JP2821679B2 - Ｐｗｍインバータのゲート信号発生方法および装置、ｐｗｍインバータ装置 - Google Patents

Ｐｗｍインバータのゲート信号発生方法および装置、ｐｗｍインバータ装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、PWM（パルス幅変調）インバータのゲート
信号発生方法および装置に係り、特に交流電動機の回転
磁束制御に好適なPWMインバータのゲート信号発生方法
および装置に関する。
〔従来の技術〕
３相インバータをPWM制御するにあたって、負荷の回
転磁束又は回転磁束指令に基づいてPWMゲート信号を生
成することが知られている。
例えば、負荷の誘導電動機の回転磁束を検出し、この
検出回転磁束と基準回転磁束の偏差を零にするように、
インバータの出力電圧ベクトルを制御する方法が特開昭
59−25592号公報に記載されている。
また、基準回転磁束ベクトルに対して仮想回転磁束を
設定し、それらの偏差ベクトルを零にするようにインバ
ータの出力電圧ベクトルを制御する方法が特開昭61−22
7696号公報や特開昭62−16092号公報に記載されてい
る。
なお、インバータの出力電圧ベクトルの制御は、３相
ブリッジ構成のインバータスイッチ素子のオン・オフ状
態の組合せにより定まる６つの電圧単位ベクトルおよ
び２つの零ベクトル０に基づき、それらの電圧ベクト
ルを任意に組合せて用いることにより行うことができる
が、上記公報および特開昭58−59279号公報に記載され
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の公知技術にあって、検出回転磁束との偏差に基
づくものによれば、回転磁束を検出するための磁束検出
器が必要となり構成が複雑となる。
また、検出回転磁束と基準回転磁束との偏差に基づく
もの、および仮想回転磁束ベクトルと基準回転磁束ベク
トルとの偏差に基づくものによれば、その偏差を求める
ためのデータサンプリングから電圧ベクトルを制御する
までの処理を同一時点、すなわち実質的に瞬時に行わな
けば、制御精度が低下する。したがって、回転磁束に対
して高精度で追従制御しようとすれば高速処理手段が必
要となる。逆に言えば、処理速度によって制御精度が制
約されるという問題がある。また、PWMのスイッチング
周波数が上記処理時間に制限され、高くすることができ
ないという問題がある。
しかも、瞬時々々の偏差を許容範囲内に収めるべく、
電圧ベクトルが選択され、これに基づいてインバータス
イッチ素子がオン・オフされるため、インバータスイッ
チ素子のスイッチングモードが不定に変化することにな
る。したがって、インバータスイッチ素子の単位時間当
たりのスイッチング頻度を把握又は管理することができ
ないという問題がある。この問題はインバータスイッチ
素子の熱耐量との関係で定めるスイッチング耐量の選定
に大きな影響を及ぼすものである。
本発明の目的は、ゲート信号の発生にかかる処理時間
高速化の制約を受けずに回転磁束指令に高精度で追従さ
せてゲート信号を発生することができるPWMインバータ
のゲート信号発生方法および装置を提供することにあ
る。
また、本発明の目的は、スイッチング周波数を管理す
ることができるPWMインバータのゲート信号発生方法お
よび装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ゲート信号の周波数を高
くすることにより、インバータ出力の電圧電流リップル
を低減するとともに、負荷の騒音を軽減することができ
るゲート信号発生方法および装置を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明のPWMインバータ
のゲート信号発生方法および装置は、サンプリング周期
ごとに交流電動機の回転磁束ベクトルの大きさを表わす
磁束指令値と速度指令値とを取込み、この取込まれた速
度指令値とサンプリング周期とから指令に係る磁束ベク
トルの回転角度を求め、この求めた回転角度と前記磁束
指令値とから今回サンプリング時の指令磁束ベクトルを
求め、次に前回サンプリング時に求めた指令磁束ベクト
ルに対する今回の指令磁束ベクトルの差ベクトルを求
め、この差ベクトルを複数の電圧単位ベクトルを用いて
合成し、この合成により得られた合成電圧ベクトルに従
ってインバータスイッチ素子のゲート信号を生成するよ
うにしたことにある。
また、前記電圧単位ベクトルは３相ブリッジ構成のイ
ンバータスイッチ素子のオン・オフ状態の組合せにより
定まる６つの電圧単位ベクトルおよび２つの零ベクトル
を含んでなり、前記差ベクトルの合成はその差ベクトル
と方向が最も近い２つの電圧単位ベクトルi,ｊを
用い、かつそれらの電圧単位ベクトルの保持時間α，β
が式 ＝αｉ＋βｊ Ts＝α＋β （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足するように設定することができる。
また、前記電圧単位ベクトルは３相ブリッジ構成のイ
ンバータスイッチ素子のオン・オフ状態の組合せにより
定まる６つの電圧単位ベクトルおよび２つの零ベクトル
を含んでなり、前記差ベクトルの合成はその差ベクトル
と方向が最も近い２つの電圧単位ベクトルi,ｊお
よび零ベクトル０を用い、かつそれらの電圧単位ベク
トルの保持時間α，β,TOが式 ＝αｉ＋βｊ＋TO Ｏ Ts＝α＋β＋TO （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足するように設定することができる。
また、前記保持時間α，β,TOを自然数ｍ区間に分割
し、各αm,βm,TOm（ｍ＝1,2,3…,m）が式 （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足するようにすることができる。
また、前記零ベクトルv0は２つの電圧単位ベクトル
vi,vjの始点又は終点に配置され、前記vi又はvjに遷移
する際に、１つのベクトル成分のみが変化する零ベクト
ルを用いるようにすることが望ましい。
〔作用〕
本発明にかかるゲート信号発生方法および装置は、与
えられる磁束指令値（スカラ量）と速度指令値の変化か
ら、指令にかかる磁束ベクトル（以下、指令磁束ベクト
ルという）の変化をサンプリング周期（Ts）間隔で求
め、前回（ｎ−１）と今回（ｎ）の各サンプリング時の
指令磁束ベクトル の差ベクトル（ｎ）に対応する電圧ベクトルでインバ
ータを駆動すれば、負荷の回転磁束を指令磁束ベクトル に追従させることができることを原理とする。
すなわち、差ベクトル（ｎ）はサンプリング時点の
（ｎ−１）時点からｎ時点までの指令磁束ベクトルの変
化に相当するものであり、これはインバータ出力の電圧
ベクトル（ｎ）とサンプリング周期Tsの積に等しくな
る。したがって、インバータを差ベクトル（ｎ）に対
応する電圧ベクトル（ｎ）によりTs時間駆動すること
により、負荷の回転磁束は差ベクトル（ｎ）に相当す
る変化を受け、指令に応じた回転磁束ベクトルが形成さ
れる。
ここで、インバータ出力の電圧ベクトルは、３相ブリ
ッジ構成のインバータの場合、正極側のスイッチ素子と
負極側のスイッチ素子のオン・オフ状態の組合せにより
定まる。その組合せは８通りあり、π/3づつ角度がずれ
てなる６つの電圧単位ベクトル（1,2,3,4,
5,６）および零ベクトルv0（v7,v8）により表わされ
る。零ベクトルはインバータの、出力線間電圧が零にな
る電圧単位ベクトルである。
したがって、差ベクトルに応じて任意の出力電圧ベク
トルを得るには、上記の電圧単位ベクトルを組合せて差
ベクトルを合成しなければならない。そこで、差ベクト
ル（ｎ）に方向（角度）が最も近い隣り合う２つの電
圧単位ベクトルi,ｊを用いて差ベクトル（ｎ）に
一致する電圧ベクトルを生成する。それらのベクトル
i,ｊに係る大きさは、そのスイッチ状態の保持時間
α，βにより設定する。この保持時間の和（α＋β）と
サンプリング周期Tsとが等しくない場合は、零ベクトル
v0を加えて合成し、その保持時間TOにより調整する。
このようにして得られた電圧ベクトルを構成する電圧
単位ベクトルi,j,０は、前述したようにインバー
タスイッチ素子のオン・オフ状態の組合せであるから、
スイッチ素子のオン状態を“1"とし、オフ状態を“0"と
するベクトル成分を用いて表わせば、ゲート信号のパタ
ーンと同等になる。
したがって、電圧単位ベクトルi,j,０のベクト
ル成分に合わせ、かつ保持時間α，β,TOに合わせてゲ
ート信号を形成し、このゲート信号に従ってインバータ
スイッチ素子を駆動することにより、指令にかかる回転
磁束変化に追従させて、PWMインバータの出力電圧ベク
トルを制御することができる。
上述した指令値の取込みからゲート信号生成までの演
算処理等はサンプリング周期Tsの間に完了すればよい。
したがって、演算処理手段の処理速度に応じてサンプリ
ング周期Tsを設定することができるから、格別高速な演
算処理手段が必要とされない。
また、サンプリング周期Tsが既知で、かつその周期Ts
の間に発生する電圧単位ベクトルの切り換え回数が明ら
かで、また一定しているから、PWMスイッチング周波数
を予め把握することができるとともに、管理することが
できる。
一方、保持時間α，β,TOをｍ区分に分割して合成差
ベクトルを得るようにすれば、サンプリング周期Tsが一
定であってもPWMスイッチング周波数を高くすることが
できる。したがって、PWMスイッチング周波数の高周波
化をすることにより、出力電圧のリップルを低減でき
る。また、交流電動機の騒音を可聴周波数以上にするこ
とができ、騒音低減が達成できる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて、説明する。
第１図に、本発明の一実施例のゲート信号発生装置を
具備してなるPWMインバータ装置の構成図を示す。
同図に示すように、PWMインバータ１は電源２から供
給される直流電力を交流電力に交換し、負荷としての３
相の交流電動機（図示例では誘導電動機）３の回転磁束
を駆動するようになっている。交流電動機３の回転運動
を決める回転磁束指令は、図示していない速度制御手段
やトルク制御手段から、ポテンショメータ４と５を介し
てそれぞれ回転磁束ベクトルの大きさを表わす磁束指令
値φＲと速度指令値ωＲとして与えられる。この指令値
φＲとωＲはゲート信号発生装置６に入力されている。
ゲート信号発生装置６は、機能面から大きく分ける
と、前処理手段10と電圧ベクトル合成手段20とゲート信
号生成手段30とを含んで構成されている。このゲート信
号発生装置６は、所定のサンプリング周期ごとに磁束指
令値φＲと速度指令値ωＲとを取込み、これらの指令値
に基づいて前回サンプリング時（ｎ−１）に対する今回
サンプリング時（ｎ）の指令磁束ベクトルの差ベクトル
を求め、この差ベクトルを複数の電圧単位ベクトルを合
成し、この合成により得られた合成電圧ベクトルに従っ
てインバータスイッチ素子SUP,SVP,SWP,SUN,SVN,SWNの
ゲートにそれぞれゲート信号UP,VP,WP,UN,VN,WNを出力
するようになっている。ここで、添字U,V,Wは３相の各
相を表わし、添字P,Nはそれぞれ正側アームと負側アー
ムを表わしている。なお、ゲート信号発生装置６はワン
チップ・マイクロコンピュータを用いて形成することが
できる。
次に、第２図を用いゲート信号発生装置６の各部の詳
細な構成について動作とともに説明する。
前処理手段10 磁束指令値φＲはサンプリング周期TsごとにA/D変換
器11に取込まれ、ここでアナログ量からデジタル量の磁
束指令値φｓに変換される。磁束指令保持手段12はA/D
変換器11の出力を順次取込み、前回サンプリング時（ｎ
−１）と今回サンプリング時（ｎ）の各磁束指令値φｓ
（ｎ−１）とφｓ（ｎ）を一旦保持するようになってい
る。
一方、速度指令ωＲはサンプリング周期TsごとにA/D
変換器13に取込まれ、ここでアナログ量からデジタル量
の速度指令ω１に変換される。この速度指令ω１は進み
角度演算手段を形成する乗算器14に導びかれ、ここにお
いてサンプリング信号発生手段15から出力される周期Ts
を乗算し、次式（１）に示すように、前回サンプリング
時に対する今回サンプリング時の磁束ベクトルの回転角
度の進み角度Δθ（ｎ）が求められる。
Δθ（ｎ）＝ω１（ｎ）・Ts （１） この進み角度Δθ（ｎ）について次式（２）に示すよ
うにｎ＝１からｎまで積算すれば、サンプリング指令に
かかる磁束ベクトルの目標とする回転角度θｓ（ｎ）が
求まる。
θｓ（ｎ）＝ΣΔθ（ｎ−１）＋Δθ（ｎ） ……（２） 式（２）の演算は加算器16とレジスタ17により行われ
る。すなわち、レジスタ17には前回サンプリング時（ｎ
−１）の目標とする回転角度θｓ（ｎ−１）が格納され
ており、これに加算器16において今回サンプリング時
（ｎ）の進み角度Δθ（ｎ）が加算される。この加算結
果は演算終了と同時にレジスタ17に入力され、その内容
が書換えられる。
電圧ベクトル合成手段20 まず、電圧ベクトルを合成する基本的な考え方につい
て説明する。PWMインバータの出力電圧ベクトル
（ｔ）と交流電動機３の内部に発生する磁束ベクトル との間には次式（３）に示す関係がある。
式（３）で示す連続系の式をソフトウエア処理を考慮
して離散系の式に変形すると、次式（４）となる。
式（４）をさらに変形すると次式（５）が得られる。
ここで、 はベクトルであるから、その大きさをφｓ（ｎ）とし、
方向すなわち回転角度をθｓ（ｎ）とすると、次式
（６）が得られる。
式（６）で与えられる磁束ベクトルの動きを第３図に
模式的に示す。いま、サンプリング時点の（ｎ−１）時
における指令磁束ベクトル に対し（ｎ）時点の指令磁束ベクトル が図示したように変化をしたとすると、それらのベクト
ルの差 は図示Ａ点からＢ点に向かう差ベクトル（ｎ）に等し
くなる。したがって、式（５）から判るように、この差
ベクトル（ｎ）に相当する電圧ベクトル（ｎ）を発
生させることにより、磁束ベクトルを に変化させることができる。
ところで、PWMインバータ１が出力できる電圧ベクト
ルの方向は、３相ブリッジ構成のインバータスイッチ素
子のオン・オフ状態の組合せにより定められる。これを
単位ベクトルを用いて表わすと、第４図に示すように、
π/3ピッチずつ方向がずれた６つの離散的な電圧単位ベ
クトルv1〜v6と、零ベクトルv0（v7又はv8）により表わ
すことができる。また、各電圧単位ベクトルと零ベクト
ルは、正側アームのスイッチ素子SUP,SVP,SWPのオン状
態を“1"とし、オフ状態を“0"とするベクトル成分とし
て、例えばv1（1,0,0）のごとく表わすことができる。
なお、負側アームのスイッチ素子は対応する相の正アー
ムと逆の状態である。
したがって、前記差ベクトル（ｎ）に相当する電圧
ベクトル（ｎ）を出力させるには、複数の電圧単位ベ
クトルv1〜v6と零ベクトルv7,v8を用いて合成しなけれ
ばならない。
そこで、最も好ましい方法としては、差ベクトル
（ｎ）に方向が最も近い２つの隣合う電圧単位ベクトル
i,ｊを用い、それらのベクトルｉとｊの大きさ
は保持時間のα，βを調整して次式（７）を満足させる
ことにより、差ベクトル（ｎ）に相当する電圧ベクト
ルＶ（ｎ）を出力することができる。
（ｎ）＝αｉ＋βｊ ……（７） すなわち、第３図に示すように、Ａ点から電圧単位ベ
クトルｉをα時間出力した後、電圧単位ベクトルｊ
に切換えてβ時間出力すると、磁束ベクトルの先端が目
標点Ｂに到達することを意味している。
しかし、式（５）は電圧ベクトル（ｎ）がTs時間と
いう大きさ（スカラ量）を持っていることを表わしてい
る。したがって、式（７）で与えられる差ベクトル
（ｎ）がＡ点からＢ点へ進むのに必要な時間（α＋β）
がサンプリング周期Tsに一致すれば、電圧ベクトル
（ｎ）は式（７）の右辺で表わされる。つまり、次式
（８）が満足されることを条件とする。
Ts＝α＋β ……（８） ところで、（α＋β）の値は磁束ベクトルの進み角度
Δθ（ｎ）や回転角度θｓ（ｎ）によって変化するもの
であるから、式（７）と（８）により差ベクトル
（ｎ）を合成する場合は、（α＋β）の値の変化に合わ
せてサンプリング周期Tsを変化させてやらなければなら
ず、制御が複雑になる。
このような複雑な制御を回避するためには、大きさお
よび方向を持たない零ベクトルv0を導入し、次式（９）
と（10）を満足するように差ベクトル（ｎ）を合成す
ればよい。
（ｎ）＝αｉ＋βｊ＋TO Ｏ ……（９） TO＝Ts−（α＋β） ……（10） すなわち、零ベクトルv0の保持時間TOを式（10）を満
足するように選ぶことにより、（α＋β）の値が変化し
てもサンプリング周期Tsを一定にすることが可能とな
る。
また、式（９）において、保持時間α，β,TOをそれ
ぞれ任意の値に２分割し、かつα＝α１＋α2,β＝β１
＋β2,TO＝T01＋T02となるように選定し、α１ ｉ→T
01 ０→β１ ｊ→α２ ｉ→T02 ０→β２ ｊのよ
うに切換えても合成することができる。同様にｍ（自然
数）分割して合成することも可能である。このようにす
れば、インバータ周波数を高周波化することができ、イ
ンバータ出力電圧のリップルを低減できるとともに、交
流電動器３の騒音低減に効果がある。
上述したように、差ベクトル（ｎ）と電圧ベクトル
Ts・（ｎ）は一致したものとなり、保持時間α，β,T
Oは時間の次元をもち、電圧単位ベクトルi,j,０
は電圧の単位をもつことになる。
ここで、第２図実施例の電圧ベクトル合成手段20につ
いて具体的に説明する。
（電圧単位ベクトル選択手段21） 前述したように電圧単位ベクトルi,ｊは差ベクト
ル（ｎ）に方向が最も近い隣り合う関係のもの選択す
るのであるが、差ベクトル（ｎ）の方向と６つの電圧
単位がベクトルとを全部比較したのでは演算に時間がか
かる。ところで、通常、磁束ベクトル の大きさは余り変化せず、その先端は円軌跡を描くこと
が多いから、差ベクトル（ｎ）の方向はその円軌跡に
沿ったものとなる。したがって、（ｎ）時点の指令磁束
ベクトル の回転角度θｓ（ｎ）又は（ｎ−１）時点の指令磁束ベ
クトル の回転角度θｓ（ｎ−１）によって差ベクトル（ｎ）
の方向が略定まる。そこで、本実施例の電圧単位ベクト
ル選択手段21は、第４図に示すように各電圧単位ベクト
ルv1〜v6によって区切られた６つの角度領域Ｉ〜VIを設
定し、この領域にＩ〜VIに対応させて、第１表に示すよ
うに、予め選択すべき電圧単位ベクトルi,ｊを設定
してなるROM等のテーブルを有する構成としている。
すなわち、電圧単位ベクトル選択手段21は前処理手段
10のレジスタ17から（ｎ−１）時点の回転角度θｓ（ｎ
−１）が入力されると、第１表に定められた電圧単位ベ
クトルi,ｊを選択して出力するようになっている。
なお、電圧単位ベクトル選択手段21には零ベクトル０
を含む電圧単位ベクトルのベクトル成分データが格納さ
れており、選択された電圧単位ベクトルi,ｊおよび
零ベクトルv7,v8のベクトル成分データをベクトル配置
決定手段24に出力するようになっている。
（差ベクトル演算手段22） 差ベクトル演算手段22は前処理手段10の磁束指令保持
手段12から磁束指令値φｓ（ｎ−１）とφｓ（ｎ）を取
込むとともに、乗算器14から出力される進み角度Δθ
（ｎ）を取込んで、差ベクトル（ｎ）ベクトル成分、
すなわち大きさと方向を求めるようになっている。この
演算処理において第５図を用いて説明する。
磁束指令値φｓ（ｎ−１）とφｓ（ｎ）が第５図に示
す関係にあるとすると、幾何学的な手法により、差ベク
トル（ｎ）の大きさｄと、差ベクトル（ｎ）が指令
磁束ベクトル となす角度δは、それぞれ次式（11）（12）により求め
ることができる。
なお、サンプリング周期Tsが短いときは、φｓ（ｎ−
１）とφｓ（ｎ）はほぼ等しいと近似でき、Δθ（ｎ）
も小さいので、式（11）と（12）は次式（11′）と（1
2′）とすることもできる。
ｄ＝Δθ（ｎ）・φｓ（ｎ） ……（11′） δ＝1/2｛π−Δθ（ｎ）｝ ……（12′） （保持時間演算手段23） 保持時間演算手段23は、選択された電圧単位ベクトル
i,ｊの各保持時間α，βを第５図に示した幾何学的
方法によって求めるようになっている。
各保持時間α，βを求めるに際し、第１表により選択
された電圧単位ベクトルｉとｊのなす角度内に差ベ
クトル（ｎ）が入っているか否かが問題となる。すな
わち、第７図に示すように指令磁束ベクトル に対して指令磁束ベクトル の大きさが大幅に変化し、 になると、予め定められているｉとｊのなす角度内
から外れてしまうことがある。これは例外的な現象では
あるが、この場合にはそれら２つのｉとｊを用いて
（ｎ）を合成することができない。
そこで、保持時間演算手段23は差ベクトル（ｎ）の
角度データδに基づいて、（ｎ）がｉとｊのなす
角度内に入っているか否かを判断する。その判断が肯定
的な場合は第５図に従ってα，βを求める。一方、否定
判断のときは差ベクトル（ｎ）に方向が近い方のｉ
又はｊを選択する。そして、選択したｉ又はｊに
対応する保持時間α又はβを求め差ベクトル（ｎ）を
合成するようにしている。この後者の電圧ベクトル合成
手順については、便宜的にベクトル配置決定手段24と関
連させて後で説明するものとし、ここでは前者の場合、
すなわち差ベクトル（ｎ）がｉとｊのなす角度内
に入る一般的な場合を次に説明する。
第５図において、α＝▲▼，β＝▲▼とする
と、それぞれ次式（13）（14）により求めることができ
る。
ここで、ktは時間に変換するゲインである。また、角
度γは選択する電圧単位ベクトルと回転角度θｓ（ｎ−
１）によって定まり、第２表に示す関係になっている。
ここで、サンプリング周期Tsが一定の場合には、前記
式（10）に式（13）と（14）で求めたα，βを代入し
て、零ベクトルv0の保持時間T0を求める。
（ベクトル配置決定手段24） 上述のようにして得られた保持時間α，β,T0と電圧
単位ベクトルi,j,０を用いて、差ベクトル
（ｎ）に相当する電圧ベクトル（ｎ）を合成すること
ができる。したがって、この合成電圧ベクトル（ｎ）
に従ってインバータスイッチ素子を駆動することによ
り、指令磁束ベクトルの変化 に追従させて回転磁束を制御することができる。
ベクトル配置決定手段24は合成電圧ベクトルの作成に
あたって、各電圧単位ベクトルi,j,０の配置を決
定する。これらベクトルの配置は種々考えられるが、電
圧単位ベクトルのベクトル成分のうち、１相成分のみが
変化するようにすることが望ましい。すなわち、２相成
分が変化するとスイッチング損失が増大するとともに電
圧変動が大きくなるからである。
第４図において、隣り合う電圧単位ベクトルは、１相
分のベクトル成分が変化する関係になっている。したが
って、選定された２つの電圧単位ベクトルにi,ｊ間
の変化は問題ない。これに対し、零ベクトル０として
７と８のいずれを選択するか、またどこに配置する
かは、i,ｊとの関係で、ベクトル成分の変化が１相
分のものを選択、配置する。
ここで、第６図に示した具体例によりベクトル配置法
について説明する。
スイッチングモードＩは電圧単位ベクトルi,j,
８をｍ分割して合成するモードであり、図示例は保持時
間α，β,T0をそれぞれα＝α１＋α2,β＝β１＋β2,T
0＋T01＝T02に分割した例である。零ベクトルは図中○
印で示した位置、すなわち分割された電圧ベクトル（α
１ ｉ＋β１ ｊ）あるいは（α２ ｉ＋β２ ｊ）の
始点は終点に配置する。例えば、ｉとして３（0,1,
0），ｊとして４（0,1,1）が選択された場合、スイ
ッチングモードＩによれば、次のベクトル配置とする。
v7（0,0,0）→v3（0,1,0）→v4（0,1,1）→v8（1,1,
1）→v4（0,1,1）→v3（0,1,0）→〔v7（0,0,0）〕 スイッチングモードIIは電圧単位ベクトルを分割しな
い場合のモードである。この場合も、上述の考え方に沿
って零ベクトルを選択して配置する。例えば、ｉと
ｊにそれぞれv3（0,1,0）とv4（0,1,1）が選択された場
合のベクトル配置は次のとおりになる。
v7（0,0,0）→v3（0,1,0）→v4（0,1,0）→〔v8（1,
1,1）〕 スイッチングモードIIIは電圧単位ベクトルを分割し
ない場合のモードである。この場合も、上述の考え方に
沿って零ベクトルを選択して配置する。例えば、ｉと
ｊにそれぞれv3（0,1,0）v4（0,1,1）が選択された場
合のベクトル配置は次のとおりになる。
v7（0,0,0）→v3（0,1,0）→v4（0,1,1）→〔v8（1,
1,1）〕 スイッチングモードIIIは例外的な場合のスイッチン
グモードである。電圧単位ベクトルｉとｊの選択基
準は差ベクトル（ｍ）に最も方向が近い隣り合う関係
にあるものとしているが、本実施例では演算処理の簡略
化のために、第１表に示したように指令磁束ベクトル に対応させて予め設定している。したがって、指令磁束
ベクトル の大きさが、第７図に示す のように大幅に変化すると、予め定められている電圧単
位ベクトルｉとｊのなす角度内から差ベクトル
（ｎ）が外れてしまう。このような状態の場合は２つの
ｉとｊを用いて差ベクトル（ｎ）を合成すること
ができない。そこで、第６図スイッチングモードIIIに
示したように、i,ｊのうち差ベクトル（ｎ）に方
向が最も近い電圧単位ベクトルｉ（又はｊ）の一方
のみで近似する。なお、この場合にあっても次式（15）
（16）のように零ベクトルv0を適宜選択して始点又は終
点に配置する。
′（ｎ）≒αvi＝T0v0 ……（15） ″（ｎ）≒βvj＝T0v0 ……（16） したがって、本実施例では、差ベクトル（ｎ）の方
向がｉとｊのなす角度内に入る場合はスイッチング
モードＩ又はIIを選択し、入らない場合はスイッチング
モードIIIによることとしている。
また、スイッチングモードＩとIIの選択は、零ベクト
ルの保持時間T01,T02がインバータスイッチ素子固有の
特性で決まる最小流通率時間（T0）min以下の場合はモ
ードIIとする。つまり、インバータスイッチ素子はター
ンオフ時間が必要なため、対アームのインバータスイッ
チ素子の一方をオフするときは他方のインバータスイッ
チ素子のオンを（T0）minだけ遅らせ、これにより短絡
を防止する必要がある（このようなインバータスイッチ
状態をデットタイムと称する）。したがって、この時間
（T0）minを零ベクトルv0の保持時間T0又はT01,T02内で
吸収しようとするものである。
また、スイッチングモードIIにおいてT0＜（T0）min
となる場合も、スイッチングモードIIIに切換える。
上述したスイッチングモードI,II,IIIの選択基準をま
とめると、次のようになる。
差ベクトル（ｎ）がｉとｊのなす角度内にある
か否か ａ）肯定の場合：スイッチングモードＩ又はII ｂ）否定の場合：スイッチングモードIII 保持時間T0,T01,T02と（T0）minとの大小関係 ａ）T01,T02＞（T0）min ：スイッチングモードＩ ｂ）T0＞（T0）min＞T01,T02 ：スイッチングモードII ｃ）T0,T01,T02＜（T0）min ：スイッチングモードIII このようにして、スイッチングモードが選択され、電
圧単位ベクトルi,j,０の配置が決定される。そし
て、決定した配置順に従って各電圧単位ベクトル成分、
保持時間等からなるゲート信号を生成データがゲート信
号生成手段30に出力される。なお、各ベクトルの保持時
間α，β,T0等は絶対時間軸ｔに変換されゲート信号生
成手段30に出力される。このとき、前記（T0）minに相
当する時間Tdを有するデットタイムゲード信号を形成
し、併わせて出力する。
以上説明した前処理手段10と電圧ベクトル合成手段20
における演算処理手順を、マイクロコンピュータで実現
した場合のフローチャートを第８図に示す。
第８図において、ステップ101で割込みINTを分析す
る。INT1は上述の前処理手段10と電圧ベクトル合成手段
20に係る処理の割込み処理であり、INT2は電圧ベクトル
合成手段20で合成した電圧ベクトルに係るデータを、ゲ
ート信号生成手段30にセットする割込み処理である。
INT1の場合はステップ102に進んで磁束指令値φＲと
速度指令値ωＲを取込み、A/D変換を行なう。次に、ス
テップ103にて前記式（１）により進み角度Δθ（ｎ）
を求めるとともに、前記式（２）により回転角度θｓ
（ｎ）を求める。次いでステップ103Aにて今回の指令磁
束ベクトル を求め、ステップ103Bにて差ベクトルを求める。ステ
ップ104にて第１表に示すテーブルを検索し、前回求め
た回転角度θｓ（ｎ−１）に基づいて予め設定されてい
る２つの電圧単位ベクトルi,ｊを求める。次のステ
ップ105では、前記式（11）と（12）により差ベクトル
（ｎ）のベクトルに成分を演算し、差ベクトル
（ｎ）がｉとｊのなす角度内にあるか否かを判断す
る。
この判断が肯定のときはステップ106に進み、前記式
（10）（13）（14）により、各電圧単位ベクトルの保持
時間α，β,T0を演算する。そして、ステップ107,108に
てスイッチングモードI,II,IIIの選択を前記条件に従
って行なう。
スイッチングモードＩが選択されたときはステップ11
0に進んで、第６図に示したように分割した合成電圧ベ
クトルに基づいたゲート信号生成データを作成する。ス
イッチングモードIIが選択されたときはステップ111に
進んで、第６図に示した合成電圧ベクトルに基づいたゲ
ート信号生成データを作成する。
スイッチングモードIIIが選択されたときは、ステッ
プ120に進む。このステップ120は前記ステップ105の判
断が否定の場合に移行するステップと同一である。この
ステップではｉとｊのうちで（ｎ）に方向が近い
方の電圧単位ベクトルを選択する。次にステップ121に
て、選択されたｉ又はj,０の保持時間を求める。
そして、ステップ122に進み、第６図に示した合成電圧
ベクトルに基づいたゲート信号生成データを作成する。
一方、INT2の場合は作成されたゲート信号生成データ
をゲート信号生成手段30にセットする。
第９図に上述したINT1と２の処理タイミングのタイム
チャートを示す。図示例はスイッチングモードＩの例で
あり、サンプリング周期TsごとにNIT1は１回起動され、
INT2は２回起動される。そして、（ｎ−１）時に処理さ
れたゲート信号生成データは（ｎ）時のサンプリング周
期にゲート信号生成手段30にセットされる。
ゲート信号生成手段30 ゲート信号生成手段30は入力されるゲート信号生成デ
ータに従って各インバータスイッチ素子Sup,Svp,Swp,Su
n,Svn,Swnにゲート信号を出力するもにである。
第10図にゲート信号生成手段30の詳細構成図を示す。
ベクトル配置決定手段24により作成されたゲート信号生
成データは、ゲート信号発生装置６の内部バス25を介し
てレジスタ31と45にセットされるようになっている。レ
ジスタ31には保持時間α，β,To,Tdとベクトル配置に合
わせて定められた電圧単位ベクトルの切換え時刻t1,t2,
t3……がセットされる。レジスタ45には各電圧単位ベク
トル等に対応したゲート信号（ベクトル成分）がセット
される。したがって、レジスタ45は各インバータスイッ
チ素子に対応させて６個の要素Bup,Bvp,Bwp,Bun,Bvn,Bw
nを有してなり、かつ１サンプリング周期Ts分又は1/2Ts
分の電圧単位ベクトル等を配置順に格納する例えばFIFO
構成のレジスタにより構成されている。
レジスタ31の出力はレジスタ32〜37の入力端子に接続
され、これらレジスタ32〜37の出力端子はレジスタ38の
入力端子に接続されている。レジスタ38出力端子は比較
器39の一方の入力端子に接続されている。比較器39のも
う一方の入力端子にはレジスタ40の出力端子が接続され
ている。レジスタ40の入力端子はタイマ41の出力端子に
接続されている。また、タイマ41のクロック端子はコン
トロール回路42に接続されている。また、コントロール
回路42はレジスタ32〜37およびレジスタ38のコントロー
ル端子に接続されている。
比較器39の出力端子およびレジスタ45の出力端子はレ
ジスタ46の入力端子に接続されている。
このように構成されるゲート信号生成手段30の動作に
ついて次に説明する。
レジスタ31の時刻データはレジスタ32〜37のうちいず
れか１つが空になったとき、その空になったレジスタに
転送される。レジスタ32〜37の時刻データはコントロー
ル回路42から出力される信号によって順次レジスタ38に
転送される。一方、レジスタ40はタイマ41の時刻データ
が転送され、時間の経過に合わせて書き換えられる。比
較器39はレジスタ30の時刻データがレジスタ38の内容に
一致したタイミングに微分パルスを発生する。この微分
パルスによってレジスタ45の先頭の内容がレジスタ46に
転送されると同時に、レジスタ32〜37のうちでレジスタ
38に転送したものの内容がリセットされる。これにより
レジスタ46からゲート信号UP,VP,WP,UN,VN,WNが対応す
る各インバータスイッチ素子のゲート回路に印加され
る。
第11図にゲート信号生成手段30の動作タイミングチャ
ートを示す。図示のようにゲート信号は（UP,VP,WP,UN,
VN,WN）の組合せで記述する。このうち（UP,VP,WP）は
電圧単位ベクトルのベクトル成分表示と同一であり、デ
ッドタイムのゲート信号を除き、残りの（UN,VN,WN）は
反転した表示となっている。
第11図において、時刻t1以前では、レジスタ46に既に
（0,0,0,1,1,1）のゲート信号が格納されている。い
ま、レジスタ35にt2＝t1＋（T01−Td）が、レジスタ45
にデッドタイムゲート信号（0,0,0,1,0,1）が格納され
ているとする。このとき、タイマ41の値がt2＝t1＋（T
01−Td）になったとすると、比較器39から微分パルスが
出力される。これにより、レジスタ35の内容がクリアさ
れると同時に、レジスタ45に格納されたゲート信号がレ
ジスタ46に転送される。この結果、時刻t2においてイン
バータスイッチ素子のオンオフ状態は、（0,0,0,1,1,
1）から（0,0,0,1,0,1）に変わる。
次に、コントロール回路42の出力信号によってレジス
タ34の内容がレジスタ38に転送され、タイマ41の内容と
比較される。この比較結果が一致の場合は上述した手順
に従って、次のゲート信号（例えば、t3において（0,1,
0,1,0,1））が出力される。一致しない場合はコントロ
ール回路42の出力信号によってレジスタ32〜37の未比較
のレジスタの内容がレジスタ38に転送され、タイマ41の
内容と比較される。このとき、全てのレジスタ32〜37の
内容とタイマ41の内容の比較が完了するまで、タイマ41
の内容はコントロール回路42によってホールドされる。
比較が一巡したときにコントロール回路42からの指令に
よりタイマ41の内容に＋１が加算される。この比較一巡
に必要な時間は極めて短時間であることから、タイマ41
の内容は第11図に示すように直線的な変化で表わすこと
ができる。
このようにして、第11図に示すように、ベクトル配置
決定手段24から出力されるゲート信号を生成データに従
ったゲート信号が順次インバータスイッチ素子のゲート
に印加され、磁束指令値φＲと速度指令値ωＲに従った
回転磁束を形成するようにPWMインバータ１が駆動され
る。
上述したように、本実施例によれば次の効果を奏する
ことができる。
サンプリング周期Tsごとに取込まれた指令磁束値と速
度指令値に基づいて、前回に対する今回サンプリング時
の指令磁束ベクトルの大きさの変化と進み角度を求め、
すなわち差ベクトル（ｎ）を求め、この差ベクトル
（ｎ）を複数の電圧単位ベクトルを用いて合成し、こ
の合成により得られた合成電圧ベクトル（ｎ）に従っ
てインバータスイッチ素子のゲート信号を生成するよう
にしていることから、指令値取込みからゲート信号生成
に係る演算処理をサンプリング周期Ts内で行なえばよ
い。したがって、磁束ベクトルの検出値と目標値等の偏
差ベクトルに基づいてゲート信号を生成するものと比べ
て、ゲート信号生成に係る演算処理を高速に行なうこと
なく、回転磁束指令に高精度で追従させたゲート信号を
発生することができる。
また、差ベクトル（ｎ）の合成にあたり、差ベクト
ル（ｎ）に方向が最も近い２つの電圧単位ベクトル
ｉとｊを用いていることから、サンプリング周期Ts内
におけるインバータスイッチ素子のスイッチング回数
（頻度）を予め把握することが可能である。したがっ
て、スイッチング周波数を管理することができるので、
インバータスイッチ素子の熱損失を低減したり、熱耐量
の特性決定を合理的に行なうことができる。
また、零ベクトル０を用いて合成電圧ベクトル
（ｎ）の大きさを調整してサンプリング周期Tsに一致さ
せるようにしていることから、Tsを一定にすることがで
き、サンプリング周期制御の構成が簡単になる。
また、スイッチングモードＩによれば、合成電圧ベク
トル（ｎ）に係る電圧単位ベクトルi,j,０の保
持時間α，β,T0を２つに分割して合成していることか
ら、サンプリング周期Tsが一定の場合にあっても、その
分割した数に応じてスイッチング周波数が高周波化され
る。したがって、PWMインバータの出力電圧のリップル
を低減できるとともに、交流電動機の騒音を低減でき
る。
また、差ベクトル（ｎ）の合成に用いる２つの電圧
単位ベクトルi,ｊを前回サンプリング時の磁束ベク
トルの回転角度θｓ（ｎ−１）に対応させて予め定めて
ROMテーブルに格納しておき、このテーブルを検索して
電圧単位ベクトルi,ｊを選択するようにしているこ
とから、電圧単位ベクトル選択に要する処理時間を短く
することができる。なお、実施例ではθｓ（ｎ−１）に
対応させて電圧単位ベクトルi,ｊを設定してものに
ついて示したが、実際には進み角度Δθ（ｎ）は小さい
ことから、θｓ（ｎ）に対応させて設定しても実質的に
同一である。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、サンプリング
周期ごとに取込まれた指令磁束値と速度指令値に基づい
て、前回に対する今回サンプリング時の指令磁束ベクト
ルの大きさの変化と進み角度を求め、すなわち差ベクト
ルを求め、この差ベクトルを複数の電圧単位ベクトルを
用いて合成し、この合成により得られた合成電圧ベクト
ルに従ってインバータスイッチ素子のゲート信号を生成
するようにしていることから、指令値取込みからゲート
信号生成に係る演算処理をサンプリング周期内で行なえ
ばよい。したがって、磁束ベクトルの検出値と目標値等
の偏差ベクトルに基づいてゲート信号を生成するものと
比べて、ゲート信号生成に係る演算処理を高速に行なう
ことなく、回転磁束指令に高精度で追従させたゲート信
号を発生することができる。
また、差ベクトルの合成にあたり、差ベクトルに方向
が最も近い２つの電圧単位ベクトルｉとｊを用いて
いることから、サンプリング周期内におけるインバータ
スイッチ素子のスイッチング回数（頻度）を予め把握す
ることが可能である。したがって、スイッチング周波数
を管理することができるので、インバータスイッチ素子
の熱損失を低減したり、熱耐量の特性決定を合理的に行
なうことができる。
また、零ベクトル０を用いて合成電圧ベクトルの大
きさを調整してサンプリング周期に一致させるようにし
ているものによれば、サンプリング周期を一定にするこ
とができ、サンプリング周期制御の構成が簡単になる。
また、合成電圧ベクトルに係る電圧単位ベクトルi,
j,０の保持時間α，β,T0をｍ区間に分割して合成
しているものによれば、サンプリング周期が一定の場合
にあっても、その分割した数ｍに応じてスイッチング周
波数が高周波化される。したがって、PWMインバータの
出力電圧のリップルを低減できるとともに、交流電動機
の騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例のゲート信号発生装置を具備
してなるPWMインバータ装置の全体構成図、第２図は第
１図実施例のゲート信号発生装置の詳細構成図、第３図
は指令磁束ベクトルの変化を説明する図、第４図は電圧
単位ベクトルの配列を説明する図、第５図は差ベクトル
および保持時間の求め方を説明する図、第６図はベクト
ル配置法を説明する図、第７図は差ベクトルが選択され
た２つの電圧単位ベクトルのなす角度範囲から外れる状
態を説明する図、第８図は電圧ベクトル合成に関する演
算処理手順を示すフローチャート、第９図は第８図処理
手順の全体的なタイミングチャート、第10図は第２図の
ゲート信号生成手段の詳細構成図、第11図はゲート信号
生成手段の動作タイミングチャートである。 １……PWMインバータ、２……電源、３……交流電動
機、4,5……ポテンショメータ、６……ゲート信号発生
装置、10……前処理手段、12……磁束指令保持手段、14
……乗算器、15……サンプリング信号発生手段、16……
レジスタ、20……電圧ベクトル合成手段、21……電圧単
位ベクトル選択手段、22……差ベクトル演算手段、23…
…保持時間演算手段、24……ベクトル配置決定手段、30
……ゲート信号生成手段、31〜38,40……レジスタ、39
……比較器、41……タイマ、42……コントロール回路、
45,46……レジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 明照 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 藤井 洋 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭62−260593（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】サンプリング周期ごとに交流電動機の回転
    磁束ベクトルの大きさを表わす磁束指令値と速度指令値
    とを取込み、この取込まれた速度指令値とサンプリング
    周期とから指令に係る磁束ベクトルの回転角度を求め、
    この求めた回転角度と前記磁束指令値とから今回サンプ
    リング時の指令磁束ベクトルを求め、次に前回サンプリ
    ング時に求めた指令磁束ベクトルに対する今回の指令磁
    束ベクトルの差ベクトルを求め、この差ベクトルを複数
    の電圧単位ベクトルを用いて合成し、この合成により得
    られた合成電圧ベクトルに従ってインバータスイッチ素
    子のゲート信号を生成するようにしたPWMインバータの
    ゲート信号発生方法。
  2. 【請求項２】前記電圧単位ベクトルは３相ブリッジ構成
    のインバータスイッチ素子のオン・オフ状態の組合せに
    より定まる６つの電圧単位ベクトルおよび２つの零ベク
    トルを含んでなり、前記差ベクトルの合成はその差ベク
    トルと方向が最も近い２つの電圧単位ベクトルi,
    ｊを用い、かつそれらの電圧単位ベクトルの保持時間
    α，βが式 ＝αｉ＋βｊ Ts＝α＋β （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足するように設定された請求項１記載のPWMインバ
    ータのゲート信号発生方法。
  3. 【請求項３】前記電圧単位ベクトルは３相ブリッジ構成
    のインバータスイッチ素子のオン・オフ状態の組合せに
    より定まる６つの電圧単位ベクトルおよび２つの零ベク
    トルを含んでなり、前記差ベクトルの合成はその差ベク
    トルと方向が最も近い２つの電圧単位ベクトルi,
    ｊおよび零ベクトルＯを用い、かつそれらの電圧単位
    ベクトルの保持時間α，β,Toが式 ＝αｉ＋βｊ＋TO Ｏ Ts＝α＋β＋TO （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足するように設定された請求項１記載のPWMインバ
    ータのゲート信号発生方法。
  4. 【請求項４】前記保持時間α，β,TOを自然数ｍ区間に
    分割し、各αm,βm,TOm（ｍ＝1,2,3…,m）が式 （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足するように設定された請求項３記載のPWMインバ
    ータのゲート信号発生方法。
  5. 【請求項５】前記零ベクトルv0は２つの電圧単位ベクト
    ルvi,vjの始点又は終点に配置され、前記vi,又はvjに遷
    移する際に、１つのベクトル成分のみが変化する零ベク
    トルを用いるようにした請求項３と４いづれかに記載の
    PWMインバータのゲート信号発生方法。
  6. 【請求項６】交流電動機の回転磁束ベクトルの大きさを
    表わす磁束指令値をサンプリング周期ごとに取込み、前
    回サンプリング時と、今回サンプリング時の各磁束指令
    値を一旦保持する磁束指令値保持手段と、 交流電動機の速度指令値をサンプリング周期ごとに取込
    み、該速度指令値にサンプリング周期を乗じて前回サン
    プリング時に対する今回サンプリング時の磁束ベクトル
    の進み角度を求める進み角度演算手段と、 該進み角度演算手段により求めた進み角度を積算して磁
    束ベクトルの回転角度を求める回転角度演算手段と、 前記磁束指令保持手段に保持されている前回と今回サン
    プリング時の磁束指令値と、前記進み角度演算手段から
    出力される磁束ベクトルの進み角度に基づいて、前回と
    今回サンプリング時の磁束ベクトルの差ベクトルを求め
    る差ベクトル演算手段と、 該差ベクトル演算手段により求められた差ベクトルをイ
    ンバータスイッチ素子のオン・オフ状態組合せにより定
    める複数の電圧単位ベクトルを用いて合成する電圧ベク
    トル合成手段と、 該電圧ベクトル合成手段により合成された電圧ベクトル
    に従ってインバータスイッチ素子のゲート信号を発生す
    るゲート信号生成手段と、 を含んでなるPWMインバータのゲート信号発生装置。
  7. 【請求項７】前記電圧ベクトル合成手段は３相ブリッジ
    構成のインバータスイッチ素子のオン・オフ状態組合せ
    により定まる６つの電圧単位ベクトルの中から前記差ベ
    クトルに方向が近い２つの電圧単位ベクトルi,ｊ
    を選択する電圧単位ベクトル選択手段と、 該電圧単位ベクトル選択手段により選択された２つの電
    圧単位ベクトルi,ｊを用い、式 ＝αｉ＋βｊ Ts＝α＋β （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足する前記ベクトルi,ｊの保持時間α，βを求
    める保持時間演算手段と、を含んでなるものとし、 前記ゲート信号生成手段は、前記ベクトルi,ｊに対
    応するゲート信号をそれぞれ対応する保持時間α，βに
    合わせて出力する構成とした請求項６記載のPWMインバ
    ータのゲート信号発生方法。
  8. 【請求項８】前記電圧ベクトル合成手段は３相ブリッジ
    構成のインバータスイッチ素子のオン・オフ状態の組合
    せにより定まる６つの電圧単位ベクトルの中から前記差
    ベクトルに方向が近い２つの電圧単位ベクトルi,
    ｊを選択する電圧単位ベクトル選択手段と、 該電圧単位ベクトル選択手段により選択された２つの電
    圧単位ベクトルi,ｊと零ベクトルv0を用い、式 ＝αｉ＋βｊ＋TO Ｏ Ts＝α＋β＋TO （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足する前記ベクトルi,j,０の保持時間α，
    β,Toを求める保持時間演算手段と、を含んでなるもの
    とし、 前記ゲート信号生成手段は、前記ベクトルi,j,ｏ
    に対応するゲート信号をそれぞれ対応する保持時間α，
    β,TOに合わせて出力する構成とした請求項６記載のPWM
    インバータのゲート信号発生装置。
  9. 【請求項９】前記電圧ベクトル合成手段は、３相ブリッ
    ジ構成のインバータスイッチ素子のオン・オフ状態の組
    合せにより定まる方向を有する６つの電圧単位ベクトル
    の中から前記差ベクトルをに方向が近い２つの電圧単
    位ベクトルi,ｊを選択する電圧単位ベクトル選択手
    段と、 該電圧単位ベクトル選択手段により選択された２つの電
    圧単位ベクトルi,ｊと零ベクトルv0を用い、式 （ここで、Tsはサンプリング周期し、ｍは自然数1,2,…
    ｍを表わす） を満足する前記ベクトルi,j,０のｍ分割保持時間
    αm,βm,TOmを求める保持時間演算手段と、を含んでな
    るものとし、 前記ゲート信号生成手段は、前記ベクトルi,j,０
    に対応するゲート信号をそれぞれ対応する保持時間αm,
    βm,TOmに合わせて出力する構成とした請求項６記載のP
    WMインバータのゲート信号発生装置。
  10. 【請求項１０】前記電圧ベクトル合成手段は、３相ブリ
    ッジ構成のインバータスイッチ素子のオン・オフ状態の
    組合せにより定まる６つの電圧単位ベクトルの中から前
    記差ベクトルに方向が近い２つの電圧単位ベクトル
    i,ｊを選択する電圧単位ベクトル選択手段と、 該電圧単位ベクトル選択手段により選択された２つの電
    圧単位ベクトルi,ｊと零ベクトルv0を用い、式 ＝αｉ＋βｊ＋TO ０ Ts＝α＋β＋TO （ここで、Tsはサンプリング周期を表わす） を満足する前記ベクトルi,j,０の保持時間α，
    β,TOを求める保持時間演算手段と、 前記保持時間TOとこの保持時間TOを自然数ｍで徐した値
    TO/mとインバータスイッチ素子の最小通流時間（TO）mi
    nとの大小関係が式 TO/m＞（TO）min ……（ａ） TO＞（TO）min≧TO/m ……（ｂ） の式（ａ）を満足する場合は、前記保持時間α，β,TO
    をそれぞれｍ等分し、式 を満足するように電圧単位ベクトルi,j,０をｍ分
    割配置して合成電圧ベクトルを生成するとともに、式
    （ｂ）を満足する場合は前式ｅ＝αｉ＋βｊ＋TO
    ０を満足するように電圧単位ベクトルi,j,０を配
    置して合成電圧ベクトルを生成するベクトル配置決定手
    段と、を含んでなるものとし、 前記ゲート信号生成手段は、前記ベクトルi,j,０
    に対応するゲート信号をそれぞれ対応する保持時間
    （α，β,TO）または（αm,βm,TOm）に合わせて出力す
    る構成とした請求項６記載のPWMインバータのゲート信
    号発生装置。
  11. 【請求項１１】前記零電圧ベクトルv0は２つの電圧単位
    ベクトルvi,vjの始点又は終点に配置され、前記viまた
    はvjに遷移する際に１つのベクトル成分のみが変化する
    零ベクトルを用いるようにした請求項８乃至10いづれか
    に記載のPWMインバータのゲート信号発生装置。
  12. 【請求項１２】交流電動機を負荷とする３相ブリッジ接
    続されたインバータスイッチ素子を含んでなるPWMイン
    バータを備え、このインバータスイッチ素子が前記請求
    項６乃至11のいずれかに記載のゲート信号発生装置から
    出力されるゲート信号により駆動される構成としたPWM
    インバータ装置。
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