JP2022141036A - インバータ装置及びインバータモジュール - Google Patents

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JP2022141036A JP2021041159A JP2021041159A JP2022141036A JP 2022141036 A JP2022141036 A JP 2022141036A JP 2021041159 A JP2021041159 A JP 2021041159A JP 2021041159 A JP2021041159 A JP 2021041159A JP 2022141036 A JP2022141036 A JP 2022141036A
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博樹 川野
Hiroki Kawano
潤一郎 山田
Junichiro Yamada
祐介 大内
Yusuke OUCHI
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Abstract

【課題】単相３線式のインバータ装置において、高効率化を実現する。【解決手段】入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータ装置であって、第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子と、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、インバータ部と第１相出力端子を接続し、交流電力の第１相電力が供給される第１相電力線と、インバータ部と第２相出力端子を接続し、交流電力の第２相電力が供給される第２相電力線と、インバータ部と中性出力端子を接続する中性電力線と、第１相電力線と中性電力線との間に接続され、第１相電力線と中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、第２相電力線と中性電力線との間に接続され、第２相電力線と中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路と、インバータ部と、第１短絡回路と、第２短絡回路とを制御する制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、インバータ装置及びインバータモジュールに関する。
従来、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置として、単相２線式のインバータ装置が知られている。
このような単相２線式のインバータ装置において高効率化を図る手段として、出力線間にＨＥＲＩＣ回路と呼ばれる短絡可能な回路を設けることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
これに対して、単相３線式のインバータ装置においても、高効率化は同様に要請されている。
独国特許出願公開第１０２００８０４８８４１号明細書
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、単相３線式のインバータ装置において、高効率化を実現することを目的とする。
上記の課題を解決するための本発明は、
入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータ装置であって、
第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子と、
前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ部と、
前記インバータ部と前記第１相出力端子を接続し、前記交流電力の第１相電力が供給される第１相電力線と、
前記インバータ部と前記第２相出力端子を接続し、前記交流電力の第２相電力が供給される第２相電力線と、
前記インバータ部と前記中性出力端子を接続する中性電力線と、
前記第１相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第１相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、
前記第２相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第２相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路と、
前記インバータ部と、前記第１短絡回路と、前記第２短絡回路とを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、単相３線式のインバータ装置において、第１相電力線と中性電力線との間に接続され、第１相電力線と中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、第２相電力線と、中性電力線との間に接続され、該第２相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路とを設けることにより、高効率化を実現することができる。
また、本発明において、
前記インバータ部は、
直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
を有し、
前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有するようにしてもよい。
このようにすれば、第１相レグと、第２相レグと、中性レグとを有する３アーム型のインバータ装置において、高効率化を実現することができる。
また、本発明において、
インバータ部は、
直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第１定電圧源と、前記マイナス側入力端子に接続される第２定電圧源とが直列に接続された中性点回路と、
前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
を有し、
前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
前記中性点回路は、前記第１定電圧源と前記第２定電圧源との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有するようにしてもよい。
これによれば、入力電圧を、入力端子間に並列に接続された２つの定電圧源によって中性電力線の電位を定める中点分割型のインバータ装置において、高効率化を実現することができる。
また、本発明において、
前記第１短絡回路は、前記中性電力線側から前記第１相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第１短絡スイッチング素子と、前記第１相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第２短絡スイッチング素子と、を含み、
前記第２短絡回路は、前記第２相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第３短絡スイッチング素子と、前記中性電力線側から前記第２相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第４短絡スイッチング素子と、を含み、
出力すべき前記交流電力の周波数のいずれか一方の半周期における、前記制御部による
前記第１スイッチング素子から第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオンし、
前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
前記第３短絡スイッチング素子をオンする第１モードと、
前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
前記第３スイッチング素子をオンし、前記第４スイッチング素子をオフし、
前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
前記第３短絡スイッチング素子をオンする第２モードと、
前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオフし、
前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオフし、
前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオフし、
前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
前記第３短絡スイッチング素子をオンする第３モードと、
を有し、前記第１モード、前記第２モード、前記第３モードの順で遷移を繰り返す制御を含むようにしてもよい。
これによれば、第１短絡回路と第２短絡回路が短絡する第３モードでは、中性レグの第３スイッチング素子と第４スイッチング素子をオフとすることにより、第１短絡回路と第２短絡回路とを接続する中性電力線の電位が入力電圧の中点となるため、この電位が変動することによるノイズの発生を回避することができる。出力すべき交流電力の周波数の一方の半周期は、前半周期でも後半周期でもよい。
また、本発明において、
出力すべき前記交流電力の周波数の他方の半周期における、前記制御部による前記第１スイッチング素子から前記第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
前記第１モード及び前記第２モードにおける、
前記第１スイッチング素子と前記第５スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
前記第２スイッチング素子と前記第６スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
前記第２短絡スイッチング素子をオンし、
前記第４短絡スイッチング素子をオンする第１－２モード及び第２－２モードと、
前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオフし、
前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオフし、
前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオフし、
前記第２短絡スイッチング素子をオンし、
前記第４短絡スイッチング素子をオンする第３－２モードと、
を有し、前記第１－２モード、前記第２－２モード、前記第３－２モードの順で遷移を繰り返す制御を含むようにしてもよい。
これによれば、第１短絡回路と第２短絡回路が短絡する第３－２モードでは、中性レグの第３スイッチング素子と第４スイッチング素子をオフとすることにより、第１短絡回路と第２短絡回路とを接続する中性電力線の電位が入力電圧の中点となるため、この電位が変動することによるノイズの発生を回避することができる。他方の半周期は、一方の半周期が前半の半周期であれば後半の半周期であり、一方の半周期が後半の半周期であれば前半の半周期となる。
また、本発明において、
前記第１短絡回路は、前記中性電力線側から前記第１相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第１短絡スイッチング素子と、前記第１相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第２短絡スイッチング素子と、を含み、
前記第２短絡回路は、前記第２相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第３短絡スイッチング素子と、前記中性電力線側から前記第２相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第４短絡スイッチング素子と、を含み、
出力すべき前記交流電力の周波数のいずれか一方の半周期における、前記制御部による前記第１スイッチング素子から前記第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオンし、
前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
前記第３短絡スイッチング素子をオンする第４モードと、
前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
前記第３スイッチング素子をオンし、前記第４スイッチング素子をオフし、
前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
前記第３短絡スイッチング素子をオンする第５モードと、
前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオンし、
前記第３スイッチング素子をオンし、前記第４スイッチング素子をオフし、
前記第５スイッチング素子をオンし、前記第６スイッチング素子をオフし、
前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
前記第３短絡スイッチング素子をオンする第６モードと、
前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオンし、
前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオンし、
前記第５スイッチング素子をオンし、前記第６スイッチング素子をオフし、
前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
前記第３短絡スイッチング素子をオンする第７モードと、
を有し、前記第４モード、前記第５モード、前記第６モード、前記第７モードの順で遷移を繰り返す制御を含むようにしてもよい。
これによれば、第１短絡回路と第２短絡回路が短絡する第６モード及び第７モードにおいて、中性レグを稼働させ、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子のいずれか一方をオンさせるようにしたので、中性レグを停止させることによる変調率の低下を回避することができる。出力すべき交流電力の周波数の一方の半周期は、前半周期でも後半周期でもよい。
また、本発明において、
出力すべき前記交流電力の周波数の他方の半周期における、前記制御部による前記第１スイッチング素子から前記第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
前記第４モード、前記第５モード、前記第６モード及び前記第７モードにおける、
前記第１スイッチング素子と前記第５スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
前記第２スイッチング素子と前記第６スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
前記第２短絡スイッチング素子をオンし、
前記第４短絡スイッチング素子をオンする第４－２モード、第５－２モード、第６－２モード及び第７－２モードを有し、前記第４－２モード、第５－２モード、第６－２モード及び第７－２モードの順で遷移を繰り返す制御を含むようにしてもよい。
これによれば、第１短絡回路と第２短絡回路が短絡する第６－２モード及び第７－２モ
ードにおいて、中性レグを稼働させ、第３スイッチング素子と第４スイッチング素子のいずれか一方をオンさせるようにしたので、中性レグを停止させることによる変調率の低下を回避することができる。他方の半周期は、一方の半周期が前半の半周期であれば後半の半周期であり、一方の半周期が後半の半周期であれば前半の半周期となる。
また、本発明において、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、
前記第１短絡回路と、
を含む第１単相２線式インバータモジュールと、
前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子と、
前記第２短絡回路と、
を含む第２単相２線式インバータモジュールと、
を含み、
前記第１単相２線式インバータモジュール及び前記第２単相２線式インバータモジュールの少なくともいずれか一方は前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を含むようにしてもよい。
これによれば、３アーム型の単相３線式のインバータ装置を、短絡回路を有する単相２線式インバータモジュール２個を利用して構成することができるので、特性のばらつきを抑えることができるとともに、放熱性が向上し、インバータ装置の組み立ても容易になる。
また、本発明において、
前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された第３レグを有し、
前記第３レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性接続点に接続される第２中性接続点を有し、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、
前記第１短絡回路と、
を含む第３単相２線式インバータモジュールと、
前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子と、
前記第２短絡回路と、
を含む第４単相２線式インバータモジュールと、
を含み、
前記第３単相２線式インバータモジュール及び前記第４単相２線式インバータモジュールのいずれか一方は前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を含むようにしてもよい。
これによれば、中点分割式の単相３線式のインバータ装置を、短絡回路を有する単相２線式インバータモジュール２個を利用して構成することができるので、特性のばらつきを抑えることができるとともに、放熱性が向上し、インバータ装置の組み立ても容易になる。
また、本発明において、
前記制御部は、
前記中性レグの前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をオフにし、
前記第１相レグの前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、前記第２相レグの前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子とをＰＷＭ制御するモードを有するようにしてもよい。
これによれば、系統連系時のように、単相３線式のインバータ装置を単相２線式のインバータ装置として用いることにより、単相２線式のインバータ装置の高効率化を実現することができる。
また、本発明において、
前記第１相電力線と前記第２相電力線との間に接続され、該第１相電力線と該第２相電力線との間を短絡可能な第３短絡回路を備え、
前記制御部は、前記第３短絡回路を制御するようにしてもよい。
これによれば、第１相電力線と第２相電力線との間を短絡可能な第３短絡回路を設けることにより、第１相電力線と第２相電力線との間を短絡させるのに第１短絡回路及び第２短絡回路を経由させる構成に比べて効率が向上する。
また、本発明において、
前記インバータ部は、
直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
を有し、
前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有し、
前記制御部は、
前記中性レグの前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をオフにし、
前記第１相レグの前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、前記第２相レグの前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子とをＰＷＭ制御する場合に、
前記第１短絡回路及び前記第２短絡回路を停止し、前記第３短絡回路を稼働させるようにしてもよい。
これによれば、単相３線式のインバータ装置を単相２線式のインバータとして用いる場合に、第１短絡回路及び第２短絡回路を停止させ、第３短絡回路を稼働させることにより、第１相電力線と第２相電力線との間を短絡させる場合に、第３短絡回路のみを短絡させることになるので、スイッチング損失及びスイッチングノイズの改善が可能となる。
また、本発明において、
前記インバータ部は、
直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子
に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
を有し、
前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有し、
前記制御部は、
前記中性レグの前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をオフにし、
前記第１相レグの前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、前記第２相レグの前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子とをＰＷＭ制御する場合に、
前記第１短絡回路、前記第２短絡回路及び前記第３短絡回路を稼働させるようにしてもよい。
これによれば、単相３線式のインバータ装置を単相２線式のインバータとして用いる場合に、第１短絡回路、第２短絡回路及び第３短絡回路を稼働させることにより、第１相電力線と第２相電力線との間を短絡させる場合に、第３短絡回路によって短絡され、第１短絡回路及び第２短絡回路によっても短絡されるので、スイッチング素子の導通損を改善することができる。
また、本発明は、
入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータモジュールであって、
第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子と、
前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ部と、
前記インバータ部と前記第１相出力端子を接続し、前記交流電力の前記第１相電力が供給される第１相電力線と、
前記インバータ部と前記第２相出力端子を接続し、前記交流電力の前記第２相電力が供給される第２相電力線と、
前記インバータ部と前記中性出力端子を接続する中性電力線と、
前記第１相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第１相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、
前記第２相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第２相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路と、
を備え、
前記インバータ部は、
直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
を有し、
前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に
、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有することを特徴とする。
これによれば、単相３線式の３アーム型のインバータ装置を、単相３線式のインバータモジュールを用いて構成することにより、効率化が可能なインバータ装置の特性のばらつきを抑えることができ、放熱性が向上し、インバータ装置の組み立ても容易となる。また、単相２線式のインバータモジュールを２つ使用する場合に比べ、小型及び低コスト化が可能となる。
また、本発明は、
入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータモジュールであって、
第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子と、
前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ部と、
前記インバータ部と前記第１相出力端子を接続し、前記交流電力の前記第１相電力が供給される第１相電力線と、
前記インバータ部と前記第２相出力端子を接続し、前記交流電力の前記第２相電力が供給される第２相電力線と、
前記インバータ部と前記中性出力端子を接続する中性電力線と、
前記第１相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第１相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、
前記第２相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第２相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路と、
を備え、
インバータ部は、
直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
前記プラス側入力端子に接続される第１定電圧源と、前記マイナス側入力端子に接続される第２定電圧源とが直列に接続された中性点回路と、
前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
を有し、
前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
前記中性点回路は、前記第１定電圧源と前記第２定電圧源との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有することを特徴とする。
これによれば、単相３線式の中点分割型のインバータ装置を、単相３線式のインバータモジュールを用いて構成することにより、効率化が可能なインバータ装置の特性のばらつきを抑えることができ、放熱性が向上し、インバータ装置の組み立ても容易となる。また、単相２線式のインバータモジュールを２つ使用する場合に比べ、小型及び低コスト化が可能となる。
本発明によれば、単相３線式のインバータ装置における高効率化が可能となる。
本発明の実施例１に係るインバータ装置の回路構成の概略を示す図である。 本発明の実施例１に係るＨＥＲＩＣ回路の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係るインバータ装置のスイッチング制御のタイミングチャートである。 本発明の実施例１に係るインバータ装置のモード１の電流経路を示す図である。 本発明の実施例１に係るインバータ装置のモード２の電流経路を示す図である。 本発明の実施例１に係るインバータ装置のモード３の電流経路を示す図である。 本発明の実施例１に係るインバータ装置のスイッチング制御を説明する図である。 本発明の実施例１に係るインバータ装置のスイッチング制御を説明する図である。 本発明の実施例２に係るインバータ装置の回路構成の概略を示す図である。 本発明の実施例３に係るインバータ装置のスイッチング制御のタイミングチャートである。 本発明の実施例３に係るインバータ装置のモード４の電流経路を示す図である。 本発明の実施例３に係るインバータ装置のモード５の電流経路を示す図である。 本発明の実施例３に係るインバータ装置のモード６の電流経路を示す図である。 本発明の実施例３に係るインバータ装置のモード７の電流経路を示す図である。 本発明の実施例４に係るインバータ装置の回路構成の概略を示す図である。 本発明の実施例５に係るインバータ装置の回路構成の概略を示す図である。 本発明の実施例６に係るインバータモジュールの回路構成の概略を示す図である。 本発明の実施例９に係るインバータ装置の回路構成の概略を示す図である。
〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図１に、本発明が適用されるインバータ装置１０の回路構成の概略を示す。
インバータ装置１０は、概略、単相３線式のインバータ１１と、インバータ１１のＵ相電力線Ｌｉｕと中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路１２と、インバータ１１のＷ相電力線ＬｉｗとＯ相中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路１３と、制御部１４を備える。
単相３線式のインバータ１１は、Ｏ相中点レグＬｇｏ、Ｕ相レグＬｇｕ、Ｗ相レグＬｇｗの３のレグが並列に接続された３アーム型インバータである。Ｏ相中点レグＬｇｏは、
直列に接続されたスイッチＳＷ３及びＳＷ４を有し、Ｕ相レグＬｇｕは、直列に接続されたスイッチＳＷ１及びＳＷ２を有し、Ｗ相レグＬｇｗは、直列に接続されたＳＷ５及びＳＷ６を有する。
Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間にはＨＥＲＩＣ回路１２が接続され、Ｏ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間にはＨＥＲＩＣ回路１３が接続されている。ＨＥＲＩＣ回路１２は、スイッチＳＷｕｎ及びスイッチＳＷｕｐを含み、ＨＥＲＩＣ回路１３は、スイッチＳＷｗｎ及びスイッチＳＷｗｐを含む。
直流電源Ｓｄから出力される直流電圧を、５０Ｈｚのサインカーブの交流商用電圧に変換する場合には、周期の前半では、図３に示すように、インバータ１１、ＨＥＲＩＣ回路１２及び１３の各スイッチを制御する。ここでは、制御部１４は、インバータ１１のスイッチＳＷ１～Ｓｗ６のオンオフのデューティ比制御によって出力電圧を制御するＰＷＭ制御を行う。
前半の半周期では、インバータ装置１０の電流経路は、モード１、モード２及びモード３の順で３つのモードの遷移を繰り返す。モード１ではスイッチＳＷ３がオフかつスイッチＳＷ４がオンとなり、モード２ではスイッチＳＷ３がオンかつスイッチＳＷ４がオフとなる。そして、モード２に続くモード３において、ＨＥＲＩＣ回路１２によってＵ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間が短絡され、ＨＥＲＩＣ回路１３によってＯ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間が短絡される際には、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４がともにオフとなる。
このように、インバータ装置１０では、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３のスイッチＳＷｕｎ、スイッチＳＷｕｐ、スイッチＳＷｗｎ及びスイッチＳＷｗｐが導通する期間は、Ｏ相中点レグＬｇｏの上下アームが動作を停止するように制御する。
このように、インバータ装置１０によれば、単相３線式のインバータ装置において高効率化が可能となるとともに、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３が短絡する期間中にＯ相中点レグＬｇｏの動作を停止させることで、入力電圧をＶｉｎとしたときに、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の中点Ｓｈｐの電位がＶｉｎ／２、すなわち入力電圧の中間電位となりノイズの発生を回避することができる。
〔実施例１〕
以下、図面を参照して本発明の実施例１に係るインバータ装置１０の構成について説明する。ただし、この実施例に記載されている装置及びシステムの構成は各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。
図１は、インバータ装置１０の概略構成を示す回路図である。
インバータ装置１０は、入力端Ｉｐ及びＩｎにおいて直流電源Ｓｄのプラス端子及びマイナス端子にそれぞれ接続され、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置である。またインバータ装置１０は、変換された交流電力は、出力端Ｏｕ及び出力端Ｏｏ間並びに出力端Ｏｗ及び出力端Ｏｏ間にそれぞれ接続された負荷ＲＬｕ及びＲｌｗに交流電力を供給するとともに、商用電力系統とも連系可能である。なお、出力端Ｏｏは接地されている。ここでは、入力端Ｉｐ及び入力端Ｉｎが、本発明のプラス側入力端子及びマイナス側入力端子にそれぞれ対応する。また、出力端Ｏｕ、出力端Ｏｗ及び出力端Ｏｕが、本発明の第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子にそれぞれ対応する。
インバータ装置１０は、概略、単相３線式のインバータ１１と、インバータ１１のＵ相電力線Ｌｉｕと中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路１２と、インバータ１１
のＷ相電力線Ｌｉｗと中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路１３と、制御部１４を備える。ここでは、インバータ１１及び制御部１４が本発明のインバータ部及び制御部にそれぞれ対応する。また、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３が、本発明の第１短絡回路及び第２短絡回路にそれぞれ対応する。
（インバータ）
単相３線式のインバータ１１は、直列に接続された２つのスイッチからなるレグを直流電源Ｓｄに並列に接続した３アーム型インバータである。すなわち、インバータ１１は、プラス入力線Ｌｉｐとマイナス入力線Ｌｉｎとの間に、入力端子Ｉｐ及びＩｎ側から順に、Ｏ相中点レグＬｇｏ、Ｕ相レグＬｇｕ、Ｗ相レグＬｇｗの３のレグが並列に接続された構成である。ここでは、スイッチは、半導体スイッチング素子であるｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）から
構成される。半導体スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることもできるが、この場合にはＩＧＢＴと逆並列接続された還流ダイ
オードとを組み合わせてスイッチを構成する。ここでは、Ｏ相中点レグＬｇｏ、Ｕ相レグＬｇｕ、Ｗ相レグＬｇｗが、本発明の中性レグ、第１相レグ及び第２相レグにそれぞれ対応する。
Ｕ相レグＬｇｕは、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２からなり、スイッチＳＷ１のドレイン端子がプラス入力線Ｌｉｐに接続され、スイッチＳＷ１のソース端子はスイッチＳＷ２のドレイン端子に接続され、スイッチＳＷ２のソース端子はマイナス入力線Ｌｉｎに接続されている。Ｏ相中点レグＬｇｏは、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４からなり、スイッチＳＷ３のドレイン端子がプラス入力線Ｌｉｐに接続され、スイッチＳＷ３のソース端子はスイッチＳＷ４のドレイン端子に接続され、スイッチＳＷ４のソース端子はマイナス入力線Ｌｉｎに接続されている。Ｗ相レグＬｇｗは、スイッチＳＷ５及びスイッチＳＷ６からなり、スイッチＳＷ５のドレイン端子がプラス入力線Ｌｉｐに接続され、スイッチＳＷ５のソース端子はスイッチＳＷ６のドレイン端子に接続され、スイッチＳＷ６のソース端子はマイナス入力線Ｌｉｎに接続されている。ここでは、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２が、本発明の第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子に対応する。また、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４が、本発明の第３スイッチング素子及び第４スイッチング素子に対応する。また、スイッチＳＷ５及びスイッチＳＷ６が、本発明の第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子に対応する。
Ｏ相中点レグＬｇｏの中点、すなわちスイッチＳＷ３のソース端子とスイッチＳＷ４のドレイン端子との中点ＣｐｏからはＯ相中性線Ｌｉｏが引き出されている。Ｕ相レグＬｇｕの中点、すなわちスイッチＳＷ１のソース端子とスイッチＳＷ２のドレイン端子との中点ＣｐｕからはＵ相電力線Ｌｉｕが引き出されている。Ｗ相レグＬｇｗの中点、すなわちＳＷ５のソース端子とスイッチＳＷ６のドレイン端子との中点ＣｐｗからはＷ相電力線Ｌｉｗが引き出されている。ここでは、中点Ｃｐｏ及びＯ相中性線Ｌｉｏが、本発明の中性接続点及び中性電力線にそれぞれ対応する。また、中点Ｃｐｕ及びＵ相電力線Ｌｉｕが、本発明の第１相接続点及び第１相電力線にそれぞれ対応する。また、中点Ｃｐｗ及びＷ相電力線Ｌｉｗが、本発明の第２相接続点及び第２相電力線にそれぞれ対応する。
Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間にはＨＥＲＩＣ回路１２が接続され、Ｏ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間にはＨＥＲＩＣ回路１３が接続されている。ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３より出力端Ｏｕ，Ｏｏ及びＯｗ側では、Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗにそれぞれ直列にリアクトルＬｕとリアクトルＬｏとリアクトルＬｗが接続されている。
Ｕ相電力線ＬｉｕのリアクトルＬｕの出力端Ｏｕ側と、Ｏ相中性線Ｌｉｏのリアクトル
Ｌｏの出力端Ｏｏ側との間にはコンデンサＣｕが接続されている。また、Ｏ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｌｏ側とＷ相電力線Ｌｉｗとの間にはコンデンサＣｗが接続されている。すなわち、Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間には、出力端Ｏｕ及び出力端Ｏｏ側から順に、コンデンサＣｕとＨＥＲＩＣ回路１２とが並列に接続されている。また、Ｏ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間には、出力端Ｏｏ及び出力端Ｏｗ側から順に、コンデンサＣｗとＨＥＲＩＣ回路１３とが並列に接続されている。
Ｕ相電力線Ｌｉｕの出力端ＯｕとＯ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏとの間には負荷ＲＬｕが接続され、Ｏ相電力線Ｌｉｕの出力端ＯｕとＷ相電力線Ｌｉｗの出力端Ｏｗとの間には負荷ＲＬｗが接続されている。
（ＨＥＲＩＣ回路）
ＨＥＲＩＣ回路１２は、ｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチＳＷｕｎ及びスイッチＳＷｕｐを含む。図１では省略しているが、スイッチＳＷｕｎ及びスイッチＳＷｕｐのゲートを駆動するゲート駆動回路を有し、ゲート駆動回路はインバータ装置１０の動作を制御する制御部１４からの指示に基づいてスイッチのｕｎ及びスイッチＳＷｕｐのオンオフを制御する。
ＨＥＲＩＣ回路１２のスイッチＳＷｕｐのソース端子はＵ相電力線Ｌｉｕに接続され、スイッチＳＷｕｐのドレイン端子はスイッチＳＷｕｎのドレイン端子に接続されており、スイッチＳＷｕｎのソース端子は中性線Ｌｉｏに接続されている。ここでは、スイッチＳＷｕｐ及びスイッチＳＷｕｎが、本発明の第１短絡スイッチング素子及び第２短絡スイッチング素子にそれぞれ対応する。
ＨＥＲＩＣ回路１３は、ｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチＳＷｗｎ及びスイッチＳＷｗｐを含む。図１では省略しているが、スイッチＳＷｗｎ及びスイッチＳＷｗｐのゲートを駆動するゲート駆動回路を有し、ゲート駆動回路はインバータ装置１０の動作を制御する制御部１４からの指示に基づいてスイッチＳＷｗｎ及びスイッチＳＷｗｐのオンオフを制御する。
ＨＥＲＩＣ回路１３のスイッチＳＷｗｎのソース端子はＷ相電力線Ｌｉｗに接続され、スイッチＳＷｗｎのドレイン端子はスイッチＳＷｗｐのドレイン端子に接続されており、スイッチＳＷｗｐのソース端子は中性線Ｌｉｏに接続されている。ここでは、スイッチＳＷｗｐ及びスイッチＳＷｗｎが、本発明の第３短絡スイッチング素子及び第４短絡スイッチング素子に対応する。
ＨＥＲＩＣ回路の具体的な構成は、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３に限られない。
図２（Ａ）～（Ｄ）は、ＨＥＲＩＣ回路の具体例を示す。
図２（Ａ）は、ＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ１の原理的な構成を示す図である。直列に接続されたスイッチＳ１及びダイオードＤ１と、直列に接続されたダイオードＤ２とスイッチＳ２とが、電力線Ｌｉ１と電力線Ｌｉ２との間に並列に接続されている。ダイオードＤ１のカソード端子及びアノード端子は、それぞれ電力線Ｌｉ１側及び電力線Ｌｉ２側に接続されている。ダイオードＤ２のカソード端子及びアノード端子は、それぞれ電力線Ｌｉ２側及び電力線Ｌｉ１側に接続されている。スイッチＳ１及びＳ２としては、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を適用することができる。
ここでは、電力線Ｌｉ１が電力線Ｌｉ２に対して高電位である場合には、スイッチＳ１を閉じてもダイオードＤ１が逆方向に接続されているので、電流は流れない。電力線Ｌｉ
２と電力線Ｌｉ１が等電位になった場合には、ダイオードＤ１がオンすることにより負荷電流が転流し、電力線Ｌｉ１・Ｌｉ２間が短絡される。
図２（Ｂ）は、ＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ２の原理的な構成を示す図である。ＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ２は、スイッチＳ１とダイオードＤ１の中点と、スイッチＳ２及びダイオードＤ２との中点とが接続線Ｓｃ１により接続されている点を除いてＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ１と同様の構成を有する。
ここでは、電力線Ｌｉ１が電力線Ｌｉ２に対して高電位である場合には、スイッチＳ１を閉じてもダイオードＤ１が逆方向に接続されているので、電流は流れない。電力線Ｌｉ２が電力線Ｌｉ１と等電位になった場合には、ダイオードＤ１がオンすることにより負荷電流が転流し、電力線Ｌｉ１・Ｌｉ２間が短絡される。
図２（Ｃ）に示すＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ３では、電力線Ｌｉ１・Ｌｉ２間にｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチＳＷ３１及びＳＷ３２が直列に接続されている。ＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ３のスイッチＳＷ３１のドレイン端子は電力線Ｌｉ１に接続され、スイッチＳＷ３１のソース端子はスイッチＳＷ３２のソース端子に接続されており、スイッチＳＷ３２のドレイン端子は電力線Ｌｉ２に接続されている。このＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ３は、図１に示すＨＥＲＩＣ回路１２と同様の構成である。このＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ３は、図２（Ｂ）に示すＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ２と同じ機能を有する。
図２（Ｄ）に示すＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ４は、電力線Ｌｉ１・Ｌｉ２間にｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチＳＷ４１及びＳＷ４２が直列に接続されている。ＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ４のスイッチＳＷ４１のソース端子は電力線Ｌｉ１に接続され、スイッチＳＷ４１のドレイン端子はスイッチＳＷ４２のドレイン端子に接続されており、スイッチＳＷ４２のソース端子は電力線Ｌｉ２に接続されている。このＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ４は、図１に示すＨＥＲＩＣ回路１３と同様の構成である。このＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ４は、図２（Ｃ）に示すＨＥＲＩＣ回路Ｈｒ３と同じ機能を有する。
（ＰＷＭ制御）
以下に、インバータ装置１０において、入力された直流電力を交流電力に変換するためのインバータ１１及びＨＥＲＩＣ回路１２，１３のスイッチング制御について説明する。
インバータ１１及びＨＥＲＩＣ回路１２，１３のスイッチング制御は、制御部１４が、出力すべき交流電圧波形に関する指令値（例えば、５０Ｈｚのサインカーブ）に基づいて行う。ここでは、制御部１４は、インバータ１１のスイッチＳＷ１～ＳＷ６のオンオフのデューティ比制御によって出力電圧を制御するＰＷＭ制御を行う。
図３に、インバータ装置１０による電力変換処理におけるインバータ１１及びＨＥＲＩＣ回路１２及び１３の各スイッチに対する制御信号のタイミングチャートの一部を示す。図３には、商用電力と同じ周波数５０Ｈｚのサインカーブを描く交流電電圧を出力する場合の、前半の半周期における各スイッチに対する制御信号を示す。
インバータ１１に対しては、ユニポーラ変調によるＰＷＭ制御を行う。ＰＷＭ制御によって決定されるデューティ比に従って、各スイッチのオンオフが制御される。前半の半周期では、Ｕ相電力線Ｌｉｕの出力端Ｏｕ及びＯ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏに出力され、負荷ＲＬｕに印加される電圧は、出力端Ｏｏ側に対して出力端Ｏｕ側がプラス又は０となり、Ｏ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏ及びＷ相電力線Ｌｉｗの出力端Ｏｗに出力され、負荷Ｒｌｗに印加される電圧は、出力端Ｏｗ側に対して出力端Ｏｏ側がプラス又は０となる。後半の半周期では、Ｕ相電力線Ｌｉｕの出力端Ｏｕ及びＯ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏに
出力され、負荷ＲＬｕに印加される電圧は、出力端Ｏｏ側に対して出力端Ｏｕ側がマイナス又は０となり、Ｏ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏ及びＷ相電力線Ｌｉｗの出力端Ｏｗに出力され、負荷Ｒｌｗに印加される電圧は、出力端Ｏｗ側に対して出力端Ｏｏ側がマイナス又は０となる。
前半の半周期では、インバータ装置１０の電流経路は、モード１、モード２及びモード３の順で３つのモードの遷移を繰り返す。ここでは、モード１、モード２及びモード３が、本発明の第１モード、第２モード及び第３モードにそれぞれ対応する。
図４は、モード１におけるインバータ装置１０の電流経路を示す。負荷ＲＬｕ側を流れる電流Ｉｕの経路を実線、負荷ＲＬｗを流れる電流Ｉｗの経路を破線で示し、一点鎖線は、他の電流経路を示す。ここでは、スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ３がオフ、スイッチＳＷ４がオン、スイッチＳＷ５がオフ、スイッチＳＷ６がオン、スイッチＳＷｕｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフ、スイッチＳＷｗｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフとなっている。このとき、直流電源Ｓｄのプラスの端子から入力端Ｉｐを経てプラス入力線Ｌｉｐに入力された電流は、スイッチＳＷ１、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷ＲＬｕ、リアクトルＬｏ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、スイッチＳＷ４、マイナス入力線Ｌｉｎを通り、入力端Ｉｎから直流電源Ｓｄのマイナス端子に戻る。一方、負荷ＲＬｗを流れる電流は、リアクトルＬｗからＷ相電力線Ｌｉｗ、スイッチＳＷ６、マイナス入力線Ｌｉｎ、スイッチＳＷ４、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、負荷ＲＬｗを流れる。また、負荷ＲＬｗ、リアクトルＬｗ、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、スイッチＳＷ６、マイナス入力線Ｌｉｎ、入力端Ｉｎへと流れる電流経路もある。
図５は、モード２におけるインバータ装置１０の電流経路を示す。図４と同様に、負荷ＲＬｕ側を流れる電流Ｉｕの経路を実線、負荷ＲＬｗを流れる電流Ｉｗの経路を破線で示し、二点鎖線は、他の電流経路を示す。ここでは、スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ３がオン、スイッチＳＷ４がオフ、スイッチＳＷ５がオフ、スイッチＳＷ６がオン、スイッチＳＷｕｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフ、スイッチＳＷｗｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフとなっている。このとき、直流電源Ｓｄのプラスの端子から入力端Ｉｐを経てプラス入力線Ｌｉｐに入力された電流は、スイッチＳＷ３、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、負荷ＲＬｗ、リアクトルＬｗ、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、スイッチＳＷ６、マイナス入力線Ｌｉｎを通り、入力端Ｉｎから直流電源Ｓｄのマイナス端子に戻る。一方、負荷ＲＬｕを流れる電流は、プラス入力線Ｌｉｐ、スイッチＳＷ１、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷Ｒｌｕ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、スイッチＳＷ３、プラス入力線Ｌｉｐの経路を流れる。また、プラス入力線ＬｉｐからスイッチＳＷ１、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷ＲＬｕ、負荷Ｒｌｗへと流れる電流経路もある。
図６は、モード３におけるインバータ装置１０の電流経路を示す。ここでは、スイッチＳＷ１～スイッチＳＷ６はすべてオフ、スイッチＳＷｕｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフ、スイッチＳＷｗｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフとなっている。このとき、負荷ＬＲｕを流れる電流は、負荷ＲＬｕ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、スイッチＳＷｕｐ、スイッチＳＷｕｎ、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷ＲＬｕと流れ、ＨＥＲＩＣ回路１２が短絡されている。ＨＥＲＩＣ回路１２のスイッチＳＷｕｎはオフであるが、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが導通し、Ｏ相中性線ＬｉｏからＵ相電力線Ｌｉｕへ電流が流れる。一方、負荷ＲＬｗを流れる電流は、負荷ＲＬｗ、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、リアクトルＬｗ、スイッチＳＷｗｎ、スイッチＳＷｗｐ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｉｏ、負荷ＲＬｗと流れ、ＨＥＲＩＣ回路１３が短絡されている。ＨＥＲＩＣ回路１３のスイッチＳＷｗｎはオフであるが、スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが導通し、Ｗ相電力線Ｌｉｗから中性線Ｌｉｏへ電流が流れる。
商用周波数の後半の半周期における各スイッチに対する制御を簡単に説明する。この場合の制御は、モード１－２、モード２－２、モード３－２の順で遷移を繰り返す。モード１－２は、モード１における、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ５とのオンオフを入れ替え、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ６とのオンオフを入れ替え、スイッチＳＷｕｎをオンし、スイッチＳＷｗｎをオンするモードである。モード２－２は、モード２における、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ５とのオンオフを入れ替え、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ６とのオンオフを入れ替え、スイッチＳＷｕｎをオンし、スイッチＳＷｗｎをオンするモードである。そして、モード３－２は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３、スイッチＳＷ４、スイッチＳＷ５、スイッチＳＷ６をいずれもオフし、スイッチＳＷｕｎをオンし、スイッチＳＷｗｎをオンするモードである。ここでは、モード１－２、モード２－２、モード３－２がそれぞれ、本発明の第１－２モード、第２－２モード、第３－２モードに対応する。また、ここでは、商用周波数の前半の半周期及び後半の半周期が、本発明の、出力すべき交流電力の周波数のいずれか一方の半周期及び他方の半周期にそれぞれ対応する。
このようにすれば、ＨＥＲＩＣ回路を用いた単相３線式のインバータ装置１０を実現することができ、高効率化が可能となる。このようなインバータ装置１０においてはＯ相中性線Ｌｉｏにも負荷電流を流すことができ、Ｕ相電力線Ｌｉｕを流れるＵ相の電流Ｉｕと、Ｗ相電力線Ｌｉｗを流れるＷ相の電流Ｉｗは同量でなくてもよい。したがって、自立運転時のように、Ｕ相の負荷ＲＬｕとＷ相の負荷ＲＬｗがバランスしていない場合には、Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間と、Ｗ相電力線ＬｉｗとＯ相中性線Ｌｉｏとの間とで独立して駆動することができる。
また、上述のように、インバータ装置１０においては、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３が短絡するモード３では、Ｏ相中点レグＬｇｏの上下のアームのスイッチＳＷ３及びＳＷ４はオフとなり動作を停止している。これは、図７に示すように、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３が短絡する期間にＯ相中点レグＬｇｏを動作させると、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の中点Ｓｈｐが、点Ｐｐにおけるプラス入力線Ｌｉｐの電位となってしまう瞬間や、図８に示すように、点Ｎｐにおけるマイナス入力線Ｌｉｎの電位となってしまう瞬間が発生する。このため、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の中点Ｓｈｐの電位が激しく変動してノイズとなる。そこで、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３が短絡する期間であるモード３では、Ｏ相中点レグＬｇｏの動作を停止させスイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４をオフさせることで、入力電圧をＶｉｎとしたときに、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の中点Ｓｈｐの電位がＶｉｎ／２、すなわち入力電圧の中間電位となりノイズの発生を回避することができる。
〔実施例２〕
以下、実施例２に係るインバータ装置２０について説明する。図９は、インバータ装置２０の概略構成を示す回路図である。実施例１と共通する構成については同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
インバータ装置２０は、概略、単相３線式のインバータ２１と、中点制御補助回路２２、インバータ２１のＵ相電力線Ｌｉｕと中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路１２と、インバータ１１のＷ相電力線Ｌｉｗと中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路１３と、制御部２４を備える。
インバータ２１は、実施例１に係るインバータ１１と同じ単相３線式のインバータであるが、フルブリッジを構成するＵ相レグＬｇｕ及びＷ相レグＬｇｗの入力端Ｉｐ及びＩｎ側に、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２が並列に接続されている。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、プラス入力線Ｌｉｐとマイナス入力線Ｌｉｎとの間で直列に接続され
ており、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の中点ＣｐｏがＯ相中性線に接続されている。ここでは、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２が、本発明の第１定電圧源及び第２定電圧源に対応する。
そして、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の入力端Ｉｐ及びＩｎ側には、中点制御補助回路２２が設けられている。中点制御補助回路２２は、実施例１に係るＯ相中点レグＬｇｏを構成する２つのスイッチＳＷ３及びＳＷ４と、スイッチＳＷ３及びＳＷ４の中点Ｃｐｓから引き出されたＯ相中性線Ｌｉｏに直列に接続されたリアクタンスＬｏとからなる。ここでは、中点制御補助回路２２及び中点Ｃｐｓが、本発明の中性点回路及び第２中性接続点にそれぞれ対応する。
インバータ１１を構成するコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２は、定電圧源として動作するものであり、キャパシタ、バッテリ、定電圧回路など定電圧源として動作する素子、回路又は装置であれば、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に代えて適用することができる。
中点制御補助回路２２は、実施例１に係るＯ相中点レグＬｇｏと共通の構成を有し、３アーム型のインバータであるようにも見えるが、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の中点のバランスをとる補助回路であり、このような中点制御補助回路２２を備えない構成も可能である。
インバータ装置２０の動作は、実施例１に係るインバータ装置１０と同様であるため詳細な説明は省略する。
〔実施例３〕
以下、実施例３に係るインバータ装置３０について説明する。インバータ装置３０の構成は、実施例１に係るインバータ装置１０と同じであるため、同様の符号を用いて詳細な説明は省略する。
図１０に、インバータ装置３０において、入力された直流電力を交流電力に変換するためのインバータ１１及びＨＥＲＩＣ回路１２，１３の各スイッチに対する制御信号のタイミングチャートの一部を示す。ここでも、商用電力と同じ周波数５０Ｈｚのサインカーブを描く交流電圧を出力する場合の、前半の半周期における各スイッチに対する制御信号を示す。
インバータ装置３０においても、インバータ１１に対しては、ユニポーラ変調によるＰＷＭ制御を行う。ＰＷＭ制御によって決定されるデューティ比に従って、各スイッチのオンオフが制御される。前半の半周期では、Ｕ相電力線Ｌｉｕの出力端Ｏｕ及びＯ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏに出力され、負荷ＲＬｕに印加される電圧は、出力端Ｏｏ側に対して出力端Ｏｕ側がプラス又は０となり、Ｏ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏ及びＷ相電力線Ｌｉｗの出力端Ｏｗに出力され、負荷Ｒｌｗに印加される電圧は、出力端Ｏｗ側に対して出力端Ｏｏ側がプラス又は０となる。後半の半周期では、Ｕ相電力線Ｌｉｕの出力端Ｏｕ及びＯ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏに出力され、負荷ＲＬｕに印加される電圧は、出力端Ｏｏ側に対して出力端Ｏｕ側がマイナス又は０となり、Ｏ相中性線Ｌｉｏの出力端Ｏｏ及びＷ相電力線Ｌｉｗの出力端Ｏｗに出力され、負荷Ｒｌｗに印加される電圧は、出力端Ｏｗ側に対して出力端Ｏｏ側がマイナス又は０となる。
前半の半周期では、インバータ装置３０の電流経路は、モード４、モード５、モード６及びモード７の順で４つのモードの遷移を繰り返す。ここでは、モード４、モード５、モード６及びモード７が、本発明の第４モード、第５モード、第６モード及び第７モードに
それぞれ対応する。
図１１にモード４におけるインバータ装置３０の電流経路を示す。ここでも、負荷ＲＬｕ側を流れる電流Ｉｕの経路を実線、負荷ＲＬｗを流れる電流Ｉｗの経路を破線で示し、一点鎖線は、他の電流経路を示す。モード４におけるインバータ装置３０の電流経路は、実施例１に係るインバータ装置１０のモード１における電流経路と同じである。すなわち、スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ３がオフ、スイッチＳＷ４がオン、スイッチＳＷ５がオフ、スイッチＳＷ６がオン、スイッチＳＷｕｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフ、スイッチＳＷｗｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフとなっている。そして、直流電源Ｓｄのプラスの端子から入力端Ｉｐを経てプラス入力線Ｌｉｐに入力された電流は、スイッチＳＷ１、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷ＲＬｕ、リアクトルＬｏ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、スイッチＳＷ４、マイナス入力線Ｌｉｎを通り、入力端Ｉｎから直流電源Ｓｄのマイナス端子に戻る。一方、負荷ＲＬｗを流れる電流は、リアクトルＬｗからＷ相電力線Ｌｉｗ、スイッチＳＷ６、マイナス入力線Ｌｉｎ、スイッチＳＷ４、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、負荷ＲＬｗを流れる。また、負荷ＲＬｗ、リアクトルＬｗ、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、スイッチＳＷ６、マイナス入力線Ｌｉｎ、入力端Ｉｎへと流れる電流経路もある。
図１２にモード５におけるインバータ装置３０の電流経路を示す。ここでは、スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ３がオン、スイッチＳＷ４がオフ、スイッチＳＷ５がオフ、スイッチＳＷ６がオン、スイッチＳＷｕｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフ、スイッチＳＷｗｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフとなっている。このとき、直流電源Ｓｄのプラスの端子から入力端Ｉｐを経てプラス入力線Ｌｉｐに入力された電流は、スイッチＳＷ３、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、負荷ＲＬｗ、リアクトルＬｗ、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、スイッチＳＷ６、マイナス入力線Ｌｉｎを通り、入力端Ｉｎから直流電源Ｓｄのマイナス端子に戻る。一方、負荷ＲＬｕを流れる電流は、リアクトルＬｕ、負荷Ｒｌｕ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、スイッチＳＷｕｐ、スイッチＳＷｕｎ、Ｕ相電力線Ｌｉｕの経路を流れる。また、プラス入力線Ｌｉｐ、スイッチＳＷ１、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷Ｒｌｕ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、スイッチＳＷ３、プラス入力線Ｌｉｐへと流れる電流経路もある。
図１３にモード６におけるインバータ装置３０の電流経路を示す。二点鎖線は、他の電流経路を示す。ここでは、スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオン、スイッチＳＷ３がオン、スイッチＳＷ４がオフ、スイッチＳＷ５がオン、スイッチＳＷ６がオフ、スイッチＳＷｕｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフ、スイッチＳＷｗｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフとなっている。負荷Ｒｌｕを流れる電流は、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷Ｒｌｕ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、スイッチＳＷｕｐ、スイッチＳＷｕｎ、Ｕ相電力線Ｌｉｕの経路を流れる。また、負荷ＲＬｗを流れる電流は、スイッチＳＷｗｎ、スイッチＳＷｗｐ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、負荷ＲＬｗ、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、リアクトルＬｗ、スイッチＳＷｗｎの経路を流れる。また、プラス入力線Ｌｉｐ、スイッチＳＷ５、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、リアクトルＬｗ、負荷ＲＬｗ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、スイッチＳＷ３、プラス入力線Ｌｉｐへと流れる電流経路もある。さらに、リアクトルＬｏ、Ｏ相電力線Ｌｉｏ、スイッチＳＷｕｐ、スイッチＳＷｕｎ、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷Ｒｌｕ、Ｏ相電力線Ｌｉｏへと流れる電流経路もある。
図１４にモード７におけるインバータ装置３０の電流経路を示す。ここでは、スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオン、スイッチＳＷ３がオフ、スイッチＳＷ４がオン、スイッチＳＷ５がオン、スイッチＳＷ６がオフ、スイッチＳＷｕｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフ、スイッチＳＷｗｐがオン、スイッチＳＷｕｎがオフとなっている。負荷Ｒｌ
ｕを流れる電流は、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、負荷Ｒｌｕ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、スイッチＳＷｕｐ、スイッチＳＷｕｎ、Ｕ相電力線Ｌｉｕの経路を流れる。また、スイッチＳＷ４，Ｏ相電力線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、負荷Ｒｌｕ、Ｕ相電力線Ｌｉｕ、リアクトルＬｕ、スイッチＳＷ２、マイナス入力線Ｌｉｎ、スイッチＳＷ２へと流れる電流経路もある。一方、負荷ＲＬｗを流れる電流は、スイッチＳＷｗｎ、スイッチＳＷｗｐ、Ｏ相中性線Ｌｉｏ、リアクトルＬｏ、負荷ＲＬｗ、Ｗ相電力線Ｌｉｗ、リアクトルＬｗ、スイッチＳＷｗｎの経路を流れる。
インバータ装置３０におけるＰＷＭ制御では、上述のように、前半の半周期においてモード４、モード５、モード６、モード７の順で遷移を繰り返す。ユニポーラ駆動で、インバータ装置１０について説明したように、Ｏ相中点レグＬｇｏの制御に停止期間を設けると、変調率が低下するが、本実施例に係るインバータ装置３０のような制御を行い、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３が短絡するモード６及びモード７においてＯ相中点レグＬｇｏを停止させるのではなく、稼働させることで、変調率の低下を回避することができる。
商用周波数の後半の半周期における各スイッチに対する制御を簡単に説明する。この場合の制御は、モード４－２、モード５－２、モード６－２、モード７－２の順で遷移を繰り返す。モード４－２、モード５－２、モード６－２、モード７－２は、それぞれ、モード４、モード５、モード６、モード７における、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ５とのオンオフを入れ替え、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ４とのオンオフを入れか、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ６とのオンオフを入れ替え、スイッチＳＷｕｎをオンし、スイッチＳＷｗｎをオンするモードである。ここでは、モード４－２、モード５－２、モード６－２、モード７－２が、本発明の第４－２モード、第５－２モード、第６－２モード、第７－２モードに対応する。また、ここでは、商用周波数の前半の半周期及び後半の半周期が、本発明の、出力すべき交流電力の周波数のいずれか一方の半周期及び他方の半周期にそれぞれ対応する。
インバータ装置３０におけるＰＷＭ制御では、上述のように、後半の半周期においてモード４－２、モード５－２、モード６－２、モード７－２の順で遷移を繰り返す。ユニポーラ駆動で、インバータ装置１０について説明したように、Ｏ相中点レグＬｇｏの制御に停止期間を設けると、変調率が低下するが、本実施例に係るインバータ装置３０のような制御を行い、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３が短絡するモード６－２及びモード７－２においてＯ相中点レグＬｇｏを停止させるのではなく、稼働させることで、変調率の低下を回避することができる。
〔実施例４〕
以下、実施例４に係るインバータ装置４０について説明する。図１５にインバータ装置４０の回路構成を示す。実施例１と同様の構成については、同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。インバータ装置４０の回路構成は、インバータ装置１０と同じであるが、図１５に示すように、インバータ装置４０では、２つの単相２線式ＨＥＲＩＣモジュールを利用している。
図１５において破線で囲われたＯ相中点レグＬｇｏ、Ｕ相レグＬｇｕ、ＨＥＲＩＣ回路１２を含む回路を単相２線式のＨＥＲＩＣモジュールＭｄ１によって構成する。また、図１５において一点鎖線で囲われたＷ相レグＬｇｗ、ＨＥＲＩＣ回路１３を含む回路を単相２線式のＨＥＲＩＣモジュールＭｄ２によって構成する。このＨＥＲＩＣモジュールＭｄ２については、フルブリッジを構成する２つのレグのうちの１つのみを使用する。ＨＥＲＩＣモジュールＭｄ２の１つのレグをＯ相中点レグＬｇｏとして用い、２つのＯ相中点レグＬｇｏが並列された構成としてもよい。ここでは、ＨＥＲＩＣモジュールＭｄ１及びＨ
ＥＲＩＣモジュールＭｄ２が、本発明の第１単相２線式インバータモジュール及び第２単相２線式インバータモジュールにそれぞれ対応する。
このように、２つの単相２線式のＨＥＲＩＣモジュールＭｄ１及びＭｄ２を利用して、インバータ装置４０を構成することにより、インバータ装置４０の特性のばらつきを抑えることが可能となるともに、放熱性が向上し、組立も容易になる。
〔実施例５〕
以下、実施例５に係るインバータ装置５０について説明する。図１６にインバータ装置５０の回路構成を示す。実施例２と同様の構成については、同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。インバータ装置５０の回路構成は、インバータ装置２０と同じであるが、図１６に示すように、インバータ装置５０では、２つの単相２線式のＨＥＲＩＣモジュールを利用している。
図１６において破線で囲われた中点制御補助回路２２、Ｕ相レグＬｇｕ、ＨＥＲＩＣ回路１２を含む回路を単相２線式のＨＥＲＩＣモジュールＭｄ３によって構成する。また、図１６において一点鎖線で囲われたＷ相レグＬｇｗ、ＨＥＲＩＣ回路１３を含む回路を単相２線式のＨＥＲＩＣモジュールＭｄ４によって構成する。このＨＥＲＩＣモジュールＭｄ４については、フルブリッジを構成する２つのレグのうち１つのみを使用する。ここでは、ＨＥＲＩＣモジュールＭｄ３及びＨＥＲＩＣモジュールＭｄ４が、本発明の第３単相２線式インバータモジュール及び第４単相２線式インバータモジュールにそれぞれ対応する。また、中点制御補助回路２２が本発明の第３レグに対応する。
このように、２つの単相２線式のＨＥＲＩＣモジュールＭｄ１及びＭｄ２を利用して、インバータ装置５０を構成することにより、インバータ装置５０の特性のばらつきを抑えることが可能となるともに、放熱性が向上し、組立も容易になる。
〔実施例６〕
以下、実施例６に係る単相３線式用インバータモジュール６０について説明する。図１７にモジュール６０の回路構成を示す。モジュール６０は、実施例１に係るインバータ装置１０をモジュール化したものである。
モジュール６０は、入力端ＤＣ＋及びＤＣ－と、出力端ＯＵＴ Ｕ、ＯＵＴ Ｏ、ＯＵＴ Ｗを有する。モジュール６０は、概略、単相３線式のインバータ６１と、インバータ６１のＵ相電力線Ｌｉｕと中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路６２と、インバータ６１のＷ相電力線Ｌｉｗと中性線Ｌｉｏとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路６３とを備える。
単相３線式のインバータ６１は、直列に接続された２つのスイッチからなるレグを入力端ＤＣ＋及びＤＣ－に並列に接続した３アーム型インバータである。すなわち、インバータ６１は、プラス入力線Ｌｉｐとマイナス入力線Ｌｉｎとの間に、入力端子ＤＣ＋及びＤＣ－側から順に、Ｏ相中点レグＭＬｇｏ、Ｕ相レグＭＬｇｕ、Ｗ相レグＭＬｇｗの３のレグが並列に接続された構成である。ここでは、スイッチは、半導体スイッチング素子であるｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成される。半導体スイッチング素子としては、ＩＧＢＴを用いることもできるが、この場合にはＩＧＢＴと逆並列接続された還流ダイオードとを組み合わせてスイッチを構成する。
Ｕ相レグＭＬｇｕは、スイッチＭ１及びスイッチＭ２からなり、スイッチＭ１のドレイン端子がプラス入力線Ｌｉｐに接続され、スイッチＭ１のソース端子側はスイッチＭ２のドレイン端子に接続され、スイッチＭ１のゲート端子接続線Ｇ１及びソース端子接続線Ｓ１が引き出されている。また、スイッチＭ２のソース端子側はマイナス入力線Ｌｉｎに接続され、スイッチＭ２のゲート端子接続線Ｇ２及びソース端子接続線Ｓ２が引き出されて
いる。Ｏ相中点レグＭＬｇｏは、スイッチＭ３及びスイッチＭ４からなり、スイッチＭ３のドレイン端子がプラス入力線Ｌｉｐに接続され、スイッチＭ３のソース端子側はスイッチＭ４のドレイン端子に接続され、スイッチＭ３のゲート端子接続線Ｇ３及びソース端子接続線Ｓ３が引き出されている。スイッチＭ４のソース端子側はマイナス入力線Ｌｉｎに接続され、スイッチＭ４のゲート端子接続線Ｇ４及びソース端子接続線Ｓ４が引き出されている。Ｗ相レグＭＬｇｗは、スイッチＭ５及びスイッチＭ６からなり、スイッチＭ５のドレイン端子がプラス入力線Ｌｉｐに接続され、スイッチＭ５のソース端子側はスイッチＭ６のドレイン端子に接続され、スイッチＭ５のゲート端子接続線Ｇ５及びソース端子接続線Ｓ５が引き出されている。また、スイッチＭ６のソース端子側はマイナス入力線Ｌｉｎに接続され。スイッチＭ６のゲート端子接続線Ｇ６及びソース端子接続線Ｓ６が引き出されている。
Ｏ相中点レグＬｇｏの中点、すなわちスイッチＳＷ３のソース端子とスイッチＳＷ４のドレイン端子との中点からはＯ相中性線Ｌｉｏが引き出されている。Ｕ相レグＬｇｕの中点、すなわちスイッチＳＷ１のソース端子とスイッチＳＷ２のドレイン端子との中点からはＵ相電力線Ｌｉｕが引き出されている。Ｗ相レグＬｇｗの中点、すなわちＳＷ５のソース端子とスイッチＳＷ６のドレイン端子との中点からはＷ相電力線Ｌｉｗが引き出されている。
Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間にはＨＥＲＩＣ回路１２が接続され、Ｏ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間にはＨＥＲＩＣ回路１３が接続されている。
ＨＥＲＩＣ回路６２は、ｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチＵＳＨ及びスイッチＵＳＬを含む。ＨＥＲＩＣ回路１２のスイッチＵＳＬのソース端子はＵ相電力線Ｌｉｕに接続され、スイッチＵＳＬのドレイン端子はスイッチＵＳＨのドレイン端子に接続されており、スイッチＵＳＨのソース端子は中性線Ｌｉｏに接続されている。また、スイッチＵＳＨのゲート端子接続線ＧＵＳＨ、ソース端子接続線ＳＵＳＨが引き出され、スイッチＵＳＬのゲート端子接続線ＧＵＳＬ、ソース端子接続線ＳＵＳＬが引き出されている。
ＨＥＲＩＣ回路６３は、ｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチＷＳＨ及びスイッチＷＳＬを含む。ＨＥＲＩＣ回路６３のスイッチＷＳＨのソース端子はＷ相電力線Ｌｉｗに接続され、スイッチＷＳＨのドレイン端子はスイッチＷＳＬのドレイン端子に接続されており、スイッチＷＳＬのソース端子は中性線Ｌｉｏに接続されている。また、スイッチＷＳＨのゲート端子接続線ＧＷＳＨ、ソース端子接続線ＳＷＳＨが引き出され、スイッチＷＳＬのゲート端子接続線ＧＷＳＬ、ソース端子接続線ＳＷＳＬが引き出されている。
このように単相３線式用ＨＥＲＩＣモジュール６０を用いれば、インバータ装置の特性のばらつきを抑えることが可能となるともに、放熱性が向上し、組立も容易になる。また、単相２線式ＨＥＲＩＣモジュールを２つ使用する場合に比べ、小型化及び低コスト化が可能となる。
〔実施例７〕
以下、実施例７に係るインバータ装置７０について説明する。インバータ装置７０の構成は、実施例１に係るインバータ装置１０と同じであるので、回路構成についての詳細な説明は省略する。
インバータ装置７０では、系統連系時等にインバータ装置７０を単相２線式のインバータ装置として動作させる場合に、Ｏ相中点レグＬｇｏを停止させ、スイッチＳＷ３及びス
イッチＳＷ４をオフにする。このとき、Ｕ相レグＬｇｕ、Ｗ相レグＬｇｗ、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の動作は、通常の単相２線式のインバータ装置と同じＰＷＭパターンによって制御する。ここで、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３は同じ動作を行う。
ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の中点と出力端Ｏｏとの間のＯ相中性線Ｌｉｏ上にリレーを設け、系統連系時等にインバータ装置７０を単相２線式のインバータ装置として動作させる場合には、このリレーを開いて回路を遮断するようにしてもよい。
このようにすれば、インバータ装置７０を系統連系時等に単相２線式のインバータ装置として動作させる場合にも、効率の良い電力変換が可能となる。
〔実施例８〕
以下、実施例８に係るインバータ装置８０について説明する。インバータ装置８０の構成は、実施例２に係るインバータ装置２０と同じであるので、回路構成についての詳細な説明は省略する。
インバータ装置８０では、系統連系時等にインバータ装置８０を単相２線式のインバータ装置として動作させる場合に、中点制御補助回路２２を停止させ、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４をオフにする。このとき、Ｕ相レグＬｇｕ、Ｗ相レグＬｇｗ、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の動作は、通常の単相２線式のインバータ装置と同じＰＷＭパターンによって制御する。ここで、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３は同じ動作を行う。
ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３の中点と出力端Ｏｏとの間のＯ相中性線Ｌｉｏ上にリレーを設け、系統連系時等にインバータ装置７０を単相２線式のインバータ装置として動作させる場合には、このリレーを開いて回路を遮断するようにしてもよい。
このようにすれば、インバータ装置８０を系統連系時等に単相２線式のインバータ装置として動作せる場合にも、効率の良い電力変換が可能となる。
〔実施例９〕
以下、実施例９に係るインバータ装置９０について説明する。図１８にインバータ装置９０の回路構成を示す。実施例１と同様の構成については、同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。インバータ装置９０の回路構成は、インバータ装置９０のＵ相電力線ＬｉｕとＷ相電力線Ｌｉｗとの間を短絡可能なＨＥＲＩＣ回路１５を設けるともに、Ｕ相電力線Ｌｉｕの出力端ＯｕとＷ相電力線Ｌｉｗの出力端Ｏｗとの間に負荷ＲＬｕｗを接続している。ここでは、ＨＥＲＩＣ回路１５が、本発明の第３短絡回路に対応する。
以下では、インバータ装置９０の回路構成のうち、インバータ装置１０と異なる部分について説明する。
インバータ装置９０では、入力端Ｉｐ及び入力端Ｉｎに接続される直流電源が、中点が設置された２つの直流電源Ｓｄ１及びＳｄ２から構成されている。そして、上述のように、Ｕ相電力線ＬｉｕとＷ相電力線Ｌｉｗとの間にＨＥＲＩＣ回路１５が設けられている。ＨＥＲＩＣ回路１５は、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３とリアクトルＬｕ及びリアクトルＬｗとの間に設けられている。ＨＥＲＩＣ回路１５は、ｎチャネルエンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチＳＷｕｗｎ及びスイッチＳＷｕｗｐを含む。図１８では省略しているが、スイッチＳＷｕｗｎ及びスイッチＳＷｕｗｐのゲートを駆動するゲート駆動回路を有し、ゲート駆動回路はインバータ装置７０の動作を制御する制御部１６からの指示に基づいてスイッチＳＷｕｗｎ及びスイッチＳＷｕｗｐのオンオフ
を制御する。また、出力端Ｏｕと出力端Ｏｗとの間には、コンデンサＣｕｗと負荷ＲＬｕｗが並列に接続されている。
このように、インバータ装置９０では、ＨＥＲＩＣ回路１５を設けることにより、Ｕ相電力線ＬｉｕとＷ相電力線Ｌｉｗとを短絡させる際に、Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間を短絡させるＨＥＲＩＣ回路１２と、Ｏ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間を短絡させるＨＥＲＩＣ回路１３との２つのＨＥＲＩＣ回路によって短絡させる場合に比べ、１つのＨＥＲＩＣ回路１５によって短絡させることができるので効率が向上する。
〔実施例１０〕
以下、実施例１０に係るインバータ装置１００について説明する。インバータ装置１００の構成は、実施例９に係るインバータ装置９０と同じであるので、回路構成についての詳細な説明は省略する。
インバータ装置１００を単相２線式のインバータ装置として動作させる場合に、Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間に接続されたＨＥＲＩＣ回路１２と、Ｏ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間に接続されたＨＥＲＩＣ回路１３とを停止させ、Ｕ相電力線ＬｉｕとＷ相電力線Ｌｉｗとの間に接続されたＨＥＲＩＣ回路１５を稼働させる。これにより、Ｕ相電力線ＬｉｕとＷ相電力線Ｌｉｗとの短絡時に電流が流れる素子の数が少なくなるので、スイッチング損失が減少するとともに、スイッチングノイズも改善する。また、このときインバータ装置１００は、単相２線式のインバータ装置として動作するので、Ｕ相とＷ相との位相差は１８０度である。
〔実施例１１〕
以下、実施例１１に係るインバータ装置１１０について説明する。インバータ装置１１０の構成は、実施例９に係るインバータ装置９０と同じであるので、回路構成についての詳細な説明は省略する。
インバータ装置１１０を単相２線式のインバータ装置として動作させる場合に、Ｕ相電力線ＬｉｕとＯ相中性線Ｌｉｏとの間に接続されたＨＥＲＩＣ回路１２と、Ｏ相中性線ＬｉｏとＷ相電力線Ｌｉｗとの間に接続されたＨＥＲＩＣ回路１３と、Ｕ相電力線ＬｉｕとＷ相電力線Ｌｉｗとの間に接続されたＨＥＲＩＣ回路１５とを同時に稼働させる。これにより、Ｕ相電力線ＬｉｕとＷ相電力線Ｌｉｗとの短絡時に、ＨＥＲＩＣ回路１２及びＨＥＲＩＣ回路１３と、ＨＥＲＩＣ回路１５という並列された流路を電流が流れることになるので、導通損失が減少し効率が向上する。
＜付記１＞
入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータ装置（１０）であって、
第１相出力端子（Ｏｕ）、第２相出力端子（Ｏｗ）及び中性出力端子（Ｏｏ）と、
前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ部（１１）と、
前記インバータ部（１１）と前記第１相出力端子（Ｏｕ）を接続し、前記交流電力の前記第１相電力が供給される第１相電力線（Ｌｉｕ）と、
前記インバータ部（１１）と前記第２相出力端子（Ｏｗ）を接続し、前記交流電力の前記第２相電力が供給される第２相電力線（Ｌｉｗ）と、
前記インバータ部（１１）と前記中性出力端子（Ｏｏ）を接続する中性電力線（Ｌｉｏ）と、
前記第１相電力線（Ｌｉｕ）と前記中性電力線（Ｌｉｏ）との間に接続され、該第１相電力線（Ｌｉｕ）と該中性電力線（Ｌｉｏ）との間を短絡可能な第１短絡回路（１２）と
、
前記第２相電力線（Ｌｉｗ）と前記中性電力線（Ｌｉｏ）との間に接続され、該第２相電力線（Ｌｉｗ）と該中性電力線（Ｌｉｏ）との間を短絡可能な第２短絡回路（１３）と、
前記インバータ部（１１）と、前記第１短絡回路（１２）と、前記第２短絡回路（１３）とを制御する制御部（１４）と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置（１０）。
１０ ：インバータ装置
１１ ：インバータ
１２，１３ ：ＨＥＲＩＣ回路
Ｏｕ，Ｏｗ，Ｏｏ ：出力端子
Ｌｉｕ ：Ｕ相電力線
Ｌｉｗ ：Ｗ相電力線
Ｌｉｏ ：Ｏ相中性線

Claims (15)

  1. 入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータ装置であって、
    第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子と、
    前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ部と、
    前記インバータ部と前記第１相出力端子を接続し、前記交流電力の第１相電力が供給される第１相電力線と、
    前記インバータ部と前記第２相出力端子を接続し、前記交流電力の第２相電力が供給される第２相電力線と、
    前記インバータ部と前記中性出力端子を接続する中性電力線と、
    前記第１相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第１相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、
    前記第２相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第２相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路と、
    前記インバータ部と、前記第１短絡回路と、前記第２短絡回路とを制御する制御部と、を備えたことを特徴とするインバータ装置。
  2. 前記インバータ部は、
    直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
    前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
    を有し、
    前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
    前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
    前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
  3. インバータ部は、
    直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
    前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第１定電圧源と、前記マイナス側入力端子に接続される第２定電圧源とが直列に接続された中性点回路と、
    前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
    を有し、
    前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
    前記中性点回路は、前記第１定電圧源と前記第２定電圧源との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
    前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
  4. 前記第１短絡回路は、前記中性電力線側から前記第１相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第１短絡スイッチング素子と、前記第１相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第２短絡スイッチング素子と、を含み、
    前記第２短絡回路は、前記第２相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第３短絡スイッチング素子と、前記中性電力線側から前記第２相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第４短絡スイッチング素子と、を含み、
    出力すべき前記交流電力の周波数のいずれか一方の半周期における、前記制御部による前記第１スイッチング素子から前記第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
    前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
    前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオンし、
    前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
    前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第３短絡スイッチング素子をオンする第１モードと、
    前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
    前記第３スイッチング素子をオンし、前記第４スイッチング素子をオフし、
    前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
    前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第３短絡スイッチング素子をオンする第２モードと、
    前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオフし、
    前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオフし、
    前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオフし、
    前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第３短絡スイッチング素子をオンする第３モードと、
    を有し、前記第１モード、前記第２モード、前記第３モードの順で遷移を繰り返す制御を含むことを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
  5. 出力すべき前記交流電力の周波数の他方の半周期における、前記制御部による前記第１スイッチング素子から前記第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
    前記第１モード及び前記第２モードにおける、
    前記第１スイッチング素子と前記第５スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
    前記第２スイッチング素子と前記第６スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
    前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
    前記第２短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第４短絡スイッチング素子をオンする第１－２モード及び第２－２モードと、
    前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオフし、
    前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオフし、
    前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオフし、
    前記第２短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第４短絡スイッチング素子をオンする第３－２モードと、
    を有し、前記第１－２モード、前記第２－２モード、前記第３－２モードの順で遷移を繰り返す制御を含むことを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
  6. 前記第１短絡回路は、前記中性電力線側から前記第１相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第１短絡スイッチング素子と、前記第１相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第２短絡スイッチング素子と、を含み、
    前記第２短絡回路は、前記第２相電力線側から前記中性電力線側へ流れる電流をオン及
    びオフする第３短絡スイッチング素子と、前記中性電力線側から前記第２相電力線側へ流れる電流をオン及びオフする第４短絡スイッチング素子と、を含み、
    出力すべき前記交流電力の周波数のいずれか一方の半周期における、前記制御部による前記第１スイッチング素子から第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
    前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
    前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオンし、
    前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
    前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第３短絡スイッチング素子をオンする第４モードと、
    前記第１スイッチング素子をオンし、前記第２スイッチング素子をオフし、
    前記第３スイッチング素子をオンし、前記第４スイッチング素子をオフし、
    前記第５スイッチング素子をオフし、前記第６スイッチング素子をオンし、
    前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第３短絡スイッチング素子をオンする第５モードと、
    前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオンし、
    前記第３スイッチング素子をオンし、前記第４スイッチング素子をオフし、
    前記第５スイッチング素子をオンし、前記第６スイッチング素子をオフし、
    前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第３短絡スイッチング素子をオンする第６モードと、
    前記第１スイッチング素子をオフし、前記第２スイッチング素子をオンし、
    前記第３スイッチング素子をオフし、前記第４スイッチング素子をオンし、
    前記第５スイッチング素子をオンし、前記第６スイッチング素子をオフし、
    前記第１短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第３短絡スイッチング素子をオンする第７モードと、
    を有し、前記第４モード、前記第５モード、前記第６モード、前記第７モードの順で遷移を繰り返す制御を含むことを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
  7. 出力すべき前記交流電力の周波数の他方の半周期における、前記制御部による前記第１スイッチング素子から前記第６スイッチング素子のＰＷＭ制御は、
    前記第４モード、前記第５モード、前記第６モード及び前記第７モードにおける、
    前記第１スイッチング素子と前記第５スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
    前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
    前記第２スイッチング素子と前記第６スイッチング素子とのオンオフを入れ替え、
    前記第２短絡スイッチング素子をオンし、
    前記第４短絡スイッチング素子をオンする第４－２モード、第５－２モード、第６－２モード及び第７－２モードを有し、前記第４－２モード、第５－２モード、第６－２モード及び第７－２モードの順で遷移を繰り返す制御を含むことを特徴とする請求項６に記載のインバータ装置。
  8. 前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、
    前記第１短絡回路と、
    を含む第１単相２線式インバータモジュールと、
    前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子と、
    前記第２短絡回路と、
    を含む第２単相２線式インバータモジュールと、
    を含み、
    前記第１単相２線式インバータモジュール及び前記第２単相２線式インバータモジュールの少なくともいずれか一方は前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を含むことを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
  9. 前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された第３レグを有し、
    前記第３レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性接続点に接続される第２中性接続点を有し、
    前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、
    前記第１短絡回路と、
    を含む第３単相２線式インバータモジュールと、
    前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子と、
    前記第２短絡回路と、
    を含む第４単相２線式インバータモジュールと、
    を含み、
    前記第３単相２線式インバータモジュール及び前記第４単相２線式インバータモジュールのいずれか一方は前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子を含むことを特徴とする請求項３に記載のインバータ装置。
  10. 前記制御部は、
    前記中性レグの前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をオフにし、
    前記第１相レグの前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、前記第２相レグの前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子とをＰＷＭ制御するモードを有することを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
  11. 前記第１相電力線と前記第２相電力線との間に接続され、該第１相電力線と該第２相電力線との間を短絡可能な第３短絡回路を備え、
    前記制御部は、前記第３短絡回路を制御することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
  12. 前記インバータ部は、
    直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
    前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
    を有し、
    前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
    前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
    前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有し、
    前記制御部は、
    前記中性レグの前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をオフにし、
    前記第１相レグの前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、前記第２相レグの前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子とをＰＷＭ制御する場合に、
    前記第１短絡回路及び前記第２短絡回路を停止し、前記第３短絡回路を稼働させることを特徴とする請求項１１に記載のインバータ装置。
  13. 前記インバータ部は、
    直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
    前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
    を有し、
    前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
    前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
    前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有し、
    前記制御部は、
    前記中性レグの前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子をオフにし、
    前記第１相レグの前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子と、前記第２相レグの前記第５スイッチング素子及び前記第６スイッチング素子とをＰＷＭ制御する場合に、
    前記第１短絡回路、前記第２短絡回路及び前記第３短絡回路を稼働させることを特徴とする請求項１１に記載のインバータ装置。
  14. 入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータモジュールであって、
    第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子と、
    前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ部と、
    前記インバータ部と前記第１相出力端子を接続し、前記交流電力の第１相電力が供給される第１相電力線と、
    前記インバータ部と前記第２相出力端子を接続し、前記交流電力の第２相電力が供給される第２相電力線と、
    前記インバータ部と前記中性出力端子を接続する中性電力線と、
    前記第１相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第１相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、
    前記第２相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第２相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路と、
    を備え、
    前記インバータ部は、
    直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
    前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第３スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第４スイッチング素子とが直列に接続された中性レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
    を有し、
    前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
    前記中性レグは、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
    前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有することを特徴とするインバータモジュール。
  15. 入力された直流電力を単相３線式の交流電力に変換して出力するインバータモジュールであって、
    第１相出力端子、第２相出力端子及び中性出力端子と、
    前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ部と、
    前記インバータ部と前記第１相出力端子を接続し、前記交流電力の第１相電力が供給される第１相電力線と、
    前記インバータ部と前記第２相出力端子を接続し、前記交流電力の第２相電力が供給される第２相電力線と、
    前記インバータ部と前記中性出力端子を接続する中性電力線と、
    前記第１相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第１相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第１短絡回路と、
    前記第２相電力線と前記中性電力線との間に接続され、該第２相電力線と該中性電力線との間を短絡可能な第２短絡回路と、
    を備え、
    インバータ部は、
    直流電源のプラス端子に接続されるプラス側入力端子と、該直流電源のマイナス端子に接続されるマイナス側入力端子との間に並列に接続された、
    前記プラス側入力端子に接続される第１スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第２スイッチング素子とが直列に接続された第１相レグと、
    前記プラス側入力端子に接続される第１定電圧源と、前記マイナス側入力端子に接続される第２定電圧源とが直列に接続された中性点回路と、
    前記プラス側入力端子に接続される第５スイッチング素子と、前記マイナス側入力端子に接続される第６スイッチング素子とが直列に接続された第２相レグと、
    を有し、
    前記第１相レグは、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との中点に、前記第１相電力線が接続される第１相接続点を有し、
    前記中性点回路は、前記第１定電圧源と前記第２定電圧源との中点に、前記中性電力線が接続される中性接続点を有し、
    前記第２相レグは、前記第５スイッチング素子と前記第６スイッチング素子との中点に、前記第２相電力線が接続される第２相接続点を有することを特徴とするインバータモジュール。
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