(57)【要約】【課題】  負荷２の複数の相で同時にスイッチング動作が発生しない多相対多相電力変換装置を得る。【解決手段】  交流電源１と負荷２との間に接続された主回路３と、交流電源１の相を負荷２に接続する時間の比率を定める入力制御比ＲＩおよび負荷２に接続する交流電源１の相を時間的に定める入力制御パルスＴＩを生成する入力制御器１０と、負荷２に供給する電圧指令値を生成する電圧指令器２０と、電圧指令値および入力制御比ＲＩに基づいて交流電源１に接続する負荷２の相を時間的に定める出力制御パルスを生成する出力制御器３０と、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスに基づいて主回路３の複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスＴＧを生成するゲート制御器４０とを備え、交流電圧の位相がある位相区間から別の位相区間へ転換したことを検出する転換検出器１２を入力制御器１０の内部に備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と負荷との間に接続され、その交流電源の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えてその負荷に交流電圧を供給する主回路と、
上記交流電源の交流電圧に基づいて、その交流電源の相を上記負荷に接続する時間の比率を定める入力制御比、およびその負荷に接続するその交流電源の相を時間的に定める入力制御パルスを生成する入力制御器と、
上記負荷に供給する電圧指令値を生成する電圧指令器と、
上記電圧指令器による電圧指令値、および上記入力制御器による入力制御比に基づいて、上記交流電源に接続する上記負荷の相を時間的に定める出力制御パルスを生成する出力制御器と、
上記入力制御器による入力制御パルス、および上記出力制御器による出力制御パルスに基づいて、上記主回路の上記複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するゲート制御器とを備え、
上記入力制御器は、
上記交流電源の交流電圧の位相がどの位相区間であるかを検出するセクション検出器と、
上記位相区間が転換したことを検出する転換検出器と、
上記交流電源の相の上記負荷に接続する順序を定める通電順序制御器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御比を定める電圧比率演算器と、
上記入力制御パルスを生成する入力パルス発生器とを備えたことを特徴とする多相対多相電力変換装置。
【請求項２】
セクション検出器は、
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器によるセクション信号に基づいて、そのセクション信号が転換したことを示す転換信号を生成し、
通電順序制御器は、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、通電順序信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、上記転換検出器による転換信号、および上記通電順序制御器による通電順序信号に基づいて、入力制御比を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、上記通電順序制御器による通電順序信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項１記載の多相対多相電力変換装置。
【請求項３】
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、上記転換検出器による転換信号、および上記通電順序制御器による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、上記通電順序制御器による通電順序信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比および保持信号に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項２記載の多相対多相電力変換装置。
【請求項４】
セクション検出器は、
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器によるセクション信号に基づいて、そのセクション信号が転換したことを示す転換信号を生成し、
通電順序制御器は、
通電順序信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、上記転換検出器による転換信号、および上記通電順序制御器による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、上記通電順序制御器による通電順序信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比および保持信号に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項１記載の多相対多相電力変換装置。
【請求項５】
交流電源と負荷との間に接続され、その交流電源の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えてその負荷に交流電圧を供給する主回路と、
上記交流電源の交流電圧に基づいて、上記負荷に接続するその交流電源の相を時間的に定める入力制御パルスを生成する入力制御器と、
上記負荷に供給する電圧指令値を生成する電圧指令器と、
上記電圧指令器による電圧指令値に基づいて、上記交流電源に接続する上記負荷の相を時間的に定める出力制御パルスを生成する出力制御器と、
上記入力制御器による入力制御パルス、および上記出力制御器による出力制御パルスに基づいて、上記主回路の上記複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するゲート制御器とを備え、
上記入力制御器は、
上記交流電源の交流電圧の位相がどの位相区間であるかを検出するセクション検出器と、
上記位相区間が転換したことを検出する転換検出器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御パルスを生成する入力パルス発生器とを備えたことを特徴とする多相対多相電力変換装置。
【請求項６】
セクション検出器は、
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器による中間セクション信号に基づいて、その中間セクション信号が偶数値から奇数値へ転換したことを示す第１中間転換信号、およびその中間セクション信号が奇数値から偶数値へ転換したことを示す第２中間転換信号を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器による中間セクション信号、および上記転換検出器による第１中間転換信号および第２中間転換信号に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項５記載の多相対多相電力変換装置。
【請求項７】
交流電源と負荷との間に接続され、その交流電源の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えてその負荷に交流電圧を供給する主回路と、
上記交流電源の交流電圧に基づいて、その交流電源の相を上記負荷に接続する時間の比率を定める入力制御比、およびその負荷に接続するその交流電源の相を時間的に定める入力制御パルスを生成する入力制御器と、
上記負荷に供給する電圧指令値を生成する電圧指令器と、
上記電圧指令器による電圧指令値、および上記入力制御器による入力制御比に基づいて、上記交流電源に接続する上記負荷の相を時間的に定める出力制御パルスを生成する出力制御器と、
上記入力制御器による入力制御パルス、および上記出力制御器による出力制御パルスに基づいて、上記主回路の上記複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するゲート制御器とを備え、
上記入力制御器は、
上記交流電源の交流電圧の位相がどの位相区間であるかを検出するセクション検出器と、
上記位相区間が転換したことを検出する転換検出器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御比を定める電圧比率演算器と、
上記転換検出器による転換信号に基づいて、上記入力制御パルスを生成する入力パルス発生器とを備えたことを特徴とする多相対多相電力変換装置。
【請求項８】
セクション検出器は、
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号、および交流電源の位相を６０度ずつに異なる区切り方で区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器による中間セクション信号に基づいて、その中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、および上記転換検出器による中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、上記転換検出器による中間転換信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項７記載の多相対多相電力変換装置。
【請求項９】
セクション検出器は、
交流電源の交流電圧に基づいて、それら交流電源の交流電圧の位相が交流電源の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号、および交流電源の位相を６０度ずつに異なる区切り方で区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成し、
転換検出器は、
上記セクション検出器によるセクション信号に基づいて、そのセクション信号が転換したことを示す転換信号を生成すると共に、中間セクション信号に基づいて、その中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成し、
電圧比率演算器は、
上記交流電源の交流電圧、上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、および上記転換検出器による転換信号、中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成し、
入力パルス発生器は、
上記セクション検出器によるセクション信号、中間セクション信号、上記転換検出器による転換信号、中間転換信号、および上記電圧比率演算器による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成することを特徴とする請求項７記載の多相対多相電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電源と負荷との間に接続され、交流電源の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷に交流電圧を供給する多相対多相電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の多相対多相電力変換装置では、交流電源の電圧の位相が交流電源の位相を６０度ずつに区切ったセクションのどこにあるかによって、負荷に接続して利用する交流電源の相の組み合わせを定める。負荷の相が同時に利用する交流電源の相は高々２相として、この２つの相が固定して接続される十分に短い時間では、この２つの相の間の電圧が一定の直流電圧であると仮想的に見なして、それぞれの固定された接続状態の中でこの仮想的な直流電圧をＰＷＭインバータと同様の方法で制御して負荷に出力することにより、上記の仮想的な直流電圧をパルス幅変調して負荷へ電力を供給する。
【０００３】
例えば、交流電源のＴ相の電圧ｖＴとＲ相の電圧ｖＲが正電圧であるようなセクションでは、正電圧であるＴ相の電圧ｖＴとＲ相の電圧ｖＲを仮想的な直流電圧の正極として、負電圧であるＳ相の電圧ｖＳを仮想的な直流電圧の負極として、それぞれ利用する。交流電源電圧の６倍周波数の周期よりも十分に短い制御期間では、負極はＳ相の電圧ｖＳを常に利用するが、正極は１つの制御期間の途中でＴ相の電圧ｖＴとＲ相の電圧ｖＲを切り替えて利用する。その制御期間でＴ相の電圧ｖＴとＲ相の電圧ｖＲをそれぞれ利用する時間は、その制御期間をＴ相の電圧ｖＴとＲ相の電圧ｖＲの比率に比例するように分配した時間となる。分配されたそれぞれの利用する時間の中でパルス幅変調のための三角搬送波を生成してパルス幅変調制御を行い、電圧指令器が与える任意の電圧を負荷に供給する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特公平８−３２１７７号公報（第３頁右１１行〜第４頁右２５行、第３図、第４図、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の多相対多相電力変換装置は以上のように構成されているので、上記のパルス幅変調制御によるスイッチング動作とは別のスイッチング動作が発生することがあり、なお且つこのスイッチング動作は負荷の複数の相について同時に行われる場合がある。このことから、スイッチング動作によりスイッチに発生するサージ電圧が相互のスイッチに干渉して過大な電圧を発生させる、そのスイッチングに係る負荷の相で中性点電圧が変動することにより負荷機器外部への漏れ電流が発生する、一部スイッチでスイッチング動作に遅延が発生する場合に交流電源の２つの相の間が短絡して過大な電流が発生する、等の障害が発生して、その結果、多相対多相電力変換装置や負荷機器の故障および人体への感電の恐れが生じていた。また、そのスイッチング動作の発生によってスイッチング動作の回数が増加して電力損失が増大することになり、多相対多相電力変換装置の機器効率向上の障害ともなるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、負荷の複数の相で同時にスイッチング動作が発生しないようにする多相対多相電力変換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る多相対多相電力変換装置は、交流電圧の位相がある位相区間から別の位相区間へ転換したことを検出する転換検出器を入力制御器の内部に備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間の途中で負荷の相に接続する交流電源の相を切り替えるものにおいて、交流電圧の位相がある位相区間から別の位相区間へ転換したことを検出する転換検出器を備えたので、負荷の複数の相で同時にスイッチングが発生しないようにすることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、主回路３は、交流電源１と負荷２との間に接続され、交流電源１の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷２に交流電圧を供給するものである。
【００１０】
入力制御器１０は、交流電源１の交流電圧に基づいて、交流電源の相を負荷２に接続する時間の比率を定める入力制御比、および負荷２に接続する交流電源１の相を時間的に定める入力制御パルスを生成するものである。この入力制御器１０において、セクション検出器１１は、交流電源１の交流電圧に基づいて、交流電源１の交流電圧の位相が交流電源１の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号を生成し、転換検出器１２は、セクション検出器１１によるセクション信号に基づいて、セクション信号が転換したことを示す転換信号を生成し、通電順序制御器１３は、転換検出器１２による転換信号に基づいて、交流電源１の相の負荷２に接続する順序を定めた通電順序信号を生成し、電圧比率演算器１４は、交流電源１の交流電圧、セクション検出器１１によるセクション信号、転換検出器１２による転換信号、および通電順序制御器１３による通電順序信号に基づいて、入力制御比を生成し、入力パルス発生器１５は、セクション検出器１１によるセクション信号、通電順序制御器１３による通電順序信号、および電圧比率演算器１４による入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。
【００１１】
電圧指令器２０は、負荷２に供給する電圧の指令値である電圧指令値を生成するものである。出力制御器３０は、電圧指令器２０による電圧指令値、および入力制御器１０による入力制御比に基づいて、交流電源１に接続する負荷２の相を時間的に定める出力制御パルスを生成するものである。ゲート制御器４０は、入力制御器１０による入力制御パルス、および出力制御器３０による出力制御パルスに基づいて、主回路３の複数のスイッチの選択的な制御を時間的に定めるゲート制御パルスを生成するものである。
【００１２】
次に動作について説明する。
交流電源電圧の６倍周波数の周期よりも十分に短い、多相対多相電力変換装置を制御するための基本単位時間となる制御期間の中で、仮想的な直流電圧として利用する交流電源１の相を正極または負極で切り替えて、三角搬送波を利用したパルス幅変調制御によりその仮想的な直流電圧を変調して負荷２へ電力を供給する多相対多相電力変換装置では、その制御期間の中や制御期間の変わり目でそのパルス幅変調制御によるもの以外のスイッチング動作が発生しないような三角搬送波を生成する。
【００１３】
仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源１の相を制御期間内で切り替えるセクションでは、制御期間の変わり目での頂点を最下点に取り、交流電源１の相を切り替える時刻に同期させた頂点を最上点に取り、制御期間内で「山」の形を示す三角搬送波を生成して、仮想的な直流電圧の負極として利用する交流電源１の相を制御期間内で切り替えるセクションでは、制御期間の変わり目での頂点を最上点に取り、交流電源１の相を切り替える時刻に同期させた頂点を最下点に取り、制御期間内で「谷」の形を示す三角搬送波を生成して、制御期間の中で上記スイッチング動作を発生させないようにする。そして、制御期間内で交流電源１の２つの相を切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極がその２つの相を利用する順序を制御期間毎に交替させることにより、制御期間の変わり目で上記スイッチング動作を発生させないようにする。
【００１４】
このような多相対多相電力変換装置では、ある制御期間で交流電源１の位相のセクションが転換し、その制御期間が終了して次の制御期間に変わるときの変わり目で、三角搬送波の形が「山」から「谷」に転換して三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作、もしくは三角搬送波の形が「谷」から「山」に転換して、三角搬送波の頂点が最上点から最下点に瞬時に移動する動作のいずれかが発生する。これに伴って負荷２の複数の相に係る出力制御パルスが同時に転換して仮想的な直流電圧の極も同時に切り替わるので、負荷２の複数の相について同時にスイッチング動作が発生することになる。
【００１５】
以上のことから、スイッチング動作によりスイッチに発生するサージ電圧が相互のスイッチに干渉して過大な電圧を発生させる、そのスイッチングに係る負荷２の相で中性点電圧が変動することにより負荷機器外部への漏れ電流が発生する、一部スイッチでスイッチング動作に遅延が発生する場合に交流電源１の２つの相の間が短絡して過大な電流が発生する、等の課題があった。また、そのスイッチング動作の発生によってスイッチング動作の回数が増加して電力損失が増大することになり、多相対多相電力変換装置の機器効率向上の障害ともなる。
【００１６】
以下、この課題の詳細について説明する。
図２は課題を説明するための多相対多相電力変換装置を示す構成図である。図において、交流電源１と負荷２とが主回路３によって接続され、主回路３には負荷２へ電力を供給するように選択的にスイッチングを行うスイッチ３ＵＲ，３ＵＳ，３ＵＴ，３ＶＲ，３ＶＳ，３ＶＴ，３ＷＲ，３ＷＳおよび３ＷＴを含む。５Ｕ，５Ｖ，５Ｗは、それぞれ負荷２のＵ，Ｖ，Ｗ相の電流検出器であって、主回路３から負荷２へ流れるＵ相の電流ｉＵ、Ｖ相の電流ｉＶ、Ｗ相の電流ｉＷを測定し、それぞれ電流の測定値ｉＵｓ，ｉＶｓ，ｉＷｓを出力する。
【００１７】
電圧指令器２０は、主回路３から負荷２に出力する電圧の指令値ｖＵ*，ｖＶ*，ｖＷ*を出力する。これらの電圧指令値ｖＵ*，ｖＶ*，ｖＷ*の演算には電流測定値ｉＵｓ，ｉＶｓ，ｉＷｓ等を用いても良い。出力制御器３０は、入力制御器１０ｕから得られる入力制御比ＲＩと電圧指令器２０から得られる電圧指令値ｖＵ*，ｖＶ*，ｖＷ*に基づいて、入力制御器１０ｕの制御期間に同期して出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷを生成して出力する。ゲート制御器４０は、入力制御器１０ｕから得られる入力制御パルスＴＩと出力制御器３０から得られる出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷから、ゲート制御パルスＴＧを生成して主回路３へ出力する。なお、ゲート制御パルスＴＧの生成は、入力制御パルスＴＩと出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの他に、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、または負荷２に流れる電流の測定値ｉＵｓ，ｉＶｓ，ｉＷｓに基づいて行っても良い。
【００１８】
次に、入力制御器１０ｕの動作について説明する。入力制御器１０ｕは、セクション検出器１１、通電順序制御器１３ｕ、電圧比率演算器１４ｕ、および入力パルス発生器１５で構成され、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、入力制御比ＲＩを演算し、入力制御パルスＴＩを生成して、それぞれ出力する。
【００１９】
セクション検出器１１は、電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、交流電源１の位相がどのセクションにあるかを検出して、セクション信号Ｓｃｔを出力する。通電順序制御器１３ｕは、制御期間内で交流電源１の２つの相を切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極がその利用する順序を制御期間毎に交替させることを指示するように、制御期間毎に０と１が交互に現れる通電順序信号Ｆｌｇを出力する。電圧比率演算器１４ｕは、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔおよび通電順序信号Ｆｌｇを入力し、入力制御比ＲＩを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源１の電圧測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓより演算される３つの電圧比率ｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ），ｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ），ｖＲ／（ｖＲ＋ｖＳ）から、セクション信号Ｓｃｔに基づいて１つを選択して演算する。通電順序制御器１３ｕが出力する、次の制御期間の通電順序信号に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を１から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比ＲＩとして出力する。
【００２０】
入力パルス発生器１５は、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇおよび入力制御比ＲＩを入力し、入力制御パルスＴＩを生成する。セクション信号Ｓｃｔに基づいて、入力制御パルスＴＩの中から、制御期間内で常に１とするものと、制御期間内で常に０とするものと、制御期間内で切り替えを行うものとをそれぞれ定めて、通電順序信号Ｆｌｇに基づいて、制御期間内に切り替えを行うものの中から１から０へ切り替えるものと、０から１へ切り替えるものをそれぞれ定めて、入力制御比ＲＩに基づいて、その切り替えを制御期間の開始時刻より、入力制御比ＲＩと制御期間Ｔｃの積だけ経過した時刻において行うようにする。１つの制御期間での入力制御パルスＴＩについては、その制御期間を開始する時点で制御期間Ｔｃ時間分の波形を一括して定めるものとして、その制御期間内でセクション信号Ｓｃｔの転換や入力制御比ＲＩの変動があっても、その制御期間の入力制御パルスが変化することはないものとする。このことから、その制御期間内でセクション信号Ｓｃｔが転換したときは、その次の制御期間より転換後のセクションに従って入力制御パルスＴＩを生成することとする。
【００２１】
図３は課題を説明するためのセクション検出器の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と、セクション検出器１１が出力するセクション信号Ｓｃｔとの対応を示すものである。交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴのそれぞれが正電圧であるか負電圧であるかの組み合わせが、交流電源１の位相の６０度毎に変わることから、セクション検出器１１はその正負の組み合わせに従ってセクション信号Ｓｃｔを決定して出力するように動作する。
【００２２】
表１は、セクション信号Ｓｃｔに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相、制御期間内で交流電源１の２つの相の切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極、その極でその２つの相を利用する順序と通電順序信号Ｆｌｇとの対応をそれぞれ示したものである。表１の対応関係は、それぞれのセクションにおいて、仮想的な直流電圧として利用できる交流電源１の相の６つの組み合わせのうち、仮想的な直流電圧として現れる電圧が正値で最大のものと、正値で２番目に大きいものの２通りの電圧を利用することを意味する。一例として、セクション信号Ｓｃｔが１であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源１のＴ相とＲ相の２つの相を１つの制御期間内で切り替えて利用して、負極は交流電源１のＳ相を１つの制御期間内で常に利用する。切り替えを行う正極で交流電源１の相を利用する順序は、通電順序信号Ｆｌｇが１である制御期間では先にＴ相を利用して、その後Ｒ相を利用して、通電順序信号Ｆｌｇが０である制御期間では先にＲ相を利用してその後Ｔ相を利用する。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
入力パルス発生器１５は、図３および表１の対応関係に従って、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇおよび入力制御比ＲＩに基づいて、入力制御パルスＴＩを生成する。
【００２５】
図４は課題を説明するための通電順序制御器の動作を示すフローチャートである。入力制御器１０ｕ、出力制御器３０およびゲート制御器４０で前の制御期間のパルス生成動作が終了する（ステップＳＴ１０）と、通電順序制御器１３ｕは、通電順序制御動作Ｂ１０ｕとして通電順序信号Ｆｌｇを反転して（ステップＳＴ１２）、次の制御期間の通電順序信号とする。これにより通電順序制御動作Ｂ１０ｕは終了して、次に示す電圧比率選択動作Ｂ２０の終了を待機する（ステップＳＴ１４）。
【００２６】
図５は課題を説明するための電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。その演算器の動作は、３つの電圧比率演算式の中から１つを選択して演算する電圧比率選択動作Ｂ２０と、演算した電圧比率から入力制御比ＲＩを演算して出力する電圧比率出力動作Ｂ３０ｕの２段階で構成される。
【００２７】
入力制御器１０ｕ、出力制御器３０およびゲート制御器４０で前の制御期間のパルス生成動作が終了する（ステップＳＴ１０）と、電圧比率演算器１４ｕは、電圧比率選択動作Ｂ２０を開始する。セクション信号Ｓｃｔが１または４である（ステップＳＴ２１）ときは、電圧比率ｖＴ/（ｖＴ＋ｖＲ）を演算して（ステップＳＴ２３）、セクション信号Ｓｃｔが２または５である（ステップＳＴ２２）ときは、電圧比率ｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を演算して（ステップＳＴ２４）、いずれにも当てはまらない場合は、電圧比率ｖＲ／（ｖＲ＋ｖＳ）を演算する（ステップＳＴ２５）。このように電圧比率を演算したことによって、電圧比率選択動作Ｂ２０は終了する。
【００２８】
電圧比率選択動作Ｂ２０が終了した時点で通電順序制御動作Ｂ１０ｕが終了していればすぐに、通電順序制御動作Ｂ１０ｕが終了していなければその終了を待って（ステップＳｔ２６ｕ）、電圧比率出力動作Ｂ３０ｕを開始する。次の制御期間の通電順序信号が１であれば（ステップＳＴ３２）、電圧比率選択動作Ｂ２０で演算した電圧比率を入力制御比ＲＩとして出力して（ステップＳＴ３４）、その通電順序信号が０であれば、その電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力する（ステップＳＴ３５）。このように入力制御比ＲＩを定めたことによって、電圧比率出力動作Ｂ３０ｕは終了する。
【００２９】
電圧比率出力動作Ｂ３０ｕが終了すると、入力制御比ＲＩは入力パルス発生器１５および出力制御器３０に出力され、次の制御期間の入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷがそれぞれ生成される。
【００３０】
図６は課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｕの動作により、その入力制御器１０ｕ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の一例である。図２に示されていないスイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴは、それぞれスイッチ３ＵＲ，３ＵＳ，３ＵＴに対応して、そのスイッチのオン・オフを制御する。
【００３１】
入力制御パルスＴＩは、交流電源１の相の２倍の数のポートを持つ制御パルス群である。１つの制御パルスは、交流電源１のそれぞれの相を仮想的な直流電圧のそれぞれの極について利用するか否かを１と０で示す信号であり、Ｒ相を仮想的な直流電圧の正極として利用するか否かを示す制御パルスＴＲＰ、負極として利用するか否かを示すＴＲＮ、それぞれに対応するＴＳＰ，ＴＳＮ、Ｔ相の制御パルスＴＴＰ，ＴＴＮを含む。仮想的な直流電圧の正極に係る制御パルスはＴＲＰ，ＴＳＰ，ＴＴＰ、負極に係る制御パルスはＴＲＮ，ＴＳＮ，ＴＴＮである。
【００３２】
仮想的な直流電圧の２つの極の中で、制御期間内で交流電源１の全ての相を切り替えず固定して利用する方の極では、その制御期間でその極に係る全ての入力制御パルスが固定されるように、その制御期間でその極が利用する交流電源１の１つの相に係る入力制御パルスは常に１、それ以外のその制御期間でその極が利用しない交流電源１の全ての相に係る入力制御パルスは常に０とする。
【００３３】
制御期間内で交流電源１の２つの相を切り替えて利用する極では、その制御期間でその極が利用する交流電源１の２つ以上の相に係る入力制御パルスは、その制御期間内で１から０または０から１に切り替えて、それ以外のその制御期間でその極が利用しない交流電源１の全ての相に係る入力制御パルスは、常に０とする。その切り替え動作は、交流電源１の２つ以上の相を１つの極で同時に利用することがないように、１つの入力制御パルスは、１から０へ、他の１つの入力制御パルスは、０から１へ、時刻を同期して切り替えを行う。その切り替えの時刻は、その制御期間の開始より入力制御比ＲＩと制御期間Ｔｃとの積だけ経過した時刻とする。
【００３４】
入力パルス発生器１５に入力する通電順序信号Ｆｌｇが制御期間毎に０と１を交互に示していることから、制御期間内で切り替えを行う入力制御パルスについては、ある制御期間で１から０に切り替えたとき、その制御期間の次の制御期間では０から１に切り替えて、さらにその次の制御期間では再び１から０に切り替えることになる。従って、制御期間の変わり目の直前と直後でのその入力制御パルスは同一の値を取ることになり、その変わり目ではその入力制御パルスの切り替えは発生しないことになる。
【００３５】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは、負荷２のそれぞれの相について仮想的な直流電圧の正極に接続するときは１、負極に接続するときは０とする論理信号である。出力制御器３０でのパルス幅変調制御では、仮想的な直流電圧の正極または負極のいずれかが２つの相を切り替える時刻に頂点を同期させた三角搬送波を用いている。負荷１のＵ，Ｖ，Ｗ相のそれぞれについて、電圧指令値ｖＵ*，ｖＶ*，ｖＷ*の瞬時値と三角搬送波の瞬時値と比較して、その電圧指令値が大きいときには１、三角搬送波が大きいときには０を出力する。制御期間の変わり目および上記切り替え時刻では三角搬送波が最上点もしくは最下点となっていることから、その変わり目およびその切り替え時刻では出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替えは発生しないことになる。
【００３６】
Ｕ相に係るスイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴは、対応するスイッチ３ＵＲ，３ＵＳ，３ＵＴをオンとするときは１、オフとするときは０とする論理信号で、それぞれの瞬時値を次の論理式により演算する。
【００３７】
【数１】
2006333611.tif 000004
負荷２の他の相に係るスイッチ制御パルスについても同様の演算式となる。
【００３８】
この一例では、ｖＴとｖＲが正電圧であり、ｖＳが負電圧であるため、セクション信号Ｓｃｔは１となる。通電順序信号Ｆｌｇは、図４に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０ｕに従って、制御期間毎に０と１を交互に出力する。入力制御比ＲＩは、図５に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従って、セクション信号Ｓｃｔが１であることから電圧比率ｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）を演算して、図５に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｕに従って、通電順序信号Ｆｌｇに０と１が交互に現れることに伴い、入力制御比ＲＩとして演算した電圧比率そのままの値と、その電圧比率を１から引いた値とを交互に出力する。
【００３９】
入力制御パルスＴＩは、仮想的な直流電圧の負極が交流電源１のＳ相を常に利用して、正極が交流電源１のＴ相とＲ相を切り替えて利用することから、負極に係る３つの入力制御パルスでは、Ｓ相に係る入力制御パルスＴＳＮが１、その他の２つの入力制御パルスＴＲＮ，ＴＴＮが０となり、正極に係る３つの入力制御パルスでは、Ｔ相に係る入力制御パルスＴＴＰとＲ相に係る入力制御パルスＴＲＰが制御期間内の同じ時刻に切り替えられ、正極で利用しないＳ相に係る入力制御パルスＴＳＰは０となる。
【００４０】
出力制御器３０でのパルス幅変調制御で用いる三角搬送波は、セクション信号Ｓｃｔが１であり、制御期間内で交流電源１の２つの相を切り替えて利用する極は正極であることから制御期間内で「山」の形を示す三角搬送波としている。このとき、負荷２のＵ相に係る出力制御パルスＴＵは、制御期間の変わり目では１、正極で交流電源１の２つの相を切り替える時刻では０となる。これは負荷１の他の相であるＶ相およびＷ相に係る出力制御パルスＴＶ，ＴＷも同様の動作となる。
【００４１】
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替えが全く行われないので、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。正極で交流電源１の２つの相を切り替える時刻では、正極に係る３つの入力制御パルスの中でＴ相に係る入力制御パルスＴＴＰとＲ相に係る入力制御パルスＴＲＰを切り替えるが、この時刻で出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはいずれも０となることから、この時刻でも９つのスイッチ制御パルスの切り替えは行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１以外である制御期間であっても同様に推移する。
【００４２】
図７は課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｕの動作により、その入力制御器１０ｕ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の他の一例である。この一例では、交流電源１の電圧について、ｖＲが正電圧であり、ｖＳが負電圧であり、ｖＴは第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´で正電圧から負電圧へと転じており、それと同時にセクション信号Ｓｃｔは１から２へ転換している。
【００４３】
第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´と第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´での動作について説明する。通電順序信号Ｆｌｇは、図４に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０ｕに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´では１であるから第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´では反転して０となる。入力制御比ＲＩは、図５に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´ではｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）、第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´ではｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）をそれぞれ演算して、図５に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｕに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´では通電順序信号Ｆｌｇが１であることからｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）をそのまま、第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´では通電順序信号Ｆｌｇが０であることからｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を１から引いた値をそれぞれ入力制御比ＲＩとして出力する。
【００４４】
入力制御パルスＴＩについては、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´ではセクション信号Ｓｃｔが１であることから、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが、図６に示した動作例と同一となるように、第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´ではセクション信号Ｓｃｔが２であることか、仮想的な直流電圧の正極が交流電源１のＲ相を常に利用して、負極が交流電源１のＳ相とＴ相を切り替えて利用するように、それぞれ生成される。第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´は通電順序信号Ｆｌｇが１であることから、表１に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となる。第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´は通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＴ相となる。従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´への変わり目では、正極が利用する交流電源１の相はＲ相に固定されるが、負極が利用する交流電源１の相はＴ相からＳ相へ切り替わることになる。
【００４５】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波は、セクション信号Ｓｃｔが１のときは図６に示した動作例と同じく「山」の形を、セクション信号Ｓｃｔが２のときは制御期間内で交流電源１の２つの相を切り替えて利用する極が負極となることから「谷」の形のそれぞれ示す。従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´への変わり目では、三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することになり、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその変わり目で１から０へ切り替わる。この結果、負荷２の全ての相が接続する交流電源１の相は、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´の終了時は仮想的な直流電圧の正極であるＲ相、第２の制御期間Ｔｃ２ｕ´の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるＴ相となり、９つのスイッチ制御パルスの中の交流電源１のＲ相とＴ相に係る６つのスイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＴ，ＴＶＲ，ＴＶＴ，ＴＷＲ，ＴＷＴで同時に切り替え動作が発生する。
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【００４６】
図８は課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｕの動作により、その入力制御器１０ｕ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の他の一例である。この一例では、交流電源１の電圧およびそれに伴うセクション信号Ｓｃｔの動作は図７に示した動作例と同一であるが、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″から第４の制御期間Ｔｃ４ｕ″にかけて通電順序信号Ｆｌｇの動作が逆転している。
【００４７】
第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″と第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″での動作について説明する。通電順序信号Ｆｌｇは、図４に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０ｕに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″では０であるから第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″では反転して１となる。入力制御比ＲＩは、図５に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″ではｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）、第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″ではｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）をそれぞれ演算して、図５に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｕに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″では通電順序信号Ｆｌｇが１であることからｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）を１から引いた値を、第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″では通電順序信号Ｆｌｇが０であることからｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）をそのまま、それぞれ入力制御比ＲＩとして出力する。
【００４８】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが図７に示した動作例と同一となるように生成される。第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″は通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＴ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となる。第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″は通電順序信号Ｆｌｇが１であることから、表１に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となる。従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″への変わり目では、正極が利用する交流電源１の相はＴ相からＲ相へ切り替わり、負極が利用する交流電源１の相はＳ相に固定されることになる。
【００４９】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波が示す形は図７に示した動作例と同様であり、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″への変わり目で三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することから、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその変わり目で１から０へ切り替わる。この結果、負荷２の全ての相が接続する交流電源１の相は、第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″の終了時は仮想的な直流電圧の正極であるＴ相、第２の制御期間Ｔｃ２ｕ″の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるＳ相となり、９つのスイッチ制御パルスの中の交流電源１のＴ相とＳ相に係る６つのスイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＴ，ＴＶＲ，ＴＶＴ，ＴＷＲ，ＴＷＴで同時に切り替え動作が発生する。
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【００５０】
以上のように、多相対多相電力変換装置では、セクション信号Ｓｃｔが転換する全ての機会で負荷の複数の相に係るスイッチが同時にスイッチング動作を発生するという課題が生じていた。
【００５１】
以下、実施の形態１の動作について説明する。
図１において、図２と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器１０の動作について説明する。入力制御器１０は、セクション検出器１１、転換検出器１２、通電順序制御器１３、電圧比率演算器１４および入力パルス発生器１５で構成され、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、入力制御比ＲＩを演算し入力制御パルスＴＩを生成して、それぞれ出力する。
【００５２】
転換検出器１２は、セクション信号Ｓｃｔを入力して、これが転換したときに転換信号ＴＳｃを１として出力する。
通電順序制御器１３は、制御期間内で交流電源１の２つの相を切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極が、その利用する順序を制御期間毎に交替させることを指示するように、制御期間毎に０と１が交互に現れる通電順序信号Ｆｌｇを出力する。但し、その通電順序制御器１３に入力される転換信号ＴＳｃが１であるときは、前の制御期間の通電順序信号に係らず、次の制御期間の通電順序信号を０として出力する。
【００５３】
電圧比率演算器１４は、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃおよび通電順序信号Ｆｌｇを入力し、入力制御比ＲＩを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源１の電圧測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓより演算される３つの電圧比率ｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ），ｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ），ｖＲ／（ｖＲ＋ｖＳ）から、セクション信号Ｓｃｔに基づいて１つを選択して演算する。通電順序制御器１３が出力する、次の制御期間の通電順序信号に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を１から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比ＲＩとして出力する。但し、転換信号ＴＳｃが１であるときは前の制御期間の通電順序信号を参照して、入力制御比ＲＩを０とするか、演算した電圧比率を１から引いた値を用いるかを決定して出力して、転換信号ＴＳｃを０とする。
【００５４】
図９はこの発明の実施の形態１による通電順序制御器の動作を示すフローチャートであり、図において、図４と同一の部分については同一の符号を付す。入力制御器１０、出力制御器３０およびゲート制御器４０で前の制御期間のパルス生成動作が終了する（ステップＳＴ１０）と、通電順序制御器１３は、通電順序制御動作Ｂ１０を開始する。転換信号ＴＳｃが０であれば（ステップＳＴ１１）、前の制御期間の通電順序信号を反転して（ステップＳＴ１２）、次の制御期間の通電順序信号として、転換信号ＴＳｃが０であれば、前の制御期間の通電順序信号に係らず次の制御期間の通電順序信号を０とする（ステップＳＴ１３）。これにより通電順序制御動作Ｂ１０は終了して、次に示す電圧比率選択動作Ｂ２０の終了を待機する（ステップＳＴ１４）。
【００５５】
図１０はこの発明の実施の形態１による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図５と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作Ｂ２０およびステップＳＴ２７の動作については説明を省略する。その演算器の動作は、３つの電圧比率演算式の中から１つを選択して演算する電圧比率選択動作Ｂ２０と、演算した電圧比率からＲＩを演算して出力する電圧比率出力動作Ｂ３０の２段階で構成される。
【００５６】
電圧比率出力動作Ｂ３０について説明する。転換信号ＴＳｃが０であれば（ステップＳＴ３１）、次の制御期間の通電順序信号を参照して、図５に示した電圧比率出力動作Ｂ３０ｕと同一の動作となる。転換信号ＴＳｃが１であれば前の制御期間の通電順序信号を参照して、その通電順序信号が１であれば（ステップＳＴ３３）、入力制御比ＲＩを０として出力して（ステップＳＴ３６）、その通電順序信号が０であれば電圧比率選択動作Ｂ２０で演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力して（ステップＳＴ３７）、転換検出器１２が出力していた転換信号ＴＳｃを１から０とする（ステップＳＴ３８）。このように入力制御比ＲＩを定めたことによって、電圧比率出力動作Ｂ３０は終了する。
電圧比率出力動作Ｂ３０が終了すると、入力制御比ＲＩは入力パルス発生器１５および出力制御器３０に出力され、次の制御期間の入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷがそれぞれ生成される。
【００５７】
次に、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０の動作により、その入力制御器１０、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃ、通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作について説明する。
【００５８】
セクション信号Ｓｃｔが１であり転換しないときの動作は、図６に示した動作例と同一であり、制御期間の変わり目では９つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Ｓｃｔが１以外である制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。
【００５９】
図１１はこの発明の実施の形態１による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０の動作により、その入力制御器１０、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃ、通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の他の一例である。この一例では、交流電源１の電圧およびそれに伴うセクション信号Ｓｃｔの動作は図７に示した動作例と同一であるが、セクション信号Ｓｃｔの転換に伴って転換信号ＴＳｃが１となり、通電順序信号Ｆｌｇの動作は図９に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０に従うものとなっている。
【００６０】
第１の制御期間Ｔｃ１´での動作は、図７に示した動作例の第１の制御期間Ｔｃ１ｕ´と同一である。第２の制御期間Ｔｃ２´での動作について説明する。通電順序信号Ｆｌｇは、図９に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０に従って、第１の制御期間Ｔｃ１´で転換信号ＴＳｃが１となっていることから、前の制御期間の通電順序信号に係らず０となる。入力制御比ＲＩは、図１０に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従ってｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を演算するが、図１０に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０に従って、転換信号ＴＳｃが１で前の制御期間の通電順序信号Ｆｌｇが１であることから、入力制御比ＲＩを０として出力して、転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃを０とする。
【００６１】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせは、図７に示した動作例と同一となるように生成される。第１の制御期間Ｔｃ１´は通電順序信号Ｆｌｇが１であることから、表１に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となる。第２の制御期間Ｔｃ２´は通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＴ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となるはずであるが、その制御期間の入力制御比ＲＩが０となっていることから、正極がＴ相を利用する時間が０となり、その後利用することになっているＲ相をその制御期間の開始時より利用することになる。従って、第１の制御期間Ｔｃ１´から第２の制御期間Ｔｃ２´への変わり目では、正極が利用する交流電源１の相はＲ相に、負極が利用する交流電源１の相はＳ相に、それぞれ固定されることになる。
【００６２】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波が示す形は、図７の動作例と同様であるが、第２の制御期間Ｔｃ２´の入力制御比ＲＩが０となっていることから、その制御期間では「谷」の形を示すはずの三角搬送波の前半部分がなくなり、右上がりの鋸波となる。従って、第１の制御期間Ｔｃ１´の最後と第２の制御期間Ｔｃ２´の最初の三角搬送波の頂点は共に最下点となり、第１の制御期間Ｔｃ１´から第２の制御期間Ｔｃ２´への変わり目では三角搬送波の頂点の移動は発生しないので、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは、その変わり目で切り替わらないことになる。
【００６３】
この結果、第１の制御期間Ｔｃ１´から第２の制御期間Ｔｃ２´への変わり目では、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替えが全く行われないので、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【００６４】
図１２はこの発明の実施の形態１による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０の動作により、その入力制御器１０、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃ、通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の他の一例である。この一例では、交流電源１の電圧の動作と、それに伴うセクション信号Ｓｃｔおよび転換信号ＴＳｃの動作は図１１に示した動作例と同一であるが、第１の制御期間Ｔｃ１″の通電順序信号Ｆｌｇが０となっている。
【００６５】
第１の制御期間Ｔｃ１″での動作は、図８に示した動作例の第１の制御期間Ｔｃ１ｕ″と同一である。第２の制御期間Ｔｃ２″での動作について説明する。通電順序信号Ｆｌｇは、図９に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０に従って、第１の制御期間Ｔｃ１″で転換信号ＴＳｃが１となっていることから、前の制御期間の通電順序信号に係らず０となる。入力制御比ＲＩは、図１０に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従ってｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を演算して、図１０に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０に従って、転換信号ＴＳｃが１で前の制御期間の通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、その電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力して、転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃを０とする。
【００６６】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが、図１１に示した動作例と同一となるように生成される。第１の制御期間Ｔｃ１″は通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＴ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となる。第２の制御期間Ｔｃ２″は通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＴ相となる。従って、第１の制御期間Ｔｃ１″から第２の制御期間Ｔｃ２″への変わり目では、正極が利用する交流電源１の相はＴ相からＲ相へ切り替わり、負極が利用する交流電源１の相はＳ相からＴ相へ切り替わることになる。
【００６７】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波が示す形は、図８に示した動作例と同様であり、第１の制御期間Ｔｃ１″から第２の制御期間Ｔｃ２″への変わり目で三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することから、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその変わり目で１から０へ切り替わる。しかしながら、入力制御パルスＴＩの切り替え動作と合成した結果、負荷２の全ての相が接続する交流電源１の相は、第１の制御期間Ｔｃ１″の終了時は仮想的な直流電圧の正極であるＴ相と、第２の制御期間Ｔｃ２″の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるＴ相となり、第１の制御期間Ｔｃ１″から第２の制御期間Ｔｃ２″への変わり目では負荷２の相に接続される交流電源１の相の切り替えが行われず、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えが全く行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【００６８】
以上のように、この実施の形態１によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷２の相に接続する交流電源１の相を切り替えるものであって、負荷２の相に接続する交流電源１の相を接続する順序を入れ替える動作、あるいは、ある交流電源１の相を接続する時間を０とする動作を利用することによって、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する交流電源１の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【００６９】
実施の形態２．
図１３はこの発明の実施の形態２による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器１０ａにおいて、通電順序制御器１３ｕは、交流電源１の相の負荷２に接続する順序を定めた通電順序信号を生成し、電圧比率演算器１４ａは、交流電源１の交流電圧、セクション検出器１１によるセクション信号、転換検出器１２による転換信号、および通電順序制御器１３による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成し、入力パルス発生器１５ａは、セクション検出器１１によるセクション信号、通電順序制御器１３による通電順序信号、および電圧比率演算器１４による入力制御比および保持信号に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図１と同様である。
【００７０】
次に動作について説明する。
図１に示した回路では、電圧比率演算器１４が入力制御比ＲＩを出力して、入力パルス発生器１５および出力制御器３０に入力するように構成したが、図１３に示したように、電圧比率演算器１４ａが入力制御比ＲＩと共に保持信号ＫＳｃを出力して、入力パルス発生器１５ａおよび出力制御器３０に入力するように構成しても良い。
【００７１】
この構成では、セクションが転換した制御期間で負荷２の相が交流電源１の相を接続する順序がある条件に合致するときに、その制御期間で負荷２の相が接続する交流電源１の相の組み合わせをその次の制御期間まで保持することにより、さらにその次の制御期間への変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相が切り替わらないようにして、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
【００７２】
図６において、図１および図２と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器１０ａの動作について説明する。入力制御器１０ａは、セクション検出器１１、転換検出器１２、通電順序制御器１３ｕ、電圧比率演算器１４ａおよび入力パルス発生器１５ａで構成され、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、入力制御比ＲＩを演算し、入力制御パルスＴＩを生成して、それぞれ出力する。
【００７３】
電圧比率演算器１４ａは、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｔｃ、転換信号ＴＳｃおよび通電順序信号Ｆｌｇを入力し、入力制御比ＲＩの演算と保持信号ＫＳｃの生成を制御期間の変わり目毎に行って出力する。保持信号ＫＳｃが０であり転換信号ＴＳｃが０であるときの動作は、図１の電圧比率演算器１４で転換信号ＴＳｃが０であるときの動作と同一である。転換信号ＴＳｃが１であるときは前の制御期間の通電順序信号を参照して入力制御比ＲＩを０とするか前の制御期間の入力制御比を１から引いた値を用いるかを決定して、また、その通電順序信号を参照して保持信号ＫＳｃを１として出力するか、転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃを０とする。また、その電圧比率演算器１４ａが演算を開始する時点で保持信号ＫＳｃが１であれば、入力制御比ＲＩを０として出力して、保持信号ＫＳｃおよび転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃcを共に０とする。
【００７４】
入力パルス発生器１５ａは、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇ、保持信号ＫＳｃおよび入力制御比ＲＩを入力し、入力制御パルスＴＩを生成する。保持信号ＫＳｃが０である制御期間でのその発生器の動作については、図１の入力パルス発生器１５の動作と同等である。
保持信号ＫＳｃが１となる制御期間は、その制御期間の前の制御期間でセクション信号Ｓｃｔが転換している場合にのみ現れる場合がある。このとき、その制御期間でのその発生器の動作上としては、その入力パルス発生器１５ａが参照するセクション信号Ｓｃｔをその制御期間の前の制御期間のものから転換せず保持したまま、入力制御パルスＴＩを生成する。
【００７５】
図１４はこの発明の実施の形態２による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図５および図１０と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作Ｂ２０およびステップＳＴ２６ｕの動作については説明を省略する。その電圧比率演算器１４ａの動作は、３つの電圧比率演算式の中から１つを選択して演算する電圧比率選択動作Ｂ２０と、演算した電圧比率から入力制御比ＲＩを演算して出力する電圧比率出力動作Ｂ３０ａの２段階で構成される。
【００７６】
電圧比率出力動作Ｂ３０ａについて説明する。その動作の開始時に保持信号ＫＳｃが０であれば（ステップＳＴ４１）、図１０に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０とほぼ同等の動作に移行する。転換信号ＴＳｃが０であれば（ステップＳＴ３１）、次の制御期間の通電順序信号を参照して、図５に示した電圧比率出力動作Ｂ３０ｕと同一の動作となる。転換信号ＴＳｃが１であれば前の制御期間の通電順序信号を参照して、その通電順序信号が１であれば（ステップＳＴ３３）、入力制御比ＲＩを０として出力し（ステップＳＴ３６）、転換検出器１２が出力していた転換信号ＴＳｃを１から０として（ステップＳＴ３８）、その通電順序信号が０であれば、前の制御期間の入力制御比ＲＩを１から引いた値を次の制御期間の入力制御比ＲＩとして出力し（ステップＳＴ４３）、保持信号ＫＳｃを１として出力する（ステップＳＴ４４）。前の制御期間の直前の電圧比率出力動作Ｂ３０ａでステップＳＴ４４を経ていれば、その前の制御期間では保持信号ＫＳｃが１となっているので、その前の制御期間が終了した直後の電圧比率出力動作Ｂ３０ａでは、保持信号ＫＳｃを１から０として（ステップＳＴ４２）、入力制御比ＲＩを０として出力し、転換検出器１２が出力していた転換信号ＴＳｃを１から０とする。
【００７７】
電圧比率出力動作Ｂ３０ａが終了すると、入力制御比ＲＩは入力パルス発生器１５ａおよび出力制御器３０に出力され、次の制御期間の入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷがそれぞれ生成される。
【００７８】
次に、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ａの動作により、その入力制御器１０ａ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃ、通電順序信号Ｆｌｇ、保持信号ＫＳｃ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作について説明する。
【００７９】
セクション信号Ｓｃｔが１であり転換しないときの動作は図１の動作例と同一であり、制御期間の変わり目では９つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Ｓｃｔが１以外である制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。また、セクション信号Ｓｃｔが１から２に転換してその転換時の制御期間の通電順序信号Ｆｌｇが１であるときの動作は、図１４に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ａに従って保持信号ＫＳｃは０のままであることから、その制御期間と次の制御期間での通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御比ＲＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの動作が図１１に示した動作例と同一となるので、このときも制御期間の変わり目で９つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われないことになり、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移するため、説明は省略する。
【００８０】
図１５はこの発明の実施の形態２による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ａの動作により、その入力制御器１０ａ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃ、通電順序信号Ｆｌｇ、保持信号ＫＳｃ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の一例である。この一例では、交流電源１の電圧の動作と、それに伴うセクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃの動作は、図１２に示した動作例と同一であり、第１の制御期間Ｔｃ１ａ″の通電順序信号Ｆｌｇが０となっている。
第１の制御期間Ｔｃ１ａ″での動作は、図１２に示した動作例の第１の制御期間Ｔｃ１″と同一である。
【００８１】
第２の制御期間Ｔｃ２ａ″と第３の制御期間Ｔｃ３ａ″での動作について説明する。通電順序信号Ｆｌｇは、図４に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０ｕに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ａ″では１であるから第２の制御期間Ｔｃ２ａ″では反転して０となり、第３の制御期間Ｔｃ３ａ″は再び反転して１となる。入力制御比ＲＩは、図１４に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従って、第２の制御期間Ｔｃ２ａ″と第３の制御期間Ｔｃ３ａ″で共にｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を演算するが、図１４のフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ａに従って、第２の制御期間Ｔｃ２ａ″では保持信号ＫＳｃが０で転換信号ＴＳｃが１であり前の制御期間の通電順序信号Ｆｌｇが０であることから前の制御期間の入力制御比を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力し保持信号ＫＳｃを１として出力し、第３の制御期間Ｔｃ３ａ″では前の制御期間の直前の電圧比率出力動作Ｂ３０ａで保持信号ＫＳｃを１としていることから、保持信号ＫＳｃを０、入力制御比ＲＩを０としてそれぞれ出力して、転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃを０とする。
【００８２】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが図１２に示した動作例と同一となるように生成される。第２の制御期間Ｔｃ２ａ″では保持信号ＫＳｃが１であることから、入力パルス発生器１５ａが参照するセクション信号Ｓｃｔは前の制御期間のセクション信号である１となり、その制御期間の前の制御期間から通電順序信号Ｆｌｇが反転していることから、第１の制御期間Ｔｃ１ａ″から第２の制御期間Ｔｃ２ａ″への変わり目では図６に示した動作例と同様に入力制御パルスＴＩの切り替えは発生しない。第２の制御期間Ｔｃ２ａ″は前の制御期間のセクション信号である１を参照して通電順序信号Ｆｌｇが１であることから、表１に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となる。第３の制御期間Ｔｃ３ａ″は保持信号ＫＳｃが０となってその入力パルス発生器１５ａが参照するセクション信号Ｓｃｔは２となり通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＴ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となるが、入力制御比ＲＩが０となっていることから、図１１に示した動作例と同様にその制御期間の三角搬送波が右上がりの鋸波となる。従って、第２の制御期間Ｔｃ２ａ″から第３の制御期間Ｔｃ３ａ″への変わり目での動作も図１１に示した動作例と同一となる。
【００８３】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波が示す形は図１１に示した動作例と同様であり、出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは、第１の制御期間Ｔｃ１ａ″から第２の制御期間Ｔｃ２ａ″への変わり目では図６に示した動作例と同様に、第２の制御期間Ｔｃ２ａ″から第３の制御期間Ｔｃ３ａ″への変わり目では図１１に示した動作例と同様になるため、制御期間の変わり目全てにおいて切り替わらないことになる。
【００８４】
この結果、図１５に示した動作例の制御期間の変わり目全てにおいて、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替えが全く行われないので、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【００８５】
以上のように、この実施の形態２によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷２の相に接続する交流電源１の相を切り替えるものであって、ある制御期間で負荷２の相が接続する交流電源１の相の組み合わせを変更して、ある交流電源１の相を接続する時間を０とする動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する交流電源１の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【００８６】
実施の形態３．
図１６はこの発明の実施の形態３による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器１０ｂにおいて、電圧比率演算器１４ｂは、交流電源１の交流電圧、セクション検出器１１によるセクション信号、転換検出器１２による転換信号、および通電順序制御器１３による通電順序信号に基づいて、入力制御比および保持信号を生成するものである。その他の構成については図１あるいは図１３と同様である。
【００８７】
次に動作について説明する。
図１に示した回路では、電圧比率演算器１４が入力制御比ＲＩを出力して、入力パルス発生器１５および出力制御器３０に入力するように構成したが、図１３に示したように、電圧比率演算器１４ａが入力制御比ＲＩと共に保持信号ＫＳｃを出力して、入力パルス発生器１５ａおよび出力制御器３０に入力するように構成しても良い。
【００８８】
この構成では、セクションが転換した制御期間で負荷２の相が交流電源１の相を接続する順序がある条件に合致するときに、その制御期間で負荷２の相が接続する交流電源１の相の組み合わせを、その次の制御期間まで保持することにより、さらにその次の制御期間への変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相の切り替わりと、パルス幅変調制御によるパルス信号の切り替わりとを合成して、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
図１６において、図１および図１３と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【００８９】
入力制御器１０ｂの動作について説明する。入力制御器１０ｂは、セクション検出器１１、転換検出器１２、通電順序制御器１３、電圧比率演算器１４ｂ、および入力パルス発生器１５ａで構成され、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、入力制御比ＲＩを演算し、入力制御パルスＴＩを生成して、それぞれ出力する。
【００９０】
電圧比率演算器１４ｂは、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃおよび通電順序信号Ｆｌｇを入力し、入力制御比ＲＩの演算と保持信号ＫＳｃの生成を制御期間の変わり目毎に行って出力する。保持信号ＫＳｃが０であり、転換信号ＴＳｃが０であるときの動作は、図１に示した電圧比率演算器１４で転換信号ＴＳｃが０であるときの動作と同一である。転換信号ＴＳｃが１であるときは前の制御期間の通電順序信号を参照して、演算した電圧比率を１から引いた値を用いるか前の制御期間の入力制御比を１から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比ＲＩとして出力して、また、その通電順序信号を参照して保持信号ＫＳｃを１として出力するか、転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃを０とする。また、その電圧比率演算器１４ｂが演算を開始する時点で保持信号ＫＳｃが１であれば、演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力して、保持信号ＫＳｃおよび転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃを共に０とする。
【００９１】
図１７はこの発明の実施の形態３による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図１０および図１４と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作Ｂ２０およびステップＳＴ２６ｕの動作については説明を省略する。その電圧比率演算器１４ｂの動作は、３つの電圧比率演算式の中から１つを選択して演算する電圧比率選択動作Ｂ２０と、演算した電圧比率から入力制御比ＲＩを演算して出力する電圧比率出力動作Ｂ３０ｂの２段階で構成される。
【００９２】
電圧比率出力動作Ｂ３０ｂについて説明する。その動作の開始時に保持信号ＫＳｃが０であれば（ステップＳＴ４１）、図１０に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０とほぼ同等の動作に移行する。転換信号ＴＳｃが０であれば（ステップＳＴ３１）、次の制御期間の通電順序信号を参照して、図５に示した電圧比率出力動作Ｂ３０ｕと同一の動作となる。転換信号ＴＳｃが１であれば前の制御期間の通電順序信号を参照して、その通電順序信号が１であれば（ステップＳＴ３３）、前の制御期間の入力制御比ＲＩを１から引いた値を次の制御期間の入力制御比ＲＩとして出力し（ステップＳＴ４３）、保持信号ＫＳｃを１として出力して（ステップＳＴ４４）、その通電順序信号が０であれば電圧比率選択動作Ｂ２０で演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力し（ステップＳＴ３６）、転換検出器１２が出力していた転換信号ＴＳｃを１から０とする（ステップＳＴ３８）。前の制御期間の直前の電圧比率出力動作Ｂ３０ｂでステップＳＴ４４を経ていれば、その前の制御期間では保持信号ＫＳｃが１となっているので、その前の制御期間が終了した直後の電圧比率出力動作Ｂ３０ｂでは、保持信号ＫＳｃを１から０として（ステップＳＴ４２）、電圧比率選択動作Ｂ２０で演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力し、転換検出器１２が出力していた転換信号ＴＳｃを１から０とする。
【００９３】
電圧比率出力動作Ｂ３０ｂが終了すると、入力制御比ＲＩは入力パルス発生器１５ａおよび出力制御器３０に出力され、次の制御期間の入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷがそれぞれ生成される。
【００９４】
次に、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｂの動作により、その入力制御器１０ｂ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃ、通電順序信号Ｆｌｇ、保持信号ＫＳｃ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作について説明する。
【００９５】
セクション信号Ｓｃｔが１であり転換しないときの動作は、図１に示した動作例と同一であり、制御期間の変わり目では９つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Ｓｃｔが１以外である制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。
【００９６】
また、セクション信号Ｓｃｔが１から２に転換してその転換時の制御期間の通電順序信号Ｆｌｇが０であるときの動作は、図１７に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｂに従って保持信号ＫＳｃは０のままであることから、その制御期間と次の制御期間での通電順序信号Ｆｌｇ、入力制御比ＲＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの動作が図１０に示した動作例と同一となるため、このときも制御期間の変わり目で９つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われないことになり、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移するため、説明は省略する。
【００９７】
図１８はこの発明の実施の形態３による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートあり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｂの動作により、その入力制御器１０ｂ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃ、通電順序信号Ｆｌｇ、保持信号ＫＳｃ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の一例である。この一例では、交流電源１の電圧の動作と、それに伴うセクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃの動作は図１１に示した動作例と同一であり、第１の制御期間Ｔｃ１ｂ´の通電順序信号Ｆｌｇが１となっている。
【００９８】
第１の制御期間Ｔｃ１ｂ´での動作は、図１１に示した動作例の第１の制御期間Ｔｃ１´と同一である。
第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´と第３の制御期間Ｔｃ３ｂ´での動作について説明する。通電順序信号Ｆｌｇは、図９に示したフローチャートの通電順序制御動作Ｂ１０に従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｂ´で転換信号ＴＳｃが１となっていることから、前の制御期間の通電順序信号に係らず０となり、さらに第３の制御期間Ｔｃ３ｂ´でも前の制御期間で転換信号ＴＳｃが１のままであることから前の制御期間の通電順序信号に係らず０となる。
【００９９】
入力制御比ＲＩは、図１７に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従って、第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´と第３の制御期間Ｔｃ３ｂ´で共にｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を演算するが、図１４に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ａに従って、第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´では保持信号ＫＳｃが０で転換信号ＴＳｃが１であり、前の制御期間の通電順序信号Ｆｌｇが１であることから、前の制御期間の入力制御比を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力し、保持信号ＫＳｃを１として出力し、第３の制御期間Ｔｃ３ｂ´では前の制御期間の直前の電圧比率出力動作３０ｂで保持信号ＫＳｃを１としていることから、保持信号ＫＳｃを０として、電圧比率選択動作Ｂ２０で演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとしてそれぞれ出力して、転換検出器１２が出力する転換信号ＴＳｃを０とする。
【０１００】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが、図１８に示した動作例と同一となるように生成される。第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´では保持信号ＫＳｃが１であることから、入力パルス発生器１５ａが参照するセクション信号Ｓｃｔは前の制御期間のセクション信号である１となり、その制御期間の前の制御期間から通電順序信号Ｆｌｇが反転していることから、第１の制御期間Ｔｃ１ｂ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´への変わり目では、図６に示した動作例と同様に入力制御パルスＴＩの切り替えは発生しない。第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´は、前の制御期間のセクション信号である１を参照して通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の終了時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＴ相、負極が利用する交流電源１の相はＳ相となる。第３の制御期間Ｔｃ３ｂ´は保持信号ＫＳｃが０となってその入力パルス発生器１５ａが参照するセクション信号Ｓｃｔは２となり通電順序信号Ｆｌｇが０であることから、表１に従ってその制御期間の開始時に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＴ相となる。従って、第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´から第３の制御期間Ｔｃ３ｂ´への変わり目での動作は図１２に示した動作例と同一となる。
【０１０１】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波が示す形は、図１２に示した動作例と同様であり、出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは、第１の制御期間Ｔｃ１ｂ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´への変わり目では、図６に示した動作例と同様になるため切り替わらないことになり、第２の制御期間Ｔｃ２ｂ´から第３の制御期間Ｔｃ３ｂ´への変わり目では、図１２に示した動作例と同様になるため、その変わり目で１から０へ切り替わることになる。しかしながら、入力制御パルスＴＩの切り替え動作と合成した結果は、図１２に示した動作例と同様となるため、結果、図１８に示した動作例の制御期間の変わり目全てにおいて、負荷２の相に接続される交流電源１の相の切り替えが行われないことになり、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われない。
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【０１０２】
以上のように、この実施の形態３によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷２の相に接続する交流電源１の相を切り替えるものであって、ある制御期間で負荷２の相が接続する交流電源１の相の組み合わせを変更して、負荷２の相に接続する交流電源１の相を接続する順序を入れ替える動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する交流電源１の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【０１０３】
実施の形態４．
図１９はこの発明の実施の形態４による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、入力制御器１０ｃは、交流電源１の交流電圧に基づいて、負荷２に接続する交流電源１の相を時間的に定める入力制御パルスを生成するものである。
入力制御器１０ｃにおいて、セクション検出器１１ｃは、交流電源１の交流電圧に基づいて、交流電源１の交流電圧の位相が交流電源１の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成するものである。転換検出器１２ｃは、セクション検出器１１ｃによる中間セクション信号に基づいて、中間セクション信号が偶数値から奇数値へ転換したことを示す第１中間転換信号、およびその中間セクション信号が奇数値から偶数値へ転換したことを示す第２中間転換信号を生成するものである。入力パルス発生器１５ｃは、セクション検出器１１ｃによる中間セクション信号、および転換検出器１２ｃによる第１中間転換信号および第２中間転換信号に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。
出力制御器３０ｃは、電圧指令器２０による電圧指令値に基づいて、交流電源１に接続する負荷２の相を時間的に定める出力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図１と同様である。
【０１０４】
次に動作について説明する。
図１に示した回路では、セクション検出器１１がセクション信号Ｓｃｔを、転換検出器１２が転換信号ＴＳｃをそれぞれ出力して入力パルス発生器１５に入力して、入力パルス発生器１５が、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇおよび入力制御比ＲＩに基づいて入力制御パルスＴＩを出力して、出力制御器３０が電圧指令値ｖＵ*，ｖＶ*，ｖＷ*および入力制御比ＲＩに基づいて出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷを出力するように構成したが、図１９に示すように、セクション検出器１１ｃが中間セクション信号Ｓｃｍを、転換検出器１２ｃが第１中間転換信号ＴＳｍ１および第２中間転換信号ＴＳｍ２をそれぞれ出力して入力パルス発生器１５ｃに入力して、入力パルス発生器１５ｃが、中間セクション信号Ｓｃｍ、第１中間転換信号ＴＳｍ１および第２中間転換信号ＴＳｍ２に基づいて入力制御パルスＴＩを出力して、出力制御器３０ｃが電圧指令値ｖＵ*，ｖＶ*，ｖＷ*に基づいて出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷを出力するように構成しても良い。
【０１０５】
この構成では、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相を１つの制御期間内で切り替えない入力制御パルスを生成するような場合、パルス幅変調制御で負荷２の相を仮想的な直流電圧の正極および負極に接続する順序がある条件に合致するときに、中間セクションが転換するときに負荷２の相が接続する交流電源１の相の切り替える時刻を一定の時間だけ遅延させることにより、中間セクションが転換した直後の制御期間の変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相の切り替わりとパルス幅変調制御によるパルス信号の切り替わりとを合成して、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
【０１０６】
図１９において、図１と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
出力制御器３０ｃは、電圧指令器２０から得られる電圧指令値ｖＵ*，ｖＶ*，ｖＷ*に基づいて、入力制御器１０ｃの制御期間に同期した出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷを生成して出力する。
出力制御器３０ｃで三角搬送波を利用したパルス幅変調制御を行う場合、制御期間内で「山」の形を示す三角搬送波と制御期間内で「谷」の形を示す三角搬送波のいずれを利用しても良い。制御期間の中間の頂点をとる時刻もその制御期間内のどの時刻としても良いが、一例としてここでは、その制御期間の開始より制御期間Ｔｃの２分の１に相当する時間が経過した時刻とする。
【０１０７】
入力制御器１０ｃの動作について説明する。入力制御器１０ｃは、セクション検出器１１ｃ、転換検出器１２ｃおよび入力パルス発生器１５ｃで構成され、交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ,ｖＴの測定値ｖＲｓ、ｖＳｓ,ｖＴｓを入力し、入力制御比ＲＩを演算し、入力制御パルスＴＩを生成して、それぞれ出力する。
【０１０８】
セクション検出器１１ｃは、電圧ｖＲ、ｖＳ,ｖＴの測定値ｖＲｓ、ｖＳｓ,ｖＴｓを入力し、交流電源１の位相がどの中間セクションにあるかを検出して、中間セクション信号Ｓｃｍを出力する。転換検出器１２ｃは、中間セクション信号Ｓｃｍを入力して、その信号が偶数値から奇数値へ転換したときに、第１中間転換信号ＴＳｍ１を１として、その信号が奇数値から偶数値へ転換したときに第２中間転換信号ＴＳｍ２を１として、それぞれ出力する。
【０１０９】
入力パルス発生器１５ｃは、中間セクション信号Ｓｃｍ、第１中間転換信号ＴＳｍ１および第２中間転換信号ＴＳｍ２を入力し、入力制御パルスＴＩを生成する。中間セクション信号Ｓｃｍに基づいて、入力制御パルスＴＩの中から、制御期間内で常に１とするものと制御期間内で常に０とするものをそれぞれ定める。１つの制御期間での入力制御パルスＴＩの波形をその制御時間の開始時点で一括して定める動作については図１の入力パルス発生器１５と同一とする。
【０１１０】
制御期間の変わり目以降の一定の時間だけ前の制御期間の入力制御パルスＴＩを保持することを指令するための信号として、制御期間内の三角搬送波の形が「山」である場合は第１中間転換信号ＴＳｍ１を、制御期間内の三角搬送波の形が「谷」である場合は第２中間転換信号ＴＳｍ２をそれぞれ選択する。そして、その選択した中間転換信号が１であるときは、その次の制御期間の開始より制御期間Ｔｃの２分の１に相当する時間が経過するまでの間、その次の制御期間の前の制御期間の入力制御パルスＴＩをその次の制御期間で保持することとする。
【０１１１】
図２０はこの発明の実施の形態４によるセクション検出器の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ,ｖＴの変動と、セクション検出器１１ｃが出力する中間セクション信号Ｓｃｍとの対応を示す。交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ,ｖＴの中から２つを選択した３通り全ての組み合わせについて大小比較を行い、３つの大小関係の組み合わせが交流電源位相の６０度毎に変わることから、セクション検出器１１ｃは、その組み合わせに応じて中間セクション信号Ｓｃｍを決定して出力するように動作する。
【０１１２】
表２は、中間セクション信号Ｓｃｍに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相をそれぞれ示す。表２の対応関係は、それぞれのセクションにおいて、仮想的な直流電圧として利用できる交流電源１の相の６つの組み合わせのうち、仮想的な直流電圧として現れる電圧が正値で最大のものを利用することを意味する。一例として、中間セクション信号Ｓｃｍが１であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源１のＲ相を、負極は交流電源１のＳ相をそれぞれ制御期間で常に利用する。
入力パルス発生器１５ｃは、図２０および表２の対応関係に従って、中間セクション信号Ｓｃｍに基づいて入力制御パルスＴＩを生成する。
【０１１３】
【表２】
2006333611.tif 000005
【０１１４】
次に、交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ,ｖＴの変動と入力制御器１０ｃの動作により、その入力制御器１０ｃ、出力制御器３０ｃおよびゲート制御器４０が出力する、中間セクション信号Ｓｃｍ、第１中間転換信号ＴＳｍ１、第２中間転換信号ＴＳｍ２、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０ｃでのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作について説明する。
【０１１５】
中間セクション信号Ｓｃｍが１であり転換しないときの動作については、入力制御パルスＴＩは、表２に従って仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相はＲ相に、負極が利用する交流電源１の相はＳ相に、それぞれ固定されるように生成され、出力制御パルスＴＵ、ＴＶ，ＴＷは制御期間の変わり目で切り替えを行わないような三角搬送波を利用して生成されている。この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ、ＴＶ，ＴＷの切り替えが全く行われないので、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになり、セクション信号Ｓｃｔが１以外である制御期間であっても同様に推移する。
【０１１６】
図２１はこの発明の実施の形態４による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ,ｖＴの変動と入力制御器１０ｃの動作により、その入力制御器１０ｃ、出力制御器３０ｃおよびゲート制御器４０が出力する、中間セクション信号Ｓｃｍ、第２中間転換信号ＴＳｍ１、第２中間転換信号ＴＳｍ２、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０ｃでのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の一例である。この一例では、出力制御器３０ｃでのパルス幅変調制御は「山」の形を示す三角搬送波によるものとしており、入力パルス発生器１５ｃは第２中間転換信号ＴＳｍ１が１となったときにその次の制御期間の開始より制御期間Ｔｃの２分の１に相当する時間が経過するまでの間、その次の制御期間の前の制御期間の入力制御パルスＴＩをその次の制御期間で保持することとする。また、この一例の交流電源１の電圧については、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ´でｖＴとｖＳの大小関係が逆転しており、それと同時に中間セクション信号Ｓｃｍは１から２へ転換して、第２中間転換信号ＴＳｍ２が１となっている。
【０１１７】
第１の制御期間Ｔｃ１ｃ´と第２の制御期間Ｔｃ２ｃ´での動作について説明する。
入力制御パルスＴＩについては、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ´では中間セクション信号Ｓｃｍが１であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源１の相はＲ相に、負極として利用する交流電源１の相はＳ相に、それぞれ固定され、第２の制御期間Ｔｃ２ｃ´では中間セクション信号Ｓｃｍが２であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源１の相はＲ相に、負極として利用する交流電源１の相はＴ相に、それぞれ固定される。従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｃ´への変わり目では、正極が利用する交流電源１の相はＲ相に固定されるが、負極が利用する交流電源１の相はＳ相からＴ相へ切り替わることになる。
【０１１８】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波は「山」の形を示す。従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｃ´への変わり目では三角搬送波の頂点は最下点となり、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその変わり目で１となる。この結果、負荷２の全ての相が接続する交流電源１の相は、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ´の終了時と第２の制御期間Ｔｃ２ｃ´の開始時ではいずれも仮想的な直流電圧の正極であるＲ相となり、その変わり目では負荷２の相に接続される交流電源１の相の切り替えが行われず、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも行われないことになる。
【０１１９】
以上の動作は、中間セクション信号Ｓｃｍが１から２へ転換するとき以外の第２中間転換信号ＴＳｍ２が１となる中間セクションの転換、すなわち、中間セクション信号Ｓｃｍが３から４へ、もしくは５から６へ転換するときであっても同様に推移する。
【０１２０】
図２２はこの発明の実施の形態４による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｃの動作により、その入力制御器１０ｃ、出力制御器３０ｃおよびゲート制御器４０が出力する、中間セクション信号Ｓｃｍ、第１中間転換信号ＴＳｍ１、第２中間転換信号ＴＳｍ２、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０ｃでのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の他の一例である。この一例では、交流電源１の電圧について、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″でｖＲとｖＳの大小関係が逆転しており、それと同時に中間セクション信号Ｓｃｍは２から３へ転換して、第１中間転換信号ＴＳｍ１が１となっている。
【０１２１】
第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″と第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″での動作について説明する。
入力制御パルスＴＩについては、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″では中間セクション信号Ｓｃｍが２であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源１の相はＲ相に、負極として利用する交流電源１の相はＴ相に、それぞれ固定され、第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″では中間セクション信号Ｓｃｍが３であることから、仮想的な直流電圧の正極として利用する交流電源１の相はＳ相に、負極として利用する交流電源１の相はＴ相に、それぞれ固定される。ここで、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″で第１中間転換信号ＴＳｍ１が１となっていることから、入力パルス発生器１５ｃはその制御期間の次の制御期間である第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″で、その制御期間の開始より制御期間Ｔｃの２分の１の時間が経過した時刻まで前の制御期間である第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″の入力制御パルスＴＩを保持して出力する。従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″への変わり目では、正極が利用する交流電源１の相はＲ相、負極が利用する交流電源１の相はＴ相に固定され、第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″の中間の時刻で正極で利用される交流電源１の相がＲ相からＳ相に切り替わることになる。
【０１２２】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波は「山」の形を示す。従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″への変わり目では三角搬送波の頂点は最下点、第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″の中間の時刻では最上点となり、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその変わり目で１、その中間の時刻で０となる。この結果、負荷２の全ての相が接続する交流電源１の相は、第１の制御期間Ｔｃ１ｃ″の終了時と第２の制御期間Ｔｃ２ｃ″の開始時ではいずれも仮想的な直流電圧の正極であるＲ相となり、その中間の時刻の前後ではいずれも仮想的な直流電圧の負極であるＴ相となるので、その変わり目およびその中間の時刻では負荷２の相に接続される交流電源１の相の切り替えが行われず、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも行われないことになる。
【０１２３】
以上の動作は、中間セクション信号Ｓｃｍが２から３へ転換するとき以外の第１中間転換信号ＴＳｍ１が１となる中間セクションの転換、すなわち、中間セクション信号Ｓｃｍが４から５へ、もしくは６から１へ転換するときであっても同様に推移する。
【０１２４】
また、出力制御器３０ｃでのパルス幅変調制御を「谷」の形を示す三角搬送波によるものであって、入力パルス発生器１５ｃが、第２中間転換信号ＴＳｍ２が１となったときに、その次の制御期間の開始より制御期間Ｔｃの２分の１に相当する時間が経過するまでの間、その次の制御期間の前の制御期間の入力制御パルスＴＩをその次の制御期間で保持することとするものであっても、中間セクション信号Ｓｃｍが転換したときの動作は図２１および図２２に示した動作例と同様のものとなる。
【０１２５】
以上のように、この実施の形態４によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、負荷２の相が接続する交流電源１の相を切り替える時刻を所定の時間だけ遅延させる動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する交流電源１の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【０１２６】
実施の形態５．
図２３はこの発明の実施の形態５による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器１０ｃにおいて、セクション検出器１１ｄは、交流電源１の交流電圧に基づいて、交流電源１の交流電圧の位相が交流電源１の位相を６０度ずつに区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示すセクション信号、および交流電源１の位相を６０度ずつに異なる区切り方で区切った位相区間についてどの位相区間であるかを示す中間セクション信号を生成するものである。転換検出器１２ｄは、セクション検出器１１ｄによる中間セクション信号に基づいて、中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成するものである。電圧比率演算器１４ｄは、交流電源１の交流電圧、セクション検出器１１ｄによるセクション信号、中間セクション信号、および転換検出器１２ｄによる中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成するものである。入力パルス発生器１５ｄは、セクション検出器１１ｄによるセクション信号、中間セクション信号、転換検出器１２ｄによる中間転換信号、および電圧比率演算器１４ｄによる入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図１と同様である。
【０１２７】
次に動作について説明する。
図１に示した回路では、セクション検出器１１がセクション信号Ｓｃｔを、転換検出器１２が転換信号ＴＳｃをそれぞれ出力して電圧比率演算器１４および入力パルス発生器１５に入力して、電圧比率演算器１４が、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、転換信号ＴＳｃおよび通電順序信号Ｆｌｇに基づいて入力制御比ＲＩを演算して、入力パルス発生器１５が、セクション信号Ｓｃｔ、通電順序信号Ｆｌｇおよび入力制御比ＲＩに基づいて入力制御パルスＴＩを出力するように構成したが、図２３に示したように、セクション検出器１１ｄがセクション信号Ｓｃｔおよび中間セクション信号Ｓｃｍを、転換検出器１２ｄが中間転換信号ＴＳｍをそれぞれ出力して電圧比率演算器１４ｄおよび入力パルス発生器１５ｄに入力して、電圧比率演算器１４ｄが、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍおよび中間転換信号ＴＳｍに基づいて入力制御比ＲＩを演算して、入力パルス発生器１５ｄが、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、中間転換信号ＴＳｍおよび入力制御比ＲＩに基づいて入力制御パルスＴＩを出力するように構成しても良い。
【０１２８】
この構成では、１つの制御期間を２つの変調期間で構成してそれぞれの変調期間で三角搬送波によるパルス幅変調制御を行うような場合、ある制御期間を１つの変調期間のみで構成して、１つの変調期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ交流電源１の相を利用する順序を反転させることにより、セクションが転換した直後の制御期間の変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相の切り替わりと出力制御パルスの切り替わりとを合成して、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
【０１２９】
図２３において、図１と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器１０ｄの動作について説明する。入力制御器１０ｄは、セクション検出器１１ｄ、転換検出器１２ｄ、電圧比率演算器１４ｄおよび入力パルス発生器１５ｄで構成され、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、入力制御比ＲＩを演算し、入力制御パルスＴＩを生成して、それぞれ出力する。
【０１３０】
セクション検出器１１ｄは、電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、交流電源の位相がどのセクションおよび中間セクションにあるかを図３および図２０に従って検出して、セクション信号Ｓｃｔおよび中間セクション信号Ｓｃｍを出力する。
【０１３１】
転換検出器１２ｄは、中間セクション信号Ｓｃｍを入力して、これが転換したときに中間転換信号ＴＳｍを１として出力する。
電圧比率演算器１４ｄは、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍおよび中間転換信号ＴＳｍを入力し、入力制御比ＲＩを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓより演算される３つの電圧比率ｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ），ｖＳ／（ｖＳ＋ｖＲ），ｖＲ／（ｖＲ＋ｖＳ）から、セクション信号Ｓｃｔに基づいて１つを選択して演算する。中間セクション信号Ｓｃｍをセクション信号と比較した結果に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を１から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比ＲＩとして出力する。但し、中間転換信号ＴＳｍが１であるときは、中間セクション信号Ｓｃｍに係らず演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力する。
【０１３２】
入力パルス発生器１５ｄは、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、中間転換信号ＴＳｍおよび入力制御比ＲＩを入力し、入力制御パルスＴＩを生成する。セクション信号Ｓｃｔに基づいて、入力制御パルスＴＩの中から、制御期間内で常に１とするものと制御期間内で常に０とするものと制御期間内で切り替えを行うものとをそれぞれ定めて、中間セクション信号Ｓｃｍをセクション信号と比較した結果に基づいて、制御期間内に切り替えを行うものの中から、制御期間内の前半の変調期間で１から０へ切り替えて後半の変調期間で０から１へ切り替えるものと、制御期間内の前半の変調期間で０から１へ切り替えて後半の変調期間で１から０へ切り替えるものをそれぞれ定めて、入力制御比ＲＩに基づいて、前半の変調期間ではその切り替えをその前半の変調期間の開始時刻より入力制御比ＲＩと制御期間Ｔｃの２分の１の積だけ経過した時刻において、後半の変調期間ではその切り替えをその後半の変調期間の開始時刻より入力制御比ＲＩを１から引いた（１−ＲＩ）と制御期間Ｔｃの２分の１の積だけ経過した時刻において、それぞれ行うようにする。但し、中間転換信号ＴＳｍが１となったときは、その次の制御期間を１つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Ｔｃの２分の１とするものとし、入力制御パルスＴＩを制御期間内で切り替える動作を前半の変調期間に相当する１回のみとして、その制御期間の開始時刻より入力制御比ＲＩと制御期間Ｔｃの２分の１の積だけ経過した時刻で行うものとする。なお、その制御期間の時間は通常の制御期間Ｔｃとしても良く、この場合、その切り替えはその制御期間の開始時刻より入力制御比ＲＩと制御期間Ｔｃの積だけ経過した時刻で行うものとする。入力パルス発生器１５ｄは、その制御期間の入力制御パルスＴＩの出力の開始と同時に、中間転換信号ＴＳｍを０とする。
【０１３３】
表３は、セクション信号Ｓｃｔに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相、制御期間内で交流電源１の２つの相の切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極、その極でその２つの相を利用する順序と、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍおよび中間転換信号ＴＳｍとの対応をそれぞれ示す。表３において、それぞれのセクションと仮想的な直流電圧として利用する電圧の対応関係が、表１の対応関係と同一である。一例として、セクション信号Ｓｃｔが１であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源１のＴ相とＲ相の２つの相を１つの制御期間内で切り替えて利用して、負極は交流電源１のＳ相を１つの制御期間内で常に利用する。切り替えを行う正極で交流電源１の相を利用する順序は、中間セクション信号Ｓｃｍがセクション信号Ｓｃｔと等しくない場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にＲ相を利用してその後、Ｔ相を利用して、後半の変調期間では先にＴ相を利用してその後Ｒ相を利用して、中間セクション信号Ｓｃｍがセクション信号Ｓｃｔと等しい場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にＴ相を利用してその後Ｒ相を利用して、後半の変調期間では先にＲ相を利用してその後Ｔ相を利用する。また、中間転換信号ＴＳｍが１である制御期間は１つの変調期間で構成され、その制御期間では先にＲ相を利用してその後Ｔ相を利用する。
【０１３４】
入力パルス発生器１５ｄは、図３、図２０および表３の対応関係に従って、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、中間転換信号ＴＳｍおよび入力制御比ＲＩに基づいて、入力制御パルスＴＩを生成する。
【０１３５】
【表３】
2006333611.tif 000006
【０１３６】
図２４はこの発明の実施の形態５による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図１０と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作Ｂ２０の動作については説明を省略する。その電圧比率演算器１４ｄの動作は、３つの電圧比率演算式の中から１つを選択して演算する電圧比率選択動作Ｂ２０と、演算した電圧比率からＲＩを演算して出力する電圧比率出力動作Ｂ３０ｄの２段階で構成される。
【０１３７】
電圧比率出力動作Ｂ３０ｄについて説明する。電圧比率演算器１４ｄは電圧比率選択動作Ｂ２０を終了するとすぐに電圧比率出力動作Ｂ３０ｄを開始する。中間転換信号ＴＳｍが０であれば（ステップＳＴ４５）、中間セクション信号Ｓｃｍをセクション信号Ｓｃｔと比較して、その信号値が等しければ（ステップＳＴ４６）、電圧比率選択動作Ｂ２０で演算した電圧比率をそのまま入力制御比ＲＩとして出力して（ステップＳＴ３４）、その信号値が等しくなければ、その電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力する（ステップＳＴ３５）。中間転換信号ＴＳｍが１であれば中間セクション信号Ｓｃｍに係らずその電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力する。このように入力制御比ＲＩを定めたことによって、電圧比率出力動作Ｂ３０ｄは終了する。
【０１３８】
電圧比率出力動作３０ｄが終了すると、入力制御比ＲＩは入力パルス発生器１５ｄおよび出力制御器３０に出力され、次の制御期間の入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷがそれぞれ生成される。
【０１３９】
次に、交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｄの動作により、その入力制御器１０ｄ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、中間転換信号ＴＳｍ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作について説明する。
【０１４０】
セクション信号Ｓｃｔが１で中間セクション信号Ｓｃｍが６であり、共に転換しないときの動作については、１つの制御期間の動作が図６に示した動作例の連続する２つの制御期間の動作に相当して図６に示した動作例と同等となるため、制御期間の変わり目では９つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Ｓｃｔと中間セクション信号Ｓｃｍの組み合わせが、これ以外の組み合わせである制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。
【０１４１】
図２５はこの発明の実施の形態５による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｄの動作により、その入力制御器１０ｄ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、中間転換信号ＴＳｍ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の一例である。この一例では、交流電源１の電圧について、ｖＴとｖＲが正電圧でｖＳが負電圧でありセクション信号Ｓｃｔは１であるが、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ´内の第１の変調期間Ｔｍ１ｄ´でｖＴとｖＲの大小関係が逆転しており、それと同時に中間セクション信号Ｓｃｍは６から１へ転換して、中間転換信号ＴＳｍが１となっている。セクション信号Ｓｃｔの転換はないため、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせは図６に示した動作例と同一である。
【０１４２】
第１の制御期間Ｔｃ１ｄ´、中間転換制御期間Ｔｃｍｄ´および第２の制御期間Ｔｃ２ｄ´での動作について説明する。第１の変調期間Ｔｍ１ｄ´で中間転換信号ＴＳｍが１となっていることから、その次の制御期間である中間転換制御期間Ｔｃｍｄ´を１つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Ｔｃの２分の１とする。中間転換制御期間Ｔｃｍｄ´では中間転換信号ＴＳｍは０のままであることから、その次の制御期間である第２の制御期間Ｔｃ２ｄ´は２つの制御期間で構成して制御期間の時間も通常の制御期間Ｔｃとする。入力制御比ＲＩは、図２４に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従ってｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）を演算して、図２４に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｄに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ´では中間転換信号ＴＳｍが０であり中間セクション信号Ｓｃｍが６でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから電圧比率出力動作Ｂ３０ｄで演算した電圧比率を１から引いた値として、中間転換制御期間Ｔｃｍｄ´では中間転換信号ＴＳｍが１であることから、その電圧比率を１から引いた値として、第２の制御期間Ｔｃ２ｄ´では中間転換信号ＴＳｍが０であり、中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことからその電圧比率をそのまま、それぞれ出力する。
【０１４３】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが図６に示した動作例と同一となるように生成される。図２５に示した動作例では、負極は常にＳ相を利用する。第１の制御期間Ｔｃ１ｄ´ではセクション信号Ｓｃｔが１であり、中間セクション信号Ｓｃｍが６でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから、表３に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＲ相からＴ相に切り替えて後に再びＲ相へ切り替えて、中間転換制御期間Ｔｃｍｄ´では中間転換信号ＴＳｍが１であることから、表３に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＲ相からＴ相に切り替えて、第２の制御期間Ｔｃ２ｄ´ではセクション信号Ｓｃｔが１であり、中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことから、表３に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＴ相からＲ相に切り替えて後に再びＴ相へ切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目では、図６に示した動作例と同様に仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相は固定され、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ´から中間転換制御期間Ｔｃｍｄ´への変わり目では正極が利用する交流電源１の相はＲ相に固定され、中間転換制御期間Ｔｃｍｄ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｄ´への変わり目では正極が利用する交流電源１の相はＴ相に固定されることになる。
【０１４４】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷ生成に用いる三角搬送波は、セクション信号Ｓｃｔが１であり、制御期間内で交流電源１の２つの相を切り替えて利用する極は正極であることから、１つの変調期間内で「山」の形を示す三角搬送波としている。従って、制御期間の変わり目全てと変調期間の変わり目全てでは三角搬送波の頂点は最下点を取るため、出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその変わり目では１となり、正極で交流電源１の２つの相を切り替える時刻では三角搬送波の頂点は最上点を取るため、出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその時刻では０となる。
【０１４５】
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替えが全く行われないので、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。正極で交流電源１の２つの相を切り替える時刻では、正極に係る３つの入力制御パルスの中でＴ相に係る入力制御パルスＴＴＰとＲ相に係る入力制御パルスＴＲＰを切り替えるが、この時刻で出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはいずれも０となることから、この時刻でも９つのスイッチ制御パルスの切り替えは行われないことになる。
【０１４６】
以上の動作は、中間セクション信号Ｓｃｍが６から１へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【０１４７】
図２６はこの発明の実施の形態５による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ、ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｄの動作により、その入力制御器１０ｄ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、中間転換信号ＴＳｍ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の他の一例である。この一例では、交流電源１の電圧およびそれに伴うセクション信号Ｓｃｔの動作は図１２に示した動作例と同一であり、中間セクション信号Ｓｃｍの転換はなく中間転換信号ＴＳｍは０のままである。
【０１４８】
第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″と第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″での動作について説明する。中間転換信号ＴＳｍが０のままであることから、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″および第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″は共に２つの制御期間で構成して制御期間の時間も通常の制御期間Ｔｃとする。入力制御比ＲＩは、図２４に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″ではｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）を演算して、第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″ではｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を演算して、図２４に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｄに従って、第1の制御期間Ｔｃ１ｄ″では中間転換信号ＴＳｍが０であり中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことから電圧比率出力動作Ｂ３０ｄで演算した電圧比率をそのまま、第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″では中間転換信号ＴＳｍが０であり中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから電圧比率出力動作Ｂ３０ｄで演算した電圧比率を１から引いた値をそれぞれ出力する。
【０１４９】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが図１２に示した動作例と同一となるように生成される。制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目での動作は図２５に示した動作例と同様である。入力制御パルスＴＩは、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″ではセクション信号Ｓｃｔが１であり中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことから、表３に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＴ相からＲ相に切り替えて後に再びＴ相へ切り替えて、負極が利用する交流電源１の相をＳ相に固定して、第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″ではセクション信号Ｓｃｔが２であり、中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから、表３に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＲ相に固定して、負極が利用する交流電源１の相をＴ相からＳ相に切り替えて、後に再びＴ相に切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″の変わり目では、正極が利用する交流電源１の相はＴ相からＲ相へ切り替わり、負極が利用する交流電源１の相はＳ相からＴ相へ切り替わることになる。
【０１５０】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波が示す形は図１２に示した動作例と同様であり、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″への変わり目で三角搬送波の頂点が最下点から最上点に移動する動作が発生することから、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは、その変わり目で１から０へ切り替わる。しかしながら、入力制御パルスＴＩの切り替え動作と合成した結果、負荷２の全ての相が接続する交流電源１の相は、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″の終了時は、仮想的な直流電圧の正極であるＴ相と、第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″の開始時は仮想的な直流電圧の負極であるＴ相となり、第１の制御期間Ｔｃ１ｄ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｄ″への変わり目では負荷２の相に接続される交流電源１の相の切り替えが行われず、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えが全く行われないことになる。
【０１５１】
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【０１５２】
以上のように、この実施の形態５によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷２の相に接続する交流電源１の相を一旦異なる相に切り替えた後に再び元の相に切り替える動作を利用するものであって、ある制御期間では途中で負荷２の相に接続する交流電源１の相を異なる相に１回切り替えるのみとする動作を利用できるようにすることにより、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する交流電源１の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【０１５３】
実施の形態６．
図２７はこの発明の実施の形態６による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図の入力制御器１０ｃにおいて、転換検出器１２ｅは、セクション検出器１１ｄによるセクション信号に基づいて、セクション信号が転換したことを示す転換信号を生成すると共に、中間セクション信号に基づいて、中間セクション信号が転換したことを示す中間転換信号を生成するものである。電圧比率演算器１４ｅは、交流電源１の交流電圧、セクション検出器１１ｄによるセクション信号、中間セクション信号、および転換検出器１２ｅによる転換信号、中間転換信号に基づいて、入力制御比を生成するものである。入力パルス発生器１５ｅは、セクション検出器１１ｄによるセクション信号、中間セクション信号、転換検出器１２ｅによる転換信号、中間転換信号、および電圧比率演算器１４ｅによる入力制御比に基づいて、入力制御パルスを生成するものである。その他の構成については図１と同様である。
【０１５４】
次に動作について説明する。
図２３に示した回路では、転換検出器１２ｄが中間転換信号ＴＳｍを出力して、電圧比率演算器１４ｄが、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍおよび中間転換信号ＴＳｍに基づいて入力制御比ＲＩを演算して、入力パルス発生器１５ｄが、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、中間転換信号ＴＳｍおよび入力制御比ＲＩに基づいて入力制御パルスＴＩを出力するように構成したが、図２０に示したように、転換検出器１２ｅが転換信号ＴＳｃおよび中間転換信号ＴＳｍを出力して、電圧比率演算器１４ｅが、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃおよび中間転換信号ＴＳｍに基づいて入力制御比ＲＩを演算して、入力パルス発生器１５ｅが、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃ、中間転換信号ＴＳｍおよび入力制御比ＲＩに基づいて入力制御パルスＴＩを出力するように構成しても良い。
【０１５５】
この構成では、１つの制御期間を２つの変調期間で構成してそれぞれの変調期間で三角搬送波によるパルス幅変調制御を行うような場合、１つの制御期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ交流電源の相を利用する順序が上記実施の形態５とは逆転していたとしても、ある制御期間を１つの変調期間のみで構成して、１つの変調期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ交流電源の相を利用する順序を反転させて、別のある制御期間を１つの変調期間のみで構成して、１つの変調期間で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源の相を固定することにより、セクションが転換した直後の制御期間の変わり目で仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源の相が切り替わらないようにして、制御期間の変わり目でスイッチング動作を発生させないようにすることができる。
【０１５６】
図２７において、図２３と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
入力制御器１０ｅの動作について説明する。入力制御器１０ｅは、セクション検出器１１ｄ、転換検出器１２ｅ、電圧比率演算器１４ｅおよび入力パルス発生器１５ｅで構成され、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓを入力し、入力制御比ＲＩを演算し入力制御パルスＴＩを生成して、それぞれ出力する。セクション信号Ｓｃｔを入力してこれが転換したときに転換信号ＴＳｃを１として、中間セクション信号Ｓｃｍを入力してこれが転換したときに中間転換信号ＴＳｍを１として、それぞれ出力する。
【０１５７】
電圧比率演算器１４ｅは、交流電源1の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓ、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃおよび中間転換信号ＴＳｍを入力し、入力制御比ＲＩを制御期間の変わり目毎に演算して出力する。交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの測定値ｖＲｓ，ｖＳｓ，ｖＴｓより演算される３つの電圧比率ｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ），ｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ），ｖＲ／（ｖＲ＋ｖＳ）から、セクション信号Ｓｃｔに基づいて１つを選択して演算する。中間セクション信号Ｓｃｍをセクション信号と比較した結果に基づいて、演算した電圧比率をそのまま用いるか、演算した電圧比率を１から引いた値を用いるかを決定して、これを入力制御比ＲＩとして出力する。但し、中間転換信号ＴＳｍが１であるときは中間セクション信号Ｓｃｍに係らず演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして、転換信号ＴＳｃが１であるときは中間セクション信号Ｓｃｍに係らず入力制御比ＲＩを０として、それぞれ出力する。
【０１５８】
入力パルス発生器１５ｅは、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃ、中間転換信号ＴＳｍおよび入力制御比ＲＩを入力し、入力制御パルスＴＩを生成する。転換信号ＴＳｃが０のままであるときのその発生器の動作については図２３に示した入力パルス発生器１５ｄの動作と同等であるが、制御期間内で交流電源１の２つの相の切り替える仮想的な直流電圧の極がその２つの相を利用する順序と、中間セクション信号Ｓｃｍとセクション信号Ｓｃｔとの大小比較結果との対応が逆転している。中間転換信号ＴＳｍもしくは転換信号ＴＳｃが１となったときは、その次の制御期間を１つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Ｔｃの２分の１とするものとし、入力制御パルスＴＩを制御期間内で切り替える動作を前半の変調期間に相当する１回のみとして、その制御期間の開始時刻より入力制御比ＲＩと制御期間Ｔｃの２分の１の積だけ経過した時刻で行うものとする。なお、その制御期間の時間は通常の制御期間Ｔｃとしても良く、この場合、その切り替えはその制御期間の開始時刻より入力制御比ＲＩと制御期間Ｔｃの積だけ経過した時刻で行うものとする。なお、転換信号ＴＳｃが１となったときの動作については、電圧比率演算器１４ｅが出力する入力制御比ＲＩが０であることから、図１１に示した動作例と同様にその制御期間内では入力パルスＴＩの切り替え動作が発生しないことになる。入力パルス発生器１５ｅは、その制御期間の入力制御パルスＴＩの出力の開始と同時に、転換信号ＴＳｃまたは中間転換信号ＴＳｍのうち１となっていた信号を０とする。
【０１５９】
表４は、セクション信号Ｓｃｔに対応する、仮想的な直流電圧の正極および負極がそれぞれ利用する交流電源１の相、制御期間内で交流電源１の２つの相の切り替えて利用する仮想的な直流電圧の極、その極でその２つの相を利用する順序と、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃおよび中間転換信号ＴＳｍとの対応をそれぞれ示す。表４において、それぞれのセクションと仮想的な直流電圧として利用する電圧の対応関係が、表１の対応関係と同一である。一例として、セクション信号Ｓｃｔが１であるときは、仮想的な直流電圧の正極は交流電源１のＴ相とＲ相の２つの相を１つの制御期間内で切り替えて利用して、負極は交流電源１のＳ相を１つの制御期間内で常に利用する。切り替えを行う正極で交流電源１の相を利用する順序は、中間セクション信号Ｓｃｍがセクション信号Ｓｃｔと等しくない場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にＴ相を利用してその後Ｒ相を利用して、後半の変調期間では先にＲ相を利用してその後Ｔ相を利用して、中間セクション信号Ｓｃｍがセクション信号Ｓｃｔと等しい場合は、制御期間内の前半の変調期間で先にＲ相を利用してその後Ｔ相を利用して、後半の変調期間では先にＴ相を利用してその後Ｒ相を利用する。また、転換信号ＴＳｃまたは中間転換信号ＴＳｍが１である制御期間は１つの変調期間で構成され、その制御期間では、転換信号ＴＳｃが１であるときは常にＴ相を利用して、中間転換信号ＴＳｍが１であるときは先にＴ相を利用してその後Ｒ相を利用する。転換信号ＴＳｃが１であるときにその制御期間で仮想的な直流電圧の正極が利用する交流電源１の相の切り替えが発生しないのは、電圧比率演算器１４ｅの動作により入力制御比ＲＩが０となり、本来はその制御期間で正極が先に利用するＲ相を利用する時間が０となるためである。
【０１６０】
入力パルス発生器１５ｅは、図３、図２０および表４の対応関係に従って、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃ、中間転換信号ＴＳｍおよび入力制御比ＲＩに基づいて、入力制御パルスＴＩを生成する。
【０１６１】
【表４】
2006333611.tif 000007
【０１６２】
図２８はこの発明の実施の形態６による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートであり、図において、図２４と同一もしくは相当の部分については同一の符号を付し、電圧比率選択動作Ｂ２０の動作については説明を省略する。その電圧比率演算器１４ｅの動作は、３つの電圧比率演算式の中から１つを選択して演算する電圧比率選択動作Ｂ２０と、演算した電圧比率から入力制御比ＲＩを演算して出力する電圧比率出力動作Ｂ３０ｅの２段階で構成される。
【０１６３】
電圧比率出力動作Ｂ３０ｅについて説明する。電圧比率演算器１４ｅは電圧比率選択動作Ｂ２０を終了するとすぐに電圧比率出力動作Ｂ３０ｅを開始する。転換信号ＴＳｃが０であれば（ステップＳＴ３１）、中間転換信号ＴＳｍを参照して、中間転換信号ＴＳｍが０であれば（ステップＳＴ４５）、中間セクション信号Ｓｃｍをセクション信号Ｓｃｔと比較して、その信号値が等しければ（ステップＳＴ４６）、電圧比率選択動作Ｂ２０で演算した電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力して（ステップＳＴ３５）、その信号値が等しくなければその電圧比率をそのまま入力制御比ＲＩとして出力する（ステップＳＴ３４）。中間転換信号ＴＳｍが１であれば中間セクション信号Ｓｃｍに係らずその電圧比率を１から引いた値を入力制御比ＲＩとして出力する。転換信号ＴＳｃが１であれば入力制御比ＲＩを０として出力する（ステップＳＴ３６）。このように入力制御比ＲＩを定めたことによって、電圧比率出力動作Ｂ３０ｅは終了する。
【０１６４】
電圧比率出力動作Ｂ３０ｅが終了すると、入力制御比ＲＩは入力パルス発生器１５ｅおよび出力制御器３０に出力され、次の制御期間の入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷがそれぞれ生成される。
【０１６５】
次に、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｅの動作により、その入力制御器１０ｅ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃ、中間転換信号ＴＳｍ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作について説明する。
【０１６６】
セクション信号Ｓｃｔが１で中間セクション信号Ｓｃｍが６であり、共に転換しないときの動作については、１つの制御期間の動作が図６に示した動作例の連続する２つの制御期間の動作に相当して図６に示した動作例と同等となるため、制御期間の変わり目では９つのスイッチ制御パルスの切り替え動作が行われず、セクション信号Ｓｃｔと中間セクション信号Ｓｃｍの組み合わせがこれ以外の組み合わせである制御期間であっても同様に推移するため、説明は省略する。
【０１６７】
図２９はこの発明の実施の形態６による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ，ＶＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｅの動作により、その入力制御器１０ｅ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃ、中間転換信号ＴＳｍ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の一例である。この一例では、交流電源１の電圧、それに伴うセクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍおよび中間転換信号ＴＳｍの動作が、図２５に示した動作例と同一である。セクション信号Ｓｃｔの転換はないため転換信号ＴＳｃは０のままであり、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせは図２５に示した動作例と同一である。
【０１６８】
第１の制御期間Ｔｃ１ｅ´、中間転換制御期間Ｔｃｍｅ´および第２の制御期間Ｔｃ２ｅ´での動作について説明する。制御期間を構成する変調期間の数および制御期間の時間については図２５に示した動作例と同一である。入力制御比ＲＩは、図２８に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従ってｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）を演算して、図２８に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｅに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｅ´では転換信号ＴＳｃと中間転換信号ＴＳｍが共に０であり、中間セクション信号Ｓｃｍが６でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから、電圧比率出力動作Ｂ３０ｄで演算した電圧比率をそのまま、中間転換制御期間Ｔｃｍｅ´では転換信号ＴＳｃが０で中間転換信号ＴＳｍが１であることからその電圧比率をそのまま、第２の制御期間Ｔｃ２ｅ´では転換信号ＴＳｃと中間転換信号ＴＳｍが共に０であり、中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことからその電圧比率を１から引いた値として、それぞれ出力する。
【０１６９】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが図２５に示した動作例と同一となるように生成される。制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目での動作は図２５に示した動作例と同様である。
【０１７０】
図２９に示した動作例では、負極は常にＳ相を利用する。第１の制御期間Ｔｃ１ｅ´ではセクション信号Ｓｃｔが１であり、中間セクション信号Ｓｃｍが６でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから、表４に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＴ相からＲ相に切り替えて後に再びＴ相へ切り替えて、中間転換制御期間Ｔｃｍｅ´では中間転換信号ＴＳｍが１であることから、表４に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＴ相からＲ相に切り替えて、第２の制御期間Ｔｃ２ｅ´ではセクション信号Ｓｃｔが１であり、中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことから、表４に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＲ相からＴ相に切り替えて後に再びＲ相へ切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、第１の制御期間Ｔｃ１ｅ´から中間転換制御期間Ｔｃｍｅ´への変わり目では正極が利用する交流電源１の相はＴ相に固定され、中間転換制御期間Ｔｃｍｅ´から第２の制御期間Ｔｃ２ｅ´への変わり目では正極が利用する交流電源１の相はＲ相に固定されることになる。
【０１７１】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波は「山」の形を示す。従って、制御期間の変わり目全てと変調期間の変わり目全てでは三角搬送波の頂点は最下点を取るため、出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその変わり目では１となり、正極で交流電源１の２つの相を切り替える時刻では三角搬送波の頂点は最上点を取るため、出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはその時刻では０となる。
【０１７２】
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替えが全く行われないので、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。正極で交流電源１の２つの相を切り替える時刻では、正極に係る３つの入力制御パルスの中でＴ相に係る入力制御パルスＴＴＰとＲ相に係る入力制御パルスＴＲＰを切り替えるが、この時刻で出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはいずれも０となることから、この時刻でも９つのスイッチ制御パルスの切り替えは行われないことになる。
【０１７３】
以上の動作は、中間セクション信号Ｓｃｍが６から１へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【０１７４】
図３０はこの発明の実施の形態６による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミングチャートであり、図において、交流電源１の電圧ｖＲ，ｖＳ，ｖＴの変動と入力制御器１０ｅの動作により、その入力制御器１０ｅ、出力制御器３０およびゲート制御器４０が出力する、入力制御比ＲＩの演算結果、セクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍ、転換信号ＴＳｃ、中間転換信号ＴＳｍ、入力制御パルスＴＩ、出力制御器３０でのパルス幅変調結果、Ｕ相に係る出力制御パルスＴＵ、スイッチ制御パルスＴＵＲ，ＴＵＳ，ＴＵＴの動作の他の一例である。この一例では、交流電源１の電圧、それに伴うセクション信号Ｓｃｔ、中間セクション信号Ｓｃｍおよび中間転換信号ＴＳｍの動作が図２６に示した動作例と同一である。セクション信号Ｓｃｔは１から２へ転換しており、これに伴って転換信号ＴＳｃが１となっている。
【０１７５】
第１の制御期間Ｔｃ１ｅ″、中間制御期間Ｔｃｔｅ″および第２の制御期間Ｔｃ２ｅ″での動作について説明する。第１の制御期間Ｔｃ１ｅ″で転換信号ＴＳｃが１となっていることから、その次の制御期間である中間制御期間Ｔｃｔｅ″を１つの変調期間で構成して制御期間の時間を通常の制御期間Ｔｃの２分の１とする。中間制御期間Ｔｃｔｅ″では転換信号ＴＳｃは０のままであることから、その次の制御期間である第２の制御期間Ｔｃ２ｅ″は２つの制御期間で構成して制御期間の時間も通常の制御期間Ｔｃとする。入力制御比ＲＩは、図２８に示したフローチャートの電圧比率選択動作Ｂ２０に従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｅ″ではｖＴ／（ｖＴ＋ｖＲ）を演算して、中間制御期間Ｔｃｔｅ″および第２の制御期間Ｔｃ２ｅ″ではｖＳ／（ｖＳ＋ｖＴ）を演算して、図２８に示したフローチャートの電圧比率出力動作Ｂ３０ｅに従って、第１の制御期間Ｔｃ１ｅ″では転換信号ＴＳｃと中間転換信号ＴＳｍが共に０であり、中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことから、電圧比率出力動作Ｂ３０ｅで演算した電圧比率を１から引いた値として、中間制御期間Ｔｃｔｅ″では転換信号ＴＳｃが１であることから０として、第２の制御期間Ｔｃ２ｅ″では転換信号ＴＳｃと中間転換信号ＴＳｍが共に０であり中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから、その電圧比率をそのまま、それぞれ出力する。
【０１７６】
入力制御パルスＴＩについては、仮想的な直流電圧の正極および負極が利用する交流電源１の相の組み合わせが図２５に示した動作例と同一となるように生成される。制御期間の変わり目に相当しない変調期間の変わり目での動作は図２５に示した動作例と同様である。入力制御パルスＴＩは、第１の制御期間Ｔｃ１ｅ″ではセクション信号Ｓｃｔが１であり中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しいことから、表４に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＲ相からＴ相に切り替えて後に再びＲ相へ切り替えて、負極が利用する交流電源１の相をＳ相に固定して、中間制御期間Ｔｃｔｅ″では転換信号ＴＳｍが１であることから、表４に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＲ相に、負極が利用する交流電源１の相をＳ相に、それぞれ固定して、第２の制御期間Ｔｃ２ｅ″ではセクション信号Ｓｃｔが２であり中間セクション信号Ｓｃｍが１でセクション信号Ｓｃｔと等しくないことから、表４に従ってその制御期間で正極が利用する交流電源１の相をＲ相に固定して、負極が利用する交流電源１の相をＳ相からＴ相に切り替えて後に再びＳ相へ切り替えるように、それぞれ生成される。この結果、第１の制御期間Ｔｃ１ｅ″から中間制御期間Ｔｃｔｅ″への変わり目、および、中間制御期間Ｔｃｔｅ″から第２の制御期間Ｔｃ２ｅ″への変わり目では、いずれも、正極が利用する交流電源１の相はＲ相に、負極が利用する交流電源１の相はＳ相に固定されることになる。
【０１７７】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの生成に用いる三角搬送波が示す形は図１１に示した動作例と同様であり、中間制御期間Ｔｃｔｅ″の入力制御比ＲＩが０となっていることから、その制御期間では右上がりの鋸波となるので、第１の制御期間Ｔｃ１ｅ″の最後と中間制御期間Ｔｃｔｅ″の最初では三角搬送波の頂点はともに最下点となり、中間制御期間Ｔｃｔｅ″の最後と第２の制御期間Ｔｃ２ｅ″の最初では三角搬送波の頂点は共に最上点となり、制御期間の変わり目全てで三角搬送波の頂点の移動は発生しないので、全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは、その変わり目で切り替わらないことになる。
【０１７８】
この結果、制御期間の変わり目では、入力制御パルスＴＩおよび出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替えが全く行われないので、９つのスイッチ制御パルスでの切り替えも全く行われないことになる。
【０１７９】
以上の動作は、セクション信号Ｓｃｔが１から２へ転換するとき以外のセクション転換であっても同様に推移する。
【０１８０】
以上のように、この実施の形態６によれば、多相対多相電力変換装置を制御するための基本時間単位である制御期間について、制御期間の途中で負荷２の相に接続する交流電源１の相を一旦異なる相に切り替えたのちに再び元の相に切り替える動作を利用するものであって、ある制御期間では途中で負荷２の相に接続する交流電源１の相を異なる相に１回切り替えるのみとする動作を利用できるようにして、別のある制御期間ではある交流電源１の相を接続する時間を０とする動作を利用できるようにして、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する交流電源１の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【０１８１】
実施の形態７．
この発明における実施の形態１から実施の形態６のいずれかの多相対多相電力変換装置においては、出力制御器３０または出力制御器３０ｃでのパルス幅変調制御を三角搬送波によるものとしているが、負荷２の相が交流電源１の相を接続する順序を三角搬送波によるパルス幅変調制御と同一のものとした瞬時空間電圧ベクトルの概念によるものとしても良い。
【０１８２】
負荷２の相を交流電源１のそれぞれの相に接続する動作について、交流電源１のそれぞれの相を接続する時間については三角搬送波によるパルス幅変調制御と異なる場合があるが、交流電源１のそれぞれの相を接続する順序については三角搬送波によるものと同一としている。このことから、９つのスイッチ制御パルスでの切り替え動作についても、三角搬送波によるものと全く同一となる。
【０１８３】
以上のように、この実施の形態７によれば、多相対多相電力変換装置のパルス幅変調制御について、負荷２の相が交流電源の相を接続する順序を三角搬送波によるパルス幅変調制御と同一のものとした瞬時空間電圧ベクトルの概念によるものあっても、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する交流電源１の相を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【０１８４】
実施の形態８．
この発明における実施の形態１から実施の形態７のいずれかの多相対多相電力変換装置においては、出力制御器３０または出力制御器３０ｃでの三角搬送波または瞬時空間電圧ベクトルの概念によるパルス幅変調制御で、負荷２の全ての相について仮想的な直流電圧の極を制御期間内で１回または２回切り替えるものとしているが、負荷２のいずれか１つの相について仮想的な直流電圧の極を制御期間内で固定して接続するようにして負荷２の他の相について仮想的な直流電圧の極を制御期間内で１回または２回切り替えるようにしても良い。
【０１８５】
一例として、この発明における実施の形態１の多相対多相電力変換装置において、この発明における実施の形態８のパルス幅変調動作を実施した場合の動作を説明する。
セクション信号Ｓｃｔが転換しないときの動作は、制御期間内で仮想的な直流電圧の極を固定して接続するような負荷２の相については交流電源１の相の切り替えが全く行われず、負荷２の他の相については、図６に示した動作例と同様にパルス幅変調制御によるスイッチング動作のみが行われる。
【０１８６】
セクション信号Ｓｃｔが転換した直後の制御期間の変わり目での動作は、セクションが転換した制御期間まで仮想的な直流電圧の極を固定して接続していた負荷２の相が次の制御期間以降では仮想的な直流電圧の極を制御期間内で切り替えるようになり、負荷２の他の相の中の１つの相がその次の制御期間以降で仮想的な直流電圧の極を固定して接続するようになる。前者についてはセクションが転換した直後の制御期間の変わり目でその相に係る出力制御パルスが切り替わり、後者についてはその変わり目ではその相に係る出力制御パルスは切り替わらない。
【０１８７】
その変わり目で出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷの切り替え動作を入力制御パルスＴＩの切り替え動作と合成した結果、負荷２の上記の２つの相の中のいずれか一方の相ではスイッチ制御パルスの切り替えが行われるが、他方の相ではスイッチ制御パルスの切り替えは行われない。また、負荷２の他の相に係るスイッチ制御パルスについては、図１１および図１２に示した動作例と同様に切り替えが全く行われない。
【０１８８】
以上の動作は、この発明の実施の形態２から実施の形態７のどの多相対多相電力変換装置であっても同様に推移する。
【０１８９】
以上のように、この実施の形態８によれば、多相対多相電力変換装置のパルス幅変調制御について、負荷２のいずれか１つの相を交流電源１の１つの相に固定して接続するようなパルス幅変調制御であっても、制御期間の変わり目の前後で接続する交流電源１の相を切り替える負荷２の相を高々１つとすることができるので、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【０１９０】
実施の形態９．
図３１はこの発明の実施の形態９による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、主回路３Ｄは、交流電源１と負荷２との間に接続され、交流電源１の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷２に交流電圧を供給するものである。その他の構成については図１３と同様である。
【０１９１】
次に動作について説明する。
この発明における実施の形態２、４または６のいずれかの多相対多相電力変換装置と、この発明における実施の形態２、４および６のいずれかについてこの発明における実施の形態７もしくは８のいずれかを適用した多相対多相電力変換装置においては、例えば、図１３の回路では、主回路３が負荷２へ電力を供給するように選択的にスイッチングを行うスイッチ３ＵＲ，３ＵＳ，３ＵＴ，３ＶＲ，３ＶＳ，３ＶＴ，３ＷＲ，３ＷＳおよび３ＷＴを含むものとしているが、図３１に示すように、主回路３Ｄが、選択的にスイッチングを行うスイッチ３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴ，３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴおよびハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢを含み、スイッチ３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴの一端およびハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢの一端が直流回路の正極３Ｐに接続され、スイッチ３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴの一端およびハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢの他の一端が直流回路の負極３Ｎに接続されて、スイッチ３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴ，３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴは選択的にスイッチングを行うことにより直流回路の正極３Ｐと負極３Ｎとの間に任意の直流電圧を出力するものとしても良い。
【０１９２】
入力制御パルスＴＩは、図１に示した回路では交流電源１のそれぞれの相を仮想的な直流電圧のそれぞれの極について利用するか否かを１と０で示す信号であったが、図３１に示した回路では交流電源１のそれぞれの相を直流回路の正極３Ｐもしくは直流回路の負極３Ｎのそれぞれについて接続するか否かをそれぞれ１と０で示す信号となる。例えば、図１１に示した動作例の制御パルスＴＲＰ，ＴＲＮ，ＴＳＰ，ＴＳＮ，ＴＴＰ，ＴＴＮはそれぞれスイッチ３ＰＲ，３ＮＲ，３ＰＳ，３ＮＳ，３ＰＴ，３ＮＴに対応して、そのスイッチのオン・オフを制御する。
【０１９３】
出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは、図１に示した回路では負荷２のそれぞれの相を仮想的な直流電圧の正極に接続するときは１、負極に接続するときは０とする論理信号であったが、図３１に示した回路では負荷２のそれぞれの相を直流回路の正極３Ｐに接続するときは１、直流回路の負極３Ｎに接続するときは０とする論理信号となる。出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷはそれぞれハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢに対応して、そのハーフブリッジ回路が含むスイッチ素子のオン・オフを制御する。
【０１９４】
一例として、この発明における実施の形態２における図１５に示した動作例では、制御期間の変わり目では全ての出力制御パルスＴＵ，ＴＶ，ＴＷは０または１で必ず同一の値となり、その変わり目で切り替えが行われることはない。このことは、その変わり目では負荷の全ての相が直流回路の正極３Ｐまたは負極３Ｎに固定されて切り替わらないこととなり、その変わり目では負荷の全ての相に係るスイッチのスイッチング動作が発生しないことを意味する。
【０１９５】
以上の動作は、この発明の実施の形態４および６の多相対多相電力変換装置と、この発明における実施の形態２、４および６のいずれかについてこの発明における実施の形態７もしくは８のいずれかを適用した多相対多相電力変換装置のいずれであっても同様に推移する。
【０１９６】
以上のように、この実施の形態９によれば、多相対多相電力変換装置の回路構成について、選択的にスイッチングを行うスイッチにより交流電源の相を選択的に直流回路の正極または負極に接続して正極と負極の間に任意の電圧を出力して、直流回路の電圧をハーフブリッジ回路により負荷２に供給するようなものであっても、制御期間の変わり目の前後で負荷の相が接続する直流回路の極を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【０１９７】
実施の形態１０．
図３２はこの発明の実施の形態１０による多相対多相電力変換装置を示す構成図であり、図において、主回路３Ｓは、交流電源１と負荷２との間に接続され、交流電源１の交流電圧を選択的に制御する複数のスイッチにより切り替えて負荷２に交流電圧を供給するものである。その他の構成については図１３と同様である。
【０１９８】
次に動作について説明する。
この発明における実施の形態９の多相対多相電力変換装置において、図３１に示した回路では、主回路３Ｄが、選択的にスイッチングを行うスイッチ３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴ，３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴおよびハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢを含み、スイッチ３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴの一端およびハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢの一端が直流回路の正極３Ｐに接続され、スイッチ３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴの一端およびハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢの他の一端が直流回路の負極３Ｎに接続されて、スイッチ３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴ，３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴは選択的にスイッチングを行うことにより直流回路の正極３Ｐと負極３Ｎとの間に任意の直流電圧を出力するものとして構成していたが、図３２に示すように、主回路３Ｓが、回路３ＲＣおよびハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢを含み、ハーフブリッジ回路３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢの一端が直流回路の正極３Ｐに接続され、他の一端が直流回路の負極３Ｎに接続されて、回路３ＲＣは選択的にスイッチングを行うことにより直流回路の正極３Ｐと負極３Ｎとの間に任意の直流電圧を出力するものとして構成しても良い。また、回路３ＲＣはスイッチ素子とダイオードとで構成されて、直流回路の正極３Ｐと負極３Ｎとの間に任意の電圧を発生させるものであればどのような回路構成であっても良い。この構成では、図１１に示した動作例の制御パルスＴＲＰ，ＴＲＮ，ＴＳＰ，ＴＳＮ，ＴＴＰ，ＴＴＮにより回路３ＲＣ内のスイッチ素子のオン・オフを制御する。
【０１９９】
選択的にスイッチングを行うことにより、直流回路の正極３Ｐと負極３Ｎとの間に任意の直流電圧を出力する動作について、図３１に示したスイッチ３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴ，３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴにより構成される回路と、図３２に示した回路３ＲＣとは同等の機能を有するため、制御期間の変わり目で負荷２の相が直流回路の正極３Ｐまたは負極３Ｎに接続する動作についても同等である。このことから、その変わり目では負荷の全ての相が直流回路の正極３Ｐまたは負極３Ｎに固定されて切り替わらないこととなり、その変わり目では負荷の全ての相に係るスイッチのスイッチング動作が発生しないことを意味する。
【０２００】
以上のように、この実施の形態１０によれば、多相対多相電力変換装置の回路構成について、スイッチ素子とダイオードとで構成する回路により交流電源１の相を選択的に直流回路の正極または負極に接続して正極と負極の間に任意の電圧を出力して、直流回路の電圧をハーフブリッジ回路により負荷２に供給するようなものであっても、制御期間の変わり目の前後で負荷２の相が接続する直流回路の極を固定することができるので、制御期間の変わり目の全てでスイッチ制御パルスの切り替えを行わないようにすることができ、負荷２の複数の相に係るスイッチのスイッチング動作が同時に発生しないようにすることを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】この発明の実施の形態１による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図２】課題を説明するための多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図３】課題を説明するためのセクション検出器の動作を示すタイミンチャートである。
【図４】課題を説明するための通電順序制御器の動作を示すフローチャートである。
【図５】課題を説明するための電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。
【図６】課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図７】課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図８】課題を説明するための多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１による通電順序制御器の動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態１による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態２による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態２による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態３による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態３による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態３による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態４による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図２０】この発明の実施の形態４によるセクション検出器の動作を示すタイミンチャートである。
【図２１】この発明の実施の形態４による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図２２】この発明の実施の形態４による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図２３】この発明の実施の形態５による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図２４】この発明の実施の形態５による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。
【図２５】この発明の実施の形態５による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図２６】この発明の実施の形態５による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図２７】この発明の実施の形態６による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図２８】この発明の実施の形態６による電圧比率演算器の動作を示すフローチャートである。
【図２９】この発明の実施の形態６による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図３０】この発明の実施の形態６による多相対多相電力変換装置の動作を示すタイミンチャートである。
【図３１】この発明の実施の形態９による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【図３２】この発明の実施の形態１０による多相対多相電力変換装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【０２０２】
１  交流電源、２  負荷、３，３Ｄ，３Ｓ  主回路、３ＵＲ，３ＵＳ，３ＵＴ，３ＶＲ，３ＶＳ，３ＶＴ，３ＷＲ，３ＷＳ，３ＷＴ，３ＰＲ，３ＰＳ，３ＰＴ，３ＮＲ，３ＮＳ，３ＮＴ  スイッチ、３ＵＢ，３ＶＢ，３ＷＢ  ハーフブリッジ回路、３ＲＣ  回路、３Ｐ  正極、３Ｎ  負極、５Ｕ，５Ｖ，５Ｗ  電流検出器、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｕ  入力制御器、１１，１１ｃ、１１ｄ  セクション検出器、１２，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ  転換検出器、１３，１３ｕ  通電順序制御器、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｕ  電圧比率演算器、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ  入力パルス発生器、２０  電圧指令器、３０，３０ｃ  出力制御器、４０  ゲート制御器。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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