Ⅲ．インバータ編
1．インバータ（Inverter）
l 直流電力から交流電力を電気的に生成する（逆変換する）
電源回路、またはその回路を持つ電力変換装置。
l 制御装置と組み合わせることで、省エネルギー効果大。
インバータの用途。
l モーター制御
• 交流電動機（誘導電動機・同期電動機）の
可変速・可変トルク制御 – 可変電圧可変周波数制御（VVVF制御）
l DC-ACインバータ、DC-DCコンバータ
• 電源装置、電源回路
l 放電ランプ用安定器
• 蛍光灯、液晶バックライト点灯用
l 高周波電力発生装置その他
• 電磁調理器、電子レンジ、レーダー（マグネトロン）
※コンバータ：交流を直流に変換する
1）HEV用インバーターシステム
インバータのシステムブロック図
① 車両を駆動するための電気モータには、3相ブラシレスモータを使用する。
② 車両駆動用バッテリは直流電源であるため、3相交流に変換する必要があり、この役割を担うのがインバータです。
③ パワーデバイスを使った3相インバータ回路により、加速(力行)時には直流⇒交流、減速(回生)時には交流⇒直流の変換を行います。
2）インバータ制御マイコン （Toshiba)
RDCをデジタル回路化してMCUに内蔵
最近は、外付け部品であったRDCを内蔵、部品点数削減による省スペース化と部品認定作業の軽減が可能になり、またデジタル化により耐ノイズ性/回路自由度小型化が可能に成った。
² 東芝の最新制御マイコン
モータ制御技術として、デジタルRDC*1、VE(ベクトルエンジン)、1パルス制御機能をMCUに導入し、ソフト処理の効率化と処理スピードの向上を図っている。
RDCをデジタル回路化してMCUに内蔵
外付け部品であったRDCが不要に成り回路のデジタル化で耐ノイズ性も向上。
² モータ制御IP(A-PMD)のハード化
① VE(ベクトルエンジン)
モータ制御部をハード(VE)で開発。
② 1パルス制御機能
高速回転領域で、1パルス/1回転制御で15000RPM以上の回転が可能。
中速～高速回転領域では、非同期PWM制御との比較で約10%出力アップが可能。さらにバッテリの小型化や小型モ―タの選定の自由度が向上。
3）インバータ制御マイコン （Ｒeｎｅｓａｓ）
² ルネサスの制御マイコン インバータ（Inverter）：
µ モータ・ジェネレータシステムでは、主に走行用モータ制御、モータを発電機とする回生制御を行います。低燃費、低CO2 排出の実現に向けモータ制御、回生制御は日々進歩しており、高性能、高機能のMCU が求められます。
µ これらの要求に応えるため、高性能CPU、モータ制御、回生制御に最適なタイマ、ADC の搭載、さらにはシステムコストを低減するRDCを搭載したマイコンを投入。
² モータ制御IP （EMU)
モータのフィードバック制御を専用ハードウェアで実行、CPU(ソフト)を使用せずモータ制御が可能 CPU処理負荷を大幅に軽減し、高速回転が可能。
基本はハードウェア制御ですが、仕様に応じて、制御途中でソフト処理の挿入も可能、変数パラメータの設定で、細かい演算ゲイン等の調整が可能。
4）モーター制御用インバータ
モータ制御用インバータは、駆動周波数が低く、大電流大電力である。素子数が少なくて済むスイッチング素子6個の２レベルインバータを使用し、モータの速度とトルクを最適化し高効率な運転を行う。【電車の場合３レベルインバータ）
制御は、PWM方式による可変電圧可変周波数制御（VVVF)が行われるため、マイクロプロセッサを利用した演算部によりスイッチング素子を駆動するものが大部分である。 スイッチング素子として、低出力用はMOS-FET、大出力用は絶縁ゲート型両極性トランジスタ(IGBT) が主に使用される。
この回路は、力行・回生双方向性を持つ。
・力行時にはインバータとして使用。
・回生時にはコンバータとして使用。
他：定電圧定周波数制御（CVCF制御）、可変電圧定周波数制御（VVCF制御）、定電圧可変周波数制御（CVVF制御など
以上です。