JP5329158B2 - 回転電気機械の動作方法 - Google Patents

Description

本発明は回転電気機械の動作方法の分野に関する。これは独立請求項の前提部分に記載された特徴にしたがった回転電気機械の動作方法に基づいている。

高電力の電圧変換器回路が今日、多くの応用で使用されている。このような変換器回路は通常３つの電圧レベルを接続し、特に同期及び非同期マシンにおいて通常、３つの固定子巻線を有する回転電気機械を動作するためにしばしば使用されている。回転電気機械を動作するための通常の方法では、一般的にｍ個の電圧レベルを接続するためにＤＣ電圧回路を有するこのような変換器回路へ相に関して接続され、ここでｍ≧２である。典型的に３つの電圧レベルを接続するための変換器回路の場合、ＤＣ電圧回路は第１のキャパシタと、その第１のキャパシタと直列接続されている第２のキャパシタとにより形成され、ＤＣ電圧回路はまた第１のキャパシタにおける第１の主接続と第２のキャパシタにおける第２の主接続と、２つの直列接続されたキャパシタにより形成されるサブ接続とを有している。さらに３つの電圧レベルを接続するための変換器回路は半導体スイッチを具備し、それらは通常相互接続されている。それに関連して図１は３つの電圧レベルを接続するための通常の３相変換器回路の１実施形態を示している。その方法によれば、変換器回路の各相は通常、変換器回路の電力半導体スイッチの切換え状態の選択された切換え状態の組合せにしたがってＤＣ電圧回路に接続されている。３つの電圧レベルを接続するための変換器回路の場合、変換器回路の相はしたがって変換器回路の電力半導体スイッチの切換え状態の選択された切換え状態の組合せにしたがって、第１の主接続と、第２の主接続またはサブ接続に接続される。図２に示されている状態図では、これらの切換え状態の組合せとそれらの相互に関する転移が示されており、「+」は対応する相の第１の主接続に対する接続を表し、「-」は対応する相の第２の主接続に対する接続を表しており、「０」は対応する相のサブ接続に対する接続を表している。

対応する切換え状態の組合せの選択は例えば既知の「直接トルク制御」（ＤＴＣ）方法により行われ、それにおいては回転電気機械のトルクの最新の実際値と、回転電気機械の固定子磁束と、サブ接続における電位は各ケースにおいて関連される予め定められた値の範囲と最初に比較される。それぞれの予め定められた値の範囲は時間的に変動するか時間的に変動可能であり、通常は回転電気機械のトルクの基準値からの上流の閉ループ制御回路と、回転電気機械の固定子磁束と、サブ接続における電位とにより決定される。最新の実際値がその関連される予め定められた値の範囲を超えるならば、切換え状態の組合せは先行する選択された切換え状態の組合せの関数としてテーブルから選択され、それによってこの切換え状態の組み合わせから生じる最新の値は必要ならば関連される値の範囲内であることができるが、これは保証されない。さらに切換え状態の組合せは関連される値の範囲が超過されるとき、常にトルクの最新の実際値、固定子磁束または電位に関して選択されるだけである。トルク、固定子磁束、電位の最新の実際値は連帯して考慮されない。

既知の「直接トルク制御」により回転電気機械を動作する前述の方法についての１つの問題は、先行する選択された切換え状態の組合せと最新の選択された切換え状態の組合せとの間には複数の転移が典型的に存在することであり、これらの転移は図２に切換え状態の組合せ間の線として示されている。切換え状態の組合せと１つの切換え状態の組合せから別の組合せへの転移は通常テーブルに永久的に記憶され、この場合、典型的には切換え状態の組合せの全ての組合せの可能性が図２に示されているようにテーブルに記憶されるわけではない。さらに「直接トルク制御」の場合には、ただ１つの切換え状態の組合せが関連される転移を有する先行する選択された切換え状態の組合せの関数として選択され、それはテーブルに記憶され、選択された切換え状態の組合せで生じる最新値を関連される値の範囲内に再度戻す。その代りとして選択される切換え状態の組合せは特に先行する選択された切換え状態の組合せに対する恐らく少数の転移と共にテーブルに記憶されていない。しかしながら切換え状態の組合せ間の複数の転移は変換器回路の電力半導体スイッチの多数の切換え動作を生成し、その結果として電力半導体スイッチの切換え頻度は増加される。しかしながらこのような高い切換え頻度は変換器回路の電力半導体スイッチで熱損失（より高いエネルギ消費）を生じ、その熱損失の結果として電力半導体スイッチはより迅速に劣化し、損傷されるか破損される可能性がある。

これに関して、EP 1 670 135 A1には、回転電気機械の動作方法が記載されており、それによってｍ個の電圧レベルを接続するために回転電気機械に対する相に関して接続されている変換器回路の電力半導体スイッチの切換え頻度が減少されることができ、ここでｍ≧２である。この方法によれば、１ステップ（ａ）において、変換器回路の相は変換器回路の電力半導体スイッチの切換え状態の選択された切換え状態の組合せにしたがってＤＣ電圧回路に接続される。この切換え状態の組合せの選択は以下のさらに次のようなステップで行われる。
（ｂ）サンプリング時間の選択された数Ｎについて開始サンプリング時間ｋで開始し、Ｎ個の各サンプル時間における全ての切換え状態の組合せを決定し、ここでＮ≧１であり、
（ｃ）開始サンプリング時間ｋで各決定された切換え状態の組合せに対する切換え状態シーケンスを形成し、各切換え状態シーケンスは１行の相互に隣接するＮ個のサンプリング時間の決定された切換え状態の組合せの配列であり、前記切換え状態の組合せは開始サンプリング時間ｋでそれぞれの切換え状態の組合せに関連され、
（ｄ）各切換え状態シーケンスに対しては、回転電気機械のトルク軌道と、回転電気機械の固定子磁束軌道とを、サンプリング時間ｋ＋Ｎまでの開始サンプリング時間ｋに対する回転電気機械の決定された状態値セットと変換器回路から計算し、
（ｅ）切換え状態シーケンスを選択し、ここで（ｋ＋Ｎ）番目のサンプリング時間での関連されるトルク軌道と固定子磁束軌道はそれぞれの場合、予め定められた時間範囲およびこの選択された切換え状態シーケンスの設定内であり、
ステップ（ａ）から（ｄ）を反復し、ｋ＝ｋ＋１である。

EP 1 670 135 A1による回転電気機械の動作方法では、ただ１つだけの切換え状態の組合せが選択され設定され、（ｋ＋Ｎ）番目のサンプリング時間における関連されるトルク軌道および関連される固定子磁束軌道はそれぞれの場合予め定められた値の範囲内である。しかしながら各関連される切換え状態の組合せのトルク軌道または固定子磁束軌道が既にｋ番目または（ｋ＋１）番目のサンプリング時間において予め定められた値の範囲外であることが可能であり、EP 1 670 135 A1による回転電気機械の動作方法はこのような状態を処理できない。それ故、回転電気機械の限定された動作しか可能ではない。
ＥＰ１６７０１３５Ａ

発明の要約

それ故、本発明の目的はそれぞれの場合に関連されるトルク軌道と固定子磁束軌道との切換え状態の組合せを処理することができる回転電気機械の動作方法を特定することであり、そのトルク軌道と固定子磁束軌道は予め定められた値の範囲外である。

この目的は請求項１に記載された特徴により実現される。本発明の有効な進展は従属請求項で特定されている。

回転電気機械を動作するための本発明による方法では、回転電気機械はｍ≧２であるｍ個の電圧レベルを接続するためにＤＣ電圧回路を有する変換器回路へ相に関して接続される。この方法によれば、１ステップにおいて、
（ａ）変換器回路の相は変換器回路の電力半導体スイッチの切換え状態の選択された切換え状態の組合せにしたがってＤＣ電圧回路に接続される。この切換え状態の組合せの選択は以下のさらに次のようなステップで行われる。
（ｂ）サンプリング時間の選択可能な数Ｌについて開始サンプリング時間ｋで開始し、Ｌ個の各サンプル時間における全ての切換え状態の組合せを決定し、ここでＬ≧１であり、
（ｃ）開始サンプリング時間ｋにおいて各決定された切換え状態の組合せに対する切換え状態シーケンスを形成し、各切換え状態シーケンスは１行の相互に隣接するＬ個のサンプリング時間の決定された切換え状態の組合せの配列であり、前記切換え状態の組合せは開始サンプリング時間ｋでそれぞれの切換え状態の組合せに関連されており、
（ｄ）各切換え状態シーケンスに対して、回転電気機械のトルク軌道と、回転電気機械の固定子磁束軌道とを、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでの開始サンプリング時間ｋについての回転電気機械の決定された状態値のセットと変換器回路から計算する。

本発明によれば、切換え状態の組合せの選択は以下のさらに別のステップにしたがって行われる。
（ｅ）ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道が予め定められた上限値の範囲を超えるか、または予め定められた下限値の範囲よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲に基づいてトルク違反値を計算し、
（ｆ）ｋ番目のサンプリング時間における固定子磁束軌道が予め定められた上限値の範囲を超えるか、または予め定められた下限値の範囲よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋの上限値の範囲および下限値の範囲に基づいて固定子磁束違反値を計算し、
（ｇ）各切換え状態シーケンスおよびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して、トルク違反値と固定子磁束違反値から最大値を決定し、
（ｈ）各切換え状態シーケンスで、最大値の和を形成し、
（ｉ）開始サンプリング時間ｋにおけるその決定された切換え状態の組合せを、最大値の和がその最小値である選択された切換え状態の組合せとして設定し、
（ｊ）ステップ（ａ）から（ｉ）を反復し、それにおいてｋ＝ｋ＋１である。

前述のステップ（ｇ）から（ｉ）に対する代替方法として、切換え状態の組合せの選択はまた以下のさらに別のステップにしたがって行われることもできる。
（ｇ）各切換え状態シーケンスおよびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して、トルク違反値の和を形成し、固定子磁束違反値の和を形成し、
（ｈ）各切換え状態シーケンスに対して、トルク違反値の和と固定子磁束違反値の和から最大値を形成し、
（ｉ）開始サンプリング時間ｋにおけるその決定された切換え状態の組合せを、最大値がその最小値である選択された切換え状態の組合せとして設定する。

ステップ（ｅ）乃至（ｊ）のステップにより、それぞれ関連されるトルク軌道または固定子磁束軌道が予め定められた範囲外である場合、最適な切換え状態の組合せは常に有効に選択される。本発明による方法はそれ故、それぞれ予め定められた範囲外である関連されるトルク軌道及び固定子磁束軌道との切換え状態の組合せを処理することができる。したがって、回転電気機械の限定されていない動作が可能である。

本発明のこれら及びさらに別の目的、利点、特徴は図面を伴った本発明の好ましい実施形態に関して以下の詳細な説明で開示される。

図面で使用されている参照符合を参照符合はリストで要約されている。原理的に、同一部分は図面では同じ参照符合で与えられている。説明されている実施形態は本発明の主題の例を表し、限定の効果をもたない。

図１は３つの電圧レベルを接続する３相変換器回路２の１実施形態を示しており、回転電気機械１は変換器回路２のＤＣ電圧回路３へ相に関して接続されている。通常、回転電気機械１はｍ個の電圧レベルを接続するために変換器回路２に接続されることができ、この場合ｍ≧２である。図１によれば、ＤＣ電圧回路３は第１のキャパシタＣ_１とその第１のキャパシタＣ_１と直列に接続されている第２のキャパシタＣ_２とにより形成され、Ｃ_１は基本的に値Ｃ_２に等しい。図１に示されているような３つの電圧レベルを接続するための変換器回路の例示的な実施形態によるＤＣ電圧回路３は、第１のキャパシタＣ_１の第１の主接続Ｖ_＋と、第２のキャパシタＣ_２の第２の主接続Ｖ₋と、２つの直列接続されたキャパシタＣ_１とＣ_２により形成されるサブ接続ＮＰとを有している。さらに図１に示されている変換器回路は部分変換器システム４を具備しており、それは各相ｕ、ｖ、ｗに対して設けられ、各ケースでは第１の切換えグルー５と第２の切換えグループ６と第３の切換えグループ７により形成され、各切換えグループ５、６、７は２つの直列接続された電力半導体スイッチにより形成されている。さらに各部分変換器システム４では、第１の切換えグループ５は第１の主接続Ｖ_＋に接続され、第２の切換えグループ６は第２の主接続Ｖ₋に接続されている。さらに、第１の切換えグループ５は第２の切換えグループ６と直列に接続され、第１の切換えグループ５と第２の切換えグループ６との間の接続点は相接続を形成する。クランプ切換えグループの形態にある第３の切換えグループ７は第１の切換えグループ５へ、特に第１の切換えグループ５の２つの直列接続された電力半導体スイッチ間の接続点へ接続されている。さらに、第３の切換えグループ７は第２の切換えグループ６へ、特に第２の切換えグループ６の２つの直列接続された電力半導体スイッチ間の接続点へ接続されている。さらに、第３の切換えグループ７、特に第３の切換えグループ７の２つの直列接続された電力半導体スイッチ間の接続点はサブ接続ＮＰへ接続されている。第１及び第２の切換えグループ５、６の電力半導体スイッチは図１に示されているように駆動可能な単方向の電力半導体スイッチの形態にあり、第３の切換えグループ７の電力半導体スイッチは単方向性の駆動可能ではない電力半導体スイッチの形態である。しかしながら、第３の切換えグループ７の電力半導体スイッチが駆動可能な双方向の電力半導体スイッチの形態であることも考えられる。

本発明の方法によれば、通常はｍ個の電圧レベルを接続するための変換器回路２である変換器回路２の相ｕ、ｖ、ｗは変換器回路２の電力半導体スイッチの切換え状態の選択された切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋにしたがって第１のステップ（ａ）でＤＣ電圧回路３に接続されている。前述したように、図２はｍ＝３の電圧レベルを接続するための変換器回路２の切換え状態の組合せの状態図を例によって示しており、「＋」は第１の主接続Ｖ_＋への対応する相ｕ、ｖ、ｗの接続を表しており、「−」は第２の主接続Ｖ₋への対応する相ｕ、ｖ、ｗの接続を表しており、「０」はサブ接続ＮＰへの対応する相ｕ、ｖ、ｗの接続を表しており、切換え状態の組合せＳＫ間の線は切換え状態の組合せＳＫ間の許容される転移を表している。例えばｍ＝５の電圧レベルを接続するための変換器回路２の切換え状態の組合せの状態図は異なって表されることを述べておく。特に当業者は切換え状態の組合せＳＫを基にして、この変換器回路の全ての可能な切換え可能な切換え状態の組合せＳＫが制限なく切り換えられることができる変換器回路を確実に構成することができる。

さらに、前述の切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋの選択は、以下詳細に説明するさらに別のステップにおいて行われる。ステップ（ｂ）では、サンプリング時間の選択された数Ｌについて開始サンプリング時間ｋで開始し、全ての切換え状態の組合せＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋ＬはＬのサンプリング時間のそれぞれで決定され、好ましくはそれぞれ先行する決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋ−１から開始し、ここでＬ≧１であり、第１の先行する決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋ−１は好ましくはサンプリング時間ｋ−１における先行する選択された切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋである。ステップ（ｃ）では、開始サンプリング時間ｋにおける各決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋに対して切換え状態シーケンスＳＳＫが形成され、各切換え状態シーケンスＳＳＫは１行の相互に隣接するＬ個のサンプリング時間の決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌの配列であり、前記切換え状態の組合せＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌは開始サンプリング時間ｋでそれぞれの切換え状態の組合せＳＫ_ｋに関連されている。説明で分かるように、このような切換え状態シーケンスＳＳＫは例により、開始サンプリング時間ｋにおける可能な切換え状態の組合せＳＫ_ｋの１つへの関連される線に沿った図２にしたがって一連の可能な切換え状態の組合せＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌを表している。ステップ（ｄ）では、各切換え状態シーケンスＳＳＫに対して、回転電気機械１のトルク軌道Ｍと、回転電気機械１の固定子磁束軌道φとが、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでの開始サンプリング時間ｋに対する回転電気機械１と変換器回路２の決定された状態値セットＸ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}から計算される。各前述の決定された状態値セットＸ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}は例えば２つの固定子磁束値φ_{ｅＳ１，ｋ}，．．．，φ_{ｅＳ１，ｋ＋Ｌ}およびφ_{ｅＳ２，ｋ}，．．．，φ_{ｅＳ２，ｋ＋Ｌ}と、２つの回転子束値φ_{ｅＲ１，ｋ}，．．．，φ_{ｅＲ１，ｋ＋Ｌ}およびφ_{ｅＲ２，ｋ}，．．．，φ_{ｅＲ２，ｋ＋Ｌ}と、恐らく速度値Ｖ_ｅ，ｋ，．．．，Ｖ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}を含んでいる。状態値セットＸ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}を決定するために、最初にサンプリング時間ｋにおける２つの固定子磁束値φ_{ｅＳ１，ｋ}，．．．，φ_{ｅＳ１，ｋ＋Ｌ}およびφ_{ｅＳ２，ｋ}，．．．，φ_{ｅＳ２，ｋ＋Ｌ}と、サンプリング時間ｋにおける２つの回転子束値φ_{ｅＲ１，ｋ}，．．．，φ_{ｅＲ１，ｋ＋Ｌ}およびφ_{ｅＲ２，ｋ}，．．．，φ_{ｅＲ２，ｋ＋Ｌ}と、恐らくサンプリング時間ｋにおける速度値Ｖ_ｅ，ｋ，．．．，Ｖ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}が例えば測定又は評価により決定され、これらの値はサンプリング時間ｋにおける状態値セットＸ_ｅ，ｋを形成する。サンプリング時間ｋにおける状態値セットＸ_ｅ，ｋからトルク軌道Ｍと固定子磁束軌道φのサンプリング時間ｋにおける軌道値Ｍ_Ｔ，ｋとφ_Ｔ，ｋはその後、電気機械１と変換器回路２を説明し、又は機能的にシミュレートする当業者に知られている計算モデルにしたがって計算される。計算モデルにしたがって、サンプリング時間ｋ＋１における状態値セットＸ_{ｅ，ｋ＋１}はサンプリング時間ｋの状態値セットＸ_ｅ，ｋの関数としておよび関連される切換え状態シーケンスＳＳＫのサンプリング時間ｋの決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋの関数として計算することにより決定され、これからトルク軌道Ｍと固定子磁束軌道φのサンプリング時間ｋ＋１における軌道値Ｍ_{Ｔ，ｋ＋１}とφ_{Ｔ，ｋ＋１}が計算される。サンプリング時間ｋ＋２からｋ＋Ｌについての状態値セットＸ_{ｅ，ｋ＋２}，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}の計算は状態値セットＸ_{ｅ，ｋ＋１}の前述の計算、この場合は状態値セットＸ_{ｅ，ｋ＋２}，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}の各計算に類似して行われ、それぞれの場合、関連される切換え状態シーケンスＳＳＫのサンプリング時間ｋ＋１乃至Ｋ＋Ｌ−１における関連される先行する計算された状態値セットＸ_{ｅ，ｋ＋１}，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ−１}と決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋ＋１，．．．，ＳＫ_{ｋ＋Ｌ−１}が使用される。サンプリング時間ｋ＋２乃至ｋ＋Ｌについての軌道値Ｍ_{Ｔ，ｋ＋２}，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}とφ_{Ｔ，ｋ＋２}，．．．，φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}の状態値セットＸ_{ｅ，ｋ＋２}，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}に続く計算は、サンプリング時間ｋとｋ＋１についての軌道値Ｍ_Ｔ，ｋおよびφ_Ｔ，ｋとＭ_{Ｔ，ｋ＋１}およびφ_{Ｔ，ｋ＋１}の前述の計算に類似して同様に行われる。軌道値Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}とφ_Ｔ，ｋ，．．．，φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}の前述の計算のために、回転電気機械１の前記トルク軌道Ｍと回転電気機械１の固定子磁束軌道φは各切換え状態シーケンスＳＳＫで生じ、概略プロフィールがＬ＝３のサンプリング時間に対して関連される切換え状態シーケンスＳＳＫのこのような計算されたトルク軌道Ｍの例により図３に示されており、この場合トルク軌道Ｍの点は関連される決定された軌道値Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}に対応する。最初に、サンプリング時間ｋ乃至ｋ＋Ｌについての全ての状態値セットＸ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}はまた前述の手順にしたがって決定され、したがってサンプリング時間ｋ乃至ｋ＋Ｌについてのそれぞれの軌道値Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}とφ_Ｔ，ｋ，．．．，φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}はその後前述の手順にしたがってトルク軌道Ｍと固定子磁束軌道φを形成する目的でそこから計算されることを述べておく。

本発明によれば、さらにステップ（ｅ）では、ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道Ｍが予め定められた上限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}を超えるかまたは予め定められた下限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋの上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}、ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}に基づいてトルク違反値ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}が計算される。図３では、上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}、ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}を有する予め定められた値の範囲は２つの水平の破線により示されている。それぞれ予め定められた値の範囲は時間と共に変化し、通常回転電気機械１のトルクとその回転電気機械１の固定子磁束の基準値から上流の閉ループ制御回路により決定され、このような閉ループ制御回路は当業者に知られている。さらに、ステップ（ｆ）では、ｋ番目のサンプリング時間の固定子磁束軌道φが予め定められた上限値の範囲ｙ_{ｓ，ｍａｘ}を超えるか予め定められた下限値の範囲ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{ｓ，ｍｉｎ}、ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}に基づいて固定子磁束違反値ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}が計算される。ステップ（ｇ）では、各切換え状態シーケンスＳＳＫおよびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して、最大値ｖ_ｍａｘはその後トルク違反値ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}と固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}から決定される。ステップ（ｈ）では、各切換え状態シーケンスＳＳＫに対して、最大値ｖ_ｍａｘの和Ｓ_ｖｍａｘが次に形成される。さらに別のステップ（ｉ）では、開始サンプリング時間ｋにおけるその決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋはその後最大値ｖ_ｍａｘの和Ｓ_ｖｍａｘがその最小値である選択された切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋとして設定される。

前述のステップ（ｇ）乃至（ｉ）の代りとして、切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋの選択はまた以下のさらに別のステップにしたがって行うことができる。
（ｇ）各切換え状態シーケンスＳＳＫおよびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して、トルク違反値ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}の和Ｓ_Ｍ，ｖを形成し、固定子磁束違反値ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}の和Ｓ_Ｓ，ｖを形成し、
（ｈ）各切換え状態シーケンスＳＳＫに対して、最大値ｖ_ｍａｘをトルク違反値ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}の和Ｓ_Ｍ，ｖと固定子磁束違反値ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}の和Ｓ_Ｓ，ｖから形成し、
（ｉ）開始サンプリング時間ｋにおけるその決定された切換え状態の組合せＳＫ_ｋを、最大値ｖ_ｍａｘがその最小値である選択された切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋとして設定する。

最後に、ステップ（ｊ）では、ステップ（ａ）乃至（ｉ）が反復され、その場合ｋ＝ｋ＋１であり、即ち切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋの選択はステップ（ａ）乃至（ｉ）にしたがって前述したシーケンスによりｋ＝ｋ＋１に対して行われる。Ｌは各ステップ（ａ）乃至（ｊ）で一定である。

ステップ（ｅ）乃至（ｊ）により、それぞれ関連されるトルク軌道Ｍまたは固定子磁束軌道φが予め定められた値の範囲外である場合、最適な切換え状態の組合せＳＫ_ａ，ｋは常に有効に選択される。本発明による方法は、それ故、予め定められた範囲外のそれぞれ関連されるトルク軌道Ｍと固定子磁束軌道φとの切換え状態の組合せを処理することができる。したがって回転電気機械１の限定されない動作が有効に可能である。

ステップ（ａ）乃至（ｊ）はソフトウェアの形態で実行されることができ、このソフトウェアはその後、特にデジタル信号プロセッサを使用して例えばコンピュータシステムへロードされ、このコンピュータシステムで動作されることができることを述べておく。

前述したように、図１はｍ＝３の電圧レベルを接続するための変換器回路２を示しており、ＤＣ電圧回路３はｍ−２サブ接続ＮＰ、即ち単一のサブ接続ＮＰを有する。ｍ≧３であるｍ個の電圧レベルを接続するための変換器回路２の通常の場合では、変換器回路２はＤＣ電圧回路３でｍ−２のサブ接続ＮＰを有する。本発明による方法のステップ（ｄ）に関して、これは各切換え状態シーケンスＳＳＫに対して、さらにｍ−２のサブ接続ＮＰにおける電位に対してｍ−２電位軌道Ｕ_ＮＰがサンプリング時間ｋ＋Ｌまでの開始サンプリング時間ｋに対する回転電気機械１と変換器回路２の決定された状態値セットＸ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}から計算されることを意味している。ｍ−２の電位軌道Ｕ_ＮＰの前述の計算は回転電気機械１の対応するトルク軌道Ｍとその回転電気機械１の磁気固体子束軌道φについて前述した計算と類似した計算が行われる。さらにｍ≧３では、ステップ（ｅ）に関して、ｋ番目のサンプリング時間におけるｍ−２の電位軌道Ｕ_ＮＰが予め定められた上限値の範囲ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}を超えるか予め定められた下限値の範囲ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}、ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}に基づいて電位違反値ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}が各電位軌道Ｕ_ＮＰに対して計算され、ステップ（ｇ）に関して、各切換え状態シーケンスＳＳＫおよびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋにおいて、最大値ｖ_ｍａｘが付加的に電位違反値ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}から決定される。

言うまでもなく、ｍ≧３では、ステップ（ａ）乃至（ｃ）および（ｈ）乃至（ｊ）は維持される。ｍ≧３に対して、ステップ（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）は同様にソフトウェアの形態で実現されることができ、このソフトウェアはその後、特にデジタル信号プロセッサを使用して例えばコンピュータシステムへロードされ、このコンピュータシステムで動作されることができることを述べておく。

別の方法として、ｍ≧３に対してステップ（ｇ）に関して、各切換え状態シーケンスＳＳＫおよびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋにおいて、さらに電位違反値ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}の和Ｓ_ＮＰ，ｖが形成され、ステップ（ｈ）に関して、各切換え状態シーケンスＳＳＫについて、最大値ｖ_ｍａｘはさらに電位違反値ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}の和Ｓ_ＮＰ，ｖから形成される。

言うまでもなく、この代替方法ではｍ≧３に対して、ステップ（ａ）乃至（ｃ）および（ｉ）乃至（ｊ）は維持され、ステップ（ｇ）と（ｈ）は同様にソフトウェアの形態で実現されることができ、このソフトウェアはその後、特にデジタル信号プロセッサを使用して例えばコンピュータシステムへロードされ、このシステムで動作されることができる。

トルク違反値ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}と、固定子磁束違反値ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}と、電位違反値ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}の計算について以下さらに詳細に説明する。ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道Ｍが予め定められた上限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}を超えるならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}、ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}に基づいてトルク違反値ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}の計算が次式にしたがって行われる。
ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}＝
（Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}−ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）／（ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}）
他方で、ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道Ｍが予め定められた下限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}、ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}に基づいてトルク違反値ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}の計算が次式にしたがって行われる。
ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}＝
（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}−Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}）／（ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}）
ここで、Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}はサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対するトルク軌道Ｍの軌道値である。

ｋ番目のサンプリング時間における固定子磁束軌道φが予め定められた上限値の範囲ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}を超えるならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}、ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}に基づいて固定子磁束違反値ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}の計算が次式にしたがって行われる。
ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}＝
（Φ_Ｔ，ｋ，．．．，Φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}−ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}）／（ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}）
ｋ番目のサンプリング時間における固定子磁束軌道Φが予め定められた下限値の範囲ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋの上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}、ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}に基づいて固定子磁束違反値ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}の計算が次式にしたがって行われる。

ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}＝
（ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}−Φ_Ｔ，ｋ，．．．，Φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}）／（ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}）
ここで、Φ_Ｔ，ｋ，．．．，Φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}はサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する固定子磁束軌道Φの軌道値である。

ｋ番目のサンプリング時間におけるｍ−２の電位軌道Ｕ_ＮＰが予め定められた上限値の範囲ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}を超えるならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}，ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}に基づいて電位違反値ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}の計算が次式にしたがって行われる。

ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}＝
（Ｕ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｕ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}−ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）／（ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}−ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}）
他方で、ｋ番目のサンプリング時間におけるｍ−２の電位軌道Ｕ_ＮＰが予め定められた下限値の範囲ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}、ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}に基づいて電位軌道違反値ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}の計算が次式にしたがって行われる。

ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}＝
（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}−Ｕ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｕ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}）／（ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}−ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}）
ここで、Ｕ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｕ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}はサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対するｍ−２の電位軌道Ｕ_ＮＰの軌道値である。

説明の完全性のために、ｋ番目のサンプリング時間のそれぞれの軌道が通常関連される上限値の範囲により形成される範囲内であるならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋにおける関連される違反値はゼロに設定されることを述べておく。

３つの電圧レベルを接続する３相変換器回路の１実施形態の図。 変換器回路の相の切換え状態の組合せを有する状態図。 Ｌ＝３のサンプリング時間に対して計算されたトルク軌道の概略プロフィールを示す図。

符合の説明

１…回転電気機械、２…３つの電圧レベルを接続する変換器回路、３…ＤＣ電圧回路、４…部分変換器システム、５…第１の切換えグループ、６…第２の切換えグループ、７…第３の切換えグループ。

Claims (7)

1. 回転電気機械はｍ個の電圧レベルを接続するためＤＣ電圧回路（３）を有する変換器回路（２）へ相に関して接続され、ｍ≧２であり、
   （ａ）変換器回路（２）の相（ｕ、ｖ、ｗ）を変換器回路（２）の電力半導体スイッチの切換え状態の選択された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ａ，ｋ）にしたがってＤＣ電圧回路（３）に接続し、この切換え状態の組合せ（ＳＫ_ａ，ｋ）の選択はさらに、
   （ｂ）サンプリング時間の選択された数Ｌに対して開始サンプリング時間ｋで開始し、Ｌ個の各サンプル時間における全ての切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ１，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌ）を決定し、ここでＬ≧１であり、
   （ｃ）開始サンプリング時間ｋにおいて各決定された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ）に対する切換え状態シーケンス（ＳＳＫ）を形成し、各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)は１行の相互に隣接するＬ個のサンプリング時間の決定された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌ）の配列であり、前記切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌ）は開始サンプリング時間ｋにおいてそれぞれの切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ）と関連されており、
   （ｄ）各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)に対して、回転電気機械（１）のトルク軌道（Ｍ）と、回転電気機械（１）の固定子磁束軌道（φ）とを、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでの開始サンプリング時間ｋについての回転電気機械（１）と変換器回路（２）の決定された状態値セット（Ｘ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}）から計算するステップを含んでいる回転電気機械の動作方法において、さらに、
   （ｅ）ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道（Ｍ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）を超えるか予め定められた下限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}）よりも下回る場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）に基づいてトルク違反値（ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}）を計算し、
   （ｆ）ｋ番目のサンプリング時間における固定子磁束軌道（φ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{ｓ，ｍａｘ}）を超えるか予め定められた下限値の範囲（ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}）よりも下回る場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{ｓ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}）に基づいて固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}）を計算し、
   （ｇ）各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)およびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して、トルク違反値（ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}）と固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}）から最大値（ｖ_ｍａｘ）を決定し、
   （ｈ）各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)に対して、最大値（ｖ_ｍａｘ）の和（Ｓ_ｖｍａｘ）を形成し、
   （ｉ）開始サンプリング時間ｋにおけるその決定された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ）を、最大値（ｖ_ｍａｘ）の和（Ｓ_ｖｍａｘ）がその最小値である選択された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ａ，ｋ）として設定し、
   （ｊ）ステップ（ａ）乃至（ｉ）を反復し、それにおいてｋ＝ｋ＋１であるステップを特徴とする動作方法。
2. 回転電気機械はｍ個の電圧レベルを接続するためにＤＣ電圧回路（３）を有する変換器回路（２）へ相に関して接続され、ｍ≧２であり、
   （ａ）変換器回路（２）の相（ｕ、ｖ、ｗ）を変換器回路（２）中の電力半導体スイッチの切換え状態の選択された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ａ，ｋ）にしたがってＤＣ電圧回路（３）に接続し、この切換え状態の組合せ（ＳＫ_ａ，ｋ）の選択はさらに、
   （ｂ）サンプリング時間の選択された数Ｌについて開始サンプリング時間ｋで開始し、Ｌ個の各サンプル時間における全ての切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌ）を決定し、ここでＬ≧１であり、
   （ｃ）開始サンプリング時間ｋにおいて各決定された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ）に対して切換え状態シーケンス（ＳＳＫ）を形成し、各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)は１行の相互に隣接するＬ個のサンプリング時間の決定された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌ）の配列であり、前記切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ，．．．，ＳＫ_ｋ＋Ｌ）は開始サンプリング時間ｋにおいてそれぞれの切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ）に関連され、
   （ｄ）各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)に対して、回転電気機械（１）のトルク軌道（Ｍ）と、回転電気機械（１）の固定子磁束軌道（φ）とを、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでの開始サンプリング時間ｋに対して回転電気機械（１）と変換器回路（２）の決定された状態値セット（Ｘ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}）から計算するステップを含んでいる回転電気機械の動作方法において、さらに、
   （ｅ）ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道（Ｍ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）を超えるか予め定められた下限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}）よりも下回る場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）に基づいてトルク違反値（ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}）を計算し、
   （ｆ）ｋ番目のサンプリング時間における固定子磁束軌道（φ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{ｓ，ｍａｘ}）を超えるか予め定められた下限値の範囲（ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}）よりも下回る場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{ｓ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}）に基づいて固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}）を計算し、
   （ｇ）各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)およびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋにおいて、トルク違反値（ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}）の和（Ｓ_Ｍ，ｖ）を形成し、固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}）の和（Ｓ_Ｓ，ｖ）を形成し、
   （ｈ）各切換え状態シーケンス(ＳＳＫ)に対して、最大値（ｖ_ｍａｘ）をトルク違反値（ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}）の和（Ｓ_Ｍ，ｖ）と固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}）の和（Ｓ_Ｓ，ｖ）から形成し、
   （ｉ）開始サンプリング時間ｋにおけるその決定された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ｋ）を、最大値（ｖ_ｍａｘ）がその最小値である選択された切換え状態の組合せ（ＳＫ_ａ，ｋ）として設定し、
   （ｊ）ステップ（ａ）乃至（ｉ）を反復し、ここでｋ＝ｋ＋１であるステップを特徴とする動作方法。
3. ｍ≧３であるｍ個の電圧レベルを接続するための変換器回路（２）はＤＣ電圧回路（３）においてｍ−２サブ接続（ＮＰ）を有し、ステップ（ｄ）に関して、各切換え状態シーケンス（ＳＳＫ）に対して、さらにｍ−２サブ接続（ＮＰ）において電位のｍ−２電位軌道（Ｕ_ＮＰ）がサンプリング時間ｋ＋Ｌまでの開始サンプリング時間ｋに対して回転電気機械（１）と変換器回路（２）の決定された状態値セット（Ｘ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}）から計算され、ステップ（ｅ）に関して、ｋ番目のサンプリング時間におけるｍ−２の電位軌道（Ｕ_ＮＰ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）を超えるか予め定められた下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}）よりも下回る場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}，ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）に基づいて電位違反値（ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}）が各電位軌道（Ｕ_ＮＰ）について計算され、ステップ（ｇ）に関して、各切換え状態シーケンス（ＳＳＫ）およびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して、最大値（ｖ_ｍａｘ）が付加的に電位違反値（ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}）から決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. ｍ≧３であるｍ個の電圧レベルを接続するための変換器回路（２）は、ＤＣ電圧回路（３）においてｍ−２個のサブ接続（ＮＰ）を有し、ステップ（ｄ）に関して、各切換え状態シーケンス（ＳＳＫ）では、さらにｍ−２個のサブ接続（ＮＰ）における電位に対してｍ−２の電位軌道（Ｕ_ＮＰ）がサンプリング時間ｋ＋Ｌまでの開始サンプリング時間ｋに対して回転電気機械（１）と変換器回路（２）の決定された状態値セット（Ｘ_ｅ，ｋ，．．．，Ｘ_{ｅ，ｋ＋Ｌ}）から計算され、ステップ（ｅ）に関して、ｋ番目のサンプリング時間におけるｍ−２の電位軌道（Ｕ_ＮＰ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）を超えるか、予め定められた下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}）よりも下回る場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}，．．．，ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）に基づいて電位違反値（ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}）が各電位軌道（Ｕ_ＮＰ）について計算されることを特徴とし、ステップ（ｇ）に関して、各切換え状態シーケンス（ＳＳＫ）およびサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して、さらに電位違反値（ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}）の和（Ｓ_ＮＰ，ｖ）が形成され、ステップ（ｈ）に関して、各切換え状態シーケンス（ＳＳＫ）について、最大値（ｖ_ｍａｘ）はさらに電位違反値（ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}）の和（Ｓ_ＮＰ，ｖ）から形成されることを特徴とする請求項２記載の方法。
5. ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道（Ｍ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）を超える場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）に基づいて上限値の範囲及び下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}，ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）に基づいてトルク違反値（ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}）の計算が次式にしたがって行われ、
   ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}＝
   （Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}−ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）／（ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ} １５）
   ｋ番目のサンプリング時間におけるトルク軌道（Ｍ）が予め定められた下限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}）よりも下回る場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対して上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}）に基づいてトルク違反値（ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}）の計算が次式にしたがって行われ、
   ｖ_Ｍ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｍ，ｋ＋Ｌ}＝
   （ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}−Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}）／（ｙ_{Ｍ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｍ，ｍｉｎ}）
   ここで、Ｍ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｍ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}はサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対するトルク軌道（Ｍ）の軌道値である請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。
6. ｋ番目のサンプリング時間における固定子磁束軌道（φ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}）を超える場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}）に基づいて固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}）の計算が次式にしたがって行われることを特徴とし、
   ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}＝
   （Φ_Ｔ，ｋ，．．．，Φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}−ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}）／（ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}）
   ｋ番目のサンプリング時間における固定子磁束軌道（Φ）が予め定められた下限値の範囲（ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}）よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}，ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}）に基づいて固定子磁束違反値（ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}）の計算が次式にしたがって行われることを特徴とし、
   ｖ_Ｓ，ｋ，．．．，ｖ_{Ｓ，ｋ＋Ｌ}＝
   （ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}−Φ_Ｔ，ｋ，．．．，Φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}）／（ｙ_{Ｓ，ｍａｘ}−ｙ_{Ｓ，ｍｉｎ}）
   ここで、Φ_Ｔ，ｋ，．．．，Φ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}はサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する固定子磁束軌道（Φ）の軌道値である請求項１乃至５のいずれか１項記載の方法。
7. ｋ番目のサンプリング時間におけるｍ−２の電位軌道（Ｕ_ＮＰ）が予め定められた上限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）を超える場合には、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対する上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}，ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）に基づいて電位違反値（ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}）の計算が次式にしたがって行われることを特徴とし、
   ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}＝
   （Ｕ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｕ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}−ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）／（ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}−ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}）
   ｋ番目のサンプリング時間におけるｍ−２の電位軌道（Ｕ_ＮＰ）が予め定められた下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}）よりも下回るならば、サンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋの上限値の範囲および下限値の範囲（ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}，ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}）に基づいて電位軌道違反値（ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}）の計算が次式にしたがって行われることを特徴とし、
   ｖ_ＮＰ，ｋ，．．．，ｖ_{ＮＰ，ｋ＋Ｌ}＝
   （ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}−Ｕ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｕ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}）／（ｙ_{ＮＰ，ｍａｘ}−ｙ_{ＮＰ，ｍｉｎ}）
   ここで、Ｕ_Ｔ，ｋ，．．．，Ｕ_{Ｔ，ｋ＋Ｌ}はサンプリング時間ｋ＋Ｌまでのサンプリング時間ｋに対するｍ−２の電位軌道（Ｕ_ＮＰ）の軌道値である請求項３または４記載の方法。

Images