技術論文 2025 No.3
3レベルインバータの中性点電圧安定化に向けた同期モータ軽負荷駆動時の界磁電流制御

　3レベルインバータは，入力P側，N側に加えて中性点Mの電圧を利用することでPWMに起因する電流リプルを低減でき，高周波駆動や低ノイズが求められる用途に適している。一方で，中性点電流の積算により中性点電圧が変動し，モータ電流ひずみやパワーデバイスの損失偏りを引き起こす可能性がある。この課題に対し中性点電圧制御が提案されているが，モータ電流が少ない軽負荷時には制御が困難となる。近年，低損失の利点から同期モータの採用が進んでいるが，無負荷時にはモータ電流がゼロになるため，中性点電圧制御性能が顕著に低下する。本稿では，軽負荷時に界磁電流成分を印加することで，モータトルクに影響を与えず中性点電圧制御性能を改善する手法を提案する。なお，本稿は「同期モータ駆動における界磁電流を用いた3レベルインバータ中性点電圧のバランス制御」(電気学会 半導体電力変換・モータドライブ合同研究会, SPC-22-165, MD-22-100, 2022.9)¹⁰⁾を再編したものである。