JP2023128632A - 電力変換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スイッチング素子の直列回路を交流電流が流れる電力変換器において、デッドタイムを設定する時点における実際の電流値に対する、デッドタイムを設定するために取得した電流値の誤差の影響を考慮して、デッドタイムを設定することができる電力変換装置を提供する。【解決手段】各セットの直列回路について、直列回路を流れる電流値の情報を取得し、取得した電流値に対して、デッドタイムの時点において直列回路を流れる実際の電流値に対する取得した電流値の位相のずれによる電流誤差の補正を行って、補正後の電流値を算出し、補正後の電流値に基づいて、デッドタイムを設定する電力変換装置。【選択図】図２

Description

本願は、電力変換装置に関するものである。
環境に配慮した自動車としてハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）又は電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）のような、電気エネルギーを利用した自動車が普及している。これらの車両では、車輪を駆動するための交流電動機に交流電力を供給するために、直流電力と交流電力とを変換する電力変換装置が搭載されている。近年では、電力変換装置に対して、さらなる小型、高効率化（低損失化）が求められている。
電力変換装置は、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とが直列に接続された直列回路を複数セット備えている。スイッチング素子のオン及びオフには、オン遅れ及びオフ遅れがあり、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とが同時にオンしないように、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とがデッドタイムを挟んで交互にオンされる。
スイッチング素子として、Ｓｉ－ＭＯＳＦＥＴを使用する場合、デッドタイム中には電圧降下の大きい内蔵ＰＮダイオードに通電することとなるため、損失低減のためにデッドタイムの短縮が課題となる。ワイドバンドギャップ半導体を用いたスイッチング素子、例えばＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴの場合、基本的な動作はＳｉ－ＭＯＳＦＥＴと同様であるが、ＳｉＣのバンドギャップに起因する高い順方向電圧を有するため、デッドタイム中の導通損失が大きく、デッドタイムの短縮が課題となる。
また、半導体スイッチング素子の種類にかかわらず、電力変換装置に設けられるコンデンサを小型化するためには、スイッチング周波数を高くする必要があるが、スイッチング周波数を高くすると１周期に占めるデッドタイムの割合が増加するため、制御性が低下し、デッドタイムの短縮が課題となる。
そこで、デッドタイムを短縮するために、スイッチング素子を流れる電流に応じてデッドタイムを可変にする方法が提案されている。例えば、特許文献１の技術では、電力変換装置は、スイッチング素子５ａ～５ｄと、スイッチング素子５ａ～５ｄに流れる電流Ｉｄｓを検出する電流検出部と、デッドタイムが設定されたゲート駆動信号を印加してスイッチング素子５ａ～５ｄのオン／オフを制御する制御器１４とを備え、制御器１４は、電流Ｉｄｓの増加に応じてデッドタイムが減少するように、電流Ｉｄｓに応じてスイッチング周期に対するデッドタイムの割合を変化させる。
例えば、特許文献２の技術では、電力変換器制御装置１０は、インバータ１４と、デッドタイムを設定し、インバータ１４を制御するモータ制御部１８とを備える。モータ制御部１８は、インバータ１４のＩＧＢＴの駆動時両端間電圧が高くなるに従って大きくなり、かつ、ＩＧＢＴの駆動時通過電流が大きくなるに従って小さくなり、かつ、ＩＧＢＴの温度が高くなるに従って大きくなる単一ターンオフ遅延時間特性を表すマップを記憶するマップ記憶手段５２と、マップ記憶手段５２に記憶された単一ターンオフ遅延時間特性とＩＧＢＴの推定駆動時両端間電圧と推定駆動時通過電流と推定温度とに基づいて、デッドタイムを補正する補正手段５８とを備えている。
特許第６００８９３０号 特開２０１０－１４２０７４号公報
特許文献１の電力変換装置では、スイッチング素子５ａ～５ｄに流れる電流Ｉｄｓを検出し、その電流Ｉｄｓの増加に応じてデッドタイムが減少するように制御している。しかし、交流電力を変換する電力変換装置では、スイッチング素子の直列回路を交流電流が流れ、電流は時々刻々と変化している。電流検出値は、電流センサの応答遅れ及びフィルタ処理等により、実際の電流値に対して位相が遅れて変化する。また、スイッチング素子のオンオフ制御の処理は、キャリア周期又はＰＷＭ周期などの制御周期ごとに行われる。そのため、処理時点から、実際にデッドタイムが設定される時点までには、処理遅れ時間が生じる。そのため、取得した電流値に基づいて、デッドタイムを変化させた場合、実際にデッドタイムが設定される時点における実際の電流値は、取得した電流値から変化しており、デッドタイムの設定に誤差が生じる。誤差によりデッドタイムが短く設定された場合、高電位側のスイッチング素子及び低電位側のスイッチング素子が同時にオンするアーム短絡が生じる。
特許文献２の電力変換装置では、インバータ１４のＩＧＢＴの駆動時両端間電圧が高くなるに従って大きくなり、かつ、ＩＧＢＴの駆動時通過電流が大きくなるに従って小さくなり、かつ、ＩＧＢＴの温度が高くなるに従って大きくなる単一ターンオフ遅延時間特性を表すマップを記憶してデッドタイムを制御している。実際の計測値を用いて補正をすることも記載されているが、上記と同様に、インバータの電流は交流電流であり、マップの記憶値とその補正だけでは、デッドタイムの設定誤差が生じる。
そこで、本願は、スイッチング素子の直列回路を交流電流が流れる電力変換装置において、デッドタイムを設定する時点における実際の電流値に対する、デッドタイムを設定するために取得した電流値の位相のずれによる誤差の影響を考慮して、デッドタイムを設定することができる電力変換装置を提供することを目的する。
本願に係る電力変換装置は、
直流電力と交流電力とを変換し、前記直流電力が流れる高電位側の直流電線に接続された高電位側のスイッチング素子と前記直流電力が流れる低電位側の直流電線に接続された低電位側のスイッチング素子とが直列に接続され、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子との接続点が、前記交流電力が流れる交流電線に接続された直列回路を複数セット備えた電力変換器と、
各セットの前記直列回路について、デッドタイムを挟んで、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子とを交互にオンするスイッチング制御部と、
前記デッドタイムを設定するデッドタイム設定部と、を備え、
前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路について、前記直列回路を流れる電流値の情報を取得し、取得した電流値に対して、前記デッドタイムを設定する時点において前記直列回路を流れる実際の電流値に対する前記取得した電流値の位相のずれによる電流誤差の補正を行って、補正後の電流値を算出し、前記補正後の電流値に基づいて、前記デッドタイムを設定するものである。
本願に係る電力変換装置によれば、デッドタイムを設定する時点における実際の電流値に対する取得した電流値の位相のずれによる電流誤差が補正された、補正後の電流値に基づいて、デッドタイムが設定されるので、電流値の位相のずれによる誤差によりデッドタイムの設定精度が低下することを抑制でき、アーム短絡の発生を抑制しつつ、補正後の電流値に応じてデッドタイムをできるだけ小さく設定し、通電損失を低減できる。
実施の形態１に係る電力変換装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係るオン遅れ時間、オフ遅れ時間、及びデッドタイムを説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係るオン遅れ時間、オフ遅れ時間、及び最小のデッドタイムの電流依存性を説明する図である。 実施の形態１に係る電流値の補正処理を説明するフローチャートである。 比較例に係る理想状態での電流値に応じたデッドタイムの設定を説明するタイムチャートである。 実施の形態１に係る電流値の補正処理、及び補正後の電流値に応じたデッドタイムの設定を説明するタイムチャートである。 実施の形態１に係る電流検出遅れ時間による電流誤差の最大値を説明するタイムチャートである。 実施の形態１に係る電流の振幅に基づく電流誤差の補正値の設定を説明する図である。 実施の形態１に係る交流周期に基づく電流誤差の補正値の設定を説明する図である。 実施の形態２に係る電流の位相に応じて変化する電流検出遅れ時間による電流誤差を説明するタイムチャートである。 実施の形態３に係る制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態３に係るオン遅れ時間及びオフ遅れ時間の電流依存性及び温度依存性を説明する図である。 実施の形態４に係る制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態４に係る電流値の補正処理を説明するフローチャートである。
１．実施の形態１
実施の形態１に係る電力変換装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る電力変換器２０及び制御装置３０の概略構成図である。本実施の形態では、電力変換器２０が変換する交流電力は、交流電動機２の電機子巻線に供給される。
１－１．交流電動機２
交流電動機２は、ステータと、ステータの径方向内側に配置されたロータと、を備えている。ステータには、複数相の電機子巻線が設けられている。本実施の形態では、ステータには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の電機子巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗが設けられている。３相の電機子巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗは、スター結線とされている。なお、３相の電機子巻線は、デルタ結線とされてもよい。交流電動機２は、永久磁石式の交流同期電動機とされており、ロータに永久磁石が設けられている。なお、ロータに電磁石が設けられた界磁巻線型の交流同期電動機であってもよく、ロータに鉄心が設けられた誘導交流電動機であってもよい。
ロータには、ロータの回転角度を検出するための回転センサ６が設けられている。回転センサ６の出力信号は、制御装置３０に入力される。回転センサ６には、ホール素子、レゾルバ、又はエンコーダ等の各種のセンサが用いられる。回転センサ６が設けられず、後述する電流指令値に高調波成分を重畳することによって得られる電流情報等に基づいて、回転角度（磁極位置）を推定するように構成されてもよい（いわゆる、センサレス方式）。
１－２．電力変換器２０
電力変換器２０は、直流電力と交流電力とを変換する電力変換器である。電力変換器２０は、直流電力が流れる高電位側の直流電線１４に接続された高電位側のスイッチング素子ＳＰと直流電力が流れる低電位側の直流電線１５に接続された低電位側のスイッチング素子ＳＮとが直列に接続された直列回路ＳＣを複数セット備えている。各セットの直列回路ＳＣでは、高電位側のスイッチング素子ＳＰと低電位側のスイッチング素子ＳＮとの接続点が、交流電力が流れる交流電線１６に接続されている。
本実施の形態では、高電位側の直流電線１４は、直流電源１０の高電位側に接続され、低電位側の直流電線１５は、直流電源１０の低電位側に接続されている。また、３相の電機子巻線に対応して、３セットの直列回路ＳＣｕ、ＳＣｖ、ＳＣｗ（以下、Ｕ相の直列回路ＳＣｕ、Ｖ相の直列回路ＳＣｖ、Ｗ相の直列回路ＳＣｗと称す）が設けられている。
具体的には、Ｕ相の直列回路ＳＣｕでは、Ｕ相の高電位側のスイッチング素子ＳＰｕとＵ相の低電位側のスイッチング素子ＳＮｕとが直列に接続され、２つのスイッチング素子の接続点が、Ｕ相の交流電線１６ｕを介してＵ相の電機子巻線Ｃｕに接続されている。Ｖ相の直列回路ＳＣｖでは、Ｖ相の高電位側のスイッチング素子ＳＰｖとＶ相の低電位側のスイッチング素子ＳＮｖとが直列に接続され、２つのスイッチング素子の接続点がＶ相の交流電線１６ｖを介してＶ相の電機子巻線Ｃｖに接続されている。Ｗ相の直列回路ＳＣｗでは、Ｗの高電位側のスイッチング素子ＳＰｗとＷ相の低電位側のスイッチング素子ＳＮｗとが直列に接続され、２つのスイッチング素子の接続点がＷ相の交流電線１６ｗを介してＷ相の電機子巻線Ｃｗに接続されている。
スイッチング素子には、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、逆並列接続されたダイオードの機能を有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ダイオードが逆並列接続されたバイポーラトランジスタ等が用いられる。各スイッチング素子のゲート端子は、ゲート駆動回路等を介して、制御装置３０に接続されている。各スイッチング素子は、制御装置３０から出力される制御信号によりオン又はオフされる。
本実施の形態では、スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて形成されている。例えば、ワイドバンドギャップ半導体は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド、炭化珪素）系材料、ＧａＮ（窒化ガリウム）系材料、ダイヤモンド系材料などである。なお、スイッチング素子は、従来のＳｉ（シリコン）半導体を用いて形成されてもよい。
平滑コンデンサ１２が、高電位側の直流電線１４と低電位側の直流電線１５との間に接続される。直流電源１０から電力変換器２０に供給される直流電圧Ｖｄｃを検出する電源電圧センサ１３が備えられている。電源電圧センサ１３は、高電位側の直流電線１４と低電位側の直流電線１５との間に接続されている。電源電圧センサ１３の出力信号は、制御装置３０に入力される。
各セットの直列回路ＳＣ（本例では、各相の直列回路ＳＣ）を流れる電流を検出する電流センサ１７が備えられている。本実施の形態では、各相の電流センサ１７ｕ、１７ｖ、１７ｗは、各相の直列回路ＳＣと各相の電機子巻線とをつなぐ各相の交流電線１６ｕ、１６ｖ、１６ｗ上に設けられている。電流センサ１７は、ホール素子又はシャント抵抗等の電流センサとされる。各相の電流センサ１７の出力信号は、制御装置３０に入力される。なお、各相の電流センサ１７は、各相の直列回路ＳＣに備えられてもよい。
直流電源１０には、充放電可能な蓄電装置（例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ）が用いられる。なお、直流電源１０には、直流電圧を昇圧したり降圧したりする直流電力変換器であるＤＣ－ＤＣコンバータが設けられてもよい。
１－３．制御装置
制御装置３０は、電力変換器２０を制御する。本実施の形態では、制御装置３０は、電力変換器２０を制御することにより、交流電動機２を制御する。図２に示すように、制御装置３０は、電流検出部３１、電圧検出部３２、回転検出部３３、電圧指令値算出部３４、スイッチング制御部３５、及びデッドタイム設定部３６等を備えている。制御装置３０の各機能は、制御装置３０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置３０は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。ここでは、マイクロプロセッサ（以下、マイコン）を用いることを想定している。
演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、電源電圧センサ１３、電流センサ１７、及び回転センサ６等の各種のセンサが接続され、これらセンサの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、スイッチング素子をオンオフ駆動するゲート駆動回路等の電気負荷が接続され、これらの電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。
そして、制御装置３０が備える図２の各制御部３１～３６等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御装置３０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部３１～３６等が用いる各設定データは、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御装置３０の各機能について詳細に説明する。
１－３－１．電流検出部３１
電流検出部３１は、３相の電機子巻線に流れる電流Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓを検出する。本実施の形態では、電流検出部３１は、電流センサ１７の出力信号に基づいて、各相の直列回路ＳＣから各相の電機子巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗに流れる電流Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓを検出する。ここで、Ｉｕｓが、Ｕ相の電流検出値であり、Ｉｖｓが、Ｖ相の電流検出値であり、Ｉｗｓが、Ｗ相の電流検出値である。なお、電流センサ１７が２相の電流を検出するように構成され、残りの１相の電流が、２相の電流の検出値に基づいて算出されてもよい。例えば、電流センサ１７が、Ｖ相及びＷ相の電流Ｉｖｓ、Ｉｗｓを検出し、Ｕ相の電流Ｉｕｓが、Ｉｕｓ＝－Ｉｖｓ－Ｉｗｓにより算出されてもよい。
１－３－２．電圧検出部３２
電圧検出部３２は、直流電源１０から電力変換器２０に供給される直流電圧Ｖｄｃを検出する。本実施の形態では、電圧検出部３２は、電源電圧センサ１３の出力信号に基づいて、直流電圧Ｖｄｃを検出する。
１－３－３．回転検出部３３
回転検出部３３は、電気角でのロータの回転角度θ（ロータの磁極位置θ）及び回転角速度ωを検出する。本実施の形態では、回転検出部３３は、回転センサ６の出力信号に基づいて、電気角での回転角度θ（磁極位置θ）及び回転角速度ωを検出する。回転角度θは、Ｕ相の電機子巻線を基準にした、電気角でのＮ極（磁極）の角度（位置）である。
なお、回転検出部３３は、電流指令値に高調波成分を重畳することによって得られる電流情報等に基づいて、回転センサを用いずに、回転角度θ（磁極位置θ）を推定するように構成されてもよい（いわゆる、センサレス方式）。
１－３－４．電圧指令値算出部３４
電圧指令値算出部３４は、３相の電機子巻線に印加する３相の交流電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏを算出する。
例えば、３相の交流電圧指令値の算出には、ｄ軸及びｑ軸の回転座標系上で電流を制御するベクトル制御が用いられる。ｄ軸及びｑ軸の回転座標系は、Ｎ極（磁極位置θ）の方向に定めたｄ軸、及びｄ軸より電気角で９０度進んだ方向に定めたｑ軸からなる２軸の回転座標である。
電圧指令値算出部３４は、３相の電流検出値Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓを、磁極位置θに基づいて、公知の３相２相変換及び回転座標変換を行って、ｄ軸の電流検出値Ｉｄｓ及びｑ軸の電流検出値Ｉｑｓに変換する。また、電圧指令値算出部３４は、例えばトルク指令Ｔｏ等の指令値に基づいて、公知の各種の方法を用いて、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏ及びｑ軸の電流指令値Ｉｑｏを算出する。そして、電圧指令値算出部３４は、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏ、及びｄ軸及びｑ軸の電流検出値Ｉｄｓ、Ｉｑｓに基づいて、公知の電流フィードバック制御を行い、ｄ軸の電圧指令値Ｖｄｏ及びｑ軸の電圧指令値Ｖｑｏを算出する。なお、電圧指令値算出部３４は、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに基づいて、公知のフィードフォワード制御によりｄ軸の電圧指令値Ｖｄｏ及びｑ軸の電圧指令値Ｖｑｏを算出してもよい。
そして、電圧指令値算出部３４は、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを、磁極位置θに基づいて、公知の固定座標変換及び２相３相変換を行って３相の交流電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏを算出する。なお、３相の交流電圧指令値に対して２相変調、３次高調波重畳等の公知の変調が加えられてもよい。
なお、Ｖ／ｆ制御等の公知の他の制御方法を用いて、３相の交流電圧指令値が算出されてもよい。
１－３－４．スイッチング制御部３５
スイッチング制御部３５は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、デッドタイムＴｄを挟んで、高電位側のスイッチング素子ＳＰと低電位側のスイッチング素子ＳＮとを交互にオンする。
本実施の形態では、スイッチング制御部３５は、各相の交流電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏに基づいて、ＰＷＭ制御により、各相の直列回路ＳＣの高電位側のスイッチング素子ＳＰ及び低電位側のスイッチング素子ＳＮをオンオフする。スイッチング制御部３５は、ＰＷＭ制御として、公知のキャリア比較ＰＷＭ制御、又は空間ベクトルＰＷＭ制御等を用いる。
キャリア比較ＰＷＭ制御が用いられる場合は、スイッチング制御部３５は、キャリア波と各相の交流電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏとを比較し、比較結果に基づいて、各相の高電位側及び低電位側のスイッチング素子をオンオフする制御信号を生成する。キャリア波は、ＰＷＭ周期で、直流電圧の中心値Ｖｄｃ／２を中心に直流電圧の半分値Ｖｄｃ／２の振幅で振動する三角波とされている。三角波以外に鋸波等の任意の波形が用いられてもよい。
例えば、後述するデッドタイムＴｄを無視すると、スイッチング制御部３５は、各相について、キャリア波が電圧指令値を下回った場合は、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号をオンし、低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号をオフし、キャリア波が電圧指令値を上回った場合は、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号をオフし、低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号をオンする。
空間ベクトルＰＷＭ制御が用いられる場合は、スイッチング制御部３５は、３相の交流電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏから電圧指令ベクトルを生成し、電圧指令ベクトルに基づいて、ＰＷＭ周期における７つの基本電圧ベクトルの出力時間配分を決定し、７つの基本電圧ベクトルの出力時間配分に基づいて、ＰＷＭ周期で各スイッチング素子をオンオフする制御信号を生成する。
＜デッドタイムＴｄ＞
スイッチング制御部３５は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、交流電圧指令値に基づいて、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号をオンする場合に、低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号をオフし、交流電圧指令値に基づいて、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号をオフする場合に、低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号をオンする。
しかし、図４のタイムチャートに示すように、制御装置３０の制御信号Ｓｃに対してスイッチング素子が実際にオン又はオフするまでには遅れ時間がある。具体的には、高電位側のスイッチング信号の制御信号ＳｃＰがオンされた後、高電位側のスイッチング素子のゲート端子に印加されるゲート電圧ＶｇＰがオン電圧Ｖｔｈまで増加して、高電位側のスイッチング素子ＳＰが実際にオンになるまでにはオン遅れ時間Ｔｏｎがある。また、高電位側のスイッチング信号の制御信号ＳｃＰがオフされた後、高電位側のゲート電圧ＶｇＰがオン電圧Ｖｔｈまで低下して、高電位側のスイッチング素子ＳＰが実際にオフになるまでにはオフ遅れ時間Ｔｏｆｆがある。同様に、低電位側のスイッチング信号の制御信号ＳｃＮがオンされた後、低電位側のスイッチング素子のゲート端子に印加されるゲート電圧ＶｇＮがオン電圧Ｖｔｈまで増加して、低電位側のスイッチング素子ＳＮが実際にオンになるまでにはオン遅れ時間Ｔｏｎがある。また、低電位側のスイッチング信号の制御信号ＳｃＮがオフされた後、低電位側のゲート電圧ＶｇＮがオン電圧Ｖｔｈまで低下して、低電位側のスイッチング素子ＳＮが実際にオフになるまでにはオフ遅れ時間Ｔｏｆｆがある。
このオン遅れ時間Ｔｏｎ及びオフ遅れ時間Ｔｏｆｆにより、高電位側のスイッチング素子ＳＰと低電位側のスイッチング素子ＳＮとが同時にオンしないように、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号ＳｃＰのオン期間と低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号ＳｃＮのオン期間との間には、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号ＳｃＰ及び低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号ＳｃＮの双方をオフするデッドタイムＴｄが設けられている。すなわち、スイッチング制御部３５は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、デッドタイムＴｄを挟んで、高電位側のスイッチング素子ＳＰと低電位側のスイッチング素子ＳＮとを交互にオンする。デッドタイムＴｄは、後述するデッドタイム設定部３６により設定される。各相（各セット）のデッドタイムＴｄｕ、Ｔｄｖ、Ｔｄｗが設定され、スイッチング制御部３５は、各相のデッドタイムＴｄｕ、Ｔｄｖ、Ｔｄｗを用いて、各相の直列回路ＳＣのスイッチング素子をオンオフする。
このデッドタイムＴｄの実現には各種の方法が用いられる。例えば、スイッチング制御部３５は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、交流電圧指令値に基づいて高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号ＳｃＰをオフした後、デッドタイムＴｄが経過したときに、低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号ＳｃＮをオンし、交流電圧指令値に基づいて、低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号ＳｃＮをオフした後、デッドタイムＴｄが経過したときに、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号ＳｃＰをオンする。或いは、スイッチング制御部３５は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、高電位側のスイッチング素子ＳＰの制御信号ＳｃＰの生成に用いる交流電圧指令値を、元の交流電圧指令値からデッドタイムＴｄ／２分だけ低下させ、低電位側のスイッチング素子ＳＮの制御信号ＳｃＮの生成に用いる交流電圧指令値を、元の交流電圧指令値からデッドタイムＴｄ／２分だけ増加させるような方法でもよい。
１－３－５．デッドタイム設定部３６
＜デッドタイムＴｄの電流依存性＞
デッドタイムＴｄを設けることにより、通電損失、ＰＷＭ制御の制御誤差、オン期間の減少が生じるため、デッドタイムＴｄは必要最小限の時間に設定されることが望ましい。次式に示すように、最小のデッドタイムＴｄｍｉｎは、理論上、オフ遅れ時間Ｔｏｆｆからオン遅れ時間Ｔｏｎを減算した値になる。
Ｔｄｍｉｎ＝Ｔｏｆｆ－Ｔｏｎ ・・・（１）
オフ遅れ時間Ｔｏｆｆ及びオン遅れ時間Ｔｏｎは、スイッチング素子及び周辺回路の特性、バラツキ、及び遅延などを考慮して設定される。一般的に、デッドタイムＴｄを短絡が生じない安全サイドに設定するため、オフ遅れ時間Ｔｏｆｆには、設計した回路で取り得る最大値が設定され、オン遅れ時間Ｔｏｎには、設計した回路で取り得る最小値が設定される。しかしながら、この設定方法では、スイッチング素子の特性によるデッドタイムＴｄの電流依存性が考慮されず、一律の値となるため、電力変換器２０の導通損失が大きくなる。その改善のために、スイッチング素子の特性の電流依存性を考慮して、デッドタイムを短縮する方法がある。以下に、本実施の形態におけるデッドタイム設定部における電流依存性を考慮したデッドタイムの設定方法を説明する。
図５に示すように、スイッチング素子に流れる電流値｜Ｉｓｗ｜に応じて、オン遅れ時間Ｔｏｎ及びオフ遅れ時間Ｔｏｆｆが変化する。電流値｜Ｉｓｗ｜が増加するに従って、オフ遅れ時間Ｔｏｆｆは減少する。電流値｜Ｉｓｗ｜が増加するに従って、オン遅れ時間Ｔｏｎは増加する。従って、電流値｜Ｉｓｗ｜が増加するに従って、最小のデッドタイムＴｄｍｉｎが減少する。なお、実際には、オフ遅れ時間Ｔｏｆｆ及びオン遅れ時間Ｔｏｎは、スイッチング素子にかかる電圧、及びスイッチング素子の温度に応じても多少変化するが、ここでは、電圧および温度は、最小のデッドタイムＴｄｍｉｎが最も大きくなる値であるものとし、電流依存性のみ考慮する。
オン遅れ時間Ｔｏｎ及びオフ遅れ時間Ｔｏｆｆは、次式に示すような、電流値｜Ｉｓｗ｜（絶対値）に応じた関数で示すことができ、最小のデッドタイムＴｄｍｉｎを電流値｜Ｉｓｗ｜に基づいて算出し、最小のデッドタイムＴｄｍｉｎに、ここで、Ｋ１、Ｍ１、Ｎ１、Ｋ２、Ｍ２、Ｎ２は、実験データ等に基づいて予め設定される係数である。
Ｔｏｆｆ（Ｉｓｗ）＝Ｋ１×｜Ｉｓｗ｜Ｍ１＋Ｎ１
Ｔｏｎ（Ｉｓｗ）＝Ｋ２×｜Ｉｓｗ｜Ｍ２＋Ｎ２
Ｔｄｍｉｎ（Ｉｓｗ）＝Ｔｏｆｆ（Ｉｓｗ）－Ｔｏｎ（Ｉｓｗ）
Ｔｄ（Ｉｓｗ）＝Ｔｄｍｉｎ（Ｉｓｗ） ・・・（２）
＜電流誤差を考慮したデッドタイムＴｄの設定＞
しかし、スイッチング素子（直列回路ＳＣ）を流れる電流値｜Ｉｓｗ｜は交流電流であるため、検出遅れ及び処理遅れ等により、デッドタイムＴｄの設定に用いた電流値｜Ｉｓｗ｜が、スイッチング素子のオン及びオフが行われるデッドタイムＴｄを設定する時点における実際の電流値｜Ｉｓｗｒ｜からずれる。また、電流センサにより検出した電流検出値にセンサ誤差がある場合は、デッドタイムＴｄの設定に用いた電流値｜Ｉｓｗ｜が、実際の電流値｜Ｉｓｗｒ｜からずれる。そのため、デッドタイムＴｄの設定精度が低下し、短絡が生じる問題があった。
そこで、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、直列回路ＳＣを流れる電流値Ｉｓｗｏｂ（段落００６４に記載）の情報を取得し、取得した電流値Ｉｓｗｏｂに対して、デッドタイムＴｄを設定する時点において直列回路ＳＣを流れる実際の電流値Ｉｓｗｒに対する取得した電流値Ｉｓｗｏｂの電流誤差の補正（段落０５５に記載）を行って、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒを算出し、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに基づいて、デッドタイムＴｄを設定する。なお、各相の補正後の電流値Ｉｓｗｃｒｕ、Ｉｓｗｃｒｖ、Ｉｓｗｃｒｗが算出され、各相の補正後の電流値Ｉｓｗｃｒｕ、Ｉｓｗｃｒｖ、Ｉｓｗｃｒｗに基づいて各相（各セット）のデッドタイムＴｄｕ、Ｔｄｖ、Ｔｄｗが算出され、各相のデッドタイムＴｄｕ、Ｔｄｖ、Ｔｄｗに基づいて各相の直列回路ＳＣｕ、ＳＣｖ、ＳＣｗのスイッチング制御が行われる。
この構成によれば、デッドタイムＴｄを設定する時点における実際の電流値Ｉｓｗｒに対する取得した電流値Ｉｓｗｏｂの電流誤差が補正された、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに基づいて、デッドタイムＴｄが設定されるので、電流値の誤差によりデッドタイムＴｄの設定精度が低下することを抑制でき、電流誤差による短絡の発生を抑制しつつ、補正後の電流値に応じてデッドタイムＴｄをできるだけ小さく設定できる。
＜電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜による補正＞
本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、取得した電流値Ｉｓｗｏｂが０よりも大きい場合は、取得した電流値Ｉｓｗｏｂから正値の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を減算すると共に０で下限制限して、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒを算出し、取得した電流値Ｉｓｗｏｂが０よりも小さい場合は、取得した電流値Ｉｓｗｏｂに電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を加算すると共に０で上限制限して、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒを算出する。
この構成によれば、取得した電流値Ｉｓｗｏｂを電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜だけ０に近づけて、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒが算出され、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに基づいてデッドタイムＴｄが算出される。補正後の電流値Ｉｓｗｃｒの絶対値が小さくなれば、デッドタイムＴｄが大きくなり、短絡を防止できる安全サイドになる。よって、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜により電流値を、短絡を抑制できる安全サイドに補正して、電流誤差による短絡の発生を抑制しつつ、補正後の電流値に応じてデッドタイムＴｄをできるだけ小さく設定できる。
この処理は、図６のフローチャートにより構成できる。図６の処理は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて行われ、各相の補正後の電流値Ｉｓｗｃｒが算出される。ステップＳ０１で、デッドタイム設定部３６は、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜が、取得した電流値の絶対値｜Ｉｓｗｏｂ｜以上であるか否かを判定し、以上である場合は、ステップＳ０５に進み、以上でない場合は、ステップＳ０２に進む。ステップＳ０５で、デッドタイム設定部３６は、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒを０に設定する。
ステップＳ０２で、デッドタイム設定部３６は、取得した電流値Ｉｓｗｏｂが０より大きいか否かを判定し、０より大きい場合はステップＳ０３に進み、０より大きくない場合は、ステップＳ０４に進む。ステップＳ０３で、デッドタイム設定部３６は、取得した電流値Ｉｓｗｏｂから電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を減算した値を、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒとして算出する。
一方、ステップＳ０４で、デッドタイム設定部３６は、取得した電流値Ｉｓｗｏｂに電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を加算した値を、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒとして算出する。
本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、補正後の電流値ＩｓｗｃｒとデッドタイムＴｄとの関係が予め設定された関数を用い、算出した補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに対応するデッドタイムＴｄを算出する。
例えば、デッドタイム設定部３６は、式（２）に対応する次式を用い、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに基づいて、デッドタイムＴｄを算出する。ここで、Ｋ１、Ｍ１、Ｎ１、Ｋ２、Ｍ２、Ｎ２は、実験データ等に基づいて予め設定される係数である。
Ｔｏｆｆ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｋ１×｜Ｉｓｗｃｒ｜Ｍ１＋Ｎ１
Ｔｏｎ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｋ２×｜Ｉｓｗｃｒ｜Ｍ２＋Ｎ２
Ｔｄｍｉｎ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｔｏｆｆ（Ｉｓｗｃｒ）－Ｔｏｎ（Ｉｓｗｃｒ）
Ｔｄ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｔｄｍｉｎ（Ｉｓｗｃｒ） ・・・（３）
或いは、デッドタイム設定部３６は、補正後の電流値ＩｓｗｃｒとデッドタイムＴｄとの関係が予め設定されたマップデータを参照し、算出した補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに対応するデッドタイムＴｄを算出してもよい。マップデータは、式（３）のような式、又は実験データに基づいて予め設定される。或いは、式（３）とは異なる数式が用いられてもよい。
比較例に係る図７のタイムチャートに、取得した電流値ＩｓｗｏｂとデッドタイムＴｄの時点の実際の電流値Ｉｓｗｒとが一致している理想的な状態で、取得した電流値Ｉｓｗｏｂに基づいてデッドタイムＴｄを設定した場合を示す。この図に示すように、電流値の絶対値が０に近づくに従って、デッドタイムＴｄが増加され、短絡を抑制しつつ、デッドタイムＴｄによる弊害（通電損失、ＰＷＭ制御の制御誤差、及びオン期間の減少等）が軽減される。しかし、実際には、検出遅れ、処理遅れ、センサ誤差等により、取得した電流値Ｉｓｗｏｂには誤差がある。このため、デッドタイムＴｄは小さく設定できるものの、電流誤差による短絡の発生の可能性がある。
本実施の形態では、図８のタイムチャートに示すように、取得した電流値Ｉｓｗｏｂを電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜だけ０に近づけて、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒが算出されており、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに基づいてデッドタイムＴｄが算出されている。その結果、補正による電流の絶対値の低下分だけ、デッドタイムＴｄが増加され、電流誤差に対して短絡を抑制できる安全サイドに変化されると共に、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに応じてデッドタイムＴｄが変化されている。よって、電流誤差による短絡の発生を抑制しつつ、補正後の電流値に応じてデッドタイムＴｄをできるだけ小さく設定できる。
＜電流値Ｉｓｗｏｂの取得＞
上述したように、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて、直列回路ＳＣを流れる電流値Ｉｓｗｏｂの情報を取得する。本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣを流れる電流値Ｉｓｗｏｂｕ、Ｉｓｗｏｂｖ、Ｉｓｗｏｂｗの情報として、各相（各セット）の直列回路ＳＣの電流指令値Ｉｕｏ、Ｉｖｏ、Ｉｗｏを取得する。電圧指令値算出部３４は、次式に示すように、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏ及びｑ軸の電流指令値Ｉｑｏに対して、磁極位置θに基づいて、公知の固定座標変換及び２相３相変換を行って３相の電流指令値Ｉｕｏ、Ｉｖｏ、Ｉｗｏを算出する。
Figure 2023128632000002
或いは、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣを流れる電流値Ｉｓｗｏｂｕ、Ｉｓｗｏｂｖ、Ｉｓｗｏｂｗの情報として、各相（各セット）の直列回路ＳＣの電流検出値Ｉｕｓ、Ｉｖｓ、Ｉｗｓを取得してもよい。
＜電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜の算出＞
電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜は、デッドタイムＴｄの時点において直列回路ＳＣを流れる実際の電流値Ｉｓｗｒに対する取得した電流値Ｉｓｗｏｂの誤差の絶対値であり、本実施の形態では、生じうる電流値の誤差の最大値に設定される。本実施の形態では、以下で説明するように、運転状態に応じて、生じうる電流値の誤差の最大値が変化するので、デッドタイム設定部３６は、運転状態に応じて、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させるように構成されている。
上述したように、本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、デッドタイムＴｄの設定に用いられる各相の取得した電流値Ｉｓｗｏｂの情報として、各相の電流指令値Ｉｕｏ、Ｉｖｏ、Ｉｗｏを用いる。一方、電圧指令値算出部３４は、ｄ軸及びｑ軸の回転座標系上で、電流センサによる電流検出値が電流指令値に一致するように電圧指令値を変化させる電流フィードバック制御を行う。よって、電流フィードバック制御により、各相の電流指令値は、各相の電流検出値に一致するので、電流指令値を用いても、電流検出値に生じた誤差により、デッドタイムＴｄの設定に誤差が生じる。
＜電流検出遅れによる電流誤差＞
図９のタイムチャートに、Ｕ相の直列回路ＳＣｕ（電機子巻線Ｃｕ）を流れるＵ相の実際の電流値Ｉｕｒと、Ｕ相の電流センサ１７ｕにより検出されたＵ相の電流検出値Ｉｕｓとを示す。他の相の電流も同様の波形になる。Ｕ相の電流検出値Ｉｕｓは、Ｕ相の実際の電流値Ｉｕｒに対して、電流センサの応答遅れ及びフィルタ処理等により生じた電流検出遅れ時間Ｔｓｎｄｌｙだけ遅れている。各相の電流は、正弦波状に変化するため、各相の電流が０付近になるとき、単位時間当たりの電流の変化量が最大になる。そのため、各相の電流が０付近になるときに、電流誤差が最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘになる。この電流検出遅れ時間Ｔｓｎｄｌｙによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘは、次式のようになる。ここで、Ｉａｍｐは、各相の電流の振幅である。Ｔａｃは、各相の電流の交流周期であり、本実施の形態では交流電動機２の電気角での回転周期になる。電流検出遅れ時間Ｔｓｎｄｌｙは、各遅れ要因を考慮して机上設計により予め設定される。電流検出遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘは、電流の振幅Ｉａｍｐ及び交流周期Ｔａｃに応じて変化する。
Ｉｅｒｄｌｙｍｘ＝Ｉａｍｐ×ｓｉｎ（Ｔｓｎｄｌｙ／Ｔａｃ×２π） ・・・（５）
＜電流センサのオフセット誤差による電流誤差＞
電流センサによる電流検出値には、電流センサの応答遅れによる電流誤差Ｉｅｒｄｌｙの他に、オフセット誤差Ｉｅｒｏｆｆが含まれる。オフセット誤差Ｉｅｒｏｆｆは、電流に依存して変化しない一定の誤差であり、電流センサ及びＡ／Ｄ変換器などの電流測定系に生じる誤差である。オフセット誤差の最大値Ｉｅｒｏｆｆｍｘは、電流測定系の製造誤差及び経年変化等による最大オフセットを予め把握しておき、机上設計により予め設定される。
＜処理遅れによる電流誤差＞
スイッチング素子のオンオフタイミングの設定に用いられる電流検出及び交流電圧指令値算出の処理は、所定の制御周期Ｔｃｎｔ（本例では、キャリア周期、ＰＷＭ周期）ごとに行われ、処理時点から、実際にデッドタイムＴｄが設定される時点までには、処理遅れ時間が生じる。処理遅れ時間は、制御周期ＴｃｎｔにおけるデッドタイムＴｄの設定タイミングに応じて変化するが、処理遅れ時間の最大値は、制御周期Ｔｃｎｔ（本例では、キャリア周期、ＰＷＭ周期）になる。この処理遅れによる電流誤差は、電流検出遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘと同様に、各相の電流が０付近になるときに最大になり、処理遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｐｒｍｘは、次式のようになる。処理遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｐｒｍｘは、電流の振幅Ｉａｍｐ及び交流周期Ｔａｃに応じて変化する。制御周期Ｔｃｎｔが可変である場合は、処理遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｐｒｍｘは、制御周期Ｔｃｎｔに応じて変化する。
Ｉｅｒｐｒｍｘ＝Ｉａｍｐ×ｓｉｎ（Ｔｃｎｔ／Ｔａｃ×２π） ・・・（６）
＜合計の電流誤差＞
３つの電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘ、Ｉｅｒｏｆｆｍｘ、Ｉｅｒｐｒｍｘを合計した合計電流誤差Ｉｅｒａｌｌは、次式のようになり、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を合計電流誤差Ｉｅｒａｌｌに設定できる。なお、各電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘ、Ｉｅｒｏｆｆｍｘ、Ｉｅｒｐｒｍｘは、正の値になる。
Ｉｅｒａｌｌ＝Ｉｅｒｄｌｙｍｘ＋Ｉｅｒｏｆｆｍｘ＋Ｉｅｒｐｒｍｘ
｜Ｉｅｒｒ｜＝Ｉｅｒａｌｌ ・・・（７）
このうち、電流検出遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘ、及び処理遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｐｒｍｘは、電流の振幅Ｉａｍｐ及び交流周期Ｔａｃに応じて変化する。交流周期Ｔａｃが一定である条件では、合計電流誤差Ｉｅｒａｌｌは、図１０に示すように、電流の振幅Ｉａｍｐに応じて変化する。また、電流の振幅Ｉａｍｐが一定である条件では、合計電流誤差Ｉｅｒａｌｌは、図１１に示すように、交流周期Ｔａｃに応じて変化する。制御周期Ｔｃｎｔが可変である場合は、合計電流誤差Ｉｅｒａｌｌは、制御周期Ｔｃｎｔに応じて変化する。なお、電流検出遅れ時間Ｔｓｎｄｌｙは、本願における「直列回路を流れる電流値の情報の取得に生じる遅延時間である取得遅延時間」に対応している。
＜電流の振幅Ｉａｍｐに応じた電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜の変化＞
そこで、本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣを流れる電流の振幅Ｉａｍｐに基づいて、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させる。図１０に示すように、デッドタイム設定部３６は、電流の振幅Ｉａｍｐが増加するに従って、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を増加させる。この構成によれば、式（５）及び式（６）を用いて説明したように、電流の振幅Ｉａｍｐに応じて変化する、電流検出遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘ及び処理遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｐｒｍｘに合わせて電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させることができる。よって、電流の振幅Ｉａｍｐに応じて変化する電流誤差による短絡の発生を抑制しつつ、補正後の電流値に応じてデッドタイムＴｄをできるだけ小さく設定できる。
デッドタイム設定部３６は、電流の振幅Ｉａｍｐが０である場合は、デッドタイムＴｄを電力変換装置に生じうる最大値に設定する。
デッドタイム設定部３６は、電流検出値又は電流指令値に基づいて、電流の振幅Ｉａｍｐを算出する。例えば、デッドタイム設定部３６は、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値又はｄ軸及びｑ軸の電流指令値の電流ベクトルの大きさを算出し、電流ベクトルの大きさに基づいて、電流の振幅Ｉａｍｐを算出する。或いは、デッドタイム設定部３６は、交流周期Ｔａｃにおける各相の電流検出値又は各相の電流指令値の最大値及び最小値を判定し、最大値と最小値との差に基づいて電流の振幅Ｉａｍｐを算出してもよい。
＜交流周期Ｔａｃに応じた電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜の変化＞
また、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣを流れる電流の交流周期Ｔａｃに基づいて、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させる。図１１に示すように、デッドタイム設定部３６は、交流周期Ｔａｃが減少するに従って、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を増加させる。
この構成によれば、式（５）及び式（６）を用いて説明したように、交流周期Ｔａｃに応じて変化する、電流検出遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘ及び処理遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｐｒｍｘに合わせて電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させることができる。よって、交流周期Ｔａｃに応じて変化する電流誤差による短絡の発生を抑制しつつ、補正後の電流値に応じてデッドタイムＴｄをできるだけ小さく設定できる。
本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、次式に示すように、電気角でのロータの回転角速度ω［ｒａｄ／ｓ］に基づいて、交流周期Ｔａｃ［ｓ］を算出する。或いは、デッドタイム設定部３６は、各相の電流検出値又は各相の電流指令値のゼロクロス時点の周期に基づいて、交流周期Ｔａｃを算出してもよい。
Ｔａｃ＝２π／ω ・・・（８）
デッドタイム設定部３６は、式（５）から式（７）を用い、交流周期Ｔａｃ及び電流の振幅Ｉａｍｐに基づいて、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を算出する。式（５）及び式（６）の代わりに、次式が用いられてもよい。
Ｉｅｒｄｌｙｍｘ＋Ｉｅｒｐｒｍｘ
＝Ｉａｍｐ×ｓｉｎ｛（Ｔｓｎｄｌｙ＋Ｔｃｎｔ）／Ｔａｃ×２π｝ ・・・（９）
或いは、デッドタイム設定部３６は、交流周期Ｔａｃ、電流の振幅Ｉａｍｐ、及び電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜の関係が予め設定されたマップデータを参照し、現在の交流周期Ｔａｃ及び現在の電流の振幅Ｉａｍｐに対応する電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を算出してもよい。マップデータの代わりに、多項式などの数式が用いられてもよい。また、上述した３つの電流誤差要因以外の他の電流誤差要因も考慮して、マップデータ又は数式が設定されてもよい。
また、デッドタイム設定部３６は、電流の振幅Ｉａｍｐを用いずに、交流周期Ｔａｃに基づいて、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を算出してもよい。この場合は、運転範囲の最大の電流の振幅Ｉａｍｐの条件における電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜が算出されてもよい。デッドタイム設定部３６は、交流周期Ｔａｃを用いずに、電流の振幅Ｉａｍｐに基づいて、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を算出してもよい。この場合は、運転範囲の最大の回転角速度ωに対応する最小の交流周期Ｔａｃの条件における電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜が算出されてもよい。
制御周期Ｔｃｎｔが可変である場合は、式（６）又は式（９）に従って、デッドタイム設定部３６は、制御周期Ｔｃｎｔに基づいて、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させてもよい。この場合は、デッドタイム設定部３６は、制御周期Ｔｃｎｔが増加するに従って、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を増加させる。
２．実施の形態２
実施の形態２に係る電力変換装置について図面を参照して説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電力変換器２０及び制御装置３０の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、デッドタイム設定部３６の処理の一部が実施の形態１と異なる。
実施の形態１では、電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜の算出に、各相の電流が０付近になるときの電流検出遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｄｌｙｍｘ及び処理遅れによる電流誤差の最大値Ｉｅｒｐｒｍｘが用いられていた。
しかし、各相の電流がピーク値に近づくに従って、単位時間当たりの電流の変化量が減少し、電流検出遅れ及び処理遅れによる電流誤差が減少する。すなわち、交流周期Ｔａｃにおける各相の電流の位相φに応じて、電流検出遅れ及び処理遅れによる電流誤差が変化する。本実施の形態では、各相の電流の位相φに応じて変化する電流誤差を考慮する。図９と同様の図１２に示すように、電流が０よりも大きくなる位相φ１の時点では、電流検出遅れによる電流誤差Ｉｅｒｄｌｙが、電流が０になる位相φ２の時点よりも小さくなっている。
この電流検出遅れによる電流誤差Ｉｅｒｄｌｙは、交流周期Ｔａｃにおける各相の電流の位相φを用いて次式で表せる。
Ｉｅｒｄｌｙ＝Ｉａｍｐ×（ｓｉｎ（φ－Ｔｓｎｄｌｙ／Ｔａｃ×２π）－ｓｉｎ（φ））
・・・（１０）
また、処理遅れによる電流誤差Ｉｅｒｐｒは、交流周期Ｔａｃにおける各相の電流の位相φを用いて次式で表せる。
Ｉｅｒｄｌｙ＝Ｉａｍｐ×（ｓｉｎ（φ－Ｔｃｎｔ／Ｔａｃ×２π）－ｓｉｎ（φ））
・・・（１１）
式（１０）と式（１１）とを合わせた次式が用いられてもよい。
Ｉｅｒｄｌｙ＋Ｉｅｒｄｌｙ＝Ｉａｍｐ×［ｓｉｎ｛φ－（Ｔｓｎｄｌｙ＋Ｔｃｎｔ）／Ｔａｃ×２π｝－ｓｉｎ（φ）］
・・・（１２）
各相の電流検出遅れによる電流誤差Ｉｅｒｄｌｙ、オフセット誤差の最大値Ｉｅｒｏｆｆｍｘ、及び各相の処理遅れによる電流誤差Ｉｅｒｐｒを合計した各相の合計電流誤差Ｉｅｒａｌｌは、次式のようになり、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を各相の合計電流誤差Ｉｅｒａｌｌに設定できる。各相の電流の位相φは、互いに異なるので、各相の電流の位相φが算出され、各相の電流の位相φに基づいて、Ｉｅｒｄｌｙ及びＩｅｒｐｒが算出され、各相のＩｅｒａｌｌ及び｜Ｉｅｒｒ｜が算出される。
Ｉｅｒａｌｌ＝Ｉｅｒｄｌｙ＋Ｉｅｒｏｆｆｍｘ＋Ｉｅｒｐｒ
｜Ｉｅｒｒ｜＝Ｉｅｒａｌｌ ・・・（１３）
そこで、実施の形態１と同様に、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣを流れる電流の振幅Ｉａｍｐに基づいて、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させる。また、実施の形態１と同様に、デッドタイム設定部３６は、各相（各セット）の直列回路ＳＣを流れる電流の交流周期Ｔａｃに基づいて、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させる。
本実施の形態では、実施の形態１と異なり、デッドタイム設定部３６は、交流周期Ｔａｃにおける、各相（各セット）の直列回路ＳＣを流れる各相の電流の位相φに基づいて、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させる。よって、実施の形態１と異なり、各相の補正後の電流値Ｉｓｗｃｒの算出に用いられる、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜は、各相の電流の位相φに応じて互いに異なる。この構成によれば、式（１０）から式（１２）を用いて説明したように、電流の位相φに応じて変化する、電流検出遅れ及び処理遅れによる電流誤差Ｉｅｒｄｌｙ、Ｉｅｒｐｒに合わせて電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させることができる。よって、各相の電流の位相φに応じて変化する電流誤差による短絡の発生を抑制しつつ、補正後の電流値に応じてデッドタイムＴｄをできるだけ小さく設定できる。
デッドタイム設定部３６は、各相の電流検出値又は各相の電流指令値に基づいて、各相の電流の位相φを算出する。例えば、デッドタイム設定部３６は、各相の電流検出値又は各相の電流指令値のゼロクロス時点からの現在の経過時間、及び交流周期Ｔａｃに基づいて、各相の電流の位相φを算出する。経過時間を交流周期Ｔａｃで除算し、２πを乗算して、位相φが算出される。或いは、デッドタイム設定部３６は、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値又はｄ軸及びｑ軸の電流指令値の電流ベクトルの位相、及び電気角での回転角度θに基づいて、各相の電流の位相φを算出する。
デッドタイム設定部３６は、式（１０）から式（１３）を用い、交流周期Ｔａｃ、電流の振幅Ｉａｍｐ、各相の電流の位相φに基づいて、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を算出する。
或いは、デッドタイム設定部３６は、交流周期Ｔａｃ、電流の振幅Ｉａｍｐ、電流の位相φ、及び電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜の関係が予め設定されたマップデータを参照し、現在の交流周期Ｔａｃ、現在の電流の振幅Ｉａｍｐ、及び現在の各相の電流の位相φに対応する各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を算出してもよい。マップデータの代わりに、多項式などの数式が用いられてもよい。また、上述した３つの電流誤差要因以外の他の電流誤差要因も考慮して、マップデータ又は数式が設定されてもよい。
また、デッドタイム設定部３６は、交流周期Ｔａｃ及び電流の振幅Ｉａｍｐの一方又は双方を用いずに、各相の電流の位相φに基づいて、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を算出してもよい。また、制御周期Ｔｃｎｔが可変である場合は、式（１０）から式（１２）に従って、デッドタイム設定部３６は、制御周期Ｔｃｎｔに基づいて、各相の電流誤差の補正値｜Ｉｅｒｒ｜を変化させてもよい。
３．実施の形態３
実施の形態３に係る電力変換装置について図面を参照して説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電力変換器２０及び制御装置３０の基本的な構成は実施の形態１又は２と同様であるが、デッドタイム設定部３６の処理の一部が実施の形態１又は２と異なる。図１３に本実施の形態に係る制御装置３０のブロック図を示す。
実施の形態１では、式（３）等に示したように、最小のデッドタイムＴｄｍｉｎの算出に、スイッチング素子及び周辺回路の温度変化が考慮されていなかった。
しかし、厳密には、図１４に示すように、スイッチング素子及び周辺回路の温度に応じて、オン遅れ時間Ｔｏｎ及びオフ遅れ時間Ｔｏｆｆが変化する。実線は、実施の形態１の図５の特性に対応する。破線の場合の温度Ｔｍｐ１は、実線の場合の温度Ｔｍｐ０よりも低く、一点鎖線の場合の温度Ｔｍｐ２は、破線の場合の温度Ｔｍｐ１よりも低い（Ｔｍｐ０＞Ｔｍｐ１＞Ｔｍｐ２）。温度が低下するに従って、オン遅れ時間Ｔｏｎ及びオフ遅れ時間Ｔｏｆｆの双方が増加するので、オフ遅れ時間Ｔｏｆｆからオン遅れ時間Ｔｏｎを減算して算出される最小のデッドタイムＴｄｍｉｎは、温度変化による変化が互いに打ち消される関係である。しかし、完全に打ち消されず、最小のデッドタイムＴｄｍｉｎは、温度に応じて変化する。
そこで、本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、スイッチング素子の温度情報Ｔｍｐｓｗに基づいて、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに基づいて算出されるデッドタイムＴｄを変化させる。
例えば、デッドタイム設定部３６は、スイッチング素子の温度情報Ｔｍｐｓｗに基づいて、各係数Ｋ１、Ｍ１、Ｎ１、Ｋ２、Ｍ２、Ｎ２を変化させる。各係数Ｋ１、Ｍ１、Ｎ１、Ｋ２、Ｍ２、Ｎ２の算出には、温度と各係数の値との関係が予め設定されたマップデータ又は数式等が用いられる。ここで、ｆｋ１、ｆｍ１、ｆｎ１、ｆｋ２、ｆｍ２、ｆｎ２は、マップデータ又は数式等を表す関数である。
Ｋ１＝ｆｋ１（Ｔｍｐｓｗ）、Ｍ１＝ｆｍ１（Ｔｍｐｓｗ）
Ｎ１＝ｆｎ１（Ｔｍｐｓｗ）、Ｋ２＝ｆｋ２（Ｔｍｐｓｗ）
Ｍ２＝ｆｍ２（Ｔｍｐｓｗ）、Ｎ２＝ｆｎ２（Ｔｍｐｓｗ）
Ｔｏｆｆ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｋ１×｜Ｉｓｗｃｒ｜Ｍ１＋Ｎ１
Ｔｏｎ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｋ２×｜Ｉｓｗｃｒ｜Ｍ２＋Ｎ２
Ｔｄｍｉｎ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｔｏｆｆ（Ｉｓｗｃｒ）－Ｔｏｎ（Ｉｓｗｃｒ）
Ｔｄ（Ｉｓｗｃｒ）＝Ｔｄｍｉｎ（Ｉｓｗｃｒ） ・・・（１４）
或いは、デッドタイム設定部３６は、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒ、デッドタイムＴｄ、スイッチング素子の温度情報Ｔｍｐｓｗの関係が予め設定されたマップデータを参照し、算出した補正後の電流値Ｉｓｗｃｒ及び現在の温度情報Ｔｍｐｓｗに対応するデッドタイムＴｄを算出してもよい。マップデータは、式（１４）のような式、又は実験データに基づいて予め設定される。或いは、式（１４）とは異なる数式が用いられてもよい。
スイッチング素子及び周辺回路の温度を検出できる箇所に温度センサ１８が設けられ、温度センサの出力信号が制御装置３０に入力される。デッドタイム設定部３６は、温度センサ１８の出力信号に基づいて、スイッチング素子の温度情報Ｔｍｐｓｗを検出する。或いは、温度センサが設けられず、デッドタイム設定部３６は、電流指令値、電圧指令値に基づいて、スイッチング素子などの発熱量を算出し、発熱量に基づいてスイッチング素子の温度情報Ｔｍｐｓｗを推定してもよい。
４．実施の形態４
実施の形態４に係る電力変換装置について図面を参照して説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電力変換器２０及び制御装置３０の基本的な構成は実施の形態１、２、又は３と同様であるが、デッドタイム設定部３６の処理の一部が実施の形態１、２、又は３と異なる。図１５に本実施の形態に係る制御装置３０のブロック図を示す。
本実施の形態では、デッドタイム設定部３６は、電力変換器２０に異常が発生している場合は、デッドタイムＴｄを電力変換装置に生じうる最大値に設定する。
この構成によれば、異常が発生した場合には、デッドタイムを短縮しないことから、電力変換装置の何らかの異常発生時に、さらなる故障を回避することができ、正常時は、デッドタイムＴｄを設定することができ、設定精度を向上できる。
正常時は、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒが０である場合に、デッドタイムＴｄが最大値に設定されるので、例えば、デッドタイム設定部３６は、電力変換器２０に異常が発生している場合は、各相の補正後の電流値Ｉｓｗｃｒを０に設定し、０の各相の補正後の電流値Ｉｓｗｃｒに基づいて、各相のデッドタイムＴｄを設定する。或いは、デッドタイム設定部３６は、異常発生時は、各相のデッドタイムＴｄを予め設定された異常時設定値に設定してもよい。
電力変換器２０の異常の判定には、公知の各種の方法が用いられる。電力変換器２０の異常として、過電流、過電圧等が判定される。
本実施の形態に係る処理は、図１６のフローチャートにより構成できる。図１６の処理は、各相（各セット）の直列回路ＳＣについて行われ、各相の補正後の電流値Ｉｓｗｃｒが算出される。ステップＳ１１で、デッドタイム設定部３６は、電力変換器２０に異常が発生しているか否かを判定し、異常が発生している場合は、ステップＳ１７に進み、異常が発生していない場合は、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１７で、デッドタイム設定部３６は、補正後の電流値Ｉｓｗｃｒを０に設定する。なお、ステップＳ１２からステップＳ１６の正常時の処理は、実施の形態１の図６のフローチャートのステップＳ０１からステップＳ０５と同様であるので説明を省略する。
＜転用例＞
（１）上記の各実施の形態では、電力変換器２０が変換する交流電力は、交流電動機２の電機子巻線に供給される場合を例に説明した。しかし、電力変換器２０が変換する交流電力は、交流電動機２の電機子巻線以外の各種の電気負荷に供給されてもよく、又は交流電源として用いられてもよい。
（２）上記の各実施の形態では、電力変換器２０は、３相の電機子巻線に対応して、３セットの直列回路ＳＣを設けている場合を例に説明した。しかし、電力変換器２０は、３以外の任意の複数の直列回路ＳＣを設けてもよい。例えば、電力変換器２０は、単相の交流電力を変換する電力変換器とされ、２セットの直列回路ＳＣを設けてもよい。交流電動機２は、４相以上の電機子巻線を有しており、電力変換器２０は、相数に対応して４セット以上の直列回路ＳＣを設けていてもよい。
（３）上記の各実施の形態では、電力変換器２０が変換する直流電力は、直流電源１０から供給される場合を例に説明した。しかし、電力変換器２０が変換する直流電力は、各種の電気負荷から供給されてもよい。
（４）上記の各実施の形態では、スイッチング制御部３５は、交流電力が供給される交流電動機２を制御するために、各セットの直列回路ＳＣの高電位側のスイッチング素子ＳＰ及び低電位側のスイッチング素子ＳＮをオンオフする場合を例に説明した。しかし、スイッチング制御部３５は、交流電力が供給される対象に合わせて、各種の制御方法により、各セットの直列回路ＳＣの高電位側のスイッチング素子ＳＰ及び低電位側のスイッチング素子ＳＮをオンオフしてもよい。
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
１４ 高電位側の直流電線、１５ 低電位側の直流電線、１６ 交流電線、２０ 電力変換器、３０ 制御装置、３５ スイッチング制御部、３６ デッドタイム設定部、Ｉａｍｐ 電流の振幅、｜Ｉｅｒｒ｜ 電流誤差の補正値、Ｉｓｗｃｒ 補正後の電流値、Ｉｓｗｏｂ 取得した電流値、Ｉｓｗｒ 実際の電流値、ＳＣ 直列回路、ＳＮ 低電位側のスイッチング素子、ＳＰ 高電位側のスイッチング素子、Ｔａｃ 交流周期、Ｔｃｎｔ 制御周期、Ｔｄ デッドタイム、Ｔｍｐｓｗ スイッチング素子の温度情報、φ 電流の位相
本願に係る電力変換装置は、
直流電力と交流電力とを変換し、前記直流電力が流れる高電位側の直流電線に接続された高電位側のスイッチング素子と前記直流電力が流れる低電位側の直流電線に接続された低電位側のスイッチング素子とが直列に接続され、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子との接続点が、前記交流電力が流れる交流電線に接続された直列回路を複数セット備えた電力変換器と、
各セットの前記直列回路について、デッドタイムを挟んで、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子とを交互にオンするスイッチング制御部と、
前記デッドタイムを設定するデッドタイム設定部と、を備え、
前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路について、前記直列回路を流れる電流値の情報を取得し、取得した電流値に対して、前記デッドタイムを設定する時点において前記直列回路を流れる実際の電流値に対する前記取得した電流値の位相のずれによる電流誤差の補正を行って、補正後の電流値を算出し、前記補正後の電流値に基づいて、前記デッドタイムを設定し、
各セットの前記直列回路を流れる電流の交流周期に基づいて、前記電流誤差の補正値を変化させるものである。

Claims (21)

  1. 直流電力と交流電力とを変換し、前記直流電力が流れる高電位側の直流電線に接続された高電位側のスイッチング素子と前記直流電力が流れる低電位側の直流電線に接続された低電位側のスイッチング素子とが直列に接続され、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子との接続点が、前記交流電力が流れる交流電線に接続された直列回路を複数セット備えた電力変換器と、
    各セットの前記直列回路について、デッドタイムを挟んで、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子とを交互にオンするスイッチング制御部と、
    前記デッドタイムを設定するデッドタイム設定部と、を備え、
    前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路について、前記直列回路を流れる電流値の情報を取得し、取得した電流値に対して、前記デッドタイムを設定する時点において前記直列回路を流れる実際の電流値に対する前記取得した電流値の位相のずれによる電流誤差の補正を行って、補正後の電流値を算出し、前記補正後の電流値に基づいて、前記デッドタイムを設定する電力変換装置。
  2. 前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路を流れる電流の交流周期に基づいて、前記電流誤差の補正値を変化させる請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路を流れる電流の交流周期が減少するに従って、前記電流誤差の補正値を増加させる請求項１又は２に記載の電力変換装置。
  4. 前記デッドタイム設定部は、前記直列回路を流れる電流値の情報の取得に生じる遅延時間である取得遅延時間に基づいて、前記電流誤差の補正値を変化させる請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  5. 前記デッドタイム設定部は、前記直列回路を流れる電流値の情報の取得に生じる遅延時間である取得遅延時間が増加するに従って、前記電流誤差の補正値を増加させる請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  6. 前記デッドタイム設定部は、前記スイッチング制御部における制御周期に基づいて、前記電流誤差の補正値を変化させる請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  7. 前記デッドタイム設定部は、前記スイッチング制御部における制御周期が大きくなるに従って、前記電流誤差の補正値を増加させる請求項１から６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  8. 前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路を流れる電流の振幅に基づいて、前記電流誤差の補正値を変化させる請求項１から７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  9. 前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路を流れる電流の振幅が増加するに従って、前記電流誤差の補正値を増加させる請求項１から８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  10. 前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路を流れる電流の振幅が０である場合は、デッドタイムを電力変換装置に生じうる最大値に設定する請求項１から９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  11. 前記デッドタイム設定部は、交流周期における、各セットの前記直列回路を流れる各相の電流の位相に基づいて、各セットの前記直列回路の前記電流誤差の補正値を変化させる請求項１から１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  12. 前記デッドタイム設定部は、前記電流誤差の補正値を、交流周期内で、生じうる電流値の誤差の最大値に設定する請求項１から１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  13. 前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路について、正値の前記電流誤差の補正値を算出し、前記取得した電流値が０よりも大きい場合は、前記取得した電流値から前記電流誤差の補正値を減算すると共に０で下限制限して、前記補正後の電流値を算出し、前記取得した電流値が０よりも小さい場合は、前記取得した電流値に前記電流誤差の補正値を加算すると共に０で上限制限して、前記補正後の電流値を算出する請求項１から１２のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  14. 前記デッドタイム設定部は、前記補正後の電流値が０の場合には、デッドタイムを電力変換装置に生じうる最大値に設定する請求項１から１３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  15. 前記電力変換器が変換した前記交流電力は、交流電動機に供給され、
    前記電力変換装置は、前記交流電動機を制御し、
    各セットの前記直列回路を流れる電流の交流周期は、前記交流電動機の回転速度で決まる請求項１から１４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  16. 前記デッドタイム設定部は、前記直列回路を流れる電流値と前記デッドタイムとの関係について、前記電流値が大きい領域に比べて前記電流値が小さい領域では、前記デッドタイムが大きくなるように前記電流誤差の補正値を変化させる請求項１から１５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  17. 前記スイッチング制御部は、電流指令値を算出する電流指令生成部を備え、
    前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路を流れる電流値の情報として、各セットの前記直列回路の電流指令値を取得する請求項１から１６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  18. 各セットの前記直列回路について、前記直列回路を流れる電流を検出する電流検出部を備え、
    前記デッドタイム設定部は、各セットの前記直列回路を流れる電流値の情報として、各セットの前記直列回路の電流検出値を取得する請求項１から１６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  19. 前記デッドタイム設定部は、前記スイッチング素子の温度情報に基づいて、前記補正後の電流値に基づいて算出される前記デッドタイムを変化させる請求項１から１８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  20. 前記デッドタイム設定部は、前記電力変換器に異常が発生している場合は、前記デッドタイムを電力変換装置に生じうる最大値に設定する請求項１から１９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  21. 前記スイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて形成されている請求項１から２０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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