(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の電圧線と中性線とを有する単相３線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナであって、
前記直流電源の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記インバータは、前記第１の電圧線に接続される第１のレグと、前記中性線に接続される第２のレグと、前記第２の電圧線に接続される第３のレグとを含み、
前記第１、第２および第３のレグの各々は、直列接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を有し、
前記制御部は、
前記第１の電圧線および前記中性線から構成される第１相の第１の電圧値と、前記第２の電圧線および前記中性線から構成される第２相の第２の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、
予め定められた判定基準に基づいて、前記インバータが、前記第１相および前記第２相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には前記基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定する判定手段と、
前記第１および第２の電圧値と前記判定手段の判定結果とに基づいて、前記インバータから前記第１相および前記第２相にそれぞれ出力される電圧を制御する電圧制御手段とを含み、
前記電圧制御手段は、前記インバータが前記状態になる可能性があると前記判定手段により判定された場合、前記他方の相に出力される電圧を大きくするように、前記第２のレグにおける前記第１および第２のスイッチング素子の各々について、当該スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の１周期に対するオン時間の比率を前記インバータに変更させ、
前記制御部は、
前記中性線の電流値、または前記第１の電圧線の電流値および前記第２の電圧線の電流値を受け付ける電流入力手段をさらに含み、
前記中性線の電流値、または前記第１の電圧線の電流値と前記第２の電圧線の電流値との差分が予め定められた範囲内ではない場合、前記判定手段は、前記インバータが前記一方の相には前記基準電圧を出力できるが、前記他方の相には前記基準電圧を出力できない状態になる可能性があると判定する、パワーコンディショナ。
【請求項２】
第１および第２の電圧線と中性線とを有する単相３線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナであって、
前記直流電源の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記インバータは、前記第１の電圧線に接続される第１のレグと、前記中性線に接続される第２のレグと、前記第２の電圧線に接続される第３のレグとを含み、
前記第１、第２および第３のレグの各々は、直列接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を有し、
前記制御部は、
前記第１の電圧線および前記中性線から構成される第１相の第１の電圧値と、前記第２の電圧線および前記中性線から構成される第２相の第２の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、
予め定められた判定基準に基づいて、前記インバータが、前記第１相および前記第２相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には前記基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定する判定手段と、
前記第１および第２の電圧値と前記判定手段の判定結果とに基づいて、前記インバータから前記第１相および前記第２相にそれぞれ出力される電圧を制御する電圧制御手段とを含み、
前記電圧制御手段は、
前記インバータが前記状態になる可能性があると前記判定手段により判定された場合、前記他方の相に出力される電圧を大きくするように、前記第２のレグにおける前記第１および第２のスイッチング素子の各々について、当該スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の１周期に対するオン時間の比率を前記インバータに変更させ、
前記第１および第２の電圧値に基づいて、前記第１相および前記第２相に前記基準電圧を出力するように前記インバータを制御し、
前記電圧制御手段により当該制御が行われている場合、前記第１および第３のレグの各々における前記第１および第２のスイッチング素子のうちの１つのスイッチング素子の前記比率が基準比率以上になったとき、前記判定手段は、前記インバータが前記一方の相には前記基準電圧を出力できるが、前記他方の相には前記基準電圧を出力できない状態になる可能性があると判定する、パワーコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パワーコンディショナに関し、特に、直流電力を単相３線式の交流電力に変換することが可能なパワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭において、環境への影響の少ない太陽電池、リチウムイオン電池等の蓄電池などを備えた分散型電源システムの普及が進んでいる。このような分散型電源システムにおいては、太陽電池などで発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナが用いられる。パワーコンディショナには、商用の交流電力系統と連系して動作するものがある。
【０００３】
商用の交流電力系統では、たとえば単相３線方式が用いられる。単相３線方式では、電圧線Ｕと中性線Ｏとの間（「Ｕ相」とも呼ばれる）、および電圧線Ｖと中性線Ｏとの間（「Ｖ相」とも呼ばれる）にそれぞれ１００Ｖの交流電力が供給される。単相３線式の交流電力系統と連系可能に構成されたパワーコンディショナは、Ｕ相およびＶ相に交流電力を出力可能に構成される。
【０００４】
また、パワーコンディショナは、交流電力系統が利用できなくなった場合には（たとえば、停電時）、交流電力系統から自立して運転する自立運転を開始して、太陽電池などからの直流電力を交流電力に変換してＵ相およびＶ相に出力する。
【０００５】
電力変換に関する技術として、たとえば、特開２０００−２２４８６２号公報（特許文献１）は、電力変換装置を開示している。この電力変換装置は、２組の半導体スイッチ素子の直列接続でなる中性相出力アームを電力変換装置を構成している直流中間回路の正負極間に接続して両素子を交互にオン・オフ動作させ、この中性相出力アームの中間点にリアクトルの一端を接続し、このリアクトルの他端を中性線にして三相４線式の三相交流を得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２４８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、単相３線式電力線に電力を出力するパワーコンディショナの自立運転時においては、Ｕ相に接続される負荷とＶ相に接続される負荷とに偏りがある場合には（不平衡負荷の場合）、中性線に電流が流れてしまい中性線に設けられたリアクトルに電圧が発生してしまう。そのため、中性線電位が所望の電位から外れてしまい、Ｕ相あるいはＶ相に基準（目標）電圧（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）を出力できない場合もある。
【０００８】
特許文献１に開示された技術は、Ｕ相およびＶ相のそれぞれに接続される負荷が不平衡の場合に対する対応策を何ら考慮しておらず、上記のようにＵ相あるいはＶ相に基準電圧を出力できない場合が生じる可能性が高い。
【０００９】
本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、単相３線式電力線における第１相および第２相にそれぞれ接続される負荷が不平衡な場合であっても、各相に所望の電圧を出力することが可能なパワーコンディショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある実施の形態に従うと、第１および第２の電圧線と中性線とを有する単相３線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナが提供される。パワーコンディショナは、直流電源の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータと、インバータを制御する制御部とを備える。インバータは、第１の電圧線に接続される第１のレグと、中性線に接続される第２のレグと、第２の電圧線に接続される第３のレグとを含む。第１、第２および第３のレグの各々は、直列接続された第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子を有する。制御部は、第１の電圧線および中性線から構成される第１相の第１の電圧値と、第２の電圧線および中性線から構成される第２相の第２の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、予め定められた判定基準に基づいて、インバータが、第１相および第２相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定する判定手段と、第１および第２の電圧値と判定手段の判定結果とに基づいて、インバータから第１相および第２相にそれぞれ出力される電圧を制御する電圧制御手段とを含む。電圧制御手段は、インバータが当該状態になる可能性があると判定手段により判定された場合、他方の相に出力される電圧を大きくするように、第２のレグにおける第１および第２のスイッチング素子の各々について、当該スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の１周期に対するオン時間の比率をインバータに変更させる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によると、単相３線式電力線における第１相および第２相にそれぞれ接続される負荷が不平衡な場合であっても、各相に所望の電圧を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの全体構成の概略図である。
【図２】実施の形態１に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図３】Ｕ相およびＶ相にそれぞれ接続される負荷が等しい状態（平衡負荷）を示す図である。
【図４】Ｕ相およびＶ相にそれぞれ接続される負荷が異なる状態（不平衡負荷）を示す図である。
【図５】実施の形態１に従う制御部の構成を示す模式図である。
【図６】実施の形態１に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態２に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図８】実施の形態２に従う制御部の構成を示す模式図である。
【図９】実施の形態２に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図１１】実施の形態３に従う制御部の構成を示す模式図である。
【図１２】実施の形態３に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】実施の形態４に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図１４】実施の形態４に従う制御部の構成を示す模式図である。
【図１５】実施の形態４に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１６】実施の形態５に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図１７】実施の形態５に従う制御部の構成を示す模式図である。
【図１８】実施の形態５に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１４】
［実施の形態１］
＜全体構成＞
図１は、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２が適用される電力供給システムの全体構成の概略図である。
【００１５】
図１を参照して、電力供給システムは、パワーコンディショナ２と、電力線３と、直流電源４と、交流電力系統６と、負荷群３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ（以下「負荷群３００」とも総称する。）とを含む。電力供給システムの一部は、たとえば、住宅やオフィスなどの家屋内に設置される。
【００１６】
電力線３は、電圧線Ｕと中性線Ｏと電圧線Ｖとを含む。電力線３は、図示しない分電盤を介して家屋内に配線され、接地された接地線である中性線Ｏおよび両側の電圧線Ｕ，Ｖのうち、いずれか２本の線間に接続された負荷に電力を供給する。
【００１７】
具体的には、電力線３は、単相３線式電力線である。電圧線Ｕと中性線Ｏとの間（第１相）および電圧線Ｖと中性線Ｏとの間（第２相）には、交流電圧（たとえば、１００Ｖ）が出力（供給）される。電圧線Ｕと電圧線Ｖとの間に出力される交流電圧は、第１相に出力される交流電圧および第２相に出力される交流電圧よりも大きく、たとえば、２００Ｖである。
【００１８】
本開示においては、電圧線Ｕと中性線Ｏとの間、すなわち第１相を、以後「Ｕ相」とも称して図示する。電圧線Ｖと中性線Ｏとの間、すなわち第２相を、以後「Ｖ相」とも称して図示する。
【００１９】
電圧線Ｕ、中性線Ｏおよび電圧線Ｖには、電気機器などが負荷として接続されて使用される。図１に示す例では、電圧線Ｕおよび中性線Ｏから構成されるＵ相（第１相）には、負荷群３００Ａが接続される。電圧線Ｖおよび中性線Ｏから構成されるＶ相（第２相）には、負荷群３００Ｂが接続される。電圧線Ｕおよび電圧線Ｖには、負荷群３００Ｃが接続される。
【００２０】
直流電源４は、直流電力を発生する。直流電源４は、たとえば、太陽電池、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、プラズマ発電装置、キャパシタなど直流電力を発生するものであればよく、特に限定されるものではない。また、直流電源はこれらの組み合わせでもよい。
【００２１】
負荷群３００は、複数の電気機器で構成されている。電気機器は、たとえば、ＡＣ１００Ｖ用の扇風機、掃除機、冷蔵庫、またはＡＣ２００Ｖ用のエアコンなどである。なお、電気機器は、これに限らず、テレビ、パソコン、電子レンジなどであってもよい。本実施の形態では、負荷群３００は、複数の電気機器で構成されているが、単一の電気機器で構成されていてもよい。
【００２２】
パワーコンディショナ２は、直流電源４からの直流電力を、Ｕ相の交流電力およびＶ相の交流電力に変換して、負荷群３００に供給（出力）する。負荷群３００には、交流電力系統６からの単相３線式の交流電力も供給される。
【００２３】
パワーコンディショナ２は、交流電力系統６と連系して負荷群３００に交流電力を供給することができる（連系運転）。連系運転時の交流電力の周波数は商用周波数（たとえば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）である。なお、連系運転においては、パワーコンディショナ２から交流電力系統６に電力が逆潮流されてもよい。
【００２４】
連系運転に替えて、パワーコンディショナ２は、交流電力系統６から自立して負荷群３００に交流電力を供給することもできる（自立運転）。自立運転時の交流電力の周波数は、たとえば商用周波数に近い周波数となるように制御される。自立運転時には、交流電力系統６と、負荷群３００とは、図示しないリレーまたはブレーカなどによって電気的に切離されてもよい。
【００２５】
パワーコンディショナ２は、端子２０１〜２０５を含む。端子２０４および端子２０５には、直流バス１５０を介して直流電源４からの直流電力が入力される。直流バス１５０は、直流電源４から供給される直流電力をパワーコンディショナ２に伝達する電力線である。直流バス１５０は、電力線対である正母線ＰＬおよび負母線ＳＬで構成される。
【００２６】
端子２０４および端子２０５に入力された直流電力は、単相３線式の交流電力に変換されて、端子２０１〜２０３に出力される。端子２０１には、電圧線Ｕが接続される。端子２０２には、中性線Ｏが接続される。端子２０３には、電圧線Ｖが接続される。たとえば、端子２０１と端子２０２との間には、電圧が１００Ｖの交流電力が出力される。端子２０３と端子２０２との間には、電圧が１００Ｖの交流電力が出力される。端子２０１と端子２０３との間には、電圧が２００Ｖの交流電力が出力される。パワーコンディショナ２の詳細な構成については、後に図２を参照してさらに説明する。
【００２７】
交流電力系統６は、単相３線式の商用交流電力系統であり、電力線３を介して電力を家庭に供給する。交流電力系統６は、電圧線Ｕ、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ、すなわちＵ相およびＶ相に接続される。交流電力系統６は、負荷群３００に交流電力を供給する。
【００２８】
＜パワーコンディショナ２Ａの構成＞
図２は、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２Ａの構成を示す図である。図２を参照して、パワーコンディショナ２Ａは、制御部１０Ａと、インバータ２０と、電流センサ４２と、電圧センサ５１，５２と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、端子２０１〜２０５とを含む。なお、パワーコンディショナ２Ａは、図２に示すパワーコンディショナ２と対応するが、他の実施の形態との区別のため、便宜上、追加の符号「Ａ」を付している。これは、実施の形態２〜５においても同様である。
【００２９】
インバータ２０は、制御部１０Ａからのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に応じて、直流バス１５０を介して直流電源４から供給された直流電力を交流電力に変換し、その変換で得られた交流電力を電力線３に出力する。
【００３０】
インバータ２０は、互いに並列接続されたレグ２１、レグ２２およびレグ２３を含む。レグ２１，２２，２３の中点は、それぞれ電圧線Ｕ、中性線Ｏ、電圧線Ｖに接続されている。レグ２１は、上アーム（トランジスタＱ１およびダイオードＤ１）と下アーム（トランジスタＱ２およびダイオードＤ２）とを含む。レグ２２は、上アーム（トランジスタＱ３およびダイオードＤ３）と下アーム（トランジスタＱ４およびダイオードＤ４）とを含む。レグ２３は、上アーム（トランジスタＱ５およびダイオードＤ５）と下アーム（トランジスタＱ６およびダイオードＤ６）とを含む。
【００３１】
トランジスタＱ１，Ｑ２は、直流バス１５０を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２との中間点は、リアクトルＬ１を介して端子２０１に接続される。
【００３２】
トランジスタＱ３，Ｑ４は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ３とトランジスタＱ４との中間点は、リアクトルＬ２を介して端子２０２に接続される。
【００３３】
トランジスタＱ５，Ｑ６は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ５とトランジスタＱ６との中間点は、リアクトルＬ３を介して端子２０３に接続される。
【００３４】
なお、トランジスタＱ１〜Ｑ６として、たとえばＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor）などの電力スイッチング素子が用いられてもよい。
【００３５】
トランジスタＱ１〜Ｑ６は、それぞれ制御部１０Ａからのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に応答してオン／オフする。トランジスタＱ１〜Ｑ６を所定のタイミングでオン／オフさせることにより、直流電源４から供給される直流電力を単相３線式の交流電力に変換することができる。
【００３６】
電流センサ４２は、たとえば端子２０２およびリアクトルＬ２の間に設けられる。電流センサ４２は、中性線Ｏに流れる電流（以下「Ｏ線電流」とも称する。）を検出し、その検出結果は制御部１０Ａに入力される。電流センサ４２の検出結果には、Ｏ線電流の電流値Ｉоを示す情報が含まれる。
【００３７】
電圧センサ５１は、電圧線Ｕと中性線Ｏとの間に接続され、Ｕ相の電圧（以下、単に「Ｕ相電圧」とも称する。）を検出し、その検出結果は制御部１０Ａに入力される。電圧センサ５１の検出結果には、Ｕ相電圧の電圧値Ｖｕを示す情報が含まれる。電圧センサ５２は、電圧線Ｖと中性線Ｏとの間に接続され、Ｖ相の電圧（以下、単に「Ｖ相電圧」とも称する。）を検出し、その検出結果は制御部１０Ａに入力される。電圧センサ５２の検出結果には、Ｖ相電圧の電圧値Ｖｖを示す情報が含まれる。
【００３８】
制御部１０Ａは、パワーコンディショナ２Ａから負荷群３００に供給する電力を制御する。制御部１０Ａは、回路等のハードウェアで実現されてもよいし、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を含み、ＣＰＵが図示しないメモリに格納されたデータおよびプログラムを実行することによって実現される構成であってもよい。
【００３９】
制御部１０Ａは、電流センサ４２から受けた電流値Ｉоと、電圧センサ５１，５２からそれぞれ受けた電圧値Ｖｕ，Ｖｖとに基づいて、後述する制御方式に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成する。そして、制御部１０Ａは、当該スイッチング制御信号をインバータ２０に出力する。
【００４０】
＜制御方式の概要＞
ここでは、図３および図４を参照して、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２の制御方式の概要について説明する。
【００４１】
図３は、Ｕ相およびＶ相にそれぞれ接続される負荷が等しい状態（平衡負荷）を示す図である。図４は、Ｕ相およびＶ相にそれぞれ接続される負荷が異なる状態（不平衡負荷）を示す図である。
【００４２】
なお、図３および図４には、説明の容易化のため、パワーコンディショナ２Ａの構成の一部を図示しないが、これらは上述した図２のように構成されているものとする。以下の説明では、パワーコンディショナ２Ａが自立運転している状態であるとする。また、図３および図４では、電圧線Ｕの電位（以下「Ｕ線電位」と称する）が中性線Ｏの電位（以下「Ｏ線電位」と称する。）よりも高く、Ｏ線電位が電圧線Ｖの電位（以下「Ｖ線電位」）よりも高い状態であるとする。
【００４３】
図３，図４を参照して、Ｕ相には負荷群３００Ａが接続されており、Ｖ相には負荷群３００Ｂが接続されている。また、制御部１０Ａは、Ｕ相およびＶ相にそれぞれＡＣ１００Ｖの電圧が出力されるようにインバータ２０を制御する。
【００４４】
具体的には、制御部１０Ａは、トランジスタＱ３の時比率Ｒ３とトランジスタＱ４の時比率Ｒ４とが同じになるように設定する。制御部１０Ａは、Ｕ相電圧がＡＣ１００ＶになるようにトランジスタＱ１の時比率Ｒ１とトランジスタＱ２の時比率Ｒ２とを設定し、Ｖ相電圧がＡＣ１００ＶになるようにトランジスタＱ５の時比率Ｒ５とトランジスタＱ６の時比率Ｒ６とを設定する。そして、制御部１０Ａは、設定した時比率Ｒ１〜Ｒ６でトランジスタＱ１〜Ｑ６をオン／オフ制御させるスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力する。
【００４５】
時比率とは、スイッチング素子（ここでは、トランジスタ）のオン状態およびオフ状態の１周期（スイッチング周期）に対するオン時間の比率である。ここで、スイッチング周期に対してトランジスタＱ１，Ｑ２がともにオフ状態になる時間（デッドタイム）の比率をＲｄ１とすると、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｄ１＝１の関係が成立する。同様に、スイッチング周期に対してトランジスタＱ３，Ｑ４がともにオフ状態になる時間の比率をＲｄ２とすると、Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒｄ２＝１の関係が成立し、スイッチング周期に対するトランジスタＱ５，Ｑ６がともにオフ状態になる時間の比率をＲｄ３とすると、Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒｄ３＝１の関係が成立する。なお、以下では、説明の容易化のため、比率Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３はすべて同じ比率Ｒｄであるとして説明を行なう。
【００４６】
このとき、図３に示すように、負荷群３００Ａおよび負荷群３００Ｂの負荷量（消費電力量）が等しい場合（たとえば、ともに１ｋｗの場合）には、たとえば、図３中の矢印Ｘｕの方向に１０Ａ（アンペア）のＵ線電流（電圧線Ｕに流れる電流）が流れ、矢印Ｘｖの方向（矢印Ｘｕとは逆方向）に１０ＡのＶ線電流（電圧線Ｖに流れる電流）が流れ、中性線Ｏには電流はほぼ流れない。そのため、直流電源の直流電圧の電圧値Ｖｄｃが３８０Ｖ（ボルト）であるとすると、直流電源の負極側の電位（０ボルト）に対するＯ線電位は概ねＶｄｃ／２＝１９０Ｖとなる。
【００４７】
この場合には、インバータ２０は、Ｕ相およびＶ相に対して、最大１９０Ｖの電圧を出力することが可能である。そのため、制御部１０Ａが時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を適切に設定することにより、インバータ２０は、Ｕ相およびＶ相にＡＣ１００Ｖ（ピーク電圧値が１４１Ｖ）を出力することが可能となる。
【００４８】
次に、図４を参照して、負荷群３００Ａおよび負荷群３００Ｂの負荷量が異なる場合（たとえば、負荷群３００Ａでは３ｋｗ、負荷群３００Ｂでは１ｋｗの場合）について考える。このように、不平衡負荷の場合には、たとえば、図４中の矢印Ｘｕの方向に３０Ａ（アンペア）の電流が流れ、矢印Ｘｖの方向（矢印Ｘｕとは逆方向）に１０ＡのＶ線電流が流れ、Ｕ線電流とＶ線電流との差分である２０Ａ（アンペア）のＯ線電流（中性線Ｏに流れる電流）が矢印Ｘоの方向に流れる。つまり、中性線Ｏに電流が流れてしまうため、中性線Ｏに設けられたリアクトルＬ２において電圧が発生し、Ｏ線電位は、図３のようにＶｄｃ／２＝１９０Ｖにはならず、たとえば、２５０Ｖになる。
【００４９】
この場合には、インバータ２０は、Ｖ相には最大２５０Ｖの電圧を出力することができるが、Ｕ相に対しては最大１３０Ｖの電圧しか出力することができない。つまり、制御部１０Ａが時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６をどのように設定したとしても、インバータ２０は、Ｖ相にはＡＣ１００Ｖを出力できるが、Ｕ相にはＡＣ１００Ｖを出力することができない状態となる。
【００５０】
そこで、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２Ａ（制御部１０Ａ）は、不平衡負荷の場合には一定の中性線電流が流れることを利用して、電流センサ４２から受けた電流値Ｉоが予め定められた電流範囲外であると判定した場合には、インバータ２０がＵ相にもＡＣ１００Ｖを出力できるように、同じ値に設定している時比率Ｒ３と時比率Ｒ４とを変更する。具体的には、制御部１０Ａは、Ｏ線電位を小さくする方向に（すなわち、Ｕ相電圧を大きくする方向に）、時比率Ｒ３と時比率Ｒ４とを変更する。その結果、たとえば、Ｏ線電位が１９０Ｖになった場合には、インバータ２０は、Ｕ相およびＶ相にＡＣ１００Ｖを出力することが可能となる。
【００５１】
＜制御部１０Ａの構成＞
図５は、実施の形態１に従う制御部１０Ａの構成を示す模式図である。図５を参照して、制御部１０Ａは、電圧入力部１１Ａと、電流入力部１２Ａと、判定部１３Ａと、電圧制御部１４Ａとを含む。
【００５２】
電圧入力部１１Ａは、電圧センサ５１により検出されたＵ相電圧の電圧値Ｖｕ、および電圧センサ５２により検出されたＶ相電圧の電圧値Ｖｖの入力を受け付ける。電圧入力部１１Ａは、電圧値Ｖｕ，Ｖｖを電圧制御部１４Ａに送出する。
【００５３】
電流入力部１２Ａは、電流センサ４２により検出されたＯ線電流の電流値Ｉоの入力を受け付ける。電流入力部１２Ａは、電流値Ｉоを判定部１３Ａに送出する。
【００５４】
判定部１３Ａは、インバータ２０が、Ｕ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態（出力不可状態）になる可能性があるか否かを判定する。すなわち、判定部１３Ａは、インバータ２０が、両方の相（Ｕ相およびＶ相）に基準電圧を出力できている状態から、負荷変動の影響により、Ｕ相またはＶ相に基準電圧を出力できない出力不可状態になってしまう（移行する）可能性があるか否かを判定する。具体的には、判定部１３Ａは、電流値Ｉоが予め定められた電流範囲内ではない場合、インバータ２０が出力不可状態になる（移行する）可能性があると判定する。予め定められた電流範囲は、たとえば、過去にインバータ２０が出力不可状態になったときの電流値Ｉоのデータに基づいて、インバータ２０が出力不可状態になる可能性が高い（８０％以上など）電流値Ｉоを予測して設定される。判定部１３Ａは、判定結果を電圧制御部１４Ａに送出する。
【００５５】
電圧制御部１４Ａは、電圧値Ｖｕ，Ｖｖおよび判定結果に基づいて、インバータ２０からＵ相およびＶ相にそれぞれ出力される電圧を制御する。電圧制御部１４Ａは、インバータ２０が出力不可状態になる可能性があると判定部１３Ａにより判定された場合、当該他方の相に出力される電圧を大きくするように、レグ２２のトランジスタＱ３の時比率Ｒ３と、トランジスタＱ４の時比率Ｒ４とをインバータ２０に変更させる。具体的には、電圧制御部１４Ａは、他方の相に出力される電圧を大きくするように変更された時比率Ｒ３，Ｒ４でトランジスタＱ３，Ｑ４をオン／オフさせるスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４をインバータ２０に出力する。
【００５６】
このように、電圧制御部１４Ａは、インバータ２０が出力不可状態になる可能性がある段階で、時比率Ｒ３と時比率Ｒ４とをインバータ２０に変更させるため、インバータ２０が実際に出力不可状態になるのを防ぐことができる。
【００５７】
（電圧制御方式の詳細）
次に、図２を参照して、電圧制御部１４Ａの電圧制御方式についてさらに詳細に説明する。ここでは、電圧制御部１４Ａは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力している。このとき、電圧制御部１４Ａは、時比率Ｒ３，Ｒ４を同じ値に設定している。なお、図２中の矢印の方向をＯ線電流の正方向であるとし、上述した予め定められた電流範囲を−Ｉα〜Ｉα（ただし、Ｉα＞０）とする。
【００５８】
判定部１３Ａは、電流値Ｉоが−Ｉα≦Ｉо≦Ｉαを満たすか否かを判定する。判定部１３Ａは、電流値Ｉоが−Ｉα≦Ｉо≦Ｉαを満たすと判定した場合には、その判定結果を電圧制御部１４Ａに送出する。この場合、電圧制御部１４Ａは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更せずにＵ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにインバータ２０を制御する。なお、電圧制御部１４Ａは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるように、適宜、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を変更（または維持）してもよい。
【００５９】
一方、判定部１３Ａは、電流値Ｉоが−Ｉα≦Ｉо≦Ｉαを満たさない、すなわち、Ｉо＜−ＩαまたはＩо＞Ｉαであると判定した場合には、その判定結果（Ｉо＜−ＩαまたはＩо＞Ｉαを示す情報を含む）を電圧制御部１４Ａに送出する。
【００６０】
電圧制御部１４Ａは、（１）Ｕ線電位≧Ｏ線電位≧Ｖ線電位かつＩо＜−Ｉαの場合には、Ｏ線電位を上げてＶ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４となるように変更し、（２）Ｕ線電位≧Ｏ線電位≧Ｖ線電位かつＩо＞Ｉαの場合には、Ｏ線電位を下げてＵ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４となるように変更する。電圧制御部１４Ａは、（３）Ｕ線電位＜Ｏ線電位＜Ｖ線電位かつＩо＜−Ｉαの場合には、Ｏ線電位を上げてＵ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４となるように変更し、（４）Ｕ線電位＜Ｏ線電位＜Ｖ線電位かつＩо＞Ｉαの場合には、Ｏ線電位を下げてＶ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４となるように変更する。なお、電圧制御部１４Ａは、Ｕ線電位、Ｏ線電位およびＶ線電位の電位関係を、電圧値Ｖｕ，Ｖｖから把握することができる。
【００６１】
電圧制御部１４Ａは、上記（１）〜（４）に応じて、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更してＯ線電位を調整することにより、Ｕ相およびＶ相にバランス良く電圧を出力できるようにする。上記から、電圧制御部１４Ａは、Ｉо＜−Ｉαの場合には時比率Ｒ３を時比率Ｒ４よりも大きくし、Ｉо＞Ｉαの場合には時比率Ｒ３を時比率Ｒ４よりも小さくすることがわかる。
【００６２】
また、電圧制御部１４Ａは、予め定められた値に時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。たとえば、電圧制御部１４Ａは、時比率Ｒ３，Ｒ４が０．４５に設定（比率Ｒｄ２は０．１に設定）されている場合に、時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４とするときには、たとえば、時比率Ｒ３を０．４、時比率Ｒ４を０．５に変更する。また、電圧制御部１４Ａは、時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４とするときには、たとえば、時比率Ｒ３を０．５、時比率Ｒ４を０．４に変更する。
【００６３】
さらに、電圧制御部１４Ａは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更した後に、判定部１３Ａの判定結果をフィードバックして時比率Ｒ３，Ｒ４を変更することもできる。たとえば、上記（２）の場合において、時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４とするために、電圧制御部１４Ａにより時比率Ｒ３が０．４、時比率Ｒ４が０．５に変更されたとする。当該変更によっても、判定部１３ＡがいまだＩо＞Ｉαになっていると判定した場合には、電圧制御部１４Ａは、Ｕ相電圧を大きくするために、時比率Ｒ３を一定値（たとえば、０．０５）ほどさらに小さくし、時比率Ｒ４を一定値（たとえば、０．０５）ほどさらに大きくするように変更する。この結果、時比率Ｒ３，Ｒ４は、それぞれ０．３５，０．５５となる。そして、判定部１３Ａが−Ｉα≦Ｉо≦Ｉαと判定した場合には、電圧制御部１４Ａはその時点での時比率Ｒ３（＝０．３５）、時比率Ｒ４（＝０．５５）を維持する。
【００６４】
すなわち、電圧制御部１４Ａは、インバータ２０がＵ相またはＶ相に基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性がないと判定部１３Ａにより判定されるまで時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。具体的には、電圧制御部１４Ａは、電流値Ｉоが予め定められた範囲−Ｉα〜Ｉαに収まる方向に時比率Ｒ３，Ｒ４を変更していく。
【００６５】
このように、電圧制御部１４Ａは、判定部１３Ａの判定結果をフィードバックして、確実に電流値Ｉоを電流範囲−Ｉα〜Ｉαに収めることにより、インバータ２０にＵ相およびＶ相に基準電圧を出力させることができる。
【００６６】
＜処理手順＞
図６は、実施の形態１に従う制御部１０Ａの処理手順を説明するためのフローチャートである。以下の処理は、所定の制御周期ごとに制御部１０Ａにより実行される。
【００６７】
図６を参照して、制御部１０Ａは、電圧センサ５１，５２によりそれぞれ検出された電圧値Ｖｕ，Ｖｖを取得する（ステップＳ１２）。制御部１０Ａは、電流センサ４２により検出された電流値Ｉоを取得する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２，Ｓ１４の処理は互いに並行して実行されてもよいし、順序を変えて実行されてもよい。
【００６８】
制御部１０Ａは、電流値Ｉоが予め定められた電流範囲内（すなわち、−Ｉα≦Ｉо≦Ｉαを満たす）か否かを判断する（ステップＳ１６）。電流値Ｉоが予め定められた電流範囲外の場合には（ステップＳ１６においてＮＯ）、制御部１０Ａは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する（ステップＳ１８）。具体的には、制御部１０Ａは、上述したような電圧制御方式により時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。そして、制御部１０Ａは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧になるようにインバータ２０を制御する（ステップＳ２０）。具体的には、制御部１０Ａは、変更した時比率Ｒ３，Ｒ４でトランジスタＱ３，Ｑ４をオン／オフさせるスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４と、スイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６とをインバータ２０に出力する。そして、処理は終了する。
【００６９】
電流値Ｉоが予め定められた電流範囲内の場合には（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、制御部１０Ａは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更することなく通常どおり、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧を維持するようにインバータ２０を制御し（ステップＳ２２）、処理を終了する。
【００７０】
［実施の形態２］
実施の形態１では、電流センサ４２を中性線Ｏに設けて、当該電流センサ４２からＯ線電流の電流値Ｉоを取得する構成について説明した。実施の形態２では、電圧線Ｕおよび電圧線Ｖにそれぞれ設けられた電流センサからＵ線電流およびＶ線電流の電流値を取得し、これらの電流値からＯ線電流を求める構成について説明する。
【００７１】
＜パワーコンディショナ２Ｂの構成＞
図７は、実施の形態２に従うパワーコンディショナ２Ｂの構成を示す図である。図７を参照して、パワーコンディショナ２Ｂは、制御部１０Ｂと、インバータ２０と、電流センサ４１，４３と、電圧センサ５１，５２と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、端子２０１〜２０５とを含む。パワーコンディショナ２Ｂは、図２中の制御部１０Ａおよび電流センサ４２の代わりに、それぞれ制御部１０Ｂおよび電流センサ４１，４３を設けた点がパワーコンディショナ２Ａと異なる。それ以外の構成は同一であるためその詳細な説明は繰り返さない。
【００７２】
電流センサ４１は、たとえば端子２０１およびリアクトルＬ１の間に設けられる。電流センサ４１は、Ｕ線電流を検出し、その検出結果は制御部１０Ｂに入力される。電流センサ４１の検出結果には、Ｕ線電流の電流値Ｉｕを示す情報が含まれる。電流センサ４３は、たとえば端子２０３およびリアクトルＬ３の間に設けられる。電流センサ４３は、Ｖ線電流を検出し、その検出結果は制御部１０Ｂに入力される。電流センサ４３の検出結果には、Ｖ線電流の電流値Ｉｖを示す情報が含まれる。
【００７３】
制御部１０Ｂは、電流センサ４１，４３からそれぞれ受けた電流値Ｉｕ，Ｉｖと、電圧センサ５１，５２からそれぞれ受けた電圧値Ｖｕ，Ｖｖとに基づいて、後述する制御方式に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成する。そして、制御部１０Ｂは、当該スイッチング制御信号をインバータ２０に出力する。
【００７４】
＜制御部１０Ｂの構成＞
図８は、実施の形態２に従う制御部１０Ｂの構成を示す模式図である。図８を参照して、制御部１０Ｂは、電圧入力部１１Ｂと、電流入力部１２Ｂと、判定部１３Ｂと、電圧制御部１４Ｂとを含む。電圧入力部１１Ｂおよび電圧制御部１４Ｂは、それぞれ図５中の電圧入力部１１Ａおよび電圧制御部１４Ａと実質的に同一である。
【００７５】
電流入力部１２Ｂは、電流センサ４１により検出されたＵ線電流の電流値Ｉｕ、および電流センサ４３により検出されたＶ線電流の電流値Ｉｖの入力を受け付ける。電流入力部１２Ｂは、電流値Ｉｕ，Ｉｖを判定部１３Ｂに送出する。
【００７６】
判定部１３Ｂは、電流値Ｉｕと電流値Ｉｖとの差分である電流値Ｉоを算出する。そして、判定部１３Ｂは、算出した電流値Ｉоが予め定められた電流範囲内ではない場合、インバータ２０が、Ｕ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があると判定する。判定部１３Ｂは、判定結果を電圧制御部１４Ｂに送出する。なお、電流値Ｉоの算出は、電流入力部１２Ｂにより実行されてもよい。この場合、電流入力部１２Ｂからは算出された電流値Ｉоが判定部１３Ｂに送出される。
【００７７】
このように、実施の形態１の判定部１３Ａは、電流センサ４２により受けた電流値Ｉоを利用して上記判定を行なっていたが、実施の形態２の判定部１３Ｂは、電流センサ４１，４２から受けた電流値Ｉｕ，Ｉｖから算出される電流値Ｉоを利用して上記判定を行なう。
【００７８】
＜処理手順＞
図９は、実施の形態２に従う制御部１０Ｂの処理手順を説明するためのフローチャートである。以下の処理は、所定の制御周期ごとに制御部１０Ｂにより実行される。
【００７９】
図９を参照して、制御部１０Ｂは、電圧センサ５１，５２によりそれぞれ検出された電圧値Ｖｕ，Ｖｖを取得する（ステップＳ３２）。制御部１０Ｂは、電流センサ４１，４２によりそれぞれ検出された電流値Ｉｕ，Ｉｖを取得して（ステップＳ３４）、電流値Ｉｕから電流値Ｉｖを減算した電流値Ｉоを算出する（ステップＳ３５）。なお、図７中の矢印Ｘｕの方向をＵ線電流の正方向、矢印Ｘｖの方向をＶ線電流の正方向、矢印Ｘоの方向をＯ線電流の正方向であるとする。ステップＳ３２と、ステップＳ３４，Ｓ３５との処理は互いに並行して実行されてもよいし、順序を変えて実行されてもよい。
【００８０】
ステップＳ３６〜Ｓ４２の処理は、それぞれ図６中のステップＳ１６〜Ｓ２２の処理と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００８１】
［実施の形態３］
上述した実施の形態１，２では、Ｏ線電流の電流値Ｉоに基づいて、インバータ２０がＵ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があるか否かを判定する構成について説明した。実施の形態３では、電圧値Ｖｕ，Ｖｖに基づいて、当該判定を行なう構成について説明する。
【００８２】
＜パワーコンディショナ２Ｃの構成＞
図１０は、実施の形態３に従うパワーコンディショナ２Ｃの構成を示す図である。図１０を参照して、パワーコンディショナ２Ｃは、制御部１０Ｃと、インバータ２０と、電圧センサ５１，５２と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、端子２０１〜２０５とを含む。パワーコンディショナ２Ｃは、図２中の制御部１０Ａの代わりに制御部１０Ｃを設けた点、および電流センサ４２が存在しない点でパワーコンディショナ２Ａと異なる。それ以外の構成は同一であるためその詳細な説明は繰り返さない。
【００８３】
制御部１０Ｃは、電圧センサ５１，５２からそれぞれ受けた電圧値Ｖｕ，Ｖｖとに基づいて、後述する制御方式に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成する。そして、制御部１０Ｃは、当該スイッチング制御信号をインバータ２０に出力する。
【００８４】
＜制御部１０Ｃの構成＞
図１１は、実施の形態３に従う制御部１０Ｃの構成を示す模式図である。図１１を参照して、制御部１０Ｃは、電圧入力部１１Ｃと、判定部１３Ｃと、電圧制御部１４Ｃとを含む。
【００８５】
電圧入力部１１Ｃは、電圧センサ５１により検出されたＵ相電圧の電圧値Ｖｕ、および電圧センサ５２により検出されたＶ相電圧の電圧値Ｖｖの入力を受け付ける。電圧入力部１１Ｃは、電圧値Ｖｕ，Ｖｖを判定部１３Ｃおよび電圧制御部１４Ｃに送出する。
【００８６】
電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが予め定められた電圧値Ｖ１（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）未満である場合、判定部１３Ｃは、インバータ２０が、Ｕ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があると判定する。具体的には、電圧値Ｖｕが電圧値Ｖ１以上であり、かつ電圧値Ｖｖが電圧値Ｖ１未満である場合、判定部１３Ｃは、Ｕ相には基準電圧を出力できるがＶ相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があると判定する。また、電圧値Ｖｕが電圧値Ｖ１未満であり、かつ電圧値Ｖｖが電圧値Ｖ１以上である場合、判定部１３Ｃは、Ｖ相には基準電圧を出力できるがＵ相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があると判定する。たとえば、予め定められた電圧値Ｖ１は、過去にインバータ２０が出力不可状態になったときの相電圧値（電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖ）のデータに基づいて、インバータ２０が出力不可状態になる可能性が高い（８０％以上など）相電圧値を予測して設定される。
【００８７】
電圧制御部１４Ｃは、電圧値Ｖｕ，Ｖｖおよび判定結果に基づいて、時比率Ｒ３，時比率Ｒ４を変更して、インバータ２０からＵ相およびＶ相にそれぞれ出力される電圧を制御する点については電圧制御部１４Ａと同じである。
【００８８】
（電圧制御方式の詳細）
図１０を参照して、電圧制御部１４Ｃの電圧制御方式について詳細に説明する。ここでは、電圧制御部１４Ｃは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力している。このとき、電圧制御部１４Ｃは、時比率Ｒ３，Ｒ４を同じ値に設定している。
【００８９】
判定部１３Ｃは、電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが電圧値Ｖ１未満であるか否かを判定する。判定部１３Ｃは、電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖのいずれも電圧値Ｖ１未満ではないと判定した場合には、その判定結果を電圧制御部１４Ｃに送出する。この場合、電圧制御部１４Ｃは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更せずにＵ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにインバータ２０を制御する。なお、電圧制御部１４Ａは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるように、適宜、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を変更（または維持）してもよい。
【００９０】
一方、判定部１３Ｃは、電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが電圧値Ｖ１未満である、すなわち、Ｖｕ≧Ｖ１かつＶｖ＜Ｖ１、またはＶｕ＜Ｖ１かつＶｖ≧Ｖ１であると判定した場合には、その判定結果（Ｖｕ≧Ｖ１かつＶｖ＜Ｖ１、またはＶｕ＜Ｖ１かつＶｖ≧Ｖ１を示す情報を含む）を電圧制御部１４Ｃに送出する。なお、電圧値Ｖｕ，Ｖｖおよび電圧値Ｖ１は交流電圧値であるとする。
【００９１】
電圧制御部１４Ｃは、（１）Ｕ線電位≧Ｏ線電位≧Ｖ線電位かつＶｕ＜Ｖ１かつＶｖ≧Ｖ１の場合には、Ｏ線電位を下げてＵ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４となるように変更し、（２）Ｕ線電位≧Ｏ線電位≧Ｖ線電位かつＶｕ≧Ｖ１かつＶｖ＜Ｖ１の場合には、Ｏ線電位を上げてＶ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４となるように変更する。電圧制御部１４Ｃは、（３）Ｕ線電位＜Ｏ線電位＜Ｖ線電位かつＶｕ＜Ｖ１かつＶｖ≧Ｖ１の場合には、Ｏ線電位を上げてＵ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４となるように変更し、（４）Ｕ線電位＜Ｏ線電位＜Ｖ線電位かつＶｕ≧Ｖ１かつＶｖ＜Ｖ１の場合には、Ｏ線電位を下げてＶ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４となるように変更する。
【００９２】
電圧制御部１４Ｃは、（１）〜（４）の場合に応じて上記のように時比率Ｒ３，Ｒ４を変更してＯ線電位を調整することにより、Ｕ相およびＶ相にバランス良く電圧を出力できるようにする。なお、電圧制御部１４Ｃは、電圧制御部１４Ａと同じように予め定められた値に時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。
【００９３】
また、電圧制御部１４Ｃは、電圧制御部１４Ａと同じように、判定部１３Ｃの判定結果をフィードバックすることもできる。具体的には、電圧制御部１４Ｃは、電圧値ＶｕまたはＶｖが電圧値Ｖ１以上になる方向に時比率Ｒ３，Ｒ４を変更していく。たとえば、上記（１）において、電圧制御部１４Ｃにより時比率Ｒ３を０．４、時比率Ｒ４を０．５に変更した場合でも、判定部１３ＣがＶｕ＜Ｖ１かつＶｖ≧Ｖ１であると判定したときには、電圧制御部１４Ｃは、Ｕ相電圧を大きくするために、時比率Ｒ３をさらに小さくして０．３５とし，時比率Ｒ４をさらに大きくして０．５５とする。そして、判定部１３Ｃが電圧値Ｖｕ，Ｖｖがともに電圧値Ｖ１以上と判定した場合には、電圧制御部１４Ｃはその時点での時比率Ｒ３、時比率Ｒ４を維持する。
【００９４】
＜処理手順＞
図１２は、実施の形態３に従う制御部１０Ｃの処理手順を説明するためのフローチャートである。以下の処理は、所定の制御周期ごとに制御部１０Ｃにより実行される。
【００９５】
図１２を参照して、制御部１０Ｃは、電圧センサ５１，５２によりそれぞれ検出された電圧値Ｖｕ，Ｖｖを取得する（ステップＳ５４）。
【００９６】
制御部１０Ｃは、電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが電圧値Ｖ１未満か否かを判断する（ステップＳ５６）。電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが電圧値Ｖ１未満の場合には（ステップＳ５６においてＮＯ）、制御部１０Ｃは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する（ステップＳ５８）。具体的には、制御部１０Ｃは、上述したような電圧制御方式により時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。そして、制御部１０Ｃは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧になるようにインバータ２０を制御する（ステップＳ６０）。具体的には、制御部１０Ｃは、変更した時比率Ｒ３，Ｒ４でトランジスタＱ３，Ｑ４をオン／オフさせるスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４と、スイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６とをインバータ２０に出力する。
【００９７】
電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖのいずれも電圧値Ｖ１未満ではない場合には（ステップＳ５６においてＮＯ）、制御部１０Ｃは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更することなく通常どおり、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧を維持するようにインバータ２０を制御する（ステップＳ６２）。
【００９８】
［実施の形態４］
実施の形態４では、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６に基づいて、インバータ２０がＵ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があるか否かを判定する構成について説明する。
【００９９】
＜パワーコンディショナ２Ｄの構成＞
図１３は、実施の形態４に従うパワーコンディショナ２Ｄの構成を示す図である。図１３を参照して、パワーコンディショナ２Ｄは、制御部１０Ｄと、インバータ２０と、電圧センサ５１，５２と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、端子２０１〜２０５とを含む。パワーコンディショナ２Ｄは、図１０中の制御部１０Ｃの代わりに制御部１０Ｄを設けた点でパワーコンディショナ２Ｃと異なる。それ以外の構成は同一であるためその詳細な説明は繰り返さない。
【０１００】
＜制御部１０Ｄの構成＞
図１４は、実施の形態４に従う制御部１０Ｄの構成を示す模式図である。図１４を参照して、制御部１０Ｄは、電圧入力部１１Ｄと、判定部１３Ｄと、電圧制御部１４Ｄとを含む。電圧入力部１１Ｄは、図５中の電圧入力部１１Ａと実質的に同一である。
【０１０１】
電圧制御部１４Ｄが、電圧値Ｖｕ，Ｖｖに基づいてＵ相およびＶ相に基準電圧を出力するようにインバータ２０を制御している場合、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のうちのいずれかが基準比率Ｒｓ以上になったとき、判定部１３Ｄは、インバータ２０が一方の相には基準電圧を出力でき、他方の相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があると判定する。
【０１０２】
具体的には、電圧制御部１４Ｄは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更することなく時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を変更することによりＵ相およびＶ相に基準電圧を出力する。ここで、図４で説明したように不平衡負荷のときに、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更せずにＵ相およびＶ相への基準電圧を維持するためには、Ｕ線電位を正方向あるいは負方向に大きくするか、Ｖ線電位を正方向あるいは負方向に大きくする必要がある。
【０１０３】
すなわち、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６のいずれかをスイッチング期間中ほとんどＯＮ状態にする必要がある。これは、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のいずれかが基準比率Ｒｓ以上になることを意味する。基準比率Ｒｓは、１からデッドタイムの比率Ｒｄを減算した値（１−Ｒｄ）近傍に設定される（ただし、Ｒｓ＜１−Ｒｄ）。Ｒｄが０．１である場合には、たとえば、基準比率Ｒｓは０．８〜０．９などに適宜設定される。なお、基準比率Ｒｓは、たとえば、過去にインバータ２０が出力不可状態になったときの時比率のデータに基づいて、インバータ２０が出力不可状態になる可能性が高い（８０％以上など）時比率を予測して設定されてもよい。
【０１０４】
そこで、判定部１３Ｄは、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のうちのいずれかが基準比率Ｒｓ以上になった場合には、Ｕ相またはＶ相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があると判定する。なお、判定部１３Ｄは、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６がどのように変動しているかを常時監視しておく。
【０１０５】
電圧制御部１４Ｄは、時比率Ｒ１または時比率Ｒ５が基準比率Ｒｓ以上になった場合、時比率Ｒ３を時比率Ｒ４よりも小さくするようにインバータ２０に指示し、時比率Ｒ２または時比率Ｒ６が基準比率Ｒｓ以上になった場合、時比率Ｒ３を時比率Ｒ４よりも大きくするようにインバータ２０に指示する。
【０１０６】
（電圧制御方式の詳細）
図１３を参照して、電圧制御部１４Ｄの電圧制御方式について詳細に説明する。ここでは、電圧制御部１４Ｄは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力している。このとき、電圧制御部１４Ｄは、時比率Ｒ３，Ｒ４を同じ値に設定している。
【０１０７】
判定部１３Ｄは、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のうちのいずれかが基準比率Ｒｓ以上になったか否かを判定する。判定部１３Ｄは、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のうちのいずれかが基準比率Ｒｓ未満であると判定した場合には、その判定結果を電圧制御部１４Ｄに送出する。この場合、電圧制御部１４Ｄは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更せずにＵ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにインバータ２０を制御する。なお、電圧制御部１４Ａは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるように、適宜、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を変更（または維持）してもよい。
【０１０８】
一方、判定部１３Ｄは、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のうちのいずれかが基準比率Ｒｓ以上であると判定した場合には、その判定結果（時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のうちのどの時比率が基準比率Ｒｓ以上なのかを示す情報を含む）を電圧制御部１４Ｄに送出する。
【０１０９】
電圧制御部１４Ｄは、（１）Ｒ１≧Ｒｓの場合には、Ｏ線電位を下げてＵ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４となるように変更し、（２）Ｒ２≧Ｒｓの場合には、Ｏ線電位を上げてＵ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４となるように変更する。電圧制御部１４Ｃは、（３）Ｒ５≧Ｒｓの場合には、Ｏ線電位を下げてＶ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４となるように変更し、（４）Ｒ６≧Ｒｓの場合には、Ｏ線電位を上げてＶ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４となるように変更する。
【０１１０】
電圧制御部１４Ｄは、（１）〜（４）の場合に応じて上記のように時比率Ｒ３，Ｒ４を変更してＯ線電位を調整することにより、Ｕ相およびＶ相にバランス良く電圧を出力できるようにする。なお、電圧制御部１４Ｄは、電圧制御部１４Ａと同じように予め定められた値に時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。
【０１１１】
また、電圧制御部１４Ｄは、電圧制御部１４Ａと同じように、判定部１３Ｄの判定結果をフィードバックすることもできる。具体的には、電圧制御部１４Ｄは、基準比率Ｒｓ以上となった時比率をＲｓ未満にしても、インバータ２０がＵ相およびＶ相に基準電圧を出力できるように時比率Ｒ３，Ｒ４を変更していく。たとえば、上記（１）において、電圧制御部１４Ｄにより時比率Ｒ３を０．４、時比率Ｒ４を０．５に変更した場合でも、判定部１３ＤがＲ１≧Ｒｓであると判定したときには、電圧制御部１４Ｄは、Ｕ相電圧を大きくするために、時比率Ｒ３をさらに小さくして０．３５とし，時比率Ｒ４をさらに大きくして０．５５とする。そして、判定部１３ＤがＲｓ＜Ｒ１と判定した場合には、電圧制御部１４Ｄはその時点での時比率Ｒ３、時比率Ｒ４を維持する。
【０１１２】
＜処理手順＞
図１５は、実施の形態４に従う制御部１０Ｄの処理手順を説明するためのフローチャートである。制御部１０Ｄは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧になるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力しているとする。以下の処理は、所定の制御周期ごとに制御部１０Ｄにより実行される。
【０１１３】
図１５を参照して、制御部１０Ｄは、電圧センサ５１，５２によりそれぞれ検出された電圧値Ｖｕ，Ｖｖを取得する（ステップＳ７４）。
【０１１４】
制御部１０Ｄは、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のいずれかが基準比率Ｒｓ以上になったか否かを判断する（ステップＳ７６）。時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のいずれかが基準比率Ｒｓ以上である場合には（ステップＳ７６においてＮＯ）、制御部１０Ｄは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する（ステップＳ７８）。具体的には、制御部１０Ｄは、上述したような電圧制御方式により時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。
【０１１５】
そして、制御部１０Ｄは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧になるようにインバータ２０を制御する（ステップＳ８０）。具体的には、制御部１０Ｄは、変更した時比率Ｒ３，Ｒ４でトランジスタＱ３，Ｑ４をオン／オフさせるスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４と、スイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６とをインバータ２０に出力する。
【０１１６】
時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６のいずれも基準比率Ｒｓ未満である場合には（ステップＳ７６においてＮＯ）、制御部１０Ｄは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更することなく通常どおり、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧を維持するようにインバータ２０を制御する（ステップＳ８２）。
【０１１７】
［実施の形態５］
実施の形態５では、直流電源４の負極側に対するＯ線電位を測定し、その測定電圧値に基づいて、インバータ２０がＵ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があるか否かを判定する構成について説明する。
【０１１８】
＜パワーコンディショナ２Ｅの構成＞
図１６は、実施の形態５に従うパワーコンディショナ２Ｅの構成を示す図である。図１６を参照して、パワーコンディショナ２Ｅは、制御部１０Ｅと、インバータ２０と、電圧センサ５１，５２，５３と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、端子２０１〜２０５とを含む。パワーコンディショナ２Ｅは、図１０中の制御部１０Ｃの代わりに制御部１０Ｅを設けた点、および電圧センサ５３が追加されている点でパワーコンディショナ２Ｃと異なる。それ以外の構成は同一であるためその詳細な説明は繰り返さない。
【０１１９】
電圧センサ５３は、中性線Ｏと直流電源４の負極側との間に接続され、直流電源４の負極側に対する中性線Ｏの電位（すなわち、中性線Ｏと直流電源４の負極側との間の電圧値Ｖо）を検出し、その検出結果は制御部１０Ｅに入力される。電圧センサ５３の検出結果には、電圧値Ｖоを示す情報が含まれる。
【０１２０】
制御部１０Ｅは、電圧センサ５１，５２，５３からそれぞれ受けた電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖоに基づいて、後述する制御方式に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、当該スイッチング制御信号をインバータ２０に出力する。
【０１２１】
＜制御部１０Ｅの構成＞
図１７は、実施の形態５に従う制御部１０Ｅの構成を示す模式図である。図１７を参照して、制御部１０Ｅは、電圧入力部１１Ｅと、判定部１３Ｅと、電圧制御部１４Ｅとを含む。
【０１２２】
電圧入力部１１Ｅは、電圧センサ５１により検出された電圧値Ｖｕ、電圧センサ５２により検出された電圧値Ｖｖ、および電圧センサ５３により検出された電圧値Ｖｖの入力を受け付ける。電圧入力部１１Ｅは、電圧値Ｖоを判定部１３Ｅに送出し、電圧値Ｖｕ，Ｖｖを電圧制御部１４Ｅに送出する。
【０１２３】
判定部１３Ｅは、電圧値Ｖоに基づいて、インバータ２０が、Ｕ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない出力不可状態になる可能性があるか否かを判定する。具体的には、判定部１３Ｅは、電圧値Ｖоが予め定められた電圧範囲内ではない場合、インバータ２０が出力不可状態になる可能性があると判定する。判定部１３Ｅは、判定結果を電圧制御部１４Ｅに送出する。たとえば、予め定められた電圧範囲は、過去にインバータ２０が出力不可状態になったときの電圧値Ｖоのデータに基づいて、インバータ２０が出力不可状態になる可能性が高い（８０％以上など）電圧値Ｖｏを予測して設定される。
【０１２４】
電圧制御部１４Ｅは、電圧値Ｖｕ，Ｖｖおよび判定結果に基づいて、時比率Ｒ３，時比率Ｒ４を変更して、インバータ２０からＵ相およびＶ相にそれぞれ出力される電圧を制御する点については電圧制御部１４Ｃと同じである。
【０１２５】
（電圧制御方式の詳細）
図１６を参照して、電圧制御部１４Ｅの電圧制御方式について詳細に説明する。ここでは、電圧制御部１４Ｅは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力している。このとき、電圧制御部１４Ｅは、時比率Ｒ３，Ｒ４を同じ値に設定している。
【０１２６】
ここで、直流電源４の直流電圧値をＶｄｃ（＞０）、Ｕ相およびＶ相の基準電圧のピーク値をＶｐ（＞０）とし、上述した予め定められた電圧範囲をＶｐ〜（Ｖｄｃ−Ｖｐ）とする。なお、予め定められた電圧範囲はＶｄｃ／２を含む。ここで、直流電源４の電圧値Ｖｄｃは、既知の情報として予め図示しないメモリに格納されている。あるいは、電圧入力部１１Ｅが、直流バス１５０の正母線ＰＬおよび負母線ＳＬ間に設けられた電圧センサから電圧値Ｖｄｃを受け付けてもよい。電圧制御部１４Ｅは、メモリまたは電圧入力部１１Ｅから電圧値Ｖｄｃを取得する。
【０１２７】
判定部１３Ｅは、電圧値ＶоがＶｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）を満たすか否かを判定する。判定部１３Ｅは、電圧値ＶоがＶｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）を満たすと判定した場合には、その判定結果を電圧制御部１４Ｅに送出する。この場合、電圧制御部１４Ｅは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更せずにＵ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるようにインバータ２０を制御する。なお、電圧制御部１４Ｅは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧がＡＣ１００Ｖになるように、適宜、時比率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を変更（または維持）してもよい。
【０１２８】
一方、判定部１３Ｅは、電圧値ＶоがＶｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）を満たさない、すなわち、Ｖо＜ＶｐまたはＶо＞（Ｖｄｃ−Ｖｐ）であると判定した場合には、その判定結果（Ｖо＜ＶｐまたはＶо＞（Ｖｄｃ−Ｖｐ）を示す情報を含む）を電圧制御部１４Ｅに送出する。
【０１２９】
電圧制御部１４Ｅは、（１）Ｖо＜Ｖｐの場合には、Ｏ線電位を上げてＶ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＞時比率Ｒ４となるように変更し、（２）Ｖо＞（Ｖｄｃ−Ｖｐ）の場合には、Ｏ線電位を下げてＵ相電圧を大きくするために時比率Ｒ３＜時比率Ｒ４となるように変更する。
【０１３０】
電圧制御部１４Ｅは、（１）および（２）の場合に応じて上記のように時比率Ｒ３，Ｒ４を変更してＯ線電位を調整することにより、Ｕ相およびＶ相にバランス良く電圧を出力できるようにする。なお、電圧制御部１４Ｅは、電圧制御部１４Ａと同じように予め定められた値に時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。
【０１３１】
また、電圧制御部１４Ｅは、電圧制御部１４Ａと同じように、判定部１３Ｅの判定結果をフィードバックすることもできる。具体的には、電圧制御部１４Ｅは、電圧値ＶоがＶｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）に収まる方向に時比率Ｒ３，Ｒ４を変更していく。たとえば、上記（１）において、電圧制御部１４Ｅにより時比率Ｒ３を０．５、時比率Ｒ４を０．４に変更した場合でも、判定部１３ＥがＶо＜Ｖｐであると判定したときには、電圧制御部１４Ｅは、Ｖ相電圧を大きくするために、時比率Ｒ３をさらに大きくして０．５５とし，時比率Ｒ４をさらに小さくして０．３５とする。そして、判定部１３ＥがＶｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）と判定した場合には、電圧制御部１４Ｅはその時点での時比率Ｒ３、時比率Ｒ４を維持する。
【０１３２】
上記では、判定部１３Ｅは、電圧値ＶоがＶｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）を満たすか否かを判定する構成について説明したが、電圧値Ｖоが予め定められた電圧値（たとえば、Ｖｄｃ／２）であるか否かを判定する構成であってもよい。この場合、電圧制御部１４Ｅは、電圧値ＶｏがＶｄｃ／２になるように時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。
【０１３３】
＜処理手順＞
図１８は、実施の形態５に従う制御部１０Ｅの処理手順を説明するためのフローチャートである。以下の処理は、所定の制御周期ごとに制御部１０Ｅにより実行される。
【０１３４】
図１８を参照して、制御部１０Ｅは、電圧センサ５１，５２，５３によりそれぞれ検出された電圧値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖоを取得する（ステップＳ９４）。
【０１３５】
制御部１０Ｅは、電圧値Ｖоが予め定められた電圧範囲内（すなわち、Ｖｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）を満たす）か否かを判断する（ステップＳ９６）。電圧値Ｖоが予め定められた電圧範囲内の場合には（ステップＳ９６においてＹＥＳ）、制御部１０Ｅは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する（ステップＳ９８）。具体的には、制御部１０Ｅは、上述したような電圧制御方式により時比率Ｒ３，Ｒ４を変更する。そして、制御部１０Ａは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧になるようにインバータ２０を制御する（ステップＳ１００）。
【０１３６】
電圧値Ｖоが予め定められた電圧範囲内の場合には（ステップＳ９６においてＮＯ）、制御部１０Ｅは、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更することなく通常どおり、Ｕ相電圧およびＶ相電圧が基準電圧を維持するようにインバータ２０を制御する（ステップＳ１０２）。
【０１３７】
なお、上記の実施の形態５では、制御部１０Ｅは、直流電源４の負極側に対するＯ線電位の測定電圧値に基づいて、インバータ２０が出力不可状態になる可能性があるか否かを判定する構成について説明したが、当該構成に限られない。たとえば、制御部１０Ｅは、負極側に対するＯ線電位ではなく、正極側あるいはその中点電位に対するＯ線電位を測定することにより、インバータ２０が出力不可状態になる可能性があるか否かを判定する構成であってもよい。
【０１３８】
［まとめ］
本発明の実施の形態は次のように要約することができる。
【０１３９】
（１）  電圧線Ｕ、電圧線Ｖおよび中性線Ｏを有する単相３線式の電力線３と、直流電源４とに接続されるパワーコンディショナ２Ａは、直流電源４の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータ２０と、インバータ２０を制御する制御部１０とを備える。インバータ２０は、電圧線Ｕに接続されるレグ２１と、中性線Ｏに接続されるレグ２２と、電圧線Ｖに接続されるレグ２３とを含む。レグ２１、レグ２２およびレグ２３は、それぞれ直列接続されたトランジスタＱ１，Ｑ２、トランジスタＱ３，Ｑ４、およびトランジスタＱ５，Ｑ６を有する。制御部１０は、電圧線Ｕおよび中性線Ｏから構成されるＵ相の電圧値Ｖｕと、電圧線Ｖおよび中性線Ｏから構成されるＶ相の電圧値Ｖｖとを受け付ける電圧入力部と、予め定められた判定基準（実施の形態１〜５における判定部１３Ａ〜１３Ｅにより採用される判定方式）に基づいて、インバータ２０が、Ｕ相およびＶ相のうちの一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定する判定部と、電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖと判定部の判定結果とに基づいて、インバータ２０からＵ相およびＶ相にそれぞれ出力される電圧を制御する電圧制御部とを含む。電圧制御部は、インバータ２０が当該状態であると判定部により判定された場合、他方の相に出力される電圧を大きくするように、レグ２２におけるトランジスタＱ３，Ｑ４の各々について、当該スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の１周期に対するオン時間の時比率Ｒ３，Ｒ４をインバータ２０に変更させる。
【０１４０】
上記構成によると、時比率Ｒ３，Ｒ４を変更してＯ線電位を調整することにより、電力線３におけるＵ相およびＶ相にそれぞれ接続される負荷群３００Ａおよび負荷群３００Ｂの負荷が不平衡な場合であっても、Ｕ相およびＶ相に基準電圧を出力することができる。
【０１４１】
（２）  制御部１０Ａは、中性線Ｏの電流値Ｉоを受け付ける電流入力部１２Ａをさらに含む。電流値Ｉоが−Ｉα≦Ｉо≦Ｉαではない場合、判定部１３Ａは、インバータ２０が一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態になる可能性があると判定する。
【０１４２】
上記構成によると、負荷が不平衡の場合にはＯ線電流が流れることを利用して、インバータ２０がＵ相またはＶ相に基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定することができる。
【０１４３】
（３）  制御部１０Ｂは、電圧線Ｕの電流値Ｉｕと電圧線Ｖの電流値Ｉｖとを受け付ける電流入力部１２Ｂをさらに含む。電流値Ｉｕと電流値Ｉｖとの差分である中性線Ｏの電流値Ｉоが−Ｉα≦Ｉо≦Ｉαではない場合、判定部１３Ｂは、インバータ２０が一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態になる可能性があると判定する。
【０１４４】
上記構成によると、負荷が不平衡の場合にはＯ線電流が流れることを利用して、インバータ２０がＵ相またはＶ相に基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定することができる。
【０１４５】
（４）  電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが予め定められた電圧値Ｖ１未満である場合、判定部１３Ｃは、インバータ２０が一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態になる可能性があると判定する。
【０１４６】
上記構成によると、Ｕ相およびＶ相の電圧値を受け付けて、インバータ２０がＵ相またはＶ相に基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定する。これにより、電流センサを用いることなく当該判定が可能となる。
【０１４７】
（５）  電圧入力部１１Ｅは、中性線Ｏと直流電源４の負極側との間の電圧値Ｖоの入力をさらに受け付ける。電圧値ＶоがＶｐ≦Ｖо≦（Ｖｄｃ−Ｖｐ）ではない場合、判定部１３Ｅは、インバータ２０が一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態になる可能性があると判定する。
【０１４８】
上記構成によると、直流電源４の負極側に対する中性線Ｏの電圧値を直接受け付けて、インバータ２０がＵ相またはＶ相に基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定する。これにより、Ｏ線電位を直接把握することができるため、より精度良く当該判定が可能となる。
【０１４９】
（６）  Ｖｐ〜（Ｖｄｃ−Ｖｐ）は、直流電源４の直流電圧の半分であるＶｄｃ／２を含む。
【０１５０】
上記構成によると、電圧値Ｖｄｃ／２は、Ｕ相およびＶ相に基準電圧を出力しようとするときの理想的なＯ線電位である。そのため、電圧値Ｖｄｃ／２を含む電圧範囲を基準に上記判定を行なって時比率Ｒ３，Ｒ４を変更していくようにすれば、負荷変動があった場合であってもＵ相およびＶ相に基準電圧を出力できる可能性を高めることができる。
【０１５１】
（７）  電圧制御部１４Ｄは、電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖに基づいて、Ｕ相およびＶ相に基準電圧を出力するようにインバータ２０を制御する。電圧制御部１４Ｄにより当該制御が行われているときに、レグ２１におけるトランジスタＱ１，Ｑ２の時比率Ｒ１，Ｒ２、およびレグ２３におけるトランジスタＱ５，Ｑ６の時比率Ｒ５，Ｒ６うちのいずれかが基準比率Ｒｓ以上になった場合、判定部１３Ｄは、インバータ２０が一方の相には基準電圧を出力できるが、他方の相には基準電圧を出力できない状態になる可能性があると判定する。
【０１５２】
上記構成によると、負荷が不平衡の場合には他のトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６の時比率に偏りが生じることを利用して、インバータ２０がＵ相またはＶ相に基準電圧を出力できない状態になる可能性があるか否かを判定することができる。
【０１５３】
（８）  電圧制御部１４Ｄは、レグ２１におけるトランジスタＱ１の時比率Ｒ１、またはレグ２３におけるトランジスタＱ５の時比率Ｒ５が基準比率Ｒｓ以上になった場合、レグ２２におけるトランジスタＱ３の時比率Ｒ３をトランジスタＱ４の時比率Ｒ４よりも小さくするようにインバータ２０に指示する。電圧制御部１４Ｄは、レグ２１におけるトランジスタＱ２の時比率Ｒ２、またはレグ２３におけるトランジスタＱ６の時比率Ｒ６が基準比率Ｒｓ以上になった場合、レグ２２におけるトランジスタＱ３の時比率Ｒ３をレグ２２におけるトランジスタＱ４の時比率Ｒ４よりも大きくするようにインバータ２０に指示する。
【０１５４】
上記構成によると、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６のうちのどのトランジスタの時比率に偏りが生じたのかを監視しておけば、時比率Ｒ３，Ｒ４をどのように変更すればよいのかがわかる。
【０１５５】
上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。
【０１５６】
また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。
【０１５７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５８】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ  パワーコンディショナ、３  電力線、４  直流電源、６  交流電力系統、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ  制御部、１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ  電圧入力部、１２Ａ，１２Ｂ  電流入力部、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ  判定部、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ  電圧制御部、２０  インバータ、２１，２２，２３  レグ、４１，４２，４３  電流センサ、５１，５２，５３  電圧センサ、１５０  直流バス、２０１，２０２，２０３，２０４，２０５  端子、３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ  負荷群、Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  リアクトル、Ｑ１〜Ｑ６  トランジスタ。
【図１】
0006415201.tif 000002
【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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