(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相負荷（１０）を駆動制御する電力変換装置であって、
前記三相負荷の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）毎に所定の直流電源（１２）に対して互いに直列接続された複数のスイッチ素子（ＳＷ１，ＳＷ２；ＳＷ３，ＳＷ４；ＳＷ５，ＳＷ６）を有し、前記各相毎の前記各スイッチ素子間の電位のうちの何れかの電位をそれぞれ前記各相の前記三相負荷に印加するインバータ回路（１４）と、
オンオフパターン（Ｐ）を生成しそのオンオフパターンに基づいて前記各相毎の前記各スイッチ素子をオンオフ動作させる制御回路（１６）と、
を備え、
前記直流電源（１２）の陰極側に接続された前記各スイッチ素子（ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６）だけ、または前記直流電源の陽極側に接続された前記各スイッチ素子（ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５）だけがオン状態であるもの（Ｖ０，Ｖ７）をそれぞれゼロ電圧ベクトルとし、他の前記オンオフ動作の組合せ（Ｖ１〜Ｖ６）をそれぞれ非ゼロ電圧ベクトルとし、
前記オンオフパターンにおいて、
(A)同一の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn-1,n）によって挟まれて連続する複数の前記非ゼロ電圧ベクトルは、当該ゼロ電圧ベクトルと共に二相変調パターンを形成し、
(B)互いに異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n，Ｖｚn,n+1）によって挟まれて連続する複数の前記非ゼロ電圧ベクトルは、前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルの一方から前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルの他方までの間で、一相について一回ずつの前記オンオフ動作を形成することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
電圧指令ベクトルを特定する電圧指令ベクトル生成部（１６ｅ）と、
前記電圧指令ベクトルに基づいて、前記オンオフパターン（Ｐ）を生成するオンオフパターン生成部（１６ｇ）と、
前記オンオフパターン生成部により生成された前記オンオフパターンに基づいて前記各スイッチ素子をオンオフ動作させる制御信号生成部（１６ｈ）とを
有し、
前記オンオフパターン生成部は、
二相変調で前記電圧指令ベクトルを展開する一連の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖ０，Ｖ７）及び前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖα，Ｖβ：α、β＝１〜６）である配列パターンを決定し、
前記配列パターンにおいて相互に異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトルが前記非ゼロ電圧ベクトルを介さずに連続する場合には、前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルのうち順序が後である一方（Ｖ７）を前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルのうち順序が先である方（Ｖ０）へと変更し、前記一方の前記ゼロ電圧ベクトルの直後の第１の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）と、前記第１の前記非ゼロ電圧ベクトルの直後の第２の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ２）の順序を入れ替えて前記配列パターンを修正してから、前記配列パターンに相当する前記オンオフパターン（Ｐ）を生成する、請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
電圧指令ベクトルを特定する電圧指令ベクトル生成部（１６ｅ）と、
前記電圧指令ベクトルに基づいて、前記オンオフパターン（Ｐ）を生成するオンオフパターン生成部（１６ｇ）と、
前記オンオフパターン生成部により生成された前記オンオフパターンに基づいて前記各スイッチ素子をオンオフ動作させる制御信号生成部（１６ｈ）とを
有し、
前記オンオフパターン生成部は、
二相変調で前記電圧指令ベクトルを展開する一連の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖ０，Ｖ７）及び前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖα，Ｖβ：α、β＝１〜６）である配列パターンを決定し、
前記配列パターンにおいて相互に異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトルが前記非ゼロ電圧ベクトルを介さずに連続する場合には、前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルのうち順序が後である一方（Ｖ７）、その直後の第１の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）、前記第１の前記非ゼロ電圧ベクトルの直後の第２の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ２；Ｖ４）、及び前記第２の前記非ゼロ電圧ベクトルの直後の第３の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）を、前記第２の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ２；Ｖ４）、第１の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）、第３の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）、及び前記一方の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖ７）の順序に入れ替えてから前記配列パターンに相当する前記オンオフパターン（Ｐ）を生成する、請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記オンオフパターン生成部（１６ｇ）は、搬送波信号（Ｈ）と前記各相に対応する電圧指令値信号（Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*）との大小関係に基づいてオンオフパターンを生成し、
(i)同一の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn-1,n）と、当該ゼロ電圧ベクトルに挟まれた複数の前記非ゼロ電圧ベクトルとに相当する前記オンオフパターンは、前記搬送波信号として三角波が採用されて生成され、
(ii)互いに異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n，Ｖｚn,n+1）と、当該ゼロ電圧ベクトルに挟まれた複数の前記非ゼロ電圧ベクトルとに相当する前記オンオフパターンは、前記搬送波信号として鋸歯波が採用されて生成される、請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記オンオフパターン（Ｐ）において、一対の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn,n+1）の間で複数の非ゼロ電圧ベクトルを介してこれらと隣接するゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n）は、上記一対のゼロ電圧ベクトルの少なくともいずれか一方と同一である、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相負荷への電力供給を制御する電力変換装置及びその制御方法に関し、特に、二相変調におけるスイッチ素子のオンオフ動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相負荷への電力供給を制御する電力変換装置では、三相負荷の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）毎に、所定の直流電源に対して互いに直列接続された複数の、例えば２個のスイッチ素子を有する。これらのスイッチ素子のうち、直流電源の陽極側に接続されたものは上アーム素子と呼ばれ、直流電源の陰極側に接続されたものは下アーム素子と呼ばれる。そして三相負荷の相毎に、当該相に対応した上アーム素子と下アーム素子との間の電位が、当該相に印加される。通常運転においては、上アーム素子と下アーム素子とは、同時に両方がオンにされることはない。
【０００３】
上記の構造を有する電力変換装置では、オンオフパターンに基づいて、各相の各スイッチ素子がオンオフ動作する。つまり当該オンオフパターンは、各相の各スイッチ素子のオンオフ状態を規定する。オンオフパターンは、例えばキャリアと指令値との比較を用いたキャリア比較法によって生成される。
【０００４】
このオンオフパターンにおいて、二相変調が採用される場合がある。二相変調は、三相のうちの一相の各スイッチ素子のオンオフ状態を固定し、残りの二相の各スイッチ素子をオンオフ動作させる変調方式である。図１３は、キャリアＨ（ここでは三角波Ｈ１）の一周期Ｔにおいて二相変調が採用されるオンオフパターンの一例を示すグラフである。図１３では、一周期Ｔの第１区間Ｋ１の各相Ｕ，Ｖ，Ｗの各スイッチ素子のオンオフ状態はそれぞれ“０”である。これをベクトル表記で（０，０，０）と表す。同様に、第２区間Ｋ２では（１，０，０）であり、第３区間Ｋ３では（１，１，０）であり、第４区間Ｋ４では（１，０，０）であり、第５区間Ｋ５では（０，０，０）である。尚、“０”は、下アーム素子がオンされ、上アーム素子がオフされるオンオフ状態を示し、“１”は、上アーム素子がオンされ、下アーム素子がオフされるオンオフ状態を示す。
【０００５】
このように、二相変調が採用されるオンオフパターンでは、（０，０，０）とベクトル表記される電圧ベクトル（いわゆるゼロ電圧ベクトルであり、通常「Ｖ０」と表記される）が、（０，０，１），（０，１，０），（０，１，１），（１，０，０），（１，０，１），（１，１，０）とベクトル表記される電圧ベクトル（非ゼロ電圧ベクトル：通常、それぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６と表記される）のいずれか二種を前後で挟む。あるいは（１，１，１）とベクトル表記される電圧ベクトル（これもゼロ電圧ベクトルであり、通常「Ｖ７」と表記される）が、非ゼロ電圧ベクトルのいずれか二種を前後で挟む。
【０００６】
なお、オンオフパターンにおいて、三相変調が採用される場合がある。三相変調において各相Ｕ，Ｖ，Ｗの各スイッチ素子は、一周期Ｔ中に必ずオンオフ状態が切り替わる。図１９は、一周期Ｔにおいて三相変調が採用されるオンオフパターンの一例を示すグラフである。三相変調が採用されるオンオフパターンでは、キャリアＨの一周期においてゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれか一方で非ゼロ電圧ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６のいずれか二種と他方のゼロ電圧ベクトル（Ｖ０，Ｖ７）を挟む。ここでは一周期Ｔが区間Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３，Ｋ１４，Ｋ１５，Ｋ１６，Ｋ１７へとこの順に区分され、それぞれにおいて電圧ベクトルＶ０，Ｖ４，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ６，Ｖ４，Ｖ０が採用されている。
【０００７】
尚、三相負荷への電力供給を制御する電力変換装置に関する先行技術文献として、下記の特許文献１〜５が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平４−２９３１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３５７３５８号公報
【特許文献３】特開２００５−２２９７１４号公報
【特許文献４】特開２００６−１７４６５９号公報
【特許文献５】特開２００６−１９７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
第ｋ番目の一周期ＴkのオンオフパターンＰｋで採用されるゼロ電圧ベクトルをＶｚkと表記すると、オンオフパターンＰｋにおいて二相変調が採用される場合、Ｖｚk＝Ｖ０またはＶｚk＝Ｖ７のいずれかである。図１３で示された一周期Ｔは第ｎ番目の一周期ＴnのオンオフパターンＰnを示しており、当該オンオフパターンＰnでは、ゼロ電圧ベクトルとして電圧ベクトルＶ０が採用されている。但し、上述のように、二相変調が採用されるオンオフパターンにはゼロ電圧ベクトルとして電圧ベクトルＶ７が採用されるものもあるので、下記問題が生じる恐れがある。
【００１０】
今、第ｎ−１番目の一周期Ｔで採用されるオンオフパターンＰn-1においてゼロ電圧ベクトルＶｚn-1がゼロ電圧ベクトルＶ７であり、上記図１３で例示されたように第ｎ番目の一周期Ｔで採用されるオンオフパターンＰnにおいてゼロ電圧ベクトルＶｚnがゼロ電圧ベクトルＶ０であった場合、ゼロ電圧ベクトルＶ７からゼロ電圧ベクトルＶ０へと電圧ベクトルが遷移する時に、各相同時にスイッチ素子がオンオフ動作する。かかるオンオフ動作は、それら各スイッチ素子の動作に起因するノイズが同時に発生して、ドライブ回路の誤動作などのノイズ障害を招く可能性がある。
【００１１】
二相変調の全ての期間に亘って、採用されるゼロ電圧ベクトルを電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれか一方に限定することも考えられるが、通常、そのような態様でのオンオフパターンは望まれない。その一つの理由としては、かかるオンオフパターンを採用した二相変調は、上アーム素子若しくは下アーム素子のいずれかの過剰な発熱により、その寿命を縮めてしまうことが挙げられる。
【００１２】
この発明の課題は、上記問題点に鑑み、二相変調でインバータを駆動させるときに、各相同時にスイッチ素子がオンオフ動作する事を防止する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明にかかる電力変換装置の第１の態様は、三相負荷（１０）を駆動制御する電力変換装置であって、前記三相負荷の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）毎に所定の直流電源（１２）に対して互いに直列接続された複数のスイッチ素子（ＳＷ１，ＳＷ２；ＳＷ３，ＳＷ４；ＳＷ５，ＳＷ６）を有し、前記各相毎の前記各スイッチ素子間の電位のうちの何れかの電位をそれぞれ前記各相の前記三相負荷に印加するインバータ回路（１４）と、オンオフパターン（Ｐ）を生成しそのオンオフパターンに基づいて前記各相毎の前記各スイッチ素子をオンオフ動作させる制御回路（１６）とを備える。
【００１４】
前記直流電源（１２）の陰極側に接続された前記各スイッチ素子（ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６）だけ、または前記直流電源の陽極側に接続された前記各スイッチ素子（ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５）だけがオン状態であるもの（Ｖ０，Ｖ７）をそれぞれゼロ電圧ベクトルとし、他の前記オンオフ動作の組合せ（Ｖ１〜Ｖ６）をそれぞれ非ゼロ電圧ベクトルとし、前記オンオフパターンにおいて、(A)同一の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn-1,n）によって挟まれて連続する複数の前記非ゼロ電圧ベクトルは、当該ゼロ電圧ベクトルと共に二相変調パターンを形成し、(B)互いに異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n，Ｖｚn,n+1）によって挟まれて連続する複数の前記非ゼロ電圧ベクトルは、前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルの一方から前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルの他方までの間で、一相について一回ずつの前記オンオフ動作を形成することを特徴とする。
【００１５】
この発明にかかる電力変換装置の第２の態様は、その第１の態様であって、前記制御回路は、電圧指令ベクトルを特定する電圧指令ベクトル生成部（１６ｅ）と、前記電圧指令ベクトルに基づいて、前記オンオフパターン（Ｐ）を生成するオンオフパターン生成部（１６ｇ）と、前記オンオフパターン生成部により生成された前記オンオフパターンに基づいて前記各スイッチ素子をオンオフ動作させる制御信号生成部（１６ｈ）とを有する。
【００１６】
前記オンオフパターン生成部は、二相変調で前記電圧指令ベクトルを展開する一連の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖ０，Ｖ７）及び前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖα，Ｖβ：α、β＝１〜６）である配列パターンを決定し、前記配列パターンにおいて相互に異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトルが前記非ゼロ電圧ベクトルを介さずに連続する場合には、前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルのうち順序が後である一方（Ｖ７）を前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルのうち順序が先である方（Ｖ０）へと変更し、前記一方の前記ゼロ電圧ベクトルの直後の第１の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）と、前記第１の前記非ゼロ電圧ベクトルの直後の第２の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ２）の順序を入れ替えて前記配列パターンを修正してから、前記配列パターンに相当する前記オンオフパターン（Ｐ）を生成する。
【００１７】
この発明にかかる電力変換装置の第３の態様は、その第１の態様であって、前記制御回路は、電圧指令ベクトルを特定する電圧指令ベクトル生成部（１６ｅ）と、前記電圧指令ベクトルに基づいて、前記オンオフパターン（Ｐ）を生成するオンオフパターン生成部（１６ｇ）と、前記オンオフパターン生成部により生成された前記オンオフパターンに基づいて前記各スイッチ素子をオンオフ動作させる制御信号生成部（１６ｈ）とを有する。
【００１８】
前記オンオフパターン生成部は、二相変調で前記電圧指令ベクトルを展開する一連の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖ０，Ｖ７）及び前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖα，Ｖβ：α、β＝１〜６）である配列パターンを決定し、前記配列パターンにおいて相互に異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトルが前記非ゼロ電圧ベクトルを介さずに連続する場合には、前記一対の前記ゼロ電圧ベクトルのうち順序が後である一方（Ｖ７）、その直後の第１の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）、前記第１の前記非ゼロ電圧ベクトルの直後の第２の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ２；Ｖ４）、及び前記第２の前記非ゼロ電圧ベクトルの直後の第３の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ６）を、前記第２の前記非ゼロ電圧ベクトル、第１の前記非ゼロ電圧ベクトル、第３の前記非ゼロ電圧ベクトル、及び前記一方の前記ゼロ電圧ベクトルの順序に入れ替えてから前記配列パターンに相当する前記オンオフパターン（Ｐ）を生成する。
【００１９】
この発明にかかる電力変換装置の第４の態様は、その第２の態様または第３の態様であって、前記オンオフパターン生成部（１６ｇ）は、搬送波信号（Ｈ）と前記各相に対応する電圧指令値信号（Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*）との大小関係に基づいてオンオフパターンを生成する。(i)同一の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn-1,n）と、当該ゼロ電圧ベクトルに挟まれた複数の前記非ゼロ電圧ベクトルとに相当する前記オンオフパターンは、前記搬送波信号として三角波が採用されて生成され、(ii)互いに異なる一対の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n，Ｖｚn,n+1）と、当該ゼロ電圧ベクトルに挟まれた複数の前記非ゼロ電圧ベクトルとに相当する前記オンオフパターンは、前記搬送波信号として鋸歯波が採用されて生成される。
【００２０】
この発明にかかる電力変換装置の第５の態様は、その第１の態様乃至第４の態様のいずれかであって、前記オンオフパターン（Ｐ）において、一対の前記ゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn,n+1）の間で複数の非ゼロ電圧ベクトルを介してこれらと隣接するゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n）は、上記一対のゼロ電圧ベクトルの少なくともいずれか一方と同一である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明にかかる電力変換装置の第１の態様によれば、二相変調パターンにおいて採用されるゼロ電圧ベクトルの種類が切り替わる場合においても、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）同時に各スイッチ素子（ＳＷ１〜ＳＷ６）がオンオフ動作する事が防止され、これにより各スイッチ素子のオンオフ動作により発生するノイズが一致する事が防止される。
【００２２】
この発明にかかる電力変換装置の第２の態様または第３の態様によれば、電圧指令ベクトルを展開する一連の電圧ベクトルにおいて、二相変調を損なうことなく、非ゼロ電圧ベクトルを介さずに連続する一対のゼロ電圧ベクトルの存在を解消できる。
【００２３】
この発明にかかる電力変換装置の第４の態様によれば、オンオフパターンを安価な構成で生成できる。
【００２４】
この発明にかかる電力変換装置の第５の態様は、二相変調としての利点を維持する観点で望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態に係る電力変換装置１の構成概略図である。
【図２】各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６のオンオフ状態の組合せを示した図である。
【図３】空間電圧ベクトル図Ｓを説明する図である。
【図４】オンオフパターンＰの一周期における一連の電圧ベクトルの配列パターンの一例を示す図である。
【図５】二相変調において電圧指令ベクトルＶ*を展開する電圧ベクトルの配列パターンの一例を示す図である。
【図６】修正された電圧ベクトルの配列を例示する図である。
【図７】修正された電圧ベクトルの配列を例示する図である。
【図８】電圧指令ベクトルＶ*が異なる領域Ｓｍ間で遷移する場合の、修正された配列パターンを例示する図である。
【図９】二相変調において電圧指令ベクトルＶ*を展開する電圧ベクトルの配列パターンの他の例を示す図である。
【図１０】修正された電圧ベクトルの配列を例示する図である。
【図１１】修正された電圧ベクトルの配列を例示する図である。
【図１２】電圧指令ベクトルＶ*が同じ領域Ｓｍにある場合の、修正された配列パターンを例示する図である。
【図１３】オンオフパターンＰ（Ｐｎ）を三角波Ｈ１と各電圧指令値信号Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*とを用いて生成する方法を説明する図である。
【図１４】オンオフパターンＰ（Ｐｎ）を鋸波Ｈ２と各電圧指令値信号Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*とを用いて生成する方法を説明する図である。
【図１５】電圧指令ベクトルＶ*が各領域Ｓ１〜Ｓ６に在る場合の選定可能な固定相を示した図である。
【図１６】固定相の選定の一例を示した図である。
【図１７】固定相の選定の他の例を示した図である。
【図１８】固定相の選定の更に他の例を示した図である。
【図１９】三相変調のオンオフパターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜全体構成＞
この実施形態に係る電力変換装置１は、図１を参照して、三相負荷１０と、直流電源１２と、インバータ回路１４と、制御回路１６とを備えている。インバータ回路１４は直流電源１２の直流電力を三相交流電力に変換して三相負荷１０の各相Ｕ，Ｖ，Ｗに供給する。制御回路１６はインバータ回路１４を制御する。
【００２７】
三相負荷１０は、例えば三相モータであり、その回転位置を検出する位置検出センサ（例えばホールセンサ）Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを備えている。尚、この実施形態では、位置検出センサを用いて三相負荷１０の回転位置を検出するが、位置検出センサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いずに、各相Ｕ，Ｖ，Ｗの電流または電圧などの検出値に基づいて三相負荷１０の回転位置を検出してもよい。
【００２８】
直流電源１２は、図１の様に、例えば、交流電源１２ａと、交流電源１２ａの交流電力を直流電力に変換するコンバータ１２ｂとを備えている。
【００２９】
コンバータ１２ｂは、ブリッジ整流回路を構成する４個のダイオードＤ１〜Ｄ４と、コイルＬと、コンデンサＣとを備えている。各ダイオードＤ１，Ｄ２は、陽極線１２ｐと陰極線１２ｎとの間において、互いの通電方向を陽極線１２ｐ側に向けて直列接続されている。各ダイオードＤ３，Ｄ４は、陽極線１２ｐと陰極線１２ｎとの間において、互いの通電方向を陽極線１２ｐ側に向けて直列接続されている。各ダイオードＤ１，Ｄ２の接続点と各ダイオードＤ３，Ｄ４の接続点との間には、交流電源１２ａが接続されている。コイルＬは、陽極線１２ｐにおける上記のブリッジ整流回路の後段に接続されている。コンデンサＣは、コイルＬの後段において、陽極線１２ｐと陰極線１２ｎとの間に接続されている。
【００３０】
インバータ回路１４は、複数（ここでは６個）のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６を備えている。各スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２は、陽極線１２ｐと陰極線１２ｎとの間において互いに直列接続されており、スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２の間の電位が三相負荷１０のＵ相電極１１ｕに印加されている。各スイッチ素子ＳＷ３，ＳＷ４は、陽極線１２ｐと陰極１２ｎとの間において互いに直列接続されており、スイッチ素子ＳＷ３，ＳＷ４の間の電位が三相負荷１０のＶ相電極１１ｖに印加されている。各スイッチ素子ＳＷ５，ＳＷ６は、陽極線１２ｐと陰極線１２ｎとの間において直列接続されており、スイッチ素子ＳＷ５，ＳＷ６の間の電位が三相負荷１０のＷ相電極１１ｗに印加されている。
【００３１】
尚、陽極線１２ｐ（即ち直流電源１２の陽極側）に接続された各スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５は上アーム素子と呼ばれ、陰極線１２ｎ（即ち直流電源１２の陰極側）に接続された各スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６は下アーム素子と呼ばれる。
【００３２】
またここでは各相Ｕ，Ｖ，Ｗ毎に２個のスイッチ素子が直列接続され、それら２個のスイッチ素子の間の電位が三相負荷１０の対応する相に印加される。一般には、複数のスイッチ素子が直列接続され、それら複数のスイッチ素子の間の電位の何れかが三相負荷１０の対応する相に印加される。
【００３３】
各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６はそれぞれ、トランジスタＴと、トランジスタＴの主電極間に逆方向接続されたダイオードＤとを備えている。各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６の制御電極Ｇはそれぞれ、制御回路１６に接続されている。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６としては、還流ダイオードを備えたＩＧＢＴ等を使用する事ができる。
【００３４】
このインバータ回路１４は、制御回路１６により、各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６の制御電極Ｇに制御信号が印加されて、それら各スイッチ素子のトランジスタＴのオンオフ状態が制御される。その際、Ｕ相の各スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２は、両方がともにオン状態にされることはない。同様にＶ相の各スイッチ素子ＳＷ３，ＳＷ４も、Ｗ相の各スイッチ素子ＳＷ５，ＳＷ６もそれぞれ、両方がともにオン状態にされることはない。この様にして、直流電源１２の直流電力が三相交流電力に変換されて、三相負荷１０の各相Ｕ，Ｖ，Ｗの電極１１ｕ，１１ｖ，１１ｗに電圧が印加される。これにより、例えば三相負荷１０がモータの場合には、当該モータが回転駆動される。
【００３５】
以下、三相負荷１０がモータである場合を例にとって説明を続ける。制御回路１６は、三相負荷１０が所望の回転角速度で回転駆動する様にインバータ回路１４を制御する。制御回路１６は、図１を参照して、回転角速度検出部１６ａと、回転角速度指令値生成部１６ｂと、電流指令値生成部１６ｃと、電圧指令ベクトル生成部１６ｅと、オンオフパターン生成部１６ｇと、制御信号生成部１６ｈとを備えている。
【００３６】
回転角速度検出部１６ａは、各位置検出センサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗにより検出された三相負荷１０の回転位置からその時間変化を求め、その時間変化に基づいて三相モータ１０の回転角速度ωを検出し、それを電流指令値生成部１６ｃに出力する。
【００３７】
回転角速度指令値生成部１６ｂは、三相モータ１０を所望の回転角速度で回転させるための回転角速度指令値ω*を生成し、それを電流指令値生成部１６ｃに出力する。
【００３８】
電流指令値生成部１６ｃは、回転角速度検出部１６ａからの回転角速度ωが、回転角速度指令値生成部１６ｂからの回転角速度指令値ω*に近づく様に、電流指令値Ｉ*を生成する。具体的には、電流指令値生成部１６ｃは、回転角速度ωと回転角速度指令値ω*との偏差を比例積分微分演算（ＰＩＤ演算）して電流指令値Ｉ*を生成し、それを電圧指令ベクトル生成部１６ｅに出力する。
【００３９】
電圧指令ベクトル生成部１６ｅは、電流指令値Ｉ*に基づいて電圧指令ベクトルＶ*を生成する。電圧指令ベクトルは、オンオフパターンの基礎となる電圧ベクトルの指令値であり、当該電圧ベクトルは上記非ゼロ電圧ベクトルとゼロ電圧ベクトルで展開できる。以下、当該展開について順に説明する。
【００４０】
まず図２を参照して、各相Ｕ，Ｖ，Ｗの各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６のオンオフ状態の組合せは８つの電圧ベクトルで表記される。すなわち電圧ベクトルＶ０（０，０，０），Ｖ１（０，０，１），Ｖ２（０，１，０），Ｖ３（０，１，１），Ｖ４（１，０，０），Ｖ５（１，０，１），Ｖ６（１，１，０），Ｖ７（１，１，１）である。以後、場合に応じて電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７を「オンオフ状態」と呼ぶ場合がある。
【００４１】
尚、各ベクトルＶ０〜Ｖ７の各括弧内の最左の“０”または“１”は、Ｕ相の各スイッチ素子ＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態を示し、各括弧内の中央の“０”または“１”は、Ｖ相の各スイッチ素子ＳＷ３，ＳＷ４のオンオフ状態を示し、各括弧内の最右の“０”または“１”は、Ｗ相の各スイッチ素子ＳＷ５，ＳＷ６のオンオフ状態を示す。“１”は、上アーム素子がオンされ、下アーム素子がオフされた状態を示し、“０”は、下アーム素子がオンされ、上アーム素子がオフされた状態を示す。
【００４２】
図３の様に、各非ゼロ電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６をそれらの始点を中心点０に一致させそれらの終点を放射状に外側に向けて配置し、且つ各ゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７を大きさゼロのベクトルと見なして中心点０に配置して構成された正６角形の図を空間電圧ベクトル図Ｓと呼ぶ。各非ゼロ電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６は、右回りまたは左回りに１つの相ずつ各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６のオンオフ状態が変化する様に配置される。尚、空間電圧ベクトル図Ｓにおいて、各電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６のうちの隣り合う２つと、各電圧ベクトルＶ０，Ｖ７は正三角形の領域Ｓｊ（ｊ＝１〜６）の各々を構成する。
【００４３】
オンオフパターン生成部１６ｇは、空間電圧ベクトル図Ｓ上で定義された電圧指令ベクトルＶ*を、各領域Ｓ１〜Ｓ６のうちの電圧指令ベクトルＶ*を含む領域を構成する各電圧ベクトル（即ち電圧指令ベクトルＶ*を挟む２つの非ゼロ電圧ベクトルＶα，Ｖβ（α≠β且つα，β＝１〜６）および２つのゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７を用いて展開する。
【００４４】
二相変調が採用される場合、一つの相の上アーム素子、あるいは一つの相の下アーム素子のオンオフ状態が固定されるので、非ゼロ電圧ベクトルとしては、電圧指令ベクトルＶ*はその存在する領域Ｓｊ（ｊ＝１〜６）の境界を形成する二つの非ゼロ電圧ベクトルのみが採用される。よって非負の実数ａα，ａβ，ａ０，ａ７が、式１、式２を満足するように設定される。
【００４５】
Ｖ*＝ａα・Ｖα＋ａβ・Ｖβ＋ａ０・Ｖ０+ａ７・Ｖ７    ・・・・式１
ａα＋ａβ＋ａ０＋ａ７＝１                              ・・・・式２
各係数ａαは、電圧指令ベクトルＶ*の電圧ベクトルＶαへの射影成分であると把握され、係数ａβは、電圧指令ベクトルＶ*の電圧ベクトルＶβへの射影成分であると把握される。
【００４６】
各係数ａ０，ａ７は、ａ０＋ａ７＝１−（ａα＋ａβ）を満たす限り、自由に選定できる。ゼロ電圧ベクトルＶ０、Ｖ７はいずれもその大きさがゼロである点で共通し、ゼロ電圧ベクトルＶ０、Ｖ７のいずれを用いても、電圧指令ベクトルＶ*の展開に影響しないからである。
【００４７】
二相変調が採用されるオンオフパターンをキャリア比較法で生成する場合、上述のようにキャリア一周期においては非ゼロ電圧ベクトルを、同じゼロ電圧ベクトルが挟む。よってここではオンオフパターンの一周期が、キャリア比較法で生成されるか否かに拘わらず、一対のゼロ電圧ベクトル及びこれらのゼロ電圧ベクトルが挟む非ゼロ電圧ベクトルの配列に基づくと把握することにする。以降、第ｋ番目の一周期ＴkのオンオフパターンＰｋにおいて、最初のゼロ電圧ベクトルをＶｚkiと表し、最後のゼロ電圧ベクトルをＶｚkｆと表す。また、特にオンオフパターンの一周期の順序を考慮しない場合には、当該周期の最初のゼロ電圧ベクトルをＶｚｉと表し、最後のゼロ電圧ベクトルをＶｚｆと表す。
【００４８】
オンオフパターン生成部１６ｇにおいては、その一周期において一連の電圧ベクトルＶｚｉ，Ｖα，Ｖβ，Ｖα，Ｖｚｆに対応するオンオフパターンを生成する。但し一周期中で異なる複数の相において同時にオンオフ動作が生じないように、ゼロ電圧ベクトルＶｚｉ，Ｖｚｆと非ゼロ電圧ベクトルＶα，Ｖβとが選択される。図１３に即して言えば、電圧指令ベクトルＶ*は領域Ｓ１にあり、Ｖｚｉ＝Ｖｚｆ＝Ｖ０，Ｖα＝Ｖ４，Ｖβ＝Ｖ６である。そして一周期Ｔを区間Ｋ１〜Ｋ５に区分すると、区間Ｋ１、Ｋ５においてゼロ電圧ベクトルＶ０が採用され、区間Ｋ２、Ｋ４において非ゼロ電圧ベクトルＶ４が採用され、区間Ｋ３において非ゼロ電圧ベクトルＶ６が採用される。このような一連の電圧ベクトルの配列は、キャリアＨに三角波Ｈ１を採用したキャリア比較法で得られることは周知の通りである。
【００４９】
他方、電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１にあっても、Ｖｚｉ＝Ｖｚｆ＝Ｖ７，Ｖα＝Ｖ６，Ｖβ＝Ｖ４とした一連の電圧ベクトルを採用することができることもまた周知である。
【００５０】
図４では、電圧指令ベクトルＶ*が各領域Ｓ１〜Ｓ６内に在る場合の、オンオフパターンＰの一周期における一連の電圧ベクトルの配列パターンの具体例を例示する。図４の左欄のＳ１〜Ｓ６は、電圧指令ベクトルＶ*の在る領域を示す。図４から、電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１内に在る場合は、一連の電圧ベクトルの順序は、Ｖｚｉ＝Ｖｚｆがとるゼロ電圧ベクトルに応じて、Ｖ７→Ｖ６→Ｖ４→Ｖ６→Ｖ７になる場合（即ちｕ相の上アーム素子がオン固定される場合）と、Ｖ０→Ｖ４→Ｖ６→Ｖ４→Ｖ０になる場合（即ちｗ相の下アーム素子がオン固定される場合）の２つの場合がある。
【００５１】
オンオフパターン生成部１６ｇはこのように電圧指令ベクトルＶ*を展開する一連のゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７及び非ゼロ電圧ベクトルＶα，Ｖβからなる配列パターンを決定する。
【００５２】
そして配列パターンにおいて相互に異なる一対のゼロ電圧ベクトルＶ０、Ｖ７が非ゼロ電圧ベクトルＶα，Ｖβを介さずに連続する場合には、当該箇所及びその近傍で、後述するように配列パターンを修正してから配列パターンに相当するオンオフパターンＰを生成する。
【００５３】
上述のようにして生成されたオンオフパターンＰに基づいて、制御信号生成部１６ｈは、各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６のオンオフ動作を制御する制御信号（例えばＰＷＭ信号）を生成し、それら各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６の制御電極Ｇに印加する。これにより各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、オンオフパターンＰに従ってオンオフ動作する。
【００５４】
＜電圧ベクトルの配列パターンの修正＞
以下、オンオフパターン生成部１６ｇにおいて電圧ベクトルの配列パターンを修正する技術を例示する。もちろん、望ましい電圧ベクトルの配列パターンは、当該修正を前提とするものではなく、順次に生成されるものであってもよい。ここでは一旦電圧ベクトルの配列パターンを生成してからそれを修正する技術を例示するに過ぎない。
【００５５】
図５は、二相変調において電圧指令ベクトルＶ*を展開する一連の電圧ベクトルの配列を例示する。但しここで配列される電圧ベクトルの各々は、スイッチ素子のオンオフ状態の一つによって実現されるものであり、上述のゼロ電圧ベクトル若しくは非ゼロ電圧ベクトルのいずれかである。図５では電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１から領域Ｓ２へと遷移する境界近傍を示している。具体的には一周期Ｔn-2，Ｔn-1においては領域Ｓ１にある電圧指令ベクトルＶ*が展開され、一周期Ｔn，Ｔn+1においては領域Ｓ２にある電圧指令ベクトルＶ*が展開される。そしてここでは領域Ｓ１，Ｓ２においてそれぞれ採用されるゼロ電圧ベクトル同士が相互に異なっている場合が例示されている。
【００５６】
このように二相変調に供される一連の電圧ベクトルは、各周期毎に見ると、電圧ベクトルＶｚｉ，Ｖα，Ｖβ，Ｖα，Ｖｚｆの順序で配列される。尚、この場合の電圧ベクトルＶβの実施時間ｔβは、一周期Ｔの長さにも記号Ｔを用いると、ｔβ＝ａβ・Ｔで与えられる。また電圧ベクトルＶαの実施時間ｔαは、ｔα＝ａα・Ｔで与えられるが、Ｖαは各周期における実施順序の２番目と４番目の２カ所に現れるので、それら２カ所の実施時間の合計がａα・Ｔとなる様にそれら２カ所の各実施時間が適当に設定される。例えばそれら２カ所の各実施期間はそれぞれａα・Ｔ／２に設定されてもよい。
【００５７】
また各電圧ベクトルＶｚｉ，Ｖｚｆの実施時間ｔｚｉ，ｔｚｆは、各ゼロ電圧ベクトルＶｚｉ，ＶｚｆがＶ０の場合（従ってａ０≠０且つａ７＝０の場合）は、ｔｚｉ＋ｔｚｆ＝ａ０・Ｔ＝｛１−（ａα＋ａβ）｝・Ｔを満たす様に適当に設定される。同様に各ゼロ電圧ベクトルＶｚｉ，ＶｚｆがＶ７の場合（従ってａ０＝０且つａ７≠０の場合）は、ｔｚｉ＋ｔｚｆ＝ａ７・Ｔ＝｛１−（ａα＋ａβ）｝・Ｔを満たす様に適当に設定される。いずれの場合も、例えば各実施期間ｔｚｉ，ｔｚｆはそれぞれｔｚｉ＝ｔｚｆ＝ａ０・Ｔ／２に設定されてもよい。
【００５８】
但し図示の繁雑を避けるべく、図５並びに後述する図６、図７、図９、図１０では、配列パターンの順序のみを示し、それぞれの実施期間の長さは表していない。
【００５９】
一周期Ｔn-2，Ｔn-1においてはＷ相の下アーム素子がオン状態に固定されており、ゼロ電圧ベクトルとしてはＶ０が採用されている。また一周期Ｔn，Ｔn+1においてはＶ相の上アーム素子がオン状態に固定されており、ゼロ電圧ベクトルとしてはＶ７が採用されている。
【００６０】
そして図５に示された場合では一周期Ｔn-1の最後に現れるゼロ電圧ベクトルＶｚn-1ｆはＶ０、一周期Ｔnの最初に現れるゼロ電圧ベクトルＶｚnｉはＶ７であり、両者が隣接する。つまり電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１から領域Ｓ２へと遷移するタイミングで、ゼロ電圧ベクトルが切り替わっている。これはＵ，Ｖ，Ｗ相で同時に各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６がオンオフ動作することを招来し、発生するノイズに鑑みて望ましくない。
【００６１】
このように、配列パターンにおいて相互に異なる一対のゼロ電圧ベクトルＶｚn-1ｆ＝Ｖ０，Ｖｚnｉ＝Ｖ７が非ゼロ電圧ベクトルＶα、Ｖβを介さずに連続する場合には、下記修正を行う。それ以外の配列パターンの配置では修正しない。
【００６２】
(i)隣接するゼロ電圧ベクトルのうち順序が後であるゼロ電圧ベクトルＶｚnｉを、順序が先であるゼロ電圧ベクトルＶｚn-1ｆへと変更する。
【００６３】
(ii)順序が後であるゼロ電圧ベクトルＶｚnｉの直後の第１の非ゼロ電圧ベクトルＶαと、第１の非ゼロ電圧ベクトルの直後の第２の非ゼロ電圧ベクトルＶβの順序を入れ替える。
【００６４】
図６はこのようにして得られた配列パターンを示す。上述の(i)により相互に異なる一対のゼロ電圧ベクトルが非ゼロ電圧ベクトルＶα、Ｖβを介さずに連続することが回避される。ここで記号Ｖｚの右上に付記されてコンマで分けられた記号は、当該ゼロ電圧ベクトルがどの隣接した周期の境界に存在するかを示している。具体的には一周期Ｔn-2，Ｔn-1同士の境界にはゼロ電圧ベクトルＶｚn-2,n-1＝Ｖ０が存在し、一周期Ｔn-1，Ｔn同士の境界にはゼロ電圧ベクトルＶｚn-1,n＝Ｖ０が存在し、一周期Ｔn，Ｔn+1同士の境界にはゼロ電圧ベクトルＶｚn,n+1＝Ｖ７が存在している。このように、図６に示された配列パターンでは電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ２に遷移した後に、ゼロ電圧ベクトルが切り替わっている。つまり図５に示された配列パターンとは異なり、電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１から領域Ｓ２へと遷移するタイミングでは、ゼロ電圧ベクトルは切り替わってはいない。従ってＵ，Ｖ，Ｗ相で同時に各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６がオンオフ動作することはない。
【００６５】
また上述の(ii)により、互いに異なる一対のゼロ電圧ベクトルＶzn-1,n＝Ｖ０，Ｖｚn,n+1＝Ｖ７によって挟まれて連続する複数の非ゼロ電圧ベクトルＶ２，Ｖ６は、ゼロ電圧ベクトルＶｚn-1,n＝Ｖ０からゼロ電圧ベクトルＶｚn,n+1＝Ｖ７までの間で、一相について一回ずつのオンオフ動作が行われることになる。しかも、一周期Ｔnにおいて非ゼロ電圧ベクトルＶα，Ｖβの実施期間は維持されているため、電圧指令ベクトルＶ*の展開に支障はない。
【００６６】
あるいは、(i)(ii)に代えて、下記修正を行ってもよい。
【００６７】
(iii)隣接するゼロ電圧ベクトルのうち順序が後であるゼロ電圧ベクトルＶｚnｉ、その直後の第１の非ゼロ電圧ベクトルＶα、第１の非ゼロ電圧ベクトルＶαの直後の第２の非ゼロ電圧ベクトルＶβ、及び第２の非ゼロ電圧ベクトルＶβの直後の非ゼロ電圧ベクトルＶαという配列パターンを、それぞれ第２の非ゼロ電圧ベクトルＶβ、第１の非ゼロ電圧ベクトルＶα、第３の非ゼロ電圧ベクトルＶα、及びゼロ電圧ベクトルＶｚnｉの配列パターンに入れ替えて変更する。
【００６８】
図７はこのようにして得られた配列パターンを示す。上述の(i)(ii)と類似して、相互に異なる一対のゼロ電圧ベクトルが非ゼロ電圧ベクトルＶα、Ｖβを介さずに連続することが回避され、互いに異なる一対のゼロ電圧ベクトルＶｚn-1,n＝Ｖ０，Ｖｚn,n+1＝Ｖ７によって挟まれて連続する複数の非ゼロ電圧ベクトルＶ２，Ｖ６は、ゼロ電圧ベクトルＶｚn-1,n＝Ｖ０からゼロ電圧ベクトルＶｚn,n+1＝Ｖ７までの間で、一相について一回ずつのオンオフ動作が行われることになる。しかも、一周期Ｔnにおいて非ゼロ電圧ベクトルＶα，Ｖβの実施期間は維持されているため、電圧指令ベクトルＶ*の展開に支障はない。
【００６９】
図６、図７のいずれの手法で修正された場合であっても、得られた結果としての電圧ベクトルの配列パターン（配列パターンは、ゼロ電圧ベクトルまたは非ゼロ電圧ベクトルを採用するので、オンオフパターンとして把握することもできる）は下記の特徴を満足している事が分かる。
【００７０】
(A)同一のゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn-1,n＝Ｖ０）によって挟まれて連続する複数の非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ４，Ｖ６）は、当該ゼロ電圧ベクトル（Ｖ０）と共に二相変調パターンを形成し、
(B)互いに異なる一対のゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n＝Ｖ０，Ｖｚn,n+1＝Ｖ７）によって挟まれて連続する複数の非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ２，Ｖ６）は、当該一対のゼロ電圧ベクトルの一方（Ｖｚn-1,n＝Ｖ０）から他方（Ｖｚn,n+1＝Ｖ７）までの間で、一相について一回ずつのオンオフ動作で切り替わる。
【００７１】
そして以上のような配列パターンにより、ゼロ電圧ベクトルＶｚn-1,n以前と、それよりも後とでは、採用されるゼロ電圧ベクトルが異なるものの、二相変調を維持しつつ各スイッチ素子のオンオフ動作により発生するノイズが一致する事が防止される。
【００７２】
図８は、領域Ｓｊに在った電圧指令ベクトルＶ*が、隣接する領域Ｓｍ（ｍ＝１〜６）へと遷移する場合の配列パターンの具体例を示したものである。図８の左欄の例えば第２段目のＳ３／Ｓ１→Ｓ２は、Ｓｊ＝Ｓ３（またはＳｊ＝Ｓ１）、Ｓｍ＝２の場合を示す。そして中欄は領域Ｓｊにおいて上アーム素子がオン状態に固定され、領域Ｓｍにおいて下アーム素子がオン状態に固定される場合を示す。また右欄は領域Ｓｊにおいて下アーム素子がオン状態に固定され、領域Ｓｍにおいて上アーム素子がオン状態に固定される場合を示す。例えば図６及び図７で例示された配列パターンは、いずれも、図８の第２段目の右欄に示されたＶ０→Ｖ２→Ｖ６→Ｖ７に対応している。
【００７３】
さて、電圧指令ベクトルＶ*が同じ領域Ｓｊ内にあっても、上アーム素子を固定するオンオフパターンと、下アーム素子を固定するオンオフパターンとを切り替える場合がある。上述の通り、上アーム素子と下アーム素子とのいずれかが寿命を縮めてしまうことが、かかる切り替えの一つの理由である。
【００７４】
図９は電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１内にある場合で、Ｗ相の下アーム素子を固定するオンオフパターンから、Ｖ相の上アーム素子を固定するオンオフパターンへと遷移する境界近傍を示している。このような場合でも上述の(i)(ii)の手法を用いて配列パターンを図１０のように修正することができる。あるいは上述の(iii)の手法を用いて配列パターンを図１１のように修正することができる。図５乃至図７では電圧ベクトルＶ２が採用されていた非ゼロ電圧ベクトルＶβを、図９乃至図１１では電圧ベクトルＶ２を採用している点で異なっているに過ぎない。
【００７５】
よって、修正された配列パターンは、ゼロ電圧ベクトルＶｚn-1,n以前と、それよりも後とでは、採用されるゼロ電圧ベクトルが異なるものの、それ以外では二相変調を維持しつつ、各スイッチ素子のオンオフ動作により発生するノイズが一致する事が防止される。しかも一周期Ｔnにおいて非ゼロ電圧ベクトルＶα，Ｖβの実施期間は維持されているため、電圧指令ベクトルＶ*の展開に支障はない。
【００７６】
図１２は電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓｊに存在しつつ、上アーム素子を固定する配列パターンと、下アーム素子を固定する配列パターンとが切り替わる配列パターンの具体例を示したものである。図１２の左欄の例えば第１段目は、電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１にある場合を示す。そして中欄は領域Ｓｊにおいて上アーム素子がオン状態に固定された配列パターンから、下アーム素子がオン状態に固定された配列パターンへと配列パターンが遷移する場合を示す。また右欄は領域Ｓｊにおいて下アーム素子がオン状態に固定された配列パターンから、上アーム素子がオン状態に固定された配列パターンへと配列パターンが遷移する場合を示す。例えば図１０及び図１１で例示された配列パターンは、いずれも、図１２の第１段目の右欄に示されたＶ０→Ｖ４→Ｖ６→Ｖ７に対応している。
【００７７】
図８と図１２とを比較して分かるように、電圧指令ベクトルＶ*がその遷移後に存在する領域Ｓｍが同一であれば、電圧指令ベクトルＶ*がその遷移前に存在した領域が領域Ｓｍであっても、これに隣接する領域Ｓｊであっても、配列パターンは同一となる。換言すれば、図１２に示された配列パターンは、その左欄に示された領域を電圧指令ベクトルＶ*がその遷移後に存在する領域と見れば、図８に示された配列パターンをも含めて把握することができる。
【００７８】
なお、二相変調としての利点を維持するためには、三相変調のように非ゼロ電圧ベクトルを挟んで隣接するゼロ電圧ベクトルが交互に配列されることは望ましくない。つまり、異なるゼロ電圧ベクトルによって挟まれて連続する複数の非ゼロ電圧ベクトルが形成する配列パターンが連続すること（例えばＶ０→Ｖ２→Ｖ６→Ｖ７→Ｖ６→Ｖ４→Ｖ０）は望ましくない。換言すれば、一対のゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn,n+1）の間で複数の非ゼロ電圧ベクトルを介してこれらと隣接するゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n）は、これら一対のゼロ電圧ベクトルの少なくともいずれか一方と同一であることが望ましい。
【００７９】
上述の実施の形態において、採用されるゼロ電圧ベクトルを任意に設定してもよい。ゼロ電圧ベクトルの変更は、具体的には電圧位相に応じて変更しても良い。あるいは、一定周期で変更したり、デバイス温度に応じて変更するなど、電圧位相に依らずに変更しても良い。このようにゼロ電圧ベクトルを任意に設定する場合であっても、上記特徴(A)(B)が満足されれば本実施の形態は奏功する。
【００８０】
上述のように修正された配列パターンにおける配列パターンは、例えばキャリア比較方式によって簡単に、従って安価に生成できる。
【００８１】
オンオフパターン生成部１６ｇは、上記配列パターンに従って、搬送波信号Ｈと各相に対応する電圧指令値信号Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*との大小関係に基づいたオンオフパターンを生成する。具体的には例えば下記の処理が行われる。丸括弧内の記号は図６や図７で採用された記号を例示している。
【００８２】
一対のゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn-1,n）が同じゼロ電圧ベクトル（Ｖ０）を採用する場合、当該ゼロ電圧ベクトル及びこれらに挟まれた複数の非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ４，Ｖ６）に相当するオンオフパターンは、搬送波信号Ｈとして三角波Ｈ１が採用されて生成される（既述の図１３参照）。ここではＷ相スイッチの下アーム素子がオン状態に固定されるので、電圧指令値信号Ｖｗ*の値は三角波Ｈ１の最大値以上に設定される。またゼロ電圧ベクトルＶ０が採用されるので、電圧指令値信号Ｖｕ*，Ｖｖ*の値は三角波Ｈ１の最小値より大きく、三角波Ｈ１の最大値未満に設定される。
【００８３】
他方、一対のゼロ電圧ベクトル（Ｖｚn-1,n，Ｖｚn,n+1）が異なるゼロ電圧ベクトル（Ｖ０，Ｖ７）を採用する場合、当該ゼロ電圧ベクトル及びこれらに挟まれた複数の前記非ゼロ電圧ベクトル（Ｖ２，Ｖ６）に相当するオンオフパターンは、搬送波信号Ｈとして鋸歯波Ｈ２が採用されて生成される（図１４参照）。ここでは二つのゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７が採用されるので、電圧指令値信号Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*の値のいずれもが、鋸歯波Ｈ２の最小値より大きく、鋸歯波Ｈ２の最大値未満に設定される。
【００８４】
オンオフパターン生成部１６ｇは、上述のように修正された（即ち特徴(A)(B)を有する）配列パターンに対応するオンオフパターンをキャリア比較方式を用いて生成する場合、搬送波信号Ｈを三角波Ｈ１と鋸歯波Ｈ２との間で切り替える。また上述の説明から、特徴(A)(B)を有する配列パターンを得るためには、手法(i)(ii)や手法(iii)のいずれを用いる場合においても、ゼロ電圧ベクトルの変更、及び／または、ゼロ電圧ベクトル及び非ゼロ電圧ベクトルの順序の変更である。よって搬送波信号Ｈの周期には無関係であり、搬送波信号Ｈの周期やその周波数が変更される二相変調に対しても適用できることは明白である。
【００８５】
あるいは、オンオフパターン生成部１６ｇは、ゼロ電圧ベクトル及び非ゼロ電圧ベクトルの各々と各スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ６のオンオフ状態との対応関係を記憶しておき、配列パターンに対応するオンオフパターンを、当該対応関係及び各電圧ベクトルの実施期間に基づいて生成してもよい。
【００８６】
なお、ここでは、制御回路１６はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成することができる。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御回路１６はこれに限らず、制御回路１６によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。
【００８７】
＜二相変調の具体例＞
この電力変換装置１で採用される二相変調の具体例を説明する。各非ゼロ電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６と各領域Ｓ１〜Ｓ６との配置関係は図３の様に設定される。図１５は、二相変調の際に上アーム素子若しくは下アーム素子のオンオフ状態が固定される相（固定相）として選択できる相を、各領域Ｓ１〜Ｓ６毎に示す。
【００８８】
図１５の上段のＳ１〜Ｓ６は、電圧指令ベクトルＶ*が存在する領域を示す。また左欄にＵ相，Ｖ相，Ｗ相として示される段において、“１”は、上アーム素子をオン状態に固定できる事を意味し、“０”は、下アーム素子をオン状態に固定できる事を意味し、空欄は、上アーム素子および下アーム素子ともにオン状態に固定できない事を意味する。
【００８９】
例えば、Ｓ１欄に着目すると、電圧指令ベクトルＶ*が領域Ｓ１に存在する場合は、Ｕ相の上アーム素子ＳＷ１をオン状態に固定することが、または、Ｗ相の下アーム素子ＳＷ６をオン状態に固定することができることが示される。
【００９０】
図１６〜図１８は、図１５に基づいて、通常の二相変調で固定相を選定する例を示したものである。
【００９１】
図１６に示された例では、領域Ｓ１〜Ｓ６の各々の内部で固定相の切替えが禁止され、且つ隣接する領域Ｓ１〜Ｓ６間で固定相の切替えが行われる。つまりこれは図５に示された配列パターンに対応している。
【００９２】
図１７に示された例では、領域Ｓ１〜Ｓ６の各々の内部で固定相の切替えが行われ、且つ隣接する領域Ｓ１〜Ｓ６間で固定相の切替えが行われない。つまりこれは図９に示された配列パターンに対応している。
【００９３】
図１８に示された例では、領域Ｓ１〜Ｓ６の各々の内部で固定相の切替が行われ、且つ隣接する領域Ｓ１〜Ｓ６間でも固定相の切替えが行われる。つまりこれは図５に示された配列パターンと図９に示された配列パターンが混在する配列パターンに対応している。
【００９４】
従って、図１６〜図１８で示される固定相の選択のいずれにおいても、上述の手法(i)(ii)や手法(iii)を用いて、あるいは直接に、特徴(A)(B)を有する配列パターンを得ることにより、上述の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  電力変換装置
１０  三相負荷
１２  直流電源
１４  インバータ回路
１６  制御回路
Ｈ  搬送波信号
Ｈ１  三角波
Ｈ２  鋸歯波
Ｐ，Ｐn  オンオフパターン
ＳＷ１〜ＳＷ６  スイッチ素子
Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*    電圧指令値信号
Ｖ*  電圧指令ベクトル
Ｖｚn-2,n-1，Ｖｚn-1,n，Ｖｚn,n+1  ゼロ電圧ベクトル
Ｖα，Ｖβ  非ゼロ電圧ベクトル
【図１】
0005609137.tif 000002
【図２】
0005609137.tif 000003
【図３】
0005609137.tif 000004
【図４】
0005609137.tif 000005
【図５】
0005609137.tif 000006
【図６】
0005609137.tif 000007
【図７】
0005609137.tif 000008
【図８】
0005609137.tif 000009
【図９】
0005609137.tif 000010
【図１０】
0005609137.tif 000011
【図１１】
0005609137.tif 000012
【図１２】
0005609137.tif 000013
【図１３】
0005609137.tif 000014
【図１４】
0005609137.tif 000015
【図１５】
0005609137.tif 000016
【図１６】
0005609137.tif 000017
【図１７】
0005609137.tif 000018
【図１８】
0005609137.tif 000019
【図１９】
0005609137.tif 000020