(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子を有する電力変換部と、
前記複数のスイッチング素子を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
電圧指令ベクトルを生成する指令生成部と、
前記電圧指令ベクトルに補正ベクトルを合成して合成ベクトルを生成する合成部と、
前記合成ベクトルに対応する複数の電圧ベクトルの前記電力変換部からの出力時間を調整する調整部と、
前記調整部による調整結果に基づき、前記補正ベクトルを生成する補正ベクトル生成部と、を備え、
前記補正ベクトル生成部は、
前記調整部による前記複数の電圧ベクトルの調整前後の前記出力時間の差を調整量として、前記調整量に応じた前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記合成ベクトルに対応する前記複数の電圧ベクトルの前記電力変換部からの出力時間の情報を演算する演算部を備え、
前記調整部は、
前記演算部によって演算された前記複数の電圧ベクトルの出力時間の情報がそれぞれ下限値以上になるように調整するリミッタを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記補正ベクトル生成部は、
前記複数の電圧ベクトルの出力時間の情報それぞれの前記リミッタの通過前後の差を前記調整結果として前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記出力時間の情報は、前記出力時間の比率を示す情報または前記出力時間を示す情報を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記リミッタの通過後の前記複数の電圧ベクトルの出力時間の情報に基づいて、オンディレイ補正が施され前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部を備え、
前記補正ベクトル生成部は、
前記オンディレイ補正による電圧誤差を補償するように前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記補正ベクトル生成部は、
前記スイッチング素子のオン電圧による電圧誤差を補償するように前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電力変換部は、
前記制御部による制御によって直流母線から供給される直流電力を交流電力へ変換し、
前記補正ベクトル生成部は、
前記調整部による調整結果と前記直流母線の電圧の変化に基づいて前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の電力変換装置。
【請求項８】
電圧指令ベクトルを生成する指令生成部と、
前記電圧指令ベクトルに補正ベクトルを合成して合成ベクトルを生成する合成部と、
前記合成ベクトルに応じた複数の電圧ベクトルの出力時間を調整する調整部と、
前記調整部による調整結果に基づき、前記補正ベクトルを生成する生成部と、を備え、
前記生成部は、
前記調整部による前記複数の電圧ベクトルの調整前後の前記出力時間の差を調整量として、前記調整量に応じた前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする電圧ベクトルの制御装置。
【請求項９】
電圧指令ベクトルを生成することと、
前記電圧指令ベクトルに補正ベクトルを合成して合成ベクトルを生成することと、
前記合成ベクトルに応じた複数の電圧ベクトルの出力時間を調整することと、
前記調整の結果に基づき、前記補正ベクトルを生成することと、を含み、
前記補正ベクトルを生成することは、
前記複数の電圧ベクトルの調整前後の前記出力時間の差を調整量として、前記調整量に応じた前記補正ベクトルを生成する
ことを特徴とする電圧ベクトルの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、電力変換装置、制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のスイッチング素子を有する電力変換部から複数の異なる電圧ベクトルを出力するように複数のスイッチング素子を制御して電力変換を行う電力変換装置が知られている。
【０００３】
かかる電力変換装置は、電力変換部が電圧ベクトルを出力している間に電力変換部の電流を検出するため、電圧ベクトルの出力時間が微小な場合に電流の検出を安定して行うことが難しい場合がある。
【０００４】
そこで、ＰＷＭ信号の１キャリア周期または半キャリア周期において、ＰＷＭ信号のデューティ比を電流検出が可能なデューティ値に補正し、次のキャリア周期でデューティ比の増減分を修正する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８９６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、例えば、軽負荷の場合に、ＰＷＭ信号のデューティ比の増減分を修正する期間でデューティ比が短くなりすぎて電流を検出することができず、電流の急峻な変化に対して遅れが発生するおそれがある。
【０００７】
実施形態の一態様は、電流の検出を安定して行うことができるように電圧ベクトルを適切に制御する電力変換装置、制御装置および制御方法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】
【０００８】
実施形態の一態様に係る電力変換装置は、複数のスイッチング素子を有する電力変換部と、前記複数のスイッチング素子を制御する制御部とを備える。前記制御部は、指令生成部と、合成部と、調整部と、補正ベクトル生成部とを備える。前記指令生成部は、電圧指令ベクトルを生成する。前記合成部は、前記電圧指令ベクトルに補正ベクトルを合成して合成ベクトルを生成する。前記調整部は、前記合成ベクトルに対応する複数の電圧ベクトルの前記電力変換部からの出力時間を調整する、前記補正ベクトル生成部は、前記調整部による調整結果に基づき、前記補正ベクトルを生成する。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、電流の検出を安定して行うことができるように電圧ベクトルを適切に制御する電力変換装置、制御装置および制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る電力変換装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、合成ベクトルの位相と領域と基本電圧ベクトルとの関係を示す図である。
【図３】図３は、合成ベクトルの位相と領域と基本電圧ベクトルとの関係を示す図である。
【図４】図４は、図１に示す制御部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、領域と電圧ベクトルパターンとの関係を示す図である。
【図６】図６は、基本電圧ベクトルとＰＷＭ信号と母線電流との関係を示す図である。
【図７】図７は、３相電圧の変調率と領域との関係を示す図である。
【図８】図８は、合成ベクトルが領域１に含まれる場合において、電力変換部から出力される基本電圧ベクトルとＰＷＭ信号と検出電流との関係例を示す図である。
【図９】図９は、合成ベクトルが領域１に存在する場合における合成ベクトルと出力時間比率の関係をαβ軸座標系において表した図である。
【図１０】図１０は、時間比率差分で特定される補正ベクトルと、次の演算周期で演算される電圧指令ベクトルと、合成ベクトルとの関係をαβ軸座標系において表した図である。
【図１１】図１１は、次の演算周期における合成ベクトルと、出力時間比率との関係をαβ軸座標系において表した図である。
【図１２】図１２は、領域と電流極性との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、補償係数テーブルの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、制御部による処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する電力変換装置、制御装置および制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
［１．電力変換装置］
図１は、実施形態に係る電力変換装置１の構成例を示す図である。図１に示す電力変換装置１は、直流電源２と電動機３との間に配置される。かかる電力変換装置１は、電力変換部１０と、制御部２０とを備える。
【００１３】
電力変換部１０は、コンデンサ１１と、スイッチング部１２と、電流検出部１３と、電圧検出部１４とを備え、直流電源２から供給される直流電力を３相交流電力へ変換し、電動機３へ出力する。コンデンサ１１は、直流電源２に対して並列に接続される。かかるコンデンサ１１は、直流母線１５ａ、１５ｂ（以下、直流母線１５と記載する場合がある）間に接続されるコンデンサであり、主回路コンデンサとも呼ばれる。
【００１４】
スイッチング部１２は、例えば、３相ブリッジ回路であり、図１に示すように、複数のスイッチング素子Ｓｗｕｐ、Ｓｗｕｎ、Ｓｗｖｐ、Ｓｗｖｎ、Ｓｗｗｐ、Ｓｗｗｎ（以下、スイッチング素子Ｓｗと記載する場合がある）を有する。これら複数のスイッチング素子Ｓｗが制御部２０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されることによって、直流電源２から供給される直流電力が３相交流電力へ変換され、電動機３へ出力される。なお、電力変換装置１は、電動機３に代えて電力系統へ３相交流電力を出力するものであってもよい。
【００１５】
スイッチング素子Ｓｗは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor)やＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）などの半導体スイッチング素子である。また、スイッチング素子Ｓｗは、次世代半導体スイッチング素子のＳｉＣ、ＧａＮであってもよい。なお、以下において、スイッチング素子Ｓｗｕｐ、Ｓｗｖｐ、Ｓｗｗｐを上アームと呼び、スイッチング素子Ｓｗｕｎ、Ｓｗｖｎ、Ｓｗｗｎを下アームと呼ぶ場合がある。
【００１６】
電流検出部１３は、直流母線１５に流れる電流を検出する。かかる電流検出部１３は、たとえば、磁電変換素子であるホール素子、シャント抵抗、または、電流トランスを有し、直流母線１５に流れる電流の瞬時値Ｉｄｃ（以下、母線電流Ｉｄｃと記載する）を検出する。電圧検出部１４は、直流母線１５ａ、１５ｂ間の電圧の瞬時値Ｖｄｃ（以下、母線電圧Ｖｄｃと記載する）を検出する。
【００１７】
制御部２０は、３相電流検出部３１と、指令生成部３２と、合成部３３と、演算部３４と、調整部３５と、補正ベクトル生成部３６と、ＰＷＭ信号出力部３７とを備える。
【００１８】
かかる制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、３相電流検出部３１、指令生成部３２、合成部３３、演算部３４、調整部３５、補正ベクトル生成部３６およびＰＷＭ信号出力部３７の機能が実現される。
【００１９】
また、３相電流検出部３１、指令生成部３２、合成部３３、演算部３４、調整部３５、補正ベクトル生成部３６およびＰＷＭ信号出力部３７は、それぞれ一部または全部が例えばＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成されてもよい。
【００２０】
３相電流検出部３１は、電流検出部１３によって検出された母線電流Ｉｄｃに基づき、電力変換部１０と電動機３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相との間に流れる電流の瞬時値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ（以下、相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと記載する）を検出する。相電流ｉｕは、Ｕ相の電流であり、相電流ｉｖは、Ｖ相の電流であり、相電流ｉｗは、Ｗ相の電流である。
【００２１】
指令生成部３２は、相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに基づいて、例えば、相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが目標の電流になるように電圧指令ベクトルｖαβ*を生成する。電圧指令ベクトルｖαβ*は、固定座標上の直交した２軸のαβ軸成分であるα軸電圧指令ｖα*とβ軸電圧指令ｖβ*を含む。合成部３３は、電圧指令ベクトルｖαβ*に補正ベクトルΔｖαβを合成して合成ベクトルｖαβ**を生成する。かかる合成ベクトルｖαβ**は、α軸電圧指令ｖα**とβ軸電圧指令ｖβ**を含む。
【００２２】
演算部３４は、合成ベクトルｖαβ**に対応する複数の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙ（電圧ベクトルの一例）の電力変換部１０からの出力時間比率ζｘ、ζｙを演算する。図２および図３は、合成ベクトルｖαβ**の位相θｖと、領域１〜６と、基本電圧ベクトルＶ１〜Ｖ７との関係を示す図である。
【００２３】
基本電圧ベクトルは、電力変換部に設けられたスイッチング素子のオン／オフの組み合わせによって電力変換部から出力可能な電圧ベクトルである。図１に示す電力変換部１０では、基本電圧ベクトルは、６つのスイッチング素子Ｓｗのオン／オフの８種類の組み合わせに対応する８種類の電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７である。
【００２４】
基本電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７には、２種類のゼロ電圧ベクトルである基本電圧ベクトルＶ０、Ｖ０と６種類の有効電圧ベクトルである基本電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６とが含まれる。なお、後述する例では、ゼロ電圧ベクトルとして、１つの基本電圧ベクトルＶ０を用いているが、基本電圧ベクトルＶ０に加えまたは代えて、基本電圧ベクトルＶ７を用いることもできる。
【００２５】
演算部３４は、合成ベクトルｖαβ**が含まれる領域に対応する複数の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙの出力時間比率ζｘ、ζｙを演算する。演算部３４は、例えば、合成ベクトルｖαβ**を挟む６０度の位相差を有する２種類の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙで挟まれる領域を合成ベクトルｖαβ**が存在する領域として判定する。
【００２６】
演算部３４は、例えば、合成ベクトルｖαβ**の位相θｖ（＝ａｔａｎ（ｖβ**／ｖα**））に基づいて、合成ベクトルｖαβ**が含まれる領域を判定することができるが、その他の方法によって合成ベクトルｖαβ**が含まれる領域を判定することもできる。
【００２７】
例えば、演算部３４は、０≦θｖ＜６０である場合、図３に示すように、基本電圧ベクトルＶ１、Ｖ３を基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙとし、基本電圧ベクトルＶ１、Ｖ３の出力時間比率ζ１、ζ３を出力時間比率ζｘ、ζｙとして演算する。
【００２８】
調整部３５は、リミッタ９０を備え、かかるリミッタ９０により出力時間比率ζｘ、ζｙが下限値ζｔｈよりも小さくならないように、出力時間比率ζｘ、ζｙを調整し、出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍとして出力する。
【００２９】
例えば、調整部３５は、出力時間比率ζｘが下限値ζｔｈよりも小さい場合、下限値ζｔｈを出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍとして出力する。また、調整部３５は、出力時間比率ζｙが下限値ζｔｈよりも小さい場合、下限値ζｔｈを出力時間比率ζｙ＿ｌｉｍとして出力する。
【００３０】
一方、調整部３５は、出力時間比率ζｘが下限値ζｔｈ以上である場合、出力時間比率ζｘを出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍとして出力する。また、調整部３５は、出力時間比率ζｙが下限値ζｔｈ以上である場合、出力時間比率ζｙを出力時間比率ζｙ＿ｌｉｍとして出力する。
【００３１】
補正ベクトル生成部３６は、調整部３５による調整結果に基づいて、補正ベクトルΔｖαβを生成する。補正ベクトルΔｖαβには、αβ軸座標系におけるα軸成分であるα軸補正値Δｖαとβ軸成分であるβ軸補正値Δｖβが含まれる。例えば、補正ベクトル生成部３６は、調整部３５による調整量、例えば、出力時間比率ζｘ、ζｙと出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍとの差に基づいて、補正ベクトルΔｖαβを生成することができる。
【００３２】
かかる補正ベクトルΔｖαβは、調整部３５によって出力時間比率ζｘ、ζｙの少なくとも一つが下限値ζｔｈ以上になるように調整された場合に、かかる調整によって生じる誤差を次の演算周期で補正するように補正ベクトル生成部３６によって生成される。
【００３３】
ＰＷＭ信号出力部３７は、下限値ζｔｈ以上である出力時間比率ζｘ、ζｙに応じた時間Ｔｘ（＝ζｘ×Ｔ）、Ｔｙ（＝ζｙ×Ｔ）で基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙが出力されるように電力変換部１０を制御するＰＷＭ信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎ（以下、ＰＷＭ信号Ｓと記載する場合がある）を生成する。なお、「Ｔ」は、ＰＷＭ制御の変調周期である。
【００３４】
これにより、電力変換部１０から出力される基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙの出力幅を一定以上になるように抑制することができ、電流の検出を安定して行うことができる。また、出力時間比率ζｘ、ζｙ、ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍを演算する毎に、補正ベクトルΔｖαβを次の演算周期で電圧指令ベクトルｖαβ*と合成することで、電力変換部１０から出力される電圧の精度を向上させることができる。以下、制御部２０の構成についてさらに詳細に説明する。
【００３５】
［２．制御部２０］
図４は、図１に示す制御部２０の構成例を示す図である。上述したように、制御部２０は、３相電流検出部３１と、指令生成部３２と、合成部３３と、演算部３４と、調整部３５と、補正ベクトル生成部３６と、ＰＷＭ信号出力部３７とを備えている。以下、ＰＷＭ信号出力部３７、３相電流検出部３１、指令生成部３２、合成部３３、演算部３４、調整部３５、補正ベクトル生成部３６の順に説明する。
【００３６】
［２．１．ＰＷＭ信号出力部３７］
ＰＷＭ信号出力部３７は、図３に示す領域１〜６のうち、合成ベクトルｖαβ**が含まれる領域に対応する複数の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙと基本電圧ベクトルＶ０とに応じた電圧ベクトルパターンで出力する。
【００３７】
図５は、領域１〜６と電圧ベクトルパターンとの関係を示す図である。図５に示すように、ＰＷＭ信号出力部３７は、例えば、０≦θｖ＜６０である場合、Ｖ０→Ｖ１→Ｖ３→Ｖ３→Ｖ１→Ｖ０の順に基本電圧ベクトルが出力されるように電力変換部１０を制御するＰＷＭ信号Ｓを生成する。
【００３８】
ＰＷＭ信号出力部３７は、調整部３５を通過した出力時間比率ζ１＿ｌｉｍで基本電圧ベクトルＶ１が出力され、調整部３５を通過した出力時間比率ζ３＿ｌｉｍで基本電圧ベクトルＶ３が出力されるように、ＰＷＭ信号Ｓを生成する。
【００３９】
なお、図５に示す電圧ベクトルパターンは、ＰＷＭ制御の変調周期Ｔ内において、同一の基本電圧ベクトルが２回出力されるパターンである。したがって、１変調周期Ｔにおいて、Ｔ１（＝ζ１×Ｔ）／２の長さの基本電圧ベクトルＶ１とＴ３（＝ζ３×Ｔ）／２の長さの基本電圧ベクトルＶ３とがそれぞれ２回ずつ電力変換部１０から出力される。
【００４０】
また、ＰＷＭ信号出力部３７は、調整部３５を通過した出力時間比率ζ１＿ｌｉｍ、ζ３＿ｌｉｍに基づいて算出した出力時間比率ζ０で基本電圧ベクトルＶ０が出力されるように、ＰＷＭ信号Ｓを生成する。なお、基本電圧ベクトルＶ１、Ｖ３と同様に、基本電圧ベクトルＶ０は、１変調周期Ｔにおいて、電力変換部１０からＴ０（＝ζ０×Ｔ）／２の長さで２回出力される。
【００４１】
かかるＰＷＭ信号出力部３７は、例えば、下記式（１）の演算によって、基本電圧ベクトルＶ０の出力時間比率ζ０を求めることができる。また、下記式（１）の演算は、ＰＷＭ信号出力部３７ではなく演算部３４によって演算し、演算部３４からＰＷＭ信号出力部３７へ通知することもできる。ＰＷＭ信号出力部３７は、出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍ、ζ０に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓを生成し、かかるＰＷＭ信号Ｓにオンディレイ補正を施したＰＷＭ信号Ｓを出力する。
【数１】
0006369423.tif 000002
【００４２】
図６は、基本電圧ベクトルとＰＷＭ信号と母線電流Ｉｄｃとの関係を示す図である。図６に示すように、ＰＷＭ信号出力部３７は、基本電圧ベクトルＶ１を出力する場合、ＰＷＭ信号Ｓｕｐをアクティブレベル（例えば、Ｈｉｇｈレベル）にし、ＰＷＭ信号Ｓｖｐ、Ｓｗｐをノンアクティブレベル（例えば、Ｌｏｗレベル）にする。
【００４３】
また、ＰＷＭ信号出力部３７は、基本電圧ベクトルＶ３を出力する場合、ＰＷＭ信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐをアクティブレベル（例えば、Ｈｉｇｈレベル）にし、ＰＷＭ信号Ｓｗｐをノンアクティブレベル（例えば、Ｌｏｗレベル）にする。また、ＰＷＭ信号出力部３７は、基本電圧ベクトルＶ０を出力する場合、ＰＷＭ信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐをノンアクティブレベル（例えば、Ｌｏｗレベル）にする。
【００４４】
ＰＷＭ信号出力部３７は、例えば、ＰＷＭ信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐをそれぞれ反転した信号をＰＷＭ信号Ｓｕｎ、Ｓｖｎ、Ｓｗｎとし、かかるＰＷＭ信号Ｓにオンディレイ補正を施して電力変換部１０へＰＷＭ信号Ｓとして出力する。なお、電力変換部１０は、ＰＷＭ信号Ｓを増幅してスイッチング素子Ｓｗへ出力する増幅回路を備えることもできる。
【００４５】
図７は、３相電圧の変調率と領域との関係を示す図である。ＰＷＭ信号出力部３７は、例えば、図７に示すように、出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍに基づき、領域に応じた３相電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗの変調率ζｕ、ζｖ、ζｗを演算することができる。ＰＷＭ信号出力部３７は、例えば、変調率ζｕ、ζｖ、ζｗとアップダウンカウンタのカウンタ値とを比較することで、変調率ζｕ、ζｖ、ζｗに応じたデューティ比のＰＷＭ信号Ｓを生成することができる。
【００４６】
［２．２．３相電流検出部３１］
３相電流検出部３１は、演算部３４によって演算される取得タイミングに基づいて、電流検出部１３によって検出された母線電流Ｉｄｃを取得し、相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを求める。
【００４７】
３相電流検出部３１は、図６に示すように、電力変換部１０から出力される基本電圧ベクトルの種類によって、母線電流Ｉｄｃに基づいて検出される相電流が相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗのうちいずれであるかがわかる。
【００４８】
図８は、合成ベクトルｖαβ**が領域１に含まれる場合において、電力変換部１０から出力される基本電圧ベクトルとＰＷＭ信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐと検出電流との関係例を示す図である。図８に示すように、変調周期Ｔにおいて、基本電圧ベクトルがＶ０→Ｖ１→Ｖ３→Ｖ３→Ｖ１→Ｖ０の順に出力されるように、ＰＷＭ信号Ｓｕｐ、Ｓｖｐ、Ｓｗｐが出力される。
【００４９】
電力変換部１０から基本電圧ベクトルＶ１が出力される場合、電動機３のＵ相からＶ相およびＷ相へ電流が流れる。そのため、この場合に電流検出部１３によって検出される母線電流Ｉｄｃは、相電流ｉｕと一致する。したがって、３相電流検出部３１は、基本電圧ベクトルＶ１が出力されるタイミングで電流検出部１３によって検出される母線電流Ｉｄｃを取得することにより、相電流ｉｕを検出することができる。
【００５０】
また、電力変換部１０から基本電圧ベクトルＶ３が出力される場合、電動機３のＵ相およびＶ相からＷ相へ電流が流れる。そのため、この場合に電流検出部１３によって検出される母線電流Ｉｄｃは、相電流ｉｗの反転値と一致する。したがって、３相電流検出部３１は、基本電圧ベクトルＶ３が出力されるタイミングで電流検出部１３によって検出される母線電流Ｉｄｃを取得し、かかる母線電流Ｉｄｃを反転することにより相電流ｉｗを検出することができる。
【００５１】
同様に、３相電流検出部３１は、基本電圧ベクトルＶ２が出力されるタイミングの母線電流Ｉｄｃを取得して相電流ｉｗを検出し、基本電圧ベクトルＶ４が出力されるタイミングの母線電流Ｉｄｃを取得して相電流ｉｖを検出することができる。また、３相電流検出部３１は、基本電圧ベクトルＶ６が出力されるタイミングの母線電流Ｉｄｃを取得し反転することにより相電流ｉｕを検出し、基本電圧ベクトルＶ５が出力されるタイミングの母線電流Ｉｄｃを取得し反転することにより相電流ｉｖを検出することができる。
【００５２】
このように、各領域では、２つの基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙで２つの相電流を検出することができる。３相電流検出部３１は、例えば、０＝ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗであることを利用して、検出した２つの相電流に基づいて、残りの相電流を検出することができる。３相電流検出部３１は、例えば、合成ベクトルｖαβ**が領域１に含まれる場合において、相電流ｉｕと相電流ｉｗとから相電流ｉｖを検出することができる。
【００５３】
３相電流検出部３１は、電力変換部１０から出力されている基本電圧ベクトルの情報を演算部３４から取得し、母線電流Ｉｄｃに基づいて相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出することができる。例えば、３相電流検出部３１は、電力変換部１０から出力されている基本電圧ベクトルがＶ１である場合に電流検出部１３によって検出される母線電流Ｉｄｃに基づき、相電流ｉｕを検出することができる。
【００５４】
なお、図６に示すように、基本電圧ベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ４が出力された場合の母線電流Ｉｄｃは、正極性の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗであり、以下においては、便宜上、基本電圧ベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ４を正極性基本電圧ベクトルと呼ぶ場合がある。また、基本電圧ベクトルＶ３、Ｖ５、Ｖ６が出力された場合の母線電流Ｉｄｃは、負極性の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗであり、以下においては、便宜上、基本電圧ベクトルＶ３、Ｖ５、Ｖ６を負極性基本電圧ベクトルと呼ぶ場合がある。
【００５５】
［２．３．指令生成部３２］
図４に示すように、指令生成部３２は、加算部５１と、積分部５２と、３相２相変換部５３と、回転座標変換部５４と、電流指令出力部５５と、電流制御部５６と、回転座標変換部５７とを備える。
【００５６】
加算部５１は、周波数指令ｆ*にスリップ周波数ｆｓｌｉｐを加算する。積分部５２は、加算部５１の加算結果を積分して位相θを求める。なお、位相θは、その他の公知の方法を用いて求めることもでき、位相θを検出する構成は、図４に示す構成に限定されない。
【００５７】
３相２相変換部５３は、公知の３相２相変換によって、相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗから、固定座標上の直交した２軸のα軸成分であるα軸電流ｉαとβ軸成分であるβ軸電流ｉβを求める。回転座標変換部５４は、公知のαβ／ｄｑ変換によって、αβ軸座標系の成分であるα軸電流ｉαとβ軸電流ｉβを、位相θに基づき、回転座標系であるｄｑ軸座標系のｄ軸成分であるｄ軸電流ｉｄとｑ軸成分であるｑ軸電流ｉｑへ変換する。
【００５８】
電流指令出力部５５は、ｄ軸電流指令ｉｄ*とｑ軸電流指令ｉｑ*を出力する。電流制御部５６は、ｄ軸電流指令ｉｄ*とｄ軸電流ｉｄとの偏差がゼロになるようにＰＩ（比例積分）制御を行ってｄ軸電圧指令ｖｄ*を生成する。また、電流制御部５６は、ｑ軸電流指令ｉｑ*とｑ軸電流ｉｑとの偏差がゼロになるようにＰＩ制御を行ってｑ軸電圧指令ｖｑ*を生成する。
【００５９】
回転座標変換部５７は、公知のｄｑ／αβ変換によって、ｄｑ軸座標系の成分であるｄ軸電圧指令ｖｄ*およびｑ軸電圧指令ｖｑ*をαβ軸座標系の成分である電圧指令ベクトルｖαβ*へ座標変換を行う。なお、指令生成部３２は、図４に示す構成に限定されず、例えば、電圧指令ベクトルｖαβ*を生成する構成であればよい。
【００６０】
［２．４．合成部３３］
合成部３３は、電圧指令ベクトルｖαβ*に補正ベクトルΔｖαβを合成して合成ベクトルｖαβ**を生成する。かかる合成部３３は、図４に示すように、加算部６１、６２を備え、下記式（２）の演算を行う。
【数２】
0006369423.tif 000003
【００６１】
加算部６１は、α軸電圧指令ｖα*とα軸補正値Δｖαとを加算し、α軸電圧指令ｖα**を求める。加算部６２は、β軸電圧指令ｖβ*とβ軸補正値Δｖβとを加算し、β軸電圧指令ｖβ**を求める。α軸電圧指令ｖα**は、合成ベクトルｖαβ**のα軸成分であり、β軸電圧指令ｖβ**は、合成ベクトルｖαβ**のβ軸成分である。
【００６２】
［２．５．演算部３４］
演算部３４は、合成ベクトルｖαβ**に対応する複数の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙの電力変換部１０からの出力時間比率ζｘ、ζｙを演算する。
【００６３】
演算部３４は、図４に示すように、領域判定部７１と、時間比率演算部７２と、出力ベクトル通知部７３とを備える。領域判定部７１は、合成ベクトルｖαβ**が含まれる領域が領域１〜６（図２、図３参照）のうちいずれの領域に存在するかを判定する。例えば、領域判定部７１は、合成ベクトルｖαβ**の位相θｖを求め、かかる位相θｖに基づいて、合成ベクトルｖαβ**が含まれる領域を判定することができる。
【００６４】
時間比率演算部７２は、領域判定部７１によって判定された領域に対応する複数の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙの出力時間比率ζｘ、ζｙを演算する。「領域に対応する複数の基本電圧ベクトル」は、合成ベクトルｖαβ**を挟む６０度位相差を有する２つの有効電圧ベクトルである基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙである。
【００６５】
ここで、出力時間比率ζｋ（ｋ＝ｘ、ｙ、０）の基本電圧ベクトルＶｋ（ｋ＝ｘ、ｙ、０）の平均値である平均電圧ベクトルｖは、例えば、下記式（３）に示すように表すことができる。なお、基本電圧ベクトルＶ０に代えて基本電圧ベクトルＶ７を用いてもよく、２つの基本電圧ベクトルＶ０、Ｖ７を用いてもよい。
【数３】
0006369423.tif 000004
【００６６】
また、出力時間比率ζｋは、下記式（４）によって表すことができ、出力時間比率ζｘ、ζｙ、ζ０の積算値は、下記式（５）のように表すことができる。なお、式（４）において、「ｔｋ」は、基本電圧ベクトルＶｋの出力時間である。
【数４】
0006369423.tif 000005
【００６７】
図３に示すように、合成ベクトルｖαβ**が領域１に存在する場合、合成ベクトルｖαβ**のα軸成分であるα軸電圧指令ｖα**とβ軸成分であるβ軸電圧指令ｖβ**は、それぞれ下記式（５）のように表すことができる。
【数５】
0006369423.tif 000006
【００６８】
上記式（６）において、「Ｖα１」は、基本電圧ベクトルＶ１のα軸変調率（Ｖα１＝１）であり、「Ｖβ１」は、基本電圧ベクトルＶ１のβ軸変調率（Ｖβ１＝０）である。また、「Ｖα３」は、基本電圧ベクトルＶ３のα軸変調率（Ｖα３＝１／２）であり、「Ｖβ３」は、基本電圧ベクトルＶ３のβ軸変調率（Ｖβ３＝√（３／２））である。
【００６９】
したがって、例えば、出力時間比率ζ１、ζ３は、下記式（７）、（８）のように表すことができる。時間比率演算部７２は、例えば、下記式（７）、（８）の演算を行って、出力時間比率ζ１、ζ３を求めることができる。
【数６】
0006369423.tif 000007
【００７０】
時間比率演算部７２は、合成ベクトルｖαβ**が領域１（図３参照）以外に存在する場合も同様に、基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙのα軸変調率およびβ軸変調率とα軸電圧指令ｖα**およびβ軸電圧指令ｖβ**に基づいて、出力時間比率ζｘ、ζｙを演算することができる。
【００７１】
出力ベクトル通知部７３は、電力変換部１０から出力されている基本電圧ベクトルの情報を３相電流検出部３１へ通知する。これにより、３相電流検出部３１は、母線電流Ｉｄｃが相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗのうちいずれに対応するかを判定することができる。
【００７２】
［２．６．調整部３５］
調整部３５は、リミッタ９０を備える。リミッタ９０は、出力時間比率ζｘ、ζｙが下限値ζｔｈよりも小さくならないように、出力時間比率ζｘ、ζｙを調整し、出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍとして出力する。
【００７３】
例えば、リミッタ９０は、出力時間比率ζｘが下限値ζｔｈよりも小さい場合、下限値ζｔｈを出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍとして出力する。また、リミッタ９０は、出力時間比率ζｙが下限値ζｔｈよりも小さい場合、下限値ζｔｈを出力時間比率ζｙ＿ｌｉｍとして出力する。
【００７４】
一方、リミッタ９０は、出力時間比率ζｘが下限値ζｔｈ以上である場合、出力時間比率ζｘを出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍとして出力する。また、リミッタ９０は、出力時間比率ζｙが下限値ζｔｈ以上である場合、出力時間比率ζｙを出力時間比率ζｙ＿ｌｉｍとして出力する。
【００７５】
［２．７．補正ベクトル生成部３６］
補正ベクトル生成部３６は、調整部３５による調整結果に基づいて、補正ベクトルΔｖαβを生成する。例えば、補正ベクトル生成部３６は、出力時間比率ζｘ、ζｙから出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍを減算し、かかる減算結果に基づいて、補正ベクトルΔｖαβを演算する。補正ベクトルΔｖαβには、αβ軸座標系におけるα軸成分であるα軸補正値Δｖαとβ軸成分であるβ軸補正値Δｖβが含まれる。
【００７６】
かかる補正ベクトル生成部３６は、減算部８１と、補正ベクトル演算部８２とを備える。減算部８１は、出力時間比率ζｘ、ζｙから出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍを減算し、時間比率差分Δζｘ、Δζｙを求める。減算部８１は、例えば、下記式（９）の演算により、時間比率差分Δζｘ、Δζｙを求める。
【数７】
0006369423.tif 000008
【００７７】
次に、補正ベクトル生成部３６は、例えば、下記式（１０）の演算によって、時間比率差分Δζｘ、Δζｙに基づいて、補正ベクトルΔｖαβを求める。なお、下記式（１０）において、「Ｖαｘ」は、基本電圧ベクトルＶｘのα軸成分であり、「Ｖβｘ」は、基本電圧ベクトルＶｘのβ軸成分であり、「Ｖαｙ」は、基本電圧ベクトルＶｙのα軸成分であり、「Ｖβｙ」は、基本電圧ベクトルＶｙのβ軸成分である。
【数８】
0006369423.tif 000009
【００７８】
また、補正ベクトル生成部３６は、直流母線１５の電圧（以下、母線電圧Ｖｄｃと記載する）が変動する場合、予め設定した基準電圧Ｖｄｃｚを考慮して、補正ベクトルΔｖαβを求めることができる。補正ベクトル生成部３６は、例えば、下記式（１１）の演算によって、補正ベクトルΔｖαβを求めることができる。
【数９】
0006369423.tif 000010
【００７９】
ここで、出力時間比率ζｘ、ζｙ、ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍおよび合成ベクトルｖαβ**との関係をαβ軸座標上で説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、ある演算周期における演算結果には、「（０）」の添え字を付し、次の演算周期における演算結果には、「（１）」の添え字を付して説明する。
【００８０】
図９は、合成ベクトルｖαβ（１）**が領域１（図３参照）に存在する場合における合成ベクトルｖαβ（０）**と出力時間比率ζ１（０）、ζ３（０）、ζ１（０）＿ｌｉｍ、ζ３（０）＿ｌｉｍとの関係をαβ軸座標系において表した図である。
【００８１】
図９に示す例では、合成ベクトルｖαβ（０）**から演算される出力時間比率ζ１（０）、ζ３（０）が共に下限値ζｔｈよりも短いため、出力時間比率ζ１（０）＿ｌｉｍ、ζ３（０）＿ｌｉｍが下限値ζｔｈに設定される。これにより、電流検出ができないような短い基本電圧ベクトルが出力されることを抑制することができる。
【００８２】
一方、出力時間比率ζ１（０）、ζ３（０）よりも大きな出力時間比率ζ１（０）＿ｌｉｍ、ζ３（０）＿ｌｉｍで基本電圧ベクトルが電力変換部１０から出力されるため、出力電圧の誤差が生じる。
【００８３】
そこで、補正ベクトル生成部３６は、図１０に示すように、出力時間比率ζ１（０）、ζ３（０）と下限値ζｔｈとの差分である時間比率差分Δζ１（０）、Δζ３（０）を求める。時間比率差分Δζ１（０）は、基本電圧ベクトルＶ６の出力時間比率で表され、時間比率差分Δζ３（０）は、基本電圧ベクトルＶ４の出力時間比率で表される。図１０は、時間比率差分Δζ１（０）、Δζ３（０）で特定される補正ベクトルΔｖαβ（０）と、次の演算周期で演算される電圧指令ベクトルｖαβ（１）*と、合成ベクトルｖαβ（１）**との関係をαβ軸座標系において表した図である。
【００８４】
そして、補正ベクトル生成部３６は、図１０に示すように、時間比率差分Δζ１（０）、Δζ３（０）で特定される補正ベクトルΔｖαβ（０）と、次の演算周期で演算部３４によって演算される電圧指令ベクトルｖαβ（１）*とを合成して、合成ベクトルｖαβ（１）**を求める。これにより、前回の演算周期によって生じる出力電圧の誤差を補正することができ、出力電圧の精度が低下することを抑制することができる。
【００８５】
図１１は、次の演算周期における合成ベクトルｖαβ（１）**と、出力時間比率ζ１（１）、ζ３（１）、ζ１（１）＿ｌｉｍ、ζ３（１）＿ｌｉｍとの関係をαβ軸座標系において表した図である。図１１に示すように、合成ベクトルｖαβ（１）**によって演算される出力時間比率ζ１（１）、ζ３（１）は、共に下限値ζｔｈよりも短いため、出力時間比率ζ１（１）＿ｌｉｍ、ζ３（１）＿ｌｉｍが下限値ζｔｈに設定される。これにより、電流検出ができないような短い基本電圧ベクトルが出力されることを抑制することができる。
【００８６】
補正ベクトル生成部３６は、以降同様の処理を行うことで、電流検出ができないような短い基本電圧ベクトルが出力されることを抑制しつつ、出力電圧の精度低下を精度よく抑制することができる。
【００８７】
ところで、ＰＷＭ信号出力部３７によって変調率ζｕ、ζｖ、ζｗに対し、オンディレイ補正やオン電圧補償を施した場合、基本電圧ベクトルの出力幅が短くなり、相電流の検出を安定して行うことができないおそれがある。
【００８８】
そこで、補正ベクトル生成部３６は、オンディレイ補正やオン電圧補償による変調率ζｕ、ζｖ、ζｗの補償量は、電圧誤差として補正ベクトルΔｖαβに加え、次の演算周期で合成ベクトルｖαβ**として出力することができる。
【００８９】
これにより、３相電圧の変調率ζｕ、ζｖ、ζｗに対してオンディレイ補正やオン電圧補償を行った場合であっても、電流検出ができないような短い基本電圧ベクトルが出力されることを抑制しつつ、出力電圧の精度低下を精度よく抑制することができる。
【００９０】
なお、オンディレイ補正とは、ＰＷＭ信号Ｓがオンからオフになるタイミングを遅延させて上アームと下アームとが共にオンになる状態を回避するオンディレイによって生じる電圧誤差を補償する処理である。また、オン電圧補償とは、電力変換部１０のスイッチング素子Ｓｗのオン電圧降下による電圧誤差を補償する処理である。
【００９１】
３相電圧の変調率ζｕ、ζｖ、ζｗに対してオンディレイ補正を行う場合、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相のうち、スイッチングする２相の電流極性が同極性であると、２相のＰＷＭの幅が一様に増加もしくは減少することから、正極性基本電圧ベクトルの時間比率はオンディレイ補正前後で変わらないが、負極性基本電圧ベクトルの時間比率については、オンディレイ補正分変化が生じる。
【００９２】
また、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相のうち、スイッチングする２相の電流極性が異極性である場合、負極性基本電圧ベクトルについては、同極性の場合と同じであるが、正極性基本電圧ベクトルについては、１相のＰＷＭ幅が増加すると残りの相のＰＷＭ幅が減少することから、同極性の場合に比べ、２倍の変化が生じる。
【００９３】
そこで、補正ベクトル生成部３６は、ＰＷＭ信号出力部３７によってオンディレイ補正が行われる場合、スイッチングを行う相の電流極性を図１２に示すテーブルに基づいて決定する。図１２は、領域と電流極性との関係を示す図である。
【００９４】
図１２に示すように、補正ベクトル生成部３６は、例えば、合成ベクトルｖαβ**が領域１に存在する場合、相電流ｉｕのｓｉｇｎ関数の演算結果をＩｓｉｇ＿ｐとし、相電流ｉｖのｓｉｇｎ関数の演算結果をＩｓｉｇ＿ｎとする。
【００９５】
例えば、補正ベクトル生成部３６は、相電流ｉｕがプラスである場合、Ｉｓｉｇ＿ｐ＝１とし、相電流ｉｕがマイナスである場合、Ｉｓｉｇ＿ｐ＝−１とする。また、補正ベクトル生成部３６は、相電流ｉｖがプラスである場合、Ｉｓｉｇ＿ｎ＝１とし、相電流ｉｖがマイナスである場合、Ｉｓｉｇ＿ｎ＝−１とする。「Ｉｓｉｇ＿ｐ」は、正極性基本電圧ベクトル出力時に変化する相の電流極性であり、「Ｉｓｉｇ＿ｎ」は、負極性基本電圧ベクトル出力時に変化する相の電流極性である。
【００９６】
さらに、補正ベクトル生成部３６は、Ｉｓｉｇ＿ｐとＩｓｉｇ＿ｎとの乗算結果に基づいて、補償係数Ｖｐ＿ｃｏｍｐｋ、Ｖｎ＿ｃｏｍｐｋを決定する。「Ｖｐ＿ｃｏｍｐｋ」は、正極性電圧補償係数であり、「Ｖｎ＿ｃｏｍｐｋ」は、負極性電圧補償係数である。
【００９７】
例えば、補正ベクトル生成部３６は、図１３に示す補償係数テーブルを有しており、Ｉｓｉｇ＿ｐとＩｓｉｇ＿ｎとの乗算結果がゼロ以上である場合、Ｖｐ＿ｃｏｍｐｋ＝０とし、Ｖｎ＿ｃｏｍｐｋ＝１とする。また、補正ベクトル生成部３６は、Ｉｓｉｇ＿ｐとＩｓｉｇ＿ｎとの乗算結果がマイナスである場合、Ｖｐ＿ｃｏｍｐｋ＝２とし、Ｖｎ＿ｃｏｍｐｋ＝１とする。図１３は、補償係数テーブルの一例を示す図である。
【００９８】
また、オン電圧補償についても同様に考えることができるため、オンディレイおよびオン電圧による電圧誤差の時間比率ζｐ＿ｃｏｍｐｋ、ζｎ＿ｃｏｍｐｋは、下記式（１２）に示すように表すことができる。
【数１０】
0006369423.tif 000011
【００９９】
なお、上記式（１２）において、「ＤＴ」は、オンディレイ時間であり、「ｆｃ」は、ＰＷＭ制御の変調周波数である。また、「Ｖｏｎ」は、オン電圧補償電圧値であり、「ζｐ＿ｃｏｍｐｋ」は、正極性電圧ベクトルにおけるオンディレイ補正およびオン電圧による電圧誤差の時間比率であり、「ζｎ＿ｃｏｍｐｋ」は、負極性電圧ベクトルにおけるオンディレイ補正およびオン電圧による電圧誤差の時間比率である。
【０１００】
補正ベクトル生成部３６は、例えば、下記式（１３）の演算により、補正ベクトルΔｖαβを求める。下記式（１３）において、「Ｖαｐ」は、正極性基本電圧ベクトルのα軸成分であり、「Ｖβｐ」は、正極性基本電圧ベクトルのβ軸成分であり、「Ｖαｎ」は、負極性の基本電圧ベクトルのα軸成分であり、「Ｖβｎ」は、負極性の基本電圧ベクトルのβ軸成分である。また、下記式（１３）において、「Δζｐ」は、合成ベクトルｖαβ**に対応する正極性基本電圧ベクトルの出力時間比率のリミッタ９０通過後の出力時間比率であり、「Δζｎ」は、合成ベクトルｖαβ**に対応する負極性基本電圧ベクトルの出力時間比率のリミッタ９０通過後の出力時間比率である。
【数１１】
0006369423.tif 000012
【０１０１】
［３．制御部２０による処理］
図１４は、制御部２０による処理の流れを示すフローチャートである。図１４に示す処理は、例えば、所定の演算周期で繰り返し実行される処理である。
【０１０２】
図１４に示すように、指令生成部３２は、電圧指令ベクトルｖαβ*を生成する（ステップＳ１０）。次に、合成部３３は、電圧指令ベクトルｖαβ*に補正ベクトルΔｖαβを合成して合成ベクトルｖαβ**を生成する（ステップＳ１１）。
【０１０３】
次に、演算部３４は、合成ベクトルｖαβ**に対応する複数の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙの電力変換部１０からの出力時間比率ζｘ、ζｙを演算する（ステップＳ１２）。調整部３５は、出力時間比率ζｘ、ζｙが下限値ζｔｈよりも小さくならないように、出力時間比率ζｘ、ζｙを調整し、出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍとして出力する（ステップＳ１３）。
【０１０４】
ＰＷＭ信号出力部３７は、出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍで基本電圧ベクトルＶｘが出力され、出力時間比率ζｙ＿ｌｉｍで基本電圧ベクトルＶｙが出力されるように、ＰＷＭ信号Ｓを生成する（ステップＳ１４）。補正ベクトル生成部３６は、出力時間比率ζｘ、ζｙから出力時間比率ζｘ＿ｌｉｍ、ζｙ＿ｌｉｍを減算し、かかる減算結果に基づいて、補正ベクトルΔｖαβを演算する（ステップＳ１５）。
【０１０５】
このように、制御部２０は、ステップＳ１０において、電圧指令ベクトルｖαβ*を生成し、ステップＳ１１で、電圧指令ベクトルｖαβ*に補正ベクトルΔｖαβを合成して合成ベクトルｖαβ**を生成する。さらに、制御部２０は、ステップＳ１２、Ｓ１３により、合成ベクトルｖαβ**に応じた複数の基本電圧ベクトルの出力時間を調整し、ステップＳ１５において、ステップＳ１２、Ｓ１３における調整の結果に基づき、補正ベクトルΔｖαβを生成する。制御部２０は、かかる処理を繰り返し実行することで、電力変換部１０から出力される基本電圧ベクトルの出力幅を一定以上になるように抑制しつつ、電力変換部１０から出力される電圧の精度を向上させることができる。
【０１０６】
なお、上述した実施形態では、演算部３４は、基本電圧ベクトルの出力時間の情報として出力時間比率ζｘ、ζｙを演算したが、演算部３４は、基本電圧ベクトルの出力時間の情報として出力時間Ｔｘ（＝Ｔ×ζｘ）、Ｔｙ（＝Ｔ×ζｙ）を演算することもできる。この場合、調整部３５は、出力時間Ｔｘ、Ｔｙが下限値Ｔｔｈよりも小さくならないように、出力時間Ｔｘ、Ｔｙを調整し、出力時間Ｔｘ＿ｌｉｍ、Ｔｙ＿ｌｉｍとして出力する。補正ベクトル生成部３６の減算部８１は、出力時間Ｔｘ、Ｔｙから出力時間Ｔｘ＿ｌｉｍ、Ｔｙ＿ｌｉｍを減算し、時間差分ΔＴｘ（＝Ｔｘ−Ｔｘ＿ｌｉｍ）、ΔＴｙ（＝Ｔｙ−Ｔｙ＿ｌｉｍ）を求める。補正ベクトル生成部３６は、時間差分ΔＴｘ、ΔＴｙとＰＷＭ制御の変調周期Ｔに基づいて、時間比率差分Δζｘ＝（ΔＴｘ／Ｔ）、Δζｙ＝（ΔＴｙ／Ｔ）を演算する。
【０１０７】
また、上述した実施形態では、制御部２０は、複数の基本電圧ベクトルの調整前後の出力時間の情報の差（例えば、出力時間比率ζｘ、ζｙや時間差分ΔＴｘ、ΔＴｙ）に応じた補正ベクトルを生成するが、補正ベクトルの生成はかかる処理に限定されない。すなわち、合成ベクトルｖαβ**そのものによって電力変換部１０から出力される基本電圧ベクトルによる出力電圧と出力時間が調整された基本電圧ベクトルによる出力電圧との差が、次の合成ベクトルｖαβ**で調整されるように、補正ベクトルを生成することができればよい。
【０１０８】
以上のように、実施形態に係る電力変換装置１は、複数のスイッチング素子Ｓｗを有する電力変換部１０と、複数のスイッチング素子Ｓｗを制御する制御部２０（電圧ベクトルの制御装置の一例）とを備える。制御部２０は、指令生成部３２と、合成部３３と、調整部３５と、補正ベクトル生成部３６とを備える。指令生成部３２は、電圧指令ベクトルｖαβ*を生成する。合成部３３は、電圧指令ベクトルｖαβ*に補正ベクトルΔｖαβを合成して合成ベクトルｖαβ**を生成する。調整部３５は、合成ベクトルｖαβ**に対応する複数の基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙ、（複数の電圧ベクトルの一例）の電力変換部１０からの出力時間を調整する。補正ベクトル生成部３６は、調整部３５による調整結果に基づき、補正ベクトルΔｖαβを生成する。
【０１０９】
このように、電圧ベクトルの出力時間を調整することで、電圧ベクトルの出力時間を確保することができ、これにより相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの検出を安定して行うことができる。また、かかる電圧ベクトルの出力時間の調整結果に基づいて補正ベクトルΔｖαβを生成し電圧指令ベクトルｖαβ*と合成することで、電圧ベクトルの出力時間の調整によって生じる電圧誤差を補償することができ、電圧精度の低下を抑制することができる。
【０１１０】
また、補正ベクトル生成部３６は、調整部３５の調整結果として調整部３５による調整量に基づいて、調整量に応じた補正ベクトルΔｖαβを生成する。
【０１１１】
このように、補正ベクトル生成部３６は、調整部３５による調整量に応じた補正ベクトルΔｖαβを生成することから、出力時間の調整によって生じる電圧誤差を精度よく補償することができる。
【０１１２】
また、補正ベクトル生成部３６は、調整部３５による複数の基本電圧ベクトルの調整前後の出力時間の差（例えば、時間比率差分Δζｘ、Δζｙ）を調整部３５による調整量として、補正ベクトルΔｖαβを生成する。
【０１１３】
このように、補正ベクトル生成部３６は、複数の電圧ベクトルの調整前後の出力時間の差に応じた補正ベクトルを生成することから、出力時間の調整によって生じる電圧誤差をより精度よく補償することができる。
【０１１４】
また、演算部３４は、合成ベクトルｖαβ**に対応する複数の基本電圧ベクトルの電力変換部１０からの出力時間の情報として、基本電圧ベクトルＶｘ、Ｖｙの出力時間の情報（例えば、出力時間比率ζｘ、ζｙ）を演算する。調整部３５は、出力時間の情報がそれぞれ下限値（例えば、下限値ζｔｈ）以上になるように調整するリミッタ９０を備える。
【０１１５】
かかるリミッタ９０により電圧ベクトルの出力時間を下限値以上にすることで、電圧ベクトルの出力時間を容易に確保でき、これにより電流の検出を安定して行うことができる。
【０１１６】
また、補正ベクトル生成部３６は、複数の基本電圧ベクトルの出力時間の情報それぞれのリミッタ９０の通過前後の差を調整部３５の調整結果のとして補正ベクトルΔｖαβを生成する。
【０１１７】
このように、補正ベクトル生成部３６は、リミッタ９０の通過前後の差に基づいて補正ベクトルΔｖαβを生成することから、リミッタ９０によって電圧ベクトルの出力時間が調整された場合に、かかる調整結果に応じた補正ベクトルΔｖαβを生成することで、電圧精度の低下を抑制することができる。
【０１１８】
また、出力時間の情報は、例えば、出力時間比率ζｘ、ζｙ（出力時間の比率を示す情報の一例）または出力時間Ｔｘ、Ｔｙ（出力時間を示す情報の一例）である。
【０１１９】
調整される出力時間の情報が出力時間比率ζｘ、ζｙである場合、たとえば、ＰＷＭ制御の変調周期Ｔに応じて下限の比率を設定することによって、出力時間を適切に調整できる。また、調整される出力時間の情報が出力時間Ｔｘ、Ｔｙである場合、ＰＷＭ制御の変調周期Ｔに関わらず、出力時間を適切に調整できる。
【０１２０】
また、電力変換装置１は、ＰＷＭ信号出力部３７（駆動信号生成部の一例）を備える。ＰＷＭ信号出力部３７は、リミッタ９０の通過後の複数の電圧ベクトルの出力時間の情報に基づいて、オンディレイ補正が施され複数のスイッチング素子Ｓｗを駆動するＰＷＭ信号Ｓ（駆動信号の一例）を生成する。補正ベクトル生成部３６は、調整部３５の調整による電圧誤差に加えオンディレイ補正による電圧誤差を補償するように補正ベクトルΔｖαβを生成する。
【０１２１】
これにより、オンディレイ補正に起因する電圧誤差を抑制しつつも、電圧ベクトルの出力時間を容易に確保できる。
【０１２２】
また、補正ベクトル生成部３６は、調整部３５の調整による電圧誤差に加えスイッチング素子Ｓｗのオン電圧による電圧誤差を補償するように補正ベクトルΔｖαβを生成する。
【０１２３】
これにより、スイッチング素子Ｓｗのオン電圧に起因する電圧誤差を抑制しつつも、電圧ベクトルの出力時間を容易に確保できる。
【０１２４】
また、電力変換部１０は、制御部２０による制御によって直流母線１５から供給される直流電力を交流電力へ変換する。補正ベクトル生成部３６は、調整部３５による調整結果と直流電圧変化Ｖｄｃｚ／Ｖｄｃ（直流母線１５の電圧の変化の一例）に基づいて補正ベクトルΔｖαβを生成する。
【０１２５】
これにより、母線電圧Ｖｄｃが変動する場合であっても、かかる変動に基づく電圧誤差を抑制する補正ベクトルΔｖαβを生成することができる。
【０１２６】
上述した電力変換装置１は、電力変換部１０と、指令生成部３２と、「指令生成部３２によって前回生成された電圧指令ベクトルに対応する電圧ベクトルの電力変換部１０からの出力時間を下限値以上になるように調整した場合に当該調整により生じる電圧誤差を補償するように指令生成部３２によって今回生成された電圧指令ベクトルを補正する処理を繰り返し実行する手段（以下、処理手段と記載する）」とを備える。合成部３３、調整部３５および補正ベクトル生成部３６がかかる処理手段の一例である。
【０１２７】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  電力変換装置
２  直流電源
３  電動機
１０  電力変換部
１１  コンデンサ
１２  スイッチング部
１３  電流検出部
１４  電圧検出部
１５、１５ａ、１５ｂ  直流母線
２０  制御部
３１  ３相電流検出部
３２  指令生成部
３３  合成部
３４  演算部
３５  調整部
３６  補正ベクトル生成部
３７  ＰＷＭ信号出力部
５１、６１、６２  加算部
５２  積分部
５４、５７  回転座標変換部
５５  電流指令出力部
５６  電流制御部
７１  領域判定部
７２  時間比率演算部
７３  出力ベクトル通知部
８１  減算部
８２  補正ベクトル演算部
９０  リミッタ
【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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