(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのモジュール式の出力相回路に配置され、第１のモジュール式の出力相回路が正側アーム及び負側アームを構成して総インダクタンス値を決定しかつ直列に接続されるモジュール式の複数の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置と、
第１のモジュール式の出力相回路のモジュール式の複数の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置に通信可能に接続されるモジュール式の制御装置とを備え、
モジュール式の制御装置は、モジュール式の「n」個の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置に対し、「n」個の固有の切換機能信号を発生する下位装置順序生成装置を備え、
モジュール式の制御装置は、下記(1)と(2)：
(1)モジュール式の第１の出力相回路の正側アームのモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置、
(2)モジュール式の第１の出力相回路の負側アームのモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置、
の何れか１つにかつ所定の期間に選択的に再割当された切換機能信号を付与し、
複数の切換機能信号を選択的に再割当することにより、モジュール式の第１の出力相回路の出力電圧に影響を与えずに、直列に接続されるモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置の各コンデンサの電荷を、下位装置順序生成装置により予め決められた周期で強制的に釣り合わせることを特徴とするモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項２】
モジュール式の第１の出力相回路の実効静電容量による固有共振周波数は、下記(3)及び(4)：
(3)モジュール式の第１の出力相回路の動作周波数、
(4)モジュール式の第１の出力相回路のスイッチング周波数、
の周波数より大きい請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項３】
モジュール式の第１の出力相回路の正側アームと負側アームとの間に接続される単一又は複数のインダクタを更に備える請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項４】
モジュール式の第１の出力相回路上のモジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置の間に分配して接続した単一又は複数のインダクタを備える請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項５】
モジュール式の第１の出力相回路上の少なくとも２つのモジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置の出力端子に単一又は複数のインダクタを接続した請求項４に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項６】
総インダクタンスは、モジュール式の出力相回路上の電気回路の寄生インダクタンスである請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項７】
モジュール式の第１の出力相回路上の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置に選択的に割り当てられた切換機能信号の相対的な位相変位をモジュール式の制御装置により制御する請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項８】
モジュール式の制御装置により、２個乃至n個のレベルの種々の程度に位相変位を相対的に制御し、モジュール式の第１の出力相回路上の各アームの２電圧値を出力するモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置を作動する数によりn個レベルを決定する請求項７に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項９】
モジュール式の制御装置は、変数値を調整して相対的な位相変位を制御し、変数値の低レベルと高レベルは、それぞれ0と1である請求項７に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１０】
モジュール式の制御装置は、パルス幅変調器を備える請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１１】
モジュール式の制御装置は、時間平均化変調器を備える請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１２】
モジュール式の制御装置は、状態空間変調器を備える請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１３】
モジュール式の制御装置は、バイパス制御回路を備え、バイパス制御回路を作動させて各多重のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置に対し定数「0」状態を発生し、変調された切換機能信号と共に、発生された各定数「0」状態を再割当し、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置の１つが故障すると、故障したモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置を物理的に「0」状態に切換え、故障したモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置を有する出力相回路のアームに定数「0」状態を再割当しない請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１４】
モジュール式の対応する２端子付き多電圧値出力変換器下位装置に各々接続される複数のバイパス回路を更に備える請求項１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１５】
各バイパス回路は、２つのスイッチング素子を備える請求項１４に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１６】
スイッチング素子は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタである請求項１５に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１７】
スイッチング素子は、モジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置のスイッチング素子と同一の定格電圧を有する請求項１５に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１８】
各バイパス回路は、抵抗を更に備え、
バイパス回路の２つのスイッチング素子の共通接続点と、モジュール式の対応する２端子付き多電圧値出力変換器下位装置の２つのコンデンサの共通接続点とに所与のバイパス回路の抵抗を接続した請求項１５に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置。
【請求項１９】
少なくとも２つのモジュール式の出力相回路に配置されかつ直列接続されるモジュール式の複数の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置を有するモジュール式の多電圧値出力変換器装置を制御する方法において、
モジュール式の第１の出力相回路のアーム上のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置に対し、モジュール式の制御装置の下位装置順序生成装置により第１組の切換機能信号を付与し、当該アームのモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置により各別の切換機能信号を受信する過程と、
当該アームのモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置に全切換機能信号を付与するまで、モジュール式の制御装置が第１組の切換機能信号を再割当する過程とを含み、
複数の切換機能信号を再割当することにより、モジュール式の第１の出力相回路の出力電圧に影響を与えずに、直列に接続されるモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置の各コンデンサの電荷を、下位装置順序生成装置により予め決められた周期で強制的に釣り合わせることを特徴とするモジュール式の多電圧値出力変換器装置の制御法。
【請求項２０】
切換機能信号を再割当する過程は、当該アームのモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置に全切換機能信号が付与されるまで、切換機能信号を循環させる過程を含む請求項１９に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置の制御法。
【請求項２１】
モジュール式の第１の出力相回路の他方のアームのモジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置に第２組の切換機能信号を付与する過程と、
他のアームのモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置が、第２組の複数の切換機能信号の異なる１つを受信する過程と、
他のアームのモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置に第２組の複数の切換機能信号の各々が付与されるまで、第２組の切換機能信号を再割当する過程とを更に含む請求項１９に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置の制御法。
【請求項２２】
第２組の複数の切換機能信号を付与する時間とは異なる時間に第１組の複数の切換機能信号を付与する過程を含む請求項２１に記載のモジュール式の多電圧値出力変換器装置の制御法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明者：マーク・アイエロ、ダスティン・クレイマー及びケネス・バートン
基礎出願との法律関係
本願は、米国特許法第１１９条(e)の規定により、２０１０年９月９日付けで出願された米国仮特許出願第６１／３８１,１８０号の前記出願日の利益を主張する。
【０００２】
本願は、種々の実施の形態について説明するモジュール式の多電圧値出力変換器装置を制御する広範囲の装置及び方法に関する発明を開示する。本明細書では、用語「モジュール式（modular, module）」は、多電圧値出力変換器装置又はその下位装置を交換可能な単体として構成できることを意味する。「多電圧値出力変換器」は、マルチレベル・コンバータ（multilevel converter, M2LC）を意味する。「多電圧値出力変換器下位装置」は、多電圧値出力変換器の下位装置（サブシステム）を意味する。「下位装置」は、変換器回路又はセルを意味する。「再割当」は、モジュール式の制御回路からモジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置を構成する複数のスイッチング素子のゲート端子に切換機能信号を反復して分配し割り当てることをいう。
【背景技術】
【０００３】
モジュール式の多電圧値出力変換器の回路構造又は接続形態は、多くの刊行物により公開されてきた。図１は、２電圧値を出力するモジュール式（単体）の２端子付き多電圧値出力変換器の回路図を示し、図２は、３電圧値を出力するモジュール式（単体）の２端子付き多電圧値出力変換器の回路図を示し、図３は、モジュール式の多電圧値出力変換器装置を示す。
【０００４】
図１に示すモジュール式の多電圧値出力変換器回路は、２つのスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続される２つのダイオードと、２つのスイッチング素子に直列に接続される単一のコンデンサ（蓄電器）と、２つのスイッチング素子間及び一方のスイッチング素子とコンデンサとの間にそれぞれ接続される２つの端子とを備える。図１に示す多電圧値出力変換器回路では、２つのスイッチング素子の動作を制御して、２つの異なる電位値のうち一方の電圧値（例えば、零電圧又はVcap）を２つの端子間に発生し出力することができる。図２に示すモジュール式の多電圧値出力変換器回路では、４つのスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続される４つのダイオードと、上段及び下段の各２つのスイッチング素子にそれぞれ直列に接続される２つのコンデンサ（蓄電器）と、上段及び下段の各２つのスイッチング素子間に接続される２つの端子とを備える。図２に示す多電圧値出力変換器回路では、４つのスイッチング素子の動作を制御して、３つの異なる電位値のうち１つの電圧値（例えば、零電圧、Vcap又は2Vcap）を２つの端子間に発生し出力することができる。モジュール式の多電圧値出力変換器回路を他の回路構造に構成できるが、単数又は複数の内部コンデンサ式エネルギ貯蔵装置を有しかつスイッチング素子の動作状態に依存して２端子間に種々の電圧値を発生できる複数の２端子付き下位装置又は２端子付き下位回路として全回路構造を構成できる。
【０００５】
図３に示すように、モジュール式の多電圧値出力変換器装置は、モジュール式の複数の多電圧値出力変換器回路（下位装置）を有する三相ブリッジ回路として構成され、モジュール式の多電圧値出力変換器回路は、モジュール式の複数の３出力相回路として接続される。図３に示す構成とは異なる他のモジュール式の多電圧値出力変換器装置に構成できることは勿論である。例えば、モジュール式の２出力相回路により、他のモジュール式の多電圧値出力変換器装置を構成してもよい。図３のモジュール式の多電圧値出力変換器装置では、各２出力相回路は、直列に接続される複数のモジュール式の多電圧値出力変換器回路を備え、各２出力相回路は、誘導性フィルタを介して互いに区切られる（分離できる）正側アーム（又は正側バルブ）と負側アーム（又は負側バルブ）とに更に区分される。各出力相回路を分極と考えることもできる。モジュール式の多電圧値出力変換器装置の１つ以上の分極を一方の共通直流母線（バス）に並列に接続するとき、モジュール式の多電圧値出力変換器の回路構造に各誘導性フィルタが接続される。誘導性フィルタを作動してモジュール式の多電圧値出力変換器装置の複数のアームを切換えることにより、発生する電流量を削減することができる。複数の切換機能と分極の出力電流の関数としてアーム電流のスペクトル成分を示すことができる。付勢分極電流制御器と共に、比較的大きいインダクタンス値（誘導係数）を有する誘導性フィルタを使用して、究極的にアーム電流の性質を制御できるモジュール式の多電圧値出力変換器装置の実施の形態も存在する。
【０００６】
簡略化のため図１〜図３に図示しないが、モジュール式の各多電圧値出力変換器回路に個別の又は回路内の制御装置を設けて、モジュール式の多電圧値出力変換器装置の高レベル制御装置（例えば、集線（ハブ）制御装置）に対して通信可能に個別の又は回路内の各制御装置を接続できることも理解できよう。
【０００７】
単一又は複数の多重の多電圧値出力変換器を各アームに接続できる機能により、ユニット型又は組立式となりかつ高操作利便性を備えるモジュール式の多電圧値出力変換器には、縦続ハーフブリッジ（カスケードハーフブリッジ又はCCH）回路構造の利点があることは理解できよう。モジュール式の多電圧値出力変換器の回路構造を共通母線（バス）構造にも接続できる。モジュール式の多電圧値出力変換器と比較して、縦続ハーフブリッジ回路は、複数の多電圧値出力変換器に入力エネルギを供給する個別の二次巻線を有する多巻線トランスを利用しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、縦続ハーフブリッジ回路とは異なり、モジュール式の複数の多電圧値出力変換器回路は、分離する複数の電圧源又は二次巻線から個別に電力が供給されない。モジュール式の特定の多電圧値出力変換器回路では、２端子のうち一方の端子でのエネルギ出力量は、他方の端子でのエネルギ入力量に依存すると共に、エネルギを蓄積し放出するモジュール式の多電圧値出力変換器回路の性能にもある程度依存する。これにより、単一又は複数の多電圧値出力変換器を迂回し又は不活性化すべきとき、電源回路の事前充電間又は異常動作間に、複数の多電圧値出力変換器の相互直流電圧制御に問題が発生する。
【０００９】
モジュール式の多電圧値出力変換器装置のハブ制御装置から能動的に供給される複数の相互直流電圧を釣り合わせる種々の方法が開発されたが、余分な下位装置容量又は回路容量（余分な変換器回路又は部分的に変調されるモジュール化多電圧値出力変換器の形態）が前記方法に必要である。また、各下位装置の電圧を継続的に監視すると共に、相対的な相互直流電圧、出力電流の方向と大きさに依存して、特定の変調用多電圧値出力変換器を選択する複雑な選別装置とを必要とする点で、前記方法は、極めて複雑である。更に、前記方法では、低出力電流レベルと低出力周波数で動作が不完全になる傾向がある上、複数のコンデンサ電圧を釣り合わせながら必要な充電電流を供給して、接続した負荷に通電する必要がある。
【００１０】
また、図３に示すモジュール式の多電圧値出力変換器装置に複数の余剰の回路を加える必要のある多電圧値出力変換器を迂回する種々の方法が使用されてきた。前記方法は、モジュール式の出力相回路の正側アームと負側アームとの両方に、一列の追加変換器回路（階層）、二列の追加変換器回路等を接続して、n+1多重性、n+2多重性等を付与する余剰の変換器回路を必要とし、通常状態で通常数の必要な階層の追加変換器回路と共に余剰の変換器回路を動作させなければならない。前記方法では、一方のアームに接続される特定の変換器回路（例えば、Ａ相の正側アームに接続される変換器回路）が故障すると、スイッチ（図示せず）によりその変換器回路を短絡させ、これにより、故障した変換器回路を「0」状態に設定し、補足変換器回路（例えば、Ａ相の負側アームに接続される変換器回路）を「1」状態に設定し、電圧を再平衡化して、モジュール式の所与の出力相回路の全変換器回路電圧の合計を総相互直流電圧に等しくする。前記方法では、出力線間電圧が高調波の影響を受けないように、前記と同様に、複数の変換器回路の短絡を繰り返すと共に、他のモジュール式の出力相回路に「1」状態を設定して（例えば、Ｂ相とＣ相の分極に必要なように）、出力電圧を平衡状態に保持することができる。
【００１１】
しかしながら、種々の欠点のうち、前記方法の２つの下記欠点を説明する。第１に、補完回路（短絡する回路に対向する回路）の補正値「1」を設定すると、定数「1」状態を含む変換器回路の各直列接続に重大な電圧リップルが発生する原因となる。多くの階層を加えて変換器回路の多重性レベルを増加するほど、電圧リップルは、益々悪化する。第２に、通常の状態で作動するには、通常必要な数の変換器回路と余剰の変換器回路との全変換器回路を必要とするので、回路バイパス機能がなく最小限必要な変換器回路を組み込む変換器回路の通常動作の効率と電力消費（KVA）率に比べて、モジュール式の多電圧値出力変換器装置の効率が低下しかつその電力消費率が増加する。
【００１２】
公知のモジュール式の多電圧値出力変換器装置の別の問題は、低出力周波数で許容可能な動作を行う点と十分な直流出力電流を生じる性能にある。モジュール式の多電圧値出力変換器装置を特に高起動トルクを発生する交流モータの制御に利用するとき、前記性能特性は、極めて重要である。例えば、縦続ハーフブリッジ（CCH）回路には、変換器回路に電力を供給する外部電圧源が無いので、変換器回路内及び変換器回路のエネルギ蓄積装置内に出力基礎電流源を十分に維持すべきである。出力周波数の減少毎に蓄電器又はコンデンサのインピーダンスが単調に上昇することは、周知であるが、モジュール式の多電圧値出力変換器回路の得られるピークリップル電圧は、定格電流条件未満でも、低周波時の破壊レベルを超えることがある。同様に、ブラシレスモータ又は同期式モータの起動に必要な直流電流を発生するモジュール式の多電圧値出力変換器装置の性能では、公知の制御技術を使用するモジュール式の多電圧値出力変換器装置を実現することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によるモジュール式の多電圧値出力変換器装置は、少なくとも２つのモジュール式の出力相回路に配置され、第１のモジュール式の出力相回路が正側アーム(14)及び負側アーム(16)を構成して総インダクタンス値を決定しかつ直列に接続されるモジュール式の複数の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置(12)と、第１のモジュール式の出力相回路のモジュール式の複数の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置(12)に通信可能に接続されるモジュール式の制御装置(20,30,40)とを備え、モジュール式の制御装置(20,30,40)は、モジュール式の「n」個の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置(12)に対し、「n」個の固有の切換機能信号を発生する下位装置順序生成装置を備え、モジュール式の制御装置(20,30,40)は、選択的に再割当された切換機能信号を下記(1)と(2)：
(1)モジュール式の第１の出力相回路の正側アーム(14)のモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置(12)、
(2)モジュール式の第１の出力相回路の負側アーム(14)のモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置(12)、
の何れか１つにかつ所定の期間に選択的に再割当された切換機能信号を付与し、複数の切換機能信号を選択的に再割当することにより、モジュール式の第１の出力相回路の出力電圧に影響を与えずに、直列に接続されるモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置(12)の各コンデンサの電荷を、下位装置順序生成装置により予め決められた周期で強制的に釣り合わせる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
下記添付図面に例示する本発明の種々の実施の形態を本明細書で説明するが、添付図面では同一又は同様の参照符号は、同一又は類似する要素を示す。
【図１】２電圧値を出力するモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器回路を示す回路図
【図２】３電圧値を出力するモジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器回路を示す回路図
【図３】複数のモジュール式の多電圧値出力変換器回路を有するモジュール式の多電圧値出力変換器装置を示す回路図
【図４】複数のモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置を有するモジュール式の多電圧値出力変換器装置の種々の実施の形態を示す回路図
【図５】種々の実施の形態による図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置のモジュール式の制御装置を示す詳細な回路図
【図６】別の実施の形態による図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置のモジュール式の制御装置を示す詳細な回路図
【図７】更に別の実施の形態により図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置のモジュール式の制御装置を示す詳細な回路図
【図８】モジュール式の多電圧値出力変換器装置の３電圧値を出力するモジュール式の多電圧値出力変換器回路に接続される複式絶縁ゲートバイポーラトランジスタバイパス回路を備えるモジュール式の多電圧値出力変換器装置の種々の実施の形態を示す回路図
【図９】図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置の分極を簡略化して示す回路図
【図１０】第１のインダクタンス値を有する誘導性フィルタを備える図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置の分極インピーダンスとコンデンサ電圧応答特性とを示すグラフ
【図１１】第２のインダクタンス値を有する誘導性フィルタを備える図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置の分極インピーダンスとコンデンサ電圧応答特性とを示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
各関連要素を示す添付図面では、本発明の一部を構成するものと当業者が理解できる他の要素を省略して簡略化し、本発明の少なくとも一部の図面と説明を省略して本発明の明瞭な理解を図ることは理解されよう。しかしながら、本明細書では、当業者が理解できかつ当該技術分野で周知の要素であって、必ずしも本発明の明確な理解を助長しない詳細な説明を省略する。
【００１６】
図４は、複数のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12を有するモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の種々の実施の形態を示す。図４は、モジュール式の出力相回路としてモジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置12を接続した図３と同様のモジュール式の多電圧値出力変換器装置10を示し、モジュール式の各出力相回路は、正側アーム14と負側アーム16とに更に配分される。しかしながら、下記に詳記するように、図４に示すモジュール式の多電圧値出力変換器装置10のモジュール式の出力相回路では、図３に示すモジュール式の多電圧値出力変換器装置の対応するモジュール式の出力相回路のインダクタンスより極めて小さい総インダクタンス値に設定される。例えば、図４に示すモジュール式の多電圧値出力変換器装置10のモジュール式の出力相回路12の総インダクタンス値は、図３に示すモジュール式の多電圧値出力変換器装置のモジュール式の出力相回路のインダクタンスよりも、約４０分の１乃至５０分の１小さい種々の実施の形態を提供できる。図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置10でのモジュール式の出力相回路の決定的に「小さい」総インダクタンス値により、モジュール式の制御装置（装置制御部）は、モジュール式の多電圧値出力変換器装置10を制御して、モジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置12の複数のコンデンサ電圧を自動的に釣り合わせると共に、基礎コンデンサ電圧リップルを最小化することができる。図４に示すモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置12に接続されるモジュール式の制御装置（装置制御部）（簡略して単一のモジュール式の制御装置のみ）を図５〜図８に示すが、他の実施の形態では、モジュール式の多電圧値出力変換器装置10の高レベル制御装置（例えば、ハブ制御装置）にモジュール式の制御装置を接続できることは、理解できよう。モジュール式の制御装置の種々の実施の形態を以下更に詳述する。
【００１７】
モジュール式の多電圧値出力変換器装置10のモジュール式の所与の出力相回路の総インダクタンス値を多くの異なる方法で設定することができる。例えば、図４に示す正側アーム14と負側アーム16との間に決定的なサイズの誘導性フィルタ18を接続する種々の実施の形態により、総インダクタンス値を設定できる。モジュール式の出力相回路の正側アーム14と負側アーム16との間に２つのインダクタ（誘導器）を接続する誘導性フィルタ18を図４に示すが、モジュール式の出力相回路の正側アーム14と負側アーム16との間に、多数（例えば、１個、２個、３個又は４個等）のインダクタを有する誘導性フィルタ18を接続できることは、理解できよう。モジュール式の出力相回路の正側アーム14と負側アーム16との間に接続される１個、２個、３個又は４個等のインダクタ数には無関係に、各インダクタのサイズを決定的に設定して、モジュール式の制御装置（SCM）がモジュール式の多電圧値出力変換器装置10を制御できる所望の総インダクタンス値にモジュール式の出力相回路の総インダクタンスを等しくさせ、これにより、モジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置12の複数のコンデンサ電圧を自動的に均衡化すると共に、基礎コンデンサ電圧リップルを最小化することができる。
【００１８】
別の実施の形態では、モジュール式の出力相回路のモジュール式の単一又は複数の多電圧値出力変換器下位装置12間に、決定的に小さいサイズの単一又は複数のインダクタを分配して接続することにより、総インダクタンス値を設定することができる。正側アーム14と負側アーム16との間に接続される誘導性フィルタ18又はその代用回路により前記回路構成を実現することができる。モジュール式の出力相回路の複数のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の出力端子に単一又は複数の決定的に小サイズのインダクタを接続できる。前記実施の形態では、モジュール式の出力相回路の総インダクタンスの合計を所望のインダクタンス値に設定し、モジュール式の制御装置（SCM）によりモジュール式の多電圧値出力変換器装置10を制御すると、モジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置12の複数のコンデンサ電圧を自動的に釣り合わせると共に、基礎コンデンサ電圧リップルを最小化することができる。このように、正側アーム14と負側アーム16との間にインダクタを接続しても、モジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置12間にインダクタを分配して接続しても、モジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置12等の出力端子にインダクタを接続しても、利用するインダクタ数とは無関係に、所望のインダクタンス値を実現できることは、理解できよう。
【００１９】
更に別の実施の形態では、モジュール式の出力相回路の寄生インダクタンスのみにより総インダクタンス値を設定することができる。実施の形態では、モジュール式の出力相回路に如何なる「余分の」インダクタも接続する必要がないので、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の静電容量を減少しかつモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の全製造価格を低減できる。モジュール式の出力相回路／分極の観点から総インダクタンス値を説明したが、単一又は複数の前記実施の形態を利用して、各アームの総インダクタンスを決定的に設定できることは、理解できよう。
【００２０】
図５は、種々の実施の形態によるモジュール式の多電圧値出力変換器装置10のモジュール式の制御装置20の詳細な回路図を示す。簡略化のためモジュール式の多電圧値出力変換器装置の一部のみを図５に示す。モジュール式の各出力相回路に設定される総インダクタンス値が、下記(1)と(2)を実行するのに有効なアーム静電容量に適する容量（サイズ）であれば、モジュール式の制御装置20（又は機能上均等の装置）を利用して、モジュール式の多電圧値出力変換器装置10を制御し、他のモジュール式の複数の多電圧値出力変換器装置に伴う基礎出力周波数リップル電圧と電圧平衡での欠陥を最小化することができる：(1)切換機能信号（下記に詳述する）の切換「再割当」を低速度化して、モジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置12の複数のコンデンサ電圧を自動的に均衡化するのに十分に低いモジュール式の各出力相回路のインピーダンス及び(2)スイッチング装置の位相制御により２電圧値出力動作を一定程度に保持（下記に詳述する）し、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12のコンデンサの大部分の基礎電流成分を相殺（キャンセル）するように、スイッチング周波数に対して十分に高い共振周波数。各アームに接続されるモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12は、零電圧状態で十分な時間を費やし、プラス(+)母線又はマイナス(-)母線に十分に長い時間接続されるので、２電圧値出力動作により、他相の基礎アーム電流を相殺できることを理解できよう。これを実現するために、分極インダクタンスと直列アーム静電容量（図９）とにより生成される分極での共振周波数は、切換機能信号のスイッチング周波数より大きくなければならない。
【００２１】
ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア及びこれらの組み合わせによりモジュール式の制御装置20を実行することができ、モジュール式の多電圧値出力変換器装置の高レベル制御装置（ハブ制御装置）にモジュール式の制御装置20を組み込むことができる。他の実施の形態では、モジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置12の個別の又は回路内の制御装置（図８の制御装置56）にモジュール式の制御装置20を組み込むことができる。適切な全てのコンピュータ言語（例えば、C, C++, Java（登録商標）, JavaScript（登録商標）, Visual Basic, VBScript, Delphi）を利用するソフトウェアを実行して本発明の実施の形態を構成でき、命令又は指令を送信できる全種類の装置、構成機器、物理的若しくは実際の装備、記憶媒体又は信号伝達信号により永久に又は一時的に前記ソフトウェアを実行できる。ソフトウェアで制御する（例えば、ソフトウェア、コンピュータプログラム制御の）モジュール式の制御装置20の実施の形態では、コンピュータで読み出し可能な記憶媒体（例えば、ディスク、機器及び／又は伝達信号）にソフトウェアを記憶して、コンピュータがソフトウェア制御媒体を読み出せば、本明細書に記載する作用又は機能を実行することができる。
【００２２】
図５に示すように、例えば、モジュール式の多電圧値出力変換器又は縦続ハーフブリッジ回路等の多電圧値出力装置に使用される従来の三角波パルス幅変調器を使用して、モジュール式の制御装置20の機能を実行することができる。図５は、切換「再割当」とそれに伴う２電圧値出力動作の性能特性を示す高レベルの説明図である。従来のパルス幅変調器とは対照的に、モジュール式の所与の出力相回路の正側アーム14又は負側アーム16に接続されるモジュール式の「n」個の多電圧値出力変換器下位装置12に対し、「n」個の固有の機能を発生する下位装置順序生成装置の機能がモジュール式の制御装置20に設けられる。各機能を反復する完全な周期を決定する可変「速度」で下位装置順序生成装置が制御される。
【００２３】
従来のパルス幅変調器とは更に対照的に、三角波発生装置は、通常2Π/n値だけ間隔の空く一連の三角波形を生ずるが、三角波発生装置の機能は、0と1との間で変化する付加変数「ω（omega）」を利用する。このように、この実施の形態では、複数の三角波形間の間隔を「(2Π/n)x(ω)」値で表わすことができる。「ω」＝1のとき、モジュール式の出力相回路からの低出力電圧歪に対して、三角波形が最適な間隔で離間するように、変数「ω」は、各三角波形の相対的な位相変位を制御する。「ω」＝0のとき、前記三角波形は、モジュール式の多電圧値出力変換器装置10のモジュール式の出力相回路を２電圧値ブリッジ回路のように切り換える零位相偏移（零位相シフト）を発生する。
【００２４】
低出力周波数で高電流を発生するモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の応用例では、ωを低値（例えば、0.1）に制御することができる。この数値にωを制御すると、切換「再割当」の所望の効果が更に働き、モジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置12の複数のコンデンサ電圧が自動的に釣合い、所要時間（分極共振周波数の周期より所要時間が長ければ）の間、アーム14と16をそれぞれプラス(+)母線又はマイナス(-)母線に接続して、複数のコンデンサの基礎電流成分を相殺することができ、低変調レベルでは、ωを1に設定した場合と同様又はそれ以上に、多重ライン間電圧特性は、良好である。また、この相対的な２電圧値出力モードでの動作により、モジュール式の多電圧値出力変換器装置10は、特定の応用例に必要で重要な直流電流値を発生する。
【００２５】
更に従来のパルス幅変調器とは対照的に、装置順序生成装置は、マルチプレクサに入力信号を付与し、マルチプレクサは、可変「速度」で生成される周期で、正側アーム14のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12に変調される切換機能信号「h+」を付与し、「再割当」する。図５に示す実施の形態では、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12に関連する負側アーム16に対して切換機能信号を「再割当」しない。しかしながら、正側アーム14のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の代わりに、負側アーム16のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12に切換機能信号「再割当」を利用する他の実施の形態も成立することは、理解されよう。エネルギ蓄積装置が電荷を失う比率（速度）でモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の１つが大きな割合で損失分を含んでも、各アームのモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の複数のコンデンサ電荷を強制的に釣り合わすのがこの「再割当」効果である。
【００２６】
図５に示す「再割当」を通常実施して、モジュール式の出力相回路の正側アーム14のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の数に等しい所定数の周期が完了した後、モジュール式の出力相回路の正側アーム14に接続されるモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の各々に変調された切換機能信号の各数値が付与される。
【００２７】
正側アーム14のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12に変調される切換機能信号「h+」を付与する「再割当」を異なる多くの方法で実施できることは、理解されよう。例えば、モジュール式の出力相回路の正側アーム14に３つのモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12を設けるとき、所定の期間（例えば、期間１）中に、変調された切換機能信号の第１の数値、変調された切換機能信号の第２の数値及び変調された切換機能信号の第３の数値を第１、第２及び第３のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12にそれぞれ付与する種々の実施の形態が成立する。次の期間（例えば、期間２）中に、第１の数値、第２の数値及び第３の数値を第２、第３及び第１のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12にそれぞれ付与する実施の形態が成立する。更に次の期間（例えば、期間３）中に、第１の数値、第２の数値及び第３の数値を第３、第１及び第２のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12にそれぞれ付与する実施の形態が成立する。再割当の前記順序を循環と呼ぶことができる。
【００２８】
他の実施の形態では、循環以外の「再割当」法を利用できる。例えば、モジュール式の出力相回路の正側アーム14に３つのモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12を設けるとき、所定の期間（例えば、期間１）中に、変調された切換機能信号の第１の数値、変調された切換機能信号の第２の数値及び変調された切換機能信号の第３の数値を、第１、第２及び第３のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12にそれぞれ付与する実施の形態が成立する。次の期間（例えば、期間２）中に、第１の数値、第２の数値及び第３の数値を、第３、第１及び第２のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12にそれぞれ付与する実施の形態が成立する。次の期間（例えば、期間３）中に、第１の数値、第２の数値及び第３の数値を第２、第３及び第１のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12にそれぞれ付与する実施の形態が成立する。
【００２９】
モジュール式の所与の出力相回路に使用する多電圧値パルス幅変調（PWM）回路を図５に示すが、モジュール式の制御装置20に他の多電圧値変調制御回路を利用して、前記のように、切換機能信号の再割当と相対的な位相制御を実現できることは、理解されよう。例えば、モジュール式の制御装置20は、時間平均化変調、状態空間変調等を利用する種々の実施の形態も成立する。また、他のモジュール式の出力相回路の正側アーム（又は負側アーム）に対する既存の機能、変調された切換機能信号等の異なる機能組み合わせ信号をモジュール式の制御装置20から発生できることは、理解されよう。
【００３０】
図６は、他の実施の形態によるモジュール式の多電圧値出力変換器装置10のモジュール式の制御装置30の詳細な回路図を示す。簡略化してモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の一部のみを図６に示す。図６のモジュール式の制御装置30は、図５のモジュール式の制御装置20と基本的に同一であるが、２つの下位装置順序生成装置（正側アーム用と負側アーム用）を設ける点で相違する。図６では、負側アーム順序生成装置が発生する「n」番目の機能は、正側アーム順序生成装置が発生する「n」番目の機能に対し１８０°位相が変位される。各下位装置順序生成装置は、異なるマルチプレクサに通信可能に接続される。これにより、両アームは、非同期式に切換「再割当」される（各アームの切換機能信号は、同一事例で再割当されない）。両アームの再割当速度は、同一でもよいが、同時に発生しないように、各アーム再割当事象に間隔があけられる。例えば、各アーム再割当事象に「速度/2」の時間だけ間隔をあける種々の実施の形態が成立する。この時間間隔を利用して、各アームの全体にわたる電圧平衡が改善される。また、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置バイパス回路の変形例が、バイパス事象の予備に保持される非動作切換機能信号を零状態で再割当することを必要とすれば、この変形例にもこの時間間隔を利用できるが、モジュール式の制御装置30の電圧平衡機能を実行することもできる。他の実施の形態では、「速度/2」時間以外の他の非零値にアーム再割当間の間隔値を設定することができる。
【００３１】
モジュール式の所与の出力相回路に使用する多電圧値パルス幅変調（PWM）回路を図６に示すが、他の多電圧値変調制御回路をモジュール式の制御装置30に利用して、前記のように切換機能信号再割当と相対的な位相制御を実現できることは、理解されよう。例えば、種々の実施の形態では、時間平均化変調、状態空間変調等をモジュール式の制御装置30に利用することができる。また、他のモジュール式の出力相回路の正側アームと負側アームに対する既存の機能、変調された切換機能信号等の異なる組み合わせ機能をモジュール式の制御装置30から発生できることは、理解されよう。
【００３２】
図７は、更に別の実施の形態によるモジュール式の多電圧値出力変換器装置10のモジュール式の制御装置40の詳細な回路図を示す。簡略化してモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の一部のみを図７に示す。図７のモジュール式の制御装置40は、図６のモジュール式の制御装置30と基本的に同一であるが、バイパス制御回路を図７のモジュール式の制御装置40に設ける点で相違する。図７に示すモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置12の２つの端子間に迂回切換装置（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタバイパス回路）が接続される。
【００３３】
モジュール式の制御装置40は、図４に示すモジュール式の多電圧値出力変換器インバータ回路を使用して、任意のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置バイパス制御回路を実施する特有の方法を提供する。モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置バイパス制御回路を作動すると、付加すべき多重の回路階層数に依存して、モジュール式の全３出力相回路の正側アームと負側アームに定数「0」状態が発生する。例えば、正側アームと負側アームとに１階層を加えて、最小値n+1だけ多重とすると、モジュール式の制御装置40により、各アームのk番目のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12に、定数「0」を発生する。モジュール式の制御装置40は、その後、モジュール式の全多電圧値出力変換器下位装置12に対して共通に定数「0」を再割当して、モジュール式の全多電圧値出力変換器下位装置12は、均衡状態で平均して充電される。モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の一つ（例えば、Ａ相の正側アームに接続された）が事実上故障すると、バイパス切換装置（絶縁ゲートバイポーラトランジスタバイパス回路）は、故障したモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12を強制的に物理的「0」状態に切換えて、当該アームのみ再割当された「0」を除外して、時間経過に伴う電圧損失を元の状態に戻す。このように、Ａ相の負側アームに接続される追加のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12が故障しても、多重モジュール式の他の全多電圧値出力変換器下位装置12を引き続き利用でき、また、Ｂ相とＣ相の正側アームと負側アームに接続されるモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12が故障しても、同様である。前記の方法でモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置のバイパス制御回路を作動すると、低周波数での高リップル電圧の有害な影響を回避できる。また、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置のバイパス制御回路を機能上備えないモジュール式の多電圧値出力変換器装置で発生する損失に比べて、発生する全損失は、著しく大きくはなく、モジュール式の多電圧値出力変換器装置に発生する電力消費率は、バイパス制御回路のないのと同一である。
【００３４】
図７では、符号「h+n」は、変調された切換機能信号「h+」の第n値を示し、符号「h-n」は、変調された切換機能信号「h-」の第n値を示す。図７では、多電圧値パルス幅変調（PWM）回路をモジュール式の所与の出力相回路に使用するが、モジュール式の制御装置40に他の多電圧値変調制御回路を利用して、前記のように、切換機能信号の再割当と相対的な位相制御を実現できることは、理解されよう。例えば、時間平均化変調、状態空間変調等をモジュール式の制御装置40に利用する種々の実施の形態を構成できよう。また、他のモジュール式の出力相回路の正側アームと負側アームに対する既存の機能、変調された切換機能信号等の異なる機能組み合わせ信号をモジュール式の制御装置40から発生できることは、理解されよう。
【００３５】
図８は、モジュール式の多電圧値出力変換器装置50の種々の実施の形態を示す。図８のモジュール式の多電圧値出力変換器装置50は、図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置10と基本的に同一であるが、図８のモジュール式の多電圧値出力変換器装置50では、３電圧値を出力するモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置54にバイパス回路52を接続する点で相違する。図８では、簡略化してモジュール式の多電圧値出力変換器装置50の一部のみを示す。しかしながら、対応するバイパス回路52を接続するモジュール式の複数の多電圧値出力変換器下位装置54をモジュール式の多電圧値出力変換器装置50に設けられることは理解できよう。
【００３６】
図８に示すモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置54は、制御装置56と、制御装置56に接続される一対の安定抵抗58と、一対の安定抵抗58に並列に接続される２つのコンデンサと、一対の安定抵抗58と一対のコンデンサとに並列に接続される４個のスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続されるダイオードとを備える。適切な全種類のスイッチング素子をスイッチング素子に使用できる。例えば、図８に示すように、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）によりスイッチング素子を構成できる。制御装置56は、変流器60に電気的に接続される。スイッチング素子の各ゲート端子に電力を供給する制御装置56に変流器60から電力を供給する種々の実施の形態は、自明であろう。図８では、各スイッチング素子のゲート端子と制御装置56との間の接続を簡略化して省略する。モジュール式の多電圧値出力変換器装置50のモジュール式の各多電圧値出力変換器下位装置54は、対応する変流器60に電気的に接続され、対応する単一の変流器60のみを通じて、所与のモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置54に電力を供給できることは、理解されよう。また、例えば、２本の光ファイバケーブルを通じて、高レベル制御装置（例えば、ハブ制御装置）に制御装置56を通信可能に接続できる。簡素化のため高レベル制御装置を図８には図示しない。
【００３７】
適切な全種類のスイッチング素子として２つのスイッチング素子がバイパス回路52に設けられる。複数の絶縁ゲートバイポーラトランジスタパッケージ又は個別の絶縁ゲートバイポーラトランジスタにより２つのスイッチング素子を構成し、３電圧値を出力するモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置54に設けられる絶縁ゲートバイポーラトランジスタと同一定格電圧の絶縁ゲートバイポーラトランジスタを使用する種々の実施の形態が存在する。３電圧値を出力するモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置54の故障時に必要であれば、蓄積コンデンサの中央タップ64に中間抵抗62を接続し、個別に制御できる複式の絶縁ゲートバイポーラトランジスタを通じて、２つの蓄積コンデンサの各々を独立して放電できる。直列に接続される１組の絶縁ゲートバイポーラトランジスタをオンする前に、抵抗62を通じて各電流路を放電すれば、３電圧値を出力するモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置54を短絡させることができる。また、抵抗62を通じてバイパス用の各バイパス用絶縁ゲートバイポーラトランジスタに印加される電圧を各直流母線基準に確実に分割することができる。
【００３８】
制御装置56は、安定抵抗58を通じて間接的にコンデンサとスイッチング素子の非ゲート端子に電気的に接続される。適切な全種類の安定抵抗を安定抵抗58に使用できる。２つの安定抵抗58と制御装置56とを纏めて接続する基準点「M」が形成される。図８の実施の形態では、基準点「M」での電圧は、２つの蓄積コンデンサの中央タップ64での電圧とは異なり、基準点「M」から蓄積コンデンサの中央タップ64に電流が直接流れず、安定抵抗58の高抵抗特性により、制御装置56の接地回路に流れるコモンモード電流を阻止する。
【００３９】
図９は、図４のモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の分極を簡略化した回路図を示す。可変静電容量を有する共振回路としてモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の分極（Z）の各アームを図９に示す。それぞれ変調関数（h）を構成するアーム中の２つの静電容量は、総アーム静電容量の一定値Cを有効に構成するので、モジュール式の多電圧値出力変換器装置の分極アームを変調すると、切換えられるコンデンサの合計電圧は、総相互直流電圧Vdcとなり、「0」と「1」との間の値で変調関数（h）を変動させて、単一のLRC回路［抵抗(R)、コイル(L)、コンデンサ(C)を直列又は並列に接続した電気回路］に各共振回路を換算できることは、理解されよう。従って、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置のコンデンサ電圧を自動的に釣り合わせる（平衡化する）モジュール式の制御装置（例えば、モジュール式の制御装置20、モジュール式の制御装置30又はモジュール式の制御装置40等）の性能は、分極（Z）の実効インピーダンスに依存し、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置のコンデンサに流れる基礎電流成分の主要部を相殺する性能は、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置のスイッチング周波数速度に対する当該分極の共振周波数に依存することは、理解できよう。各ゲート機能再割当間に、このインピーダンスを十分に低下させて、複数のコンデンサが充電電流を分配することができ、また、インピーダンスを十分に低下させて、変調を制御（例えば、ゲート切換作用間の位相偏移を減少する）し、２電圧値回路構造に通常発生するモジュール式の各多電圧値出力変換器分極での基礎電流を部分的に相殺することができる。
【００４０】
また、単数（又は複数）の分極インダクタが十分に小さく、モジュール式の多電圧値出力変換器極の基礎動作周波数と基礎スイッチング周波数よりも極めて大きい数値で有効分極静電容量により固有共振が発生しても、通常の回路損失で減衰する通常の基礎スイッチング周波数から固有共振を十分に除去できよう。
【００４１】
図１０と図１１は、モジュール式の多電圧値出力変換器装置10の誘導性フィルタ18が、それぞれ第１のフィルタインダクタンス値（図１０）と第２のフィルタインダクタンス値（図１１）のとき、図４に示すモジュール式の多電圧値出力変換器装置10の分極インピーダンスとコンデンサ電圧応答特性とをそれぞれ示す。図１０と図１１に示す回路値は、４.１kv、７３５.５kw（１０００HP）の３相可変周波数駆動に利用できる実効値を示す。第１のフィルタインダクタンス値は、公知のモジュール式の多電圧値出力変換器装置に通常利用されるインダクタンス値である。モジュール式の多電圧値出力変換器装置は、前記モジュール式の制御装置（例えば、モジュール式の制御装置20、モジュール式の制御装置30又はモジュール式の制御装置40等）により制御され、第２のフィルタインダクタンス値は、モジュール式の多電圧値出力変換器装置に利用されるインダクタンス値である。
【００４２】
図１０に示す数値のうち出力電流周波数（動作周波数「fo」）は、共振周波数「fr」よりも通常小さく、スイッチング周波数「fsw」は、共振周波数「fr」よりも通常大きい。しかしながら、図１１に示す数値のうち共振周波数「fr」は、動作周波数「fo」よりも十分に大きくかつスイッチング周波数「fsw」よりも大きい。
【００４３】
第１と第２のフィルタインダクタンス値を比較すると、モジュール式の前記制御装置に利用する分極インダクタのインダクタンス値は、従来の装置に利用される分極インダクタよりも、約４０分の１乃至５０分の１程度小さいことは、理解されよう。このように、モジュール式の前記制御装置に利用される分極インダクタは、従来の装置に利用される分極インダクタよりも寸法、費用及び損失の点で非常に小さくかつ少ないことも、理解されよう。
【００４４】
前記事項を考慮すると、基礎周波数とスイッチング周波数に関する分極フィルタインピーダンスと共振の選択とを組み合わせて、本明細書に開示するモジュール式の制御装置は、モジュール式の多電圧値出力変換器装置の高レベル制御装置（ハブ制御）により複雑な監視と制御とを行わずに、電圧を平衡化しかつリップル電圧を減少できることは、理解されよう。また、本明細書に開示するモジュール式の制御装置は、無負荷電流ー出力電圧状態で、強制的に相互直流電圧を釣り合わす動作を行うと共に、直流出力電流を生成し、低出力周波数でのリップル電圧を制御すると同時に、高多重性の「0」電圧変換器回路を提供できることも、理解されよう。また、モジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12のスイッチング周波数と動作周波数を十分に超えて、有効分極静電容量を共振させて、各アーム間に配置される分極インダクタンス（又はモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12の出力端子に接続される総インダクタンス）が十分に低いとき、本明細書に開示するモジュール式の制御装置を利用できることは、理解されよう。従って、モジュール式の前記制御装置（又は機能的に同等の装置）により、モジュール式の他の多電圧値出力変換器の回路構造に伴なう低出力周波数リップル電圧の問題を解決し、全出力動作状態でモジュール式の多電圧値出力変換器下位装置12を極めて簡素化しかつ機能を大幅に改善して、電圧の平衡を保持できる。
【００４５】
前記の説明は、如何なる特定の材料、構成要件の配列又は方向にも本発明を限定するものではない。本発明の範囲内で多くの部品／方向を修正し、変更しかつ置換できることは、当業者には自明であろう。単なる例示に過ぎない前記実施の形態から、本発明の範囲を制限して解釈すべきではない。
【００４６】
特定の実施の形態の観点から本発明を説明したが、請求項に記載される発明の趣旨又はその範囲から逸脱せずに、当業者は、本願の開示技術から別の実施の形態と変形例を想到できよう。従って、添付図面及び本明細書の説明は、本発明を容易に理解するものであり、本発明の技術的範囲を制限するものと解釈すべきではない。
【符号の説明】
【００４７】
(10)・・モジュール式の多電圧値出力変換器装置、  (12)・・モジュール式の２端子付き多電圧値出力変換器下位装置、  (14)・・正側アーム、  (16)・・負側アーム、  (18)・・インダクタ、  (20,30,40)・・モジュール式の制御装置、  (62)・・抵抗、
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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