修正部；14一电流指令修正部；15—目 标转速设定部；16—加法部；17—加法部；18—电流传感器。
具体实施方式

下面，参照附图，讲述旨在实施本发明的最佳的方式。在附图中，对 于实质上表示相同的结构、动作及效果要素，赋予相同的符号。另外，以 下记述的数字，都是为了具体讲述本发明而例示的，本发明并不局限于例 示的数字。进而，用高/低表述的逻辑电平或用接通/断开表述的开关状态 也都是为了具体讲述本发明而例示的，使例示的逻辑电平或开关状态不同 地组合后，也可以获得同等的结果。另外，构成要素之间的连接关系，也 是为了具体讲述本发明而例示的，实现本发明的功能的连接关系，并不局 限于此。进而，在以下的实施方式中，使用硬件及/或软件构成。但是，使 用硬件的结构也可以使用软件构成，使用软件的结构也可以使用硬件构 成。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式中的逆变器装置的结构的方框图。
在图1中，第1实施方式中的逆变器装置，对来自交流电源1的单相 的交流电压Sl进行整流，再使用脉冲宽度调制(PWM: Pulse Width Modulation)进行交流化后，生成驱动电压S4。逆变器装置供给电动机5 驱动电压，驱动电动机5。电动机5旋转后，在构成空调机的压縮机中，
9制冷剂被压縮。第1实施方式中的逆变器装置，包含整流部2、平滑部3、 直流交流变换部4、电流检出部6、旋转相位检出部7、目标转速设定部
15、电流指令生成部8、电流指令修正部13、电流指令修正部14、加法部 17、电压指令生成部9、电压指令修正部ll、电压相位检出部12、加法部 16及PWM信号生成部10构成。加法部17及电压指令生成部9构成电压 指令输出部。
整流部2用二极管电桥构成，输入来自交流电源l的交流电压S1。其 结果，交流电流Sl流入交流电源1。整流部2对交流电压Sl进行全波整 流，生成整流电压S2。平滑部3由与整流电压S2并联的平滑电容器(未 图示)串联的电抗器(未图示)构成，将整流电压S2平滑化，生成频率 是交流电压S1的二倍、产生很大的脉动的平滑电压S3。将与交流电压S1 的二倍的频率对应的平滑电压S3的周期，称作"平滑电压周期"。就是说， 平滑电压周期与交流电压周期的一半对应。直流交流变换部4用半导体开 关元件构成，将平滑电压S3变换成检出表示被PWM的交流的驱动电压 S4。电压相位检出部12检出表示平滑电压S3的相位的电压相位信号S12。
电流检出部6检出在驱动电压S4的作用下，流入电动机5的电流， 生成电流检出信号S6。电流检出信号S6包含平滑电压周期的波形，具有 波形失真。旋转相位检出部7根据电流检出信号S6，检出表示电动机5 的旋转相位的旋转相位信号S7。目标转速设定部15生成表示电动机5的 转速的目标值的目标转速信号S15。电流指令生成部8根据旋转相位信号 S7、电压相位信号S12及目标转速信号S15，生成表示电动机电流的指令 值的电流指令信号S8。
电流指令修正部13根据电压相位信号S12、旋转相位信号S7及电流 指令信号S8，生成修正电流检出信号S6的波形失真的电流指令修正信号 S13。电流指令修正部14根据电压相位信号S12、旋转相位信号S7、电流 指令信号S8及换流信号S10A (将在后文讲述)，生成修正电流检出信号 S6的波形失真的电流指令修正信号S14。加法部17将电流指令修正信号S13和电流指令修正信号S14与电流指令信号S8相加，生成加法信号S17。 电压指令生成部9根据旋转相位信号S7及加法信号S17，生成表示PWM 中的被调制信号的指令值的电压指令信号S9。
电压指令修正部11根据电压相位信号S12、旋转相位信号S7及电流 指令信号S8，生成修正电流检出信号S6的波形失真的电压指令修正信号 S13。加法部16将电压指令修正信号S9和电压指令修正信号Sll相加， 生成加法信号S16。加法部16也被称作"被调制信号生成部"，加法信号 S16也被称作"被调制信号"。进而，PWM信号生成部10将加法信号S16 作为被调制信号，例如使用数kHz乃至数十kHz的三角形载波信号和换流 信号S10A，生成表示PWM波形的PWM信号SIO。直流交流变换部4根 据PWM信号SIO，开关平滑电压S3，生成驱动电压S4。
电动机电流是流入直流交流变换部4及电动机5之间的电流，电动机 5为Y次接线时，与电动机5的相电流一致。在代表性的实施方式中，电 流检出部6直接用电流传感器18检出电动机电流。在别的实施方式中， 根据流入直流交流变换部4的母线电流即将平滑电压S3外加给直流交流 变换部4的二个端子中的至少一个的电流，间接地检出推定值。
构成平滑部3的电抗器，是为了降低投入交流电压Sl时突入平滑电 容器的充电电流的峰值而设置的。电抗器的插入的位置，在交流电源l和 构成平滑部3的平滑电容器之间，但也可以是整流部2的交流电源1侧和 平滑部3侧中的某一个。
进而，构成平滑部3的电抗器的电抗值L1和平滑电容器的电容值C1， 将其共振频率fc- (2兀X V (LIXCI))设定成为交流电源1的频率的40 倍以上。在第1实施方式中，将交流电源1的频率定为50Hz。这时，例 如使电抗值Ll=0.5mH、电容值Cl=10 u F，就可以使共振频率fc(=2250Hz) 〉40X50Hz (=2000Hz)地成为40倍以上。如果使共振频率fc成为交流 电源1的频率的40倍以上，电抗器及平滑电容器就能够小型 轻量化，能够削减成本。另外，还不需要为了对付共振频率而设置改善功率因数
(PFC: Power Factor Correction)的电路,进而有利于降低成本。
平滑电容器的典型例子，由薄膜电容器构成。薄膜电容器的寿命特性 是半永久性的，而且周围温度对寿命特性的影响可以忽视，所以使用第1 实施方式的逆变器装置的空调机能够自由地选择使用环境。
下面，讲述这种结构的第l实施方式的逆变器装置的动作。首先，图 2表示主要信号对于时间t而言的波形图。图2 (A)是平滑电压S3的波 形。显著减小平滑部3的平滑电容器的容量后，平滑电压S3就以电源频 率的二倍的频率(称作"平滑电压频率")而且波纹率为80%以上的振幅 产生很大的脉动。平滑电压频率的倒数，被称作"平滑电压周期TPW"(在 图2 (A)中示出)。在第1实施方式中，平滑电压频率是100Hz,平滑电 压周期T是10毫秒。
图2 (B)是电流检出信号S6的波形。电流检出信号S6成为按照用 包络曲线表示的被调制信号振幅调制载波信号的波形。这时，载波信号具 有用电动机5的磁极对数(磁极数的1/2)和转速之积表示的电角频率， 是包含波形失真的正旋波；被调制信号与平滑电压S3大致相似。虽然电 流检出信号S6不是通信信号，但在讲述上却这样使用调制术语表述。
在第1实施方式中，使电动机5的磁极对数为3、转速为3500 (rpm) 后，电流检出信号S6的电角频率就成为3X3500 (rpm) /60 (秒)=175 (Hz)。电角频率的倒数被称作"电角周期"。在该例中，电角周期约为 5.7 (msce)。图2 (D)是电压相位信号S12的波形。电压相位信号S12 成为在平滑电压周期TPW之间从0度到360度变化的锯齿状的波形。
图3表示主要信号对于时间t而言的波形图。图3 (A)是和图2 (B) 同样的电流检出信号S6的波形，图3 (B)是将图3 (A)中的电流检出 信号S6的电角周期TEA的时间轴放大的波形。电流检出信号S6包含被称作"电流失真"的波形失真，背离用虚线表示的没有失真的波形。图3
(C) 图3 (E)也和图3 (B)同样放大了时间轴。图3 (C)是旋转相 位信号S7的波形。旋转相位信号S7成为在电角周期TEA之间从0度到 360度变化的锯齿状的波形。
(电流指令生成部8的结构及动作)
电流指令生成部8在每个用电压相位信号S12表示的平滑电压周期 TPW中，生成使正弦波的大约上部分反复的电流指令信号S8 (见图2 (C) 所示)。与根据旋转相位信号S7求出的实际转速和用目标转速信号S15表 示的目标转速进行比较，使两转速之差较小地控制电流指令信号S8的大 小。就是说，实际转速小于目标转速时，加大控制电流指令信号S8的大 小。为了求出实际转速，电流指令生成部8只检出旋转相位信号S7的每 个电角周期TEA的时刻，而不检出旋转相位信号S7包含的电流检出信号 S6的波形失真。因此，电流指令生成部8不将旋转相位信号S7的波形失 真给予电流指令信号S8。电流指令生成部8在旋转相位信号S7的基础上， 根据不包含波形失真的目标转速信号S15及电压相位信号S12，生成电流 指令信号S8。这样，电流指令信号S8就不包含电流检出信号S6的波形 失真。
(电流指令修正部13的结构及动作)
接着，讲述第1实施方式中的电流指令修正部13的结构及动作。图 4A是表示第1实施方式中的电流指令修正部13的结构的详细的方框图。 电流指令修正部13包含谐波生成部40A、时序生成部41、振幅相位设定 部42、控制部43、开关部44及信号平滑部45。
在这里，直流交流变换部4例如包含3对用一个高电位侧晶体管和一 个低电位侧晶体管构成的一对开关电路，在电角周期TEA期间6次换流。 6次换流时，为了不出现各开关电路中的高电位侧晶体管和低电位侧晶体 管同时成为接通状态，设置了被称作"死时间(dead time)"的两者都断 开的状态。由于在电角周期TEA期间6次换流而产生该死时间，所以给
13电流检出信号S6带来上述那种以电角频率的6次谐波为主的波形失真。
如果改变电角周期TEA期间的换流次数，就产生次数与换流次数相等的
频率失真。
谐波生成部40A根据旋转相位信号S7，生成表示电角周期TEA期间 的6次谐波的谐波信号S40A。在上述的例子中，因为电角频率是175 Hz， 所以谐波信号S40A的频率成为175X6=1050 Hz。时序生成部41根据电 压相位信号S12,生成表示平滑电压周期TPW内的时刻的时刻信号S41。 在典型的例子中，时序生成部41将平滑电压周期TPW分割成多个不同的 期间(称作"副平滑电压期间")，生成表示各副平滑电压期间的始点和终 点的时刻的时刻信号S41。
振幅相位设定部42根据时刻信号S41，设定在平滑电压周期TPW内 变化的基准振幅。进而，振幅相位设定部42将电流指令信号S8的代表值 的大小与该基准振幅相乘，生成电流指令振幅。例如将电流指令信号S8 (见图2 (C)所示)的代表值，设定成平滑电压周期TPW中的最大值。 这样，电流指令振幅被控制成为将实际转速和目标转速相比后，使两转速 之差较小。振幅相位设定部42将谐波信号S40A的振幅设定成该电流指令 振幅，生成表示设定的谐波信号S40A的振幅相位设定信号S42。
在代表性的例子中，振幅相位设定信号S42的振幅，能够一方面在各 副平滑电压期间内大致一定，另一方面在平滑电压周期TPW每当副平滑 电压期间变化时变化。例如振幅相位设定信号S42的振幅基本上与平滑电 压S3的大小成正比，每当副平滑电压期间变化时变化。同时各副平滑电 压期间中的振幅相位设定信号S42的振幅，与电流指令信号S8的代表值 的大小成正比地变化。
进而，振幅相位设定部42根据时刻信号S41，设定振幅相位设定信号 S42的相位。在代表性的例子中，振幅相位设定信号S42的相位，能够一 方面在各副平滑电压期间内大致一定，另一方面在平滑电压周期TPW每当副平滑电压期间变化时变化。
控制部43根据电压相位信号S12，生成表示在平滑电压周期TPW内或每个平滑电压周期TPW使设定振幅相位设定信号S42通过的期间(称作"通过期间")的控制信号S43。开关部44根据控制信号S43，进行接通/断开，生成表示在通过期间通过的振幅相位设定信号S42的通过信号S44。通过期间的开始时刻及结束时刻的时刻，能够按照平滑电压周期TPW，在平滑电压周期TPW内随机变化。进而能够按照平滑电压周期TPW，随机设定使振幅相位设定信号S42通过(即使较少)的通过期间和完全不通过的非通过期间中的某一个。
通过期间，也被称作长度为非零的修正期间；非通过期间，也被称作长度为零的修正期间。控制信号S43，也被称作修正期间信号。就是说，修正期间信号S43，表示在各平滑电压周期TPW内长度为零的修正期间和长度为非零的修正期间中的某一个。进而控制信号S43，在非零的修正期间中，按照平滑电压周期TPW，至少将非零的修正期间的开始时刻及结束时刻中某一个设定成任意的时刻。
图9表示图4 (A)中的电流指令修正部13的动作的波形图。图9 (A)及图9 (C)表示平滑电压周期TPW的平滑电压S3的波形。图9 (B)及图9 (D)与平滑电压S3对应，表示电流指令修正信号S13的波形。在图9 (A) 图9 (D)中，以控制部43及开关部44的动作为中心讲述，省略了各副平滑电压期间的种种变化。
在图9 (B)中，控制部43在每个平滑电压周期TPW中，设定开始时刻tsl 结束时刻tel的通过期间，开关部44在通过期间中被接通，输出电流指令修正信号S13。开始时刻tsl及结束时刻tel被控制部43按照平滑电压周期TPW随机设定。就是说，平滑电压周期TPW的期间TE1中的开始时刻tsl的时刻和期间TE2中的开始时刻ts2的时刻能够变化。另外，平滑电压周期TPW的期间TE1中的结束时刻tel的时刻和期间TE2中的结束时刻te2的时刻能够变化。既可以改变开始时刻及结束时刻的时刻中的某一个，也可以改变两者。
进而，在图9 (D)中，有无从开始时刻ts3起到结束时刻te3为止的通过期间，被控制部43按照平滑电压周期TPW随机设定。就是说，平滑电压周期TPW的各期间TE1、 TE2，是使振幅相位设定信号S42通过(即使较少)的通过期间；TE3是使振幅相位设定信号S42完全不通过的非通过期间。
如上所述，平滑电压S3成为在平滑电压周期TPW中产生很大的脉动的波形(见图9 (A)及图9 (C))，电流检出信号S6 (见图2 (B))成为在平滑电压周斯TPW中包络曲线产生很大的脉动的波形。在电流检出信号S6的振幅在各平滑电压周期TPW中变小的区域中，由于旋转相位检出部7中的实际转速的检出精度恶化，所以振幅相位设定信号S42的振幅及相位的检出精度恶化。进而，电流指令信号S8由于振幅急剧下降，所以6次谐波失真的振幅也不稳定
这时，使用控制部43及开关部44，只在电流指令信号S8振幅变小的区域暂时停止修正。即使停止修正，也由于被电流检出信号S6包含的波形失真较小，所以没有问题。这样，能够防止错误修正导致修正误差扩大。
进而，在每个平滑电压周期TPW中，使通过期间的开始时刻及结束时刻的时刻随机变化，还在每个平滑电压周期TPW中，随机设定通过期间和非通过期间中的某一个。这样，在电流检出信号S6中，能够抑制通过期间中的平滑电压周期TPW的周期性和6次谐波失真相互调制导致的新的失真。
信号平滑部45将通过信号S44中的振幅及相位的急剧变化平滑化，生成表示平滑化的信号的电流指令修正信号S13。通过信号S44如果被充分平滑化，就能够省略信号平滑部45。
在其它的实施方式中，振幅相位设定部42根据谐波信号S40A及电流 指令信号SS，生成振幅及相位不同的多个系统的副振幅相位设定信号。进 而，根据时刻信号S41，在各副平滑电压期间从这些多个系统的副振幅相 位设定信号中选择一个系统的信号，生成振幅相位设定信号S42。
进而，在其它的实施方式中，省略图4 (A)中的谐波生成部40A， 将旋转相位信号S7直接输入振幅相位设定部42。在振幅相位设定部42 中，振幅相位设定信号S42的频率，是与6次谐波失真大致相等的规定值， 被预先设定。再进而，振幅相位设定信号S42的相位，根据旋转相位信号 S7，实际转速如果快就进相，实际转速如果慢就滞相。
这样地构成电流指令修正部13后，电流指令修正部13生成具有和6 次谐波失真(在上述的例子中为1050Hz)大致相等的频率的电流指令修 正信号S13。另外，电流指令修正信号S13的振幅能够在各副平滑电压期 间内大致成为一定，在平滑电压周期TPW内每当副平滑电压期间变化， 就例如基本上与平滑电压S3的大小成正比地变化。进而，各副平滑电压 期间中的电流指令修正部13的振幅，与电流指令信号S8的代表值的大小 成正比地变化，使实际转速和目标转速之差较小地进行控制。其结果，电 流指令修正部13的振幅，能够和电压指令修正信号Sll的振幅一起，大 致与电流检出信号S6包含的6次谐波的大小相等。
进而，电流指令修正部13的相位，被振幅相位设定部42在各副平滑 电压期间事先调整，以便使电流检出信号S6、平滑电压S3或交流电流SC 的波形失真变小。这样，使电流指令修正部13的相位在各副平滑电压期 间也变化后，上述交流电流SC等的波形失真往往变小。调整后的电流指 令修正部13的相位，对于电流检出信号S6包含的6次谐波的相位而言， 大致成为相反的相位。6次谐波的相位对于旋转相位信号S7而言，存在着 规定的相位关系，由于振幅相位设定部42根据旋转相位信号S7，所以如 !果利用振幅相位设定部42事先调整相位，然后即使固定调整值，反相位状态也仍然继续。
图3 (D)是电流指令修正信号S13的波形的一个例子。电流指令修 正信号S13在扩大的电角周期TEA中，包含6周期的6次谐波。
图8表示图1中的第1实施方式的动作的波形图。图8 (A)表示平 滑电压S3的波形，图8 (B)、图8 (C)及图8 (D)与平滑电压S3对应， 表示各自的旋转相位信号S7、换流信号S10A及电流指令修正信号S13的 波形。为了容易看清图8 (D)的波形，与图3 (A)及图3 (B)的情况 相比，降低了实际转速，加大了电角周期TEA。图8 (D)的电流指令修 正信号S13，包含电角周期TEA中的6周期的6次谐波。进而，电流指令 修正信号S13的振幅及相位，在每个平滑电压周期TPW内的副平滑电压 期间TD1、 TD2、 TD3中变化。电流指令修正信号S13的大小成为最大的 时刻，未必是平滑电压S3成为最大的时刻，两者有若干偏移。
图10是表示图4 A中的电流指令修正部13的动作的波形图。图10 (A)表示平滑电压S3的波形，图10 (B)、图10 (C)及图10 (D)与 平滑电压S3对应，表示各自的副振幅相位设定信号的波形。在这3个系 统的副振幅相位设定信号中，频率为图4A时，全是谐波信号S40A的频 率，如果省略谐波生成部40A时，则都是与6次谐波失真大致相等的规定 值，被预先设定。振幅及相位在3个系统的每一个中，具有规定的值。图 10 (C)的副振幅相位设定信号，具有与图10 (B)的副振幅相位设定信 号相等的振幅及进相的相位；图10 (D)的副振幅相位设定信号，具有比 图10 (C)的副振幅相位设定信号大的振幅及相等的相位。
平滑电压周期TPW，被分割成各副平滑电压期间TA1、 TA2、 TA3、 TA4。在各副平滑电压期间TA1、 TA4中选择图10 (B)的副振幅相位设 定信号，在副平滑电压期间TA3中选择图10 (D)的副振幅相位设定信号 (分别用斜线图示)。选择的副振幅相位设定信号被一个系统连接在一起， 生成电流指令修正信号Si3。
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这样，在平滑电压S3较大的期间，加大电流指令修正信号S13;而 在平滑电压S3较小的期间，减小电流指令修正信号S13。其结果，能够 使电流指令修正信号S13成为与电流检出信号S6的波形失真一致的大小。 进而，还可以如图10 (C)所示，对相位进行微调后，生成和电流检出信 号S6的波形失真相位相反的电流指令修正信号SB。
图11是表示图4 A中的电流指令修正部13的动作的波形图。图11 (A)是根据旋转相位信号S7求出的实际转速，从期间TBI到期间TB2 上升。图10 (B)及图10 (C)分别表示副振幅相位设定信号的波形。在 这2个系统的副振幅相位设定信号中，频率全是与5次谐波失真大致相等 的规定值，被预先设定。振幅及相位在2个系统的每一个中，具有规定的 值。图11 (C)的副振幅相位设定信号，具有与图11 (B)的副振幅相位 设定信号相等的振幅及进相的相位。
在期间TBI中选择图11 (B)的副振幅相位设定信号，在期间TB2 中选择图11 (C)的副振幅相位设定信号(分别用斜线图示)。选择的副 振幅相位设定信号被一个系统连接在一起，生成电流指令修正信号S13。 这样，实际转速上升后，能够使电流指令修正信号S13的相位进相，生成 和和电流检出信号S6的波形失真相位相反的电流指令修正信号S13。
图12是表示图4 A中的电流指令修正部13的动作的波形图。图12 (A)是电流指令信号S8的大小，从期间TC1到期间TC2上升。图12(B)、 图12 (C)及图12 (D)分别表示副振幅相位设定信号的波形。在这3个 系统的副振幅相位设定信号中，图4A时，全是谐波信号S40A的频率； 图7C时，则都是与5次谐波失真大致相等的规定值，被预先设定。振幅 及相位在3个系统的每一个中，具有规定的值。图12 (C)的副振幅相位 设定信号，具有与图12 (B)的副振幅相位设定信号相等的振幅及进相的 相位；图12 (D)的副振幅相位设定信号，具有比图12 (C)的副振幅相 位设定信号大的振幅及相等的相位。
在期间TC1中选择图12 (B)的副振幅相位设定信号，在期间TC2 中选择图12 (D)的副振幅相位设定信号(分别用斜线图示)。选择的副 振幅相位设定信号被一个系统连接在一起，生成电流指令修正信号S13。 这样，电流指令信号S8的大小上升后，能够使电流指令修正信号S13的 振幅进一步加大。其结果，同样能够生成基本上与和电流指令信号S8 — 起上升的电流检出信号S6的波形失真相等的大小的电流指令修正信号 S13。
在图IO (A) 图12 (C)的波形图中，图4A中的开关部44，使振 幅相位设定信号S42全部通过，生成电流指令修正信号S13。
此外，谐波信号S40A表示电角频率的6次谐波。但是，进而还可以 是包含6次以外的谐波的周期性的信号。
(电流指令修正部14的结构及动作)
接着，讲述第1实施方式中的电流指令修正部14的结构及动作。图 4B是表示第1实施方式中的电流指令修正部14的结构的详细的方框图。 电流指令修正部14包含相互调制波生成部(intermodulation wave generating unit) 46、时序生成部41A、振幅相位设定部42A、控制部43、 开关部44及信号平滑部45。在电流指令修正部14中，以与电流指令修正 部13的不同之处为中心讲述。其它的结构、动作及效果，因为和电流指 令修正部13相同，所以不再赘述。
相互调制波生成部46，根据旋转相位信号S7，生成表示电角频率的6 次谐波的电角谐波信号。相互调制波生成部46还进而根据电压相位信号 S12，生成表示具有平滑电压频率及谐波的信号的平滑电压谐波信号。相 互调制波生成部46再进而根据与电角谐波信号的频率和平滑电压谐波信 号的频率之和的差，生成相互调制波信号S46。此外，相互调制波生成部 46还可以取代电压相位信号S12,输入平滑电压S3，生成平滑电压谐波信号。
在上述的例子中，因为电角频率是175Hz、平滑电压频率是100Hz， 所以电角谐波信号的频率成为1050Hz，平滑电压谐波信号的频率就像100 Hz、 200Hz那样成为100Hz的倍数。因此，相互调制波信号S46的频率就 像850Hz、 950Hz、 1050Hz、 1150Hz、 1250Hz那样，成为将1050Hz作为 中心的间隔为100Hz的频率。
时序生成部41 A根据电压相位信号S12及换流信号S10A，生成表示 平滑电压周期TPW内的时刻信号S41A。时刻信号S41A例如表示每次换 流时在低电平和高电平之间变化的信号。在代表性的例子中，时序生成部 41 A生成表示换流信号S10A在低电平和高电平之间变化的上升边缘及下 降边缘二者的换流时刻。时序生成部41A进而根据电压相位信号S12，只 在平滑电压周期TPW内的规定的有效期间，将换流时刻作为时刻信号 S41A输出。有效期间可以等于平滑电压周期TPW。这时，时序生成部41 A将所有的换流时刻作为时刻信号S41A输出。
振幅相位设定部42A根据时刻信号S41A，设定在平滑电压周期TPW 内变化的基准振幅。进而，振幅相位设定部42A将电流指令信号S8的代 表值的大小与该基准振幅相乘，生成电流指令振幅。例如将电流指令信号 S8 (见图2 (C)所示)的代表值，设定成平滑电压周期TPW中的最大值。 这样，电流指令振幅被控制成为将实际转速和目标转速相比后，使两转速 之差较小。振幅相位设定部42A将相互调制波信号S46的振幅设定成该电 流指令振幅，生成表示设定的相互调制波信号S46的振幅相位设定信号 S42A。
在代表性的例子中，振幅相位设定信号S42A的振幅，基本上与平滑 电压S3的大小成正比地变化。在别的例子中，振幅相位设定信号S42A的 振幅，在平滑电压周期TPW内一定。总之，振幅相位设定信号S42的振 幅，与电流指令信号SS的代表值的大小成正比地变化。在别的例子中，振幅相位设定信号S42A的振幅，与电流指令信号S8的代表值的大小无关 地成为一定。
进而，振幅相位设定部42A根据时刻信号S41A，设定振幅相位设定 信号S42A的相位。在这里，使用图7讲述振幅相位设定部42A中的相位 的设定结构。在图7中，取代时刻信号S41A，使用换流信号S10A。时刻 信号S41A表示换流信号S10A的上升边缘及下降边缘等两边缘。有效期 间(未图示)在振幅相位设定信号S42A中，为存在根据相互调制波信号 S46的正弦波状的波形的期间以上，处于平滑电压周期TPW内。就是说， 在图7 (A)、图7 (B)、图7 (C)、图7 (D)及图7 (F)中，有效期间 比平滑电压周期TPW狭窄，在图7(E)中，有效期间与平滑电压周期TPW 相等。
换流信号S10A的上升及下降的两边缘之间的间隔，被称作"换流周 期"。换流周期每次换流时变动。振幅相位设定部42A中的正弦波状的波 形的周期，被称作"波形周期"。图7 (A)、图7 (B)、图7 (C)及图7 (D)的振幅相位设定部42A，分别用一个波形周期的正弦波状的波形构 成。图7 (E)及图7 (F)的振幅相位设定部42A，由互不相同的2个波 形周期的正弦波状的波形交替出现地构成，或者一方的出现概率大于另一 方地构成，或者随机出现地构成。
关于有效期间对于平滑电压周期TPW而言的长度及波形周期的结 构，在图7 (A) 图7 (F)中，如上所述地设定。进而，波形周期对于 换流周期而言的大小关系及连续波中的波形周期的个数N(N为1以上的 整数)，在图7 (A) 图7 (F)中，如下所述地设定时，振幅相位设定信 号S42成为如下所述的那种波形。在这里，相互调制波信号S46虽然是根 据正弦波状的波形的连续波，但是振幅相位设定信号S42根据时刻信号 S41A，用波形周期单位处理相互调制波信号S46。因此，振幅相位设定信 号S42包含波形周期单位的正弦波状的波形连续N次的连续波，用各连续 波间成为不连续的不连续波表示。N为1时，振幅相位设定信号S42是波形周期单位的不连续波。
图7 (A)表示波形周期与换流周期的长度没有关系、N在有效期间 内无限制的情况。这时，振幅相位设定信号S42虽然与有效期间的最初的 时刻信号S41A同步，但是在剩余的有效期间中不同步。因此振幅相位设 定信号S42包含在有效期间内无限制地连续的连续波，用在有效期间外成 为不连续的不连续波表示。其结果，振幅相位设定信号S42在每个平滑电 压周期TPW中与换流信号S10A同步一次。
图7 (B)表示波形周期比哪个换流周期都长、N=l的情况。这时， 振幅相位设定信号S42与有效期间的最初的时刻信号S41A同步，在同步 时刻以后，与波形同步后的最初的时刻信号S41A同步。因此振幅相位设 定信号S42包含一个波形周期的连续波，各连续波间成为不连续，在有效 期间外也用成为不连续的不连续波表示。其结果，振幅相位设定信号S42 在每个波形周期与换流信号S10A同步。
图7 (C)表示波形周期比哪个换流周期都短、N=l的情况。这时， 振幅相位设定信号S42与所有的时刻信号S41A同步。因此振幅相位设定 信号S42包含一个波形周期的连续波，各连续波间成为不连续，在有效期 间外也用成为不连续的不连续波表示。其结果，振幅相位设定信号S42在 每个波形周期与换流信号S10A同步。
图7 (D)和图7 (C) —样，表示波形周期比哪个换流周期都短、N=2 的情况。这时，振幅相位设定信号S42与所有的时刻信号S41A同步，在 同步时刻以后，与2个波形同步后的最初的时刻信号S41A同步。因此振 幅相位设定信号S42包含这2个波形周期的连续波，各连续波间成为在有 效期间外也用成为不连续的不连续波表示。其结果，振幅相位设定信号S42 在每2个波形周期与换流信号S10A同步。
图7 (E)表示波形周期与换流周期的长度没有关系、N=3的情况。这时，振幅相位设定信号S42与任意的时刻信号S41A同步，在同步时刻
以后，与3个波形同步后的最初的时刻信号S41A同步。因此振幅相位设 定信号S42与有效期间没有关系，包含3个波形周期的连续波，用各连续 波间成为不连续的不连续波表示。其结果，振幅相位设定信号S42具有互 不相同的2个波形周期，在每个不同的波形周期中与换流信号S10A同步一次。
图7 (F)表示波形周期与换流周期的长度没有关系、N=l的情况。 这时，振幅相位设定信号S42与有效期间的最初的时刻信号S41A同步， 在同步时刻以后，与波形同步后的最初的时刻信号S41A同步。因此振幅 相位设定信号S42包含1个波形周期的连续波，各连续波间成为不连续， 在有效期间外也用成为不连续的不连续波表示。进而，该连续波具有互不 相同的2个波形周期。其结果，振幅相位设定信号S42具有互不相同的2 个波形周期，在每个不同的波形周期中与换流信号S10A同步。
在上述的例子中，振幅相位设定信号S42的波形周期，从表示相互调 制波信号S46的频率的850 Hz、 950Hz、 1050Hz、 1150Hz、 1250Hz的那 种将1050Hz作为中心的间隔为100 Hz的频率对应的周期中，选择一个。 在图7 (E)及图7 (F)中，讲述了互不相同的2个波形周期。但也可以 作为互不相同的3个以上的波形周期，能够同样地讲述。另外，在图7中， 一个连续波例如既可以用将1050Hz作为中心的间隔的频率的一个频率构 成，也可以用2个以上的频率构成。
振幅相位设定信号S42与换流信号S10A同步的相位，在图7中被正 弦波中的0度相位选择，但也可以是其它相位。
这样，振幅相位设定部42A根据图7 (A) 图7 (F)表示的6种相 位同步结构中某一种或至少某两种的组合，生成振幅相位设定信号S42。
控制部43、开关部44及信号平滑部45，由于和电流指令修正信号S13的情况相同，所以不再赘述。
在其它的实施方式中，省略图4A中的相互调制波生成部46。在振幅相位设定部42A中，振幅相位设定信号S42的频率是基本上与相互调制失真相等的规定值，被预先设定。
如上所述，包含波形失真的电流检出信号S6的波形(见图2 (B)所示)，成为用包含谐波失真的平滑电压S3 (见图2 (A)所示)对包含6次谐波率失真的电角频率的载波信号进行振幅调制的波形。这时，因为也用包含谐波失真的平滑电压S3对载波信号的6次谐波失真进行振幅调制，所以在电流检出信号S6的波形失真中，不仅包含电角频率的6次谐波率失真，而且包含相互调制失真。相互调制失真是具有电角频率的6次谐波失真和平滑电压频率及其谐波的和和差的频率的失真。
这样，电流检出信号S6的波形失真中的电角频率的6次谐波失真，被电流指令修正部13修正。但是，电角频率的6次谐波失真和平滑电压频率及其谐波的相互调制失真，则被电流指令修正部14修正。
就是说，电流指令修正部14生成具有与上述相互调制波信号S46的频率或与该频率基本上相等的频率的电流指令修正信号S14。另外，电流指令修正信号S14的振幅例如能够基本上与平滑电压S3的大小成正比地变化。进而电流指令修正信号S14的振幅，与电流指令信号S8的代表值的大小成正比地变化，使实际转速和目标转速之差较小地进行控制。
进而，电流指令修正信号S14的相位，如图7所示，与表示电动机电流的换流时刻的换流信号S10A同步。电流检出信号S6中的6次谐波失真，因为起因于电角周期TEA之间的6次换流，所以与换流时刻同步后，能够有效地减少与电流检出信号S6中的6次谐波失真有关的相互调制失真。
另外，电流指令修正信号S14的相位，被振幅相位设定部42A事先调整，从而使电流检出信号S6、平滑电压S3或交流电流SC的波形失真变
小。调整后的电流指令修正信号S14的相位，基本上成为与电流检出信号S6包含的相互调制波的相位相反的相位。相互调制波的相位对于旋转相位信号S7而言，存在规定的相位关系，因为振幅相位设定部42A根据旋转相位信号S7，所以如果被振幅相位设定部42A事先调整相位，即使然后固定调整值，反相位状态也仍然继续。
(加法部17及电压指令生成部9的结构及动作)
加法部17将表示基本上与电流检出信号S6的波形失真的相位相反的6次谐波失真的电流指令修正信号S13和表示与6次谐波失真有关的相互调制波失真的电流指令修正信号S14与不包含波形失真的电流指令信号S8相加，生成加法信号S17。
接着，讲述第1实施方式中的电压指令生成部9的结构及动作。图5是表示第1实施方式中的电压指令生成部9的结构的方框图。电压指令生成部9，包含载波生成部21及振幅调制部22。
载波生成部21根据旋转相位信号S7，生成表示电角周期TEA的正弦波的载波信号S21。振幅调制部22根据用加法信号S17表示的被调制信号对载波信号S21进行振幅调制，生成电压指令信号S9。载波生成部21只检出旋转相位信号S7的各电角周期TEA中的时刻，不检出旋转相位信号S7包含的电流检出信号S6的波形失真。因此，载波生成部21不将旋转相位信号S7的波形失真给予载波信号S21 。振幅调制部22根据包含波形失真的加法信号S17及不包含波形失真的载波信号S21 ，生成电压指令信号S9。这样，电压指令信号S9就包含电流指令修正信号S13及电流指令修正信号S14的波形。
另一方面，电流检出信号S6包含的6次谐波失真及与6次谐波失真有关的相互调制波失真，在平滑电压S3内，主要表现为电角频率的5次谐波失真及与5次谐波失真有关的相互调制波失真。平滑电压S3中的这些失真，使流入交流电源1的交流电流SC产生谐波失真。如果减少平滑 电压S3中的上述失真，也就减少了电流检出信号S6的波形失真及交流电 流SC的谐波失真。
因为加法信号S17包含6次谐波失真及与6次谐波失真有关的相互调 制波失真，所以为了修正平滑电压S3中的电角频率的5次谐波失真及与5 次谐波失真有关的相互调制波失真，需要将6次谐波变换成5次谐波。振 幅调制部22用包含6次谐波失真及与6次谐波失真有关的相互调制波失 真的加法信号S17，对电角频率的载波信号S21进行振幅调制后，就生成 包含5次谐波失真及与5次谐波失真有关的相互调制波失真和7次谐波失 真及与7次谐波失真有关的相互调制波失真的信号。进而，振幅调制部22 只抽出其中的5次谐波失真及与5次谐波失真有关的相互调制波失真，与 用电流指令信号S8到载波信号S21进行振幅调制后的信号合并，生成电 压指令信号S9。
在上述的例子中，因为电角频率是175Hz、平滑电压频率是100Hz， 所以5次谐波失真成为875Hz，与5次谐波失真有关的相互调制波失真就 像675 Hz、 775Hz、 875Hz、 975Hz、 1075Hz那样，成为将875Hz作为中 心的间隔为100Hz的频率。
电压指令信号S9的包络曲线，表示加法信号S17。包络曲线的大小 被控制成为将实际转速和目标转速相比后，使两转速之差较小。就是说， 用平滑电压周期TPW单位表示电压指令信号S9后，基本上成为和图3(A) 中的电流检出信号S6同样的波形。
此外，虽然使电压指令信号S9包含5次谐波失真及与5次谐波失真 有关的相互调制波失真。但也可以是5次以外的7次谐波失真及包含7次 谐波失真等的周期性的信号。
(电压指令修正部11的结构及动作)接着，讲述第1实施方式中的电压指令修正部11的结构及动作。图6 是表示第1实施方式中的电压指令修正部11的结构的详细的方框图。电
压指令修正部11包含谐波生成部40、时序生成部41、振幅相位设定部42、 控制部43、开关部44及信号平滑部45。
谐波生成部40根据旋转相位信号S7，生成表示电角频率的5次谐波 的谐波信号S40。在上述的例子中，因为电角频率是175Hz，所以谐波信 号S40的频率成为875 Hz。
时序生成部41、振幅相位设定部42、控制部43、开关部44及信号平 滑部45的结构、动作及效果，因为和电流指令修正部13相同，所以不再 赘述。
这样地构成电压指令修正部11后，电压指令修正部11生成具有和5 次谐波失真大致相等的频率的电压指令修正信号Sll。另外，电压指令修 正部11的振幅能够在各副平滑电压期间内大致成为一定，在平滑电压周 期TPW内每当副平滑电压期间变化，就例如基本上与平滑电压S3的大小 成正比地变化。进而，各副平滑电压期间中的电压指令修正部11的振幅， 与电流指令信号S8的代表值的大小成正比地变化，使实际转速和目标转 速之差较小地进行控制。其结果，电压指令修正部11的振幅，能够和电 流指令修正信号S13的振幅一起，大致与电流检出信号S6包含的6次谐 波的大小相等。
进而，电压指令修正部11的相位，被振幅相位设定部42在各副平滑 电压期间事先调整，以便使电流检出信号S6、平滑电压S3或交流电流SC 的波形失真变小。这样，使电压指令修正部11的相位在各副平滑电压期 间也变化后，上述交流电流SC等的波形失真往往变小。调整后的电压指 令修正部11的相位，对于电流检出信号S6包含的6次谐波的相位而言， 大致成为相反的相位。6次谐波的相位对于旋转相位信号S7而言，存在着 规定的相位关系，由于振幅相位设定部42根据旋转相位信号S7，所以如
28果利用振幅相位设定部42事先调整相位，然后即使固定调整值，反相位 状态也仍然继续。
另一方面，电流检出信号S6的6次谐波失真，在平滑电压S3内，主 要表现为电角频率的5次谐波失真。平滑电压S3中的电角频率的5次谐 波失真，使流入交流电源1的交流电流SC产生谐波失真。如果减少平滑 电压S3中的电角频率的5次谐波失真，也就减少了电流检出信号S6的波 形失真及交流电流SC的谐波失真。电压指令修正信号Sll减少该5次谐 波失真。
电流检出信号S6的6次谐波失真，不仅被电压指令修正部11修正， 而且被电流指令修正部13修正。如图1的第1实施方式那样，用电流指 令修正部13和电压指令修正部11等两者构成时，用两者最佳地调整，以 便使电流检出信号S6的6次谐波失真变小。其结果，可以将电流检出信 号S6的6次谐波失真视为容易被电流指令修正部13修正的失真和容易被 电压指令修正部11修正的失真之和，由电流指令修正信号S13及电压指 令修正信号S11等两者分担后，被有效地减少。此外，只用电流指令修正 部13构成时，单独地最佳调整后，电流检出信号S6的6次谐波失真就被 电流指令修正部13单独地大大降低。
图3 (E)是电压指令修正信号Sll的波形的一个例子。电压指令修 正信号Sll，在扩大的电角周期TEA中包含5周期的5次谐波失真。
图8 (E)与平滑电压S3对应，表示电压指令修正信号Sll的波形。 图8 (E)的电压指令修正信号Sll，在电角周期TEA之间包含5周期的5 次谐波失真。进而，电压指令修正信号Sll的振幅及相位，在每个平滑电 压周期TPW内的副平滑电压期间TD1、 TD2、 TD3中变化。电压指令修 正信号Sll的大小成为最大的时刻，未必是平滑电压S3成为最大的时刻， 两者有若干偏移。如上所述，包含6次谐波失真的电流指令修正信号S13，被电流指令
修正部13生成，如图10、图11及图12所示地动作。包含5次谐波失真 的电压指令修正信号Sll，也被电压指令修正部11生成，如图IO、图ll 及图12所示地动作。电压指令修正信号Sll的动作，因为和电流指令修 正部13的情况同样，所以不再赘述。
此外，谐波信号S40表示电角频率的5次谐波。但是，进而还可以是 包含5次以外的谐波的周期性的信号。
在这里，在第1实施方式中，电压指令修正部11根据电压相位信号 S12、旋转相位信号S7及电流指令信号S8，生成电压指令修正信号Sll。 但是，取代电流指令信号S8，使用电流检出信号S6，也可以进行同样的 动作。这时，在图1中，取代电流指令信号S8，将电流检出信号S6输入 电压指令修正部ll;在图6中，取代电流指令信号S8，将电流检出信号 S6输入振幅相位设定部42。
(加法部16、 PWM信号生成部10及直流交流变换部4的结构及动
作)
加法部16将包含5次谐波失真的电压指令修正信号Sll与同样包含5 次谐波失真及与5次谐波失真有关的相互调制波失真的电压指令信号S9 相加，生成加法信号S16。 PWM信号生成部10根据加法信号S16。生成 包含相位和电流检出信号S6相反的波形失真的PWM信号S10。进而，直 流交流变换部4根据PWM信号SIO，生成包含相位和电流检出信号S6 相反的波形失真的驱动电压S4。包含相位和电流检出信号S6相反的波形 失真的驱动电压S4驱动电动机5的结果，减少了电流检出信号S6的波形 失真。另外，通过电压指令生成部9、 PWM信号生成部10及直流交流变 换部4作媒介，使驱动电压S4反映表示实际转速和目标转速的比较结果 的电流指令信号S8后，能够使电动机5的实际转速更加接近目标转速地 进行控制。如上所述，电流检出信号S6的波形失真的振幅，基本上与平滑电压
S3的大小成正比。加法信号S16在电流指令修正部13、电流指令修正部 14及电压指令修正部11的构成作用下，包含相位和电流检出信号S6的波 形失真相反、振幅基本上相等的波形失真。这样，根据加法信号S16的驱 动电压S4能够有效地降低基本上与平滑电压S3的大小成正比的电流检出 信号S6的波形失真。
(第1实施方式的总结)
图13 (A)及图13 (B)分别表示电流指令修正部13、电流指令修正 部14及电压指令修正部11不动作时的电流检出信号S6及交流电流SC。 图13 (C)及图13 (D)分别表示电流指令修正部13、电流指令修正部 14及电压指令修正部11动作时的电流检出信号S6及交流电流SC。图13 (A)及图13 (C)，对于图13 (B)及图13 (D)而言，和图3 (A)及 图3 (B)的关系同样，将横轴扩大后，利用平滑电压周期TPW及电角周 期TEA表示时间的标度。
在图13 (A)中，电流检出信号S6对于用虚线表示的没有失真的波 形，包含谐波及相互调制波地失真后，该波形失真通过平滑部3及整流部 2作媒介，影响交流电流SC。其结果，如图13 (B)所示，交流电流SC 成为谐波增大的波形，背离用虚线表示的没有失真的波形。电流指令修正 部13、电流指令修正部14及电压指令修正部11动作时，如图13 (C)所 示，电流检出信号S6的波形失真降低，其结果，如图13 (D)所示，交 流电流SC的谐波失真也降低。
采用以上所示的第1实施方式后，使用电流指令修正部13、电流指令 修正部14及电压指令修正部11，分别生成包含6次谐波失真的电流指令 修正信号S13、包含与6次谐波失真有关的相互调制失真的电流指令修正 信号S14及包含5次谐波失真的电压指令修正信号Sll。可以将电流检出 信号S6包含的波形失真，视为容易被电流指令修正部13修正的6次谐波 失真、容易被电压指令修正部11修正的6次谐波失真、与6次谐波失真有关的相互调制波失真之和。电流指令修正部13、电流指令修正部14及
电压指令修正部11通过PWM信号S10作媒介，使驱动电压S4反映后， 分担、减少电流检出信号S6的波形失真。这样，能够减少平滑电容器的 电容值， 一边使用平滑电压S3很大地脉动的平滑部3， 一边抑制流入电动 机5的电流失真。其结果，降低流入交流电源SC的电源谐波、防止商用 电力系统的污染后，不仅能够提高第1实施方式的逆变器装置的电源效率， 而且还能够提高与电力系统连接的其它电器的电源效率。
另外，由于能够减小平滑电容器的体积，所以可以实现逆变器装置的 小型 轻量化，使用这种逆变器装置的空调机也容易实现小型 轻量化。 进而，使平滑电容器、逆变器装置及空调机小型化后，可以降低逆变器装 置及空调机的成本。另外，还因为不需要PFC电路，所以有利于降低逆变 器装置及空调机的成本。还有，因为在平滑电容器中可以使用薄膜电容器， 所以可以使平滑电容器长寿命化，扩大空调机的动作温度。再进而，由于 降低电动机电流的波形失真，所以可以实现空调机对的低噪声化。第l实 施方式的逆变器装置，不仅可以适用于空调机，而且可以适用于使用逆变 器装置的所有的电器。
进而，第1实施方式根据旋转相位信号S7，生成基本的波形失真，再 根据电流指令信号S8及电压相位信号S12，修正该基本的波形失真，从 而生成电流指令修正信号S13、电流指令修正信号S14及电压指令修正信 号Sll。这样，因为第1实施方式根据电动机5的检出信号进行自动修正 的要素较少，所以成为即使平滑电压S3变小或者波形失真变大，修正动 作也不容易出现破绽的结构。而且如上所述，随机设定通过期间及非通过 期间，随机设定通过期间的开始时刻及结束时刻后，成为对于破绽的抵抗 力更强的结构。
此外，虽然在图1中，使电流指令生成部8、电流指令修正部13、电 流指令修正部14、电压指令生成部9及电压指令修正部11根据旋转相位 信号S7。但是因为旋转相位信号S7根据电流检出信号S6生成，所以也可以取代旋转相位信号S7，根据电流检出信号S6。就是说，电流指令生
成部8根据电流检出信号S6、电压相位信号S12及目标转速信号S15，生 成电流指令信号S8。电流指令修正部13根据电压相位信号S12、电流检 出信号S6及电流指令信号S8，生成电流指令修正信号S13。电流指令修 正部14根据电压相位信号S12、电流检出信号S6、电流指令信号S8及换 流信号S10A，生成电流指令修正信号S14。电压指令修正部9根据电流检 出信号S6及加法信号S17，生成电压指令修正信号S9。电压指令修正部 11根据电压相位信号S12、电流检出信号S6及电流指令信号S8，生成电 压指令修正信号SU。
进而，虽然使电流指令生成部8、电流指令修正部13、电流指令修正 部14及电压指令修正部11根据电压相位信号S12。但是因为根据电流检 出信号S6的包络曲线生成平滑电压周期TPW，所以也可以取代电压相位 信号S12，根据电流检出信号S6。就是说，电流指令生成部8根据电流检 出信号S6及目标转速信号S15，生成电流指令信号S8。电流指令修正部 13根据电流检出信号S6及电流指令信号S8，生成电流指令修正信号S13。 电流指令修正部14根据电流检出信号S6、电流指令信号S8及换流信号 S10A，生成电流指令修正信号S14。电压指令修正部11根据电流检出信 号S6及电流指令信号S8，生成电压指令修正信号Sll。
再进而，虽然使电流指令修正信号S13、电流指令修正信号S14及电 压指令修正信号Sll根据电流指令信号S8。但是因为电流指令生成部8 根据电流检出信号S6及目标转速信号Si5，生成电流指令信号S8，所以 也可以取代电流指令信号S8，根据电流检出信号S6及目标转速信号S15。 就是说，电流指令修正部B根据电流检出信号S6及目标转速信号S15， 生成电流指令修正信号S13。电流指令修正部14根据电流检出信号S6、 目标转速信号S15及换流信号S10A，生成电流指令修正信号S14。电压 指令修正部9根据电流检出信号S6及目标转速信号S15，生成电压指令 修正信号S9。电压指令修正部11根据电流检出信号S6及目标转速信号 ,S15，生成电压指令修正信号Sll。
在以上的实施方式中的讲述，都是将本发明具体化的一个例子，本发 明不局限于这些例子。本领域技术人员使用本发明的技术，可以很容易地 形成能够构成的各种用例。
本发明可以用于逆变器装置及空调机。
权利要求
1、一种逆变器装置，具有整流单元，该整流单元对来自交流电源的交流电压进行整流，生成整流电压；平滑单元，该平滑单元平滑整流电压，生成包含与交流电压周期的一半对应的平滑电压周期的波形的平滑电压；直流交流变换单元，该直流交流变换单元将平滑电压变换成脉冲宽度调制的交流驱动电压，供给电动机；电流检出单元，该电流检出单元检出在驱动电压的作用下流入电动机的电动机电流，生成电流检出信号，所述电动机电流是包含平滑电压周期的波形和包含第1波形失真的电流；目标转速设定单元，该目标转速设定单元生成表示电动机的转速的目标值的目标转速信号；电流指令生成单元，该电流指令生成单元根据电流检出信号及目标转速信号，生成表示电动机电流的指令值的电流指令信号；第1电流指令修正单元，该第1电流指令修正单元根据电流检出信号及电流指令信号，生成修正第1波形失真的第1电流指令修正信号；电压指令输出单元，该电压指令输出单元根据电流检出信号、电流指令信号及第1电流指令修正信号，生成并输出电压指令信号；和脉冲宽度调制信号生成单元，该脉冲宽度调制信号生成单元根据电压指令信号生成脉冲宽度调制信号，所述直流交流变换单元，根据脉冲宽度调制信号，生成驱动电压。
2、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于所述电流检出单 元，检出包含第2波形失真及第3波形失真的电动机电流；所述脉冲宽度调制信号生成单元，生成表示电动机电流的换流时刻的 换流信号；所述第1电流指令修正单元，包含第2电流指令修正单元，该第2电流指令修正单元根据电流检出信号及电流指令信号，生成修正第2波形失真的第2电流指令修正信号；和 第3电流指令修正单元，该第3电流指令修正单元根据电流检出信号、电流指令信号及换流信号，生成修正第3波形失真的第3电流指令修正信号。
3、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于所述电流检出单 元，检出包含第4波形失真的电动机电流；所述的逆变器装置，还具有-电压指令修正单元，该电压指令修正单元根据电流检出信号及目标转 速信号，生成修正第4波形失真的电压指令修正信号；和被调制信号生成单元，该被调制信号生成单元将电压指令修正信号与 电压指令信号相加，生成表示相加结果的被调制信号，所述脉冲宽度调制信号生成单元，根据被调制信号，生成脉冲宽度调 制信号。
4、 如权利要求3所述的逆变器装置，其特征在于进而具有旋转相 位检出单元，该旋转相位检出单元根据电流检出信号，检出表示电动机的 旋转相位的旋转相位信号；所述电压指令修正单元，根据旋转相位信号及电流指令信号，生成电 压指令修正信号。
5、 如权利要求3所述的逆变器装置，其特征在于进而具有电压相位检出单元，该电压相位检出单元检出表示平滑电压的相位的电压相位信号；所述电压指令修正单元，根据电压相位信号，生成电压指令修正信号。
6、 如权利要求3所述的逆变器装置，其特征在于所述电压指令修正单元，包含控制部，该控制部在各平滑电压周期内，生成表示长度为零的修正期间和非零的修正期间中的某一个的修正期间信号；修正期间信号在非零的修正期间内时，生成电压指令修正信号； 控制部在各平滑电压周期内，将非零的修正期间中的开始时刻及结束时刻中的至少一个，设定为任意的时刻。
7、 如权利要求3所述的逆变器装置，其特征在于所述电压指令修正单元，使电压指令修正信号的振幅及相位中的至少一个变化。
8、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于进而具有旋转相 位检出单元，该旋转相位检出单元根据电流检出信号，检出表示电动机的 旋转相位的旋转相位信号；所述电流指令生成单元，根据旋转相位信号及目标转速信号，生成电 流指令信号；所述第1电流指令修正单元，根据旋转相位信号及电流指令信号，生成第1电流指令修正信号；所述电压指令输出单元，根据旋转相位信号、电流指令信号及第l电 流指令修正信号，输出电压指令修正信号。
9、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，所述电压指令输 出单元，包含加法信号生成部，该加法信号生成部将第1电流指令修正信号与电流 指令信号相加，生成加法信号；和电压指令生成单元，该电压指令生成单元根据电流检出信号及加法信 号，生成电压指令信号。
10、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于进而具有电压相位检出单元，该电压相位检出单元检出表示平滑电压的相位的电压相位信 号。
11、 如权利要求10所述的逆变器装置，其特征在于所述电流指令 生成单元，根据电压相位信号，生成电流指令信号。
12、 如权利要求IO所述的逆变器装置，其特征在于所述第1电流 指令修正单元，根据电压相位信号，生成第1电流指令修正信号。
13、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于所述第l电流指 令修正单元，包含控制部，该控制部在各平滑电压周期内，生成表示长度为零的修正期间和非零的修正期间中的某一个的修正期间信号；修正期间信号在非零的修正期间内时，生成第l电流指令修正信号； 控制部在各平滑电压周期内，将非零的修正期间中的开始时刻及结束时刻中的至少一个，设定为任意的时刻。
14、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于所述第1电流指 令修正单元，使第l电流指令修正信号的振幅及相位中的至少一个变化。
15、 如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于所述平滑单元， 包含平滑电容器及电抗器；平滑电容器及电抗器的共振频率，为交流电源频率的40倍以上。
16、 如权利要求15所述的逆变器装置，其特征在于平滑电容器由 薄膜电容器构成。
17、 一种空调机，其特征在于具有权利要求1所述的逆变器装置和 包含电动机的压縮机。
全文摘要
整流部及平滑部，对来自交流电源的交流电压进行整流及平滑，生成包含与交流电压周期的一半对应的平滑电压周期的波形的平滑电压。直流交流变换部将平滑电压变换成驱动电压，供给电动机。电流检出部检出在包含平滑电压周期的波形的同时还包含波形失真的电流——流入电动机的电动机电流，生成电流检出信号。目标转速设定部生成表示电动机的转速的目标值的目标转速信号。电流指令生成部根据电流检出信号及目标转速信号，生成表示电动机电流的指令值的电流指令信号。电流指令修正部根据电流检出信号及电流指令信号，生成修正波形失真的电流指令修正信号。电压指令输出部根据电流检出信号、电流指令信号及电流指令修正信号，生成电压指令信号；PWM信号生成部根据电压指令信号，生成PWM信号。
文档编号H02P27/06GK101467344SQ20078002192
公开日2009年6月24日 申请日期2007年4月20日 优先权日2006年4月24日
发明者小川正则, 松城英夫, 福荣贵史 申请人:松下电器产业株式会社