JP2018509130A - マトリックスコンバータに基づいた整流器の高速転流を行う装置および方法 - Google Patents

マトリックスコンバータに基づいた整流器の高速転流を行う装置および方法 Download PDF

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Abstract

マトリックス整流器において、アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流を行う方法は、２つのステップを含む。マトリックス整流器において、ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流を行う方法は、３つのステップを含む。

Description

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、マトリックスコンバータに関する。より具体的には、本発明は、マトリックスコンバータの整流器の高速転流に関する。
２．関連技術の説明
図１Ａは、３相−１相マトリックスコンバータのトポロジを示す回路図であり、図１Ｂは、図１Ａに示された３相−１相マトリックスコンバータの一部の等価回路図である。図１Ａおよび１Ｂに示す各回路は、このセクションで説明される既知の転流方法と共に使用することができ、下記の好ましい実施形態の詳細な説明のセクションで説明される本発明の好ましい実施形態に係わる新規の転流方法と共に使用することができる。
図１Ａにおいて、「ライン側」とは、Ａ相、Ｂ相およびＣ相の各々の線間電圧ｕａ、ｕｂ、ｕｃに接続された変圧器Ｔｒの左側に位置する回路部分を指し、「負荷側」とは、出力電圧ｕｏ、すなわち負荷に接続されている変圧器Ｔｒの右側に位置する回路部分を指す。ライン側では、３相の交流電流が単相交流電流に結合され、負荷側では、単相の交流電流がダイオードＤ１〜Ｄ４によって整流され、直流電流を提供する。
図１Ａの絶縁マトリックス整流器は、全高調波歪み（ＴＨＤ）を低減するライン側フィルタを規定するフィルタインダクタＬｆおよびフィルタコンデンサＣｆと、ブリッジ状に配置され、３相−１相マトリックスコンバータを形成する双方向スイッチＳ１〜Ｓ６と、ライン側回路と負荷側回路との間に高電圧の絶縁を行う変圧器Ｔｒと、ブリッジ状に配置され、出力転流を行う４つのダイオードＤ１〜Ｄ４と、出力電圧の負荷側フィルタを規定する出力インダクタＬｏおよび出力コンデンサＣｏとを含む。双方向スイッチＳ１〜Ｓ６は、この絶縁マトリックス整流器に使用され、電流経路をいずれかの方向に開閉する。図１Ａに示すように、双方向スイッチＳ１〜Ｓ６は、並列に接続された２つの一方向スイッチを含む。したがって、図１ＡのスイッチＳｉは、図１ＢのスイッチＳ１ｉおよびＳ２ｉに対応する（ｉ＝１，２，３，４，５，６）。
図１Ａに示すように、マトリックスコンバータの整流器は、好ましくは、２つの部分、すなわち、（１）３相−１相マトリックスコンバータと、（２）ダイオード整流器とを含む。マトリックスコンバータとダイオード整流器とは、高周波変圧器Ｔｒによって絶縁される。図１Ｂに示すように、マトリックスコンバータは、コンバータ＃１およびコンバータ＃２として標記された２つの電流源整流器の逆並列接続であると考えることができる。コンバータ＃１は、正電圧パルスを提供することができ、正の整流器と呼ばれる。コンバータ＃２は、負電圧パルスを提供することができ、負の整流器と呼ばれる。
マトリックスコンバータの制御部は、スイッチＳ１〜Ｓ６をオンおよびオフにすることによって、所望の出力電圧ｕｏを生成する。スイッチＳ１〜Ｓ６をオンにするタイミングおよび時間を決定する方法の１つは、空間ベクトル変調（ＳＶＭ）である。ＳＶＭは、スイッチＳ１〜Ｓ６のパルス幅変調（ＰＷＭ）を行うためのアルゴリズムである。すなわち、ＳＶＭを用いて、双方向スイッチＳ１〜Ｓ６をオンにすべくタイミングを決定する。双方向スイッチＳ１〜Ｓ６は、デジタル信号、例えば１または０のいずれかによって制御される。一般的には、「１」は、スイッチがオンであることを意味し、「０」は、スイッチがオフであることを意味する。ＰＷＭにおいて、オン信号の幅は、スイッチをオンにする時間、すなわち変調時間を制御する。ＳＶＭの実装は、米国特許出願第６２／０６９８１５号に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
図１Ａに示すマトリックスコンバータの場合、スイッチング関数Ｓｉは、以下の式によって定義することができる。
式中、Ｓｉは、ｉ番目スイッチのスイッチング関数である。例えば、Ｓ１＝１の場合、スイッチＳ１は、オンになり、Ｓ１＝０の場合、スイッチＳ１は、オフになる。
図１Ａにおいて、２つのスイッチのみを同時にオンにすることによって、単一の電流経路を規定することができる。例えば、スイッチＳ１およびＳ６をオンにした場合、変圧器Ｔｒを経由して、Ａ相とＢ相との間に単一の電流経路を規定する。２つのみのスイッチを同時にオンにして、一方のスイッチ（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５）がブリッジの上半分に位置し、他方のスイッチ（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６）がブリッジの下半分に位置する場合、表１および２に列挙されたように、６つのアクティブスイッチング状態および３つのゼロスイッチング状態を含む９つの可能なスイッチング状態を形成することができる。表１において、ライン電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃは、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の電流であり、ライン側電流ｉｐは、変圧器Ｔｒの一次巻線を通る電流である。表２において、変圧器の巻数比ｋは、インダクタ電流ｉＬがライン側電流ｉｐと等しくなるように、１に仮定される。
図５は、一サンプリング周期Ｔｓ中に、マトリックスコンバータの出力電圧ｕ１（ｔ）およびマトリックスコンバータの出力電流ｉｐ（ｔ）の波形を示している。図５において、マトリックスコンバータの出力電圧ｕ１（ｔ）は、３種類の極性を有する。具体的には、
（１）出力電圧ｕ１（ｔ）は、時間ｔ０からｔ１までの間および時間ｔ４からｔ５までの間に、正の極性を有する。これらの時間間隔は、Ｐ期間と呼ぶことができる。Ｐ期間内の電流ベクトルは、Ｐベクトルと呼ぶことができる。Ｐベクトルの影響によって、マトリックスコンバータの出力電流ｉｐ（ｔ）は、増加する。
（２）出力電圧ｕ１（ｔ）は、時間ｔ２からｔ３までの間および時間ｔ６からｔ７までの間に、負の極性を有する。これらの時間間隔は、Ｎ期間と呼ぶことができる。Ｎ期間内の電流ベクトルは、Ｎベクトルと呼ぶことができる。Ｎベクトルの影響によって、マトリックスコンバータの出力電流ｉｐ（ｔ）は、減少する。
（３）出力電圧ｕ１（ｔ）は、時間ｔ１からｔ２までの間、時間ｔ３からｔ４までの間、時間ｔ５からｔ６までの間、および時間ｔ７からｔ８までの間に、ゼロである。これらの時間間隔は、Ｚ期間と呼ぶことができる。Ｚ期間内の電流ベクトルは、Ｚベクトルと呼ぶことができる。Ｚベクトルの影響によって、マトリックスコンバータ出力電流ｉｐ（ｔ）の絶対値は、最大ゼロに減少し、マトリックスコンバータ出力電流ｉｐ（ｔ）の方向は、Ｚ期間の間に変化しない。
１つのサンプリング期間Ｔｓにおいて、８つの期間は、Ｐ期間、Ｚ期間、Ｎ期間、Ｚ期間、Ｐ期間、Ｚ期間、Ｎ期間、Ｚ期間の順に配列される。図５に示すように、転流は、異なる期間の間に行われる。
転流とは、スイッチをオンまたはオフにすることによって、１つのベクトルから別のベクトルに切り替えることを意味する。マトリックスコンバータの既知の転流方法は、出力電流または入力電圧のいずれかに基づいた４ステップ転流方法である。これらの公知の転流方法は、非常に複雑であり、出力電流または入力電圧のいずれかを精確に測定する必要がある。
１．既知の電流に基づく４ステップ転流
電流に基づく４ステップ転流は、出力電流の方向を測定する。図２の２相−単相マトリックスコンバータは、電流に基づく転流の問題点を示している。全ての重要な転流は、図２に示す回路から見ることができる。
一例として、スイッチＳ１１およびＳ２１が最初にオンであり、スイッチＳ１３およびＳ２３が最初にオフであり、電流が図２の左側に位置する双方向スイッチのいずれかの方向に沿って流れることができる場合に、図２の左側に位置する双方向スイッチをオフにし、図２の右側に位置する双方向スイッチをオンにしたいと仮定する。図３Ａに示すように、電流ｉ＞０の場合、以下の４ステップ転流を行うことができる。
（１）スイッチＳ１１をオフにする。
（２）スイッチＳ２３をオンにする。
（３）スイッチＳ２１をオフにする。
（４）スイッチＳ１３をオンにする。
図３Ｂに示すように、電流ｉ＜０の場合、以下の４ステップ転流方法を行うことができる。
（１）スイッチＳ２１をオフにする。
（２）スイッチＳ１３をオンにする。
（３）スイッチＳ１１をオフにする。
（４）スイッチＳ２３をオンにする。
２．既知の電圧に基づく４ステップ転流
既知の電圧に基づく４ステップ転流は、電流に基づく転流に類似する。スイッチＳ１１およびＳ２１がオンであり、スイッチＳ１３およびＳ２３がオフであり、電流が図２の左側に位置する双方向スイッチのいずれかの方向に沿って流れることができる場合に、図２の左側に位置する双方向スイッチをオフにし、図２の右側に位置する双方向スイッチをオンにしたいと仮定する。図４Ａに示すように、電圧ｕａ＞電圧ｕｂの場合、以下の４ステップを行うことができる。
（１）スイッチＳ２３をオンにする。
（２）スイッチＳ２１をオフにする。
（３）スイッチＳ１３をオンにする。
（４）スイッチＳ１１をオフにする。
図４Ｂに示すように、電圧ｕａ＜電圧ｕｂの場合、以下の４ステップを行うことができる。
（１）スイッチＳ１３をオンにする。
（２）スイッチＳ１１をオフにする。
（３）スイッチＳ２３をオンにする。
（４）スイッチＳ２１をオフにする。
電流に基づく転流方法および電圧に基づく転流方法の両方は、転流を完了するために非常に長い時間を必要とし、転流方法を実施するために複雑な論理回路を必要とし、正確な電流または電圧の測定を必要とする等の問題を有する。これらの既知の転流方法は、転流を完了するために長い時間をかかるため、その周波数が限られている。
発明の概要
上述した問題を解決するために、本発明の好ましい実施形態は、高速転流を提供する。本発明の好ましい実施形態は、以下の利点、すなわち、
（１）転流を完了するためにより短い時間を必要とするという利点、
（２）整流器に基づくマトリックスコンバータにおいて、入力電力の力率（power factor）が一定であるため、すなわち、ライン側の電流および電圧が同一相にあるため、変圧器の一次電流ｉｐを明確に規定できるため、出力電流または入力電圧を測定する必要がないという利点、
（３）既知の４ステップ転流法より容易に実施できるという利点、および
（４）高周波用途に適するという利点のうち、
１つ以上を達成できる２ステップまたは３ステップ転流を提供する。
本発明の好ましい実施形態と共に使用することができるマトリックス整流器は、第１相、第２相および第３相と、一方向スイッチＳｉｊ（ｉ＝１，２、ｊ＝１，２，３，４，５，６）とを含む。一方向スイッチＳ１ｊおよびＳ２ｊを互いに接続することによって、第１、第２、第３、第４、第５、第６の双方向スイッチを規定する。第１、第３および第５の双方向スイッチの第１端部を互いに接続することによって、正電圧ノードを形成する。第２、第４および第６の双方向スイッチの第１端部を互いに接続することによって、負電圧ノードを形成する。第１および第４の双方向スイッチの第２端部は、第１相に接続され、第３および第６の双方向スイッチの第２端部は、第２相に接続され、第２および第５の双方向スイッチの第２端部は、第３相に接続される。ゼロベクトルは、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにしまたは一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎ（（ｍ，ｎ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２））をオンにし、且つ他の全ての一方向スイッチＳｐｑ（ｐ≠ｍ、ｑ≠ｎ）をオフにすることによって、規定される。アクティブベクトルは、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにしまたは一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎ（ｍ＝１，３，５、ｎ＝２，４，６、ｍ，ｎは、同一相に接続されない）をオンにし、且つ他の全ての一方向スイッチＳｐｑ（ｐ≠ｍ、ｑ≠ｎ）をオフにすることによって、規定される。セクタＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩは、（ａ，ｂ）＝（１，６）、（１，２）、（３，２）、（３，４）、（５，４）および（５，６）を有するアクティブベクトルを用いて、規定される。
本発明の好ましい実施形態によれば、マトリックス整流器においてアクティブベクトルからゼロベクトルへの転流を行う方法は、
ステップ（ａ）を含み、ステップ（ａ）は、
アクティブベクトルが一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｘをオンにし、ｘは、（ｍ、ｘ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、および
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｘをオンにし、ｘは、（ｘ，ｎ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、
アクティブベクトルが一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｙをオンにし、ｙは、（ｙ，ｎ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｙをオンにし、ｙは、（ｍ，ｙ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、
ステップ（ｂ）を含み、ステップ（ｂ）は、
アクティブベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｎをオフにし、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｍをオフにし、
アクティブベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｍをオフにし、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｎをオフにする。
好ましくは、転流は、入力電圧を測定することによって実行され、出力電流または出力電圧を測定しない。
本発明の好ましい実施形態によれば、マトリックス整流器を動作させる方法は、本発明の様々な他の好ましい実施形態に係る転流方法を用いて、アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流を行うステップと、空間ベクトル変調に基づいて、第１、第２、第３、第４、第５および第６の双方向スイッチを変調するステップとを含む。
本発明の好ましい実施形態によれば、ゼロベクトルからアクティブベクトルへのマトリックス整流器における転流を行う方法は、
ステップ（ａ）を含み、ステップ（ａ）は、
ゼロベクトルが一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｘ（ｘ＝１，３，５）をオンにし、ｘは、正電圧ノードが負電圧を提供するように選択され、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｘ（ｘ＝２，４，６）をオンにし、ｘは、負電圧ノードが正電圧を提供するように選択され、
ゼロベクトルが一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｙ（ｙ＝２，４，６）をオンにし、ｙは、負電圧ノードが正電圧を提供するように選択され、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｙ（ｙ＝１，３，５）をオンにし、ｙは、正電圧ノードが負電圧を提供するように選択され、
ステップ（ｂ）を含み、ステップ（ｂ）は、
ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｍをオフにし、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｎをオフにし、
ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｎをオフし、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｍをオフにし、
ステップ（ｃ）を含み、ステップ（ｃ）は、
ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｘおよびＳ１ｎをオフにし、一方向スイッチＳ２ｘおよびＳ２ｎをオンにし、
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｘおよびＳ１ｍをオフにし、一方向スイッチＳ２ｘおよびＳ２ｍをオンにし、
ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｙをオフにし、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｙをオンにし
セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｎおよびＳ２ｙをオフにし、一方向スイッチＳ１ｎおよびＳ１ｙをオンにする。
好ましくは、転流は、入力電圧を測定することによって実行され、出力電流または出力電圧を測定しない。好ましくは、ステップ（ａ）において、ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、一方向スイッチＳ１ｘには電流が流れず、ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、一方向スイッチＳ２ｙには電流が流れない。好ましくは、ステップ（ｂ）は、正電圧ノードまたは負電圧ノードを通る電流がゼロになるまで継続する。好ましくは、この方法は、正電圧ノードおよび前記負電圧ノードに接続された変圧器をさらに含み、ステップ（ｂ）の持続時間Δｔは、
によって与えられ、式中、Ｉ１ｍａｘは、前記マトリックスコンバータの最大電流を表し、Ｕ１ｍｉｎは、前記マトリックスコンバータの最小出力電圧を表し、Ｌｏは、前記変圧器の漏れインダクタンスを表す。
本発明の好ましい実施形態によれば、マトリックス整流器を動作させる方法は、本発明の種々の他の好ましい実施形態に係る転流方法を用いて、ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流を行うステップと、空間ベクトル変調に基づいて、第１、第２、第３、第４、第５および第６の双方向スイッチを変調するステップとを含む。
好ましくは、一方向スイッチＳｉｊに印加されるゲート信号ｓｉｊは、
空間ベクトル変調セクタを決定し、
キャリア信号を生成し、
空間ベクトル変調セクタのゼロベクトルおよび２つのアクティブベクトルの各々の滞留時間に基づいて、第１、第２および第３の比較信号を生成し、
キャリア信号と第１、第２および第３の比較信号との比較に基づいて、第１、第２、第３、第４、第５および第６の双方向スイッチに対応する変調信号ｓｊ（ｊ＝１，２，３，４，５，６）を生成し、
正電圧を出力するかまたは負電圧を出力するかに基づいて、第１コンバータ選択信号SelectCon１または第２コンバータの選択信号SelectCon２を生成することによって、生成され、
ゲート信号ｓｉｊは、
ｓ１ｊ＝ｓｊ×SelectCon１（ｊ＝１，３，５，４，６，２）
ｓ２ｊ＝ｓｊ×SelectCon２（ｊ＝１，３，５，４，６，２）
に基づいて、生成される。
本発明の上記および他の特徴、要素、特徴、ステップおよび利点は、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
マトリックスコンバータを示す回路図である。 マトリックスコンバータを示す回路図である。 ２相−単相マトリックスコンバータを示す回路図である。 電流に基づく転流のステップを示す図である。 電流に基づく転流のステップを示す図である。 電圧に基づく転流のステップを示す図である。 電圧に基づく転流のステップを示す図である。 マトリックスコンバータの整流器の波形を示す図である。 セクタＩにおける１サンプリング周期内の８つのスイッチングモードを示す図である。 セクタＩにおける正の電流をアクティブベクトルからゼロベクトルに転流するための２つの転流ステップを示す図である。 セクタＩの正の電流をアクティブベクトルからゼロベクトルに転流するための２つの転流ステップを示す図である。 ゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３つの転流ステップを示す図である。 ゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３つの転流ステップを示す図である。 ゲート信号発生器を示すブロック図である。 １サンプリング周期内のＳＶＭ変調信号および転流信号を示す図である。 セクタＩにおける１サンプリング周期内のゲート信号を示す図である。 時間ｔ２で行われた２つの転流ステップを示す図である。 時間ｔ３で行われた３つの転流ステップを示す図である。 電流−空間ベクトルの六角形を示す図である。 セクタＩ内の負の電流をゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための２つの転流ステップを示す図である。 セクタＩ内の負の電流をゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３つの転流ステップを示す図である。 セクタＩＩ内の正の電流をアクティブベクトルからゼロベクトルに転流するための２つの転流ステップを示す図である。 セクタＩＩ内の正の電流をゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３つの転流ステップを示す図である。 セクタＩＩ内の負の電流をアクティブベクトルからゼロベクトルに転流するための２つの転流ステップを示す図である。 セクタＩＩ内の負の電流をゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３つの転流ステップを示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の好ましい実施形態は、既知の４ステップ転流方法を改善する。電流の転流は、信頼できる動作を保証することができる。以下に説明するように、３相−１相マトリックスコンバータの整流器は、既知の３相−３相マトリックスコンバータの整流器と異なる構造を有するため、異なる電流に基づく転流方法を使用することができる。
図５に示すように、マトリックスコンバータの出力電流ｉｐ（ｔ）は、転流領域を除いて、隣接するＰ期間およびＺ期間において正であり、マトリックスコンバータの出力電流ｉｐ（ｔ）は、転流領域を除いて、隣接するＮ期間およびＺ期間において負である。隣接するＰ期間およびＺ期間の間に、コンバータ＃１は、正常に動作し、コンバータ＃２は、動作しない。逆に、隣接するＮ期間およびＺ期間の間に、コンバータ＃２は、正常に動作し、コンバータ＃１は、動作しない。したがって、図６に示すように、転流領域を除いた１つのサンプリング周期には、８つのスイッチングモードがある。１つのサンプリング周期において、２種類の電流に基づく転流、すなわち、（１）アクティブベクトル（すなわち、ＰベクトルまたはＮベクトル）からゼロベクトルへの転流、および（２）ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流がある。アクティブベクトルからゼロベクトルへの２ステップ転流およびゼロベクトルからアクティブベクトルへの３ステップ転流は、以下に説明する。
（１）アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流（ＰベクトルからＺベクトルへの転流、またはＮベクトルからＺベクトルへの転流）
図５および６に示すように、アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流は、モード１（Ｐベクトル）からモード２（Ｚベクトル）への転流、モード３（Ｎベクトル）からモード４（Ｚベクトル）への転流、モード５（Ｐベクトル）からモード６（Ｚベクトル）への転流、およびモード７（Ｎベクトル）からモード８（Ｚベクトル）への転流を含む。アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流中に、マトリックスコンバータの整流器の出力電流の方向が変化しない。したがって、アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流は、電流源インバータの転流方法と同様に、オーバーラップ時間を加算するのみである。オーバーラップ時間は、電流が１つのスイッチから別のスイッチにスムーズに移行することができ、移行中に過電圧が誘発されないことを保証するために追加されている。オーバーラップ時間は、２つのスイッチの「ターンオン」および「ターンオフ」速度によって決められる。例えば、図７Ａおよび７Ｂに示すように、モード１からモード２への転流は、２つのステップのみ、すなわち、
（１）スイッチＳ１４をオンにするステップ、および
（２）スイッチＳ１６をオフにするステップを含む。
これによって、アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流が達成される。図７Ａおよび７Ｂは、セクタＩの正の電流をアクティブベクトルからゼロベクトルに転流するための２ステップ転流の例を示している。同様の転流ステップは、セクタＩＩＩおよびセクタＶにも実行される。
図１５は、セクタＩ内の負の電流をアクティブベクトルからゼロベクトルに転流するための２ステップ転流を示している。この転流ステップは、
（１）スイッチＳ２１をオンにするステップ、および
（２）スイッチＳ２３をオフにするステップを含む。
同様の転流ステップは、セクタＩＩＩおよびセクタＶにも実行される。
図１７は、セクタＩＩ内の正の電流をアクティブベクトルからゼロベクトルに転流するための２ステップ転流を示している。この転流ステップは、
（３）スイッチＳ１５をオンにするステップ、および
（４）スイッチＳ１１をオフにするステップを含む。
同様の転流ステップは、セクタＩＶおよびセクタＶＩにも実行される。
図１９は、セクタＩＩ内の負の電流のアクティブベクトルからゼロベクトルへの２ステップ転流を示している。この転流ステップは、
（１）スイッチＳ２２をオンにするステップ、および
（２）スイッチＳ２４をオフにするステップを含む。
同様の転流ステップは、セクタＩＶおよびセクタＶＩにも実行される。
（２）ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流（ＺベクトルからＰベクトルへの転流、またはＺベクトルからＮベクトルへの転流）
図５および６に示すように、ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流は、次のサンプリング周期において行われたモード２（Ｚベクトル）からモード３（Ｎベクトル）への転流、モード４（Ｚベクトル）からモード５（Ｐベクトル）への転流、モード６（Ｚベクトル）からモード７（Ｎベクトル）への転流、およびモード８（Ｚベクトル）からモード１（Ｐベクトル）への転流を含む。ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流中に、マトリックスコンバータの整流器の出力電流の方向が変化する。したがって、ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流は、追加のステップを必要とする。例えば、図８Ａおよび８Ｂに示されるように、セクタＩにおけるモード２からモード３への転流は、３つのステップ、すなわち、
（１）スイッチＳ１５をオンにするステップを含む。このステップの目的は、次のステップのために、電流経路を提供することである。このステップではスイッチＳ１５をオンにしたが、電圧ｕａが電圧ｕｃよりも大きく且つスイッチＳ１５と直列に接続されたダイオードが逆バイアスされているため、電流はスイッチＳ１５を通過しない。出力ベクトルは依然としてＺベクトルである。このステップが持続する時間幅Δｔ１は、電流源インバータのオーバーラップ時間に応じて決定することができる。スイッチＳ１１およびＳ１５のゲート信号間の遅延を考慮して、スイッチＳ１１をオフにする前にスイッチＳ１５をオンにすることを保証するために、このオーバーラップ時間を加算する。
（２）スイッチＳ１１をオフにするステップを含む。スイッチＳ１１をオフにした後、出力ベクトルは、実質的にＮベクトルになる。したがって、出力電流は、急激に減少し、急速にゼロになる。このステップは、電流がゼロになることを保証するための十分な長さまで持続する必要がある。このステップの持続時間Δｔ２は、マトリックスコンバータの最大電流Ｉ１ｍａｘと、マトリックスコンバータの最小出力電圧Ｕ１ｍｉｎと、変圧器の漏れインダクタンスＬｏとによって推定することができる。
簡略化のために、持続時間Δｔ２は、式（１）に従って固定値として選択することができる。（１）。持続時間Δｔ２は、出力電流がゼロになるのに必要な遷移時間によって決定される。式（１）に基づいた持続時間Δｔ２は、全ての条件下で電流がゼロになることを保証するのに十分長い。
（３）スイッチＳ１５およびＳ１４をオフにし、スイッチＳ２４およびＳ２４をオンにするステップを含む。
したがって、ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流が達成される。図８Ａおよび８Ｂは、セクタＩの正の電流をゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３ステップ転流の例を示している。同様の転流ステップは、セクタＩＩＩおよびセクタＶにも実行される。
図１６は、セクタＩ内の負の電流のゼロベクトルからアクティブベクトルへの３ステップ転流を示している。この転流ステップは、
（１）スイッチＳ２２をオンにするステップ、
（２）スイッチＳ２４をオフにするステップ、および
（３）スイッチＳ２１、Ｓ２２をオフにし、スイッチＳ１１、Ｓ１２をオンにするステップを含む。
同様の転流ステップは、セクタＩＩＩおよびセクタＶにも実行される。
図１８は、セクタＩＩ内の正の電流をゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３ステップ転流を示している。この転流ステップは、
（１）スイッチＳ１６をオンにするステップ、
（２）スイッチＳ１２をオフにするステップ、および
（３）スイッチＳ１５およびＳ１６をオフにし、スイッチＳ２５およびＳ２６をオンにするステップを含む。
同様の転流ステップは、セクタＩＩＩおよびセクタＶにも実行される。
図２０は、セクタＩＩ内の負の電流をゼロベクトルからアクティブベクトルに転流するための３ステップ転流を示している。この転流ステップは、
（１）スイッチＳ２３をオンにするステップ、
（２）スイッチＳ２５をオフにするステップ、および
（３）スイッチＳ２３、Ｓ２２をオフにし、スイッチＳ１３、Ｓ１２をオンにするステップ。
同様の転流ステップは、セクタＩＩＩおよびセクタＶにも実行される。
図１０に示すように、コンバータ＃１のみをオンにする期間（図１０の「有効領域」）と、コンバータ＃２のみをオンにする期間（図１０の「有効領域」）とは、互いに離れている。図１０において、コンバータ＃１をオンにしたときに、すなわち、コンバータ＃１の有効領域にあるときに、信号SelectCon１が１であり、コンバータ＃１をオフにしたときに、すなわち、コンバータ＃２の有効領域にあるときに、信号SelectCon１が０である。同様に、コンバータ＃２をオンにしたときに、すなわち、コンバータ＃２の有効領域にあるときに、信号SelectCon２が１であり、コンバータ＃２をオフにしたときに、すなわち、コンバータ＃１の有効領域にあるときに、信号SelectCon２が０である。図９に示すように、以下の３つのステップを使用して、変調および転流を達成することができる。
（１）信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）を生成する。
したがって、キャリア信号と、３つの比較値信号ＣＭＰ０、ＣＭＰ１、ＣＭＰ２とを用いて、ＳＶＭのＰＷＭ信号Ｓｉ′（ｉ＝１，２，３，４，５，６）を生成する。比較値信号ＣＭＰ０、ＣＭＰ１、ＣＭＰ２は、各ベクトルの滞留時間によって決定される。信号Ｓｉ′の立下りエッジの持続時間Δｔ１が経過すると、信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）を生成することができる。信号Ｓｉ′に比べて、信号Ｓｉの立下りエッジは、持続時間Δｔ１で遅れる。電流源インバータの転流方法と同様に、信号Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ２にオーバーラップ時間を加算する。セクタＩにおいて、例えば、信号Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５およびＳ４、Ｓ６、Ｓ２は、図１０に示されている。
（２）信号SelectCon１および信号SelectCon２を生成する
図９および１０に示すように、キャリア信号と、ＣＭＰ１と、立上りエッジおよび立下りエッジの両方の遅延Δｔとを比較することによって、信号SelectCon１を生成することができる。固定の遅延時間Δｔは、ゼロベクトルからステップアクティブベクトルへの転流の３つの転流ステップに依存する。したがって、遅延時間Δｔは、式（２）によって決定することができる。
Δｔ＝Δｔ１＋Δｔ２ （２）
式中、Δｔ１は、オーバーラップ時間であり、Δｔ２は、式（１）から計算される。
（３）コンバータ＃１のゲート信号ｓｉ１およびコンバータ＃２のゲート信号ｓｉ２を生成する
コンバータ＃１のゲート信号ｓ１ｊは、式（３）により生成することができ、コンバータ＃２のゲート信号ｓ２ｊは、式（４）より生成することができる。
Ｓ１ｊ＝Ｓｊ×SelectCon１（ｊ＝１，３，５，４，６，２） （３）
Ｓ２ｊ＝Ｓｊ×SelectCon２（ｊ＝１，３，５，４，６，２） （４）
例えば、図１０に示すように、セクタＩにおいて、コンバータ＃１のゲート信号ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１４、Ｓ１６およびＳ１２が生成され、コンバータ＃１のゲート信号ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６およびＳ２２が生成される。
図１１〜１３は、上述の方法を実施するために、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を用いて生成されたゲート信号を示している。図１１は、セクタＩのスイッチＳ１〜Ｓ６のゲート信号を示している。時間ｔ１から時間ｔ９までの期間は、１つのサンプリング周期Ｔｓである。時間ｔ２、ｔ４、ｔ６およびｔ８は、２ステップ転流を使用しており、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ７、およびｔ９は、３ステップ転流を使用している。
例えば、図７に示すように、時間ｔ２において、モード１からモード２への転流（アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流）は、２つのステップで行われる。２ステップ転流の波形は、図１２に示される。図８に示すように、時間ｔ３において、モード２からモード３への転流（ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流）は、３つのステップで行われる。３ステップ転流の波形は、図１３に示される。
理解すべきことは、上記の説明は本発明の例示に過ぎないことである。当業者であれば、本発明から逸脱することなく、様々な代替例および変更例を考案することができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれる代替例、修正例および変更例の全てを包含することを意図している。

Claims (11)

  1. マトリックス整流器においてアクティブベクトルからゼロベクトルへの転流を行う方法であって、
    前記マトリックス整流器は、
    第１相、第２相および第３相と、
    一方向スイッチＳｉｊ（ｉ＝１，２、ｊ＝１，２，３，４，５，６）とを含み、一方向スイッチＳ１ｊおよびＳ２ｊを互いに接続することによって、第１、第２、第３、第４、第５、第６の双方向スイッチを規定し、
    前記第１、第３および第５の双方向スイッチの第１端部を互いに接続することによって、正電圧ノードを形成し、
    前記第２、第４および第６の双方向スイッチの第１端部を互いに接続することによって、負電圧ノードを形成し、
    前記第１および第４の双方向スイッチの第２端部は、前記第１相に接続され、
    前記第３および第６の双方向スイッチの第２端部は、前記第２相に接続され、
    前記第２および第５の双方向スイッチの第２端部は、前記第３相に接続され、
    ゼロベクトルが、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにしまたは一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎ（（ｍ，ｎ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２））をオンにし、且つ他の全ての一方向スイッチＳｐｑ（ｐ≠ｍ、ｑ≠ｎ）をオフにすることによって、規定され、
    アクティブベクトルが、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにしまたは一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎ（ｍ＝１，３，５、ｎ＝２，４，６、ｍおよびｎは、同一相に接続されない）をオンにし、且つ他の全ての一方向スイッチＳｐｑ（ｐ≠ｍ、ｑ≠ｎ）をオフにすることによって、規定され、
    セクタＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩは、（ａ，ｂ）＝（１，６）、（１，２）、（３，２）、（３，４）、（５，４）および（５，６）を有するアクティブベクトルを用いて、規定され、
    前記方法は、
    ステップ（ａ）を含み、ステップ（ａ）は、
    アクティブベクトルが一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｘをオンにし、ｘは、（ｍ、ｘ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、および
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｘをオンにし、ｘは、（ｘ，ｎ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、
    アクティブベクトルが一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｙをオンにし、ｙは、（ｙ，ｎ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｙをオンにし、ｙは、（ｍ，ｙ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２）となるように選択され、
    ステップ（ｂ）を含み、ステップ（ｂ）は、
    アクティブベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｎをオフにし、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｍをオフにし、
    アクティブベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｍをオフにし、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｎをオフにする、方法。
  2. 転流は、入力電圧を測定することによって実行され、出力電流または出力電圧を測定しない、請求項１に記載の方法。
  3. マトリックス整流器を動作させる方法であって、
    請求項１に記載の方法を用いて、アクティブベクトルからゼロベクトルへの転流を行うステップと、
    空間ベクトル変調に基づいて、第１、第２、第３、第４、第５および第６の双方向スイッチを変調するステップとを含む、方法。
  4. 一方向スイッチＳｉｊに印加されるゲート信号ｓｉｊは、
    空間ベクトル変調セクタを決定し、
    キャリア信号を生成し、
    前記空間ベクトル変調セクタの対応するゼロベクトルおよび２つのアクティブベクトルの各々の滞留時間に基づいて、第１、第２および第３の比較信号を生成し、
    前記キャリア信号と前記第１、第２および第３の比較信号との比較に基づいて、前記第１、第２、第３、第４、第５および第６の双方向スイッチに対応する変調信号ｓｊ（ｊ＝１，２，３，４，５，６）を生成し、および
    正電圧を出力するかまたは負電圧を出力するかに基づいて、第１コンバータ選択信号SelectCon１および第２コンバータの選択信号SelectCon２を生成することによって、生成され、
    前記ゲート信号ｓｉｊは、
    ｓ１ｊ＝ｓｊ×SelectCon１（ｊ＝１，３，５，４，６，２）
    ｓ２ｊ＝ｓｊ×SelectCon２（ｊ＝１，３，５，４，６，２）
    に基づいて、生成される、請求項３に記載の方法。
  5. マトリックス整流器においてゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流を行う方法であって、
    前記マトリックス整流器は、
    第１相、第２相および第３相と、
    一方向スイッチＳｉｊ（ｉ＝１，２、ｊ＝１，２，３，４，５，６）とを含み、一方向スイッチＳ１ｊおよびＳ２ｊを互いに接続することによって、第１、第２、第３、第４、第５、第６の双方向スイッチを規定し、
    前記第１、第３および第５の双方向スイッチの第１端部を互いに接続することによって、正電圧ノードを形成し、
    前記第２、第４および第６の双方向スイッチの第１端部を互いに接続することによって、負電圧ノードを形成し、
    前記第１および第４の双方向スイッチの第２端部は、前記第１相に接続され、
    前記第３および第６の双方向スイッチの第２端部は、前記第２相に接続され、
    前記第２および第５の双方向スイッチの第２端部は、前記第３相に接続され、
    ゼロベクトルが、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにしまたは一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎ（（ｍ，ｎ）＝（１，４）、（３，６）、（５，２））をオンにし、且つ他の全ての一方向スイッチＳｐｑ（ｐ≠ｍ、ｑ≠ｎ）をオフにすることによって、規定され、
    アクティブベクトルが、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにしまたは一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎ（ｍ＝１，３，５、ｎ＝２，４，６、ｍ，ｎは、同一相に接続されない）をオンにし、且つ他の全ての一方向スイッチＳｐｑ（ｐ≠ｍ、ｑ≠ｎ）をオフにすることによって、規定され、
    セクタＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶおよびＶＩは、（ａ，ｂ）＝（１，６）、（１，２）、（３，２）、（３，４）、（５，４）および（５，６）を有するアクティブベクトルを用いて、規定され、
    前記方法は、
    ステップ（ａ）を含み、ステップ（ａ）は、
    ゼロベクトルが一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｘ（ｘ＝１，３，５）をオンにし、ｘは、前記正電圧ノードが負電圧を提供するように選択され、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｘ（ｘ＝２，４，６）をオンにし、ｘは、前記負電圧ノードが正電圧を提供するように選択され、
    ゼロベクトルが一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｙ（ｙ＝２，４，６）をオンにし、ｙは、前記負電圧ノードが正電圧を提供するように選択され、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｙ（ｙ＝１，３，５）をオンにし、ｙは、前記正電圧ノードが負電圧を提供するように選択され、
    ステップ（ｂ）を含み、ステップ（ｂ）は、
    ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｍをオフにし、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｎをオフにし、
    ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｎをオフし、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｍをオフにし、
    ステップ（ｃ）を含み、ステップ（ｃ）は、
    ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ１ｘおよびＳ１ｎをオフにし、一方向スイッチＳ２ｘおよびＳ２ｎをオンにし、
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ１ｘおよびＳ１ｍをオフにし、一方向スイッチＳ２ｘおよびＳ２ｍをオンにし、
    ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、
    セクタＩ、ＩＩＩ、Ｖにおいて、一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｙをオフにし、一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｙをオンにし
    セクタＩＩ、ＩＶ、ＶＩにおいて、一方向スイッチＳ２ｎおよびＳ２ｙをオフにし、一方向スイッチＳ１ｎおよびＳ１ｙをオンにする、方法。
  6. 転流は、入力電圧を測定することによって実行され、出力電流または出力電圧を測定しない、請求項５に記載の方法。
  7. ステップ（ａ）において、
    ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ１ｍおよびＳ１ｎをオンにすることによって規定された場合、一方向スイッチＳ１ｘには電流が流れず、
    ゼロベクトルが最初に一方向スイッチＳ２ｍおよびＳ２ｎをオンにすることによって規定された場合、一方向スイッチＳ２ｙには電流が流れない、請求項５に記載の方法。
  8. ステップ（ｂ）は、前記正電圧ノードまたは前記負電圧ノードを通る電流がゼロになるまで継続する、請求項５に記載の方法。
  9. 前記正電圧ノードおよび前記負電圧ノードに接続された変圧器をさらに含み、
    ステップ（ｂ）の持続時間Δｔは、
    によって与えられ、式中、Ｉ１ｍａｘは、前記マトリックスコンバータの最大電流を表し、Ｕ１ｍｉｎは、前記マトリックスコンバータの最小出力電圧を表し、Ｌｏは、前記変圧器の漏れインダクタンスを表す、請求項５に記載の方法。
  10. マトリックス整流器を動作させる方法であって、
    請求項５に記載の方法を用いて、ゼロベクトルからアクティブベクトルへの転流を行うステップと、
    空間ベクトル変調に基づいて、第１、第２、第３、第４、第５および第６の双方向スイッチを変調するステップとを含む、方法。
  11. 一方向スイッチＳｉｊに印加されるゲート信号ｓｉｊは、
    空間ベクトル変調セクタを決定し、
    キャリア信号を生成し、
    前記空間ベクトル変調セクタのゼロベクトルおよび２つのアクティブベクトルの各々の滞留時間に基づいて、第１、第２および第３の比較信号を生成し、
    前記キャリア信号と前記第１、第２および第３の比較信号との比較に基づいて、前記第１、第２、第３、第４、第５および第６の双方向スイッチに対応する変調信号ｓｊ（ｊ＝１，２，３，４，５，６）を生成し、
    正電圧を出力するかまたは負電圧を出力するかに基づいて、第１コンバータ選択信号SelectCon１および第２コンバータの選択信号SelectCon２を生成することによって、生成され、
    前記ゲート信号ｓｉｊは、
    ｓ１ｊ＝ｓｊ×SelectCon１（ｊ＝１，３，５，４，６，２）
    ｓ２ｊ＝ｓｊ×SelectCon２（ｊ＝１，３，５，４，６，２）
    に基づいて、生成される、請求項１０に記載の方法。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018183595A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method of operating matrix converter-based rectifier when one phase is disconnected or is short-circuited
CN107947602B (zh) * 2017-12-14 2019-11-26 中南大学 一种间接矩阵变换器的空间矢量调制方法
CN110071655B (zh) * 2019-05-21 2020-06-09 南昌工程学院 一种简化的多电平变换器空间矢量调制方法
EP4049364A1 (en) * 2019-10-22 2022-08-31 Signify Holding B.V. Inverter circuit and method, for example for use in power factor correction
CN110932667B (zh) * 2019-12-13 2021-12-10 阳光电源股份有限公司 一种双极性的pid修复装置及光伏系统
CN111555340B (zh) * 2020-04-13 2023-10-31 阳光电源股份有限公司 一种双向电源电路、pid修复装置及光伏系统
US10905175B1 (en) * 2020-05-21 2021-02-02 Tyr Sport, Inc. Swimsuit with tension bands and reinforcement liners

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008259279A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2010246174A (ja) * 2009-04-01 2010-10-28 Meidensha Corp 交流−交流直接変換装置および交流−交流直接変換装置の転流制御方法
JP2013055864A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置
JP2013150413A (ja) * 2012-01-18 2013-08-01 Kyushu Electric Power Co Inc Ｓｍｒコンバータ

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5594636A (en) 1994-06-29 1997-01-14 Northrop Grumman Corporation Matrix converter circuit and commutating method
KR100188250B1 (ko) 1996-11-18 1999-06-01 윤종용 3 레벨 정류기의 pwm 방법
US6166930A (en) * 1999-05-12 2000-12-26 Otis Elevator Company Reduced common voltage in a DC matrix converter
DE19958041A1 (de) 1999-12-03 2001-06-28 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung bidirektionaler Schalter in Matrixumrichtern
DE10057784A1 (de) * 2000-11-22 2002-06-06 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung eines Matrixumrichters
DE10057785A1 (de) * 2000-11-22 2002-06-06 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung eines Matrixumrichters
RU2231191C2 (ru) * 2001-03-22 2004-06-20 Эдуард Михайлович Чехет Способ коммутации тока ключами двухсторонней проводимости матричных преобразователей (варианты)
US6462974B1 (en) * 2001-09-27 2002-10-08 York International Corporation Space vector modulation-based control method and apparatus for three-phase pulse width modulated AC voltage regulators
EP1306964A1 (en) 2001-10-29 2003-05-02 Phase Motion Control S.r.l. Control method for an AC-AC matrix converter
JP2004153918A (ja) 2002-10-30 2004-05-27 Sanken Electric Co Ltd 三相ｐｗｍ整流器の制御装置
US7492616B2 (en) * 2005-03-25 2009-02-17 Lineage Power Corporation Modulation controller, method of controlling and three phase converter system employing the same
FR2895598B1 (fr) * 2005-12-22 2008-09-05 Valeo Equip Electr Moteur Procede de commande d'un ondulateur de tension polyphase
EP2874297B1 (en) * 2006-06-06 2023-09-27 Ideal Power Inc. Buck-Boost power converter
US8169179B2 (en) * 2006-08-22 2012-05-01 Regents Of The University Of Minnesota Open-ended control circuit for electrical apparatus
JP2008092640A (ja) 2006-09-29 2008-04-17 Sanken Electric Co Ltd ３相整流装置
JP4301336B2 (ja) * 2007-10-24 2009-07-22 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
US7804264B2 (en) * 2008-02-02 2010-09-28 Science Bureau Inc. Commutation method and apparatus for a DC to AC inverter driving a three-phase asynchronous AC motor
JP4390010B1 (ja) * 2008-07-01 2009-12-24 ダイキン工業株式会社 直接形変換装置及びその制御方法
US8044631B2 (en) * 2008-12-30 2011-10-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power conversion systems and methods for controlling harmonic distortion
WO2011008567A2 (en) * 2009-06-29 2011-01-20 Ideal Power Converters, Inc. Power transfer devices, methods, and systems with crowbar switch shunting energy-transfer reactance
US8649195B2 (en) * 2010-04-08 2014-02-11 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Hybrid space vector PWM schemes for interleaved three-phase converters
US8503207B2 (en) * 2010-09-29 2013-08-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Discontinuous pulse width drive modulation method and apparatus for reduction of common-mode voltage in power conversion systems
US8804388B2 (en) 2010-12-06 2014-08-12 Hamilton Sundstrand Corporation Active rectification control
CN102075109A (zh) * 2010-12-14 2011-05-25 北京理工大学 高频隔离式三相周波变换器型双向变流器及其控制方法
US9362839B2 (en) * 2011-02-09 2016-06-07 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter with common mode voltage reduction
JP5377604B2 (ja) * 2011-09-06 2013-12-25 日産自動車株式会社 電力変換装置
US9520764B1 (en) * 2013-02-15 2016-12-13 Ideal Power, Inc. Bi-directional multi-port applications
US9774246B2 (en) * 2013-10-11 2017-09-26 University Of Tennessee Research Foundation Three-phase current source rectifier for power supplies
JP6590911B2 (ja) * 2014-08-13 2019-10-16 イーエニエーエスセー テック − インスティチュート デ エンゲンハリア デ システマス エ コンピュータドレス テクノロジア エ シエンシアＩｎｅｓｃ Ｔｅｃ − Ｉｎｓｔｉｔｕｔｏ Ｄｅ Ｅｎｇｅｎｈａｒｉａ Ｄｅ Ｓｉｓｔｅｍａｓ Ｅ Ｃｏｍｐｕｔａｄｏｒｅｓ， Ｔｅｃｎｏｌｏｇｉａ Ｅ Ｃｉｅｎｃｉａ ３層−単層マトリクスコンバータ、フルブリッジａｃ／ｄｃコンバータ及びｈｆ変成器を備えたａｃ／ｄｃコンバータ
CN107078626B (zh) * 2014-10-28 2019-11-01 株式会社村田制作所 用于矩阵变压器和电流源变压器的空间矢量调制

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008259279A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2010246174A (ja) * 2009-04-01 2010-10-28 Meidensha Corp 交流−交流直接変換装置および交流−交流直接変換装置の転流制御方法
JP2013055864A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Nissan Motor Co Ltd 電力変換装置
JP2013150413A (ja) * 2012-01-18 2013-08-01 Kyushu Electric Power Co Inc Ｓｍｒコンバータ

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