【手続補正書】
【提出日】平成23年3月23日(2011.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
低電位（ＶＬ）、前記低電位よりも高い高電位（ＶＨ）、及び前記低電位と前記高電位との間の中間電位（ＶＱ）を出力する整流回路（２０３）と、
前記低電位及び前記中間電位が供給される第１コンデンサ（２０５；７）と、
接続点（３５；Ｎ）において前記第１コンデンサと接続され、前記高電位及び前記中間電位が供給される第２コンデンサ（２０４；６）と
を備え、
前記整流回路は
三相電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）がそれぞれの一端に印加される三幅対のリアクトル（２０２；８，９，１０）のそれぞれの他端における第１乃至第３の電位（Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔ）を整流して前記低電位及び前記高電位を出力する三相ダイオードブリッジ（１８，１９，２０，２４，２５，２６；Ｄ１１，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ１４，Ｄ２４，Ｄ３４）と、
前記接続点に、前記リアクトルの三つの前記他端を選択的に接続するスイッチ群（３０，３１，３２；Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２）と
を有するコンバータを制御する方法であって、
前記第１乃至第３の電位のそれぞれについての指令値である第１乃至第３指令値（Ｖｒ*，Ｖｓ*，Ｖｔ*）がそれぞれ所定の範囲内にあるときに、前記スイッチ群はそれぞれの指令値に対応する前記他端を前記接続点に接続し、
前記所定の範囲には前記中間電位の指令値（０）を中心とする交流波形（ＶＫ）に対して所定の電位幅を有する範囲を採用する、コンバータの制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記第４指令値（Ｖｉｄ*）を求めるときに前記第１成分（Ｉｄ）は前記三相電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）の周波数の三倍の周波数の第１高調波(cos３ωｔ）によって補正され、
前記第５指令値（Ｖｉｑ*）を求めるときに前記第２成分（Ｉｑ）は前記第１高調波と位相が直交する第２高調波(sin３ωｔ）によって補正される、請求項５記載のコンバータの制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
低電位（ＶＬ）、前記低電位よりも高い高電位（ＶＨ）、及び前記低電位と前記高電位との間の中間電位（ＶＱ）を出力する整流回路（２０３）と、
前記低電位及び前記中間電位が供給される第１コンデンサ（２０５；７）と、
接続点（３５；Ｎ）において前記第１コンデンサと接続され、前記高電位及び前記中間電位が供給される第２コンデンサ（２０４；６）と
を備え、
前記整流回路は
三相電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）がそれぞれの一端に印加される三幅対のリアクトル（２０２；８，９，１０）のそれぞれの他端における第１乃至第３の電位（Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔ）を整流して前記低電位及び前記高電位を出力する三相ダイオードブリッジ（１８，１９，２０，２４，２５，２６；Ｄ１１，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ１４，Ｄ２４，Ｄ３４）と、
前記接続点に、前記リアクトルの三つの前記他端を選択的に接続するスイッチ群（３０，３１，３２；Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２）と
を有するコンバータを制御する装置（１００）であって、
前記第１乃至第３の電位のそれぞれについての指令値である第１乃至第３指令値（Ｖｒ*，Ｖｓ*，Ｖｔ*）を前記三相電圧から生成する電圧指令値生成部（１０１；１２２，１０４）と、
前記第１乃至第３指令値のそれぞれが前記中間電位の指令値（０）を中心とする交流波形（ＶＫ）に対して所定の電位幅を有する範囲内にあるときに、前記スイッチ群をしてそれぞれの指令値に対応する前記他端を前記接続点に接続せしめるスイッチング信号（Ｓｒｐ，Ｓｒｎ，Ｓｓｐ，Ｓｓｎ，Ｓｔｐ，Ｓｔｎ；Ｓｒ，Ｓｓ，Ｓｔ）を生成するパルス幅変調器（１０２）と
を備える、コンバータの制御装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
図１６は特許文献１のFig.４において紹介されている３レベルコンバータの回路図である。三相電圧が三幅対のリアクトルたるインダクタ８，９，１０のそれぞれの一端に供給される。インダクタ８，９，１０のそれぞれの他端は給電線１１，１２，１３を介して端子１４，１５，１６に接続される。端子１４，１５，１６は、ダイオード１８，１９，２０，２４，２５，２６で構成される電源三相ダイオードブリッジ１７の入力端として機能し、電源三相ダイオードブリッジ１７の出力側は給電線２１，２７を経由してコンデンサ６，７に接続される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
よってスイッチＳ１１〜Ｓ３２の耐圧は図１６に示された回路のスイッチング素子６１と比較してほぼ半分で足りる。しかし図１７に示された回路は、図１６に示された回路と比較してスイッチング素子の個数が倍増している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図１８は特許文献２のFig.１において紹介されている３レベルコンバータの回路図である。出力端２３，２９には給電線３７，３８を介して給電線４８が接続され、中間点３５に接続された給電線４７と共に制御ユニット４０に接続されることにより、出力電圧の測定値が制御ユニット４０に与えられる。三相電源５（相電源２，３，４）の相電圧は給電線４４〜４６（三相給電線４２として結合している）から制御ユニット４０へと与えられる。制御ユニット４０には別途に外部制御信号４１も与えられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０６６０４９８号明細書
【特許文献２】特開平９−１８２４４１号公報
【特許文献３】特開２００２-１４２４５８号公報
【特許文献４】特許第２７５４５１９号公報
【特許文献５】特開２００６−１１５６０９号公報
【非特許文献１】J.W.Kolar,U.Drofenik,F.C.Zach, “DC link voltage balancing of a three-phase / switch / level PWM(VIENNA) rectifier by modified hysteresis input current control”, Proc. of Power Conversion Conference 1995, 1995, pp.443-465
【非特許文献２】Zhao, Y., Y. Li, T.A. Lipo, “Force Commutated Three-Level Boost Type Rectifier”, IEEE-IAS Conference Record, Oct.1993, vol.II, 1993, pp.771-777
【非特許文献３】市川文俊、他５名、「電力品質維持用総合補償装置の制御方法」、電気学会半導体電力変換研究会資料SPC-96-127
【非特許文献４】酒井慶次郎、他３名、「電圧形コンバータの平滑コンデンサ容量低減及び瞬停再始動制御法」電気学会論文誌Ｄ、１１２巻１号、平成４年
【非特許文献５】電気学会・半導体電力変換システム調査専門委員会編、「パワーエレクトロニクス回路」オーム社、Ｐ１７６〜１７７、平成１２年１１月
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この発明にかかるコンバータの制御方法は、低電位（ＶＬ）、前記低電位よりも高い高電位（ＶＨ）、及び前記低電位と前記高電位との間の中間電位（ＶＱ）を出力する整流回路（２０３）と、前記低電位及び前記中間電位が供給される第１コンデンサ（２０５；７）と、接続点（３５；Ｎ）において前記第１コンデンサと接続され、前記高電位及び前記中間電位が供給される第２コンデンサ（２０４；６）とを備えるコンバータを制御する方法である。当該コンバータにおいて前記整流回路は三相電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）がそれぞれの一端に印加される三幅対のリアクトル（２０２；８，９，１０）のそれぞれの他端における第１乃至第３の電位（Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔ）を整流して前記低電位及び前記高電位を出力する三相ダイオードブリッジ（１８，１９，２０，２４，２５，２６；Ｄ１１，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ１４，Ｄ２４，Ｄ３４）と、前記接続点に、前記リアクトルの三つの前記他端を選択的に接続するスイッチ群（３０，３１，３２；Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２）とを有する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
この発明にかかるコンバータの制御方法の第６の態様は、その第５の態様であって、前記第４指令値（Ｖｉｄ*）を求めるときに前記第１成分（Ｉｄ）は前記三相電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）の周波数の三倍の周波数の第１高調波(cos３ωｔ）によって補正され、前記第５指令値（Ｖｉｑ*）を求めるときに前記第２成分（Ｉｑ）は前記第１高調波と位相が直交する第２高調波(sin３ωｔ）によって補正される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
この発明にかかるコンバータの制御装置は、低電位（ＶＬ）、前記低電位よりも高い高電位（ＶＨ）、及び前記低電位と前記高電位との間の中間電位（ＶＱ）を出力する整流回路（２０３）と、前記低電位及び前記中間電位が供給される第１コンデンサ（２０５；７）と、接続点（３５；Ｎ）において前記第１コンデンサと接続され、前記高電位及び前記中間電位が供給される第２コンデンサ（２０４；６）とを備えるコンバータを制御する装置である。当該コンバータにおいて前記整流回路は三相電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）がそれぞれの一端に印加される三幅対のリアクトル（２０２；８，９，１０）のそれぞれの他端における第１乃至第３の電位（Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔ）を整流して前記低電位及び前記高電位を出力する三相ダイオードブリッジ（１８，１９，２０，２４，２５，２６；Ｄ１１，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ１４，Ｄ２４，Ｄ３４）と、前記接続点に、前記リアクトルの三つの前記他端を選択的に接続するスイッチ群（３０，３１，３２；Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ３２）とを有する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
三相電源２０１からは電位Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを呈する三相電圧が出力され、それぞれに対応してリアクタ群２０２には三相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れる。３レベルコンバータ２００は電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを入力し、それぞれに対応して入力電位Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔが発生する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
整流回路２０３は三相ダイオードブリッジと、スイッチ群とを有している。三相ダイオードブリッジは電位Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔを整流して低電位ＶＬ及び高電位ＶＨを出力する。スイッチ群は、コンデンサ２０４，２０５を相互に接続する接続点Ｎに対して、三相電源２０１とは反対側におけるリアクトル群２０２の三つの端（三相電源２０１側のリアクトル群２０２の端を一端として把握した場合の他端）を選択的に接続する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
そして指令値Ｖｒ*，Ｖｓ*，Ｖｔ*がそれぞれ後述する所定の範囲内にあるときに、整流回路２０３のスイッチ群は、それぞれの指令値に対応するリアクトル群２０２の他端側を接続点Ｎへと接続する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図４は電圧指令値生成部１０１が指令値Ｖｒ*，Ｖｓ*，Ｖｔ*を三相のアナログ処理によって生成した場合を例示している。具体的には電位Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔと同位相の三相波形と、直流電圧Ｖｄｃ（＝ＶＨ−ＶＬ）と、電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗとに基づいて（いずれも実測値）アナログ演算した結果を用いて指令値Ｖｒ*，Ｖｓ*，Ｖｔ*が生成される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
よって指令値Ｖｉｄ*，Ｖｉｑ*を求める帯域を、三相電圧の周波数の三倍以上に採ることにより、リアクトル群２０２に流れる三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの二次調波を低減することができる可能性がある。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
加減算器１１６では、中間電位ＶＱを中間電位の指令値ＶＱ*（図３の例示では０Ｖ、図１２や図１３の例示では３５０Ｖ）から差し引いて偏差ΔＶＱを求める。偏差ΔＶＱに基づき電圧制御部１１７によって補正指令値Ｉ０*が出力される。これは電流指令値Ｉｑ*，Ｉｄ*を補正する値の絶対値を示している。