JPH1084679A - 電力変換装置とその制御方法及びこの電力変換装置を用いた無停電電源装置 - Google Patents

電力変換装置とその制御方法及びこの電力変換装置を用いた無停電電源装置

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JPH1084679A
JPH1084679A JP8239329A JP23932996A JPH1084679A JP H1084679 A JPH1084679 A JP H1084679A JP 8239329 A JP8239329 A JP 8239329A JP 23932996 A JP23932996 A JP 23932996A JP H1084679 A JPH1084679 A JP H1084679A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主回路の一部をコンバータ部とインバータ部
とで共有化して主回路及び制御回路を簡略化した電力変
換装置とその制御方法を得ること。 【解決手段】 二組の上下アームスイッチ部を有するコ
ンバータ部１２０とインバータ部１３０、及び一組の上
下アームスイッチ部を有する共通部１１０を備え、入力
交流の一相Ｒを出力交流の一相Ｕと共通に接続し、この
共通相を共通部の上アームスイッチ部と下アームスイッ
チ部の中間点１ＲＵに接続し、入力三相交流の内の他の
二相Ｓ、Ｔをコンバータ部の二組の上アームスイッチ部
と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出
力三相交流の内の他の二相Ｖ、Ｗをインバータ部の二組
の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部のそれぞれ
の中間点に接続し、共通部とコンバータ部とで入力交流
を直流に変換し、共通部とインバータ部とで直流を交流
として出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は入力と同じ周波数
の出力を生成する電力変換装置とその制御方法及びこの
電力変換装置を用いた無停電電源装置に関し、特にＰＷ
Ｍ制御されるコンバータ部とインバータ部とを備えた電
力変換装置とその制御方法及びこの電力変換装置を用い
た無停電電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の電力変換装置を用いた無停電電
源装置の一例として、三相交流を入力し、入力と同一周
波数の三相交流を出力する無停電電源装置について、図
３９〜図５０を用いて説明する。図３９は三相入力三相
出力の電力変換装置を用いた無停電電源装置の主回路構
成を示すブロック図、図４０はスイッチＳＷＪ７の詳細
を示す内部構成図、図４１はリアクトル８の詳細を示す
内部構成図、図４２はフィルタ１１の詳細を示す内部構
成図、図４３はスイッチＳＷＨ１２の詳細を示す内部構
成図、図４４はスイッチＳＷＩ１４の詳細を示す内部構
成図、図４５はコンバータ部２０の詳細を示す内部構成
図、図４６はインバータ部３０の詳細を示す内部構成
図、図４７は三相入力三相出力の無停電電源装置の制御
回路構成を示すブロック図、図４８はインバータＵ相電
圧変調指令生成回路５０の詳細構成を示すブロック図、
図４９はコンバータ電流指令生成回路４３の詳細構成を
示すブロック図、図５０はコンバータＲ相電圧変調指令
生成回路４４の詳細構成を示すブロック図である。
【０００３】図において同一符号は同一又は相当部分を
示し、７０は電力変換装置、８０は無停電電源装置、７
は三相のスイッチＳＷＪ１、ＳＷＪ２、ＳＷＪ３から構
成されるスイッチＳＷＪ、８は三相のリアクトルＬ１
１、Ｌ１２、Ｌ１３から構成されるリアクトル，９は後
述のコンバータ部２０からの直流を平滑する平滑コンデ
ンサ、１０は三相交流入力電源（図示せず。）が停電な
どで異常の時にスイッチＳＷを閉じて直流電力を供給す
る蓄電装置、１１は三相のリアクトルＬ２１、Ｌ２２、
Ｌ２３とＣ１、Ｃ２、Ｃ３とから構成されるフィルタ、
１２は三相のスイッチＳＷＨ１、ＳＷＨ２、ＳＷＨ３か
ら構成されるスイッチＳＷＨ、１３は三相の絶縁トラン
ス、１４は三相のスイッチＳＷＩ１、ＳＷＩ２、ＳＷＩ
３から構成されるスイッチＳＷＩ、２０は入力される三
相交流を直流に変換するコンバータ部、３０はコンバー
タ部２０からの直流を三相交流に変換するインバータ部
である。
【０００４】又、１Ｒ、１Ｓ、１Ｔはそれぞれ三相交流
入力電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電力が供給される端子、
２Ｒ、２Ｓ、２ＴはスイッチＳＷＪ７とリアクトル８と
の間の三相の端子、３Ｒ、３Ｓ、３Ｔはリアクトル８と
コンバータ部２０との間の三相の端子、４Ｕ、４Ｖ、４
Ｗはインバータ部３０とフィルタ１１との間の三相の端
子、５Ｕ、５Ｖ、５Ｗはフィルタ１１とスイッチＳＷＨ
１２との間の三相の端子、６Ｕ、６Ｖ、６Ｗは駆動され
る負荷（図示せず。）に出力される三相交流の出力端
子、７Ｒ、７Ｓ、７Ｔは絶縁トランス１３とスイッチＳ
ＷＩ１４との間三相の端子、Ｐはコンバータ部２０の出
力の直流正極端子、Ｎはコンバータ部２０の出力の直流
負極端子である。又、ＮＣを三相交流入力電源の中性点
（図示せず）、ＮＩをインバータ部３０の出力の中性点
（図４２に示すコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３の交点）と
する。
【０００５】又、２１、２２、２３はそれぞれＴ相、Ｓ
相、Ｒ相の上下アームスイッチ部、２１ａはＴ相の上下
アームスイッチ部２１の上アームスイッチ部、２１ｂは
Ｔ相の上下アームスイッチ部２１の下アームスイッチ
部、２２ａはＳ相の上下アームスイッチ部２２の上アー
ムスイッチ部、２２ｂはＳ相の上下アームスイッチ部２
２の下アームスイッチ部、２３ａはＲ相の上下アームス
イッチ部２３の上アームスイッチ部、２３ｂはＲ相の上
下アームスイッチ部２３の下アームスイッチ部である。
ここで、各々の上又は下アームスイッチ部２１ａ，２１
ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂは、トランジス
タ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子とこれに逆
並列に接続されたダイオードから構成されている。
【０００６】又、３１、３２、３３はそれぞれＷ相、Ｖ
相、Ｕ相の上下アームスイッチ部、３１ａはＷ相の上下
アームスイッチ部３１の上アームスイッチ部、３１ｂは
Ｗ相の上下アームスイッチ部３１の下アームスイッチ
部、３２ａはＶ相の上下アームスイッチ部３２の上アー
ムスイッチ部、３２ｂはＶ相の上下アームスイッチ部３
２の下アームスイッチ部、３３ａはＵ相の上下アームス
イッチ部３３の上アームスイッチ部、３３ｂはＵ相の上
下アームスイッチ部３３の下アームスイッチ部である。
ここで、各々の上又は下アームスイッチ部３１ａ，３１
ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、トランジス
タ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子とこれに逆
並列に接続されたダイオードから構成されている。
【０００７】又、４０は三相交流入力の一つの線間電圧
であるＶ（ＲＳ）を入力して基準信号を生成するＰＬＬ
回路、４１はＰＬＬ回路４０からの出力信号に対して所
定の位相差を有する二つの異なる位相信号を生成する位
相変換回路、４２は位相変換回路４１からの二つの異な
る位相信号に対応する正弦波信号を生成する三角関数発
生回路、４３は平滑コンデンサ９の両端の測定電圧信号
Ｖ（ＤＣ）と直流電圧指令信号Ｖ（ＤＣ）＊、及び三角
関数発生回路４２からの二つの正弦波信号ｓｉｎθ
（Ｒ）とｓｉｎθ（Ｓ）を入力してコンバータ部２０の
Ｒ相電流指令信号Ｉ（Ｒ）＊とＳ相電流指令信号Ｉ
（Ｓ）＊を出力するコンバータ電流指令生成成回路であ
る。
【０００８】又、４４は三相交流入力のＲ相電流の測定
値信号Ｉ（Ｒ）とコンバータ電流指令生成回路４３から
のＲ相電流指令信号Ｉ（Ｒ）＊を入力してコンバータＲ
相の電圧変調指令信号Ｖ（ＲＮＣ）＊を出力するコンバ
ータＲ相電圧変調指令生成回路、４５は三相交流入力の
Ｓ相電流の測定値信号Ｉ（Ｓ）とコンバータ電流指令生
成回路４３からのＳ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊を入力し
てコンバータＳ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＳＮＣ）＊を
出力するコンバータＳ相電圧変調指令生成回路、４６は
コンバータＲ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＲＮＣ）＊とコ
ンバータＳ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＳＮＣ）＊を入力
してコンバータＴ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＴＮＣ）＊
（＝−Ｖ（ＲＮＣ）＊−Ｖ（ＳＮＣ）＊）を出力するコ
ンバータＴ相電圧変調指令生成回路、４７はコンバータ
Ｒ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＲＮＣ）＊、コンバータＳ
相の電圧変調指令信号Ｖ（ＳＮＣ）＊、コンバータＴ相
の電圧変調指令信号Ｖ（ＴＮＣ）＊を入力してコンバー
タ部２０のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の上下アームスイッチ部２
３、２２、２１をＰＷＭ制御する信号を出力するコンバ
ータ部ドライブ回路である。
【０００９】又、４８はインバータ相電圧指令信号Ｖ
（ＡＣ）＊と三角関数発生回路４２からの二つの正弦波
信号ｓｉｎθ（Ｒ）、ｓｉｎθ（Ｓ）を入力してインバ
ータ相電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（Ｒ）、Ｖ
（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（Ｓ）を出力するインバータ相電
圧指令生成回路、４９は三相交流の出力端子６Ｕ、６
Ｖ、６Ｗの線間電圧Ｖ（ＵＷ）とＶ（ＶＷ）を測定し、
下式により出力端子６Ｕ、６Ｖと図４２に示すコンデン
サＣ１、Ｃ２、Ｃ３の中性点ＮＩとの間の電圧信号Ｖ
（ＵＮＩ）、Ｖ（ＶＮＩ）を生成する電圧変換回路であ
る。 Ｖ（ＵＮＩ）＝（Ｖ（ＵＶ）−Ｖ（ＷＵ））／３ Ｖ（ＶＮＩ）＝（Ｖ（ＶＷ）−Ｖ（ＵＶ））／３ Ｖ（ＵＶ） ＝−Ｖ（ＶＷ）−Ｖ（ＷＵ）
【００１０】又、５０はインバータ相電圧指令信号Ｖ
（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（Ｒ）、電圧変換回路４９からの
電圧信号Ｖ（ＵＮＩ）、三相交流出力のＵ相電流の測定
値信号Ｉ（Ｕ）を入力してインバータＵ相の電圧変調指
令信号Ｖ（ＵＮＩ）＊とＵ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（ＵＮ
Ｉ）Ｗを出力するインバータＵ相電圧変調指令生成回
路、５１はインバータ相電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓ
ｉｎθ（Ｓ）、電圧変換回路４９からの電圧信号Ｖ（Ｖ
ＮＩ）、三相交流出力のＶ相電流の測定値信号Ｉ（Ｖ）
を入力してインバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮ
Ｉ）＊とＶ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（ＶＮＩ）Ｗを出力す
るインバータＶ相電圧変調指令生成回路である。
【００１１】５２は三相交流出力のＵ相電流の測定値信
号Ｉ（Ｕ）とＶ相電流の測定値信号Ｉ（Ｖ）を入力して
Ｗ相電流信号Ｉ（Ｗ）（＝−Ｉ（Ｕ）−Ｉ（Ｖ））を算
出するＷ相電流生成回路、５３はＷ相電流信号Ｉ
（Ｗ）、Ｕ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（ＵＮＩ）Ｗ、Ｖ−Ｗ
相電圧演算信号Ｖ（ＶＮＩ）Ｗを入力してインバータＷ
相の電圧変調指令信号Ｖ（ＷＮＩ）＊を出力するインバ
ータＷ相電圧変調指令生成回路、５４はインバータＵ相
の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮＩ）＊、インバータＶ相の
電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮＩ）＊、インバータＷ相の電
圧変調指令信号Ｖ（ＷＮＩ）＊を入力してインバータ部
３０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上下アームスイッチ部３３、
３２、３１をＰＷＭ制御する信号を出力するインバータ
部ドライブ回路である。
【００１２】５０１はインバータ相電圧指令生成回路４
８からのインバータ相電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉ
ｎθ（Ｒ）から電圧変換回路４９からの電圧信号Ｖ（Ｕ
ＮＩ）を減算する減算器、５０２は減算器５０１からの
出力信号をＰＩＤ（比例＋積分＋微分）制御してＵ−Ｗ
相電圧演算信号Ｖ（ＵＮＩ）Ｗを生成するＰＩＤ回路、
５０３はＵ相電流の測定値信号Ｉ（Ｕ）を微分してリア
クトルＬ２３による電圧降下を算出するリアクトル分電
圧降下生成回路、５０４はＵ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（Ｕ
ＮＩ）Ｗにリアクトル分電圧降下生成回路５０３からの
出力信号を加算してインバータＵ相の電圧変調指令信号
Ｖ（ＵＮＩ）＊を生成する加算器である。
【００１３】４３１は直流電圧指令信号Ｖ（ＤＣ）＊か
ら平滑コンデンサ９の両端の測定電圧信号Ｖ（ＤＣ）を
減算する減算器、４３２は減算器４３１からの出力信号
をＰＩ（比例＋積分）制御で増幅するＰＩ回路、４３３
は三角関数発生回路４２からの正弦波信号ｓｉｎθ
（Ｒ）とＰＩ回路４３２からの出力信号を乗算しＲ相電
流指令信号Ｉ（Ｒ）＊を生成する乗算器、４３４は三角
関数発生回路４２からの正弦波信号ｓｉｎθ（Ｓ）とＰ
Ｉ回路４３２からの出力信号を乗算しＳ相電流指令信号
Ｉ（Ｓ）＊を生成する乗算器である。
【００１４】４４１はコンバータ電流指令生成回路４３
からのＲ相電流指令信号Ｉ（Ｒ）＊からＲ相電流の測定
値信号Ｉ（Ｒ）を減算する減算器、４４２は減算器４４
１からの出力信号をＰ（比例）制御で増幅しコンバータ
Ｒ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＲＮＣ）＊を生成するＰ回
路である。
【００１５】次にこの無停電電源装置の動作について説
明する。まずスイッチＳＷＪ７とスイッチＳＷＨが閉じ
ており、スイッチＳＷＩ１４が開いているとする。端子
１Ｒ、１Ｓ、１Ｔから入力された三相交流電力はコンバ
ータ部２０とリアクトル８により直流に変換される。こ
のとき、三相交流電源のＲ相，Ｓ相、Ｔ相の各相の入力
電流波形を正弦波とし、かつこれらの各相電流の位相を
それぞれＲ相，Ｓ相、Ｔ相の各相電圧の位相と一致させ
るように、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の上下アームスイッチ部２
３、２２、２１をコンバータ部ドライブ回路４７でＰＷ
Ｍ制御し、入力力率をほぼ１とすると共に平滑コンデン
サ９の両端の電圧が直流電圧指令信号Ｖ（ＤＣ）＊に等
しくなるように制御している。
【００１６】このときの制御方法としては、まず三相交
流電源のＲ相とＳ相間の線間電圧Ｖ（ＲＳ）をＰＬＬ回
路４０に入力しこれを基準信号とする。次に位相変換回
路４１によって線間電圧Ｖ（ＲＳ）に対して所定の位相
差（線間と相との関係を考慮した位相差である。）を有
する二つの位相を生成する。例えば、線間電圧Ｖ（Ｒ
Ｓ）がある基準に対してθという位相を有していたとす
ると、θ（Ｒ）＝θ−π／６、θ（Ｓ）＝θ−５π／６
となる。次に三角関数発生回路４２で、これらの位相に
対応する正弦波信号を生成する。これらの信号は、ｓｉ
ｎθ（Ｒ）（＝ｓｉｎ（θ−π／６））、ｓｉｎθ
（Ｓ）（＝ｓｉｎ（θ−５π／６））となる。
【００１７】次に、コンバータ電流指令生成回路４３で
平滑コンデンサ９の両端の測定電圧信号Ｖ（ＤＣ）と直
流電圧指令信号Ｖ（ＤＣ）＊との差の誤差信号を求め、
これにＰＩ制御を行って増幅し、その増幅された誤差信
号と正弦波信号ｓｉｎθ（Ｒ）、ｓｉｎθ（Ｓ）との積
をそれぞれ演算し、Ｒ相電流指令信号Ｉ（Ｒ）＊，Ｓ相
電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊を作成する。更に、三相交流入
力の内のＲ相とＳ相の２相の電流Ｉ（Ｒ）、Ｉ（Ｓ）を
検出する。そして、コンバータＲ相電圧変調指令生成回
路４４では、検出電流Ｉ（Ｒ）とＲ相電流指令信号Ｉ
（Ｒ）＊の差を比例制御で増幅しコンバータＲ相の電圧
変調指令信号Ｖ（ＲＮＣ）＊を生成する。同様にして、
コンバータＳ相電圧変調指令生成回路４５では、検出電
流Ｉ（Ｓ）とＲ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊とからコンバ
ータＳ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＳＮＣ）＊を生成す
る。
【００１８】更に、これらのコンバータＲ相の電圧変調
指令信号Ｖ（ＲＮＣ）＊とコンバータＳ相の電圧変調指
令信号Ｖ（ＳＮＣ）＊とから、もう１相分のコンバータ
Ｔ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＴＮＣ）＊をコンバータＴ
相電圧変調指令生成回路４６で作成し、三相分のコンバ
ータ相電圧変調指令信号を得ることになる。これらの三
相分のコンバータ相電圧変調指令信号は、コンバータ部
ドライブ回路４７に入力され、コンバータ部２０の３組
の上下アームスイッチ部２１、２２、２３をＰＷＭ制御
し、入力力率をほぼ１に制御すると共に平滑コンデンサ
９の両端の電圧を所定の直流電圧に制御することにな
る。このようなＰＷＭ制御を用いたコンバータの高力率
制御は、例えば特開昭５９−１９４６９７に示されてお
り周知の技術である。
【００１９】一方、直流の正極端子Ｐと負極端子Ｎとの
間の直流電圧は、インバータ部３０とフィルタ１１によ
り、Ｕ相，Ｖ相、Ｗ相の各相の交流出力電圧が所定の電
圧値Ｖ（ＡＣ）＊で、かつ三相交流入力と同一の周波数
を有する正弦波の電圧波形となるようにＰＷＭ制御され
る。そして、所定の電圧を有し、三相交流入力と同一の
周波数の三相交流出力が出力端子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗに得
られることになる。
【００２０】即ち、インバータ相電圧指令生成回路４８
において、所定の電圧値Ｖ（ＡＣ）＊を有する二つのイ
ンバータ相電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ
（Ｒ）、Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（Ｓ）を生成する。そ
して、インバータＵ相電圧変調指令生成回路５０では、
インバータ相電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ
（Ｒ）と電圧変換回路４９からの電圧信号Ｖ（ＵＮＩ）
との差である誤差信号をＰＩＤ制御してＵ−Ｗ相電圧演
算信号Ｖ（ＵＮＩ）Ｗを生成する。更に、リアクトル分
電圧降下生成回路５０３で、検出した電流Ｉ（Ｕ）を微
分してリアクトルＬ２３の電圧降下分を演算し、これを
Ｕ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（ＵＮＩ）Ｗに加え（リアクト
ルＬ２３での電圧降下を補償する。）、インバータＵ相
の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮＩ）＊を生成する。
【００２１】同様にして、インバータＶ相電圧変調指令
生成回路５１では、インバータ相電圧指令信号Ｖ（Ａ
Ｃ）＊・ｓｉｎθ（Ｓ）と電圧変換回路４９からの電圧
信号Ｖ（ＶＮＩ）とから、Ｖ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（Ｖ
ＮＩ）ＷとインバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮ
Ｉ）＊を生成する。又、インバータＷ相電圧変調指令生
成回路５３では、Ｕ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（ＵＮＩ）Ｗ
とＶ−Ｗ相電圧演算信号Ｖ（ＶＮＩ）Ｗとを加算したも
のを符号反転させ、Ｗ相電流生成回路５２からの電流Ｉ
（Ｗ）によるリアクトルＬ２１による電圧降下分を加算
し、インバータＷ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＷＮＩ）＊
を生成する。そして、これらの三相分のインバータ相電
圧変調指令信号は、インバータ部ドライブ回路５４に入
力され、インバータ部３０の３組の上下アームスイッチ
部３１、３２、３３をＰＷＭ制御し、所定の電圧を有
し、三相交流入力と同一の周波数の三相交流出力を得る
ことになる。
【００２２】一方、蓄電装置１０は、定常時、充電回路
（図示せず。）又は平滑コンデンサ９から直接充電さ
れ、三相交流電源異常時、即ち停電あるいは瞬時電圧低
下が発生したときにインバータ部３０の入力電源の役割
を果たすものである。
【００２３】又、コンバータ部２０又はインバータ部３
０に何らかの異常が発生した時は、スイッチＳＷＪ７，
スイッチＳＷＨ１２を開くと共にスイッチＳＷＩ１４を
閉じる。従って、出力端子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗへの三相交
流出力は絶縁トランス１３とスイッチＳＷＩ１４を介し
て出力されることになる。このような異常が発生した時
には、出力端子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗへの三相交流出力を無
瞬断で切り替える必要があり、そのためにスイッチＳＷ
Ｊ７及びスイッチＳＷＨ１２とスイッチＳＷＩ１４とを
同時に閉じる期間が必要となる。
【００２４】従って、絶縁トランス１３を介するバイパ
ス回路の出力電圧とインバータ部３０出力電圧とは位相
的に同期し、かつ同一電位でなければならない。しかし
ながら、コンバータ部２０はリアクトル８の入力側の電
位をスイッチングによりＰとＮの電位に切り替える一
方、出力端子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗの電位は、インバータ部
３０の基準で正弦波電圧を出力しているので、交流入力
側の基準電位とインバータ部３０の出力側の基準電位と
は異なっている。従って、絶縁トランス１３がなけれ
ば、バイパス回路に切り替えるためにスイッチＳＷＪ７
及びスイッチＳＷＨ１２とスイッチＳＷＩ１４とを同時
に閉にした場合には、基準の電位が違うものを接続する
ことになり、スイッチング素子を介して短絡電流が流れ
てしまう不具合が発生する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置で
は、交流入力電源の相数に対応したリアクトルＬ１１、
Ｌ１２、Ｌ１３、及び相数に対応したコンバータ部２０
の上下アームスイッチ部２１、２２、２３が必要とな
り、更に同装置の交流出力の相数に対応したインバータ
部３０の上下アームスイッチ部３１、３２、３３、及び
フィルタ１１のリアクトルＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３とコ
ンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３が必要となる。また、コンバ
ータ部ドライブ回路４７やインバータ部ドライブ回路５
４の中に含まれるコンバータ部やインバータ部の各スイ
ッチ部を制御する指令及び各スイッチ部を駆動する回路
が、スイッチ部の数に対応して必要となるため、主回路
及び制御回路の部品点数が多く、重量も大となり、装置
が大きくなるという問題点があった。
【００２６】又、交流入力電源の相に対応したコンバー
タ相電圧変調指令が各相ごとに必要であり、又交流出力
の相に対応したインバータ相電圧変調指令が各相ごとに
必要であったため、コンバータ部やインバータ部の相電
圧変調指令生成回路４４、４５、４６、５０、５１、５
３を交流入力の相数と交流出力の相数だけ必要としてい
た。更に、コンバータ部，インバータ部とも相電圧に対
応した変調指令を使用しているため、検出した交流出力
の線間電圧を相電圧に変換する電圧変換回路４９を必要
としていた。
【００２７】更に、この電力変換装置を用いた無停電電
源装置では、スイッチＳＷＪ７、スイッチＳＷＨ１２、
スイッチＳＷＩ１４のそれぞれを構成するスイッチの数
は相数に対応した数だけ必要となり、またバイパス回路
には三相交流入力電源とインバータ部３０の出力とを無
瞬断で切り換える時の電位差を吸収するための絶縁トラ
ンス１３が必要となる等、部品点数が多く、重量も大と
なり、装置が大きくなるという問題点があった。
【００２８】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたもので、電力変換装置とその制御方法におい
て、上下アームスイッチ部の一部をコンバータ部とイン
バータ部とで共有化して制御し、主回路および制御回路
の部品点数や重量を低減できる電力変換装置とその制御
方法を得ることを目的としている。
【００２９】更に、この電力変換装置を用いた無停電電
源装置において、主回路および制御回路の部品点数や重
量を低減でき、かつ三相交流入力電源を出力側にバイパ
スするバイパス回路に絶縁トランスを設ける必要のない
この電力変換装置を用いた無停電電源装置を得ることを
目的としている。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
【００３１】この発明に係わる電力変換装置において
は、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ変
換するコンバータ部と、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御
して直流を交流へ変換するインバータ部と、複数のスイ
ッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又は直流を交流へ
変換する共通部と、この共通部とコンバータ部との組合
せにより入力される交流を直流に変換するＰＷＭ制御を
行うコンバータ制御部と、共通部とインバータ部との組
合せにより直流を交流として出力するＰＷＭ制御を行う
インバータ制御部と、を備えたものである。
【００３２】又、コンバータ部、インバータ部及び共通
部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームスイッチ部を
備え、入力される交流の一つの相を出力される交流の一
つの相と共通に接続し、この共通に接続された相を共通
部の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点
に接続し、入力される交流の他の相をコンバータ部の上
アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続
し、出力される交流の他の相をインバータ部の上アーム
スイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続したも
のである。
【００３３】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、共通部は一組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相をコ
ンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相交
流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッチ
部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続した
ものである。
【００３４】又、コンバータ部は二組の上下アームスイ
ッチ部を、インバータ部及び共通部は一組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相をコ
ンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される単相交
流の内の一相をインバータ部の一組の上アームスイッチ
部と下アームスイッチ部の中間点に接続したものであ
る。
【００３５】又、コンバータ部及び共通部は一組の上下
アームスイッチ部を、インバータ部は二組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される単相交流の内の一相をコ
ンバータ部の一組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部の中間点に接続し、出力される三相交流の内の二
相をインバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アー
ムスイッチ部のそれぞれの中間点に接続したものであ
る。
【００３６】又、この電力変換装置の制御方法において
は、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ変
換するコンバータ部と、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御
して直流を交流へ変換するインバータ部と、複数のスイ
ッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又は直流を交流へ
変換する共通部と、この共通部とコンバータ部との組合
せにより入力される交流を直流に変換するＰＷＭ制御を
行うコンバータ制御部と、共通部とインバータ部との組
合せにより直流を交流として出力するＰＷＭ制御を行う
インバータ制御部と、を備え、入力される交流の少なく
とも一つの相を基準信号とし、この基準信号に基づいて
共通部をＰＷＭ制御する共通部電圧変調信号を生成し、
この共通部電圧変調信号と所定の位相差を有するコンバ
ータ部電圧変調信号及びインバータ部電圧変調信号を生
成し、このコンバータ部電圧変調信号と共通部電圧変調
信号とをコンバータ制御部のＰＷＭ変調信号とし、イン
バータ部電圧変調信号と共通部電圧変調信号とをインバ
ータ制御部のＰＷＭ変調信号としたものである。
【００３７】又、コンバータ部、インバータ部及び共通
部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームスイッチ部を
備え、入力される交流の一つの相を出力される交流の一
つの相と共通に接続し、この共通に接続された相を共通
部の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点
に接続し、入力される交流の他の相をコンバータ部の上
アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続
し、出力される交流の他の相をインバータ部の上アーム
スイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続し、基
準信号は前記入力される交流の前記共通に接続される相
と他の相との線間電圧から生成したものである。
【００３８】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、又共通部は一組の上下アー
ムスイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相を
コンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームス
イッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相
交流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッ
チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
し、共通部電圧変調信号は基準信号から線間と相の位相
関係を有して生成し、インバータ部電圧変調信号は入力
される交流の一つの相と共通に接続された出力される交
流の一つの相と出力される交流の他の二つ相との間の線
間電圧に基づいて生成した線間電圧変調信号と共通部電
圧変調信号とから生成したものである。
【００３９】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、又共通部は一組の上下アー
ムスイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相を
コンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームス
イッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相
交流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッ
チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
し、共通部電圧変調信号は基準信号から線間と相の位相
関係を有して生成し、コンバータ部電圧変調信号は入力
される交流の一つの相と共通に接続された出力される交
流の一つの相と入力される交流の他の二つ相との間の線
間電圧に基づいて生成した線間電圧変調信号と共通部電
圧変調信号とから生成したものである。
【００４０】又、共通部をＰＷＭ制御する共通相電圧変
調信号を生成する関数信号は、正弦波信号、台形波信号
又は三角波信号であるものである。
【００４１】又、この電力変換装置を用いた無停電電源
装置においては、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交
流を直流へ変換するコンバータ部と、複数のスイッチ部
をＰＷＭ制御して直流を交流へ変換するインバータ部
と、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又
は直流を交流へ変換する共通部と、この共通部とコンバ
ータ部との組合せにより入力される交流を直流に変換す
るＰＷＭ制御を行うコンバータ制御部と、共通部とイン
バータ部との組合せにより前記直流を交流として出力す
るＰＷＭ制御を行うインバータ制御部と、入力される交
流とインバータ部から出力される交流に対応する相の交
流とを選択的に出力するスイッチ部と、を備えたもので
ある。
【００４２】又、コンバータ部、インバータ部及び共通
部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームスイッチ部を
備え、入力される交流の一つの相を前記出力される交流
の一つの相と共通に接続し、この共通に接続された相を
共通部の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中
間点に接続し、入力される交流の他の相をコンバータ部
の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に
接続し、出力される交流の他の相をインバータ部の上ア
ームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続し
たものである。
【００４３】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、共通部は一組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相をコ
ンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相交
流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッチ
部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続した
ものである。
【００４４】更に、コンバータ部は二組の上下アームス
イッチ部を、インバータ部及び共通部は一組の上下アー
ムスイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相を
コンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームス
イッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される単相
交流の内の一相をインバータ部の一組の上アームスイッ
チ部と下アームスイッチ部の中間点に接続したものであ
る。
【００４５】そして、コンバータ部及び共通部は一組の
上下アームスイッチ部を、インバータ部は二組の上下ア
ームスイッチ部を備え、入力される単相交流の内の一相
をコンバータ部の一組の上アームスイッチ部と下アーム
スイッチ部の中間点に接続し、出力される三相交流の内
の二相をインバータ部の二組の上アームスイッチ部と下
アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続したもので
ある。
【００４６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．この発明の第１の実施の形態として、三
相交流を入力し入力と同一周波数の三相交流を出力する
電力変換装置を用いた無停電電源装置について、図１〜
図１５に基づいて説明する。図１は三相入力三相出力の
無停電電源装置の主回路構成を示すブロック図、図２は
スイッチＳＷＪ１０７の詳細を示す内部構成図、図３は
リアクトル１０８の詳細を示す内部構成図、図４はフィ
ルタ１１１の詳細を示す内部構成図、図５はスイッチＳ
ＷＨ１１２の詳細を示す内部構成図、図６はスイッチＳ
ＷＩ１１４の詳細を示す内部構成図、図７はコンバータ
部１２０の詳細を示す内部構成図、図８はインバータ部
１３０の詳細を示す内部構成図、図９は共通部１１０の
詳細を示す内部構成図、図１０は三相入力三相出力の無
停電電源装置の制御回路構成を示すブロック図、図１１
はインバータＶＵ間電圧変調指令生成回路１５０の詳細
構成を示すブロック図、図１２はコンバータ電流指令生
成回路１４３の詳細構成を示すブロック図、図１３はコ
ンバータＳＲ間電圧変調指令生成回路１４４の詳細構成
を示すブロック図、図１４はコンバータ及びインバータ
の各種電圧変調指令信号の関係を示す波形図、図１５は
３次高調波を含んだ相電圧変調指令信号とそれに基づく
線間電圧との関係を示す波形図である。
【００４７】図において従来例と同一符号は同一又は相
当部分を示し、７１は電力変換装置、８１は無停電電源
装置、１０７は二相のスイッチＳＷＪ１、ＳＷＪ２から
構成されるスイッチＳＷＪ、１０８は二相のリアクトル
Ｌ１１、Ｌ１２から構成されるリアクトル，９は後述の
コンバータ部１２０と共通部１１０からの直流を平滑す
る平滑コンデンサ、１１１は二相のリアクトルＬ２１、
Ｌ２２とＣ１、Ｃ２とから構成されるフィルタ、１１２
は二相のスイッチＳＷＨ１、ＳＷＨ２から構成されるス
イッチＳＷＨ、１１４は二相のスイッチＳＷＩ１、ＳＷ
Ｉ２から構成されるスイッチＳＷＩ、１２０は入力され
る二相交流を直流に変換するコンバータ部、１３０は後
述の共通部１１０と協働して直流を三相交流に変換する
インバータ部、１１０はコンバータ部１２０とインバー
タ部１３０の両方の役目を備えたＲ相又はＵ相の上下ア
ームスイッチ部である共通部である。
【００４８】１２１、１２２はそれぞれＴ相、Ｓ相の上
下アームスイッチ部、１２１ａはＴ相の上下アームスイ
ッチ部１２１の上アームスイッチ部、１２１ｂはＴ相の
上下アームスイッチ部１２１の下アームスイッチ部、１
２２ａはＳ相の上下アームスイッチ部１２２の上アーム
スイッチ部、１２２ｂはＳ相の上下アームスイッチ部１
２２の下アームスイッチ部である。ここで、各々の上又
は下アームスイッチ部１２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，
１２２ｂは、トランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイ
ッチング素子とこれに逆並列に接続されたダイオードか
ら構成されている。
【００４９】１３１、１３２はそれぞれＷ相、Ｖ相の上
下アームスイッチ部、１３１ａはＷ相の上下アームスイ
ッチ部１３１の上アームスイッチ部、１３１ｂはＷ相の
上下アームスイッチ部１３１の下アームスイッチ部、１
３２ａはＶ相の上下アームスイッチ部１３２の上アーム
スイッチ部、１３２ｂはＶ相の上下アームスイッチ部１
３２の下アームスイッチ部である。ここで、各々の上又
は下アームスイッチ部１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，
１３２ｂは、トランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイ
ッチング素子とこれに逆並列に接続されたダイオードか
ら構成されている。
【００５０】１１０ａはＲ相又はＵ相の上下アームスイ
ッチ部１１０の上アームスイッチ部、１１０ｂはＲ相又
はＵ相の上下アームスイッチ部１１０の下アームスイッ
チ部である。
【００５１】１Ｒ、１Ｓ、１Ｔはそれぞれ三相交流入力
電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電力が供給される端子、６
Ｕ、６Ｖ、６Ｗは駆動される負荷（図示せず。）に出力
される三相交流の出力端子であり、１Ｒ端子と６Ｕ端子
とは直結されている。そして、端子１Ｔと端子２Ｔ、端
子１Ｓと端子２ＳはそれぞれスイッチＳＷＪ１０７のＳ
ＷＪ１、ＳＷＪ２を介して接続され、端子２Ｔと端子３
Ｔ、端子２Ｓと端子３Ｓはそれぞれリアクトル１０８の
Ｌ１１、Ｌ１２を介して接続され、端子３Ｔ、３Ｓはそ
れぞれＴ相の上アームスイッチ部１２１ａと下アームス
イッチ部１２１ｂの接続点、Ｓ相の上アームスイッチ部
１２２ａと下アームスイッチ部１２２ｂの接続点に接続
されている。
【００５２】１ＲＵは共通部１１０の上アームスイッチ
部１１０ａと下アームスイッチ部１１０ｂの接続点に接
続されている端子である。Ｐ１、Ｎ１はそれぞれ共通部
１１０とインバータ部１３０との間の直流正極端子、直
流負極端子であり、それぞれ直流正極端子Ｐ、直流負極
端子Ｎと同電位である。
【００５３】端子４Ｗ、４Ｖはインバータ部１３０のそ
れぞれＷ相の上アームスイッチ部１３１ａと下アームス
イッチ部１３１ｂの接続点、Ｖ相の上アームスイッチ部
１３２ａと下アームスイッチ部１３２ｂの接続点に接続
されている。そして、端子４Ｗと端子５Ｗ、端子４Ｖと
端子５Ｖはそれぞれフィルタ１１１のリアクトルＬ２
１、Ｌ２２を介して接続され、更に、２ＲＵはフィルタ
１１１のコンデンサＣ１、Ｃ２の共通接続点に接続され
ている端子である。又、端子５Ｗと端子６Ｗ、端子５Ｖ
と端子６ＶはそれぞれスイッチＳＷＨ１１２のＳＷＨ
１、ＳＷＨ２を介して接続され、端子１Ｔと端子６Ｗ、
端子１Ｓと端子６ＶはそれぞれスイッチＳＷＩ１１４の
ＳＷＩ１、ＳＷＩ２を介して接続されている。
【００５４】次に、図１０に示す制御回路においては、
１４１Ａは三相交流入力の一つの線間電圧であるＶ（Ｓ
Ｒ）を入力して基準信号を生成するＰＬＬ回路４０から
の出力信号に対して所定の位相差を有し互いに異なる位
相の二つの異なる位相信号θ（ＳＲ）、θ（ＴＲ）を生
成する位相変換回路Ａ、１４１ＢはＰＬＬ回路４０から
の出力信号に対して更に異なる所定の位相差を有する位
相信号θ（Ｒ）を生成する位相変換回路Ｂ、１４２Ａは
位相変換回路Ａ１４１Ａからの二つの異なる位相信号θ
（ＳＲ）、θ（ＴＲ）に対応する正弦波信号を生成する
三角関数発生回路Ａ、１４２Ｂは位相変換回路Ｂ１４１
Ｂからの位相信号θ（Ｒ）に対応する正弦波信号を生成
する三角関数発生回路Ｂである。
【００５５】１４３は平滑コンデンサ９の両端の測定電
圧信号Ｖ（ＤＣ）と直流電圧指令信号Ｖ（ＤＣ）＊、及
び三角関数発生回路Ａ１４２Ａからの二つの正弦波信号
ｓｉｎθ（ＳＲ）とｓｉｎθ（ＴＲ）を入力して、コン
バータ部１２０のコンバータＳ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）
＊とコンバータＴ相電流指令信号Ｉ（Ｔ）＊を出力する
コンバータ電流指令生成回路である。
【００５６】ここで、コンバータ電流指令生成回路１４
３は、図１２に示すように構成されており、１４３１は
直流電圧指令信号Ｖ（ＤＣ）＊と平滑コンデンサ９の両
端の測定電圧信号Ｖ（ＤＣ）との差を演算する減算器、
１４３２は減算器１４３１からの出力信号をＰＩ（比例
＋積分）制御で増幅するＰＩ回路、１４３３は三角関数
発生回路Ａ１４２Ａからの正弦波信号ｓｉｎθ（ＴＲ）
とＰＩ回路１４３２からの出力信号を乗算しＴ相電流指
令信号Ｉ（Ｔ）＊を生成する乗算器、１４３４は三角関
数発生回路Ａ１４２Ａからの正弦波信号ｓｉｎθ（Ｓ
Ｒ）とＰＩ回路１４３２からの出力信号を乗算しＳ相電
流指令信号Ｉ（Ｓ）＊を生成する乗算器である。
【００５７】１４４は三相交流入力のＳ相電流の測定値
信号Ｉ（Ｓ）とコンバータ電流指令生成回路１４３から
のＳ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊を入力してコンバータＳ
Ｒ間電圧変調指令信号Ｖ（ＳＲ）＊を出力するコンバー
タＳＲ間電圧変調指令生成回路、１４５は三相交流入力
のＴ相電流の測定値信号Ｉ（Ｔ）とコンバータ電流指令
生成回路１４３からのＴ相電流指令信号Ｉ（Ｔ）＊を入
力してコンバータＴＲ間電圧変調指令信号Ｖ（ＴＲ）＊
を出力するコンバータＴＲ間電圧変調指令生成回路であ
る。
【００５８】ここで、コンバータＳＲ間電圧変調指令生
成回路１４４は、図１３に示すように構成されており、
１４４１はコンバータ電流指令生成回路１４３からのＳ
相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊とＳ相電流の測定値信号Ｉ
（Ｓ）との差を演算する減算器、１４４２は減算器１４
４１からの出力信号をＰ（比例）制御で増幅しコンバー
タＳＲ間電圧変調指令信号Ｖ（ＳＲ）＊を生成するＰ回
路である。又、コンバータＴＲ間電圧変調指令生成回路
１４５もコンバータＳＲ間電圧変調指令生成回路１４４
と同様に構成されている。
【００５９】１４６は三角関数発生回路Ｂ１４２Ｂから
の正弦波信号ｓｉｎθ（Ｒ）と平滑コンデンサ９の両端
の測定電圧信号Ｖ（ＤＣ）とを入力して、共通部の電圧
であるＵ相の電圧のＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）
＊を生成する共通部電圧変調指令生成回路、１６１はコ
ンバータＴＲ間電圧変調指令生成回路１４５からのコン
バータＴＲ間電圧変調指令信号Ｖ（ＴＲ）＊と共通部電
圧変調指令生成回路１４６からのＵ相の電圧変調指令信
号Ｖ（ＵＮ）＊を加算してコンバータＴ相の電圧変調指
令信号Ｖ（ＴＮ）＊を生成する加算器、１６２はコンバ
ータＳＲ間電圧変調指令生成回路１４４からのコンバー
タＳＲ間電圧変調指令信号Ｖ（ＳＲ）＊と共通部電圧変
調指令生成回路１４６からのＵ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＵＮ）＊を加算してコンバータＳ相の電圧変調指令信
号Ｖ（ＳＮ）＊を生成する加算器である。
【００６０】そして、１４７は加算器１６１からのコン
バータＴ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＴＮ）＊と加算器１
６２からのコンバータＳ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｓ
Ｎ）＊を入力して、コンバータ部１２０のそれぞれ対応
するＴ相、Ｓ相の上及び下アームスイッチ部１２１ａ、
１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂをＰＷＭ制御するコンバ
ータ部ドライブ回路、１４９は共通部電圧変調指令生成
回路１４６からのＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊
を入力してＵ相に対応する共通部１１０の上及び下アー
ムスイッチ部１１０ａ、１１０ｂをＰＷＭ制御する共通
部ドライブ回路である。
【００６１】一方、１４８はインバータ電圧振幅指令信
号Ｖ（ＡＣ）＊及び三角関数発生回路Ａ１４２Ａからの
二つの正弦波信号ｓｉｎθ（ＳＲ）とｓｉｎθ（ＴＲ）
を入力して、二種類のインバータ電圧指令信号Ｖ（Ａ
Ｃ）＊・ｓｉｎθ（ＳＲ）とＶ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ
（ＴＲ）とを生成するインバータ電圧指令生成回路、１
５０はインバータ電圧指令生成回路１４８からのインバ
ータ電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（ＳＲ）とＶ
相電流の検出値Ｉ（Ｖ）及びＶ相Ｕ相間の線間電圧検出
値Ｖ（ＶＵ）を入力してインバータＶＵ間電圧変調指令
信号Ｖ（ＶＵ）＊を生成するインバータＶＵ間電圧変調
指令生成回路、１５１はインバータ電圧指令生成回路１
４８からのインバータ電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉ
ｎθ（ＴＲ）とＷ相電流の検出値Ｉ（Ｗ）及びＷ相Ｕ相
間の線間電圧検出値Ｖ（ＷＵ）を入力してインバータＷ
Ｕ間電圧変調指令信号Ｖ（ＷＵ）＊を生成するインバー
タＷＵ間電圧変調指令生成回路である。
【００６２】ここで、インバータＶＵ間電圧変調指令生
成回路１５０は、図１１に示すように構成されており、
１５０１はインバータ電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉ
ｎθ（Ｒ）とＶ相Ｕ相間の線間電圧検出値Ｖ（ＶＵ）と
の差を演算する減算器、１５０２は減算器１５０１から
の差信号をＰＩＤ制御して誤差を増幅するＰＩＤ回路、
１５０３はＶ相電流の検出値Ｉ（Ｖ）を入力してこれを
微分しリアクトルＬ２２による電圧降下を生成するリア
クトル分電圧降下生成回路、１５０４はリアクトル分電
圧降下生成回路１５０３からの信号とＰＩＤ回路１５０
２からの信号を加算してインバータＶＵ間電圧変調指令
信号Ｖ（ＶＵ）＊を生成する加算器である。又、インバ
ータＷＵ間電圧変調指令生成回路１５１もインバータＶ
Ｕ間電圧変調指令生成回路１５０と同様に構成されてい
る。
【００６３】１６３はインバータＷＵ間電圧変調指令生
成回路１５１からのインバータＷＵ間電圧変調指令信号
Ｖ（ＷＵ）＊と共通部電圧変調指令生成回路１４６から
のＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊を加算してイン
バータＷ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＷＮ）＊を生成する
加算器、１６４はインバータＶＵ間電圧変調指令生成回
路１５０からのインバータＶＵ間電圧変調指令信号Ｖ
（ＶＵ）＊と共通部電圧変調指令生成回路１４６からの
Ｕ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊を加算してインバ
ータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮ）＊を生成する加
算器である。
【００６４】そして、１５２は加算器１６３からのイン
バータＷ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＷＮ）＊と加算器１
６４からのインバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｖ
Ｎ）＊を入力して、インバータ部１３０のそれぞれ対応
するＷ相、Ｖ相の上及び下アームスイッチ部１３１ａ、
１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂをＰＷＭ制御するコンバ
ータ部ドライブ回路である。
【００６５】次に、この実施の形態による無停電電源装
置の動作について説明する。まず、スイッチＳＷＪ１０
７及びスイッチＳＷＨ１１２が閉じられスイッチＳＷＩ
１１４が開かれている場合について見てみると、基本的
な制御動作としては、コンバータ部１２０、共通部１１
０、リアクトル１０８で三相交流電源の三相交流入力を
直流に変換すると同時に、この三相交流電源のＲ相，Ｓ
相、Ｔ相の各相入力電流波形を正弦波とさせ、又Ｒ相，
Ｓ相、Ｔ相の各相電圧を各相電流と位相を一致させるよ
うに、コンバータ部１２０、共通部１１０を構成するス
イッチ部を所定の指令でＰＷＭ制御することにより、入
力力率がほぼ１で、平滑コンデンサ９の両端の電圧を所
定の直流電圧値とするように制御するものである。
【００６６】一方、インバータ部１３０、共通部１１
０、フィルタ１１１によりＵ相，Ｖ相、Ｗ相の各相出力
電圧が正弦波の一定電圧値でかつ所定の周波数の交流出
力波形となるように、インバータ部１３０、共通部１１
０を構成するスイッチ部を所定の指令でＰＷＭ制御する
ことにより、所定周波数で所定電圧の三相交流出力を出
力端子６Ｗ、６Ｖ、６Ｕに得らことができる。
【００６７】ここで、蓄電装置１０は、定常時は図示さ
れない充電回路あるいは平滑コンデンサ９から充電さ
れ、三相交流電源が異常の時、即ち停電あるいは瞬時電
圧低下が発生した時に、これを放電することにより、イ
ンバータ部１３０，共通部１１０，フィルタ１１１を介
して出力端子６Ｗ、６Ｖ、６Ｕへ出力されることにな
る。
【００６８】又、コンバータ部１２０、インバータ部１
３０、或いは共通部１１０に何らかの異常が発生した時
には、スイッチＳＷＪ１０７及びスイッチＳＷＨ１１２
を開としスイッチＳＷＩ１１４を閉とすることにより、
三相交流電源からの交流出力が直接スイッチＳＷＩ１１
４を介して出力端子６Ｗ、６Ｖ、６Ｕへ出力されること
になる。このような異常が発生した時には、インバータ
部１３０によって発生された交流出力と三相交流電源か
らインバータ部１３０をバイパスして直接得られる交流
出力とを無瞬断で切り替えることが重要となる。そのた
めにはスイッチＳＷＨ１１２とスイッチＳＷＩ１１４と
を同時に閉にする期間が必要となる。
【００６９】このような場合においても、後に詳述する
ように、この実施の形態による主回路構成では、入力側
の一つの端子１Ｒと出力側の一つの端子６Ｕが共通に接
続されているので、コンバータ部１２０とインバータ部
１３０とは同一の基準を持つことになり、両者の間に電
位差は発生しないので従来例に示したような絶縁トラン
ス１３を必要としない。更に、コンバータ部１２０とイ
ンバータ部１３０とは共通部１１０を介してＰＷＭ制御
されているので、バイパス回路との切り替えのためにス
イッチＳＷＪ１０７，スイッチＳＷＨ１１２，スイッチ
ＳＷＩ１１４が同時に閉となった場合でも、バイパス回
路からの交流出力とインバータ部１３０からの交流出力
とを同期させかつ同一電位とさせることになり、出力短
絡などの不具合の発生することはない。
【００７０】この実施の形態の主回路構成では、入力側
と出力側の一線を共通にしているため、三相回路状態が
非対称となり相電圧を制御することは困難となる。従っ
て、コンバータ部１２０及びインバータ部１３０をＰＷ
Ｍ制御するためには、線間電圧変調指令信号を生成した
のちに、これを直流負極端子Ｎを基準とした各相の電圧
指令信号に変換することが必要となる。
【００７１】例えば、Ｓ相とＲ相の線間電圧をＶ（Ｓ
Ｒ）、Ｔ相とＲ相の線間電圧をＶ（ＴＲ）、Ｖ相とＵ相
の線間電圧をＶ（ＶＵ）、Ｗ相とＵ相の線間電圧をＶ
（ＷＵ）、Ｕ相とＮ点との間の電圧をＶ（ＵＮ）（ここ
で、Ｕ相とＲ相とは同電位であるとする。）、Ｖ相とＮ
点との間の電圧をＶ（ＶＮ）、Ｗ相とＮ点との間の電圧
をＶ（ＷＮ）、Ｓ相とＮ点との間の電圧をＶ（ＳＮ）、
Ｔ相とＮ点との間の電圧をＶ（ＴＮ）、とすると、以下
に示す関係式が得られる。即ち、 Ｖ（ＲＮ）＝Ｖ（ＵＮ） Ｖ（ＳＮ）＝Ｖ（ＳＲ）＋Ｖ（ＲＮ） Ｖ（ＴＮ）＝Ｖ（ＴＲ）＋Ｖ（ＲＮ） Ｖ（ＶＮ）＝Ｖ（ＶＵ）＋Ｖ（ＵＮ） Ｖ（ＷＮ）＝Ｖ（ＷＵ）＋Ｖ（ＵＮ）
【００７２】このことから、図１０において、Ｕ相の電
圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊を共通部電圧変調指令生成
回路１４６から、コンバータＳＲ間電圧変調指令信号Ｖ
（ＳＲ）＊をコンバータＳＲ間電圧変調指令生成回路１
４４から、コンバータＴＲ間電圧変調指令信号Ｖ（Ｔ
Ｒ）＊をコンバータＴＲ間電圧変調指令生成回路１４５
から、インバータＶＵ間電圧変調指令信号Ｖ（ＶＵ）＊
をインバータＶＵ間電圧変調指令生成回路１５０から、
インバータＷＵ間電圧変調指令信号Ｖ（ＷＵ）＊をイン
バータＷＵ間電圧変調指令生成回路１５１からそれぞれ
生成すれば、上式を用いて、加算器１６２、１６１、１
６４、１６３により、コンバータＳ相の電圧変調指令信
号Ｖ（ＳＮ）＊、コンバータＴ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＴＮ）＊、インバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｖ
Ｎ）＊、インバータＷ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＷＮ）
＊をそれぞれ生成することができる。
【００７３】さて、コンバータ部１２０の力率を１とし
なければなければならないので、コンバータ電流の制御
を行う必要がある。以下にコンバータ部１２０の力率を
１に制御する動作について述べる。まず、入力端子１
Ｓ、１Ｒ間の線間電圧Ｖ（ＳＲ）を検出してＰＬＬ回路
４０に入力し、この線間電圧信号Ｖ（ＳＲ）を基準信号
とする。この線間電圧信号Ｖ（ＳＲ）を位相変換回路Ａ
１４１Ａへ入力し、更に三角関数発生回路Ａ１４２Ａに
より、この線間電圧信号Ｖ（ＳＲ）と同一周期、同一振
幅で互いに異なる位相差を有する二種類の正弦波信号を
生成する。一つは線間電圧信号Ｖ（ＳＲ）と同期した
（同じ位相を有する）正弦波信号ｓｉｎθ（ＳＲ）、他
の一つは線間電圧Ｖ（ＴＲ）と同じ位相関係を有する正
弦波信号ｓｉｎθ（ＴＲ）である。ここで、正弦波信号
ｓｉｎθ（ＴＲ）は、例えば正弦波信号ｓｉｎθ（Ｓ
Ｒ）に比べて位相がπ／３だけ遅れているものである。
【００７４】今、線間電圧の振幅を１４１ｖとすると、
これらの正弦波信号は次のように表わすことができる。 Ｖ（ＳＲ）＝ｓｉｎθ（ＳＲ） ＝１４１・ｓｉｎ（θ） Ｖ（ＴＲ）＝ｓｉｎθ（ＴＲ） ＝１４１・ｓｉｎ（θ−π／３） これらの正弦波信号は、図１４において、（ｄ）はＶ
（ＳＲ）を、（ｅ）はＶ（ＴＲ）を示している。
【００７５】次に、コンバータ電流指令生成回路１４３
で平滑コンデンサ９の両端の測定電圧電圧信号Ｖ（Ｄ
Ｃ）と直流電圧指令信号Ｖ（ＤＣ）＊の差を求め、これ
にＰＩ制御を行って誤差を増幅し、その誤差とｓｉｎθ
（ＳＲ）及びｓｉｎθ（ＴＲ）との積を演算し、コンバ
ータＳ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊及びコンバータＴ相電
流指令信号Ｉ（Ｔ）＊を生成する。
【００７６】一方、位相変換回路Ｂ１４１Ｂ及び三角関
数発生回路Ｂ１４２Ｂでは、入力された線間電圧信号Ｖ
（ＳＲ）に比べて５π／６だけ位相の進んだ正弦波信号
ｓｉｎθ（Ｒ）を生成する。この正弦波信号は直流負極
端子Ｎを基準とした共通部の電圧指令に同期した位相を
有する信号となる。そして、共通部電圧変調指令生成回
路１４６では、三角関数発生回路Ｂ１４２Ｂからの正弦
波信号ｓｉｎθ（Ｒ）と平滑コンデンサ９の両端の測定
電圧信号Ｖ（ＤＣ）とを入力して、共通部電圧であるＵ
相（又はＲ相）電圧のＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｕ
Ｎ）＊を生成する。ここで、Ｕ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＵＮ）＊は下式で表わされる。 Ｖ（ＵＮ）＊＝（Ｖ（ＤＣ）／２）・（１＋ｓｉｎ（θ＋５π／６））
【００７７】一方、コンバータＳＲ間電圧変調指令生成
回路１４４では、コンバータ電流指令生成回路１４３か
らのＳ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊とＳ相電流の測定値信
号Ｉ（Ｓ）との差を比例制御などで増幅しコンバータＳ
Ｒ間電圧変調指令信号Ｖ（ＳＲ）＊を生成する。又、コ
ンバータＴＲ間電圧変調指令生成回路１４５において
も、コンバータＳＲ間電圧変調指令生成回路１４４と同
様にして、コンバータ電流指令生成回路１４３からのＴ
相電流指令信号Ｉ（Ｔ）＊とＴ相電流の測定値信号Ｉ
（Ｔ）との差を比例制御などで増幅しコンバータＴＲ間
電圧変調指令信号Ｖ（ＴＲ）＊を生成する。
【００７８】そして、加算器１６２、１６１において、
これらのコンバータ線間電圧変調指令信号Ｖ（ＳＲ）＊
及びＶ（ＴＲ）＊にＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）
＊を加算することにより、コンバータＳ相の電圧変調指
令信号Ｖ（ＳＮ）＊及びコンバータＴ相の電圧変調指令
信号Ｖ（ＴＮ）＊を生成する。そして、これらの信号を
コンバータ部１２０のそれぞれ対応するＳ相、Ｔ相の上
及び下アームスイッチ部１２２ａ、１２２ｂ、１２１
ａ、１２１ｂをＰＷＭ制御するコンバータ部ドライブ回
路１４９へ入力する。
【００７９】他方、コンバータ部のＲ相の電圧を制御す
る部分としては、主回路として共通部１１０が、コンバ
ータＲ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＲＮ）＊として共通部
ドライブ回路１４９に入力されるＵ相の電圧変調指令信
号Ｖ（ＵＮ）＊がその役目を負うことになり、コンバー
タ部１２０とコンバータＳ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｓ
Ｎ）＊及びコンバータＴ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｔ
Ｎ）＊と合わせて、コンバータを力率１でＰＷＭ制御す
ることになる。
【００８０】図１４において、（ａ）はコンバータＲ相
の電圧変調指令信号Ｖ（ＲＮ）＊に相当するＵ相の電圧
変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊を、（ｂ）はコンバータＳ相
の電圧変調指令信号Ｖ（ＳＮ）＊を、（ｃ）はコンバー
タＴ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＴＮ）＊を、それぞれの
信号の振幅や位相関係が分かるように示している。ここ
で、これらの信号の振幅については、（ｄ）に示すＶ
（ＳＲ）、（ｅ）に示すＶ（ＴＲ）と合わせるために、
Ｖ（ＤＣ）の値を次に示すように設定する。 （Ｖ（ＤＣ）／２）×３1/2＝１４１ｖ 即ち、Ｖ（ＤＣ）＝１６３ｖとなる。
【００８１】次にインバータ制御について述べる。イン
バータ電圧指令生成回路１４８において、インバータ電
圧振幅指令信号Ｖ（ＡＣ）＊及び三角関数発生回路Ａ１
４２Ａからの二つの正弦波信号ｓｉｎθ（ＳＲ）とｓｉ
ｎθ（ＴＲ）を入力して、二種類のインバータ電圧指令
信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（ＳＲ）とＶ（ＡＣ）＊・
ｓｉｎθ（ＴＲ）とを生成する。次に、インバータＶＵ
間電圧変調指令生成回路１５０において、インバータ電
圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（ＳＲ）とＶ相Ｕ相
間の線間電圧検出値信号Ｖ（ＶＵ）との差を演算し、こ
の誤差信号をＰＩＤ制御して増幅し、この信号に、Ｖ相
電流の検出値信号Ｉ（Ｖ）を微分しリアクトルＬ２２に
よる電圧降下を生成するリアクトル分電圧降下生成回路
１５０３からの信号を加算してインバータＶＵ間電圧変
調指令信号Ｖ（ＶＵ）＊を生成する。
【００８２】同様にして、インバータＷＵ間電圧変調指
令生成回路１５１においても、インバータ電圧指令信号
Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（ＴＲ）とＷ相Ｕ相間の線間電
圧検出値信号Ｖ（ＷＵ）との差を演算し、この誤差信号
をＰＩＤ制御して増幅し、この信号に、Ｗ相電流の検出
値信号Ｉ（Ｗ）を微分しリアクトルＬ２１による電圧降
下に関する信号を加算してインバータＷＵ間電圧変調指
令信号Ｖ（ＷＵ）＊を生成する。
【００８３】そして、加算器１６４、１６３において、
これらのインバータ線間電圧変調指令信号Ｖ（ＶＵ）＊
及びＶ（ＷＵ）＊にＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）
＊を加算することにより、インバータＶ相の電圧変調指
令信号Ｖ（ＶＮ）＊及びインバータＷ相の電圧変調指令
信号Ｖ（ＷＮ）＊を生成する。そして、これらの信号を
インバータ部１３０のそれぞれ対応するＶ相、Ｗ相の上
及び下アームスイッチ部１３２ａ、１３２ｂ、１３１
ａ、１３１ｂをＰＷＭ制御するインバータ部ドライブ回
路１５２へ入力する。
【００８４】他方、インバータ部のＵ相の電圧を制御す
る部分としては、主回路として共通部１１０が、インバ
ータＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊として共通部
ドライブ回路１４９に入力されるＵ相の電圧変調指令信
号Ｖ（ＵＮ）＊がその役目を負うことになり、インバー
タ部１３０とインバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｖ
Ｎ）＊及びインバータＷ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｗ
Ｎ）＊と合わせて、インバータを入力電源の交流電圧と
周波数、位相、振幅に関して同期した交流電圧を出力す
るようにＰＷＭ制御することになる。
【００８５】図１４において、（ａ）はインバータＵ相
の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊を、（ｂ）はインバー
タＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮ）＊を、（ｃ）はイ
ンバータＷ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＷＮ）＊を、
（ｄ）はインバータＶＵ間電圧変調指令信号Ｖ（ＶＵ）
＊を、（ｅ）はインバータＷＵ間電圧変調指令信号Ｖ
（ＷＵ）＊を、それぞれの信号の振幅や位相関係が分か
るように示している。
【００８６】ここで、以上のような方法で制御すると図
１４から明らかなように、コンバータの各相の電圧変調
指令信号Ｖ（ＲＮ）＊（Ｖ（ＵＮ）＊と同じ）、Ｖ（Ｓ
Ｎ）＊、Ｖ（ＴＮ）＊、及びインバータの各相の電圧変
調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊、Ｖ（ＶＮ）＊、Ｖ（ＷＮ）＊
のピーク間電圧値よりも、コンバータの各線間の電圧変
調指令Ｖ（ＳＲ）＊（Ｖ（ＳＵ）＊と同じ）、Ｖ（Ｔ
Ｒ）＊、及びインバータの各線間の電圧変調指令Ｖ（Ｖ
Ｕ）＊、Ｖ（ＷＵ）＊のピーク値の方が小さいことが分
かる。
【００８７】このことは、コンバータやインバータの各
相の電圧のピークの生じる位置と各線間の電圧のピーク
の生じる位置とが位相的に３０°ずれているので、線間
電圧のピーク値は相電圧のピーク間電圧（この場合はＶ
（ＤＣ）となる。）に等しくならなく、ピーク間電圧を
（３1/2／２）倍した値（この場合は（Ｖ（ＤＣ）／
２）×３1/2となる。）に小さくなってしまう。従っ
て、線間電圧のピーク値を平滑コンデンサ９の両端の電
圧Ｖ（ＤＣ）の値に等しくすることができなく、平滑コ
ンデンサ９の両端の電圧Ｖ（ＤＣ）の利用率が悪くなっ
てしまう。
【００８８】そこで、電圧Ｖ（ＤＣ）の利用率を上げる
ために、図１５に示すように、例えば、インバータＶ相
の電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮ）＊及びインバータＵ相の
電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊に適当な振幅の３次高調
波を重畳させ各相の電圧変調指令信号のピーク値を小さ
くする。このようにすると、平滑コンデンサ９の両端の
電圧Ｖ（ＤＣ）に対して、インバータのＶＵ間線間電圧
も電圧Ｖ（ＤＣ）をピーク値とする線間電圧を得ること
ができる。この場合、各相の電圧に３次高調波を重畳し
ても線間電圧には影響がないことは言うまでもない。
【００８９】図１５において、（ａ）は電圧Ｖ（ＤＣ）
をピーク値とするインバータのＶＵ間線間電圧を示し、
これを、例えばＶ（ＶＵ）と表わすと、 Ｖ（ＶＵ）＝Ｖ（ＤＣ）・ｓｉｎθ となる。一方、（ｂ）は適当な振幅を有する３次高調波
を含ませたインバータＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（Ｕ
Ｎ）３＊であり、 Ｖ（ＵＮ）３＊＝（Ｖ（ＤＣ）／２）・（１＋ｓｉｎ
（θ＋５π／６））＋α・ｓｉｎ（３θ＋５π／６） となる。又、（ｃ）は同様に適当な振幅を有する３次高
調波を含ませたインバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＶＮ）３＊であり、 Ｖ（ＶＮ）３＊＝（Ｖ（ＤＣ）／２）・（１＋ｓｉｎ
（θ＋π／６））＋α・ｓｉｎ（３θ＋π／６） となる。そして、インバータＵ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＵＮ）３＊とインバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＶＮ）３＊との合成から、電圧Ｖ（ＤＣ）をピーク値
とするインバータＶＵ間線間電圧Ｖ（ＶＵ）が得られる
ことになる。
【００９０】以上の説明においては、共通部電圧である
Ｕ相（又はＲ相）の電圧のＵ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＵＮ）＊を生成する共通部電圧変調指令生成回路１４
６へ入力される関数信号は三角関数発生回路Ｂ１４２Ｂ
からの正弦波信号ｓｉｎθ（Ｒ）であったが、この関数
信号の波形としては台形波，三角波であっても同様の制
御動作を得ることができる。
【００９１】以上詳述したように、この実施の形態によ
れば、コンバータ部としてコンバータ部１２０と共通部
１１０とから構成し、インバータ部としてインバータ部
１３０と共通部１１０とから構成することにより、コン
バータ部とインバータ部との両者に共通なスイッチ部を
設け、コンバータ部１２０、共通部１１０、インバータ
部１３０の各スイッチ部を、各相が所定の振幅と位相関
係を有する電圧変調指令信号に基づいてＰＷＭ制御を行
ったので、主回路を構成する上下アームスイッチ部を一
組減少させることができ、それに伴って制御回路を構成
する部品点数をも減少させることができる。又装置の軽
量化や小形化にも効果がある。更に、損失や発熱の根源
となるスイッチ部を減少させるので、装置の高効率化や
冷却方法の簡易化を図ることが可能となる。
【００９２】又、インバータ部１３０によって発生され
た交流出力と三相交流電源からインバータ部１３０をバ
イパスして直接得られる交流出力とを無瞬断で切り替え
る場合においては、三相交流入力の内の一つの相、例え
ばＲ相を、三相交流出力の内の一つの相、例えばＵ相と
共通に接続したので、コンバータ部とインバータ部との
両者に共通なスイッチ部を設けたことによって両者が同
一の共通な基準を持って制御されることと相まって、バ
イパス回路との切り替えのためにスイッチＳＷＪ１０
７，スイッチＳＷＨ１１２，スイッチＳＷＩ１１４が同
時に閉となった場合でも、バイパス回路からの交流出力
とインバータ部１３０からの交流出力とを同期させかつ
同一電位とさせることになり、出力短絡などの不具合の
発生することはない。更に、両者の間に電位差を発生さ
せないので従来例に示したような絶縁トランス１３をも
必要としない効果がある。
【００９３】更に、コンバータ部ドライブ回路１４７、
共通部ドライブ回路１４９、インバータ部ドライブ回路
１５２に与えられる各相の電圧変調指令信号は、共通部
電圧変調指令生成回路１４６から生成されるＵ相の電圧
変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊に各線間の電圧変調指令信号
を加算することによって生成されるので、容易に測定す
ることのできる線間電圧検出値をそのまま使用して各線
間の電圧変調指令信号を生成するだけでよく、従来例の
ように各種の電圧変調指令信号を生成するのに電圧変換
回路４９を用いて線間電圧検出値をわざわざ相電圧に変
換する必要がなく回路構成が少なく信頼性の高い制御回
路を構成することのできる効果が有る。
【００９４】実施の形態２．この発明の第２の実施の形
態として、交流入力と同一の周波数を有する交流出力で
あるが、入力と出力の相数が異なる場合、特に単相と三
相の場合の電力変換装置を用いた無停電電源装置につい
て説明する。図１６〜図２１は入力が三相で出力が単相
の場合、図２２〜図２６は入力が単相で出力が三相の場
合である。まず、図１６〜図２１に基づいて、入力が三
相で出力が単相の場合の電力変換装置を用いた無停電電
源装置について説明する。
【００９５】図１６は三相入力単相出力の電力変換装置
を用いた無停電電源装置の主回路構成を示すブロック
図、図１７はフィルタ２１１の詳細を示す内部構成図、
図１８はスイッチＳＷＨ２１２の詳細を示す内部構成
図、図１９はスイッチＳＷＩ２１４の詳細を示す内部構
成図、図２０はインバータ部２３０の詳細を示す内部構
成図、図２１は三相入力単相出力の無停電電源装置の制
御回路構成を示すブロック図である。
【００９６】図において、従来例及び第１の実施の形態
と同一符号は同一又は相当部分を示し、７２は電力変換
装置、８２は無停電電源装置、２１１は一相のリアクト
ルＬ２２とＣ２とから構成されるフィルタ、２１２は一
相のスイッチＳＷＨ２から構成されるスイッチＳＷＨ、
２１４は一相のスイッチＳＷＩ２から構成されるスイッ
チＳＷＩ、２３０は共通部１１０と協働して直流を単相
交流に変換するインバータ部であり、２３０ａはＶ相の
上下アームスイッチ部２３０の上アームスイッチ部、２
３０ｂはＶ相の上下アームスイッチ部２３０の下アーム
スイッチ部である。
【００９７】次に、この実施の形態の制御動作について
説明する。コンバータ部１２０及び共通部１１０の制御
動作については第１の実施の形態と同様であるので、こ
こではインバータ部２３０と共通部１１０とが協働して
行うインバータ動作について説明する。２４８はインバ
ータ電圧指令生成回路で、三角関数発生回路Ａ１４２Ａ
で生成された二つの正弦波信号の内の線間電圧信号Ｖ
（ＳＲ）と同期した（同じ位相を有する）正弦波信号ｓ
ｉｎθ（ＳＲ）だけが入力される。
【００９８】そして、同時に入力されたインバータ電圧
振幅指令信号Ｖ（ＡＣ）＊とによりインバータ電圧指令
信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ（ＳＲ）を生成する。次
に、インバータＶＵ間電圧変調指令生成回路１５０にお
いて、インバータ電圧指令信号Ｖ（ＡＣ）＊・ｓｉｎθ
（ＳＲ）とＶ相Ｕ相間の線間電圧検出値信号Ｖ（ＶＵ）
との差を演算し、この誤差信号をＰＩＤ制御して増幅
し、この信号に、Ｖ相電流の検出値信号Ｉ（Ｖ）を微分
しリアクトルＬ２２による電圧降下を生成するリアクト
ル分電圧降下生成回路１５０３からの信号を加算してイ
ンバータＶＵ間電圧変調指令信号Ｖ（ＶＵ）＊を生成す
る。
【００９９】更に、加算器１６４において、このインバ
ータＶＵ間電圧変調指令信号Ｖ（ＶＵ）＊にＵ相の電圧
変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊を加算することにより、イン
バータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮ）＊を生成す
る。そして、２５２はインバータ部２３０のＶ相の上及
び下アームスイッチ部２３０ａ、２３０ｂをＰＷＭ制御
するインバータ部ドライブ回路であり、このインバータ
Ｖ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＶＮ）＊を入力してインバ
ータ部２３０のＰＷＭ制御を行う。
【０１００】他方、インバータ部のＵ相の電圧を制御す
る部分としては、主回路として共通部１１０が、インバ
ータＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊として共通部
ドライブ回路１４９に入力されるＵ相の電圧変調指令信
号Ｖ（ＵＮ）＊がその役目を負うことになり、インバー
タ部２３０及びインバータＶ相の電圧変調指令信号Ｖ
（ＶＮ）＊と合わせて、インバータを入力電源のＳ相Ｒ
相間の交流電圧と周波数、位相、振幅に関して同期した
Ｖ相Ｕ相間の単相交流電圧を出力するようにＰＷＭ制御
することになる。
【０１０１】次に、図２２〜図２６に基づいて、入力が
単相で出力が三相の場合の電力変換装置を用いた無停電
電源装置について説明する。図２２は単相入力三相出力
の電力変換装置を用いた無停電電源装置の主回路構成を
示すブロック図、図２３はスイッチＳＷＪ２０７の詳細
を示す内部構成図、図２４はリアクトル２０８の詳細を
示す内部構成図、図２５はコンバータ部２２０の詳細を
示す内部構成図、図２６は単相入力三相出力の電力変換
装置を用いた無停電電源装置の制御回路構成を示すブロ
ック図である。
【０１０２】図において、従来例及び第１の実施の形態
と同一符号は同一又は相当部分を示し、７３は電力変換
装置、８３は無停電電源装置、２０７は一相のスイッチ
ＳＷＪ２から構成されるスイッチＳＷＪ、２０８は一相
のリアクトルＬ１２から構成されるリアクトル、２２０
は共通部１１０と協働して単相交流を直流に変換するコ
ンバータ部であり、２２０ａはＳ相の上下アームスイッ
チ部２２０の上アームスイッチ部、２２０ｂはＶ相の上
下アームスイッチ部２３０の下アームスイッチ部であ
る。
【０１０３】次に、この実施の形態の制御動作について
説明する。インバータ部１３０及び共通部１１０の制御
動作については第１の実施の形態と同様であるので、こ
こではコンバータ部２２０と共通部１１０とが協働して
行うコンバータ動作について説明する。２４３はコンバ
ータ電流指令生成回路で、三角関数発生回路Ａ１４２Ａ
で生成された二つの正弦波信号の内の線間電圧信号Ｖ
（ＳＲ）と同期した（同じ位相を有する）正弦波信号ｓ
ｉｎθ（ＳＲ）だけが入力される。
【０１０４】そして、同時に入力された平滑コンデンサ
９の両端の測定電圧電圧信号Ｖ（ＤＣ）と直流電圧指令
信号Ｖ（ＤＣ）＊の差を求め、これにＰＩ制御を行って
誤差を増幅し、その誤差とｓｉｎθ（ＳＲ）との積を演
算し、コンバータＳ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊を生成す
る。次に、コンバータＳＲ間電圧変調指令生成回路１４
４において、コンバータ電流指令生成回路２４３からの
Ｓ相電流指令信号Ｉ（Ｓ）＊とＳ相電流の測定値信号Ｉ
（Ｓ）との差を比例制御などで増幅しコンバータＳＲ間
電圧変調指令信号Ｖ（ＳＲ）＊を生成する。
【０１０５】更に、加算器１６２において、このコンバ
ータＳＲ間電圧変調指令信号Ｖ（ＳＲ）＊にＵ相の電圧
変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊を加算することにより、コン
バータＳ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＳＮ）＊を生成す
る。そして、２４７はコンバータ部２２０のＳ相の上及
び下アームスイッチ部２２０ａ、２２０ｂをＰＷＭ制御
するコンバータ部ドライブ回路であり、このコンバータ
Ｓ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＳＮ）＊を入力してコンバ
ータ部２２０のＰＷＭ制御を行う。
【０１０６】他方、コンバータ部のＲ相の電圧を制御す
る部分としては、主回路として共通部１１０が、コンバ
ータＲ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＲＮ）＊として共通部
ドライブ回路１４９に入力されるＵ相の電圧変調指令信
号Ｖ（ＵＮ）＊がその役目を負うことになる。そして、
コンバータ部２２０及びコンバータＳ相の電圧変調指令
信号Ｖ（ＳＮ）＊と合わせて、三相交流電源の内の二相
の単相電圧を直流に変換すると共に、同三相交流電源か
らの入力電流を正弦波とし、入力電圧と電流の位相を一
致させるように、所定の指令でＰＷＭ制御し、入力力率
がほぼ１でかつ平滑コンデンサ９の両端の電圧が所定の
直流電圧値となるよう動作する。
【０１０７】以上詳述したように、この実施の形態によ
れば、コンバータ部としてコンバータ部１２０と共通部
１１０とから、又はコンバータ部２２０と共通部１１０
とから構成し、インバータ部としてインバータ部２３０
と共通部１１０とから、又はインバータ部１３０と共通
部１１０とからそれぞれ構成することにより、コンバー
タ部とインバータ部との両者に共通なスイッチ部を設
け、コンバータ部１２０、共通部１１０、インバータ部
２３０からなる構成、又はコンバータ部２２０、共通部
１１０、インバータ部１３０からなる構成の各スイッチ
部を、各相が所定の振幅と位相関係を有する電圧変調指
令信号に基づいてＰＷＭ制御を行ったので、主回路を構
成する上下アームスイッチ部を一組減少させることがで
き、それに伴って制御回路を構成する部品点数をも減少
させることができる。又装置の軽量化や小形化にも効果
がある。更に、損失や発熱の根源となるスイッチ部を減
少させるので、装置の高効率化や冷却方法の簡易化を図
ることが可能となる。
【０１０８】又、インバータ部２３０又は１３０によっ
て発生された交流出力と三相交流電源からインバータ部
２３０又は１３０をバイパスして直接得られる交流出力
とを無瞬断で切り替える場合においては、三相交流入力
の内の一つの相、例えばＲ相を、単相交流出力又は三相
交流出力の内の一つの相、例えばＵ相と共通に接続した
ので、コンバータ部とインバータ部との両者に共通なス
イッチ部を設けたことによって両者が同一の共通な基準
を持って制御されることと相まって、バイパス回路との
切り替えのためにスイッチＳＷＪ１０７，スイッチＳＷ
Ｈ２１２，スイッチＳＷＩ２１４が同時に閉となった場
合又はスイッチＳＷＪ２０７，スイッチＳＷＨ１１２，
スイッチＳＷＩ１１４が同時に閉となった場合でも、バ
イパス回路からの交流出力とインバータ部２３０又は１
３０からの交流出力とを同期させかつ同一電位とさせる
ことになり、出力短絡などの不具合の発生することはな
い。更に、両者の間に電位差を発生させないので従来例
に示したような絶縁トランス１３をも必要としない効果
がある。
【０１０９】更に、コンバータ部ドライブ回路１４７又
は２４７、共通部ドライブ回路１４９、インバータ部ド
ライブ回路２５２又は１５２に与えられる各相の電圧変
調指令信号は、共通部電圧変調指令生成回路１４６から
生成されるＵ相の電圧変調指令信号Ｖ（ＵＮ）＊に各線
間の電圧変調指令信号を加算することによって生成され
るので、容易に測定することの線間電圧検出値をそのま
ま使用して各線間の電圧変調指令信号を生成するだけで
よく、従来例のように各種の電圧変調指令信号を生成す
るのに電圧変換回路４９を用いて線間電圧検出値をわざ
わざ相電圧に変換する必要がなく回路構成が少なく信頼
性の高い制御回路を構成することのできる効果が有る。
【０１１０】実施の形態３．この発明の第３の実施の形
態として、ｎ相交流を入力し入力と同一周波数のｎ相交
流を出力する電力変換装置を用いた無停電電源装置につ
いて、図２７〜図３５に基づいて説明する。図２７はｎ
相入力ｎ相出力の電力変換装置を用いた無停電電源装置
の主回路構成を示すブロック図、図２８はスイッチＳＷ
Ｊ３０７の詳細を示す内部構成図、図２９はリアクトル
３０８の詳細を示す内部構成図、図３０はフィルタ３１
１の詳細を示す内部構成図、図３１はスイッチＳＷＨ３
１２の詳細を示す内部構成図、図３２はスイッチＳＷＩ
３１４の詳細を示す内部構成図、図３３はコンバータ部
３２０の詳細を示す内部構成図、図３４はインバータ部
３３０の詳細を示す内部構成図、図３５は共通部３１０
の詳細を示す内部構成図である。
【０１１１】図において従来例及び第１、第２の実施の
形態と同一符号は同一又は相当部分を示し、７４は電力
変換装置、８４は無停電電源装置、３０７は（ｎ−１）
相のスイッチＳＷＪ（１）〜ＳＷＪ（ｎ−１）から構成
されるスイッチＳＷＪ、３０８は（ｎ−１）相のリアク
トルＬ１（１）〜Ｌ１（ｎ−１）から構成されるリアク
トル，３１１は（ｎ−１）相のリアクトルＬ２（１）〜
Ｌ２（ｎ−１）とＣ（１）〜Ｃ（ｎ−１）とから構成さ
れるフィルタ、３１２は（ｎ−１）相のスイッチＳＷＨ
（１）〜ＳＷＨ（ｎ−１）から構成されるスイッチＳＷ
Ｈ、３１４は（ｎ−１）相のスイッチＳＷＩ（１）〜Ｓ
ＷＩ（ｎ−１）から構成されるスイッチＳＷＩ、３２０
は入力される（ｎ−１）相交流を直流に変換するコンバ
ータ部、３３０は後述の共通部３１０と協働して直流を
ｎ相交流に変換するインバータ部、３１０はコンバータ
部３２０とインバータ部３３０の両方の役目を備えた第
ｎ相の上下アームスイッチ部である共通部である。
【０１１２】３２０（１）〜３２０（ｎ−１）はそれぞ
れ第１相〜第（ｎ−１）相の上下アームスイッチ部、３
２０（１）ａ〜３２０（ｎ−１）ａはそれぞれ第１相〜
第（ｎ−１）相の上アームスイッチ部、３２０（１）ｂ
〜３２０（ｎ−１）ｂはそれぞれ第１相〜第（ｎ−１）
相の下アームスイッチ部、ここで、各々の上又は下アー
ムスイッチ部３２０（１）ａ〜３２０（ｎ−１）ａ、及
び３２０（１）ｂ〜３２０（ｎ−１）ｂは、トランジス
タ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子とこれに逆
並列に接続されたダイオードから構成されている。
【０１１３】３３０（１）〜３３０（ｎ−１）はそれぞ
れ第１相〜第（ｎ−１）相の上下アームスイッチ部、３
３０（１）ａ〜３３０（ｎ−１）ａはそれぞれ第１相〜
第（ｎ−１）相の上アームスイッチ部、３３０（１）ｂ
〜３３０（ｎ−１）ｂはそれぞれ第１相〜第（ｎ−１）
相の下アームスイッチ部、ここで、各々の上又は下アー
ムスイッチ部３３０（１）ａ〜３３０（ｎ−１）ａ、及
び３３０（１）ｂ〜３３０（ｎ−１）ｂは、トランジス
タ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子とこれに逆
並列に接続されたダイオードから構成されている。
【０１１４】３１０ａは第ｎ相の上下アームスイッチ部
３１０の上アームスイッチ部、３１０ｂは第ｎ相の上下
アームスイッチ部３１０の下アームスイッチ部である。
【０１１５】１ＩＮ（１）〜１ＩＮ（ｎ）はそれぞれ三
相交流入力電源の第１相〜第ｎ相の電力が供給される端
子、６ＯＵＴ（１）〜６ＯＵＴ（ｎ）は駆動される負荷
（図示せず。）に出力されるｎ相交流の出力端子であ
り、１ＩＮ（ｎ）端子と６ＯＵＴ（ｎ）端子とは直結さ
れている。そして、端子１ＩＮ（１）〜１ＩＮ（ｎ−
１）と端子２ＩＮ（１）〜２ＩＮ（ｎ−１）とは、それ
ぞれスイッチＳＷＪ３０７のＳＷＪ（１）〜ＳＷＪ（ｎ
−１）を介して接続され、端子２ＩＮ（１）〜２ＩＮ
（ｎ−１）と端子３ＩＮ（１）〜３ＩＮ（ｎ−１）と
は、それぞれリアクトル３０８のＬ１（１）〜Ｌ１（ｎ
−１）を介して接続され、端子３ＩＮ（１）〜３ＩＮ
（ｎ−１）は、それぞれ第１相の上アームスイッチ部３
２０（１）ａと下アームスイッチ部３２０（１）ｂの接
続点〜第（ｎ−１）相の上アームスイッチ部３２０（ｎ
−１）ａと下アームスイッチ部３２０（ｎ−１）ｂの接
続点に接続されている。
【０１１６】１ＩＮＯＵＴ（ｎ）は共通部３１０の上ア
ームスイッチ部３１０ａと下アームスイッチ部３１０ｂ
の接続点に接続されている端子である。Ｐ１、Ｐ２はそ
れぞれ共通部３１０とインバータ部３３０との間の直流
正極端子、直流負極端子であり、それぞれ直流正極端子
Ｐ、直流負極端子Ｎと同電位である。
【０１１７】端子４ＯＵＴ（１）〜４ＯＵＴ（ｎ−１）
はそれぞれインバータ部３３０の第１相の上アームスイ
ッチ部３３０（１）ａと下アームスイッチ部３３０
（１）ｂの接続点〜第（ｎ−１）相の上アームスイッチ
部３３０（ｎ−１）ａと下アームスイッチ部３３０（ｎ
−１）ｂの接続点に接続されている。そして、端子４Ｏ
ＵＴ（１）〜４ＯＵＴ（ｎ−１）はそれぞれフィルタ３
１１のリアクトルＬ２（１）〜Ｌ２（ｎ−１）を介して
端子５ＯＵＴ（１）〜５ＯＵＴ（ｎ−１）に接続され、
更に、２ＩＮＯＵＴ（ｎ）はフィルタ３１１のコンデン
サＣ（１）〜Ｃ（ｎ−１）の共通接続点に接続されてい
る端子である。
【０１１８】端子５ＯＵＴ（１）〜５ＯＵＴ（ｎ−１）
はそれぞれ端子６ＯＵＴ（１）〜６ＯＵＴ（ｎ−１）に
スイッチＳＷＨ３１２のＳＷＨ（１）〜ＳＷＨ（ｎ−
１）を介して接続され、端子１ＩＮ（１）〜１ＩＮ（ｎ
−１）と端子６ＯＵＴ（１）〜６ＯＵＴ（ｎ−１）はそ
れぞれスイッチＳＷＩ３１４のＳＷＩ（１）〜ＳＷＩ
（ｎ−１）を介して接続されている。
【０１１９】次に、この実施の形態のｎ相交流を入力し
入力と同一周波数のｎ相交流を出力する電力変換装置を
用いた無停電電源装置の動作について説明する。コンバ
ータ部の動作においては、コンバータ部３２０，共通部
３１０及びリアクトル３０８により、ｎ相交流電源のｎ
相電圧を直流に変換すると共に、同ｎ相交流電源からの
入力電流を正弦波とし、入力電圧と電流の位相を一致さ
せるように、コンバータ部３２０及び共通部３１０の上
及び下アームスイッチ部を所定の指令でＰＷＭ制御する
ことより、入力力率がほぼ１で、平滑コンデンサ９の両
端電圧が所定の直流電圧値となるように動作する。そし
て、詳細な制御動作は、ｎ＝３とした場合の第１の実施
の形態と同様であり、ただ異なる点は各相間の位相差を
π／３ではなくπ／ｎとして制御する点である。
【０１２０】又、インバータ部の動作においては、イン
バータ部３３０，共通部３１０及びフィルタ３１１によ
り、正弦波形のｎ相出力電圧が入力電源のｎ相交流電圧
と同一の電圧値、周波数及び位相関係で得られるよう
に、インバータ部３３０及び共通部３１０の上及び下ア
ームスイッチ部を所定の指令でＰＷＭ制御することにな
る。そして、詳細な制御動作は、ｎ＝３とした場合の第
１の実施の形態と同様であり、ただ異なる点は各相間の
位相差をπ／３ではなくπ／ｎとして制御する点であ
る。
【０１２１】以上詳述したように、この実施の形態によ
れば、単相や三相の場合だけでなく四相以上の多相の場
合についても入力と出力の相数が等しい場合において
は、コンバータ部としてコンバータ部３２０と共通部３
１０とから構成し、インバータ部としてインバータ部３
３０と共通部３１０とから構成することにより、コンバ
ータ部とインバータ部との両者に共通なスイッチ部を設
け、コンバータ部３２０、共通部３１０、インバータ部
３３０の各スイッチ部を、各相が所定の振幅と位相関係
を有するような電圧変調指令信号に基づいてＰＷＭ制御
を行ったので、主回路を構成する上下アームスイッチ部
を一組減少させることができ、それに伴って制御回路を
構成する部品点数をも減少させることができる。又装置
の軽量化や小形化にも効果がある。更に、損失や発熱の
根源となるスイッチ部を減少させるので、装置の高効率
化や冷却方法の簡易化を図ることが可能となる。
【０１２２】又、インバータ部３３０によって発生され
た交流出力と三相交流電源からインバータ部３３０をバ
イパスして直接得られる交流出力とを無瞬断で切り替え
る場合においては、ｎ相交流入力の内の一つの相、例え
ば第ｎ相を、ｎ相交流出力の内の一つの相、例えば第ｎ
相と共通に接続したので、コンバータ部とインバータ部
との両者に共通なスイッチ部を設けたことによって両者
が同一の共通な基準を持って制御されることと相まっ
て、バイパス回路との切り替えのためにスイッチＳＷＪ
３０７，スイッチＳＷＨ３１２，スイッチＳＷＩ３１４
が同時に閉となった場合でも、バイパス回路からの交流
出力とインバータ部３３０からの交流出力とを同期させ
かつ同一電位とさせることになり、出力短絡などの不具
合の発生することはない。更に、両者の間に電位差を発
生させないので従来例に示したような絶縁トランス１３
をも必要としない効果がある。
【０１２３】更に、コンバータ部ドライブ回路、共通部
ドライブ回路及びインバータ部ドライブ回路に与えられ
る各相の電圧変調指令信号についても、第１の実施の形
態と同様の方法で生成されるので、共通部電圧変調指令
生成回路から生成される第ｎ相の電圧変調指令信号に各
線間の電圧変調指令信号を加算することによって生成さ
れることになり、容易に測定することの線間電圧検出値
をそのまま使用して各線間の電圧変調指令信号を生成す
るだけでよく、従来例のように各種の電圧変調指令信号
を生成するのに電圧変換回路４９を用いて線間電圧検出
値をわざわざ相電圧に変換する必要がなく、特に相数の
多い場合においては、回路構成が少なく信頼性の高い制
御回路を構成することのできるより大きな効果が有る。
【０１２４】実施の形態４．この発明の第４の実施の形
態として、ｍ相交流を入力し入力と同一周波数のｎ相交
流を出力する電力変換装置について、図３６〜図３８に
基づいて説明する。図３６はｍ相入力ｎ相出力の電力変
換装置の主回路構成を示すブロック図、図３７はリアク
トル４０８の詳細を示す内部構成図、図３８はコンバー
タ部４２０の詳細を示す内部構成図である。
【０１２５】図において従来例及び第１、第２、第３の
実施の形態と同一符号は同一又は相当部分を示し、７５
は電力変換装置、４０８は（ｍ−１）相のリアクトルＬ
１（１）〜Ｌ１（ｍ−１）から構成されるリアクトル，
４２０は入力される（ｍ−１）相交流を直流に変換する
コンバータ部である。
【０１２６】４２０（１）〜４２０（ｍ−１）はそれぞ
れ第１相〜第（ｍ−１）相の上下アームスイッチ部、４
２０（１）ａ〜４２０（ｍ−１）ａはそれぞれ第１相〜
第（ｍ−１）相の上アームスイッチ部、４２０（１）ｂ
〜４２０（ｎ−１）ｂはそれぞれ第１相〜第（ｍ−１）
相の下アームスイッチ部、ここで、各々の上又は下アー
ムスイッチ部４２０（１）ａ〜４２０（ｎ−１）ａ、及
び４２０（１）ｂ〜４２０（ｎ−１）ｂは、トランジス
タ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子とこれに逆
並列に接続されたダイオードから構成されている。
【０１２７】１ＩＮ（１）〜１ＩＮ（ｍ）はそれぞれ三
相交流入力電源の第１相〜第ｍ相の電力が供給される端
子、端子１ＩＮ（１）〜１ＩＮ（ｍ−１）と端子３ＩＮ
（１）〜３ＩＮ（ｍ−１）とは、それぞれリアクトル４
０８のＬ１（１）〜Ｌ１（ｍ−１）を介して接続され、
端子３ＩＮ（１）〜３ＩＮ（ｍ−１）は、それぞれ第１
相の上アームスイッチ部４２０（１）ａと下アームスイ
ッチ部４２０（１）ｂの接続点〜第（ｍ−１）相の上ア
ームスイッチ部４２０（ｍ−１）ａと下アームスイッチ
部４２０（ｍ−１）ｂの接続点に接続されている。
【０１２８】１ＩＮＯＵＴ（ｍｎ）は共通部３１０の上
アームスイッチ部３１０ａと下アームスイッチ部３１０
ｂの接続点に接続されている端子、２ＩＮＯＵＴ（ｍ
ｎ）はフィルタ３１１のコンデンサＣ（１）〜Ｃ（ｎ−
１）の共通接続点に接続されている端子である。
【０１２９】次に、この実施の形態のｍ相交流を入力し
入力と同一周波数のｎ相交流を出力する電力変換装置の
動作について説明する。コンバータ部の動作において
は、コンバータ部４２０，共通部３１０及びリアクトル
４０８により、ｍ相交流電源のｍ相電圧を直流に変換す
ると共に、同ｍ相交流電源からの入力電流を正弦波と
し、入力電圧と電流の位相を一致させるように、コンバ
ータ部４２０及び共通部３１０の上及び下アームスイッ
チ部を所定の指令でＰＷＭ制御することより、入力力率
がほぼ１で、平滑コンデンサ９の両端電圧が所定の直流
電圧値となるように動作する。そして、詳細な制御動作
は、ｍ＝３とした場合の第１の実施の形態と同様であ
り、ただ異なる点は各相間の位相差をπ／３ではなくπ
／ｍとして制御する点である。
【０１３０】又、インバータ部の動作においては、イン
バータ部３３０，共通部３１０及びフィルタ３１１によ
り、正弦波形のｎ相出力電圧が入力電源のｎ相交流電圧
と同一の電圧値、周波数及び位相関係で得られるよう
に、インバータ部３３０及び共通部３１０の上及び下ア
ームスイッチ部を所定の指令でＰＷＭ制御することにな
る。そして、詳細な制御動作は、ｎ＝３とした場合の第
１の実施の形態と同様であり、ただ異なる点は各相間の
位相差をπ／３ではなくπ／ｎとして制御する点であ
る。
【０１３１】以上詳述したように、この実施の形態によ
れば、任意の相数を有する入力電源に対してその入力電
源の相数と異なる任意の相数を出力する場合において
も、コンバータ部としてコンバータ部４２０と共通部３
１０とから構成し、インバータ部としてインバータ部３
３０と共通部３１０とから構成することにより、コンバ
ータ部とインバータ部との両者に共通なスイッチ部を設
け、コンバータ部４２０、共通部３１０、インバータ部
３３０の各スイッチ部を、各相が所定の振幅と位相関係
を有するような電圧変調指令信号に基づいてＰＷＭ制御
を行ったので、主回路を構成する上下アームスイッチ部
を一組減少させることができ、それに伴って制御回路を
構成する部品点数をも減少させることができる。又装置
の軽量化や小形化にも効果がある。更に、損失や発熱の
根源となるスイッチ部を減少させるので、装置の高効率
化や冷却方法の簡易化を図ることが可能となる。
【０１３２】又、コンバータ部ドライブ回路、共通部ド
ライブ回路及びインバータ部ドライブ回路に与えられる
各相の電圧変調指令信号についても、第１の実施の形態
と同様の方法で生成されるので、共通部電圧変調指令生
成回路から生成される第ｎ相又は第ｎ相の電圧変調指令
信号に、各線間の電圧変調指令信号を加算することによ
って生成されることになり、容易に測定することの線間
電圧検出値をそのまま使用して各線間の電圧変調指令信
号を生成するだけでよく、従来例のように各種の電圧変
調指令信号を生成するのに電圧変換回路４９を用いて線
間電圧検出値をわざわざ相電圧に変換する必要がなく、
特に相数の多い場合においては、回路構成が少なく信頼
性の高い制御回路を構成することのできるより大きな効
果が有る。
【０１３３】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１３４】複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を
直流へ変換するコンバータ部と、複数のスイッチ部をＰ
ＷＭ制御して直流を交流へ変換するインバータ部と、複
数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又は直流
を交流へ変換する共通部と、この共通部とコンバータ部
との組合せにより入力される交流を直流に変換するＰＷ
Ｍ制御を行うコンバータ制御部と、共通部とインバータ
部との組合せにより直流を交流として出力するＰＷＭ制
御を行うインバータ制御部と、を備えたので、共通部を
コンバータ部とインバータ部とに共通に用いてコンバー
タ部とインバータ部のそれぞれの機能を果たさせること
になり、主回路の構成部品やそれに伴う制御回路の構成
部品を減少させ、装置の軽量化や小形化ができる効果が
ある。更に損失や発熱の根源となるスイッチ部を減少さ
せることになり、装置の高効率化や冷却方法の簡易化が
できる効果がある。
【０１３５】又、コンバータ部、インバータ部及び共通
部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームスイッチ部を
備え、入力される交流の一つの相を出力される交流の一
つの相と共通に接続し、この共通に接続された相を共通
部の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点
に接続し、入力される交流の他の相をコンバータ部の上
アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続
し、出力される交流の他の相をインバータ部の上アーム
スイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続したの
で、コンバータ部とインバータ部とが同一の共通な基準
を持ってＰＷＭ制御されることになり、主回路の構成部
品やそれに伴う制御回路の構成部品を減少させると共
に、入力される交流とインバータ部から出力される交流
とを同期させかつ同一電位とさせる効果がある。
【０１３６】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、共通部は一組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相をコ
ンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相交
流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッチ
部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続した
ので、入力交流が三相で出力交流が三相の場合におい
て、コンバータ部とインバータ部とが同一の共通な基準
を持ってＰＷＭ制御されることになり、主回路の構成部
品やそれに伴う制御回路の構成部品を減少させると共
に、入力される交流とインバータ部から出力される交流
とを同期させかつ同一電位とさせる効果がある。
【０１３７】又、コンバータ部は二組の上下アームスイ
ッチ部を、インバータ部及び共通部は一組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相をコ
ンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される単相交
流の内の一相をインバータ部の一組の上アームスイッチ
部と下アームスイッチ部の中間点に接続したので、入力
交流が三相で出力交流が単相の場合において、コンバー
タ部とインバータ部とが同一の共通な基準を持ってＰＷ
Ｍ制御されることになり、主回路の構成部品やそれに伴
う制御回路の構成部品を減少させると共に、入力される
交流とインバータ部から出力される交流とを同期させか
つ同一電位とさせる効果がある。
【０１３８】又、コンバータ部及び共通部は一組の上下
アームスイッチ部を、インバータ部は二組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される単相交流の内の一相をコ
ンバータ部の一組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部の中間点に接続し、出力される三相交流の内の二
相をインバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アー
ムスイッチ部のそれぞれの中間点に接続したので、入力
交流が単相で出力交流が三相の場合において、コンバー
タ部とインバータ部とが同一の共通な基準を持ってＰＷ
Ｍ制御されることになり、主回路の構成部品やそれに伴
う制御回路の構成部品を減少させると共に、入力される
交流とインバータ部から出力される交流とを同期させか
つ同一電位とさせる効果がある。
【０１３９】又、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交
流を直流へ変換するコンバータ部と、複数のスイッチ部
をＰＷＭ制御して直流を交流へ変換するインバータ部
と、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又
は直流を交流へ変換する共通部と、この共通部とコンバ
ータ部との組合せにより入力される交流を直流に変換す
るＰＷＭ制御を行うコンバータ制御部と、共通部とイン
バータ部との組合せにより直流を交流として出力するＰ
ＷＭ制御を行うインバータ制御部と、を備え、入力され
る交流の少なくとも一つの相を基準信号とし、この基準
信号に基づいて共通部をＰＷＭ制御する共通部電圧変調
信号を生成し、この共通部電圧変調信号と所定の位相差
を有するコンバータ部電圧変調信号及びインバータ部電
圧変調信号を生成し、このコンバータ部電圧変調信号と
共通部電圧変調信号とをコンバータ制御部のＰＷＭ変調
信号とし、インバータ部電圧変調信号と共通部電圧変調
信号とをインバータ制御部のＰＷＭ変調信号としたの
で、共通部をコンバータ部とインバータ部とに共通に用
いてコンバータ部とインバータ部のそれぞれの機能を果
たさせることになり、主回路の構成部品やそれに伴う制
御回路の構成部品を減少させ、装置の軽量化や小形化が
できる効果がある。更に損失や発熱の根源となるスイッ
チ部を減少させることになり、装置の高効率化や冷却方
法の簡易化ができる効果がある。
【０１４０】又、コンバータ部、インバータ部及び共通
部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームスイッチ部を
備え、入力される交流の一つの相を出力される交流の一
つの相と共通に接続し、この共通に接続された相を共通
部の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点
に接続し、入力される交流の他の相をコンバータ部の上
アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続
し、出力される交流の他の相をインバータ部の上アーム
スイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続し、基
準信号は前記入力される交流の前記共通に接続される相
と他の相との線間電圧から生成したので、コンバータ部
とインバータ部とが同一の共通な基準を持ってＰＷＭ制
御されることになり、主回路の構成部品やそれに伴う制
御回路の構成部品を減少させると共に、入力される交流
とインバータ部から出力される交流とを同期させかつ同
一電位とさせる効果がある。
【０１４１】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、又共通部は一組の上下アー
ムスイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相を
コンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームス
イッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相
交流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッ
チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
し、共通部電圧変調信号は基準信号から線間と相の位相
関係を有して生成し、インバータ部電圧変調信号は入力
される交流の一つの相と共通に接続された出力される交
流の一つの相と出力される交流の他の二つ相との間の線
間電圧に基づいて生成した線間電圧変調信号と共通部電
圧変調信号とから生成したので、入力交流が三相で出力
交流が三相の場合において、コンバータ部やインバータ
部に与えられる各相の電圧変調指令信号は、共通部電圧
変調信号に各線間の電圧変調指令信号を加算することに
よって生成されるので、容易に測定することの線間電圧
検出値をそのまま使用して各線間の電圧変調指令信号を
生成するだけでよくなり、線間電圧検出値をわざわざ相
電圧に変換する必要がなく回路構成が少ない信頼性の高
い制御回路を構成することのできる効果がある。
【０１４２】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、又共通部は一組の上下アー
ムスイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相を
コンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームス
イッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相
交流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッ
チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
し、共通部電圧変調信号は基準信号から線間と相の位相
関係を有して生成し、コンバータ部電圧変調信号は入力
される交流の一つの相と共通に接続された出力される交
流の一つの相と入力される交流の他の二つ相との間の線
間電圧に基づいて生成した線間電圧変調信号と共通部電
圧変調信号とから生成したので、入力交流が三相で出力
交流が三相の場合において、コンバータ部やインバータ
部に与えられる各相の電圧変調指令信号は、共通部電圧
変調信号に各線間の電圧変調指令信号を加算することに
よって生成されるので、容易に測定することの線間電圧
検出値をそのまま使用して各線間の電圧変調指令信号を
生成するだけでよくなり、線間電圧検出値をわざわざ相
電圧に変換する必要がなく回路構成が少ない信頼性の高
い制御回路を構成することのできる効果がある。
【０１４３】又、共通部をＰＷＭ制御する共通部電圧変
調信号を生成する関数信号は、正弦波信号、台形波信号
又は三角波信号であるので、各信号の周波数、振幅及び
位相関係を正確に定めることになり、コンバータ部やイ
ンバータ部に与える各相の電圧変調指令信号を効率良く
正確に生成することのできる効果がある。
【０１４４】又、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交
流を直流へ変換するコンバータ部と、複数のスイッチ部
をＰＷＭ制御して直流を交流へ変換するインバータ部
と、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又
は直流を交流へ変換する共通部と、この共通部とコンバ
ータ部との組合せにより入力される交流を直流に変換す
るＰＷＭ制御を行うコンバータ制御部と、共通部とイン
バータ部との組合せにより前記直流を交流として出力す
るＰＷＭ制御を行うインバータ制御部と、入力される交
流とインバータ部から出力され入力される交流に対応す
る相の交流とを選択的に出力するスイッチ部と、を備え
たので、入力される交流とインバータ部から出力される
交流とを同期させかつ同一電位とさせることになり、入
力される交流とインバータ部から出力される交流とを無
瞬断で切換えた場合においても出力短絡などの不具合を
発生することはなく、無瞬断での切換え時に発生する電
位差を吸収させるための絶縁トランス等の特別な装置を
必要としない効果がある。
【０１４５】又、コンバータ部、インバータ部及び共通
部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームスイッチ部を
備え、入力される交流の一つの相を前記出力される交流
の一つの相と共通に接続し、この共通に接続された相を
共通部の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中
間点に接続し、入力される交流の他の相をコンバータ部
の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に
接続し、出力される交流の他の相をインバータ部の上ア
ームスイッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続し
たので、入力される交流とインバータ部から出力される
交流とを同期させかつ同一電位とさせることになり、入
力される交流とインバータ部から出力される交流とを無
瞬断で切換えた場合においても出力短絡などの不具合を
発生することはなく、無瞬断での切換え時に発生する電
位差を吸収させるための絶縁トランス等の特別な装置を
必要としない効果がある。
【０１４６】又、コンバータ部及びインバータ部は二組
の上下アームスイッチ部を、共通部は一組の上下アーム
スイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相をコ
ンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイ
ッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される三相交
流の内の二相をインバータ部の二組の上アームスイッチ
部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続した
ので、入力交流が三相で出力交流が三相の場合におい
て、入力される交流とインバータ部から出力される交流
とを同期させかつ同一電位とさせることになり、入力さ
れる交流とインバータ部から出力される交流とを無瞬断
で切換えた場合においても出力短絡などの不具合を発生
することはなく、無瞬断での切換え時に発生する電位差
を吸収させるための絶縁トランス等の特別な装置を必要
としない効果がある。
【０１４７】更に、コンバータ部は二組の上下アームス
イッチ部を、インバータ部及び共通部は一組の上下アー
ムスイッチ部を備え、入力される三相交流の内の二相を
コンバータ部の二組の上アームスイッチ部と下アームス
イッチ部のそれぞれの中間点に接続し、出力される単相
交流の内の一相をインバータ部の一組の上アームスイッ
チ部と下アームスイッチ部の中間点に接続したので、入
力交流が三相で出力交流が単相の場合において、入力さ
れる交流とインバータ部から出力される交流とを同期さ
せかつ同一電位とさせることになり、入力される交流と
インバータ部から出力される交流とを無瞬断で切換えた
場合においても出力短絡などの不具合を発生することは
なく、無瞬断での切換え時に発生する電位差を吸収させ
るための絶縁トランス等の特別な装置を必要としない効
果がある。
【０１４８】そして、コンバータ部及び共通部は一組の
上下アームスイッチ部を、インバータ部は二組の上下ア
ームスイッチ部を備え、入力される単相交流の内の一相
をコンバータ部の一組の上アームスイッチ部と下アーム
スイッチ部の中間点に接続し、出力される三相交流の内
の二相をインバータ部の二組の上アームスイッチ部と下
アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続したので、
入力交流が単相で出力交流が三相の場合において、入力
される交流とインバータ部から出力される交流とを同期
させかつ同一電位とさせることになり、入力される交流
とインバータ部から出力される交流とを無瞬断で切換え
た場合においても出力短絡などの不具合を発生すること
はなく、無瞬断での切換え時に発生する電位差を吸収さ
せるための絶縁トランス等の特別な装置を必要としない
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による三相入力三相
出力の無停電電源装置の主回路構成を示すブロック図で
ある。
【図２】 この発明の実施の形態１によるスイッチＳＷ
Ｊ１０７の詳細を示す内部構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１によるリアクトル１
０８の詳細を示す内部構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態１によるフィルタ１１
１の詳細を示す内部構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態１によるスイッチＳＷ
Ｈ１１２の詳細を示す内部構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態１によるスイッチＳＷ
Ｉ１１４の詳細を示す内部構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態１によるコンバータ部
１２０の詳細を示す内部構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態１によるインバータ部
１３０の詳細を示す内部構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態１による共通部１１０
の詳細を示す内部構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１による三相入力三
相出力の無停電電源装置の制御回路構成を示すブロック
図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１によるインバータ
ＶＵ間電圧変調指令生成回路１５０の詳細構成を示すブ
ロック図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１によるコンバータ
電流指令生成回路１４３の詳細構成を示すブロック図で
ある。
【図１３】 この発明の実施の形態１によるコンバータ
ＳＲ間電圧変調指令生成回路１４４の詳細構成を示すブ
ロック図である。
【図１４】 この発明の実施の形態１によるコンバータ
及びインバータの各種電圧変調指令信号の関係を示す波
形図である。
【図１５】 この発明の実施の形態１による３次高調波
を含んだ相の電圧変調指令信号とそれに基づく線間電圧
との関係を示す波形図である。
【図１６】 この発明の実施の形態２による三相入力単
相出力の電力変換装置を用いた無停電電源装置の主回路
構成を示すブロック図である。
【図１７】 この発明の実施の形態２によるフィルタ２
１１の詳細を示す内部構成図である。
【図１８】 この発明の実施の形態２によるスイッチＳ
ＷＨ２１２の詳細を示す内部構成図である。
【図１９】 この発明の実施の形態２によるスイッチＳ
ＷＩ２１４の詳細を示す内部構成図である。
【図２０】 この発明の実施の形態２によるインバータ
部２３０の詳細を示す内部構成図である。
【図２１】 この発明の実施の形態２による三相入力単
相出力の電力変換装置を用いた無停電電源装置の制御回
路構成を示すブロック図である。
【図２２】 この発明の実施の形態２による単相入力三
相出力の電力変換装置を用いた無停電電源装置の主回路
構成を示すブロック図である。
【図２３】 この発明の実施の形態２によるスイッチＳ
ＷＪ２０７の詳細を示す内部構成である。
【図２４】 この発明の実施の形態２によるリアクトル
２０８の詳細を示す内部構成図である。
【図２５】 この発明の実施の形態２によるコンバータ
部２２０の詳細を示す内部構成図である。
【図２６】 この発明の実施の形態２による単相入力三
相出力の電力変換装置を用いた無停電電源装置の制御回
路構成を示すブロック図である。
【図２７】 この発明の実施の形態３によるｎ相入力ｎ
相出力の電力変換装置を用いた無停電電源装置の主回路
構成を示すブロック図である。
【図２８】 この発明の実施の形態３によるスイッチＳ
ＷＪ３０７の詳細を示す内部構成図である。
【図２９】 この発明の実施の形態３によるリアクトル
３０８の詳細を示す内部構成図である。
【図３０】 この発明の実施の形態３によるフィルタ３
１１の詳細を示す内部構成図である。
【図３１】 この発明の実施の形態３によるスイッチＳ
ＷＨ３１２の詳細を示す内部構成図である。
【図３２】 この発明の実施の形態３によるスイッチＳ
ＷＩ３１４の詳細を示す内部構成図である。
【図３３】 この発明の実施の形態３によるコンバータ
部３２０の詳細を示す内部構成図である。
【図３４】 この発明の実施の形態３によるインバータ
部３３０の詳細を示す内部構成図である。
【図３５】 この発明の実施の形態３による共通部３１
０の詳細を示す内部構成図である。
【図３６】 この発明の実施の形態４によるｍ相入力ｎ
相出力の電力変換装置の主回路構成を示すブロック図で
ある。
【図３７】 この発明の実施の形態４によるリアクトル
４０８の詳細を示す内部構成図である。
【図３８】 この発明の実施の形態４によるコンバータ
部４２０の詳細を示す内部構成図である。
【図３９】 従来の三相入力三相出力の電力変換装置を
用いた無停電電源装置の主回路構成を示すブロック図で
ある。
【図４０】 従来のスイッチＳＷＪ７の詳細を示す内部
構成図である。
【図４１】 従来のリアクトル８の詳細を示す内部構成
図である。
【図４２】 従来のフィルタ１１の詳細を示す内部構成
図ある。
【図４３】 従来のスイッチＳＷＨ１２の詳細を示す内
部構成図である。
【図４４】 従来のスイッチＳＷＩ１４の詳細を示す内
部構成図である。
【図４５】 従来のコンバータ部２０の詳細を示す内部
構成図ある。
【図４６】 従来のインバータ部３０の詳細を示す内部
構成図である。
【図４７】 従来の三相入力三相出力の電力変換装置を
用いた無停電電源装置の制御回路構成を示すブロック図
である。
【図４８】 従来のインバータＵ相電圧変調指令生成回
路５０の詳細構成を示すブロック図である。
【図４９】 従来のコンバータ電流指令生成回路４３の
詳細構成を示すブロック図である。
【図５０】 従来のコンバータＲ相電圧変調指令生成回
路４４の詳細構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４０ ＰＬＬ回路、７１、７２、７３、７４、７５ 電
力変換装置、８１、８２、８３、８４ 無停電電源装
置、１０７、２０７、３０７ スイッチＳＷＪ、１１
２、２１２、３１２ スイッチＳＷＨ、１１４、２１
４、３１４ スイッチＳＷＩ、１１０、３１０ 共通
部、１１０ａ Ｒ又はＵ相上アームスイッチ部、１１０
ｂ Ｒ又はＵ相下アームスイッチ部、１２０、２２０、
３２０、４２０コンバータ部、１２１ Ｔ相上下アーム
スイッチ部、１２１ａ Ｔ相上アームスイッチ部、１２
１ｂ Ｔ相下アームスイッチ部、１２２ Ｓ相上下アー
ムスイッチ部、１２２ａ、２２０ａ Ｓ相上アームスイ
ッチ部、１２２ｂ、２２０ｂ Ｓ相下アームスイッチ
部、１３０、２３０、３３０ インバータ部、１３１
Ｗ相上下アームスイッチ部、１３１ａ Ｗ相上アームス
イッチ部、１３１ｂ Ｗ相下アームスイッチ部、１３２
Ｖ相上下アームスイッチ部、１３２ａ、２３０ａＶ相
上アームスイッチ部、１３２ｂ、２３０ｂ Ｖ相下アー
ムスイッチ部、１４１Ａ 位相変換回路Ａ、１４１Ｂ
位相変換回路Ｂ、１４２Ａ 三角関数発生回路Ａ、１４
２Ｂ 三角関数発生回路Ｂ、１４３、２４３ コンバー
タ電流指令生成回路、１４４ コンバータＳＲ間電圧変
調指令生成回路、１４５ コンバータＴＲ間電圧変調指
令生成回路、１４６ 共通部電圧変調指令生成回路、１
４７、２４７ コンバータ部ドライブ回路、１４８、２
４８ インバータ電圧指令生成回路、１４９、２４９
共通部ドライブ回路、１５２、２５２ インバータ部ド
ライブ回路、１５０ インバータＶＵ間電圧変調指令生
成回路、１５１ インバータＷＵ間電圧変調指令生成回
路、１６１、１６２、１６３、１６４ 加算器、３１０
ａ ｎ相上アームスイッチ部、３１０ｂ ｎ相下アーム
スイッチ部、３２０（１）〜３２０（ｎ−１） コンバ
ータ部３２０の第１相〜第（ｎー１）相上下アームスイ
ッチ部、３３０（１）〜３３０（ｎ−１） インバータ
部３３０の第１相〜第（ｎー１）相上下アームスイッチ
部、４２０（１）〜４２０（ｍ−１） コンバータ部４
２０の第１相〜第（ｍー１）相上下アームスイッチ部、
１ＲＵ、１ＩＮＯＵＴ（ｎ）、１ＩＮＯＵＴ（ｍｎ）
共通部１１０、３１０の上下アームスイッチ部の中間点
との接続端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 春次 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流
    を直流へ変換するコンバータ部と、複数のスイッチ部を
    ＰＷＭ制御して直流を交流へ変換するインバータ部と、
    複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又は直
    流を交流へ変換する共通部と、この共通部と前記コンバ
    ータ部との組合せにより入力される交流を直流に変換す
    るＰＷＭ制御を行うコンバータ制御部と、前記共通部と
    前記インバータ部との組合せにより前記直流を交流とし
    て出力するＰＷＭ制御を行うインバータ制御部と、を備
    えたことを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項２】 前記コンバータ部、前記インバータ部及
    び前記共通部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームス
    イッチ部を備え、前記入力される交流の一つの相を前記
    出力される交流の一つの相と共通に接続し、この共通に
    接続された相を前記共通部の上アームスイッチ部と下ア
    ームスイッチ部の中間点に接続し、前記入力される交流
    の他の相を前記コンバータ部の上アームスイッチ部と下
    アームスイッチ部の中間点に接続し、出力される交流の
    他の相を前記インバータ部の上アームスイッチ部と下ア
    ームスイッチ部の中間点に接続したことを特徴とする請
    求項１に記載の電力変換装置。
  3. 【請求項３】 前記コンバータ部及び前記インバータ部
    は二組の上下アームスイッチ部を、前記共通部は一組の
    上下アームスイッチ部を備え、前記入力される三相交流
    の内の二相を前記コンバータ部の二組の上アームスイッ
    チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
    し、前記出力される三相交流の内の二相を前記インバー
    タ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部
    のそれぞれの中間点に接続したことを特徴とする請求項
    ２に記載の電力変換装置。
  4. 【請求項４】 前記コンバータ部は二組の上下アームス
    イッチ部を、前記インバータ部及び前記共通部は一組の
    上下アームスイッチ部を備え、前記入力される三相交流
    の内の二相を前記コンバータ部の二組の上アームスイッ
    チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
    し、前記出力される単相交流の内の一相を前記インバー
    タ部の一組の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部
    の中間点に接続したことを特徴とする請求項２に記載の
    電力変換装置。
  5. 【請求項５】 前記コンバータ部及び前記共通部は一組
    の上下アームスイッチ部を、前記インバータ部は二組の
    上下アームスイッチ部を備え、前記入力される単相交流
    の内の一相を前記コンバータ部の一組の上アームスイッ
    チ部と下アームスイッチ部の中間点に接続し、前記出力
    される三相交流の内の二相を前記インバータ部の二組の
    上アームスイッチ部と下アームスイッチ部のそれぞれの
    中間点に接続したことを特徴とする請求項２に記載の電
    力変換装置。
  6. 【請求項６】 複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流
    を直流へ変換するコンバータ部と、複数のスイッチ部を
    ＰＷＭ制御して直流を交流へ変換するインバータ部と、
    複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又は直
    流を交流へ変換する共通部と、この共通部と前記コンバ
    ータ部との組合せにより入力される交流を直流に変換す
    るＰＷＭ制御を行うコンバータ制御部と、前記共通部と
    前記インバータ部との組合せにより前記直流を交流とし
    て出力するＰＷＭ制御を行うインバータ制御部と、を備
    え、前記入力される交流の少なくとも一つの相を基準信
    号とし、この基準信号に基づいて前記共通部をＰＷＭ制
    御する共通部電圧変調信号を生成し、この共通部電圧変
    調信号と所定の位相差を有するコンバータ部電圧変調信
    号及びインバータ部電圧変調信号を生成し、このコンバ
    ータ部電圧変調信号と前記共通部電圧変調信号とを前記
    コンバータ制御部のＰＷＭ変調信号とし、前記インバー
    タ部電圧変調信号と前記共通部電圧変調信号とを前記イ
    ンバータ制御部のＰＷＭ変調信号としたことを特徴とす
    る電力変換装置の制御方法。
  7. 【請求項７】 前記コンバータ部、前記インバータ部及
    び前記共通部はそれぞれ少なくとも一組の上下アームス
    イッチ部を備え、前記入力される交流の一つの相を前記
    出力される交流の一つの相と共通に接続し、この共通に
    接続された相を前記共通部の上アームスイッチ部と下ア
    ームスイッチ部の中間点に接続し、前記入力される交流
    の他の相を前記コンバータ部の上アームスイッチ部と下
    アームスイッチ部の中間点に接続し、出力される交流の
    他の相を前記インバータ部の上アームスイッチ部と下ア
    ームスイッチ部の中間点に接続し、前記基準信号は前記
    入力される交流の前記共通に接続される相と他の相との
    線間電圧から生成したことを特徴とする請求項６に記載
    の電力変換装置の制御方法。
  8. 【請求項８】 前記コンバータ部及び前記インバータ部
    は二組の上下アームスイッチ部を、前記共通部は一組の
    上下アームスイッチ部を備え、前記入力される三相交流
    の内の二相を前記コンバータ部の二組の上アームスイッ
    チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
    し、前記出力される三相交流の内の二相を前記インバー
    タ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部
    のそれぞれの中間点に接続し、前記共通部電圧変調信号
    は前記基準信号から線間と相の位相関係を有して生成
    し、前記インバータ部電圧変調信号は前記入力される交
    流の一つの相と共通に接続された出力される交流の一つ
    の相と出力される交流の他の二つ相との間の線間電圧に
    基づいて生成した線間電圧変調信号と前記共通部電圧変
    調信号とから生成したことを特徴とする請求項７に記載
    の電力変換装置の制御方法。
  9. 【請求項９】 前記コンバータ部及び前記インバータ部
    は二組の上下アームスイッチ部を、前記共通部は一組の
    上下アームスイッチ部を備え、前記入力される三相交流
    の内の二相を前記コンバータ部の二組の上アームスイッ
    チ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
    し、前記出力される三相交流の内の二相を前記インバー
    タ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部
    のそれぞれの中間点に接続し、前記共通部電圧変調信号
    は前記基準信号から線間と相の位相関係を有して生成
    し、前記コンバータ部電圧変調信号は前記入力される交
    流の一つの相と共通に接続された出力される交流の一つ
    の相と入力される交流の他の二つ相との間の線間電圧に
    基づいて生成した線間電圧変調信号と前記共通部電圧変
    調信号とから生成したことを特徴とする請求項７に記載
    の電力変換装置の制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記共通部をＰＷＭ制御する共通部電
    圧変調信号を生成する関数信号は、正弦波信号、台形波
    信号又は三角波信号であることを特徴とする請求項６〜
    ９のいずれかに記載の電力変換装置の制御方法。
  11. 【請求項１１】 複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交
    流を直流へ変換するコンバータ部と、複数のスイッチ部
    をＰＷＭ制御して直流を交流へ変換するインバータ部
    と、複数のスイッチ部をＰＷＭ制御して交流を直流へ又
    は直流を交流へ変換する共通部と、この共通部と前記コ
    ンバータ部との組合せにより入力される交流を直流に変
    換するＰＷＭ制御を行うコンバータ制御部と、前記共通
    部と前記インバータ部との組合せにより前記直流を交流
    として出力するＰＷＭ制御を行うインバータ制御部と、
    前記入力される交流と前記インバータ部から出力され前
    記入力される交流に対応する相の交流とを選択的に出力
    するスイッチ部と、を備えたことを特徴とする電力変換
    装置を用いた無停電電源装置。
  12. 【請求項１２】 前記コンバータ部、前記インバータ部
    及び前記共通部はそれぞれ少なくとも一組の上下アーム
    スイッチ部を備え、前記入力される交流の一つの相を前
    記出力される交流の一つの相と共通に接続し、この共通
    に接続された相を前記共通部の上アームスイッチ部と下
    アームスイッチ部の中間点に接続し、前記入力される交
    流の他の相を前記コンバータ部の上アームスイッチ部と
    下アームスイッチ部の中間点に接続し、出力される交流
    の他の相を前記インバータ部の上アームスイッチ部と下
    アームスイッチ部の中間点に接続したことを特徴とする
    請求項１０に記載の電力変換装置を用いた無停電電源装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記コンバータ部及び前記インバータ
    部は二組の上下アームスイッチ部を、前記共通部は一組
    の上下アームスイッチ部を備え、前記入力される三相交
    流の内の二相を前記コンバータ部の二組の上アームスイ
    ッチ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
    し、前記出力される三相交流の内の二相を前記インバー
    タ部の二組の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部
    のそれぞれの中間点に接続したことを特徴とする請求項
    １０に記載の電力変換装置を用いた無停電電源装置。
  14. 【請求項１４】 前記コンバータ部は二組の上下アーム
    スイッチ部を、前記インバータ部及び前記共通部は一組
    の上下アームスイッチ部を備え、前記入力される三相交
    流の内の二相を前記コンバータ部の二組の上アームスイ
    ッチ部と下アームスイッチ部のそれぞれの中間点に接続
    し、前記出力される単相交流の内の一相を前記インバー
    タ部の一組の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部
    の中間点に接続したことを特徴とする請求項１０に記載
    の電力変換装置を用いた無停電電源装置。
  15. 【請求項１５】 前記コンバータ部及び前記共通部は一
    組の上下アームスイッチ部を、前記インバータ部は二組
    の上下アームスイッチ部を備え、前記入力される単相交
    流の内の一相を前記コンバータ部の一組の上アームスイ
    ッチ部と下アームスイッチ部の中間点に接続し、前記出
    力される三相交流の内の二相を前記インバータ部の二組
    の上アームスイッチ部と下アームスイッチ部のそれぞれ
    の中間点に接続したことを特徴とする請求項１０に記載
    の電力変換装置を用いた無停電電源装置。
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