JP2013183565A - 電流形電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コモンモード電圧の振幅を低減できる電流形電力変換装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る電流形電力変換装置は、インバータ部と、駆動制御部とを備える。インバータ部は、直流電流源の正極と負極との間に、直列接続した複数のスイッチング素子を出力相毎に有する。駆動制御部は、異なる出力相のスイッチング素子を制御して出力相間に電流を供給する出力モードと、同一出力相の前記複数のスイッチング素子を制御する短絡モードとにより電流指令に応じたインバータ部の制御を行う。駆動制御部が短絡モードを実行する出力相は、相電圧または相電流の絶対値が最小の出力相である。
【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、電流形電力変換装置に関する。

従来、電流指令に基づいてスイッチング素子を駆動する電流形電力変換装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の電流形電力変換装置は、３つの異なる相間（ＵＷ相、ＶＵ相、ＷＶ相）にそれぞれ対応する電流指令（以下、線間電流指令と記載する）と、搬送波信号とを比較して３つの異なる相間のＰＷＭパルス信号を生成する。そして、電流形電力変換装置は、生成した３つの異なる相間のＰＷＭパルス信号のうち１つのＰＷＭパルス信号と他の１つのＰＷＭパルス信号の否定信号との論理積を用いてスイッチング素子の駆動信号を生成する。

特開平９−１８２４５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電流形電力変換装置では、コモンモード電圧の振幅が大きいため、電波受信機器に影響を与える電磁妨害波を発生するおそれがある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、コモンモード電圧の振幅を低減することができる電流形電力変換装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る電流形電力変換装置は、インバータ部と、駆動制御部とを備える。前記インバータ部は、直流電流源の正極と負極との間に、直列接続した複数のスイッチング素子を出力相毎に有する。前記駆動信号発生部は、異なる出力相の前記スイッチング素子を制御して出力相間に電流を供給する出力モードと、同一出力相の前記複数のスイッチング素子を制御する短絡モードとにより電流指令に応じた前記インバータ部の制御を行う。前記駆動制御部が前記短絡モードを実行する出力相は、前記出力相のうち相電圧または相電流の絶対値が最小の出力相である。

実施形態の一態様によれば、コモンモード電圧の振幅を低減することができる電流形電力変換装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る電流形電力変換装置の構成を示す図である。 図２は、相電流指令と線間電流指令との関係を示す図である。 図３は、空間ベクトル変調法を説明するための図である。 図４は、出力モードにおけるコモンモード電圧の説明図である。 図５は、短絡モードにおけるコモンモード電圧の説明図である。 図６は、駆動信号発生部の構成例を示す図である。 図７は、電流指令補正器の構成例を示す図である。 図８は、判定テーブルの一例を示す図である。 図９は、線間電流指令と第１オフセット量と第２オフセット量との関係を説明するための図である。 図１０Ａは、線間電流指令と補正線間電流指令との関係を示す図である。 図１０Ｂは、線間電流指令と補正線間電流指令との関係を示す図である。 図１１は、比較器の構成例を示す図である。 図１２は、極性判定器の構成例を示す図である。 図１３は、ロジック回路の構成例を示す図である。 図１４は、ロジック回路部の構成例を示す図である。 図１５は、ロジック回路部の構成例を示す図である。 図１６は、線間電流指令、搬送波信号およびスイッチ駆動信号の関係を示す図である。 図１７は、線間電流指令、搬送波信号およびスイッチ駆動信号の関係を示す図である。 図１８は、線間電流指令、搬送波信号およびスイッチ駆動信号の関係を示す図である。 図１９は、第２の実施形態に係る電流形電力変換装置の構成を示す図である。 図２０は、電流指令補正器の構成例を示す図である。 図２１は、判定テーブルの一例を示す図である。 図２２は、線間電流指令とオフセット量との関係を説明するための図である。 図２３は、比較器の構成例を示す図である。 図２４は、ロジック回路の構成例を示す図である。 図２５は、ロジック回路部の構成例を示す図である。 図２６は、ロジック回路部の構成例を示す図である。 図２７は、線間電流指令、搬送波信号およびスイッチ駆動信号の関係を示す図である。 図２８は、搬送波信号と線間電流指令との関係を示す図である。 図２９は、搬送波信号と線間電流指令との関係を示す図である。 図３０は、搬送波信号と線間電流指令との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する電流形電力変換装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る電流形電力変換装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電流形電力変換装置の構成を示す図である。

図１に示すように、第１の実施形態に係る電流形電力変換装置１は、電流形インバータ部１０と、電流形インバータ部１０を制御する駆動制御部２０とを備える。かかる電流形電力変換装置１は、直流電流源２から供給される直流電力を電流形インバータ部１０によって交流電力へ変換して負荷のＵ相、Ｖ相およびＷ相へ出力する。負荷として、例えば、電動機などがある。なお、図１に示す例では、直流電流源２を電流形インバータ部１０外に設けているが、直流電流源２を電流形インバータ部１０内に設けてもよい。

電流形インバータ部１０は、６つのスイッチング素子１１ａ〜１１ｆと、６つの整流素子１２ａ〜１２ｆと、スイッチング素子１１ａ〜１１ｆを駆動する６つの駆動回路１３ａ〜１３ｆとを備える。なお、以下において、スイッチング素子１１ａ〜１１ｆをスイッチング素子１１と総称する場合がある。また、整流素子１２ａ〜１２ｆを整流素子１２と総称する場合がある。

かかる電流形インバータ部１０では、直流電流源２の正極と負極との間に、２つのスイッチング素子１１が直列接続されたブリッジ回路が３つ並列接続され、各スイッチング素子１１に逆流防止用の整流素子１２が直列に接続される。そして、直列接続されたスイッチング素子１１ａ、１１ｂ間にはＵ相端子が接続され、直列接続されたスイッチング素子１１ｃ、１１ｄ間にはＶ相端子が接続され、直列接続されたスイッチング素子１１ｅ、１１ｆ間にはＷ相端子が接続される。

スイッチング素子１１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）など、スイッチ駆動信号によってオンオフされるスイッチング素子である。なお、整流素子１２およびＩＧＢＴからなるスイッチング素子１１に代えて、逆阻止形ＩＧＢＴを用いることも可能である。

駆動制御部２０は、電圧検出部２１と、電流指令発生部２２と、駆動信号発生部２３とを備え、スイッチング素子１１ａ〜１１ｆの制御端子にそれぞれ入力するスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成する。

電圧検出部２１は、出力相であるＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相電圧（以下、相の電圧と記載する場合がある）を検出し、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを駆動信号発生部２３へ出力する。相電圧検出値Ｖｕは、Ｕ相端子の電圧の瞬時値（以下、「電圧瞬時値」と記載する）であり、相電圧検出値Ｖｖは、Ｖ相端子の電圧瞬時値であり、相電圧検出値Ｖｗは、Ｗ相端子の電圧瞬時値である。

電流指令発生部２２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各出力相に対応する相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊と、３つの異なる出力相間（ＵＷ相、ＶＵ相、ＷＶ相）に対応する線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊とを並行して出力する。相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊と、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊との関係は、下記式（１）〜（３）によって表わされる。

図２は、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊と線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊との関係を示す図である。図２では、各電流指令の１周期が電気角６０度毎に領域Ａ〜Ｆの６つの領域に分けて示されている。領域Ａは相電流指令Ｉｕ^＊が正側ピーク値を包含する領域、領域Ｂは相電流指令Ｉｗ^＊が負側ピーク値を包含する領域、領域Ｃは相電流指令Ｉｖ^＊が正側ピーク値を包含する領域である。また、領域Ｄは相電流指令Ｉｕ^＊が負側ピーク値を包含する領域、領域Ｅは相電流指令Ｉｗ^＊が正側ピーク値を包含する領域、領域Ｆは相電流指令Ｉｖ^＊が負側ピーク値を包含する領域である。

駆動信号発生部２３は、電流指令発生部２２から線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊および相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊を取得し、さらに、電圧検出部２１から相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを取得する。駆動信号発生部２３は、取得したこれらの情報に基づいて、空間ベクトル変調法を用いてスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成する。

図３は、空間ベクトル変調法を説明するための図である。図３には、空間ベクトル変調における９つの電流ベクトルＩｕｖ、Ｉｕｗ、Ｉｖｗ、Ｉｖｕ、Ｉｗｕ、Ｉｗｖ、Ｉｕｕ、Ｉｖｖ、Ｉｗｗが示される。駆動信号発生部２３は、これらの電流ベクトルに応じたスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを出力する。以下、便宜上、電流ベクトルに応じたスイッチ駆動信号を出力することを、電流ベクトルを出力すると記載する場合がある。

９つの電流ベクトルのうち、電流ベクトルＩｕｖ、Ｉｕｗ、Ｉｖｗ、Ｉｖｕ、Ｉｗｕ、Ｉｗｖは、異なる出力相間を流れる電流に対応する電流ベクトルである。また、電流ベクトルＩｕｕ、Ｉｖｖ、Ｉｗｗは、それぞれ一つの出力相に対応する電流ベクトルであり、大きさがゼロの電流ベクトルである。以下、異なる相間を流れる電流に対応する電流ベクトルを「有効ベクトル」と記載し、一つの出力相に対応する大きさがゼロの電流ベクトルを「ゼロベクトル」と記載する場合がある。

駆動信号発生部２３は、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊の位相状態が領域Ａ〜Ｆ（図２参照）のうちどの領域の状態であるかを判定する。そして、駆動信号発生部２３は、判定した領域において隣接する２つの有効ベクトルとこれら有効ベクトルに隣接するゼロベクトルとを出力する。この出力状態は図３における電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}で表現される。駆動信号発生部２３は、電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}で表現される電流を出力するために、ゼロベクトルと２つの有効ベクトルを出力する時間を調整する。

図３に示すベクトルＩａは、電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}のＩｕｗベクトル方向成分を表わし、ベクトルＩｂは、電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}のＩｕｖベクトル方向成分を表わす。図３に示す電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}は、図２に示すｔ１時点の電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}である。電流ベクトルＩｕｗ、Ｉｖｗ、Ｉｖｕ、Ｉｗｕ、Ｉｗｖ、Ｉｕｖの大きさを直流電流源２の電流値と等しいとすると図３に示すベクトルＩａおよびＩｂの大きさは、図２に示すスカラ量ＩａおよびＩｂと一致する。

駆動信号発生部２３においては、電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}を生成するために、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）手法が用いられる。例えば、ＰＷＭの制御周期をＴ、直流電流源２の電流値をＩＬ、２つの有効ベクトルのうち一方を出力する時間をＴａとし、他方を出力する時間をＴｂとした場合、Ｔａ、Ｔｂは、下記式（４）、（５）で決定される。

駆動信号発生部２３は、制御周期Ｔにおいて、一方の有効ベクトルを時間Ｔａ、他方の有効ベクトルを時間Ｔｂだけ出力し、制御周期Ｔの残り時間Ｔｃ（＝Ｔ−Ｔａ−Ｔｂ）はゼロベクトルを出力する。

例えば、図２に示すｔ１時点の電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}の場合、駆動信号発生部２３は、電流ベクトルＩｕｗを時間Ｔａ、電流ベクトルＩｕｖを時間Ｔｂだけ出力し、制御残り時間Ｔｃはゼロベクトルを出力する。

駆動信号発生部２３は、電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}を形成するゼロベクトルとして、コモンモード電圧の振幅が最も低くなるゼロベクトルを選択可能に構成される。これにより、電流形電力変換装置１が発生するコモンモード電圧の振幅を低減することができる。以下、コモンモード電圧の振幅の低減について具体的に説明する。

電流形インバータ部１０において、スイッチング素子１１ａ〜１１ｆを全てオフにすると、直流電流源２から負荷への電流が遮断される。直流電流源２は大きなインダクタンスを備えていることから、直流電流源２の電流を遮断した場合には、過電圧の発生を招くことになる。

そこで、駆動信号発生部２３は、有効ベクトルを出力する出力モードに加え、ゼロベクトルを出力する短絡モードを有しており、これにより、直流電流源２の電流通路を確保し、過電圧の発生を防止している。

ここで、出力モードにおけるコモンモード電圧と、短絡モードにおけるコモンモード電圧について説明する。図４は、出力モードにおけるコモンモード電圧の説明図である。

Ｕ相とＶ相との間に流れる電流に対応する有効ベクトルＩｕｖを出力する出力モードの場合、図４の左図に示すように、負荷の中性点ＮとＵ相との間にＵ相電圧Ｖｕ１が印加され、中性点ＮとＶ相との間にＶ相電圧Ｖｖ１が印加されることになる。

中性点Ｎの電圧は、直流電流源２の正極および負極からそれぞれ抵抗成分Ｒを介して接続されるグランドとの間の電位差である。したがって、図４の左図の回路は、図４の右図に示す回路のように簡略化して考えることができる。

図４から、有効ベクトルＩｕｖを出力する出力モードにおけるコモンモード電圧Ｖｃｏｍ１は、下記式（６）に示すように表すことができる。なお、Ｕ相電圧Ｖｕ１とＶ相電圧Ｖｖ１とＷ相電圧Ｖｗ１を加算した結果がゼロであるものとする。

したがって、Ｕ相とＶ相との間に電流を流す出力モードにおけるコモンモード電圧Ｖｃｏｍ１は、Ｗ相電圧Ｖｗ１の１／２の大きさの電圧である。このように、出力モードにおけるコモンモード電圧Ｖｃｏｍ１は、電流を流す２つの相以外の相の電圧瞬時値の１／２の電圧値である。

図５は、短絡モードにおけるコモンモード電圧の説明図である。図５に示すように、Ｕ相に対応するゼロベクトルＩｕｕを出力する短絡モードの場合、スイッチング素子１１ａ、１１ｂがオンになり、電動機の中性点ＮとＵ相との間にＵ相電圧Ｖｕ１が印加される。一方、中性点ＮとＶ相やＷ相との間には電圧が印加されない。

したがって、ゼロベクトルＩｕｕを出力する短絡モードの場合、コモンモード電圧Ｖｃｏｍ２は、Ｕ相電圧Ｖｕ１と同一の大きさである。このことは、ゼロベクトルＩｖｖ、Ｉｗｗを出力する短絡モードでも同様である。このように、短絡モードでは、上下短絡する相の電圧瞬時値がコモンモード電圧Ｖｃｏｍ２の電圧値となる。したがって、短絡モードは、出力モードに比べ、絶対値として大きなコモンモード電圧を発生することになる。

すなわち、電流形電力変換装置において、コモンモード電圧を低減するためには、短絡モードにおけるコモンモード電圧を低減することが有効であることになる。かかる短絡モードでは、ゼロベクトルを出力する相がＵ相、Ｖ相およびＷ相のいずれであっても、電流形インバータ部１０の出力電流には影響がない。そこで、電流形電力変換装置１では、ゼロベクトルを出力する相として、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のうち相電圧の絶対値が小さい相を選択する。

具体的には、駆動信号発生部２３は、電圧検出部２１から入力される相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づき、相電圧の絶対値が最小の相を判定し、かかる最小の相に対応するゼロベクトルを選択する。これにより、コモンモード電圧Ｖｃｏｍ２を低減することができ、短絡モードから出力モードに移る際のコモンモード電圧の変動を抑えることができる。

また、駆動信号発生部２３は、電流形インバータ部１０から出力する電圧（以下、出力電圧と記載する場合がある）に応じて、ゼロベクトルの選択処理を変えることができる。例えば、駆動信号発生部２３は、出力電圧の振幅が相対的に大きければ、相電圧の絶対値が最も小さい相に対応するゼロベクトルを選択し、そうでなければ、空間ベクトル法で予め決定されるゼロベクトルを選択する。

以下においては、出力電圧の振幅に応じてゼロベクトルの選択処理を変えるものとして説明するが、出力電圧の振幅にかかわらず、相電圧の絶対値が最も小さい相に対応するゼロベクトルを選択することもできる。

以下、駆動信号発生部２３の構成についてさらに具体的に説明する。図６は、駆動信号発生部２３の構成例を示す図である。

図６に示すように、駆動信号発生部２３は、電流指令補正器３１と、搬送波信号発生器３２と、比較器３３と、極性判定器３４と、ロジック回路３５と、６つのオフディレイ回路３６ａ〜３６ｆとを備える。なお、電流指令補正器３１は、電流指令補正部の一例に相当し、比較器３３は、比較部の一例に相当し、ロジック回路３５は、信号生成部の一例に相当する。

電流指令補正器３１は、電流指令発生部２２から入力される線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を、電圧検出部２１から入力される相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて補正し、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊を生成する。また、電流指令補正器３１は、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づき、出力電圧の振幅が所定値よりも低いと判定した場合、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊として比較器３３へ出力する。

図７は、電流指令補正器３１の構成例を示す図である。図７に示す電流指令補正器３１は、領域判定器４１と、ゼロベクトル判定器４２と、大小判定器４３と、最大判定器４４と、最小判定器４５と、減算器４６と、加算器４７、５２〜５４と、切替器４８と、乗算器４９〜５１とを備える。なお、大小判定器４３が判定部および出力振幅判定部の一例に相当する。

領域判定器４１は、領域Ａ〜領域Ｆ（図２参照）のうち、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊の位相状態に対応する領域を判定する。領域判定器４１は、かかる領域の判定を線間電流指令Ｉｕｗ^＊の位相に基づいて判定する。なお、領域判定器４１における領域の判定は、線間電流指令Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊および相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊のうちいずれかの指令の位相や電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}の位相θ_Ｉｏｕｔ（図３参照）に基づいて行うこともできる。

ゼロベクトル判定器４２は、内部に設定された判定テーブルに基づき、領域判定器４１によって判定された領域に対応する２つのゼロベクトルを判定し、判定結果を大小判定器４３へ通知する。ゼロベクトル判定器４２は、２つのゼロベクトルとして第１ゼロベクトルおよび第２ゼロベクトルを判定する。第１ゼロベクトルは、後述する搬送波信号Ｖｃが全ての補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊よりも小さい状態である場合に選択されるゼロベクトルである。また、第２ゼロベクトルは、搬送波信号Ｖｃが全ての線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊よりも大きい状態である場合に選択されるゼロベクトルである。第１ゼロベクトルおよび第２ゼロベクトルのうちいずれか一方が最小電圧の相である出力相に対応するゼロベクトルである。なお、第１ゼロベクトルに対応する相が第１の出力相の一例に相当し、第２ゼロベクトルに対応する相が第２の出力相の一例に相当する。

図８は、判定テーブルの一例を示す図である。ゼロベクトル判定器４２は、例えば、領域判定器４１によって判定された領域が領域Ａである場合、図８に示す判定テーブルに基づき、第１ゼロベクトルは電流ベクトルＩｖｖであり、第２ゼロベクトルは電流ベクトルＩｗｗであると判定する。なお、ここでは判定テーブルを用いてゼロベクトルを判定する例を説明したが、例えば、ロジック回路などによって、ゼロベクトルを判定してもよい。

大小判定器４３は、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づく判定結果Ｋａを切替器４８および乗算器４９〜５１へ出力する。大小判定器４３は、相電圧の振幅が所定値未満である場合、判定結果Ｋａとして「０」を出力する。なお、相電圧の振幅は、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのうち少なくともいずれか一つに基づいて検出する。

一方、大小判定器４３は、相電圧の振幅が所定値以上である場合、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのうち、第１ゼロベクトルおよび第２ゼロベクトルに対応する相の相電圧検出値の大小関係を判定する。大小判定器４３は、第１ゼロベクトルに対応する相電圧検出値が第２ゼロベクトルに対応する相電圧検出値未満である場合、判定結果Ｋａとして「＋１」を出力し、そうでない場合には、判定結果Ｋａとして「−１」を出力する。

例えば、第１ゼロベクトルが電流ベクトルＩｖｖで、第２ゼロベクトルが電流ベクトルＩｗｗである場合、第１ゼロベクトルに対応する相はＶ相で、第２ゼロベクトルに対応する相はＷ相である。この場合、大小判定器４３は、相電圧検出値Ｖｖが相電圧検出値Ｖｗ未満であれば、判定結果Ｋａとして「＋１」を出力し、そうでない場合には、判定結果Ｋａとして「−１」を出力する。

最大判定器４４は、電流指令発生部２２から入力される線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち値が最大の線間電流指令（以下、最大線間電流指令と記載する）を選択して出力する。例えば、領域Ａでは、図２に示すように、最大線間電流指令は線間電流指令Ｉｕｗ^＊であり、最大判定器４４は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊を最大線間電流指令として選択して出力する。

減算器４６は、最大判定器４４から出力される最大線間電流指令を電流値Ｉｄｃ／２から減算して第１オフセット量ΔＩｓ１を生成する。減算器４６は、かかる第１オフセット量ΔＩｓ１を切替器４８へ出力する。なお、電流値Ｉｄｃ／２は、直流電流源２の電流値Ｉｄｃを１／２にした値である。

最小判定器４５は、電流指令発生部２２から入力される線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち値が最小の線間電流指令（以下、最小線間電流指令と記載する）を選択して出力する。例えば、領域Ａでは、図２に示すように、最小線間電流指令は線間電流指令Ｉｖｕ^＊であり、最小判定器４５は、線間電流指令Ｉｖｕ^＊を最小線間電流指令として選択して出力する。

加算器４７は、最小判定器４５から出力される最小線間電流指令に、電流値Ｉｄｃ／２を加算して第２オフセット量ΔＩｓ２を生成する。加算器４７は、かかる第２オフセット量ΔＩｓ２を切替器４８へ出力する。

図９は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊と、第１オフセット量ΔＩｓ１と、第２オフセット量ΔＩｓ２との関係を説明するための図である。線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊が図９に示す状態である場合、最大線間電流指令は線間電流指令Ｉｕｗ^＊である。

したがって、第１オフセット量ΔＩｓ１は、電流値Ｉｄｃ／２から線間電流指令Ｉｕｗ^＊を減算した値である。また、最小線間電流指令は線間電流指令Ｉｖｕ^＊である。したがって、第２オフセット量ΔＩｓ２は、線間電流指令Ｉｖｕ^＊に電流値Ｉｄｃ／２を加算した値である。

図７に戻って、電流指令補正器３１の構成についての説明を続ける。切替器４８は、大小判定器４３から入力される判定結果Ｋａに基づいて、第１オフセット量ΔＩｓ１および第２オフセット量ΔＩｓ２のうち一方を選択する。切替器４８は、選択したオフセット量をオフセット量ΔＩｓとして乗算器４９〜５１へ出力する。

具体的には、切替器４８は、大小判定器４３から入力される判定結果Ｋａが「＋１」である場合、第１オフセット量ΔＩｓ１を乗算器４９〜５１へ出力する。一方、切替器４８は、大小判定器４３から入力される判定結果Ｋａが「−１」である場合、第２オフセット量ΔＩｓ２を乗算器４９〜５１へ出力する。

乗算器４９〜５１は、切替器４８から入力されるオフセット量ΔＩｓと、大小判定器４３から入力される判定結果Ｋａとを乗算し、かかる乗算結果Ｋｂ（＝Ｋａ×ΔＩｓ）を加算器５２〜５４へ出力する。例えば、乗算器４９〜５１は、大小判定器４３から判定結果Ｋａとして「＋１」が入力される場合、第１オフセット量ΔＩｓ１と同値の乗算結果Ｋｂ（＝ΔＩｓ１）を出力する。

一方、乗算器４９〜５１は、大小判定器４３から判定結果Ｋａとして「−１」が入力される場合、第２オフセット量ΔＩｓ２の正負（極性）を反転させた乗算結果Ｋｂ（＝−ΔＩｓ２）を出力する。また、乗算器４９〜５１は、大小判定器４３から判定結果Ｋａとして「０」が入力される場合、ゼロ値の乗算結果Ｋｂを出力する。

加算器５２〜５４は、電流指令発生部２２から入力される線間電流指令に対して、乗算器４９〜５１から出力される乗算結果Ｋｂを加算し、加算結果を補正線間電流指令として比較器３３へ出力する。具体的には、加算器５２は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊に対して、乗算器４９から出力される乗算結果Ｋｂを加算して補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊を生成し、比較器３３へ出力する。

また、加算器５３は、線間電流指令Ｉｖｕ^＊に対して、乗算器５０から出力される乗算結果Ｋｂを加算して補正線間電流指令Ｉｖｕ^＊＊を生成し、比較器３３へ出力する。また、加算器５４は、線間電流指令Ｉｗｖ^＊に対して、乗算器５１から出力される乗算結果Ｋｂを加算して補正線間電流指令Ｉｗｖ^＊＊を生成し、比較器３３へ出力する。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊と、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊との関係を示す図である。大小判定器４３における判定結果Ｋａが「＋１」である場合、図１０Ａに示すように、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊は線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊に第１オフセット量ΔＩｓ１を加算した値である。このように、電流指令補正器３１は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち最大の値となる線間電流指令が搬送波信号Ｖｃのピーク値と一致するまで線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を増加させて補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊を生成する。

また、大小判定器４３における判定結果Ｋａが「−１」である場合、図１０Ｂに示すように、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊は線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊から第２オフセット量ΔＩｓ２を減算した値である。このように、電流指令補正器３１は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち最小の値となる線間電流指令が搬送波信号Ｖｃのボトム値と一致するまで線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を減少させて補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊を生成する。

一方、相電圧の振幅が所定値未満である場合、大小判定器４３における判定結果Ｋａは「０」であり、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊は線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊と同値である。

図６に戻って、駆動信号発生部２３の構成について説明を続ける。搬送波信号発生器３２は、搬送波信号Ｖｃを生成して、比較器３３へ出力する。比較器３３は、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊と搬送波信号Ｖｃとを比較してＰＷＭパルス信号Ｓｕｗ、Ｓｖｕ、Ｓｗｖを生成する。

比較器３３は、生成したＰＷＭパルス信号Ｓｕｗ、Ｓｖｕ、Ｓｗｖをロジック回路３５へ出力する。なお、ここでは、搬送波信号Ｖｃを三角波信号とするがこれに限定されず、例えば、のこぎり波であってもよい。

図１１は、比較器３３の構成例を示す図である。図１１に示すように、比較器３３は、比較器６１〜６３を備える。比較器６１は、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊が搬送波信号Ｖｃの値以上でＨｉｇｈ、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊が搬送波信号Ｖｃの値未満でＬｏｗのＰＷＭパルス信号Ｓｕｗを出力する。

また、比較器６２は、補正線間電流指令Ｉｖｕ^＊＊が搬送波信号Ｖｃの値以上でＨｉｇｈ、補正線間電流指令Ｉｖｕ^＊＊が搬送波信号Ｖｃの値未満でＬｏｗのＰＷＭパルス信号Ｓｖｕを出力する。また、比較器６３は、補正線間電流指令Ｉｗｖ^＊＊が搬送波信号Ｖｃの値以上でＨｉｇｈ、補正線間電流指令Ｉｗｖ^＊＊が搬送波信号Ｖｃの値未満でＬｏｗのＰＷＭパルス信号Ｓｗｖを出力する。

図６に戻って、駆動信号発生部２３の構成について説明を続ける。極性判定器３４は、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊の極性を判定し、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊の極性に応じた相電流極性信号Ｉｕｄ、Ｉｖｄ、Ｉｗｄをそれぞれ生成する。そして、極性判定器３４は、相電流極性信号Ｉｕｄ、Ｉｖｄ、Ｉｗｄをロジック回路３５へ出力する。

図１２は、極性判定器３４の構成例を示す図である。図１２に示すように、極性判定器３４は、３つの比較器６４〜６６を備え、各比較器６４〜６６によって相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊とゼロ電圧Ｖ_０とを比較する。

比較器６４は、相電流指令Ｉｕ^＊がゼロ電圧Ｖ_０以上でＨｉｇｈ、相電流指令Ｉｕ^＊がゼロ電圧Ｖ_０未満でＬｏｗの相電流極性信号Ｉｕｄを出力する。比較器６５は、相電流指令Ｉｖ^＊がゼロ電圧Ｖ_０以上でＨｉｇｈ、相電流指令Ｉｖ^＊がゼロ電圧Ｖ_０未満でＬｏｗの相電流極性信号Ｉｖｄを出力する。比較器６６は、相電流指令Ｉｗ^＊がゼロ電圧Ｖ_０以上でＨｉｇｈ、相電流指令Ｉｗ^＊がゼロ電圧Ｖ_０未満でＬｏｗの相電流極性信号Ｉｗｄを出力する。

図６に戻って、駆動信号発生部２３の構成について説明を続ける。ロジック回路３５は、ＰＷＭパルス信号Ｓｕｗ、Ｓｖｕ、Ｓｗｖと、相電流極性信号Ｉｕｄ、Ｉｖｄ、Ｉｗｄに基づいて、スイッチ駆動信号Ｓｕｐ^＊、Ｓｕｎ^＊、Ｓｖｐ^＊、Ｓｖｎ^＊、Ｓｗｐ^＊、Ｓｗｎ^＊を生成する。

スイッチ駆動信号Ｓｕｐ^＊、Ｓｕｎ^＊は、それぞれ、Ｕ相のスイッチング素子１１ａ、１１ｂを駆動するための信号である。また、スイッチ駆動信号Ｓｖｐ^＊、Ｓｖｎ^＊は、それぞれ、Ｖ相のスイッチング素子１１ｃ、１１ｄを駆動するための信号である。また、スイッチ駆動信号Ｓｗｐ^＊、Ｓｗｎ^＊は、それぞれ、Ｗ相のスイッチング素子１１ｅ、１１ｆを駆動するための信号である。

図１３は、ロジック回路３５の構成例を示す図である。図１３に示すように、ロジック回路３５は、ロジック回路部７１〜７６を備える。ロジック回路部７１〜７３の内部ロジックは、下記式（７）で表わされる。また、ロジック回路部７４〜７６の内部ロジックは、下記式（８）で表わされる。なお、下記の式（７）および式（８）において、「バー」の記号は、反転を意味する。

ロジック回路部７１は、例えば、図１４に示す回路によって構成することができる。また、ロジック回路部７２、７３もロジック回路部７１と同様の回路によって構成することができる。図１４に示すロジック回路部７１では、ＮＯＴ回路と、ＡＮＤ回路と、ＯＲ回路とによって上記式（７）で表わされる内部ロジックが構成される。

ロジック回路部７４は、例えば、図１５に示す回路によって構成することができる。また、ロジック回路部７５、７６もロジック回路部７４と同様の回路によって構成することができる。図１５に示すロジック回路部７４では、ＮＯＴ回路と、ＡＮＤ回路と、ＯＲ回路とによって上記式（８）で表わされる内部ロジックが構成される。

図６に戻って、駆動信号発生部２３について説明を続ける。オフディレイ回路３６ａ〜３６ｆは、ロジック回路３５から入力されるスイッチ駆動信号Ｓｕｐ^＊、Ｓｕｎ^＊、Ｓｖｐ^＊、Ｓｖｎ^＊、Ｓｗｐ^＊、Ｓｗｎ^＊を遅延させたスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成する。オフディレイ回路３６ａ〜３６ｆは、生成したスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを駆動回路１３ａ〜１３ｆへ出力する。

このように遅延させたスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎによって、スイッチング素子１１のターンオフを遅らせることができる。そのため、スイッチング素子１１のターンオン動作遅れなどに起因して、直流電流源２の出力が開放状態となることを抑制できる。

以上のように構成された駆動信号発生部２３の動作について説明する。図１６〜図１８は、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＊、Ｉｖｕ^＊＊、Ｉｗｖ^＊＊、搬送波信号Ｖｃおよびスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎの関係を示す図である。図２に示すｔ１時点の電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}の方向成分ＩａおよびＩｂは、それぞれ図１６〜図１８におけるベクトルＩａおよびベクトルＩｂの大きさとして表される。

出力電圧の振幅が所定値未満の場合、電流指令補正器３１において線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊の補正が行われずにそのまま出力される。この場合、搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される電流ベクトルの順番は、各領域Ａ〜Ｆにおいて下記のように表わされる。

このように、各領域Ａ〜Ｆでは、それぞれ２つの有効ベクトルと２つのゼロベクトルとが搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される。このように、２つの有効ベクトルと２つのゼロベクトルとを使用するＰＷＭ制御方式を、以下４ベクトル法と呼ぶこととする。

例えば、領域Ａにおいて、出力電圧の振幅が所定値未満の場合、スイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎは図１６に示すようになる。

一方、出力電圧の振幅が所定値以上の場合、電流指令補正器３１において線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊の補正が行われる。この場合、各領域Ａ〜Ｆでは、それぞれ２つの有効ベクトルと１つのゼロベクトルとが搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される。搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される電流ベクトルの順番は、各領域Ａ〜Ｆにおいて下記のように表わされる。

例えば、領域Ａにおいて、出力電圧の振幅が所定値以上で、かつ、ゼロベクトルＩｖｖに対応する相電圧検出値ＶｖがゼロベクトルＩｗｗに対応する相電圧検出値Ｖｗ未満であるとする。この場合、図１７に示すように、ゼロベクトルＩｖｖのみが搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される。すなわち、スイッチ駆動信号Ｓｗｐ、Ｓｗｎがオンになって、ゼロベクトルＩｖｖが出力される一方、スイッチ駆動信号Ｓｗｐ、Ｓｗｎが共にオンになる期間はなく、ゼロベクトルＩｗｗは出力されない。

また、領域Ａにおいて、出力電圧の振幅が所定値以上で、かつ、ゼロベクトルＩｗｗに対応する相電圧検出値ＶｗがゼロベクトルＩｖｖに対応する相電圧検出値Ｖｖ未満であるとする。この場合、図１８に示すように、ゼロベクトルＩｗｗのみが搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される。すなわち、スイッチ駆動信号Ｓｗｐ、Ｓｗｎがオンになって、ゼロベクトルＩｗｗが出力される一方、スイッチ駆動信号Ｓｖｐ、Ｓｖｎが共にオンになる期間はなく、ゼロベクトルＩｖｖは出力されない。

このように、駆動信号発生部２３は、各領域Ａ〜Ｆで２つのゼロベクトルを搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力可能としている。そして、駆動信号発生部２３は、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づき、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊の補正を行うことで、相電圧の絶対値が最小の相に対応するゼロベクトルのみを出力する。これにより、コモンモード電圧Ｖｃｏｍ２の振幅を低減することができ、短絡モードから出力モードに移る際のコモンモード電圧の変動を抑えることができる。

以上のように、第１の実施形態に係る電流形電力変換装置１は、出力電圧の振幅が所定値以上である場合、短絡モードにおいて、複数のゼロベクトルのうち相電圧の絶対値が小さい相に対応するゼロベクトルを選択する。そして、電流形電力変換装置１は、選択したゼロベクトルに基づいてスイッチ駆動信号を生成する。そのため、短絡モード時におけるコモンモード電圧の振幅を低減することができ、短絡モードから出力モードに移る際のコモンモード電圧の変動を抑えることができる。

なお、上述においては、線間電流指令を補正することで、短絡モード時におけるコモンモード電圧の振幅を低減することとしたが、線間電流指令と搬送波信号Ｖｃとの関係を相対的に補正すればよく、線間電流指令の補正に限定されるものではない。例えば、線間電流指令に対して搬送波信号Ｖｃを補正することで、複数のゼロベクトルのうち相電圧の絶対値が小さい相に対応するゼロベクトルを選択してもよい。

また、上述においては、出力電圧の振幅が所定値以上か否かで、領域毎に規定された２つのゼロベクトルを使用する処理と、相電圧の絶対値が最小となる相に対応する１つのゼロベクトルを使用する処理とを切り替えるようにした。このように処理を切り替えるのは、出力電圧の振幅が小さい場合には、コモンモード電圧も小さいためである。しかし、出力電圧の振幅の大きさにかかわらず、相電圧の絶対値が最小となる相に対応する１つのゼロベクトルを使用する処理を行うこともできる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電流形電力変換装置について説明する。第１の実施形態に係る電流形電力変換装置１では、４ベクトル法によりスイッチ駆動信号を生成する。一方、第２の実施形態に係る電流形電力変換装置では、２つの有効ベクトルと３つのゼロベクトルを用いる後述の５ベクトル法によりスイッチ駆動信号を生成する。

電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}（図２参照）が小さくなり、ベクトルＩａおよびベクトルＩｂの大きさが略ゼロに近くなる場合、第１の実施形態に係る電流形電力変換装置１では、出力モードにおいて有効ベクトルの出力時間が短くなることがある。

例えば、領域Ａの期間において、図１６に示すベクトルＩａおよびＩｂの大きさが略ゼロに近くなる場合、電流ベクトルＩｕｗを出力する期間および電流ベクトルＩｕｖを出力する期間が短くなる。そのため、スイッチ駆動信号Ｓｕｐの幅も略ゼロに近くなり、スイッチ駆動信号Ｓｕｐは、幅の短いパルスとなる。

スイッチング素子１１のターンオン時間、ターンオフ時間、およびスイッチ駆動信号の伝送時間などに依存して、スイッチング素子１１が出力できる時間幅の下限値が決まる。そのため、スイッチ駆動信号が幅の短いパルスである場合、スイッチング素子１１がオンしない場合がある。そこで、第２の実施形態の電流形電力変換装置では、２つの有効ベクトルと３つのゼロベクトルを用いる５ベクトル法を採用する。

図１９は、第２の実施形態に係る電流形電力変換装置１Ａの構成を示す図である。第２の実施形態に係る電流形電力変換装置１Ａは、第１の実施形態に係る電流形電力変換装置１と駆動信号発生部の構成が異なるため、以下においては、第２の実施形態に係る電流形電力変換装置１Ａの駆動信号発生部２３Ａについて説明する。なお、上述した第１の実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付し、第１の実施形態と重複する説明については適宜、省略する。

図１９に示すように、駆動信号発生部２３Ａは、電流指令補正器３１Ａと、搬送波信号発生器３２と、比較器３３Ａと、極性判定器３４と、ロジック回路３５Ａと、オフディレイ回路３６ａ〜３６ｆとを備える。

電流指令補正器３１Ａは、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて補正し、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−を生成する。

図２０は、電流指令補正器３１Ａの構成例を示す図である。図２０に示すように、電流指令補正器３１Ａは、領域判定器４１と、ゼロベクトル判定器４２Ａと、大小判定器４３Ａと、最大判定器４４と、最小判定器４５と、減算器４６と、加算器４７、８９〜９４と、乗算器８１と、切替器８２〜８７とを備える。

領域判定器４１は、領域Ａ〜領域Ｆのうち、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊の位相状態に対応する領域を判定する。

ゼロベクトル判定器４２Ａは、内部に設定された判定テーブルに基づき、領域判定器４１によって判定された領域に対応する３つのゼロベクトルを判定し、判定結果を大小判定器４３Ａへ通知する。ゼロベクトル判定器４２Ａは、３つのゼロベクトルとして第１ゼロベクトル、第２ゼロベクトルおよび第３ゼロベクトルを判定する。

図２１は、判定テーブルの一例を示す図である。ゼロベクトル判定器４２Ａは、例えば、領域Ａである場合、判定テーブルに基づいて、第１ゼロベクトルは電流ベクトルＩｖｖであり、第２ゼロベクトルは電流ベクトルＩｗｗであり、第３ゼロベクトルは電流ベクトルＩｕｕであると判定する。なお、ここでは判定テーブルを用いてゼロベクトルを判定する例を説明したが、例えば、ロジック回路などによって、ゼロベクトルを判定してもよい。

大小判定器４３Ａは、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づく判定結果Ｋｃ１〜Ｋｃ６を切替器８２〜８７へ出力する。大小判定器４３Ａは、相電圧の振幅が所定値未満である場合、判定結果Ｋｃ１〜Ｋｃ６として「０」を出力する。なお、相電圧の振幅は、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのうちいずれか一つに基づいて検出することもできる。

一方、大小判定器４３Ａは、相電圧の振幅が所定以上である場合、第１ゼロベクトル、第２ゼロベクトルおよび第３ゼロベクトルに対応する相の相電圧検出値の大小関係を判定する。大小判定器４３Ａは、第１ゼロベクトルに対応する相電圧検出値が最も小さい場合、判定結果Ｋｃ１〜Ｋｃ６として「＋１」を出力し、第２ゼロベクトルに対応する相電圧検出値が最も小さい場合、判定結果Ｋｃ１〜Ｋｃ６として「−１」を出力する。

また、大小判定器４３Ａは、第３ゼロベクトルに対応する相電圧検出値が最も小さい場合、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊の大小関係を判定する。線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち、最大線間電流指令をＩｍａｘ、最小線間電流指令をＩｍｉｎ、値が中間の線間電流指令（以下、中間線間電流指令と記載する）をＩｍｉｄとすると、領域Ａでは、Ｉｍａｘ＝Ｉｕｗ^＊、Ｉｍｉｄ＝Ｉｗｖ^＊、Ｉｍｉｎ＝Ｉｖｕ^＊である。

大小判定器４３Ａは、Ｉｍａｘに対応する線間電流指令に対応する切替器に「＋１」を出力し、Ｉｍｉｎに対応する線間電流指令に対応する切替器に「−１」を出力し、Ｉｍｉｄに対応する線間電流指令に対応する切替器に「＋１」と「−１」を出力する。例えば、領域Ａでは、Ｉｍａｘ＝Ｉｕｗ^＊、Ｉｍｉｄ＝Ｉｗｖ^＊、Ｉｍｉｎ＝Ｉｖｕ^＊である。この場合、線間電流指令Ｉｕｗ^＊が入力される加算器８９、９０に信号を出力する切替器８２、８３に対する判定結果Ｋｃ１、Ｋｃ２を「＋１」として出力する。また、大小判定器４３Ａは、線間電流指令Ｉｖｕ^＊が入力される加算器９１、９２に信号を出力する切替器８４、８５に対する判定結果Ｋｃ３、Ｋｃ４を「−１」として出力する。さらに、大小判定器４３Ａは、線間電流指令Ｉｗｖ^＊が入力される加算器９３、９４のうち、加算器９３に信号を出力する切替器８６に対する判定結果Ｋｃ５を「＋１」として出力し、加算器９４に信号を出力する切替器８７に対応する判定結果Ｋｃ６を「−１」として出力する。

最大判定器４４は、電流指令発生部２２から入力される線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち最大線間電流指令を選択して出力する。減算器４６は、最大判定器４４から出力される最大線間電流指令を、電流値Ｉｄｃ／２から減算して第１オフセット量ΔＩｓ１１を生成し、かかる第１オフセット量ΔＩｓ１１を切替器８２〜８７へ出力する。

最小判定器４５は、電流指令発生部２２から入力される線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち最小線間電流指令を選択して出力する。加算器４７は、最小判定器４５から出力される最小線間電流指令に、電流値Ｉｄｃ／２を加算する。乗算器８１は、加算器４７による加算結果に「−１」を乗算し、第２オフセット量ΔＩｓ１２を生成し、かかる第２オフセット量ΔＩｓ１２を切替器８２〜８７へ出力する。

また、切替器８２〜８７には、第１オフセット量ΔＩｓ１１および第２オフセット量ΔＩｓ１２に加え、さらに、第３オフセット量±ΔＩｓ１３が入力される。具体的には、切替器８２、８４、８６には、第３オフセット量＋ΔＩｓ１３が入力され、切替器８３、８５、８７には、第３オフセット量−ΔＩｓ１３が入力される。第３オフセット量＋ΔＩｓ１３、−ΔＩｓ１３は、予め規定された値である。後述するように、第２の実施形態に係る電流形電力変換装置１Ａでは、第１オフセット量ΔＩｓ１１、第２オフセット量ΔＩｓ１２および第３オフセット量±ΔＩｓ１３のうちいずれかを選択的に使用することで、使用するゼロベクトルを切り替えることができるようにしている。

図２２は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊と、第１オフセット量ΔＩｓ１１と、第２オフセット量ΔＩｓ１２との関係を説明するための図である。線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊が図２２に示す状態である場合、最大線間電流指令は線間電流指令Ｉｕｗ^＊であり、第１オフセット量ΔＩｓ１１は、電流値Ｉｄｃ／２から線間電流指令Ｉｕｗ^＊を減算した値である。また、最小線間電流指令は線間電流指令Ｉｖｕ^＊であり、第２オフセット量ΔＩｓ１２は、線間電流指令Ｉｖｕ^＊に電流値Ｉｄｃ／２を加算した値の極性を反転させた値である。

切替器８２〜８７は、大小判定器４３Ａから入力される判定結果Ｋｃ１〜Ｋｃ６に基づいて、第１オフセット量ΔＩｓ１１、第２オフセット量ΔＩｓ１２および第３オフセット量±ΔＩｓ１３のいずれかを加算器８９〜９４へオフセット量ΔＩｓｓとして出力する。

具体的には、切替器８２、８４、８６は、判定結果Ｋｃ１、Ｋｃ３、Ｋｃ５が「０」である場合、それぞれ第３オフセット量ΔＩｓ１３をオフセット量ΔＩｓｓとして加算器８９、９１、９３へ出力する。また、切替器８３、８５、８７は、判定結果Ｋｃ２、Ｋｃ、４、Ｋｃ６が「０」である場合、それぞれ第３オフセット量−ΔＩｓ１３をオフセット量ΔＩｓｓとして加算器９０、９２、９４へ出力する。

また、切替器８２〜８７は、判定結果Ｋｃ１〜Ｋｃ６が「＋１」である場合、それぞれ第１オフセット量ΔＩｓ１１をオフセット量ΔＩｓｓとして加算器８９〜９４へ出力する。また、切替器８２〜８７は、判定結果Ｋｃ１〜Ｋｃ６が「−１」である場合、それぞれ第２オフセット量ΔＩｓ１２をオフセット量ΔＩｓｓとして加算器８９〜９４へ出力する。

加算器８９〜９４は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊に対して、切替器８２〜８７から出力されるオフセット量ΔＩｓｓを加算する。加算器８９〜９４は、かかる加算結果を、それぞれ補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−として比較器３３Ａへ出力する。具体的には、加算器８９、９０は、線間電流指令Ｉｕｗ^＊に対して、それぞれ切替器８２、８３から出力されるオフセット量ΔＩｓｓを加算し、かかる加算結果を補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−として比較器３３Ａへ出力する。

また、加算器９１、９２は、線間電流指令Ｉｖｕ^＊に対して、それぞれ切替器８４、８５から出力されるオフセット量ΔＩｓｓを加算し、かかる加算結果を補正線間電流指令Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−として比較器３３Ａへ出力する。また、加算器９３、９４は、線間電流指令Ｉｗｖ^＊に対して、それぞれ切替器８６、８７から出力されるオフセット量ΔＩｓｓを加算し、かかる加算結果を補正線間電流指令Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−として比較器３３Ａへ出力する。

このように、電流指令補正器３１Ａは、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づき、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を補正して補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−を生成する。電流指令補正器３１Ａは、生成した補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−を比較器３３Ａへ出力する。

図１９に戻って、駆動信号発生部２３Ａの構成について説明を続ける。搬送波信号発生器３２は、搬送波信号Ｖｃを生成して、比較器３３Ａへ出力する。比較器３３Ａは、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−と搬送波信号Ｖｃとを比較してＰＷＭパルス信号Ｓｕｗｐ、Ｓｕｗｍ、Ｓｕｗｎ、Ｓｖｕｐ、Ｓｖｕｍ、Ｓｖｕｎ、Ｓｗｖｐ、Ｓｗｖｍ、Ｓｗｖｎを生成する。

図２３は、比較器３３Ａの構成例を示す図である。図２３に示すように、比較器３３Ａは、第１の比較部１１０ａ、第２の比較部１１０ｂおよび第３の比較部１１０ｃを備える。第１の比較部１１０ａは、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−の状態に基づいて、ＰＷＭパルス信号Ｓｕｗｐ、Ｓｕｗｍ、Ｓｕｗｎを生成する。

具体的には、第１の比較部１１０ａは、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−が共にＨｉｇｈの場合、ＰＷＭパルス信号ＳｕｗｐをＨｉｇｈとし、それ以外の場合には、ＰＷＭパルス信号ＳｕｗｐをＬｏｗとする。また、第１の比較部１１０ａは、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋がＨｉｇｈで補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊−がＬｏｗの場合、ＰＷＭパルス信号ＳｕｗｍをＨｉｇｈとし、それ以外の場合には、ＰＷＭパルス信号ＳｕｗｍをＬｏｗとする。また、第１の比較部１１０ａは、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−のいずれかがＨｉｇｈの場合、ＰＷＭパルス信号ＳｕｗｎをＨｉｇｈとし、それ以外の場合には、ＰＷＭパルス信号ＳｕｗｎをＬｏｗとする。

図２３に示すように、第２の比較部１１０ｂおよび第３の比較部１１０ｃも、第１の比較部１１０ａと同様の構成である。第２の比較部１１０ｂは、補正線間電流指令Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−の状態に基づいて、ＰＷＭパルス信号Ｓｖｕｐ、Ｓｖｕｍ、Ｓｖｕｎを生成する。また、第３の比較部１１０ｃは、補正線間電流指令Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−の状態に基づいて、ＰＷＭパルス信号Ｓｗｖｐ、Ｓｗｖｍ、Ｓｗｖｎを生成する。

図１９に戻って、駆動信号発生部２３Ａの構成について説明を続ける。極性判定器３４は、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊の極性を判定し、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊の極性に応じた相電流極性信号Ｉｕｄ、Ｉｖｄ、Ｉｗｄをそれぞれ生成して出力する。かかる極性判定器３４は、第１実施形態と同様に、図１２に示すように構成することができる。

ロジック回路３５Ａは、比較器３３Ａから入力されるＰＷＭパルス信号Ｓｕｗｐ、Ｓｕｗｍ、Ｓｕｗｎ、Ｓｖｕｐ、Ｓｖｕｍ、Ｓｖｕｎ、Ｓｗｖｐ、Ｓｗｖｍ、Ｓｗｖｎと、極性判定器３４から入力される相電流極性信号Ｉｕｄ、Ｉｖｄ、Ｉｗｄに基づいて、スイッチ駆動信号Ｓｕｐ^＊、Ｓｕｎ^＊、Ｓｖｐ^＊、Ｓｖｎ^＊、Ｓｗｐ^＊、Ｓｗｎ^＊を生成する。

図２４は、ロジック回路３５Ａの構成例を示す図である。図２４に示すように、ロジック回路３５Ａは、ロジック回路部１２１〜１２６を備える。ロジック回路部１２１〜１２３の内部ロジックは、下記式（９）で表わされる。また、ロジック回路部１２４〜１２６の内部ロジックは、下記式（１０）で表わされる。なお、下記の式（９）および式（１０）において、「バー」の記号は、反転を意味する。

ロジック回路部１２１は、例えば、図２５に示す回路によって構成することができる。また、ロジック回路部１２２、１２３もロジック回路部１２１と同様の回路によって構成することができる。図２５に示すロジック回路部１２１では、ＮＯＴ回路と、ＡＮＤ回路と、ＯＲ回路とによって上記式（９）で表わされる内部ロジックが構成される。

ロジック回路部１２４は、例えば、図２６に示す回路によって構成することができる。また、ロジック回路部１２５、１２６もロジック回路部１２４と同様の回路によって構成することができる。図２６に示すロジック回路部１２４では、ＮＯＴ回路と、ＡＮＤ回路と、ＯＲ回路とによって上記式（１０）で表わされる内部ロジックが構成される。

図１９に戻って、駆動信号発生部２３Ａの構成について説明を続ける。オフディレイ回路３６ａ〜３６ｆは、ロジック回路３５Ａから入力されるスイッチ駆動信号Ｓｕｐ^＊、Ｓｕｎ^＊、Ｓｖｐ^＊、Ｓｖｎ^＊、Ｓｗｐ^＊、Ｓｗｎ^＊を遅延させたスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを生成する。オフディレイ回路３６ａ〜３６ｆは、生成したスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎを駆動回路１３ａ〜１３ｆへ出力する。

以上のように構成された駆動信号発生部２３Ａの動作について説明する。出力電圧の振幅が所定値未満の場合、搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される電流ベクトルの順番は、各領域Ａ〜Ｆにおいて下記のように表わされる。

このように、各領域Ａ〜Ｆでは、それぞれ２つの有効ベクトルと３つのゼロベクトルとが搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される。

図２７は、補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−、搬送波信号Ｖｃおよびスイッチ駆動信号Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎの関係を示す図である。図２に示すｔ１時点の電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}の方向成分ＩａおよびＩｂは、それぞれ図２７におけるベクトルＩａおよびベクトルＩｂの大きさとして表される。

図２７に示すように、期間Ｔ２３および期間Ｔ２７においてゼロベクトルが出力される。そのため、電流指令ベクトルＩ_{ｏｕｔ＿ｒ}が小さくなっても、ゼロベクトルが出力される時間の分、期間Ｔ２２〜期間Ｔ２４（期間Ｔ２６〜期間Ｔ２８）のスイッチ駆動信号Ｓｕｐの幅が大きくなる。すなわち、幅の短いパルスの発生が抑制される。ゼロベクトルＩｕｕが出力される時間は、上記下限値に所定の余裕を持たせた設定時間とすればよい。第３オフセット量ΔＩｓ１３はその時間を出せるように設定する。

一方、電流指令補正器３１Ａにおいて、出力電圧の振幅が所定値以上である場合、電圧が最小の相に対応するゼロベクトルの一つを出力する。具体的には、出力電圧の振幅が所定値以上で、かつ、第１ゼロベクトルに対応する相の電圧が最小である場合、搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される電流ベクトルの順番は、図１７を用いて説明した４ベクトル法の場合と同様の順番である。

例えば、領域Ａにおいて、相電圧検出値Ｖｖが最小である場合、搬送波信号Ｖｃと補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−との関係は図２８に示すようになる。線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−は同一であり、線間電流指令Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−は同一であり、線間電流指令Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−は同一である。そして、この場合、ゼロベクトルＩｗｗよりも対応する相電圧検出値が小さいゼロベクトルＩｖｖのみが搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される。

このように、電流指令補正器３１Ａは、相電圧の絶対値が最小である出力相が第１ゼロベクトルに対応する相である場合、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち最大の値となる線間電流指令が搬送波信号Ｖｃのピーク値と一致するまで線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を増加させて補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−を生成する。なお、第１ゼロベクトルに対応する相が第１の出力相の一例に相当する。

また、出力電圧の振幅が所定値以上で、かつ、第２ゼロベクトルに対応する相の電圧が最小である場合、搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される電流ベクトルの順番は、図１８を用いて説明した４ベクトル法の場合と同様の順番である。

例えば、領域Ａにおいて、相電圧検出値Ｖｗが最小である場合、搬送波信号Ｖｃと補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−との関係は図２９に示すようになる。線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−は同一であり、線間電流指令Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−は同一であり、線間電流指令Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−は同一である。そして、この場合、ゼロベクトルＩｖｖよりも対応する相電圧検出値が小さいゼロベクトルＩｗｗのみが搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される。

このように、電流指令補正器３１Ａは、相電圧の絶対値が最小である出力相が第２ゼロベクトルに対応する相である場合、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊のうち最小の値となる線間電流指令が搬送波信号Ｖｃのボトム値と一致するまで線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊を減少させて補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−を生成する。なお、第２ゼロベクトルに対応する相が第２の出力相の一例に相当する。

また、電流指令補正器３１Ａにおいて、出力電圧の振幅が所定値以上で、かつ、第３ゼロベクトルに対応する相の電圧が最小であると判定された場合、搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される電流ベクトルの順番は、各領域Ａ〜Ｆにおいて下記のように表わされる。なお、第３ゼロベクトルに対応する相が第３の出力相の一例に相当する。

例えば、領域Ａにおいて、相電圧検出値Ｖｕが最小である場合、搬送波信号Ｖｃと補正線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−、Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−、Ｉｗｖ^＊＋、Ｉｗｖ^＊−との関係は図３０に示すようになる。線間電流指令Ｉｕｗ^＊＋、Ｉｕｗ^＊−は線間電流指令Ｉｕｗ^＊に第１オフセット量ΔＩｓ１１を加算した値である。線間電流指令Ｉｖｕ^＊＋、Ｉｖｕ^＊−は線間電流指令Ｉｖｕ^＊に第２オフセット量ΔＩｓ１２を加算した値である。また、線間電流指令Ｉｗｖ^＊＋は線間電流指令Ｉｗｖ^＊に第１オフセット量ΔＩｓ１１を加算した値であり、線間電流指令Ｉｗｖ^＊−は線間電流指令Ｉｗｖ^＊に第２オフセット量ΔＩｓ１２を加算した値である。そして、搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力される電流ベクトルは、有効ベクトルＩｕｗ、ＩｕｖおよびゼロベクトルＩｕｕである。

このように、電流指令補正器３１Ａは、相電圧の絶対値が最小である出力相が第３ゼロベクトルに対応する相である場合に、最大の値となる線間電流指令を増加させた補正線間電流指令と、最小の値となる線間電流指令を低減させた補正線間電流指令と、中間の値となる線間電流指令を増減させて２つの補正線間電流指令を生成する。

より具体的には、電流指令補正器３１Ａは、最大の値となる線間電流指令が搬送波信号Ｖｃのピーク値と一致するまで最大の値および中間の値となる線間電流指令をそれぞれ増加させて補正線間電流指令を生成する。また、電流指令補正器３１Ａは、最小の値となる線間電流指令が搬送波信号Ｖｃのボトム値と一致するまで最小の値および中間の値となる線間電流指令をそれぞれ減少させて補正線間電流指令を生成する。

このように、駆動信号発生部２３Ａは、ロジック回路３５Ａにおいて、各領域Ａ〜Ｆで３つのゼロベクトルを搬送波信号Ｖｃの１周期の間に出力可能とし、線間電流指令Ｉｕｗ^＊、Ｉｖｕ^＊、Ｉｗｖ^＊の補正を行う。これにより、複数のゼロベクトルのうち相電圧の絶対値が小さい相に対応するゼロベクトルが出力され、コモンモード電圧Ｖｃｏｍ２の振幅を低減することができる。

以上のように、第２の実施形態に係る電流形電力変換装置１Ａでは、短絡モードにおいて、複数のゼロベクトルのうち相電圧の絶対値が小さい相に対応するゼロベクトルを選択し、選択したゼロベクトルに基づいてスイッチ駆動信号を生成する。そのため、短絡モード時におけるコモンモード電圧を低減することができ、短絡モードから出力モードに移る際のコモンモード電圧の変動を抑えることができる。

また、電流形電力変換装置１Ａでは、出力電圧の振幅が所定値未満である場合、電流指令に応じた電流ベクトルを２つの有効ベクトルと３つのゼロベクトルによって生成するため、幅の短いパルスの発生を抑制することができる。

上述の実施形態においては、相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて最小の相電圧を判定することとしたが、最小の相電圧の判定方法はこれに限定されるものではない。例えば、力率が１である場合には、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊と相電圧検出値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとが一致することから、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊の大小関係によって最小の相電圧を判定することもできる。また、力率が１でない場合であっても、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊のいずれかの電流指令の位相状態によって最小の相電圧を判定することもできる。また、Ｕ相とＶ相の間の電圧、および、Ｖ相とＷ相の間の電圧をそれぞれ検出し、かかる検出結果に基づいて、最小の相電圧を判定するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、最小の相電圧を判定することとしたが、最小の相電流を判定するようにしてもよい。例えば、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相にそれぞれ流れる電流の瞬時値（以下、相電流瞬時値と記載する）を検出し、かかるＵ相、Ｖ相およびＷ相の相電流瞬時値のうち最小の相電流瞬時値に対応するゼロベクトルを選択し、選択したゼロベクトルに基づいてスイッチ駆動信号を生成する。力率が１である場合には、相電圧と相電流とが一致することから、最小の相電圧に対応するゼロベクトルを選択する場合と同様に短絡モード時におけるコモンモード電圧を低減することができる。また、力率が１でない場合であっても、相電流と相電圧との位相ずれに基づいて、結果的に、最小の相電流を判定することができ、この場合でも、最小の相電圧に対応するゼロベクトルを選択する場合と同様に短絡モード時におけるコモンモード電圧を低減することができる。また、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊に一致するようにＵ相、Ｖ相およびＷ相に電流が流れることから、相電流指令Ｉｕ^＊、Ｉｖ^＊、Ｉｗ^＊のうち、最も小さい相電流指令に対応するゼロベクトルを選択し、選択したゼロベクトルに基づいてスイッチ駆動信号を生成してもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１Ａ 電流形電力変換装置
１０ 電流形インバータ部
１１ａ〜１１ｆ スイッチング素子
１２ａ〜１２ｆ 整流素子
１３ａ〜１３ｆ 駆動回路
２０ 駆動制御部
２１ 電圧検出部
２２ 電流指令発生部
２３、２３Ａ 駆動信号発生部
３１、３１Ａ 電流指令補正器
３２ 搬送波信号発生器
３３、３３Ａ、６１〜６６ 比較器
３４ 極性判定器
３５、３５Ａ ロジック回路
３６ａ〜３６ｆ オフディレイ回路
４１ 領域判定器
４２、４２Ａ ゼロベクトル判定器
４３、４３Ａ 大小判定器
４４ 最大判定器
４５ 最小判定器
４６ 減算器
４７、５２〜５４、８９〜９４ 加算器
４８、８２〜８７ 切替器
４９〜５１、８１ 乗算器
７１〜７６、１２１〜１２６ ロジック回路部
１１０ａ〜１１０ｃ 第１〜第３の比較部

Claims (10)

1. 直流電流源の正極と負極との間に、直列接続した複数のスイッチング素子を出力相毎に有するインバータ部と、
   異なる出力相の前記スイッチング素子を制御して出力相間に電流を供給する出力モードと、同一出力相の前記複数のスイッチング素子を制御する短絡モードとにより電流指令に応じた前記インバータ部の制御を行う駆動制御部と、を備え、
   前記駆動制御部が前記短絡モードを実行する出力相は、前記出力相のうち相電圧または相電流の絶対値が最小の出力相であることを特徴とする電流形電力変換装置。
2. 前記駆動制御部は、
   出力相毎の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記電圧検出部によって検出された電圧に基づき、絶対値が最小の相電圧に対応する出力相を判定する判定部と、を備え、
   前記駆動制御部が前記短絡モードを実行する出力相は、前記判定部によって前記相電圧の絶対値が最小であると判定された出力相であることを特徴とする請求項１に記載の電流形電力変換装置。
3. 前記駆動制御部は、
   搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、
   異なる出力相間に対する複数の線間電流指令を前記電流指令として発生する電流指令発生部と、
   前記判定部によって前記相電圧の絶対値が最小であると判定された出力相に応じて前記線間電流指令を補正し、補正線間電流指令として出力する線間電流指令補正部と、
   前記搬送波信号発生部から出力される搬送波信号と、前記線間電流指令補正部から出力される補正線間電流指令とを比較してＰＷＭ信号を生成する比較部と、
   前記比較部から出力されるＰＷＭ信号に基づき、前記複数のスイッチング素子を制御して前記短絡モードを実行する駆動信号を生成する信号生成部と
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の電流形電力変換装置。
4. 前記駆動制御部は、
   前記搬送波信号が全ての前記補正線間電流指令よりも小さい状態である場合に前記短絡モードの対象となる第１の出力相と、前記搬送波信号が全ての前記線間電流指令よりも大きい状態である場合に前記短絡モードの対象となる第２の出力相とを異なるようにしており、
   前記線間電流指令補正部は、
   前記相電圧の絶対値が最小であると判定された出力相に応じて前記複数の線間電流指令を増加または低減して前記補正線間電流指令を生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電流形電力変換装置。
5. 前記線間電流指令補正部は、
   前記相電圧の絶対値が最小であると判定された出力相が前記第１の出力相である場合に、前記複数の線間電流指令のうち最大の値となる線間電流指令が前記搬送波信号のピーク値と一致するまで前記複数の線間電流指令を増加させて前記補正線間電流指令を生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の電流形電力変換装置。
6. 前記線間電流指令補正部は、
   前記相電圧の絶対値が最小であると判定された出力相が前記第２の出力相である場合に、前記複数の線間電流指令のうち最小の値となる線間電流指令が前記搬送波信号のボトム値と一致するまで前記複数の線間電流指令を減少させて前記補正線間電流指令を生成する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の電流形電力変換装置。
7. 前記駆動制御部は、
   前記複数の線間電流指令のうち中間の値となる線間電流指令よりも大きく最大の値となる線間電流指令よりも小さい値と、前記中間の値となる線間電流指令よりも小さく最小の値となる線間電流指令よりも小さい値との間の範囲内に前記搬送波信号がある状態において、前記第１の出力相および前記第２の出力相とは異なる第３の出力相に対する前記短絡モードを設けており、
   前記線間電流指令補正部は、
   前記相電圧の絶対値が最小であると判定された出力相が前記第３の出力相である場合に、前記最大の値となる線間電流指令を増加させた補正線間電流指令と、前記最小の値となる線間電流指令を低減させた補正線間電流指令と、前記中間の値となる線間電流指令を増減させた２つの補正線間電流指令とを生成する
   ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の電流形電力変換装置。
8. 前記線間電流指令補正部は、
   前記最大の値となる線間電流指令が前記搬送波信号のピーク値と一致するまで前記最大の値および前記中間の値となる線間電流指令を増加させ、かつ、前記最小の値となる線間電流指令が前記搬送波信号のボトム値と一致するまで前記最小の値および前記中間の値となる線間電流指令を減少させることによって複数の前記補正線間電流指令を生成する
   ことを特徴とする請求項７に記載の電流形電力変換装置。
9. 前記駆動制御部は、
   前記出力相の電圧振幅が所定値以上であるか否かを判定する出力振幅判定部を備え、
   前記出力振幅判定部によって判定された前記電圧振幅が所定値以上である場合に、前記短絡モードを実行する出力相を、前記判定部によって前記相電圧の絶対値が最小であると判定された出力相とすることを特徴とする請求項３〜８のいずれか一つに記載の電流形電力変換装置。
10. 前記線間電流指令補正部は、
    前記出力振幅判定部によって判定された前記電圧振幅が所定値未満である場合に、前記線間電流指令の補正を行わずに、前記線間電流指令を補正線間電流指令として出力する
    ことを特徴とする請求項９に記載の電流形電力変換装置。

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