(57)【要約】【課題】線間電圧にユニットインバータの出力電圧の２段階分以上の電圧変化を発生させることなく、各ユニット間、相間、相内で均等なスイッチングを得る。【解決手段】ユニットインバータＵ１〜Ｕ３，Ｖ１〜Ｖ３，Ｗ１〜Ｗ３の直列接続で各相を構成し、各相のインバータは電圧指令とキャリア信号によりＰＷＭ制御する３相直列多重電力変換装置において、切り替えスイッチＳu1等は、多相直列多重電力変換器の任意の１相を基準として、その基準相と他相の相電圧パルスの位相ずれを監視し、相電圧パルスの位相ずれが発生したときに、他相のキャリア信号の位相を基準相の位相に合わせる。  基本波電圧指令信号の電圧レベルから基準相と他相のパルス位相のずれを監視すること、基準相をローテーションすること、さらにキャリア信号もローテーションすることも含む。【選択図】  図１
2005278266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との相電圧パルスの位相比較により位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする多相直列多重電力変換装置のＰＷＭ制御方法。
【請求項２】
複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする多相直列多重電力変換装置のＰＷＭ制御方法。
【請求項３】
前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法に加えて、基準相を全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の多相直列多重電力変換装置のＰＷＭ制御方法。
【請求項４】
前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法及び基準相を全相でローテーションすることに加えて、基準相を全相でローテーションすると共に、キャリア信号の位相も全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の多相直列多重電力変換装置のＰＷＭ制御方法。
【請求項５】
複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との相電圧パルスの位相比較により位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする多相直列多重電力変換装置。
【請求項６】
複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする多相直列多重電力変換装置。
【請求項７】
前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法に加えて、基準相を全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の多相直列多重電力変換装置。
【請求項８】
前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法及び基準相を全相でローテーションすることに加えて、基準相を全相でローテーションすると共に、キャリア信号の位相も全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の多相直列多重電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体式単相インバータを複数個直列接続して各相をそれぞれ構成した多相直列多重電力変換装置に係り、特に前記多相直列多重電力変換装置およびそのＰＷＭ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ（直流から交流に電力変換する機器）には種々の回路方式があるが、その中でも高電圧に対応する多相交流電圧を出力するインバータには、１組の単相ブリッジ回路で構成されるインバータ（以後ユニットインバータ）を直列に複数台接続して一相を構成し、前記の単相直列多重インバータの位相をずらして構成される多相直列多重インバータ方式がよく用いられる。
【０００３】
直列多重インバータの出力波形を制御するために、それぞれのユニットインバータ内のスイッチング素子にＯＮまたはＯＦＦを指示するゲートパルス信号を入力するが、ゲートパルス信号の生成には主にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式が採用される。
【０００４】
３相直列多重インバータの構成例を図７に示す。この図では破線ブロックで示すユニットインバータを各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）につき３つ直列に接続している。各ユニットインバータには直流電圧源が接続されており、これを前記ユニットインバータで交流電圧に変換する。
【０００５】
４つのスイッチング素子で構成された各ユニットインバータにより直流電圧を単相交流電圧に変換するが、希望する電圧、周波数の正弦波交流電圧を得るためのスイッチング素子の制御にはＰＷＭ制御方式が用いられる。ゲートパルス信号は出力波形の基本波電圧に対応した電圧指令信号（以後、基本波電圧指令信号）と、三角波などのキャリア信号との振幅を比較し、その大小関係から生成される。
【０００６】
このときの基本波電圧指令信号とキャリア信号の構成には様々な方法があり、一般的なものとしてＰＳ（Phase Shift）方式、ＰＤ（Phase Disposition）方式、ＶＣＤ（Voltage Command Distribution）方式がある（例えば、特許文献１、非特許文献１、および特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３３１６８０１号
【非特許文献１】電気学会論文誌Ｄ  １２１巻４号ｐ476-ｐ483  平成１３年  電圧ダイレクトインバータのＰＷＭ制御法
【特許文献２】特開２００２−５８２５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１および非特許文献１の第２章に、従来技術の説明とともにその問題点が開示されている。以下、それを改めて簡単に説明する。
【０００８】
（１）ＰＳ方式の問題点
図８はＰＳ方式による直列３多重インバータの１相分の構成例である。また、図９はＰＳ方式によるユニットインバータの出力電圧と相電圧波形を示し、図１０には図８の回路のＵ相，Ｖ相電圧波形（Ｖu2，Ｖv2）とＵＶ線間電圧波形（Ｖuv2）を示す。相電圧波形は＋側（正側）に３段階、−側（負側）に３段階で０（零点）を含めて７段階（３多重の場合）の電圧変化が現れる。また、線間電圧波形は１３段階の電圧変化が現れるが、この線間電圧波形には２段階分の電圧変化をしているところが多く見られる。このような２段階分となる大きな電圧変化はインバータの負荷となる誘導電動機の絶縁を劣化、及び破壊させる原因となるため好ましい制御方法ではない。このような２段階分の電圧変化が起こる原因を以下に示す。
【０００９】
図１１はＰＳ方式による直列３多重ＰＷＭインバータの基本波電圧指令信号Ｖuと各ユニットインバータに与えるキャリア信号ｅs4〜ｅs6，−ｅs4〜−ｅs6、各ユニットインバータの出力電圧Ｖdc4〜Ｖdc6、及び相電圧Ｖｐ2を示している。キャリア信号の位相差がユニットインバータ間で６０度であるため、ユニットインバータの出力電圧となる相電圧Ｖｐの量子化波形パルス（以後、相電圧パルス）は６０度間隔に現れ、その電圧の大きさは各ユニットインバータの出力波形を重ね合わせたものになる。２つもしくは３つのユニットインバータの出力が重なるときに、相電圧ＶP2の大きさが、１つのユニットインバータの出力電圧パルスＶdcの２倍または３倍になる。しかし、ユニットインバータの出力電圧の重なり方が相電圧ＶP2の大きさによって異なるため、相電圧の中心位相が相電圧ＶP2の大きさによって異なるという現象がおきる。
【００１０】
線間電圧波形ＶLは２相間の相電圧ＶP2の電圧レベル差で表される。そして、図１２のように２相間の相電圧パルスの発生する位相によって線間電圧波形ＶLに現れるパルス波形も変わる。２相間の相電圧パルスの発生条件により、ユニットインバータの出力電圧の２段階分の電圧変化がおきる。
【００１１】
ＰＳ方式ではＵ，Ｖ，Ｗ相それぞれに与える基本波電圧指令は異なるが、キャリア信号は同じのため、２多重以上のＰＷＭインバータでは必ず相間で異なる位相を持った相電圧パルスの組み合わせができるため、出力線間電圧ＶLが個々のユニットインバータの出力電圧の２段階分となる電圧変化が起こることを防ぐことはできない。
【００１２】
（２）ＰＤ方式の問題点
図１３はＰＤ方式による直列３多重ＰＷＭインバータの基本波電圧指令信号と各ユニットインバータに与えるキャリア信号、各ユニットインバータの出力電圧Ｖdc7〜Ｖdc9と相電圧Ｖp3を示し、図１４はＰＤ方式による直列３多重ＰＷＭインバータのＵ相、Ｖ相電圧波形（Ｖu3，Ｖv3）とＵＶ線間電圧波形（Ｖuv3）である。
【００１３】
ＰＳ方式の場合と同じく相電圧波形は７段階、線間電圧波形は１３段階現れる。ＰＳ方式とは異なり、ユニットインバータの出力電圧の２段階分となる電圧変化をする相電圧パルスは現れていない。これは、ＰＳ方式では複数のユニットインバータの出力電圧の重ね合わせで作られていた相電圧ＶP2が、ＰＤ方式の相電圧ＶP3では常にひとつのユニットインバータによって作られ、その他のユニットインバータは一定電圧もしくはゼロを出力するため、キャリア信号に対する相電圧パルスの位相変化が起こらないからである。
【００１４】
図１３をみると、ユニットインバータ間でスイッチング回数が極端に異なっていることが分かる。これは相電圧ＶP3のパルス波形を発生させるインバータユニットが常に一つであるために起こる。スイッチング回数が異なると、ユニットインバータごとの損失のバランスが崩れ、ユニットインバータの発熱や寿命などのバランスも大きく崩れてしまうため好ましくない。
【００１５】
（３）ＶＣＤ方式の問題点
図１５はＶＣＤ方式による直列３多重ＰＷＭインバータの基本波電圧指令信号と各ユニットインバータに与えるキャリア信号、各ユニットインバータの出力電圧（Ｖdc10〜Ｖdc12）と相電圧波形（ＶP4）を示し、図１６はそのＵ，Ｖ相電圧波形（Ｖu4，Ｖv4）とＵＶ線間電圧波形（Ｖuv4）である。このＶＣＤ方式は、前記のＰＤ方式を基礎としてその問題点を修正したものである。ＰＤ方式での問題点であるスイッチングの集中を電圧指令の分配などによって解決している。
【００１６】
しかし、基本波電圧指令信号を各ユニットインバータ毎に個別に計算し、かつスイッチング回数が最小となるようにキャリア信号の位相を考慮した配分パターンにすることを必要とし、ＰＷＭ制御回路の構成が複雑になる。
【００１７】
本発明の目的は、線間電圧ＶLにユニットインバータの２段階分以上の電圧変化を発生させることなく、しかも各ユニット間、相間、相内で均等なスイッチングを得ることができる多相直列多重電力変換装置およびそのＰＷＭ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記の課題を解決するため、多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視、または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、相電圧パルスに位相ずれが発生したときに基準相と他相の相電圧パルスの位相が同位相となるようにキャリア信号の位相を切り替えることで、線間電圧ＶLにユニットインバータの２段階分以上の電圧変化が発生しないようにする。さらに、前記の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法に加えてキャリア信号の位相切り替えには、基準相を全相でローテーションし、さらにまた前記の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法及び基準相を全相でローテーションすることに加えてキャリア信号も全相でローテーションし、ローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記パルス波形の位相ずれが発生したときにキャリア信号の位相切り替えを行い、各相のスイッチング回数を均等化するもので、以下の方法および装置を特徴とする。
【００１９】
（方法の発明）
（１）複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との相電圧パルスの位相比較により位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする。
【００２０】
（２）複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする。
【００２１】
（３）前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法に加えて、基準相を全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする。
【００２２】
（４）前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法及び基準相を全相でローテーションすることに加えて、基準相を全相でローテーションすると共に、キャリア信号の位相も全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えることを特徴とする。
【００２３】
（装置の発明）
（５）複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との相電圧パルスの位相比較により位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする。
【００２４】
（６）複数の単相直列多重インバータを出力波形が平衡になる位相差で各々を接続することにより多相直列多重インバータを構成し、出力波形の基本波電圧指令信号とキャリア信号との振幅比較により生成したＰＷＭゲートパルス信号で出力波形を制御する多相直列多重電力変換装置において、
多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする。
【００２５】
（７）前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法に加えて、基準相を全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする。
【００２６】
（８）前記多相直列多重電力変換装置の相電圧パルスの位相ずれを監視する方法及び基準相を全相でローテーションすることに加えて、基準相を全相でローテーションすると共に、キャリア信号の位相も全相でローテーションし、このローテーションにより選択された基準相と他相との相電圧パルスの位相比較または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって、基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、前記基準相と他相との相電圧パルスに位相ずれが発生したとき、前記基準相の相電圧パルスの位相と他相の相電圧パルスの位相とが同位相となるように、キャリア信号の位相を切り替えるＰＷＭ制御部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
以上のとおり、本発明によれば、多相直列多重電力変換装置の任意の１相を基準として、その基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視、または出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルによって基準相と他相との相電圧パルスの位相ずれを監視し、相電圧パルスに位相ずれが発生したときに基準相と他相の相電圧パルスの位相が同位相となるようにキャリア信号の位相を切り替えることにより、出力線間電圧ＶLにユニットインバータの２段階分以上の電圧変化が発生するのを防止できる。
【００２８】
また、前記の効果に加えて、基準相を全相でローテーションし、ローテーションにより選択された基準相と他相との位相ずれ監視のもとにキャリア信号の位相を切り替えるようにしたため、相間のスイッチングが均等になる。
【００２９】
さらに、前記の効果に加えて、基準相を全相でローテーションすると共に、キャリア信号も全相でローテーションし、ローテーションにより選択された基準相と他相との位相ずれ監視のもとにキャリア信号の位相を切り替えるようにしたため、相内のスイッチングが均等になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本実施形態は、直列接続されている各インバータユニット（Ｖdc1〜Ｖdc3）の出力電圧を重ね合わせて、相電圧パルスＶPを得るＰＷＭ制御方式（ＰＳ方式）をベースにして、出力線間電圧ＶLの電圧変化が前記インバータユニット出力電圧を越えないキャリア信号の発生方法を提案するものである。なお、以下の説明は３相直列３多重インバータの場合とするが、６相直列３多重インバータなど、多相直列多重インバータに適用して同等の作用効果を得ることができるのは勿論のことである。
【００３１】
（方法１）
図１は本実施形態に係わる３相直列３多重インバータの回路構成図で、直流電圧源を任意の電圧及び周波数の交流電圧源に変換するユニットインバータを３個直列接続（以後、単相３多重インバータ）し、さらに前記単相３多重インバータを星型結線（Ｙ結線）して３相の交流電圧源を構成する。
【００３２】
図２は図１に示す３相直列３多重インバータの基準相の波形例として、基準相の基本波電圧指令信号Ｖu、各ユニットインバータに基準相から６０度ずつ位相差を付けたキャリア信号（以後、基準キャリア信号）ｅｓ１〜ｅｓ３、−ｅｓ１〜−ｅｓ３、基準相の各ユニットインバータ出力電圧Ｖdc1〜Ｖdc3及び相電圧ＶPを示す。
【００３３】
図３は図１に示す３相直列３多重インバータの基準相とのベクトル合成により、線間電圧ＶLを得るための前記基準相とは異なる相（以後、他相）の波形例として、基準相に比べて１２０度位相がずれた基本波電圧指令信号Ｖv、基準キャリア信号ｅｓ１〜ｅｓ３、−ｅｓ１〜−ｅｓ３、他相の相電圧ＶP’のパルス波形の中心位相を基準相に合わせるための基準キャリア信号から位相をずらした（本実施形態では９０度位相を遅らせている）キャリア信号（以後、移動キャリア信号）ｅｓ１’〜ｅｓ３’，−ｅｓ１’〜−ｅｓ３’、他相の各ユニットインバータ出力電圧Ｖdc1’〜Ｖdc3’及び他相の相電圧ＶP’を示す。
【００３４】
また、図４は実施形態のＰＷＭ制御法において、基準相としてＵ相の電圧波形を、他相としてＶ相の電圧波形を、出力線間電圧ＶLとしてＵＶ線間電圧波形を示した例である。
【００３５】
図１に示す制御回路構成図において、基本波電圧指令信号Ｖu，Ｖv，Ｖwと基本キャリア信号ｅｓ１〜ｅｓ３，−ｅｓ１〜−ｅｓ３とを振幅比較し、各ユニットインバータの出力電圧を得る。また、前記ユニットインバータの出力電圧を同相毎に重ね合わせ、相電圧ＶP，ＶP’を得る。さらに、キャリア信号切替スイツチＳu1〜Ｓu3，Ｓv1〜Ｓv3，Ｓw1〜Ｓw3を切り替えることによって、キャリア信号の位相を任意にずらすこと（本実施形態では９０度遅れ）が出来る。
【００３６】
図２の基準相の相電圧ＶPは、基本波電圧指令信号がＡ区間、もしくはＣ区間のときは、基準キャリア信号ｅｓ１〜ｅｓ３，−ｅｓ１〜−ｅｓ３を振幅変調し、発生する相電圧パルスの中心位相が、０度、６０度、１２０度に現れる。また、前記基本波電圧指令信号がＢ区間のときは、発生する相電圧パルスの中心位相が、３０度、９０度、１５０度に現れる。これらは電圧レベルによって、相電圧パルスの中心位相がずれて制御されている。
【００３７】
一方、図３の他相の相電圧ＶP’は、Ａ区間のときは、基準キャリア信号ｅｓ１〜ｅｓ３，−ｅｓ１〜−ｅｓ３を振幅変調し、発生する相電圧パルスの中心位相が、０度、６０度、１２０度に現れる。しかし、Ｂ区間及びＣ区間のときに基準キャリア信号で振幅変調を行っても、相電圧パルスは基準相と異なる中心位相となる。このため、中心位相のずれを検出したときに、キャリア信号切替スイッチＳu1〜Ｓu3，Ｓv1〜Ｓv3．Ｓw1〜Ｓw3を切り替え、Ｂ区聞及びＣ区間のときに移動キャリア信号ｅｓ１’〜ｅｓ３’、−ｅｓ１’〜−ｅｓ３’で振幅変調を行い、相電圧パルスの中心位相は基準相と同じになる。
【００３８】
以上のように、本実施形態は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の任意の１相の相電圧パルスを基準として、その基準相の相電圧ＶPのパルス波形に対して他相の相電圧ＶP’のパルス波形が位相ずれを検出したときに、他相の相電圧パルスの中心位相を基準相と同じになるように、キャリア信号の位相を切り替える。
【００３９】
この方法により、すべての相において、相電圧パルスの中心位相が同じになるため、線間電圧はユニットインバータ出力電圧の２段階分以上の電圧変化は発生しない。
【００４０】
（方法２）
Ｕ，Ｖ，Ｗ相それぞれの電圧レベルを監視し、相電圧パルスの位相が９０度ずれる電圧レベルになったことが検出されたときに、入力するキャリア信号の位相を９０度ずれたものに入れ替えて、すべての相で相電圧パルスの中心位相を同じにする。
【００４１】
この方法によれば、すべての相において、相電圧パルスの中心位相は同じになるため、ユニットインバータの出力電圧の２段階分以上となる電圧変化は発生しない。
【００４２】
（方法３）
上記方法１または２において、ＵＶ，ＶＷ，ＷＵ線間電圧間の対称性を高めるため、方法１または２に加え、基準とする相を一つの相に固定せず、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に一定の周期で変更（ローテーション）する。
【００４３】
図５にユニットインバータの出力電圧と相電圧波形を示し、図６にＵ相、Ｖ相電圧波形とＵＶ線間電圧波形を示す。
【００４４】
この一定の周期は、多重インバータの出力基本波周波数（＝電圧指令Ｖｕ＊の周波数）に同期したものが好ましい。
【００４５】
（方法４）
上記方法１または２に加え、基準相をローテーションすると共に、キャリア信号もローテーションする。
【００４６】
上記方法１または２において、各相内の直列接続されたユニットインバータ間で、スイッチング回数をより均等化するため、一定周期（例えば、電圧周期の１周期）ごとにユニットインバータに入れるキャリア信号をローテーションする。
【００４７】
例えば、３多重インバータのユニットインバータの１段目に入れるキャリア信号をｅs1→ｅs2→ｅs3→ｅs1→…と変更し、同様に２段目、３段目もローテーションする。
【００４８】
なお、上記までの方法１〜４を基にした３相直列多重電力変換装置を実現するには、従来の３相直列多重電力変換装置のＰＷＭ制御部として、基準相と他相との相電圧パルス位相を比較する位相比較回路、出力波形の基本波電圧指令信号の電圧レベルを検出する電圧検出回路、これら検出による位相ずれ検出信号を基に基準相や他相に印加するキャリア信号を切り替える切替回路を追加した構成で済む。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態を示す回路構成例。
【図２】実施形態における基準相（Ｕ相）の波形。
【図３】実施形態における基準相と異なる相（Ｖ相）の波形。
【図４】実施形態の方法１によるＵ相、Ｖ相電圧波形とＵＶ線間電圧波形。
【図５】実施形態の方法２でのユニットインバータ出力電圧と相電圧波形。
【図６】実施形態の方法２によるＵ相、Ｖ相電圧波形とＵＶ線間電圧波形。
【図７】３相直列多重インバータ構成例。
【図８】ＰＳ方式による直列３多重ＰＷＭインバータの１相分の回路構成例。
【図９】ＰＳ方式によるユニットインバータ出力電圧と相電圧波形。
【図１０】ＰＳ方式によるＵ相、Ｖ相電圧波形とＵＶ線間電圧波形。
【図１１】ＰＳ方式波形例。
【図１２】相電圧と線間電圧の関係。
【図１３】ＰＤ方式によるユニットインバータ出力電圧波形と相電圧波形。
【図１４】ＰＤ方式によるＵ相、Ｖ相電圧波形とＵＶ線間電圧波形。
【図１５】ＶＣＤ方式によるユニットインバータ出力電圧波形と相電圧波形。
【図１６】ＶＣＤ方式によるＵ相、Ｖ相電圧波形とＵＶ線間電圧波形。
【符号の説明】
【００５０】
Ｕ1〜Ｕ3  Ｕ相ユニットインバータ
Ｖ1〜Ｖ3  Ｖ相ユニットインバータ
Ｗ1〜Ｗ3  Ｗ相ユニットインバータ
Ｓu1〜Ｓu3  切り替えスイッチ
Ｓv1〜Ｓv3  切り替えスイッチ
Ｓw1〜Ｓw3  切り替えスイッチ
【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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