JP2014166002A - 交流電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の交流電源装置では、不均衡負荷に起因する振幅ずれと位相ずれとを共に補正することができない問題があった。
【解決手段】本発明にかかる交流電源装置は、端子Ｔｕに対して第１の交流電圧Ｖｕｎを生成する第１の交流電源生成部１１ｕと、端子Ｔｖ１、Ｔｖ２に対して第２の交流電圧Ｖｖｎを生成する第２の交流電源生成部１１ｖと、端子Ｔｗに対して第３の交流電圧Ｖｗｎを生成する第３の交流電源生成部１１ｗと、第１の交流電圧Ｖｕｎから第３の交流電圧Ｖｗｎの振幅及び位相が、交流電圧毎に予め設定された振幅設定値及び位相設定値に一致するように第１の交流電源生成部１１ｕから第３の交流電源生成部１１ｗが出力する交流電圧の位相及び振幅を制御する制御部１０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流電圧により他の装置に電源を供給する交流電源装置に関する。

一般に、家庭用電気製品等の機器は、系統配線から交流電圧で供給される電源に基づき動作する。近年、停電等の非常時、或いは、屋外で電気製品を利用するために、これら機器のための交流電源を生成する交流電源装置が多く提案されている。このような交流電源装置では、一般的に単相３線式、又は、３相３線式で電源を電気製品に供給する。例えば、単相３線式で電源を供給した場合、各相に接続される負荷の大きさに不均衡が生じると相間の電圧に不均衡が生じ、電気製品に印加される交流電圧の振幅が所望の値からずれるという問題がある。

そこで、交流電源装置において、負荷の大きさの不均衡による振幅ズレを解消する技術が特許文献１、２に開示されている。

特許文献１では、単相３線の系統連系インバータにおいて、ａ相側とｂ相側とに、それぞれ、連系するハーフブリッジインバータを設け、それぞれのハーフブリッジインバータに対する出力電流指令の大きさは、ａ相とｂ相との負荷の大きさに比例して制御する。すなわち、ａ相またはｂ相の負荷の大きさが大きい場合は、それに比例して、各相の出力の大きさを大きくし、ａ相またはｂ相の負荷が小さいときは、各相の出力を小さくする。一方、このように決定された電流出力を制限する機能を設け、両者の電力を制御する手段により系統電力を制限する。これにより、特許文献１では、単相３線の系統電源に接続された負荷が不平衡の場合でも、不平衡度を軽減する。

特許文献２は、単相３線配電系統に連系する電源装置であって、太陽電池や風力発電機などの直流電力を出力する電源本体と、電源本体からの直流電力を交流電力に変換して、前記配電系統に出力するインバータ回路と、配電系統の中性線Ｎと各電圧線との間の電圧を平衡化又はそれらの電圧の差を極小化するようにインバータ回路を制御して有効電力又は無効電力を出力させる制御装置と、を備えている。これにより、特許文献２では、負荷の不平衡に起因する電圧不平衡又は供給される電圧の不平衡を補償すると共に、引込線及び屋内配線での電圧上昇も抑制することにより、電源装置の制約発生までのインバータの有効出力を可及的に増加することにより、電源装置の出力抑制の防止を図る。

特開２００５−１３７０７０号公報 特開２００７−１６６８６９号公報

特許文献１、２では、交流電圧の振幅のみに着目した補正を行っているため、第１相と第２相とを個別に利用する場合（例えば、それぞれ１００Ｖ電源）では規定の振幅を得ることができる。しかしながら、特許文献１、２では、負荷の不均衡に起因した２つの相の間の位相ズレは解消できないため、例えば第１相と第２相とを合成して２倍の電圧（例えば、２００Ｖ電源）を得ようとした場合では２つの相の間に生じる位相ズレにより、各相を合成しても所望の振幅を得ることができないという問題がある。

本発明にかかる交流電源装置は、ｕ相に対応した第１の端子に対して第１の交流電圧を生成する第１の交流電源生成部と、ｖ相に対応した第２の端子に対して第２の交流電圧を生成する第２の交流電源生成部と、ｗ相に対応した第３の端子に対して第３の交流電圧を生成する第３の交流電源生成部と、前記第１の端子から第３の配線に出力される前記第１の交流電圧から前記第３の交流電圧の振幅及び位相が、予め設定された前記第１の交流電圧から第３の交流電圧の振幅設定値及び位相設定値に一致するように前記第１の交流電源生成部から前記第３の交流電源生成部が出力する交流電圧の位相及び振幅を制御する制御部と、を有する。

本発明にかかる交流電源装置によれば、負荷の不均衡によらず各相の間の振幅ズレ及び位相ズレを解消することができる。

実施の形態１にかかる交流電源装置のブロック図である。 実施の形態１にかかる交流電源装置の詳細なブロック図である。 負荷が平衡状態である場合の各相の振幅及び位相を示すベクトル図である。 負荷が不平衡状態である場合の各相の振幅及び位相を示すベクトル図である。 実施の形態１にかかる交流電源装置における補正処理の概略を示すベクトル図である。 実施の形態２にかかる交流電源装置のブロック図である。 実施の形態２にかかる交流電源装置の詳細なブロック図である。 実施の形態２にかかる交流電源装置において負荷が平衡状態である場合の各相の振幅及び位相を示すベクトル図である。

実施の形態１
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１に実施の形態１にかかる交流電源装置１のブロック図を示す。図１では、交流電源装置１が生成した交流電圧を供給する第１の負荷（例えば負荷Ｐｕｖ）、第２の負荷（例えば、負荷Ｐｗｖ）、第３の負荷（例えば、負荷Ｐｕｗ）、及び、交流電源装置１の動作電源を供給する直流電源ＰＷＲを示した。図１に示すように、実施の形態１にかかる交流電源装置１は、交流電源２を有する。そして、交流電源２は、制御部１０、第１の交流電源生成部（例えば、交流電源生成部１１ｕ）、第２の交流電源生成部（例えば、交流電源生成部１１ｖ）、第３の交流電源生成部（例えば、交流電源生成部１１ｗ）、及び、端子Ｔｕ、Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｗを有する。

図１に示すように、端子Ｔｕと端子Ｔｖ１との間には、負荷Ｐｕｖが接続される。そして、負荷Ｐｕｖの端子Ｔｕ側にインピーダンスＺｕを通過し、出力された電位Ｖｕｎが与えられ、負荷Ｐｕｖの他方の端子Ｔｖ１側にインピーダンスＺｖを通過し、出力された電位Ｖｖｎが与えられる。また、端子Ｔｖ２と端子Ｔｗとの間には、負荷Ｐｗｖが接続される。そして、負荷Ｐｗｖの端子Ｔｗ側にインピーダンスＺｗを通過し、出力された電位Ｖｗｎが与えられ、負荷Ｐｗｖの他方の端子Ｔｖ２側にインピーダンスＺｖを通過した電位Ｖｖｎが与えられる。端子Ｔｕと端子Ｔｗとの間には、負荷Ｐｕｗが接続される。そして、負荷Ｐｕｗの端子Ｔｕ側に電位Ｖｕｎが与えられ、負荷Ｐｕｗの端子Ｔｗ側に電位Ｖｗｎが与えられる。

端子Ｔｕは、交流電源装置１が出力する交流電圧のうちｕ相に対応した第１の交流電圧を出力する第１の端子である。交流電源生成部１１ｕは、第１の交流電圧を生成して、端子Ｔｕに出力する。交流電源生成部１１ｕと端子Ｔｕとの間は、配線で接続されるが、この配線はインピーダンスＺｕを有する。この配線に交流電源生成部１１ｕが出力する電流Ｉｕが流れることで、交流電源生成部１１ｕが出力する第１の交流電圧Ｖｕｎ０と、負荷Ｐｕｖ、Ｐｕｗに与えられる第１の交流電圧Ｖｕｎとの間には電圧差及び位相差が生じる。なお、交流電源生成部１１ｕと端子Ｔｕとを結ぶ配線のインピーダンスＺｕは、第１のインピーダンス素子により生成されるものである。第１のインピーダンス素子は、例えば、この配線上に設けられるフィルタである。

端子Ｔｖ１、Ｔｖ２は、交流電源装置１が出力する交流電圧のうちｖ相に対応した第２の交流電圧を分岐して出力する第２の端子である。交流電源生成部１１ｖは、第２の交流電圧を生成して、端子Ｔｖ１、Ｔｖ２に出力する。交流電源生成部１１ｖと端子Ｔｖ１、Ｔｖ２との間は、配線で接続されるが、この配線はインピーダンスＺｖを有する。この配線に交流電源生成部１１ｖが出力する電流Ｉｖが流れることで、交流電源生成部１１ｖが出力する第２の交流電圧Ｖｖｎ０と、負荷Ｐｕｖ、Ｐｗｖに与えられる第２の交流電圧Ｖｖｎとの間には電圧差及び位相差が生じる。なお、交流電源生成部１１ｖと端子Ｔｖ１、Ｔｖ２とを結ぶ配線のインピーダンスＺｖは、第２のインピーダンス素子により生成されるものである。第２のインピーダンス素子は、例えば、この配線上に設けられるフィルタである。

端子Ｔｗは、交流電源装置１が出力する交流電圧のうちｗ相に対応した第３の交流電圧を出力する第３の端子である。交流電源生成部１１ｗは、第３の交流電圧を生成して、端子Ｔｗに出力する。交流電源生成部１１ｗと端子Ｔｗとの間は、配線で接続されるが、この配線はインピーダンスＺｗを有する。この配線に交流電源生成部１１ｗが出力する電流Ｉｗが流れることで、交流電源生成部１１ｗが出力する第３の交流電圧Ｖｗｎ０と、負荷Ｐｗｖ、Ｐｕｗに与えられる第１の交流電圧Ｖｗｎとの間には電圧差及び位相差が生じる。なお、交流電源生成部１１ｗと端子Ｔｗとを結ぶ配線のインピーダンスＺｗは、第３のインピーダンス素子により生成されるものである。第３のインピーダンス素子は、例えば、この配線上に設けられるフィルタである。

制御部１０は、端子Ｔｕに出力される第１の交流電圧Ｖｕｎ、端子Ｔｖ１及びＴｖ２に出力される第２の交流電圧Ｖｖｎ、端子Ｔｗに出力される第３の交流電圧Ｖｗｎの振幅及び位相が、前記交流電圧毎に予め設定された振幅設定値及び位相設定値に一致するように交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗが出力する交流電圧の位相及び振幅を制御する。より具体的には、制御部１０は、交流電圧の振幅成分及び位相成分を示すベクトル値に基づき交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗを制御する制御信号を生成する。制御部１０の詳細については、後述する。

交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗは、それぞれ交流電圧を生成する。この交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗは、例えば、制御部１０が出力する、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を制御信号として受信し、ＰＷＭ信号のパルス幅、位相、周波数等の変数に応じて、出力する交流電圧の振幅、位相及び周波数等を制御する。なお、ここではＰＷＭ信号を制御信号の例としたが、正弦波を含む他の信号を制御信号としてもよい。

続いて、制御部１０及び交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの詳細についてさらに説明する。そこで、図２に実施の形態１にかかる交流電源装置の詳細なブロック図を示す。

図２に示すように、交流電源装置１は、図１で示した交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗとしてインバータ１１ｕ、１１ｖ、１１ｗを有する。このインバータ１１ｕ、１１ｖ、１１ｗは、制御部１０から制御信号を受信して動作する。制御部１０は、相毎に設けられた処理系により相毎に制御信号を生成する構成となっている。実施の形態１にかかる交流電源装置１では、ベクトル検出部２１ｕ及び波形調整部２２ｕによりｕ相に対応した制御信号ＳＣＶｕｎを、ベクトル検出部２１ｖ及び波形調整部２２ｖによりｖ相に対応した制御信号ＳＣＶｖｎを、ベクトル検出部２１ｗ及び波形調整部２２ｗによりｗ相に対応した制御信号ＳＣＶｗｎをそれぞれ生成する。

ここで、ベクトル検出部２１ｕは、端子Ｔｕから出力される第１の交流電圧Ｖｕｎを分岐し、その一方をベクトル検出部２１ｕへのフィードバック入力とすることで、交流電圧Ｖｕｎの振幅及び位相を示す計測ベクトル値ＭＰｕを検出する。ベクトル検出部２１ｖは、端子Ｔｖ１、Ｔｖ２から出力される第２の交流電圧Ｖｖｎを分岐し、その一方をベクトル検出部２１ｖへのフィードバック入力とすることで、交流電圧Ｖｖｎの振幅及び位相を示す計測ベクトル値ＭＰｖを算出する。ベクトル検出部２１ｗは、端子Ｔｗから出力される第３の交流電圧Ｖｗｎを分岐し、その一方をベクトル検出部２１ｗへのフィードバック入力とすることで、交流電圧Ｖｗｎの振幅及び位相を示す計測ベクトル値ＭＰｗを算出する。ここで、ベクトル検出部２１ｕ、２１ｖ、２１ｗには、交流電圧の位相の基準値となる基準位相値がそれぞれ入力され、ベクトル検出部２１ｕ、２１ｖ、２１ｗは、これらの基準位相値とフィードバック入力されるそれぞれの交流電圧との位相差成分を検出すると共に、フィードバック入力される交流電圧の振幅を計測ベクトル値に含める。なお、実施の形態１では、ｎ点を基準点として交流電源装置１が動作する。基準位相値はこのｎ点の位相を示す値である。

波形調整部２２ｕは、振幅設定値及び位相設定値を示す波形設定値ＳＥＶｕと、計測ベクトル値ＭＰｕと、の差分値を算出して、差分値が減少するように制御信号ＳＣＶｕｎを更新する。波形調整部２２ｖは、振幅設定値及び位相設定値を示す波形設定値ＳＥＶｖと、計測ベクトル値ＭＰｖと、の差分値を算出して、差分値が減少するように制御信号ＳＣＶｖｎを更新する。波形調整部２２ｗは、振幅設定値及び位相設定値を示す波形設定値ＳＥＶｗと、計測ベクトル値ＭＰｗと、の差分値を算出して、差分値が減少するように制御信号ＳＣＶｗｎを更新する。

ここで、実施の形態１では、交流電源装置１を単相３線式の交流電源として動作させる。そのため、波形設定値ＳＥＶｕとして１００Ｖの振幅成分と０度の位相成分が含まれるようなベクトル値が設定され、波形設定値ＳＥＶｖとして０Ｖの振幅成分と０度の位相成分が含まれるようなベクトル値が設定され、波形設定値ＳＥＶｗとして１００Ｖの振幅成分と１８０度の位相成分が含まれるようなベクトル値が設定される。なお、波形設定値は、例えば、制御部１０の外部に設置されたメモリまたはコンピュータ等からの出力を制御値として波形調整部に入力する方法、制御部１０の内部に制御値を設定したメモリを設置し波形調整部に入力する方法、波形調整器の内部にメモリ機能をもたせる方法がある。また、メモリとしては、ディップスイッチ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ等に格納しておくことが好ましい。

また、波形調整部２２ｕ、２２ｖ、２２ｗは、計測ベクトル値と波形設定値との差分を用いて、積分制御等の処理を行い、制御信号ＳＣＶｕｎ、ＳＣＶｕｎ、ＳＣＶｗｎ（例えば、ＰＷＭ信号）を出力する。これにより、実施の形態１にかかる交流電源装置１では、端子Ｔｕ、Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｗから出力される交流電圧の振幅及び位相が波形設定値で指定された値に一致する。

続いて、実施の形態１にかかる交流電源装置１の動作について説明する。実施の形態１では、交流電源装置１を単相３線式の交流電源として動作させるため、負荷Ｐｕｖの両端に生成される交流電圧と、負荷Ｐｗｖの両端に生成される交流電圧と、が同じ振幅かつ位相が反転する関係となる状態が理想状態である。また、単相３線式の交流電源では、第２の交流電圧Ｖｖｎは、振幅が０Ｖである状態が理想状態である。

そこで、まず、負荷Ｐｕｖ、Ｐｗｖが平衡状態である場合の各相の振幅及び位相を示すベクトル図を図３に示す。なお、以下の説明では、複数のベクトル図を示すが、ベクトル図では、ベクトルの長さが交流電圧の振幅を示し、ベクトル図の垂直方向の中心線（基準点ｎを通る垂直方向の線）からの傾きが交流電圧の位相を示すものとする。

図３に示すように、交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗに接続される全負荷（例えば、１１ｕの場合は、インピーダンスＺｕを含めたものをいう）が互いに平衡状態である場合、負荷Ｐｕｖ、Ｐｗｖに流れる電流が同じになるため、第１の交流電圧Ｖｕｎのベクトルと第３の交流電圧Ｖｗｎのベクトルとが同じ大きさ、かつ、１８０度ずれた関係になる。つまり、平衡負荷状態では、負荷Ｐｕｖ、Ｐｗｖに同じ振幅の交流電圧が印加され、かつ、負荷Ｐｕｗに対して負荷Ｐｕｖ、Ｐｗｖに印加される振幅の２倍の振幅の交流電圧が印加される。

続いて、図４に負荷が不平衡状態である場合の各相の振幅及び位相を示すベクトル図を示す。この図４に示したベクトル図は、実施の形態１にかかる交流電源装置１の制御部１０によるベクトルの補正は行っていないものである。また、図４に示す例では、負荷Ｐｗｖが０、電流Ｉｗが０となっている状態を示した。

図４に示すように、負荷が不平衡状態である場合は、電流Ｉｗが流れないために、交流電源生成部１１ｗが出力した第３の交流電圧Ｖｗｎ０と同じ振幅及び位相の交流電圧が第３の交流電圧Ｖｗｎとして出力される。つまり、第３の交流電圧Ｖｗｎにはズレは生じない。

一方、不平衡負荷の状態では、負荷Ｐｕｖに電流が流れるため、インピーダンスＺｕに電流Ｉｕが流れ、この電流Ｉｕと同じ大きさの電流ＩｖがインピーダンスＺｖに流れる。そのため、交流電源生成部１１ｕが出力する第１の交流電圧Ｖｕｎ０と端子Ｔｕから出力される第１の交流電圧Ｖｕｎとの間には、Ｚｕ・Ｉｕの大きさ及び傾きを有するズレが生じる。また、この交流電圧のズレに起因して、端子Ｔｕと端子Ｔｗとの間に印加される交流電圧の振幅Ｖｕｗが図３に示した例よりも小さくなる問題が生じる。また、図４に示す不平衡負荷の状態では、電流Ｉｕが負荷Ｐｕｖを介して電流Ｉｖとして流れる。そのため、理想状態では、基準点ｎと一致する第２の交流電圧ＶｖｎがＺｖ・Ｉｖ（＝Ｉｕ）分だけずれる。

そこで、実施の形態１にかかる交流電源装置１では、第１の交流電圧Ｖｕｎと第２の交流電圧Ｖｖｎのベクトル値（例えば振幅及び位相）が図３の状態となるように、インバータ１１ｕ、１１ｖが出力する第１の交流電圧Ｖｕｎ０及び第２の交流電圧Ｖｖｎ０の振幅及び位相を調整する。より具体的には、実施の形態１にかかる交流電源装置１では、負荷に印加される交流電圧に最も近い場所から第１の交流電圧Ｖｕｎから第３の交流電圧Ｖｗｎを取得する。そして、制御部１０において、計測した交流電圧の振幅及び位相が理想状態を示す波形設定値の値に一致するように積分制御を行うことで、負荷に印加される交流電圧の振幅及び位相を制御する。

そこで、図５に実施の形態１にかかる交流電源装置１における補正処理の概略を示すベクトル図を示す。図５に示すように、制御部１０は、交流電源生成部１１ｕ、１１ｖが出力する第１の交流電圧Ｖｕｎ０と第２の交流電圧Ｖｖｎ０がインピーダンスＺｕ、Ｚｖによりズレた場合に波形設定値で指定した大きさのベクトル値となるように、交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗを制御する。

上記説明より、実施の形態１にかかる交流電源装置１によれば、不平衡負荷状態となった場合であっても、負荷に印加される交流電圧の振幅及び位相を、予め設定した波形設定値で指定した値に維持することができる。これにより、実施の形態１にかかる交流電源装置１は、負荷の平衡状態の変動によらず、１相の交流電圧から得られる振幅（例えば、振幅Ｖｕｖ、Ｖｗｖ）の大きさと、２相の交流電圧から得られる振幅（例えば、振幅Ｖｕｗ）の大きさと、を共に維持することができる。

また、実施の形態１にかかる交流電源装置１によれば、交流電源装置１が出力する交流電圧の振幅及び位相をフィードバックによりモニタすることにより、継続して交流電圧の振幅調整と位相調整とを行う。これにより、実施の形態１にかかる交流電源装置１は、負荷の大きさが連続的に変化しても、それに追従して交流電圧の大きさ及び振幅を維持することができる。例えば、電気製品は、常時同じ負荷で動作していることはまれであり、常に負荷の大きさが変動していることが通常である。そのため、負荷変動に対する追従性の良否は、電気製品の安定動作に非常に重要である。

実施の形態２
実施の形態１では、交流電源装置１を単相３線式の電源として利用する場合について説明したが、実施の形態２では、交流電源装置１を３相３線式の電源として利用する場合について説明する。そこで、実施の形態２にかかる交流電源装置１のブロック図を図６に示す。

図６に示すように、実施の形態２にかかる交流電源装置１の外部に接続される負荷に印加される電圧が実施の形態１とは異なる。より具体的には、実施の形態２では、負荷Ｐｕｖが端子Ｔｕと端子Ｔｖ１との間に接続され、負荷Ｐｖｗが端子Ｔｖ２と端子Ｔｗとの間に接続され、負荷Ｐｗｕが端子Ｔｕと端子Ｔｗとの間に接続される。そして、負荷Ｐｕｖの端子Ｔｕ側にはインピーダンスＺｕを通過し、出力された電位Ｖｕｎが印加され、負荷Ｐｕｖの端子Ｔｖ１側にはインピーダンスＺｖを通過し、出力された電位Ｖｖｎが印加される。以下の説明では、負荷Ｐｕｖの両端に印加される電圧を電圧Ｖｕｖと称す。負荷Ｐｖｗの端子Ｔｖ２側には電位Ｖｖｎが印加され、負荷Ｐｖｗの端子Ｔｗ側にはインピーダンスＺｗを通過し、出力された電位Ｖｗｎが印加される。以下の説明では、負荷Ｐｖｗの両端に印加される電圧を電圧Ｖｖｗと称す。負荷Ｐｗｕの端子Ｔｕ側には電位Ｖｕｎが印加され、負荷Ｐｗｕの端子Ｔｗ側には電位Ｖｗｎが印加される。以下の説明では、負荷Ｐｗｕの両端に印加される電圧を電圧Ｖｗｕと称す。

続いて、実施の形態２にかかる交流電源装置１の詳細なブロック図を図７に示す。図７に示すように、実施の形態２にかかる交流電源装置１は、実施の形態１にかかる交流電源装置１とブロック構成は同じであるものの、波形設定値の値が異なる。具体的には、実施の形態２では、ｕ相に対応する第１の交流電圧Ｖｕｎの波形設定値ＳＥＶｕとして１１５Ｖの振幅と０度の位相が設定される。また、ｖ相に対応する第２の交流電圧Ｖｖｎの波形設定値ＳＥＶｖとして１１５Ｖの振幅と−１２０度の位相が設定される。ｗ相に対応する第３の交流電圧Ｖｗｎの波形設定値ＳＥＶｗとして１１５Ｖの振幅と−２４０度の位相が設定される。この波形設定値は、実施の形態１と同様に不揮発性メモリに格納しておくことが好ましい。

また、実施の形態２においても、ベクトル検出部２１ｕ、２１ｖ、２１ｗに基準位相値が用いられる。なお、実施の形態２においても、ｎ点を基準点として交流電源装置１が動作する。

続いて、実施の形態２にかかる交流電源装置１の動作について説明する。そこで、実施の形態２にかかる交流電源装置において負荷が平衡状態である場合の各相の振幅及び位相を示すベクトル図を図８に示す。

図８に示すように、実施の形態２にかかる交流電源装置１では、交流電源生成部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗに接続される全負荷（例えば、１１ｕの場合は、インピーダンスＺｕを含めたものをいう）が互いに平衡状態であれば、第１の交流電圧Ｖｕｎ、第２の交流電圧Ｖｖｎ、及び、第３の交流電圧Ｖｗｎがそれぞれ同じ大きさの振幅を有する。また、負荷が平衡状態であれば、第１の交流電圧Ｖｕｎと第２の交流電圧Ｖｖｎとの間の位相差、第２の交流電圧Ｖｖｎと第３の交流電圧Ｖｗｎとの位相差、及び、第３の交流電圧Ｖｗｎと第１の交流電圧Ｖｕｎとの間の位相差がそれぞれ１２０度となる。

このとき、負荷が不均衡状態となった場合、実施の形態２にかかる交流電源装置１においても、実施の形態１にかかる交流電源装置１と同様の補正処理を行う。具体的には、実施の形態２においても、交流電源装置１は、インピーダンスＺｕ、Ｚｖ、Ｚｗによる位相及び振幅ずれが生じた後の第１の交流電圧Ｖｕｎ、第２の交流電圧Ｖｖｎ、及び、第３の交流電圧Ｖｗｎが波形設定値で設定した値となるように、各相に対応する交流電源生成部１１が出力する第１の交流電圧Ｖｕｎ０、第２の交流電圧Ｖｖｎ０、及び、第３の交流電圧Ｖｗｎ０の位相及び振幅を制御する。

上記のように、実施の形態２では、交流電源装置１を３相３線式の交流電源として利用する場合について説明した。このように、実施の形態１で説明した交流電源装置１による補正処理は、単相３線式だけではなく３相３線式に対しても適用可能なものである。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ 交流電源装置
２ 交流電源
１０ 制御部
１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ 交流電源生成部（インバータ）
２１ｕ、２１ｖ、２１ｗ ベクトル検出部
２２ｕ、２２ｖ、２２ｗ 波形調整部
ＰＷＲ 直流電源

Claims (6)

1. ｕ相に対応した第１の端子に対して第１の交流電圧を生成する第１の交流電源生成部と、
   ｖ相に対応した第２の端子に対して第２の交流電圧を生成する第２の交流電源生成部と、
   ｗ相に対応した第３の端子に対して第３の交流電圧を生成する第３の交流電源生成部と、
   前記第１の端子から第３の端子に出力される前記第１の交流電圧から前記第３の交流電圧の振幅及び位相が、交流電圧毎に予め設定された振幅設定値及び位相設定値に一致するように前記第１の交流電源生成部から前記第３の交流電源生成部が出力する交流電圧の位相及び振幅を制御する制御部と、
   を有する交流電源装置。
2. 前記制御部は、交流電圧の振幅成分及び位相成分を示すベクトル値に基づき前記第１の交流電源生成部から前記第３の交流電源生成部を制御する制御信号を生成する請求項１に記載の交流電源装置。
3. 前記制御部は、
   前記第１の端子から前記第３の端子に出力された前記第１の交流電圧から前記第３の交流電圧の振幅及び位相を示す計測ベクトル値を算出するベクトル検出部と、
   前記振幅設定値及び前記位相設定値を示す波形設定値と、前記計測ベクトル値と、の差分値を算出して、当該差分値が減少するように前記第１の交流電源生成部から前記第３の交流電源生成部を制御する制御信号を更新する波形調整部と、を有する請求項１又は２に記載の交流電源装置。
4. 前記第１の交流電源生成部から前記第３の交流電源生成部は、前記制御部が出力する制御信号に基づき前記第１の交流電圧から前記第３の交流電圧を生成し、
   前記波形調整部は、前記制御信号を出力し、前記制御信号のパルス幅及び位相を前記差分値に応じて調整する請求項３に記載の交流電源装置。
5. 前記ベクトル検出部は、予め設定された基準位相値と前記第１の交流電圧から前記第３の交流電圧の位相との差分値を前記計測ベクトル値の位相成分とする請求項３又は４に記載の交流電源装置。
6. 前記第１の交流電圧と前記第３の交流電圧は、互いに反転した位相を有し、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に第１の負荷が接続され、
   前記第２の端子と前記第２の端子との間に第２の負荷が接続される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の交流電源装置。

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