JP2012039853A - Ｐｗｍインバータの制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチ状態が変化する相の数を最小とし、不要なスイッチング損失の発生を防ぐことができるＰＷＭインバータの制御方法および制御装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＰＷＭインバータの制御方法は、三相２レベル形ＰＷＭインバータの各スイッチ状態に対応する８つのスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択を切り替えながら、当該ＰＷＭインバータを空間ベクトル制御する方法であって、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択を切り替える前後でスイッチ状態が変化する相の数が１であるスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の組み合わせを予めルール化しておき、任意の出力ベクトルＶ_ｕを得るために必要なスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択する際に、予め作成した上記のルールに含まれている組み合わせを辿りながらスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択することを特徴としている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ＰＷＭインバータの制御方法および制御装置に関し、特にスイッチベクトルを用いてＰＷＭインバータを空間ベクトル制御する方法および装置に関する。

図１に示すように、三相２レベル形のＰＷＭインバータ１ａは、制御部３によって制御されるインバータ部２からなり、インバータ部２の各相出力が三相負荷４に接続されている。同図に示すように、インバータ部２はＩＧＢＴ等からなる６つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を有し、このうち、スイッチＳＷ１、ＳＷ２はＵ相アームを、スイッチＳＷ３、ＳＷ４はＶ相アームを、スイッチＳＷ５、ＳＷ６はＷ相アームをそれぞれ構成する。各スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の導通状態は、制御部３の制御下で切り替えられる。

ＰＷＭインバータ１ａの制御方法は、従来から種々の方法が検討されている。その１つである空間ベクトル制御では、インバータ部２の各スイッチ状態に対応する２^３＝８個のスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７（図２参照）のうちの少なくとも１つを選択することによりＰＷＭインバータ１ａを制御する（例えば、特許文献１参照）。ここで、各スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の括弧内の数字“１”は、各相アームの上側スイッチがオン（下側スイッチはオフ）していることを示し、“０”は、各相アームの下側スイッチがオン（上側スイッチはオフ）していることを示す。各スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７とスイッチ状態の関係は、下表の通りである。

なお、本明細書では、各相アームのスイッチ状態が同一で出力電圧がゼロとなるスイッチベクトル（Ｖ_０、Ｖ_７、後述するＶ_２６）を「ゼロスイッチベクトル」と呼び、その他のスイッチベクトル（Ｖ_１〜Ｖ_６、後述するＶ_８〜Ｖ_２５）を「非ゼロスイッチベクトル」と呼ぶこととする。

この空間ベクトル制御では、出力電圧を任意の波形に制御することができる。また、この空間ベクトル制御では、ＰＷＭインバータ１ａの出力状態をモードＩ〜ＶＩに相当する６つの領域に分割して捉える（図３参照）。各モードの領域内にある任意の出力ベクトルＶ_ｕは、上記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７のベクトル的組み合わせにより表現することができる。つまり、空間ベクトル制御では、任意の制御則にしたがって出力ベクトルＶ_ｕを決定するとともに、当該出力ベクトルＶ_ｕを得るためのスイッチベクトルを選択し、インバータ部２を選択したスイッチベクトルに対応したスイッチ状態とすることにより、ＰＷＭインバータ１ａを制御する。

例えば、図３の時間ｔにおける出力ベクトルＶ_ｕはモードＩＩの領域内にあるので、出力ベクトルＶ_ｕはスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_２、Ｖ_３またはスイッチベクトルＶ_７、Ｖ_２、Ｖ_３のベクトル的組み合わせにより表現することができる。すなわち、３つのスイッチベクトルＶ_０（Ｖ_７）、Ｖ_２、Ｖ_３を順次選択し、インバータ部２を各スイッチベクトルＶ_０（Ｖ_７）、Ｖ_２、Ｖ_３に対応したスイッチ状態とすることにより、時間ｔにおける所定の各相出力電圧を得ることができる。

なお、上記出力ベクトルＶ_ｕは、例えば、各相出力電圧を正弦波状とする場合は、ＰＷＭインバータ１ａの各相出力電圧が１周期変化する間に、図２の六角形内にある円軌道上を半時計周りに１周する。言い換えると、出力ベクトルＶ_ｕは、ＰＷＭインバータ１ａの出力が電気角で６０°変化する度にモードＩ→モードＩＩ→・・・→モードＶＩ→モードＩ・・・に対応した領域内を順次移動していく。前記の通り、出力電圧Ｖ_ｕは、任意の制御則にしたがって生成されるのが一般的である。

特開平６−２４５５８８号公報

ところで、上記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択は一意的ではなく、自由度を有している。例えば、上記時間ｔの一例では３つのスイッチベクトルＶ_０（Ｖ_７）、Ｖ_２、Ｖ_３を選択するが、これらをどのような順序で選択するのかは全くの自由である。このため、従来の空間ベクトル制御では、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択順序によっては、１スイッチサイクルあたりのスイッチング回数が増加して、不要なスイッチング損失が発生する場合があった。

より詳しくは、例えば、スイッチベクトルＶ_０、Ｖ_２、Ｖ_３をこの順序で選択したとすると、Ｖ_０からＶ_２でＵ相とＶ相のスイッチ状態が変化し、Ｖ_２からＶ_３でＵ相のスイッチ状態が変化し、さらにＶ_３からＶ_０でＶ相のスイッチ状態が変化するので、結局、１スイッチサイクルあたりのスイッチ状態が変化する相の数は４となる。これに対して、スイッチベクトルＶ_０、Ｖ_３、Ｖ_２をこの順序で選択し、その後、スイッチベクトルＶ_２、Ｖ_３、Ｖ_０をこの順序で選択すれば、１スイッチサイクルあたりのスイッチ状態が変化する相の数は２となる。つまり、前者を選択した場合は後者を選択した場合よりも１スイッチサイクルあたりのスイッチ状態が変化する相の数が２多く、その分だけ不要なスイッチング損失が発生していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、スイッチング回数を最小とし、不要なスイッチング損失の発生を防ぐことができるＰＷＭインバータの制御方法および制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明者は鋭意検討を重ねた結果、スイッチベクトルの選択を切り替える前後で、スイッチ状態が変化する相の数が１以下であるスイッチベクトルの組み合わせを予めルール化しておき、そのルールにしたがってスイッチベクトルの選択順序を決定すれば、不要なスイッチング損失の発生を防ぐことができることを見い出し、本願発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明に係るＰＷＭインバータの制御方法は、三相２レベル形ＰＷＭインバータの各スイッチ状態に対応する８つのスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択を切り替えながら、当該ＰＷＭインバータを空間ベクトル制御する方法であって、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択を切り替える前後でスイッチ状態が変化する相の数が１以下であるスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の組み合わせをルール化しておき、ＰＷＭインバータの出力変化の１周期を、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７に含まれるゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７および非ゼロスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_６で表現可能なモードＩ〜ＶＩに対応する６つの領域に分割して捉え、上記領域の１つに含まれる任意の出力ベクトルＶ_ｕを得るために必要なスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７をゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７および非ゼロスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_６の中から選択する際に、上記ルールに含まれている組み合わせを辿りながらスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択することを特徴としている。

上記三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法は、例えば、１つ前のスイッチサイクルにおいて最後に選択したスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を直前スイッチベクトルとしたとき、下表に表されたルールと出力ベクトルＶ_ｕを含む領域に対応するモードＩ〜ＶＩとに基づいて、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃの順序でスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択するよう構成することができる。

また、上記三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法は、例えば、起点スイッチベクトルとするスイッチベクトルを予めゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７の中から選択しておき、起点スイッチベクトルをゼロスイッチベクトルＶ_０とした場合は、下表（Ａ）に表されたルールと出力ベクトルＶ_ｕを含む領域に対応するモードＩ〜ＶＩとに基づいて、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ａの順序でスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_６を選択し、起点スイッチベクトルをゼロスイッチベクトルＶ_７とした場合は、下表（Ｂ）に表されたルールと出力ベクトルＶ_ｕを含む領域に対応するモードＩ〜ＶＩとに基づいて、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ａの順序でスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_７を選択するよう構成することもできる。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るＰＷＭインバータの制御方法は、三相マルチレベル形ＰＷＭインバータの各スイッチ状態に対応するスイッチベクトルの選択を切り替えながら、当該ＰＷＭインバータを空間ベクトル制御する方法であって、スイッチベクトルの選択を切り替える前後で導通状態が変化するスイッチの数が最小となるスイッチベクトルの組み合わせをルール化しておき、ＰＷＭインバータの出力変化の１周期を、上記スイッチベクトルに含まれるゼロスイッチベクトルおよび非ゼロスイッチベクトルで表現可能な複数の領域に分割して捉え、上記領域の１つに含まれる任意の出力ベクトルＶ_ｕを得るために必要なスイッチベクトルをゼロスイッチベクトルおよび非ゼロスイッチベクトルの中から選択する際に、上記ルールに含まれている組み合わせを辿りながらスイッチベクトルを選択することを特徴としている。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るＰＷＭインバータの制御装置は、ＰＷＭインバータの各スイッチ状態に対応するスイッチベクトルのうちの少なくとも１つを上記いずれかの制御方法で選択し、選択したスイッチベクトルに対応するスイッチ状態となるように、インバータ部を構成する各スイッチの導通状態を変化させることを特徴としている。

なお、上記インバータ部は、昇降圧部によって昇圧または降圧された後の直流電圧が入力されるものであってもよい。

本発明によれば、スイッチベクトルの選択を切り替える際に必要なスイッチングの回数を最小とし、不要なスイッチング損失の発生を防ぐことができるＰＷＭインバータの制御方法および制御装置を提供することができる。

三相２レベル形ＰＷＭインバータの模式回路図である。 三相２レベル形ＰＷＭインバータにおける空間ベクトル制御の概念を説明するための図である。 三相２レベル形ＰＷＭインバータにおける空間ベクトル制御の概念を説明するための図である。 本発明に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法において、スイッチベクトルを選択する際に参照するルールの概念図である。 出力ベクトルから分解方向ベクトルへの分解を説明するための図である。 本発明に係る三相２レベル形（三相マルチレベル形）ＰＷＭインバータの制御方法のフローチャートである。 本発明に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法による制御の一例であって、（Ａ）は直前スイッチベクトルがＶ_２で現モードがＩＩの場合、（Ｂ）は直前スイッチベクトルがＶ_２で現モードがＩＶの場合である。 本発明に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法でＰＷＭインバータを制御した実験結果を示す、各相のＰＷＭ波形図である。 本発明に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法でＰＷＭインバータを制御した実験結果を示す、各相の出力電圧波形図である。 本発明の変形例に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法において、スイッチベクトルを選択する際に参照するルールの概念図であって、（Ａ）は起点ベクトルをＶ_０とした場合、（Ｂ）は起点ベクトルをＶ_７とした場合である。 本発明の変形例に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法でＰＷＭインバータを制御した実験結果を示す、各相のＰＷＭ波形図である。 本発明の変形例に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法でＰＷＭインバータを制御した実験結果を示す、各相の出力電圧波形図である。 本発明を適用可能なＰＷＭインバータの変形例を示す模式回路図である。 本発明を適用可能な三相３レベル形ＰＷＭインバータを示す模式回路図である。 本発明に係る三相３レベル形ＰＷＭインバータの制御方法において、スイッチベクトルを選択する際に参照するルールの概念図である。 三相３レベル形ＰＷＭインバータにおける空間ベクトル制御の概念を説明するための図である。 三相３レベル形ＰＷＭインバータにおける空間ベクトル制御における出力順序ベクトルのデューティ比の求め方を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る三相２レベル形ＰＷＭインバータの制御方法および制御装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態では、既知の方法で求めた各相デューティ比（ｕ_ｕ、ｕ_ｖ、ｕ_ｗ）が入力指令値として制御部３（本発明の「制御装置」に相当する）に入力されるものとする。また、以下では、図１に示す三相２レベル形ＰＷＭインバータ１ａを制御対象とする場合について詳細に説明するが、本発明は、インバータ部２の手前に昇降圧（昇圧、降圧、昇降圧）部５を設け、インバータ部２に入力される直流電圧を可変としたＰＷＭインバータ１ｂ（図１３参照）や、３レベル形以上のマルチレベルのインバータ部２ｃを備えたＰＷＭインバータ１ｃ（図１４参照）も制御対象とすることができる。

［三相２レベル形ＰＷＭインバータ］
［ルール作成］
本発明では、事前の準備として、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択する際に参照するルール（図４および表２参照）を作成する必要がある。このルールは、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択を切り替える前と後で、スイッチ状態が変化する相の数が１以下であるスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の組み合わせをまとめたもので、本発明では、この組み合わせを辿りながらスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７が選択される。

例えば、モードＩの領域に含まれる出力ベクトルＶ_ｕは、ゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７と非ゼロスイッチベクトルＶ_１、Ｖ_２のベクトル的組み合わせにより表現することができるが、ゼロスイッチベクトルＶ_０が選択された後に非ゼロスイッチベクトルＶ_２が選択されると、２相（Ｕ相、Ｖ相）のスイッチ状態が変化することになるので、本ルールの下ではそのような順序でスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択することは許されない。言い換えると、本ルールの下では、選択スイッチベクトルのＶ_０からＶ_２への移動は許されない。同様に、Ｖ_２からＶ_０への移動、Ｖ_７からＶ_１への移動、およびＶ_１からＶ_７への移動も、本ルールの下では許されない。

また、モードＶの領域に含まれる出力ベクトルＶ_ｕは、ゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７と非ゼロスイッチベクトルＶ_５、Ｖ_６の組み合わせにより表現することができるが、ゼロスイッチベクトルＶ_０が選択された後に非ゼロスイッチベクトルＶ_６が選択されると、２相（Ｕ相、Ｗ相）のスイッチ状態が変化することになるので、本ルールの下ではそのような選択スイッチベクトルの移動は許されない。同様に、Ｖ_６からＶ_０への移動、Ｖ_７からＶ_５への移動、およびＶ_５からＶ_７への移動も、本ルールの下では許されない。

図４は、上記ルールを整理した図である。結局、本発明に係る制御方法では、同図中の矢印で示された方向への選択スイッチベクトルの移動のみが許され、その他の移動は許されない。

表２は、上記ルールをさらに整理して一般化したものである。なお、表２中の「直前スイッチベクトル」は、１つ前のスイッチサイクルで最後に選択されたスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を意味し、「モード」は、出力ベクトルＶ_ｕを含む領域のモード（以下、「現モード」という）を示す。また、「Ｖ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ」は出力順序ベクトルである。

この表に具現化されたルールによれば、例えば、直前スイッチベクトルがＶ_０で、かつ現モードがＩＩの場合は、表２（Ａ）のモードＩＩの行を参照して、ゼロスイッチベクトルＶ_０と非ゼロスイッチベクトルＶ_３、Ｖ_２をこの順序で選択すればよいことが分かる。また、直前スイッチベクトルがＶ_６で、かつ現モードがＶの場合は、表２（Ｇ）のモードＶの行を参照して、非ゼロスイッチベクトルＶ_６、Ｖ_５およびゼロスイッチベクトルＶ_０をこの順序で選択すればよいことが分かる。なお、直前スイッチベクトルがＶ_６で、かつ現モードがＩの場合は、表２（Ｇ）ではなく、表２（Ｈ）のモードＩの行を参照して選択すべきスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を特定する。すなわち、現モードがＩなので、ゼロスイッチベクトルＶ_７と非ゼロスイッチベクトルＶ_２、Ｖ_１をこの順序で選択すればよいことが分かる。

［制御フロー］
続いて、図６のフローチャートを参照しつつ、入力指令値である各相デューティ比ｕ_ｕ、ｕ_ｖ、ｕ_ｗが入力されてから、選択すべきスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７と、その順序およびデューティ比が決定されるまでのフローについて説明する。

まず、ステップＳ１では、各相デューティ比ｕ_ｕ、ｕ_ｖ、ｕ_ｗが制御部３に入力される。各相デューティ比ｕ_ｕ、ｕ_ｖ、ｕ_ｗは、例えば、ＰＷＭインバータ１ａの各相出力電圧波形を所定振幅・周波数の正弦波状とするためのもので、既知のインバータ制御方法により求められる。

ステップＳ２では、下式（１）を用いて、入力された各相デューティ比ｕ_ｕ、ｕ_ｖ、ｕ_ｗから出力ベクトルＶ_ｕの横軸成分ｕ_ｘおよび縦軸成分ｕ_ｙを求める。

各相デューティ比ｕ_ｕ、ｕ_ｖ、ｕ_ｗの代わりに、任意の制御則にしたがって求めた出力ベクトルＶ_ｕ（横軸成分ｕ_ｘ、縦軸成分ｕ_ｙ）が制御部３に入力される場合は、ステップＳ１およびＳ２を省略して、ステップＳ３から本フローをスタートさせてもよい。

ステップＳ３では、ステップＳ２で求めた出力ベクトルＶ_ｕの横軸成分ｕ_ｘおよび縦軸成分ｕ_ｙから、「現モード」を特定する。すなわち、出力ベクトルＶ_ｕが、図２に示す六角形内の６つの領域（モードＩ〜ＩＶに対応）のいずれに含まれるのかを特定する。

ステップＳ４では、「直前スイッチベクトル」がスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７のいずれであるのかを特定する。直前スイッチベクトルは、１つ前のスイッチサイクルで求めた出力順序ベクトルＶ_ｃ（後述）を参照することにより特定することができる。

ステップＳ５では、出力ベクトルＶ_ｕを分解方向ベクトルＶ_α、Ｖ_β、Ｖ_ｚに分解する。より詳しくは、出力ベクトルＶ_ｕの横軸成分ｕ_ｘおよび縦軸成分ｕ_ｙを下式（２）により変換し、図５に示す分解方向ベクトルＶ_α、Ｖ_β、Ｖ_ｚのデューティ比ｕ_α、ｕ_β、ｕ_ｚ（以下、「分解デューティ比」という）を求める。

上式（２）を用いて横軸成分ｕ_ｘおよび縦軸成分ｕ_ｙを分解デューティ比ｕ_α、ｕ_β、ｕ_ｚに変換することにより、出力ベクトルＶ_ｕをモードＩの領域内にあるものとして取り扱うことができる。

ステップＳ６では、表４を用いて現モードの領域を回転させることによりモードＩの領域に変換し、分解方向ベクトルＶ_α、Ｖ_β、Ｖ_ｚに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を求める。

例えば、現モードがＩＩの場合は、上表を用いてモードＩＩの領域を空間ベクトル平面上で時計周りに６０°回転させ、分解方向ベクトルＶ_α、Ｖ_βに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７は、それぞれ非ゼロスイッチベクトルＶ_２、Ｖ_３であることが分かる。また、現モードがＶの場合は、上表を用いてモードＶの領域を時計周りに２４０°回転させ、分解方向ベクトルＶ_α、Ｖ_βに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７は、それぞれ非ゼロスイッチベクトルＶ_５、Ｖ_６であることが分かる。なお、分解方向ベクトルＶ_ｚに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７は、現モードにかかわらずゼロスイッチベクトルＶ_０またはＶ_７となる。

ステップＳ７では、表２に具現化されたルールに基づいて、直前スイッチベクトルと現モードとから、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃのそれぞれに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を求める。表２の使い方は前記の通りなので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ８では、ステップＳ６およびステップＳ７の結果から、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃのデューティ比ｕ_ａ、ｕ_ｂ、ｕ_ｃ（以下、「順序デューティ比」という）と、ステップＳ５で求めた分解デューティ比ｕ_α、ｕ_β、ｕ_ｚとを紐付ける。例えば、ステップＳ６で分解方向ベクトルＶ_αに相当するスイッチベクトルがＶ_２であると求められ、ステップＳ７で出力順序ベクトルＶ_ａに相当するスイッチベクトルがＶ_２であると求められた場合は、分解方向ベクトルＶ_αおよび出力順序ベクトルＶ_ａが両ベクトルに共通する非ゼロスイッチベクトルＶ_２を介して紐付けられる（お互いに等しいことが特定される）。同様に、出力順序ベクトルＶ_ａの順序デューティ比ｕ_ａと、ステップＳ５で求めた分解方向ベクトルＶ_αの分解デューティ比ｕ_αも紐付けられる。

ステップＳ９では、ステップＳ７で求めたスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７と、ステップＳ８で求めた順序デューティ比ｕ_ａ、ｕ_ｂ、ｕ_ｃとに基づいて、インバータ部２の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の導通状態を切り替える。

以上をまとめると、上記フローを採用した本発明に係る制御方法（制御装置）によれば、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７と、順序デューティ比ｕ_ａ、ｕ_ｂ、ｕ_ｃを求めることができる。そして、求めたスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７をＶ_ａ→Ｖ_ｂ→Ｖ_ｃの順に選択するとともに、それぞれの選択時間、すなわち選択したスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７のスイッチ状態とする時間を順序デューティ比ｕ_ａ、ｕ_ｂ、ｕ_ｃに比例した時間とすることにより、入力指令値に応じた所定の各相出力電圧を得ることができる。

また、本発明に係る制御方法（制御装置）によれば、予め作成したルールに基づいてスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択順序を決定するので、選択スイッチベクトルを切り替える際に必要なスイッチングの回数が最小となり、不要なスイッチング損失の発生を防ぐことができる。

次に、図７（Ａ）を参照しながら、本発明に係る制御の具体的一例を特徴的な部分に限って説明する。同図に示すように、具体例１では、ステップＳ３で特定した現モードはＩＩ、ステップＳ４で特定した直前スイッチベクトルはＶ_２であるとする。

本具体例のステップＳ６では、表４のモードＩＩの行を参照して、分解方向ベクトルＶ_αに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_２であり、分解方向ベクトルＶ_βに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_３であることが求められる。また、分解方向ベクトルＶ_ｚに相当するのはゼロスイッチベクトルＶ_０またはＶ_７であることが求められる。

ステップＳ７では、直前スイッチベクトルがＶ_２、現モードがＩＩであることから、表２（Ｃ）のモードＩＩの行を参照して、出力順序ベクトルＶ_ａに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_２であり、出力順序ベクトルＶ_ｂに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_３であり、さらに出力順序ベクトルＶ_ｃに相当するのはゼロスイッチベクトルＶ_０であることが求められる。

ステップＳ８では、非ゼロスイッチベクトルＶ_２を介して分解方向ベクトルＶ_αと出力順序ベクトルＶ_ａが紐付けられ、非ゼロスイッチベクトルＶ_３を介して分解方向ベクトルＶ_βと出力順序ベクトルＶ_ｂが紐付けられ、さらにゼロスイッチベクトルＶ_０を介して分解方向ベクトルＶ_ｚと出力順序ベクトルＶ_ｃが紐付けられる。その結果、非ゼロスイッチベクトルＶ_２の順序デューティ比ｕ_ａは、分解デューティ比ｕ_αとなる。同様に、非ゼロスイッチベクトルＶ_３およびゼロスイッチベクトルＶ_０の順序デューティ比ｕ_ｂ、ｕ_ｃは、それぞれ分解デューティ比ｕ_β、ｕ_ｚとなる。

結局、本具体例では、ｕ_α・Ｔ（ただし、Ｔは１スイッチサイクルの時間）の時間だけ非ゼロスイッチベクトルＶ_２を選択した後に、ｕ_β・Ｔの時間だけ非ゼロスイッチベクトルＶ_３を選択し、さらにその後、ｕ_ｚ・Ｔの時間だけゼロスイッチベクトルＶ_０を選択することにより、出力ベクトルＶ_ｕを得て、所定の各相出力電圧を得ることができる（図７（Ａ）参照）。

なお、図５から明らかなように、出力ベクトルＶ_ｕが分解方向ベクトルＶ_αに等しい場合は、分解デューティ比ｕ_α（＝ｕ_ａ）が１となり、分解デューティ比ｕ_β（＝ｕ_ｂ）、ｕ_ｚ（＝ｕ_ｃ）が０となる。したがって、この場合は、非ゼロスイッチベクトルＶ_３およびゼロスイッチベクトルＶ_０の選択時間が０となり、非ゼロスイッチベクトルＶ_３およびゼロスイッチベクトルＶ_０は選択されないこととなる。出力ベクトルＶ_ｕが分解方向ベクトルＶ_β、Ｖ_ｚに等しい場合も同様のことがいえる。つまり、本発明に係る制御方法（制御装置）では、１スイッチサイクルにつき必ず３つのスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７が選択されるとは限らない。

図７（Ｂ）を参照しながら、本発明に係る制御のもうひとつの具体的一例について説明する。同図に示すように、具体例２では、ステップＳ３で特定した現モードはＩＶ、ステップＳ４で特定した直前スイッチベクトルはＶ_２であるとする。

本具体例のステップＳ６では、表４のモードＩＶの行を参照して、分解方向ベクトルＶ_αに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_４であり、分解方向ベクトルＶ_βに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_５であることが求められる。また、分解方向ベクトルＶ_ｚに相当するのはゼロスイッチベクトルＶ_０またはＶ_７であることが求められる。

ステップＳ７では、直前スイッチベクトルがＶ_２であることから表２（Ｃ）を参照するが、表２（Ｃ）には現モード（モードＩＶ）の行が存在しない。このため、ステップＳ７では、表２（Ｃ）の「その他」の行にしたがって表２（Ｈ）のモードＩＶの行を参照し、出力順序ベクトルＶ_ａに相当するのはゼロスイッチベクトルＶ_７であり、出力順序ベクトルＶ_ｂに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_４であり、さらに出力順序ベクトルＶ_ｃに相当するのは非ゼロスイッチベクトルＶ_５であることが求められる。

ステップＳ８では、ゼロスイッチベクトルＶ_７を介して分解方向ベクトルＶ_ｚと出力順序ベクトルＶ_ａが紐付けられ、非ゼロスイッチベクトルＶ_４を介して分解方向ベクトルＶ_αと出力順序ベクトルＶ_ｂが紐付けられ、さらに非ゼロスイッチベクトルＶ_５を介して分解方向ベクトルＶ_βと出力順序ベクトルＶ_ｃが紐付けられる。その結果、ゼロスイッチベクトルＶ_７の順序デューティ比ｕ_ａは、分解デューティ比ｕ_ｚとなる。同様に、非ゼロスイッチベクトルＶ_４、Ｖ_５の順序デューティ比ｕ_ｂ、ｕ_ｃは、それぞれ分解デューティ比ｕ_α、ｕ_βとなる。

結局、本具体例では、ｕ_ｚ・Ｔの時間だけゼロスイッチベクトルＶ_７を選択した後に、ｕ_α・Ｔの時間だけ非ゼロスイッチベクトルＶ_４を選択し、さらにその後、ｕ_β・Ｔの時間だけ非ゼロスイッチベクトルＶ_５を選択することにより、出力ベクトルＶ_ｕを得て、所定の各相出力電圧を得ることができる（図７（Ｂ）参照）。

続いて、本発明に係る制御方法（制御装置）を用いて、インバータ部２をＩＧＢＴで構成した三相２レベル形ＰＷＭインバータ１ａを制御した実験結果について説明する。なお、本実験では、インバータ部２に入力される直流入力電圧を１００Ｖとし、各相の出力電圧が振幅２５Ｖ、周波数５０Ｈｚの正弦波（図９参照）となるよう制御した。

図８（Ａ）に、２ｋＨｚで変調した各相の１周期（４０スイッチサイクル）分のＰＷＭ出力波形を示す。同図に示すように、本発明に係る制御方法（制御装置）によれば、各相ともスイッチングしない区間が発生し、スイッチング回数を概ね２／３に低減することができた。また、図８（Ａ）の一部を拡大した図８（Ｂ）に示すように、本実験では、モードＩとモードＩＩの境目において選択スイッチベクトルがＶ_０→Ｖ_１→Ｖ_２→Ｖ_２→Ｖ_３→Ｖ_０の順に移動していた。つまり、表２に具現化されたルールに基づく正しい制御が行われたことを確認することができた。

［変形例］
上記本発明に係る制御方法（制御装置）は、対称形の制御とすることにより簡易化することができる。より詳しくは、変形例に係る制御方法（制御装置）では、表２に具現化されたルールに代えて、表３に具現化された簡易ルールに基づいてスイッチベクトルの選択順序を決定する。その他の制御フローは、図６に示すステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９と同様である。

この簡易ルールを用いた制御フローにおいては、まず、起点スイッチベクトルとするスイッチベクトルをゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７の中から選択する。そして、起点スイッチベクトルをＶ_０とした場合は、表３（Ａ）の現モードの行を参照して出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_６を求め、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_６を順次選択した後に、対称に折り返すように、出力順序ベクトルＶ_ｃ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ａに相当するスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_６を順次選択する（図１０（Ａ）参照）。起点スイッチベクトルをＶ_７とした場合、表３（Ｂ）の現モードの行を参照して出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃに相当するスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_７を求め、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃに相当するスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_７を順次選択した後に、対称に折り返すように、出力順序ベクトルＶ_ｃ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ａに相当するスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_７を順次選択する（図１０（Ｂ）参照）。

例えば、起点スイッチベクトルがＶ_０、現モードがＩの場合は、選択スイッチベクトルがＶ_０→Ｖ_１→Ｖ_２の順に移動した後、Ｖ_２→Ｖ_１→Ｖ_０の順に移動する。別の例として、起点スイッチベクトルがＶ_７、現モードがＶの場合は、選択スイッチベクトルがＶ_７→Ｖ_６→Ｖ_５の順に移動した後、Ｖ_５→Ｖ_６→Ｖ_７の順に移動する。

この変形例に係る制御方法（制御装置）によれば、制御を簡易化することができる他、各スイッチサイクルにおける最後の選択スイッチベクトル（直前スイッチベクトル）が必ず起点スイッチベクトル（ゼロスイッチベクトルＶ_０またはＶ_７）となるので、任意のモードへの移動がしやすくなるというメリットが得られる。

続いて、変形例に係る制御方法（制御装置）を用いて、インバータ部２をＩＧＢＴで構成した三相２レベル形ＰＷＭインバータ１ａを制御した実験結果について説明する。なお、本実験では、インバータ部２に入力される直流入力電圧を１００Ｖとし、各相の出力電圧が振幅２５Ｖ、周波数５０Ｈｚの正弦波（図１２参照）となるよう制御した。また、起点スイッチベクトルはゼロスイッチベクトルＶ_０とした。

図１１（Ａ）に、２ｋＨｚで変調した各相の１周期（４０スイッチサイクル）分のＰＷＭ出力波形を示す。同図に示すように、変形例に係る制御方法（制御装置）によれば、各相とも１周期のうちスイッチングしない区間が１／３程度あり、スイッチング回数を概ね２／３に低減することができた。また、図１１（Ａ）の一部を拡大した図１１（Ｂ）に示すように、本実験では、モードＩにおいて選択スイッチベクトルがＶ_０→Ｖ_１→Ｖ_２→Ｖ_２→Ｖ_１→Ｖ_０の順に移動していた。つまり、表３（Ａ）に具現化されたルールに基づく正しい制御が行われたことを確認することができた。

［三相３レベル形ＰＷＭインバータ］
続いて、マルチレベル形ＰＷＭインバータの一例として、三相３レベル形ＰＷＭインバータを制御対象とする場合について説明する。図１４に示すように、三相３レベル形のＰＷＭインバータ１ｃは、制御部３（本発明の「制御装置」に相当する）によって制御されるインバータ部２ｃからなり、インバータ部２ｃの各相出力が三相負荷４に接続されている。同図に示すように、インバータ部２はＩＧＢＴ等からなる１２個のスイッチを有し、このうち、スイッチＳＷＵｐｐ、ＳＷＵｐｏ、ＳＷＵｎｏ、ＳＷＵｎｎはＵ相アームを、スイッチＳＷＶｐｐ、ＳＷＶｐｏ、ＳＷＶｎｏ、ＳＷＶｎｎはＶ相アームを、そしてスイッチＳＷＷｐｐ、ＳＷＷｐｏ、ＳＷＷｎｏ、ＳＷＷｎｎはＷ相アームをそれぞれ構成する。各スイッチの導通状態は、制御部３の制御下で切り替えられる。図１３に示す三相２レベル形のＰＷＭインバータ１ｂと同様、インバータ部２ｃの手前に昇降圧（昇圧、降圧、昇降圧）部を設け、インバータ部２ｃに入力される直流電圧を可変としてもよい。

三相３レベル形ＰＷＭインバータ１ｃの空間ベクトル制御では、インバータ部２ｃの各スイッチ状態に対応する３^３＝２７個のスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６（図１５、表５参照）のうちの少なくとも１つを選択することによりＰＷＭインバータ１ｃを制御する。

ここで、各スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６のスイッチ状態を表す数字“１”は、例えば、Ｕ相で説明すると、スイッチＳＷＵｐｐ、ＳＷＵｐｏがオンしていることを示し、“１／２”は、スイッチＳＷＵｐｏ、ＳＷＵｎｏがオンしていることを示し、“０”は、スイッチＳＷＵｎｏ、ＳＷＵｎｎがオンしていることを示す。

図１４から明らかなように、スイッチ状態を“１”から“１／２”に変化させたり、“１／２”から“１”に変化させたり、“０”から“１／２”に変化させたり、“１／２”から“０”に変化させたりするためには、いずれか１つのスイッチをオンさせるとともに、別の１つのスイッチをオフさせる必要がある。一方、スイッチ状態を“１”から“０”に変化させたり、“０”から“１”に変化させたりするためには、いずれか２つのスイッチをオンさせるとともに、別の２つのスイッチをオフさせる必要がある。本発明では、各１つのオン動作とオフ動作とからなる組が何組存在するのかによって、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６間の距離を予め算出しておく。

表６は、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６間の距離をまとめた表の一部である。

上表に示すように、例えば、非ゼロスイッチベクトルＶ_１とＶ_８は距離が“１”離れているが、これは、選択スイッチベクトルをＶ_１からＶ_８に移動させる際に、１つのスイッチ（ＳＷＶｎｏ）をオフするとともに、別の１つのスイッチ（ＳＷＶｐｏ）をオンさせる必要があることを示している。また、非ゼロスイッチベクトルＶ_１とＶ_２は距離が“２”離れているが、これは、選択スイッチベクトルをＶ_１からＶ_２に移動させる際に、２つのスイッチ（ＳＷＶｎｏ、ＳＷＶｎｎ）をオフするとともに、別の２つのスイッチ（ＳＷＶｐｐ、ＳＷＶｐｏ）をオンさせる必要があることを示している。表６の使い方については、後で説明する。

三相２レベル形ＰＷＭインバータ１ａの場合と同様に、三相３レベル形ＰＷＭインバータ１ｃの空間ベクトル制御においても出力状態をモードＩ〜ＶＩに相当する６つの領域に分割して捉えるが、三相３レベル形ＰＷＭインバータ１ｃの場合はこのモードＩ〜ＶＩのそれぞれがさらに４つに細分化されている。例えば、モードＩは、図１６に示すように細分化モードＩａ〜Ｉｄに細分化されている。このため、細分化モードＩａの領域内にある任意の出力ベクトルＶ_ｕは、ゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７、Ｖ_２６と非ゼロスイッチベクトルＶ_１４〜Ｖ_１７のベクトル的組み合わせにより表現されるが、細分化モードＩｂの領域内にある任意の出力ベクトルＶ_ｕは、非ゼロスイッチベクトルＶ_１、Ｖ_８、Ｖ_１４、Ｖ_１５のベクトル的組み合わせにより表現される。すなわち、同一のモードでも、細分化モードが異なれば、選択すべきスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６は異なる。

他のモードＩＩ〜ＶＩも、同様に、４つの細分化モードに細分化されている。したがって、三相３レベル形ＰＷＭインバータ１ｃの空間ベクトル制御においては、計２４個の細分化モードＩａ、Ｉｂ・・・ＶＩｃ、ＶＩｄが存在する。

表７は、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６を選択する際に参照するルールのうち、現モードがＩである場合に参照する部分を抜き出したものである。このルールを参照すれば、距離が１以下であるスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６の組み合わせ、言い換えると、スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６の選択を切り替える前と後で、導通状態が変化するスイッチの数が２以下であるスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６の組み合わせが分かるようになっている。本発明では、この組み合わせを辿りながらスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６が選択される。

例えば、直前スイッチベクトルがＶ_０であり、かつ現細分化モードがＩａである場合は、ゼロスイッチベクトルＶ_０、非ゼロスイッチベクトルＶ_１４、Ｖ_１６がこの順序で選択される。このような順序で選択すれば、選択スイッチベクトルのＶ_０からＶ_１４への移動においては、Ｕ相アームを構成するスイッチＳＷＵｐｏとスイッチＳＷＵｎｎの導通状態だけが変化し、選択スイッチベクトルのＶ_１４からＶ_１６への移動においては、Ｖ相アームを構成するスイッチＳＷＶｐｏとスイッチＳＷＶｎｎの導通状態だけが変化するので、導通状態が変化するスイッチの数をそれぞれ２とすることができる。

また、直前スイッチベクトルがＶ_８であり、かつ現細分化モードがＩｃである場合は、非ゼロスイッチベクトルＶ_８、Ｖ_１５、Ｖ_１７がこの順序で選択されるか、または、非ゼロスイッチベクトルＶ_８、Ｖ_１６、Ｖ_１４がこの順序で選択される。前者のように選択しても、後者のように選択しても、得られるスイッチング損失の低減効果は同じであるが、２つの選択肢がある場合は、いずれを選択するのかを決定する必要がある。

この決定の手法は種々考えられるが、例えば、単純にスイッチベクトルの番号が小さい選択肢を優先的に選択してもよいし、出力ベクトルＶ_ｕの軌道を考慮して、次のスイッチサイクルへの移行がスムーズにいく選択肢を選択してもよい。一例として、出力ベクトルＶ_ｕが反時計回りの円軌道を描いている場合は、現細分化モードがＩｃからＩｄに移動していく可能性が高いので、非ゼロスイッチベクトルＶ_１４を選択してこのスイッチサイクルを終了するよりは、非ゼロスイッチベクトルＶ_１７を選択して現スイッチサイクルを終了した方が、次のスイッチサイクルに移行する際のスイッチング損失を低減できる可能性が高く、好ましい。

直前スイッチベクトルが表７に示されていないスイッチベクトル（例えば、非ゼロスイッチベクトルＶ_９）であり、かつ現細分化モードが一例としてＩｂである場合のルールは、以下の要領で作成することができる。

まず、表６を参照して、非ゼロスイッチベクトルＶ_９と細分化モードＩｂを表現するために必要な非ゼロスイッチベクトルＶ_１、Ｖ_８、Ｖ_１４、Ｖ_１５との距離を求める。非ゼロスイッチベクトルＶ_９と非ゼロスイッチベクトルＶ_１、Ｖ_８、Ｖ_１４、Ｖ_１５との距離は、それぞれ３、２、２、３なので、距離が最も短いＶ_８およびＶ_１４が出力順序ベクトルＶ_ａの候補となる。出力順序ベクトルＶ_ａとしてＶ_８を選択した場合は、表７の行Ａに示すように、出力順序ベクトルＶ_ｂ、Ｖ_ｃは、それぞれＶ_１、Ｖ_１４となる。一方、出力順序ベクトルＶ_ａとしてＶ_１４を選択した場合は、表７の行Ｂに示すように、出力順序ベクトルＶ_ｂ、Ｖ_ｃは、それぞれＶ_１、Ｖ_８となる。出力順序ベクトルＶ_ａとして非ゼロスイッチベクトルＶ_８、Ｖ_１４のいずれを選択するのかは、種々の手法により決定することができる。

この他、三相３レベル形ＰＷＭインバータ１ｃの空間ベクトル制御では、ステップＳ８（図６参照）において、分解デューディ比ｕ_α、ｕ_β、ｕ_ｚがそのまま出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃのデューティ比ｕ_ａ、ｕ_ｂ、ｕ_ｃに紐付けられるのではない点に注意が必要である。

例えば、直前スイッチベクトルがＶ_８であり、かつ現細分化モードがＩｂである場合は、式（３）に示されているように、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃのデューティ比ｕ_ａ、ｕ_ｂ、ｕ_ｃは、それぞれ“２ｕ_β”、“２ｕ_α−１”、“２（１−ｕ_α−ｕ_β）”となる。

上式は、図１７から幾何学的に導きだすことができる。直前スイッチベクトルまたは現細分化モードが上記一例と異なる場合も、同様の手法により出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃのデューティ比ｕ_ａ、ｕ_ｂ、ｕ_ｃを求めることができる。

入力指令値である各相デューティ比ｕ_ｕ、ｕ_ｖ、ｕ_ｗが入力されてから、選択すべきスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_２６とその選択順序が決定されるまでのフロー（図６のステップＳ１〜Ｓ７）は、三相２レベル形ＰＷＭインバータ１ａの制御フローと同様である。また、ステップＳ９については、導通状態を切り替えるスイッチの数が６個（ＳＷ１〜ＳＷ６）ではなく１２個（ＳＷＵｐｐ、ＳＷＵｐｏ・・・・ＳＷＷｎｏ、ＳＷＷｎｎ）である点が、三相２レベル形ＰＷＭインバータ１ａの制御フローと異なる。

以上、本発明に係るＰＷＭインバータの制御方法および制御装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。

例えば、スイッチベクトルの選択順序を決定する際に参照するルールは表２、表３、表６および表７の表現形式に限定されず、直前スイッチベクトルと現モード（現細分化モード）とに基づいてスイッチベクトルの選択順序を一意的に決めることができるものであれば、表現形式はどのようなものであってもよい。

１ａ、１ｂ、１ｃ ＰＷＭインバータ
２ インバータ部
３ 制御部（制御装置）
４ 三相負荷
５ 昇降圧部

Claims (6)

1. 三相２レベル形ＰＷＭインバータの各スイッチ状態に対応する８つのスイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択を切り替えながら、当該ＰＷＭインバータを空間ベクトル制御する方法であって、
   前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の選択を切り替える前後でスイッチ状態が変化する相の数が１以下である前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７の組み合わせをルール化しておき、
   前記ＰＷＭインバータの出力変化の１周期を、前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７に含まれるゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７および非ゼロスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_６で表現可能なモードＩ〜ＶＩに対応する６つの領域に分割して捉え、
   前記領域の１つに含まれる任意の出力ベクトルＶ_ｕを得るために必要な前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を前記ゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７および前記非ゼロスイッチベクトルＶ_１〜Ｖ_６の中から選択する際に、前記ルールに含まれている前記組み合わせを辿りながら前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択することを特徴とする制御方法。
2. １つ前のスイッチサイクルにおいて最後に選択した前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を直前スイッチベクトルとしたとき、表１に表された前記ルールと前記出力ベクトルＶ_ｕを含む前記領域に対応する前記モードＩ〜ＶＩとに基づいて、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃの順序で前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択することを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
   

   
3. 起点スイッチベクトルとするスイッチベクトルを予め前記ゼロスイッチベクトルＶ_０、Ｖ_７の中から選択しておき、
   前記起点スイッチベクトルを前記ゼロスイッチベクトルＶ_０とした場合は、表２（Ａ）に表された前記ルールと前記出力ベクトルＶ_ｕを含む前記領域に対応する前記モードＩ〜ＶＩとに基づいて、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ａの順序で前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択し、
   前記起点スイッチベクトルを前記ゼロスイッチベクトルＶ_７とした場合は、表２（Ｂ）に表された前記ルールと前記出力ベクトルＶ_ｕを含む前記領域に対応する前記モードＩ〜ＶＩとに基づいて、出力順序ベクトルＶ_ａ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｃ、Ｖ_ｂ、Ｖ_ａの順序で前記スイッチベクトルＶ_０〜Ｖ_７を選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
   

   
4. 三相マルチレベル形ＰＷＭインバータの各スイッチ状態に対応するスイッチベクトルの選択を切り替えながら、当該ＰＷＭインバータを空間ベクトル制御する方法であって、
   前記スイッチベクトルの選択を切り替える前後で導通状態が変化するスイッチの数が最小となる前記スイッチベクトルの組み合わせをルール化しておき、
   前記ＰＷＭインバータの出力変化の１周期を、前記スイッチベクトルに含まれるゼロスイッチベクトルおよび非ゼロスイッチベクトルで表現可能な複数の領域に分割して捉え、
   前記領域の１つに含まれる任意の出力ベクトルＶ_ｕを得るために必要な前記スイッチベクトルを前記ゼロスイッチベクトルおよび前記非ゼロスイッチベクトルの中から選択する際に、前記ルールに含まれている前記組み合わせを辿りながら前記スイッチベクトルを選択することを特徴とする制御方法。
5. ＰＷＭインバータの各スイッチ状態に対応するスイッチベクトルのうちの少なくとも１つを請求項１〜４のいずれかに記載の制御方法で選択し、選択した前記スイッチベクトルに対応するスイッチ状態となるように、インバータ部を構成する各スイッチの導通状態を変化させることを特徴とするＰＷＭインバータの制御装置。
6. 前記インバータ部に、昇降圧部によって昇圧または降圧された後の直流電圧が入力されることを特徴とする請求項５に記載のＰＷＭインバータの制御装置。

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