(57)【要約】 【課題】信頼性の高い電力変換装置を提供する。【解決手段】直流電源１４に接続された第１電力変換器１６及び第２電力変換器２０と、トルク指令に基づいて第１電力変換器１６及び第２電力変換器２０の電圧指令値を演算する電圧指令演算部１と、第１電力変換器１６及び第２電力変換器２０の搬送波を生成する搬送波生成部５と、第１電力変換器１６及び第２電力変換器２０の電圧指令値と搬送波とを受信し、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子が同時に切り替わるか否か判断し、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０のスイッチング素子とが同時に切り替わると判定されたときに、第１電力変換器１６及び第２電力変換器２０の少なくとも一方について位相を位相シフト量Δθだけシフトした搬送波を用いて第１電力変換器１６及び第２電力変換器２０のスイッチング信号を出力する電力変換装置。【選択図】図２
2014033503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続され、複数のスイッチング素子を備えた第１電力変換器と、
前記直流電源に接続され、複数のスイッチング素子を備えた第２電力変換器と、
トルク指令に基づいて前記第１電力変換器および前記第２電力変換器の電圧指令値を演算する電圧指令演算部と、
前記第１電力変換器および前記第２電力変換器の搬送波を生成する搬送波生成部と、
前記第１電力変換器および前記第２電力変換器の電圧指令値と搬送波とを受信し、前記第１電力変換器のスイッチング素子と前記第２電力変換器のスイッチング素子とが同時に切り替わるか否か判定し、判定結果を出力する同時スイッチング判定部と、
前記同時スイッチング判定部で前記第１電力変換器のスイッチング素子と前記第２電力変換器のスイッチング素子とが同時に切り替わると判定されたときに、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の少なくとも一方の搬送波の位相シフト量を出力する同時スイッチング回避制御部と、
前記スイッチング回避制御部から出力された位相シフト量をシフトした搬送波を用いて前記第１電力変換器および前記第２電力変換器のスイッチング信号を出力することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記第１電力変換器の搬送波と前記第１電力変換器の電圧指令値とを比較してスイッチング信号を出力する第１比較器と、
前記第一電力変換器の搬送波の位相に前記位相シフト量を加算して出力する加算器と、
前記加算器の出力と前記第２電力変換器の電圧指令値とを比較してスイッチング信号を出力する第２比較器と、をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記同時スイッチング回避制御部は、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器のスイッチング信号のデューティが５０％以下か否かを判断し、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器のスイッチング信号のデューティが５０％以下であるときに前記位相シフト量を９０［ｄｅｇ］とし、５０％より大きいときに前記位相シフト量を１８０［ｄｅｇ］とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記スイッチング回避制御部は、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の電圧指令値の少なくとも一方の補償値を出力し、
前記補償値と前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の電圧指令値の少なくとも一方とを加算する加算器をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載された電力変換装置では、２つの三相交流電動機を駆動する為に三相出力可能な２つの電力変換器を１つの直流電源に接続した主回路構成が適用されている。
【０００３】
上記のような主回路構成では、２つの電力変換器間の複数のスイッチング素子が同時に切り替わるときに、過大なサージ電圧が発生することが知られている。この過大なサージ電圧がスイッチング素子の耐圧を超えると、スイッチング素子を破壊する恐れがある。そのため、スイッチング素子が同時に切り替わることを回避して電力変換装置の信頼性を向上することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６０５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、信頼性の高い電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の電力変換装置は、直流電源に接続され、複数のスイッチング素子を備えた第１電力変換器と、前記直流電源に接続され、複数のスイッチング素子を備えた第２電力変換器と、トルク指令に基づいて前記第１電力変換器および前記第２電力変換器の電圧指令値を演算する電圧指令演算部と、前記第１電力変換器および前記第２電力変換器の搬送波を生成する搬送波生成部と、前記第１電力変換器および前記第２電力変換器の電圧指令値と搬送波とを受信し、前記第１電力変換器のスイッチング素子と前記第２電力変換器のスイッチング素子とが同時に切り替わるか否か判定し、判定結果を出力する同時スイッチング判定部と、前記同時スイッチング判定部で前記第１電力変換器のスイッチング素子と前記第２電力変換器のスイッチング素子とが同時に切り替わると判定されたときに、前記第１電力変換器及び前記第２電力変換器の少なくとも一方の搬送波の位相シフト量を出力する同時スイッチング回避制御部と、前記スイッチング回避制御部から出力された位相シフト量をシフトした搬送波を用いて前記第１電力変換器および前記第２電力変換器のスイッチング信号を出力することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態の電力変換装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態および第２実施形態の電力変換装置におけるＰＷＭ制御装置の一構成例を説明するための図である。
【図３】図３は、第１実施形態の電力変換装置における、Ｕ１相とＵ２相とのスイッチング素子のスイッチングタイミングの一例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態の電力変換装置における、位相シフト後の搬送波の一例と、Ｕ１相とＵ２相とのスイッチング素子の切り替わりタイミングの一例を説明する図である。
【図５】図５は、第２実施形態の電力変換装置における、第１電力変換器と第２電力変換器のスイッチング素子のスイッチングタイミングの一例を説明する図である。
【図６】図６は、第３実施形態の電力変換装置におけるＰＷＭ制御装置の一構成例を説明するための図である。
【図７】図７は、第３実施形態の電力変換装置における、Ｕ１相とＵ２相とのスイッチング素子のスイッチングタイミングの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の電力変換装置について、図面を参照して説明する。  
図１は、第１実施形態の電力変換装置の一構成例を概略的に示す図である。  
本実施形態の電力変換装置は、第１電力変換器１６と、第２電力変換器２０と、ＰＷＭ制御装置１１と、平滑コンデンサ１５と、を備えている。第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とは共通の直流電源１４に接続している。
【０００９】
平滑コンデンサ１５は、直流電源１４に並列に接続されている。
【００１０】
第１電力変換器１６は、スイッチング素子を上下段に配置したスイッチング素子群を１つの相として、Ｕ１相１７、Ｖ１相１８、Ｗ１相１９の３相を備え、第１モータ１２に駆動電力を出力する。
【００１１】
第２電力変換器２０は、スイッチング素子を上下段に配置したスイッチング素子群を１つの相として、Ｕ２相２１、Ｖ２相２２、Ｗ２相２３の３相を備え、第２モータ１３に駆動電力を出力する。
【００１２】
ＰＷＭ制御装置１１は、上位制御装置が出力する第１モータのトルク指令に基づいて、第１電力変換器１６の各相電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を生成し、第１電力変換器１６のＰＷＭ信号（スイッチング信号）ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１を生成し、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１によりＵ１相１７、Ｖ１相１８、Ｗ１相１９のそれぞれのスイッチング素子を制御する。
【００１３】
同様に、ＰＷＭ制御装置１１は、上位制御装置が出力する第２モータのトルク指令に基づいて、第２電力変換器２０の各相電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を生成し、ＰＷＭ信号（スイッチング信号）ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２を生成し、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２によりＵ２相２１、Ｖ２相２２、Ｗ２相２３のそれぞれのスイッチング素子を制御する。
【００１４】
図２は、本実施形態の電力変換装置におけるＰＷＭ制御装置１１の一構成例を説明するための図である。  
ＰＷＭ制御装置１１は、電圧指令演算部１と、同時スイッチング判定部３と、同時スイッチング回避制御部４と、搬送波発生部５と、第１比較器６と、第２比較器７と、加算器１０と、を備えている。
【００１５】
同時スイッチング判定部３は、第１電力変換器１６の各相電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１、と、搬送波ｆｃ１（θ）とを比較してＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１が切り替わるタイミングを判定するとともに、第２電力変換器２０の各相電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２と搬送波ｆｃ２（θ）とを比較してＰＷＭ＿Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２が切り替わるタイミングを判定して、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子が同時にスイッチングしているかどうかを判定する。同時スイッチング判定部３は、判定結果を同時スイッチング回避制御部４へ出力する。
【００１６】
同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３の判定結果を受けて同時スイッチングを回避するための搬送波ｆｃ２（θ）の位相シフト量Δθを出力する。本実施形態では、同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３で第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子が同時にスイッチングしていると判定された場合、位相シフト量Δθを１８０［ｄｅｇ］とし、それ以外のときには位相シフト量Δθを０［ｄｅｇ］としている。
【００１７】
搬送波発生部５は、搬送波ｆｃ１（θ）を生成して、同時スイッチング判定部３、比較器６、および、加算器１０へ出力する。本実施形態では、搬送波発生部５は、それぞれの電力変換器１６、２０毎に搬送波を生成せずに、基準となる搬送波ｆｃ１（θ）のみを生成している。
【００１８】
比較器６は、第１電力変換器１６の各相電圧指令Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１、と搬送波ｆｃ１（θ）とを比較演算し、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１を発生させる。
【００１９】
加算器１０は、と搬送波ｆｃ１（θ）と位相シフト量Δθとを加算してｆｃ２（θ＋Δθ）を比較器７へ出力する。すなわち、本実施形態では、搬送波ｆｃ１（θ）の位相を基準として搬送波ｆｃ２（θ）の位相を位相シフト量Δθだけシフトしている。したがって、位相シフト量Δθがゼロの時には、搬送波ｆｃ１（θ）とｆｃ２（θ＋Δθ）とは同位相の三角波となる。
【００２０】
比較器７は、第２電力変換器２０の各相電圧指令Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２、と搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）を比較演算しＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２を発生させる。
【００２１】
図３は、Ｕ１相１７とＵ２相２１とのスイッチング素子のスイッチングタイミングの一例を示す図である。ここでは、位相シフト量Δθがゼロの場合を示している。
【００２２】
Ｕ１相１７のＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１は、搬送波ｆｃ１（θ）と電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１とが交わるタイミングで切り替わる。搬送波ｆｃ１（θ）が電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１よりも大きい期間においてＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１はオフであり、搬送波ｆｃ１（θ）が電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１よりも小さい期間においてＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１はオンである。すなわち、搬送波ｆｃ１（θ）の傾きが正であるときには、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１はオンからオフへと切り替わり、搬送波ｆｃ１（θ）の傾きが負であるときには、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１はオフからオンへと切り替わる。
【００２３】
同様に、Ｕ２相２１のＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２は、搬送波ｆｃ２（θ＋０）と電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２とが交わるタイミングで切り替わる。搬送波ｆｃ２（θ＋０）が電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２よりも大きい期間においてＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２はオフであり、搬送波ｆｃ２（θ＋０）が電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２よりも小さい期間においてＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１はオンである。すなわち、搬送波ｆｃ２（θ＋０）の傾きが正であるときには、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２はオンからオフへと切り替わり、搬送波ｆｃ２（θ＋０）の傾きが負であるときには、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２はオフからオンへと切り替わる。
【００２４】
図３に示す例では、タイミングＴ１においてＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１とＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２とが同時にオフからオンに切り替わり、タイミングＴ２においてＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１とＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２とが同時にオンからオフに切り替わる。
【００２５】
図４は、搬送波ｆｃ１（θ）と搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）との一例と、Ｕ１相１７とＵ２相２１とのスイッチング素子の切り替わりタイミングの一例を説明する図である。ここでは、位相シフト量Δθは１８０［ｄｅｇ］の場合を示している。
【００２６】
搬送波ｆｃ１（θ）の傾きが正のときには搬送波ｆｃ２（θ＋１８０）の傾きは負であり、搬送波ｆｃ１（θ）の傾きが負のときには搬送波ｆｃ２（θ＋１８０）の傾きは正である。
【００２７】
したがって、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１がオンからオフに切り替わるタイミングで同時にＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２が同時にオンからオフに切り替わることがなくなる。同様に、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１がオフからオンに切り替わるタイミングで同時にＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２が同時にオフからオンに切り替わることがなくなる。
【００２８】
ここで、スイッチング素子が同時に切り替わるときに生じるサージ電圧は、一方のスイッチング素子がオンからオフへ切り替わると同時に、他方のスイッチング素子がオフからオンへ切り替わるタイミングよりも、両方のスイッチング素子がオンからオフへ切り替わるタイミング及び両方のスイッチング素子がオフからオンへ切り替わるタイミングで大きくなった。特に、両方のスイッチング素子がオンからオフへ切り替わるタイミングにおいてサージ電圧が大きくなった。
【００２９】
したがって、本実施形態では、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０との複数のスイッチング素子について、両方のスイッチング素子が同時にオンからオフへ切り替わること、及び、両方のスイッチング素子が同時にオフからオンへ切り替わることを回避することにより、過大なサージ電圧が発生することがなくなり、スイッチング素子の破壊を回避することができる。
【００３０】
すなわち、本実施形態によれば、信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。
【００３１】
次に、第２実施形態の電力変換装置について図面を参照して説明する。  
なお、以下の説明において上述の第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施形態の電力変換装置は、同時スイッチング判定部３と同時スイッチング回避制御部４との構成以外は上述の第１実施形態の電力変換装置と同様である。
【００３３】
同時スイッチング判定部３は、上述の第１実施形態と同様に第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子が同時に切り替わるか否か判定するとともに、第１電力変換器１６の各相電圧指令Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１、第２電力変換器２０の各相電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２、とから、第１電力変換器１６のＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１のデューティと第２電力変換器２０のＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２のデューティとを演算し、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのデューティがいずれも５０［％］以下か否か判定して、判定結果を同時スイッチング回避制御部４へ出力する。
【００３４】
同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３の判定結果を受けて同時スイッチングを回避するための搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）の位相シフト量Δθを出力する。
【００３５】
本実施形態では、同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３で第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子が同時にスイッチングしていると判定され、かつ、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのデューティがいずれも５０［％］以下である場合、位相シフト量Δθを９０［ｄｅｇ］とする。
【００３６】
また、同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３で第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子が同時にスイッチングしていると判定され、かつ、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのデューティがいずれも５０［％］より大きい場合、位相シフト量Δθを１８０［ｄｅｇ］とする。
【００３７】
同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３で第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子が同時にスイッチングしていると判定されないときには位相シフト量Δθを０［ｄｅｇ］とする。
【００３８】
図５は、本実施形態の電力変換装置における、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０のスイッチング素子のスイッチングタイミングの一例を説明する図である。
【００３９】
ここでは、位相シフト量Δθを９０［ｄｅｇ］したときの第１電力変換器１６の搬送波ｆｃ１（θ）と第２電力変換器２０の搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）との一例を示している。このとき、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのデューティがいずれも５０［％］以下であるので、Ｕ１相１７とＵ２相２１とのスイッチング素子は、いずれもデューティが５０［％］以下となる領域Ｂにおいて搬送波ｆｃ１（θ）、ｆｃ２（θ＋Δθ）と電圧指令値とが交差してスイッチング素子が切り替わる。
【００４０】
区間Ａ１では、第１電力変換器１６の搬送波ｆｃ１（θ）のみ領域Ｂに含まれる。この区間Ａ１では搬送波ｆｃ１（θ）の傾きは正であるので、第１電力変換器１６のスイッチング素子はオンからオフへ切り替わる。第２電力変換器２０のスイッチング素子は区間Ａ１では切り替わらない。
【００４１】
区間Ａ２では、第２電力変換器２０の搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）のみ領域Ｂに含まれる。この区間Ａ２では、搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）の傾きは正であるので、第２電力変換器２０のスイッチング素子はオンからオフへ切り替わる。第１電力変換器１６のスイッチング素子は区間Ａ２では切り替わらない。
【００４２】
区間Ａ３では、第１電力変換器１６の搬送波ｆｃ１（θ）のみ領域Ｂに含まれる。この区間Ａ３では搬送波ｆｃ１（θ）の傾きは負であるので、第１電力変換器１６のスイッチング素子はオフからオンへ切り替わる。第２電力変換器２０のスイッチング素子は区間Ａ３では切り替わらない。
【００４３】
区間Ａ４では、第２電力変換器２０の搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）のみ領域Ｂに含まれる。この区間Ａ４では、搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）の傾きは負であるので、第２電力変換器２０のスイッチング素子はオフからオンへ切り替わる。第１電力変換器１６のスイッチング素子は区間Ａ４では切り替わらない。
【００４４】
区間Ａ５では。区間Ａ１と同様であって、第１電力変換器１６のスイッチング素子はオンからオフへ切り替わる。第２電力変換器２０のスイッチング素子は区間Ａ１では切り替わらない。以下、区間Ａ２から区間Ａ４までと同様の動作が繰り返される。
【００４５】
上記のように、Δθを９０［ｄｅｇ］としたときには、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのスイッチング素子は同時に切り替わる期間が存在しない。したがって、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０との間の同時スイッチングを回避することができる。
【００４６】
これにより、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０との複数のスイッチング素子について、両方が同時にオンからオフへ切り替わること及び両方が同時にオフからオンへ切り替わることも回避することが可能となり、より効果的に過大なサージ電圧の発生を防止することができる。
【００４７】
また、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０とのデューティが５０［％］より大きいときには、位相シフト量Δθを１８０［ｄｅｇ］に制御することで、上述の第１実施形態と同様に、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０との複数のスイッチング素子について、一方がオンからオフに切り替わると同時に他方がオフからオンへ切り替わることを回避することができる。
【００４８】
すなわち、本実施形態によれば、過大なサージ電圧が発生することがなくなり、スイッチング素子の破壊を回避して、信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。
【００４９】
なお、位相シフト量Δθが１８０［ｄｅｇ］のときも、過大なサージ電圧の発生を防ぐことができる為、デューティの判定手段を設けずとも、位相シフト量Δθを１８０［ｄｅｇ］に固定することにより上記第１実施形態の効果を得ることができる。また、位相シフト量Δθを１８０［ｄｅｇ］に固定すると、デューティ計算が不要となる為、より簡単に実施することができる。
【００５０】
次に、第３実施形態の電力変換装置について図面を参照して説明する。
【００５１】
図６は、第３実施形態の電力変換装置におけるＰＷＭ制御装置の一構成例を説明するための図である。
【００５２】
本実施形態の電力変換装置におけるＰＷＭ制御装置１１は、電圧指令演算部１の構成が上述の第１実施形態および第２実施形態と異なっている。
【００５３】
電圧指令演算部１は、同時スイッチング判定部３と、同時スイッチング回避制御部４と、加算器８、９と、を備えている。
【００５４】
同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３での判定結果を受けて、位相シフト量Δθを出力するとともに、電圧指令値の補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１、Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２、を演算して出力する。
【００５５】
加算器８は、同時スイッチング回避制御部４で演算された補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と第１電力変換器１６の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１、とを加算する。加算器８は、加算した値を比較器６へ送信する。
【００５６】
加算器９は、同時スイッチング回避制御部４で演算された補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２と第２電力変換器２０の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２、とを加算する。加算器９は、加算した値を比較器７へ送信する。
【００５７】
本実施形態の電力変換装置は、上記構成外は上述の第１実施形態の電力変換装置と同様である。
【００５８】
図７は、本実施形態の電力変換装置における、Ｕ１相１７とＵ２相２１とのスイッチング素子のスイッチングタイミングの一例を示す図である。
【００５９】
搬送波ｆｃ２（θ＋Δθ）の位相シフト量Δθを１８０［ｄｅｇ］とすると、搬送波ｆｃ１（θ）の傾きが正のときには搬送波ｆｃ２（θ＋１８０）の傾きは負であり、搬送波ｆｃ１（θ）の傾きが負のときには搬送波ｆｃ２（θ＋１８０）の傾きは正である。
【００６０】
したがって、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１がオンからオフに切り替わるタイミングで同時にＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２が同時にオンからオフに切り替わることがなくなる。同様に、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ１，ＰＷＭ＿Ｖ１，ＰＷＭ＿Ｗ１がオフからオンに切り替わるタイミングで同時にＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２，ＰＷＭ＿Ｖ２，ＰＷＭ＿Ｗ２が同時にオフからオンに切り替わることがなくなる。
【００６１】
また、本実施形態では、第２電力変換器２０の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２に補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ２を加算している。この例では、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿Ｕ２がオフからオンへ切り替わってから、次にオフからオンへ切り替わるまでの間に所定の補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を加算している。
【００６２】
すなわち、同時スイッチング判定部３は、第１電力変換器１６の各相の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と第２電力変換器２０の各相の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２とを比較して同値であるか否か判断する。
【００６３】
同時スイッチング回避制御部４は、電力変換器１６、２０の少なくとも一方の電圧指令値に加算する電圧補償値を出力することで、同時にスイッチングすることを回避できる。例えば、所定の補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２に加えると、一方のスイッチング素子がオンからオフへ切り替わると同時に、他方のスイッチング素子がオフからオンへ切り替わることを回避することが可能となる。なお、ここでは第１電力変換器１６の電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１の補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ１はゼロである。
【００６４】
したがって、本実施形態では、第１電力変換器１６と第２電力変換器２０との複数のスイッチング素子について、両方のスイッチング素子が同時にオンからオフへ切り替わること、及び、両方のスイッチング素子が同時にオフからオンへ切り替わることを回避するとともに、一方のスイッチング素子がオンからオフへ切り替わると同時に、他方のスイッチング素子がオフからオンへ切り替わることを回避することにより、過大なサージ電圧が発生することがなくなり、スイッチング素子の破壊を回避することができる。
【００６５】
すなわち、本実施形態によれば、信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。
【００６６】
なお、電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１の補償値Ｖｃｏｍｐ＿Ｕ１をゼロとしたが、電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と、電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２との値は、それぞれ独立に設定することが可能である。
【００６７】
同時スイッチング回避制御部４は、同時スイッチング判定部３での判定結果やＰＷＭ信号のデューティ等に基づいて、適切に電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と、電圧指令値Ｖｒｅｆ＿Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２との値を設定することが望ましい。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６９】
例えば、上述の第１乃至第３実施形態では、一方の電力変換器（第１電力変換器１６）の搬送波の位相を基準として他方の電力変換器（第２電力変換器２０）の搬送波の位相をシフトさせているが、両方の電力変換器の搬送波の位相をシフトしてもよい。その場合であっても上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
また、同時スイッチング判定部３で同時スイッチングと判定された場合に、同時スイッチング回避制御部４において、位相シフト量Δθの値を適宜制御するようにしても良い。位相シフト量Δθの値を適宜制御することにより、スイッチング素子の切り替わるタイミングを調整することにより、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
また、上記第３実施形態は位相シフト量Δθを１８０［ｄｅｇ］として説明したが、位相シフト量Δθの値は１８０［ｄｅｇ］に限定されない。例えば、第２実施形態の電力変換装置と同様に、ＰＷＭ信号のデューティに応じて１８０［ｄｅｇ］と９０［ｄｅｇ］とを使い分けても良く、他の値であっても構わない。その場合であっても上述の第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７２】
Δθ…位相シフト量、ｆｃ１、ｆｃ２…搬送波、Ｖｒｅｆ＿Ｕ１〜Ｗ１、Ｖｒｅｆ＿Ｕ２〜Ｗ２…電圧指令、１…電圧指令演算部、２…ＰＷＭ演算部、３…同時スイッチング判定部、４…同時スイッチング回避制御部、５…搬送波発生部、６、７…比較器、８、９、１０…加算器、１１…ＰＷＭ制御装置、１２、１３…モータ、１４…直流電源、１５…平滑コンデンサ、１６…第１電力変換器、２０…第２電力変換器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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