JP5783065B2 - 電力変換器制御装置 - Google Patents

Description

この発明は電力変換器を制御する技術に関し、特に三相交流から直流へ、あるいは直流から三相交流へ変換する電力変換器の三相電流を検出する技術に関する。

直流電圧を入力して三相交流電圧を出力するインバータにおいて、当該インバータとその負荷との間に流れる相電流の各々を検出し、相電流に基づいて負荷の動作を制御する技術が公知である。

そしてインバータとその負荷との間には三相電流が流れることから、二相分の相電流が検出されれば、その他の一相分の相電流は一義的に決定される。よって通常、各々が相電流を検出するセンサは、少なくとも２つ必要であった。

しかし、複数のセンサを用いると高コストとなる。そこで、インバータに直流電圧を供給する直流母線部に１つのセンサを設け、ここに流れる電流（以下「ＤＣリンク電流」と称する）を一つの相電流として検出する技術もまた公知である。具体的には、ＤＣリンク電流が流れているときにインバータが採用するスイッチングパターンを考慮することにより、ＤＣリンク電流がどの相の相電流に対応するかを決定するのである。

かかる技術において、ＤＣリンク電流がどの相の相電流に対応するかを決定するためには、ＤＣリンク電流を検出するのに必要な時間において一つのスイッチングパターンが持続しなければならない。

しかしながらＤＣリンク電流はインバータのスイッチングによってインバータ内部の電流経路を転流するので、リンギングが発生する。またインバータのスイッチングを実行するスイッチングデバイスのターンオン時間も存在する。更に、ＤＣリンク電流の値をデータとして扱うためにはＡ／Ｄ変換のための時間も必要となる。

つまり、ＤＣリンク電流をある相の相電流として対応づけるために一つのスイッチングパターンが持続すべき時間は、少なくともＤＣリンク電流のリンギング、Ａ／Ｄ変換時間、スイッチングデバイスのターンオンの合計時間よりも長くなければならない。あるいは更に他の要因、例えばスイッチングのデッドタイムを考慮しなければならないかも知れない。

スイッチングパターンが維持されればインバータが出力する線間電圧も維持される。よってＤＣリンク電流を測定してこれを相電流として検出するためには、線間電圧のパルス幅には最低限必要な値が存在する。以下、この値を最小幅制限値と称する。

さてインバータ、特に電圧形インバータのスイッチングパターンは、キャリアと相電圧指令との比較で決定される。線間電圧は一対の相電圧指令の差で決定されるので、相電圧指令同士が近接すると線間電圧のパルス幅も小さくなる。つまり、相電圧指令同士が近い値をとるスイッチングパターンが採用されると、線間電圧のパルス幅が最小幅制限値を下回ってしまう場合がある。

図２５はかかる問題点を示すタイミングチャートである。キャリアＣ０と最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0とが比較され、それぞれの比較結果に応じて最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminが得られる。以下では最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminのそれぞれがパルス幅Ｔon＿max，Ｔon＿mid、Ｔon＿minを有するとして説明する。また、最大相と中間相との間の線間電圧を最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midと称し、中間相と最小相との間の線間電圧を中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minと称することにする。また最小幅制限値Ｔ＿limも示し、インバータには直流母線から直流電圧Ｅが入力するとしている。

キャリアＣ０としてここでは三角波（周期Ｔfc）を採用しているので、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midのパルス幅は（Ｔon＿max−Ｔon＿mid）／２で求められ、中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのパルス幅は（Ｔon＿mid−Ｔon＿min）／２で求められる。

図２５の例では、最大相相電圧指令Ｖmax0と中間相相電圧指令Ｖmid0とが離れた値を取っているため、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midのパルス幅が最小幅制限Ｔ＿limよりも大きく、この期間においてＤＣリンク電流を正確に測定できることがわかる。他方、最小相相電圧指令Ｖmin0と中間相相電圧指令Ｖmid0とが近い値を取っているため、中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのパルス幅が最小幅制限値Ｔ＿limよりも小さくなり、この期間においてベクトルパターンは明確であるもののＤＣリンク電流を正確に測定できない。

図２６は上記問題点を示すベクトル図である。簡単のため、電圧ベクトルを決定する３桁の数値について、Ｕ相電圧パルスの活性／非活性を３桁目の１／０で、Ｖ相電圧パルスの活性／非活性を２桁目の１／０で、Ｗ相電圧パルスの活性／非活性を１桁目の１／０で、それぞれ表す。また当該３桁の値を二進数と把握し、これを十進数に変換した値を電圧ベクトルの番号として採用する。例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相がそれぞれ最大相、中間相、最小相であるとすると、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midが直流電圧Ｅを出力する期間は電圧ベクトルＶ４（１００）で示されるスイッチングパターンが採用される期間である。また中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minが直流電圧Ｅを出力する期間は電圧ベクトルＶ６（１１０）で示されるスイッチングパターンが採用される期間である。

電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６は図２６に示されるように一周を六等分した方向に配置される。特殊な電圧ベクトルとして、いずれの相電圧パルスも活性しない電圧ベクトルＶ０（０００）及びいずれの相電圧パルスも活性化する電圧ベクトルＶ７（１１１）は、図２６においては大きさを有していない。これらの電圧ベクトルＶ０，Ｖ７は零電圧ベクトルと通称される。

図２５において、中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのパルス幅が短いことは電圧ベクトルＶ６の成分が小さいことに対応し、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midのパルス幅が長いことは電圧ベクトルＶ４の成分が大きいことに対応する。よって図２５に示された一周期Ｔfcにおける各電圧ベクトルを合成すると、図２６においてベクトルＶａとして示されるようにベクトルＶ４に近接することになる。

つまり、キャリア周期における合成電圧ベクトルが電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６に近接するほど、当該近接された電圧ベクトルとは異なる電圧ベクトルに相当するスイッチングパターンに対応する相電流の検出が、困難となる。このような問題が生じる領域を、図２６においてはハッチングを付加して示した。

かかる問題点を解決するためには、線間電圧のパルス幅を拡げるべく、近い値を取る一対の相電圧指令の一方を強制的に他の値に変更することが考えられる。しかしながら、相電圧指令の値を単に変更すると、インバータ出力電圧が歪み、更には、インバータ出力電流に歪みが発生する。

このような課題を解決するため、後掲の特許文献１では、キャリア一周期の前半と後半の両方において相電圧指令を変更する技術が提案されている。具体的には前半において線間電圧のパルス幅が最小幅制限値を確保するように相電圧指令を変更し、後半においては前半で変更された相電圧指令の変更を相殺するように、当該相電圧指令を変更する。これにより１キャリア周期中の相電圧指令の平均値は変動せず、キャリア周期における合成電圧ベクトルは維持される。

また、後掲の特許文献２では変調用ＰＷＭ信号のパルス幅に制限を設ける技術が提案されている。また、後掲の特許文献３では電圧指令値がキャリア二周期分先まで決定された技術が開示されている。

特許第３６６４０４０号公報 特許第４６４３４０４号公報 特許第３９３１０７９号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、図２５の状態を例にとっていえば、最小相相電圧指令Ｖmin0及び中間相相電圧指令Ｖmid0のいずれもがキャリアの上限に近い場合（これは変調率が高い場合に発生する）、あるいは更に最小相相電圧指令Ｖmin0がキャリアの上限と一致する場合（これは二相変調に相当する）、キャリア前半において変更された相電圧指令が、キャリア後半においてキャリアの上限を越えた値になってしまう場合がある。

図２７はかかる場合を示すタイミングチャートである。キャリアＣ０の前半において中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのパルス幅を最小幅制限値Ｔ＿limよりも大きくするため、中間相相電圧指令Ｖmid0を矢印のように低下させて中間相相電圧指令補正値Ｖmid1を新たな中間相相電圧指令として採用する。相電圧指令の平均を維持するために、キャリア後半では前半における低下量だけ中間相相電圧指令Ｖmid0を矢印のように増大させて中間相相電圧指令補償値Ｖmid2とし、これを新たな中間相相電圧指令として採用する。

しかし、ここでは中間相相電圧指令補償値Ｖmid2がキャリアＣ０の最大値を超えて大きくなるため、キャリア後半の最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midのパルス幅はキャリア前半の最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midのパルス幅の減少を補えなくなる。つまり当該キャリアＣ０の前半における相電圧指令の変更分を相殺できず、キャリア一周期における合成電圧ベクトルが維持されない。よってインバータ出力電圧の歪み、インバータ出力電流の歪みを招来するという問題が残る。

また特許文献２の技術では二相変調に対応してはいるものの、変調用ＰＷＭ信号のパルス幅に制限を設けることは、インバータ出力電圧の歪み、インバータ出力電流の歪みを招来するという問題が残る。

この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、変調率が高い場合や二相変調の場合においても、キャリア周期における合成電圧ベクトルを維持しつつ線間電圧のパルス幅を広げて電力変換器の相電流を精度良く検出する技術を提供することを目的とする。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第１の態様は、電力変換器（３）をキャリア（Ｃ）を用いて制御する装置（６）である。

前記電力変換器は、一対の直流母線（ＬＨ、ＬＬ）の間で相互に並列に接続される３つの電流経路を備え、前記電流経路の各々が接続点及び前記接続点を介して一対の直流母線の間で直列に接続される一対のスイッチ（４up，４vp，４wp，４un，４vn，４wn）を有する。

前記キャリアは、所定長（Ｔ０）の区間の複数に亘って最小値（Ｃmin）と最大値（Ｃmax）との間を遷移しつつ各々の前記区間では変化率（tanθ）の符号を異ならせることなく前記最小値及び前記最大値の間を線形に変化する。

前記電力変換器制御装置は、スイッチング信号生成部（６７）と、補正相電圧指令生成部（６４）と、ベクトルパターン決定部（６６）と、相電流演算部（６１）とを備える。

前記スイッチング信号生成部は、前記スイッチの前記開閉の状態を示すスイッチングパターン（Ｖ＊）に基づいて、前記スイッチの前記開閉を制御するスイッチング信号（Ｇup，Ｇvp，Ｇwp，Ｇun，Ｇvn，Ｇwn）を生成する。

前記相電圧指令生成部は、第１の相電圧指令（Ｖｕ＊；Ｖmax0）、前記第１の相電圧指令以上の第２の相電圧指令（Ｖｖ＊；Ｖmid0）、前記第２の相電圧指令以上の第３の相電圧指令（Ｖｗ＊；Ｖmin0）を生成する。

前記線間電圧指令生成部は、第１及び第２の線間電圧指令（Ｅｓ＊，Ｅｔ＊）を出力する。

一の前記区間における前記第１の線間電圧指令（Ｅｓ＊）としては所定の電位差（Ｔ＿lim・｜tanθ｜）以上の第１値を採用し、少なくとも一つの他の前記区間における前記第１の線間電圧指令としては前記第１の相電圧指令（Ｖｕ＊）と前記第２の相電圧指令（Ｖｖ＊）との第１の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）の前記一の区間における値から前記第１値を差し引いた値（−ΔＶA）を前記他の区間において按分した値（ΔＶB）と当該他の区間における前記第１の差との和を採用する。

前記一の区間における前記第２の線間電圧指令（Ｅｔ＊）としては前記所定の電位差以上の値をとる第２値を採用し、前記他の区間における前記第２の線間電圧指令としては前記第２の相電圧指令（Ｖｖ＊）と前記第３の相電圧指令（Ｖｗ＊）との第２の差（Ｖｗ＊−Ｖｖ＊）の前記一の区間における値から前記第２値を差し引いた値を按分した値と前記他の区間における前記第２の差との和を採用する。

前記補正相電圧指令生成部は、いずれも前記キャリアと比較される第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊：Ｖmax1，Ｖmid1，Ｖmin1，Ｖmax2，Ｖmid2，Ｖmin2）を出力する。

前記第１の補正相電圧指令として、前記最小値、前記最小値から前記第１の線間電圧指令を引いた値、及び前記最小値から前記第１の線間電圧指令と前記第２の線間電圧指令の和を引いた値の三者の中で最も大きい値以上であって、かつ前記最大値、または前記最大値から前記第１の線間電圧指令を引いた値、及び前記最大値から前記第１の線間電圧指令と前記第２の線間電圧指令との和を引いた値の三者の中で最も小さい値以下の値を採用する。

前記第２の補正相電圧指令として、前記第１の補正相電圧指令に前記第１の線間電圧指令を加算した値を採用する。

前記第３の補正相電圧指令として、前記２の補正相電圧指令に前記第２の線間電圧指令を加算した値を採用する。

前記ベクトルパターン決定部は、前記第１乃至第３の補正相電圧指令と前記キャリアとの比較に基づいて、前記スイッチングパターンを決定する。

前記相電流演算部は、前記一の区間において、前記直流母線に流れる電流（Ｉｄ）及び前記スイッチングパターン（Ｖ＊）に基づいて、前記三相電流を推定する。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第２の態様は、その第１の態様である。そして前記線間電圧指令生成部（６３）は、前記一の区間における前記第１の線間電圧指令（Ｅｓ＊）として、前記第１の相電圧指令（Ｖｕ＊）と前記第２の相電圧指令（Ｖｖ＊）との第１の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）の前記一の区間における値が前記所定の電位差（Ｔ＿lim・｜tanθ｜）未満であるか否かに対応して、それぞれ前記所定の電位差及び前記第１の差を採用する。更に前記線間電圧指令生成部は、前記一の区間における前記第２の線間電圧指令（Ｅｔ＊）として、前記第２の相電圧指令と前記第３の相電圧指令（Ｖｗ＊）との第２の差（Ｖｗ＊−Ｖｖ＊）の前記一の区間における値が前記所定の電位差未満であるか否かに対応して、それぞれ前記所定の電位差及び前記第２の差を採用する。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第３の態様は、その第１の態様又は第２の態様である。そして前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊）の中で最小のものが前記キャリア（Ｃ）よりも大きい期間で第１の零電圧ベクトル（Ｖ０）が採用される。前記第１乃至第３の補正相電圧指令の中で最大のものが前記キャリアよりも小さい期間で、前記第１の零電圧ベクトルとは異なる第２の零電圧ベクトル（Ｖ７）が採用される。

前記第１の零電圧ベクトルに基づく前記スイッチの前記開閉の状態によって、全ての前記接続点が前記一対の直流母線の一方（ＬＬ）に接続される。前記第２の零電圧ベクトルに基づく前記スイッチの前記開閉の状態によって、全ての前記接続点が前記一対の直流母線の他方（ＬＨ）に接続される。

前記他の区間は前記一の区間の直後の前記区間の一つである。

前記第１乃至第３の相電圧指令（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）のおのおのは、前記一の区間及び前記他の区間において一定である。

前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令の中で最大のものと最小のものとは第１線間電圧最大値（Ｖｓ）で相違する。前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令の中で最大のものと最小のものとは第２線間電圧最大値（Ｖｔ）で相違する。

前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax2、Ｖmid2、Ｖmin2）の中で最小のもの（Ｖmax2）は、第１電位差から前記第２線間電圧最大値を差し引いた値に対して第１比βを乗じて得られた値と前記最小値との和に設定される。

第２電位差の第３電位差に対する第２比αと、前記第１比βとの間には、係数Ｄ及び第３比γを導入してβ＝［１−Ｄ（１−２α）・γ］／２の関係がある。

但し、前記第３比γは、前記第３電位差の第４電位差に対する比である：前記第１電位差は前記最大値と前記最小値の差（Ｃmax−Ｃmin）である：前記第２電位差は前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax1、Ｖmid1、Ｖmin1）の中で最小のもの（Ｖmax1）と前記最小値との差（Ｖmax1−Ｃmin）である：前記第３電位差は前記第１電位差と前記第１線間電圧最大値との差（Ｃmax−Ｃmin−Ｖｓ）である：前記第４電位差は前記第１電位差と前記第２線間電圧最大値との差（Ｃmax−Ｃmin−Ｖｔ）である。

前記係数Ｄは前記一の区間における前記変化率と前記他の区間における前記変化率との極性が異なれば値（−１）を、異ならなければ値（＋１）を、それぞれ採る。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第４の態様は、その第１の態様乃至第３の態様のいずれかである。そして、前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax1、Ｖmid1、Ｖmin1）の中で最大のもの（Ｖmin1）、前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax2、Ｖmid2、Ｖmin2）の中で最大のもの（Ｖmid2）は、いずれも前記最大値（Ｃmax）と等しく設定される。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第５の態様は、その第１の態様乃至第３の態様のいずれかである。そして、前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax1、Ｖmid1、Ｖmin1）の中で最小のもの（Ｖmax1）、前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax2、Ｖmid2、Ｖmin2）の中で最小のもの（Ｖmid2）は、いずれも前記最小値（Ｃmin）と等しく設定される。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第１の態様、第２の態様によれば、変調率が高い場合や二相変調の場合においても、一つ又は複数のキャリア周期における合成電圧ベクトルを維持しつつ、線間電圧のパルス幅を広げてインバータの相電流が精度良く検出される。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第３の態様によれば、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することにより、電流リプルが抑制される。

この発明にかかる電力変換器制御装置の第４の態様、第５の態様によれば、二相変調において第１乃至第３の態様の効果を享受できる。

第１の実施の形態の動作を説明するタイミングチャートである。 第１の形態の他の態様の動作を示すタイミングチャートである。 図２６に示されたベクトル図の一部を拡大して示すベクトル図である。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 相電圧指令を補正しない場合の最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスと、比較技術によって相電圧指令補正値／相電圧指令補償値を採用した場合の最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスと、第１の実施の形態によって相電圧指令補正値／相電圧指令補償値を採用した場合の最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとを示すタイミングチャートである。 図２０に示された最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスが得られるときのタイミングチャートである。 鋸歯波であるキャリアを採用した場合のタイミングチャートである。 第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。 補正区間及び補償区間における線間電圧指令を説明するタイミングチャートである。 最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスを示すタイミングチャートである。 従来の問題点を示すベクトル図である。 従来の問題点を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値と、最大相相電圧パルス、中間相相電圧パルス、最小相相電圧パルスとの関係を示すタイミングチャートである。 最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値及び最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。 補正区間及び補償区間における線間電圧指令を説明するタイミングチャートである。 線間電圧指令を説明する図である。 補正相電圧指令の存在領域を示す図である。 線間電圧指令を説明する図である。 補正相電圧指令の存在領域を示す図である。 線間電圧指令を説明する図である。 補正相電圧指令の存在領域を示す図である。 線間電圧指令を説明する図である。 補正相電圧指令の存在領域を示す図である。 線間電圧指令を説明する図である。 補正相電圧指令の存在領域を示す図である。 線間電圧指令を説明する図である。 補正相電圧指令の存在領域を示す図である。

第１の実施の形態．
図１は第１の実施の形態の動作を説明するタイミングチャートである。キャリアＣ１として最小値Ｃminと最大値Ｃmaxの間を傾斜角±θで遷移する対称三角波が採用される。

キャリアＣ１の一周期は期間Ｔfcを有しているが、この間にキャリアＣ１は最小値Ｃminと最大値Ｃmaxの間を一往復する。換言すれば、キャリアＣ１は、その一周期の半分となる所定長Ｔ0の区間（以下簡単のため、区間の長さと区間とは同じ記号を用いて表す）の複数に亘って最小値Ｃminと最大値Ｃmaxとの間を遷移しつつ、各々の区間では変化率tanθの符号を異ならせることなく最小値Ｃminと最大値Ｃmaxとの間を線形に変化する。但し、隣接する一対の区間同士では、変化率の符号が異なる。前述のキャリアＣ０はキャリアＣ１と同様に対称三角波である。

後述するように、キャリアは、鋸歯波であっても、所定長Ｔ0の区間の複数に亘って最小値Ｃminと最大値Ｃmaxとの間を遷移しつつ、各々の区間では変化率tanθの符号を異ならせることなく最小値Ｃminと最大値Ｃmaxとの間を線形に変化する、といえる。但し鋸歯波では対称三角波とは異なり、その一周期は所定長Ｔ０と一致し、いずれの区間同士も変化率の符号は同じである。

さて、図２５を参照して、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0のそれぞれのキャリア一周期における平均値Ｅmax、Ｅmid、Ｅminは、それぞれ下式（１）（２）（３）で求められる。但し、簡単のため、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0はいずれもキャリア一周期Ｔfcにおいて変動しないものとする。

よって最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのそれぞれのキャリア一周期の平均値Ｅmax＿mid，Ｅmid＿minは、それぞれ下式（４）（５）で求められる。

さて、本実施の形態では下記の処理によってキャリアＣ１の一周期における相電圧指令を補正する。

(i)キャリアＣ１の一周期の前半（ここではキャリアＣ１の波形が上昇する区間）では、当該前半における線間電圧のパルス幅を最小幅制限Ｔ＿limよりも大きくするように、相電圧指令の各々を補正する。

(ii)キャリアＣ１の一周期の後半（ここではキャリアＣ１の波形が下降する区間）では、平均値Ｅmax＿mid、Ｅmid＿minが補正前の相電圧指令を採用した場合と一致するように、相電圧指令の各々を補正する。

処理(i)に則り、キャリアＣ１の一周期の前半における最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのキャリアＣ１の一周期の前半におけるパルス幅（Ｔon＿max−Ｔon＿mid）／２，（Ｔon＿mid−Ｔon＿min）／２のいずれかが最小幅制限Ｔ＿lim未満である場合には、相電圧指令を補正する必要がある。

図２５の例に沿っていえば、中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのキャリアＣ１の一周期の前半におけるパルス幅（Ｔon＿mid−Ｔon＿min）／２が最小幅制限Ｔ＿lim未満であるので、これを最小幅制限Ｔ＿lim以上に、例えば最小幅制限Ｔ＿limに拡げるように、相電圧指令を補正する。

相電圧指令の補正は、実際には時間の長さを基準とせずに電圧の大きさを基準とすることを考えると、処理(i)はキャリアの変化率tanθを導入して、下記のように書き換えることができる。

(i')キャリアＣ１の一周期の前半では、当該前半における最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのいずれもが所定の電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜以上となるように、相電圧指令の各々を補正する。

処理(i')に則れば、キャリアＣ１の一周期の前半における最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿min（これらはそれぞれ（Ｔon＿max1−Ｔon＿mid1）・tanθ，（Ｔon＿mid1−Ｔon＿min1）・tanθに等しい）のいずれかが電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜未満である場合には、相電圧指令を補正する必要がある。

図２５の例に沿っていえば、中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minを所定の電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜以上に、例えば電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜に拡げるように、相電圧指令を補正する。

もちろん、処理(i)や処理(i'）にいう相電圧指令の補正は、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのいずれもが電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜以上であれば行う必要はない。しかし、そのような補正を行ってもよい。つまり補正前の相電圧指令に基づいて決定される最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minの値を電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜以上としつつ、これらが減少するように相電圧指令を補正してもよい。

さて、本実施の形態では、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minの値を考慮して相電圧指令を補正するので、補正の対象となる相電圧指令は、電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜未満の値を有していた線間電圧を決定する一対の相電圧指令にとどまらず、もう一つの相電圧指令が補正の対象となってもよい。かかる特徴により変調率が高い場合であっても、キャリア周期における合成電圧ベクトルを維持しつつ線間電圧のパルス幅を広げて電力変換器の相電流が精度良く検出されることを説明する。

図１は、図２５に示された最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0に替えて、キャリアＣ１の前半側の区間Ｔ０において有効な最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1と、キャリアＣ１の後半側の区間Ｔ０において有効な最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2とを用いた場合のタイミングチャートである。以下、このような種々の相電圧指令とキャリアＣ１との比較において、前半の区間Ｔ０における線間電圧のパルス幅を最小幅制限Ｔ＿limよりも大きくしつつ、平均値Ｅmax、Ｅmid、Ｅminが補正前の相電圧指令を採用した場合と一致することを説明する。

図２５において、キャリア前半区間における中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minの電位差（Ｔon＿mid−Ｔon＿min）・｜tanθ｜／２が電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜未満であったので、図１ではキャリアＣ１の一周期の前半において、上記処理(i')に則って、Ｖmin1−Ｖmid1＝Ｔ＿lim・｜tanθ｜となる中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1を設定する。

但し、下式（６）（７）を満足するように最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1を設定しなければならない。このように設定することで、電圧ベクトルＶ４（最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿midが直流電圧Ｅを採る期間におけるスイッチングパターン）及び電圧ベクトルＶ６（中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minが直流電圧Ｅを採る期間におけるスイッチングパターン）のいずれについてもＤＣリンク電流を適切に検出することができる。

式（６）は最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid（Ｔon＿max1−Ｔon＿mid1）・tanθが電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜以上でなければならないための制約である。式（７）は最大相相電圧指令補正値Ｖmax1及び最小相相電圧指令補正値Ｖmin1のいずれもが最小値Ｃmin以上かつ最大値Ｃmax以下でなければならないための制約である。しかしかかる制約を満足し、かつＶmin1−Ｖmid1≧Ｔ＿lim・｜tanθ｜を満足すれば（ここではＶmin1−Ｖmid1＝Ｔ＿lim・｜tanθ｜であれば）、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1を任意に設定することができる。これは特許文献１で提案されるような相電圧指令に基づいた補正ではなく、線間電圧に基づいた補正であるからである。

なお、キャリアＣ１の前半の区間において零電圧ベクトルＶ０，Ｖ７に相当する期間ｔ１，ｔ２では、相電流を検出する必要はない。零電圧ベクトルＶ０，Ｖ７に対応するスイッチングパターンでは、理想的にはＤＣリンク電流は流れないからである。

最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminは、それぞれキャリアＣ１の前半の区間において期間Ｔon＿max1，Ｔon＿mid1，Ｔon＿min1で活性化する。よって下式（８）（９）が成立する。

例えば図１ではＴon＿mid1−Ｔon＿min1＝Ｔ＿limに設定されているので、Ｖmin1＝（Ｔon＿mid1−Ｔon＿min1）・tanθ＋Ｖmid1となる。

前半の区間における最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのそれぞれの平均値Emax＿mid1，Emid＿min1は、Ｔfc（＝２Ｔ０）を導入して、式（１０）（１１）で示されることになる。

次に処理(ii)によって最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を設定する。一つのキャリアＣ１において最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0がそれぞれ固定して設定されているので、たとえば、当該キャリアＣ１が非常に短いとすると、当該キャリアＣ１において電流値は一定とみなすことができ、当該キャリアＣ１の前半の区間のみにおいて相電流が検出できればよい。つまりその後半の区間では相電流を検出する必要がない。よって後半の区間では、最小幅制限Ｔ＿limの確保ではなく、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのそれぞれの平均値Ｅmax＿mid， Ｅmid＿minが相電圧指令の補正に依らずに維持されることが要求される。即ち、後半の区間における最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのそれぞれの平均値Ｅmax＿mid2，Ｅmid＿min2は、下式（１２）（１３）を満足するように決定される。

これにより、最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminがキャリアＣ１の後半の区間において活性化する期間Ｔon＿max2，Ｔon＿mid2，Ｔon＿min2は、下式（１４）（１５）を満足しなければならない。よって式（１６）（１７）を満足する最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2が設定される。

但し、最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2のいずれもが最小値Ｃmin以上かつ最大値Ｃmax以下でなければならない。

以上のように最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を設定することにより、平均値Ｅmax、Ｅmid、Ｅminは補正前の相電圧指令を採用した場合と一致する。

最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2のいずれもが最大値Ｃmax以下かつ最小値Ｃmin以上であるかぎり、式（１６）（１７）を満足する最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を任意に設定できる。よって図２７で示されたような、変調率が高い場合であっても、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2が最大値Ｃmaxを越えるような事態を回避しやすい。

より具体的には、図２７において中間相相電圧指令補償値Ｖmid2は超過量（Ｖmid2−Ｃmax）だけキャリアＣ０の最大値Ｃmaxよりも大きくなっている。この超過量が、Ｖmax0−Ｃminよりも小さい場合には、本実施の形態の技術が奏功する。

なお、図１ではVmid2＝Cmaxとなっている場合が例示されている。これにより中間相相電圧パルスＰmidがキャリアＣ１の後半の区間において活性化する期間Ｔon＿mid2は実質的には存在しなくなっている。

またキャリアＣ１の後半の区間において中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minは負となる期間を有している。これはVmid2＞Ｖmin2となっていることに起因する。

以上のように本実施の形態によれば、相電圧指令自体を補正するという観点ではなく、線間電圧を補正する観点で相電圧指令を補正するので、相電圧指令を補正する自由度が高く、以て補正後の相電圧指令がキャリアの最大値や最小値からはみ出ることが回避できる。これにより、キャリア一周期分における合成電圧ベクトルを維持できる。

上記の説明ではキャリアＣ１の波形はその前半において上昇し、後半において下降する場合を例にとって説明した。しかし、キャリアＣ１の波形がその前半において下降し、後半において上昇する場合も、符号の反転を考慮すれば同様に本実施の形態の技術を採用することができる。

また、キャリアの波形が下降することなく上昇を繰り返す場合、即ち鋸歯波を呈する場合であっても、符号の反転を考慮すれば同様に本実施の形態の技術を採用することができる。

図２は本実施の形態の他の態様の動作を示すタイミングチャートである。図２において、キャリアＣ２として最小値Ｃminと最大値Ｃmaxの間を傾斜角θで遷移する鋸歯波が採用されている。この場合にも上記の手法と同様にして、図示されるように期間Ｔon＿max1，Ｔon＿mid1，Ｔon＿min1，Ｔon＿max2，Ｔon＿mid2，Ｔon＿min2や最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1、最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を設定することができる。

但し、キャリアＣ２の一周期は区間Ｔ０と一致するので、キャリアＣ２の二周期分の電圧ベクトルの合成値が、相電圧指令の補正の前後で維持されることになる。換言すれば、ここでは補正前の相電圧指令はキャリアＣ２の二周期において共通する場合が例示されていることになる。

しかし、キャリアＣ１，Ｃ２のいずれを採用する場合にも、それぞれ一区間における相電圧指令を補正してＤＣリンク電流を相電流として把握するための期間を確保する点で共通する。よって、一区間においてそれぞれの相に対応した相電圧指令補正値を求め、当該一区間（以下「補正区間」とも称する）における相電圧指令と相電圧指令補正値との相違を、少なくとも一つの他の区間において補償するように（当該一区間と他の区間とを合計した区間において合成される電圧ベクトルが補正の前後で維持されるように）相電圧指令補償値を設定すればよい。以下、このような補償が行われる区間を補償区間とも称する。

よってキャリアが三角波であるか鋸歯波であるかによらず、相電圧指令の変更は、最小値Ｃminと最大値Ｃmaxの間を傾斜角θの絶対値が（即ち傾斜tanθの絶対値が）変動することなく線形で遷移する区間を単位として考慮すればよい。

補償区間が複数の区間に跨る場合については第２の実施の形態において後述する。また、簡単のために補正区間が補償区間に先行する場合をまず説明するが、その後に、補償区間が補正区間に先行する場合についても説明する。

以下、特許文献１に開示されるような、単に相電圧指令を移動させることによって相電流の検出を可能とする技術（以下「比較技術」と称する）と比較した、本実施の形態の優位性について説明する。

図３は図２６に示されたベクトル図の一部を拡大して示すベクトル図である。図３は、より具体的には、キャリア一周期中で電圧ベクトルＶ４が最も大きく採られる、換言すればキャリア一周期中における合成電圧ベクトルが、電圧ベクトルＶ４近傍となる場合を示すベクトル図である。途中で一部を省略しているものの、零電圧ベクトルＶ０，Ｖ７を示す点Ｏから、電圧ベクトルＶ４が最も大きく採られる点Ｅまでの距離はキャリア一周期分の長さに対応する。図３においてベクトル長Ｖ＿limは最小幅制限値Ｔ＿limに対応する電圧ベクトルの長さである。

点Ａ，Ｂはいずれも零電圧ベクトル以外には電圧ベクトルＶ４のみが電圧ベクトルとして採用される状態を示し、それぞれ点Ｅからの距離がベクトル長Ｖ＿limの１倍及び２倍となっている。点Ｃ，Ｄは、それぞれベクトル長Ｖ＿limの半分及び１倍の長さを有する電圧ベクトルＶ６（図２６参照）で、いずれも点Ａから移動した位置にある。点Ｆはベクトル長Ｖ＿limの長さを有する電圧ベクトルＶ５（図２６参照）で点Ａから移動した位置にある。

以下図４〜図１９を用いて、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれで示されるベクトルパターンが採用された状態において、比較技術と本実施の形態との相違を説明する。ここでキャリアとしては最大値Ｃmax及び最小値Ｃminをとる上述のキャリアＣ１を採用する。またキャリアＣ１の一周期Ｔfcにおいて最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0は変動しない。

図４〜図７は点Ｂに相当するベクトルパターンを採用した場合について、図８〜図１１は点Ｄに相当するベクトルパターンを採用した場合について、図１２〜図１５は点Ａに相当するベクトルパターンを採用した場合について、図１６〜図１９は点Ｃに相当するベクトルパターンを採用した場合について、それぞれ示している。

図４，図８，図１２、図１６は最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0と、最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminとの関係を示すタイミングチャートである。

図５，図９，図１３、図１７は本実施の形態によって得られる最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1（これらはキャリアＣ１の一周期中の前半の区間たる補正区間において有効）及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2（これらはキャリアＣ１の一周期中の後半の区間たる補償区間において有効）と、最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminとの関係を示すタイミングチャートである。

図６，図１０，図１４、図１８は最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。図７，図１１、図１５，図１９は最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。

まず点Ｂにおける最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminについて検討する。図４及び図５において、横軸一目盛が、最小幅制限値Ｔ＿limの半分に相当する。最大相相電圧指令Ｖmax0がキャリアＣ１の最小値Ｃminよりも大きいので、零電圧ベクトルＶ０が採用される期間が存在する。また、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0が互いに等しく、キャリアＣ１の最大値Ｃmaxよりも小さいので、零電圧ベクトルＶ７が採用される期間が存在する。但し零電圧ベクトルＶ０，Ｖ７に対応するスイッチングパターンが採用されるときには、実質的にはＤＣリンク電流は流れない。

このような場合、中間相相電圧と最小相相電圧とは等しくなるので、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminは同じ波形を呈することとなる。よって最大相相電圧パルスＰmaxのみが活性化して電圧ベクトルＶ４が採用される期間において、最大相に対応する線電流しか検出することができない。

そこで、図５に示されるように、キャリアＣ１の前半において中間相相電圧指令Ｖmid0よりも小さい中間相相電圧指令補正値Ｖmid1と、最小相相電圧指令Ｖmin0よりも大きい最小相相電圧指令補正値Ｖmin1を採用する。具体的には最小相相電圧指令補正値Ｖmin1を最大値Ｃmaxに等しく採る。これにより中間相相電圧パルスＰmidを最小幅制限値Ｔ＿limに等しくすることができる。このとき、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1として最大相相電圧指令Ｖmax0を維持しても、最大相相電圧パルスＰmaxを最小幅制限値Ｔ＿lim以上に確保することができる。中間相相電圧パルスＰmidが活性化している期間においては最大相相電圧パルスＰmaxも活性化しているので、当該期間（これは電圧ベクトルＶ６に対応する）において最小相に対応する線電流を検出することができる。

キャリアＣ１の後半において最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用する。ここでは最大相相電圧指令補償値Ｖmax2として最大相相電圧指令Ｖmax0を維持する。式（１６）においてＶmax1＝Ｖmax2＝Ｖmax0が成立するので、Ｖmid2＝２Ｖmid0−Ｖmid1に設定される。よって式（１７）からＶmin2＝２Ｖmin0−Ｖmin1に設定される。これにより、最小相相電圧パルスＰminがキャリアＣ１の後半において活性化し、電圧ベクトルＶ５が採用されることになる。

図６及び図７は、それぞれ図４及び図５で示される最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminに基づいて採用される電圧ベクトルを示している。一目盛がベクトル長Ｖ＿limの半分に相当する。但し、零電圧ベクトルＶ０、Ｖ７はそれ自体の大きさが０であるので、これらが採用される期間の長短に拘わらず、キャリアＣ１一周期中における電圧ベクトルの合成値には寄与しない。よって零電圧ベクトルＶ０、Ｖ７は図６及び図７において黒丸で示されている。

図６及び図７で示されるように、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、いずれも電圧ベクトルＶ４方向にベクトル長８・Ｖ＿limの大きさで延びている。つまりキャリアＣ１一周期中の電圧ベクトルの合成値は両者で維持されていることがわかる。

上記の図４及び図５の比較で理解されるように、点Ｂにおいては最大相相電圧指令Ｖmax0を維持することができる。つまり比較技術でも点Ｂにおいては電力変換器の相電流を精度良く検出することができる。

次に点Ｄにおける最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminについて検討する。図８及び図９においても横軸一目盛が、最小幅制限値Ｔ＿limの半分に相当する。

図８を参照して、最大相相電圧指令Ｖmax0が最小値Ｃminに等しく、最小相相電圧指令Ｖmin0が最大値Ｃmaxに等しいので、零電圧ベクトルＶ０、Ｖ７が採用される期間は存在しない。

また、中間相相電圧指令Ｖmid0は最小相相電圧指令Ｖmin0よりも小さいのでキャリアＣ１の中央近傍において電圧ベクトルＶ６が採用される期間（最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmidの両方が活性化する期間）が存在する。

但し、キャリアＣ１の前半の区間においては、中間相相電圧パルスＰmidが活性化する期間は最小幅制限値Ｔ＿limの半分であり、最小相の線電流を適切に検出することはできない。

しかし図９を参照して、点Ｂにおいて示された処理と類似して、キャリアＣ１の前半において中間相相電圧指令Ｖmid0よりも小さい中間相相電圧指令補正値Ｖmid1を採用し、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1としてそれぞれ最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0を維持することにより、キャリアＣ１の前半の区間において中間相相電圧パルスＰmidが活性化する期間の長さを最小幅制限値Ｔ＿limにすることができる。

キャリアＣ１の後半において最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用する。ここでは式（１６）においてＶmax1＝Ｖmax2＝Ｖmax0が成立するので、Ｖmid2＝２Ｖmid0−Ｖmid1に設定される。ここではＶmin2＝Cmaxとなる場合が例示されている。よってキャリアＣ１の後半においては最大相相電圧パルスＰmaxのみが活性化し、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminは活性化せず、電圧ベクトルＶ４のみが採用されることになる。

図１０及び図１１は図６及び図７と同様にして、それぞれ図８及び図９で示される最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminに基づいて採用される電圧ベクトルを示している。

図１０及び図１１で示されるように、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、いずれも電圧ベクトルＶ４成分のベクトル長は９・Ｖ＿limの大きさであり、電圧ベクトルＶ６の成分のベクトル長はＶ＿limの大きさである。つまりキャリアＣ１一周期中における電圧ベクトルの合成値は両者で維持されていることがわかる。

上記の図８及び図９の比較で理解されるように、点Ｄにおいては最大相相電圧指令Ｖmax0を維持することができる。つまり比較技術でも点Ｄにおいては電力変換器の相電流を精度良く検出することができる。

図１２を参照して、点Ａにおいては、点Ｂについて示す図４と同様に、最大相相電圧指令Ｖmax0がキャリアＣ１の最小値Ｃminよりも大きく、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0が互いに等しい。しかし変調率が大きく、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0は最大値Ｃmaxに近い値を採るので、図５に示されるように最大相相電圧指令補正値Ｖmax1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2として最大相相電圧指令Ｖmax0を維持すると、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2が最大値Ｃmaxを越えてしまうことになる（図２７も参照）。つまり比較技術では点Ａにおいてキャリア一周期中の電圧ベクトルの合成値を維持できない。

これに対して本実施の形態では、図１３に示すように、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2を最大相相電圧指令Ｖmax0より低く、例えばここでは最小値Ｃminと等しく設定する。

これにより、電圧ベクトルＶ６が採用される期間（ここでは中間相相電圧パルスＰmidが活性化している期間）を確保できる。

図１４及び図１５は図６及び図７と同様にして、それぞれ図１２及び図１３で示される最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminに基づいて採用される電圧ベクトルを示している。

図１４及び図１５で示されるように、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、いずれもベクトル長が９・Ｖ＿limの大きさである電圧ベクトルＶ４と同等である。つまりキャリアＣ１一周期中の電圧ベクトルの合成値は両者で維持されていることがわかる。

このように、本実施の形態にかかる技術を採用すれば、比較技術よりもベクトル長Ｖ＿lim一つ分だけ、電圧ベクトルＶ４の方向に、相電流検出可能な領域が拡がる。

図１６を参照して、点Ｃにおいては、最大相相電圧指令Ｖmax0が最小値Ｃminよりも大きく、最小相相電圧指令Ｖmin0が最大値Ｃmaxに等しい（実質的な二相変調）。そして中間相相電圧指令Ｖmid0は最小相相電圧指令Ｖmin0に近い値を採るので、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2として最大相相電圧指令Ｖmax0を維持すると、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2が最大値Ｃmaxを越えてしまうことになる。つまり比較技術では点Ｃにおいてキャリア一周期中の電圧ベクトルの合成値を維持できない。

これに対して本実施の形態では、図１７に示すように、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2を最大相相電圧指令Ｖmax0より低く、例えばここでは最小値Ｃminと等しく設定する。

これにより、電圧ベクトルＶ６が採用される期間（ここでは中間相相電圧パルスＰmidが活性化している期間）を確保できる。

図１８及び図１９は図６及び図７と同様にして、それぞれ図１６及び図１７で示される最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminに基づいて採用される電圧ベクトルを示している。

図１８及び図１９で示されるように、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成も等しくなり、キャリアＣ１一周期中の電圧ベクトルの合成値は両者で維持されていることがわかる。

このように、本実施の形態にかかる技術を採用すれば、比較技術よりもベクトル長Ｖ＿limだけ電圧ベクトルＶ４の方向に、またベクトル長Ｖ＿limだけ電圧ベクトルＶ６の方向に、相電流検出可能な領域が拡がる。

以上のことから、図３を参照して、比較技術では点Ｄ，Ｂ、Ｆをこの順に結ぶ線よりも点Ｅ側に対応する電圧ベクトルが採用される場合には、キャリア一周期分の電圧ベクトルの合成値を維持しつつ相電流を検出することができないことがわかる。他方、本実施の形態にかかる技術では、点Ｄ，Ａ、Ｆをこの順に結ぶ線よりも点Ｅ側に対応する電圧ベクトルが採用される場合には、キャリア一周期分の電圧ベクトルの合成値を維持しつつ相電流を検出することができないことがわかる。

つまり、本実施の形態にかかる技術は、比較技術よりも、図３でハッチングされた領域だけ、キャリア一周期分の電圧ベクトルの合成値を維持しつつ相電流検出可能な領域が広い点で優れていることがわかる。

本実施の形態によれば、更に、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することにより、電流リプルを抑制することができる。

図２０は、相電圧指令を補正しない場合の最大相相電圧パルスＰmax0、中間相相電圧パルスＰmid0、最小相相電圧パルスＰmin0と、比較技術によって相電圧指令補正値／相電圧指令補償値を採用した場合の最大相相電圧パルスＰmax1、中間相相電圧パルスＰmid1、最小相相電圧パルスＰmin1と、本実施の形態によって相電圧指令補正値／相電圧指令補償値を採用した場合の最大相相電圧パルスＰmax2、中間相相電圧パルスＰmid2、最小相相電圧パルスＰmin2とを示すタイミングチャートである。相電圧指令、及びその補正値や補償値、並びにキャリアの図示は省略するが、簡単のためにキャリアの最小値を０、最大値を２０と仮定して説明する。

相電圧指令を補正しない場合として、最大相相電圧指令、中間相相電圧指令、最小相相電圧指令の値をそれぞれ５，１５，１５とすると、中間相相電圧パルスＰmid0と最小相相電圧パルスＰmin0とは波形が等しくなり、キャリアの一周期Ｔfcの前半の区間Ｔ０においては電圧ベクトルＶ０，Ｖ４，Ｖ７が、後半の区間Ｔ０においては電圧ベクトルＶ７，Ｖ４，Ｖ０が、それぞれこの順に採用される。一周期Ｔfcの長さを４０とすると、前半の区間Ｔ０において採用される電圧ベクトルＶ０，Ｖ４，Ｖ７の長さＶＬはそれぞれ５，１０，５であり、後半の区間Ｔ０において採用される電圧ベクトルＶ７，Ｖ４，Ｖ０の長さＶＬはそれぞれ５，１０，５の長さＶＬである。

最小幅制限値Ｔ＿limの長さを２とし、比較技術を採用すると、最大相相電圧指令補正値の値は最大相相電圧指令の値５に維持されつつ、最小相相電圧指令補正値の値は最小相相電圧指令の値１５に維持されつつ、中間相相電圧指令補正値は値１２を採る。これにより、前半の区間Ｔ０においては電圧ベクトルＶ０，Ｖ４，Ｖ６，Ｖ７が採用され、それぞれの長さＶＬは５，７，３，５となる。電圧ベクトルＶ６が採用される期間が最小幅制限値Ｔ＿limの長さ２以上に設定されることにより、最小相電流の検出が精度良く行えることになる。

そして最大相相電圧指令補償値の値は最大相相電圧指令の値５に維持されつつ、最小相相電圧指令補償値の値は最小相相電圧指令の値１５に維持されつつ、中間相相電圧指令補償値は値１８を採る。これにより、後半の区間Ｔ０においては電圧ベクトルＶ７，Ｖ５，Ｖ４，Ｖ０が採用され、それぞれの長さＶＬは２，３，１０，５となる。中間相相電圧指令補正値と中間相相電圧指令補償値との和は中間相相電圧指令の二倍となり式（１６）（１７）が満足され、キャリア一周期中の電圧ベクトルの合成値は変更されていない。別の見方をすれば、最大相相電圧パルスＰmax0及び最小相相電圧パルスＰmin0と、最大相相電圧パルスＰmax1及び最小相相電圧パルスＰmin1とはそれぞれ波形が同じでありながら、中間相相電圧パルスＰmid1が活性化する長さは、中間相相電圧パルスＰmid0が活性化する期間と等しい。

しかしキャリア一周期の中央では、前半の区間Ｔ０において採用される零電圧ベクトルＶ７と後半の区間Ｔ０において採用される零電圧ベクトルＶ７とが連続する。よってここでの零電圧ベクトルＶ７の長さＶＬは５＋２＝７となる。他方、キャリア一周期の両端では、それぞれ零電圧ベクトルＶ０の長さＶＬは５である。通常、隣接するキャリアにおいて採用される零電圧ベクトルの長さが大きく変動しないことに鑑みれば、キャリア一周期の両端で採用される零電圧ベクトルの長さＶＬの合計は、キャリア一周期の中央で採用される零電圧ベクトルの長さＶＬと等しいことが望ましい。つまり零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することにより、電流リプルを抑制することが望ましい。

しかし比較技術では、単に相電圧にのみ着目しているため、かかる観点での改善ができなかった。これに対して本実施の形態では、線間電圧に着目して相電圧指令の補正値／補償値を採用することができる。つまり相電圧指令の補正値／補償値を設定するに際しては、比較技術よりも自由度が大きいため、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することができる。

具体的には、最大相相電圧指令補正値、中間相相電圧指令補正値、最小相相電圧指令補正値の値は、比較技術と同じく、値５，１２，１５を採る。よって比較技術と同様にして最小相電流の検出が精度良く行えることになる。しかし最大相相電圧指令補償値、中間相相電圧指令補償値、最小相相電圧指令補償値の値は、比較技術とは異なり、それぞれ値３．５，１６．５，１３．５を採る。これにより、後半の区間Ｔ０においては電圧ベクトルＶ７，Ｖ５，Ｖ４，Ｖ０が採用され、それぞれの長さＶＬは３．５，３，１０，３．５となる。

よってキャリア一周期における電圧ベクトルの合成は電圧ベクトルＶ４成分について長さＶＬが１７であり、電圧ベクトルＶ５、Ｖ６成分の長さＶＬが共に３となる。電圧ベクトルＶ５，Ｖ６の長さＶＬが互いに等しいので、合成された電圧ベクトルは電圧ベクトルＶ４の成分のみとなる。しかも電圧ベクトルＶ５、Ｖ６は共に電圧ベクトルＶ４の方向についてそれぞれ長さＶＬ＝１．５（＝３・cos６０°）で寄与するので、合成された電圧ベクトルは結局、長さが２０（＝１７＋１．５×２）の電圧ベクトルＶ４となる。これは最大相相電圧パルスＰmax0、中間相相電圧パルスＰmid0、最小相相電圧パルスＰmin0から得られる長さＶＬが２０（＝１０＋１０）の電圧ベクトルＶ４と一致する。つまり、キャリア一周期における電圧ベクトルの合成値は維持されている。

これを式（１６）（１７）に即してみれば、Ｖmax0＝５、Ｖmid0＝１５、Ｖmin0＝１５，Ｖmax1＝５、Ｖmid1＝１２、Ｖmin1＝１５，Ｖmax2＝３．５、Ｖmid2＝１６．５、Ｖmin2＝１３．５であり、これらの値は式（１６）（１７）を満足することが分かる。

しかも、キャリア一周期の中央では、前半の区間Ｔ０において採用される零電圧ベクトルＶ７の長さＶＬと、後半の区間Ｔ０において採用される零電圧ベクトルＶ７の長さＶＬはそれぞれ５，３．５であり、両者の合計は８．５となる。他方、キャリア一周期の両端では、前半の区間Ｔ０において採用される零電圧ベクトルＶ０の長さＶＬと、後半の区間Ｔ０において採用される零電圧ベクトルＶ０の長さＶＬはそれぞれ５，３．５であり、両者の合計は８．５となる。

以上のように本実施の形態を適用することにより、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することができる。以下では、具体的にどのようにして零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することができるかについて説明する。

図２１は図２０に示された最大相相電圧パルスＰmax2、中間相相電圧パルスＰmid2、最小相相電圧パルスＰmin2が得られるときのタイミングチャートである。具体的にはキャリアＣ１の前半の区間Ｔ０におけるキャリアＣ１と最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1との比較、及びキャリアＣ１の後半の区間Ｔ０におけるキャリアＣ１と最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2との比較を示している。

ここではキャリアＣ１の前半の区間Ｔ０における線間電圧の最大値（以下「線間電圧最大値」と称す）Ｖｓと、後半の区間Ｔ０における線間電圧の最大値Ｖｔとを導入している。前半の区間Ｔ０においてはＶmin1＞Ｖmid1＞Ｖmax1が成立するので、Ｖｓ＝Ｖmin1−Ｖmax1である。後半の区間Ｔ０においてはＶmid2＞Ｖmin2＞Ｖmax2が成立するので、Ｖｔ＝Ｖmid2−Ｖmax2である。

つまりキャリアＣ１の前半の区間Ｔ０における線間電圧最大値Ｖｓは、相電圧指令補正値の中で最も大きいものと最も小さいものとの差として得られる。またキャリアＣ１の後半の区間Ｔ０における線間電圧最大値Ｖｔは、相電圧指令補償値の中で最も大きいものと最も小さいものとの差として得られる。

よって線間電圧最大値Ｖｓの計算に用いられる一対の相電圧指令と、線間電圧最大値Ｖｔの計算に用いられる一対の相電圧指令とは同じとは限らない。よって異なる区間において線間電圧最大値が等しいとは限らない。

まずキャリアＣ１の前半の区間Ｔ０における零電圧ベクトルが採用される期間Ｔａと、後半の区間Ｔ０における零電圧ベクトルが採用される期間Ｔｂとを計算する手法を説明する。

前半の区間Ｔ０において零電圧ベクトルが採用されない期間は線間電圧最大値Ｖｓに相当する区間であり、具体的にはその長さはＶｓ・｜cotθ｜で求められる。ここで｜cotθ｜はキャリアＣ１の傾斜角θを用いて表したキャリアＣ１の傾斜の絶対値の逆数である。

キャリアＣ１が相電圧指令補正値のうち最も小さいものである最大相相電圧指令補正値Ｖmax1よりも小さいときに零電圧ベクトルＶ０が採用される。つまり零電圧ベクトルＶ０が採用される期間は、相電圧指令補正値のうち最も小さいものと最小値Ｃminとの差（Ｖmax1−Ｃmin）をキャリアの傾きの絶対値｜tanθ｜で除した値で規定される。

相電圧指令補正値のうち最も大きいものである最小相相電圧指令補正値Ｖmin1が最大値Ｃmaxよりも小さいときに零電圧ベクトルＶ７が採用される。つまり零電圧ベクトルＶ７が採用される期間は、相電圧指令補正値のうち最も大きいものと最大値Ｃmaxとの差（Ｃmax−Ｖmin1）をキャリアの傾きの絶対値｜tanθ｜で除した値で規定される。

区間Ｔ０の長さＴ０を用いて、Ｔａ＝Ｔ０−Ｖｓ・｜cotθ｜となる。そして零電圧ベクトルＶ０が採用される期間をキャリアＣ１の前半の区間Ｔ０の始期においてα・Ｔａで、零電圧ベクトルＶ７が採用される期間を当該区間Ｔ０の終期において（１−α）・Ｔａで、それぞれ設ける（０≦α≦１）。このとき下式が成立する。但しＴ０・｜tanθ｜＝Ｃmax−Ｃminを用いた。

これから下式が成立する。

最大値Ｃmaxと最小値Ｃminの差を第１電位差（Ｃmax−Ｃmin）とし、相電圧指令補正値の中で最小のものと前記最小値との差を第２電位差（Ｖmax1−Ｃmin）とし、第１電位差と線間電圧最大値Ｖｓとの差を第３電位差（Ｃmax−Ｃmin−Ｖｓ）とする。これらの表現を採用すれば、値αは、第３電位差に対する第２電位差の比として把握される。

同様にして、後半の区間Ｔ０においてＴ＝Ｔ０−Ｖｔ・｜cotθ｜となる。そしてキャリアＣ１が、相電圧指令補償値のうち最も小さいものである最大相相電圧指令補償値Ｖmax2よりも小さいときに零電圧ベクトルＶ０が採用される。つまり零電圧ベクトルＶ０が採用される期間は、相電圧指令補償値のうち最も小さいものと最小値Ｃminとの差（Ｖmax2−Ｃmin）をキャリアの傾きの絶対値｜tanθ｜で除した値で規定される。

相電圧指令補償値のうち最も大きいものである中間相相電圧指令補償値Ｖmid2が最大値Ｃmaxよりも小さいときに零電圧ベクトルＶ７が採用される。つまり零電圧ベクトルＶ７が採用される期間は、相電圧指令補正値のうち最も大きいものと最大値Ｃmaxとの差（Ｃmax−Ｖmid2）をキャリアの傾きの絶対値｜tanθ｜で除した値で規定される。

零電圧ベクトルＶ７が採用される期間をキャリアＣ１の後半の区間Ｔ０の始期において（１−β）・Ｔｂで、零電圧ベクトルＶ０が採用される期間を当該区間Ｔ０の終期においてβ・Ｔｂで、それぞれ振り分ける（０≦β≦１）。

キャリアＣ１は一周期Ｔfcの前半の区間Ｔ０と後半の区間Ｔ０とでは変化率の符号がそれぞれ正、負であって相互に異なる。よって零電圧ベクトルＶ０，Ｖ７が現れる順序が両区間では逆になる。しかしキャリア一周期における線間電圧の平均値や、電圧ベクトルの合成値を維持するに際しては、零電圧ベクトルＶ０，Ｖ７を区別せずに扱える。よって零電圧ベクトルが採用される期間を等配分するには、下式が成立すればよい。

左辺はキャリアＣ１の一周期の始期と終期に現れる零電圧ベクトルＶ０が採用される期間の長さの合計であり、右辺はキャリアＣ１の一周期の中央に現れる零電圧ベクトルＶ７が採用される期間の長さである。これを整理して下式が得られる。

ここで第１電位差と線間電圧最大値Ｖｔとの差である第４電位差（Ｃmax−Ｃmin−Ｖｔ）を導入すると、比Ｔａ／Ｔｂは第４電位差に対する第３電位差の比と把握することができる。キャリアＣ１の傾斜の絶対値はいずれの区間においても等しいからである。

式（１６）（１７）から、後半の区間Ｔ０における二つの線間電圧が求められるので、線間電圧最大値Ｖｔも決定される。そして相電圧指令補償値のうち最も小さいもの、ここでは最大相相電圧指令補償値Ｖmax2は、下式で設定されることになる。

つまり相電圧指令補償値のうち最も小さいものは、第１電位差から線間電圧最大値Ｖｔを差し引いた値に対して値βを乗じ、更に最小値Ｃminを加えた値として設定される。

式（２２）に対して式（２１）を代入することにより、最大相相電圧指令補償値Ｖmax2は決定される。また式（１６）（１７）を用いて、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2及び中間相相電圧指令補償値Ｖmid2も求められる。

ここではキャリアＣ１の一周期の始期と終期における変化率の符号がそれぞれ正、負である場合を例示したが、変化率の符号が逆である場合、即ちキャリアＣ１の一周期の中央が谷となっている場合でも同様にして相電圧指令補償値を決定することができる。

以上のようにして相電圧指令補正値や相電圧指令補償値を用いることにより、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することができる。

図２２は、鋸歯波であるキャリアＣ２を採用した場合のタイミングチャートである。キャリアＣ２を用いた場合にもキャリアＣ１を用いた場合と同様にして、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分することができる。キャリアＣ２は鋸歯波であるので、全ての区間Ｔ０においてその変化率の符号は変わらない。よって零電圧ベクトルＶ０，Ｖ７が現れる順序はいずれの区間Ｔ０でも同じである。このことに着目すると、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分するには下式が成立すればよい。

左辺はキャリアＣ１の一周期の始期に現れる零電圧ベクトルＶ０が採用される期間の長さと終期に現れる零電圧ベクトルＶ７が採用される期間の長さとの合計であり、右辺はキャリアＣ１の一周期の中央に現れる零電圧ベクトルＶ７，Ｖ０が採用される期間の長さの合計である。これを整理して下式が得られる。

よって上記説明と同様にして、得られた相電圧指令補正値に対応して、零電圧ベクトルが採用される期間を等配分する相電圧指令補償値を得ることができる。

式（２１）（２４）から、係数Ｄを導入して下記のように纏められる。ここで係数Ｄは前半の区間Ｔ０におけるキャリアの傾きと、後半の区間Ｔ０におけるキャリアの傾きとの符号の異同で決定される。両者の符号が異なる場合、異ならない場合に対応して、係数Ｄはそれぞれ値−１，１を採ることとなり、式（２５）は式（２１）（２４）と一致する。

また、上述の説明から、キャリアの傾きの絶対値は区間毎に異なっていても、零電圧ベクトルの等分配ができる。式（２０）（２３）で示される関係は二つの区間における変化率には依存しないからである。つまり、キャリアとしては、対称三角波や鋸歯波を呈する波形を有していなければならないことはなく、非対称三角波を呈する波形を有しているものを採用することができる。

第２の実施の形態．
第２の実施の形態では第１の実施の形態で示された手法を具体的に実現するための構成について説明する。

図２３は第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。電力変換器３は、一対の直流母線ＬＨ、ＬＬの間で相互に並列に接続される３つの電流経路を備える。直流母線ＬＨ、ＬＬの間には直流電圧Ｅが印加され、直流母線ＬＨの電位の方が、直流母線ＬＬの電位よりも高い。

３つの電流経路は、それぞれ接続点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを有する。接続点Ｐｕを有する電流経路は、接続点Ｐｕを介して直流母線ＬＨ，ＬＬの間で直列に接続される一対のスイッチ４up，４unを有する。接続点Ｐｖを有する電流経路は、接続点Ｐｖを介して直流母線ＬＨ，ＬＬの間で直列に接続される一対のスイッチ４vp，４vnを有する。接続点Ｐｗを有する電流経路は、接続点Ｐｗを介して直流母線ＬＨ，ＬＬの間で直列に接続される一対のスイッチ４wp，４wnを有する。スイッチ４up，４vp，４wpは、それぞれスイッチ４un，４vn，４wnよりも直流母線ＬＨ側に配置される。

電力変換器３がインバータとして機能する場合には、スイッチ４up，４vp，４wp，４un，４vn，４wnの開閉によって、接続点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗからそれぞれ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを負荷５へ供給する。電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは三相電流であり、負荷５は三相負荷であって例えば電動機である。

電力変換器３がコンバータとして機能する場合には、負荷５に代えて三相交流電源が接続される。三相交流電源としては、例えば三相発電機が挙げられる。三相発電機は電動機によって実現可能である。電力変換器３がコンバータとして機能する場合には、三相交流電源から接続点Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗにそれぞれ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが入力し、スイッチ４up，４vp，４wp，４un，４vn，４wnの開閉によって、直流母線ＬＨ、ＬＬの間に直流電圧Ｅが印加される。

直流母線ＬＬに流れる電流Ｉｄは直流であって、電力変換器３から離れる方向に流れる。電流Ｉｄを検出する手法として、は抵抗素子における電圧降下を測定したり、カレントトランスを採用して測定することが公知である。電流Ｉｄは直流母線ＬＨにおいても流れ、その向きは電力変換器３に向かって近づく方向である。

電力変換器３の制御においては、キャリアＣが採用される。ここでキャリアＣとしては第１の実施の形態で説明された対称三角波を呈するキャリアＣ１や鋸歯波を呈するキャリアＣ２が用いられる。更に、第１の実施の形態の末尾において付言されたように、非対称三角波を呈する波形を有するキャリアを採用してもよい。非対称三角波がキャリアとして採用される場合、区間Ｔ０の長さは区間毎に相違することとなる。

以下、電力変換器３がインバータとして機能する場合を例にとって説明する。ただし、周知のように、上述のように構成された電力変換器３はインバータとしてもコンバータとしても機能させることができるので、下記説明が電力変換器３がコンバータとして機能する場合にも適用されることは当業者にとって自明である。よって電力変換器３がコンバータとして機能する場合についての説明は省略する。

インバータ制御装置６は、相電流演算部６１と、相電圧指令生成部６２と、線間電圧指令生成部６３と、補正相電圧指令生成部６４と、ベクトルパターン決定部６６と、スイッチング信号生成部６７とを有する。

相電流演算部６１は、一の区間において電流Ｉｄ及びスイッチングパターンＶ＊に基づいて、三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを推定する。スイッチングパターンＶ＊はスイッチ４up，４vp，４wp，４un，４vn，４wnの開閉の状態を示す。当該一の区間は相電流を検出すべき区間であり、以下「検出区間」とも称す。

第１の実施の形態に即して言えば、スイッチングパターンＶ＊は電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７を総括して表していると把握できる。第１の実施の形態で説明されたように、検出区間において二つの相電流を検出すべく、二つの相電流に対応する電圧ベクトルが採用される期間として最小幅制限値Ｔ＿lim以上の期間を確保する。

スイッチング信号生成部６７は、スイッチングパターンＶ＊に基づいてスイッチング信号Ｇup，Ｇvp，Ｇwp，Ｇun，Ｇvn，Ｇwnを生成する。スイッチング信号Ｇup，Ｇvp，Ｇwp，Ｇun，Ｇvn，Ｇwnは、それぞれスイッチ４up，４vp，４wp，４un，４vn，４wnの開閉を制御する。

スイッチングパターンＶ＊は、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊とキャリアＣとの比較に基づいて、パターン決定部６６によって決定される。以下では最大相、中間相、最小相がそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相である場合について説明する。補正相電圧指令Ｖｗ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｕ＊＊は第１の実施の形態で示された相電圧指令補正値Ｖmin1，Ｖmid1，Ｖmax1及び相電圧指令補償値Ｖmin2，Ｖmid2，Ｖmax2の両方に対応する。

第１の実施の形態では補正区間（これは検出区間としても把握できる）において相電圧指令補正値Ｖmin1，Ｖmid1，Ｖmax1を採用し、当該補正区間に連続した他の一つの区間を補償区間として相電圧指令補償値Ｖmin2，Ｖmid2，Ｖmax2を採用し、これらをキャリアＣと比較していた。補正区間と補償区間では、本来の相電圧指令Ｖmin0，Ｖmid0，Ｖmax0は共通していた。

このような状況では、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊は補正区間において相電圧指令補正値Ｖmax1を採り、補償区間において相電圧指令補償値Ｖmax2を採る：補正相電圧指令Ｖｖ＊＊は補正区間において相電圧指令補正値Ｖmid1を採り、補償区間において相電圧指令補償値Ｖmid2を採る：補正相電圧指令Ｖｗ＊＊は補正区間において相電圧指令補正値Ｖmin1を採り、補償区間において相電圧指令補償値Ｖmin2を採る。

もちろん、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊はキャリアＣと比較されるべく、これらはキャリアＣの最小値Ｃmin以上であり、最大値Ｃmax以下である。

相電圧指令生成部６２は、例えば三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ及び電流指令Ｉ＊に基づいて、本来の相電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を出力し、線間電圧指令生成部６３へ出力する。このような相電圧指令生成部６２の機能は周知であるので、ここでは詳細な説明は省略する。

なお、本実施の形態では上述のように、最大相、中間相、最小相がそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相である場合について説明するので、本来の相電圧指令Ｖｗ＊，Ｖｖ＊，Ｖｕ＊は第１の実施の形態にいう相電圧指令Ｖmin0，Ｖmid0，Ｖmax0と対応する。二相変調が採用されることも考慮すると、Ｖｕ＊＜Ｖｖ＊≦Ｖｗ＊の関係がある。つまり中間相が最小相と一致する場合もあり得る。同様にしてＶｕ＊≦Ｖｖ＊の関係もあり得る。

線間電圧指令生成部６３は二つの線間電圧指令Ｅｓ＊，Ｅｔ＊を出力する。これらは第１の実施の形態で説明された線間電圧最大値Ｖｓ，Ｖｔとは直接には関係しない。

第１の実施の形態で(i)において説明されたように、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのいずれかが電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜未満である場合には相電圧指令が補正されるが、最大相／中間相線間電圧Ｖmax＿mid及び中間相／最小相線間電圧Ｖmid＿minのいずれもが電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜である場合においても、相電圧指令の補正を行ってもよい。

しかし、第１の実施の形態で(ii)において説明されたように、平均値Ｅmax＿mid、Ｅmid＿minが補正前の相電圧指令を採用した場合と一致するように、相電圧指令の各々を補正する。但し、本実施の形態では更に一般化して、これらの平均値は一つの補正区間と複数の補償区間との全体に亘っての平均として考える。

線間電圧指令Ｅｓ＊，Ｅｔ＊は次のように設定される。但し、ここではＥｓ＊＝Ｖｖ＊＊−Ｖｕ＊＊、Ｅｔ＊＝Ｖｗ＊＊−Ｖｖ＊＊として説明を行う。

補正区間（即ち検出区間）において相電流を正確に検出するために、補正区間において線間電圧指令Ｅｓ＊，Ｅｔ＊及びその和Ｅｓ＊＋Ｅｔ＊は、いずれの絶対値も電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜以上の値を採用する。しかも補正相電圧指令Ｖ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊がキャリアＣと比較されるべく、上述の絶対値はいずれもキャリアＣの振幅（最大値Ｃmaxと最小値Ｃminとの差）以下である。かかる制限の下で、補正区間における線間電圧指令Ｅｓ＊，Ｅｔ＊は任意の値を取り得る。

補償区間における線間電圧指令Ｅｓ＊は、補正区間において設定された線間電圧指令Ｅｓ＊が元の相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）から乖離した電圧を補償する値を採る。

図２４は補正区間及び補償区間における線間電圧指令Ｅｓ＊を説明するタイミングチャートである。図２４において区間Ａ，区間Ｂは、それぞれ補正区間及び補償区間である。

ここではキャリアＣとして対称三角波を呈する波形を有するキャリアＣ１を採用しており、区間ＡはキャリアＣ１が上昇する半周期分として、区間ＢはキャリアＣ１が下降してから上昇する一周期分として設定されている。また、Ｖｖ＊＞Ｖｕ＊である場合を示した。

線間電圧指令Ｅｓ＊の設定自体は相電圧が各区間において一定であることを前提とはしないものの、説明の簡単のため、ここではいずれの相電圧も区間のそれぞれにおいて一定であるとして図示している。

相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）は破線で示されている。今、補正区間において、線間電圧指令Ｅｓ＊は元の相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）よりも電圧値ΔＶAだけ大きいとすると、−ΔＶA＝（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）−Ｅｓ＊となる。つまり、相電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊同士の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）の補正区間における値から、線間電圧指令Ｅｓ＊の補正区間における値を差し引いた値（−ΔＶA）を想定する。補正区間において、元の相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）が大きく、Ｔ＿lim・｜tanθ｜≦Ｅｓ＊＜Ｖｖ＊−Ｖｕ＊が成立する場合には、電圧値ΔＶAは負となることもあり得る。これは上述のように補正相電圧指令Ｖ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊がキャリアＣと比較されるための要求によって生じ得る事態である。

この値（−ΔＶA）を補償区間において按分した電圧値ΔＶBを求める。ここではキャリアＣ１の波形は対称三角波を呈しており、区間Ｂは区間Ａの二倍であるので、ΔＶB＝（−ΔＶA）／２となる（図２４の上から二段目のグラフ参照）。

そして補償区間における線間電圧指令Ｅｓ＊には、補償区間における元の相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）と電圧値ΔＶBとの和が採用される（図２４の上から三段目のグラフ）。

以上のような線間電圧指令Ｅｓ＊の設定と同様にして、線間電圧指令Ｅｔ＊を設定することができる。具体的には、相電圧指令Ｖｖ＊，Ｖｗ＊同士の差（Ｖｗ＊−Ｖｖ＊）の補正区間における値から線間電圧指令Ｅｔ＊の補正区間における値を差し引いた値を想定する。そして当該値を補償区間において按分した値と、補償区間における元の相電圧指令の差（Ｖｗ＊−Ｖｖ＊）との和を、補償区間における線間電圧指令Ｅｔ＊として採用する。

以上のような処理を行って、線間電圧指令生成部６３は線間電圧指令Ｅｓ＊，Ｅｔ＊を生成する。

補正相電圧指令生成部６４は、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊を設定する。第１の実施の形態で既に述べたように、相電流の検出に必要なのは線間電圧の確保であり、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊はその差の絶対値が補正区間において電位差Ｔ＿lim・｜tanθ｜以上の値を採ればよい。

以下、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊の具体的な設定方法について説明する。

図３９、図４１，図４３，図４５，図４７，図４９は線間電圧指令を示す図であり、図４０、図４２、図４４、図４６、図４８、図５０は補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊がキャリアＣ１と比較可能な領域に収まる（以下、簡単に「比較可能条件」と称す）ために補正相電圧指令Ｖｕ＊＊が存在し得る領域を示す図である。

図３９及び図４０はいずれもＶｕ＊＜Ｖｖ＊＜Ｖｗ＊である場合を想定しており、よってＥｓ＊＞０，Ｅｔ＊＞０である。このような場合に比較可能条件が満足されるためには、図４０に示されるように、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊は（キャリアＣ１の）最小値Ｃmin以上かつ値［Ｃmin−（Ｅｓ＊＋Ｅｔ＊）］以下でなければならない。

図４１及び図４２はいずれもＶｖ＊＜Ｖｕ＊＜Ｖｗ＊である場合を想定しており、よってＥｓ＊＜０，Ｅｔ＊＞０，｜Ｅｔ＊｜＞｜Ｅｓ＊｜である。このような場合に比較可能条件が満足されるためには、図４２に示されるように、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊は値［Ｃmin−Ｅｓ＊］以上かつ値［Ｃmax−（Ｅｓ＊＋Ｅｔ＊）］以下でなければならない。

図４３及び図４４はいずれもＶｖ＊＜Ｖｗ＊＜Ｖｕ＊である場合を想定しており、よってＥｓ＊＜０，Ｅｔ＊＞０，｜Ｅｔ＊｜＜｜Ｅｓ＊｜である。このような場合に比較可能条件が満足されるためには、図４４に示されるように、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊は値［Ｃmin−Ｅｓ＊］以上かつ（キャリアＣ１の）最大値Ｃmax以下でなければならない。

図４５及び図４６はいずれもＶｗ＊＜Ｖｖ＊＜Ｖｕ＊である場合を想定しており、よってＥｓ＊＜０，Ｅｔ＊＜０である。このような場合に比較可能条件が満足されるためには、図４６に示されるように、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊は値［Ｃmin−（Ｅｓ＊＋Ｅｔ＊）］以上かつ（キャリアＣ１の）最大値Ｃmax以下でなければならない。

図４７及び図４８はいずれもＶｗ＊＜Ｖｕ＊＜Ｖｖ＊である場合を想定しており、よってＥｓ＊＞０，Ｅｔ＊＜０，｜Ｅｔ＊｜＞｜Ｅｓ＊｜である。このような場合に比較可能条件が満足されるためには、図４６に示されるように、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊は値［Ｃmin−（Ｅｓ＊＋Ｅｔ＊）］以上かつ値［Ｃmax−Ｅｓ＊］以下でなければならない。

図４９及び図５０はいずれもＶｕ＊＜Ｖｗ＊＜Ｖｖ＊である場合を想定しており、よってＥｓ＊＞０，Ｅｔ＊＜０，｜Ｅｔ｜＜｜Ｅｓ＊｜である。このような場合に比較可能条件が満足されるためには、図５０に示されるように、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊は（キャリアＣ１の）最小値Ｃmin以上かつ値［Ｃmax−Ｅｓ＊］以下でなければならない。

補正区間と補償区間とでは、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊の大小関係が入れ替わる可能性があることから、結局、補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊が比較可能条件を満足するためには、下式を満足すれば足りることが分かる。但し記号ＭＡＸ［］は［］で囲まれた三者の中で最も大きな値を表し、記号ＭＩＮ［］は［］で囲まれた三者の中で最も小さな値を表す。

補正区間と補償区間のいずれにおいても相電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が一定である場合は、これらは第１の実施の形態にいう相電圧指令Ｖmin0，Ｖmid0，Ｖmax0に相当する。また、上記の説明から補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊の補正区間における値がそれぞれ第１の実施の形態にいう相電圧指令補正値Ｖmin1，Ｖmid1，Ｖmax1に相当することは明らかである。

ところで式（１６）は下記のように書き換えられる。但し補正区間における線間電圧指令Ｅｓ＊の値Ｅｓ１を採用した。

式（２８）の右辺の第１項は補償区間における元の補正指令同士の差であり、同第２項は値（−ΔＶA）である。第１の実施の形態において補償区間が補正区間と同じ長さであることを考慮すると、−ΔＶA＝ΔＶBである。よって式（２８）の左辺は補償区間における線間電圧指令Ｅｓ＊の値を示すことになる。つまり、補償区間における線間電圧指令Ｅｓ＊の値Ｅｓ２を導入すると、Ｖmid2＝Ｖmax2＋Ｅｓ２となり、本実施の形態にいう補正相電圧指令Ｖｖ＊＊の補償区間における値が第１の実施の形態にいう相電圧指令補償値Ｖmid2に相当することがわかる。

式（１７）からも同様のことが導けるので、本実施の形態にいう補正相電圧指令Ｖｗ＊＊の補償区間における値が第１の実施の形態にいう相電圧指令補償値Ｖmin2に相当することがわかる。

また、本実施の形態にいう補正相電圧指令Ｖｕ＊＊を第１の実施の形態にいう相電圧指令補正値Ｖmax1、相電圧指令補償値Ｖmax2として採用することができることも明白である。

よって第２の実施の形態にかかるインバータ制御装置６を採用することにより、第１の実施の形態で説明された効果を招来することができる。

なお、キャリアＣはインバータ制御装置６の外部から供給されてもよいし、キャリアＣを発生するキャリア生成部６８をインバータ制御装置６が備えてもよい（図２３参照）。キャリア生成部６８には期間Ｔが入力され、これは例えばキャリアＣ１の一周期Ｔｆｃとして採用されたり、あるいは区間Ｔ０の長さとして採用されたりする。

インバータ制御装置６はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行することにより、上記ブロックの機能を実現する。

上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。

なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。

また、インバータ制御装置６はこれに限らず、上記各ブロックによって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。

補償区間において更に相電圧指令補正値を考慮してもよい。即ち、補償区間においても新たに線間電圧指令値を設定し、これと相電圧指令同士の差との乖離を、更に後の区間において補償してもよい。この場合には乖離する値が、図２４に即していえば区間ＡにおけるΔＶAのみならず、区間Ｂの前半の区間Ｂ１（キャリアＣ１が下降する区間）においても発生する。この場合、区間Ｂの後半の区間Ｂ２（キャリアＣ１が上昇する区間）における相電圧指令補正値は、区間Ａにおいて発生した乖離を補償するための電圧値ΔＶBのみならず、区間Ｂ１において発生した乖離を補償するための値をも累加して設定されることになる。

＜二相変調の例＞
図１６乃至図１９では変調率が高い場合の二相変調について説明されたが、変調率が小さくても、実施の形態で説明された技術は二相変調に適用することができる。

図２８は最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0と、最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminとの関係を示すタイミングチャートである。そして最小相相電圧指令Ｖmin0が最大値Ｃmaxに等しく、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0がキャリアＣ１の最小値Ｃminよりも最大値Ｃmaxに近い場合が例示されている。つまり図１６で示された場合と比較して、最大相相電圧指令Ｖmax0が大きくて電圧ベクトルＶ４が採用される期間が短く、零電圧ベクトルＶ０が採用される期間が長い場合が、図２８に例示されている。

このような二相変調が採用されるときも、実施の形態で説明された技術を用いて二相変調を行うことができる。図２９は最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1（これらはキャリアＣ１の一周期中の前半の区間たる補正区間において有効）及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2（これらはキャリアＣ１の一周期中の後半の区間たる補償区間において有効）と、最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminとの関係を示すタイミングチャートである。

図１７を用いて説明された場合と比較すると、最大相相電圧指令Ｖmax0が大きいので、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1をキャリアＣ１の最小値Ｃminにまで小さくすることなく、中間相相電圧パルスＰmidを最小幅制限値Ｔ＿lim（ここでは横軸の目盛二つ分）以上に拡げることができる。そして中間相相電圧指令補償値Ｖmid2をキャリアＣ１の最大値Ｃmaxに等しく設定することができ、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2をこれよりも小さく設定することができる。図２９では最大相相電圧指令補償値Ｖmax2は中間相相電圧指令補償値Ｖmid2と等しい場合が例示されている。

図３０は最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。図３１は最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。

図３０及び図３１のいずれにおいても、キャリアＣ１の一周期において区々に採用される電圧ベクトルを破線で、合成された電圧ベクトルを実線で、それぞれ示している。但し、上述のように、零電圧ベクトルＶ０はそれ自体の大きさが０であるので、これが採用される期間の長短に拘わらず黒丸で示されている。

図３０及び図３１で示されるように、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成も等しくなり、キャリアＣ１一周期中の電圧ベクトルの合成値は両者で維持されていることがわかる。

このように相電圧指令のうち最大であるもの（ここでは最小相相電圧指令Ｖmin0）、補正区間における補正相電圧指令のうち最大であるもの（ここでは最小相相電圧指令補正値Ｖmin1）、補償区間における補正相電圧指令のうち最大であるもの（ここでは中間相相電圧指令補償値Ｖmid2）を、いずれもキャリアＣ１の最大値Ｃmaxと等しく設定することができる。そしてかかる設定により、実施の形態で説明された技術の効果を二相変調においても享受できる。

同様にして、図１６においてＶmax0＝Ｃminとすると、相電圧指令のうち最小であるもの（ここでは最大相相電圧指令Ｖmax0）、図１７を更に参照して補正区間における補正相電圧指令のうち最小であるもの（ここでは最大相相電圧指令補正値Ｖmax1）、補償区間における補正相電圧指令のうち最小であるもの（ここでは最大相相電圧指令補償値Ｖmax2）を、いずれもキャリアＣ１の最小値Ｃminと等しく設定することができる。

具体的には、図３２は最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0と、最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminとの関係を示すタイミングチャートである。そして最大相相電圧指令Ｖmax0が最小値Ｃminに等しく、最小相相電圧指令Ｖmin0、中間相相電圧指令Ｖmid0がキャリアＣ１の最大値Ｃmaxよりも最小値Ｃminに近い場合が例示されている。つまり図１６で示された場合と比較して、最大相相電圧指令Ｖmax0が大きくて電圧ベクトルＶ４，Ｖ６が採用される期間が短く、零電圧ベクトルＶ７が採用される期間が長い場合が、図３２に例示されている。

図３３は最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1（これらはキャリアＣ１の一周期中の前半の区間たる補正区間において有効）及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2（これらはキャリアＣ１の一周期中の後半の区間たる補償区間において有効）と、最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminとの関係を示すタイミングチャートである。

最小相相電圧指令補正値Ｖmin1をキャリアＣ１の最大値Ｃmaxにまで大きくすることなく、最大相相電圧パルスＰmaxのみが活性化する期間（電圧ベクトルＶ４が採用される期間に相当）や、最大相相電圧パルスＰminのみが非活性となる期間（電圧ベクトルＶ６が採用される期間に相当）を最小幅制限値Ｔ＿lim（ここでは横軸の目盛二つ分）以上に拡げることができる。

そして中間相相電圧指令補償値Ｖmid2をキャリアＣ１の最小値Ｃminに等しく設定することができ、最大相相電圧指令補償値Ｖmax2をこれよりも大きく設定することができる。図３３では最大相相電圧指令補償値Ｖmax2は最小相相電圧指令補償値Ｖmin2と等しい場合が例示されている。

図３４は最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。図３５は最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成を示すベクトル図である。

図３４及び図３５のいずれにおいても、キャリアＣ１の一周期において区々に採用される電圧ベクトルを破線で、合成された電圧ベクトルを実線で、それぞれ示している。但し、上述のように、零電圧ベクトルＶ７はそれ自体の大きさが０であるので、これが採用される期間の長短に拘わらず黒丸で示されている。

図３４及び図３５で示されるように、最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0、最小相相電圧指令Ｖmin0を採用した場合の電圧ベクトルの合成も、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1及び最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用した場合の電圧ベクトルの合成も等しくなり、キャリアＣ１一周期中の電圧ベクトルの合成値は両者で維持されていることがわかる。

なお、相電圧指令Ｖmax0，Ｖmid0，Ｖmin0，Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が二相変調であるか、三相変調であるかを問わず、相電圧指令補正値Ｖmax１，Ｖmid1、Ｖmin1及び相電圧指令補償値Ｖmax2，Ｖmid2，Ｖmin2や補正相電圧指令Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊を二相変調としてもよい。

＜キャリア周期の採り方の例＞
上記の説明では、キャリアＣ１の一周期をキャリアＣ１が最小値を採る時点から一旦最大値を採ってから再び最小値を採る時点として把握した。そしてキャリアＣ１が上昇する前半の半周期を補正区間とし、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、中間相相電圧指令補正値Ｖmid1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1を任意に設定する。そしてこれらと線間電圧とに基づいて、キャリアＣ１が下降する後半の半周期を補償区間として、最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を設定する。しかしながら、キャリアＣ１の一周期をキャリアＣ１が最大値を採る時点から一旦最小値を採ってから再び最大値を採る時点として把握してもよい。

＜補正区間と補償区間の順序の例＞
キャリアＣ１の後半の半周期を補正区間とし、前半の半周期を補償区間としてもよい。このようにしても、補正区間、補償区間のそれぞれにおけるキャリアＣ１の変化率の符号（正／負）が異ならない限り、キャリア一周期における線間電圧の平均値を同一に保つことができ、キャリア周期における合成電圧ベクトルを維持できるからである。

もちろん、後者の手法を採用する場合には、電圧指令補償値が採用される、前半区間の開始することに先だって、相電圧指令補正値、相電圧指令補償値を計算することが望ましい。そのためには、当該区間を含むキャリアＣ１の一周期に先だって、当該周期についての通常の相電圧指令を決定しておく必要がある。このような技術は例えば特許文献３に開示されるように、公知の技術であるので、ここでは詳細な説明を割愛する。

図３６は点Ｄ（図３参照）における最大相相電圧パルスＰmax、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminについて示したタイミングチャートであり、図９のタイミングチャートと対応する。図３６でも図９と同様に、横軸一目盛が、最小幅制限値Ｔ＿limの半分に相当する。

キャリアＣ１の後半において中間相相電圧指令Ｖmid0（図８参照）よりも小さい中間相相電圧指令補正値Ｖmid1を採用し、最大相相電圧指令補正値Ｖmax1、最小相相電圧指令補正値Ｖmin1としてそれぞれ最大相相電圧指令Ｖmax0、中間相相電圧指令Ｖmid0を維持することにより、キャリアＣ１の後半の区間において中間相相電圧パルスＰmidが活性化する期間の長さを最小幅制限値Ｔ＿limにすることができる。

そしてキャリアＣ１の前半において最大相相電圧指令補償値Ｖmax2、中間相相電圧指令補償値Ｖmid2、最小相相電圧指令補償値Ｖmin2を採用する。ここでは図９と同様にしてＶmax1＝Ｖmax2＝Ｖmax0、Ｖmid2＝２Ｖmid0−Ｖmid1、Ｖmin2＝Cmaxとなる場合が例示されている。よってキャリアＣ１の前半においては最大相相電圧パルスＰmaxのみが活性化し、中間相相電圧パルスＰmid、最小相相電圧パルスＰminは活性化せず、電圧ベクトルＶ４のみが採用されることになる。

図３７は図１１に対応するベクトル図であり、ここで示されるベクトルの合成ベクトルは、図１０，図１１のそれらと同じことが分かる。つまりキャリアＣ１一周期中における電圧ベクトルの合成値はこれらの三者間で維持されていることがわかる。

図３８は補正区間及びこれに先行する補償区間における線間電圧指令Ｅｓ＊を説明するタイミングチャートであって、図２４と同様に区間Ａ，区間Ｂは、それぞれ補正区間及び補償区間である。

ここではキャリアＣとして対称三角波を呈する波形を有するキャリアＣ１を採用しており、区間ＢはキャリアＣ１が上昇する半周期分として、区間ＡはキャリアＣ１が下降する半周期分として、それぞれ設定されている。説明の簡単のため、ここではいずれの相電圧も区間のそれぞれにおいて一定であるとして図示している。

図２４と同様に相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）は破線で示されている。今、補正区間Ａにおいて、線間電圧指令Ｅｓ＊は元の相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）よりも電圧値ΔＶAだけ大きいとする。値（−ΔＶA）を補償区間において按分した電圧値ΔＶBを求める。ここではキャリアＣ１の波形は対称三角波を呈しており、区間Ｂは区間Ａの一倍であるので、ΔＶB＝（−ΔＶA）となる。もちろん、図２４に示された場合と同様にして、区間Ｂが区間Ａの二倍以上であってもよい。あるいは区間Ａがキャリアの一周期の半分であることに鑑みて、区間Ｂがキャリアの一周期の半分の整数倍であってもよい。例えば区間Ｂは区間Ａの１．５倍であってもよい。補償区間における線間電圧指令Ｅｓ＊には、補償区間における元の相電圧指令の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）と電圧値ΔＶBとの和が採用される。

３ 電力変換器（インバータ）
４up，４vp，４wp，４un，４vn，４wn スイッチ
６ インバータ制御装置
６１ 相電流演算部
６２ 相電圧指令生成部
６３ 線間電圧指令生成部
６４ 補正相電圧指令生成部
６６ ベクトルパターン決定部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ キャリア
Ｃmin 最小値
Ｃmax 最大値
Ｅ 直流電圧
Ｅｓ＊，Ｅｔ＊ 線間電圧指令
Ｇup，Ｇvp，Ｇwp，Ｇun，Ｇvn，Ｇwn スイッチング信号
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ 三相電流
Ｉ＊ 電流指令
ＬＨ、ＬＬ 直流母線
Ｔ０ 区間
Ｔ＿lim 最小幅制限値
Ｖ＊ スイッチングパターン
Ｖmax0 最大相相電圧指令
Ｖmid0 中間相相電圧指令
Ｖmin0 最小相相電圧指令
Ｖmax1 最大相相電圧指令補正値
Ｖmid1 中間相相電圧指令補正値
Ｖmin1 最小相相電圧指令補正値
Ｖmax2 最大相相電圧指令補償値
Ｖmid2 中間相相電圧指令補償値
Ｖmin2 最小相相電圧指令補償値
Ｖｓ，Ｖｔ 線間電圧最大値
Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊ 補正相電圧指令
Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊ （本来の）相電圧指令
ΔＶA，ΔＶB 電圧値

Claims (5)

1. 一対の直流母線（ＬＨ、ＬＬ）の間で相互に並列に接続される３つの電流経路を備え、前記電流経路の各々が接続点及び前記接続点を介して一対の直流母線の間で直列に接続される一対のスイッチ（４up，４vp，４wp，４un，４vn，４wn）を有する電力変換器（３）を、所定長（Ｔ０）の区間の複数に亘って最小値（Ｃmin）と最大値（Ｃmax）との間を遷移しつつ各々の前記区間では変化率（tanθ）の符号を異ならせることなく前記最小値及び前記最大値の間を線形に変化するキャリア（Ｃ）を用いて制御する装置（６）であって、
   前記スイッチの前記開閉の状態を示すスイッチングパターン（Ｖ＊）に基づいて、前記スイッチの前記開閉を制御するスイッチング信号（Ｇup，Ｇvp，Ｇwp，Ｇun，Ｇvn，Ｇwn）を生成するスイッチング信号生成部（６７）と、
   第１の相電圧指令（Ｖｕ＊；Ｖmax0）、前記第１の相電圧指令以上の第２の相電圧指令（Ｖｖ＊；Ｖmid0）、前記第２の相電圧指令以上の第３の相電圧指令（Ｖｗ＊；Ｖmin0）を生成する相電圧指令生成部（６２）と、
   第１及び第２の線間電圧指令（Ｅｓ＊，Ｅｔ＊）を出力し、一の前記区間における前記第１の線間電圧指令（Ｅｓ＊）の絶対値は所定の電位差（Ｔ＿lim・｜tanθ｜）以上の第１値を採用し、少なくとも一つの他の前記区間における前記第１の線間電圧指令としては前記第１の相電圧指令（Ｖｕ＊）と前記第２の相電圧指令（Ｖｖ＊）との第１の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）の前記一の区間における値から前記第１値を差し引いた値（−ΔＶA）を前記他の区間において按分した値（ΔＶB）と当該他の区間における前記第１の差との和を採用し、前記一の区間における前記第２の線間電圧指令（Ｅｔ＊）の絶対値は前記所定の電位差以上の値をとる第２値を採用し、前記他の区間における前記第２の線間電圧指令としては前記第２の相電圧指令（Ｖｖ＊）と前記第３の相電圧指令（Ｖｗ＊）との第２の差（Ｖｗ＊−Ｖｖ＊）の前記一の区間における値から前記第２値を差し引いた値を按分した値と前記他の区間における前記第２の差との和を採用する線間電圧指令生成部（６３）と、
   いずれも前記キャリアと比較される第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊：Ｖmax1，Ｖmid1，Ｖmin1，Ｖmax2，Ｖmid2，Ｖmin2）を出力する補正相電圧指令生成部（６４）と、
   前記第１乃至第３の補正相電圧指令と前記キャリアとの比較に基づいて、前記スイッチングパターンを決定するパターン決定部（６６）と、
   前記一の区間において、前記直流母線に流れる電流（Ｉｄ）及び前記スイッチングパターン（Ｖ＊）に基づいて、前記三相電流を推定する相電流演算部（６１）と
   を備え、
   前記補正相電圧指令生成部において、
   前記第１の補正相電圧指令として、前記最小値、前記最小値から前記第１の線間電圧指令を引いた値、及び前記最小値から前記第１の線間電圧指令と前記第２の線間電圧指令の和を引いた値の三者の中で最も大きい値以上であって、かつ前記最大値、または前記最大値から前記第１の線間電圧指令を引いた値、及び前記最大値から前記第１の線間電圧指令と前記第２の線間電圧指令との和を引いた値の三者の中で最も小さい値以下の値を採用し、
   前記第２の補正相電圧指令として、前記第１の補正相電圧指令に前記第１の線間電圧指令を加算した値を採用し、
   前記第３の補正相電圧指令として、前記２の補正相電圧指令に前記第２の線間電圧指令を加算した値を採用する、電力変換器制御装置。
2. 前記線間電圧指令生成部（６３）は、
   前記一の区間における前記第１の線間電圧指令（Ｅｓ＊）として、前記第１の相電圧指令（Ｖｕ＊）と前記第２の相電圧指令（Ｖｖ＊）との第１の差（Ｖｖ＊−Ｖｕ＊）の前記一の区間における値が前記所定の電位差（Ｔ＿lim・｜tanθ｜）未満であるか否かに対応して、それぞれ前記所定の電位差及び前記第１の差を採用し、
   前記一の区間における前記第２の線間電圧指令（Ｅｔ＊）として、前記第２の相電圧指令と前記第３の相電圧指令（Ｖｗ＊）との第２の差（Ｖｗ＊−Ｖｖ＊）の前記一の区間における値が前記所定の電位差未満であるか否かに対応して、それぞれ前記所定の電位差及び前記第２の差を採用する、請求項１に記載の電力変換器制御装置。
3. 前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖｕ＊＊，Ｖｖ＊＊，Ｖｗ＊＊）の中で最小のものが前記キャリア（Ｃ）よりも大きい期間で第１の零電圧ベクトル（Ｖ０）が採用され、
   前記第１乃至第３の補正相電圧指令の中で最大のものが前記キャリアよりも小さい期間で、前記第１の零電圧ベクトルとは異なる第２の零電圧ベクトル（Ｖ７）が採用され、
   前記第１の零電圧ベクトルに基づく前記スイッチの前記開閉の状態によって、全ての前記接続点が前記一対の直流母線の一方（ＬＬ）に接続され、
   前記第２の零電圧ベクトルに基づく前記スイッチの前記開閉の状態によって、全ての前記接続点が前記一対の直流母線の他方（ＬＨ）に接続され、
   前記他の区間は前記一の区間の直後の前記区間の一つであって、
   前記第１乃至第３の相電圧指令（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）のおのおのは、前記一の区間及び前記他の区間において一定であり、
   前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令の中で最大のものと最小のものとは第１線間電圧最大値（Ｖｓ）で相違し、
   前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令の中で最大のものと最小のものとは第２線間電圧最大値（Ｖｔ）で相違し、
   前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax2、Ｖmid2、Ｖmin2）の中で最小のもの（Ｖmax2）は、第１電位差から前記第２線間電圧最大値を差し引いた値に対して第１比βを乗じて得られた値と前記最小値との和に設定され、
   第２電位差の第３電位差に対する第２比αと、前記第１比βとの間には、係数Ｄ及び第３比γを導入してβ＝［１−Ｄ（１−２α）・γ］／２の関係があり、
   前記第３比γは、前記第３電位差の第４電位差に対する比であり、
   前記第１電位差は前記最大値と前記最小値の差（Ｃmax−Ｃmin）であり、
   前記第２電位差は前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax1、Ｖmid1、Ｖmin1）の中で最小のもの（Ｖmax1）と前記最小値との差（Ｖmax1−Ｃmin）であり、
   前記第３電位差は前記第１電位差と前記第１線間電圧最大値との差（Ｃmax−Ｃmin−Ｖｓ）であり、
   前記第４電位差は前記第１電位差と前記第２線間電圧最大値との差（Ｃmax−Ｃmin−Ｖｔ）であり、
   前記係数Ｄは前記一の区間における前記変化率と前記他の区間における前記変化率との極性が異なれば値（−１）を、異ならなければ値（＋１）を、それぞれ採る請求項１又は請求項２に記載の電力変換器制御装置。
4. 前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax1、Ｖmid1、Ｖmin1）の中で最大のもの（Ｖmin1）、前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax2、Ｖmid2、Ｖmin2）の中で最大のもの（Ｖmid2）は、いずれも前記最大値（Ｃmax）と等しく設定される、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の電力変換器制御装置。
5. 前記一の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax1、Ｖmid1、Ｖmin1）の中で最小のもの（Ｖmax1）、前記他の区間における前記第１乃至第３の補正相電圧指令（Ｖmax2、Ｖmid2、Ｖmin2）の中で最小のもの（Ｖmid2）は、いずれも前記最小値（Ｃmin）と等しく設定される、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の電力変換器制御装置。

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