"三相交流をPWM変換して直流を出力する三相コンバータの電力変換において、前記三相コンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出する対称分算出工程と、前記三相コンバータの直流出力の出力電圧値および出力電流値を用いて平均有効電力値を算出する平均有効電力演算工程と、平均有効電力値と平均無効電力値と力率との関係に基づいて、前記平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と設定力率とから、当該設定力率に対応した平均無効電力値を算出する力率制御工程と、前記平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と、前記力率制御工程で算出した平均無効電力値と、前記対称分算出工程で算出した三相交流電圧の対称分電圧値とから電流指令値を算出する電流指令値生成工程と、前記電流指令値と三相コンバータの入力電流値とに基づいて、前記三相交流電圧の正相分電圧値を定電流制御して定電流制御値を算出する定電流制御工程とを備え、前記定電流制御工程で算出した定電流制御値に基づいて三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号および力率を制御する制御信号を生成し、前記補償信号および制御信号に基づいて、不平衡電圧および力率を制御する互いに120°の位相差を有したY相電圧を求め、当該Y相電圧に基づいて、三相交流をPWM変換して直流を出力するための制御信号を生成することを特徴とする、三相コンバータの力率制御方法。三相交流の各線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求める重心ベクトル演算工程を備え、前記重心ベクトル演算工程は、前記線間電圧の内から選択した二つの線間電圧の全組み合わせについてベクトル演算し、当該ベクトル演算によって端子電圧の重心から各端子電圧への重心ベクトル電圧を求め、当該各ベクトル電圧を互いに120°の位相差を有する各Y相電圧とし、前記対称分算出工程は、前記重心ベクトル演算工程で求めたコンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出することを特徴とする、請求項1に記載の三相コンバータの力率制御方法。前記平均有効電力演算工程は、前記直流出力の出力電圧値および出力電流値の積算値と、前記出力電圧値と電圧指令値との差分を比例積分制御した値との和によって平均有効電力値を算出することを特徴とする、請求項1又は2に記載の三相コンバータの力率制御方法。前記力率制御工程は、前記平均有効電力値に[1-設定力率21/2/設定力率]を乗算した値によって平均無効電力を算出することを特徴とする、請求項1から3の何れか一つに記載の三相コンバータの力率制御方法。前記力率制御工程は前記設定力率を負に設定し、平均有効電力値を三相コンバータの直流出力側から交流入力側に電力を回生することを特徴とする、請求項1から4の何れか一つに記載の三相コンバータの力率制御方法。三相交流をPWM変換して直流を出力する三相コンバータの電力変換において、前記三相コンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出する対称分算出工程と、前記三相コンバータの直流出力の出力電圧値および出力電流値を用いて平均有効電力値を算出する平均有効電力演算工程と、平均有効電力値と平均無効電力値と力率との関係に基づいて、前記平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と設定力率とから、当該設定力率に対応した平均無効電力値を算出する無効電力制御工程と、前記平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と、前記無効電力制御工程で算出した平均無効電力値と、前記対称分算出工程で算出した三相交流電圧の対称分電圧値とから電流指令値を算出する電流指令値生成工程と、前記電流指令値と三相コンバータの入力電流値とに基づいて、前記三相交流電圧の正相分電圧値を定電流制御して定電流制御値を算出する定電流制御工程とを備え、前記定電流制御工程で算出した定電流制御値に基づいて三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号および無効電力を制御する制御信号を生成し、前記補償信号および制御信号に基づいて、不平衡電圧および無効電力を制御する互いに120°の位相差を有したY相電圧を求め、当該Y相電圧に基づいて、三相交流をPWM変換して直流を出力するための制御信号を生成することを特徴とする、三相コンバータの無効電力制御方法。三相交流の各線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求める重心ベクトル演算工程を備え、前記重心ベクトル演算工程は、前記線間電圧の内から選択した二つの線間電圧の全組み合わせについてベクトル演算し、当該ベクトル演算によって端子電圧の重心から各端子電圧への重心ベクトル電圧を求め、当該各ベクトル電圧を互いに120°の位相差を有する各Y相電圧とし、前記対称分算出工程は、前記重心ベクトル演算工程で求めたコンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出することを特徴とする、請求項6に記載の三相コンバータの無効電力制御方法。前記平均有効電力演算工程は、前記直流出力の出力電圧値および出力電流値の積算値と、前記出力電圧値と電圧指令値との差分を比例積分制御した値との和によって平均有効電力値を算出することを特徴とする、請求項6又は7に記載の三相コンバータの無効電力制御方法。前記無効電力制御工程は、前記平均有効電力値に[1-設定力率21/2/設定力率]を乗算した値によって平均無効電力を算出することを特徴とする、請求項6から8の何れか一つに記載の三相コンバータの無効電力制御方法。三相交流をPWM変換して直流を出力する三相コンバータを制御する制御装置において、前記三相コンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出する対称分算出部と、前記三相コンバータの直流出力の出力電圧値および出力電流値を用いて平均有効電力値を算出する平均有効電力演算部と、平均有効電力値と平均無効電力値と力率との関係に基づいて、前記平均有効電力演算部で算出した平均有効電力値と設定力率とから、当該設定力率に対応した平均無効電力値を算出する力率制御部と、前記平均有効電力演算部で算出した平均有効電力値と、前記力率制御部で算出した平均無効電力値と、前記対称分算出部で算出した三相交流電圧の対称分電圧値とから電流指令値を算出する電流指令値生成部と、前記電流指令値と三相コンバータの入力電流値とに基づいて、前記三相交流電圧の正相分電圧値を定電流制御して定電流制御値を算出する定電流制御部とを備え、前記定電流制御部で算出した定電流制御値に基づいて三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号および力率を制御する制御信号を生成し、前記補償信号および制御信号に基づいて、不平衡電圧および力率を制御する互いに120°の位相差を有したY相電圧を求め、当該Y相電圧に基づいて、三相交流をPWM変換して直流を出力するための制御信号を生成することを特徴とする、三相コンバータの制御装置。三相交流の各線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求める重心ベクトル演算部を備え、前記重心ベクトル演算部は、前記線間電圧の内から選択した二つの線間電圧の全組み合わせについてベクトル演算し、当該ベクトル演算によって端子電圧の重心から各端子電圧への重心ベクトル電圧を求め、当該各ベクトル電圧を互いに120°の位相差を有する各Y相電圧とし、前記対称分算出部は、前記重心ベクトル演算部で求めたコンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出することを特徴とする、請求項10に記載の三相コンバータの制御装置。前記平均有効電力演算部は、前記直流出力の出力電圧値および出力電流値の積算値と、前記出力電圧値と電圧指令値との差分を比例積分制御した値との和によって平均有効電力値を算出することを特徴とする、請求項10又は11に記載の三相コンバータの制御装置。前記力率無効電力制御部は、力率を設定する力率設定部と、前記力率設定部で設定した設定力率を用いて平均無効電力を算出する平均無効電力演算部とを備え、前記平均無効電力演算部は、前記平均有効電力演算部で算出した平均有効電力値に[1-設定力率21/2/設定力率]を乗算する演算によって平均無効電力を算出することを特徴とする、請求項10から12の何れか一つに記載の三相コンバータの制御装置。前記力率無効電力制御部は前記設定力率を負に設定し、平均有効電力値を三相コンバータの直流出力側から交流入力側に電力を回生することを特徴とする、請求項10から13の何れか一つに記載の三相コンバータの制御装置。三相不平衡補償の点では以下のような課題がある。上記した特許文献3によれば、線間相電圧変換手段によって、実測した線間電圧信号を相電圧変換信号に変換し、相電圧変換信号に基づいて零相電圧信号及び相電圧信号を生成し、これによって、一般的な三相配電系統の三相不平衡電圧に基づいて三相PWMコンバータを制御し三相不平衡補償を行うことができる。しかしながら、この線間相電圧変換手段は、線間電圧を変換して求めた相電圧変換信号のピーク値を検出し、これら3つのピーク値に基づいて算出した係数に基づいて零相電圧信号および相電圧信号を生成する。そのため、零相電圧信号および相電圧信号の生成には、線間電圧の実測を複数回繰り返して最適な係数を求める必要があり、信号生成に要する時間が長くなるおそれがある。Y相電圧において不平衡の電圧と位相角が既知であれば、このY相電圧から不平衡の線間電圧を画一的に定めることができる。これに対して、線間電圧において不平衡の電圧と位相角が既知であったとしても、この線間電圧からY相電圧を画一的に定めることはできない。これは、Y相電圧の基準点が定まらないために、同じ不平衡の電圧と位相角を持った無数のY相電圧の組み合わせが存在するためである。三相PWMコンバータを制御するには、Y相電圧間に互いに120°の位相差の関係が必要であるため、Y相電圧の無数の組み合わせの中から、互いに120°の位相差を持つ特定のY相電圧を選定することが必要となる。互いに120°の位相差を持つ特定のY相電圧を選定することにより、正相分電圧は、Y相電圧の特定相と同相になり、その後のdq軸変換処理によって制御対象となるDC成分を取出せるため、三相PWMコンバータの制御に都合が良い。また、正相分電圧に対する逆相分電圧の位相角と零相分電圧の位相角は、互いに逆方向で同じ角度を示すため、零相分電圧の導出が可能となる。従来、線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求めるには、電圧の不平衡状態を検出し、さらに、測定した線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を選出する必要があるため処理時間が長くなる。例えば、交流において電圧の不平衡状態を検出するには、少なくとも1/2サイクルの間の電圧変動をモニタする必要がある。三相PWMコンバータを制御して電圧の不平衡を迅速に補償するには、電圧の不平衡の検出および制御信号の生成に要する時間を短縮することが求められ、瞬時の線間電圧から瞬時のY相電圧を導出することが必要である。なお、ここで、瞬時の線間電圧は、ある一時点において測定して得られる線間電圧であり、瞬時のY相電圧は、この一時点で得られた線間電圧の実測値に基づいて導出される線間電圧の値であって、線間電圧の測定時点と一対一に対応するものであり、複数時点での測定値を要することなく、一測定時点の測定値で求めることができることを意味している。瞬時電圧低下による影響を負荷側で迅速に解消するには、三相PWMコンバータの制御に必要な零相電圧信号および相電圧信号の生成を、三相配電系統の三相線間電圧の不平衡状態の変化に対して素早く対応する必要がある。上記した線間相電圧変換手段では、零相電圧信号および相電圧信号を生成するために、線間電圧の実測を複数回繰り返すことが予測されるため、三相線間電圧の不平衡状態の変化への応答が不十分となるおそれがある。瞬時電圧低下に対する応答性として、例えばSEMIF470200の瞬低規格が知られている。このSEMIF470200の瞬低規格は、広帯域入力電圧低下範囲0~100の瞬低補償に求められる制御範囲を定めている。この瞬低規格では、例えば瞬低時から02秒の間の電圧低下率が50、02秒から05秒の間の電圧低下率が70等であることが定められている。瞬時電圧低下に対する応答性が不十分である場合には、この瞬低規格を満たすことが困難となる。従来、線間電圧の三相不平衡電圧を入力電圧とし、瞬時の線間電圧から瞬時のY相電圧を導出し、これによって三相PWMコンバータを制御して不平衡電圧を補償する技術は知られていない。三相コンバータの制御において、力率および無効電力の制御の点では以下の課題がある。特許文献5によれば、インバータ装置において力率を任意に設定することが知られている。しかしながら、この力率制御は、発電装置から商用電源系統に任意の力率で電力を供給する交流-交流変換のインバータの力率に関するものであり、三相交流電圧をPWM変換して直流電圧出力する三相コンバータの制御において力率を任意に設定する技術は知られていない。特に、三相電圧の不平衡時において、線間電圧の三相不平衡電圧を入力電圧として三相PWMコンバータを制御し、力率を任意に制御する技術は知られていない。電力系統において任意の力率設定が求められる場面が生じる場合がある。例えば、電力品質確保に係る系統連系技術要件ガイドライン平成16年10月1日資源エネルギー庁、分散型電源系統連系技術指針等には、配電線との連系において、受電点の力率は、適正なものとして原則85以上とするとともに、系統側からみて進み力率とならないようにする旨が規定されている。このような規定を満たすためには、任意の力率に設定することが求められる。上記のように任意の力率に制御する場合あるいは力率を1に制御する場合において、従来の力率制御によって、電力系統に接続する電力用コンデンサや分路リアクトルの単機容量を選定することによって対応する場合には、力率を測定する工程や構成が必要となるという問題がある他、単機容量の選定工程等によって迅速な応答が困難となるという応答性の点から、三相線間電圧における力率変動への応答が不十分となる問題がある。さらに、前記した不平衡電圧補償と同様に、線間電圧の三相不平衡電圧を入力電圧として三相PWMコンバータを制御することで力率制御および無効電力制御を行う場合には、線間相電圧変換手段において、線間電圧の実測と零相電圧信号および相電圧信号を生成とを複数回繰り返す必要があるため、力率変動への応答が不十分となるという問題がある。したがって、従来の三相コンバータによる力率制御や無効電力制御では、任意に力率を制御することが困難であるという課題、三相線間電圧における力率変動への応答が不十分であるという課題、力率制御には力率を測定するための工程や構成が必要となるという課題がある。そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、三相コンバータにおいて力率を任意に設定して制御すること、および無効電力を制御することを目的とする。また、本発明は、三相コンバータにおいて、力率測定のための工程や構成を要すること無く力率制御および無効電力制御を行うことを目的とする。また、本発明は、瞬時の線間の実測電圧から求めた瞬時のY相電圧に基づいて三相PWMコンバータを制御し、不平衡電圧を補償するとともに三相線間電圧における力率変動に対して良好な応答性で力率および無効電力を制御することを目的とする。なお、三相交流において、Δ結線に生じる三相不平衡電圧である線間電圧の一実測値から、その実測時において互い120°の位相差を持つY結線の三相不平衡電圧である正相電圧、逆相電圧、零相電圧を導出し、これによって三相PWMコンバータを制御して不平衡電圧を補償するとともに、力率および無効電力を制御する。ここで、線間電圧の瞬時値は、ある一時点で実測した線間電圧の値であり、Y相電圧の瞬時値は、線間電圧の実測値に基づいて導出するY相電圧の値である。不平衡電圧補償では、複数の測定時点で取得した線間電圧の実測値を用いることなく、一時点で実測した線間電圧を用いて、その測定時点におけるY相電圧を導出し、導出したY相電圧を用いて三相PWMコンバータを制御する。図1は、本発明の不平衡電圧補償および力率制御について説明するための概略図である。[不平衡電圧補償]はじめに、不平衡電圧補償について説明する。本発明の不平衡電圧補償は、この三相不平衡電圧e1a,e1b,e1cが未知あるいは直接測定することができない場合に、端子a,b,cの線間電圧を用いることによって不平衡電圧を補償するものであり、さらに、一時点で実測した線間電圧を用いて互い120°の位相差を持つY結線のY相電圧の瞬時値を求め、不平衡補償を行う。前記した図17において、端子a,b,cに対して三相交流電源100B側は、平衡電圧er,es,etと、送電線インピーダンスZ1と、瞬低時の等価インピーダンスZ12,Z23,Z31の等価回路で表される。従来、この三相交流電源100Bの不平衡状態は、図18で示したように、平衡電圧er,es,etに対して不平衡要因により不平衡が発生したものとして扱い、不平衡電圧補償装置400は、三相不平衡電圧e1a,e1b,e1cが既知あるいは測定可能であるものとして不平衡電圧補償を行うことができるが、三相不平衡電圧e1a,e1b,e1cが未知あるいは測定できない場合には、不平衡電圧を補償できない。上記した従来の不平衡状態の取り扱いに対して、本発明の不平衡電圧補償では、図1に示すように三相交流電源100Aは互いに2π/3の位相角を持つ不平衡電圧e1a,e1b,e1cを有し、この不平衡電圧によって端子a,b,cに誘起電圧eab,ebc,ecaが誘起されると見なすことができる。これにより、誘起電圧eab,ebc,ecaは、三相交流電源100Aの三相不平衡電圧e1a,e1b,e1cによる発生電圧であると扱うことができ、三相不平衡電圧e1a,e1b,e1cを直接に求めることができない場合に、不平衡電圧e1a,e1b,e1cの取得を補うものとして扱うことができる。本発明の不平衡電圧補償は、上記した不平衡状態の取り扱い概要に基づいて、三相不平衡電圧e1a,e1b,e1cが未知あるいは測定できない場合であっても、誘起電圧eab,ebc,ecaを用いることによって三相不平衡電圧e1a,e1b,e1cを求め、不平衡電圧を補償する。ここで、誘起電圧eab,ebc,ecaは、端子a,b,cの線間電圧に相当する。本発明の不平衡電圧補償は、三相交流の不平衡電圧補償において、不平衡電圧補償装置1の線間電圧三相不平衡電圧変換部1Aによって、線間電圧の瞬時値から互いに120°の位相差を持つY結線のY相電圧の瞬時値を導出し、導出したY相電圧によって三相PWMコンバータを制御して不平衡電圧を補償するものである。これにより、三相不平衡入力電圧が未知あるいは測定困難な場合であっても、不平衡電圧補償を行うことができる。本発明の不平衡電圧補償は、一般的な三相配電系統の入力電圧がY形結線Y相電圧ではなくΔ形結線線間電圧であることに着目して、線間電圧をベクトル演算することによって互いに120°の位相差を持つY相電圧、零相電圧の瞬時値を導出する。三相コンバータの制御を行うためには、Y相電圧、零相分電圧を導出する必要がある。本発明は、ベクトル演算によって求めたY相電圧をdq軸変換処理して、正相分の直流成分を抽出し、直流成分をフィードバック信号として三相コンバータの制御に使用する。本発明の不平衡電圧補償は一般的な三相配電系統の三相不平衡の線間電圧を対象とし、線間電圧から重心ベクトル演算によるY相電圧への変換手法を用いて、線間電圧の三相不平衡電圧の瞬時値から、互いに120°の位相差を持つY相電圧の三相不平衡電圧と零相分電圧の瞬時値を導出する。上記した線間電圧からY相電圧の算出において、本発明の発明者は、三相交流電圧の各相の端子電圧を頂点が形成する三角形において、本発明による重心ベクトル演算によって2つの端子間を結ぶ線間電圧ベクトルについて重心ベクトルを求めると、この重心ベクトルの重心は互いに120°の位相差を有する各Y相電圧の零相分の基準点と一致することを見出した。この重心ベクトルの重心と零相分の基準点とが一致する関係によれば、線間電圧から求めた重心ベクトル電圧は、対称分電圧の内、零相分については含まないものの、正相分および逆相分を含み、dq軸変換処理によって互いに120°の位相差を有するY相電圧として扱うことができる。対称分算出は、重心ベクトル演算で求めた各Y相電圧をdq軸変換してd軸の電圧信号とq軸の電圧信号を算出し、算出したd軸およびq軸の電圧信号を周波数分離し、直流分から正相電圧を求め、交流分から逆相電圧を算出する。重心ベクトル演算で求めたY相電圧は零相分を含んでいないため、対称分算出において零相分電圧を算出するために、逆相分電圧から算出した算出振幅と、正相分電圧および逆相分電圧から算出した位相とによって、零相分電圧を算出する。[力率制御]次に、力率制御および無効電力制御について説明する。平均有効電力をPave、平均無効電力をQaveで表した場合には、力率cosθは、cosθ=Pave/Pave2Qave21/2で定義される。本発明は、この力率cosθと平均有効電力Paveと平均無効電力Qaveとの関係に基づいて、力率制御および無効電力制御を行う。本発明は、力率無効電力制御装置2において、力率cosθを任意に設定するとともに、三相コンバータの出力から平均有効電力Paveを求め、求めた平均有効電力Paveと任意に設定した設定力率cosθの値とから設定力率cosθに対応する平均無効電力Qaveを求め、求めた平均有効電力および平均無効電力から三相コンバータを制御する制御信号を生成する。これによって、力率を任意に設定した設定力率で制御するとともに、無効電力を設定力率によって制御することができる。力率cosθと平均有効電力Paveと平均無効電力Qaveとの関係から、平均無効電力Qaveは、Qave=Pave1-cosθ21/2/cosθで表される。この式は、平均無効電力Qaveが平均有効電力Paveと設定力率cosθとによって定まることを表している。本発明は、上記した力率と平均有効電力と平均無効電力との関係は、平均有効電力に対して力率を任意に設定した力率で制御することができること、および設定力率によって無効電力を制御できることを表していることに鑑みて、力率および無効電力を制御するものである。また、本発明の力率制御において、平均有効電力Paveは、Pave=cosθ√皮相電力=cosθPave2Qave21/2で表されることから、設定力率を-1に設定して力率および無効電力を制御することによって三相コンバータの出力を三相交流側に電力を回生することができる。本発明は、三相コンバータの力率制御方法、三相コンバータの無効電力制御方法、および三相コンバータの制御装置の各形態を含み、いずれも、力率cosθを任意に設定するとともに、三相コンバータの出力から平均有効電力Paveを求め、求めた平均有効電力Paveと設定力率cosθの値とから設定力率cosθに対応する平均無効電力Qaveを求め、これによって、力率を任意に設定した設定力率で制御し、設定力率に対応して無効電力を制御するという技術事項を共通して備えるものである。また、不平衡電圧の補償において、重心ベクトル演算、対称分算出、不平衡電圧の補償信号生成の各技術事項を共通して備える。本発明の第1の形態は三相コンバータの力率制御方法に関し、三相交流をPWM変換して直流を出力する電力変換において、力率を制御する方法に関する。本発明の力率制御方法は、三相交流をPWM変換して直流を出力する三相コンバータの電力変換において、対称分算出工程と、平均有効電力演算工程と、力率制御工程と、電流指令値生成工程と、定電流制御工程とを備える。対称分算出工程において三相コンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出し、平均有効電力演算工程において三相コンバータの直流出力の出力電圧値および出力電流値を用いて平均有効電力値を算出し、力率制御工程において平均有効電力値と平均無効電力値と力率との関係に基づいて、平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と設定力率とから、設定力率に対応した平均無効電力値を算出し、電流指令値生成工程において平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と、力率制御工程で算出した平均無効電力値と、対称分算出工程で算出した三相交流電圧の対称分電圧値とから電流指令値を算出し、定電流制御工程において電流指令値と三相コンバータの入力電流値とに基づいて、三相交流電圧の正相分電圧値を定電流制御して定電流制御値を算出する。定電流制御工程で算出した定電流制御値に基づいて三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号および力率を制御する制御信号を生成し、補償信号および制御信号に基づいて不平衡電圧および力率を制御する互いに120°の位相差を有したY相電圧を求め、求めたY相電圧に基づいて三相交流をPWM変換して直流を出力するための制御信号を生成する。なお、定電流制御工程は、不平衡電圧補償信号および力率制御信号を合わせた信号を形成する。本発明の対称分算出工程は、三相の平衡系の対称分電圧値を算出する際に用いる三相コンバータの三相交流入力のY相電圧として、重心ベクトル演算工程において三相交流の各線間電圧から求めたY相電圧を用いることによって、線間電圧から対称分を算出することができる。重心ベクトル演算工程は、三相交流の各線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求める工程であり、線間電圧の内から選択した二つの線間電圧の全組み合わせについてベクトル演算し、このベクトル演算によって端子電圧の重心から各端子電圧への重心ベクトル電圧を求め、求めた各ベクトル電圧を互いに120°の位相差を有する各Y相電圧とする。対称分算出工程は、重心ベクトル演算工程で求めたコンバータの三相交流入力からY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出する。本発明の平均有効電力演算工程は、直流出力の出力電圧値および出力電流値の積算値と、出力電圧値と電圧指令値との差分を比例積分制御した値との和によって、平均有効電力値を算出する。本発明の力率制御工程は、平均有効電力値に[1-設定力率21/2/設定力率]を乗算する演算によって平均無効電力を算出することができ、設定力率に基づいて平均無効電力を制御することができる。本発明の力率制御工程において、設定力率を負に設定することによって、平均有効電力値を三相コンバータの直流出力側から交流入力側への電力回生を行うことができる。本発明の第2の形態は三相コンバータの無効電力制御方法に関し、三相交流をPWM変換して直流を出力する電力変換において、無効電力を制御する方法に関する。本発明の無効電力制御方法は、三相交流をPWM変換して直流を出力する三相コンバータの電力変換において、対称分算出工程と、平均有効電力演算工程と、無効電力制御工程と、電流指令値生成工程と、定電流制御工程とを備える。対称分算出工程において三相コンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出し、平均有効電力演算工程において三相コンバータの直流出力の出力電圧値および出力電流値を用いて平均有効電力値を算出し、無効電力制御工程において平均有効電力値と平均無効電力値と力率との関係に基づいて、平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と設定力率とから、設定力率に対応した平均無効電力値を算出し、電流指令値生成工程において平均有効電力演算工程で算出した平均有効電力値と、無効電力制御工程で算出した平均無効電力値と、対称分算出工程で算出した三相交流電圧の対称分電圧値とから電流指令値を算出し、定電流制御工程において電流指令値と三相コンバータの入力電流値とに基づいて、三相交流電圧の正相分電圧値を定電流制御して定電流制御値を算出する。定電流制御工程で算出した定電流制御値に基づいて三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号および無効電力を制御する制御信号を生成し、補償信号および制御信号に基づいて不平衡電圧および無効電力を制御する互いに120°の位相差を有したY相電圧を求め、求めたY相電圧に基づいて三相交流をPWM変換して直流を出力するための制御信号を生成する。なお、定電流制御工程は、不平衡電圧補償信号および無効電力制御信号を合わせた信号を形成する。本発明の対称分算出工程は、三相の平衡系の対称分電圧値を算出する際に用いる三相コンバータの三相交流入力のY相電圧として、重心ベクトル演算工程において三相交流の各線間電圧から求めたY相電圧を用いることによって、線間電圧から対称分を算出することができる。重心ベクトル演算工程は、三相交流の各線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求める工程であり、線間電圧の内から選択した二つの線間電圧の全組み合わせについてベクトル演算し、このベクトル演算によって端子電圧の重心から各端子電圧への重心ベクトル電圧を求め、求めた各ベクトル電圧を互いに120°の位相差を有する各Y相電圧とする。対称分算出工程は、重心ベクトル演算工程で求めたコンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出する。本発明の平均有効電力演算工程は、直流出力の出力電圧値および出力電流値の積算値と、出力電圧値と電圧指令値との差分を比例積分制御した値との和によって、平均有効電力値を算出する。本発明の無効電力制御工程は、平均有効電力値に[1-設定力率21/2/設定力率]を乗算する演算によって、設定力率に対応した平均無効電力を算出する。本発明の第3の形態は三相コンバータの制御装置に関し、三相交流をPWM変換して直流を出力する電力変換する三相コンバータの制御装置に関する。本発明の三相コンバータの制御装置は、三相交流電圧をPWM変換して直流電圧出力する三相コンバータを制御する制御装置において、三相コンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出する対称分算出部と、三相コンバータの直流出力の出力電圧値および出力電流値を用いて平均有効電力値を算出する平均有効電力演算部と、平均有効電力値と平均無効電力値と力率との関係に基づいて、平均有効電力演算部で算出した平均有効電力値と設定力率とから、設定力率に対応した平均無効電力値を算出する力率無効電力制御部と、平均有効電力演算部で算出した平均有効電力値と、力率無効電力制御部で算出した平均無効電力値と、対称分算出部で算出した三相交流電圧の対称分電圧値とから電流指令値を算出する電流指令値生成部と、電流指令値と三相コンバータの入力電流値とに基づいて、三相交流電圧の正相分電圧値を定電流制御して定電流制御値を算出する定電流制御部とを備え、定電流制御部で算出した定電流制御値に基づいて三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号および力率を制御する制御信号を生成し、補償信号および制御信号に基づいて不平衡電圧および力率を制御する互いに120°の位相差を有したY相電圧を求め、求めたY相電圧に基づいて三相交流をPWM変換して直流を出力するための制御信号を生成する。なお、定電流制御部は、不平衡電圧補償信号および力率制御信号を合わせた信号を形成する。本発明の三相コンバータの制御装置は、重心ベクトル演算部において三相交流の各線間電圧からY相電圧を求め、対称分算出部は重心ベクトル演算部で求めたY相電圧を三相コンバータの三相交流入力のY相電圧とし、このY相電圧を用いて三相の平衡系の対称分電圧値を算出する。重心ベクトル演算部は、三相交流の各線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求める演算部であり、線間電圧の内から選択した二つの線間電圧の全組み合わせについてベクトル演算し、このベクトル演算によって端子電圧の重心から各端子電圧への重心ベクトル電圧を求め、求めた各ベクトル電圧を互いに120°の位相差を有する各Y相電圧とする。対称分算出部は、重心ベクトル演算部で求めたコンバータの三相交流入力のY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧値を算出する。本発明の平均有効電力演算部は、直流出力の出力電圧値および出力電流値の積算値と、出力電圧値と電圧指令値との差分を比例積分制御した値との和によって、平均有効電力値を算出する。本発明の力率無効電力制御部は、力率を設定するとともに、平均有効電力値に[1-設定力率21/2/設定力率]を乗算する演算によって平均無効電力を算出することができ、設定力率に基づいて平均無効電力を制御することができる。本発明の力率無効電力制御部において、設定力率を負に設定することによって、平均有効電力値を三相コンバータの直流出力側から交流入力側への電力回生を行うことができる。本発明の態様によれば、三相コンバータにおいて力率を任意の値に設定することができ、力率を制御するとともに、設定力率から無効電力を制御することができる。本発明の態様によれば、設定力率を負に設定することによって三相コンバータの直流出力側から交流入力側に電力を回生することができる。本発明の線間電圧からY相電圧を求める態様によれば、複数の測定時点で取得した線間電圧の実測値を用いることなく、一時点で実測した線間電圧を用いて、その測定時点におけるY相電圧を導出することができる。一時点で実測した測定値によって求めることができるため、電圧の不平衡の検出や制御信号の生成に要する時間を短縮して、瞬時の線間電圧から瞬時のY相電圧を導出することができる。また、三相不平衡電圧状態において、コンバータ制御によって蓄電デバイスを用いることなく定格出力を維持することができ、三相平衡電流を出力することができる。以上説明したように、本発明の三相コンバータの力率制御方法、三相コンバータの無効電力制御方法、および三相コンバータの制御装置の各形態によれば、三相コンバータにおいて任意に設定した力率に制御し、無効電力を制御することができる。本発明によれば、三相コンバータにおいて、力率測定のための工程や構成を要すること無く力率制御および無効電力制御を行うことができる。本発明によれば、瞬時の線間の実測電圧から求めた瞬時のY相電圧に基づいて三相PWMコンバータを制御し、不平衡電圧を補償するとともに三相線間電圧における力率変動に対して良好な応答性で力率および無効電力を制御することができる。以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。本発明の力率、無効電力制御について、三相コンバータを例として、図2~図9を用いて説明し、実施例による実験結果について図10~図15を用いて説明する。本発明の力率、三相コンバータの力率無効電力制御の概略構成について図2を用いて説明する。図2において、三相交流電源100から供給される三相交流電力において、三相コンバータ200によって三相交流電圧をPWM変換して直流電圧を直流負荷300に出力する。本発明の三相コンバータは、不平衡電圧補償装置1および力率無効電力制御装置2を備える。不平衡電圧補償装置1は、三相交流電力の不平衡電圧を補償して直流負荷300に出力する電圧の変動を抑制し、力率無効電力制御装置2は、三相コンバータ200の直流出力である直流負荷300への入力電圧および入力電流をフィードバックし、PFC制御によって力率無効電力制御を行う。不平衡電圧補償装置1は、各線間電圧から互いに120°の位相差を有するY相電圧を求める重心ベクトル演算部10と、重心ベクトル演算部10で求めたY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧を算出する対称座標成分算出部20と、三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号を形成する定電流制御部40とを備える。力率無効電力制御装置2は、三相コンバータ200の直流出力の電圧値および電流値に基づいて平均有効電力をPI制御で求める平均有効電力演算部50と、力率を任意に設定し、当該設定力率によって力率および無効電力を制御する力率無効電力制御部90と、三相交流電圧の力率および無効電力を制御する制御信号を形成する定電流制御部40とを備える。定電流制御部40は、不平衡電圧の補償信号の形成、力率および無効電力の制御信号の形成に共通する構成である。加算部30において定電流制御部40の出力に零相電圧および逆相電圧を加算して、三相コンバータ200において三相交流電圧をPWM変換するための制御信号を生成する。三相コンバータ200は、三相PWM回路200aと、三相PWM回路200aの動作を制御してPWM制御を行わせるパルス信号を発生する三相PWMパルス生成部200bを備える。三相PWMパルス生成部200bは、加算部30で生成した制御信号に基づいてパルス信号を形成する。三相PWM回路200aは、例えば、スイッチング素子によりブリッジ回路を構成することで形成することができ、パルス信号によってスイッチング素子のオン/オフ動作を制御してPWM制御を行わせる。重心ベクトル演算部10は、線間電圧の内から選択した二つの線間電圧の全組み合わせについてベクトル演算を行い、このベクトル演算によって三相線間電圧であるΔ電圧の端子電圧の重心から各端子電圧への重心ベクトル電圧を求め、求めた各ベクトル電圧を互いに120°の位相差を有するY相電圧として、対称座標成分算出部20に出力する。対称座標成分算出部20は、重心ベクトル演算部10で求めたY相電圧から三相の平衡系の対称分電圧である、正相分電圧、逆相分電圧、零相分電圧を算出し、加算部30に出力する。不平衡電圧補償、力率、および無効電力を制御する構成として、対称座標成分算出部20で算出した正相分電圧と、負荷側への入力電力のフィードバック値に基づいて定電流制御を行って電流指令値を生成する定電流制御部40と、三相コンバータ200への入力電流とに基づくPI制御によって平均有効電力を算出する平均有効電力演算部50と、力率の設定および設定力率に基づく平均無効電力の算出を行う力率無効電力制御部90と、定電流制御後の電流指令信号に逆相電圧と零相分電圧を加算する加算部30とによって構成される。零相分電圧は、三相交流電圧の不平衡電圧を補償する補償信号として加算される。加算部30は、不平衡電圧補償の補償、力率および無効電力の制御を行うための互いに120°の位相差を有したY相電圧を出力する。加算部30から出力されるY相電圧は、三相交流電圧をPWM変換して直流電圧を出力するための制御信号として、三相コンバータ200の三相PWMパルス生成部200bに出力される。定電流制御部40にフィードバックする入力電力は、例えば、平均有効電力演算部50によって、三相コンバータの直流出力側あるいは負荷側で検出した電流と電圧に基づいて平均有効電力を算出することで取得することができる。重心ベクトル演算によるY相電圧の算出次に、本発明の不平衡補償において、重心ベクトル演算を用いて線間電圧から互いに120°の位相差を有したY相電圧を求める手順、および求めたY相電圧から対称分電圧を算出する手順について、図3,4のフローチャート、および図5,6のベクトル図を用いて説明する。三相交流の各端子間の線間電圧eabebcecaを検出する。ここで、線間電圧eabは端子aと端子bと間のベクトル電圧であり、線間電圧ebcは端子bと端子cと間のベクトル電圧であり、線間電圧ecaは端子cと端子aと間のベクトル電圧であるS1。検出した線間電圧eabebcecaをベクトル演算して重心ベクトルe2ae2be2cを算出する。e2a=eab-eca/3...5e2b=ebc-eab/3...6e2c=eca-ebc/3...7本発明の発明者は、線間電圧の重心ベクトルを算出して得られる重心ベクトルe2ae2be2cと、互いに120°の位相差を有するY相のベクトル電圧e1ae1be1cとの間に以下の式8の関係があることに注目した。e1a=e2ae1oe1b=e2be1oe1c=e2ce1o...8式8は、互いに120°の位相差を有するY相電圧e1ae1be1cは、線間電圧の重心ベクトルe2ae2be2cと零相分電圧e1oとのベクトル和で表されることを示している。本発明の発明者は、上記式8から、零相分電圧e1oを導出することによって、線間電圧の重心ベクトルe2ae2be2cから互いに120°の位相差を有するY相電圧e1ae1be1cが得られることを見出し、さらに、この関係から、線間電圧の重心ベクトルe2ae2be2cから、互いに120°の位相差を有するY相電圧e1ae1be1cの正相分電圧e1pと逆相分電圧e1nを求められることを見出した。本発明は、上記した、線間電圧の重心ベクトルとY相電圧との関係を利用することによって、互いに120°の位相差を有するY相電圧e1ae1be1cを直接検出することに代えて、Δ電圧である線間電圧eabebcecaからベクトル演算によって容易に算出することができる重心ベクトルe2ae2be2cを用い、この重心ベクトルe2ae2be2cを三相PWMコンバータの制御に適用することによって、三相交流の不平衡電圧補償を容易に行うものである。以下、ベクトル演算で求めた重心ベクトルe2ae2be2cが、互いに120°の位相差を有するY相電圧に相当することについて説明する。図5は、Δ電圧とY相電圧との関係を示している。図5において、Δ電圧は端子a,b,c間の線間電圧eabebcecaで表され、Y相電圧ekaekbekcは任意の点kから各端子a,b,cへのベクトル電圧で表される。点kはY相電圧において任意に定める基準点である。ここで、Y相電圧ekaekbekcが予め既知であれば、Δ電圧eabebcecaは画一的に定まる。これに対して、Δ電圧eabebcecaが予め既知であっても、基準点kの位置は任意に定めることができ無数に存在するため、Y相電圧ekaekbekcは画一的に定まらず、Y相電圧ekaekbekcで表記できる無数の組み合わせが存在する。なお、Y相電圧ekaekbekcによる零相分電圧をekoとし、点oを零相分電圧の基準点とする。図5に示すΔ電圧線間電圧とY相電圧との関係から、eab-eca=eka-ekb-ekc-eka=3eka-ekaekbekc=3eka-3eko...9が得られる。式9の関係から、Y相電圧ekaekbekcは、Δ電圧eabebcecaと零相分電圧ekoとによって、以下の式10~12で表すことができる。eka=eab-eca3eko...10ekb=ebc-eab3eko...11ekc=eca-ebc3eko...12一方、互いに120°の位相差を持つY相電圧は、a相の位相角φ1aをαで表すと、a相、b相、c相の各相の位相角φ1a、φ1b、φ1cは、φ1a=αφ1b=α-2π3φ1c=α2π3...13で表され、正相分電圧の位相角は、互いに120°の位相差の関係を持つY相電圧のa相と同相となる。この関係によれば、dq軸変換によって三相PWMコンバータの制御対象となる直流成分を取り出すことができるため、三相PWMコンバータの制御が容易となる。また、互いに120°の位相差を持つY相電圧では、逆相分電圧と零相分電圧の正相分電圧に対する位相角は逆方向で同角度となる。図6aは、互いに120°の位相差の関係を持つY相電圧と、零相分電圧の基準点oとの関係を示し、図6bは、互いに120°の位相差の関係を持つY相電圧と、重心ベクトルの基準点重心との関係を示している。なお、図6では、互いに120°の位相差の関係を持つY相電圧の基準点をK=1で表し、重心ベクトルの基準点重心の基準点をK=2で表している。図6aで示すように、互いに120°の位相差を持つY相電圧e1ae1be1cは、式10~12においてK=1として以下の式14で表される。e1a=eab-eca3e1o=eoae1oe1b=ebc-eab3e1o=eobe1oe1c=eca-ebc3e1o=eoce1o...14一方、図6bで示すように、Δ電圧eabebcecaの内の2つの線間電圧について重心ベクトルe2ae2be2cをベクトル演算によって求め、この重心ベクトルの点をK=2として表すと、以下の式15で表される。e2a=eab-eca3e2b=ebc-eab3e2c=eca-ebc3e2o=e2ae2be2c3=0...15また、図6bから、重心ベクトルe2ae2be2cを用いて、互いに120°の位相差を持つY相電圧e1ae1be1cを表すと前記した式8が得られる。式8は、前記したように、互いに120°の位相差を有するY相電圧e1ae1be1cは、線間電圧の重心ベクトルe2ae2be2cと零相分電圧e1oとのベクトル和で表されることを示している。一方、互いに120°の位相差を持つY相電圧は、a相の位相角φ1aをαで表すと、a相、b相、c相の各相の位相角φ1a、φ1b、φ1cは、φ1a=αφ1b=α-2π3φ1c=α2π3...16で表され、正相分電圧の位相角は、互いに120°の位相差の関係を持つY相電圧のa相と同相となる。この関係によれば、dq軸変換によって三相PWMコンバータの制御対象となる直流成分を取り出すことができるため、三相PWMコンバータの制御が容易となる。また、互いに120°の位相差を持つY相電圧では、逆相分電圧と零相分電圧の正相分電圧に対する位相角は逆方向で同角度となる。したがって、互いに120°の位相差を持つY相電圧e1ae1be1cに代えて、線間電圧の重心ベクトルe2ae2be2cを用い、この重心ベクトルe2ae2be2cから正相分電圧epおよび逆相分電圧eqを抽出することによって三相PWMコンバータの制御対象となる直流成分を取り出すことができ、また、零相分電圧を抽出することによって不平衡電圧の補償を行うことができる。次に、ステップS2で求めた重心ベクトルe2ae2be2cをdq軸変換処理し、d軸成分e1dとq軸成分e1qとを求める。これは、三相PWMコンバータの制御を直流成分によって行うためである。dq軸変換を行うために、空間ベクトルから実数ベクトルヘの変換を行う。Y相電圧e1ae1be1cと三相平衡電圧er,es,etの位相差をαとすると、Y相電圧e1ae1be1cは、空間ベクトルで表したY相電圧の実数部に相当し、以下の式17で表される。e1a=E1amcosωtαe1b=E1bmcosωtα-2π3e1c=E1cmcosωtα2π3...17これらをdq軸変換するとd軸、q軸、零相分が得られる。しかしながら、Δ結線では互いに120°の位相差を持つY相電圧e1ae1be1cは直接検出できず未知数である。そのため、その零相分電圧e1oは不明である。そこで、本発明では、直接検出できないY相電圧e1ae1be1cに代えて、検出が可能な線間電圧を重心ベクトル演算して得られる重心ベクトルe2ae2be2cを使用する。これによって、三相不平衡電圧補償を、一測定時における線間電圧によって行うことができる。式8のY相電圧e1ae1be1cをdq軸変換した場合には、となり、式15の重心ベクトルe2ae2be2cをdq軸変換した場合には、となる。式18と式19式で表されるdq軸変換したd軸成分e1d,e2dおよびq軸成分e1q,e2qは、式14に示す零相分電圧e1o成分に影響されず、それぞれ等しい値を示す。このことは、一測定時点で得られる瞬時の線間電圧eabebcecaの式15をdq軸変換して得られる式19を採用することによって、PFC制御を、複数時点の測定値を用いることなく、一測定時点の線間電圧を取得することで、高速で応答することが可能になる。なお、式19を用いてPFC制御を行う場合には、式19中に零相分電圧e1oが現れない。そのため、零相分電圧e1oは、正相分電圧および逆相分電圧を用いて算出する。この零相分電圧e1oの算出については後述する。次に、dq軸変換で得られたd軸成分e1dとq軸成分e1qから対称分電圧正相分電圧、逆相分電圧、零相分電圧を求める。以下、対称分電圧の算出について図4のフローチャートを用いて説明する。互いに120°の位相差を持つY相電圧e1a,e1b,e1cの正相分電圧をe1p、逆相分電圧をe1n、零相分電圧をe1oとすると、Y相電圧e1a,e1b,e1cはe1a=e1pe1ne1oe1b=e1pej2π/3e1nej2π/3e1oe1c=e1pej2π/3e1nej2π/3e1oe1a=E1pmcosωtαE1nmcosωtφ1nE1omcosωtφ1oe1b=E1pmcosωtα-2π/3E1nmcosωtφ1n2π/3E1omcosωtφ1oe1c=E1pmcosωtα2π/3E1nmcosωtφ1n-2π/3E1omcosωtφ1o...20で表され、これらをdq軸変換することによって以下の式21が得られる。式21の正相分電圧e1dp、e1qpは直流分に相当し、逆相分電圧e1dn、e1qnは交流分に相当するため、周波数分離によって正相分電圧e1dp、e1qpと逆相分電圧e1dn、e1qnとを抽出することができる。この周波数分離は、バンドパスフィルターやローパスフィルターを用いて行うことができる。例えば、正相分電圧e1dp、e1qpはローパスフィルターによって抽出することができ、E1pmcosα、E1pmsinαが得られる。また、逆相分電圧e1dn、e1qnはdq軸変換した元信号から抽出した正相分電圧e1dp、e1qpを減算することによって抽出することができ、E1nmcos2ωtφ1n、-E1nmsin2ωtφ1nが得られるS41S42。測定時点の時刻をtsとすると、正相分電圧の位相角αと逆相分電圧の位相角φ1nはそれぞれα=tan-1e1qpe1dp...22φ1n=-2ωts-tan-1e1qne1dn...23で求めることができる。また、逆相分電圧e1nは、3e1n=E1amcosωtαE1bmcosωtα2π3E1cmcosωtα-2π3...24から、となる。また、零相分電圧e1oは、となる。上記式において、E1om=E1nmφ1n=αφ ́φ1o=α-φ ́の関係から、φ1o=2α-φ1n...28の関係があるため、零相分電圧e1oの位相φ1oはφ1o=2ωts2tan-1e1qpe1dptan-1e1qne1dn...29で表されるS43。また、零相分電圧e1oの振幅E1omは、逆相分電圧e1dn、e1qnからE1om=e1dn2e1qn21/2...30で表されるS44。したがって、零相分電圧e1oは、e1o=e1dn2e1qn21/2cosωtφ1o...31となる。これにより、互いに120°の位相差を持つY相電圧e1ae1be1cは以下の式32~34で表される。e1a=eab-eca3e1dn2e1qn21/2cosωtφ1o...32e1b=ebc-eab3e1dn2e1qn21/2cosωtφ1o...33e1c=eca-ebc3e1dn2e1qn21/2cosωtφ1o...34次に、零相分電圧により不平衡電圧補償を行うと共にPFC制御を行いS5、互いに120°の位相角を持ち、不平衡電圧補償および力率制御が行われたY相電圧e1a,e1b,e1cを求めS6、求めたY相電圧e1a,e1b,e1cに基づいて三相PWMコンバータを制御する制御信号を生成するS7。[三相コンバータの制御装置の構成例]次に、本発明の三相コンバータの制御装置が備える不平衡電圧補償装置および力率無効電力制御装置について、より詳細な構成例について図7を用いて説明する。図7に示す不平衡電圧補償装置の構成例は、図2に示した概略構成と同様に、三相交流電源100から供給される三相交流電力の三相交流電圧を、三相コンバータ200でPWM変換して直流電圧を直流負荷300に出力する。本発明の三相コンバータの制御装置は、不平衡電圧を補償する不平衡電圧補償装置1の構成として、配電線三相平衡電圧がea,eb,ecの各線間電圧eab,ebc,ecaからY相電圧e2a,e2b,e2cを求める重心ベクトル演算部10と、重心ベクトル演算部10で求めたY相電圧e2a,e2b,e2cから三相の平衡系の対称分電圧e1dp,e1qp,e1dn,e1qnを算出する対称座標成分算出部20と、不平衡電圧の補償信号を形成する定電流制御部40とを備える。本発明の三相コンバータの制御装置は、力率および無効電力を制御する力率無効電力制御装置2の構成として、平均有効電力演算部50、力率無効電力制御部90、および定電流制御部40を備える。定電流制御部40は、不平衡電圧の補償信号の形成、力率および無効電力の制御信号の形成に共通する構成である。出力加算部30において、定電流制御部40で形成した補償信号および制御信号に零相電圧および逆相電圧を加算して、三相コンバータ200において三相交流電圧をPWM変換するための制御信号を生成する。このほか、配電線上において、三相PWMコンバータ200の入力側には、線間電圧を検出するための接点61と電流値を測定するためのセンサ63と交流リアクトル60が設けられ、三相PWMコンバータ200の出力側には直流電圧を検出するための接点67と直流電流を測定するためのセンサ65と出力平滑用のコンデンサ69が設けられる。三相PWMコンバータ200の入力側では、接点61に線間電圧検出部62が接続され、線間電圧検出部62によって三相電圧の線間電圧が測定される。また、センサ63には電流検出部64が接続され、電流検出部64によって三相電圧の電流が測定される。また、三相PWMコンバータ200の出力側では、接点67に電圧検出部68が接続され、電圧検出部68によって出力電圧が測定される。また、センサ65には電流検出部66が接続され、電流検出部66によって出力電流が測定される。3相交流電源は、電圧Va,Vb,Vcの3相入力電力を出力する。電圧Va,Vb,Vcは、それぞれa相、b相、c相の相電圧である。接点61は、a相、b相、c相の線とのそれぞれの接点を有する。センサ63は、a相、c相の線に設けられ、3相交流電源から入力される交流入力電流を検出する電流センサである。交流リアクトル60は、a相、b相、c相の線上に設けられ、高周波電流を阻止する。不平衡電圧補償装置1は3軸から2軸への変換、あるいは2軸から3軸への変換を行うdq軸変換部81,82,83,84を備える。dq軸変換部81は重心ベクトル演算部10で求めたY相電圧e2a,e2b,e2cをd軸電圧e1dとq軸電圧e1qに変換し、dq軸変換部82は2軸の逆相分電圧e1dn、e1qnを3軸の逆相分電圧e1an、e1bn、e1cnに変換し、dq軸変換部83は電流検出部64で求めたia、ib、icをd軸電流idとq軸電流iqに変換し、dq軸変換部84は2軸の定電流制御後の正相分電圧vdpr、vqprを3軸の正相分電圧e1ap、e1bp、e1cpに変換する。また、同期信号生成部70を重心ベクトル演算部10に接続し、重心ベクトル演算部10で求めたY相電圧e2a,e2b,e2cに基づいて、dq軸変換部81,82,83の同期をとるための同期信号sを生成する。三相コンバータ200は、三相PWM回路200aと、三相PWM回路200aの動作を制御してPWM制御を行わせるパルス信号を発生する三相PWMパルス生成部200bを備え、三相PWMパルス生成部200bは加算部30で生成した相電圧Vd,Ve,Vfに基づいてパルス信号を形成する。三相PWM回路200aは、例えば、スイッチング素子によりブリッジ回路を構成することで形成することができ、パルス信号によってスイッチング素子のオン/オフ動作を制御してPWM制御を行わせる。三相コンバータ200の三相PWM回路200aは、例えば、IGBT等の半導体スイッチング素子とダイオードとにより構成され、半導体スイッチング素子の各ゲートのオンオフ制御によって、入力される3相交流電力を直流電力に変換して出力する。三相コンバータ200の出力側には、コンデンサ69と、センサ65と、接点67とが設けられる。コンデンサ69は、三相コンバータ200から出力される直流電圧を平滑化する。センサ65は、三相コンバータ200から出力される直流出力電流を検出する電流センサであり、電流検出部66によって直流出力電流の電流値Idcが検出される。接点67は、三相コンバータ200の直流出力の線との接点であり、電圧検出部68によって直流出力電圧の電圧値Vdcが検出される。以下、不平衡電圧補償装置1の各部について説明する。線間電圧検出部62は、接点61における3相交流入力電圧の線間電圧eab,ebc,ecaを検出する。重心ベクトル演算部10は、線間電圧検出部62で検出した線間電圧eab,ebc,ecaの信号から重心ベクトル電圧e2a,e2b,e2cを演算して求め、求めた重心ベクトル電圧e2a,e2b,e2cを互いに120°の位相差を持つ相電圧e1a,e1b,e1cの代わりの信号として用いる。dq軸変換部3相2相変換81は、重心ベクトル演算部10で求めた重心ベクトル電圧e2a,e2b,e2cをd軸,q軸2相の電圧信号e1d,e1qに変換する。また、同期信号生成部70は重心ベクトル演算部10で求めた重心ベクトル電圧e2a,e2b,e2cを用いて同期信号sを生成する。このdq軸変換部81のdq軸変換は、前記した式21に基づいて行うことができる。電流検出部64は、センサ63により検出されたa相、c相の交流入力電流の検出信号を取得して3相交流入力電流ia,ib,icの信号を生成する。電流検出部64は、a相、b相、c相の交流入力電流の総和が0になることを利用して3相交流入力電流信号を生成するため、a相、b相、c相のうち少なくとも2つの交流入力電流を検出する構成であれば3相の入力電流を取得できる。dq軸変換部3相2相変換83は、電流検出部64で検出した3相交流入力電流ia,ib,icの信号をd軸,q軸2相の電流信号id,iqに変換する。対称座標成分算出部20は、正相分電圧算出部21,逆相分電圧算出部22,φ1o算出部23,および零相分電圧算出部24を備え、dq軸変換部3相2相変換81で変換したd軸,q軸2相の電圧信号e1d,e1qを入力し、対称分電圧である正相分電圧e1dp,e1qp,逆相分電圧e1dn,e1qn、零相分電圧e1oを算出する。前記した式21において、重心ベクトル電圧e2a,e2b,e2cをdq軸変換して得られるd軸電圧e1dおよびq軸電圧e1qにおいて、直流分E1pmcosα、E1pmsinαは正相分電圧e1dp、e1qpに相当し、交流分E1nmcos2ωtφ1n、-E1nmsin2ωtφ1nは逆相分電圧e1dn、e1qnに相当し、周波数分離によって正相分電圧e1dp、e1qpと逆相分電圧e1dn、e1qnとを抽出することができる。正相分電圧算出部21は、例えば、バンドパスフィルターやローパスフィルターを用いて正相分電圧e1dp、e1qpを抽出することができる。また、逆相分電圧算出部22は、dq軸変換した元の信号から、正相分電圧算出部21で抽出した正相分電圧e1dp、e1qpを減算することによって、逆相分電圧E1nmcos2ωtφ1n、-E1nmsin2ωtφ1nを抽出することができる。前記したように、零相分電圧e1oは式31で表すことができ、この内、零相分電圧e1oの位相φ1oは式29で表され、零相分電圧e1oの振幅E1omは、式30で表される。そこで、φ1o算出部23によって、正相分電圧e1dp、e1qpと逆相分電圧e1dn、e1qnを用いて位相φ1oを算出して零相分電圧算出部24に入力し、零相分電圧算出部24は、φ1o算出部23で算出した位相φ1oと、逆相分電圧算出部22で算出した逆相分電圧e1dn、e1qnを用いて零相電圧e1oを算出する。正相分電圧算出部21で算出された正相分電圧e1dp、e1qpは、定電流制御部40において定電流制御され、不平衡電圧補償および力率無効電力制御にための指令値が形成され、dq軸変換部84の2-3軸変換によって正相分電圧e1ap,e1bp,e1cpに対応した正相分電圧V1ap,V1bp,V1cpに変換された後、加算部30に入力される。また、逆相分電圧算出部22で算出された逆相分電圧e1dn、e1qnは、dq変換部82で2-3軸変換され、逆相分電圧e1an,e1bn,e1cnに変換された後、加算部30に入力される。また、零相分電圧算出部24で算出された零相分電圧e1oは、加算部30に入力される。加算部30は、入力した正相分電圧V1ap,V1bp,V1cpと逆相分電圧e1an,e1bn,e1cnと零相分電圧e1oとを加算して相電圧ed,ee,efを出力する。この相電圧ed,ee,efは、不平衡補償および定電流制御が成された信号である。三相PWMコンバータ200の三相PWM制御パルス生成部200bは、この相電圧ed,ee,efに基づいて三相PWM回路200aを制御する制御パルス信号を生成する。以下、定電流制御のための構成について説明する。三相PWMコンバータの定電流制御を行うために、入力電力と入力電圧との関係を知る必要がある。正相分電流振幅Ipm、逆相分電流振幅Inmによるa相電流iaを空間ベクトルIaで表現し、Ia=IpmejωtβInme-jωtβ...35とする。一方、式20に示すa相分電圧e1aを空間ベクトルV1aに変換して、入力電力Pinを求めると、となる。逆相分電流Inmは零電流制御をすることにより、Inm=0となる。このInm=0の条件下において、式36で表される入力電力Pin中のPとQは、である。但し、である。式36式のPinの平均値電力制御と逆相分電流の零制御を行う場合は、式37と式38の2ωtの項は消去でき、Pの平均有効電力をPave、Qの平均無効電力をQaveとすれば、が得られる。一方、PI制御によるPinの平均有効電力Paveは電圧指令値をVdcrとすればとして与えられる。図7に示す平均有効電力演算部50は、上記式41のPI制御を実行する構成例を示している。式40の平均有効電力Paveおよび平均無効電力Qaveを制御するための電流指令値は、式40式の電流項をそれぞれidcr、iqcrと置換して、となる。また、式40のQaveを零制御する場合の電流指令値は、式40式の電流項をそれぞれidcr、iqcrと置換して、となる。上記した式42,43は、三相交流の正相分電圧と三相コンバータの電力により定まる電流指令値を表わしている。この電流指令値を用いた定電流制御によって出力信号vdpr、vqprは、以下の式44、45で与えられる。電流検出部66は、センサ65により検出された直流出力電流の検出信号を取得して直流出力電流信号idcを生成する。電圧検出部68は、接点67における直流出力電圧を検出して直流出力電圧信号vdcを生成する。平均有効電力演算部50は、乗算部51,減算部52,直流電圧制御部53、加算部54を備える。減算部52は、電圧指令値として設定された一定の電圧値を示す直流電圧指令値信号vdcrから、電圧検出部68により検出された直流出力電圧信号vdcを減算してその偏差信号を出力する。乗算部51は、電流検出部66により検出された直流出力電流信号idcと、電圧検出部68により検出された直流出力電圧信号vdcとを掛け合わせて瞬時電力信号Pdcを算出する。直流電圧制御部53は、減算部52により算出された偏差信号から、直流出力電圧信号vdcを一定電圧値に制御するためのPIProportionalIntegral制御結果としての直流電圧制御信号を生成する。加算部54は、乗算部51により算出された瞬時電力信号Pdcと、直流電圧制御部53により生成された直流電圧制御信号とを加算して平均有効電力信号Paveを生成する。力率無効電力制御部90は、力率を任意に設定する力率設定部90aと、無効電力を算出する平均無効電力演算部90bとを備える。力率設定部90aは、図示しない入力手段あるいは制御手段から設定力率を入力する。平均無効電力演算部90bは、平均有効電力演算部50で得られた平均有効電力Paveと力率設定部90aで設定した設定力率cosθに基づいて、平均無効電力Qaveを算出する。力率cosθは[Pave/Pave2Qave21/2]で定義される。本発明の力率無効電力制御装置2は、力率設定部90aで設定した力率cosθと平均有効電力演算部50で得られた平均有効電力Paveを用いて、以下の式Qave=Pave1-を満足する性能が得られるものである。例えば、瞬低規格SEMIF470200のPercentofNominalVoltageとDurationofVoltageSaginsecondsが規格する瞬低時の最大落ち込み電圧と時間は50、0.2秒であるが、この規格に対応した図10の実験結果が示すように、瞬低時の最大落ち込み電圧と時間をそれぞれ50、1秒で実験を行った場合には、瞬低時間を規格値の5倍=1秒/0.2秒に延長した測定データであるにもかかわらず、本発明の不平衡電圧補償による瞬低補償を施すことによって、電圧低下を大幅に改善することができる。以上、本発明の不平衡電圧補償および力率無効電力制御によれば、瞬時電圧低下補償を行うことができ、入力電圧の瞬時電圧低下時にも、直流負荷へ安定して電力供給できる。このため、コンデンサや蓄電池等の蓄電デバイスを用いる瞬時電圧低下補償の構成に比べて、瞬時電圧低下補償を行う構成を小型化、長寿命化及び低コスト化できる。また、コンデンサや蓄電池の蓄電デバイス方式を用いないので、瞬時電圧低下補償を行う構成のメンテナンスを容易にできる。また、力率を改善でき、力率改善により高調波を抑制できる。本発明の不平衡電圧補償および力率無効電力制御によれば、特にPFC制御を用いている場合、新たな設備投資は殆ど必要とせず、蓄電デバイス装置の削減により大幅に小型化され、定期的なコンデンサユニットのメンテナンスも省ける等の利点がある。また、本発明の不平衡電圧補償および力率無効電力制御によれば、瞬低の極端な場合、すなわち地絡に近い事象に対しても、活相がエネルギーソースとして残存していれば、不平衡補償制御が可能である。また、定電流指令値生成部が、交流入力電圧に基づくd軸、q軸の電圧信号の正相分と、直流出力電圧に基づく直流電圧制御信号とから、電流指令値の信号を生成することにより、入力電流指令信号の交流入力電圧の変動に対する応答を速くでき、直流出力電圧の過渡変動を抑制できる。また、出力側において、平均有効電力演算部は、電流検出部、電圧検出部および加算部が直流出力電力信号を検出し、加算部が直流出力電力信号を直流電圧制御信号に加算することによって、直流出力電力を出力する直流負荷の負荷量変動に対する応答を速くでき、直流出力電圧の過渡変動を抑制できる。また、同期信号生成手部によって同期信号を生成し、各dq軸変換部を同期信号sに基づいて3相-2相変換および2相-3相変換を行うことによって、交流入力電圧の平衡、不平衡に関わらず、常に力率を1に保つことができる。また、本発明の重心ベクトル演算部は、交流入力電圧の線間電圧信号を検出して相電圧に変換するため、3相交流電源の交流系統が3相3線式、あるいは3相4線式にかかわらず瞬時電圧低下を、各測定時点毎に補償することができる。なお、上記実施の形態及び変形例における記述は、本発明に係る三相コンバータ制御装置、三相コンバータの力率制御方法、三相コンバータの無効電力制御方法の一例であり、本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。"