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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024104509
(43)【公開日】2024-08-05
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240729BHJP
H02M 7/49 20070101ALI20240729BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 E
H02M7/49
H02M7/48 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008752
(22)【出願日】2023-01-24
(71)【出願人】
【識別番号】505461072
【氏名又は名称】日本キヤリア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】久保田 洋平
(72)【発明者】
【氏名】小日向 夏美
(72)【発明者】
【氏名】加藤 慶一
(72)【発明者】
【氏名】前川 達也
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA05
5H770BA01
5H770BA11
5H770DA03
5H770DA23
5H770DA41
5H770EA01
5H770HA02W
5H770HA02Y
5H770HA03X
5H770HA03Y
5H770JA18Y
5H770KA01Y
5H770LB05
5H770LB09
(57)【要約】
【課題】共振の発生を検出することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】各系統ラインからパッシブフィルタにかけての通電路と電力変換器の各クラスタの相互接続点との間の電圧を検出し、検出した電圧から電力変換器のスイッチングに伴う矩形波成分を除去し、この除去後の電圧に基づいて交流系統の系統電圧の値を推定する。各系統ラインに流れる負荷電流の値および上記推定結果に基づき、負荷電流に含まれる高調波成分を抑制するための補償電圧を電力変換器で生成し出力させる。上記推定手段の推定結果から各系統ラインの線間電圧を算出し、算出した線間電圧に含まれる共振成分を検出する。
【選択図】図１
【解決手段】各系統ラインからパッシブフィルタにかけての通電路と電力変換器の各クラスタの相互接続点との間の電圧を検出し、検出した電圧から電力変換器のスイッチングに伴う矩形波成分を除去し、この除去後の電圧に基づいて交流系統の系統電圧の値を推定する。各系統ラインに流れる負荷電流の値および上記推定結果に基づき、負荷電流に含まれる高調波成分を抑制するための補償電圧を電力変換器で生成し出力させる。上記推定手段の推定結果から各系統ラインの線間電圧を算出し、算出した線間電圧に含まれる共振成分を検出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
三相交流系統と負荷との間の各系統ラインにパッシブフィルタを介して一端が接続され他端が相互接続された複数のクラスタを含み、これらクラスタのスイッチングにより交流電圧を生成し前記系統ラインへ出力する電力変換器と、
前記各系統ラインから前記パッシブフィルタにかけての通電路と前記各クラスタの相互接続点との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出される電圧から前記スイッチングに伴う矩形波成分を除去する矩形波除去フィルタと、
前記矩形波除去フィルタを経た電圧に基づいて前記交流系統の系統電圧の値を推定する推定手段と、
前記各系統ラインに流れる負荷電流の値および前記推定手段の推定結果に基づき、前記負荷電流に含まれる高調波成分を抑制するための補償電圧を前記電力変換器で生成し出力させる制御手段と、
前記推定手段の推定結果から前記各系統ラインの線間電圧を算出し、算出した線間電圧に含まれる共振成分を検出する検出手段と、
を備える電力変換装置。
前記各系統ラインから前記パッシブフィルタにかけての通電路と前記各クラスタの相互接続点との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出される電圧から前記スイッチングに伴う矩形波成分を除去する矩形波除去フィルタと、
前記矩形波除去フィルタを経た電圧に基づいて前記交流系統の系統電圧の値を推定する推定手段と、
前記各系統ラインに流れる負荷電流の値および前記推定手段の推定結果に基づき、前記負荷電流に含まれる高調波成分を抑制するための補償電圧を前記電力変換器で生成し出力させる制御手段と、
前記推定手段の推定結果から前記各系統ラインの線間電圧を算出し、算出した線間電圧に含まれる共振成分を検出する検出手段と、
を備える電力変換装置。
【請求項2】
前記電圧検出部は、前記各系統ラインのうち２つの系統ラインから前記パッシブフィルタにかけての２つの通電路と前記各クラスタの相互接続点との間の電圧を検出し、
前記推定手段は、前記矩形波除去フィルタを経た電圧と前記相互接続点の電位に重畳する零相電圧とに基づいて前記交流系統の系統電圧の値を推定する、
請求項１に記載の電力変換装置。
前記推定手段は、前記矩形波除去フィルタを経た電圧と前記相互接続点の電位に重畳する零相電圧とに基づいて前記交流系統の系統電圧の値を推定する、
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記検出手段は、前記算出した線間電圧に含まれる共振成分をその線間電圧のピーク値と閾値との比較により検出する、
請求項１に記載の電力変換装置。
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記検出手段で前記共振成分が検出された場合に前記補償電圧を算出するための操作量を低減する、
請求項３に記載の電力変換装置。
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記制御手段は、さらに負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、補償電流を検出する補償電流検出手段とを備え、
前記補償電圧は、前記負荷電流と前記補償電流から制御ゲインを含む演算処理を行なうことで算出され、前記操作量の低減は、前記制御ゲインを低減である、
請求項４に記載の電力変換装置。
前記補償電圧は、前記負荷電流と前記補償電流から制御ゲインを含む演算処理を行なうことで算出され、前記操作量の低減は、前記制御ゲインを低減である、
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記制御手段は、前記検出手段で前記共振成分が検出された場合に前記電力変換器の動作を停止する、
請求項３に記載の電力変換装置。
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記閾値は、第１閾値、およびこの第１閾値より大きい保護用の第２閾値であり、
前記制御手段は、前記検出手段が算出した前記線間電圧のピーク値が前記第１閾値に達した場合、前記共振成分があると判定して前記操作量を低減し、前記線間電圧のピーク値が前記第１閾値を超えて前記第２閾値に達した場合に前記電力変換器の動作を停止する、
請求項４に記載の電力変換装置。
前記制御手段は、前記検出手段が算出した前記線間電圧のピーク値が前記第１閾値に達した場合、前記共振成分があると判定して前記操作量を低減し、前記線間電圧のピーク値が前記第１閾値を超えて前記第２閾値に達した場合に前記電力変換器の動作を停止する、
請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記第１閾値は、前記電力変換器が動作する前に前記検出手段で算出される線間電圧のピーク値に応じて設定される、
請求項７に記載の電力変換装置。
請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記検出手段は、前記算出した線間電圧のピーク値が一定時間内で前記閾値以上となる回数を計数し、計数した回数が設定値以上の場合に、前記算出した線間電圧に前記共振成分があると判定する、
請求項３に記載の電力変換装置。
請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項10】
前記検出手段は、前記算出した線間電圧と前記各系統ラインの実際の線間電圧との差分を前記共振成分として検出する、
請求項１に記載の電力変換装置。
請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項11】
前記電圧検出部は、前記各系統ラインのうち３つの系統ラインから前記パッシブフィルタにかけての３つの通電路と前記各クラスタの相互接続点との間の電圧を検出する、
請求項１に記載の電力変換装置。
請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、負荷に流れる電流の高調波成分を抑制する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ダイオード整流器など非線形な特性を持つ負荷を交流系統に接続した場合、負荷に流れる電流（負荷電流）に高調波が生じる。この高調波成分は交流系統を通して他の負荷へ悪影響を与える可能性があるため、それをいかに抑制するかが重要な課題となっている。
【0003】
その対策として、例えば負荷電流の高調波成分を抑制する電力変換装置（高調波抑制装置）が使用される。高調波抑制装置は、ノイズ除去用フィルタおよび変換器用リアクトルからなるパッシブフィルタを介して交流系統と負荷との間の系統ラインに接続される電力変換器を含み、負荷電流の高調波成分に対する抑制用の電圧をその電力変換器のスイッチングにより生成し、生成した電圧を系統ラインに供給する。
【0004】
ノイズ除去用フィルタは、フィルタ用リアクトルとフィルタ用コンデンサとで構成され、変換器のスイッチングにより生じる高周波ノイズが系統ラインに流れて他の電気機器に悪影響を与えないよう、その高周波ノイズをフィルタ用リアクトルよりもインピーダンスが小さいフィルタ用コンデンサに導いて吸収する。変換器用リアクトルは、変換器のスイッチングにより生じる電流リップルを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６４６２４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
交流系統の系統ライン（電源ライン）には電源ラインインピーダンスが存在し、その電源ラインインピーダンスのインダクタ成分とキャパシタ成分、フィルタ用リアクトル、フィルタ用コンデンサ、および変換器用リアクトルにより、共振回路が形成される。この共振回路は、電源ラインインピーダンスのインダクタンスとキャパシタンス、フィルタ用リアクトルのインダクタンス、フィルタ用コンデンサの容量、変換器用リアクタのインダクタンスなどで定まる共振周波数を有する。
【0007】
電源ラインインピーダンスは、交流系統側の状況により定まるもので、固定ではない。交流系統も商用電源であったり、自家発電電源やその組み合わせ等の種々のケースがある。このため、場合によっては、共振回路の共振周波数が電力変換器のスイッチング周波数や電流制御周波数帯域に接近または一致することがある。この場合、共振が発生して、電力変換器への入力電圧すなわち系統電圧（電源電圧）が大きく振動して異常上昇する。この入力電圧の異常上昇は、電力変換器の電気部品を破壊する可能性がある。同じ交流系統に接続されている他の機器の電気部品へ悪影響を及ぼす可能性もある。
【0008】
本発明の実施形態の目的は、このような共振の発生を検出することができる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実施形態の電力変換装置は、三相交流系統と負荷との間の各系統ラインにパッシブフィルタを介して一端が接続され他端が相互接続された複数のクラスタを含み、これらクラスタのスイッチングにより交流電圧を生成し前記系統ラインへ出力する電力変換器と；前記各系統ラインから前記パッシブフィルタにかけての通電路と前記各クラスタの相互接続点との間の電圧を検出する電圧検出部と；前記電圧検出部で検出される電圧から前記スイッチングに伴う矩形波成分を除去する矩形波除去フィルタと；前記矩形波除去フィルタを経た電圧に基づいて前記交流系統の系統電圧の値を推定する推定手段と；前記各系統ラインに流れる負荷電流の値および前記推定手段の推定結果に基づき、前記負荷電流に含まれる高調波成分を抑制するための補償電圧を前記電力変換器で生成し出力させる制御手段と；前記推定手段の推定結果から前記各系統ラインの線間電圧を算出し、算出した線間電圧に含まれる共振成分を検出する検出手段と；を備える。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
［１］第１実施形態
本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、三相交流系統（商用三相交流電源、自家発電三相交流電源、配電系統などを含む）１の系統ライン（電源ライン）Ｌｒ，Ｌｓ，Ｌｔに負荷たとえば空気調和機２が接続されている。
本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、三相交流系統（商用三相交流電源、自家発電三相交流電源、配電系統などを含む）１の系統ライン（電源ライン）Ｌｒ，Ｌｓ，Ｌｔに負荷たとえば空気調和機２が接続されている。
【0012】
空気調和機２は、ブリッジ接続した複数のダイオードにより交流系統１の系統電圧（交流電圧）Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔを全波整流する全波相整流回路（ダイオード整流器）３、この全波整流回路３の出力端に直流リアクトル４を介して接続された平滑用のコンデンサ５、このコンデンサ５の両端に接続されたインバータ６、このインバータ６の出力により動作する圧縮機モータ７を含む。インバータ６は、平滑用コンデンサ５の直流電圧をスイッチングにより所定周波数の交流電圧に変換し、その交流電圧を圧縮機モータ７の駆動電力として出力する。
【0013】
交流系統１と空気調和機２との間の系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔに、本実施形態の電力変換装置１０が、空気調和機２と並列の関係に接続されている。電力変換装置１０は、空気調和機２を負荷としたいわゆる高調波低減装置であって、必要に応じて据付け済みの空気調和機に対して追加で設置して接続できるオプション装置としてもよいし、空気調和機２の出荷前に空気調和機２に組み込んでもよい。
【0014】
電力変換装置１０は、ノイズ除去用フィルタ１１、変換器用リアクトル１４ｒ，１４ｓ，１４ｔ、このノイズ除去用フィルタ１１および変換器用リアクトル１４ｒ，１４ｓ，１４ｔから成るパッシブフィルタ、このパッシブフィルタを介して系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔに接続されたマルチレベル変換器（変換器）２０を備える。
【0015】
さらに、電力変換装置１０は、系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔにおけるノイズ除去用フィルタ１１の接続位置より空気調和機２側の位置に配置され空気調和機２に接続された系統ラインＬｒ，Ｌｓのそれぞれに流れる電流（負荷電流）Ｉｒ，Ｉｓを検出する検出部１５、ノイズ除去用フィルタ１１とマルチレベル変換器２０との間の通電路に流れる電流（補償電流）Ｉcr，Ｉcsを検出する検出部１６、系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔのうち２つの例えば系統ラインＬｒ，Ｌｓからパッシブフィルタ（ノイズ除去用フィルタ１１及び変換器用リアクトル１４r，１４s，１４t）にかけての各通電路とマルチレベル変換器２０における後述の相互接続点（中性点）Ａとの間の電圧Ｖrn，Ｖsnを検出する電圧検出部１７、この電圧検出部１７で検出される電圧Ｖrn，Ｖsnからマルチレベル変換器２０のスイッチングに伴う矩形波成分を除去する矩形波除去フィルタ１８、および制御部３０を含む。
【0016】
制御部３０は、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f，Ｖsn_fとマルチレベル変換器２０における相互接続点（中性点）Ａの電位に重畳する零相電圧Ｖoとに基づいて交流系統１の系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値および位相θを推定し、この推定結果および検出部１５，１６の検出結果に応じて後述するマルチレベル変換器２０のスイッチングを制御する。この制御に際し、負荷電流Ｉｔについては、検出部１５で検出される負荷電流Ｉｒ，Ｉｓから算出する。補償電流Ｉcrについては、検出部１６で検出される２つの補償電流Ｉcr，Ｉcsから算出する。
【0017】
ノイズ除去用フィルタ１１は、フィルタ用リアクトル１２ｒとフィルタ用コンデンサ１３ｒから成るＬＣ回路、フィルタ用リアクトル１２ｓとフィルタ用コンデンサ１３ｓから成るＬＣ回路、フィルタ用リアクトル１２ｔとフィルタ用コンデンサ１３ｔから成るＬＣ回路を含む。フィルタ用リアクトル１２ｒ，１２ｓ，１２ｔは、それぞれ電源ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔと変換器用リアクトル１４r，１４ｓ，１４ｔとの間に直列に接続される。一方、フィルタ用コンデンサ１３ｒ、１３ｓ、１３ｔは、それぞれ一端がフィルタ用リアクトル１２ｒ，１２ｓ，１２ｔと変換器用リアクトル１４r，１４ｓ，１４ｔの接続ラインに接続され、他端が共通接続される。
【0018】
マルチレベル変換器２０は、系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔの相ごとに３つ以上のマルチレベルの直流電圧を選択的に生成し出力するクラスタ２１ｒ，２１s，２１tを含み、負荷である空気調和機２から生じて整流回路３に流れる電流の高調波成分を抑制するアクティブフィルタとして機能する。
【0019】
クラスタ２１ｒは、それぞれがマルチレベルの直流電圧をスイッチングにより選択的に生成し出力する複数（３つ）の単位変換器（セル）２２rを直列接続（カスケード接続）してなるいわゆる多直列変換器クラスタであり、各単位変換器２２rの出力電圧（セル出力電圧）Ｖcrを足し合わせることにより交流電圧Ｖcr0を生成し出力する。同様に、クラスタ２１ｓは、複数の単位変換器２２ｓを直列接続してなり、各単位変換器２２ｓの出力電圧Ｖcsを足し合わせることにより交流電圧Ｖcs0を生成し出力する。クラスタ２１ｔは、複数の単位変換器２２tを直列接続してなり、各単位変換器２２tの出力電圧Ｖctを足し合わせることにより交流電圧Ｖct0を生成し出力する。出力される交流電圧Ｖcr0、Ｖcs0、Ｖct0は高調波を低減するための補償電圧で、後述する交流電圧指令値でもあり、交流系統１の系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔとほぼ同じ正弦波に近い波形である。
【0020】
クラスタ２１ｒ，２１ｓもクラスタ２１ｔと同じ構成である。これらクラスタ２１ｒ，２１ｓ，２１ｔの一端がフィルタ用リアクトル１２ｒ，１２ｓ，１２ｔとノイズ除去用フィルタ１１および変換器用リアクトル１４ｒ，１４ｓ，１４ｔからなるパッシブフィルタを介して系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔに接続され、クラスタ２１ｒ，２１ｓ，２１ｔの他端は中性点Ａとして相互接続(スター結線)されている。本実施形態においてはクラスタ２１ｒ，２１ｓ，２１ｔを構成する単位変換器２２の数をそれぞれ３個として４レベルの電圧を出力可能としたが、各クラスタ２１中の単位変換器２２の数は２個以上あればよい。各クラスタ２１中の単位変換器２２の数を増やせばその分だけ出力電圧のレベル（段数）を増加することができる。
【0021】
クラスタ２１ｒ，２１ｓ，２１ｔの代表例として、クラスタ２１rの各単位変換器２２ｒの構成を図２に示す。
【0022】
各単位変換器２２ｒは、一対の出力端子、それぞれ還流ダイオードＤを有するブリッジ接続されたスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４、これらスイッチ素子Ｑ１～Ｑ４を介して上記出力端子に接続された補償用コンデンサＣ、この補償用コンデンサＣの電圧（コンデンサ電圧という）Ｖｃを検出して制御部３０に知らせる電圧検出部Ｃｘを含む。直列接続されたスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の中間接続点が出力端の一方となり、スイッチ素子Ｑ３，Ｑ４の中間接続点が出力端の他方となる。最上段の単位変換器２２ｒの出力端の一方は変換器用リアクトル１４ｒに接続され、その最上段の単位変換器２２ｒの他方の出力端は中段の単位変換器２２ｒの出力端の一方に接続されている。そして、中段の単位変換器２２ｒの出力端の他方は下段の単位変換器の出力端の一方に接続され、最下段の単位変換器２２ｒの出力端の他方は他のクラスタの出力端の他方に共通接続されている。クラスタ２１ｒは、このような各単位変換器２２ｒのスイッチ素子Ｑ１～Ｑ４のスイッチング（オン，オフ）が制御部３０により適宜に制御されることで、複数の通電路の選択的な形成により複数レベル（マルチレベル）の直流電圧を生成し出力する。
【0023】
制御部３０は、交流系統１の系統電圧Ｖｒとほぼ同じ波形の交流電圧をクラスタ２１ｒで生成させるための交流電圧指令値Ｖcr0を設定し、後述するＰＷＭ制御器８２（図５）において行われる各単位変換器２２ｒの個数と同じ個数で互いに位相が異なる三角波状の各キャリア信号の電圧レベルとその交流電圧指令値の電圧レベルとを比較するパルス幅変調（PWM）により、単位変換器２２ｒのスイッチ素子Ｑ１～Ｑ４に対するスイッチング用の駆動信号（ゲート信号）を生成する。この駆動信号の生成に際し、制御部３０は、各単位変換器２２ｒにおいて互いに直列に配置されているスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のオンとオフの間、および互いに直列に配置されているスイッチ素子Ｑ３，Ｑ４のオンとオフの間に、それぞれ短絡防止のためにオフ状態となるデッドタイムを確保する。
【0024】
２レベル変調によるスイッチングの場合、各単位変換器２２ｒはそれぞれ“正レベル”“負レベル”の２レベルの直流電圧を選択的に生成し出力する。３レベル変調によるスイッチングであれば、各単位変換器２２ｒはそれぞれ“正レベル”“零レベル”“負レベル”の３レベルの直流電圧を選択的に生成し出力する。
【0025】
クラスタ２１ｒの各単位変換器２２ｒの構成およびスイッチングは、クラスタ２１ｓの各単位変換器２２ｓおよびクラスタ２１ｔの各単位変換器２２ｔの構成およびスイッチングについても同じである。すなわち、制御部３０は、同様にクラスタ２１ｓ、２１ｔに対しても同様にそれぞれの交流電圧指令値Ｖcs0、Ｖct0を設定し、それぞれのクラスタ２１ｓ、２１ｔを構成する複数の単位変換器２２ｓ、２２ｔのスイッチ素子Ｑ１～Ｑ４に対するスイッチング用の駆動信号（ゲート信号）を生成する。
【0026】
電圧検出部１７は、２つの系統ラインＬｒ，Ｌｓから上記パッシブフィルタにかけての各通電路とマルチレベル変換器２０における中性点Ａとの間の電圧Ｖrn，Ｖsnを検出する。具体的には、電圧検出部１７は、系統ラインＬｒからパッシブフィルタにかけての通電路と中性点Ａとの間に接続された抵抗器Ｒ１，Ｒ２の直列回路、系統ラインＬｓからパッシブフィルタにかけての通電路と中性点Ａとの間に接続された抵抗器Ｒ３，Ｒ４の直列回路を含み、抵抗器Ｒ１，Ｒ２の相互接続点と中性点Ａとの間に生じる電圧Ｖrnを検出し、抵抗器Ｒ３．Ｒ４の相互接続点と中性点Ａとの間に生じる電圧Ｖsnを検出する。
【0027】
矩形波除去フィルタ１８は、電圧検出部１７で検出される電圧Ｖrn，Ｖsnからマルチレベル変換器２０のスイッチングに伴うＰＷＭ矩形波成分を除去するローパスフィルタ（LPF）である。この矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f，Ｖsn_fが制御部３０に供給される。
【0028】
制御部３０は、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f，Ｖsn_fとマルチレベル変換器２０における零相電圧Ｖoとに基づき、かつマルチレベル変換器２０の中性点Ａの電位を基準電位として、系統電源１の系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値および位相θを推定する。この推定手段として、制御部３０は、図３に示す位相同期回路（PLL回路）を備える。
【0029】
減算部５１，５２は、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f，Ｖsn_fから、後段の零相電圧算出部５９で算出される零相電圧（中性点Ａの電位に重畳する零相電圧）Ｖoを減算することにより、交流の系統電圧Ｖｒ，Ｖｓの値（瞬時値）を算出する。減算部５３は、減算部５１，５２で算出した系統電圧Ｖｒ，Ｖｓの値の合算値を符号反転した値を系統電圧Ｖｔの値として計算する。
Ｖｒ＝Ｖrn_f－Ｖo，Ｖｓ＝Ｖsn_f－Ｖo，Ｖｔ＝－（Ｖｒ＋Ｖｓ）
マルチレベル変換器２０がスイッチング動作を停止しているとき、系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの実効値もしくは振幅値の15％の値を有し、かつ系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの周波数の3倍の周波数を有する零相電圧Ｖoが、マルチレベル変換器２０の中性点Ａの電位に重畳する。
Ｖｒ＝Ｖrn_f－Ｖo，Ｖｓ＝Ｖsn_f－Ｖo，Ｖｔ＝－（Ｖｒ＋Ｖｓ）
マルチレベル変換器２０がスイッチング動作を停止しているとき、系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの実効値もしくは振幅値の15％の値を有し、かつ系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの周波数の3倍の周波数を有する零相電圧Ｖoが、マルチレベル変換器２０の中性点Ａの電位に重畳する。
【0030】
系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値を捕らえることに加え、制御部３０は、電源擾乱への耐性を向上させるため、かつ現時点の位相θを推定するため、座標変換部５４、減算部５５、PI制御部５６、加算部５７、積分部５８、零相電圧算出部５９を含む。
【0031】
座標変換部５４は、上記捕らえた系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値を後段の積分部５８で求められる位相θによって座標変換することにより、上記で算出した系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値に対応するｄ軸電圧Ｖｄおよびのｑ軸電圧Ｖｑを得る。減算部５５は、座標変換部５４で得たｑ軸電圧Ｖｑと目標値“０”との偏差を捕らえる。PI制御部５６は、減算部５５で捕らえた偏差を入力とするPI制御により、上記捕らえた系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの周波数ωを求める。
【0032】
加算部５７は、PI制御部５６で求める周波数ωが運転開始時はまだ不明であることに対処し、PI制御部５６で求めた周波数ωに対し、系統電源１の電源周波数に相当する基準周波数ωoを加える。積分部５８は、加算部５７を経た周波数ωを積分することにより、上記捕らえた系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの位相θを求める。
【0033】
零相電圧算出部５９は、積分部５８で求めた位相θおよび座標変換部５４で得たｄ軸電圧Ｖｄに基づき、中性点Ａの電位に重畳する零相電圧Ｖoを算出する。算出した零相電圧Ｖoは減算部５１，５２にフィードバックされる。
【0034】
以上の構成により、系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値および位相θを的確に監視することができる。これにより、制御部３０の制御によるマルチレベル変換器２０の適切な動作を継続することができる。系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値および位相θの推定を、零相電圧Ｖoが重畳する中性点Ａの電位を基準に行うので、制御部３０とマルチレベル変換器２０との間の電気的な絶縁が不要であり、系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔの相互間の各々に電圧検出器を設けるよりも構成が簡素化できる。
【0035】
減算部５１，５２，５３で捕らえた系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値は、後述の共振検出部４１に送られる。
【0036】
制御部３０は、検出器１５で検出される負荷電流Ｉｒ，Ｉｓおよびその負荷電流Ｉｒ，Ｉｓから算出した負荷電流Ｉｔから高調波成分を検出し、検出した高調波成分を抑制するために負荷電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔに加えるべき補償電流Ｉcr，Ｉcs，Ｉctの目標値を求め、その目標値と実際の補償電流Ｉcr，Ｉcs，Ｉct（検出器１６の検出およびその検出結果から算出）との偏差Ｄに基づき、系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔに供給するために必要な補償電圧である交流電圧指令値Ｖcr0，Ｖcs0，Ｖct0を生成し、これをマルチレベル変換器２０で生成し出力させる。この処理を実行する制御部３０の要部の構成を図４および図５に示す。図４および図５における実際の処理では、補償電流Ｉcr，Ｉcs，Ｉctはｄｑ変換されたｄ軸電流とｑ軸電流の形式で処理が実行される。
【0037】
まず、図５の前段である図４において、コンデンサ電圧制御部６０は、高調波抑制制御中に各電圧検出部Ｃｘで検出される各コンデンサＣの両端間のコンデンサ電圧Ｖｃの値が所定値となるように電圧調整用電流指令値を出力する。
【0038】
回転座標変換部６１は、検出器１５で検出される負荷電流Ｉｒ，Ｉｓおよびその負荷電流Ｉｒ，Ｉｓから算出した負荷電流Ｉｔの値を上記推定手段で捕らえた系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの位相θに基づいて回転座標変換（ｄｑ変換）することにより、負荷電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉｔに対応する回転座標軸上のｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを求める。ローパスフィルタ（LPF）６２は、回転座標変換部６１で得られるｄ軸電流Ｉｄの低周波成分を抽出する。演算部６３は、ローパスフィルタ６２で抽出された低周波数成分を回転座標変換部６１で得られるｄ軸電流Ｉｄから減算することにより、ｄ軸電流Ｉｄの高調波成分Ｉｄhを検出する。
【0039】
演算部６４は、演算部６３で検出された高調波成分Ｉｄhを抑制するためにｄ軸電流Ｉｄに加えるべき補償電流のｄ軸指令値（目標値）Ｉｄrefを算出するとともに、算出した補償電流のｄ軸指令値Ｉｄrefに対し前述のコンデンサ電圧制御部６０から供給される電圧調整用電流指令値を加える。
【0040】
回転座標変換部６６は、検出器１６で検出される補償電流値Ｉcr，Ｉcsおよびその補償電流値Ｉcr，Ｉcsから算出した補償電流値Ｉctの値を上記推定手段で捕らえた位相θに基づいて回転座標変換（ｄｑ変換）することにより、現時点で出力されている補償電流Ｉcr，Ｉcs，Ｉctに対応する回転座標軸上のｄ軸補償電流Ｉｃd及びｑ軸電流Ｉｃqを求める。演算部６５は、演算部６３で算出される補償電流のｄ軸指令値Ｉｄrefと回転座標変換部６６で得られるｄ軸補償電流Iｃdとの偏差Ｄを求める。
【0041】
図４は、ｄ軸電流に対する制御ブロック図であり、図示省略したが、q軸電流Ｉｑに対して図４と同様の処理を行うｑ軸電流対応の制御ブロックが別途設けられる。このｑ軸電流の処理では、回転座標変換部６１、６６からのｑ軸電流Ｉｑおよびｄ軸補償電流Ｉｃqが供給されて、補償電流のｑ軸指令値Ｉｑrefが出力される。ただし、このｑ軸電流に対する処理ブロックにおいて、コンデンサ電圧制御は無関係であるため、コンデンサ電圧制御部６０は除かれている。補償電流のｄ軸指令値Ｉｄrefは、高調波成分Ｉｄhを抑制するための目標値であり、同様に補償電流のｑ軸指令値Ｉｑrefは、高調波成分Ｉｑhを抑制するための目標値である。
【0042】
続いて、図５に示す電流制御部６７は、演算部６５で求められる偏差Ｄに対応する補償電流Ｉcr，Ｉcs，Ｉctを系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔに供給するためにマルチレベル変換器２０から出力させるべき補償電圧である交流電圧指令値Ｖcr0，Ｖcs0，Ｖct0を算出するための元になるｄ軸補償電圧Ｖｃdを出力する。図示省略したが、同様にｑ軸電流に関しても図５と同様の処理が行われ、ｑ軸の補償電流Ｖｑが算出される。このｄ軸補償電圧Ｖｃdとｑ軸補償電圧Ｖｃqが入力されたｄｑ軸逆変換器７９によって三相の交流電圧指令値Ｖcr0，Ｖcs0，Ｖct0が得られる。続いて、この交流電圧指令値Ｖcr0，Ｖcs0，Ｖct0が入力されたＰＷＭ変換器８２が、各クラスタ２１がこの指令値に合致した電圧を出力するようにマルチレベル変換器２０の各単位変換器２２におけるスイッチ素子Ｑ１～Ｑ４のオン，オフ動作を行わせるパルス幅変調（PWM）信号を出力する。
【0043】
電流制御部６７の詳細処理を、図５を参照して説明する。電流制御部６７は、演算部６５で求められる偏差の電源周期Ｔに応じた周期的な誤差を低減するため、演算部６５で得られる偏差Ｄを加算部７１，変動保持部７２，積分部（LPF）７３のループ構成により上記推定手段で捕らえた系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの周期ごとに保持および積分しながら積算する。変動保持部７２は、ｅ-ST、すなわち丁度電源周期の１周期前の偏差を出力する。このために電流制御部６７は、少なくとも電源周期Ｔの一周期分の偏差を記憶するメモリを備える。この積算結果に乗算部７４で繰返し制御用の所定の繰返しゲインKrcを乗算するとともに、続く加算部７５においてこの乗算結果を演算部６５から供給される偏差に加算する。そして、電流制御部６７は、加算部７５を経た偏差に対し、比例演算部７６で比例ゲインKpを乗算するとともに並行して積分演算部７７で積分ゲインKiの積分を行い、両者の結果を加算部７８で加算することにより、演算部６５で得られる偏差が零となるｄ軸電圧の操作量Ｖｃd_lを求める。続く加算部８１においてこのｄ軸電圧の操作量Ｖｃd_lに基本電圧波形である電源周期に同期した電圧振幅、すなわち図３のｄ軸電圧Ｖdを加算して、ｄ軸の補償電圧Ｖｃdを算出する。なお、図示しないｑ軸電圧の処理では、ｑ軸電圧の操作量に図３におけるｑ軸電圧Ｖｑを加算して、ｑ軸の補償電圧Ｖｃｑを算出する。
【0044】
演算部６５で得られる偏差Ｄを系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの周期ごとに保持および積分しながら積算し、その積算結果に繰返しゲインKrcを乗算することで、偏差における周期的な誤差を低減するようにしている。
【0045】
図４に戻り、共振検出部４１は、図３に示す推定手段で捕らえた系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値から系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔの線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´を算出し、算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´に含まれる共振成分を検出する。具体的には、算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´に含まれる共振成分をその線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値と閾値との比較により検出する。この共振検出部４１の検出結果が電流制御部６７に送られる。
【0046】
電流制御部６７は、共振検出部４１で共振成分が検出された場合、すなわち共振発生を検出した場合に、上記算出した補償電圧Ｖcr0，Ｖcs0，Ｖct0を算出するために必要な操作量を低減する方向に調整する。操作量を低減することにより、共振を回避して抑制することができる。
【0047】
本実施形態における上述の操作量を低減するための具体的な仕組みを説明する。低減共振成分を検出すると共振検出部４１は、図５中の操作量低減部８５にその旨の信号を送る。操作量低減部８５は、この信号を受けて電流制御部６７内に設定されている各種の制御ゲインを低減する。例えば、乗算部７４の繰返しゲインＫrc、比例演算部７６の比例ゲインKp、積分演算部７７の積分ゲインKiの内の1つもしくは複数の組み合わせ、さらにはそのすべてを低下させる。その低下量としては、例えば、乗算部７４の繰返しゲインＫrcを０にして繰り返し制御を無効にすることも含まれる。なお、図示しないｑ軸電流の処理においても図４のｄ軸電流の処理と同様に各種制御ゲインを低減する。このような操作量の低減は、ｑ軸電流の制御ゲインおよびｄ軸電流の制御ゲインのいずれか一方のみを低減してもよい。通常、ｑ軸電流の処理の方が操作量が大きいため、ｑ軸電流の制御ゲインの低減だけで共振状態から抜け出せる可能性が高い。このように操作量を低減すれば、高調波抑制における応答性が低下するが、応答性を低下させることで共振状態から逃れることができる。
【0048】
また、共振発生を検出した場合、電力変換装置１０を停止させて、完全に共振状態を解消してもよい。電力変換装置１０を停止させる方法は様々な方法が考えられるが、その一例としては、例えば、図４，図５中に破線で示すように共振検出部４１の共振成分の検出信号をＰＷＭ制御器８２に入力して、ＰＷＭ制御器８２の動作を停止させる。この場合、図５中の操作量低減部８５は不要である。高調波抑制装置１０を停止させた場合、その後の高調波抑制装置１０の運転復帰時に再度共振が発生する可能性が高いため、電源ライン側のインピーダンス（送配電配電設備）を見直したり、電流制御部６７内に設定されている各種制御ゲインを変更したりすることが望ましい。
【0049】
共振現象が生じていない状況において、実際の線間電圧Ｖrs、電圧検出部１７で検出される電圧Ｖrn，Ｖsn、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f,Ｖsn_f、共振検出部４１で算出される線間電圧Ｖrs´がマルチレベル変換器２０の動作開始の前後でどのように変化するかの例を図６に示している。マルチレベル変換器２０の動作開始後、電圧Ｖrn，ＶsnにＰＷＭ矩形波成分が重畳し、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f,Ｖsn_fにもある程度のＰＷＭ矩形波成分が残っている。
【0050】
共振現象が生じている状況において、実際の線間電圧Ｖrs、電圧検出部１７で検出される電圧Ｖrn，Ｖsn、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f,Ｖsn_f、共振検出部４１で算出される線間電圧Ｖrs´がマルチレベル変換器２０の動作開始の前後でどのように変化するかの例を図７に示している。マルチレベル変換器２０の動作開始後、電圧Ｖrn，ＶsnにＰＷＭ矩形波成分と共振成分が重畳し、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f,Ｖsn_fにもある程度のＰＷＭ矩形波成分と共振成分が残っている。
【0051】
ＰＷＭ矩形波成分を完全に除去しようとすると、矩形波除去フィルタ１８のフィルタカットオフ周波数を十分に低く設計しなければならず、そうすると共振成分も減衰させることになり、共振の検出が困難になる。一方、矩形波除去フィルタ１８のフィルタカットオフ周波数を高く設計すると、ＰＷＭ矩形波成分および共振成分が共に重畳した状態で残り、ＰＷＭ矩形波成分と共振成分の分離が難しくなり、共振成分を検出するための閾値の設定も難しくなる。
【0052】
これらの点を考慮し、矩形波除去フィルタ１８を経た電圧Ｖrn_f,Ｖsn_fにはある程度のＰＷＭ矩形波成分が残ることは容認しつつ、その電圧Ｖrn_f,Ｖsn_fからの演算によって線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´を求めるようにしている。
【0053】
以上のように、系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔからパッシブフィルタにかけての通電路とマルチレベル変換器２０の中性点Ａとの間の電圧Ｖrn,Ｖsnを検出し、検出した電圧Ｖrn,Ｖsnからマルチレベル変換器２０のスイッチングに伴うＰＷＭ矩形波成分を除去し、この除去後の電圧Ｖrn_f,Ｖsn_fとマルチレベル変換器２０の中性点Ａの電位に重畳する零相電圧Ｖoとに基づいて系統電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの値を推定し、この推定結果からの演算によって系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔの線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´を求めることにより、系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔの実際の線間電圧Ｖrs，Ｖst，Ｖtrに含まれる共振成分を検出することができる。
【0054】
［２］第２実施形態
第１実施形態においては、共振検出部４１の共振検出のための閾値を１つとしたが、第２実施形態では、共振検出部４１の閾値として、第１閾値およびその第１閾値より大きい保護用の第２閾値が設定される。第１閾値、第２閾値は予め定めた固定値でもよいし、第１閾値については、マルチレベル変換器２０が動作する前に当該共振検出部４１で算出される線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値に応じて、可変設定してもよい。さらに第２閾値を第１閾値と同様に可変設定してもよい。
第１実施形態においては、共振検出部４１の共振検出のための閾値を１つとしたが、第２実施形態では、共振検出部４１の閾値として、第１閾値およびその第１閾値より大きい保護用の第２閾値が設定される。第１閾値、第２閾値は予め定めた固定値でもよいし、第１閾値については、マルチレベル変換器２０が動作する前に当該共振検出部４１で算出される線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値に応じて、可変設定してもよい。さらに第２閾値を第１閾値と同様に可変設定してもよい。
【0055】
共振検出部４１は、マルチレベル変換器２０の動作中、算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値が第１閾値以上の場合に、その線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´に共振成分があると判定する。算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値が第１閾値を超えて保護用の第２閾値に達した場合、共振検出部４１は、マルチレベル変換器２０の保護が必要であると判定する。
【0056】
制御部３０は、ピーク値が第１閾値と第２閾値の間にある場合、共振を抑制するべく、上述の交流電圧指令値Ｖcr0，Ｖcs0，Ｖct0を算出するための操作量を低減する制御を実行する。一方、共振検出部４１でマルチレベル変換器２０の保護が必要であると判定される、ピーク値が第２閾値を超えた場合、制御部３０は、マルチレベル変換器２０の安全を保つため、ＰＷＭ制御器８２の動作を停止させるなどしてマルチレベル変換器２０の動作を停止する。このように第４実施形態では、操作量を低減する制御及びマルチレベル変換器２０の動作を停止する制御の２つの保護動作を必要とするため、図５に示すブロック図において、操作量低減部８５と共振検出部４１の出力（図中破線で示す）によってＰＷＭ動作を停止するＰＷＭ変換器８２の両方を設ける必要がある。
他の構成および制御は第１実施形態と同じである
他の構成および制御は第１実施形態と同じである
【0057】
［３］第３実施形態
第３実施形態として、共振検出部４１は、算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値が一定時間内で閾値以上（または上記第１閾値）となる回数を計数し、計数した回数が設定値以上の場合に、その線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´に共振成分ありと判定する。
一時的な線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´の上昇による共振の誤検出を防ぐことができる。
第３実施形態として、共振検出部４１は、算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値が一定時間内で閾値以上（または上記第１閾値）となる回数を計数し、計数した回数が設定値以上の場合に、その線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´に共振成分ありと判定する。
一時的な線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´の上昇による共振の誤検出を防ぐことができる。
【0058】
［４］第４実施形態
第４実施形態として、共振検出部４１は、算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´と、図３に示す位相同期回路（PLL回路）の位相θに同期した理想的な三相交流電圧（正弦波）における線間電圧との差分を共振成分として検出する。
第４実施形態として、共振検出部４１は、算出した線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´と、図３に示す位相同期回路（PLL回路）の位相θに同期した理想的な三相交流電圧（正弦波）における線間電圧との差分を共振成分として検出する。
【0059】
共振検出部４１で算出される線間電圧Ｖrs´と実際の線間電圧Ｖrsとの関係、その線間電圧Ｖrs´と線間電圧Ｖrsとの差分として検出される共振成分を図８に示している。線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のピーク値以外の部分に共振成分が重畳している場合でも、その共振成分を的確に捕らえることができる。
【0060】
［５］第５実施形態
第５実施形態として、零相電圧算出部５９を用いないで共振を検出する方式を説明する。この例では、図１における電圧検出部１７が、三相のすべての電圧を検出する。すなわち、電圧検出部１７は、３つの系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔからパッシブフィルタにかけての各通電路とマルチレベル変換器２０における相互接続点（中性点）Ａとの間の３つの電圧Ｖrn，Ｖsn,Ｖtnを検出する。そして、電圧検出部１７の検出した電圧のすべてが矩形波フィルタ１８に入力され、矩形波フィルタ１８は３つの電圧Ｖrn_f，Ｖsn_f、Ｖtn_fを出力する。
第５実施形態として、零相電圧算出部５９を用いないで共振を検出する方式を説明する。この例では、図１における電圧検出部１７が、三相のすべての電圧を検出する。すなわち、電圧検出部１７は、３つの系統ラインＬｒ，Ｌｓ，Ｌｔからパッシブフィルタにかけての各通電路とマルチレベル変換器２０における相互接続点（中性点）Ａとの間の３つの電圧Ｖrn，Ｖsn,Ｖtnを検出する。そして、電圧検出部１７の検出した電圧のすべてが矩形波フィルタ１８に入力され、矩形波フィルタ１８は３つの電圧Ｖrn_f，Ｖsn_f、Ｖtn_fを出力する。
【0061】
続いて、図４中の共振検出部４１には交流電圧Ｖｒ，Ｖs，Ｖtの代わりに、この３つの電圧Ｖrn_f，Ｖsn_f、Ｖtn_fが入力される。ここで、この３つの電圧Ｖrn_f，Ｖsn_f、Ｖtn_fの相互間の差は各相間の線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´に他ならない。すなわち、各相の電圧Ｖrn_f，Ｖsn_f、Ｖtn_fのすべてに対して同じように零相電圧が重畳していることからその差をとることで零相電圧の影響がなくなる。したがって、この方法でも第１実施形態と同様に適正な線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´を得ることができる。
【0062】
一方、位相θは、零相電圧検出部５９を用いることなく、線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´のみを用いた位相同期回路（PLL回路）を形成して算出する。この結果、線間電圧Ｖrs´，Ｖst´，Ｖtr´の位相θと同期した理想的な三相交流電圧（正弦波）における線間電圧との差分を共振成分として検出することができるようになる。
【0063】
上記各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態および変形例は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0064】
１…系統電源、Ｌｒ，Ｌｓ，Ｌｔ…系統ライン、２…空気調和機（負荷）、１０…電力変換装置、１１…ノイズ除去用フィルタ、１４ｒ，１４ｓ，１４ｔ…変換器用リアクトル、１７…電圧検出部、１８…矩形波除去フィルタ、２０…マルチレベル変換器（変換器）、２１ｒ，２１ｓ，２１ｔ…クラスタ、２２…単位変換器（セル）、３０…制御部、４１…共振検出部、７９…ＰＷＭ変換器、８５…操作量低減部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】