JPH11252992A

JPH11252992A - 電力変換装置

Info

Publication number: JPH11252992A
Application number: JP10049559A
Authority: JP
Inventors: Eiji Yamamoto; 栄治山本; Giyoujiyuu Ka; 暁戎夏; Sadao Ishii; 佐田夫石井
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-09-17
Anticipated expiration: 2018-03-02
Also published as: JP4178331B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＷＭパルス信号を生成するためのコントロ
ーラの個数を減少させ、小型化が可能で安価で低歪みの
高電圧を発生し得る電力変換装置を提供する。【解決手段】三相トランス１０２の３×ｎ組の２次巻
線１１１〜１２２を互いに電気角が同位相となるように
電気的に同じ結合度で接続し、ユニット１０３，１０
４，１０５に対応したＰＷＭパルス作成コントローラに
おいて、一つの三相入力端子ｒ，ｓ，ｔに印加される電
圧の電圧値および位相を代表して取り込み、交流電動機
１０６に供給すべき電圧を指定する出力電圧指令に基づ
いて、一つのＰＷＭパルスを作成し、さらに該ＰＷＭパ
ルスからキャリア周波数の位相が互いに（３６０÷ｎ）
度づつ異なるｎ組のＰＷＭパルスを作成して、三相／単
相ＰＷＭサイクロコンバータ１３１〜１５４内の双方向
半導体電力スイッチをスイッチング制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電動機を可変
速駆動する電力変換装置に係り、特に、パルス幅変調
（以下、ＰＷＭと略記する：Pulse Width Modulation
）制御方式の電力変換装置であって、ＰＷＭパルス信
号を生成するためのコントローラの個数を減少させるこ
とにより、装置の小型化が可能で、安価でしかも低歪み
の高電圧を発生し得る電力変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、交流電動機を可変速駆動する
方式として、高圧インバータを用いる方式、低圧インバ
ータと降圧トランスおよび昇圧トランスを組み合わせて
用いる方式、或いは、ＰＷＭサイクロコンバータを用い
る方式等々が提案され使用されている。また、世の中の
動向として、環境改善のための省エネルギー、省資源、
小型化、高効率化や電圧電流波形歪み規制の方向に進ん
できており、また適用システムの複雑化により冗長性の
向上等の運転信頼性の改善も要求されてきており、これ
ら各電動機駆動方式においても当然その対象となる。

【０００３】ところが、上記従来の高圧インバータを用
いる電動機駆動方式においては、パワー素子としてＧＴ
Ｏ（Gate Turn Off Thyristor）を使用することから、
高キャリア周波数化が難しく、インバータドライブの低
騒音化や波形歪みの抑制が図れないという問題や、ＧＴ
Ｏのスナバー回路の損失が大きく、また主回路、バスバ
ー等の絶縁確保の必要性によって装置小型化が制限され
るという問題、さらにはＧＴＯ駆動電源が小型化のネッ
クとなるという問題等々がある。また、上記従来の低圧
インバータを用いる電動機駆動方式においては、低圧の
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）イン
バータを使用するので、高周波ＰＷＭ制御が可能で低騒
音化は図れるが、大容量化のためのＩＧＢＴの並列接続
により並列バランスのための手段やスナバー回路が付随
して装置の小型化が制限され、また大電流化によって損
失が増加するので冷却面からも小型化が困難であるとい
う問題や、ＰＷＭ制御のスイッチングに同期した共振電
圧の発生によって交流電動機の絶縁破壊を引き起こすお
それがあるという問題、さらにはＰＷＭ制御のみである
ことから高調波歪み（特に高次高調波）が大きいという
問題等々がある。さらに、ＰＷＭサイクロコンバータを
用いる電動機駆動方式においては、インバータ方式に比
べて、直流回路を必要としないために小型化が図れ、電
源から負荷に至る経路に直列に入る素子数が少ないため
に低損失で高効率である等の特徴を持つ。一方、ＰＷＭ
制御を使用することから電源電流の低次高調波は抑制さ
れるが、高次高調波は残り、入出力とも電圧電流波形歪
み抑制の技術的課題は未解決のままである。さらに、高
圧の交流電動機を駆動するためには、高圧ＰＷＭサイク
ロコンバータとするか、トランスで昇圧する方式を採用
することとなるので、上記の高圧インバータ方式および
低圧インバータ方式と同様の課題も発生することにな
る。

【０００４】そこで、このような省エネルギー、省資
源、小型化、高効率化および電圧電流波形歪み抑制等々
の技術的課題、並びに冗長度向上の技術的課題に対処す
るものとして、低圧インバータ技術を使用して低歪みの
高電圧を発生して高圧交流電動機を駆動する多重３相Ｐ
ＷＭサイクロコンバータ方式の「電力変換装置および電
力変換方法」（国際出願番号：PCT/JP96/02495，国際公
開番号：WO97/09773）（以下、従来例という）が提案さ
れている。図９は、本従来例の多重３相ＰＷＭサイクロ
コンバータ方式の電力変換装置を用いた電動機駆動回路
の回路構成図である。図９において、本従来例の電動機
駆動回路は、三相交流電源９０１、三相トランス９０
２、１２組のＰＷＭサイクロコンバータ９３１〜９５
４、および、駆動対象の交流電動機９０６を備えて構成
されている。

【０００５】三相トランス９０２は、デルタ接続の１次
巻線９１０と、千鳥接続の２次巻線９１１，９１３，９
１５，９１７，９１９，９２１と、スター接続の２次巻
線９１２，９１６，９２０と、デルタ接続の２次巻線９
１４，９１８，９２２とを具備した構成である。また、
１２組のＰＷＭサイクロコンバータ９３１〜９５４は、
互いに同一構造であって、具体的に、それぞれのＰＷＭ
サイクロコンバータ９３１〜９５４は、図２に示すよう
な回路構造を持つ。図２において、ＰＷＭサイクロコン
バータは、三相交流端子ｒ，ｓ，ｔと、単相交流端子
ａ，ｂと、三相交流端子ｒ，ｓ，ｔにそれぞれリアクタ
を直列接続した三相交流リアクトル２０７と、三相交流
端子ｒ，ｓ，ｔにキャパシタをデルタ接続したフィルタ
コンデンサ２０８と、双方向に電流を流し、自己導通／
自己遮断の可能な６個の双方向半導体電力スイッチ２１
１〜２１６とを具備した構成で、６個の双方向半導体電
力スイッチ２１１〜２１６は、三相交流端子ｒ，ｓ，ｔ
と単相交流端子ａ，ｂにそれぞれ三相ブリッジに接続さ
れている。なお、６個の双方向半導体電力スイッチ２１
１〜２１６のスイッチング動作の制御は、図示しないコ
ントローラから供給されるＰＷＭパルス信号により行わ
れる。

【０００６】また、三相交流電源９０１の出力は三相ト
ランス９０２の１次巻線９１０に接続され、三相トラン
ス９０２の１２組の２次巻線９１１〜９２２の出力は、
それぞれ１２組のＰＷＭサイクロコンバータ９３１〜９
５４の三相交流端子ｒ，ｓ，ｔに接続される。また、１
２組のＰＷＭサイクロコンバータ９３１〜９５４は、４
組のＰＷＭサイクロコンバータを１ユニットとして、全
体を３ユニットで構成されている。すなわち、ＰＷＭサ
イクロコンバータ９３１〜９３４で構成されるＵ相ユニ
ット９０３と、ＰＷＭサイクロコンバータ９４１〜９４
４で構成されるＶ相ユニット９０４と、ＰＷＭサイクロ
コンバータ９５１〜９５４で構成されるＷ相ユニット９
０５である。各ユニット内の４組のＰＷＭサイクロコン
バータの単相交流端子ａ，ｂは直列に接続され、該直列
接続の両端となる単相交流端子ａ，ｂの一方は、Ｕ相ユ
ニット９０３、Ｖ相ユニット９０４およびＷ相ユニット
９０５間でスター接続され、該直列接続の両端となる単
相交流端子ａ，ｂの他方は、駆動対象である交流電動機
９０６の三相入力端子ｕ，ｖ，ｗに接続される。

【０００７】本従来例の電動機駆動回路では、各ユニッ
トの４組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの単相
交流端子ａ，ｂに出力される交流出力の基本波電圧が同
位相になるように制御され、Ｕ相ユニット９０３、Ｖ相
ユニット９０４およびＷ相ユニット９０５間は、基本波
電圧位相の電気角が互いに１２０度だけ位相の異なる交
流出力を発生するように制御される。

【０００８】また、１２組のＰＷＭサイクロコンバータ
９３１〜９５４は、それぞれ単相負荷となるので、電源
側の負荷バランスを図り、低次高調波電流を三相トラン
ス９０２の２次巻線で相殺するために、次のような手法
を採る。つまり、まず、三相トランス９０２の２次巻線
９１１〜９２２は、３組のユニットにおいてそれぞれ１
〜４番目の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの同段
位のものを１グループとした４個のグループに分け、１
段目のグループの２次巻線９１１，９１５，９１９と、
２段目のグループの２次巻線９１２，９１６，９２０
と、３段目のグループの２次巻線９１３，９１７，９２
１と、４段目のグループの２次巻線９１４，９１８，９
２２とする。そして、各グループ内のそれぞれの２次巻
線の誘起電圧位相が等しくなるように同一条件で、か
つ、それぞれのユニット内において、各グループに属す
る２次巻線間では誘起電圧が６０度／４＝１５度の位相
差を持つように巻線を施す。すなわち、本実施例では、
三相トランス９０２の１次巻線９１０はデルタ接続に、
１段目のグループの２次巻線９１１，９１５，９１９は
千鳥接続で１次巻線９１０に対して電気角４５度遅れ
に、２段目のグループの２次巻線９１２，９１６，９２
０はスター接続で１次巻線９１０に対して電気角３０度
遅れに、３段目のグループの２次巻線９１３，９１７，
９２１は千鳥接続で１次巻線９１０に対して電気角１５
度遅れに、４段目のグループの２次巻線９１４，９１
８，９２２はデルタ接続で１次巻線９１０に対して同一
の電気角に、それぞれ巻線されている。これにより、各
三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ９３１〜９５４に
ついて対象な制御がなされれば、原理的に電源周波数の
２２以下の電源高調波電圧電流は発生しないこととな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多重３相ＰＷＭサイクロコンバータ方式の電力変換
装置にあっては、各三相／単相ＰＷＭサイクロコンバー
タ９３１〜９５４の双方向半導体電力スイッチをスイッ
チング制御するＰＷＭパルス信号を生成するためには、
それぞれ独立したＰＷＭパルス作成用のコントローラが
必要であり、このＰＷＭパルス作成用のコントローラに
は、入力電源電圧を取り込んでデジタル変換するための
Ａ／Ｄコンバータ、該入力電源電圧の位相を検出するた
めの位相検出器、並びに、これら入力電源電圧値および
位相により出力電圧指令に基づきＰＷＭパルス幅を計算
するＣＰＵを具備する必要がある。ただし、入力電源電
圧が理想的な三相対象正弦波であるとすれば、１つの入
力電源電圧値および位相からその他の入力電源電圧値お
よび位相を推算することは可能であるが、実際には、三
相トランス９０２の１次側と２次側との電気的結合度が
一定でないことや、入力電源電圧が非対称であることか
ら、各三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ９３１〜９
５４毎に、入力電源電圧値および位相から出力電圧指令
に基づきＰＷＭパルスのパルス幅を計算する必要があ
り、このようにたくさんのコントローラを具備した構成
となるため、電力変換装置の構成部品が多くなって装置
の小型化を図ることができず、その結果、装置が高価な
ものとなってしまうという事情があった。

【００１０】本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされ
たものであって、ＰＷＭ制御方式の電力変換装置におい
て、ＰＷＭパルス信号を生成するためのコントローラの
個数を減少させることにより装置の小型化が可能で、安
価でしかも低歪みの高電圧を発生し得る電力変換装置を
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る電力変換装置は、交流電動
機を可変速駆動する電力変換装置において、前記電力変
換装置は、三相交流電源に接続される１組の１次巻線
と、互いに電気角が同位相である３×ｎ組（ｎは任意の
正整数）の２次巻線と、を備えた１個の三相トランス
と、前記３×ｎ組の２次巻線とそれぞれ接続する３×ｎ
組の三相／単相パルス幅変調（以下、ＰＷＭと略記す
る）サイクロコンバータと、前記３×ｎ組の三相／単相
ＰＷＭサイクロコンバータがｎ組の三相／単相ＰＷＭサ
イクロコンバータを備えたユニットを３組編成すると
き、前記ユニットに対応した３組のＰＷＭパルス作成コ
ントローラとを具備し、前記三相／単相ＰＷＭサイクロ
コンバータは、前記２次巻線と接続する三相交流入力端
子と、単相出力端子と、前記三相交流入力端子にそれぞ
れ接続される３個のリアクタを備えた三相リアクトル
と、前記三相交流入力端子と前記単相出力端子にそれぞ
れ三相ブリッジに接続され、ＰＷＭ制御に基づくスイッ
チング動作により双方向に電流を流し、自己導通、自己
遮断が可能な６個の双方向半導体電力スイッチとを具備
し、前記各ユニットにおいて、該ユニット内のｎ組の三
相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの単相出力端子は直
列に接続され、該直列接続の両端となる単相交流端子の
一方は、前記３組のユニット間でスター接続され、該直
列接続の両端となる単相交流端子の他方は、前記交流電
動機の入力端子に接続され、前記ＰＷＭパルス作成コン
トローラは、対応するユニット内の一つの三相／単相Ｐ
ＷＭサイクロコンバータの三相入力端子に印加される電
圧の電圧値および位相と、該ユニットから前記交流電動
機に供給すべき電圧を指定する出力電圧指令とに基づ
き、該ユニット内のｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコ
ンバータそれぞれの６個の双方向半導体電力スイッチの
スイッチング動作を制御するｎ組のＰＷＭパルスを作成
し、該ｎ組のＰＷＭパルスは、前記各ユニットにおいて
該ユニット内のｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバ
ータが前記単相出力端子に出力する電圧の位相が同一
で、前記３組のユニット間において該ユニットから前記
交流電動機の入力端子に供給すべき電圧の基本波電圧位
相の電気角が互いに１２０度異なる位相となるように作
成されるものである。

【００１２】また、請求項２に係る電力変換装置は、請
求項１に記載の電力変換装置において、前記ＰＷＭパル
ス作成コントローラは、前記ｎ組のＰＷＭパルスを、キ
ャリア周波数の位相が互いに（３６０÷ｎ）度づつ異な
るように作成するものである。また、請求項３に係る電
力変換装置は、請求項１に記載の電力変換装置におい
て、前記ＰＷＭパルス作成コントローラは、対応するユ
ニット内の一つの三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ
の三相入力端子に印加される電圧をデジタル変換する変
換手段と、前記印加電圧の位相を検出する位相検出手段
と、前記変換手段によりデジタル変換された電圧値およ
び前記位相検出手段により検出された位相、並びに、前
記出力電圧指令に基づき前記ＰＷＭパルスのパルス幅を
計算して一つのＰＷＭパルスを作成する演算手段と、前
記一つのＰＷＭパルスからキャリア周波数の位相が互い
に（３６０÷ｎ）度づつ異なるように前記ｎ組のＰＷＭ
パルスを作成する分配手段とを具備するものである。

【００１３】また、請求項４に係る電力変換装置は、請
求項１、２または３に記載の電力変換装置において、前
記三相リアクトルに代えて、前記三相トランスの前記２
次巻線の漏れインダクタンスを使用する手段を具備する
ものである。また、請求項５に係る電力変換装置は、請
求項１、２、３または４に記載の電力変換装置におい
て、前記双方向半導体電力スイッチは、自己遮断能力の
ある半導体電力素子と、前記半導体電力素子に流通方向
が逆方向になるように逆並列に接続されたダイオード
と、を備えた半導体電力スイッチが、２組逆極性に直列
に接続されて形成されているものである。また、請求項
６に係る電力変換装置は、請求項１、２、３または４に
記載の電力変換装置において、前記双方向半導体電力ス
イッチは、自己遮断能力のある半導体電力素子と、前記
半導体電力素子に流通方向が同方向になるように直列に
接続されたダイオードと、を備えた半導体電力スイッチ
が、２組逆極性に並列に接続されて形成されているもの
である。さらに、請求項７に係る電力変換装置は、請求
項１、２、３または４に記載の電力変換装置において、
前記双方向半導体電力スイッチは、単相ブリッジに接続
された４個のダイオードと、前記単相ブリッジの２つの
直流端子間に流通方向が同方向になるように接続された
自己遮断能力のある半導体電力素子と、を備え、前記単
相ブリッジの２つの交流端子を入出力端子として形成さ
れているものである。

【００１４】そして、本発明の請求項１に係る電力変換
装置では、１組の１次巻線および互いに電気角が同位相
である３×ｎ組（ｎは任意の正整数）の２次巻線を備え
た１個の三相トランスと、３×ｎ組の２次巻線とそれぞ
れ接続する３×ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバ
ータと、３×ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバー
タがｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータを備え
たユニットを３組編成するとき、該ユニットに対応した
３組のＰＷＭパルス作成コントローラとを具備して交流
電動機を可変速駆動する電力変換装置において、三相／
単相ＰＷＭサイクロコンバータを、２次巻線と接続する
三相交流入力端子と、単相出力端子と、三相交流入力端
子に接続される三相リアクトルと、三相交流入力端子と
単相出力端子にそれぞれ三相ブリッジに接続されてＰＷ
Ｍ制御に基づくスイッチング動作により双方向に電流を
流し、自己導通、自己遮断が可能な６個の双方向半導体
電力スイッチとを具備して構成し、各ユニットにおい
て、該ユニット内のｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコ
ンバータの単相出力端子は直列に接続され、該直列接続
の両端となる単相交流端子の一方を３組のユニット間で
スター接続し、また他方を交流電動機の入力端子に接続
する。そして、ＰＷＭパルス作成コントローラは、対応
するユニット内の一つの三相／単相ＰＷＭサイクロコン
バータの三相入力端子に印加される電圧の電圧値および
位相と、該ユニットから交流電動機に供給すべき電圧を
指定する出力電圧指令とに基づき、該ユニット内のｎ組
の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータそれぞれの６個
の双方向半導体電力スイッチのスイッチング動作を制御
するｎ組のＰＷＭパルスを作成し、ここで、該ｎ組のＰ
ＷＭパルスは、各ユニットにおいて該ユニット内のｎ組
の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータが単相出力端子
に出力する電圧の位相が同一で、３組のユニット間にお
いて該ユニットから交流電動機の入力端子に供給すべき
電圧の基本波電圧位相の電気角が互いに１２０度異なる
位相となるように作成される。このように、三相トラン
スの３×ｎ組の２次巻線を互いに電気角が同位相となる
ように電気的に同じ結合度で接続するので、三相交流電
源の非対称性や脈動等も同じ度合いで３×ｎ組の２次巻
線に伝わることとなり、３組のユニットにそれぞれ対応
した３組のＰＷＭパルス作成コントローラでは、該ユニ
ット内の一つの三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの
三相入力端子に印加される電圧の電圧値および位相を代
表して取り込み、該ユニットから交流電動機に供給すべ
き電圧を指定する出力電圧指令に基づいて、該ユニット
内のｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータそれぞ
れの６個の双方向半導体電力スイッチのスイッチング動
作を制御するｎ組のＰＷＭパルスを作成することが可能
となる。すなわち、従来のように３×ｎ組の三相／単相
ＰＷＭサイクロコンバータに対応した３×ｎ組のＰＷＭ
パルス作成コントローラを具備しなくても、一つのＰＷ
Ｍパルス作成コントローラによって適正なｎ組のＰＷＭ
パルスを作成できるので、ＰＷＭパルス信号を生成する
ためのコントローラの個数を１／ｎ（ここで、ｎはユニ
ット内の段数、すなわち三相／単相ＰＷＭサイクロコン
バータの個数を意味する。）に減少させることができ、
これによって装置の小型化および低コストを図ることが
でき、また、三相交流電源の非対称性や脈動等も考慮に
入れたＰＷＭ制御のためのＰＷＭパルスを作成するの
で、各ユニットから駆動対象の交流電動機に対して低歪
みの高電圧を発生することができる。

【００１５】また特に、請求項２に係る電力変換装置で
は、ＰＷＭパルス作成コントローラにおいて、ｎ組のＰ
ＷＭパルスを、キャリア周波数の位相が互いに（３６０
÷ｎ）度づつ異なるように作成する。より具体的に、請
求項３に係る電力変換装置では、ＰＷＭパルス作成コン
トローラにおいて、変換手段により、対応するユニット
内の一つの三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの三相
入力端子に印加される電圧をデジタル変換して取り込
み、また位相検出手段により、該印加電圧の位相を検出
して取り込み、演算手段により、前記変換手段によりデ
ジタル変換された電圧値および前記位相検出手段により
検出された位相、並びに、前記出力電圧指令に基づき前
記ＰＷＭパルスのパルス幅を計算して一つのＰＷＭパル
スを作成し、さらに分配手段により、該一つのＰＷＭパ
ルスからキャリア周波数の位相が互いに（３６０÷ｎ）
度づつ異なるようにｎ組のＰＷＭパルスを作成する。す
なわち、三相トランスの３×ｎ組の２次巻線を互いに電
気角が同位相となるように電気的に同じ結合度で接続す
るので、三相交流電源の非対称性や脈動等も同じ度合い
で３×ｎ組の２次巻線に伝わることとなり、ユニットに
対応したＰＷＭパルス作成コントローラにおいて、一つ
の三相入力端子に印加される電圧の電圧値および位相を
代表して取り込み、該ユニットから交流電動機に供給す
べき電圧を指定する出力電圧指令に基づいて、一つのＰ
ＷＭパルスを作成し、さらに該一つのＰＷＭパルスから
キャリア周波数の位相が互いに（３６０÷ｎ）度づつ異
なるｎ組のＰＷＭパルスを作成することが可能となる。
したがって、ユニットに対応した３組のＰＷＭパルス作
成コントローラを具備することで適正なｎ組のＰＷＭパ
ルスを作成できるので、ＰＷＭパルス信号を生成するた
めのコントローラの個数を従来の１／ｎ（ここで、ｎは
ユニット内の段数、すなわち三相／単相ＰＷＭサイクロ
コンバータの個数を意味する。）に減少させることがで
き、これによって装置の小型化および低コストを図るこ
とができ、また、三相交流電源の非対称性や脈動等も考
慮に入れたＰＷＭ制御のためのＰＷＭパルスを作成する
ので、各ユニットから駆動対象の交流電動機に対して低
歪みの高電圧を発生することができる。

【００１６】また、請求項４に係る電力変換装置では、
三相リアクトルを、三相トランスの２次巻線の漏れイン
ダクタンスを使用する手段に代えて構成することが可能
である。また、請求項５に係る電力変換装置では、双方
向半導体電力スイッチを、自己遮断能力のある半導体電
力素子、および、該半導体電力素子に流通方向が逆方向
になるように逆並列に接続されたダイオードを備えた半
導体電力スイッチを２組逆極性に直列に接続して構成す
るのが望ましい。また、請求項６に係る電力変換装置で
は、双方向半導体電力スイッチを、自己遮断能力のある
半導体電力素子、および、該半導体電力素子に流通方向
が同方向になるように直列に接続されたダイオードを備
えた半導体電力スイッチを２組逆極性に並列に接続して
構成するのが望ましい。さらに、請求項７に係る電力変
換装置では、双方向半導体電力スイッチを、単相ブリッ
ジに接続された４個のダイオード、および、該単相ブリ
ッジの２つの直流端子間に流通方向が同方向になるよう
に接続された自己遮断能力のある半導体電力素子を備え
て構成し、該単相ブリッジの２つの交流端子を入出力端
子として構成するのが望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電力変換装置の実
施の形態について、順に図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明の一実施形態に係る電力変換装置を適
用した電動機駆動回路の回路構成図である。同図におい
て、本実施形態の多重３相ＰＷＭサイクロコンバータ方
式の電力変換装置を用いた電動機駆動回路は、三相交流
電源１０１、三相トランス１０２、３×ｎ組（ここでは
ｎ＝４であり、１２組）のＰＷＭサイクロコンバータ１
３１〜１５４、および、駆動対象の交流電動機１０６を
備えて構成されている。

【００１８】三相トランス１０２は、１組のデルタ接続
の１次巻線１１０と、互いに電気角が同位相である（３
×ｎ＝）１２組のスター接続の２次巻線１１１〜１２２
を具備した構成である。また、１２組のＰＷＭサイクロ
コンバータ１３１〜１５４は、互いに同一構造であっ
て、具体的に、それぞれのＰＷＭサイクロコンバータ１
３１〜１５４は、図２に示すような回路構造を持つ。図
２において、ＰＷＭサイクロコンバータは、三相交流端
子ｒ，ｓ，ｔと、単相交流端子ａ，ｂと、三相交流端子
ｒ，ｓ，ｔにそれぞれリアクタを直列接続した三相交流
リアクトル２０７と、三相交流端子ｒ，ｓ，ｔにキャパ
シタをデルタ接続したフィルタコンデンサ２０８と、双
方向に電流を流し、自己導通／自己遮断の可能な６個の
双方向半導体電力スイッチ２１１〜２１６とを具備した
構成で、６個の双方向半導体電力スイッチ２１１〜２１
６は、三相交流端子ｒ，ｓ，ｔと単相交流端子ａ，ｂに
それぞれ三相ブリッジに接続されている。なお、６個の
双方向半導体電力スイッチ２１１〜２１６のスイッチン
グ動作の制御は、後述のＰＷＭパルス作成コントローラ
およびＰＷＭパルス分配器から供給されるＰＷＭパルス
信号により行われる。また、三相交流リアクトル２０７
に代えて、三相トランス１０２の２次巻線１１１〜１２
２の漏れインダクタンスを使用することも可能である。

【００１９】また、三相交流電源１０１の出力は三相ト
ランス１０２の１次巻線１１０に接続され、三相トラン
ス１０２の１２組の２次巻線１１１〜１２２の出力は、
それぞれ１２組のＰＷＭサイクロコンバータ１３１〜１
５４の三相交流端子ｒ，ｓ，ｔに接続される。また、１
２組のＰＷＭサイクロコンバータ１３１〜１５４は、４
組のＰＷＭサイクロコンバータを１ユニットとして、全
体を３ユニットで構成されている。すなわち、ＰＷＭサ
イクロコンバータ１３１〜１３４で構成されるＵ相ユニ
ット１０３と、ＰＷＭサイクロコンバータ１４１〜１４
４で構成されるＶ相ユニット１０４と、ＰＷＭサイクロ
コンバータ１５１〜１５４で構成されるＷ相ユニット１
０５である。各ユニット内の４組のＰＷＭサイクロコン
バータの単相交流端子ａ，ｂは直列に接続され、該直列
接続の両端となる単相交流端子ａ，ｂの一方は、Ｕ相ユ
ニット１０３、Ｖ相ユニット１０４およびＷ相ユニット
１０５間で（ノードｏで）スター接続され、該直列接続
の両端となる単相交流端子ａ，ｂの他方は、駆動対象で
ある交流電動機１０６の三相入力端子ｕ，ｖ，ｗに接続
される。

【００２０】本実施形態の電動機駆動回路では、後述の
ＰＷＭパルス作成コントローラおよびＰＷＭパルス分配
器から供給されるＰＷＭパルス信号によって、Ｕ相ユニ
ット１０３、Ｖ相ユニット１０４およびＷ相ユニット１
０５の各ユニットにおいて、４組の三相／単相ＰＷＭサ
イクロコンバータの単相交流端子ａ，ｂに出力される交
流出力の基本波電圧が同位相になるように制御され、ま
た、Ｕ相ユニット１０３、Ｖ相ユニット１０４およびＷ
相ユニット１０５間は、基本波電圧位相の電気角が互い
に１２０度だけ位相の異なる交流出力を発生するように
制御される。

【００２１】また、図３、図４および図５には、図２の
ＰＷＭサイクロコンバータ１３１〜１５４の回路構成で
示した双方向半導体電力スイッチ２１１〜２１６の具体
的な構成例の回路図を示す。図３、図４および図５にお
いて、符号３０１，３０２，４０１，４０２，５０１は
ＩＧＢＴであり、３０３，３０４，４０３，４０４，５
０２〜５０５はダイオードである。図３に示した具体例
１では、双方向半導体電力スイッチ２１１〜２１６は、
ＩＧＢＴやＦＥＴ等の自己遮断能力のある半導体電力素
子（ここではＩＧＢＴを使用）３０１，３０２と、該半
導体電力素子３０１，３０２に流通方向が逆方向になる
ように逆並列に接続されたダイオード３０３，３０４と
を備えた半導体電力スイッチが、２組逆極性に直列に接
続されて形成されている。すなわち、端子Ａから端子Ｂ
に電流が流れる場合にはＩＧＢＴ３０１とダイオード３
０４を介して該電流が流れ、端子Ｂから端子Ａに電流が
流れる場合にはＩＧＢＴ３０２とダイオード３０３を介
して該電流が流れる。

【００２２】次に、図４に示した具体例２では、双方向
半導体電力スイッチ２１１〜２１６は、ＩＧＢＴやＦＥ
Ｔ等の自己遮断能力のある半導体電力素子（ここではＩ
ＧＢＴを使用）４０１，４０２と、該半導体電力素子４
０１，４０２に流通方向が同方向になるように直列に接
続されたダイオード４０３，４０４とを備えた半導体電
力スイッチが、２組逆極性に並列に接続されて形成され
ている。すなわち、端子Ａから端子Ｂに電流が流れる場
合にはＩＧＢＴ４０１とダイオード４０３を介して該電
流が流れ、端子Ｂから端子Ａに電流が流れる場合にはＩ
ＧＢＴ４０２とダイオード４０４を介して該電流が流れ
る。さらに、図５に示した具体例３では、双方向半導体
電力スイッチ２１１〜２１６は、単相ブリッジに接続さ
れた４個のダイオード５０２〜５０５と、単相ブリッジ
の２つの直流端子間に流通方向が同方向になるように接
続されたＩＧＢＴやＦＥＴ等の自己遮断能力のある半導
体電力素子（ここではＩＧＢＴを使用）５０１とを備
え、単相ブリッジの２つの交流端子を入出力端子として
形成されている。すなわち、端子Ａから端子Ｂに電流が
流れる場合にはダイオード５０２、ＩＧＢＴ５０１およ
びダイオード５０５を介して該電流が流れ、端子Ｂから
端子Ａに電流が流れる場合にはダイオード５０４、ＩＧ
ＢＴ５０１およびダイオード５０３を介して該電流が流
れる。

【００２３】次に、図６、図７および図８を参照して、
本実施形態の電力変換装置を適用した電動機駆動回路に
おけるＰＷＭ制御について説明する。なお、図６は各ユ
ニットに対して構成されるＰＷＭ作成パルスコントロー
ラおよびＰＷＭパルス分配器（これら２つの構成要素が
特許請求の範囲にいうＰＷＭ作成パルスコントローラに
該当する）の構成図であり、図７は一つのユニットに対
して生成されるＰＷＭパルス信号の信号波形を例示する
説明図であり、図８は一つのユニットにおける４組の三
相／単相ＰＷＭサイクロコンバータから出力される出力
電圧の波形と、該ユニットの交流電動機１０６に供給さ
れる相電圧の波形を例示する説明図である。上述のよう
に、三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１３１〜１５
４における６個の双方向半導体電力スイッチ２１１〜２
１６のスイッチング動作の制御は、ＰＷＭパルス信号に
より行われ、Ｕ相ユニット１０３、Ｖ相ユニット１０４
およびＷ相ユニット１０５の各ユニットにおいて、４組
の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの単相交流端子
ａ，ｂに出力される交流出力の基本波電圧が同位相にな
るように制御され、また、Ｕ相ユニット９０３、Ｖ相ユ
ニット９０４およびＷ相ユニット９０５間は、基本波電
圧位相の電気角が互いに１２０度だけ位相の異なる交流
出力を発生するように制御される。

【００２４】このようなＰＷＭ制御を行うために、ＰＷ
Ｍパルス信号は、図６に示すような構成により作成され
る。すなわち、図６において、符号６０１はＰＷＭパル
ス作成コントローラ、６０２はＰＷＭパルス分配器（分
配手段）、６１１はＡ／Ｄコンバータ（変換手段）、６
１２は位相検出器（位相検出手段）、６１３はＣＰＵ
（演算手段）である。まず、対応するユニット内の一つ
の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの三相入力端子
に印加される電圧をＡ／Ｄコンバータ６１１によってデ
ジタル変換し、また、該印加電圧の位相を位相検出器６
１２によって検出する。次に、ＣＰＵ６１３では、デジ
タル変換された電圧値および検出された位相、並びに、
出力電圧指令に基づいて、ＰＷＭパルスのパルス幅を計
算して一つのＰＷＭパルス信号を作成する。例えば、三
相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１３１の三相交流端
子ｒ，ｓ，ｔの電圧値および位相、並びに、Ｕ相ユニッ
ト１０３から交流電動機１０６に供給すべき電圧を指定
する出力電圧指令に基づけば、Ｕ相ユニット１０３の１
段目のＰＷＭパルス信号、すなわち三相／単相ＰＷＭサ
イクロコンバータ１３１の双方向半導体電力スイッチ２
１１〜２１６のスイッチング動作を制御する信号が作成
されることとなる。

【００２５】次に、ＰＷＭパルス分配器６０２では、Ｃ
ＰＵ６１３で作成された一つのＰＷＭパルス信号から、
キャリア周波数の位相が互いに（３６０÷ｎ）度づつ異
なるように４組のＰＷＭパルスを作成する。例えば、Ｃ
ＰＵ６１３でＵ相ユニット１０３の１段目のＰＷＭパル
ス信号が作成されているとすれば、キャリア周期をＴと
するとき、該１段目のＰＷＭパルス信号（図７（ａ）参
照）から位相をＴ／４だけずらせた信号を２段目のＰＷ
Ｍパルス信号（図７（ｂ）参照）として作成し、また位
相をＴ／２だけずらせた信号を３段目のＰＷＭパルス信
号として作成し、さらに位相を３Ｔ／４だけずらせた信
号を４段目のＰＷＭパルス信号（図７（ｃ）参照）とし
て作成する。つまり、図７に示すように、一ユニットを
ｎ段の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータで構成する
場合には、１段目のＰＷＭパルス信号から位相を（ｎ−
１）×Ｔ／ｎだけずらせた信号をｎ段目のＰＷＭパルス
信号として作成する。

【００２６】以上のようにして作成された１段目から４
段目のパルス信号を、それぞれＵ相ユニット１０３の三
相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１３１〜１３４に供
給して、各双方向半導体電力スイッチ２１１〜２１６の
スイッチング動作を制御すれば、三相／単相ＰＷＭサイ
クロコンバータ１３１〜１３４の単相交流端子ａ，ｂか
らは、それぞれ図８（ａ）〜（ｄ）に示すような電圧波
形が出力されることとなる。したがって、Ｕ相ユニット
１０３が交流電動機１０６に供給するＵ相電圧は、これ
ら各段の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１３１〜
１３４の出力を合成したものとなり、図８（ｅ）に示す
ような出力電圧の波形となる。

【００２７】以上のように、本実施形態の電力変換装置
を適用した電動機駆動回路では、三相トランス１０２に
おいて、１次巻線１１０と２次巻線１１１〜１１４，２
次巻線１１５〜１１８，２次巻線１１９〜１２２は電気
的に同じ結合度で接続されているので、三相交流電源１
０１の非対称性や脈動等も同じ度合いで３×４組の２次
巻線１１１〜１２２に伝わる。そして、ユニット対応の
ＰＷＭパルス作成コントローラ６０１においては、一つ
の三相入力端子ｒ，ｓ，ｔに印加される電圧の電圧値お
よび位相を代表して取り込み、該ユニットから交流電動
機１０６に供給すべき電圧を指定する出力電圧指令に基
づいて、一つの段のＰＷＭパルス信号を作成し、さらに
ＰＷＭパルス分配器６０２では、該一つの段のＰＷＭパ
ルス信号からキャリア周波数の位相が互いに（３６０÷
ｎ）度づつ異なるように他の段のＰＷＭパルス信号を作
成して、合わせて４組のＰＷＭパルスを作成することが
可能となる。したがって、本実施形態では、ユニットに
対応した３組のＰＷＭパルス作成コントローラ６０１お
よびＰＷＭパルス分配器６０２を具備することで適正な
４組のＰＷＭパルスを作成できるので、ＰＷＭパルス信
号を生成するためのコントローラの個数を従来の１／ｎ
（ここで、ｎはユニット内の段数、すなわち三相／単相
ＰＷＭサイクロコンバータの個数を意味する。）に減少
させることができ、これによって装置の小型化および低
コストを図ることができ、また、三相交流電源１０１の
非対称性や脈動等も考慮に入れたＰＷＭ制御のためのＰ
ＷＭパルスを作成するので、各ユニットから駆動対象の
交流電動機１０６に対して低歪みの高電圧を発生するこ
とができる。

【００２８】最後に、本実施形態の電力変換装置を適用
した電動機駆動回路における冗長度向上のための対策に
ついて説明する。多重構成の電力変換装置の特徴は、図
１の構成のように、同機能を持つ電力変換器を複数個
（すなわち三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１３１
〜１５４）使用することであり、故障により一部の電力
変換器を切り離しても運転の継続が可能なことにある。
図１において、Ｖ相ユニット１０４の１段目の三相／単
相ＰＷＭサイクロコンバータ１４１が故障した場合を想
定すると、その単相交流端子ａ，ｂを電線やバスバーで
短絡し、健全な三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１
４２〜１４４でＶ相ユニット１０４の出力電圧を発生さ
せる。他のユニットについてもバランスをとって運転す
るため、例えばＵ相ユニット１０３では、同一段の三相
／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１３１の三相交流端子
ｒ，ｓ，ｔに接続された各２個の双方向半導体電力スイ
ッチ２１１と２１６，２１２と２１５および２１３と２
１４の３組を１組づつ順次等時間間隔で導通させて短絡
し、三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータ１３２〜１３
４でＵ相ユニット１０３の出力電圧を発生させる。同様
に、Ｗ相ユニット１０５でも、同一段の三相／単相ＰＷ
Ｍサイクロコンバータ１５１の三相交流端子ｒ，ｓ，ｔ
に接続された各２個の双方向半導体電力スイッチ３組を
１組づつ順次等時間間隔で導通させて短絡し、三相／単
相ＰＷＭサイクロコンバータ１５２〜１５４でＷ相ユニ
ット１０５の出力電圧を発生させる。以上の対応によ
り、三相のバランスした出力電圧を発生できるが、最大
出力電圧は正常なときの３／４になる。また、三相交流
端子ｒ，ｓ，ｔのそれぞれに接続された２個の双方向半
導体電力スイッチ３組を１組づつ順次等時間間隔で導通
させて短絡する代わりに、三相／単相ＰＷＭサイクロコ
ンバータ１３１，１５１の単相交流端子ａ，ｂの電流方
向を検出して電流方向が反転する度に１組づつ順次導通
させて短絡して運転することもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電力変換
装置によれば、１組の１次巻線および互いに電気角が同
位相である３×ｎ組（ｎは任意の正整数）の２次巻線を
備えた１個の三相トランスと、３×ｎ組の２次巻線とそ
れぞれ接続する３×ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコ
ンバータと、３×ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコン
バータがｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータを
備えたユニットを３組編成するとき、該ユニットに対応
した３組のＰＷＭパルス作成コントローラとを具備して
交流電動機を可変速駆動する電力変換装置において、Ｐ
ＷＭパルス作成コントローラは、対応するユニット内の
一つの三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの三相入力
端子に印加される電圧の電圧値および位相と、該ユニッ
トから交流電動機に供給すべき電圧を指定する出力電圧
指令とに基づき、該ユニット内のｎ組の三相／単相ＰＷ
Ｍサイクロコンバータそれぞれの６個の双方向半導体電
力スイッチのスイッチング動作を制御するｎ組のＰＷＭ
パルスを作成することとし、また該ｎ組のＰＷＭパルス
を、各ユニットにおいて該ユニット内のｎ組の三相／単
相ＰＷＭサイクロコンバータが単相出力端子に出力する
電圧の位相が同一で、３組のユニット間において該ユニ
ットから交流電動機の入力端子に供給すべき電圧の基本
波電圧位相の電気角が互いに１２０度異なる位相となる
ように作成することとしたので、三相トランスの３×ｎ
組の２次巻線が互いに電気角が同位相となるように電気
的に同じ結合度で接続されることから、三相交流電源の
非対称性や脈動等も同じ度合いで３×ｎ組の２次巻線に
伝わることとなり、３組のユニットにそれぞれ対応した
３組のＰＷＭパルス作成コントローラでは、該ユニット
内の一つの三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの三相
入力端子に印加される電圧の電圧値および位相を代表し
て取り込み、該ユニットから交流電動機に供給すべき電
圧を指定する出力電圧指令に基づいて、該ユニット内の
ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータそれぞれの
６個の双方向半導体電力スイッチのスイッチング動作を
制御するｎ組のＰＷＭパルスを作成することが可能とな
り、従来のように３×ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロ
コンバータに対応した３×ｎ組のＰＷＭパルス作成コン
トローラを具備しなくても、一つのＰＷＭパルス作成コ
ントローラによって適正なｎ組のＰＷＭパルスを作成で
きるので、ＰＷＭパルス信号を生成するためのコントロ
ーラの個数を１／ｎ（ここで、ｎはユニット内の段数、
すなわち三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの個数を
意味する。）に減少させることができ、これによって装
置の小型化および低コストを図ることができ、さらに、
三相交流電源の非対称性や脈動等も考慮に入れたＰＷＭ
制御のためのＰＷＭパルスを作成するので、各ユニット
から駆動対象の交流電動機に対して低歪みの高電圧を発
生し得る電力変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電力変換装置を適用
した電動機駆動回路の回路構成図である。

【図２】ＰＷＭサイクロコンバータの回路構成図であ
る。

【図３】ＰＷＭサイクロコンバータにおける双方向半導
体電力スイッチの具体例１の回路図である。

【図４】ＰＷＭサイクロコンバータにおける双方向半導
体電力スイッチの具体例２の回路図である。

【図５】ＰＷＭサイクロコンバータにおける双方向半導
体電力スイッチの具体例３の回路図である。

【図６】各ユニットに対して構成されるＰＷＭ作成パル
スコントローラおよびＰＷＭパルス分配器の構成図であ
る。

【図７】一つのユニットに対して生成されるＰＷＭパル
ス信号の信号波形を例示する説明図である。

【図８】一つのユニットにおける４組の三相／単相ＰＷ
Ｍサイクロコンバータから出力される出力電圧の波形
と、該ユニットの交流電動機に供給される相電圧の波形
を例示する説明図である。

【図９】従来の多重３相ＰＷＭサイクロコンバータ方式
の電力変換装置を用いた電動機駆動回路の回路構成図で
ある。

【符号の説明】

１０１三相交流電源１０２三相トランス１０３Ｕ相ユニット１０４Ｖ相ユニット１０５Ｗ相ユニット１０６交流電動機１１０１次巻線１１１〜１２２２次巻線１３１〜１５４ＰＷＭサイクロコンバータｒ，ｓ，ｔ三相交流端子ａ，ｂ単相交流端子２０７三相交流リアクトル２０８フィルタコンデンサ２１１〜２１６双方向半導体電力スイッチｕ，ｖ，ｗ交流電動機の三相入力端子３０１，３０２，４０１，４０２，５０１ＩＧＢＴ３０３，３０４，４０３，４０４，５０２〜５０５
ダイオード６０１ＰＷＭパルス作成コントローラ６０２ＰＷＭパルス分配器（分配手段）６１１Ａ／Ｄコンバータ（変換手段）６１２位相検出器（位相検出手段）６１３ＣＰＵ（演算手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電動機を可変速駆動する電力変換装
置において、前記電力変換装置は、三相交流電源に接続される１組の１次巻線と、互いに電
気角が同位相である３×ｎ組（ｎは任意の正整数）の２
次巻線と、を備えた１個の三相トランスと、前記３×ｎ組の２次巻線とそれぞれ接続する３×ｎ組の
三相／単相パルス幅変調（以下、ＰＷＭと略記する）サ
イクロコンバータと、前記３×ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータが
ｎ組の三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータを備えたユ
ニットを３組編成するとき、前記ユニットに対応した３
組のＰＷＭパルス作成コントローラと、を有し、前記三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータは、前記２次巻線と接続する三相交流入力端子と、単相出力端子と、前記三相交流入力端子にそれぞれ接続される３個のリア
クタを備えた三相リアクトルと、前記三相交流入力端子と前記単相出力端子にそれぞれ三
相ブリッジに接続され、ＰＷＭ制御に基づくスイッチン
グ動作により双方向に電流を流し、自己導通、自己遮断
が可能な６個の双方向半導体電力スイッチと、を有し、前記各ユニットにおいて、該ユニット内のｎ組の三相／
単相ＰＷＭサイクロコンバータの単相出力端子は直列に
接続され、該直列接続の両端となる単相交流端子の一方
は、前記３組のユニット間でスター接続され、該直列接
続の両端となる単相交流端子の他方は、前記交流電動機
の入力端子に接続され、前記ＰＷＭパルス作成コントローラは、対応するユニッ
ト内の一つの三相／単相ＰＷＭサイクロコンバータの三
相入力端子に印加される電圧の電圧値および位相と、該
ユニットから前記交流電動機に供給すべき電圧を指定す
る出力電圧指令とに基づき、該ユニット内のｎ組の三相
／単相ＰＷＭサイクロコンバータそれぞれの６個の双方
向半導体電力スイッチのスイッチング動作を制御するｎ
組のＰＷＭパルスを作成し、該ｎ組のＰＷＭパルスは、
前記各ユニットにおいて該ユニット内のｎ組の三相／単
相ＰＷＭサイクロコンバータが前記単相出力端子に出力
する電圧の位相が同一で、前記３組のユニット間におい
て該ユニットから前記交流電動機の入力端子に供給すべ
き電圧の基本波電圧位相の電気角が互いに１２０度異な
る位相となるように作成されることを特徴とする電力変
換装置。
【請求項２】前記ＰＷＭパルス作成コントローラは、
前記ｎ組のＰＷＭパルスを、キャリア周波数の位相が互
いに（３６０÷ｎ）度づつ異なるように作成することを
特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】前記ＰＷＭパルス作成コントローラは、対応するユニット内の一つの三相／単相ＰＷＭサイクロ
コンバータの三相入力端子に印加される電圧をデジタル
変換する変換手段と、前記印加電圧の位相を検出する位相検出手段と、前記変換手段によりデジタル変換された電圧値および前
記位相検出手段により検出された位相、並びに、前記出
力電圧指令に基づき前記ＰＷＭパルスのパルス幅を計算
して一つのＰＷＭパルスを作成する演算手段と、前記一つのＰＷＭパルスからキャリア周波数の位相が互
いに（３６０÷ｎ）度づつ異なるように前記ｎ組のＰＷ
Ｍパルスを作成する分配手段と、を有することを特徴と
する請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】前記三相リアクトルに代えて、前記三相
トランスの前記２次巻線の漏れインダクタンスを使用す
る手段を有することを特徴とする請求項１、２または３
に記載の電力変換装置。
【請求項５】前記双方向半導体電力スイッチは、自己
遮断能力のある半導体電力素子と、前記半導体電力素子
に流通方向が逆方向になるように逆並列に接続されたダ
イオードと、を備えた半導体電力スイッチが、２組逆極
性に直列に接続されて形成されていることを特徴とする
請求項１、２、３または４に記載の電力変換装置。
【請求項６】前記双方向半導体電力スイッチは、自己
遮断能力のある半導体電力素子と、前記半導体電力素子
に流通方向が同方向になるように直列に接続されたダイ
オードと、を備えた半導体電力スイッチが、２組逆極性
に並列に接続されて形成されていることを特徴とする請
求項１、２、３または４に記載の電力変換装置。
【請求項７】前記双方向半導体電力スイッチは、単相
ブリッジに接続された４個のダイオードと、前記単相ブ
リッジの２つの直流端子間に流通方向が同方向になるよ
うに接続された自己遮断能力のある半導体電力素子と、
を備え、前記単相ブリッジの２つの交流端子を入出力端
子として形成されていることを特徴とする請求項１、
２、３または４に記載の電力変換装置。