JPH1155955A - 電力変換装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを高
速に選択すること。 【解決手段】多重変換器に対する電圧指令ベクトルが存
在する範囲番号を算出し、電圧指令ベクトルを所定角度
回転させて、直交座標系のａ軸方向のベクトルとａ軸か
ら反時計回りに所定角度回転した方向のベクトルの二つ
を単位ベクトルとした斜交座標系でのベクトルに座標変
換し、出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０度
〜＋３０の範囲を斜交座標変換したベクトル図の変換器
出力可能部分を、各升目の左上／右下／左下と右上の両
方に出力ベクトルが配されるように升目に分割し、左下
と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目は左上と右下の
頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に分割し、斜交座標
変換した電圧指令ベクトルが領域分割された斜交座標系
ベクトル図における升目／三角形領域のどの領域に存在
するか判定し、領域に対応する出力ベクトルを選択し所
定角度回転させて算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多重変換器からな
る電力変換装置の制御装置に係り、特に電圧指令ベクト
ルに最も近い出力ベクトルを高速に選択して、空間ベク
トル比較によるパルス幅変調（以下、ＰＷＭと称する）
制御を高速に実行できるようにした電力変換装置の制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４４は、多重（図では４個のものを示
している）電圧形変換器５，６，７，８からなる電力変
換装置の主回路構成例を示すブロック図であり、図４５
は各変換器５〜８の構成を示す回路図である。

【０００３】図４４，４５において、電力変換装置の主
回路は、自己消弧形スイッチング素子９〜３２をブリッ
ジ接続してなり、各スイッチング素子９〜３２にそれぞ
れダイオードＤ９〜Ｄ３２が逆並列に接続されている。
各変換器５〜８の入力側には、共通の直流電源４が接続
されている。各変換器５〜８の出力側にはそれぞれ三相
変圧器１３３〜１３６が接続され、各三相変圧器１３３
〜１３６の二次側は共通接続され、抵抗１３７、インダ
クタンス１３８を順次介して交流電動機等の交流負荷１
３９が接続されている。

【０００４】以下の説明では、自己消弧形スイッチング
素子９〜３２として、ゲートターンオフサイリスタ（Ｇ
ＴＯ）を用いる場合を例として説明する。

【０００５】また、各ＧＴＯと各ＧＴＯと逆並列のダイ
オードＤを組み合わせて、アームと呼ぶことにする。例
えば、ＧＴＯ９とＤ９で構成されるアームをアーム９、
ＧＴＯ１０とＤ１０で構成されるアームをアーム１０の
ように呼ぶことにする。各変換器の交流電流の向きによ
っては、ＧＴＯにオン（ＯＮ）ゲートを与えていてもダ
イオード側に電流が流れることもある。どちらに電流が
流れている場合も、アームが通電している、と称するこ
とにする。

【０００６】さらに、多重電圧形変換器からなる電力変
換装置には、図４４に示すように、直流を電源とし、交
流側に負荷を持つインバータの構成と別に、交流側を電
源とし、直流側に負荷を接続するコンバータの構成もあ
る。両者は呼び方が異なるだけであり、動作や抱える技
術的課題は共通しているものが多いので、以下の説明で
は、両者を区別せずに多重電圧形変換器として扱うこと
にする。

【０００７】一方、このような多重電圧形変換器５〜８
からなる電力変換装置の制御装置としては、従来から、
自己消弧形スイッチング素子の点弧状態を電圧指令に応
じて制御するものが提案されてきている。

【０００８】図４７は、この種の電力変換装置の制御装
置の構成例を示すブロック図である。

【０００９】なお、図４７に示す電力変換装置の制御装
置を説明するに先立って、図４４の４多重電圧形変換器
が交流側に発生できる電圧ベクトルについて説明する。

【００１０】図４６は、４多重電圧形変換器が発生でき
る出力ベクトルを示す図である。

【００１１】図４６において、座標軸はＵ，Ｖ，Ｗで示
している。例えば、変換器５のアーム９、アーム１０、
アーム１１が通電しているとき、またはアーム１２、ア
ーム１３、アーム１４が通電しているとき、出力電圧は
零であり、このときの電圧ベクトルをＶ０とする。

【００１２】一方、アーム９、１３、１４が通電してい
るときの、電圧ベクトルをＶ１とする。

【００１３】また、アーム９、１０、１４が通電してい
るときの電圧ベクトルをＶ２とする。

【００１４】さらに、アーム１０、１２、１４が通電し
ているときの電圧ベクトルをＶ３とする。

【００１５】一方、アーム１０、１１、１２が通電して
いるときの電圧ベクトルをＶ４とする。

【００１６】また、アーム１１、１２、１３が通電して
いるときの電圧ベクトルをＶ５とする。

【００１７】さらに、アーム９、１１、１３が通電して
いるときの電圧ベクトルをＶ６とする。

【００１８】以上のように、１台の変換器は、Ｖ０，Ｖ
１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６の７通りの電圧ベク
トルを発生することができる。

【００１９】図４６は、図４５に示す４多重電圧形変換
器が発生できる全ての電圧ベクトルを示したものであ
り、４台の単位変換器５〜８の組み合わせによって、６
１通りの電圧ベクトルを発生することができる。

【００２０】例えば、ベクトルＶ１１１は３台の変換器
が電圧ベクトルＶ１を、１台の変換器がベクトルＶ０を
発生している状態である。

【００２１】また、ベクトルＶ６６１１は２台の変換器
がベクトルＶ６を、２台の変換器がベクトルＶ１を発生
している状態である。以下、同様である。

【００２２】さて、従来では、電力変換装置の交流出力
電圧の電圧指令ベクトルが与えられた時、電圧指令ベク
トルに最も近い出力ベクトルを選択して、電力変換装置
が発生するようにしている。そして、これを実現するた
めに、従来では、図４７に示すような制御装置が提案さ
れている。

【００２３】図４７において、４５は交流電圧指令値を
発生する交流電圧指令値発生器であり、変換器の出力電
圧の電圧指令ベクトルを、Ｕ，Ｖ，Ｗ座標上の成分ＲＶ
Ｕ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１として与える。

【００２４】また、４６は加算器と掛算器とから構成さ
れる３相→２相変換器であり、 ＲＶＡ１＝ＲＶＵ１−（ＲＶＶ１＋ＲＶＷ１）／２ ＲＶＢ１＝（ＲＶＶ１−ＲＶＷ１）＊１．７３２／２ の演算によって、Ｕ，Ｖ，Ｗ座標上の成分ＲＶＵ１，Ｒ
ＶＶ１，ＲＶＷ１を、Ａ，Ｂ座標上の成分ＲＶＡ１，Ｒ
ＶＢ１に変換する。ただし、Ａ軸はＵ軸と平行な軸、Ｂ
軸はＡ軸に対して９０度進んだ軸とする。

【００２５】さらに、１６８は出力可能ベクトル発生器
であり、多重変換器が発生できる全ての出力ベクトル値
をＡ軸Ｂ軸座標値（ＶｎＡ，ＶｎＢ）の形で与える。

【００２６】一方、１７０はベクトル偏差検出回路であ
り、電圧指令ベクトルと各出力ベクトルとの偏差を、

【数１】

【００２７】なる式を用いて計算する。

【００２８】また、１７１は比較選択回路であり、ベク
トル偏差検出回路１７０にて計算されたベクトル偏差を
比較して、最小のものに対応する出力ベクトルＶｎを選
択する。

【００２９】さらに、５３はベクトル→３相変換器であ
り、比較選択回路１７１にて選択された出力ベクトルＶ
ｎに対応したＧＴＯのスイッチングパターンを発生す
る。

【００３０】さらにまた、５４はゲート信号発生回路で
あり、図４５の変換器５〜８から構成される多重変換器
５５のＧＴＯの点弧パルスを発生する。

【００３１】しかしながら、上述したような制御装置で
は、例えば４多重変換器において、出力ベクトルとし
て、空間ベクトル図の角度０〜６０度の範囲のＶ０，Ｖ
１，Ｖ２，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２２，Ｖ１１１，Ｖ１１
２，Ｖ１２２，Ｖ２２２，Ｖ１１１１，Ｖ１１１２，Ｖ
１１２２，Ｖ１２２２，Ｖ２２２２だけを対象とし、残
りの６０〜３６０度の範囲については、−６０度の整数
倍の回転で０〜６０度の場合に帰着させたとしても、１
５個の出力ベクトルと電圧指令ベクトルとの偏差を演算
する必要がある。

【００３２】この場合、ベクトル偏差の演算には、乗算
および平方根の計算が含まれており、ハードウェアで１
５個の乗算、平方根、比較回路を実現しようとすると、
回路規模が非常に大きくなってしまう。

【００３３】また、マイコンまたはＤＳＰ（ディジタル
シグナルプロセッサ）にて、この機能を実現しようとす
る場合にも、演算時間が長くなってしまう。

【００３４】さらに、空間ベクトル比較ＰＷＭにおいて
は、瞬時瞬時に電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクト
ルを選択することで、低歪率、低スイッチングロス、高
速応答を達成するのが特徴であり、出力ベクトルの選択
に時間がかかると、その分だけ性能が低下する恐れがあ
る。

【００３５】さらにまた、多重数が増えると、出力ベク
トルは多重数の２乗に比例して増えるため、ますます演
算に時間がかかるという問題がある。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電力変換装置の制御装置においては、出力ベクトルの選
択に長い時間を要してしまい、性能が低いという問題が
あった。

【００３７】本発明の目的は、電圧指令ベクトルに最も
近い出力ベクトルを高速に選択して、空間ベクトル比較
によるＰＷＭ制御を高速に実行することが可能な高性能
の電力変換装置の制御装置を提供することにある。

【００３８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明は、自己消弧形スイッチ
ング素子をブリッジ接続してなり、該各自己消弧形スイ
ッチング素子に対して帰還ダイオードがそれぞれ逆並列
接続され、直流電力を交流電力に変換するｎ個の変換器
と、前記ｎ個の変換器の各出力を入力とするｎ個の変圧
器と、前記ｎ個の変圧器の二次側端子を直列に接続して
交流負荷に接続する電力変換装置の制御装置であって、
前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
与える手段と、前記電力変換装置が発生できる交流出力
電圧の全ての出力ベクトルを与える手段と、前記電圧指
令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択する出力ベ
クトル選択手段と、前記出力ベクトル選択手段により選
択した出力ベクトルに応じて、前記自己消弧形スイッチ
ング素子の通電状態を制御する制御手段とを備えたもの
において、空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０
度〜９０度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、
２１０度〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲
に分割して、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を
付した場合、前記出力ベクトル選択手段を、前記電圧指
令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手段と、前記
電圧指令ベクトルを所定角度回転させる手段と、前記回
転させた電圧指令ベクトルを、直交座標系の−３０度の
方向のベクトルと、＋３０度の方向のベクトルの二つを
単位ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換
する手段と、前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図
の−３０度〜＋３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用
いて斜交座標変換したベクトル図の変換器出力可能部分
を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左下と右上
の両方に出力ベクトルが配されるように升目に分割し、
さらに左下と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目につ
いては左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角
形領域に分割する手段と、前記斜交座標変換した電圧指
令ベクトルが、前記領域分割された斜交座標系ベクトル
図における升目領域もしくは三角形領域のどの領域に存
在するかを判定する手段と、前記判定結果に応じて、升
目領域もしくは三角形領域に対応する出力ベクトルを選
択する手段と、前記選択された出力ベクトルを所定角度
回転させた出力ベクトルを算出する手段とを備えて構成
した電力変換装置の制御装置である。

【００３９】従って、請求項１に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、多重電圧形変換器に対する電
圧指令ベクトルが存在する範囲番号ＶＴＨを算出し、電
圧指令ベクトルを所定角度回転させ、回転させた電圧指
令ベクトルを、直交座標系の−３０度方向のベクトル
と、＋３０度方向のベクトルの二つを単位ベクトルとし
た斜交座標系でのベクトルに座標変換し、出力ベクトル
を配した空間ベクトル図の−３０度〜＋３０度の範囲を
単位ベクトルを用いて斜交座標変換したベクトル図の変
換器出力可能部分を、各升目の左上、もしくは右下、も
しくは左下と右上の両方に出力ベクトルが配されるよう
に升目に分割し、さらに、左下と右上の両方に出力ベク
トルを持つ升目については左上の頂点と右下の頂点を結
ぶ線分で二つの三角形領域に分割し、斜交座標変換した
電圧指令ベクトルが領域分割された斜交座標系ベクトル
図における升目領域もしくは三角形領域のどの領域に存
在するかを判定し、その判定結果に応じて領域に対応す
る出力ベクトルＶｎｘを選択し、出力ベクトルＶｎｘを
所定角度回転させた出力ベクトルＶｎを算出することに
より、全ての出力ベクトルと電圧指令ベクトルとのベク
トル偏差を計算することなく、斜交座標系における電圧
指令ベクトルの座標値の計算と若干の付加的な計算のみ
で、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを選択で
きるため、出力ベクトルの選択に要する演算時間を短縮
して、高性能化を図ることができる。

【００４０】また、上記の目的を達成するため、請求項
２に係る発明では、自己消弧形スイッチング素子をブリ
ッジ接続してなり、該各自己消弧形スイッチング素子に
対して帰還ダイオードがそれぞれ逆並列接続され、直流
電力を交流電力に変換するｎ個の変換器と、前記ｎ個の
変換器の各出力を入力とするｎ個の変圧器と、前記ｎ個
の変圧器の二次側端子を直列に接続して交流負荷に接続
する電力変換装置の制御装置であって、前記電力変換装
置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを与える手段と、
前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
力ベクトルを与える手段と、前記電圧指令ベクトルに応
じて前記出力ベクトルを選択する出力ベクトル選択手段
と、前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベク
トルに応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電
状態を制御する制御手段とを備えたものにおいて、空間
ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０度、９
０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度〜２７
０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割して、当
該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場合、前
記出力ベクトル選択手段を、前記電圧指令ベクトルが存
在する範囲番号を算出する手段と、前記電圧指令ベクト
ルを所定角度回転させる手段と、前記回転させた電圧指
令ベクトルを、直交座標系の−３０度の方向のベクトル
と、＋３０度の方向のベクトルの二つを単位ベクトルと
する斜交座標系でのベクトルに座標変換する手段と、前
記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０度〜＋
３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用いて斜交座標変
換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升目の左
上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力ベ
クトルが配されるように升目に分割し、さらに各升目を
左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域
に分割する手段と、前記斜交座標変換した電圧指令ベク
トルが、前記領域分割された斜交座標系ベクトル図にお
ける三角形領域のどの領域に存在するかを判定する手段
と、前記判定結果に応じて、三角形領域に対応する出力
ベクトルを選択する手段と、前記選択された出力ベクト
ルを所定角度回転させた出力ベクトルを算出する手段と
を備えて構成した電力変換装置の制御装置である。

【００４１】従って、請求項２に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、斜交座標変換したベクトル図
の変換器出力可能部分を、各升目の左上、もしくは右
下、もしくは左下と右上の両方に出力可能ベクトルが配
されるように升目に分割し、さらに各升目を左上の頂点
と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に分割し、
斜交座標変換した電圧指令ベクトルが領域分割された斜
交座標系ベクトル図における三角形領域のどの領域に存
在するかを判定し、その判定結果に応じて領域に対応す
る出力ベクトルＶｎｘを選択し、出力ベクトルＶｎｘを
所定角度回転させた出力ベクトルＶｎを算出することに
より、全ての出力ベクトルと電圧指令ベクトルとのベク
トル偏差を計算することなく、斜交座標系における電圧
指令ベクトルの座標値の計算と若干の付加的な計算のみ
で、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを選択で
きるため、出力ベクトルの選択に要する演算時間を短縮
して、高性能化を図ることができる。

【００４２】一方、上記の目的を達成するため、請求項
３に係る発明では、自己消弧形スイッチング素子をブリ
ッジ接続してなり、該各自己消弧形スイッチング素子に
対して帰還ダイオードがそれぞれ逆並列接続され、直流
電力を交流電力に変換するｎ個の変換器と、前記ｎ個の
変換器の各出力を入力とするｎ個の変圧器と、前記ｎ個
の変圧器の二次側端子を直列に接続して交流負荷に接続
する電力変換装置の制御装置であって、前記電力変換装
置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを与える手段と、
前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
力ベクトルを与える手段と、前記電圧指令ベクトルに応
じて前記出力ベクトルを選択する出力ベクトル選択手段
と、前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベク
トルに応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電
状態を制御する制御手段とを備えたものにおいて、空間
ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０度、９
０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度〜２７
０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割して、当
該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場合、前
記出力ベクトル選択手段を、前記電圧指令ベクトルが存
在する範囲番号を算出する手段と、前記電圧指令ベクト
ルを、第１の所定角度の方向のベクトルと、第２の所定
角度の方向のベクトルの二つを単位ベクトルとする斜交
座標系でのベクトルに座標変換する手段と、前記出力ベ
クトルを配した空間ベクトル図の内の前記電圧指令ベク
トルが存在する６０度範囲を、前記単位ベクトルを用い
て斜交座標変換したベクトル図の変換器出力可能部分
を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左下と右上
の両方に出力ベクトルが配されるように升目に分割し、
さらに左下と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目につ
いては左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角
形領域に分割する手段と、前記斜交座標変換した電圧指
令ベクトルが、前記領域分割された斜交座標系ベクトル
図における升目領域もしくは三角形領域のどの領域に存
在するかを判定する手段と、前記判定結果に応じて、升
目領域もしくは三角形領域に対応する出力ベクトルを選
択する手段とを備えて構成した電力変換装置の制御装置
である。

【００４３】従って、請求項３に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、多重電圧形変換器に対する電
圧指令ベクトルが存在する範囲番号ＶＴＨを算出し、電
圧指令ベクトルを、第１の所定角度の方向のベクトル
と、第２の所定角度の方向のベクトルの二つを単位ベク
トルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換し、出力
ベクトルを配した空間ベクトル図の内の電圧指令ベクト
ルが存在する６０度範囲を、単位ベクトルを用いて斜交
座標変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升
目の左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に
出力ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに、
左下と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目については
左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域
に分割し、斜交座標変換した電圧指令ベクトルが領域分
割された斜交座標系ベクトル図における升目領域もしく
は三角形領域のどの領域に存在するかを判定し、その判
定結果に応じて領域に対応する出力ベクトルＶｎを選択
することにより、全ての出力ベクトルと電圧指令ベクト
ルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標系に
おける電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付加的
な計算のみで、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクト
ルを選択できるため、出力ベクトルの選択に要する演算
時間を短縮して、高性能化を図ることができる。

【００４４】また、請求項４に係る発明では、自己消弧
形スイッチング素子をブリッジ接続してなり、該各自己
消弧形スイッチング素子に対して帰還ダイオードがそれ
ぞれ逆並列接続され、直流電力を交流電力に変換するｎ
個の変換器と、前記ｎ個の変換器の各出力を入力とする
ｎ個の変圧器と、前記ｎ個の変圧器の二次側端子を直列
に接続して交流負荷に接続する電力変換装置の制御装置
であって、前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令
ベクトルを与える手段と、前記電力変換装置が発生でき
る交流出力電圧の全ての出力ベクトルを与える手段と、
前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
する出力ベクトル選択手段と、前記出力ベクトル選択手
段により選択した出力ベクトルに応じて、前記自己消弧
形スイッチング素子の通電状態を制御する制御手段とを
備えたものにおいて、空間ベクトル図を、−３０度〜３
０度、３０度〜９０度、９０度〜１５０度、１５０度〜
２１０度、２１０度〜２７０度、２７０度〜３３０度の
６つの範囲に分割して、当該６つの分割範囲に０〜５の
範囲番号を付した場合、前記出力ベクトル選択手段を、
前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
段と、前記電圧指令ベクトルを、第１の所定角度の方向
のベクトルと、第２の所定角度の方向のベクトルの二つ
を単位ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座標変
換する手段と、前記出力ベクトルを配した空間ベクトル
図の内の前記電圧指令ベクトルが存在する６０度範囲
を、前記単位ベクトルを用いて斜交座標変換したベクト
ル図の変換器出力可能部分を、各升目の左上、もしくは
右下、もしくは左下と右上の両方に出力ベクトルが配さ
れるように升目に分割し、さらに各升目を左上の頂点と
右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に分割する手
段と、前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記
領域分割された斜交座標系ベクトル図における三角系領
域のどの領域に存在するかを判定する手段と、前記判定
結果に応じて、三角形領域に対応する出力ベクトルを選
択する手段とを備えて構成した電力変換装置の制御装置
である。

【００４５】従って、請求項４に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、斜交座標変換したベクトル図
の変換器出力可能部分を、各升目の左上、もしくは右
下、もしくは左下と右上の両方に出力ベクトルが配され
るように升目に分割し、さらに、各升目を左上の頂点と
右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に分割し、斜
交座標変換した電圧指令ベクトルが領域分割された斜交
座標系ベクトル図における三角形領域のどの領域に存在
するかを判定し、その判定結果に応じて領域に対応する
出力ベクトルＶｎを選択することにより、全ての出力ベ
クトルと電圧指令ベクトルとのベクトル偏差を計算する
ことなく、斜交座標系における電圧指令ベクトルの座標
値の計算と若干の付加的な計算のみで、電圧指令ベクト
ルに最も近い出力ベクトルを選択できるため、出力ベク
トルの選択に要する演算時間を短縮して、高性能化を図
ることができる。

【００４６】以上により、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することが可能となる。

【００４７】上記の目的を達成するため、請求項５に対
応する発明は、直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
続する電力変換装置の制御装置であって、前記電力変換
装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを与える手段
と、前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全て
の出力ベクトルを与える手段と、前記電圧指令ベクトル
に応じて前記出力ベクトルを選択する出力ベクトル選択
手段と、前記出力ベクトル選択手段により選択した出力
ベクトルに応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の
通電状態を制御する制御手段とを備えたものにおいて、
空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
合、前記出力ベクトル選択手段を、前記電圧指令ベクト
ルが存在する範囲番号を算出する手段と、前記電圧指令
ベクトルを所定角度回転させる手段と、前記回転させた
電圧指令ベクトルを、直交座標系の−３０度の方向のベ
クトルと、＋３０度の方向のベクトルの二つを単位ベク
トルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換する手段
と、前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０
度〜＋３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用いて斜交
座標変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升
目の左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に
出力ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに左
下と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目については左
上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に
分割する手段と、前記斜交座標変換した電圧指令ベクト
ルが、前記領域分割された斜交座標系ベクトル図におけ
る升目領域もしくは三角形領域のどの領域に存在するか
を判定する手段と、前記判定結果に応じて、升目領域も
しくは三角形領域に対応する出力ベクトルを選択する手
段と、前記選択された出力ベクトルを所定角度回転させ
た出力ベクトルを算出する手段と、を備えて構成した電
力変換装置の制御装置である。

【００４８】従って、請求項５に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、マルチレベル変換器に対する
電圧指令ベクトルが存在する範囲番号ＶＴＨを算出し、
電圧指令ベクトルを所定角度回転させ、回転させた電圧
指令ベクトルを、直交座標系の−３０度方向のベクトル
と、＋３０度方向のベクトルの二つを単位ベクトルとし
た斜交座標系でのベクトルに座標変換し、出力ベクトル
を配した空間ベクトル図の−３０度〜＋３０度の範囲を
単位ベクトルを用いて斜交座標変換したベクトル図の変
換器出力可能部分を、各升目の左上、もしくは右下、も
しくは左下と右上の両方に出力ベクトルが配されるよう
に升目に分割し、さらに、左下と右上の両方に出力ベク
トルを持つ升目については左上の頂点と右下の頂点を結
ぶ線分で二つの三角形領域に分割し、斜交座標変換した
電圧指令ベクトルが領域分割された斜交座標系ベクトル
図における升目領域もしくは三角形領域のどの領域に存
在するかを判定し、その判定結果に応じて領域に対応す
る出力ベクトルＶｎｘを選択し、出力ベクトルＶｎｘを
所定角度回転させた出力ベクトルＶｎを算出することに
より、全ての出力ベクトルと電圧指令ベクトルとのベク
トル偏差を計算することなく、斜交座標系における電圧
指令ベクトルの座標値の計算と若干の付加的な計算のみ
で、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを選択で
きるため、出力ベクトルの選択に要する演算時間を短縮
して、高性能化を図ることができる。

【００４９】上記の目的を達成するため、請求項６に対
応する発明は、直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
続する電力変換装置の制御装置であって、前記電力変換
装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを与える手段
と、前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全て
の出力ベクトルを与える手段と、前記電圧指令ベクトル
に応じて前記出力ベクトルを選択する出力ベクトル選択
手段と、前記出力ベクトル選択手段により選択した出力
ベクトルに応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の
通電状態を制御する制御手段とを備えたものにおいて、
空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
合、前記出力ベクトル選択手段を、前記電圧指令ベクト
ルが存在する範囲番号を算出する手段と、前記電圧指令
ベクトルを所定角度回転させる手段と、前記回転させた
電圧指令ベクトルを、直交座標系の−３０度の方向のベ
クトルと、＋３０度の方向のベクトルの二つを単位ベク
トルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換する手段
と、前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０
度〜＋３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用いて斜交
座標変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升
目の左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に
出力ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに各
升目を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角
形領域に分割する手段と、前記斜交座標変換した電圧指
令ベクトルが、前記領域分割された斜交座標系ベクトル
図における三角形領域のどの領域に存在するかを判定す
る手段と、前記判定結果に応じて、三角形領域に対応す
る出力ベクトルを選択する手段と、前記選択された出力
ベクトルを所定角度回転させた出力ベクトルを算出する
手段と、を備えて構成した電力変換装置の制御装置であ
る。

【００５０】従って、請求項６に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、斜交座標変換したベクトル図
のマルチレベル変換器出力可能部分を、各升目の左上、
もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力可能ベ
クトルが配されるように升目に分割し、さらに各升目を
左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域
に分割し、斜交座標変換した電圧指令ベクトルが領域分
割された斜交座標系ベクトル図における三角形領域のど
の領域に存在するかを判定し、その判定結果に応じて領
域に対応する出力ベクトルＶｎｘを選択し、出力ベクト
ルＶｎｘを所定角度回転させた出力ベクトルＶｎを算出
することにより、全ての出力ベクトルと電圧指令ベクト
ルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標系に
おける電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付加的
な計算のみで、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクト
ルを選択できるため、出力ベクトルの選択に要する演算
時間を短縮して、高性能化を図ることができる。

【００５１】上記の目的を達成するため、請求項７に対
応する発明は、直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
続する電力変換装置の制御装置であって、前記電力変換
装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを与える手段
と、前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全て
の出力ベクトルを与える手段と、前記電圧指令ベクトル
に応じて前記出力ベクトルを選択する出力ベクトル選択
手段と、前記出力ベクトル選択手段により選択した出力
ベクトルに応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の
通電状態を制御する制御手段とを備えたものにおいて、
空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
合、前記出力ベクトル選択手段を、前記電圧指令ベクト
ルが存在する範囲番号を算出する手段と、前記電圧指令
ベクトルを、第１の所定角度の方向のベクトルと、第２
の所定角度の方向のベクトルの二つを単位ベクトルとす
る斜交座標系でのベクトルに座標変換する手段と、前記
出力ベクトルを配した空間ベクトル図の内の前記電圧指
令ベクトルが存在する６０度範囲を、前記単位ベクトル
を用いて斜交座標変換したベクトル図の変換器出力可能
部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左下と
右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に分割
し、さらに左下と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目
については左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの
三角形領域に分割する手段と、前記斜交座標変換した電
圧指令ベクトルが、前記領域分割された斜交座標系ベク
トル図における升目領域もしくは三角形領域のどの領域
に存在するかを判定する手段と、前記判定結果に応じ
て、升目領域もしくは三角形領域に対応する出力ベクト
ルを選択する手段と、を備えて構成した電力変換装置の
制御装置。である。

【００５２】従って、請求項７に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、マルチレベル変換器に対する
電圧指令ベクトルが存在する範囲番号ＶＴＨを算出し、
電圧指令ベクトルを、第１の所定角度の方向のベクトル
と、第２の所定角度の方向のベクトルの二つを単位ベク
トルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換し、出力
ベクトルを配した空間ベクトル図の内の電圧指令ベクト
ルが存在する６０度範囲を、単位ベクトルを用いて斜交
座標変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升
目の左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に
出力ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに、
左下と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目については
左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域
に分割し、斜交座標変換した電圧指令ベクトルが領域分
割された斜交座標系ベクトル図における升目領域もしく
は三角形領域のどの領域に存在するかを判定し、その判
定結果に応じて領域に対応する出力ベクトルＶｎを選択
することにより、全ての出力ベクトルと電圧指令ベクト
ルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標系に
おける電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付加的
な計算のみで、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクト
ルを選択できるため、出力ベクトルの選択に要する演算
時間を短縮して、高性能化を図ることができる。

【００５３】上記の目的を達成するため、請求項８に対
応する発明は、直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
続する電力変換装置の制御装置であって、前記電力変換
装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを与える手段
と、前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全て
の出力ベクトルを与える手段と、前記電圧指令ベクトル
に応じて前記出力ベクトルを選択する出力ベクトル選択
手段と、前記出力ベクトル選択手段により選択した出力
ベクトルに応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の
通電状態を制御する制御手段とを備えたものにおいて、
空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
合、前記出力ベクトル選択手段を、前記電圧指令ベクト
ルが存在する範囲番号を算出する手段と、前記電圧指令
ベクトルを、第１の所定角度の方向のベクトルと、第２
の所定角度の方向のベクトルの二つを単位ベクトルとす
る斜交座標系でのベクトルに座標変換する手段と、前記
出力ベクトルを配した空間ベクトル図の内の前記電圧指
令ベクトルが存在する６０度範囲を、前記単位ベクトル
を用いて斜交座標変換したベクトル図の変換器出力可能
部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左下と
右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に分割
し、さらに各升目を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分
で二つの三角形領域に分割する手段と、前記斜交座標変
換した電圧指令ベクトルが、前記領域分割された斜交座
標系ベクトル図における三角形領域のどの領域に存在す
るかを判定する手段と、前記判定結果に応じて、三角形
領域に対応する出力ベクトルを選択する手段と、を備え
て構成した電力変換装置の制御装置である。

【００５４】従って、請求項８に係る発明の電力変換装
置の制御装置においては、斜交座標変換したベクトル図
のマルチレベル変換器出力可能部分を、各升目の左上、
もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力ベクト
ルが配されるように升目に分割し、さらに、各升目を左
上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に
分割し、斜交座標変換した電圧指令ベクトルが領域分割
された斜交座標系ベクトル図における三角形領域のどの
領域に存在するかを判定し、その判定結果に応じて領域
に対応する出力ベクトルＶｎを選択することにより、全
ての出力ベクトルと電圧指令ベクトルとのベクトル偏差
を計算することなく、斜交座標系における電圧指令ベク
トルの座標値の計算と若干の付加的な計算のみで、電圧
指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを選択できるた
め、出力ベクトルの選択に要する演算時間を短縮して、
高性能化を図ることができる。

【００５５】以上により、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することが可能となる。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００５７】（第１の実施の形態：請求項１に対応）本
発明を適用する多重電圧形変換器の主回路構成は、前述
した図４４、図４５と同一であるので、ここではその説
明を省略する。

【００５８】また、変換器５〜変換器８に印加される直
流電圧は、それぞれ等しいか、または等しく制御されて
いるものとする。

【００５９】図１は、本実施の形態による電力変換装置
の制御装置の構成例を示すブロック図であり、前述した
図４７と同一部分には同一符号を付して示している。

【００６０】図１において、交流電圧指令値発生器４５
は、変換器５〜８に対する交流電圧指令値（ＲＶＵ１，
ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）を発生する。

【００６１】ここでは、規格化して考えるため、交流電
圧指令値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）は、各ブリ
ッジの直流入力電圧の大きさを１．０とした時の変換器
全体のＵ相，Ｖ相，Ｗ相出力電圧指令値とする。また、
多重数をＭＬＴとした時、変換器全体として各相が出力
できる電圧の最大値は、ＭＬＴまたは−ＭＬＴである。

【００６２】実際の装置では、有効／無効電力制御、モ
ータ制御等の制御演算の結果、変換器５〜８への電圧指
令が発生されるため、制御演算結果として過渡的に大き
い値を取ることがあり得るが、適切なリミット処理によ
って、交流電圧指令値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ
１）に対応するベクトルは、前述した図４６の空間ベク
トル図の出力可能領域、すなわち一番外側の正六角形の
内側に入っているものとする。

【００６３】勿論、 ＲＶＵ１＋ＲＶＶ１＋ＲＶＷ１＝０ である。

【００６４】また、３相→２相変換器４６は、交流電圧
指令値発生器４５が発生した交流電圧指令値（ＲＶＵ
１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）を、

【数２】

【００６５】を用いて、直交座標系の電圧指令ベクトル
（ＲＶＡ１，ＲＶＢ１）に変換する。

【００６６】さらに、範囲番号検出器４７は、空間ベク
トル図を、−３０度〜＋３０度、３０度〜９０度、９０
度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度〜２７０
度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割して、各分
割範囲に０〜５の範囲番号を付した場合に、電圧指令ベ
クトルが存在する範囲の範囲番号ＶＴＨを検出する。

【００６７】一方、回転座標変換器４８は、範囲番号検
出器４７で検出した範囲番号ＶＴＨを使って、３相→２
相変換器４６で２相に変換した電圧指令ベクトル（ＲＶ
Ａ１，ＲＶＢ１）を、

【数３】

【００６８】を用いて、−６０ｄｅｇ＊ＶＴＨだけ回転
し、電圧指令ベクトルを直交座標系の角度−３０度〜＋
３０度の範囲に移す。

【００６９】また、斜交座標変換器４９は、回転座標変
換器４８で変換した電圧指令ベクトルを含む、空間ベク
トル図の−３０度〜＋３０度の部分を、直交座標系の−
３０度方向のベクトルと、＋３０度方向のベクトルの二
つを単位ベクトルとした斜交座標系でのベクトル図に斜
交座標変換する。

【００７０】ここで、図２乃至図６を用いて、上記斜交
座標変換器４９の動作について詳しく説明する。

【００７１】図２は、図４６に示す空間ベクトル図を、
各出力ベクトルが選択されるような電圧指令ベクトルが
存在し得る小領域に分割した図である。

【００７２】図示のように、各小領域は、出力ベクトル
を囲む正六角形になる。

【００７３】図３は、図２の角度−３０度〜＋３０度の
範囲を切り出したものである。

【００７４】図４は、図３に、角度−３０度の方向の補
助線および角度＋３０度の方向の補助線を書き加えたも
のである。

【００７５】図示のように、各出力ベクトルを囲む小正
六角形は、平行四辺形と三角形に分割されている。

【００７６】例えば、回転座標変換器４８にて回転され
た電圧指令ベクトルが、図４におけるベクトルＶＡの場
合、ＶＡは図示の平行四辺形の領域に存在しているの
で、この電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルはＶ
１１２であることがわかる。

【００７７】また、回転座標変換器４８にて回転された
電圧指令ベクトルがＶＢの場合、ＶＢは図示の三角形の
領域に存在しているので、この電圧指令ベクトルに最も
近い出力ベクトルはＶ６１であることがわかる。

【００７８】なお、図４における−３０度方向のベクト
ル

【数４】

【００７９】と、＋３０度方向のベクトル

【数５】

【００８０】の大きさは、異なっていてもよい。

【００８１】以下に述べるように、斜交座標変換した後
のベクトル図を、各升目の左上、もしくは右下、もしく
は左下と右上の両方に出力ベクトルが配されるように升
目に分割できればよいのであるが、ここでは代表的な変
換の例として、上記のように単位ベクトルを取る。

【００８２】直交座標上の点（ａ，ｂ）を上記の単位ベ
クトルｕｐとｕｑの線形結合で表すと、

【数６】

【００８３】となるので、逆に［ｐ ｑ］^T は、

【数７】

【００８４】となる。

【００８５】図５は、上記（６）式を用いて、図４を座
標変換したものである。

【００８６】出力ベクトルは、白抜きの丸で示してい
る。図４における平行四辺形は正方形に、図４における
正三角形は直角三角形に、それぞれ変換されている。

【００８７】ここで、実数ｐ，ｑの小数点以下を切り捨
てた整数値を、それぞれｖｐ，ｖｑとする。

【００８８】図６は、図５を正方形の升目に区切り、各
升目の中の（ｐ，ｑ）に対応する（ｖｐ，ｖｑ）を書き
込んだものである。

【００８９】図５、図６を見比べると、例えば電圧指令
ベクトルが（ｖｐ，ｖｑ）＝（１，０）の升目に存在す
る時は、出力ベクトルとして（１，１）を選択すればよ
い。

【００９０】また、（ｖｐ，ｖｑ）＝（２，０）の升目
に存在する時は、出力ベクトルとして（３，０）を選択
する。

【００９１】さらに、（ｖｐ，ｖｑ）＝（０，０）のマ
ス目に存在する時は、右下がりの直線の上にあるか、下
にあるかに応じて、（１，１）または（０，０）を選択
する。

【００９２】これらの例から明らかなように、左下から
右上へと並ぶ正方形の列を、３つのグループに分けて考
える。

【００９３】グループ１ 列｛（１，０），（２，１），（３，２），…｝ 列｛（０，２），（１，３），（２，４），…｝ 等を
含むグループ このグループの各升目のｖｐとｖｑの間には、 ｖｐ＝ｖｑ＋１ （ｍｏｄ３） の関係がある。

【００９４】ここで、「ｘ＝ｙ （ｍｏｄ３）」は、３
の整数倍の差を除いてｘとｙが等しいことを示す。

【００９５】このグループの升目に電圧指令ベクトルが
落ちた時は、升目の左上の座標を出力ベクトルとして選
択すればよい。

【００９６】すなわち、選択すべきベクトルを（ｖｐ
ｘ，ｖｑｘ）とすると、 （ｖｐｘ，ｖｑｘ）＝（ｖｐ，ｖｑ＋１） （７） グループ２ 列｛（２，０），（３，１），（４，２），…｝ 列｛（０，１），（１，２），（２，３），…｝ 等を
含むグループ このグループの各升目のｖｐとｖｑの間には、 ｖｐ＝ｖｑ＋２ （ｍｏｄ３） の関係がある。

【００９７】このグループの升目に電圧指令ベクトルが
落ちた時は、升目の右下の座標を出力すればよい。

【００９８】すなわち、 （ｖｐｘ，ｖｑｘ）＝（ｖｐ＋１，ｖｑ） （８） グループ３ 列｛（０，０），（１，１），（２，２），…｝ 列｛（３，０），（４，１），（５，２），…｝ 等を
含むグループ このグループの各升マス目のｖｐとｖｑの間には、 ｖｐ＝ｖｑ （ｍｏｄ３） の関係がある。

【００９９】このグループの升目に電圧指令値が落ちた
時は、直線 ｐ＋ｑ＝ｖｐ＋ｖｑ＋１ より左下にあるか、右上にあるかで場合を分ける。

【０１００】左下の場合は升目の左下、右上の場合は升
目の右上の座標を、それぞれ出力ベクトルとして選択す
ればよい。

【０１０１】すなわち、 ｐ＋ｑ＜ｖｐ＋ｖｑ＋１の場合 （ｖｐｘ，ｖｑｘ）＝（ｖｐ，ｖｑ） （９） ｐ＋ｑ≧ｖｐ＋ｖｑ＋１の場合 （ｖｐｘ，ｖｑｘ）＝（ｖｐ＋１，ｖｑ＋１） （10） 一方、図１において、領域判定および斜交ベクトル選択
器５０は、上記のロジックを用いて斜交座標変換器４９
で変換した電圧指令ベクトルが、升目領域もしくは三角
形領域のどの領域に存在するかを判定し、斜交系での出
力ベクトル座標（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を算出する。

【０１０２】また、ベクトル選択器５１は、領域判定お
よび斜交ベクトル選択器５０で算出された（ｖｐｘ，ｖ
ｑｘ）に応じて、出力ベクトルＶｎｘを選択する。

【０１０３】この場合、出力ベクトルＶ０，Ｖ１，Ｖ６
１，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ６１１，Ｖ１１１，Ｖ１１２，
Ｖ６６１１，Ｖ６１１１，Ｖ１１１１，Ｖ１１１２，Ｖ
１１２２の内の一つが選択される。

【０１０４】さらに、ベクトル回転器５２は、ベクトル
選択器５１で得られた出力ベクトルＶｎｘを６０ｄｅｇ
＊ＶＴＨだけ回転することで、３相→２相変換器４６で
算出された電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルＶ
ｎを算出する。

【０１０５】例えば、３相→２相変換器４６が算出した
元の電圧指令ベクトルが、図２においてＶＴＨ＝１の範
囲にあり、ベクトル選択器５１にてベクトルＶ１１１２
が選択された場合には、ベクトル回転器５２によって６
０ｄｅｇだけ回転することで、ベクトルＶ２２２３が得
られる。

【０１０６】一方、ベクトル→点弧信号変換器６８は、
ベクトル回転器５２で算出された出力ベクトルＶｎに対
応する点弧信号を算出する。例えば、ベクトルＶ２２２
３に対しては、４つのブリッジの内３つのブリッジに対
してＵ，Ｖ，Ｚ相、１つのブリッジに対してＸ，Ｖ，Ｚ
相を点弧する信号を発生する。

【０１０７】また、ゲート信号発生回路５４は、ベクト
ル→点弧信号変換器６８で発生した点弧信号に基づい
て、図４４、図４５の変換器５〜８で構成される多重電
圧形変換器５５の自己消弧形スイッチング素子の点弧パ
ルスを発生する。

【０１０８】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置では、電圧指令ベクトルが斜交座標系の
どの領域に存在するかを簡単な計算で求めて、その計算
値から出力ベクトルを算出するようにしているので、全
ての出力ベクトルと電圧指令ベクトルとのベクトル偏差
を計算することなく、斜交座標系における電圧指令ベク
トルの座標値の計算と若干の付加的な計算のみで、電圧
指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを高速に選択する
ことが可能となる。

【０１０９】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０１１０】（第１の実施の形態の変形例）図７は、前
記第１の実施の形態による電力変換装置の制御装置の変
形例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一
符号を付して示している。

【０１１１】図７において、交流電圧指令値発生器４５
は、交流電圧指令値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）
を発生する。

【０１１２】また、範囲番号検出器５６は、交流電圧指
令値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）から、図２の空
間ベクトル図の６０度毎に区分した範囲の範囲番号ＶＴ
Ｈを検出する。

【０１１３】この場合、範囲番号ＶＴＨを検出するに
は、例えば下記のような論理を用いる。

【０１１４】

【数８】

【０１１５】一方、回転座標変換器５７は、下記のよう
な式を用いて、交流電圧指令値発生器４５が発生した交
流電圧指令値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）を、範
囲番号検出器５６で検出された範囲番号ＶＴＨに応じ
て、−６０ｄｅｇ＊ＶＴＨだけ回転させた電圧指令ベク
トル（ＲＶＵＸ，ＲＶＶＸ，ＲＶＷＸ）を算出する。

【０１１６】

【数９】

【０１１７】また、斜交座標変換器５８は、

【数１０】

【０１１８】を用いて、回転座標変換器５７で変換され
た電圧指令ベクトル（ＲＶＵＸ，ＲＶＶＸ，ＲＶＷＸ）
を、空間ベクトル図の−３０度方向のベクトルと＋３０
度方向のベクトルの二つを単位ベクトルとする斜交座標
系でのベクトル（ｐ，ｑ）に変換する。

【０１１９】以下、前記図１の第１の実施の形態で説明
した場合と同様に、領域判定および斜交ベクトル選択器
５０が、斜交座標系電圧指令ベクトル（ｐ，ｑ）が存在
する領域を判定し、斜交系での出力ベクトル座標（ｖｐ
ｘ，ｖｑｘ）を算出する。

【０１２０】さらに、斜交座標変換器５９は、

【数１１】

【０１２１】を用いて、領域判定および斜交ベクトル選
択器５０で算出された斜交系での出力ベクトル座標（ｖ
ｐｘ，ｖｑｘ）から、−６０ｄｅｇ＊ＶＴＨだけ回転さ
せた座標系におけるＵ相素子／Ｖ相素子／Ｗ相素子点弧
ブリッジ仮個数（ｖｖｕｘ，ｖｖｖｘ，ｖｖｗｘ）を算
出する。

【０１２２】例えば、４多重でＶＴＨ＝０，ｖｖｕｘ＝
３の場合、３個のブリッジで素子Ｕを点弧し、４−３＝
１個のブリッジで素子Ｘを点弧する。ｖｖｖｘ＝０の場
合、４個のブリッジで素子Ｙを点弧する。ｖｖｗｘも同
様である。

【０１２３】一方、回転座標変換器６０は、下記のよう
な式を用いて、上記の素子点弧ブリッジ仮個数（ｖｖｕ
ｘ，ｖｖｖｘ，ｖｖｗｘ）を、範囲番号検出器５６で検
出された範囲番号ＶＴＨに応じて、＋６０ｄｅｇ＊ＶＴ
Ｈだけ回転させ、実際の素子点弧ブリッジ個数（ｖｖ
ｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）を算出する。

【０１２４】

【数１２】

【０１２５】以下、前記図１の第１の実施の形態で説明
した場合と同様に、ゲート信号発生回路５４は、素子点
弧ブリッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）に基づい
て、図４４、図４５の変換器５〜８で構成される多重電
圧形変換器５５の自己消弧形スイッチング素子の点弧パ
ルスを発生する。

【０１２６】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置では、前記図１の第１の実施の形態の場
合に比べて、座標計算がより一層簡単になっているた
め、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルをより一
層高速に選択することが可能となる。

【０１２７】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御をより一層高速に実行することができ、引いては
より一層電力変換装置の応答性能の向上、波形の改善を
図ることができる。

【０１２８】（第２の実施の形態：請求項２に対応）図
８は、本実施の形態による電力変換装置の制御装置の構
成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。

【０１２９】図８において、領域判定および斜交ベクト
ル選択器６１は、前記斜交座標変換器４９で算出された
斜交系での電圧指令ベクトル（ｐ，ｑ）に応じて、電圧
指令ベクトルに最も近い出力ベクトルに対応する斜交系
での出力ベクトル座標（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を算出する
が、前記図１の第１の実施の形態で説明した領域判定お
よび斜交ベクトル選択器５０と、若干動作が異なる。

【０１３０】以下、図９を用いて領域判定および斜交ベ
クトル選択器６１の動作について説明する。

【０１３１】図９は、図５の各升目を、左上の頂点と右
下の頂点を結ぶ線分で三角形に分割し、（ｖｐ，ｖｑ，
ｖｒ）を記入した図である。

【０１３２】ここで、ｖｒは、ｐ＋ｑ−ｖｐ−ｖｑの小
数点以下を切り捨てた値であり、升目の左下側の三角形
ではｖｒ＝０、升目の右上側の三角形ではｖｒ＝１であ
る。

【０１３３】図９において、電圧指令ベクトル（ｐ，
ｑ）がどの三角形領域にあるかによって、選択すべき出
力ベクトルは自動的に決まる。

【０１３４】例えば、（ｐ，ｑ）＝（５．５，１．２）
の場合には、（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）＝（５，１，０）で
あり、選択すべき出力ベクトルは、（ｖｐｘ，ｖｑｘ）
＝（５，２）である。

【０１３５】図９の三角形は、ｖｐ＋ｖｑ＋ｖｒが一定
値のグループに分割できる。

【０１３６】例えば、（０，１，０），（０，０，
１），（１，０，０）の並びはｖｐ＋ｖｑ＋ｖｒ＝１、
（０，２，０）（０，１，１），（１，１，０），
（１，０，１），（２，０，０）の並びはｖｐ＋ｖｑ＋
ｖｒ＝２、（０，３，０），（０，２，１），…，
（３，０，０）の並びはｖｐ＋ｖｑ＋ｖｒ＝３である。

【０１３７】このｖｐ＋ｖｑ＋ｖｒが、同じ値のグルー
プの中の連続して並ぶ三角形の高々３個は、選択される
出力ベクトル（ｖｐｘ，ｖｑｘ）が同じである。

【０１３８】例えば、ｖｐ＋ｖｑ＋ｖｒ＝３のグループ
内では、（３，０，０），および（２，０，１）の領域
では、ｖｐ−ｖｑ＞＝２であり、（ｖｐｘ，ｖｑｘ）＝
（３，０）が選択され、（２，１，０），（１，１，
１），および（１，２，０）の領域では、−１＜＝ｖｐ
−ｖｑ＜＝１であり、（ｖｐｘ，ｖｑｘ）＝（２，２）
が選択される。

【０１３９】また、（０，２，１），（０，３，０）の
領域では、ｖｐ−ｖｑ＜＝−２であり、（ｖｐｘ，ｖｑ
ｘ）＝（０，３）が選択される。

【０１４０】さらに、他のｖｐ＋ｖｑ＋ｖｒ＝ｃｏｎｓ
ｔ．の並びについても、同様にして（ｖｐｘ，ｖｑｘ）
を算出できる。

【０１４１】領域判定および斜交ベクトル選択器６１
は、以上のようにして斜交系での電圧指令ベクトル
（ｐ，ｑ）から、出力ベクトル（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を算
出する。

【０１４２】なお、領域判定および斜交ベクトル選択器
６１以外の本実施形態の動作は、前記図１の第１の実施
の形態で説明した場合と同様である。

【０１４３】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置でも、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、同様に電圧指令ベクトルに最も近い
出力ベクトルを高速に選択することが可能となる。

【０１４４】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０１４５】また、図７の場合と同様に、座標変換をよ
り一層簡単に実行する実施の形態も有り得ることは同様
である。

【０１４６】（第３の実施の形態）図１０は、本実施の
形態による電力変換装置の制御装置の構成例を示すブロ
ック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。

【０１４７】前記図９では、斜交座標系に変換したベク
トル図を三角形に分割して、電圧指令ベクトルがどの三
角形に属するかで出力ベクトルを選択できるが、図１１
および図１２では、（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）に対応する出
力ベクトル（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を、ベクトル選択テーブ
ルの形にまとめたものである。

【０１４８】図１０において、領域判定および斜交ベク
トル選択器６２は、前記斜交座標変換器４９で算出され
た斜交系での電圧指令ベクトル（ｐ，ｑ）から（ｖｐ，
ｖｑ，ｖｒ）を算出し、図１１および図１２のベクトル
選択テーブルを用いて、斜交座標系での出力ベクトル
（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を算出する。

【０１４９】なお、領域判定および斜交ベクトル選択器
６２以外の本実施形態の動作は、前記図１の第１の実施
の形態で説明した場合と同様である。

【０１５０】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置でも、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、同様に電圧指令ベクトルに最も近い
出力ベクトルを高速に選択することが可能となる。

【０１５１】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０１５２】（第３の実施の形態の変形例）図１３は、
前記第３の実施の形態による電力変換装置の制御装置の
変形例を示すブロック図であり、図１および図７と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【０１５３】図１４〜図１７のベクトル選択テーブル
は、前述した（１４）式，（１５）式に従って、（ｖｐ
ｘ，ｖｑｘ）に対応する（ｖｖｕｘ，ｖｖｖｘ，ｖｖｗ
ｘ）を計算し、図１１および図１２のベクトル選択テー
ブルに書き加えたものである。

【０１５４】図１３において、領域判定および３相ベク
トル選択器６３は、前記斜交座標変換器５８で変換され
た電圧指令ベクトル（ｐ，ｑ）から（ｖｐ，ｖｑ，ｖ
ｒ）を算出し、図１４〜図１７のベクトル選択テーブル
を用いて、直接（ｖｖｕｘ，ｖｖｖｘ，ｖｖｗｘ）を求
める。

【０１５５】なお、領域判定および斜交ベクトル選択器
６３以外の本実施形態の動作は、前記図７の実施の形態
で説明した場合と同様である。

【０１５６】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置でも、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、同様に電圧指令ベクトルに最も近い
出力ベクトルを高速に選択することが可能となる。

【０１５７】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０１５８】（第４の実施の形態：請求項３に対応）図
１８は、本実施の形態による電力変換装置の制御装置の
構成例を示すブロック図であり、図１および図７と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【０１５９】図１８において、斜交座標変換器６４は、
範囲番号検出器５６で算出された範囲番号ＶＴＨに対し
て、交流電圧指令値発生器４５が発生する交流電圧指令
値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）を含む、空間ベク
トル図の範囲番号ＶＴＨの６０度範囲を、角度（ＶＴＨ
−０．５）＊６０ｄｅｇの方向のベクトルと、角度（Ｖ
ＴＨ＋０．５）＊６０ｄｅｇの方向のベクトルを単位ベ
クトルとする斜交座標系に変換する。

【０１６０】以下、図１９および図２０の例を用いて、
斜交座標変換器６４の動作について説明する。

【０１６１】いま、電圧指令ベクトルが、範囲番号ＶＴ
Ｈ＝１の範囲にある場合を考える。図１９は、前記図２
の空間ベクトル図の範囲番号ＶＴＨ＝１の部分を切り出
し、補助線を書き加えたものである。

【０１６２】図１９の３０度方向のベクトル

【数１３】

【０１６３】と、９０度方向のベクトル

【数１４】

【０１６４】を単位ベクトルとする斜交座標系を考え
る。

【０１６５】

【数１５】

【０１６６】となるので、逆に［ｐ ｑ］^T は、

【数１６】

【０１６７】となる。

【０１６８】前述した（１）式、（２０）式より、交流
電圧指令値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）を斜交座
標系の点（ｐ，ｑ）に変換する式は、

【数１７】

【０１６９】となる。

【０１７０】実際に、図１９を斜交変換すると、図２０
に示すようになる。図２０は、ベクトル番号Ｖ２，Ｖ１
２，Ｖ２２，…を除けば、前記図５と全く同様のもので
ある。

【０１７１】なお、ここでは、ＶＴＨ＝１の例を用いて
説明したが、他のＶＴＨの場合も含めた斜交座標変換器
６４の動作は、下記のような論理で表わされる。

【０１７２】

【数１８】

【０１７３】いずれのＶＴＨの場合にも、空間ベクトル
図の範囲番号ＶＴＨの部分を斜交座標変換した図は、ベ
クトル番号を除いて前記図５と全く同様になる。

【０１７４】以下、前記図１の第１の実施の形態におけ
る領域判定および斜交ベクトル選択器５０で説明した場
合と全く同様の動作により、斜交座標系での電圧指令ベ
クトル（ｐ，ｑ）が存在する升目領域または三角形領域
を判定することができ、斜交座標系での出力ベクトル座
標（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を算出することができる。

【０１７５】図１８の領域判定および斜交ベクトル選択
器５０は、上記の動作を実行して、（ｖｐｘ，ｖｑｘ）
を算出する。

【０１７６】また、ベクトル選択器６５は、（ｖｐｘ，
ｖｑｘ）と範囲番号ＶＴＨに応じて、ベクトル番号Ｖｎ
を選択する。

【０１７７】例えば、範囲番号がＶＴＨ＝１の場合に
は、ベクトル選択器６５は、ベクトルＶ２，Ｖ１２，Ｖ
２２，Ｖ２３，Ｖ１２２，Ｖ２２２，Ｖ２２３，Ｖ１１
２２，Ｖ１２２２，Ｖ２２２２，Ｖ２２２３，Ｖ２２３
３の中から、（ｖｐｘ，ｖｑｘ）に対応するベクトル番
号を選択する。

【０１７８】ベクトル→３相変換器５３は、前記図１の
第１の実施の形態におけるベクトル→３相変換器５３と
同様のものであり、ベクトル番号Ｖｎから３相素子点弧
ブリッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）を算出する。

【０１７９】このベクトル→３相変換器５３から出力さ
れる３相素子点弧ブリッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖ
ｗ）を、ゲート信号発生回路５４に与えて、多重電圧形
変換器５５の自己消弧形スイッチング素子への点弧信号
を発生する。

【０１８０】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置でも、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、同様に電圧指令ベクトルに最も近い
出力ベクトルを高速に選択することが可能となる。

【０１８１】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０１８２】（第４の実施の形態の変形例）図２１は、
前記第４の実施の形態による電力変換装置の制御装置の
変形例を示すブロック図であり、図１８と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０１８３】図２１において、斜交座標変換器６６は、
斜交座標系における出力ベクトル座標（ｖｐｘ，ｖｑ
ｘ）を、範囲番号ＶＴＨに応じて３相素子点弧ブリッジ
個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）に変換する。実際に
は、下記のような論理演算を実行する。

【０１８４】

【数１９】

【０１８５】この斜交座標変換器６６から出力される３
相素子点弧ブリッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）
を、ゲート信号発生回路５４に与えて、多重電圧形変換
器５５の自己消弧形スイッチング素子への点弧信号を発
生する。

【０１８６】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置でも、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、同様に電圧指令ベクトルに最も近い
出力ベクトルを高速に選択することが可能となる。

【０１８７】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０１８８】（第５の実施の形態：請求項４に対応）図
２２は、本実施の形態による電力変換装置の制御装置の
構成例を示すブロック図であり、図１８と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０１８９】本実施の形態では、図２２に示すように、
空間ベクトル図の範囲番号ＶＴＨの部分を、前記図１８
の第４の実施の形態で説明した場合と同様に、角度６０
ｄｅｇ＊（ＶＴＨ−０．５）のベクトルと角度６０ｄｅ
ｇ＊（ＶＴＨ＋０．５）のベクトルを単位ベクトルとし
て、斜交座標変換した図の全ての升目を三角形に分割し
た図を用いる。これは、ベクトル番号を除けば、前記図
９の場合と全く同様になる。

【０１９０】すなわち、図８の前記第２の実施の形態に
おける領域判定および斜交ベクトル選択器６１の場合と
全く同様の動作により、斜交座標系での電圧指令ベクト
ル座標（ｐ，ｑ）から（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）を算出し
て、どの三角形領域に電圧指令ベクトルが存在するかを
判定し、出力ベクトルの斜交系座標（ｖｐｘ，ｖｑｘ）
を算出する。

【０１９１】以下、ベクトル選択器６５にて、（ｖｐ
ｘ，ｖｑｘ）と範囲番号ＶＴＨに対応するベクトルＶｎ
を選択し、ベクトル→３相座標変換器５３にて、３相素
子点弧ブリッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）を算出
するのは、前記図１８の第４の実施の形態で説明した場
合と同様である。

【０１９２】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置でも、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、同様に電圧指令ベクトルに最も近い
出力ベクトルを高速に選択することが可能となる。

【０１９３】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０１９４】（第６の実施の形態）図２３は、本実施の
形態による電力変換装置の制御装置の構成例を示すブロ
ック図であり、図１８と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。

【０１９５】図２３において、領域判定および斜交ベク
トル選択器６２は、前記図１０の第３の実施の形態にお
ける領域判定および斜交ベクトル判定器６２の場合と同
様に、斜交座標系に変換し三角形領域に分割したベクト
ル図において、斜交座標系での電圧指令ベクトル座標
（ｐ，ｑ）から（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）を算出し、前記図
１１および図１２のベクトル選択テーブルを用いて、出
力ベクトルの斜交系座標（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を算出す
る。

【０１９６】また、斜交座標変換器６６は、図２１の実
施の形態における斜交座標変換器６６と同様に、（ｖｐ
ｘ，ｖｑｘ）と範囲番号ＶＴＨとから、３相素子点弧ブ
リッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）を算出する。

【０１９７】この斜交座標変換器６６から出力される３
相素子点弧ブリッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）
を、ゲート信号発生回路５４に与えて、多重電圧形変換
器５５の自己消弧形スイッチング素子への点弧信号を発
生する。

【０１９８】前述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置でも、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、同様に電圧指令ベクトルに最も近い
出力ベクトルを高速に選択することが可能となる。

【０１９９】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御を高速に実行することができ、引いては電力変換
装置の応答性能の向上、波形の改善を図ることができ
る。

【０２００】（第６の実施の形態の変形例）図２４は、
前記第６の実施の形態による電力変換装置の制御装置の
変形例を示すブロック図であり、図１８と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【０２０１】図２４において、領域判定および３相ベク
トル選択器６７は、斜交座標系における電圧指令ベクト
ル（ｐ，ｑ）と範囲番号ＶＴＨとから、出力ベクトルの
３相素子点弧ブリッジ個数（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）
を算出する。

【０２０２】以下、図１１、図１２および図２５を用い
て、領域判定および３相ベクトル選択器６７の動作につ
いて説明する。

【０２０３】図１１、図１２は、（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）
に対応する（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を記入したベクトル選択
テーブルであったが、さらに前述した（２３）式を用い
て、範囲番号ＶＴＨに応じて（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を座標
変換して得られる（ｖｖｕ，ｖｖｖ，ｖｖｗ）を記入し
たベクトル選択テーブルも作成することができる。

【０２０４】図２５は、そのベクトル選択テーブルの始
めの部分を示す図である。

【０２０５】本ベクトル選択テーブルを用いることによ
り、（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）および範囲番号ＶＴＨから、
直ちに電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルの３相
素子点弧ブリッジ個数を求めることができ、より一層高
速に出力ベクトルを選択することができる。

【０２０６】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置の制御装置では、（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）および範囲
番号ＶＴＨから、直ちに電圧指令ベクトルに最も近い出
力ベクトルの３相座標を求められるため、電圧指令ベク
トルに最も近い出力ベクトルをより一層高速に選択する
ことが可能となる。

【０２０７】これにより、空間ベクトル比較によるＰＷ
Ｍ制御をより一層高速に実行することができ、引いては
より一層電力変換装置の応答性能の向上、波形の改善を
図ることができる。

【０２０８】（第７の実施の形態：請求項５に対応）前
記各実施の形態では、４多重電圧形変換器の場合のベク
トル選択アルゴリズムについて本発明を適用する場合に
ついて説明したが、以下に述べるマルチレベル変換器で
の選択アルゴリズムについても、本発明を同様に適用す
ることが可能であることは言うまでもない。マルチレベ
ル変換器は、直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上の
整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に並
列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続さ
れた自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列に
接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の自
己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消弧
形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧を
変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列回
路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接続
するものである。

【０２０９】これは例えば図２６に示すマルチレベル変
換器の一例である５レベルインバータを指している。以
下５レベルインバータの主回路について説明する。図中
Ｐ，Ｎは直流入力端子、ｕ，ｖ，ｗは交流出力端子、Ｃ
１〜Ｃ４はコンデンサ、Ｕ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１
〜Ｗ４，Ｘ１〜Ｘ４，Ｙ１〜Ｙ４，Ｚ１〜Ｚ４はスイッ
チング素子例えばＩＧＢＴ、Ｄ４０〜Ｄ４７，Ｄ５０〜
Ｄ５７，Ｄ６０〜Ｄ６７，Ｄ７０〜Ｄ７５，Ｄ８０〜Ｄ
８５，Ｄ９０〜Ｄ９５はダイオードである。

【０２１０】図２７は、ｕ，ｖ，またはｗ相アームの素
子のスイッチ状態（厳密には点弧信号状態）とアーム出
力の関係を示している。いま、直流端子側の２番目と３
番目のコンデンサＣ２，Ｃ３の間の点の電位を０とし、
各コンデンサＣ１〜Ｃ４の電圧をＥとすると、ＳｘにＥ
を乗じたものが相出力電圧になる。この場合、インバー
タ全体の出力電圧は、（Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ）で表わすこ
とができる。

【０２１１】図２８は、図２６の５レベルインバータの
空間ベクトルを示すもので、この場合も４多重の正六角
形になるという点は、前述の実施形態と同様であるが、
ベクトル実現方法の“バラエティ”という点では異な
る。例えば、図２のベクトルＶ１１２２を実現するため
には、多重インバータの４つのブリッジのうち、２つの
ブリッジにＶ１、残り２つのブリッジにＶ２のベクトル
を割り当てればよいので、組み合わせとして６通りあ
る。

【０２１２】一方、図２８の５レベルインバータにおい
て、図２のＶ１１２２に対応するベクトルを実現するに
は、（Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ）＝（２，０，−２）の１通り
しかない。

【０２１３】図２９にマルチレベル変換器の制御装置の
構成例を示す。これは、多重電圧形変換器に対する図１
の実施形態をマルチレベル変換器に適用したものであ
る。図２９において、図１と同じ部分には同一符号を付
してその説明は省略する。交流電圧指令値発生器４５に
よって、交流電圧指令（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ
１）が発生された後、順次演算が進み、ベクトル回転器
５２がべクトルＶｎを出力するところまでは図１と同じ
である。

【０２１４】図２９においては、べクトル→点弧信号変
換器６８が選択ベクトルＶｎに応じて、マルチレベル変
換器７０が取るべき点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，Ｓ
Ｓｗ）を出力する。例えば、ベクトルＶ６１１に対して
は、（２，−２，−１）を出力する。また、べクトルＶ
６１１が選択された場合、（２，−１，０）を出力す
る。変換器としては、べクトルＶ６１１に対応する点弧
状態は（２，−１，０）と（１，−２，−１）の二つが
有り得るが、べクトル→点弧信号変換器６８は代表的な
点弧状態を一つのみ出力する。

【０２１５】他のべクトルの場合も同様である。中性点
電位変動抑制やスイッチング回数の低減等を考慮して複
数の点弧状態の中から実際の点弧状態を選択するのは、
後述するゲート信号発生回路６９が実行する。ゲート信
号発生回路６９は点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳ
ｗ）に応じてゲート信号を発生し、図２６に示すマルチ
レベル変換器７０の自己消弧型スイッチング素子の点弧
パルスを発生する。

【０２１６】以上述べた第７の実施形態によれば、マル
チレベル変換器に対する電圧指令ベクトルが存在する範
囲番号ＶＴＨを算出し、電圧指令ベクトルを所定角度回
転させ、回転させた電圧指令ベクトルを、直交座標系の
−３０度方向のベクトルと、＋３０度方向のベクトルの
二つを単位ベクトルとした斜交座標系でのベクトルに座
標変換し、出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３
０度〜＋３０度の範囲を単位ベクトルを用いて斜交座標
変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升目の
左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力
ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに、左下
と右上の両方に出力ベクトルを持つ升目については左上
の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に分
割し、斜交座標変換した電圧指令ベクトルが領域分割さ
れた斜交座標系ベクトル図における升目領域もしくは三
角形領域のどの領域に存在するかを判定し、その判定結
果に応じて領域に対応する出力ベクトルＶｎｘを選択
し、出力ベクトルＶｎｘを所定角度回転させた出力ベク
トルＶｎを算出することにより、全ての出力ベクトルと
電圧指令ベクトルとのベクトル偏差を計算することな
く、斜交座標系における電圧指令ベクトルの座標値の計
算と若干の付加的な計算のみで、電圧指令ベクトルに最
も近い出力ベクトルを選択できるため、出力ベクトルの
選択に要する演算時間を短縮して、高性能化を図ること
ができる。

【０２１７】（第７の実施の形態の変形例）図３０は前
記第７の実施の形態によるマルチレベル変換器の制御装
置の変形例を示すブロック図であり、図２９と同一部分
には同一符号を付して示している。これは、多重電圧形
変換器に対する実施形態の図７に対応するものである。

【０２１８】本実施形態においても、交流電圧指令値
（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）に対し、（１１）式
を用いて範囲番号ＶＴＨが検出され、（１２）式を用い
て交流電圧指令値（ＲＶＵ１，ＲＶＶ１，ＲＶＷ１）が
（ＲＶＵＸ，ＲＶＶＸ，ＲＶＷＸ）に回転座標変換さ
れ、（１３）式を用いて電圧指令べクトル（ＲＶＵＸ，
ＲＶＶＸ，ＲＶＷＸ）が（ｐ，ｑ）に斜交座標変換さ
れ、領域判定及び斜交べクトル選択器５０によって斜交
系での出力ベクトル座標（ｖｐｘ，ｖｑｘ）が算出され
るのは、図７で示した実施形態と同様である。

【０２１９】図３０において、斜交座標変換器７１は、

【数２０】

【０２２０】を用いて、斜交系での出力べクトル座標
（ｖｐｘ，ｖｑｘ）から、−６０ｄｅｇ＊ＶＴＨだけ回
転させた座標系における仮点弧状態信号（ＳＳｕｘ，Ｓ
Ｓｖｘ，ＳＳｗｘ）を算出する。

【０２２１】一方、回転座標変換器７２は、下記のよう
な式を用いて、上記の仮点弧状態信号（ＳＳｕｘ，ＳＳ
ｖｘ，ＳＳｗｘ）を、範囲番号検出器５６で検出された
範囲番号ＶＴＨに応じて、＋６０ｄｅｇ＊ＶＴＨだけ回
転させ、点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）を算
出する。

【０２２２】

【数２１】

【０２２３】以下、前記図２９の実施の形態で説明した
場合と同様に、ゲート信号発生回路６９は、点弧状態信
号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）に基づいて、図２６に示
すマルチレベル変換器７０の自己消弧型スイッチング素
子の点弧パルスを発生する。上述したように、本実施の
形態の電力変換装置の制御装置では、電圧指令ベクトル
が斜交座標系のどの領域に存在するかを簡単な計算で求
めて、その計算値から出力べクトルを算出するようにし
ているので、全ての出力ベクトルとで電圧指令ベクトル
との偏差を計算することなく、斜交座標系における電圧
指令べクトルの座標値の計算と若干の付加的な計算のみ
で、電圧指令ベクトルに最も近い出力べクトルを高速に
選択することが可能となる。

【０２２４】（第８の実施の形態：請求項６に対応）図
３１及び図３２は、多重電圧形変換器に対して図８及び
図１０で示した実施形態をマルチレベル変換器に適用し
たものである。図３１及び図３２においては、ベクトル
回転器５２から出力されたべクトルＶｎから、ベクトル
→点弧信号変換器６８によって、点弧状態信号（ＳＳ
ｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）が出力され、ゲート信号発生回路
６９では、点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）に
基づいて、マルチレベル変換器７０の自己消弧型スイッ
チング素子の点弧パルスが発生される。

【０２２５】図３３は、多重電圧形変換器に対して図１
３で示した実施形態をマルチレベル変換器に適用したも
のである。図３４〜図３７のベクトル選択テーブルは、
前述した式（２４）式に従って、（ｖｐｘ，ｖｑｘ）に
対応する仮点弧状態（ＳＳｕｘ，ＳＳｖｘ，ＳＳｗｘ）
を訃算し、図１１及び図１２のベクトル選択テーブルに
書き加えたものである。

【０２２６】図３３において、領域判定及び３相ベクト
ル選択器７３は、斜交座標変換器５８で変換された電圧
指令べクトル（ｐ，ｑ）から（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）を算
出し、図３４〜図３７のベクトル選択テーブルを用い
て、直接（ＳＳｕｘ，ＳＳｖｘ，ＳＳｗｘ）を求める。
以下、回転座標変換器７２によって、範囲番号ＶＴＨに
応じて仮点弧状態信号（ＳＳｕｘ，ＳＳｖｘ，ＳＳｗ
ｘ）から点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ．ＳＳｗ）が算
出され、ゲート信号発生回路６９にてゲート信号が発生
されるのは、図３０の実施の形態で説明した場合と同様
である。

【０２２７】以上述べた第８の実施形態によれば、斜交
座標変換したベクトル図のマルチレベル変換器出力可能
部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左下と
右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に分割
し、さらに、各升目を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線
分で二つの三角形領域に分割し、斜交座標変換した電圧
指令ベクトルが領域分割された斜交座標系ベクトル図に
おける三角形領域のどの領域に存在するかを判定し、そ
の判定結果に応じて領域に対応する出力ベクトルＶｎを
選択することにより、全ての出力ベクトルと電圧指令ベ
クトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座標
系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付
加的な計算のみで、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベ
クトルを選択できるため、出力ベクトルの選択に要する
演算時間を短縮して、高性能化を図ることができる。以
上により、空間ベクトル比較によるＰＷＭ制御を高速に
実行することが可能となる。

【０２２８】（第９の実施の形態：請求項７に対応）図
３９は、多重電圧形変換器に対して図１８で示した実施
形態をマルチレベル変換器７０に適用したものである。
図３９においては、べクトル選択器６５で選択されたベ
クトルＶｎから、ベクトル→点弧信号変換器６８によっ
て、点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）が出力さ
れ、ゲート信号発生回路６９では、点弧状態信号（ＳＳ
ｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）に基づいて、マルチレベル変換器
７０の自己消弧型スイッチング素子の点弧パルスが発生
される。

【０２２９】以上述べた第９の実施形態によれば、マル
チレベル変換器に対する電圧指令ベクトルが存在する範
囲番号ＶＴＨを算出し、電圧指令ベクトルを、第１の所
定角度の方向のベクトルと、第２の所定角度の方向のベ
クトルの二つを単位ベクトルとする斜交座標系でのベク
トルに座標変換し、出力ベクトルを配した空間ベクトル
図の内の電圧指令ベクトルが存在する６０度範囲を、単
位ベクトルを用いて斜交座標変換したベクトル図の変換
器出力可能部分を、各升目の左上、もしくは右下、もし
くは左下と右上の両方に出力ベクトルが配されるように
升目に分割し、さらに、左下と右上の両方に出力ベクト
ルを持つ升目については左上の頂点と右下の頂点を結ぶ
線分で二つの三角形領域に分割し、斜交座標変換した電
圧指令ベクトルが領域分割された斜交座標系ベクトル図
における升目領域もしくは三角形領域のどの領域に存在
するかを判定し、その判定結果に応じて領域に対応する
出力ベクトルＶｎを選択することにより、全ての出力ベ
クトルと電圧指令ベクトルとのベクトル偏差を計算する
ことなく、斜交座標系における電圧指令ベクトルの座標
値の計算と若干の付加的な計算のみで、電圧指令ベクト
ルに最も近い出力ベクトルを選択できるため、出力ベク
トルの選択に要する演算時間を短縮して、高性能化を図
ることができる。

【０２３０】（第９の実施の形態の変形例）図４０は、
前記第９の実施の形態によるマルチレベル変換器の制御
装置の変形例を示すブロック図であり、多重電圧形変換
器に対して図２１で示した実施形態をマルチレベル変換
器に適用したものである。図４０において、斜交座標変
換器７４は、斜交座標系における出力ベクトル座標（ｖ
ｐｘ，ｖｑｘ）を、範囲番号ＶＴＨに応じて点弧状態信
号（ＳＳｕ，ＳＳｖ．ＳＳｗ）に変換する。実際には、
下記のような（２６）式に示す論理演算を実行する。

【０２３１】

【数２２】

【０２３２】この斜交座標変換器７４から出力される点
弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）を、ゲート信号
発生回路６９に与えて、マルチレベル変換器７０の自己
消弧型スイッチング素子への点弧信号を発生する。

【０２３３】本実施形態においても、斜交座標系におけ
る電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の付加的な計
算のみで、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを
選択できるため、出力ベクトルの選択に要する演算時間
を短縮して、高性能化を図ることができるのは、同様で
ある。

【０２３４】（第１０の実施の形態：請求項８に対応）
図４１は、多重電圧形変換器に対して図２２で示した実
施形態をマルチレベル変換器に適用したものである。図
４１において、ベクトル選択器６５で選択されたベクト
ルＶｎに応じて、ベクトル→点弧信号変換器６８は、点
弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）を算出する。そ
の点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）を、ゲート
信号発生回路６９に与えて、マルチレベル変換器７０の
自己消弧型スイッチング素子への点弧信号を発生する。

【０２３５】以上述べた第１０の実施形態によれば、斜
交座標変換したベクトル図のマルチレベル変換器出力可
能部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左下
と右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に分
割し、さらに、各升目を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ
線分で二つの三角形領域に分割し、斜交座標変換した電
圧指令ベクトルが領域分割された斜交座標系ベクトル図
における三角形領域のどの領域に存在するかを判定し、
その判定結果に応じて領域に対応する出力ベクトルＶｎ
を選択することにより、全ての出力ベクトルと電圧指令
ベクトルとのベクトル偏差を計算することなく、斜交座
標系における電圧指令ベクトルの座標値の計算と若干の
付加的な計算のみで、電圧指令ベクトルに最も近い出力
ベクトルを選択できるため、出力ベクトルの選択に要す
る演算時間を短縮して、高性能化を図ることができる。

【０２３６】（第１１の実施の形態）図４２は、多重電
圧形変換器に対して図２３で示した実施形態をマルチレ
ベル変換器に適用したものである。図４２において、領
域判定及び斜交ベクトル選択器６２は、前記図１０の領
域判定及び斜交ベクトル選択器の場合と同様に、斜交座
標系に変換し、三角形領域に分割したべクトル図におい
て、斜交座標系での電圧指令べクトル座標（ｐ，ｑ）か
ら（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）を算出し、前記図１１及び図１
２のベクトル選択テーブルを用いて出力べクトルの斜交
系座標（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を算出する。

【０２３７】また、斜交座標変換器７４は、図４０の実
施の形態における斜交座標変換器７４と同様に、（ｖｐ
ｘ，ｖｑｘ）と範囲番号ＶＴＨから、点弧状態信号（Ｓ
Ｓｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）を算出する。この点弧状態信号
（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）を、ゲート信号発生回路６
９に与えて、マルチレベル変換器７０の自己消弧型スイ
ッチング素子への点弧信号を発生する。

【０２３８】（第１１の実施の形態の変形例）図４３
は、多重電圧形変換器に対して図２４で示した実施例を
マルチレベル変換器に適用したものである。図４３にお
いて、領域判定及び３相ベクトル選択器７５は、斜交座
標系における電圧指令べクトル（ｐ，ｑ）と範囲番号Ｖ
ＴＨから、出力べクトルの点弧状態信号（ＳＳｕ，ＳＳ
ｖ，ＳＳｗ）を算出する。

【０２３９】図１１、図１２は（ｖｐ、ｖｑ、ｖｒ）に
対応する（ｖｐｘ、ｖｑｘ）を記入したベクトル選択テ
ーブルであったが、さらに前述した（２６）式を用い
て、範囲番号ＶＴＨに応じて（ｖｐｘ，ｖｑｘ）を座標
変換して得られる（ＳＳｕ，ＳＳｖ，ＳＳｗ）を記入し
たテ一ブルも作成することができる。

【０２４０】図３８は、そのベクトル選択テーブルの始
めの部分を示す図である。本ベクトル選択テーブルを用
いることにより、（ｖｐ，ｖｑ，ｖｒ）およぴ範囲番号
ＶＴＨから、直ちに電圧指令ベクトルに最も近い出力べ
クトルの点弧状態信号を求めることができる。

【０２４１】本実施形態においても、斜交座標系におけ
る電圧指令ベクトルの座標値の計算ど若干の付加的な計
算のみで、電圧指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを
選択できるため、出力ベクトルの選択に要する演算時間
を短縮して、高性能化を図ることができるのは、同様で
ある。以上により、空間ベクトル比較によるＰＷＭ制御
を高速に実行することが可能となる。

【０２４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、全
ての出力ベクトルと電圧指令ベクトルとのベクトル偏差
を計算することなく、斜交座標系における電圧指令ベク
トルの座標値の計算と若干の付加的な計算のみで、電圧
指令ベクトルに最も近い出力ベクトルを高速に選択し
て、空間ベクトル比較によるＰＷＭ制御を高速に実行す
ることが可能な高性能の電力変換装置の制御装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電力変換装置の制御装置の第１の
実施の形態を示すブロック図。

【図２】図２５の空間ベクトル図を、各出力ベクトルが
選択されるような電圧指令ベクトルが存在し得る小領域
に分割した状態を示す図。

【図３】図２の空間ベクトル図の角度−３０〜＋３０度
の範囲を切りだした状態を示す図。

【図４】図３に補助線を書き加えた状態を示す図。

【図５】図４の空間ベクトル図を斜交座標変換した状態
を示す図。

【図６】図５を正方形の升目に区切り、各升目の中の
（ｐ，ｑ）に対応する（ｖｐ，ｖｑ）を書き込んだ状態
を示す図。

【図７】本発明による電力変換装置の制御装置の第１の
実施の形態の他の実施の形態を示すブロック図。

【図８】本発明による電力変換装置の制御装置の第２の
実施の形態を示すブロック図。

【図９】同第２の実施の形態の電力変換装置の制御装置
における動作を説明するための図。

【図１０】本発明による電力変換装置の制御装置の第３
の実施の形態を示すブロック図。

【図１１】同第３の実施の形態の電力変換装置の制御装
置で用いられるベクトル選択テーブルの一例を示す図。

【図１２】同第３の実施の形態の電力変換装置の制御装
置で用いられるベクトル選択テーブルの一例を示す図。

【図１３】本発明による電力変換装置の制御装置の第３
の実施の形態の他の実施の形態を示すブロック図。

【図１４】同第３の実施の形態の他の実施の形態の電力
変換装置の制御装置で用いられるベクトル選択テーブル
の一例を示す図。

【図１５】同第３の実施の形態の他の実施の形態の電力
変換装置の制御装置で用いられるベクトル選択テーブル
の一例を示す図。

【図１６】同第３の実施の形態の他の実施の形態の電力
変換装置の制御装置で用いられるベクトル選択テーブル
の一例を示す図。

【図１７】同第３の実施の形態の他の実施の形態の電力
変換装置の制御装置で用いられるベクトル選択テーブル
の一例を示す図。

【図１８】本発明による電力変換装置の制御装置の第４
の実施の形態を示すブロック図。

【図１９】図１８の斜交座標変換器の動作を説明するた
めの図。

【図２０】図１８の斜交座標変換器の動作を説明するた
めの図。

【図２１】本発明による電力変換装置の制御装置の第４
の実施の形態の変形例を示すブロック図。

【図２２】本発明による電力変換装置の制御装置の第５
の実施の形態を示すブロック図。

【図２３】本発明による電力変換装置の制御装置の第６
の実施の形態を示すブロック図。

【図２４】本発明による電力変換装置の制御装置の第６
の実施の形態の変形例を示すブロック図。

【図２５】同第６の実施の形態の他の実施の形態の電力
変換装置の制御装置で用いられるベクトル選択テーブル
の一例を示す図。

【図２６】本発明による電力変換装置の制御装置の第７
の実施の形態を説明するための５レベルインバータの主
回路図。

【図２７】図２６の５レベルインバータのスイッチング
素子ＩＧＢＴと出力の関係を示す図。

【図２８】図２６の５レベルインバータの空間ベクトル
図。

【図２９】本発明による電力変換装置の制御装置の第７
の実施の形態を示すブロック図。

【図３０】本発明による電力変換装置の制御装置の第７
の実施の形態の変形例を示すブロック図。

【図３１】本発明による電力変換装置の制御装置の第８
の実施の形態を示すブロック図。

【図３２】本発明による電力変換装置の制御装置の第８
の実施の形態の変形例を示すブロック図。

【図３３】本発明による電力変換装置の制御装置の第８
の実施の形態の更に異なる変形例を示すブロック図。

【図３４】同第８の実施の形態の電力変換装置の制御装
置で用いられるベクトル選択テーブルの一例を示す図。

【図３５】同第８の実施の形態の電力変換装置の制御装
置で用いられるベクトル選択テーブルの一例を示す図。

【図３６】同第８の実施の形態の電力変換装置の制御装
置で用いられるベクトル選択テーブルの一例を示す図。

【図３７】同第８の実施の形態の電力変換装置の制御装
置で用いられるベクトル選択テーブルの一例を示す図。

【図３８】同第１１の実施の形態の変形例の電力変換装
置の制御装置で用いられるベクトル選択テーブルの一例
を示す図。

【図３９】本発明による電力変換装置の制御装置の第９
の実施の形態を示すブロック図。

【図４０】本発明による電力変換装置の制御装置の第９
の実施の形態の変形例を示すブロック図。

【図４１】本発明による電力変換装置の制御装置の第１
０の実施の形態を示すブロック図。

【図４２】本発明による電力変換装置の制御装置の第１
１の実施の形態を示すブロック図。

【図４３】本発明による電力変換装置の制御装置の第１
１の実施の形態の変形例を示すブロック図。

【図４４】従来の多重電圧形電力変換装置の概略構成を
示す回路図。

【図４５】図４４の電力変換器の主回路構成を示す回路
図。

【図４６】図４４の多重電圧形電力変換装置が発生でき
る出力ベクトルの一例を示す図。

【図４７】図４４の多重電圧形電力変換装置の制御装置
の構成例を示すブロック図。

【符号の説明】

５〜８…変換器 ９〜３２…ＧＴＯ Ｃ１〜Ｃ４…コンデンサ Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４、Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ
１〜Ｙ４、Ｚ１〜Ｚ４…ＩＧＢＴ Ｄ４０〜Ｄ４７、Ｄ５０〜Ｄ５７、Ｄ６０〜Ｄ６７、Ｄ
７０〜Ｄ７５、Ｄ８０〜Ｄ８５、Ｄ９０〜Ｄ９５…ダイ
オード ４５…交流電圧指令値発生器 ４６…３相→２相変換器 ４７…範囲番号検出器 ４８…回転座標変換器 ４９…斜交座標変換器 ５０…領域判定および斜交ベクトル選択器 ５１…ベクトル選択器 ５２…ベクトル回転器 ５３…ベクトル→３相変換器 ５４…ゲート信号発生回路 ５５…多重変換器 ５６…範囲番号検出器 ５７…回転座標変換器 ５８…斜交座標変換器 ５９…斜交座標変換器 ６０…回転座標変換器 ６１…領域判定および斜交ベクトル選択器 ６２…領域判定および斜交ベクトル選択器 ６３…領域判定および３相ベクトル選択器 ６４…斜交座標変換器 ６５…ベクトル選択器 ６６…斜交座標変換器 ６７…領域判定および３相ベクトル選択器 ６８…ベクトル→点弧信号変換器 ６９…ゲート信号発生回路 ７０…マルチレベル変換器 ７１…斜交座標変換器 ７２…回転座標変換器 ７３…領域判定および３相ベクトル選択器 ７４…斜交座標変換器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自己消弧形スイッチング素子をブリッジ
   接続してなり、該各自己消弧形スイッチング素子に対し
   て帰還ダイオードがそれぞれ逆並列接続され、直流電力
   を交流電力に変換するｎ個の変換器と、前記ｎ個の変換
   器の各出力を入力とするｎ個の変圧器と、前記ｎ個の変
   圧器の二次側端子を直列に接続して交流負荷に接続する
   電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを所定角度回転させる手段と、 前記回転させた電圧指令ベクトルを、直交座標系の−３
   ０度の方向のベクトルと、＋３０度の方向のベクトルの
   二つを単位ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座
   標変換する手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０度〜
   ＋３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用いて斜交座標
   変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升目の
   左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力
   ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに左下と
   右上の両方に出力ベクトルを持つ升目については左上の
   頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に分割
   する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における升目領域もしく
   は三角形領域のどの領域に存在するかを判定する手段
   と、 前記判定結果に応じて、升目領域もしくは三角形領域に
   対応する出力ベクトルを選択する手段と、 前記選択された出力ベクトルを所定角度回転させた出力
   ベクトルを算出する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。
2. 【請求項２】 自己消弧形スイッチング素子をブリッジ
   接続してなり、該各自己消弧形スイッチング素子に対し
   て帰還ダイオードがそれぞれ逆並列接続され、直流電力
   を交流電力に変換するｎ個の変換器と、前記ｎ個の変換
   器の各出力を入力とするｎ個の変圧器と、前記ｎ個の変
   圧器の二次側端子を直列に接続して交流負荷に接続する
   電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを所定角度回転させる手段と、 前記回転させた電圧指令ベクトルを、直交座標系の−３
   ０度の方向のベクトルと、＋３０度の方向のベクトルの
   二つを単位ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座
   標変換する手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０度〜
   ＋３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用いて斜交座標
   変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升目の
   左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力
   ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに各升目
   を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領
   域に分割する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における三角形領域のど
   の領域に存在するかを判定する手段と、 前記判定結果に応じて、三角形領域に対応する出力ベク
   トルを選択する手段と、 前記選択された出力ベクトルを所定角度回転させた出力
   ベクトルを算出する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。
3. 【請求項３】 自己消弧形スイッチング素子をブリッジ
   接続してなり、該各自己消弧形スイッチング素子に対し
   て帰還ダイオードがそれぞれ逆並列接続され、直流電力
   を交流電力に変換するｎ個の変換器と、前記ｎ個の変換
   器の各出力を入力とするｎ個の変圧器と、前記ｎ個の変
   圧器の二次側端子を直列に接続して交流負荷に接続する
   電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを、第１の所定角度の方向のベク
   トルと、第２の所定角度の方向のベクトルの二つを単位
   ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換する
   手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の内の前記電
   圧指令ベクトルが存在する６０度範囲を、前記単位ベク
   トルを用いて斜交座標変換したベクトル図の変換器出力
   可能部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左
   下と右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に
   分割し、さらに左下と右上の両方に出力ベクトルを持つ
   升目については左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二
   つの三角形領域に分割する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における升目領域もしく
   は三角形領域のどの領域に存在するかを判定する手段
   と、 前記判定結果に応じて、升目領域もしくは三角形領域に
   対応する出力ベクトルを選択する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。
4. 【請求項４】 自己消弧形スイッチング素子をブリッジ
   接続してなり、該各自己消弧形スイッチング素子に対し
   て帰還ダイオードがそれぞれ逆並列接続され、直流電力
   を交流電力に変換するｎ個の変換器と、前記ｎ個の変換
   器の各出力を入力とするｎ個の変圧器と、前記ｎ個の変
   圧器の二次側端子を直列に接続して交流負荷に接続する
   電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを、第１の所定角度の方向のベク
   トルと、第２の所定角度の方向のベクトルの二つを単位
   ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換する
   手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の内の前記電
   圧指令ベクトルが存在する６０度範囲を、前記単位ベク
   トルを用いて斜交座標変換したベクトル図の変換器出力
   可能部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左
   下と右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に
   分割し、さらに各升目を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ
   線分で二つの三角形領域に分割する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における三角形領域のど
   の領域に存在するかを判定する手段と、 前記判定結果に応じて、三角形領域に対応する出力ベク
   トルを選択する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。
5. 【請求項５】 直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
   の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
   並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
   された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
   に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
   自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
   弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
   を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
   回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
   続する電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを所定角度回転させる手段と、 前記回転させた電圧指令ベクトルを、直交座標系の−３
   ０度の方向のベクトルと、＋３０度の方向のベクトルの
   二つを単位ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座
   標変換する手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０度〜
   ＋３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用いて斜交座標
   変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升目の
   左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力
   ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに左下と
   右上の両方に出力ベクトルを持つ升目については左上の
   頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領域に分割
   する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における升目領域もしく
   は三角形領域のどの領域に存在するかを判定する手段
   と、 前記判定結果に応じて、升目領域もしくは三角形領域に
   対応する出力ベクトルを選択する手段と、 前記選択された出力ベクトルを所定角度回転させた出力
   ベクトルを算出する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。
6. 【請求項６】 直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
   の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
   並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
   された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
   に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
   自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
   弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
   を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
   回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
   続する電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを所定角度回転させる手段と、 前記回転させた電圧指令ベクトルを、直交座標系の−３
   ０度の方向のベクトルと、＋３０度の方向のベクトルの
   二つを単位ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座
   標変換する手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の−３０度〜
   ＋３０度の範囲を、前記単位ベクトルを用いて斜交座標
   変換したベクトル図の変換器出力可能部分を、各升目の
   左上、もしくは右下、もしくは左下と右上の両方に出力
   ベクトルが配されるように升目に分割し、さらに各升目
   を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二つの三角形領
   域に分割する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における三角形領域のど
   の領域に存在するかを判定する手段と、 前記判定結果に応じて、三角形領域に対応する出力ベク
   トルを選択する手段と、 前記選択された出力ベクトルを所定角度回転させた出力
   ベクトルを算出する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。
7. 【請求項７】 直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
   の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
   並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
   された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
   に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
   自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
   弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
   を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
   回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
   続する電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを、第１の所定角度の方向のベク
   トルと、第２の所定角度の方向のベクトルの二つを単位
   ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換する
   手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の内の前記電
   圧指令ベクトルが存在する６０度範囲を、前記単位ベク
   トルを用いて斜交座標変換したベクトル図の変換器出力
   可能部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左
   下と右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に
   分割し、さらに左下と右上の両方に出力ベクトルを持つ
   升目については左上の頂点と右下の頂点を結ぶ線分で二
   つの三角形領域に分割する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における升目領域もしく
   は三角形領域のどの領域に存在するかを判定する手段
   と、 前記判定結果に応じて、升目領域もしくは三角形領域に
   対応する出力ベクトルを選択する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。
8. 【請求項８】 直流電圧源を少なくともｎ（ｎは３以上
   の整数）個に分割した分割電圧源と、前記直流電圧源に
   並列に接続され、それぞれにダイオードが逆並列に接続
   された自己消弧形スイッチング素子を（２・ｎ）個直列
   に接続してなり、前記直流電圧源の正極側からｎ番目の
   自己消弧形スイッチング素子と（ｎ＋１）番目の自己消
   弧形スイッチング素子との間から前記直流電圧源の電圧
   を変換した電圧を出力する変換電圧出力端子を持つ直列
   回路を３組有し、前記変換電圧出力端子を交流負荷に接
   続する電力変換装置の制御装置であって、 前記電力変換装置の交流出力電圧の電圧指令ベクトルを
   与える手段と、 前記電力変換装置が発生できる交流出力電圧の全ての出
   力ベクトルを与える手段と、 前記電圧指令ベクトルに応じて前記出力ベクトルを選択
   する出力ベクトル選択手段と、 前記出力ベクトル選択手段により選択した出力ベクトル
   に応じて、前記自己消弧形スイッチング素子の通電状態
   を制御する制御手段とを備えたものにおいて、 空間ベクトル図を、−３０度〜３０度、３０度〜９０
   度、９０度〜１５０度、１５０度〜２１０度、２１０度
   〜２７０度、２７０度〜３３０度の６つの範囲に分割し
   て、当該６つの分割範囲に０〜５の範囲番号を付した場
   合、 前記出力ベクトル選択手段を、 前記電圧指令ベクトルが存在する範囲番号を算出する手
   段と、 前記電圧指令ベクトルを、第１の所定角度の方向のベク
   トルと、第２の所定角度の方向のベクトルの二つを単位
   ベクトルとする斜交座標系でのベクトルに座標変換する
   手段と、 前記出力ベクトルを配した空間ベクトル図の内の前記電
   圧指令ベクトルが存在する６０度範囲を、前記単位ベク
   トルを用いて斜交座標変換したベクトル図の変換器出力
   可能部分を、各升目の左上、もしくは右下、もしくは左
   下と右上の両方に出力ベクトルが配されるように升目に
   分割し、さらに各升目を左上の頂点と右下の頂点を結ぶ
   線分で二つの三角形領域に分割する手段と、 前記斜交座標変換した電圧指令ベクトルが、前記領域分
   割された斜交座標系ベクトル図における三角形領域のど
   の領域に存在するかを判定する手段と、 前記判定結果に応じて、三角形領域に対応する出力ベク
   トルを選択する手段と、 を備えて構成したことを特徴とする電力変換装置の制御
   装置。