(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流−交流変換器の制御装置であって、
入力信号に応答して、切換策略制御信号及び前記切換策略制御信号に対応する継続時間制御信号を発生させる信号発生ユニットと、
前記切換策略制御信号及び前記継続時間制御信号に応答して、切換信号を発生させる変換ユニットと、を備え、
前記直流−交流変換器は、前記切換信号に応答して、多値多相交流電圧を発生させ、
前記信号発生ユニットは、
前記入力信号を受信し、前記入力信号を用いて、前記直流−交流変換器が発生する多相交流電圧を代表し、且つ複数の要素を有する第一ベクトルを表示する複数のデータを発生させ、前記第一ベクトルを整列して、複数の整列された要素を有する第二ベクトルを得て、前記第一ベクトルと前記第二ベクトルに基づいて第一行列を得る整列ユニットと、
1の値を有する要素を前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある第一要素に優先し、且つ前記複数の整列された要素にある最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る減算ユニットと、
前記第一行列と予定行列に基づいて第二行列を得て、前記第二行列にある整列された要素の値が前記切換策略制御信号に関連し、前記第五ベクトルにある要素の値が前記継続時間制御信号に関連する再組立ユニットと、
を含むことを特徴とする直流−交流変換器の制御装置。
【請求項２】
前記信号発生ユニットは、
デジタル信号である前記入力信号を受信し、前記入力信号によって前記直流−交流変換器が発生する多相交流電圧を代表する複数のデータを発生させ、複数のデータのそれぞれを分解して、整数と1〜−1の範囲内にある小数になる分解ユニットと、
前記複数のデータのそれぞれを分解してなる前記小数に基づいて、複数の要素を有する第一ベクトルを得て、前記第一ベクトルを整列して、複数の整列された要素を有し且つ第一要素と最後要素を含む第二ベクトルを得て、前記第一ベクトルと前記第二ベクトルに基づいて第一行列を得る整列ユニットと、
1の値を有する要素を前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある第一要素に優先し、且つ前記複数の整列された要素にある最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る減算ユニットと、
前記第一行列の転置行列と予定行列に基づいて第二行列を得て、前記第二行列に対し、加法演算と平行移動演算を行って、第三行列を得て、前記第三行列にある要素の値が前記切換策略制御信号に関連し、前記第五ベクトルにある要素の値が前記継続時間制御信号に関連する再組立ユニットと、を含み、
前記第二ベクトルは、前記第一行列に前記第一ベクトルを乗じて得た積であり、
前記予定行列は、上三角行列であることを特徴とする請求項１記載の直流−交流変換器の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、更に七値五相切換ユニットを含み、
前記七値五相切換ユニットは、
第一相電圧を出力する第一切換ユニットと、
第二相電圧を出力する第二切換ユニットと、
第三相電圧を出力する第三切換ユニットと、
第四相電圧を出力する第四切換ユニットと、
第五相電圧を出力する第五切換ユニットと、を含み、
各々の前記第一〜第五相電圧は、七つの値のいずれか一つの値を有し、
前記変換ユニットは、前記切換信号により、各々の前記第一〜第五切換ユニットを制御して、前記七つの値のいずれか一つの値に切換することを特徴とする請求項２記載の直流−交流変換器の制御装置。
【請求項４】
直流−交流変換器の制御方法であって、
（a）入力信号に応答して、切換策略制御信号及び前記切換策略制御信号に対応する継続時間制御信号を発生させる工程と、
（b）前記切換策略制御信号及び前記継続時間制御信号に応答して、切換信号を発生させる工程と、を備え、
前記直流−交流変換器は、前記切換信号に応答して、多値多相交流電圧を発生させ、
前記（a）工程は、
（a1）デジタル信号である前記入力信号によって複数のデータを発生させて第一ベクトルを形成し、前記複数のデータを整列して、第二ベクトルを得る工程と、
（a2）前記第二ベクトルに基づいて、二つのベクトルを得て、前記二つのベクトルの一方から前記二つのベクトルの他方を引き算することにより、前記継続時間制御信号の入力期間に関連する第三ベクトルを得る工程と、
（a3）前記第二ベクトルが第一行列に前記第一ベクトルを乗じて得た積であることにより、前記第一行列を得て、前記第一行列の転置行列と予定行列を掛けて、第二行列を得る工程と、
（a4）前記第二行列が前記切換策略制御信号に関連し、前記切換策略制御信号及び前記継続時間制御信号の入力期間に基づいて前記切換信号を発生させる工程と、
を更に含むことを特徴とする直流−交流変換器の制御方法。
【請求項５】
前記（a2）工程は、
1の値を有する要素を前記第二ベクトルにある第一要素に優先し、且つ前記最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルにある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る工程、を更に含むことを特徴とする請求項４記載の直流−交流変換器の制御方法。
【請求項６】
前記（a）工程は、
(a1）デジタル信号である前記入力信号によって複数のデータを発生させ、複数のデータのそれぞれを分解して、整数と1〜−1の範囲内にある小数になる工程と、
（a2）前記複数のデータのそれぞれを分解してなる前記小数に基づいて、第一ベクトルを得て、複数の要素を有する前記第一ベクトルを整列して、第二ベクトルを得る工程と、
（a3）前記第二ベクトルに基づいて、二つのベクトルを得て、前記二つのベクトルの一方から前記二つのベクトルの他方を引き算することにより、前記継続時間制御信号の入力期間に関連する第三ベクトルを得る工程と、
（a4）前記第二ベクトルが第一行列に前記第一ベクトルを乗じて得た積であることにより、前記第一行列を得て、前記第一行列の転置行列と予定行列を掛けて、第二行列を得る工程と、
（a5）前記第二行列に対し、加法演算と平行移動演算を行って、第三行列を得る工程と、
（a6）前記切換策略制御信号に関連する前記第三行列及び前記継続時間制御信号の入力期間に基づいて前記切換信号を発生させる工程と、を更に含むことを特徴とする請求項４記載の直流−交流変換器の制御方法。
【請求項７】
前記（a3）工程は、
1の値を有する要素を前記第二ベクトルにある第一要素に優先し、且つ最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルにある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る工程、を更に含み、
前記（a5）工程は、
前記第二行列のそれぞれの要素に前記複数のデータのそれぞれの対応整数を加算して、第四行列を得る工程と、
前記第四行列の同じ列にあるそれぞれの要素に対して、値を加算すること、又は前記値を引き算することにより、前記第三行列を得る工程と、を更に含み、
前記対応整数は、前記複数のデータのそれぞれを分解してなり、
前記値を加算と引き算する後、前記第三行列は、複数の要素を有し、それぞれの要素の値はゼロより大きいか等しいであることを特徴とする請求項６記載の直流−交流変換器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流−交流変換器の制御装置に関し、特に、多値多相交流電圧を発生させるための直流−交流変換器の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧形インバータは、モータを駆動するために必要な回路であり、この回路にあるスイッチ素子の開閉を制御することにより、モータを駆動するための電流を生成できる。従来の三相電圧形インバータの制御策略には、正弦波パルス幅変調器（SPWM）、および空間ベクトルパルス幅変調器（SVPWM）を含んでいる。多相モータは、モータの動作効率と磁動力を向上でき、及び固定子の銅損、ノイズと脈動トルクを低減できるなどの効果を有し、三相モータよりも有利である。しかし、多相モータを駆動することには、前記2つのタイプの変調器のいずれかを使用するために、計算回路とメモリを拡張する必要があるという問題に直面する。
【０００３】
多相モータの制御策略を検討する際に、多相電圧形インバータの制御方法及びその適用性は、最も重要である。三相電圧形インバータであるSPWMは、その操作が非常に単純であり、又、その構造を多相構造に拡張することは簡単であるが、その電源使用率が相数の増加に伴って減少するため、結果的には実用的なものではない。もう一つの三相電圧形インバータであるSVPWMは、高次元の逆行列と三角関数の計算を実行する必要があるために、大規模な計算回路を用意する必要があり、言うまでもなく、その応用が制限されている。
【０００４】
したがって、本発明はこのような従来の課題を解決するため、実験と研究を重ねた結果を通じて、ついに本発明の直流−交流変換器の制御装置及びその制御方法を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の電圧形インバータを使用する時に発生する問題を改善し、大規模な計算回路を用意する必要がない、直流−交流変換器の制御装置及びその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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、直流−交流変換器の制御装置を提供する。本発明の直流−交流変換器の制御装置は、入力信号に応答して、切換策略制御信号及び前記切換策略制御信号に対応する継続時間制御信号を発生させる信号発生ユニットと、前記切換策略制御信号及び前記継続時間制御信号に応答して、切換信号を発生させる変換ユニットと、を備え、前記直流−交流変換器は、前記切換信号に応答して、多値多相交流電圧を発生させることを特徴とする。
【０００７】
上記構成の本発明に係る直流−交流変換器の制御装置において、前記信号発生ユニットは、前記入力信号を受信し、前記入力信号を用いて、前記直流−交流変換器が発生する多相交流電圧を代表し、且つ複数の要素を有する第一ベクトルを表示する複数のデータを発生させ、前記第一ベクトルを整列して、複数の整列された要素を有する第二ベクトルを得て、前記第一ベクトルと前記第二ベクトルに基づいて第一行列を得る整列ユニットと、1の値を有する要素を前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある第一要素に優先し、且つ前記複数の整列された要素にある最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る減算ユニットと、前記第一行列と予定行列に基づいて第二行列を得て、前記第二行列にある整列された要素の値が前記切換策略制御信号に関連し、前記第五ベクトルにある要素の値が前記継続時間制御信号に関連する再組立ユニットと、を含む。
【０００８】
上記構成の本発明に係る直流−交流変換器の制御装置において、前記信号発生ユニットは、デジタル信号である前記入力信号を受信し、前記入力信号によって前記直流−交流変換器が発生する多相交流電圧を代表する複数のデータを発生させ、複数のデータのそれぞれを分解して、整数と1〜−1の範囲内にある小数になる分解ユニットと、前記複数のデータのそれぞれを分解してなる前記小数に基づいて、複数の要素を有する第一ベクトルを得て、前記第一ベクトルを整列して、複数の整列された要素を有し且つ第一要素と最後要素を含む第二ベクトルを得て、前記第一ベクトルと前記第二ベクトルに基づいて第一行列を得る整列ユニットと、1の値を有する要素を前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある第一要素に優先し、且つ前記複数の整列された要素にある最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルの前記複数の整列された要素にある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る減算ユニットと、前記第一行列の転置行列と予定行列に基づいて第二行列を得て、前記第二行列に対し、加法演算と平行移動演算を行って、第三行列を得て、前記第三行列にある要素の値が前記切換策略制御信号に関連し、前記第五ベクトルにある要素の値が前記継続時間制御信号に関連する再組立ユニットと、を含む。
【０００９】
上記構成の本発明に係る直流−交流変換器の制御装置において、前記第二ベクトルは、前記第一行列に前記第一ベクトルを乗じて得た積であり、前記予定行列は、上三角行列である。
【００１０】
上記構成の本発明に係る直流−交流変換器の制御装置において、前記制御装置は、更に七値五相切換ユニットを含み、前記七値五相切換ユニットは、第一相電圧を出力する第一切換ユニットと、第二相電圧を出力する第二切換ユニットと、第三相電圧を出力する第三切換ユニットと、第四相電圧を出力する第四切換ユニットと、第五相電圧を出力する第五切換ユニットと、を含み、各々の前記第一〜第五相電圧は、七つの電圧値のいずれか一つの電圧値を有し、前記変換ユニットは、前記切換信号により、各々の前記第一〜第五切換ユニットを制御して、前記七つの電圧値のいずれか一つの電圧値に切換する。
【００１１】
上述の目的を達成するために、直流−交流変換器の制御方法を提供する。本発明の直流−交流変換器の制御方法は、（a）入力信号に応答して、切換策略制御信号及び前記切換策略制御信号に対応する継続時間制御信号を発生させる工程と、（b）前記切換策略制御信号及び前記継続時間制御信号に応答して、切換信号を発生させる工程と、を備え、前記直流−交流変換器は、前記切換信号に応答して、多値多相交流電圧を発生させることを特徴とする。
【００１２】
上記構成の本発明に係る直流−交流変換器の制御方法において、前記（a）工程は、（a1）デジタル信号である前記入力信号によって複数のデータを発生させて第一ベクトルを形成し、前記複数のデータを整列して、第二ベクトルを得る工程と、（a2）前記第二ベクトルに基づいて、二つのベクトルを得て、前記二つのベクトルの一方から前記二つのベクトルの他方を引き算することにより、前記継続時間制御信号の入力期間に関連する第三ベクトルを得る工程と、（a3）前記第二ベクトルが第一行列に前記第一ベクトルを乗じて得た積であることにより、前記第一行列を得て、前記第一行列の転置行列と予定行列を掛けて、第二行列を得る工程と、（a4）前記第二行列が前記切換策略制御信号に関連し、前記切換策略制御信号及び前記継続時間制御信号の入力期間に基づいて前記切換信号を発生させる工程と、を更に含む。
【００１３】
上記工程の本発明に係る直流−交流変換器の制御方法において、前記（a2）工程は、1の値を有する要素を前記第二ベクトルにある第一要素に優先し、且つ前記最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルにある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る工程、を更に含む。
【００１４】
上記工程の本発明に係る直流−交流変換器の制御方法において、前記（a）工程は、（a1）デジタル信号である前記入力信号によって複数のデータを発生させ、複数のデータのそれぞれを分解して、整数と1〜−1の範囲内にある小数になる工程と、（a2）前記複数のデータのそれぞれを分解してなる前記小数に基づいて、第一ベクトルを得て、複数の要素を有する前記第一ベクトルを整列して、第二ベクトルを得る工程と、（a3）前記第二ベクトルに基づいて、二つのベクトルを得て、前記二つのベクトルの一方から前記二つのベクトルの他方を引き算することにより、前記継続時間制御信号の入力期間に関連する第三ベクトルを得る工程と、（a4）前記第二ベクトルが第一行列に前記第一ベクトルを乗じて得た積であることにより、前記第一行列を得て、前記第一行列の転置行列と予定行列を掛けて、第二行列を得る工程と、（a5）前記第二行列に対し、加法演算と平行移動演算を行って、第三行列を得る工程と、（a6）前記切換策略制御信号に関連する前記第三行列及び前記継続時間制御信号の入力期間に基づいて前記切換信号を発生させる工程と、を更に含む。
【００１５】
上記工程の本発明に係る直流−交流変換器の制御方法において、前記（a3）工程は、1の値を有する要素を前記第二ベクトルにある第一要素に優先し、且つ最後の要素を除去して、第三ベクトルを得て、前記第二ベクトルにある前記第一要素と前記最後の要素との差を得て、前記差を前記第一要素に代えて、第四ベクトルを得て、前記第三ベクトルから前記第四ベクトルを引き算することにより、第五ベクトルを得る工程、を更に含む。
【００１６】
上記工程の本発明に係る直流−交流変換器の制御方法において、前記（a5）工程は、前記第二行列のそれぞれの要素に前記複数のデータのそれぞれの対応整数を加算して、第四行列を得る工程と、前記第四行列の同じ列にあるそれぞれの要素に対して、値を加算すること、又は前記値を引き算することにより、前記第三行列を得る工程と、を更に含み、前記対応整数は、前記複数のデータのそれぞれを分解してなり、前記値を加算と引き算する後、前記第三行列は、複数の要素を有し、それぞれの要素の値はゼロより大きいか等しいである。
本発明の入力信号と負荷は、特に限定されず、コンパレータと減算器だけを使用しても構わないため、回路を拡張する点で役に立って、制御策略の複雑度に影響を与えない。本発明は、いかなる相数の電圧形インバータに対して、入力信号に基づいて、回路にあるそれぞれのスイッチに切換策略を発生させ、負荷に応じる平均電圧が入力電圧に等しい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、従来の電圧形インバータを使用する時発生する問題を改善し、大規模な計算回路を用意する必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１（ａ）】本発明の第一実施例による直流−交流変換器の制御装置を示す概略図である。
【図１（ｂ）】本発明の第一実施例による直流−交流変換器を示す概略図である。
【図１（ｃ）】本発明の第一実施例による負荷に関連する四相交流電圧を示す概略図である。
【図２】本発明の第二実施例による直流−交流変換器の制御装置の概略図である。
【図３（ａ）】本発明の第二実施例による二値電圧切換ユニットの概略図である。
【図３（ｂ）】本発明の第二実施例による三値電圧切換ユニットの概略図である。
【図３（ｃ）】本発明の第二実施例による多値電圧切換ユニットの概略図である。
【図３（ｄ）】本発明の第二実施例による七値五相切換ユニットの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下のように、本発明を実施例に基づいて詳述するが、あくまでも例示であって、本発明の範囲はこれらの実施形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載されており、さらに特許請求の範囲の記載と均等な意味及び範囲内での全ての変更を含んでいる。
【００２０】
図1(a)を参照して下さい。図1(a)は、本発明の第一実施例による直流−交流変換器の制御装置を示す概略図である。直流−交流変換器の制御装置9は、信号発生ユニット91及び変換ユニット92を含んでいる。信号発生ユニット91は、整列ユニット911、減算ユニット912、及び再組立ユニット913を含んでいる。
【００２１】
信号発生ユニット91は、入力信号rに応答して、切換策略制御信号u及びそれに対応する継続時間制御信号dを発生させる。変換ユニット92は、切換策略制御信号u及び継続時間制御信号dに応答して、切換信号Sc1を発生させる。切換信号Sc1は、S1a、S1b、S2a、S2b......Sna、及びSnbを含んでいる。
【００２２】
図1(b)を参照して下さい。図1(b)は、本発明の第一実施例による直流−交流変換器を示す概略図である。直流−交流変換器30は、第一インバータ301、第二インバータ302、第三インバータ303、及び第四インバータ304を含んでいる。直流−交流変換器30にあるインバータは、必要に応じて適切に拡張できる。第一インバータ301は、第一p型トランジスター301a及び第一n型トランジスター301bを含み、第二インバータ302は、第二p型トランジスター302a及び第二n型トランジスター302bを含み、第三インバータ303は、第三p型トランジスター303a及び第三n型トランジスター303bを含み、第四インバータ304は、第四p型トランジスター304a及び第四n型トランジスター304bを含む。第一インバータ301、第二インバータ302、第三インバータ303、及び第四インバータ304は、互いに並列接続する。直流−交流変換器30は、切換信号Sc1に応答して、多値多相交流電圧Vmを発生させ、交流電圧Vmは、相電圧V1、相電圧V2、相電圧V3......相電圧Vnを含んでいる。それぞれの相電圧は、複数の準位を有する。本発明の第一実施例には、第一インバータ301は、相電圧V1を発生させ、第二インバータ302は、相電圧V2を発生させ、第三インバータ303は、相電圧V3を発生させ、第四インバータ304は、相電圧V4を発生させる。本発明の第一実施例は、二つの準位によって例示される。又、複数の準位がある実施例については、後に説明する。
【００２３】
本発明の第一実施例には、信号rcがサンプリング周期Tにサンプリングされた後、入力信号rが得られる。入力信号rは、負荷（図示せず）の相電圧に関連するものである。入力信号rは、デジタル信号であり、且つr∈Rn、又、複数のデータを発生させるためのものである。前記複数のデータは、前記直流−交流変換器30が発生する多相交流電圧を代表し、第一ベクトルμによって表示する。整列ユニット911は、第一ベクトルμを整列して、第二ベクトルVuを得て、第一ベクトルμと第二ベクトルVuに基づいて第一行列Pm1（ここで、Pm1∈Rn）を得る。第二ベクトルVuは、第一要素Vu1と最後の要素Vunを有する。第一ベクトルμと第二ベクトルVuは以下のように示す。
【数１】
0005301517.tif 000002
【００２４】
減算ユニット912は、1の値を有する要素を第二ベクトルVuの前記複数の整列された要素にある第一要素Vu1に優先し、且つ複数の整列された要素にある最後の要素Vunを除去して、第三ベクトルu^3を得る。即ち、減算ユニット912は、1の値を有する要素を第二ベクトルVuの第一要素Vu1の前に位置し、且つ最後の要素Vunを除去することによって、前記複数の整列された要素の配列を変化させ、そして、第三ベクトルu^3を得る。第二ベクトルVuの前記複数の整列された要素にある第一要素Vu1と最後の要素Vunとの差を得て、前記差を第一要素Vu1に代えて、第四ベクトルu^4を得て、第三ベクトルu^3から第四ベクトルu^4を引き算することにより、第五ベクトルu^5を得る。
【数２】
0005301517.tif 000003
【００２５】
第二ベクトルVuは、第一行列Pm1に第一ベクトルμを乗じて得た積である。第二ベクトルVuは、整列されたベクトルであるから、例えば本発明の第一実施例には、整列されたベクトルにある要素の値は、降順でそれぞれの前記値を並べ替える。第一ベクトルμは、既知のベクトルであるから、第一行列Pm1を求めることができる。
【００２６】
再組立ユニット913は、第一行列Pm1の転置行列Pm1Tと予定行列D^に基づいて、第二行列μfを得て、第二行列μfにある整列された要素の値が切換策略制御信号uに関連し、前記第五ベクトルにある要素の値が継続時間制御信号dに関連する。第二行列μfは、μf=Pm1T D^であり、前記予定行列D^は、上三角行列である。
【数３】
0005301517.tif 000004
【００２７】
第二行列μfの列ベクトルは、サンプリング周期Tに直流−交流変換器の制御装置9の切換策略を代表し、第五ベクトルu^5は、その切換策略の継続時間に対応する。このため、直流−交流変換器の制御装置9は、ただ整列ユニット911、減算ユニット912、及び再組立ユニット913を使用しても、多値多相の制御を実行でき、又、その回路を拡張しやすく、複雑な計算や大規模なメモリを必要としない。
【００２８】
本発明の第一実施例には、図1(c)のように、四つの相の交流電圧を発生させることを例示とする。図1(c)は、負荷（図示せず）に関連する四つの相電圧を示す。それぞれのu1、u2、u3、及びu4は、サンプリング周期Tの後に相電圧V1’、V2’、V3’及びV4’を代表する。図1(b)のVddは3Vと仮定して、全ての0.5の値が1.5Vを示し、それぞれのU1、U2、U3及びU4の値は、0.2、0.3、-0.3と-0.2であり、第一ベクトルμは：
【数４】
0005301517.tif 000005
【００２９】
第二ベクトルVuは、整列ユニット911により、第一ベクトルμを整列して得るものである。
【数５】
0005301517.tif 000006
【００３０】
第一行列Pm1は、方程式Pm1×μ=Vuによって求める。
【数６】
0005301517.tif 000007
【数７】
0005301517.tif 000008
【数８】
0005301517.tif 000009
【００３１】
したがって、第二行列μFの第一列ベクトルは、継続時間0.4Tの期間中に第一インバータ301、第二インバータ302、第三インバータ303、及び第四インバータ304が出力する電圧がすべて0Vになると示す。
【数９】
0005301517.tif 000010
【００３２】
第二行列μFの第二列ベクトルは、継続時間0.1Tの期間中に第二インバータ302が出力する電圧が3Vになり、継続時間0.1Tの期間中に第一インバータ301、第三インバータ303、及び第四インバータ304が出力する電圧がすべて0Vになると示す。
【数１０】
0005301517.tif 000011
【００３３】
第二行列μFの第三列ベクトル=は、継続時間0.4Tの期間中に第三インバータ303及び第四インバータ304が出力する電圧が0Vになり、継続時間0.4Tの期間中に第一インバータ301及び第二インバータ302が出力する電圧が3Vになると示す。インバータが出力する電圧及びその継続時間は、同じ方法で得ることができる。
【数１１】
0005301517.tif 000012
【００３４】
図1(b)を更に参照して下さい。図1(b)には、第二行列μfの第一行ベクトルは、第一インバータ301を制御するための切換策略を代表する。第二行列μfの第一行ベクトル[0011]にある第一及び第二要素がゼロであり、直流−交流変換器30を制御する方法を示す：切換信号S1aは、第一p型トランジスター301aが伝導されると指示すると共に、切換信号S1bは、第一n型トランジスター301bが開かれると指示する。前記継続時間は、第一行ベクトルの第一、第二、第三、及び第四の要素のそれぞれに対応し、0.4T、0.1T、0.4T、及び0.1Tである。各切換状態と線間電圧V12、V23及びV31との関係は、次の表１のように表示される。
【表１】
0005301517.tif 000013
【００３５】
本発明の第一実施例は、以下のような工程を含む。デジタル信号である入力信号を受信し、前記入力信号によって複数のデータを発生させて第一ベクトルμを形成し、前記複数のデータを整列して、第二ベクトルVuを得る。前記第二ベクトルVuに基づいて、二つのベクトルを得て、前記二つのベクトルの一方から前記二つのベクトルの他方を引き算することにより、前記継続時間制御信号dの入力期間に関連する第三ベクトルu^3を得る。第一ベクトルμと第二ベクトルVuに基づいて、第一行列Pm1を得て、第一行列Pm1の転置行列と予定行列を掛けて、第二行列μfを得る。第二行列μfが切換策略制御信号uに関連し、切換策略制御信号u及び前記継続時間制御信号dの入力期間に基づいて切換信号Sc1を発生させる。
【００３６】
本発明の第一実施例には、直流−交流変換器30は、ただ二つの直流電圧値Vddと0によって交流電流を発生させることができる。以下の実施例は、二つ以上の直流電圧値を使用できるものを含み、小数ではない値を有する入力信号rを処理することを説明する。
【００３７】
図2を参照して下さい。図2は、本発明の第二実施例による直流−交流変換器の制御装置の例示図である。直流−交流変換器の制御装置40は、信号発生ユニット401及び変換ユニット402を含む。信号発生ユニット401は、分解ユニット4010、整列ユニット4011、減算ユニット4012、再組立ユニット4013、及び平行移動ユニット4014を含んでいる。本発明の第一実施例と第二実施例と比べて、異なる部分は、分解ユニット4010が入力信号rを分解して、複数の整数riと小数rfを発生させる。その処理方法は以下のように説明する。
分解ユニット4010は、デジタル信号である入力信号rを受信し、入力信号rによって複数のデータを発生させ、前記複数のデータのそれぞれを分解して、整数riと1〜−1の範囲内にある小数rfになる。前記複数のデータは、直流−交流変換器によって発生させる多相交流電圧を代表する。整列ユニット4011は、前記複数のデータのそれぞれを分解してなる前記小数rfに基づいて、複数の要素を有する第一ベクトルμを得て、更に第一ベクトルμを整列して、複数の整列された要素を有する第二ベクトルVuを得て、第一ベクトルμと第二ベクトルVuに基づいて第一行列Pm1を得る。本発明の第一実施例と同じように、第二ベクトルVuに基づいて、第三ベクトルu^3と第四ベクトルu^4を得て、第三ベクトルu^3から第四ベクトルu^4を引き算することにより、第五ベクトルu^5を得る。第四ベクトルu^4と第五ベクトルu^5を得ることについての実施例は、第一実施例と同じことをする。第五ベクトルu^5にある要素の値は、前記継続時間制御信号dの入力期間に関連する。
【００３８】
再組立ユニット4013は、第一行列Pm1の転置行列Pm1Tと予定行列D^に基づいて、第二行列μfを得る。好ましくは、第二行列μfは、転置行列Pm1Tと予定行列D^の産物である。再組立ユニット4013は、第二行列μfに対し、加法演算と平行移動演算を行って、第三行列Pm3を得る。第三行列Pm3にある要素の値は、切換策略制御信号uに関連する。
【００３９】
第三行列Pm3は、以下の方法で得ることができる。
【００４０】
再組立ユニット4013は、第二行列μfの同じ列にあるそれぞれの要素からの値を加算又は引き算して、第四行列Pm4を得ることにより、前記第三行列を得る。前記値を加算と引き算する後、前記第三行列は、複数の要素を有し、それぞれの要素の値はゼロより大きいか等しいである。
【００４１】
Pm4=μf+ri, Pm3 = Pm4 +c、その中、cは、第三行列を得る時に、第二行列μfの同じ列にあるそれぞれの要素から加算又は引き算される特定値である。
【００４２】
図3(a)〜（c）を参照して下さい。それぞれの図3(a)〜（c）は、本発明の第二実施例による二値電圧切換ユニット、三値電圧切換ユニット及び多値電圧切換ユニットの例示図である。図3(a)では、出力電圧Vdは、直流電圧Vdcや0Vに切換される。図3(b)では、出力電圧Vdは、二倍の直流電圧Vdc、直流電圧Vdc、又は0Vに切換される。図3(c)では、出力電圧Vdは、n倍の直流電圧Vdc、n-1倍の直流電圧Vdc.........又は0Vに切換される（nは整数である）。
【００４３】
図2では、切換信号Sc2は、切換信号S1、S2、S3......及びSnｃである。切換信号Sc2は、第三行列Pm3及び継続時間制御信号dの入力期間に基づいて発生させる。切換信号Sc2は、二値電圧切換ユニット、三値電圧切換ユニット及び多値電圧切換ユニットを制御して、必要な電圧を出力することができる。
【００４４】
本発明の第二実施例によると、複数の値は、0.85、2.29、0.57、-1.94、-1.77であると仮定する。それぞれの前記複数の値を整数riと小数rfに分解でき、整数riは、1、2、1、-2、-2であり、小数rfは、-0.15、0.29、-0.43、0.06、0.23である。従って、第一ベクトルμは以下の式で得ることができる。
【数１２】
0005301517.tif 000014
【００４５】
整列ユニット4011は、第二ベクトルVuを得ることができる。
【数１３】
0005301517.tif 000015
【００４６】
同様に、第一行列Pm1を得ることができる。
【数１４】
0005301517.tif 000016
【００４７】
第五ベクトルは以下の式で得ることができる。
【数１５】
0005301517.tif 000017
【数１６】
0005301517.tif 000018
【数１７】
0005301517.tif 000019
【数１８】
0005301517.tif 000020
【００４８】
図3(d)を参照して下さい。図3(d)は、本発明の第二実施例による七値五相切換ユニットの例示図である。七値五相切換ユニット50は、切換ユニット501、502、503、504及び505を含んでいる。それぞれの切換ユニット501〜505は、相電圧Vd1、Vd2、Vd3、Vd4及びVd5を出力する。各々の相電圧は、七つの電圧値を有し、それぞれの電圧値は、-3V、-2V、-1V、0V、1V、2V、及び3Vである。0、1、2、3、4、5、及び6という値をそれぞれの電圧値-3V、-2V、-1V、0V、1V、2V、及び3Vに代表する。それぞれの切換信号S1、S2、S3、S4、及びS5は、切換ユニット501、502、503、504及び505を制御して、前記七つの電圧値のいずれか一つの電圧値に切換する。
【００４９】
従って、第三行列Pm3の第一列ベクトルは、切換信号s1が切換ユニット501を制御して、0Vに切換し、継続時間0.28Tに続けることを示し、切換信号s2が切換ユニット502を制御して、1Vに切換し、継続時間0.28Tに続けることを示し、切換信号s3が切換ユニット503を制御して、0Vに切換し、継続時間0.28Tに続けることを示し、切換信号s4が切換ユニット504を制御して、-3Vに切換し、継続時間0.28Tに続けることを示し、切換信号s5が切換ユニット505を制御して、-3Vに切換し、継続時間0.28Tに続けることを示す。
【数１９】
0005301517.tif 000021
【００５０】
第三行列Pm3の第二列ベクトルは、切換信号s1が切換ユニット501を制御して、0Vに切換し、継続時間0.06Tに続けることを示し、切換信号s2が切換ユニット502を制御して、2Vに切換し、継続時間0.06Tに続けることを示し、切換信号s3が切換ユニット503を制御して、0Vに切換し、継続時間0.06Tに続けることを示し、切換信号s4が切換ユニット504を制御して、-3Vに切換し、継続時間0.06Tに続けることを示し、切換信号s5が切換ユニット505を制御して、-3Vに切換し、継続時間0.06Tに続けることを示す。他の行列は、同様に切換電圧と継続時間を決定することができる。以上により、本発明は、単純な策略を提供して、多値多相の電圧源インバータの切換信号を生成する。
【数２０】
0005301517.tif 000022
【００５１】
以上説明した内容を通して、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、多様な変更及び修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的な範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限らず、特許請求の範囲によって定めなければならない。
【符号の説明】
【００５２】
9、40  直流−交流変換器の制御装置、
91、401  信号発生ユニット、
92、402  変換ユニット、
911、4011  整列ユニット、
912、4012  減算ユニット、
913、4013  再組立ユニット、
r  入力信号 、
u  切換策略制御信号、
Vd1、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5  相電圧、
Sc1、Sc2、S1a、S1b、S2a、S2b、S3a、S3b…Sna、Snb、S1、S2、S3、S4…Sn  切換信号、
301  第一インバータ、
302  第二インバータ、
303  第三インバータ、
304  第四インバータ、
301a  第一p型トランジスター、
301b  第一n型トランジスター、
302a  第二p型トランジスター、
302b  第二n型トランジスター、
303a  第三p型トランジスター、
303b  第三p型トランジスター、
304a  第四p型トランジスター、
304b  第四n型トランジスター、
Vm  多値多相交流電圧、
V1、V2、V3、V4…Vn、V1’、V2’、V3’、V4’  相電圧、
T  サンプリング周期、
4010  分解ユニット、
4014  平行移動ユニット、
D^  予定行列、
rc  信号、
Vdc  直流電圧、
d  継続時間制御信号、
50  七値五相切換ユニット、
501、502、503、504、505  切換ユニット。
【図１（ａ）】
0005301517.tif 000023
【図１（ｂ）】
0005301517.tif 000024
【図１（ｃ）】
0005301517.tif 000025
【図２】
0005301517.tif 000026
【図３（ａ）】
0005301517.tif 000027
【図３（ｂ）】
0005301517.tif 000028
【図３（ｃ）】
0005301517.tif 000029
【図３（ｄ）】
0005301517.tif 000030