CN112840551A - 电力转换装置、电力转换系统以及电力转换方法 - Google Patents

Abstract

电力转换装置(2、2A)与其他电力转换装置(2、2A)并联连接的电力转换装置(2、2A)，包括：逆变器电路(12)，通过改变一次侧的多条线路(22P、22N)与二次侧的多条线路(23U、23V、23W)之间的连接状态来进行电力转换；基线选择部(164)，选择二次侧的任一条线路作为基线；以及部分调制控制部(162)，维持基线与一次侧的任一条线路的连接状态，并控制逆变器电路(12)以改变二次侧的其他线路(23U、23V、23W)与一次侧的多条线路(22P、22N)的连接状态，其中，基线选择部(164)基于其他电力转换装置(2、2A)的基线选择部选择为基线的线路(23U、23V、23W)的切换定时，切换被选择为基线的线路(23U、23V、23W)。

Description

电力转换装置、电力转换系统以及电力转换方法

技术领域

本公开涉及电力转换装置、电力转换系统及电力转换方法。

背景技术

专利文献1中公开了一种并联运行用电力转换装置的控制方法，其包括：第一两臂控制步骤，在三相中的一相中固定开关动作，同时在其他两相中进行PWM(Pulse WidthModulation，脉宽调制)控制；三臂控制步骤，在第一两臂控制步骤之后，在三相中以预定时间进行PWM控制；以及第二两臂控制步骤，在三臂控制步骤之后，在三相中固定与第一两臂控制步骤中固定了开关动作的相不同的相的开关动作，同时在其他两相中进行PWM控制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-211841号公报。

发明内容

发明要解决的问题

本公开提供一种电力转换装置，其有效地降低在彼此并联连接的多个电力转换装置中的开关损耗、抑制多个电力转换装置之间流动的循环电流。

用于解决问题的手段

根据本公开的一个方面的电力转换装置与其他电力转换装置并联连接的电力转换装置，包括：电力转换部，通过改变一次侧的多条线路与二次侧的多条线路间的连接状态来进行电力转换；基线选择部，选择二次侧的任一条线路作为基线；以及部分调制控制部，控制电力转换部，以便维持基线与一次侧的任一条线路的连接状态，并改变二次侧的其他线路与一次侧的多条线路之间的连接状态，基线选择部基于由其他电力转换装置的基线选择部选择为基线的线路的切换定时，切换被选择为基线的线路。

本公开的另一方面涉及的电力转换系统包括：至少两个电力转换装置，具备上述电力转换装置和上述其他电力转换装置。

在本公开的又一方面涉及的电力转换方法中，在与其他电力转换装置并联连接的电力转换装置中，执行如下步骤：通过使电力转换部改变一次侧的多条线路与二次侧的多条线路之间的连接状态来进行电力转换；选择二次侧的任一条线路作为基线；使电力转换部执行部分调制，部分调制维持基线与一次侧的某一条线路的连接状态，并改变二次侧的其他线路与一次侧的多条线路之间的连接状态，基于其他电力转换装置选择为基线的线路的切换定时，切换被选择为基线的线路。

发明效果

根据本公开，能够提供一种电力转换装置，其有效地降低在彼此并联连接的多个电力转换装置中的开关损耗、抑制多个电力转换装置之间流动的循环电流。

附图说明

图1是第一实施方式涉及的电力转换系统的示意图；

图2是示出电力转换装置的结构的示意图；

图3是更详细地例示循环电流监视部、载波周期调节部以及载波生成部的结构的示意图；

图4是例示脉冲指令的相位差与监视值的关系的图；

图5是例示控制部的硬件结构的示意图；

图6是例示驱动电力的输出步骤的流程图；

图7是例示驱动电力的输出开始前的载波的相位调节步骤的流程图；

图8是例示空载时间补偿步骤的流程图；

图9是例示主机侧的两相调制中的基线的切换步骤的流程图；

图10是例示从机侧的两相调制中的基线的切换步骤的流程图；

图11是例示主机侧的调制方式的切换步骤的流程图；

图12是例示从机侧的调制方式的切换步骤的流程图；

图13是示出第二实施方式涉及的电力转换装置的结构的示意图；

图14是示出驱动电力的输出开始前的载波的相位调节步骤的变形例的流程图；

图15是例示基于循环电流的载波的相位调节步骤的流程图；

图16是示出驱动电力的输出开始前的载波的相位调节步骤的另一变形例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式进行详细说明。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素标注相同符号，并省略重复说明。

1.第一实施方式

1.1电力转换系统

图1所示的电力转换系统1是用于在电力系统等的电源PS侧与电动机等负载LD侧之间进行电力转换的系统。电力转换是指电力形态的转换。电力形态可以包括线路的数量、是直流还是交流、电压(电压振幅)、电流(电流振幅)、频率等。

电力转换系统1具备至少两个电力转换装置2。至少两个电力转换装置2在电源PS与负载LD之间彼此使用布线而并联连接。换言之，各个电力转换装置2与电源PS和负载LD连接，并且与其他电力转换装置2并联连接。电力转换装置2在电源PS侧与负载LD侧间进行电力转换。例如，电力转换装置2进行电源PS侧的三相交流电力和负载LD侧的三相交流电力的电力转换。对电力转换系统1所具备的电力转换装置2的总数没有特别限制。图1例示了电力转换系统1具备三个电力转换装置2的情况。此外，图1中示出了多个电力转换装置2经由具有电感分量和电阻分量的布线并联连接，然而，可以在各电力转换装置2与电源PS之间设置具有电感分量和电阻分量的电抗器(电感器)，或者可以在各电力转换装置2与负载LD之间设置具有电感分量和电阻分量的电抗器(电感器)。换言之，多个电力转换装置2可以在电源PS侧和负载LD侧的至少一侧经由电抗器彼此并联连接。

1.2电力转换装置

如图2所示，电力转换装置2具有电力转换电路10和控制电路100。电力转换电路10具有整流电路11、逆变器电路12、电容器13、栅极驱动电路16、以及电流传感器17U、17V、17W。

电力转换电路10(电力转换部)具有整流电路11、逆变器电路12、电容器13以及栅极驱动电路16。整流电路11例如是二极管桥电路，对与电源PS连接的线路21R、21S、21T的三相交流电力进行整流，并输出到线22P、22N(直流母线)。电容器13连接在线路22P、22N之间，使线路22P、22N之间的直流电压平滑化。

逆变器电路12进行线路22P、22N的直流电力和与负载LD连接的线路23U、23V、23W的三相交流电力的电力转换，以使线路23U、23V、23W的电压和电流分别跟踪电压指令值和电流指令值。逆变器电路12通过改变线路22P、22N与线路23U、23V、23W之间的连接状态来进行电力转换。改变连接状态是指改变线路23U、23V、23W的每一个与线路22P、22N中的任一者之间的连接。连接状态包括线路23U、23V、23W的每一个不与线路22P、22N的任一者连接的状态。

例如，逆变器电路12具有多个开关元件，通过切换各开关元件的接通/断开来改变线路22P、22N与线路23U、23V、23W之间的连接状态。开关元件例如是功率MOSFET(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等，并且根据栅极驱动信号来切换接通/断开。

栅极驱动电路16根据来自控制电路100的脉冲信号，生成接通/断开切换用的栅极驱动信号，并输出到逆变器电路12的各开关元件。电流传感器17U、17V、17W分别检测线路23U、23V、23W的电流。

此外，电力转换装置2具有的电力转换部不限于逆变器电路。电力转换装置2具有的电力转换部可以是通过脉冲调制进行电力转换的任何转换部。作为逆变器电路的其他电力转换部的例子，可以举出H桥电路、二电平逆变器电路、多电平逆变器电路、模块多电平转换电路、矩阵转换器电路、PWM转换器电路、120度通电转换电路等。矩阵转换器电路不具有整流电路11和电容器13。PWM转换器电路和120度通电转换器电路不具有整流电路11。PWM转换器电路和120度通电转换器电路的交流线路(相当于线路23U、23V、23W的线路)与电源PS连接，直流线路(相当于线路22P、22N的线路)与负载LD连接。

控制电路100构成为执行：生成载波；生成与载波同步的脉冲信号；使逆变器电路12生成与脉冲信号的宽度对应的电力；获取与其他电力转换装置2之间的循环电流对应的监视值；基于由逆变器电路12生成驱动电力期间获取的监视值，改变载波周期以缩小循环电流。此外，监视值的获取以及基于监视值的载波周期的改变可以在所有的电力转换装置2的控制电路100中执行，也可以不在某一个电力转换装置2的控制电路100中执行。

控制电路100还可以构成为进一步执行：基于与逆变器电路12输出的电流和其他电力转换装置2的逆变器电路12输出的电流对应的一个电流指标值，检测由逆变器电路12的空载时间引起的电流或电压的失真；根据检测到的电流或电压的失真来校正脉冲信号的宽度。

如图2所示，控制电路100具有载波生成部130、脉冲生成部142、循环电流监视部110和载波周期改变部120作为功能上的结构(以下，称为“功能模块”)。

载波生成部130生成载波。例如，载波生成部130生成三角波作为载波。脉冲生成部142生成与载波同步的脉冲信号，并输出到栅极驱动电路16。即，脉冲生成部142与载波同步地生成使逆变器电路12改变一次侧的线路22P、22N与二次侧的线路23U、23V、23W之间的连接状态的脉冲信号。

例如，脉冲生成部142具有驱动脉冲生成部146。驱动脉冲生成部146生成用于输出驱动电力的脉冲信号。驱动电力是用于使负载LD动作的电力。使负载LD动作是指，以机械方式或电方式使负载LD的状态变化。例如，在负载LD是旋转式电动机的情况下，使旋转轴旋转被包含在使负载LD动作中。驱动脉冲生成部146对载波与用于驱动负载LD的电压指令值进行比较，将电压指令值超过载波的期间设为H电平来生成脉冲信号，将载波超过电压指令值的期间设为L电平来生成脉冲信号。由此，生成与载波和电压指令值一致的定时同步的脉冲信号，其脉宽根据电压指令值的变化而改变。

循环电流监视部110获取与循环电流对应的监视值，所述循环电流是与其他电力转换装置2之间的循环电流。循环电流是指不流向负载LD侧而流向其他电力转换装置2侧的电流。监视值可以是根据循环电流的变化而变化的任何值。监视值的获取也包括根据所获取的值计算监视值。例如，循环电流监视部110获取在载波的一个周期内设定的第一定时和第二定时由逆变器电路12生成的电流之间的差作为监视值。循环电流监视部110也可以获取在具有载波的半周期的相位差的第一定时和第二定时由逆变器电路12生成的电流之间的差作为监视值。

作为在第一定时和第二定时由逆变器电路12生成的电流之间的差，循环电流监视部110也可以获取在与载波的峰部对应的定时和与谷部对应的定时由逆变器电路12生成的电流之间的差作为监视值。与载波的峰部对应的定时是三角波的值成为最大的定时(即，与波峰的峰部对应的定时)。与载波的谷部对应的定时是三角波的值成为最小的定时(即，与波谷的峰部对应的定时)。

载波周期改变部120在由逆变器电路12生成驱动电力的期间，基于循环电流监视部110所获取的监视值，改变载波的周期以缩小循环电流。载波周期改变部120也可以构成为不改变波形地改变由载波生成部130生成的载波的周期。

此外，当载波的一个波峰的周期改变时，后续的波峰的相位偏移。具体而言，当一个波峰的周期变短时，后续的波峰的相位超前，当一个波峰的周期变长时，后续的波峰的相位延迟。即，改变载波的周期也包含改变载波的相位。若改变一个波峰的周期而不改变后续的波峰的周期，则对于后续的波峰，仅改变相位。即，载波周期改变部120也能够利用于仅改变相位。

图3是更详细地例示载波生成部130、循环电流监视部110以及载波周期改变部120的结构的示意图。如图3所示，载波生成部130具备基准时钟生成部131、载波时钟生成部132和波形改变部133作为更细分化的功能模块。

基准时钟生成部131生成用于计测时间经过的基准时钟脉冲。通过对基准时钟脉冲的数量进行计数，能够对经过时间进行数值化。

载波时钟生成部132交替地重复进行将基准时钟生成部131生成的基准时钟脉冲向上计数到比较匹配计数值(后述)和将基准时钟脉冲向下计数到零，在向上计数中输出H电平的信号，在向下计数中输出L电平的信号。由此，与比较匹配计数值的两倍对应的周期的脉冲信号(以下，称为“载波时钟脉冲”)被输出。

波形改变部133将载波时钟脉冲的波形从矩形改变为三角形。例如，波形改变部133在载波时钟脉冲为H电平的期间使输出线性上升，在载波时钟脉冲为L电平的期间使输出线性下降。由此，生成与比较匹配计数值的两倍对应的周期的三角波作为载波。此外，也可以将载波时钟生成部132的计数值直接用作载波。在这种情况下，可以省略波形改变部133。

循环电流监视部110具有峰侧锁存部111U、111V、111W、谷侧锁存部112U、112V、112W和监视值计算部113作为更细分化的功能模块。

峰侧锁存部111U获取并保持在与载波的峰部对应的定时由电流传感器17U检测到的电流值(以下，称为“峰部的U相电流值”)。峰侧锁存部111V获取并保持在与载波的峰部对应的定时由电流传感器17V检测到的电流值(以下，称为“峰部的V相电流值”)。峰侧锁存部111W获取并保持在与载波的峰部对应的定时由电流传感器17W检测到的电流值(以下，称为“峰部的W相电流值”)。

谷侧锁存部112U获取并保持在与载波的谷部对应的定时由电流传感器17U检测到的电流值(以下，称为“谷部的U相电流值”)。谷侧锁存部112V获取并保持在与载波的谷部对应的定时由电流传感器17V检测到的电流值(以下，称为“谷部的V相电流值”)。谷侧锁存部112W获取并保持在与载波的谷部对应的定时由电流传感器17W检测到的电流值(以下，称为“谷部的W相电流值”)。

监视值计算部113将峰部的U相电流值与谷部的U相电流值之差、峰部的V相电流值与谷部的V相电流值之差、以及峰部的W相电流值与谷部的W相电流值之差合计，计算上述监视值。由此计算出的监视值相当于与载波的峰部对应的定时的零相电流值(以下，称为“峰部的零相电流值”)同与载波的谷部对应的定时的零相电流值(以下，称为“谷部的零相电流值”)之差。

图4的(a)是示出电力转换装置2(以下，称为“本装置”)中的脉冲信号的曲线图。图4的(b)是示出其他电力转换装置2(以下，称为“其他装置”)中的脉冲信号的曲线图。图4的(c)是示出本装置与其他装置的脉冲信号之差的曲线图。图4的(d)是示出本装置的零相电流值的曲线图。

在图4的(a)～(d)的每一个中，中央的图表表示在本装置与其他装置之间脉冲信号同步的情况。相对于中央的左侧第一个图表表示其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位延迟60°的情况。相对于中央的左侧第二个图表表示其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位延迟120°的情况。相对于中央的左侧第三个图表表示其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位延迟180°的情况。同样，相对于中央的右侧第一个图表表示其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位超前60°的情况。相对于中央的右侧第二个图表表示其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位超前120°的情况。相对于中央的右侧第三个图表表示其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位超前180°的情况。

在图4的(d)中，P1表示本装置的谷部的零相电流值，P2表示本装置的峰部的零相电流值。图4的(e)是示出脉冲信号的相位差(其他装置的脉冲信号与本装置的脉冲信号的相位差)与监视值(峰部的零相电流值与谷部的零相电流值之差)的关系的曲线图。如图4的(e)所示，在相位差为正值的情况下，监视值成为负值，在相位差为负值的情况下，监视值成为正值。

相位差为正值的情况相当于其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位超前的情况。相位差为负值的情况相当于其他装置的脉冲信号的相位比本装置的脉冲信号的相位延迟的情况。由此，相位差与监视值之间存在相关关系，在监视值为正值的情况下，如果延迟本装置的脉冲信号的相位，则监视值缩小，在监视值为负值的情况下，如果延迟本装置的脉冲信号的相位，则监视值缩小。

如上所述，脉冲信号与载波同步。因此，在监视值为正值的情况下，若延迟本装置的载波的相位，则监视值缩小，在监视值为负值的情况下，若延迟本装置的载波的相位，则监视值缩小。

此外，图4的(e)是主要由电感分量决定零相电流时的曲线图。从该曲线图可知，如果获取在具有载波的半周期的相位差的第一定时和第二定时由逆变器电路12生成的电流之间的差作为监视值，则能够在大约一个周期的检测范围内检测起因于(180°～+180°)相位差的循环电流。另外，通过将具有半周期的相位差的第一定时和第二定时设为载波的峰部和谷部，能够在不发生脉冲信号的电平变化的定时检测不包含开关噪声的循环电流，能够进一步增大监视值，从而提高检测灵敏度。

此外，在主要由电阻分量决定零相电流的情况下，零相电流的波形接近脉冲信号的差分的波形。在这种情况下，将第一定时和第二定时配置在紧接脉冲信号的电平变化之后是有效的。决定零相电流的主要因素有时在动力运行和再生中变化。在这样的情况下，也可以根据是动力运行还是再生来改变第一定时和第二定时。是动力运行还是再生，可以基于线路22P、22N之间的电位差等来判定。

在电力转换系统1具备三个以上电力转换装置2的情况下，在本装置中计算出的监视值根据本装置中的脉冲信号与多个其他装置中的脉冲信号的平均值之差来决定。即，本装置与多个其他装置之间的关系可以视为相同于本装置与如下定义的一个虚拟的其他装置之间的关系。

虚拟的其他装置：脉冲信号成为多个其他装置中的脉冲信号的平均值的其他装置。

因此，在电力转换系统1具备三个以上电力转换装置2的情况下，假想其他装置的脉冲信号与本装置的脉冲信号的相位差、和本装置中的监视值如图4的(e)所示那样相关。因此，即使电力转换系统1具有三个以上电力转换装置2，在监视值为正值的情况下，若延迟本装置的脉冲信号的相位，则监视值缩小，在监视值为负值的情况下，若延迟本装置的脉冲信号的相位，则监视值缩小。

返回图3，载波周期改变部120具有基准值保持部121和周期设定部122作为更细分化的功能模块。基准值保持部121存储上述比较匹配计数值的基准值(以下，称为“基准计数值”)。周期设定部122基于由监视值计算部113计算出的监视值，改变上述比较匹配计数值。

如上所述，载波时钟生成部132输出与比较匹配计数值的两倍对应的周期的载波时钟脉冲，并且波形改变部133生成与比较匹配计数值的两倍对应的周期的三角波作为载波。因此，改变比较匹配计数值相当于改变载波周期。例如，周期设定部122基于监视值计算计数校正值，将该计数校正值与基准计数值相加，并计算比较匹配计数值。此外，也可以将载波时钟生成部132的计数值直接用作载波。在这种情况下，可以省略波形改变部133。

作为一个例子，周期设定部122对监视值实施比例运算、比例/积分运算、或比例/积分/微分运算等，并计算计数校正值。在监视值为正值的情况下，计数修正值也为正值，因此比较匹配计数值变得大于基准计数值。因此，与该比较匹配计数值对应的载波的一个波峰中的周期变长，后续的波峰的相位延迟。由此，监视值的绝对值被缩小。在监视值为负值的情况下，计数校正值也为负值，因此比较匹配计数值变得小于基准计数值。因此，与该比较匹配计数值对应的载波的一个波峰中的周期变短，后续的峰的相位超前。由此，监视值的绝对值被缩小。

此外，周期设定部122的计数校正值的计算方法不限于比例运算等。例如，周期设定部122也可以将计数校正值的绝对值设为固定，根据监视值的符号仅设定计数校正值的符号。在这种情况下，通过所谓的棒棒(Bang-Bang)控制来改变载波的周期。

返回图2，控制电路100也可以构成为在控制周期内重复各种控制处理。例如，脉冲生成部142也可以构成为在与控制周期对应的定时调节脉冲信号的宽度。与控制周期对应的定时是指，以在控制周期内重复的各控制循环的开始时为基准而决定的定时。在这种情况下，控制电路100还可以具有控制周期改变部141。

控制周期改变部141根据由载波周期改变部120对载波的周期的改变来改变控制周期，以使载波的周期与控制周期同步。如果即使载波的周期变化，控制周期也不变化，则在本装置和其他装置中载波的周期一致后，控制周期的偏移也残留，脉冲信号的宽度的改变定时有可能产生偏移。若脉冲信号的宽度的改变定时产生偏移，则在本装置和其他装置中产生脉冲信号的宽度不同的瞬间，产生循环电流。与此相对，通过由控制周期改变部141改变控制周期，难以产生脉宽的改变定时的偏移。

控制电路100可以构成为在逆变器电路12开始生成驱动电力之前，还执行改变载波的相位以缩小本装置与其他装置之间的载波的相位差。例如，控制电路100将本装置用作其他装置的主机或从机，当本装置用作主机时，将与本装置的载波的相位对应的相位信息输出到其他装置，当本装置用作从机时，可以基于从其他装置获取的相位信息来改变载波的相位。

具体地，控制电路100具有相位信息输出部144、相位信息获取部145和载波相位改变部143。当本装置用作其他装置的主机时，使用相位信息输出部144。例如，相位信息输出部144将上述相位信息输出到其他装置。例如，相位信息输出部144在载波生成部130的载波时钟脉冲从L电平切换到H电平(或者从H电平切换到L电平)时，将通知这个情况的信息作为相位信息而发送到其他装置。

当本装置是其他装置的从机时，使用相位信息获取部145和载波相位改变部143。例如，相位信息获取部145从其他装置的相位信息输出部144获取上述相位信息。

载波相位改变部143在逆变器电路12开始生成驱动电力之前，改变载波的相位以缩小与其他装置之间的载波的相位差。载波相位改变部143可以改变载波的相位，以使相位差缩小到小于载波的周期的一半。例如，载波相位改变部143基于由相位信息获取部145获取的相位信息，改变载波的相位以缩小相位差。

作为一个例子，载波相位改变部143计算用于将相位差设为零的相位校正值，将相位校正值的一半的值相加到上述基准计数值，并改变载波的一个波峰分量的比较匹配计数值。在改变后的比较匹配计数值中生成载波的一个波峰的时间点，载波相位改变部143将比较匹配计数值恢复为基准计数值。通过该处理，将相位校正值添加到载波的一个波峰的周期，后续的波峰的相位根据相位校正值而改变。

例如，载波相位改变部143在由相位信息获取部145获取相位信息之后，获取载波生成部130的载波时钟脉冲从L电平切换到H电平(或者从H电平切换到L电平)的时刻。以下，将该时刻称为“本装置中的载波峰部的时刻”。另外，载波相位改变部143计算其他装置的载波生成部130的载波时钟脉冲从L电平切换到H电平(或者从H电平切换到L电平)的时刻。以下，将该时刻称为“其他装置的载波峰部的时刻”。

例如，载波相位改变部143从相位信息获取部145获取了相位信息的时刻减去通信时间(本装置与其他装置之间的通信时间)而计算出其他装置的载波峰部的时刻。然后，载波相位改变部143通过从其他装置的载波峰值的时刻减去本装置的载波峰值的时间来计算上述相位校正值。

控制电路100可以构成为基于与逆变器电路12输出的电流和其他电力转换装置2的逆变器电路12输出的电流对应的一个电流指标值来执行所谓的空载时间补偿。尽管省略了详细说明，但是在逆变器电路12的控制中，为了防止线路22P、22N之间的短路，设定线路23U、23V、23W的每一个未连接至线路22P、22N的任何一条的微小时间(空载时间)。空载时间补偿是指，为了补偿由于空载时间引起的输出电流或输出电压的失真(例如减小)而校正上述电压指令值。

例如，控制电路100还包括电流信息输出部153、电流信息获取部154、失真检测部151和空载时间补偿部152。电流信息输出部153从电流传感器17U、17V、17W获取由本装置的逆变器电路12输出的电流(以下，称为“本装置电流”)的信息，并将其输出到其他装置。电流信息获取部154从其他装置的电流信息输出部153获取由其他装置的逆变器电路12输出的电流(以下，称为“其他装置电流”)的信息。

失真检测部151基于与本装置电流和其他装置电流对应的一个电流指标值，检测由于空载时间引起的电流或电压的失真。例如，失真检测部151从电流传感器17U、17V、17W获取本装置电流的信息，从电流信息获取部154获取其他装置电流的信息，计算本装置电流与其他装置电流的平均值作为上述一个电流指标值。然后，失真检测部151基于电流指标值来检测电流或电压的失真。

此外，电流指标值可以是与本装置电流和其他装置电流这两者对应的任何值，不必一定是本装置电流与其他装置电流的平均值。例如，电流指标值可以是本装置电流和其他装置电流的合计值。

空载时间补偿部152根据失真检测部151检测到的电流或电压的失真来校正上述脉冲信号的宽度。例如，空载时间补偿部152通过对由失真检测部151计算出的电流或电压的失真值实施比例运算、比例/积分运算、或者比例/积分/微分运算等来计算电压校正值。然后，空载时间补偿部152将电压校正值与电压指令值相加。与此对应，上述脉冲信号的宽度被校正。此外，电压校正值的具体计算方法也根据要应用的电路的类型(例如，二电平逆变器电路、多电平逆变器电路和矩阵转换器电路)等而不同。

控制电路100可以构成为进一步执行：选择二次侧的任意一条线路作为基线；控制逆变器电路12，使得维持基线与一次侧的任一条线路连接的状态，并改变二次侧的其他线路与一次侧的多条线路的连接状态(以下，称为“部分调制控制”)。

控制电路100可以构成为进一步执行：控制逆变器电路12，以改变二次侧的所有线路与一次侧的多条线路的连接状态(以下，称为“全调制控制”)；对部分调制控制和全调制控制进行切换。例如，控制电路100还包括全调制控制部161、基线选择部164，部分调制控制部162和调制方式切换部163。

全调制控制部161进行上述全调制控制。例如，全调制控制部161控制逆变器电路12，以改变二次侧的所有线路23U、23V、23W与一次侧的线路22P、22N的连接状态。

基线选择部164选择二次侧的任一条线路作为基线(基本相)。例如，基线选择部164选择二次侧的线路23U、23V、23W中的任何一条作为基线。基线选择部164根据上述电压指令值(二次侧的电压指令值)等的变化来切换被选择为基线的线路。以下，将切换被选择为基线的线路称为“基本切换”。基线选择部164可以在根据上述控制周期的定时进行基本切换。基线选择部164可以基于上述电流指令值(二次侧的电流指令值)的相位，选择二次侧的任一条线路作为基线。

部分调制控制部162进行上述部分调制控制。部分调制控制部162执行：维持由基线选择部164选择的基线与一次侧的线路22P、22N中的任何一条的连接状态，并控制逆变器电路12以改变线路23U、23V、23W的其余两条线路(基线以外的两条线路)与线路22P、22N的连接状态。

此外，“一次侧”和“二次侧”仅仅是为了方便起见而区分逆变器电路12的一侧和另一侧的术语。在该示例中，电源PS侧的线路22P、22N被称为“一次侧”，而负载LD侧的线路23U、23V、23W被称为“二次侧”，但是不限于此。取决于电力转换部的类型，电源PS侧的线路可以称为“二次侧”，而负载LD侧的线路可以称为“一次侧”。例如，当电力转换部是PWM转换器电路时，电源PS侧的线路(线路23U、23V、23W)是“二次侧”，而负载LD侧的线路(线路22P、22N)是“一次侧”。另外，在电力转换部是矩阵转换器电路时，电源PS侧的线路(线路21R、21S、21T)被称为“一次侧”。

调制方式切换部163将逆变器电路12的调制方式切换为全调制控制部161的调制或部分调制控制部162的调制的某一个。调制方式切换部163根据上述电压指令值的大小、电压指令值的频率等来切换调制方式。以下，将调制方式的切换称为“方式切换”。

关于基本切换，控制电路100可以将本装置设为其他装置的主机或从机，当将本装置用作主机时，将基本切换的定时的信息输出到其他装置，当将本装置用作从机时，基于从其他装置获取的基本切换的定时的信息来执行基本切换。关于方式切换，控制电路100可以将本装置设为其他装置的主机或从机，当将本装置用作主机时，将方式切换的定时的信息输出到其他装置，将本装置用作从机时，基于从其他装置获取的方式切换的定时的信息来执行方式切换。例如，控制电路100还包括切换信息输出部165和切换信息获取部166。

切换信息输出部165在将本装置用作主机的情况下使用。切换信息输出部165从基线选择部164获取表示基本切换的定时的信息，并输出到其他装置。表示基本切换的定时的信息可以是表示当前是基本切换的定时的信息(以下，称为“基本切换指令”)，也可以是表示当前之后的基本切换的定时的信息(以下，称为“基本切换预定信息”)。

进而，切换信息输出部165从调制方式切换部163获取表示方式切换的定时的信息，并输出到其他装置。表示方式切换的定时的信息可以是表示当前是方式切换的定时的信息(以下，称为“方式切换指令”)，也可以是表示当前之后的方式切换的定时的信息(以下，称为“方式切换预定信息”)。

切换信息获取部166在将本装置用作从机的情况下使用。切换信息获取部166从其他装置的切换信息输出部165获取表示基本切换的定时的信息。进而，切换信息获取部166从其他装置的切换信息输出部165获取表示方式切换的定时的信息。

控制电路100可以构成为基于其他装置选择为基线的线路的切换定时(以下，称为“基本切换定时”)，切换被选择为基线的线路。控制电路100可以构成为基于其他装置切换调制方式的定时(以下，称为“方式切换的定时”)，来切换调制方式。在这种情况下，控制电路100将本装置用作其他装置的主机或从机，在将本装置用作主机的情况下，可以将基本切换的定时和方式切换的定时的信息输出到其他装置，在将本装置用作从机的情况下，可以基于从其他装置获取的信息，决定基本切换的定时和方式切换的定时。

在控制电路100将本装置用作从机的情况下，基线选择部164基于作为主机的其他装置的基线选择部164进行基本切换的定时，进行基本切换。例如，基线选择部164在与其他装置基线选择部164进行基本切换的定时同步的定时进行基本切换。这里的同步是指实际的同步，包括定时的差异为误差水平的情况。以下也同样。定时的差异是误差水平是指，起因于该差异的循环电流是可以忽略的水平。

在切换信息获取部166获取上述基本切换预定信息的情况下，基线选择部164可以在到达了基本切换预定信息所示的预定定时的时候进行基本切换。在控制电路100将本装置用作主机的情况下，调制方式切换部163基于二次侧的电压指令值的大小进行方式切换。

在控制电路100将本装置用作从机的情况下，调制方式切换部163基于作为主机的其他装置的调制方式切换部163进行方式切换的定时，进行方式切换。例如，调制方式切换部163在与其他装置的调制方式切换部163进行方式切换的定时同步的定时进行基本切换。

图5是例示控制电路100的硬件结构的图。如图4所示，控制电路100包括至少一个处理器191、内存192、存储器193、输入输出端口194和通信端口195。

存储器193包括例如非易失性半导体存储器等计算机可读存储介质。存储介质存储用于构成控制电路100的各种功能的程序。存储器193存储使控制电路100执行以下步骤的程序：生成载波；生成与载波同步的脉冲信号；使逆变器电路12生成与脉冲信号的宽度对应的电力；获取同与其他的电力转换装置2之间的循环电流对应的监视值；基于在逆变器电路12生成驱动电力期间获取的监视值，改变载波周期以缩小循环电流。

存储器193可以存储使控制电路100执行以下步骤的程序：基于与本装置的逆变器电路12输出的电流和其他装置的逆变器电路12输出的电流对应的一个电流指标值，检测由逆变器电路12的空载时间引起的电流或电压的失真；根据检测到的电流或电压的失真来校正脉冲信号的宽度。存储器193也可以存储使控制电路100执行以下步骤的程序：将基本切换的定时的信息输出到其他装置；将方式切换的定时的信息输出到其他装置。存储器193可以存储使控制电路100执行以下步骤的程序：基于从其他装置获取的基本切换的定时的信息来执行基本切换；基于从其他装置获取的方式切换的定时的信息来执行方式切换。

内存192临时存储从存储器193的存储介质加载的程序和处理器191的运算结果。处理器191通过与内存192协同地执行上述程序，来构成上述各功能模块。输入输出端口194根据来自处理器191的指令，在与栅极驱动电路16之间进行电信号的输入输出。通信端口195根据来自处理器191的指令，与其他装置的控制电路100之间进行信息通信。

此外，控制电路100不限于通过程序来构成各功能的电路。例如，控制电路100可以由专用逻辑电路或集成了专用逻辑电路的ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)构成至少一部分功能。

1.3电力转换方法

以下，作为电力转换方法一个例子，例示电力转换系统1的电力转换装置2所执行的驱动电力的输出步骤、驱动电力的输出开始前的载波的相位调节步骤、空载时间补偿步骤、主机侧的基本切换步骤、从机侧的基本切换步骤、主机侧的方式切换步骤和从机侧的方式切换步骤。

(驱动电力的输出步骤)

驱动电力的输出步骤包括：生成载波；生成与载波同步的脉冲信号；使逆变器电路12生成与脉冲信号的宽度对应的电力；获取与同其他装置之间的循环电流对应的监视值；基于在逆变器电路12生成驱动电力的期间获取的监视值，改变载波周期以缩小循环电流。

例如，如图6所示，控制电路100首先执行步骤S01、S02、S03、S04。在步骤S01中，驱动脉冲生成部146等待驱动指令的输入。驱动指令可以由用户输入，也可以从上位控制器输入。在步骤S02中，驱动脉冲生成部146与载波同步地生成用于输出驱动电力的脉冲信号，并开始向栅极驱动电路16输出。由此，逆变器电路12开始输出与脉冲信号的宽度对应的驱动电力。在步骤S03中，循环电流监视部110获取并保持上述峰部的U相电流值、上述峰部的V相电流值、上述峰部的W相电流值、上述谷部的U相电流值、上述谷部的V相电流值和上述谷部的W相电流值。在步骤S04中，循环电流监视部110将峰部的U相电流值与谷部的U相电流值之差、峰部的V相电流值与谷部的V相电流值之差、峰部的W相电流值与谷部的W相电流值之差合计，并计算监视值。

接着，控制电路100执行步骤S05、S06、S07、S08。在步骤S05中，载波周期改变部120基于监视值计算计数校正值。在步骤S06中，载波周期改变部120将计数校正值相加到上述基准计数值，以改变比较匹配计数值。由此，改变载波周期。在步骤S07中，驱动脉冲生成部146等待载波周期的经过。在步骤S08中，驱动脉冲生成部146确认是否输入停止指令。停止指令可以由用户输入，也可以从上位控制器输入。

在步骤S08中判定为没有停止指令的输入的情况下，控制电路100将处理返回到步骤S03。以后，通过与监视值对应的载波周期的改变，重复缩小循环电流。

在步骤S08中判定为有停止指令的输入的情况下，控制电路100执行步骤S09。在步骤S09中，驱动脉冲生成部146停止向栅极驱动电路16输出用于输出驱动电力的脉冲信号。以上，完成驱动电力的输出步骤。

(相位调节步骤)

相位调节步骤包括：在逆变器电路12开始生成驱动电力之前，改变载波的相位以缩小本装置与其他装置之间的载波的相位差。例如，相位调节步骤包括：在作为主机的电力转换装置2中，将与本装置的载波的相位对应的相位信息输出到其他装置；在作为从装置的电力转换装置2中，基于从其他装置获取的相位信息来改变载波的相位。

例如，如图7所示，主机侧的电力转换装置2的控制电路100执行步骤S11、S12。在步骤S11中，相位信息输出部144等待上述载波时钟脉冲从L电平切换到H电平的定时(载波成为波谷的定时)。在步骤S12中，相位信息输出部144将通知载波时钟脉冲从L电平切换到H电平(载波成为波谷)的信息作为相位信息而输出到从机的电力转换装置2。

接着，从机侧的电力转换装置2的控制电路100执行步骤S21、S22、S23、S24。在步骤S21中，相位信息获取部145获取从主机侧的电力转换装置2输出的相位信息。在步骤S22中，相位信息获取部145记录获取了相位信息的时刻。在步骤S23中，载波相位改变部143等待上述载波时钟脉冲从L电平切换到H电平的定时(载波变为波谷的定时)。在步骤S24中，载波相位改变部143记录载波成为波谷的时刻(以下，称为“载波峰部的时刻”)。

接着，从机侧的电力转换装置2的控制电路100执行步骤S25、S26、S27、S28。在步骤S25中，载波相位改变部143从主机侧的载波峰部的时刻减去从机侧的载波峰部的时刻而计算出相位校正值。载波相位改变部143从相位信息获取部145获取了相位信息的时刻减去通信时间(本装置与其他装置之间的通信时间)而计算出主机侧的载波峰部的时刻。在步骤S26中，载波相位改变部143将相位校正值的一半的值与上述基准计数值相加，并改变载波的一个波峰分量的比较匹配计数值。在步骤S27中，载波相位改变部143等待载波周期的经过。在步骤S28中，载波相位改变部143将比较匹配计数值恢复为标准计数值。以上，完成相位调节步骤。

(空载时间补偿步骤)

空载时间补偿步骤包括：基于与上述本装置电流(本装置的逆变器电路12输出的电流)和上述其他装置电流(其他装置的逆变器电路12输出的电流)对应的一个电流指标值，检测由逆变器电路12的空载时间引起的电流或电压的失真；根据检测到的电流或电压的失真来校正脉冲信号的宽度。

如图8所示，控制电路100执行步骤S31、S32、S33、S34。在步骤S31中，失真检测部151从电流传感器17U、17V、17W获取电流的检测值。在步骤S32中，失真检测部151通过合成从电流传感器17U、17V、17W获取的电流的检测值来计算本装置电流。在步骤S33中，电流信息获取部154从其他装置的电流信息输出部153获取在其他装置中与本装置电流同样地计算出的其他装置电流。在步骤S34中，失真检测部151计算与本装置电流和其他装置电流对应的一个电流指标值。例如，失真检测部151计算本装置电流和其他装置电流的平均值作为上述一个电流指标值。

接着，控制电路100执行步骤S35、S36。在步骤S35中，失真检测部151基于电流指标值来检测由逆变器电路12的空载时间引起的电流或电压的失真。在步骤S36中，空载时间补偿部152根据失真检测部151检测到的电流或电压的失真来校正脉冲信号的宽度。例如，空载时间补偿部152基于失真检测部151计算出的电流或电压的失真，计算电压校正值，并对电压指令值进行加法运算或减法运算。与此对应，上述脉冲信号的宽度被校正。以上，完成空载时间补偿步骤。

(主机侧的基本切换步骤)

主机侧的电力转换装置2的基本切换步骤包括：从基线选择部164获取表示基本切换的定时的信息，并输出到从机侧的电力转换装置2。

例如，如图9所示，控制电路100执行步骤S41、S42、S43。在步骤S41中，切换信息输出部165将向从机侧的电力转换装置2发送信息的重复次数Mm设定为初始值M0。在步骤S42中，切换信息输出部165等待通信定时。在步骤S43中，切换信息输出部165确认重复次数Mm是否为初始值M0。

在步骤S43中判定为重复次数Mm是初始值M0的情况下，控制电路100执行步骤S44、S45。在步骤S44中，基线选择部164计算第M0次通信时的电压指令值的预定相位。例如，切换信息输出部165将电压指令值的频率乘以初始值M0次量的通信时间而得到的值与电压指令值的当前相位相加，由此来计算预定相位。在步骤S45中，基线选择部164确认预定相位是否超过下一个应当要切换基线的相位(以下，称为“下一个切换相位”)。

在步骤S45中判定为预定相位未超过下一个切换相位的情况下，控制电路100将处理返回到步骤S42。以后，重复进行预定相位的计算，直到预定相位超过下一个切换相位为止。

在步骤S45中判定为预定相位超过下一个切换相位的情况下，控制电路100执行步骤S46、S47。在步骤S46中，切换信息输出部165对重复次数Mm进行一个倒计数。在步骤S47中，切换信息输出部165将上述基本切换预定信息输出到从机侧的电力转换装置2。例如，切换信息输出部165将重复次数Mm的当前值作为上述基本切换预定信息而输出。重复次数Mm的当前值相当于预告在重复次数Mm次后的通信时输出基本切换指令的信息。然后，控制电路100将处理返回到步骤S42。

在步骤S43中判定为重复次数Mm不是初始值M0的情况下，控制电路100执行步骤S51。在步骤S51中，切换信息输出部165确认重复次数Mm是否为零。

在步骤S51中判定为重复次数Mm不是零的情况下，控制电路100执行步骤S52、S53。在步骤S52中，切换信息输出部165对重复次数Mm进行一个倒计数。在步骤S53中，切换信息输出部165将上述基本切换预定信息输出到从机侧的电力转换装置2。例如，切换信息输出部165将重复次数Mm的当前值作为上述基本切换预定信息而输出。然后，控制电路100将处理返回到步骤S42。以后，重复次数Mm的倒计数和基本切换预定信息的输出被重复，直到重复次数Mm变为零为止。

在步骤S51中判定为重复次数Mm为零的情况下，控制电路100执行步骤S54、S55、S56。在步骤S54中，切换信息输出部165将重复次数Mm恢复为初始值M0。在步骤S55中，切换信息输出部165输出上述基本切换指令。在步骤S56中，基线选择部164进行基本切换。然后，控制电路100将处理返回到步骤S42。以后，重复上述步骤。

(从机侧的基本切换步骤)

从机侧的电力转换装置2的基本切换步骤包括：基于主机侧的电力转换装置2进行基本切换的定时，进行基本切换。例如，如图10所示，控制电路100执行步骤S61、S62。在步骤S61中，切换信息获取部166等待获取基本切换的定时的信息。在步骤S62中，切换信息获取部166确认通信是否成功。例如，可以使用奇偶校验位等来确认通信是否成功。

在步骤S62中判定为通信成功的情况下，控制电路100执行步骤S63。在步骤S63中，基线选择部164确认基本切换定时的信息是否为基本切换指令。

在步骤S63中判定为基本切换的定时的信息不是基本切换指令的情况下，控制电路100执行步骤S64。在步骤S64中，基线选择部164将来自主机侧的电力转换装置2的信息接收的重复次数Ms设为上述信息发送的重复次数Mm。在步骤S64之后，控制电路100将处理返回到步骤S61。以后，每当基本切换预定信息的接收成功时，重复基于基本切换预定信息的重复次数Ms的更新。

在步骤S63中判定为基本切换的定时的信息是基本切换指令的情况下，控制电路100执行步骤S65。在步骤S65中，基线选择部164立即进行基本切换。然后，控制电路100将处理返回到步骤S61。

在步骤S62中判定为通信不成功的情况下，控制电路100执行步骤S66、S67。在步骤S66中，基线选择部164对重复次数Ms进行一个倒计数。在步骤S67中，基线选择部164确认重复次数Ms是否为负1。

在步骤S67中判定为重复次数Ms不是负1的情况下，控制电路100将处理返回到步骤S61。

在步骤S67中判定为重复次数Ms为负1的情况下，控制电路100执行步骤S68。在步骤S68中，基线选择部164立即进行基本切换。然后，控制电路100将处理返回到步骤S61。以后，重复上述步骤。

根据以上的步骤，如果成功了至少一次基本切换预定信息的接收、且在步骤S64中信息接收的重复次数Ms设为信息发送的重复次数Mm，则通过信息接收的重复次数Ms的倒计数，进行基于基本切换预定信息的基本切换。因此，能够以高可靠性进行与主机侧的基本切换的定时对应的基本切换。

(主机侧的方式切换步骤)

主机侧的电力转换装置2的方式切换步骤包括：将表示方式切换的定时的信息输出到从机侧的电力转换装置2。图11例示了三相调制控制(全调制控制)和两相调制控制(部分调制控制)的切换步骤。例如，如图11所示，控制电路100执行步骤S71、S72、S73。在步骤S71中，切换信息输出部165将向从机侧的电力转换装置2的发送信息的重复次数Mm设定为初始值M0。在步骤S72中，切换信息输出部165等待通信定时。在步骤S73中，切换信息输出部165确认重复次数Mm是否为初始值M0。

在步骤S73中判定为重复次数Mm是初始值M0的情况下，控制电路100执行步骤S74。在步骤S74中，调制方式切换部163确认电压指令值是否超过方式切换阈值。在步骤S74中判定为电压指令值未超过方式切换的阈值的情况下，控制电路100将处理返回到步骤S72。以后，重复进行电压指令值的确认，直到电压指令值超过方式切换的阈值为止。

在步骤S74中判定为电压指令值超过方式切换的阈值的情况下，控制电路100执行步骤S75、S76。在步骤S75中，切换信息输出部165对Mm进行一个倒计数。在步骤S76中，切换信息输出部165将上述方式切换预定信息输出到从机侧的电力转换装置2。例如，切换信息输出部165将重复次数Mm的当前值作为上述方式切换预定信息而输出。重复次数Mm的当前值相当于预告在Mm次后的通信时输出方式切换指令的信息。然后，控制电路100将处理返回到步骤S72。

在步骤S73中判定为重复次数Mm不是初始值M0的情况下，控制电路100执行步骤S81。在步骤S81中，切换信息输出部165确认重复次数Mm是否为零。

在步骤S81中判定为重复次数Mm不是零的情况下，控制电路100执行步骤S82、S83。在步骤S82中，切换信息输出部165对重复次数Mm进行一个倒计数。在步骤S83中，切换信息输出部165将上述方式切换预定信息输出到从机侧的电力转换装置2。例如，切换信息输出部165将重复次数Mm的当前值作为上述方式切换预定信息而输出。然后，控制电路100将处理返回到步骤S72。以后，重复次数Mm的倒计数和方式切换预定信息的输出被重复，直到重复次数Mm变为零为止。

在步骤S81中重复次数Mm为零的情况下，控制电路100执行步骤S84、S85、S86。在步骤S84中，切换信息输出部165将重复次数Mm恢复为初始值M0。在步骤S85中，切换信息输出部165输出上述方式切换指令。在步骤S86中，调制方式切换部163进行三相调制控制(全调制控制)和两相调制控制(部分调制控制)的方式切换。然后，控制电路100将处理返回到步骤S72。以后，重复上述步骤。

(从机侧的方式切换步骤)

从机侧的电力转换装置2的基本切换步骤包括：基于主机侧的电力转换装置2进行方式切换的定时，进行方式切换。例如，如图12所示，控制电路100执行步骤S91、S92。在步骤S91中，切换信息获取部166等待获取方式切换的定时的信息。在步骤S92中，切换信息获取部166确认通信是否成功。例如，可以使用奇偶校验位等来确认通信是否成功。

在步骤S92中判定为通信成功的情况下，控制电路100执行步骤S93。在步骤S93中，调制方式切换部163确认方式切换的定时的信息是否为方式切换指令。

在步骤S93中判定为方式切换的定时的信息不是方式切换指令的情况下，控制电路100执行步骤S94。在步骤S94中，调制方式切换部163将来自主机侧的电力转换装置2的信息接收的重复次数Ms设为上述次数Mm。在步骤S94之后，控制电路100将处理返回到步骤S91。以后，每当方式切换预定信息的接收成功时，重复基于方式切换预定信息的次数Ms的更新。

在步骤S93中判定为方式切换的定时的信息是方式切换指令的情况下，控制电路100执行步骤S95。在步骤S95中，调制方式切换部163立即进行方式切换。然后，控制电路100将处理返回到步骤S91。

在步骤S92中判定为通信不成功的情况下，控制电路100执行步骤S96、S97。在步骤S96中，调制方式切换部163对重复次数Ms进行一个倒计数。在步骤S97中，调制方式切换部163确认重复次数Ms是否为负1。

在步骤S97中判定为重复次数Ms不是负1的情况下，控制电路100将处理返回到步骤S91。

在步骤S97中判定为重复次数Ms为负1的情况下，控制电路100执行步骤S98。在步骤S98中，调制方式切换部163立即进行基本切换。然后，控制电路100将处理返回到步骤S91。以后，重复上述步骤。

根据以上的步骤，如果成功了至少一次方式切换预定信息的接收、且在步骤S94中信息接收的重复次数Ms设为信息发送的重复次数Mm，则通过重复次数Ms的倒计数，进行基于基本切换预定信息的基本切换。因此，能够以高可靠性进行与主机侧的方式切换的定时对应的方式切换。

2.第二实施方式

2.1电力转换装置

第二实施方式涉及的电力转换装置2A以与第一实施方式涉及的电力转换装置2不同的方式，进行驱动电力的生成开始前的载波的相位调节。如图13所示，电力转换装置2A的控制电路100不具有相位信息输出部144和相位信息获取部145。在电力转换装置2A的控制电路100中，脉冲生成部142还包括测试脉冲生成部147。

测试脉冲生成部147生成与用于输出驱动电力的脉冲信号相比宽度小的用于输出测试电力的脉冲信号(以下，称为“测试脉冲信号”)。测试脉冲信号的宽度被设定为实质上不使负载LD动作的宽度和动作模式。

电力转换装置2A的载波相位改变部143改变载波的相位，以使在由逆变器电路12生成测试电力的期间，基于循环电流监视部110所获取的监视值(以下，称为“测试时监视值”)而缩小相位差。例如，载波相位改变部143请求载波周期改变部120基于测试时监视值来改变比较匹配计数值。载波周期改变部120基于测试时监视值计算计数校正值，将该计数校正值与基准计数值相加来校正比较匹配计数值。由此，如在载波周期改变部120的说明中所述那样，改变载波的一个波峰的周期，调节后续的波峰的相位。

载波相位改变部143可以在测试时监视值小于判定是否需要改变载波的相位所需的值的情况下，改变载波的相位以扩大测试时监视值。如图4的(e)所示，在相位差为零的情况下，监视值为零，但在相位差为180°的情况下，监视值也为零。因此，在相位差为零的情况下，不能仅根据监视值来判定是否需要相位改变。在这样的情况下，特意使载波的相位变化，并扩大测试时监视值，由此测试时监视值的正负变得明确，能够进行用于缩小循环电流的载波的相位改变。

此外，载波相位改变部143可以在测试时监视值小于判定是否需要改变载波的相位所需的值的情况下，从载波的峰部和谷部使电流的测定定时偏移而再次获取测试时监视值，根据测试时监视值的变化来判定是否需要改变相位。如果相位差为零，则即使使电流的测定定时偏移，测试时监视值也不产生变化。与此相对，在相位差为180°的情况下，测试时监视值随着电流的测定定时的偏移而变化。因此，能够根据与测定定时的改变对应的测试时监视值的变化，判定是否需要改变载波的相位。这在图4的(d)的左端或右端的图表中、零相电流在点P1及点P2以外并不是零可知。

2.2电力转换方法

图14是例示电力转换装置2A的相位调节步骤的流程图。

如图14所示，控制电路100执行步骤S101、S102、S103、S104。在步骤S101中，测试脉冲生成部147与载波同步地生成用于输出测试电力的脉冲信号，并且开始向栅极驱动电路16输出该脉冲信号。由此，逆变器电路12开始输出与脉冲信号的宽度对应的测试电力。在步骤S102中，循环电流监视部110获取并保持上述峰部的U相电流值、上述峰部的V相电流值、上述峰部的W相电流值、上述谷部的U相电流值、上述谷部的V相电流值和上述谷部的W相电流值。在步骤S103中，循环电流监视部110将峰部的U相电流值与谷部的U相电流值之差、峰部的V相电流值与谷部的V相电流值之差、峰部的W相电流值与谷部的W相电流值之差合计，并计算测试时监视值。在步骤S104中，载波相位改变部143确认测试时监视值是否小于预定的基准值。基准值为是否需要改变载波的相位所需的值。

在步骤S104中判定为测试时监视值小于预定的基准值的情况下，控制电路100执行步骤S105、S106、S107。在步骤S105中，载波相位改变部143请求载波周期改变部120将预先设置的用于相位改变的计数校正值相加到上述基准计数值而改变比较匹配计数值。在步骤S106中，载波相位改变部143等待载波周期的经过。在步骤S107中，载波相位改变部143请求载波周期改变部120将比较匹配计数值恢复为基准计数值。

接着，控制电路100执行步骤S108、S109。在步骤S104中判定为测试时监视值不小于预定的基准值的情况下，控制电路100不执行步骤S105、S106、S107而执行步骤S108、S109。在步骤S108中，载波相位改变部143根据测试时监视值来改变载波相位以缩小相位差。具体的处理内容在后面叙述。在步骤S109中，测试脉冲生成部147停止向栅极驱动电路16输出用于输出测试电力的脉冲信号。以上，完成相位调节步骤。

图15是例示步骤S108的载波的相位的改变步骤的流程图。如图15所示，控制电路100执行步骤S111、S112、S113。在步骤S111中，循环电流监视部110获取并保持上述峰部的U相电流值、上述峰部的V相电流值、上述峰部的W相电流值、上述谷部的U相电流值、上述谷部的V相电流值和上述谷部的W相电流值。在步骤S112中，循环电流监视部110将峰部的U相电流值与谷部的U相电流值之差、峰部的V相电流值与谷部的V相电流值之差、峰部的W相电流值与谷部的W相电流值之差合计，并计算测试时监视值。在步骤S113中，载波相位改变部143确认测试时监视值是否小于基准值。

在步骤S113中判定为测试时监视值不小于基准值的情况下，控制电路100执行步骤S114、S115、S116。在步骤S114中，载波相位改变部143请求载波周期改变部120基于测试时监视值计算计数校正值。在步骤S115中，载波相位改变部143请求载波周期改变部120通过将计数校正值相加到上述基准计数值来改变比较匹配计数值。由此，改变载波周期。在步骤S116中，载波相位改变部143等待载波周期的经过。然后，控制电路100将处理返回到步骤S111。以后，重复进行载波周期的改变，直到测试时监视值小于基准值为止。在步骤S113中判定为测试时监视值小于基准值的情况下，控制电路100结束处理。以上，完成载波相位的改变步骤。

图16是示出电力转换装置2A的相位调节步骤的变形例的流程图。如图16所示，控制电路100执行步骤S121、S122、S123、S124。在步骤S121～S124中，控制电路100执行与步骤S101～S104相同的处理。

在步骤S124中判定为测试时监视值小于预定的基准值的情况下，控制电路100执行步骤S125、S126。在步骤S125中，载波相位改变部143从载波的峰部和谷部偏移电流的测定定时。以下，将从谷部偏移的测定定时称为“第一定时”，将从峰部偏移的测定定时称为“第二定时”。载波相位改变部143请求循环电流监视部110获取并保持第一定时的U相电流值、第一定时的V相电流值、第一定时的W相电流值、第二定时的U相电流值、第二定时的V相电流值和第二定时的W相电流值。在步骤S126中，载波相位改变部143请求循环电流监视部110将第一定时的U相电流值与第二定时的U相电流值之差、第一定时的V相电流值与第二定时的V相电流值之差和第一定时的W相电流值与第二定时的W相电流值之差合计，并计算测试时监视值。

接着，控制电路100执行步骤S127。在步骤S127中，载波相位改变部143根据在步骤S126中计算出的测试时监视值和在步骤S123中计算出的测试时监视值，确认是否需要改变载波的相位。例如，载波相位改变部143在步骤S126中计算出的测试时监视值与步骤S123中计算出的测试时监视值之差大于预定的阈值的情况下，判定为需要改变相位，在该差小于该阈值的情况下，判定为不需要改变相位。

在步骤S127中判定为载波的相位需要改变的情况下，控制电路100执行步骤S128。在步骤S128中，与步骤S108同样地，载波相位改变部143根据测试时监视值改变载波的相位以缩小相位差。

接着，控制电路100执行步骤S129。在步骤S127中判定为不需要改变载波的相位的情况下，控制电路100不执行步骤S128而执行步骤S129。在步骤S129中，与步骤S109同样地，测试脉冲生成部147停止向栅极驱动电路16输出用于输出测试电力的脉冲信号。以上，结束相位调节步骤。

〔本实施方式的效果〕

如以上说明的那样，在一个方式中，本实施方式的电力转换装置2、2A是与其他电力转换装置2、2A并联连接的电力转换装置2、2A，其包括：载波生成部130，生成载波；脉冲生成部142，生成与载波同步的脉冲信号；逆变器电路12，生成与脉冲信号的宽度对应的电力；循环电流监视部110，获取与其他电力转换装置2、2A之间的循环电流对应的监视值；以及载波周期改变部120，基于循环电流监视部110所获取的监视值，改变载波生成部130所生成的载波的周期以缩小循环电流。

根据该结构，由于基于循环电流来实现载波的同步，因此能够不依赖于通信性能而继续进行实时的同步处理。另外，由于为了实现载波的同步而改变载波的周期，因此在同步一次后容易维持同步状态。因此，对于抑制由载波相位差引起的循环电流是有效的。

电力转换装置2、2A还具备控制周期改变部141，该控制周期改变部141与载波周期改变部120对载波的周期的改变相应地来改变控制周期，以使载波的周期与逆变器电路12的控制周期同步，脉冲生成部142可以在与控制周期对应的定时调节脉冲信号的宽度。在这种情况下，伴随载波的同步，也实现脉宽的调节定时的同步，由此能够更可靠地抑制循环电流。

循环电流监视部110也可以获取在载波的一个周期内设定的第一定时和第二定时由逆变器电路12生成的电流之间的差作为监视值。这种情况下，能够以简单运算迅速地进行同步处理。

循环电流监视部110也可以获取在具有载波的半周期的相位差的第一定时和第二定时由逆变器电路12生成的电流之间的差作为监视值。在这种情况下，由于能够以更高的灵敏度检测循环电流，因此能够更可靠地抑制循环电流。

作为在第一定时和第二定时由逆变器电路12生成的电流之间的差，循环电流监视部110可以获取在与载波的峰部对应的定时和与谷部对应的定时由逆变器电路12生成的电流之间的差作为监视值。在这种情况下，难以受到开关引起的噪声的影响，能够以更高的灵敏度检测循环电流，因此能够更可靠地抑制循环电流。

电力转换装置2、2A还可以具备载波相位改变部143，该载波相位改变部143在逆变器电路12开始生成驱动电力之前，改变载波的相位，以缩小与其他电力转换装置2、2A之间的载波的相位差。在这种情况下，在载波的相位差缩小的状态下，能够开始调节基于载波周期改变部120的载波的周期，因此能够更迅速地实现载波的同步。

载波相位改变部143也可以改变载波的相位，以使相位差缩小到小于载波的半个周期。在这种情况下，能够更迅速地实现载波的同步。

电力转换装置2还具有相位信息获取部145，该相位信息获取部145获取与其他电力转换装置2的载波的相位对应的相位信息，载波相位改变部143也可以基于相位信息获取部145所获取的相位信息，改变载波的相位，以缩小相位差。在这种情况下，由于能够通过通信来缩小载波的相位差，因此通过在未生成电力的状态下缩小相位差，能够容易地抑制相位差的缩小过程中的循环电流的产生。

脉冲生成部142包括：驱动脉冲生成部146，生成用于输出驱动电力的脉冲信号；以及测试脉冲生成部147，生成宽度比用于输出驱动电力的脉冲信号小的用于输出测试电力的脉冲信号，其中，载波相位改变部143可以在逆变器电路12生成测试电力的期间，基于循环电流监视部110所获取的监视值，改变载波的相位以缩小相位差。在这种情况下，由于在缩小载波的相位差时减小电力，因此能够抑制相位差的缩小过程中的循环电流的产生。

载波相位改变部143也可以在监视值比判定是否需要改变载波的相位所需的值小的情况下，改变载波的相位以扩大监视值。在这种情况下，可以更迅速地缩小循环电流和相位差。特别是，根据相位差的大小，在上述第一定时和上述第二定时由电力转换部生成的电流之间的差有时与没有相位差的状态相同。即使在这样的状况下，也能够检测相位差的有无而迅速地缩小相位差。

电力转换装置2、2A也可以包括：失真检测部151，基于与逆变器电路12输出的电流和其他电力转换装置的逆变器电路12输出的电流对应的一个电流指标值，检测由逆变器电路12的空载时间引起的电流或电压的失真；以及空载时间补偿部152，根据失真检测部151检测到的电流或电压的失真来校正脉冲信号的宽度。在这种情况下，能够抑制由空载时间补偿引起的循环电流的增大。

在其他方式中，本实施方式涉及的电力转换装置2、2A是与其他电力转换装置2、2A并联连接的电力转换装置2、2A，其包括：逆变器电路12，通过改变一次侧的多条线路22P、22N与二次侧的多条线路23U、23V、23W之间的连接状态来进行电力转换；基线选择部164，将二次侧的任一条线23U、23V、23W选择为基线；部分调制控制部162，维持基线与一次侧的任一条线路22P、22N的连接状态，并控制逆变器电路12以改变二次侧的其他线路23U、23V、23W与一次侧的多条线路22P、22N的连接状态，基线选择部164基于其他电力转换装置2、2A的基线选择部选择为基线的线路23U、23V、23W的切换定时，切换被选择为基线的线路23U、23V、23W。

在开关损耗的降低中，部分调制控制是有效的，但在并联运行中进行部分调制的情况下，有可能因基线的切换定时而产生循环电流。与此相对，根据该结构，电力转换装置的基本切换部与其他电力转换装置的基本切换部同步地进行基线的切换，因此能够在抑制循环电流的产生的同时采用部分调制控制。因此，在开关损耗的降低中有效。

电力转换装置2、2A还具备切换信息获取部166，该切换信息获取部166获取对其他电力转换装置2、2A的基线选择部164选择为基线的线路23U、23V、23W进行切换的预定定时的信息，基线选择部164也可以在到达了切换信息获取部所获取的预定定时时，切换被选择为基线的线路。这种情况下，通过在基线的切换前共享预定定时，能够更可靠地进行同步。

电力转换装置2、2A还可以包括：脉冲生成部142，与载波同步地生成使逆变器电路12改变一次侧的多条线路22P、22N与二次侧的多条线路23U、23V、23W之间的连接状态的脉冲信号；循环电流监视部110，获取与其他电力转换装置2、2A之间的循环电流对应的监视值；以及载波周期改变部120，基于循环电流监视部110所获取的监视值，改变载波的相位和周期中的至少一者以缩小循环电流。在这种情况下，能够更可靠地抑制循环电流。

在本实施方式中，作为载波改变部的一个例子，例示了改变载波的周期的载波周期改变部120，但不限于此。载波改变部也可以构成为改变载波的相位。

脉冲生成部142可以在与载波同步的控制周期相对应的定时中调节脉冲信号的宽度，基线选择部164可以在与控制周期对应的定时中切换被选择为基线的线路。在这种情况下，伴随载波的同步，也能够实现脉宽的调节定时的同步。另外，伴随载波的同步，还能够实现基线的切换定时的更可靠的同步。因此，能够更可靠地抑制循环电流。

电力转换装置2、2A还包括：全调制控制部161，控制逆变器电路12，以改变二次侧的所有线路23U、23V、23W与一次侧的多条线路22P、22N之间的连接状态；以及调制方式切换部163，将逆变器电路12的调制方式切换为部分调制控制部162的调制方式和全调制控制部161的调制方式中的任何一者，调制方式切换部163也可以基于其他电力转换装置2、2A的调制方式切换部163切换调制方式的定时来切换调制方式。在这种情况下，也能够抑制因调制方式切换定时的偏移引起的循环电流。

电力转换系统1也可以具备至少两个电力转换装置2、2A，该电力转换装置2、2A包括上述电力转换装置2、2A和上述其他电力转换装置2、2A。其他电力转换装置2、2A的基线选择部164也可以基于二次侧的电压指令值的相位来切换被选择为基线的线路。在这种情况下，在上述电力转换装置2、2A和上述其他电力转换装置2、2A中的任何一者中，均能够根据二次侧的电压的变化，在适当的定时进行基线的切换。

在又一其他方式中，本实施方式涉及的电力转换装置2、2A包括：载波生成部130，生成载波；脉冲生成部142，生成与载波同步的脉冲信号；逆变器电路12，生成与脉冲信号的宽度对应的电力；失真检测部151，基于与本装置的逆变器电路12输出的电流和其他装置的逆变器电路12输出的电流对应的一个电流指标值，检测由逆变器电路12的空载时间引起的电流或电压的失真；以及空载时间补偿部152，根据失真检测部检测到的电流或电压的失真，校正脉冲信号的宽度。

在本装置和其他装置之间产生循环电流。当产生循环电流时，在本装置的输出电流与其他装置的输出电流间产生微差。因此，若根据个别的电流检测结果个别地进行空载时间补偿，则由于补偿水平之差而在脉冲信号的宽度上产生差，存在循环电流增加的可能性。当循环电流增加时，空载时间补偿中的补偿水平之差也进一步扩大。由此，有可能产生负的加乘效应，循环电流可能增加。与此相对，根据本结构，由于根据一个电流指标值进行各逆变器电路12中的空载时间补偿，因此能够抑制由补偿电平之差引起的循环电流的增加和上述负的加乘效应。

以上，说明了实施方式，但本公开不必一定局限于上述实施方式，可以在不脱离本公开的宗旨的范围内进行各种改变。

符号说明

1…电力转换系统；2、2A…电力转换装置；10…电力转换电路(电力转换部)；110…循环电流监视部；120…载波周期改变部；130…载波生成部；141…控制周期改变部；142…脉冲生成部；143…载波相位改变部；145…相位信息获取部；146…驱动脉冲生成部；147…测试脉冲生成部；151…失真检测部；152…空载时间补偿部。

Claims (9)

1.一种电力转换装置，与其他电力转换装置并联连接，所述电力转换装置包括：

电力转换部，通过改变一次侧的多条线路与二次侧的多条线路之间的连接状态来进行电力转换；

基线选择部，选择所述二次侧的任一条线路作为基线；以及

部分调制控制部，控制所述电力转换部，以便维持所述基线与所述一次侧的任一条线路的连接状态，并改变所述二次侧的其他线路与所述一次侧的多条线路之间的连接状态，

所述基线选择部基于由所述其他电力转换装置的所述基线选择部选择为所述基线的线路的切换定时，切换被选择为所述基线的线路。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，还包括：

切换信息获取部，获取预定定时的信息，所述预定定时是所述其他电力转换装置的所述基线选择部对选择为所述基线的线路进行切换的定时，

当到达了所述切换信息获取部所获取的所述预定定时时，所述基线选择部切换被选择为所述基线的线路。

3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，还包括：

脉冲生成部，与载波同步地生成脉冲信号，所述脉冲信号使电力转换部改变一次侧的多条线路与二次侧的多条线路之间的连接状态；

循环电流监视部，获取与所述其他电力转换装置之间的循环电流对应的监视值；以及

载波改变部，基于所述循环电流监视部所获取的所述监视值，改变所述载波的相位和周期中的至少一者，以缩小所述循环电流。

4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其中，

所述脉冲生成部在与所述载波同步的控制周期相对应的定时，调节所述脉冲信号的宽度，

所述基线选择部在与所述控制周期对应的定时，切换被选择为所述基线的线路。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置，还包括：

全调制控制部，控制所述电力转换部，以使其改变所述二次侧的全部线路与所述一次侧的多条线路之间的连接状态；以及

调制方式切换部，将所述电力转换部的调制方式切换为所述部分调制控制部的调制和所述全调制控制部的调制中的某一个，

所述调制方式切换部基于所述其他电力转换装置的所述调制方式切换部切换所述调制方式的定时，切换所述调制方式。

6.一种电力转换系统，至少包括两个电力转换装置，所述两个电力转换装置包含权利要求1至5中任一项所述的所述电力转换装置和所述其他电力转换装置。

7.根据权利要求6所述的电力转换系统，其中，

所述其他电力转换装置的所述基线选择部基于所述二次侧的电压指令值的相位，来切换被选择为所述基线的线路。

8.根据权利要求6所述的电力转换系统，其中，

所述其他电力转换装置的所述基线选择部基于所述二次侧的电流指令值的相位，来切换被选择为所述基线的线路。

9.一种电力转换方法，在与其他电力转换装置并联连接的电力转换装置中，执行如下步骤：

通过使电力转换部改变一次侧的多条线路与二次侧的多条线路之间的连接状态来进行电力转换；

选择所述二次侧的任一条线路作为基线；

使所述电力转换部执行部分调制，所述部分调制维持所述基线与所述一次侧的某一条线路的连接状态，并改变所述二次侧的其他线路与所述一次侧的多条线路之间的连接状态，

基于所述其他电力转换装置选择为所述基线的线路的切换定时，切换被选择为所述基线的线路。

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