DE112021007407T5 - Wechselrichter - Google Patents

Wechselrichter Download PDF

Info

Publication number
DE112021007407T5
DE112021007407T5 DE112021007407.5T DE112021007407T DE112021007407T5 DE 112021007407 T5 DE112021007407 T5 DE 112021007407T5 DE 112021007407 T DE112021007407 T DE 112021007407T DE 112021007407 T5 DE112021007407 T5 DE 112021007407T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
potential
coordinates
intermediate coordinate
restricted
coordinate point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112021007407.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Ken TOSHIYUKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE112021007407T5 publication Critical patent/DE112021007407T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • H02M7/53876—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output based on synthesising a desired voltage vector via the selection of appropriate fundamental voltage vectors, and corresponding dwelling times
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/14—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation with three or more levels of voltage

Abstract

Ein Wechselrichter ist konfiguriert, kontinuierlich einen Drei-Phasen-Wechselstrom zu erzeugen, wenn ein verbotenes Potential ein höheres Potential oder ein niedrigeres Potential ist. In einem Notfallbetrieb ändert eine Steuerungsschaltung das elektrische Potential einer beschränkten Ausgangsverdrahtung zwischen zweien des höheren Potentials, eines Neutralpunktpotentials und des niedrigen Potentials mit Ausnahme des verbotenen Potentials, und ändert jedes der elektrischen Potentiale von normalen Ausgangsverdrahtungen zwischen dem hören Potential, dem Neutralpunktpotential und dem niedrigerem Potential. In dem Notfallbetrieb gibt in einem beschränkten Zustand, in dem ein Befehlswertvektor zu einer von ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, die Steuerungsschaltung zu versetzten Zeitpunkten Koordinaten eines Ursprungs, erste Koordinaten, die Koordinaten eines ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und zweite Koordinaten aus, die Koordinaten eines zweiten Zwischenkoordinatenpunkts sind. Die zweiten Koordinaten sind untere Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts, wenn die ersten Koordinaten obere Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und sind obere Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts, wenn die ersten Koordinaten untere Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • QUERVERWEIS ZUR VERWANDTER ANMELDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-55374 , die am 29. März 2021 eingereicht worden ist, und beansprucht Priorität auf der Grundlage dieser japanischen Patentanmeldung. Der gesamte Inhalt dieser japanischen Patentanmeldung ist hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie betrifft Wechselrichter.
  • Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP 2016 - 220 325 A (die nachstehend als Patentdokument 1 bezeichnet ist) offenbart einen Wechselrichter, der elektrische Ausgangspotentiale auf drei Stufen ändern kann. Insbesondere weist der Wechselrichter einen oberen Kondensator, der zwischen einer Hochpotentialverdrahtung und einem Neutralpunkt angeschlossen ist, und einen niedrigeren Kondensator auf, der zwischen dem Neutralpunkt und einer Niedrigpotentialverdrahtung angeschlossen ist. Daher ist das elektrische Potential an dem Neutralpunkt zwischen den elektrischem Potential der Hochpotentialverdrahtung und dem elektrischen Potential der Niedrigpotentialverdrahtung. Weiterhin weist der Wechselrichter drei Schaltschaltungen, die jeweils einer von drei Ausgangsverdrahtungen entsprechen (d.h. U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Ausgangsverdrahtungen). Jede der Schaltschaltungen weist eine Vielzahl von Halbleiterelementen auf. Weiterhin ändert jede der Schaltschaltungen durch Betätigen der Halbleiterelemente das elektrische Potential der entsprechenden Ausgangsverdrahtung zwischen einem höherem Potential, einem Neutralpunktpotential und einem niedrigerem Potential. Folglich wird mit den Änderungen in den elektrischen Potentialen der Ausgangsverdrahtungen zwischen den drei Stufen ein Wechselstrom zwischen den Ausgangsverdrahtungen erzeugt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Die Halbleiterelemente in den Schaltschaltungen können kurzgeschlossen werden. In diesem Fall kann es in der Schaltschaltung (den Schaltschaltungen) mit einem kurzgeschlossenen Element unmöglich werden, ein spezifisches elektrisches Potential an die Ausgangsverdrahtung anzulegen. Wenn beispielsweise eines der Halbleiterelemente kurzgeschlossen wird, kann ein Zwischenleitungskurzschluss zwischen der Hochpotentialverdrahtung, dem Neutralpunkt und der Niedrigpotentialverdrahtung durch ein anderes Halbleiterelement auftreten (das nachstehend als das spezifische Element bezeichnet ist), das mit dem kurzgeschlossenen Element verbunden ist, das eingeschaltet wird. Daher wird nicht erlaubt, dass das spezifische Element eingeschaltet wird; somit wird es unmöglich, dass eines des höheren Potentials, des Neutralpunktpotentials und des niedrigeren Potentials an die Ausgangsverdrahtung angelegt wird. Nachstehend ist das elektrische Potential, das nicht an die Ausgangsverdrahtung angelegt werden kann, als das verbotene Potential bezeichnet.
  • Es gibt Fälle, in denen es gewünscht ist, einen Drei-Phasen-Wechselstrom unter Verwendung des Wechselrichters zu erzeugen, selbst wenn eines der Halbleiterelemente kurzgeschlossen ist. In diesen Fällen ist es denkbar, die elektrischen Potentiale der Ausgangsverdrahtungen zwischen den zwei anderen elektrischen Potentialen außer dem verbotenen Potential zu ändern.
  • Wenn das verbotene Potential das Neutralpunktpotential ist, kann ein Drei-Phasen-Wechselstrom durch Ändern der elektrischen Potentiale der drei Ausgangsverdrahtungen zwischen dem höherem Potential und dem niedrigeren Potential erzeugt werden. In diesem Fall kann der Wechselrichter kontinuierlich einen Drei-Phasen-Wechselstrom erzeugen.
  • Wenn das verbotene Potential das niedrigere Potential ist, kann ein Drei-Phasen-Wechselstrom durch Ändern der elektrischen Potentiale der drei Ausgangsverdrahtungen zwischen dem höherem Potential und dem Neutralpunktpotential erzeugt werden. Jedoch kann in diesem Fall der Wechselrichter den Drei-Phasen-Wechselstrom nicht kontinuierlich erzeugen. Insbesondere wird in diesem Fall elektrische Ladung, die in dem oberen Kondensator gespeichert wird, kontinuierlich verwendet; folglich wird nach Verstreichen einer gewissen Zeit die Größe der elektrischen Ladung, die in dem oberen Kondensator gespeichert ist, extrem klein, und somit wird das Neutralpunktpotential extrem hoch werden. Als Ergebnis wird es mit dem extrem hohen Neutralpunktpotential unmöglich, dass der Wechselrichter in geeigneter Weise einen Drei-Phasen-Wechselstrom erzeugt.
  • Wenn das verbotene Potential das höhere Potential ist, kann ein Drei-Phasen-Wechselstrom durch Ändern der elektrischen Potentiale der drei Ausgangsverdrahtungen zwischen dem Neutralpunktpotential und dem niedrigerem Potential erzeugt werden. Jedoch kann in diesem Fall der Wechselrichter den Drei-Phasen-Wechselstrom nicht kontinuierlich erzeugen. Insbesondere wird in diesem Fall elektrische Ladung, die in dem unteren Kondensator gespeichert ist, kontinuierlich verwendet; folglich wird nach Verstreichen einer gewissen Zeit die Größe der elektrischen Ladung, die in dem unteren Kondensator gespeichert ist, extrem klein werden, und somit wird das Neutralpunktpotential extrem niedrig werden. Als Ergebnis wird es mit dem extrem niedrigen Neutralpunktpotential unmöglich werden, dass der Wechselrichter in geeigneter Weise einen Drei-Phasen-Wechselstrom erzeugt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist es mit der bekannten Technologie unmöglich, dass der Wechselrichter kontinuierlich einen Drei-Phasen-Wechselstrom erzeugt, wenn das verbotene Potential das höhere Potential oder das niedrigere Potential ist. Die vorliegende Beschreibung schlägt einen Wechselrichter vor, der kontinuierlich einen Drei-Phasen-Wechselstrom in einem derartigen Fall erzeugen kann.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
  • Ein Wechselrichter, der in der vorliegenden Beschreibung offenbart ist, weist eine Hochpotentialverdrahtung, eine Niedrigpotentialverdrahtung, einen Neutralpunkt, einen oberen Kondensator, der zwischen der Hochpotentialverdrahtung und dem Neutralpunkt geschaltet ist, einen unteren Kondensator, der zwischen dem Neutralpunkt und der Niedrigpotentialverdrahtung geschaltet ist, drei Schaltschaltungen, die eine U-Phasen-Schaltschaltung, eine V-Phasen-Schaltschaltung und eine W-Phasen-Schaltschaltung aufweisen, eine Befehlsschaltung und eine Steuerungsschaltung auf. Jede der drei Schaltschaltungen weist eine Vielzahl von Halbleiterelementen und eine Ausgangsverdrahtung auf. Die Steuerungsschaltung schaltet die drei Schaltschaltungen derart, dass jedes von elektrischen Potentialen einer U-Phasen-Ausgangsverdrahtung, einer V-Phasen-Ausgangsverdrahtung und einer W-Phasen-Ausgangsverdrahtung zwischen einem höherem Potential, einem Neutralpunktpotential und einem niedrigerem Potential zu ändern. Die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung ist die Ausgangsverdrahtung der U-Phasen-Schaltschaltung. Die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung ist die Ausgangverdrahtung der V-Phasen-Schaltschaltung. Die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung ist die Ausgangsverdrahtung der W-Phasen-Schaltschaltung. Das höhere Potential ist ein elektrisches Potential der Hochpotentialverdrahtung. Das Neutralpunktpotential ist ein elektrisches Potential an dem Neutralpunkt. Das niedrigere Potential ist ein elektrisches Potential der Niedrigpotentialverdrahtung. Die Befehlsschaltung erzeugt einen Befehlswertvektor, der aus einem Spannungsvektor aufgebaut ist, der durch ein Raumvektorkoordinatensystem repräsentiert ist, das durch Parameter Vu, Vv und Vw definiert ist. Der Parameter Vu ist ein Parameter, der angibt, ob das elektrische Potential der U-Phasen-Ausgangsverdrahtung das höhere Potential, das Neutralpunktpotential oder das niedrigere Potential ist. Der Parameter Vv ist ein Parameter, der angibt, ob das elektrische Potential der V-Phasen-Ausgangsverdrahtung das höhere Potential, das Neutralpunktpotential oder das niedrigere Potential ist. Der Parameter Vw ist ein Parameter, der angibt, ob das elektrische Potential der W-Ausgangsverdrahtung das höhere Potential, das Neutralpunktpotential oder das niedrigere Potential ist. Die Steuerungsschaltung steuert die drei Schaltschaltungen auf der Grundlage des Befehlswertvektors. Das Raumvektorkoordinatensystem weist eine Vielzahl von Zwischenkoordinatenpunkten auf, die sich zwischen einem Ursprung und äußersten Koordinatenpunkten befindet. Jeder aus der Vielzahl der Zwischenkoordinatenpunkte weist sowohl einen Satz oberer Koordinaten, der einen Spannungsvektor repräsentiert, der eine Spannung des oberen Kondensators ändert, als auch einen Satz unterer Koordinaten auf, die einen Spannungsvektor repräsentieren, der eine Spannung des unteren Kondensators ändert. Das Raumvektorkoordinatensystem weist eine Vielzahl von Dreiecksregionen auf, von denen jede drei Eckpunkte aufweist, die jeweils aus dem Ursprung und benachbarten zwei der Vielzahl der Zwischenkoordinatenpunkte aufgebaut sind. Die Steuerungsschaltung ist konfiguriert, einen Notfallbetrieb durchzuführen, wenn einer der Halbleiterschaltelemente derart kurzgeschlossen ist, dass in einem der drei Schaltschaltungen ein verbotenes Potential nicht an die Ausgangsverdrahtung angelegt werden kann, wobei das verbotene Potential entweder das höhere Potential oder das niedrigere Potential ist. Das eine der Halbleiterelemente, das kurzgeschlossen ist, bildet ein kurzgeschlossenes Element. Die Ausgangsverdrahtung der einen der drei Schaltschaltungen, die das kurzgeschlossene Element aufweist, bildet eine beschränkte Ausgangsverdrahtung. Die Ausgangsverdrahtungen derjenigen zwei der drei Schaltschaltungen, die nicht das kurzgeschlossene Element aufweisen, bilden normale Ausgangsverdrahtungen. In dem Notfallbetrieb ändert die Steuerungsschaltung das elektrische Potential der beschränkten Ausgangsverdrahtung zwischen zweien des höheren Potentials, des Neutralpunktpotentials und des niedrigeren Potentials mit Ausnahme des verbotenen Potentials, und ändert jedes der elektrischen Potentiale der normalen Ausgangsverdrahtungen zwischen dem höherem Potential, dem Neutralpunktpotential und dem niedrigerem Potential. In dem Notfallbetrieb weist die Vielzahl der Zwischenkoordinatenpunkte eine Vielzahl von normalen Zwischenkoordinatenpunkten, an denen weder der Satz der oberen Koordinaten noch der Satz der unteren Koordinaten einen verbotenen Parameter aufweist, der das verbotene Potential repräsentiert, und eine Vielzahl von beschränkten Zwischenkoordinatenpunkten auf, an denen einer des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten den verbotenen Parameter aufweist, und der andere des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten denn verbotenen Parameter nicht aufweist. In dem Notfallbetrieb weist die Vielzahl der Dreiecksregionen erste beschränkte Dreiecksregionen, in denen jeweils die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils zwei der drei Eckpunkte bilden, jeweils zwei der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte sind, zweite beschränkte Dreiecksregionen, in denen jeweils einer der zwei Koordinatenpunkte, die jeweils zwei der drei Eckpunkte bilden, einer der normalen Zwischenkoordinatenpunkte ist und der andere der zwei Zwischenkoordinatenpunkte einer der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte ist, und normale Dreiecksregionen auf, in denen jeweils die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils zwei der drei Eckpunkte bilden, zwei der normalen Zwischenkoordinatenpunkte sind. In dem Notfallbetrieb gibt in einem beschränkten Zustand, in dem der Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, die Steuerungsschaltung zu versetzten Zeitpunkten Koordinaten des Ursprungs, erste Koordinaten, die Koordinaten eines ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und zweite Koordinaten auf, die Koordinaten eines zweiten Zwischenkoordinatenpunkts sind. In dem beschränkten Zustand ist von den zwei Zwischenkoordinatenpunkten, die eine Diagonale, die den Ursprung nicht aufweist, eines Vierecks bilden, das durch eine spezifische erste beschränkte Dreiecksregion und eine benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion gebildet wird, der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der spezifischen ersten beschränkten Dreiecksregion der erste Zwischenkoordinatenpunkt und ist der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der benachbarten zweiten beschränkten Dreiecksregion der zweite Zwischenkoordinatenpunkt. Die spezifische erste beschränkte Dreiecksregion ist die eine der ersten beschränkten Dreiecksregionen, zu denen der Befehlswertvektor gehört, und die benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion ist eine der zweiten beschränkten Dreiecksregionen, die benachbart zu der spezifischen ersten beschränkten Dreiecksregion ist. Die ersten Koordinaten sind diejenigen des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts, der den verbotenen Parameter nicht aufweist. Die zweiten Koordinaten sind der Satz der unteren Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts, wenn die ersten Koordinaten der Satz der oberen Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und sind der Satz der oberen Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts, wenn die ersten Koordinaten der Satz der unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind.
  • Es sei bemerkt, dass der Ausdruck „der Befehlswertvektor gehört zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen“ bedeutet, dass zumindest ein Teil des Befehlswertvektors sich innerhalb einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen befindet. Dementsprechend kann, wenn der Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, der Befehlswertvektor vollständig in der ersten beschränkten Dreiecksregion enthalten sein oder durch die erste beschränkte Dreiecksregion verlaufen.
  • In jeder der ersten beschränkten Dreiecksregionen sind beide der Zwischenkoordinatenpunkte die beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte. Weiterhin ist es für jeden der zwei beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte nicht erlaubt, einen des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten auszugeben. Daher werden, wenn die Koordinaten der zwei beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte zu versetzten Zeitpunkten ausgegeben werden, die oberen Koordinaten oder die unteren Koordinaten unverhältnismäßig ausgegeben. Weiterhin tendiert, wenn die oberen Koordinaten oder die unteren Koordinaten unverhältnismäßig ausgegeben werden, das Neutralpunktpotential dazu, zu variieren. Im Gegensatz dazu werden in dem vorstehend beschriebenen Wechselrichter in dem beschränkten Zustand, in dem der Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, die ersten Koordinaten, die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und die zweiten Koordinaten, die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts sind, zu versetzten Zeitpunkten ausgegeben. Der zweite Zwischenkoordinatenpunkt ist ein Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der einen der zweiten beschränkten Dreiecksregionen, die benachbart zu der ersten beschränkten Dreiecksregion ist, zu der der Befehlswertvektor gehört. Das heißt, dass der zweite Zwischenkoordinatenpunkt einer der normalen Zwischenkoordinatenpunkte ist. Daher weist weder der Satz der oberen Koordinaten noch der Satz der unteren Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts den verbotenen Parameter auf. Dementsprechend ist die Ausgabe sowohl des Satzes der oberen Koordinaten als auch des Satzes der unteren Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts erlaubt. In dem vorstehend beschriebenen Wechselrichter wird in dem Fall, dass der Satz der oberen Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. als die ersten Koordinaten) ausgegeben werden, der Satz der unteren Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. als die zweiten Koordinaten) ausgegeben. Weiterhin wird in dem vorstehend beschriebenen Wechselrichter in dem Fall, dass der Satz der unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. als die ersten Koordinaten) ausgegeben werden, der Satz der oberen Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. als die zweiten Koordinaten) ausgegeben. Dementsprechend kann eine Variation in dem Neutralpunktpotential unterdrückt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 zeigt ein Schaltbild eines Wechselrichters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
    • 2 zeigt eine tabellenförmige Darstellung, die erste bis dritte Zustände von jeder Schaltschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 3 zeigt eine Darstellung, die ein Raumvektorkoordinatensystem veranschaulicht.
    • 4 zeigt einen Graphen, der Winkel von Ausgangsspannungsvektoren und einen Drei-Phasen-Wechselstrom veranschaulicht.
    • 5 zeigt ein Schaltbild, das einen elektrischen Strompfad veranschaulicht, wenn (0, 0, 2) ausgegeben wird.
    • 6 zeigt ein Schaltbild, das einen elektrischen Strompfad veranschaulicht, wenn (1, 1, 2) ausgegeben wird und elektrischer Strom in einer Vorwärtsrichtung fließt.
    • 7 zeigt ein Schaltbild, das einen elektrischen Strompfad veranschaulicht, wenn (1, 1, 2) ausgegeben wird und elektrischer Strom in einer umgekehrten Richtung fließt.
    • 8 zeigt ein Schaltbild, das einen Wechselstrompfad veranschaulicht, wenn (0, 0, 1) ausgegeben wird und elektrischer Strom in einer Vorwärtsrichtung fließt.
    • 9 zeigt ein Schaltbild, das einen elektrischen Strompfad veranschaulicht, wenn (0, 0, 1) ausgegeben wird und elektrischer Strom in der umgekehrten Richtung fließt.
    • 10 zeigt eine tabellenförmige Darstellung, die ein verbotenes Potential veranschaulicht.
    • 11 zeigt ein Schaltbild, das sowohl einen Kurzschlussstrompfad, wenn eine erste Diode kurzgeschlossen ist, als auch einen Kurzschlussstrompfad veranschaulicht, wenn ein drittes Schaltelement kurzgeschlossen ist.
    • 12 zeigt ein Schaltbild, das sowohl einen Kurzschlussstrompfad, wenn ein erstes Schaltelement kurzgeschlossen ist, als auch einen Kurzschlussstrompfad veranschaulicht, wenn ein viertes Schaltelement kurzgeschlossen ist.
    • 13 zeigt ein Schaltbild, das sowohl einen Kurzschlussstrompfad, wenn eine zweite Diode kurzgeschlossen ist, als auch einen Kurzschlussstrompfad veranschaulicht, wenn ein zweites Schaltelement kurzgeschlossen ist.
    • 14 zeigt eine Darstellung, die ein Raumvektorkoordinatensystem veranschaulicht, bei dem ein primärer Befehlswertvektor zu einer inneren Dreiecksregion T5 gehört, die eine normale Dreiecksregion ist (in dem Fall, dass ein verbotene Parameter Vw = 0 ist).
    • 15 zeigt eine Darstellung des Raumvektorkoordinatensystems, bei dem ein primärer Befehlswertvektor zu einer inneren Dreiecksregion T1 gehört, die eine erste beschränkte Dreiecksregion ist (in dem Fall, dass der verbotene Parameter Vw = 0 ist).
    • 16 zeigt eine Darstellung, die das Raumvektorkoordinatensystem veranschaulicht, bei dem ein primärer Befehlswertvektor zu einer inneren Dreiecksregion T2 gehört, die eine andere erste beschränkten Dreiecksregion ist (in dem Fall, dass der verbotene Parameter Vw = 0 ist).
    • 17 zeigt eine Darstellung, die das Raumvektorkoordinatensystem veranschaulicht, bei dem ein primärer Befehlswertvektor zu einer inneren Dreiecksregion T6 gehört, die eine zweite beschränkte Dreiecksregion ist (in dem Fall, dass der verbotene Parameter Vw = 0 ist).
    • 18 zeigt eine Darstellung, die das Raumvektorkoordinatensystem veranschaulicht, bei dem ein primärer Befehlswertvektor zu einer inneren Dreiecksregion T3 gehört, die eine weitere zweite beschränkte Dreiecksregion ist (in dem Fall, dass der verbotene Parameter Vw = 0 ist).
    • 19 zeigt eine Darstellung, die das Raumvektorkoordinatensystem veranschaulicht, bei dem ein primärer Befehlswertvektor zu der inneren Dreiecksregion T5 gehört, die eine erste beschränkte Dreiecksregion ist (in dem Fall, dass der verbotene Parameter Vw = 2 ist).
    • 20 zeigt eine Darstellung, die das Raumvektorkoordinatensystem veranschaulicht, bei dem ein primärer Befehlswertvektor zu der inneren Dreiecksregion T6 gehört, die eine zweite beschränkte Dreiecksregion ist (in dem Fall, dass der verbotene Parameter Vw = 2 ist).
    • 21 zeigt ein Schaltbild eines Wechselrichters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
    • 22 zeigt eine tabellenförmige Darstellung, die erste bis dritte Zustände von jeder Schaltschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
    • 23 zeigt ein Schaltbild, das einen elektrischen Strompfad veranschaulicht, wenn (0, 0, 2) ausgegeben wird.
    • 24 zeigt ein Schaltbild, das einen elektrischen Strompfad veranschaulicht, wenn (1, 1, 2) ausgegeben wird.
    • 25 zeigt ein Schaltbild, das einen elektrischen Strompfad veranschaulicht, wenn (0, 0, 1) ausgegeben wird.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Beispiel für den Wechselrichter, der in der vorliegenden Beschreibung offenbart ist, kann die Befehlsschaltung in dem beschränkten Zustand den Befehlswertvektor erzeugen, der ein Liniensegment, das den ersten Zwischenkoordinatenpunkt und den zweiten Zwischenkoordinatenpunkt verbindet, nicht überschreitet.
  • Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird es für die Steuerungsschaltung problemlos, den Spannungsvektor entsprechend dem Befehlswertvektor auszugeben.
  • Gemäß einem Beispiel für den in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Wechselrichter kann in dem Notfallbetrieb in einem vorläufigen Zustand, in dem der Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, die Steuerungsschaltung zu versetzten Zeitpunkten die Koordinaten des Ursprungs, dritte Koordinaten, die Koordinaten eines dritten Zwischenkoordinatenpunktes sind, und vierte Koordinaten ausgeben, die Koordinaten eines vierten Zwischenkoordinatenpunktes sind. In dem vorläufigen Zustand kann von den zwei Zwischenkoordinatenpunkten, die eine Diagonale, die nicht den Ursprung aufweisen, eines Vierecks bilden, das durch eine spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion und eine benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion gebildet wird, der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der benachbarten ersten beschränkten Dreiecksregion der dritte Zwischenkoordinatenpunkt sein, und kann der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der spezifischen zweiten beschränkten Dreiecksregion der vierte Zwischenkoordinatenpunkt sein. Die spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion kann die eine der zweiten beschränkten Dreiecksregionen sein, zu der der Befehlswertvektor gehört, und die benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion kann eine der ersten beschränkten Dreiecksregionen sein, die benachbart zu der spezifischen zweiten beschränkten Dreiecksregion ist. Die dritten Koordinaten können diejenigen des Satzes von oberen Koordinaten und des Satzes von unteren Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts sein, die nicht den verbotenen Parameter aufweisen. Die vierten Koordinaten können der Satz der unteren Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts sein, wenn die dritten Koordinaten der Satz der oberen Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und können der Satz der oberen Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts sein, wenn die dritten Koordinaten der Satz der unteren Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts sind.
  • Es sei bemerkt, dass der Ausdruck „der Befehlswertvektor gehört zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen“ bezeichnet, dass zumindest ein Teil des Befehlswertvektors sich innerhalb einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen befindet. Dementsprechend kann, wenn der Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, der Befehlswertvektor vollständig in der zweiten beschränkten Dreiecksregion sein oder durch die zweite beschränkte Dreiecksregion verlaufen.
  • Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die Ausgangszeit (Ausgabezeit) der unteren Koordinaten in dem vorläufigen Zustand länger werden, wenn die Ausgangszeit der oberen Koordinaten in dem beschränkten Zustand länger ist, und wird die Ausgangszeit der oberen Koordinaten in dem vorläufigen Zustand länger werden, wenn die Ausgangszeit der unteren Koordinaten in dem beschränkten Zustand länger ist. Folglich können die Ausgangszeit der oberen Koordinaten und die Ausgangszeit der unteren Koordinaten problemlos über die gesamte Zeitdauer von dem beschränkten Zustand bis zu dem vorläufigen Zustand ausgeglichen sein. Als Ergebnis wird es möglich, effektiver eine Variation in dem Neutralpunktpotential zu unterdrücken.
  • Gemäß einem Beispiel für den in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Wechselrichter kann in dem vorläufigen Zustand die Befehlsschaltung den Befehlswertvektor erzeugen, der ein Liniensegment, das den dritten Zwischenkoordinatenpunkt und den vierten Zwischenkoordinatenpunkt verbindet, nicht überschreitet.
  • Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird es für die Steuerungsschaltung problemloser, den Spannungsvektor entsprechend dem Befehlswertvektor auszugeben.
  • Gemäß einem Beispiel für den in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Wechselrichter kann jede der drei Schaltschaltungen aufweisen: ein erstes Schaltelement, dessen positive Elektrode mit der Hochpotentialverdrahtung verbunden ist, ein zweites Schaltelement, dessen positive Elektrode mit einer negativen Elektrode des ersten Schaltelements verbunden ist, und dessen negative Elektrode mit der Ausgangsverdrahtung verbunden ist, ein drittes Schaltelement, dessen positive Elektrode mit der Ausgangsverdrahtung verbunden ist, ein viertes Schaltelement, dessen positive Elektrode mit einer negativen Elektrode des dritten Schaltelements verbunden ist, und dessen negative Elektrode mit der Verdrahtung auf niedrigem Potential verbunden ist, eine erste Diode, deren Anode mit dem Neutralpunkt verbunden ist und deren Kathode mit der negativen Elektrode des ersten Schaltelements verbunden ist, und eine zweite Diode, deren Anode mit der negativen Elektrode des dritten Schaltelements verbunden ist und deren Kathode mit dem Neutralpunkt verbunden ist. Wenn das kurzgeschlossene Element das zweite Schaltelement oder die zweite Diode ist, kann das verbotene Potential das niedrigere Potential sein. Wenn das kurzgeschlossene Element das dritte Schaltelement oder die erste Diode ist, kann das verbotene Potential das höhere Potential sein.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel für den in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Wechselrichter kann jede der drei Schaltschaltungen aufweisen: ein erstes Schaltelement, das zwischen der Hochpotentialverdrahtung und der Ausgangsverdrahtung geschaltet ist, ein zweites Schaltelement, das zwischen dem Neutralpunkt und der Ausgangverdrahtung geschaltet ist, ein drittes Schaltelement, das in Reihe zu dem zweiten Schaltelement zwischen dem Neutralpunkt und der Ausgangverdrahtung geschaltet ist, ein viertes Schaltelement, das zwischen der Ausgangsverdrahtung und der Niedrigpotentialverdrahtung geschaltet ist, eine erste Zwischendiode, die mit deren Kathode zu der Neutralpunktseite hin orientiert parallel zu dem zweiten Schaltelement geschaltet ist, und eine zweite Zwischendiode, die mit ihrer Kathode zu der Ausgangsverdrahtungsseite hin orientiert ist parallel zu dem dritten Schaltelement geschaltet ist. Wenn das kurzgeschlossene Element das zweite Schaltelement ist, kann das verbotene Potential das niedrigere Potential sein. Wenn das kurzgeschlossene Element das dritte Schaltelement ist, kann das verbotene Potential das höhere Potential sein.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • (Konfiguration des Wechselrichters)
  • 1 zeigt ein Schaltbild eines Wechselrichters 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Wechselrichter 10 ist in einem Fahrzeug installiert. In dem Fahrzeug ist ebenfalls eine Batterie 18 und ein Motor 90 installiert. Der Motor 90 ist ein Motor zum Antrieb des Fahrzeugs zum Fahren. Weiterhin ist der Motor 90 ein Drei-Phasen-Motor. Der Wechselrichter 10 ist sowohl mit der Batterie 18 als auch dem Motor 90 verbunden. Der Wechselrichter 10 wandelt Gleichstromleistung, die aus der Batterie 18 zugeführt wird, in Drei-Phasen-Wechselstromleistung um und führt die Drei-Phasen-Wechselstromleistung dem Motor 90 zu. Folglich wird der Motor 90 angetrieben, um das Fahrzeug zum Fahren anzutreiben.
  • Der Wechselrichter 10 weist eine Hochpotentialverdrahtung 12, einen Neutralpunkt 14, eine Niedrigpotentialverdrahtung 16, einen oberen Kondensator 20 und einen unteren Kondensator 22 auf. Die Hochpotentialverdrahtung 12 ist mit einer positiven Elektrode der Batterie 18 verbunden. Demgegenüber ist die Niedrigpotentialverdrahtung 16 mit einer negativen Elektrode der Batterie 18 verbunden. Nachstehend ist das elektrische Potential der Niedrigpotentialverdrahtung 16 als ein Referenzpotential (0 V) definiert. Eine Gleichspannung wird zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 durch die Batterie 18 angelegt. Daher weist die Hochpotentialverdrahtung 12 ein elektrisches Potential VH auf, das höher als das elektrische Potential (0 V) der Niedrigpotentialverdrahtung 16 ist. Der obere Kondensator 20 ist zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und dem Neutralpunkt 14 geschaltet. Demgegenüber ist der untere Kondensator 22 zwischen dem Neutralpunkt 14 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 geschaltet. Daher ist das elektrische Potential VM des Neutralpunkts 14 (das nachstehend als das Neutralpunktpotential VM bezeichnet ist) höher als das elektrische Potential (0 V) der Niedrigpotentialverdrahtung 16 und niedriger als das elektrische Potential VH der Hochpotentialverdrahtung 12. Das Neutralpunktpotential VM variiert in Abhängigkeit von sowohl der Größe von elektrischer Ladung, die in dem oberen Kondensator 20 gespeichert ist, als auch von der Größe der elektrischen Ladung, die in dem unteren Kondensator 22 gespeichert ist. Insbesondere steigt das Neutralpunktpotential VM an, wenn der obere Kondensator 20 entladen wird oder der untere Kondensator 22 geladen wird. Demgegenüber fällt das Neutralpunktpotential VM ab, wenn der obere Kondensator 20 geladen wird oder der untere Kondensator 22 entladen wird.
  • Der Wechselrichter 10 weist drei Schaltschaltungen 30, d.h. eine U-Phasen-Schaltschaltung 30u, eine V-Phasen-Schaltschaltung 30v und eine W-Phasen-Schaltschaltung 30w auf. Jede der Schaltschaltungen 30 ist zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12, der Niedrigpotentialverdrahtung 16 und dem Neutralpunkt 14 geschaltet. Weiterhin weist jede der Schaltschaltungen 30 ein erstes Schaltelement 41, ein zweites Schaltelement 42, ein drittes Schaltelement 43, ein viertes Schaltelement 44, eine erste Diode 51, eine zweite Diode 52 und eine Ausgangsverdrahtung 60 auf. Die drei Schaltschaltungen 30 weisen eine zueinander identische Konfiguration auf, weshalb nachstehend lediglich die Konfiguration von einer der Schaltschaltungen 30 beschrieben ist.
  • Jedes der Schaltelemente 41 bis 44 ist aus einem IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) aufgebaut. Es sei bemerkt, dass jedes der Schaltelemente 41 bis 44 alternativ aus anderen Elementen wie einem FET (Feldeffekttransistor) bestehen kann. Weiterhin weist jedes der Schaltelemente 41 bis 44 eine Freilaufdiode auf, die parallel dazu geschaltet ist. Insbesondere ist die Anode der Freilaufdiode mit dem Emitter des entsprechenden Schaltelements verbunden, und ist deren Kathode mit dem Kollektor des entsprechenden Schaltelements verbunden. Die Schaltelemente 41 bis 44 sind in Reihe zueinander zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 geschaltet. Insbesondere ist der Kollektor des ersten Schaltelements 41 mit der Hochpotentialverdrahtung 12 verbunden. Der Kollektor des zweiten Schaltelements 42 ist mit dem Emitter des ersten Schaltelements 41 verbunden. Der Kollektor des dritten Schaltelements 43 ist mit dem Emitter des zweiten Schaltelements 42 verbunden. Der Kollektor des vierten Schaltelements 44 ist mit dem Emitter des dritten Schaltelements 43 verbunden. Der Emitter des vierten Schaltelements 44 ist mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 verbunden. Die Anode der ersten Diode 51 ist mit dem Neutralpunkt 14 verbunden. Die Kathode der ersten Diode 51 ist mit sowohl dem Emitter des ersten Schaltelements 41 als auch dem Kollektor des zweiten Schaltelements 42 verbunden. Die Anode der zweiten Diode 52 ist mit sowohl dem Emitter des dritten Schaltelements 43 als auch dem Kollektor des vierten Schaltelements 44 verbunden. Die Kathode der zweiten Diode 52 ist mit dem Neutralpunkt 14 verbunden. Ein Ende der Ausgangsverdrahtung 60 ist sowohl mit dem Emitter des zweiten Schaltelements 42 als auch dem Kollektor des dritten Schaltelements 43 verbunden. Das andere Ende der Ausgangsverdrahtung 60 ist mit dem Motor 90 verbunden.
  • Zusätzlich ist nachstehend die Ausgangsverdrahtung 60 der U-Phasen-Schaltschaltung 30u als die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u bezeichnet, ist die Ausgangsverdrahtung 60 der V-Phasen-Schaltschaltung 30v als V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v bezeichnet, und ist die Ausgangsverdrahtung 60 der W-Phasen-Schaltschaltung 30w als die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w bezeichnet. Jede der U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u, der V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v und der W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w ist mit dem Motor 90 verbunden.
  • Der Wechselrichter 10 weist eine Steuerungsschaltung 70 und eine Befehlsschaltung 72 auf. Die Befehlsschaltung 72 erzeugt Befehlswerte entsprechend dem Betriebszustand des Motors 90 und gibt die erzeugten Befehlswerte in die Steuerungsschaltung 70 ein. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist die Steuerungsschaltung 70 mit den Gates der Schaltelemente 41 bis 44 von jeder der U-Phasen-Schaltschaltung 30u, der V-Phasen-Schaltschaltung 30v und der W-Phasen-Schaltschaltung 30w verbunden. Das heißt, dass die Steuerungsschaltung 70 mit den Gates aller zwölf Schaltelemente verbunden ist, die in 1 gezeigt sind. Die Steuerungsschaltung 70 schaltet jedes Schaltelement auf der Grundlage der aus der Befehlsschaltung 72 eingegebenen Befehlswerte ein und aus. Folglich wird ein Drei-Phasen-Wechselstrom zwischen den drei Ausgangsverdrahtungen 60 erzeugt. Weiterhin wird mit Zufuhr des Drei-Phasen-Wechselstroms zu dem Motor 90 der Motor 90 zum Antreiben des Fahrzeugs zum Fahren angetrieben.
  • (Elektrisches Potential der Ausgangsverdrahtung)
  • Nachstehend ist das elektrische Potential beschrieben, das an jede Ausgangsverdrahtung 90 angelegt wird. Die Steuerungsschaltung 70 steuert jede Schaltschaltung 30 derart, dass sie in einem eines ersten Zustands, eines zweiten Zustands und eines dritten Zustands ist, wie es in 2 gezeigt ist.
  • In dem ersten Zustand ist das erste Schaltelement 41 in dem EIN-Zustand, ist das zweite Schaltelement 42 in dem EIN-Zustand, ist das dritte Schaltelement 43 in dem AUS-Zustand und ist das vierte Schaltelement 44 in dem AUS-Zustand. Daher ist in dem ersten Zustand die Ausgangsverdrahtung 60 mit der Hochpotentialverdrahtung 12 über das erste Schaltelement 41 und das zweite Schaltelement 42 verbunden. Folglich wird in dem ersten Zustand das elektrische Potential der Ausgangsverdrahtung 60 gleich zu dem elektrischen Potential VH der Hochpotentialverdrahtung 12.
  • In dem zweiten Zustand ist das erste Schaltelement 41 in dem AUS-Zustand, ist das zweite Schaltelement 42 in dem EIN-Zustand, ist das dritte Schaltelement 43 in dem EIN-Zustand und ist das vierte Schaltelement 44 in dem AUS-Zustand. Daher ist in dem zweiten Zustand die Ausgangsverdrahtung 60 mit dem Neutralpunkt 14 über das zweite Schaltelement 42 und die erste Diode 51 oder über das dritte Schaltelement 43 und die zweite Diode 52 verbunden. Folglich wird in dem zweiten Zustand das elektrische Potential der Ausgangsverdrahtung 60 gleich zu dem Neutralpunktpotential VM.
  • In dem dritten Zustand ist das erste Schaltelement 41 in dem AUS-Zustand, ist das zweite Schaltelement 42 in dem AUS-Zustand, ist das dritte Schaltelement 43 in dem EIN-Zustand und ist das vierte Schaltelement 44 in dem EIN-Zustand. Daher ist in dem dritten Zustand die Ausgangsverdrahtung 60 mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 über das dritte Schaltelement 43 und das vierte Schaltelement 44 verbunden. Folglich wird in dem dritten Zustand das elektrische Potential der Ausgangsverdrahtung 60 gleich zu dem elektrischen Potential der Niedrigpotentialverdrahtung 16, d. h. 0 V.
  • Mit einer Änderung in den Zuständen der Schaltschaltungen 30 zwischen dem ersten Zustand, dem zweiten Zustand und dem dritten Zustand ändern sich die elektrischen Potentiale der Ausgangsverdrahtungen 60 zwischen dem elektrischen Potential VH, dem Neutralpunktpotential VM und 0 V. Die Steuerungsschaltung 70 erzeugt den Drei-Phasen-Wechselstrom in den Ausgangsverdrahtungen 60 durch Steuern der elektrischen Potentiale der Ausgangsverdrahtungen 60.
  • (Spannungsvektor)
  • 3 zeigt ein Raumvektorkoordinatensystem, das elektrische Potentiale veranschaulicht, die an die Ausgangsverdrahtungen 60 angelegt werden. In 3 ist ein Spannungsvektor A1 veranschaulicht. Das Raumvektorkoordinatensystem weist neunzehn Koordinatenpunkte auf. Jeder Koordinatenpunkt ist durch Koordinaten (Vu, Vv, Vw), das heißt die Kombination von drei Parametern Vu, Vv und Vw repräsentiert. Der Parameter Vu gibt das elektrische Potential der U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u an. Der Parameter Vv gibt das elektrische Potential der V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v an. Der Parameter Vw gibt das elektrische Potential der W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w an. Die Parameter Vu, Vv und Vw nehmen numerische Werte zwischen 0 und 2 an. Der numerische Wert 0 gibt an, dass 0 V an die entsprechende Ausgangsverdrahtung 60 angelegt wird, der numerische Wert 1 gibt an, dass das Neutralpunktpotential VM an die entsprechende Ausgangsverdrahtung 60 angelegt wird, und der numerische Wert 2 gibt an, dass das elektrische Potential VH an die entsprechende Ausgangsverdrahtung 60 angelegt wird. Beispielsweise gibt (2, 2, 0) an, dass das elektrische Potential VH an die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u angelegt wird, das elektrische Potential VH ebenfalls an die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v angelegt wird, und 0 V an die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w angelegt wird.
  • Die neunzehn Koordinatenpunkte des Raumvektorkoordinatensystems weisen einen Ursprung O, zwölf äußerste Koordinatenpunkte und sechs Zwischenkoordinatenpunkte M1 bis M6 auf. Der Ursprung O ist ein Koordinatenpunkt, der sich in der Mitte des Raumvektorkoordinatensystems befindet. Der Ursprung O ist durch drei Sets von Koordinaten (0, 0, 0), (1, 1, 1) und (2, 2, 2) repräsentiert. Das heißt, dass der Ursprung O angibt, dass die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u, die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v und die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w auf dasselbe elektrische Potential eingestellt sind. Die äußersten Koordinatenpunkte sind Koordinatenpunkte, die sich an dem äußersten Rand des Raumvektorkoordinatensystems befinden. Anders ausgedrückt sind die äußersten Koordinatenpunkte Koordinatenpunkte, die sich auf einem Sechseck befinden, das den äußersten Rand des Raumvektorkoordinatensystems bildet. Weiterhin ist jeder der äußersten Koordinatenpunkte durch einen einzelnen Satz von Koordinaten repräsentiert. Die Zwischenkoordinatenpunkte M1 bis M6 sind Koordinatenpunkte, die sich zwischen dem Ursprung O und den äußersten Koordinatenpunkten befinden. Anders ausgedrückt sind die Zwischenkoordinatenpunkte Koordinatenpunkte, die sich auf einem Sechseck innerhalb des äußersten Rands des Raumvektorkoordinatensystems befinden. Jeder der Zwischenkoordinatenpunkte ist durch zwei Sätze von Koordinaten repräsentiert. Insbesondere ist jeder der Zwischenkoordinatenpunkte repräsentiert durch: einen Satz oberer Koordinaten, bei denen zumindest einer der Parameter Vu, Vv und Vw gleich 2 ist, und der Rest gleich 1 ist, und einem Satz unterer Koordinaten, bei denen zumindest einer der Parameter Vu, Vv und Vw gleich 1 ist und der Rest gleich 0 ist.
  • In dem Raumvektorkoordinatensystem existiert eine Vielzahl von Dreiecksregionen, von denen jede drei Eckpunkte aufweist, die jeweils aus drei der neunzehn Koordinatenpunkte bestehen, die vorstehend beschrieben worden sind. Insbesondere existieren an Positionen, die benachbart zu dem Ursprung O sind, sechs Dreiecksregionen T1 bis T6. Nachstehend sind die Dreiecksregionen T1 bis T6, die benachbart zu dem Ursprung O sind, als innere Dreiecksregionen bezeichnet. Jede der inneren Dreiecksregionen T1 bis T6 weist drei Eckpunkte auf, die jeweils aus dem Ursprung O und zwei der Zwischenkoordinatenpunkte M1 bis M6 bestehen. Weiterhin existieren auf der äußeren Umlaufsseite der inneren Dreiecksregionen T1 bis T6 achtzehn Dreiecksregionen.
  • (Befehlswertvektor)
  • Die Befehlsschaltung 72 erzeugt Befehlswerte von elektrischen Potentialen, die an die drei Ausgangsverdrahtungen 60 anzulegen sind. Insbesondere erzeugt die Befehlsschaltung 72 die Befehlswerte in der Form eines Spannungsvektors, der durch Koordinaten (Vu, Vv, Vw) in dem Raumvektorkoordinatensystem repräsentiert ist. Nachstehend ist der Spannungsvektor, den die Befehlsschaltung 72 als die Befehlswerte erzeugt, als Befehlswertvektor bezeichnet. Die Befehlsschaltung 72 erzeugt den Befehlswertvektor auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit des Motors 90, des durch den Motor 90 fließenden elektrischen Stroms und des Betätigungsausmaßes eines Fahrpedals durch den Fahrzeugfahrer. Beispielsweise kann der in 3 gezeigte Spannungsvektor A1 als ein Befehlswertvektor ausgegeben werden. Zusätzlich ist nachstehend, wie es in 3 gezeigt ist, der Winkel eines Spannungsvektors durch den Winkel θ davon in Bezug auf die Vu-Achse repräsentiert. Die Befehlsschaltung 72 erzeugt aufeinanderfolgend Befehlswertvektoren derart, dass die Winkel θ der Befehlswertvektoren sich allmählich erhöhen. Das heißt, dass die Befehlsschaltung 72 aufeinanderfolgend Befehlswertvektoren derart erzeugt, dass die Befehlswertvektoren sich drehen, wie es durch einen Pfeil 102 in 3 angegeben ist. Die Befehlswertvektoren werden in die Steuerungsschaltung 70 eingegeben. Es sei bemerkt, dass, wie es nachstehend ausführlich beschrieben ist, die Befehlsschaltung 72 die Befehlswertvektoren modifizieren kann. Nachstehend sind Befehlswertvektoren vor Modifikation als primäre Befehlswertvektoren bezeichnet, und sind Befehlswertvektoren nach einer Modifikation als sekundäre Befehlswertvektoren bezeichnet.
  • (Normaler Betrieb)
  • Die Steuerungsschaltung 70 steuert den Wechselrichter 10 auf der Grundlage von Befehlswertvektoren. Wenn es kein kurzgeschlossenes Element in dem Wechselrichter 10 gibt, führt die Steuerungsschaltung 70 einen normalen Betrieb durch. In dem normalen Betrieb steuert die Steuerungsschaltung 70 den Wechselrichter 10 entsprechend primären Befehlswertvektoren. Beispielsweise steuert, wenn der Parameter Vu eines primären Befehlswertvektors gleich 0 ist, die Steuerungsschaltung 70 die U-Phasen-Schaltschaltung 30u derart, dass sie in dem dritten Zustand ist, wodurch 0 V an die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u angelegt wird. Wenn der Parameter Vu des primären Befehlswertvektors gleich 1 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die U-Phasen-Schaltschaltung 30u derart, dass sie in dem zweiten Zustand ist, wodurch das Neutralpunktpotential VM an die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u angelegt wird. Wenn der Parameter Vu des primären Befehlswertvektors gleich 2 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die U-Phasen-Schaltschaltung 30u derart, dass sie in dem ersten Zustand ist, wodurch das elektrische Potential VH an die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u angelegt wird. Wenn der Parameter Vv eines primären Befehlswertvektors gleich 0 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die V-Phasen-Schaltschaltung 30v derart, dass sie in dem dritten Zustand ist, wodurch 0 V an die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v angelegt wird. Wenn der Parameter Vv eines primären Befehlswertvektors gleich 1 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die V-Phasen-Schaltschaltung 30v derart, dass sie in dem zweiten Zustand ist, wodurch das Neutralpunktpotential VM an die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v angelegt wird. Wenn der Parameter Vv eines primären Befehlswertvektors gleich 2 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die V-Phasen-Schaltschaltung 30v derart, dass sie in dem ersten Zustand ist, wodurch das elektrische Potential VH an die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v angelegt wird. Wenn der Parameter VW eines primären Befehlswertvektors gleich 0 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die W-Phasen-Schaltschaltung 30w derart, dass sie in dem dritten Zustand ist, wodurch 0 V an die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w angelegt wird. Wenn der Parameter Vw eines primären Befehlswertvektors gleich 1 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die W-Phasen-Schaltschaltung 30w derart, dass sie in dem zweiten Zustand ist, wodurch das Neutralpunktpotential VM an die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w angelegt wird. Wenn der Parameter Vw eines primären Befehlswertvektors gleich 2 ist, steuert die Steuerungsschaltung 70 die W-Phasen-Schaltschaltung 30w derart, dass sie in dem ersten Zustand ist, wodurch das elektrische Potential VH an die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w angelegt wird.
  • Weiterhin kann jeder Parameter eines Spannungsvektors als ein Dezimalbruch ausgedrückt werden. Beispielsweise sind die Koordinaten des Spannungsvektors A1, der in 3 gezeigt ist, (0,75, 0,5, 0). Wenn ein Befehlswertvektor ein Spannungsvektor ist, von dem einer oder mehrere Parameter als Dezimalbrüche wie vorstehend beschrieben ausgedrückt werden, gibt die Steuerungsschaltung 70 zu versetzten Zeitpunkten die Koordinaten der Eckpunkte der Dreiecksregion aus, die die Koordinaten des Befehlswertvektors (d. h. die Spitze des Befehlswertvektors) aufweist, wodurch der Spannungsvektor entsprechend dem Befehlswertvektor ausgegeben wird. Wenn beispielsweise der Spannungsvektor A1 durch die Befehlsschaltung 72 als der Befehlswertvektor erzeugt wird, gibt die Steuerungsschaltung 70 zu versetzten Zeitpunkten die Koordinaten der drei Eckpunkte der Dreiecksregion T1 aus, die die Koordinaten des Spannungsvektors A1 (d. h. die Koordinaten der Zwischenkoordinatenpunkte M1 und M2 und des Ursprungs O) aufweist. Folglich werden die Koordinaten (0,75, 0,5, 0) des Spannungsvektors A1 ausgegeben. Zusätzlich können entweder (2, 1, 1) oder (1, 0, 0) als die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M1 ausgegeben werden. Gleichermaßen können entweder (2, 2, 1) oder (1, 1, 0) als die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M2 ausgegeben werden. Demgegenüber können irgendeine von (0, 0, 0), (1, 1, 1) und (2, 2, 2) als die Koordinaten des Ursprungs ausgegeben werden. Weiterhin können in dem Fall der Ausgabe von (0,75, 0,5, 0) die Zeitproportionen, für die die Koordinaten der drei Koordinatenpunkte jeweils ausgegeben werden, durch die nachfolgenden Gleichungen 1 ausgegeben werden. T 1 = 2 k   s i n ( π 3 − θ ) T 2 = 2 k   s i n ( θ ) T 3 = 1 − T a − T b k = 3 2 × V m a g / V H }
    Figure DE112021007407T5_0001
  • In den vorstehend beschriebenen Gleichungen 1 ist T1 der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M1 ausgegeben werden, ist T2 der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M2 ausgegeben werden, und ist T3 der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben werden. Weiterhin ist in den vorstehend beschriebenen Gleichungen 1 θ der Winkel eines sekundären Befehlswertvektors in Bezug auf die Vu-Achse, ist Vmag ein Wert, der durch Umwandeln der Länge des sekundären Befehlswertvektors in Spannung erhalten wird, und ist VH das elektrische Potential der Hochpotentialverdrahtung 12.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, erzeugt die Befehlsschaltung 72 aufeinanderfolgend primäre Befehlswertvektoren derart, dass sie sich drehen, wie es durch den Pfeil 102 in 3 angegeben ist, und gibt diese in die Steuerungsschaltung 70 ein. Dann gibt die Steuerungsschaltung 70 Spannungsvektoren entsprechend den eingegebenen primären Befehlswertvektoren aus. Folglich drehen sich die ausgegebenen Spannungsvektoren, wie es durch den Pfeil 102 in 3 angegeben ist. Als Ergebnis wird ein Drei-Phasen-Wechselstrom zwischen den drei Ausgangsverdrahtungen 60 erzeugt. 4 veranschaulicht die Beziehung zwischen elektrischen Strömen Iu, Iv und Iw, die jeweils durch die drei Ausgangsverdrahtungen 60u, 60v und 60w fließen, und den Winkel θ der ausgegebenen Spannungsvektoren. Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Phase der Winkel θ der Spannungsvektoren im Wesentlichen um 90° gegenüber der Phase des elektrischen Stroms Iu verschoben. Es sei bemerkt, dass sich die Phasendifferenz aufgrund des Einflusses parasitärer Widerstandswerte der Schaltungen zwischen den Winkeln θ und dem elektrischen Strom Iu weiter gegenüber derjenigen, die in 4 gezeigt ist, ändern kann. Weiterhin kann sich die Phasendifferenz zwischen den Winkeln θ und dem elektrischen Strom Iu in dem Fall ändern, dass die Frequenz des Drei-Phasen-Wechselstroms geändert wird. Mit dem durch die Ausgangsverdrahtungen 60u, 60v und 60w fließenden Drei-Phasen-Wechselstrom, wie es in 4 gezeigt ist, dreht sich das in dem Motor 90 erzeugte Magnetfeld. Als Ergebnis dreht sich ein Rotor des Motors 90.
  • (Variation im Neutralpunktpotential VM)
  • Nachstehend ist eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM beschrieben. In Fällen, in denen diejenigen der Koordinatensätze, die in 3 ausgegeben werden, die nicht den numerischen Wert 1 als ein Parameter aufweisen, wird das Neutralpunktpotential VM an keine der drei Ausgangsverdrahtungen 60 angelegt. In diesem Fall tritt keine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auf. Beispielsweise sind in dem Fall, in dem (0, 0, 2) ausgegeben wird, beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 verbunden, und ist die Ausgangsverdrahtung 60w mit der Hochpotentialverdrahtung 12 verbunden, wie es in 5 gezeigt ist. Weiterhin kann in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors 90 ein elektrischer Strom in derselben Richtung wie die an den Motor 90 angelegte Spannung fließen (die nachstehend als die Vorwärtsrichtung bezeichnet ist), oder in der entgegengesetzten Richtung zu der an den Motor 90 angelegten Spannung fließen (die nachstehend als die umgekehrte Richtung bezeichnet ist). Wenn der elektrische Strom in die Vorwärtsrichtung fließt, fließt er von der Hochpotentialverdrahtung 12 zu dem Motor 90 über die Ausgangsverdrahtung 60w, wie es durch Pfeile 200 in 5 angegeben ist. Weiterhin fließt der elektrische Strom, der in den Motor 90 geflossen ist, weiter zu der Niedrigpotentialverdrahtung 16 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v. Wenn demgegenüber der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt, fließt er in der entgegengesetzten Richtung zu den Pfeilen 200. Folglich fließt in dem Fall, in dem (0, 0, 2) ausgegeben wird, keine elektrische Ladung in den Neutralpunkt 14 und fließt keine elektrische Ladung aus dem Neutralpunkt 14. Als Ergebnis tritt keine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auf. Gleichermaßen tritt in Fällen, in denen irgendeines von (2, 0, 0), (2, 2, 0), (0, 2, 0), (0, 2, 2) und (2, 0, 2) ausgegeben wird, keine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auf.
  • In den Fällen, in denen diejenigen der Koordinatensätze, die 3 gezeigt sind, ausgegeben werden, die den numerischen Wert 1 als ein Parameter aufweisen, ist der Neutralpunkt 14 mit zumindest einer der drei Ausgangsverdrahtungen 60 verbunden; somit tritt eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auf.
  • Beispielsweise sind in dem Fall, in dem (1, 1, 2) ausgegeben wird, beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v mit dem Neutralpunkt 14 verbunden, und ist die Ausgangsverdrahtung 60w mit der Hochpotentialverdrahtung 12 verbunden, wie es in 6 gezeigt ist. In diesem Fall fließt, wenn elektrischer Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, dieser von der Hochpotentialverdrahtung 12 zu dem Motor 90 über die Ausgangsverdrahtung 60w, wie es durch Pfeile 202 in 6 angegeben ist. Weiterhin fließt der elektrische Strom, der in den Motor 60 hineingeflossen ist, weiter zu dem Neutralpunkt 14 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v. Folglich wird der obere Kondensator 20 entladen, was einen Anstieg des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Wenn demgegenüber elektrischer Strom in der umgekehrten Richtung fließt, fließt er von dem Neutralpunkt 14 zu dem Motor 90 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v, wie es durch Pfeile 204 in 7 angegeben ist. Weiterhin fließt der elektrische Strom, der in den Motor 90 hineingeflossen ist, weiter zu der Hochpotentialverdrahtung 12 über die Ausgangsverdrahtung 60w. Folglich wird der obere Kondensator 20 geladen, was einen Abfall des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, steigt in dem Fall, in dem (1, 1, 2) ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM an, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und fällt ab, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt. Gleichermaßen steigt in Fällen, in denen irgendeines von (2, 1, 1), (2, 2, 1), (1, 2, 1), (1, 2, 2) und (2, 1, 2) ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM an, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und fällt ab, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt.
  • Beispielsweise sind in dem Fall, in dem (0, 0, 1) ausgegeben wird, beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 verbunden und ist die Ausgangsverdrahtung 60w mit dem Neutralpunkt 14 verbunden, wie es in 8 gezeigt ist. In diesem Fall fließt, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, dieser von dem Neutralpunkt 14 zu dem Motor 90 über die Ausgangsverdrahtung 60w, wie es durch Pfeile 206 in 8 angegeben ist. Weiterhin fließt der elektrische Strom, der in den Motor 90 geflossen ist, weiter zu der Niedrigpotentialverdrahtung 16 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v. Folglich wird der untere Kondensator 22 entladen, was einen Abfall des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Wenn demgegenüber elektrischer Strom in der umgekehrten Richtung fließt, fließt er von der Niedrigpotentialverdrahtung 16 zu dem Motor 90 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v, wie es durch Pfeile 208 in 9 angegeben ist. Weiterhin fließt der elektrische Strom, der in den Motor 90 geflossen ist, weiterhin zu dem Neutralpunkt 14 über die Ausgangsverdrahtung 60w. Folglich wird der untere Kondensator 22 geladen, was einen Anstieg des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, fällt in dem Fall, in dem (0, 0, 1) ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM ab, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und steigt an, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt. Gleichermaßen fällt in Fällen, in denen irgendeines von (1, 0, 0), (1, 1, 0), (0, 1, 0), (0, 1, 1) und (1, 0, 1) ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM ab, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und steigt an, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt.
  • Weiterhin fließt in Fällen, in denen irgendeines von (2, 1, 0), (1, 2, 0), (0, 2, 1), (0, 1, 2), (1, 0, 2) und (2, 0, 1) unter den in 3 gezeigten Koordinatensätzen ausgegeben wird, eine elektrische Ladung in den oder aus dem Neutralpunkt 14 heraus, was zu einer Variation in den Neutralpunkt VM führt.
  • In dem normalen Betrieb ändern die Befehlsschaltung 72 und die Steuerungsschaltung 70 die Ausgangsspannungsvektoren entsprechend dem Neutralpunktpotential VM. Wenn beispielsweise das Neutralpunktpotential VM niedriger als ein Steuerungssollwert wird, wird vorzugsweise ein Spannungsvektor zum Anheben des Neutralpunktpotentials VM ausgegeben. Wenn im Gegensatz dazu das Neutralpunktpotential VM höher als der Steuerungszielwert wird, wird vorzugsweise ein Spannungsvektor zum Absenken des Neutralpunktpotentials VM ausgegeben. Folglich wird es möglich, dem Motor 90 einen Drei-Phasen-Wechselstrom zuzuführen, während das Neutralpunktpotential VM derart gesteuert wird, dass es nahe an dem Sollwert ist.
  • (Kurzschlusselementbestimmungsbetrieb)
  • Die Steuerungsschaltung 70 führt periodisch einen Kurzschlusselementbestimmungsbetrieb durch, wenn das Fahrzeug nicht fährt. In dem Kurzschlusselementbestimmungsbetrieb bestimmt die Steuerungsschaltung 70 für jede der Schaltschaltungen 30u, 30v und 30w, ob irgendeines oder irgendeine der Schaltelemente 41 bis 44 und der Dioden 51 und 52 kurzgeschlossen ist. Weiterhin bezeichnet ein Kurzschlussfehler eines Schaltelements einen Fehlermodus, in dem das Schaltelement ungeachtet des elektrischen Potentials an dessen Gate in dem EIN-Zustand gehalten wird. Demgegenüber bezeichnet ein Kurzschlussfehler einer Diode einen Fehlermodus, in dem der Fluss eines elektrischen Stroms in jeder Richtung in der Diode erlaubt ist. Die Steuerungsschaltung 70 wählt eine der drei Schaltschaltungen 30u, 30v und 30w aus und führt den Kurzschlusselementbestimmungsbetrieb an der ausgewählten Schaltschaltung 30 durch. Insbesondere schaltet in dem Kurzschlusselementbestimmungsbetrieb die Steuerungsschaltung 70 das Schaltelement in verschiedenen Kombinationen ein und misst einen elektrischen Strom, der in der ausgewählten Schaltschaltung 30 zu dieser Zeit fließt. Auf diese Weise bestimmt die Steuerungsschaltung 70, ob es ein kurzgeschlossenes Element in der ausgewählten Schaltschaltung gibt, und wenn bestimmt wird, dass es ein kurzgeschlossenes Element gibt, bestimmt die Steuerungsschaltung 70 weiterhin, welches der Schaltelemente 41 bis 44 und welche der Dioden 51 und 52 das kurzgeschlossene Element ist.
  • (A. Notfallbetrieb)
  • Nachstehend ist ein Notfallbetrieb beschrieben. Die Befehlsschaltung 72 und die Steuerungsschaltung 70 führen den Notfallbetrieb durch, wenn es notwendig ist, den Motor 90 in einem Zustand anzutreiben, in dem ein kurzgeschlossenes Element in dem Wechselrichter 10 vorhanden ist. Nachstehend ist die eine der Schaltschaltungen 30, die das kurzgeschlossene Element aufweist, als die beschränkte Schaltschaltung 30x bezeichnet. Weiterhin wird die Ausgangsverdrahtung 60 der beschränkten Schaltschaltung 30x als beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x bezeichnet. Demgegenüber werden die anderen Schaltschaltungen 30 außer der beschränkten Schaltschaltung 30x als normale Schaltschaltungen 30y bezeichnet. Weiterhin werden die Ausgangsverdrahtungen 60 der normalen Schaltschaltungen 30y als die normalen Ausgangsverdrahtungen 60y bezeichnet. Der Notfallbetrieb wird durchgeführt, wenn es eine beschränkte Schaltschaltung 30x in dem Wechselrichter 10 gibt und es ein kurzgeschlossenes Element in der beschränkten Schaltschaltung 30x gibt. In dem Notfallbetrieb wird die beschränkte Schaltschaltung 30x derart gesteuert, dass ein Anlegen eines verbotenen Potentials an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x verhindert wird. Zunächst ist das verbotene Potential beschrieben.
  • (A-1. Verbotenes Potential)
  • Das verbotene Potential bezeichnet eine Spannung, die an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x aufgrund des Auftretens eines Zwischenleitungskurzschlusses in der beschränkten Schaltschaltung 30x nicht angelegt werden kann. 10 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem kurzgeschlossenen Element und dem verbotenen Potential. Das verbotene Potential variiert in Abhängigkeit von dem Typ des kurzgeschlossenen Elements in der beschränkten Schaltschaltung 30x.
  • Wie es durch einen Pfeil 304 in 12 angegeben ist, wird, wenn das erste Schaltelement 41 kurzgeschlossen ist, ein Zwischenleitungskurzschluss zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und dem Neutralpunkt 14 in dem zweiten Zustand auftreten. Daher kann, wenn das erste Schaltelement 41 kurzgeschlossen ist, die beschränkte Schaltschaltung 30x nicht auf den zweiten Zustand eingestellt werden, weshalb das Neutralpunktpotential VM nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angelegt werden kann. Dementsprechend ist, wie es in 10 gezeigt ist, wenn das erste Schaltelement 41 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential das Neutralpunktpotential VM.
  • Wie es durch einen Pfeil 310 in 13 angegeben ist, wird, wenn das zweite Schaltelement 42 kurzgeschlossen ist, ein Zwischenleitungskurzschluss zwischen dem Neutralpunkt 14 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 in dem dritten Zustand auftreten. Daher kann, wenn das zweite Schaltelement 42 kurzgeschlossen ist, die beschränkte Schaltschaltung 30x nicht auf den dritten Zustand eingestellt werden, weshalb 0 V an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x nicht angelegt werden kann. Dementsprechend ist, wie es in 10 gezeigt ist, wenn das zweite Schaltelement 42 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential 0 V.
  • Wie es durch einen Pfeil 302 in 11 angegeben ist, wird, wenn das dritte Schaltelement 43 kurzgeschlossen ist, ein Zwischenleitungskurzschluss der Hochpotentialverdrahtung 12 und dem Neutralpunkt 14 in dem ersten Zustand auftreten. Daher kann, wenn das dritte Schaltelement 43 kurzgeschlossen ist, die beschränkte Schaltschaltung 30x nicht auf den ersten Zustand eingestellt werden, weshalb das elektrische Potential VH nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angelegt werden kann. Dementsprechend ist, wie es in 10 gezeigt ist, wenn das dritte Schaltelement 43 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential das elektrische Potential VH.
  • Wie es durch einen Pfeil 306 in 12 angegeben ist, wird, wenn das vierte Schaltelement 44 kurzgeschlossen ist, ein Zwischenleitungskurzschluss zwischen dem Neutralpunkt 14 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 in dem zweiten Zustand auftreten. Daher kann, wenn das vierte Schaltelement 44 kurzgeschlossen ist, die beschränkte Schaltschaltung 30x nicht auf den zweiten Zustand eingestellt werden, weshalb das Neutralpunktpotential VM nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angelegt werden kann. Dementsprechend ist, wie es in 10 gezeigt ist, wenn das vierte Schaltelement 44 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential das Neutralpunktpotential VM.
  • Wie es durch einen Pfeil 300 in 11 angegeben ist, wird, wenn die erste Diode 51 kurzgeschlossen ist, ein Zwischenleitungskurzschluss zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und dem Neutralpunkt 14 in dem ersten Zustand auftreten. Daher kann, wenn die erste Diode 51 kurzgeschlossen ist, die beschränkte Schaltschaltung 30x nicht auf den ersten Zustand eingestellt werden, weshalb das elektrische Potential VH nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angelegt werden kann. Dementsprechend ist, wie es in 10 gezeigt ist, wenn die erste Diode 51 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential das elektrische Potential VH.
  • Wie es durch einen Pfeil 308 in 13 angegeben ist, wird, wenn die zweite Diode 52 kurzgeschlossen ist, ein Zwischenleitungskurzschluss zwischen dem Neutralpunkt 14 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 in dem dritten Zustand auftreten. Daher kann, wenn die zweite Diode 52 kurzgeschlossen ist, die beschränkte Schaltschaltung 30x nicht auf den dritten Zustand eingestellt werden, weshalb 0 V nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angelegt werden kann. Dementsprechend ist, wie es in 10 gezeigt ist, wenn die zweite Diode 52 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential 0 V.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, variiert das verbotene Potential, das nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angelegt werden kann, in Abhängigkeit von dem kurzgeschlossenen Element. Weiterhin variiert in dem Notfallbetrieb das Steuerungsverfahren in Abhängigkeit von dem verbotenen Potential.
  • (A-2. Notfallbetrieb, wenn das verbotene Potential das Neutralpunktpotential VM ist)
  • Wenn das verbotene Potential das Neutralpunktpotential VM ist (d. h. wenn das kurzgeschlossene Element das erste Schaltelement 41 oder das vierte Schaltelement 44 ist), steuert die Steuerungsschaltung 70 die zu den Ausgangsverdrahtungen 60u, 60v und 60w ausgegebenen elektrischen Potentiale auf zwei Pegeln, d.h. das höhere Potential VH und 0 V. In diesem Betrieb kann, da das Neutralpunktpotential VM an keine der drei Ausgangsverdrahtungen 60 angelegt wird, ein Drei-Phasen-Wechselstrom kontinuierlich dem Motor 90 zugeführt werden, ohne dass dies durch das Neutralpunktpotential VM beeinträchtigt wird. Folglich wird es möglich, das Fahrzeug zum Fahren kontinuierlich anzutreiben.
  • (A-3. Notfallbetrieb, wenn das verbotene Potential 0 V oder das höhere Potential VH ist)
  • Wenn das verbotene Potential 0 V oder das höhere Potential VH ist, erzeugt die Befehlsschaltung 72 einen primären Befehlswertvektor in derselben Weise wie in dem normalen Betrieb. Dann erzeugt die Befehlsschaltung 72 einen sekundären Befehlswertvektor durch Modifizieren des primären Befehlswertvektors.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, gibt es an Positionen, die benachbart zu dem Ursprung O sind, sechs innere Dreiecksregionen T1 bis T6. In dem Notfallbetrieb klassifiziert die Befehlsschaltung 72 die sechs inneren Dreiecksregionen T1 bis T6 in erste beschränkte Dreiecksregionen, zweite beschränkte Dreiecksregionen und normale beschränkte Dreiecksregionen. Weiterhin bestimmt die Befehlsschaltung 72, ob der primäre Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen, einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen oder einer der normalen Dreiecksregionen gehört. Weiterhin erzeugt die Befehlsschaltung 72 den sekundären Befehlswertvektor in Abhängigkeit von dem Bestimmungsergebnis. Nachstehend sind die ersten beschränkten Dreiecksregionen, die zweiten beschränkten Dreiecksregionen und die normalen Dreiecksregionen beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann in dem Notfallbetrieb das verbotene Potential nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angelegt werden, weshalb einige Koordinatensätze nicht ausgegeben werden können. Insbesondere können diejenigen Koordinatensätze, die einen Parameter (der nachstehend als der verbotene Parameter bezeichnet ist), der ein Anlegen des verbotenen Potentials an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x angibt, nicht ausgegeben werden. Nachstehend sind diejenigen Koordinatensätze, die den verbotenen Parameter aufweisen, als verbotene Koordinatensätze bezeichnet, und diejenigen Koordinatensätze, die nicht den verbotenen Parameter aufweisen, werden als normale Koordinatensätze bezeichnet. 14 veranschaulicht einen Fall, in dem die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x die Ausgangsverdrahtung 60w ist und das verbotene Potential 0 V ist. Es sei bemerkt, dass in jedem Raumvektordiagramm einschließlich 14 die verbotenen Koordinatensätze durchkreuzt sind. In 14 ist der verbotene Parameter Vw = 0, weshalb (2, 0, 0), (2, 1, 0), (2, 2, 0), (1, 2, 0), (0, 2, 0), (1, 0, 0), (1, 1, 0), (0, 1, 0) und (0, 0, 0) die verbotenen Koordinatensätze sind und die anderen Koordinatensätze die normalen Koordinatensätze sind. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist jeder der Zwischenkoordinatenpunkte M1 bis M6 zwei Sätze von Koordinaten, d. h. den Satz der oberen Koordinaten und den Satz der unteren Koordinaten auf. Weiterhin gibt es, wenn es ein kurzgeschlossenes Element in dem Wechselrichter 10 gibt, drei Zwischenkoordinatenpunkte, bei denen einer des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten ein verbotener Koordinatensatz ist. Nachstehend sind diejenigen Zwischenkoordinatenpunkte, bei denen einer des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten ein verbotener Koordinatensatz ist, als die beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte bezeichnet, wobei diejenigen Zwischenkoordinatenpunkte, bei denen sowohl der Satz der oberen Koordinaten als auch der Satz der unteren Koordinaten normale Koordinatensätze sind, als die normalen Zwischenkoordinatenpunkte bezeichnet sind. Beispielsweise ist in dem in 14 gezeigten Fall bei jedem der Zwischenkoordinatenpunkte M1 bis M3 der Satz der unteren Koordinaten (d. h. (1, 0, 0), (1, 1, 0), (0, 1, 0)) ein verbotener Koordinatensatz, wohingegen der Satz der oberen Koordinaten (d. h. (2, 1, 1), (2, 2, 1), (1, 2, 1)) ein normaler Koordinatensatz ist. Daher sind in diesem Fall die Zwischenkoordinatenpunkte M1 bis M3 die beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte. Weiterhin sind in dem in 14 gezeigten Fall die Zwischenkoordinatenpunkte M4 bis M6 die normalen Zwischenkoordinatenpunkte. Jede der ersten beschränkten Dreiecksregionen ist unter den inneren Bereichsregionen T1 bis T6 eine innere Dreiecksregion, bei der sowohl die Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils die zwei anderen Eckpunkte als den Ursprung O bilden, die beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte. Beispielsweise sind in dem in 14 gezeigten Fall die inneren Dreiecksregionen T1 und T2 die ersten beschränkten Dreiecksregionen. Jede der zweiten beschränkten Dreiecksregionen ist unter den inneren Dreiecksregionen T1 bis T6 eine innere Dreiecksregion, bei der einer der zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils die zwei anderen Eckpunkte als den Ursprung O bilden, ein beschränkter Zwischenkoordinatenpunkt, und ist der andere der zwei Zwischenkoordinatenpunkte ein normaler Zwischenkoordinatenpunkt. Beispielsweise sind in dem in 14 gezeigten Fall die inneren Dreiecksregionen T3 und T6 die zweiten beschränkten Dreiecksregionen. Jede der normalen Dreiecksregionen ist unter den inneren Dreiecksregionen T1 bis T6 eine innere Dreiecksregion, bei der beide der Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils die zwei anderen Eckpunkte als den Ursprung O bilden, die normalen Zwischenkoordinatenpunkte. Beispielsweise sind in dem in 14 gezeigten Fall die inneren Dreiecksregionen T4 und T5 die normalen Dreiecksregionen. Die zwei ersten beschränkten Dreiecksregionen T1 und T2 sind benachbart zueinander, und die zwei normalen Dreiecksregionen T4 und T5 sind benachbart zueinander. Die zwei zweiten beschränkten Dreiecksregionen T3 und T6 sind einander gegenüberliegend, wobei der Ursprung O dazwischen angeordnet ist. Zusätzlich befindet sich jede der zweiten beschränkten Dreiecksregionen zwischen einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen und einer der normalen Dreiecksregionen.
  • Die Befehlsschaltung 72 bestimmt, zu welcher der inneren Dreiecksregionen T1 bis T6 der primäre Befehlswertvektor gehört. Es sei bemerkt, dass die innere Dreiecksregion, zu der der primäre Befehlswertvektor gehört, diejenige der inneren Dreiecksregionen T1 bis T6 bezeichnet, die zumindest einen Teil des primären Befehlswertvektors aufweist. Genauer bezeichnet die innere Dreiecksregion, zu der der primäre Befehlswertvektor gehört, diejenige der inneren Dreiecksregionen T1 bis T6, die einen Basisendteil des primären Befehlswertvektors aufweist. Beispielsweise gehört der in 14 gezeigte primäre Befehlswertvektor B1 zu der inneren Dreiecksregion T5. Weiterhin gehört beispielsweise der in 15 gezeigte primäre Befehlswertvektor B2 zu der inneren Dreiecksregion T1. Die Befehlsschaltung 72 bestimmt, ob die innere Dreiecksregion, zu der der primäre Befehlswertvektor gehört, eine der ersten beschränkten Dreiecksregionen, eine der zweiten beschränkten Dreiecksregionen oder eine der normalen Dreiecksregionen ist. In Abhängigkeit von dem Bestimmungsergebnis arbeiten die Befehlsschaltung 72 und die Steuerungsschaltung 70 wie nachstehend beschrieben.
  • (A-3-1. Wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer der normalen Dreiecksregion gehört)
  • Wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer der normalen Dreiecksregionen gehört, gibt die Befehlsschaltung 72 den primären Befehlswertvektor unverändert in die Steuerungsschaltung 70 ein. Beispielsweise gehört in dem in 14 gezeigten Fall der primäre Befehlswertvektor B1 zu der inneren Dreiecksregion T5, die eine der normalen Dreiecksregionen ist. In diesem Fall gibt die Steuerungsschaltung 70 den Spannungsvektor entsprechend dem primären Befehlswertvektor wie in dem normalen Betrieb aus. Es gibt keinen verbotenen Koordinatensatz innerhalb des Winkelbereichs von jeder der normalen Dreiecksregionen, deshalb wird, wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer der normalen Dreiecksregionen gehört, kein Problem auftreten, selbst wenn der Spannungsvektor in derselben Weise wie in dem normalen Betrieb ausgegeben wird. Beispielsweise kann die Steuerungsschaltung 70 das Neutralpunktpotential VM erfassen und entweder die oberen Koordinaten oder die unteren Koordinaten in Abhängigkeit von dem Neutralpunktpotential VM auswählen und ausgeben. Insbesondere kann, wenn das Neutralpunktpotential VM höher als der Sollwert (beispielsweise VH/2) ist, die Steuerungsschaltung 70 von den oberen Koordinaten und den unteren Koordinaten die Koordinaten auswählen und ausgeben, die das Neutralpunktpotential VM absenken. Wenn im Gegensatz dazu das Neutralpunktpotential VM niedriger als der Sollwert (beispielsweise VH/2) ist, kann die Steuerungsschaltung 70 von den oberen Koordinaten und den unteren Koordinaten die Koordinaten auswählen und ausgeben, die das Neutralpunktpotential VM anheben.
  • (A- 3-2. Wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer ersten beschränkten Dreiecksregion gehört)
  • Wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, identifiziert die Befehlsschaltung 72 die zweite beschränkte Dreiecksregion, die benachbart zu der ersten beschränkten Dreiecksregion ist (die nachstehend als spezifische erste beschränkte Dreiecksregion bezeichnet ist), zu der der primäre Befehlswertvektor gehört. Nachstehend ist die zweite beschränkte Dreiecksregion, die benachbart zu der spezifischen ersten Dreiecksregion ist, als die benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion bezeichnet. Beispielsweise gehört in dem in 15 gezeigten Fall der primäre Befehlswertvektor B2 zu der inneren Dreiecksregion T1 (d. h. einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen). Daher ist die spezifische erste beschränkte Dreiecksregion die innere Dreiecksregion T1. In diesem Fall identifiziert die Befehlsschaltung 72 die innere Dreiecksregion T6, die die zweite beschränkte Dreiecksregion benachbart zu der inneren Dreiecksregion T1 ist, als die benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion. Als nächstes identifiziert die Befehlsschaltung 72 die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die die Diagonale, die nicht den Ursprung O aufweist, eines Vierecks bilden, das durch die spezifische erste beschränkte Dreiecksregion und die benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion gebildet ist. Nachstehend sind von den zwei identifizierten Zwischenkoordinatenpunkten (d. h. die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die die Diagonale bilden, die nicht den Ursprung O aufweist), der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der spezifischen ersten beschränkten Dreiecksregion als erster Zwischenkoordinatenpunkt bezeichnet, und ist der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der benachbarten zweiten beschränkten Dreiecksregion als der zweite Zwischenkoordinatenpunkt bezeichnet. Der erste Zwischenkoordinatenpunkt ist einer der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte, wohingegen der zweite Zwischenkoordinatenpunkt einer der normalen Zwischenkoordinatenpunkte ist. Beispielsweise sind in dem in 15 gezeigten Fall die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die die Diagonale, die nicht den Ursprung O aufweist, des Vierecks bilden, das durch die zwei inneren Dreiecksregionen T1 und T6 gebildet ist, der Zwischenkoordinatenpunkt M2 und der Zwischenkoordinatenpunkt M6. Der Zwischenkoordinatenpunkt M2 ist ein Koordinatenpunkt, der einen der Eckpunkte der spezifischen ersten beschränkten Dreiecksregion (d. h. der inneren Dreiecksregion T1) bildet, und ist daher der erste Zwischenkoordinatenpunkt. Der Zwischenkoordinatenpunkt M6 ist ein Koordinatenpunkt, der einen der Eckpunkte der benachbarten zweiten beschränkten Dreiecksregion (d. h. der inneren Dreiecksregion T6) bildet, und ist daher der zweite Zwischenkoordinatenpunkt. Der Zwischenkoordinatenpunkt M2 (d. h. der erste Zwischenkoordinatenpunkt) ist einer der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte, wohingegen der Zwischenkoordinatenpunkt M6 (d. h. der zweite Zwischenkoordinatenpunkt) einer der normalen Zwischenkoordinatenpunkte ist. Danach berechnet die Befehlsschaltung 72 das Liniensegment (das nachstehend als das Liniensegment L1 bezeichnet ist), dass den ersten Zwischenkoordinatenpunkt und den zweiten Zwischenkoordinatenpunkt verbindet. Beispielsweise berechnet in dem in 15 gezeigten Fall die Befehlsschaltung 72 das Liniensegment L1, das den Zwischenkoordinatenpunkt M2 (d. h. den ersten Zwischenkoordinatenpunkt) und den Zwischenkoordinatenpunkt M6 (d. h. den zweiten Zwischenkoordinatenpunkt) verbindet. Dann bestimmt die Befehlsschaltung 72, ob der primäre Befehlswertvektor das Liniensegment L1 überschreitet. Wenn bestimmt wird, dass der primäre Befehlswertvektor das Liniensegment L1 überschreitet, berechnet die Befehlsschaltung 72 einen Spannungsvektor, der denselben Winkel θ wie der primäre Befehlswertvektor und eine Länge aufweist, die das Liniensegment L1 nicht überschreitet, als einen sekundären Befehlswertvektor. Das heißt, dass die Befehlsschaltung 72 den sekundären Befehlswertvektor durch Verkürzen des primären Befehlswertvektors berechnet. Beispielsweise überschreitet in dem in 15 gezeigten Fall der primäre Befehlswertvektor B2 das Liniensegment L1 (d. h. überschreitet die äußere Umfangsseite des Liniensegments L1). Daher berechnet die Befehlsschaltung 72 den sekundären Befehlswertvektor C2, der denselben Winkel θ wie der primäre Befehlswertvektor B2 aufweist und das Liniensegment L1 nicht überschreitet. Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass der primäre Befehlswertvektor das Liniensegment L1 nicht überschreitet, verwendet die Befehlsschaltung 72 direkt den primären Befehlswertvektor als einen sekundären Befehlswertvektor. Der erzeugte sekundäre Befehlswertvektor wird dann in die Steuerungsschaltung 70 eingegeben.
  • Die Steuerungsschaltung 70 gibt einen Spannungsvektor entsprechend dem sekundären Befehlswertvektor aus. Insbesondere gibt die Steuerungsschaltung 70 einen Spannungsvektor, der im Wesentlichen mit dem sekundären Befehlswertvektor übereinstimmt, aus, indem zu versetzten Zeitpunkten die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts, die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts und die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben werden. Da der erste Zwischenkoordinatenpunkt ein beschränkter Zwischenkoordinatenpunkt ist, ist einer des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten, die den ersten Zwischenkoordinatenpunkt repräsentieren, ein verbotener Koordinatensatz. Daher gibt die Steuerungsschaltung 70 als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts denjenigen des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten aus, der ein normaler Koordinatensatz ist. Demgegenüber sind, da der zweite Zwischenkoordinatenpunkt ein normaler Zwischenkoordinatenpunkt ist, beide des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten, die den zweiten Zwischenkoordinatenpunkt repräsentieren, normale Koordinatensätze. Die Steuerungsschaltung 70 gibt als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts den Satz der Koordinaten aus, der auf der zu dem Satz der Koordinaten, die als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, der entgegengesetzten Seite ist. Das heißt, dass in dem Fall der Ausgabe des Satzes der oberen Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts die Steuerungsschaltung 70 den Satz der unteren Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts ausgibt. Im Gegensatz dazu gibt in dem Fall der Ausgabe des Satzes der unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts die Steuerungsschaltung 70 den Satz der oberen Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts aus. Weiterhin gibt die Steuerungsschaltung 70 als die Koordinaten des Ursprungs O irgendeinen der Sätze der Koordinaten des Ursprungs O aus, der nicht ein verbotener Koordinatensatz ist. Beispielsweise wird in dem Fall der Ausgabe des zweiten Befehlswertvektors C2, der in 15 gezeigt ist, (2, 2, 1) als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben, wird (1, 0, 1) als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben, und wird entweder (2, 2, 2) oder (1, 1, 1) als die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben. In diesem Fall können die Zeitanteile, für die die Koordinaten der Koordinatenpunkte jeweils ausgegeben werden, durch die nachfolgenden Gleichungen 2 ausgedrückt werden. T a = 2 k   s i n ( 2 π 3 − ω ) T b = 2 k   s i n ( ω ) T c = 1 − T a − T b k = 3 2 × V m a g / ( V H 2 ) }
    Figure DE112021007407T5_0002
  • In den vorstehend beschriebenen Gleichungen 2 ist Ta der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, ist Tb der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, und ist Tc der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben werden. Weiterhin ist in den vorstehend beschriebenen Gleichungen 2 ω der Winkel des sekundären Befehlswertvektors in Bezug auf die Richtung von (2, 0, 2), ist Vmag ein Wert, der durch Umwandeln der Länge des sekundären Befehlswertvektors in Spannung erhalten wird, und ist VH das elektrische Potential der Hochpotentialverdrahtung 12.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, identifiziert in dem Fall, dass ein Spannungsvektor, der zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, ausgegeben wird, der Wechselrichter 10 das Viereck, das durch die spezifische erste beschränkte Dreiecksregion und die benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion gebildet wird, dann identifiziert der Wechselrichter 10 weiterhin den ersten Zwischenkoordinatenpunkt und den zweiten Zwischenkoordinatenpunkt, die die Diagonale des Vierecks bilden, die den Ursprung O nicht aufweist. Danach gibt der Wechselrichter 10 den Spannungsvektor, der zu der ersten beschränkten Dreiecksregion gehört, durch Ausgabe der Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts, der Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts und der Koordinaten des Ursprungs O zu versetzten Zeiten aus. Entsprechend diesem Verfahren ist es, da der zweite Zwischenkoordinatenpunkt ein normaler Zwischenkoordinatenpunkt ist, möglich, als die auszugebenden Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts diejenigen Koordinaten auszuwählen, die auf der zu den auszugebenden Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts entgegengesetzten Seite sind. Somit ist es in dem Fall, dass die oberen Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, möglich, die unteren Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts auszugeben, ist es in dem Fall, dass die unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts von Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, möglich, die oberen Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts auszugeben. Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass die oberen Koordinaten der ersten und zweiten Zwischenkoordinatenpunkte oder die unteren Koordinaten der ersten und zweiten Zwischenkoordinatenpunkte kontinuierlich ausgegeben werden. Somit ist es mit den Wechselrichter 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM während des Notfallbetriebs zu unterdrücken.
  • Genauer werden in dem normalen Betrieb in dem Fall, dass ein Spannungsvektor mit Koordinaten innerhalb der inneren Dreiecksregion T1 wie der in 15 gezeigte Befehlswertvektor ausgegeben wird, die Koordinaten der drei Koordinatenpunkte (d.h. des Zwischenkoordinatenpunkts 1, des Zwischenkoordinatenpunkts 2 und des Ursprungs O), die die drei Eckpunkte der inneren Dreiecksregion T1 bilden, zu versetzten Zeitpunkten ausgegeben. In dem Notfallbetrieb wird, wenn dieselbe Steuerung die in dem normalen Betrieb durchgeführt wird, eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auftreten. Beispielsweise können in dem in 15 gezeigt Fall, in dem beide der Sätze der unteren Koordinaten der Zwischenkoordinatenpunkte 1 und 2 verbotener Koordinatensätze sind, lediglich die Sätze der oberen Koordinaten der Zwischenkoordinatenpunkte M1 und M2 als die Koordinaten der Zwischenkoordinatenpunkte M1 und M2 ausgegeben werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, bewirkt die Ausgabe der oberen Koordinaten einen Anstieg oder einen Abfall des Neutralpunktpotentials VM. Daher werden, wenn die oberen Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M1, die oberen Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M2 und die Koordinaten des Ursprungs O zu versetzten Zeitpunkten ausgegeben werden, die oberen Koordinaten unverhältnismäßig (überproportional) ausgegeben, wodurch ein deutliches Variieren des Neutralpunktpotentials VM verursacht wird. Beispielsweise wird zu einem Betriebszeitpunkt, wenn die Ausgabe der oberen Koordinaten einen Anstieg des Neutralpunktpotentials VM verursachen wird, wenn die oberen Koordinaten unverhältnismäßig ausgegeben werden, das Neutralpunktpotential VM deutlich ansteigen. Weiterhin wird beispielsweise zu einem Betriebszeitpunkt, zu dem die Ausgabe der oberen Koordinaten einen Abfall des Neutralpunktpotentials VM verursachen werden wird, wenn die oberen Koordinaten unverhältnismäßig ausgegeben werden, das Neutralpunktpotential VM deutlich abfallen. Im Gegensatz dazu wird in dem Steuerungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Zwischenkoordinatenpunkt M6, der ein normaler Zwischenkoordinatenpunkt ist, anstelle des Zwischenkoordinatenpunkts M1 ausgewählt, und werden die unteren Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M6 als die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M6 ausgegeben. Das heißt, dass die oberen Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M1, die unteren Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M6 und die Koordinaten des Ursprungs O zu versetzten Zeitpunkten ausgegeben werden. Folglich wird verhindert, dass die oberen Koordinaten unverhältnismäßig ausgegeben werden. Als Ergebnis wird es möglich, eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM zu unterdrücken.
  • Weiterhin ist es, wenn die Steuerungsschaltung 70 die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts, die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts und die Koordinaten des Ursprungs O zu versetzten Zeitpunkten ausgibt, unmöglich, einen Spannungsvektor auszugeben, der das Liniensegment L1 überschreitet. Daher berechnet in dem Wechselrichter 10, wenn der primäre Befehlswertvektor das Liniensegment L1 überschreitet, die Befehlsschaltung 72 den sekundären Befehlswertvektor, der das Liniensegment L1 nicht überschreitet. Dann gibt die Steuerungsschaltung 70 den Spannungsvektor entsprechend dem sekundären Befehlswertvektor aus. Folglich wird es möglich, den Spannungsvektor zu einem korrekten Winkel auszugeben.
  • 16 veranschaulicht einen primären Befehlswertvektor B3, der zu der inneren Dreiecksregion T2 (d.h. einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen) gehört. In diesem Fall ist die spezifische erste beschränkte Dreiecksregion die innere Dreiecksregion T2, ist die benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion die innere Dreiecksregion T3, ist der erste Zwischenkoordinatenpunkt der Zwischenkoordinatenpunkt M2 und ist der zweite Zwischenkoordinatenpunkt der Zwischenkoordinatenpunkt M4. Die Befehlsschaltung 72 erzeugt einen sekundären Befehlswertvektor C3. Die Steuerungsschaltung 70 gibt die oberen Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M2, die unteren Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts 4 und die Koordinaten des Ursprungs O zu versetzten Zeitpunkten aus. In dem in 16 gezeigten Fall kann die Variation in dem Neutralpunktpotential VM wie in dem in 15 gezeigten Fall unterdrückt werden.
  • (A-3-3. Wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer zweiten beschränkten Dreiecksregion gehört)
  • Wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, identifiziert die Befehlsschaltung 72 die erste beschränkte Dreiecksregion, die benachbart zu der zweiten beschränkten Dreiecksregion (die nachstehend als die spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion bezeichnet ist) ist, zu der der primäre Befehlswertvektor gehört. Nachstehend ist die erste beschränkte Dreiecksregion, die benachbart zu der spezifischen zweiten beschränkten Dreiecksregion ist, als die benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion bezeichnet. Beispielsweise gehört in dem in 17 gezeigten Fall der primäre Befehlswertvektor B4 zu der inneren Dreiecksregion T6 (d.h. einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen). Daher ist die spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion die innere Dreiecksregion T6. In diesem Fall identifiziert die Befehlsschaltung 72 die innere Dreiecksregion T1, die die erste beschränkte Dreiecksregion ist, die benachbart zu der inneren Dreiecksregion T6 ist, als die benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion. Danach identifiziert die Befehlsschaltung 72 die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die die Diagonale, die nicht den Ursprung O aufweist, eines Vierecks bilden, das durch die spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion und die benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion gebildet wird. Nachstehend ist von den zwei identifizierten Zwischenkoordinatenpunkten (d.h. den zwei Zwischenkoordinatenpunkten, die die Diagonale, die den Ursprung nicht aufweist, bilden) der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der benachbarten ersten beschränkten Dreiecksregion als der dritte Zwischenkoordinatenpunkt bezeichnet, und ist der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der spezifischen zweiten beschränkten Dreiecksregion als der vierte Zwischenkoordinatenpunkt bezeichnet. Der dritte Zwischenkoordinatenpunkt ist einer der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte, wohingegen der vierte Zwischenkoordinatenpunkt einer der normalen Zwischenkoordinatenpunkte ist. Beispielsweise sind in dem in 17 gezeigten Fall die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die die Diagonale, die nicht den Ursprung O aufweist, des Vierecks bilden, das durch die zwei inneren Dreiecksregionen T1 und T6 gebildet wird, der Zwischenkoordinatenpunkt M2 und der Zwischenkoordinatenpunkt M6. Der Zwischenkoordinatenpunkt M2 ist ein Koordinatenpunkt, der einen der Eckpunkte der benachbarten ersten beschränkten Dreiecksregion (d.h. der inneren Dreiecksregion T1) bildet, und ist daher der dritte Zwischenkoordinatenpunkt. Der Zwischenkoordinatenpunkt M6 ist ein Koordinatenpunkt, der einen der Eckpunkte der spezifischen zweiten beschränkten Dreiecksregion (d.h. der inneren Dreiecksregion T6) ist, und ist daher der vierte Zwischenkoordinatenpunkt. Der Zwischenkoordinatenpunkt M2 (d.h. der dritte Zwischenkoordinatenpunkt) ist einer der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte, wohingegen der Zwischenkoordinatenpunkt M6 (d.h. der vierte Zwischenkoordinatenpunkt) einer der zweiten Zwischenkoordinatenpunkte ist. Danach berechnet die Befehlsschaltung 72 das Liniensegment (das nachstehend als das Liniensegment L2 bezeichnet ist), das den dritten Zwischenkoordinatenpunkt und den vierten Zwischenkoordinatenpunkt verbindet. Beispielsweise berechnet in dem in 17 gezeigten Fall die Befehlsschaltung 72 das Liniensegment L2, das den Zwischenkoordinatenpunkt M2 (d.h. den dritten Zwischenkoordinatenpunkt) und den Zwischenkoordinatenpunkt M6 (d.h. den vierten Zwischenkoordinatenpunkt) verbindet. Dann bestimmt die Befehlsschaltung 72, ob der primäre Befehlswertvektor das Liniensegment L2 überschreitet. Wenn bestimmt wird, dass der primäre Befehlswertvektor das Liniensegment L2 überschreitet, berechnet die Befehlsschaltung 72 einen Spannungsvektor, der denselben Winkel θ wie der primäre Befehlswertvektor und eine Länge, die das Liniensegment L2 nicht überschreitet, aufweist, als einen sekundären Befehlswertvektor. Das heißt, dass die Befehlsschaltung 72 den sekundären Befehlswertvektor durch Verkürzen des primären Befehlswertvektors berechnet. Beispielsweise überschreitet in dem in 17 gezeigten Fall der primäre Befehlswertvektor B4 das Liniensegment L2 (d.h. überschreitet die äußere Umfangsseite des Liniensegments L2). Daher berechnet die Befehlsschaltung 72 den sekundären Befehlswertvektor C4, der denselben Winkel θ wie der primäre Befehlswertvektor B4 aufweist und das Liniensegment L2 nicht überschreitet. Wenn demgegenüber bestimmt wird, dass der primäre Befehlswertvektor das Liniensegment L2 nicht überschreitet, verwendet die Befehlsschaltung 72 direkt den primären Befehlswertvektor als einen sekundären Befehlswertvektor. Der erzeugte sekundäre Befehlswertvektor wird dann in die Steuerungsschaltung 70 eingegeben.
  • Die Steuerungsschaltung 17 gibt einen Spannungsvektor entsprechend dem sekundären Befehlswertvektor aus. Insbesondere gibt die Steuerungsschaltung 70 einen Spannungsvektor, der im Wesentlichen mit dem sekundären Befehlswertvektor übereinstimmt, aus, indem zu versetzten Zeitpunkten die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts, die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts und die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben werden. Da der dritte Zwischenkoordinatenpunkt ein beschränkter Zwischenkoordinatenpunkt ist, ist einer des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten, die den dritten Zwischenkoordinatenpunkt repräsentieren, ein verbotener Koordinatensatz. Daher gibt die Steuerungsschaltung 70 als die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts denjenigen des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten aus, der ein normaler Koordinatensatz ist.
  • Demgegenüber sind, da der vierte Zwischenkoordinatenpunkt ein normaler Zwischenkoordinatenpunkt ist, beide des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten, die den vierten Zwischenkoordinatenpunkt repräsentieren, normale Koordinatensätze. Die Steuerungsschaltung 70 gibt als die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts den Satz der Koordinaten auf der den Satz der Koordinaten, die als die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, entgegengesetzten Seite aus. Das heißt, dass in dem Fall der Ausgabe des Satzes der oberen Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts die Steuerungsschaltung 70 den Satz der unteren Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunktes ausgibt. Im Gegensatz dazu gibt in dem Fall der Ausgabe des Satzes der unteren Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts die Steuerungsschaltung 70 den Satz der oberen Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts aus. Weiterhin gibt die Steuerungsschaltung 70 als die Koordinaten des Ursprungs O irgendeinen der Sätze der Koordinaten des Ursprungs O, der nicht ein verbotener Koordinatensatz ist, aus. Beispielsweise wird in dem Fall der Ausgabe des sekundären Befehlswertvektors C4, der in 17 gezeigt ist (2, 2, 1) als die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben, wird (1, 0, 1) als die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben, und wird entweder (2, 2, 2) oder (1, 1, 1) als die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben. In diesem Fall können die Zeitanteile, zu denen die Koordinaten der Koordinatenpunkte jeweils ausgegeben werden, durch die nachfolgenden Gleichungen 3 ausgedrückt werden. T d = 2 k   s i n ( 2 π 3 − ω ) T e = 2 k   s i n ( ω ) T ƒ = 1 − T a − T b k = 3 2 × V m a g / ( V H 2 ) }
    Figure DE112021007407T5_0003
  • In den vorstehend beschriebenen Gleichungen 3 ist Td der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, ist Te der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, und ist Tf der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben werden. Weiterhin ist in den vorstehend beschriebenen Gleichungen 3 ω der Winkel des sekundären Befehlswertvektors in Bezug auf die Richtung von (2, 0, 2), ist Vmag ein Wert, der durch Umwandeln der Länge des sekundären Befehlswertvektors in Spannung erhalten wird, und ist VH das elektrische Potential der Hochpotentialverdrahtung 12.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, identifiziert in dem Fall der Ausgabe eines Spannungsvektors, der zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, der Wechselrichter 10 das Viereck, das durch die spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion und die benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion gebildet wird, woraufhin der Wechselrichter 10 den dritten Zwischenkoordinatenpunkt und den vierten Zwischenkoordinatenpunkt identifiziert, die die Diagonale des Vierecks bilden, die den Ursprung O nicht aufweist. Danach gibt der Wechselrichter 10 den Spannungsvektor, der zu der zweiten beschränkten Dreiecksregion gehört, aus, indem zu versetzten Zeitpunkten die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts, die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts und die Koordinaten des Ursprungs O ausgegeben werden. Mit diesem Verfahren kann der Zeitanteil, zu dem die oberen Koordinaten ausgegeben werden, und der Zeitanteil, zu dem die unteren Koordinaten ausgegeben werden, leicht ausgeglichen werden, wenn eine Steuerungsperiode, während der der primäre Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, und eine Steuerungsperiode, während der der primäre Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, kombiniert werden. Insbesondere ist in einer Steuerungsperiode, während der der primäre Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, länger als der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden. Dies liegt daran, dass die Koordinaten des sekundären Befehlswertvektors näher an dem ersten Zwischenkoordinatenpunkt als an dem zweiten Zwischenkoordinatenpunkt sind. Demgegenüber ist in einer Steuerungsperiode, während der der primäre Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden, länger als der Zeitanteil, zu dem die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden. Dies liegt daran, dass die Koordinaten des sekundären Befehlswertvektors näher an dem vierten Zwischenkoordinatenpunkt als an dem dritten Zwischenkoordinatenpunkt sind. Weiterhin sind die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts identisch zu den Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts, und sind die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts identisch zu den Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts. Daher kann der Zeitanteil, zu dem die oberen Koordinaten ausgegeben werden, und der Zeitanteil, zu dem die unteren Koordinaten ausgegeben werden, leicht ausgeglichen werden, wenn eine Steuerungsperiode, während der der primäre Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, und eine Steuerungsperiode, während der der primäre Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, kombiniert werden. Beispielsweise sei ein Fall betrachtet, in dem die in 15 gezeigte Steuerung nach Ausführung der in 17 gezeigten Steuerung ausgeführt wird. In diesem Fall wird in der in 17 gezeigten Steuerung (1, 0, 1) für eine längere Zeitdauer ausgegeben, und wird (2, 2, 1) für eine kürzere Zeitdauer ausgegeben. Im Gegensatz dazu wird in der in 15 gezeigten Steuerung (2, 2, 1) für eine längere Zeitdauer ausgegeben, und wird (1, 0, 1) für eine kürzere Zeitdauer ausgegeben. Daher kann der Zeitanteil, zu dem (1, 0, 1) ausgegeben wird, und der Zeitanteil, zu dem (2, 2, 1) ausgegeben wird, ausgeglichen werden, wenn eine Steuerungsperiode, während der die in 17 gezeigt Steuerung ausgeführt wird, und eine Steuerungsperiode, während der die in 15 gezeigte Steuerung ausgeführt wird, kombiniert werden. Das heißt, dass der Zeitanteil, zu dem die oberen Koordinaten ausgegeben werden, und der Zeitanteil, zu dem die unteren Koordinaten ausgegeben werden, ausgeglichen werden können. Folglich kann eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM effektiver unterdrückt werden.
  • 18 veranschaulicht einen primären Befehlswertvektor B5, der zu der inneren Dreiecksregion T3 (d.h. einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen) gehört. In diesem Fall ist die spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion die inneren Dreiecksregion T3, ist die benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion die innere Dreiecksregion T2, ist der dritte Zwischenkoordinatenpunkt der Zwischenkoordinatenpunkt M2 und ist der vierte Zwischenkoordinatenpunkt der Zwischenkoordinatenpunkt M4. Die Befehlsschaltung 72 erzeugt einen sekundären Befehlswertvektor C5. Die Steuerungsschaltung 70 gibt die oberen Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M2, die unteren Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M4 und die Koordinaten des Ursprungs O zu versetzten Zeitpunkten aus. Durch Ausführung der in 18 gezeigten Steuerung nach der Ausführung der in 16 gezeigten Steuerung können der Zeitanteil, zu dem die oberen Koordinaten ausgegeben werden, und der Zeitanteil, zu dem die unteren Koordinaten ausgegeben werden, ausgeglichen werden, wenn eine Steuerungsperiode, während der die in 16 gezeigte Steuerung ausgeführt wird, und eine Steuerungsperiode, während der die in 18 gezeigte Steuerung ausgeführt wird, kombiniert werden. Folglich kann eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM effektiver unterdrückt werden.
  • Der Wechselrichter 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist vorstehend beschrieben worden. In 14 bis 18 sind Fälle beschrieben, in denen die verbotenen Koordinatensätze untere Koordinatensätze sind. Im Gegensatz dazu sind in 19 und 20 Fälle veranschaulicht, in denen die verbotenen Koordinatensätze obere Koordinatensätze sind (genauer ist der verbotene Parameter Vw = 2). In diesen Fällen sind die ersten beschränkten Dreiecksregionen die inneren Dreiecksregionen T4 und T5, sind die zweiten beschränkten Dreiecksregionen die inneren Dreiecksregionen T3 und T6 und sind die normalen Dreiecksregionen die inneren Dreiecksregionen T1 und T2. Weiterhin werden in diesen Fällen die Sätze der unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts und der dritte Zwischenkoordinatenpunkt als die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts und des dritten Zwischenkoordinatenpunkts ausgewählt, und werden die Sätze der oberen Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts und des vierten Zwischenkoordinatenpunkts als die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts und des vierten Zwischenkoordinatenpunkts ausgewählt. Beispielsweise gehört in dem in 19 gezeigten Fall der primäre Befehlswertvektor B6 zu der inneren Dreiecksregion T5 (d.h. einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen), weshalb die Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. des Zwischenkoordinatenpunkts M5), die Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. des Zwischenkoordinatenpunkts M1) und die Koordinaten des Ursprungs O aufeinanderfolgend ausgegeben werden. Insbesondere wird in diesem Fall (0, 0, 1) als die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M5 ausgegeben, und wird (2, 1, 1) als die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M1 ausgegeben. Demgegenüber gehört in dem in 20 gezeigten Fall der primäre Befehlswertvektor B7 zu der inneren Dreiecksregion T6 (d.h. einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen), weshalb die Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. der Zwischenkoordinatenpunkt M5), die Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts (des Zwischenkoordinatenpunkts M1) und die Koordinaten des Ursprungs O aufeinanderfolgend ausgegeben werden. Insbesondere wird in diesem Fall (0, 0, 1) als die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M5 ausgegeben, und wird (2, 1, 1) als die Koordinaten des Zwischenkoordinatenpunkts M1 ausgegeben. Daher kann der Zeitanteil, zu dem die oberen Koordinaten ausgegeben werden, und der Zeitanteil, zu dem die unteren Koordinaten ausgegeben werden, leicht ausgeglichen werden. Folglich kann eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM unterdrückt werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann in dem Wechselrichter 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM während des Notfallbetriebs unterdrückt werden. Folglich kann der Notfallbetrieb für eine lange Zeit fortgesetzt werden.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • 21 veranschaulicht einen Wechselrichter 400 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Es sei bemerkt, dass Teile des Wechselrichters 400 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die dieselben Funktionen wie diejenigen des Wechselrichters 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen wie diejenigen des Wechselrichters 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind.
  • (Konfiguration des Wechselrichters)
  • Der Wechselrichter 400 ist in einem Fahrzeug installiert. In dem Fahrzeug sind ebenfalls eine Batterie 18 und ein Motor 90 installiert. Der Motor 90 ist ein Motor zum Antreiben des Fahrzeugs zum Fahren. Weiterhin ist der Motor 90 ein Drei-Phasen-Motor. Der Wechselrichter 400 ist mit sowohl der Batterie 18 als auch dem Motor 90 verbunden. Der Wechselrichter 400 wandelt Gleichstromleistung, die aus der Batterie 18 zugeführt wird, in Drei-Phasen-Wechselstromleistung um und führt die Drei-Phasen-Wechselstromleistung dem Motor 90 zu. Folglich wird der Motor 90 zum Antrieb des Fahrzeugs zum Fahren angetrieben.
  • Der Wechselrichter 400 weist eine Hochpotentialverdrahtung 12, einen Neutralpunkt 14, eine Niedrigpotentialverdrahtung 16, einen oberen Kondensator 20 und einen unteren Kondensator 22 auf. Die Hochpotentialverdrahtung 12 ist mit einer positiven Elektrode der Batterie 18 verbunden. Demgegenüber ist die Niedrigpotentialverdrahtung 16 mit einer negativen Elektrode der Batterie 18 verbunden. Nachstehend ist das elektrische Potential der Niedrigpotentialverdrahtung 16 als ein Referenzpotential (0V) definiert. Eine Gleichspannung wird zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 durch die Batterie 18 angelegt. Daher weist die Hochpotentialverdrahtung 12 ein elektrisches Potential VH auf, das höher als das elektrische Potential (0V) der Niedrigpotentialverdrahtung 16 ist. Der obere Kondensator 20 ist zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und dem Neutralpunkt 14 geschaltet. Demgegenüber ist der untere Kondensator 22 zwischen dem Neutralpunkt 14 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 geschaltet. Daher ist das elektrische Potential VM des Neutralpunkts 14 (das nachstehend als das Neutralpunktpotential VM bezeichnet ist) höher als das elektrische Potential (0V) der Niedrigpotentialverdrahtung 16 und niedriger als das elektrische Potential VH der Hochpotentialverdrahtung 12. Das Neutralpunktpotential VM variiert in Abhängigkeit von sowohl der Größe der elektrischen Ladung, die in dem oberen Kondensator 20 gespeichert ist, als auch von der Größe der elektrischen Ladung ab, die in dem unteren Kondensator 22 gespeichert ist. Insbesondere steigt das Neutralpunktpotential VM an, wenn der obere Kondensator 20 entladen wird oder der untere Kondensator 22 geladen wird. Im Gegensatz dazu fällt das Neutralpunktpotential VM ab, wenn der obere Kondensator 20 geladen wird oder der untere Kondensator 22 entladen wird.
  • Der Wechselrichter 400 weist drei Schaltschaltungen 30, d.h. eine U-Phasen-Schaltschaltung 30u, eine V-Phasen-Schaltschaltung 30v und eine W-Phasen-Schaltschaltung 30w auf. Jede der Schaltschaltungen 30 ist zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12, der Niedrigpotentialverdrahtung 16 und dem Neutralpunkt 14 geschaltet. Weiterhin weist jede der Schaltschaltungen 30 ein erstes Schaltelement 441, ein zweites Schaltelement 442, ein drittes Schaltelement 443, ein viertes Schaltelement 444, eine erste Diode 451, eine zweite Diode 452, eine dritte Diode 453, eine vierte Diode 454 und eine Ausgangsverdrahtung 60 auf. Die drei Schaltschaltungen 30 sind in der Konfiguration identisch zueinander, weshalb nachstehend lediglich die Konfiguration einer der Schaltelemente 30 beschrieben ist.
  • Jeder der Schaltelemente 441 bis 444 ist aus einem IGBT aufgebaut. Es sei bemerkt, dass jedes der Schaltelemente 441 und 444 alternativ aus anderen Elementen wie einem FET aufgebaut sein können.
  • Das erste Schaltelement 441 ist zwischen der Hochpotentialverdrahtung 12 und der Ausgangsverdrahtung 60 geschaltet. Insbesondere ist der Kollektor des ersten Schaltelements 441 mit der Hochpotentialverdrahtung 12 verbunden, wohingegen der Emitter des ersten Schaltelements 441 mit der Ausgangsverdrahtung 60 verbunden ist.
  • Die erste Diode 451 ist parallel zu dem ersten Schaltelement 441 geschaltet. Insbesondere ist die Anode der ersten Diode 451 mit dem Emitter des ersten Schaltelements 441 verbunden, wohingegen die Kathode der ersten Diode 451 mit dem Kollektor des ersten Schaltelements 441 verbunden ist.
  • Das vierte Schaltelement 444 ist zwischen der Ausgangsverdrahtung 60 und der Niedrigpotentialverdrahtung 16 geschaltet. Insbesondere ist der Kollektor des vierten Schaltelements 444 mit der Ausgangsverdrahtung 60 verbunden, wohingegen der Emitter des vierten Schaltelements 444 mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 verbunden ist.
  • Die vierte Diode 454 ist parallel zu dem vierten Schaltelement 444 geschaltet Insbesondere ist die Anode der vierten Diode 454 mit dem Emitter des vierten Schaltelements 444 verbunden, wohingegen die Kathode der vierten Diode 454 mit dem Kollektor des vierten Schaltelements 444 verbunden ist.
  • Das zweite Schaltelement 442 und das dritte Schaltelement 443 sind in Reihe zueinander zwischen der Ausgangsverdrahtung 60 und dem Neutralpunkt 14 geschaltet. Insbesondere ist ein Drain des zweiten Schaltelements 442 mit dem Neutralpunkt 14 verbunden, ist eine Source des zweiten Schaltelements 442 mit einer Source des dritten Schaltelements 443 verbunden, ist ein Drain des dritten Schaltelements 443 mit der Ausgangsverdrahtung 60 verbunden
  • Die zweite Diode 452 ist parallel zu dem zweiten Schaltelement 442 geschaltet. Insbesondere ist die Anode der zweiten Diode 452 mit der Source des zweiten Schaltelements 442 verbunden, wohingegen die Kathode der zweiten Diode 452 mit dem Drain des zweiten Schaltelements 442 verbunden ist. Das heißt, dass die zweite Diode 452 mit deren Kathode zu der Seite des Neutralpunkts 14 hin orientiert parallel zu dem zweiten Schaltelement 442 geschaltet ist.
  • Die dritte Diode 453 ist parallel zu dem dritten Schaltelement 443 geschaltet. Insbesondere ist die Anode der dritten Diode 453 mit der Source des dritten Schaltelements 443 verbunden, wohingegen die Kathode der dritten Diode 453 mit dem Drain des dritten Schaltelements 443 verbunden ist. Das heißt, dass die dritte Diode 453 mit deren Kathode zu der Seite der Ausgangsverdrahtung 60 hin orientiert parallel zu dem dritten Schaltelement 443 geschaltet ist.
  • Nachstehend ist die Ausgangsverdrahtung 60 der U-Phasen-Schaltschaltung 30u als die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u bezeichnet, ist die Ausgangsverdrahtung 60 der V-Phasen-Schaltschaltung 30v als die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v bezeichnet, und ist die Ausgangsverdrahtung 60 der W-Phasen-Schaltschaltung 30 w als die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w bezeichnet. Jede der U-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60u, der V-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60v und der W-Phasen-Ausgangsverdrahtung 60w ist mit dem Motor 90 verbunden.
  • Der Wechselrichter 400 weist eine Steuerungsschaltung 70 und eine Befehlsschaltung 72 auf. Die Befehlsschaltung 42 erzeugt Befehlswerte entsprechend dem Betriebszustand des Motors 90 und gibt die erzeugten Befehlswerte in die Steuerungsschaltung 70 ein. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist die Steuerungsschaltung 70 mit den Gates der Schaltelemente 441-444 von jeder der U-Phasen-Schaltschaltung 30u, der V-Phasen-Schaltschaltung 30v und der W-Phasen-Schaltschaltung 30w verbunden. Das heißt, dass die Steuerungsschaltung 70 mit den Gates aller in 21 gezeigten zwölf Schaltelemente verbunden ist. Die Steuerungsschaltung 70 schaltet jedes Schaltelement auf der Grundlage der aus der Befehlsschaltung 72 eingegebenen Befehlswerte ein und aus. Folglich wird ein Drei-Phasen-Wechselstrom zwischen den drei Ausgangsverdrahtungen 60 erzeugt. Weiterhin wird mit Zufuhr des Drei-Phasen-Wechselstroms zu dem Motor 90 der Motor 90 angetrieben, um das Fahrzeug zum Fahren anzutreiben.
  • (Elektrisches Potential der Ausgangsverdrahtung)
  • Nachstehend ist das elektrische Potential, das an jede Ausgangsverdrahtung 60 angelegt wird, beschrieben. Die Steuerungsschaltung 70 steuert jede Schaltschaltung 30 derart, dass sie in einem eines ersten Zustands, eines zweiten Zustands und eines dritten Zustands ist, wie es in 22 gezeigt ist.
  • In dem ersten Zustand ist das erste Schaltelement 441 in dem EIN-Zustand, ist das zweite Schaltelement 442 in dem AUS-Zustand, ist das dritte Schaltelement 443 in dem AUS-Zustand und ist das vierte Schaltelement 444 in dem AUS-Zustand. Daher ist in dem ersten Zustand die Ausgangsverdrahtung 60 mit der Hochpotentialverdrahtung 12 über das erste Schaltelement 441 verbunden.
  • Folglich wird in dem ersten Zustand das elektrische Potential der Ausgangsverdrahtung 60 gleich zu dem elektrischen Potential VH der Hochpotentialverdrahtung 12.
  • In dem zweiten Zustand ist das erste Schaltelement 441 in dem AUS-Zustand, ist das zweite Schaltelement 442 in dem EIN-Zustand, ist das dritte Schaltelement 443 in dem EIN-Zustand, und ist das vierte Schaltelement 444 in dem AUS-Zustand. Daher ist in dem zweiten Zustand die Ausgangsverdrahtung 60 mit dem Neutralpunkt 14 über sowohl das zweite Schaltelement 442 als auch das dritte Schaltelement 443 verbunden. Folglich wird in dem zweiten Zustand das elektrische Potential der Ausgangsverdrahtung 60 gleich zu dem Neutralpunktpotential VM.
  • In dem dritten Zustand ist das erste Schaltelement 441 in dem AUS-Zustand, ist das zweite Schaltelement 442 in dem AUS-Zustand, ist das dritte Schaltelement 443 in dem aus AUS-Zustand, und ist das vierte Schaltelement 444 in dem EIN-Zustand. Daher ist in dem dritten Zustand die Ausgangsverdrahtung 60 mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 über das vierte Schaltelement 444 verbunden. Folglich wird in dem dritten Zustand das elektrische Potential der Ausgangsverdrahtung gleich zu dem elektrischen Potential der Niedrigpotentialverdrahtung 16, d.h. 0 V.
  • Mit einer Änderung in den Zuständen der Schaltschaltungen 30 zwischen dem ersten Zustand, dem zweiten Zustand und dem dritten Zustand ändern sich die elektrischen Potentiale der Ausgangsverdrahtungen 60 zwischen dem höheren Potential VH, dem Neutralpunktpotential VM und 0 V. Die Steuerungsschaltung 70 erzeugt einen Drei-Phasen-Wechselstrom in den Ausgangsverdrahtungen 60 durch Steuern der elektrischen Potentiale der Ausgangsverdrahtungen 60.
  • (Normaler Betrieb)
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt die Befehlsschaltung 72 Befehlswertvektoren, die durch Koordinaten in einem Raumvektorkoordinatensystem repräsentiert sind, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Wenn es kein kurzgeschlossenes Element in dem Wechselrichter 400 gibt, führt die Steuerungsschaltung 70 einen normalen Betrieb durch. In dem normalen Betrieb steuert die Steuerungsschaltung 70 den Wechselrichter 400 entsprechend primären Befehlswertvektoren. Der normale Betrieb, der gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, ist derselbe wie der Normalbetrieb, der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
  • (Variation im Neutralpunktpotential VM)
  • Nachstehend ist eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM beschrieben. In Fällen, in denen Spannungsvektoren ausgegeben werden, die durch diejenigen der in 3 gezeigten Koordinatensätze repräsentiert sind, die den numerischen Wert 1 nicht aufweisen, wird das Neutralpunktpotential VM nicht keine der drei Ausgangsverdrahtungen 60 angelegt. In diesem Fall tritt keine Variation in den Neutralpunkt Potential VM auf. Beispielsweise sind in dem Fall, in dem (0, 0, 2) ausgegeben wird, beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 verbunden, und ist die Ausgangsverdrahtung 60w mit der Hochpotentialverdrahtung 12 verbunden, wie es in 23 gezeigt ist. Weiterhin kann in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors 90 elektrischer Strom in derselben Richtung wie die an den Motor 90 angelegte Spannung (was nachstehend als die Vorwärtsrichtung bezeichnet ist) oder in die zu der an den Motor 90 angelegten Spannung entgegengesetzten Richtung fließen (was nachstehend als die umgekehrte Richtung bezeichnet ist). Wenn elektrischer Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, fließt er von der Hochpotentialverdrahtung 12 zu dem Motor 90 über die Ausgangsverdrahtung 60w, wie es durch Pfeile 401 in 23 gezeigt ist. Weiterhin fließt der elektrische Strom, der in den Motor 90 geflossen ist, weiter zu der Niedrigpotentialverdrahtung 16 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v. Wenn demgegenüber elektrischer Strom in der umgekehrten Richtung fließt, fließt er in der zu den Pfeilen 401 entgegengesetzten Richtung. Folglich fließt in dem Fall, in dem (0, 0, 2) ausgegeben wird, keine elektrische Ladung in den Neutralpunkt 14 und fließt keine elektrische Ladung aus dem Neutralpunkt 14. Als Ergebnis tritt keine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auf.
  • Gleichermaßen tritt in Fällen, in denen irgendeines von (2, 0, 0), (2, 2, 0), (0, 2, 0), (0, 2, 2) und (2, 0, 2) als ein Spannungsvektor ausgegeben wird, keine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auf.
  • In Fällen, in denen Spannungsvektoren ausgegeben werden, die durch diejenige der in 3 gezeigten Koordinatensätze repräsentiert sind, die den numerischen Wert 1 aufweisen, ist der Neutralpunkt 14 mit zumindest einer der drei Ausgangsverdrahtungen 60 verbunden, somit tritt eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM auf.
  • Beispielsweise wird in dem Fall, in dem (1, 1, 2) ausgegeben wird, beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v mit dem Neutralpunkt 14 verbunden und ist die Ausgangsverdrahtung 60w mit der Hochpotentialverdrahtung 12 verbunden, wie es in 24 gezeigt ist. In diesem Fall fließt, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, er von der Hochpotentialverdrahtung 12 zu dem Motor 90 über die Ausgangsverdrahtung 60w, wie es durch Pfeile 402 in 24 angegeben ist. Weiterhin fließt elektrischer Strom, der in den Motor 90 geflossen ist, weiter zu dem Neutralpunkt 14 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v. Folglich wird der obere Kondensator 20 entladen, was einen Anstieg des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Wenn demgegenüber der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt, fließt er in der zu den Pfeilen 402 entgegengesetzten Richtung. Folglich wird der obere Kondensator 20 geladen, was einen Abfall des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, steigt in dem Fall, in dem (1, 1, 2) als ein Spannungsvektor ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM an, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und fällt ab, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt. Gleichermaßen steigt in Fällen, in denen irgendeines von (2, 1, 1), (2, 2, 1), (1, 2, 1), (1, 2, 2) und (2, 1, 2) als ein Spannungsvektor ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM an, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und fällt ab, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt.
  • Beispielsweise sind in dem Fall, in dem (0, 0, 1) ausgegeben wird, beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v mit der Niedrigpotentialverdrahtung 16 verbunden, und ist die Ausgangsverdrahtung 60w mit dem Neutralpunkt 14 verbunden, wie es in 25 gezeigt. In diesem Fall fließt, wenn elektrischer Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, dieser von dem Neutralpunkt 14 zu dem Motor 90 über die Ausgangsverdrahtung 60w, wie es durch Pfeile 404 in 25 angegeben ist. Weiterhin fließt der elektrische Strom, der in den Motor 90 geflossen ist, weiter zu der Niedrigpotentialverdrahtung 16 über beide Ausgangsverdrahtungen 60u und 60v. Folglich wird der untere Kondensator 22 entladen, was einen Abfall des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Demgegenüber fließt, wenn elektrischer Strom in der umgekehrten Richtung fließt, dieser in die zu den Pfeilen 404 entgegengesetzten Richtung. Folglich wird der untere Kondensator 22 geladen, was einen Anstieg des Neutralpunktpotentials VM bewirkt. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, fällt in dem Fall, in dem (0, 0, 1) als ein Spannungsvektor ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM ab, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und steigt an, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt. Gleichermaßen fällt in Fällen, in denen irgendeines von (1, 0, 0), (1, 1, 0), (0, 1, 0), (0, 1, 1) und (1, 0, 1) als ein Spannungsvektor ausgegeben wird, das Neutralpunktpotential VM ab, wenn der elektrische Strom in der Vorwärtsrichtung fließt, und steigt an, wenn der elektrische Strom in der umgekehrten Richtung fließt.
  • Weiterhin fließt in Fällen, in denen irgendeines von (2, 1, 0), (1, 2, 0), (0, 2, 1), (0, 1, 2), (1, 0, 2) und (2, 0, 1) unter den in 3 gezeigten Koordinatensätzen als ein Spannungsvektor ausgegeben wird, elektrische Ladung in oder aus dem Neutralpunkt 14, was zu einer Variation in dem Neutralpunktpotential VM führt.
  • In dem normalen Betrieb ändern die Befehlsschaltung 72 und die Steuerungsschaltung 70 die Ausgangsspannungsvektoren entsprechend dem Neutralpunktpotential VM. Wenn beispielsweise das Neutralpunktpotential VM niedriger als ein Steuerungssollwert wird, wird ein Spannungsvektor zum Anheben des Neutralpunktpotentials VM vorzugsweise ausgegeben. Wenn im Gegensatz dazu das Neutralpunktpotential VM höher als der Steuerungssollwert wird, wird vorzugsweise ein Spannungsvektor zum Absenken des Neutralpunktpotentials VM ausgegeben. Folglich wird es möglich, dem Motor 90 einen Drei-Phasen-Wechselstrom zuzuführen, während das Neutralpunktpotential VM derart gesteuert wird, dass es nahe an dem Sollwert ist.
  • (Betrieb zur Bestimmung eines kurzgeschlossenen Elements)
  • Die Steuerungsschaltung 70 führt periodisch einen Kurzschlusselementbestimmungsbetrieb (Betrieb zur Bestimmung eines kurzgeschlossenen Elements) durch, wenn das Fahrzeug nicht fährt. In dem Kurzschlusselementbestimmungsbetrieb bestimmt die Steuerungsschaltung 70 für jede der Schaltschaltungen 30u, 30v und 30w, ob irgendeines der Schaltelemente 441 bis 444 kurzgeschlossen ist. Insbesondere bestimmt die Steuerungsschaltung 70, ob es ein kurzgeschlossenes Element in der Schaltschaltung 30 gibt, und wenn bestimmt wird, dass es ein kurzgeschlossenes Element gibt, bestimmt die Steuerungsschaltung 70 weiterhin, welches der Schaltelemente 441 bis 444 das kurzgeschlossene Element ist.
  • (A. Notfallbetrieb)
  • Nachstehend ist ein Notfallbetrieb beschrieben. Die Befehlsschaltung 72 und die Steuerungsschaltung 70 können den Notfallbetrieb durchführen, wenn das zweite Schaltelement 442 oder das dritte Schaltelement 443 kurzgeschlossen ist. Es sei bemerkt, dass, wenn das erste Schaltelement 441 oder das vierte Schaltelement 444 kurzgeschlossen ist, der Wechselrichter 400 den Notfallbetrieb nicht durchführen kann. In dem Notfallbetrieb wird die beschränkte Schaltschaltung 30x derart gesteuert, dass das Anlegen eines verbotenen Potentials an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x verhindert wird. Zunächst ist das verbotene Potential beschrieben.
  • (A-1. Verbotenes Potential)
  • Das verbotene Potential bezeichnet eine Spannung, die nicht an die beschränkte Ausgangsverdrahtung 60x aufgrund eines Auftretens eines Zwischenleitungskurzschlusses in der beschränken Schaltschaltung 30x angelegt werden kann. Das verbotene Potential variiert in Abhängigkeit von dem Typ des kurz geschlossenen Elements in der beschränkten Schaltschaltung 30x.
  • Wenn das zweite Schaltelement 442 kurzgeschlossen ist, wird bei Einschalten des vierten Schaltelements 444 ein Kurzschlussstrom von dem Neutralpunkt 14 zu der Niedrigpotentialverdrahtung 16 über das zweite Schaltelement 442, die dritte Diode 453 und das vierte Schaltelement 444 fließen. Daher wird, wenn das zweite Schaltelement 42 kurzgeschlossen ist, ein Einschalten des vierten Schaltelements 444 nicht erlaubt. Dementsprechend ist, wenn das zweite Schaltelement 442 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential 0 V.
  • Andernfalls wird, wenn das dritte Schaltelement 443 kurzgeschlossen ist, bei Einschalten des ersten Schaltelements 441 ein Kurzschlussstrom von der Hochpotentialverdrahtung 12 zu dem Neutralpunkt 14 über das erste Schaltelement 441, das dritte Schaltelement 443 und die zweite Diode 452 fließen. Daher wird, wenn das dritte Schaltelement 443 kurzgeschlossen ist, ein Einschalten des ersten Schaltelements 441 nicht erlaubt. Dementsprechend ist, wenn das dritte Schaltelement 443 kurzgeschlossen ist, das verbotene Potential das höhere Potential VH.
  • (A-2. Notfallbetrieb, wenn das verbotene Potential 0 V oder das höhere Potential VH ist)
  • Wenn das verbotene Potential 0 V oder das höhere Potential VH ist, ist der Notfallbetrieb, der gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, derselbe wie derjenige, der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. Insbesondere wird, wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer der normalen Dreiecksregionen gehört, wie es in 14 gezeigt ist, ein Spannungsvektor wie in dem normalen Betrieb ausgegeben. Wenn im Gegensatz dazu der primäre Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, wie es in 15, 16 und 19 gezeigt ist, berechnet die Befehlsschaltung 72 zunächst ein Liniensegment L1 und berechnet dann einen sekundären Befehlswertvektor, der das Liniensegment L1 nicht überschreitet, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Danach gibt die Steuerungsschaltung 70, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, zu versetzten Zeitpunkten die normalen Koordinaten eines ersten Zwischenkoordinatenpunkts, die Koordinaten eines zweiten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. den Satz der Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts auf der Seite, die entgegengesetzt zu dem Satz der Koordinaten ist, die als die normalen Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden) und die Koordinaten des Ursprungs O aus. Andernfalls, wenn der primäre Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, wie es in 17, 18 und 20 gezeigt ist, berechnet die Befehlsschaltung 72 zunächst ein Liniensegment L2 und berechnet dann einen sekundären Befehlswertvektor, der das Liniensegment L2 nicht überschreitet, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Danach gibt, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die Steuerungsschaltung 70 zu versetzten Zeitpunkten die normalen Koordinaten eines dritten Zwischenkoordinatenpunkts, die Koordinaten eines vierten Zwischenkoordinatenpunkts (d.h. den Satz der Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts auf der Seite, die entgegengesetzt zu dem Satz der Koordinaten ist, die als die normalen Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts ausgegeben werden) und die Koordinaten des Ursprungs voraus. Folglich kann in dem Notfallbetrieb gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM wie in dem Notfallbetrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unterdrückt werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann in dem Wechselrichter 400 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM während des Notfallbetriebs unterdrückt werden. Folglich kann der Notfallbetrieb für eine lange Zeit fortgesetzt werden.
  • Die Diode 452 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel für eine erste Zwischendiode. Die Diode 453 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel für eine zweite Zwischendiode.
  • Der Zustand, in dem der primäre Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränken Dreiecksregionen gehört, wie es in 15, 16 und 19 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen gezeigt ist, ist ein Beispiel für einen beschränkten Zustand. Der Zustand, in dem der primäre Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränkten Dreiecksregionen gehört, wie es in 17, 18 und 20 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen gezeigt ist, ist ein Beispiel für einen vorläufigen Zustand.
  • In dem Notfallbetrieb können die Steuerungsverfahren gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen in Kombination mit anderen Steuerungsverfahren ausgeführt werden. Beispielsweise können, wenn das Neutralpunktpotential VM innerhalb eines zulässigen Bereichs ist, andere Steuerungsverfahren ausgeführt werden, wenn das Neutralpunktpotential VM außerhalb des zulässigen Bereichs ist, können die Steuerungsverfahren gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ausgeführt werden, um weiter eine Variation in dem Neutralpunktpotential VM zu unterdrücken.
  • Obwohl vorstehend die Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben worden sind, sollte anerkannt werden, dass die Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele sind und nicht den Umfang der Patentansprüche beschränken. Die in den Patentansprüchen dargelegte Technologie umfasst verschiedene Modifikationen und Änderungen an den vorstehend veranschaulichten speziellen Beispielen. Die technischen Elemente, die in der Beschreibung oder den Zeichnungen erläutert sind, zeigen eine technische Verwendbarkeit einzeln oder in verschiedenen Kombinationen, und sind nicht auf die Kombinationen begrenzt, die in den Patentansprüchen, wie sie eingereicht worden sind, dargelegt sind. Weiterhin erzielt die in der Beschreibung oder den Zeichnungen veranschaulichte Technologie mehrere Aufgaben gleichzeitig, und das Erzielen einer der Aufgaben weist eine technische Verwendbarkeit in sich selbst auf.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 202155374 [0001]
    • JP 2016220325 A [0003]

Claims (6)

  1. Wechselrichter mit: einer Hochpotentialverdrahtung (12), einer Niedrigpotentialverdrahtung (16), einem Neutralpunkt (14), einem oberen Kondensator (20), der zwischen der Hochpotentialverdrahtung und dem Neutralpunkt geschaltet ist, einem unteren Kondensator (22), der zwischen dem Neutralpunkt und der Niedrigpotentialverdrahtung geschaltet ist, drei Schaltschaltungen, die eine U-Phasen-Schaltschaltung (30u), eine V-Phasen-Schaltschaltung (30v) und eine W-Phasen-Schaltschaltung (30w) aufweisen, einer Befehlsschaltung (72), und einer Steuerungsschaltung (70), wobei: jede der drei Schaltschaltungen eine Vielzahl von Halbleiterelementen und eine Ausgangsverdrahtung aufweist, die Steuerungsschaltung die drei Schaltschaltungen derart steuert, dass jedes von elektrischen Potentialen einer U-Phasen-Ausgangsverdrahtung (60u), einer V-Phasen-Ausgangsverdrahtung (60v) und einer W-Phasen-Ausgangsverdrahtung (60w) zwischen einem höheren Potential, einem Neutralpunktpotential und einem niedrigeren Potential geändert wird, wobei die U-Phasen-Ausgangsverdrahtung die Ausgangsverdrahtung der U-Phasen-Schaltschaltung ist, die V-Phasen-Ausgangsverdrahtung die Ausgangsverdrahtung der V-Phasen-Schaltschaltung ist, die W-Phasen-Ausgangsverdrahtung die Ausgangsverdrahtung der W-Phasen-Schaltschaltung ist, das höhere Potential ein elektrisches Potential der Hochpotential Verdrahtung ist, das Neutralpunktpotential ein elektrisches Potential an dem Neutralpunkt ist, das niedrigere Potential ein elektrisches Potential der Niedrigpotentialverdrahtung ist, die Befehlsschaltung einen Befehlswertvektor erzeugt, der aus einem Spannungsvektor besteht, der durch ein Raumvektorkoordinatensystem repräsentiert ist, das durch Parameter Vu, Vv und Vw definiert ist, der Parameter Vu ein Parameter ist, der angibt, ob das elektrische Potential der U-Phasen-Ausgangsverdrahtung das höhere Potential, das Neutralpunktpotential oder das niedrigere Potential ist, der Parameter Vv ein Parameter ist, der angibt, ob das elektrische Potential der V-Phasen-Ausgangsverdrahtung das höhere Potential, das Neutralpunktpotential oder das niedrigere Potential ist, der Parameter Vw ein Parameter ist, der angibt, ob das elektrische Potential der W-Phasen-Ausgangsverdrahtung das höhere Potential, das Neutralpunktpotential oder das niedrigere Potential ist, die Steuerungsschaltung die drei Schaltschaltungen auf der Grundlage des Befehlswertvektors steuert, das Raumvektorkoordinatensystem eine Vielzahl von Zwischenkoordinatenpunkten (M1 bis M6) aufweist, die sich zwischen einem Ursprung und äußersten Koordinatenpunkten befinden, jeder aus der Vielzahl der Zwischenkoordinatenpunkte sowohl einen Satz oberer Koordinaten, die einen Spannungsvektor repräsentieren, die eine Spannung des oberen Kondensators ändert, und einen Satz unterer Koordinaten aufweist, die einen Spannungsvektor repräsentieren, der eine Spannung des unteren Kondensators ändert, das Raumvektorkoordinatensystem eine Vielzahl von Dreiecksregionen (T1 bis T6) aufweist, von denen jede drei Eckpunkte aufweist, die jeweils aus dem Ursprung und benachbarten zwei der Vielzahl der Zwischenkoordinatenpunkte bestehen, die Steuerungsschaltung konfiguriert ist, einen Notfallbetrieb durchzuführen, wenn eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, so dass in einer der drei Schaltschaltung ein verbotenes Potential nicht an die Ausgangsverdrahtung angelegt werden kann, wobei das verbotene Potential entweder das höhere Potential oder das niedrigere Potential ist, das eine der Schaltelemente, das kurzgeschlossen ist, ein kurzgeschlossenes Element bildet, die Ausgangsverdrahtung derjenigen der drei Schaltschaltungen, die das kurzgeschlossene Element aufweist, eine beschränkte Ausgangsverdrahtung bildet, die Ausgangsverdrahtung derjenigen zwei der drei Schaltschaltungen, die das kurzgeschlossene Element nicht aufweisen, normale Ausgangsverdrahtungen bilden, in dem Notfallbetrieb die Steuerungsschaltung das elektrische Potential der beschränkten Ausgangsverdrahtung zwischen zweien des höheren Potentials, des Neutralpunktpotentials und des niedrigeren Potentials ausschließlich des verbotenen Potentials ändert, und jedes der elektrischen Potentiale der normalen Ausgangsverdrahtungen zwischen dem höheren Potential, dem Neutralpunktpotential und dem niedrigeren Potential ändert, in dem Notfallbetrieb die Vielzahl der Zwischenkoordinatenpunkte eine Vielzahl von normalen Zwischenkoordinatenpunkten, an denen jeweils weder der Satz der oberen Koordinaten noch der Satz der unteren Koordinaten einen verbotenen Parameter aufweist, der das verbotene Potential repräsentiert, und eine Vielzahl beschränkter Zwischenkoordinatenpunkte aufweist, an denen jeweils eines des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten den verbotenen Parameter aufweist und der andere des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten den verbotenen Parameter nicht aufweist, in dem Notfallbetrieb die Vielzahl der Dreiecksregionen erste beschränkte Dreiecksregionen, in denen jeweils die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils zwei der drei Eckpunkte bilden, jeweils zwei der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte sind, zweite beschränkte Dreiecksregionen, in denen jeweils einer der zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils zwei der drei Eckpunkte bilden, einer der normalen Zwischenkoordinatenpunkte ist und der andere der zwei Zwischenkoordinatenpunkte einer der beschränkten Zwischenkoordinatenpunkte ist, und normale Dreiecksregionen aufweist, in denen jeweils die zwei Zwischenkoordinatenpunkte, die jeweils zwei der drei Eckpunkte bilden, jeweils zwei der normalen Zwischenkoordinatenpunkte sind, in dem Notfallbetrieb, in einem beschränkten Zustand, in dem der Befehlswertvektor zu einer der ersten beschränkten Dreiecksregionen gehört, die Steuerungsschaltung zu versetzten Zeitpunkten Koordinaten des Ursprungs, erste Koordinaten, die Koordinaten eines ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und zweite Koordinaten, die Koordinaten eines zweiten Zwischenkoordinatenpunkts sind, ausgibt, in dem beschränkten Zustand von den zwei Zwischenkoordinatenpunkten, die eine Diagonale, die den Ursprung nicht aufweist, eines Vierecks bilden, das durch eine spezifische erste beschränkte Dreiecksregion und eine benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion gebildet wird, der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der spezifischen ersten beschränkten Dreiecksregion der ersten Zwischenkoordinatenpunkt ist und der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der benachbarten zweiten beschränken Dreiecksregion der zweite Zwischenkoordinatenpunkt ist, die spezifische erste beschränkte Dreiecksregion diejenige der ersten beschränkten Dreiecksregionen ist, zu der der Befehlswertvektor gehört, und die benachbarte zweite beschränkte Dreiecksregion eine der zweiten beschränkten Dreiecksregionen ist, die benachbart zu der spezifischen ersten beschränkten Dreiecksregion ist, die ersten Koordinaten diejenigen des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, der den verbotenen Parameter nicht aufweist, und die zweiten Koordinaten der Satz der unteren Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts sind, wenn die ersten Koordinaten der Satz der oberen Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und der Satz der oberen Koordinaten des zweiten Zwischenkoordinatenpunkts sind, wenn die ersten Koordinaten der Satz der unteren Koordinaten des ersten Zwischenkoordinatenpunkts sind.
  2. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei in dem beschränkten Zustand die Befehlsschaltung den Befehlswertvektor erzeugt, der ein Liniensegment (L1) nicht überschreitet, das den ersten Zwischenkoordinatenpunkt und den zweiten Zwischenkoordinatenpunkt verbindet.
  3. Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Notfallbetrieb in einem vorläufigen Zustand, in dem der Befehlswertvektor zu einer der zweiten beschränken Dreiecksregionen gehört, die Steuerungsschaltung zu versetzten Zeitpunkten die Koordinaten des Ursprungs, dritte Koordinaten, die Koordinaten eines dritten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und vierte Koordinaten, die Koordinaten eines vierten Zwischenkoordinatenpunkts sind, ausgibt, in dem vorläufigen Zustand von den zwei Zwischenkoordinatenpunkten, die eine Diagonale, die den Ursprung nicht aufweist, eines Vierecks bilden, das durch eine spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion und eine benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion gebildet ist, der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der benachbarten ersten beschränken Dreiecksregion der dritte Zwischenkoordinatenpunkt ist, und der Zwischenkoordinatenpunkt innerhalb der spezifischen zweiten beschränkten Dreiecksregion der vierten Zwischenkoordinatenpunkt ist, die spezifische zweite beschränkte Dreiecksregion diejenige der zweiten beschränkten Dreiecksregionen ist, zu der der Befehlswertvektor gehört, und die benachbarte erste beschränkte Dreiecksregion diejenige der ersten beschränkten Dreiecksregionen ist, die benachbart zu der spezifischen zweiten beschränkten Dreiecksregion ist, die dritten Koordinaten diejenigen des Satzes der oberen Koordinaten und des Satzes der unteren Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts sind, der den verbotenen Parameter nicht aufweist, und die vierten Koordinaten der Satz der unteren Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts sind, wenn die dritten Koordinaten der Satz der oberen Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts sind, und der Satz der oberen Koordinaten des vierten Zwischenkoordinatenpunkts sind, wenn die dritten Koordinaten der Satz der unteren Koordinaten des dritten Zwischenkoordinatenpunkts sind.
  4. Wechselrichter nach Anspruch 3, wobei in dem vorläufigen Zustand die Befehlsschaltung den Befehlswertvektor erzeugt, der ein Liniensegment (L2) nicht überschreitet, das den dritten Zwischenkoordinatenpunkt und den vierten Zwischenkoordinatenpunkt verbindet.
  5. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der drei Schaltschaltungen aufweist: ein erstes Schaltelement (41), dessen positive Elektrode mit der Hochpotentialverdrahtung verbunden ist, ein zweites Schaltelement (42), dessen positive Elektrode mit einer negativen Elektrode des ersten Schaltelements verbunden ist und dessen negative Elektrode mit der Ausgangsverdrahtung verbunden ist, ein drittes Schaltelement (43), dessen positive Elektrode mit der Ausgangsverdrahtung verbunden ist, ein viertes Schaltelement (44), dessen positive Elektrode mit einer negativen Elektrode des dritten Schaltelements verbunden ist und dessen negative Elektrode mit der Niedrigpotentialverdrahtung verbunden ist, eine erste Diode (51), deren Anode mit dem Neutralpunkt verbunden ist und deren Kathode mit der negativen Elektrode des ersten Schaltelements verbunden ist, und eine zweite Diode (52), deren Anode mit der negativen Elektrode des dritten Schaltelements verbunden ist und deren Kathode mit dem Neutralpunkt verbunden ist, wenn das kurzgeschlossene Element das zweite Schaltelement oder die zweite Diode ist, das verbotene Potential das niedrigere Potential ist, und wenn das kurzgeschlossene Element das dritte Schaltelement oder die erste Diode ist, das verbotene Potential das höhere Potential ist.
  6. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der drei Schaltschaltungen aufweist: ein erstes Schaltelement (441), das zwischen der Hochpotentialverdrahtung und der Ausgangverdrahtung geschaltet ist, ein zweites Schaltelement (442), das zwischen dem Neutralpunkt und der Ausgangsverdrahtung geschaltet ist, ein drittes Schaltelement (443), das in Reihe zu dem zweiten Schaltelement zwischen dem Neutralpunkt und der Ausgangverdrahtung geschaltet ist, ein viertes Schaltelement (444), das zwischen der Ausgangsverdrahtung und der Niedrigpotentialverdrahtung geschaltet ist, eine erste Zwischendiode (452), die, mit ihrer Kathode zu der Neutralpunktseite hin orientiert, parallel zu dem zweiten Schaltelement geschaltet ist, und eine zweite Zwischendiode (453), die, mit ihrer Kathode zu der Ausgangverdrahtungsseite hin orientiert ist, parallel zu dem dritten Schaltelement geschaltet ist, wenn das kurzgeschlossene Element das zweite Schaltelement ist, das verbotene Potential das niedrigere Potential ist, und wenn das kurzgeschlossene Element das dritte Schaltelement ist, das verbotene Potential das höhere Potential ist.
DE112021007407.5T 2021-03-29 2021-09-09 Wechselrichter Pending DE112021007407T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021055374A JP7476834B2 (ja) 2021-03-29 2021-03-29 インバータ
JP2021-055374 2021-03-29
PCT/JP2021/033216 WO2022208932A1 (ja) 2021-03-29 2021-09-09 インバータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112021007407T5 true DE112021007407T5 (de) 2024-01-11

Family

ID=83457373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112021007407.5T Pending DE112021007407T5 (de) 2021-03-29 2021-09-09 Wechselrichter

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240030831A1 (de)
JP (1) JP7476834B2 (de)
CN (1) CN117136492A (de)
DE (1) DE112021007407T5 (de)
WO (1) WO2022208932A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016220325A (ja) 2015-05-15 2016-12-22 株式会社デンソー マルチレベルインバータの制御装置
JP2021055374A (ja) 2019-09-30 2021-04-08 日立建機株式会社 作業機械

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5849586B2 (ja) * 2011-10-06 2016-01-27 富士電機株式会社 ３レベル電力変換回路システム
JP5957594B2 (ja) 2013-02-20 2016-07-27 株式会社日立製作所 電力変換器
JP7263789B2 (ja) 2019-01-17 2023-04-25 株式会社デンソー インバータ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016220325A (ja) 2015-05-15 2016-12-22 株式会社デンソー マルチレベルインバータの制御装置
JP2021055374A (ja) 2019-09-30 2021-04-08 日立建機株式会社 作業機械

Also Published As

Publication number Publication date
JP7476834B2 (ja) 2024-05-01
JP2022152558A (ja) 2022-10-12
CN117136492A (zh) 2023-11-28
WO2022208932A1 (ja) 2022-10-06
US20240030831A1 (en) 2024-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007017253B4 (de) Steuersystem für eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine
DE102016200241A1 (de) Steuervorrichtung für eine drehende elektrische maschine
DE102014224371A1 (de) Batteriesystem mit einer hybriden Batterie und einem eingangsseitig mit der Batterie verbundenen NPC-Wechselrichter und Verfahren zum Betreiben eines eingangsseitig mit einer hybriden Batterie verbundenen NPC-Wechselrichter
EP2795783B1 (de) System und verfahren zum ansteuern einer energiespeichereinrichtung
DE102008046307A1 (de) Dreiphasiger Wechselrichter mit verbesserter Verlustverteilung
DE102008034668A1 (de) Doppelseitiges Wechselrichtersystem mit einem Impedanzwechselrichter-Untersystem
EP2608399B1 (de) Verfahren zur Erdschlusserkennung beim Betrieb eines Stromrichters
DE102013202221A1 (de) Elektromotorantriebsvorrichtung mit Ausfalldetektionsschaltung und Ausfalldetektionsverfahren für Elektromotorantriebsvorrichtung mit Ausfalldetektionsschaltung
DE102018101852A1 (de) Resonanz-Gate-Treiber
DE102016103041A1 (de) Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE102014217585A1 (de) Motorsteuerungsvorrichtung
DE112014003605T5 (de) Antriebssteuerungsvorrichtung für einen elektrischen Motor
DE102014210921A1 (de) Fahrzeug mit einer rotierenden elektrischen Maschine, Umrichter und elektronischer Steuerungseinheit sowie zugehöriges Steuerungsverfahren
EP3255773A1 (de) Verlustarmes doppel-submodul für einen modularen mehrpunktstromrichter und modularer mehrpunktstromrichter mit diesem
DE102016222361A1 (de) Mehrphasen-elektromotorsteuerungsvorrichtung
DE102013112147A1 (de) Schaltungsanordnungen und verfahren zum betreiben einer elektromaschine
DE102013203830A1 (de) Verfahren und Systeme für das Steuern eines Aufwärtswandlers
DE102019102777A1 (de) Pulsweitenmodulations-Mustergenerator und entsprechende Systeme, Verfahren und Computerprogramme
DE102020214682A1 (de) Motorantriebsvorrichtung und verfahren
DE102013224022A1 (de) Wechselrichter mit SiC-JFETs
DE102016114445A1 (de) Dreiphasen-Wechselrichtersystem
DE112015004050T5 (de) Steuervorrichtung für elektrische quellen
WO2014127871A2 (de) Interne energieversorgung von energiespeichermodulen für eine energiespeichereinrichtung und energiespeichereinrichtung mit solchem
DE102018133248B4 (de) Motorsteuervorrichtung und Steuerverfahren für Motorsteuervorrichtung
DE102011003940A1 (de) System mit einer elektrisch erregten Maschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed