JP5866764B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

特許文献１にはインバータの制御方法が記載されている。特許文献１では指令値と三角波との比較に基づいてインバータが制御される。指令値は次のように補正される。即ち三角波の半周期における指令値の平均値（時間積）と、かかる半周期における出力の平均値（時間積）との差分を、次の半周期の指令値に加えている。

これによって、インバータ１は直流電圧を指令値に即した交流電圧に変換してこれを出力することができる。

なお本発明に関連する技術が特許文献２，３に記載されている。

特許第３２３３００５号 特開２００１−２９８９９２号公報 特開２００４−２３９２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術ではインバータの入力線を流れる直流電流については着目されていない。直流電流は所定周期において脈動するが、特許文献１に記載の技術では、各周期間における直流電流のばらつき（各周期間における直流電流のオフセット量の差）を抑制することはできない。

そこで、本発明は、各周期間における直流電流のばらつきを低減できる電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる電力変換装置の第１の態様は、スイッチング素子(S1〜S6)を有し、入力線(P1,P2)の間の直流電圧をＭ（Ｍは自然数）相交流電圧に変換してこの交流電圧を出力線(Pu,Pv,Pw)へと出力し、前記入力線に流れる直流電流(idc)が前記交流電圧の基本波の周期の２Ｍ分の１倍の周期を有して脈動する電力変換装置(1)であって、前記各周期における前記スイッチング素子(S1〜S6)のスイッチングパターンに基づいて前記直流電流(idc)を検出する電流検出部(4)と、各周期に共通な基準に対する各周期でのスイッチングパターンにおける前記直流電流のオフセット量、同士の差が低減するように、各周期毎に、各周期でのスイッチングパターンに応じた相の前記交流電圧についての電圧指令を補正する電圧指令補正部(31)と、補正後の前記電圧指令に基づいて前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御部(32)とを備え、前記電圧指令は矩形波であって、前記補正は、前記電圧指令の幅を変化させる補正であり、前記電圧指令補正部(31)は、所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値が、前記一周期以前のｍ（ｍは２以上の整数）周期のそれぞれにおける前記比較値の平均と異なるときに、前記補正を行う。

本発明にかかる電力変換装置の第２の態様は、スイッチング素子(S1〜S6)を有し、入力線(P1,P2)の間の直流電圧をＭ（Ｍは自然数）相交流電圧に変換してこの交流電圧を出力線(Pu,Pv,Pw)へと出力し、前記入力線に流れる直流電流(idc)が前記交流電圧の基本波の周期の２Ｍ分の１倍の周期を有して脈動する電力変換装置(1)であって、前記各周期における前記スイッチング素子(S1〜S6)のスイッチングパターンに基づいて前記直流電流(idc)を検出する電流検出部(4)と、各周期に共通な基準に対する各周期でのスイッチングパターンにおける前記直流電流のオフセット量、同士の差が低減するように、各周期毎に、各周期でのスイッチングパターンに応じた相の前記交流電圧についての電圧指令を補正する電圧指令補正部(31)と、補正後の前記電圧指令に基づいて前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御部(32)とを備え、前記電圧指令は矩形波であって、前記補正は、前記電圧指令の幅を変化させる補正であり、前記電圧指令補正部(31)は、所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値が、前記一周期以前のｍ（ｍは２以上の整数）周期のそれぞれにおける前記比較値の中で最も大きい、又は最も小さいときに、前記補正を行う。

本発明にかかる電力変換装置の第３の態様は、第１又は第２の態様にかかる電力変換装置であって、前記電圧指令補正部(31)は、所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値が、前記一周期よりも（２ｍ−１）（ただしｍは自然数）×Ｍ周期前の周期における前記比較値と異なるときに、前記補正を行う。

本発明にかかる電力変換装置の第４の態様は、第１から第３のいずれか一つの態様にかかる電力変換装置であって、前記電圧指令補正部(31)は、前記オフセット量の前記差が大きいほど前記補正において前記平均値を大きく変化させる。

本発明にかかる電力変換装置の第５の態様は、第１の態様にかかる電力変換装置であって、前記電力変換装置(1)は、高電位が印加される第１の前記入力線(P1)と低電位が印加される第２の前記入力線(P2)との間で相互に直列に接続される一対の前記スイッチング素子(S1〜S6)の複数を有し、前記電圧指令補正部(31)は、ｍ（ｍは２以上の自然数）周期のそれぞれにおける前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値(Ipk[n],Ipk[n-1],Ipk[n-2])の平均値を算出する平均値算出部(319)と、所定の一周期における前記比較値(Ipk[n])から前記平均値を減算して差分値（ΔIpk）を算出する減算部(315)と、前記一周期における前記スイッチングパターンにおいて前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち一つのみが導通するときのみ前記差分値の極性を反転させた上で、前記差分値の極性と同じ極性を有する補正値(ΔW)を、前記第１及び前記第２の前記入力線のいずれかに接続される前記スイッチング素子のうち導通する一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相についての前記電圧指令の幅に減算する補正部(311〜313,316)とを備える。

本発明にかかる電力変換装置の第６の態様は、第２の態様にかかる電力変換装置であって、前記電力変換装置(1)は、高電位が印加される第１の前記入力線(P1)と低電位が印加される第２の前記入力線(P2)との間で相互に直列に接続される一対の前記スイッチング素子(S1〜S6)の複数を有し、前記電圧指令補正部(31)は、所定の三周期のそれぞれにおける前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値のうち中間値を選択する中間値選択部(320)と、所定の一周期における前記比較値から前記中間値を減算して差分値を算出する減算部(315)と、前記一周期における前記スイッチングパターンにおいて前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち一つのみが導通するときのみ前記差分値の極性を反転させた上で、前記差分値の極性と同じ極性を有する補正値(ΔW)を、前記第１及び前記第２の前記入力線のいずれかに接続される前記スイッチング素子のうち導通する一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相についての前記電圧指令の幅に減算する補正部(311〜313,316)とを備える。

本発明にかかる電力変換装置の第７の態様は、第３の態様にかかる電力変換装置であって、前記電力変換装置(1)は、高電位が印加される第１の前記入力線(P1)と低電位が印加される第２の前記入力線(P2)との間で相互に直列に接続される一対の前記スイッチング素子(S1〜S6)の複数を有し、前記電圧指令補正部(31)は、所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値(Ipk[n])から、前記一周期よりも（２ｍ−１）（ただし、ｍは自然数）×Ｍ周期前の前記直流電流の前記比較値(Ipk[n-3])を減算して差分値（ΔIpk）を算出する減算部(315)と、前記一周期における前記スイッチングパターンにおいて前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち一つのみが導通するときのみ前記差分値の極性を反転させた上で、前記差分値の極性と同じ極性を有する補正値(ΔW)を、前記第１及び前記第２の前記入力線のいずれかに接続される前記スイッチング素子のうち導通する一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相についての前記電圧指令の幅に減算する補正部(311〜313,316)とを備える。

本発明にかかる電力変換装置の第８の態様は、第６から第７の何れか一つの態様にかかる電力変換装置であって、前記補正部(311〜313,316)は、前記差分値に正の所定値(K)を乗算して前記補正値(ΔW)を算出する。

本発明にかかる電力変換装置の第１および第５の態様によれば、各周期間における直流電流のばらつき（オフセット量の差）を低減することができる。ばらつきが低減されることに伴って直流電流が低減すれば、スイッチング素子を流れる電流が低減するので、スイッチング素子の導通損失を低減することができる。しかも、一周期における比較値と、ｍ周期のそれぞれにおける比較値の平均値とを比較しているので、外乱ノイズの影響を抑制できる。

本発明にかかる電力変換装置の第２の態様によれば、最もばらつく直流電流を優先的に補正できるので、早期にばらつきを許容値内に収めることができる。

本発明にかかる電力変換装置の第３及び第７の態様によれば、２つの周期における直流電流を比較しているので、処理が簡易である。

本発明にかかる電力変換装置の第４及び第８の態様によれば、直流電流の振幅のばらつきを速やかに抑制できる。

本発明にかかる電力変換装置の第６の態様によれば、第２の態様にかかる電力変換装置と同じ効果を奏する。しかも一周期における比較値から中間値を減算して求まる差分値の正負の極性によって、当該比較値が三周期のそれぞれにおける比較値のうちで最も大きいのか、最も小さいのかを求めることができる。換言すれば、処理を簡易にできる。

インバータの概念的な構成を例示する図である。 直流電流およびスイッチング素子のオン／オフの模式的な一例を示す図である。 第１電圧指令の模式的な一例を示す図である。 線電流、直流電流およびスイッチング素子のオン／オフの模式的な一例を示す図である。 第２電圧指令の模式的な一例を示す図である。 電圧指令補正部の内部構成の一部の一例を示す機能ブロック図である。 電圧指令補正部の内部構成の一部の一例を示す機能ブロック図である。 電圧指令補正部の内部構成の一部の一例を示す機能ブロック図である。 電圧指令補正部の内部構成の一部の一例を示す機能ブロック図である。

実施の形態．
図１に示すように、電力変換装置の一例たるインバータ１は入力線Ｐ１，Ｐ２及び出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗと接続される。入力線Ｐ１，Ｐ２には直流電圧が印加される。ここでは入力線Ｐ２に印加される電位は入力線Ｐ１に印加される電位よりも低い。

インバータ１は直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧を出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗへと出力する。より詳細な構造の一例として、インバータ１はスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６とダイオードＤ１〜Ｄ６とを備えている。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタなどである。各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３は出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの各々と入力線Ｐ１との間に設けられている。以下では、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３を上側のスイッチング素子とも呼ぶ。ダイオードＤ１〜Ｄ３のアノードはそれぞれ出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに接続され、ダイオードＤ１〜Ｄ３はそれぞれスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３と並列に接続される。各スイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６は出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの各々と入力線Ｐ２との間に設けられている。以下では各スイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６を下側のスイッチング素子とも呼ぶ。ダイオードＤ４〜Ｄ６のアノードは入力線Ｐ２に接続され、ダイオードＤ４〜Ｄ６はそれぞれスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６と並列に接続される。なお、ダイオードＤ１〜Ｄ６はスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の寄生ダイオードであってもよい。

かかるスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６には制御部３からそれぞれスイッチ信号が与えられる。かかるスイッチ信号により各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が導通する。制御部３が適切なタイミングでスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６へとそれぞれスイッチ信号を与えることにより、インバータ１は直流電圧を交流電圧に変換する。なお、制御部３の制御によって、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４は相互に排他的に導通し、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ５は相互に排他的に導通し、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ６は相互に排他的に導通する。これは、入力線Ｐ１，Ｐ２が短絡してスイッチング素子に大電流が流れることを防止するためである。

なお図１の例示ではインバータ１は３つの出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗと接続されている。つまり三相交流電圧を出力する三相インバータ１が図１に示されている。しかしながら、インバータ１は三相インバータに限らず単相インバータであってもよく、三相以上のインバータであってもよい。以下ではインバータ１が三相インバータである場合を例に採って説明する。

インバータ１は例えば誘導性負荷２を駆動することができる。誘導性負荷２は出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに接続される。誘導性負荷２は例えばモータである。インバータ１によって誘導性負荷２に交流電圧を印加されれば、誘導性負荷２に略正弦波状の交流電流が流れる。かかる交流電流は理想的には出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗにはそれぞれ正弦波状の線電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗが流れる。これによって誘導性負荷２が駆動される。ここでは、線電流がインバータ１から誘導性負荷２へと流れるときに線電流は正の値を有し、線電流が誘導性負荷２からインバータ１へと流れるときに線電流は負の値を有すると仮定する。

図２には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３の導通／非導通と、入力線Ｐ１，Ｐ２を流れる直流電流ｉｄｃとの一例が例示されている。直流電流ｉｄｃは交流電圧の基本波の周期の６（＝交流電圧の相数×２）分の１の周期を有して脈動する。

スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３は例えば次のように導通される。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３を互いに１２０度位相をずらして導通し、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３の導通期間をいずれも交流電圧の半周期とする。なお図２のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のオン／オフを示す波形は、それぞれ出力線Ｐ１〜Ｐ３に印加される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと見なすことができる。

また上記スイッチング動作によって、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチングパターンは電気角６０度毎に変化する。かかるスイッチングパターンとして８種類のパターンが存在する。上側および下側のスイッチング素子が導通することをそれぞれ「１」「０」で示し、各相のスイッチングパターンを並べて表すと、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチングパターンは次の８種類である。即ち、スイッチングパターンは、（０００）（００１）（０１０）（０１１）（１００）（１０１）（１１０）（１１１）である。例えば下側のスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５が導通し、上側のスイッチング素子Ｓ３が導通するときにはスイッチングパターン（００１）が採用される。

また、これらのスイッチングパターンによってインバータ１が出力する電圧のベクトルを、上記数字の並びを２進数の数字と把握しこれを１０進数で表して、それぞれ電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７と表す。図２ではスイッチングパターンに対応させてそれぞれ電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６が示されている。なお、以下では電圧ベクトルＶ０，Ｖ７を採用しない態様について説明する。

さて、かかるスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の制御は、インバータ１が出力する相電圧についての第１電圧指令Ｖ*と、例えばキャリアＣとの比較に基づく制御によって実現される。第１電圧指令Ｖ*は図３に示すように例えば矩形波であり、時間の経過と共に最大値Ｖ１（例えば１）と最小値Ｖ２（例えば０）とを交互に採る。ここでは第１電圧指令Ｖ*が自身の電圧平均Ｖａｖｅよりも大きい期間Ｔ２１は第１電圧指令Ｖ*が電圧平均Ｖａｖｅよりも小さい期間Ｔ２２と等しい。なお図３の例示では第１電圧指令Ｖ*が矩形波であるので、期間Ｔ２１において第１電圧指令Ｖ*は最大値Ｖ１を採り、期間Ｔ２２において第１電圧指令Ｖ*は最小値Ｖ２を採る。また図１の例示ではインバータ１は三相インバータであるので、第１電圧指令Ｖ*は相電圧指令Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*を含み、これらの位相は互いに１２０度ずつずれる。

キャリアＣは一般的には三角波であり、所定周期を有している。図３に例示するように第１電圧指令Ｖ*の最大値はキャリアＣの最大値以上であり、第１電圧指令Ｖ*の最小値はキャリアＣの最小値以下である。

かかる第１電圧指令Ｖ*とキャリアＣとの比較に基づいてスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御する。例えば第１電圧指令Ｖ*がキャリアＣ以上となる期間において、対応する相の上側スイッチング素子を導通させる。これによって、図２に例示するようにスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が導通する。なお、第１電圧指令Ｖ*がキャリアＣ以上となる期間においては第１電圧指令Ｖ*はキャリアＣ以上の任意の値を採っても良い。第１電圧指令値Ｖ*がキャリアＣ以上であればその値がどのような値であろうと、比較結果が互いに同じだからである。同様に第１電圧指令Ｖ*がキャリアＣ以下となる期間においては第１電圧指令Ｖ*はキャリアＣ以下の任意の値を採ってよい。

＜第１電圧指令の補正方法＞
さて、図２の例示では各周期における直流電流ｉｄｃの形状は、他の周期における直流電流ｉｄｃの形状と同一である。しかしながら、実際には各周期における直流電流ｉｄｃは電流値軸において正又は負の方向に平行移動し、各周期における直流電流の脈動がばらつく（例えば図４も参照）。なお、図４では線電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗも示している。ここでいう直流電流ｉｄｃの各周期間のばらつきは、各周期間における直流電流ｉｄｃのオフセット量の差と把握することができる。なお各周期における直流電流ｉｄｃのオフセット量の基準は各周期に共通な値（例えば０）である。

そこで、本実施の形態では、直流電流ｉｄｃを検出し、直流電流ｉｄｃの各周期間におけるばらつき（オフセット量の差）を低減するように、周期毎に、各周期でのスイッチングパターンに応じた相の第１電圧指令Ｖ*を補正する。以下、より詳細な具体例について説明する。

制御部３には直流電流ｉｄｃを検出する電流検出部４が接続されている。電流検出部４は例えば入力線Ｐ２を流れる直流電流ｉｄｃを検出する。なお電流検出部４は入力線Ｐ１を流れる直流電流ｉｄｃを検出しても良い。ただし、入力線Ｐ１には高電位が印加されることから、電流検出部４として絶縁性の高い検出部を採用する必要があり、製造コストの増大を招く。よって、電流検出部４は入力線Ｐ２を流れる直流電流ｉｄｃを検出することが望ましい。

制御部３は、電圧指令補正部３１とスイッチング制御部３２とメモリ部３３とを備えている。メモリ部３３は電流検出部４から受け取る直流電流ｉｄｃを保持し、これを電圧指令補正部３１へと与えることができる。

電圧指令補正部３１には、直流電流ｉｄｃと、インバータ１が出力する相電圧（以下、出力電圧とも呼ぶ）についての第１電圧指令Ｖ*とが入力される。電圧指令補正部３１は直流電流ｉｄｃの各周期間のばらつき（オフセット量の差）を求めることができる。オフセット量の差の検出の具体例については後に詳述する。

電圧指令補正部３１は、所定の一周期の直流電流ｉｄｃのオフセット量と、他の少なくとも一周期の直流電流ｉｄｃのオフセット量との差が低減するように、当該一周期のスイッチングパターンに応じた相の第１電圧指令Ｖ*に対してその平均値を増減させる補正を行う。より詳細には、表１のように補正を行う。

表１において、「スイッチングパターン」の欄は当該一周期で採用されるスイッチングパターンを示している。「オフセットの大小」の欄は当該一周期における直流電流ｉｄｃのオフセット量と、他の少なくとも一つの周期における直流電流ｉｄｃのオフセット量との大小を示している。「オフセットの大小」の欄においては、当該一周期におけるオフセット量が大きいときに「大」を記している。「電圧指令」の欄はスイッチングパターンに応じた相の第１電圧指令Ｖ*、即ち補正の対象となる第１電圧指令Ｖ*を示している。「変化の方向」の欄は、第１電圧指令Ｖ*の平均値を変化させる方向を示している。「変化の方向」の欄において、第１電圧指令Ｖ*の平均値を増大させる場合は「正」、低減させる場合は「負」を記している。

一例として、図４を参照して周期Ｔｉ６における補正の内容を表１に則って説明する。周期Ｔｉ６においては電圧ベクトルＶ１が採用される。つまりスイッチングパターン（００１）が採用される。よって表１から、補正の対象はｗ相の相電圧指令Ｖｗ*である。そして、当該周期Ｔｉ６における直流電流ｉｄｃのオフセット量が、他の少なくとも一つの周期（例えば周期Ｔｉ５）における直流電流ｉｄｃのオフセット量よりも小さいときには、相電圧指令Ｖｗ*の平均値を増大させる補正を行う。かかる補正は例えば相電圧指令Ｖｗ*がキャリアＣ以上となる期間（幅）を増大することによって実現される。例えば図５に示すように期間Ｔ２１が増大される。なお、図５の例示では第１電圧指令Ｖ*は矩形波であるので、期間Ｔ２１の変化量ΔＴの分、期間Ｔ２２を低減させることが望ましい。これによって出力電圧の周期は変更されない。この点は他の態様であっても同様であるので以下では繰り返しの説明を避ける。

一方、当該周期Ｔｉ６における直流電流ｉｄｃのオフセット量が、他の少なくとも一つの周期における直流電流ｉｄｃのオフセット量よりも大きいときには、相電圧指令Ｖｗ*の平均値を低減させる補正を行う。かかる補正は例えば相電圧指令Ｖｗ*がキャリアＣ以上となる期間（幅）を低減することによって実現される。

他の周期Ｔｉ１〜Ｔｉ５においても、表１に則って第１電圧指令Ｖ*が補正される。

ここで、上記補正について表現を変えて説明する。まず補正の対象となる第１電圧指令Ｖ*（以下、対象電圧指令とも呼ぶ）とスイッチングパターンとの関係について説明する。表１の各スイッチングパターンにおいては、入力線Ｐ１に接続される上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３の一つのみが導通する状態、または入力線Ｐ２に接続される下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の一つのみが導通する状態が採用される。なお各スイッチングパターンにおいて「１」が一つのみであるときには上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通する。例えばスイッチングパターン（１００）では上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうちスイッチング素子Ｓ１のみが導通する。一方「０」が一つのみであるときには、下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通する。例えばスイッチングパターン（１０１）では下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうちスイッチング素子Ｓ５のみが導通する。

対象電圧指令は、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３又は下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち導通する一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相の第１電圧指令Ｖ*である。例えばスイッチングパターン（１００）或いはスイッチングパターン（０１１）では、相電圧指令Ｖｕ*が補正の対象となる。これは、表１の「スイッチングパターン」と「電圧指令」との対応から理解できる。

次に、対象電圧指令を補正する条件と補正の内容について表現を変えて説明する。ここでは、以下の４つの場合に分けて説明する。

第１に、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期におけるオフセット量が他の少なくとも一つの周期におけるオフセット量よりも大きいときには、対象電圧指令の平均値を低減させる。これは、表１において、スイッチングパターン（００１）（０１０）（１００）が採用されており、かつ「オフセットの大小」が「大」であるときには、「変化の方向」は「負」であることから理解できる。

第２に、下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期におけるオフセット量が他の少なくとも一つの周期におけるオフセット量よりも小さいときには、対象電圧指令の平均値を低減させる。これは、表１において、スイッチングパターン（０１１）（１０１）（１１０）が採用されており、かつ「オフセットの大小」が「小」であるときには、「変化の方向」は「負」であることから理解できる。

第３に、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期におけるオフセット量が他の少なくとも一つの周期におけるオフセット量よりも小さいときには、対象電圧指令の平均値を増大させる。これは、表１において、スイッチングパターン（００１）（０１０）（１００）が採用されており、かつ「オフセットの大小」が「小」であるときには、「変化の方向」は「正」であることから理解できる。

第４に、下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期におけるオフセット量が他の少なくとも一つの周期におけるオフセット量よりも大きいときには、対象電圧指令の平均値を増大させる。これは、表１において、スイッチングパターン（０１１）（１０１）（１１０）が採用されており、かつ「オフセットの大小」が「大」であるときには、「変化の方向」は「正」であることから理解できる。

電圧指令補正部３１は上述したように第１電圧指令Ｖ*に対して補正を行い、この補正後の第１電圧指令Ｖ*（以下、第２電圧指令Ｖ**とも呼ぶ）をスイッチング制御部３２に出力する。

スイッチング制御部３２は第２電圧指令Ｖ**とキャリアＣとの比較に基づいてスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を制御する。なお、スイッチング制御部３２は物理的に第２電圧指令Ｖ**とキャリアＣとを比較する必要はなく、第２電圧指令Ｖ**と仮想的なキャリアＣとの比較結果を演算により算出しても構わない。このスイッチング制御部３２の動作によって例えば第２電圧指令Ｖ**と同形状の相電圧が出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗから出力される。

上述した制御によって直流電流ｉｄｃの各周期間におけるオフセット量の差を低減することができる。この理由は以下の通りである。

例えば図４を参照して、周期Ｔｉ６において相電圧指令Ｖｗ*の期間Ｔ２１が増大すると、相電圧Ｖｗが高電位を採る期間が増大する。これに伴って、線電流ｉｗが正の領域において増大する。一方スイッチングパターン（００１）が採用される周期Ｔｉ６においては、正の線電流ｉｗが直流電流ｉｄｃとして入力線Ｐ１，Ｐ２を流れるので、周期Ｔｉ６における直流電流ｉｄｃが増大する。したがって、直流電流ｉｄｃの各周期間におけるオフセット量の差が低減する。

他の周期Ｔｉ１〜Ｔｉ５についても同様である。なお当該補正によって、例えば周期Ｔｉ２における直流電流ｉｄｃが増大、或いは低減したとしても、周期Ｔｉ２におけるオフセット量はその前後の周期Ｔｉ１，Ｔｉ３におけるオフセット量のいずれか一方のみに近づくだけで、全体としてはオフセット量の差が低減されないとの懸念が生じる。しかしながら、上述の補正を周期毎に行うことで、いずれは直流電流ｉｄｃの各周期間のオフセット量の差が低減される。

次に、オフセット量の差を低減することに起因する効果について説明する。上述したように、各周期における直流電流ｉｄｃが増大／低減してオフセット量の差が低減される。よって直流電流ｉｄｃの最大値も低下し、これに伴ってスイッチング素子を流れる電流の最大値が低下する。よってスイッチング素子の導通損を低減することができる。

さらに各周期間における直流電流ｉｄｃのオフセット量の差が低減することにより、各線電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗのオフセットも抑制できる。これは、各周期における直流電流ｉｄｃは線電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと対応するからである。例えば図４に示すように、線電流ｉｖが正の方向にオフセットしていることを考慮する。スイッチングパターン（１０１）が採用される周期Ｔｉ１では直流電流ｉｄｃは負の線電流ｉｖの絶対値と一致する。よって、線電流ｉｖの正のオフセットに伴って、周期Ｔｉ１における直流電流ｉｄｃは負の方向にオフセットする。またスイッチングパターン（０１０）が採用される周期Ｔｉ４では直流電流ｉｄｃは正の線電流ｉｖと一致する。よって、線電流ｉｖの正のオフセットに伴って周期Ｔｉ４における直流電流ｉｄｃが正の方向にオフセットする。逆に、周期Ｔｉ１，Ｔｉ４の間における直流電流ｉｄｃのオフセット量の差が低減すれば、線電流ｉｖの最大値と、その最小値の絶対値との差が低減するので、線電流ｉｖのオフセットが抑制される。これは他の線電流ｉｕ，ｉｗについても同様である。

また本実施の形態では、直流電流ｉｄｃを検出している。直流電流ｉｄｃを検出することで、出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを流れる線電流を検出して線電流のオフセットを抑制する場合に比べて、以下に述べる有利な効果を招来する。

電流検出器は自身の特性により実際の電流よりも所定値だけ異なった電流値を検出する。かかる所定値を電流検出器の検出器オフセット量と呼ぶ。正確な電流値の検出のためには検出器オフセット量が零となるように電流検出器を調整することが望ましいものの、かかる検出器オフセット量は周囲温度によっても変化するため、インバータ１の動作中において比較的長い期間で検出器オフセット量は変動する。

さて、例えば電流検出器が出力線Ｐｕを流れる線電流ｉｕを検出すると、実際には線電流ｉｕの値Ｉｕ１と電流検出器自身の検出器オフセット量Ｉｏとの加算値が検出値（Ｉｕ１＋Ｉｏ）として検出される。よって、例えば線電流ｉｕのオフセットが零であったとしても、検出値（Ｉｕ＋Ｉｏ）は検出器オフセット量Ｉｏだけオフセットする。そして、この検出値（Ｉｕ＋Ｉｏ）のオフセットを解消するように電圧指令を補正すれば、実際の線電流ｉｕは検出器オフセット量Ｉｏの分、オフセットすることとなる。

このような電流検出器による線電流のオフセットを解消しようとすれば、一旦、出力線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに流れる電流を零に制御し、このときの検出値が零になるように電流検出器を校正する必要がある。しかも、検出器オフセット量Ｉｏは比較的長い期間で変動するので、この校正はインバータ１の動作中のいくつかの時点で行う必要がある。

一方、本実施の形態において、電流検出部４の検出値は、直流電流ｉｄｃの値Ｉｄｃ１と電流検出部４の検出器オフセット量Ｉｏ１との加算値となる。そして、本実施の形態によれば、この検出値（Ｉｄｃ１＋Ｉｏ１）の各周期間のオフセット量の差が低減される。さて、検出器オフセット量Ｉｏ１は、交流電圧の周期（直流電流ｉｄｃの周期の６倍）よりも十分に長い期間で変動するので、交流電圧の周期程度の期間では一定と見なすことができる。よって、検出値（Ｉｄｃ＋Ｉｏ１）の各周期間のオフセット量の差が低減すれば、検出値（Ｉｄｃ＋Ｉｏ１）から検出器オフセット量Ｉｏ１を減算した直流電流Ｉｄｃの各周期間のオフセット量の差も低減される。したがって、線電流ｉのオフセットも適切に低減することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、電流検出部４の検出器オフセット量Ｉｏ１の影響を受けずに直流電流ｉｄｃの各周期間のオフセット量の差を低減でき、しかも線電流ｉのオフセットも適切に低減できる。換言すれば、電流検出部４の校正を行う必要がない。

＜補正量＞
第１電圧指令Ｖ*の平均値を変化させる量は、各周期間における直流電流ｉｄｃのオフセット量の差が大きいほど大きいことが望ましい。より詳細な一例として補正によって変化する幅の変化量ΔＴ（図３参照）はオフセット量の差が大きいほど大きいことが望ましい。これによって速やかに周期間における直流電流ｉｄｃのオフセット量の差を低減することができる。

＜オフセット量の差の検出例１＞
所定の一周期における直流電流ｉｄｃと、当該一周期以前のｍ（ｍは２以上の自然数）周期のそれぞれにおける直流電流ｉｄｃを比較して、直流電流ｉｄｃのオフセット量の差を検出する。まず各周期における直流電流ｉｄｃのオフセット量を表す指標を算出する。かかる指標は例えば各周期における直流電流ｉｄｃの最大値、最小値または平均値である。また、かかる指標として、各周期において同じタイミングでの直流電流ｉｄｃの値を採用してもよい。たとえば各周期の始期を０度とすれば各周期において４８度であるときの直流電流ｉｄｃの値を採用しても良い。換言すれば、周期Ｔｉｎ（ｎは整数）において（６０ｎ−１２）度であるときの直流電流ｉｄｃの値が指標として採用される。そして、一周期における直流電流ｉｄｃの指標が、ｍ周期のそれぞれにおける直流電流ｉｄｃの指標の平均値と異なっているときに、上述した補正を実行する。

本制御によれば、一周期における直流電流ｉｄｃの指標を、ｍ周期の直流電流ｉｄｃの指標の平均値と比較している。したがって例えば外乱ノイズなどの影響を抑制して補正を行うことができる。

図６はかかる補正を実行する電圧指令補正部３１の内部構成の一部の概念的な一例を示す機能ブロック図である。電圧指令補正部３１はメモリ部分３１７，３１８と、平均値算出部３１９と、符号選択部３１６と、補正値決定部３１１と、減算器３１２，３１５と、加算器３１３とを備えている。

メモリ部３１７，３１８には各周期における直流電流ｉｄｃの指標が入力される。以下では指標として最大値を例示する。メモリ部３１７は入力された最大値Ｉｐｋ［ｎ］（ｎは整数）これを少なくとも２周期に渡って保持し、２周期前の最大値Ｉｐｋ［ｎ−２］を平均値算出部３１９に出力する。メモリ部分３１８は最大値Ｉｐｋ［ｎ］を少なくとも１周期に渡って保持し、１周期前の最大値Ｉｐｋ［ｎ−１］を平均値算出部３１９に出力する。かかるメモリ部分３１７，３１８はメモリ３３の機能によって実現される。

平均値算出部３１９には最大値Ｉｐｋ［ｎ］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ−２］が入力される。なお平均値算出部３１９には必ずしも３周期分の最大値が入力される必要はなく、２周期分以上の最大値が入力されれば良い。平均値算出部３１９は入力された最大値Ｉｐｋ［ｎ］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ−２］の平均値を算出し、この平均値を減算器３１５に出力する。

減算器３１５は最大値Ｉｐｋ［ｎ］から平均値を減算して差分値ΔＩｐｋを算出し、差分値ΔＩｐｋを符号選択部３１６に出力する。

符号選択部３１６にはスイッチングパターンも入力される。そして符号選択部３１６はスイッチングパターンにおいて、入力線Ｐ２に接続されるスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通するときには符号選択部３１６は差分値ΔＩｐｋの極性を反転させて、反転後の差分値ΔＩｐｋを補正値決定部３１１に出力する。かかる反転は、例えば差分値ΔＩｐｋに−１を乗算することで実現される。これ以外のときには符号選択部３１６は入力された差分値ΔＩｐｋをそのまま補正値決定部３１１に出力する。

なお、例えば補正値決定部３１１は相毎に設けられる。符号選択部３１６はスイッチングパターンから補正の対象となる第１電圧指令Ｖ*の相を例えば表１に基づいて認識することができ、その相についての補正値決定部３１１に差分値ΔＩｐｋを出力する。図６においては一例としてｕ相の補正値決定部３１１が示されている。

補正値決定部３１１は入力された差分値ΔＩｐｋの極性と同じ極性を有する補正値ΔＷを、減算器３１２および加算器３１３に出力する。なお、例えば減算器３１２および加算器３１３は相毎に設けられる。図６においては一例としてｕ相の減算器３１２および加算器３１３が示されている。

減算器３１２には第１電圧指令Ｖ*の期間Ｔ２１を表す値Ｗｐと、補正値ΔＷが入力される。なお、入力される値Ｗｐは補正の対象となる第１電圧指令Ｖ*についての信号である。図６の例示では、補正の対象が相電圧指令Ｖｕ*である場合の構成が示されており、値Ｗｐとして相電圧指令Ｖｕ*についての値Ｗｕｐが減算器３１２に入力される。減算器３１２は値Ｗｕｐから補正値ΔＷを減算する。

加算器３１３には第１電圧指令Ｖ*の期間Ｔ２２を表す値Ｗｎと、補正値ΔＷとが入力される。減算器３１２と同様に値Ｗｎは補正の対象となる第１電圧指令Ｖ*についての信号である。図６の例示では、値Ｗｎとして相電圧指令Ｖｕ*についての値Ｗｕｎが加算器３１３に入力される。加算器３１３は値Ｗｕｎに補正値ΔＷを加算する。

かかる電圧指令補正部３１において、値Ｗｕｐ，Ｗｕｎは次のように変化する。即ち、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ差分値ΔＩｐｋ［ｎ］が正であるとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ差分値ΔＩｐｋ［ｎ］が負であるときに、値Ｗｕｐが低減し、値Ｗｕｎが増大する。これによって、第１電圧指令値Ｖ*の平均値を増大させる補正が実行される。一方で、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ差分値ΔＩｐｋ［ｎ］が負であるとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ差分値ΔＩｐｋ［ｎ］が正であるときには、値Ｗｕｐが増大し、値Ｗｕｎが低減する。これによって、第１電圧指令値Ｖ*の平均値を低減させる補正が実行される。

なお補正値決定部３１１は相毎に設けられなくてもよい。補正値決定部３１１は、符号選択部３１６から対象電圧指令の相の情報を受け取り、当該情報に基づいて補正値ΔＷを、この相の減算器３１２及び加算器３１３へと出力してもよい。更に減算器３１２および加算器３１３も相毎に設けられなくてもよい。つまり、一つの補正値決定部３１１と一つの減算器３１２と一つの加算器３１３が設けられてもよい。この場合、対象電圧指令の値Ｗｐ，Ｗｎが減算器３１２および加算器３１３にそれぞれ入力されればよい。

なお符号選択部３１６と補正値決定部３１１と減算器３１２と加算器３１３とからなる部分は、一周期におけるスイッチングパターンにおいて入力線Ｐ２に接続されるスイッチング素子のうち一つのみが導通するときのみ差分値ΔＩｐｋの極性を反転させた上で、差分値ΔＩｐｋの極性と同じ極性を有する補正値ΔＷを、入力線Ｐ１，Ｐ２のいずれかに接続されるスイッチング素子のうち導通する一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相についての第１電圧指令Ｖ*の幅に減算する補正部と把握できる。

そして、電圧指令補正部３１は減算器３１２と加算器３１３から出力される演算後の値Ｗｐ，Ｗｎに基づいて第２電圧指令Ｖ**を生成し、この第２電圧指令Ｖ**をスイッチング制御部３２へと出力する。

なお補正値決定部３１１は差分値ΔＩｐｋに所定のゲインＫ（Ｋは正の値）を乗算して補正値ΔＷを算出してもよい。この場合、差分値ΔＩｐｋが大きいほど補正値ΔＷは大きい値に決定される。つまり、直流電流ｉｄｃのオフセット量の差が大きいほど補正値ΔＷが大きくなる。これによって、周期間における直流電流ｉｄｃのオフセット量の差を速やかに低減することができる。また差分値ΔＩｐｋに所定のゲインＫｐを乗算した値と、当該差分値ΔＩｐｋの積分値に所定のゲインＫｉを乗算した値とを加算して、補正値ΔＷを算出してもよい。これによって当該差分値ΔＩｐｋが大きいときには速やかに当該差分値ΔＩｐｋを低減させることができ、当該差分値ΔＩｐｋが小さいときには精細に当該差を調整できる。これらの補正値ΔＷの算出方法は後述する他の態様であっても同様であるので、以下では繰り返しの説明を避ける。

図７は電圧指令補正部３１の内部構成の一部の概念的な一例を示す機能ブロック図である。図６の電圧指令補正部３１と比較して、メモリ部３１７，３１８及び平均値算出部３２０の代わりに、ローパスフィルタ３２１が設けられている。ローパスフィルタ３２１には直流電流ｉｄｃが入力される。ローパスフィルタ３２１は直流電流ｉｄｃを実質的に積分して減算器３１５へと出力する。

減算器３１５には、一周期における直流電流ｉｄｃの平均値Ｉａｖｅ［ｎ］と、ローパスフィルタ３２１の出力とが入力される。減算器３１５は平均値Ｉａｖｅ［ｎ］からローパスフィルタ３２１の出力を減算した差分値ΔＩａｖｅを符号選択部３１６に出力する。

符号選択部３１６、補正値決定部３１１、減算器３１２及び加算器３１３は、上述した動作を差分値ΔＩｐｋ［ｎ］を差分値ΔＩａｖｅ［ｎ］に読み替えて実現される動作を行う。

かかる電圧指令補正部３１によれば、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ平均値Ｉａｖｅ［ｎ］が直流電流ｉｄｃの平均（ローパスフィルタ３２１の出力）よりも大きいとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ平均値Ｉａｖｅ［ｎ］が直流電流ｉｄｃの平均よりも小さいときには、値Ｗｕｐが低減し、値Ｗｕｎが増大する。一方で、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ平均値Ｉａｖｅ［ｎ］が直流電流ｉｄｃの平均よりも小さいとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ平均値Ｉａｖｅ［ｎ］が直流電流ｉｄｃの平均よりも大きいときには、値Ｗｕｐが増大し、値Ｗｕｎが低減する。したがって、直流電流ｉｄｃの周期間におけるオフセット量の差を低減できる。

なおローパスフィルタ３２１は直流電流ｉｄｃの平均を出力することができることから、ローパスフィルタ３２１の出力は、各周期における直流電流ｉｄｃの平均値の複数周期における平均であると把握することができる。

＜オフセット量の差の検出例２＞
所定の一周期における直流電流ｉｄｃの指標が、ｍ周期のそれぞれにおける直流電流ｉｄｃの指標のうちで最も大きい又は最も小さいときに、上述の補正を実行する。以下、図４を参照しつつ、指標として最大値を採用した例について詳細に説明する。ここでは以下の４つの場合に応じて補正を行う。

第１に、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋３］）が当該一周期以前のｍ周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋１］，Ｉｐｋ［ｋ＋２］，Ｉｐｋ［ｋ＋３］）のうちで最も大きいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｖ*）の平均値を低下させる補正を行う。

第２に、下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋４］）が当該一周期以前のｍ周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋２］，Ｉｐｋ［ｋ＋３］，Ｉｐｋ［ｋ＋４］）のうちで最も小さいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｕ*）の平均値を低下させる補正を行う。

第３に、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋５］）が当該一周期以前のｍ周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋３］，Ｉｐｋ［ｋ＋４］，Ｉｐｋ［ｋ＋５］）のうちで最も小さいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｗ*）の平均値を増大させる補正を行う。

第４に、下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋２］）が当該一周期以前のｍ周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ］，Ｉｐｋ［ｋ＋１］，Ｉｐｋ［ｋ＋２］）のうちで最も大きいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｗ*）の平均値を増大させる補正を行う。

かかる制御によって、直流電流ｉｄｃの各周期間におけるオフセット量の差を低減できる。これによって各周期間における直流電流ｉｄｃのばらつきが均一化される。ひいては線電流のオフセットを低減でき、しかも各線電流の間における振幅のばらつきも低減できる。さらには一周期における直流電流ｉｄｃの指標が、ｍ周期の直流電流ｉｄｃの指標のうちで最も大きい、又は最も小さいときに補正を行っている。よって、各周期間において最もばらつく直流電流ｉｄｃを優先的に補正できる。言い換えれば、所定の一周期における直流電流ｉｄｃを変化させても、ｍ周期の全体としては直流電流ｉｄｃのオフセット量のばらつきが低減されないときには、補正が行われない。よって不要な処理を行わずに直流電流ｉｄｃのばらつきを均一化することができる。

図８はかかる補正を実行する電圧指令補正部３１の内部構成の一部の概念的な一例を示す機能ブロック図である。電圧指令補正部３１は補正値決定部３１１と、減算器３１２，３１５と、加算器３１３と、符号選択部３１６と、メモリ部分３１７，３１８と、中間値算出部３２０とを備えている。

メモリ部３１７，３１８は図６に例示するメモリ部３１７，３１８と同様の機能を有するものの、これらの出力は中間値算出部３２０に与えられる。

中間値算出部３２０には３周期分の指標（たとえば最大値Ｉｐｋ［ｎ］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ−２］）が入力される。以下、指標として最大値を例示する。中間値算出部３２０は最大値Ｉｐｋ［ｎ］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ−２］のうち、最大値でも最小値でもない中間の中間値を算出し、この中間値を減算器３１５に出力する。

減算器３１５は最大値Ｉｐｋ［ｎ］から中間値を減算して差分値ΔＩｐｋを算出し、差分値ΔＩｐｋを符号選択部３１６に出力する。この差分値ΔＩｐｋが正の値であれば最大値Ｉｐｋ［ｎ］は最大値Ｉｐｋ［ｎ］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ−２］の中で最も大きい。一方、この差分値ΔＩｐｋが負の値であれば最大値Ｉｐｋ［ｎ］は最大値Ｉｐｋ［ｎ］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ−２］の中で最も小さい。またこの差分値ΔＩｐｋが零であれば最大値Ｉｐｋ［ｎ］は最大値Ｉｐｋ［ｎ］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ−２］の中での中間値である。このように差分値ΔＩｐｋの極性によって最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最も大きいのか、最も小さいのかを判別することができる。なお、かかる判別は中間値が一つであるので行うことができる。言い換えれば、中間値算出部には三周期分の最大値が入力される必要がある。

符号選択部３１６、補正値決定部３１１、減算器３１２及び加算器３１３については図６に例示したものと同様であるので詳細な説明は省略する。

かかる電圧指令補正部３１によれば、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−２］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ］の中で最も大きいとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−２］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ］の中で最も小さいときには、値Ｗｕｐが低減し、値Ｗｕｎが増大する。一方で、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−２］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ］の中で最も小さいとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−２］，Ｉｐｋ［ｎ−１］，Ｉｐｋ［ｎ］の中で最も大きいときには、値Ｗｕｐが増大し、値Ｗｕｎが低減する。したがって、直流電流ｉｄｃの各周期間におけるオフセット量の差を低減することができる。ひいては線電流のオフセットを低減できる。

＜オフセット量の検出例３＞
所定の一周期における直流電流ｉｄｃと、当該一周期より（２ｍ−１）×（交流電圧の相数）（＝例えば３）周期前の周期における直流電流ｉｄｃを比較して、直流電流ｉｄｃのオフセット量の差を検出しても良い。まず各周期における直流電流ｉｄｃの指標を求める。そして、一周期における直流電流ｉｄｃの指標が、例えば３周期前の周期における指標よりも大きい又は小さいときに、上述した補正を実行する。以下、図４を参照しつつ、指標として最大値を採用した例について詳細に説明する。ここでは以下の４つの場合に応じて補正を行う。

第１に、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋３］）が当該一周期よりも３周期前の周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ］）よりも大きいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｖ*）の平均値を低下させる補正を行う。

第２に、下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋４］）が当該一周期よりも３周期前の周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋１］）よりも小さいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｕ*）の平均値を低下させる補正を行う。

第３に、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋５］）が当該一周期よりも３周期前の周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋２］）よりも小さいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｗ*）の平均値を増大させる補正を行う。

第４に、下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ所定の一周期における最大値（例えばＩｐｋ［ｋ＋２］）が当該一周期よりも３周期前の周期における最大値よりも大きいときに、対象電圧指令（例えば相電圧指令値Ｖｗ*）の平均値を増大させる補正を行う。

かかる制御によって、直流電流ｉｄｃの各周期間におけるオフセット量の差を低減できる。しかも当該一周期において直流電流ｉｄｃと一致する線電流の相は、当該一周期よりも３周期前の周期において直流電流ｉｄｃと一致する線電流の相と同じである。そして、この２つの周期の間における直流電流ｉｄｃのオフセット量の差を低減できるので、この線電流のオフセットを低減することができる。

図９はかかる補正を実行する電圧指令補正部３１の内部構成の一部の概念的な一例を示す機能ブロック図である。電圧指令補正部３１はメモリ部分３１４と、符号選択部３１６と、補正値決定部３１１と、減算器３１２，３１５と、加算器３１３とを備えている。

メモリ部分３１４は、直流電流ｉｄｃの指標（たとえば最大値Ｉｐｋ［ｎ］）が入力されてこれを少なくとも直流電流ｉｄｃの３周期に渡って保持する。以下では指標として最大値を例示する。そして、メモリ部分３１４は最大値Ｉｐｋ［ｎ］が検出される一周期よりも３周期前の最大値Ｉｐｋ［ｎ−３］を減算器３１５に出力する。かかるメモリ部分３１４はメモリ３３に機能によって実現される。

減算器３１５は最大値Ｉｐｋ［ｎ］から最大値Ｉｐｋ［ｎ−３］を減算して差分値ΔＩｐｋを算出し、差分値ΔＩｐｋを符号選択部３１６に出力する。

符号選択部３１６、補正値決定部３１１、減算器３１２及び加算器３１３については図６に例示したものと同様であるので詳細な説明は省略する。

かかる電圧指令補正部３１によれば、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−３］よりも大きいとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−３］よりも小さいときに、値Ｗｕｐが低減し、値Ｗｕｎが増大する。一方で、上側のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−３］よりも小さいとき、若しくは下側のスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６のうち一つのみが導通しており、かつ最大値Ｉｐｋ［ｎ］が最大値Ｉｐｋ［ｎ−３］よりも大きいときに、値Ｗｕｐが増大し、値Ｗｕｎが低減する。したがって、直流電流ｉｄｃの各周期間におけるオフセット量の差を低減することができる。ひいては線電流のオフセットを低減できる。

１ インバータ
Ｃ キャリア
Ｐ１，Ｐ２ 入力線
Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ 出力線
Ｓ１〜Ｓ６ スイッチング素子

Claims (8)

1. スイッチング素子(S1〜S6)を有し、入力線(P1,P2)の間の直流電圧をＭ（Ｍは自然数）相交流電圧に変換してこの交流電圧を出力線(Pu,Pv,Pw)へと出力し、前記入力線に流れる直流電流(idc)が前記交流電圧の基本波の周期の２Ｍ分の１倍の周期を有して脈動する電力変換装置(1)であって、
   前記各周期における前記直流電流(idc)を検出する電流検出部(4)と、
   各周期での前記スイッチング素子(S1〜S6)のスイッチングパターンにおける前記直流電流のオフセット量、同士の差が低減するように、各周期でのスイッチングパターンに応じた相の前記交流電圧についての電圧指令を補正する電圧指令補正部(31)と、
   補正後の前記電圧指令に基づいて前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御部(32)と
   を備え、前記電圧指令は矩形波であって、前記補正は、前記電圧指令の幅を変化させる補正であり、
   前記電圧指令補正部(31)は、所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値が、前記一周期以前のｍ（ｍは２以上の整数）周期のそれぞれにおける前記比較値の平均と異なるときに、前記補正を行う、電力変換装置。
2. スイッチング素子(S1〜S6)を有し、入力線(P1,P2)の間の直流電圧をＭ（Ｍは自然数）相交流電圧に変換してこの交流電圧を出力線(Pu,Pv,Pw)へと出力し、前記入力線に流れる直流電流(idc)が前記交流電圧の基本波の周期の２Ｍ分の１倍の周期を有して脈動する電力変換装置(1)であって、
   前記各周期における前記直流電流(idc)を検出する電流検出部(4)と、
   各周期での前記スイッチング素子(S1〜S6)のスイッチングパターンにおける前記直流電流のオフセット量、同士の差が低減するように、各周期でのスイッチングパターンに応じた相の前記交流電圧についての電圧指令を補正する電圧指令補正部(31)と、
   補正後の前記電圧指令に基づいて前記スイッチング素子を制御するスイッチング制御部(32)と
   を備え、前記電圧指令は矩形波であって、前記補正は、前記電圧指令の幅を変化させる補正であり、
   前記電圧指令補正部(31)は、所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値が、前記一周期以前のｍ（ｍは２以上の整数）周期のそれぞれにおける前記比較値の中で最も大きい、又は最も小さいときに、前記補正を行う、電力変換装置。
3. 前記電圧指令補正部(31)は、所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値が、前記一周期よりも（２ｍ−１）（ただしｍは自然数）×Ｍ周期前の周期における前記比較値と異なるときに、前記補正を行う、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 前記電圧指令補正部(31)は、前記オフセット量の前記差が大きいほど前記補正において前記平均値を大きく変化させる、請求項１から３のいずれか一つに記載の電力変換装置。
5. 前記電力変換装置(1)は、高電位が印加される第１の前記入力線(P1)と低電位が印加される第２の前記入力線(P2)との間で相互に直列に接続される一対の前記スイッチング素子(S1〜S6)の複数を有し、
   前記電圧指令補正部(31)は、
   ｍ（ｍは２以上の自然数）周期のそれぞれにおける前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値(Ipk[n],Ipk[n-1],Ipk[n-2])の平均値を算出する平均値算出部(319)と、
   所定の一周期における前記比較値(Ipk[n])から前記平均値を減算して差分値（ΔIpk）を算出する減算部(315)と、
   前記第１の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち、または、前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち、一つのみのスイッチング素子が導通した状態において、前記一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相についての前記電圧指令の幅から、補正値（ΔW）を減算する補正部(311〜313,316)と
   を備え、
   前記補正部は、前記一周期における前記スイッチングパターンにおいて前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち一つのみが導通するときのみ前記差分値の極性を反転させる、請求項１に記載の電力変換装置。
6. 前記電力変換装置(1)は、高電位が印加される第１の前記入力線(P1)と低電位が印加される第２の前記入力線(P2)との間で相互に直列に接続される一対の前記スイッチング素子(S1〜S6)の複数を有し、
   前記電圧指令補正部(31)は、
   所定の三周期のそれぞれにおける前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値のうち中間値を選択する中間値選択部(320)と、
   所定の一周期における前記比較値から前記中間値を減算して差分値を算出する減算部(315)と、
   前記第１の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち、または、前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち、一つのみのスイッチング素子が導通した状態において、前記一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相についての前記電圧指令の幅から、補正値（ΔW）を減算する補正部(311〜313,316)と
   を備え、
   前記補正部は、前記一周期における前記スイッチングパターンにおいて前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち一つのみが導通するときのみ前記差分値の極性を反転させる、請求項２に記載の電力変換装置。
7. 前記電力変換装置(1)は、高電位が印加される第１の前記入力線(P1)と低電位が印加される第２の前記入力線(P2)との間で相互に直列に接続される一対の前記スイッチング素子(S1〜S6)の複数を有し、
   前記電圧指令補正部(31)は、
   所定の一周期における前記直流電流(idc)の最大値、最小値、平均値または各周期において同じタイミングでの前記直流電流の値たる比較値(Ipk[n])から、前記一周期よりも（２ｍ−１）（ただし、ｍは自然数）×Ｍ周期前の前記直流電流の前記比較値(Ipk[n-3])を減算して差分値（ΔIpk）を算出する減算部(315)と、
   前記第１の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち、または、前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち、一つのみのスイッチング素子が導通した状態において、前記一つのみのスイッチング素子が属する相と同じ相についての前記電圧指令の幅から、補正値（ΔW）を減算する補正部(311〜313,316)と
   を備え、
   前記補正部は、前記一周期における前記スイッチングパターンにおいて前記第２の前記入力線に接続される前記スイッチング素子のうち一つのみが導通するときのみ前記差分値の極性を反転させる、請求項３に記載の電力変換装置。
8. 前記補正部(311〜313,316)は、前記差分値に正の所定値(K)を乗算して前記補正値(ΔW)を算出する、請求項６から７の何れか一つに記載の電力変換装置。

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