特許 7191176 電力変換装置、発電電動機の制御装置、及び電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-08

(45)【発行日】2022-12-16

(54)【発明の名称】電力変換装置、発電電動機の制御装置、及び電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20221209BHJP

   H02M 7/493 20070101ALI20221209BHJP

   H02P 25/22 20060101ALI20221209BHJP

   H02P 27/08 20060101ALI20221209BHJP

   H02P 21/05 20060101ALI20221209BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 F

H02M7/493

H02P25/22

H02P27/08

H02P21/05

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021167487

(22)【出願日】2021-10-12

【審査請求日】2021-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100122437

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 一宏

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】古川 晃

【審査官】土井 悠生

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０９６３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３７２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８８６７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４２－７／９８

Ｈ０２Ｐ ２１／００－２５／０３

Ｈ０２Ｐ ２５／０４

Ｈ０２Ｐ ２５／１０－２７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１スイッチング素子を有しており、直流電源からの直流電圧を第１交流電圧に変換し、交流回転機の第１の３相巻線に印加する第１電力変換器、
複数の第２スイッチング素子を有しており、前記直流電圧を第２交流電圧に変換し、前記交流回転機の第２の３相巻線に印加する第２電力変換器、及び
前記第１の３相巻線に対する電圧指令である第１電圧指令から３次高調波信号としての第１オフセット電圧を減算して得た第１印加電圧と、第１参照信号とを比較することにより、前記複数の第１スイッチング素子に対する複数の第１オンオフ信号を算出するとともに、前記第２の３相巻線に対する電圧指令である第２電圧指令から３次高調波信号としての第２オフセット電圧を減算して得た第２印加電圧と、第２参照信号とを比較することにより、前記複数の第２スイッチング素子に対する複数の第２オンオフ信号を算出する制御部
を備え、
前記制御部は、
前記第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値と前記第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値のＫ_１倍とが等しくなるように、前記第１電圧指令から前記第１オフセット電圧を減算するとともに、前記第２電圧指令から前記第２オフセット電圧を減算し、
前記第１参照信号及び前記第２参照信号は搬送波信号であり、
前記第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とが等しい場合、前記Ｋ_１は１であり、前記第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とが１８０度異なる場合、前記Ｋ_１は－１である
電力変換装置。

【請求項2】

前記第１電圧指令における変調率と前記第２電圧指令における変調率との比は１対１に設定されている
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記第１の３相巻線の位相と前記第２の３相巻線の位相とは３０度異なっており、
前記制御部は、
前記複数の第１オンオフ信号に基づいて前記第１電力変換器から出力される電圧ベクトルである第１電圧ベクトルと、前記複数の第２オンオフ信号に基づいて前記第２電力変換器から出力される電圧ベクトルである第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となるか又は前記第１電圧ベクトル及び前記第２電圧ベクトルの少なくともいずれか一方が零電圧ベクトルとなるように、前記第１参照信号及び前記第２参照信号の少なくともいずれか一方の信号を、前記第１電圧指令及び前記第２電圧指令の位相である電圧位相に応じて、位相が１８０度異なる第１搬送波信号及び第２搬送波信号のいずれかに切り替える
請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記第１電圧指令における各相を、電圧指令が大きい順に、第１電圧最大相、第１電圧中間相、第１電圧最小相とし、前記第２電圧指令における各相を、電圧指令が大きい順に、第２電圧最大相、第２電圧中間相、第２電圧最小相としたとき、
前記制御部は、
前記第１電圧最大相と前記第２電圧最大相との位相差及び前記第１電圧最小相と前記第２電圧最小相との位相差が３０度である場合、前記第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とを等しくし、
前記第１電圧最大相と前記第２電圧最大相との位相差及び前記第１電圧最小相と前記第２電圧最小相との位相差のいずれか一方が３０度でない場合、前記第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とを１８０度異ならせる
請求項３に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を前記第１参照信号の振幅の中央に一致させるとともに、前記第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を前記第２参照信号の振幅の中央に一致させる
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記複数の第１スイッチング素子は、前記第１の３相巻線の各相に対応している３つの第１高電位側スイッチング素子及び前記第１の３相巻線の各相に対応している３つの第１低電位側スイッチング素子を含み、
前記第１電力変換器は、前記第１の３相巻線の各相に流れる電流を検出する第１電流検出器をさらに有しており、
前記第１電流検出器は、前記３つの第１低電位側スイッチング素子のそれぞれと直列に接続されており、
前記複数の第２スイッチング素子は、前記第２の３相巻線の各相に対応している３つの第２高電位側スイッチング素子及び前記第２の３相巻線の各相に対応している３つの第２低電位側スイッチング素子を含み、
前記第２電力変換器は、前記第２の３相巻線の各相に流れる電流を検出する第２電流検出器をさらに有しており、
前記第２電流検出器は、前記３つの第２低電位側スイッチング素子のそれぞれと直列に接続されており、
前記制御部は、
前記直流電圧の値をＶｄｃとして、前記第１電流検出器及び前記第２電流検出器により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｖｄｃ／２からＫ_２×Ｖｄｃまでの範囲であり、Ｋ _２ が１／２未満の正の値であるとき、
前記第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値及び前記第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値をそれぞれ（Ｋ_２／２－１／４）×Ｖｄｃに設定し、
前記第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とを等しくする
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記複数の第１スイッチング素子は、前記第１の３相巻線の各相に対応している３つの第１高電位側スイッチング素子及び前記第１の３相巻線の各相に対応している３つの第１低電位側スイッチング素子を含み、
前記第１電力変換器は、前記第１の３相巻線の各相に流れる電流を検出する第１電流検出器をさらに有しており、
前記第１電流検出器は、前記３つの第１高電位側スイッチング素子のそれぞれと直列に接続されており、
前記複数の第２スイッチング素子は、前記第２の３相巻線の各相に対応している３つの第２高電位側スイッチング素子及び前記第２の３相巻線の各相に対応している３つの第２低電位側スイッチング素子を含み、
前記第２電力変換器は、前記第２の３相巻線の各相に流れる電流を検出する第２電流検出器をさらに有しており、
前記第２電流検出器は、前記３つの第２高電位側スイッチング素子のそれぞれと直列に接続されており、
前記制御部は、
前記直流電圧の値をＶｄｃとして、前記第１電流検出器及び前記第２電流検出器により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｋ_３×ＶｄｃからＶｄｃ／２までの範囲であり、Ｋ _３ が１／２未満の正の値であるとき、
前記第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値及び前記第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値をそれぞれ（１／４－Ｋ_３／２）×Ｖｄｃに設定し、
前記第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とを等しくする
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記複数の第１スイッチング素子は、前記第１の３相巻線の各相に対応している３つの第１高電位側スイッチング素子及び前記第１の３相巻線の各相に対応している３つの第１低電位側スイッチング素子を含み、
前記第１電力変換器は、前記第１の３相巻線の各相に流れる電流を検出する第１電流検出器をさらに有しており、
前記第１電流検出器は、前記３つの第１低電位側スイッチング素子のそれぞれと直列に接続されており、
前記複数の第２スイッチング素子は、前記第２の３相巻線の各相に対応している３つの第２高電位側スイッチング素子及び前記第２の３相巻線の各相に対応している３つの第２低電位側スイッチング素子を含み、
前記第２電力変換器は、前記第２の３相巻線の各相に流れる電流を検出する第２電流検出器をさらに有しており、
前記第２電流検出器は、前記３つの第２高電位側スイッチング素子のそれぞれと直列に接続されており、
前記制御部は、
前記直流電圧の値をＶｄｃとして、前記第１電流検出器により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｖｄｃ／２からＫ_２×Ｖｄｃまでの範囲であり、且つ前記第２電流検出器により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｋ_３×ＶｄｃからＶｄｃ／２までの範囲であり、Ｋ _２ 及びＫ _３ がいずれも１／２未満の正の値であるとき、
前記第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を（ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２－１／４）×Ｖｄｃに設定し、
前記第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を（１／４－ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２）×Ｖｄｃに設定し、
前記第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とを１８０度異ならせる
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の電力変換装置を備えた発電電動機の制御装置。

【請求項10】

請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の電力変換装置を備えた電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力変換装置、発電電動機の制御装置、及び電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の電力変換装置では、２台のインバータを用いて２つの巻線組に電圧が印加される。また、３次高調波が電圧指令に重畳される場合、２台のインバータが同時に有効電圧ベクトルとなることを回避するため、２台のインバータにおける各搬送波信号が互いに９０度ずらされる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－５０２５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来の電力変換装置では、２つの巻線組の相互インダクタンスの影響により、第１組が有効電圧ベクトルを出力しているときには第２組の電流変化が生じ、第２組が有効電圧ベクトルを出力しているときには第１組の電流変化が生じる。このため、従来の電力変換装置では、相電流リプルが大きくなるという問題があった。

【0005】

本開示は、上記のような課題を解決するために為されたものであり、相電流リプルをより低減させることができる電力変換装置、発電電動機の制御装置、及び電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る電力変換装置は、複数の第１スイッチング素子を有しており、直流電源からの直流電圧を第１交流電圧に変換し、交流回転機の第１の３相巻線に印加する第１電力変換器、複数の第２スイッチング素子を有しており、直流電圧を第２交流電圧に変換し、交流回転機の第２の３相巻線に印加する第２電力変換器、及び第１の３相巻線に対する電圧指令である第１電圧指令から３次高調波信号としての第１オフセット電圧を減算して得た第１印加電圧と、第１参照信号とを比較することにより、複数の第１スイッチング素子に対する複数の第１オンオフ信号を算出するとともに、第２の３相巻線に対する電圧指令である第２電圧指令から３次高調波信号としての第２オフセット電圧を減算して得た第２印加電圧と、第２参照信号とを比較することにより、複数の第２スイッチング素子に対する複数の第２オンオフ信号を算出する制御部を備え、制御部は、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値と第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値のＫ_１倍とが等しくなるように、第１電圧指令から第１オフセット電圧を減算するとともに、第２電圧指令から第２オフセット電圧を減算し、第１参照信号及び第２参照信号は搬送波信号であり、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが等しい場合、Ｋ_１は１であり、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度異なる場合、Ｋ_１は－１である。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る電力変換装置、発電電動機の制御装置、及び電動パワーステアリング装置によれば、相電流リプルをより低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る電力変換装置を示す構成図である。

【図2】図１の第１の３相巻線の位相と第２の３相巻線の位相との関係を示す図である。

【図3】図１の第１電力変換器によって出力される第１電圧ベクトルを示す図である。

【図4】複数の第１オンオフ信号と、第１電力変換器によって出力される第１電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図5】図１の第２電力変換器によって出力される第２電圧ベクトルを示す図である。

【図6】複数の第２オンオフ信号と、第２電力変換器によって出力される第２電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図7】第１電圧指令の波形を示す図である。

【図8】第１オフセット電圧の波形を示す図である。

【図9】第１印加電圧の波形を示す図である。

【図10】図１の第１オンオフ信号発生器の動作を説明するための図である。

【図11】図１の第２オンオフ信号発生器の動作を説明するための図である。

【図12】第１高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図13】第２高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図14】結合係数と６相電流の微分値の直流成分の二乗和との関係を示す図である。

【図15】第１高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図16】第２高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図17】図１の第１オンオフ信号発生器の動作を説明するための図である。

【図18】図１の電力変換装置の発電電動機への適用例を示す構成図である。

【図19】図１の電力変換装置の電動パワーステアリング装置用電動機への適用例を示す構成図である。

【図20】実施の形態２に係る電力変換装置を示す構成図である。

【図21】実施の形態３に係る電力変換装置を示す構成図である。

【図22】実施の形態４に係る電力変換装置を示す構成図である。

【図23】実施の形態５に係る電力変換装置を示す構成図である。

【図24】図２３の電力変換装置が出力する第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルを示す図である。

【図25】第１印加電圧の中心値が０であるときの第１高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図26】第２印加電圧の中心値が０であるときの第２高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。

【図27】結合係数と６相電流の微分値の直流成分の二乗和との関係を示す図である。

【図28】電圧位相が０度から６０度までの領域における第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せの第１の例を示す図である。

【図29】電圧位相が０度から６０度までの領域における第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せの第２の例を示す図である。

【図30】電圧位相に応じた搬送波信号の切替の第１の例を示す図である。

【図31】電圧位相が０度から６０度までの領域における第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せの第３の例を示す図である。

【図32】電圧位相に応じた搬送波信号の切替の第２の例を示す図である。

【図33】電圧位相に応じた搬送波信号の切替の第３の例を示す図である。

【図34】実施の形態１～５の電力変換装置の機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。

【図35】実施の形態１～５の電力変換装置の機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置を示す構成図である。電力変換装置は、平滑コンデンサ３、第１電力変換器４ａ、第２電力変換器４ｂ、第１電流検出器５ａ、第２電流検出器５ｂ、及び制御部６を備えている。

【0010】

電力変換装置には、負荷としての交流回転機１と、電源としての直流電源２とが接続されている。電力変換装置は、直流電源２からの直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換して交流回転機１に印加する。

【0011】

交流回転機１は、３相交流回転機である。交流回転機１は、第１の３相巻線と第２の３相巻線とを有している。第１の３相巻線と第２の３相巻線とは、互いに電気的に接続されることなく、交流回転機１内の固定子に収納されている。第１の３相巻線は、巻線Ｕ１、巻線Ｖ１、及び巻線Ｗ１を有している。巻線Ｕ１、巻線Ｖ１、及び巻線Ｗ１は、それぞれＵ１相の巻線、Ｖ１相の巻線、及びＷ１相の巻線である。第２の３相巻線は、巻線Ｕ２、巻線Ｖ２、及び巻線Ｗ２を有している。巻線Ｕ２、巻線Ｖ２、及び巻線Ｗ２は、それぞれＵ２相の巻線、Ｖ２相の巻線、及びＷ２相の巻線である。

【0012】

交流回転機１としては、例えば、永久磁石同期回転機、誘導回転機、及び同期リラクタンス回転機等が挙げられる。２つの３相巻線を有する交流回転機であれば、上記のいずれの回転機を交流回転機１として用いてもよい。

【0013】

直流電源２は、第１電力変換器４ａ及び第２電力変換器４ｂに接続されている。直流電源２は、第１電力変換器４ａ及び第２電力変換器４ｂに直流電圧Ｖｄｃを出力する。直流電源２としては、例えば、バッテリー、ＤＣ－ＤＣコンバータ、ダイオード整流器、又はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）整流器等が用いられる。

【0014】

平滑コンデンサ３は、直流電源２に対し、並列に接続されている。即ち、平滑コンデンサ３の一端は、直流電源２の正極端子に接続され、平滑コンデンサ３の他端は、直流電源２の負極端子に接続されている。平滑コンデンサ３は、第１電力変換器４ａ及び第２電力変換器４ｂの母線電流の変動を抑制し、直流電流を安定させる。図示しないが、平滑コンデンサ３には、真のコンデンサ容量Ｃ以外に等価直列抵抗Ｒｃ及びリードインダクタンスＬｃが存在している。

【0015】

第１電力変換器４ａは、複数の第１スイッチング素子を有している。第１電力変換器４ａは、直流電源２からの直流電圧Ｖｄｃを第１交流電圧に変換し、交流回転機１の第１の３相巻線に印加する。複数の第１スイッチング素子には、３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、及びＳｗｐ１と、３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、及びＳｗｎ１とが含まれている。

【0016】

第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１は、それぞれＵ１相，Ｖ１相，Ｗ１相に対応している。第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１は、それぞれＵ１相，Ｖ１相，Ｗ１相に対応している。

【0017】

Ｕ１相の第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１及びＵ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１は互いに直列に接続されている。Ｖ１相の第１高電位側スイッチング素子Ｓｖｐ１及びＶ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｖｎ１は互いに直列に接続されている。Ｗ１相の第１高電位側スイッチング素子Ｓｗｐ１及びＷ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｗｎ１は互いに直列に接続されている。複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１は、インバータ回路を構成している。

【0018】

これにより、第１の３相巻線には、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、及びＷ１相電流Ｉｗ１が流れる。

【0019】

第２電力変換器４ｂは、複数の第２スイッチング素子を有している。第２電力変換器４ｂは、直流電源２からの直流電圧Ｖｄｃを第２交流電圧に変換し、交流回転機１の第２の３相巻線に印加する。複数の第２スイッチング素子には、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、及びＳｗｐ２と、３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、及びＳｗｎ２とが含まれている。

【0020】

第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２は、それぞれＵ２相，Ｖ２相，Ｗ２相に対応している。第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２は、それぞれＵ２相，Ｖ２相，Ｗ２相に対応している。

【0021】

Ｕ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２及びＵ２相の第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２は互いに直列に接続されている。Ｖ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｖｐ２及びＶ２相の第２低電位側スイッチング素子Ｓｖｎ２は互いに直列に接続されている。Ｗ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｗｐ２及びＷ２相の第２低電位側スイッチング素子Ｓｗｎ２は互いに直列に接続されている。複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２は、インバータ回路を構成している。

【0022】

これにより、第２の３相巻線には、Ｕ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、及びＷ２相電流Ｉｗ２が流れる。

【0023】

複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１及び複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２のそれぞれには、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とダイオードとの組合せが用いられる。この組合せでは、ＩＧＢＴとダイオードとが逆並列に接続されている。また、ＩＧＢＴに代えて、例えば、バイポーラトランジスタ又はＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）パワートランジスタ等が用いられてもよい。

【0024】

第１電流検出器５ａは、第１電力変換器４ａと第１の３相巻線との間に設けられている。第１電流検出器５ａは、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、及びＷ１相電流Ｉｗ１の値を、電流検出値Ｉｕ１ｓ、Ｉｖ１ｓ、及びＩｗ１ｓとしてそれぞれ検出する。

【0025】

第１電流検出器５ａは、複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１のオンオフ状態にかかわらず、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、及びＷ１相電流Ｉｗ１の値を常時検出することができる。従って、実施の形態１に係る電力変換装置は、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、及びＷ１相電流Ｉｗ１の値が検出できるか否かを考慮することなく、第１電力変換器４ａの各第１スイッチング素子をオンにするかオフにするかを決定することができる。

【0026】

第２電流検出器５ｂは、第２電力変換器４ｂと第２の３相巻線との間に設けられている。第２電流検出器５ｂは、Ｕ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、及びＷ２相電流Ｉｗ２の値を、電流検出値Ｉｕ２ｓ、Ｉｖ２ｓ、及びＩｗ２ｓとしてそれぞれ検出する。

【0027】

第２電流検出器５ｂは、複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２のオンオフ状態にかかわらず、Ｕ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、及びＷ２相電流Ｉｗ２の値を常時検出することができる。従って、実施の形態１に係る電力変換装置は、Ｕ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、及びＷ２相電流Ｉｗ２の値が検出できるか否かを考慮することなく、第２電力変換器４ｂの各第２スイッチング素子をオンにするかオフにするかを決定することができる。

【0028】

制御部６は、電圧指令演算器７、第１オフセット演算器８ａ、第２オフセット演算器８ｂ、第１オンオフ信号発生器９ａ、及び第２オンオフ信号発生器９ｂを有している。

【0029】

電圧指令演算器７は、交流回転機１に対する制御指令に基づいて、第１電圧指令を演算し、演算された第１電圧指令を第１オフセット演算器８ａに入力する。第１電圧指令には、Ｕ１相に対する電圧指令Ｖｕ１、Ｖ１相に対する電圧指令Ｖｖ１、及びＷ１相に対する電圧指令Ｖｗ１が含まれている。

【0030】

また、電圧指令演算器７は、交流回転機１に対する制御指令に基づいて、第２電圧指令を演算し、演算された第２電圧指令を第２オフセット演算器８ｂに入力する。第２電圧指令には、Ｕ２相に対する電圧指令Ｖｕ２、Ｖ２相に対する電圧指令Ｖｖ２、及びＷ２相に対する電圧指令Ｖｗ２が含まれている。

【0031】

電圧指令演算器７は、例えば、電流フィードバック制御又はＶ／Ｆ（Voltage/Frequency）制御により第１電圧指令及び第２電圧指令を演算する。

【0032】

電流フィードバック制御による場合、電圧指令演算器７は、制御指令として、交流回転機１に対する電流指令を設定し、設定された電流指令に基づいて、電圧指令の振幅を決定する。より具体的に述べると、電圧指令演算器７は、交流回転機１に対する電流指令と、電流検出値Ｉｕ１ｓ，Ｉｖ１ｓ，Ｉｗ１ｓとの偏差が零となるように、比例積分制御によって第１電圧指令を演算する。また、電圧指令演算器７は、交流回転機１に対する電流指令と、電流検出値Ｉｕ２ｓ，Ｉｖ２ｓ，Ｉｗ２ｓとの偏差が零となるように、比例積分制御によって第２電圧指令を演算する。

【0033】

Ｖ／Ｆ制御による場合、電圧指令演算器７は、制御指令として、交流回転機１に対する速度指令又は周波数指令を設定し、設定された速度指令又は周波数指令に基づいて、電圧指令の振幅を決定する。

【0034】

なお、Ｖ／Ｆ制御はフィードフォワード制御であるため、電圧指令演算器７は、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１、Ｕ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、及びＷ２相電流Ｉｗ２の情報を必要としない。従って、Ｖ／Ｆ制御による場合、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１、Ｕ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、及びＷ２相電流Ｉｗ２の情報は電圧指令演算器７に入力される必要はない。

【0035】

第１オフセット演算器８ａは、第１オフセット電圧Ｖoffset１を演算する。第１オフセット演算器８ａは、第１電圧指令から第１オフセット電圧Ｖoffset１を減算することにより、第１印加電圧を得る。第１オフセット演算器８ａは、得られた第１印加電圧を第１オンオフ信号発生器９ａに出力する。

【0036】

第１印加電圧には、３相に対応する３つの印加電圧、即ち、Ｕ１相に対応する印加電圧Ｖｕ１’、Ｖ１相に対応する印加電圧Ｖｖ１’、及びＷ１相に対応する印加電圧Ｖｗ１’が含まれている。つまり、第１印加電圧は、以下の式（１）により表される。

【0037】

【数1】

【0038】

ここで、第１電圧指令における各相を、電圧指令が大きい順に、第１電圧最大相、第１電圧中間相、及び第１電圧最小相と呼ぶことにする。また、第１電圧最大相に対する電圧指令をＶｍａｘ１と呼び、第１電圧中間相に対する電圧指令をＶｍｉｄ１と呼び、第１電圧最小相に対する電圧指令をＶｍｉｎ１と呼ぶことにする。

【0039】

具体的には、第１オフセット演算器８ａは、以下の式（２）に基づいて、第１オフセット電圧Ｖoffset１を算出する。このとき、第１印加電圧の中心値、即ち、第１の３相巻線の中性点電位は、－αとなる。

【0040】

【数2】

【0041】

第２オフセット演算器８ｂは、第２オフセット電圧Ｖoffset２を演算する。第２オフセット演算器８ｂは、第２電圧指令から第２オフセット電圧Ｖoffset２を減算することにより、第２印加電圧を得る。第２オフセット演算器８ｂは、得られた第２印加電圧を第２オンオフ信号発生器９ｂに出力する。

【0042】

第２印加電圧には、３相に対応する３つの印加電圧、即ち、Ｕ２相に対応する印加電圧Ｖｕ２’、Ｖ２相に対応する印加電圧Ｖｖ２’、及びＷ２相に対応する印加電圧Ｖｗ２’が含まれている。つまり、第２印加電圧は、以下の式（３）により表される。

【0043】

【数3】

【0044】

ここで、第２電圧指令における各相を、電圧指令が大きい順に、第２電圧最大相、第２電圧中間相、及び第２電圧最小相と呼ぶことにする。また、第２電圧最大相に対する電圧指令をＶｍａｘ２と呼び、第２電圧中間相に対する電圧指令をＶｍｉｄ２と呼び、第２電圧最小相に対する電圧指令をＶｍｉｎ２と呼ぶことにする。

【0045】

具体的には、第２オフセット演算器８ｂは、以下の式（４）に基づいて、第２オフセット電圧Ｖoffset２を算出する。このとき、第２印加電圧の中心値、即ち、第２の３相巻線の中性点電位は、－αとなる。

【0046】

【数4】

【0047】

第１オンオフ信号発生器９ａは、第１印加電圧と第１参照信号とを比較することにより、複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１に対する複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｐ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｐ１、及びＱｗｎ１を算出する。第１参照信号は、搬送波信号である。第１オンオフ信号発生器９ａは、算出された複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１～Ｑｗｎ１を第１電力変換器４ａに出力する。

【0048】

複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１、Ｑｖｐ１、Ｑｗｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｎ１、及びＱｗｎ１は、複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、及びＳｗｎ１をそれぞれオンオフする。

【0049】

複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１～Ｑｗｎ１の値が「１」である場合、第１オンオフ信号発生器９ａは、対応する複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１をオンにするための信号を第１電力変換器４ａに出力する。複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１～Ｑｗｎ１の値が「０」である場合、第１オンオフ信号発生器９ａは、対応する複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１をオフにするための信号を第１電力変換器４ａに出力する。

【0050】

第２オンオフ信号発生器９ｂは、第２印加電圧と第２参照信号とを比較することにより、複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２に対する複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｐ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｐ２、及びＱｗｎ２を算出する。第２参照信号は、搬送波信号である。第２オンオフ信号発生器９ｂは、算出された複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２～Ｑｗｎ２を第２電力変換器４ｂに出力する。

【0051】

複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２、Ｑｖｐ２、Ｑｗｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｎ２、及びＱｗｎ２は、複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、及びＳｗｎ２をそれぞれオンオフする。

【0052】

複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２～Ｑｗｎ２の値が「１」である場合、第２オンオフ信号発生器９ｂは、対応する複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２をオンにするための信号を第２電力変換器４ｂに出力する。複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２～Ｑｗｎ２の値が「０」である場合、第２オンオフ信号発生器９ｂは、対応する複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２をオフにするための信号を第２電力変換器４ｂに出力する。

【0053】

図２は、図１の第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の位相と第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の位相との関係を示す図である。第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２との位相差は零である。

【0054】

図３は、図１の第１電力変換器４ａによって出力される第１電圧ベクトルを示す図である。第１電力変換器４ａは、複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１のオンオフ状態に応じて、８つの第１電圧ベクトルのいずれか１つを出力する。８つの第１電圧ベクトルは、Ｖ０（１）、Ｖ１（１）、Ｖ２（１）、Ｖ３（１）、Ｖ４（１）、Ｖ５（１）、Ｖ６（１）、及びＶ７（１）である。

【0055】

ここで、Ｖ０（１）及びＶ７（１）は零電圧ベクトルである。第１電力変換器４ａが零電圧ベクトルを出力しているとき、第１電力変換器４ａの母線電流である第１母線電流Ｉｉｎｖ１は零となる。また、Ｖ１（１）、Ｖ２（１）、Ｖ３（１）、Ｖ４（１）、Ｖ５（１）、及びＶ６（１）は有効電圧ベクトルである。第１電力変換器４ａが有効電圧ベクトルを出力しているとき、第１母線電流Ｉｉｎｖ１は、各相の電流値又はその反転値となる。

【0056】

図４は、複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１～Ｑｗｎ１と、第１電力変換器４ａによって出力される第１電圧ベクトルとの関係を示す図である。図４に示すように、複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１～Ｑｗｎ１の値の組合せは、８通りである。例えば、Ｑｕｐ１が「０」、Ｑｕｎ１が「１」、Ｑｖｐ１が「０」、Ｑｖｎ１が「１」、Ｑｗｐ１が「０」、Ｑｗｎ１が「１」である場合、第１電力変換器４ａは、第１電圧ベクトルとしてＶ０（１）を出力する。

【0057】

図５は、図１の第２電力変換器４ｂによって出力される第２電圧ベクトルを示す図である。第２電力変換器４ｂは、複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２のオンオフ状態に応じて、８つの第２電圧ベクトルのいずれか１つを出力する。８つの第２電圧ベクトルは、Ｖ０（２）、Ｖ１（２）、Ｖ２（２）、Ｖ３（２）、Ｖ４（２）、Ｖ５（２）、Ｖ６（２）、及びＶ７（２）である。

【0058】

ここで、Ｖ０（２）及びＶ７（２）は零電圧ベクトルである。第２電力変換器４ｂが零電圧ベクトルを出力しているとき、第２電力変換器４ｂの母線電流である第２母線電流Ｉｉｎｖ２は零となる。また、Ｖ１（２）、Ｖ２（２）、Ｖ３（２）、Ｖ４（２）、Ｖ５（２）、及びＶ６（２）は有効電圧ベクトルである。第２電力変換器４ｂが有効電圧ベクトルを出力しているとき、第２母線電流Ｉｉｎｖ２は、各相の電流値又はその反転値となる。

【0059】

第１の３相巻線と第２の３相巻線との位相差は零であるので、Ｖ１（１）とＶ１（２）、Ｖ２（１）とＶ２（２）、Ｖ３（１）とＶ３（２）、Ｖ４（１）とＶ４（２）、Ｖ５（１）とＶ５（２）、Ｖ６（１）とＶ６（２）とはそれぞれ一致する。

【0060】

図６は、複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２～Ｑｗｎ２と、第２電力変換器４ｂによって出力される第２電圧ベクトルとの関係を示す図である。図６に示すように、複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２～Ｑｗｎ２の値の組合せは、８通りである。例えば、Ｑｕｐ２が「０」、Ｑｕｎ２が「１」、Ｑｖｐ２が「０」、Ｑｖｎ２が「１」、Ｑｗｐ２が「０」、Ｑｗｎ２が「１」である場合、第２電力変換器４ｂは、第２電圧ベクトルとしてＶ０（２）を出力する。

【0061】

図７は、第１電圧指令Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１の波形を示す図である。第１電圧指令Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１は、互いに位相が１２０度異なる正弦波により表される。

【0062】

図８は、第１オフセット電圧Ｖoffset１の波形を示す図である。式（２）により演算される第１オフセット電圧Ｖoffset１は、１周期が１２０度の信号となる。従って、第１オフセット電圧Ｖoffset１は、１周期が３６０度の第１電圧指令に対する３次高調波信号となる。

【0063】

図９は、第１印加電圧Ｖｕ１’，Ｖｖ１’，Ｖｗ１’の波形を示す図である。式（１）により演算される第１印加電圧Ｖｕ１’，Ｖｖ１’，Ｖｗ１’は、図９に示すような波形となる。

【0064】

また、図示しないが、第２電圧指令Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２は、第１電圧指令Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１と同様に、互いに位相が１２０度異なる正弦波により表される。第２オフセット電圧Ｖoffset２は、第１オフセット電圧Ｖoffset１と同様に、第２電圧指令に対する３次高調波信号となる。第２印加電圧Ｖｕ２’，Ｖｖ２’，Ｖｗ２’は、第１印加電圧Ｖｕ１’，Ｖｖ１’，Ｖｗ１’と同様の波形となる。

【0065】

図１０は、図１の第１オンオフ信号発生器９ａの動作を説明するための図である。図１０において、Ｕ１相に対する電圧指令Ｖｕ１、Ｖ１相に対する電圧指令Ｖｖ１、Ｗ１相に対する電圧指令Ｖｗ１には、Ｖｕ１＞Ｖｖ１＞Ｖｗ１の関係が成り立っている。Ｃ１は第１搬送波信号である。第１搬送波信号Ｃ１は、最小値が－Ｖｄｃ／２、最大値がＶｄｃ／２、周期Ｔｃの三角波である。

【0066】

第１オンオフ信号発生器９ａは、第１参照信号としての第１搬送波信号Ｃ１と、Ｕ１相の印加電圧Ｖｕ１’とを比較する。Ｕ１相の印加電圧Ｖｕ１’が第１搬送波信号Ｃ１以上である場合、第１オンオフ信号発生器９ａは、Ｑｕｐ１及びＱｕｎ１としてそれぞれ「１」及び「０」を第１電力変換器４ａに出力する。Ｕ１相の印加電圧Ｖｕ１’が第１搬送波信号Ｃ１よりも小さい場合、第１オンオフ信号発生器９ａは、Ｑｕｐ１及びＱｕｎ１としてそれぞれ「０」及び「１」を第１電力変換器４ａに出力する。

【0067】

その結果、第１電力変換器４ａは、第１電圧ベクトルとして、ｔ１～ｔ２及びｔ８～ｔ９においてＶ７（１）、ｔ２～ｔ３及びｔ７～ｔ８においてＶ２（１）、ｔ３～ｔ４及びｔ６～ｔ７においてＶ１（１）、ｔ４～ｔ６においてＶ０（１）をそれぞれ出力する。

【0068】

図１１は、図１の第２オンオフ信号発生器９ｂの動作を説明するための図である。図１１において、Ｕ２相に対する電圧指令Ｖｕ２、Ｖ２相に対する電圧指令Ｖｖ２、Ｗ２相に対する電圧指令Ｖｗ２には、Ｖｕ２＞Ｖｖ２＞Ｖｗ２の関係が成り立っている。Ｃ１は、図１０におけるＣ１と同じ第１搬送波信号である。

【0069】

第２オンオフ信号発生器９ｂは、第２参照信号としての第１搬送波信号Ｃ１と、Ｕ２相の印加電圧Ｖｕ２’とを比較する。Ｕ２相の印加電圧Ｖｕ２’が第１搬送波信号Ｃ１以上である場合、第２オンオフ信号発生器９ｂは、Ｑｕｐ２及びＱｕｎ２としてそれぞれ「１」及び「０」を第２電力変換器４ｂに出力する。Ｕ２相の印加電圧Ｖｕ２’が第１搬送波信号Ｃ１よりも小さい場合、第２オンオフ信号発生器９ｂは、Ｑｕｐ２及びＱｕｎ２としてそれぞれ「０」及び「１」を第２電力変換器４ｂに出力する。

【0070】

その結果、第２電力変換器４ｂは、第２電圧ベクトルとして、ｔ１～ｔ２及びｔ８～ｔ９においてＶ７（２）、ｔ２～ｔ３及びｔ７～ｔ８においてＶ２（２）、ｔ３～ｔ４及びｔ６～ｔ７においてＶ１（２）、ｔ４～ｔ６においてＶ０（２）をそれぞれ出力する。

【0071】

このように、式（２）及び式（４）のように第１オフセット電圧Ｖoffset１及び第２オフセット電圧Ｖoffset２を設定することにより、有効電圧ベクトル区間の中央時刻及び零電圧ベクトル区間の中央時刻をそれぞれ揃えることができる。有効電圧ベクトル区間は、有効電圧ベクトルが出力されている区間である。零電圧ベクトル区間は、零電圧ベクトルが出力されている区間である。そして、それぞれの区間における第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとを一致させることができる。これにより、相電流リプルを低減することができる。

【0072】

図１２は、第１高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。また、図１３は、第２高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。ここで、縦軸は電圧位相であり、電圧位相が０度から３６０度までの範囲が示されている。横軸は、第１搬送波信号Ｃ１の周期Ｔｃに相当する。

【0073】

図１２及び図１３に示すように、例えば、電圧位相が４０度の場合、同時に出力される第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの組合せは、Ｖ７（１）とＶ７（２）、Ｖ２（１）とＶ２（２）、Ｖ１（１）とＶ１（２）、Ｖ０（１）とＶ０（２）となる。このように、電圧ベクトルの各区間において、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとを一致させることができる。これは、上記の式（２）及び式（４）によって、第１の３相巻線の中性点電位と第２の３相巻線の中性点電位が揃えられるからである。

【0074】

次に、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの組合せを考慮した相電流リプルの低減方法について述べる。ここでは、説明を簡単にするため、抵抗成分及び誘起電圧成分を０と見做しているが、抵抗成分及び誘起電圧成分が０でない場合についても同様の考えに基づいて説明することができる。

【0075】

第１電力変換器４ａにおけるｄ軸電圧を第１ｄ軸電圧Ｖｄ１、第１電力変換器４ａにおけるｑ軸電圧を第１ｑ軸電圧Ｖｑ１、第２電力変換器４ｂにおけるｄ軸電圧を第２ｄ軸電圧Ｖｄ２、第２電力変換器４ｂにおけるｑ軸電圧を第２ｑ軸電圧Ｖｑ２とする。このとき、以下の式（５）が成り立つ。

【0076】

【数5】

【0077】

ｄ軸自己インダクタンスをＬｄ、ｄ軸相互インダクタンスをＭｄ、ｑ軸自己インダクタンスをＬｑ、ｑ軸相互インダクタンスをＭｑ、電気角をθ、微分演算子をｐとすると、６相電流の微分値ｐｉｕ１～ｐｉｗ２は、以下の式（６）により表すことができる。

【0078】

【数6】

【0079】

結合係数をｋとし、式（７）のように簡単化し、以下では、６相電流の微分値を式（８）で表されるベース電流の微分値ｐｉｂａｓｅに対する比として表現する。

【0080】

【数7】

【0081】

【数8】

【0082】

第１電力変換器４ａが第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）を出力し、第２電力変換器４ｂが第２電圧ベクトルとしてＶ０（２）を出力する場合、６相電流の微分値の直流成分ｐｉｕ１＿ｄｃ～ｐｉｗ２＿ｄｃは、以下の式（９）により与えられる。交流回転機１の効率は、６相すべての相電流リプルに影響を受ける。そのため、交流回転機１の効率を向上させるには、６相電流の微分値の直流成分の二乗和を最小化すればよい。この場合、６相電流の微分値の直流成分の二乗和は、以下の式（１０）により表される。なお、「６相電流の微分値の直流成分の二乗和」は、以下「微分直流二乗和」と略して呼ぶことにする。

【0083】

【数9】

【0084】

【数10】

【0085】

結合係数ｋが０である場合、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相には電流は流れないが、相互インダクタンスが存在するために、第２電力変換器４ｂが零電圧ベクトルを出力している場合であっても、第１電力変換器４ａが有効電圧ベクトルを出力している場合には、第２の３相巻線を流れる電流にも変化が生じる。従って、第１電力変換器４ａ及び第２電力変換器４ｂのいずれかにおいて有効電圧ベクトルが出力されているときには電流変化が生じる。従って、第１電力変換器４ａによる零電圧ベクトル区間と第２電力変換器４ｂによる零電圧ベクトル区間とを重複させることにより、電流変化が抑制され、相電流リプルが低減される。

【0086】

具体的には、第１電力変換器４ａによる零電圧ベクトル区間と第２電力変換器４ｂによる零電圧ベクトル区間とを重複させることは、式（２）及び式（４）に従って、第１印加電圧の中心値と第２印加電圧の中心値とを揃えることにより実現可能である。

【0087】

第１電力変換器４ａが第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）を出力し、第２電力変換器４ｂが第２電圧ベクトルとしてＶ１（２）を出力する場合、６相電流の微分値の直流成分は、以下の式（１１）により与えられる。この場合、微分直流二乗和は、以下の式（１２）により表される。

【0088】

【数11】

【0089】

【数12】

【0090】

第１電力変換器４ａが第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）を出力し、第２電力変換器４ｂが第２電圧ベクトルとしてＶ２（２）を出力する場合、６相電流の微分値の直流成分は、以下の式（１３）により与えられる。この場合、微分直流二乗和は、以下の式（１４）により表される。

【0091】

【数13】

【0092】

【数14】

【0093】

第１電力変換器４ａが第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）を出力し、第２電力変換器４ｂが第２電圧ベクトルとしてＶ３（２）を出力する場合、６相電流の微分値の直流成分は、以下の式（１５）により与えられる。この場合、微分直流二乗和は、以下の式（１６）により表される。

【0094】

【数15】

【0095】

【数16】

【0096】

第１電力変換器４ａが第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）を出力し、第２電力変換器４ｂが第２電圧ベクトルとしてＶ４（２）を出力する場合、６相電流の微分値の直流成分は、以下の式（１７）により与えられる。この場合、微分直流二乗和は、以下の式（１８）により表される。

【0097】

【数17】

【0098】

【数18】

【0099】

微分直流二乗和は、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差によって決定される。従って、Ｖ１（１）とＶ５（２）とが同時に出力される場合における微分直流二乗和は、Ｖ１（１）とＶ３（２）とが同時に出力される場合における微分直流二乗和と等しい。また、Ｖ１（１）とＶ６（２）とが同時に出力される場合における微分直流二乗和は、Ｖ１（１）とＶ２（２）とが同時に出力される場合における微分直流二乗和と等しい。

【0100】

図１４は、結合係数ｋと微分直流二乗和との関係を示す図である。第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）が出力される場合、結合係数ｋが０．２７よりも大きい領域では、第２電圧ベクトルとしてＶ０（２）が出力されるよりも、Ｖ１（２）が出力されることにより、相電流の変化をより小さくすることができる。Ｖ０（２）は零電圧ベクトルであり、Ｖ１（２）はＶ１（１）との位相差が零の電圧ベクトルである。

【0101】

一方、第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）が出力される場合に、Ｖ１（１）との位相差が１２０度のＶ３（２）が第２電圧ベクトルとして出力されると、相電流の変化が増大する。従って、相電流リプルを低減するためには、少なくとも、Ｖ１（１）との位相差が１２０度のＶ３（２）及びＶ１（１）との位相差が１８０度のＶ４（２）がＶ１（１）と同時に出力されることを回避する必要がある。

【0102】

以上のように、第１電圧ベクトルＶ１（１）及び第１電圧ベクトルＶ１（１）と組み合わせられる第２電圧ベクトルについて説明したが、他の第１電圧ベクトルＶ２（１）～Ｖ６（１）と組み合わされる第２電圧ベクトルについても同様に考えればよい。

【0103】

また、第２オフセット演算器８ｂは、第２オフセット電圧Ｖoffset２を以下の式（１９）に基づいて算出し、第２オンオフ信号発生器９ｂは、第２参照信号として、第２搬送波信号Ｃ２を用いてもよい。第２搬送波信号Ｃ２は、第１搬送波信号Ｃ１の位相と１８０度異なる信号である。このとき、第２印加電圧の中心値、即ち、第２の３相巻線の中性点電位は「α」となる。

【0104】

【数19】

【0105】

図１５は、第１高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。図１６は、第２高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。例えば、電圧位相が４０度の場合、同時に出力される第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの組合せは、Ｖ７（１）とＶ０（２）、Ｖ２（１）とＶ１（２）、Ｖ２（１）とＶ２（２）、Ｖ１（１）とＶ２（２）、及びＶ０（１）とＶ７（２）である。

【0106】

この例では、Ｖ２（１）とＶ１（２）との組合せ及びＶ１（１）とＶ２（２）との組合せのように、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が６０度の組合せの区間が存在するため、図１２及び図１３の場合とくらべて相電流リプルは大きくなる。しかし、有効電圧ベクトル区間及び零電圧ベクトル区間が揃っているため、相電流リプルは抑制される傾向がある。零電圧ベクトル区間は、零電圧ベクトルが出力されている区間である。

【0107】

このように、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを１８０度ずらした場合であっても、第２印加電圧の中心値が第１印加電圧の中心値の－１倍となるように、各電圧指令から各オフセット電圧が減算される。これにより、第１電力変換器４ａの零電圧ベクトル区間と第２電力変換器４ｂの零電圧ベクトル区間とを揃えることができる。また、これにより、相電流リプルを低減できる。

【0108】

つまり、第１オフセット演算器８ａは、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値と、第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値のＫ_１倍とが等しくなるように、第１電圧指令から第１オフセット電圧を減算する。また、第２オフセット演算器８ｂは、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値と、第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値のＫ_１倍とが等しくなるように、第２電圧指令から第２オフセット電圧を減算する。第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが等しい場合、Ｋ_１は「１」であり、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度異なる場合、Ｋ_１は「－１」である。これにより、相電流リプルを低減できる。

【0109】

図１７は、図１の第１オンオフ信号発生器９ａの動作を説明するための図である。図１７には、式（２）において、αを「０」としたときの複数の第１オンオフ信号及び第１電圧ベクトルが示されている。ここでは、搬送波信号２周期に相当する期間が示されている。

【0110】

第１印加電圧の基本波成分を除去して考えると、第１の３相巻線の各相の相電流は、ｔ１、ｔ９、及びｔ１７において等しくなる。また、有効電圧ベクトルが出力される区間では、第１電圧ベクトルと電気角とにより６相電流の微分値が決定され、決定された微分値に応じて相電流が変化する。一方、零電圧ベクトルが出力される区間では、有効電圧ベクトルが出力される区間における相電流の変化を打ち消すように、０に向かって相電流が変化する。

【0111】

仮に、αを以下の式（２０）によって定義すると、第１電圧最大相であるＵ１相の印加電圧Ｖｕ１’はＶｄｃ／２となるので、ｔ４～ｔ６の区間の長さは０となる。この場合、相電流リプルの波高値は、ｔ２～ｔ４における電流変化の幅の２倍となる。

【0112】

【数20】

【0113】

一方、図１７のように、αを「０」に設定した場合、第１電圧最大相における電圧指令Ｖｍａｘ１と第１電圧最小相における電圧指令Ｖｍｉｎ１とは、０Ｖを中心として対称に配置される。そのため、ｔ４～ｔ６の区間の長さは、ｔ１～ｔ２の区間の長さとｔ８～ｔ９の区間の長さとの和、即ち、ｔ８～ｔ１０の区間の長さと等しくなる。そのため、第１印加電圧の基本波成分を除去して考えると、相毎に、ｔ１、ｔ５、ｔ９、ｔ１３、及びｔ１７における相電流は等しくなる。

【0114】

その結果、相電流リプルの波高値は、ｔ２～ｔ４における電流変化の幅と等しくなる。つまり、αを「０」に設定し、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を第１参照信号の振幅の中央と一致させることにより、ｔ４～ｔ６の区間の長さは、ｔ８～ｔ１０の区間の長さと等しくなる。これにより、零電圧ベクトルが均等に配置され、相電流リプルの抑制効果を向上させることができる。「零電圧ベクトルを均等に配置する」とは、零電圧ベクトルＶ０（１）を出力する区間の長さと、零電圧ベクトルＶ７（１）を出力する区間の長さとを等しくすることである。

【0115】

また、第２オンオフ信号発生器９ｂの動作は、第１オンオフ信号発生器９ａの動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を第２参照信号の振幅の中央と一致させる。

【0116】

また、変調率により有効電圧ベクトル区間の長さが決まる。そのため、第１電圧指令の変調率と第２電圧指令の変調率との比を１対１とすることにより、有効電圧ベクトル区間を重複させることができ、相電流リプルをより低減させることができる。ここで、変調率は、直流電圧Ｖｄｃに対する線間電圧の波高値の比と定義される。

【0117】

図１８は、図１の電力変換装置の発電電動機への適用例を示す構成図である。電力変換装置の構成については、図１を用いて説明した通りであるため、ここではその説明は省略される。発電電動機は、例えば、車両用発電電動機である。発電電動機は、交流回転機１及び内燃機関８０１を有している。発電電動機は、図示しない車両に搭載されている。

【0118】

交流回転機１は、内燃機関８０１の補機として、図示しない駆動系部品を経由して車両に設けられた車輪の駆動力を発生させるとともに、内燃機関８０１の回転を利用して発電を行う。

【0119】

内燃機関８０１の回転数がアイドル回転数に近いほど、交流回転機１により発電動作が実施される頻度は高くなる。また、アイドル回転数付近の比較的低い回転数における運転では、鉄損が発電効率に与える影響は、比較的大きくなる。

【0120】

実施の形態１の電力変換装置によれば、内燃機関８０１のアイドル回転数付近において頻繁に実施される交流回転機１の発電動作における相電流リプルが抑制される。これにより、鉄損が低減されるとともに、より効率のよい発電が行われる。また、力行運転により駆動力をアシストする場合においても同様に、鉄損が低減されるとともに、効率のよい駆動が行われることにより、車両の燃費をより向上させることができる。

【0121】

図１９は、図１の電力変換装置の電動パワーステアリング装置用電動機への適用例を示す構成図である。電力変換装置の構成については、図１を用いて説明した通りであるため、ここではその説明は省略される。交流回転機１は、図示しない車両の電動パワーステアリング装置に接続されている。

【0122】

車両は、ハンドル９０１、前輪９０２、トルク検出器９０３、ギヤ９０４、及び制御指令生成部９０５を有している。車両の運転者は、ハンドル９０１を左右に回転させることにより、前輪９０２の操舵を行う。トルク検出器９０３は、ステアリング系の操舵トルクＴｓを検出し、検出された操舵トルクＴｓを制御指令生成部９０５に出力する。

【0123】

制御指令生成部９０５は、トルク検出器９０３から出力された操舵トルクＴｓに基づいて、交流回転機１を制御するための制御指令を演算する。演算された制御指令は、制御部６の電圧指令演算器７に入力される。制御指令生成部９０５は、制御指令として、以下の式（２１）により、トルク電流指令Ｉｑ＿ｔｇｔを演算する。ここで、ｋａは定数である。

【0124】

【数21】

【0125】

実施の形態１に係る電力変換装置を電動パワーステアリング装置用の電動機に用いることにより、相電流リプルが低減され、運転者にとって不快な振動が、ハンドル９０１を介して、運転者に伝わることが抑制される。また、車室内に伝わる騒音が低減される。

【0126】

なお、定数ｋａは、操舵トルクＴｓ又は車両の走行速度に応じて変化するように設定されてもよい。ここでは、式（２１）を用いてトルク電流指令Ｉｑ＿ｔｇｔが決定されるが、操舵状況に応じた公知の補償制御に基づいてトルク電流指令Ｉｑ＿ｔｇｔが決定されてもよい。ここでは、単純化して、ｑ軸電流に対するトルク電流指令Ｉｑ＿ｔｇｔのみが決定されていたが、ｑ軸電流に対するトルク電流指令だけでなく、ｄ軸電流に対するトルク電流指令が決定される方式であってもよい。

【0127】

以上のように、実施の形態１に係る電力変換装置は、第１電力変換器４ａ、第２電力変換器４ｂ、及び制御部６を備えている。第１電力変換器４ａは、複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１を有しており、直流電源２からの直流電圧Ｖｄｃを第１交流電圧に変換し、交流回転機１の第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に印加する。第２電力変換器４ｂは、複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２を有しており、直流電圧Ｖｄｃを第２交流電圧に変換し、交流回転機１の第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に印加する。

【0128】

制御部６は、第１電圧指令Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１から３次高調波信号としての第１オフセット電圧Ｖoffset１を減算して得た第１印加電圧Ｖｕ１’，Ｖｖ１’，Ｖｗ１’と、第１参照信号とを比較する。これにより、制御部６は、複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１に対する複数の第１オンオフ信号Ｑｕｐ１～Ｑｗｎ１を算出する。第１電圧指令Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１は、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に対する電圧指令である。

【0129】

制御部６は、第２電圧指令Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２から３次高調波信号としての第２オフセット電圧Ｖoffset２を減算して得た第２印加電圧Ｖｕ２’，Ｖｖ２’，Ｖｗ２’と、第２参照信号とを比較する。これにより、制御部６は、複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２に対する複数の第２オンオフ信号Ｑｕｐ２～Ｑｗｎ２を算出する。第２電圧指令Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｖｗ２は、第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に対する電圧指令である。

【0130】

制御部６は、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値と第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値のＫ_１倍とが等しくなるように、第１電圧指令から第１オフセット電圧Ｖoffset１を減算する。また、これとともに、制御部６は、第２電圧指令から第２オフセット電圧Ｖoffset２を減算する。

【0131】

第１参照信号及び第２参照信号は搬送波信号である。第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが等しい場合、Ｋ_１は１であり、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度異なる場合、Ｋ_１は－１である。

【0132】

これによれば、第１電力変換器４ａにおける有効電圧ベクトル区間の中央時刻と第２電力変換器４ｂにおける有効電圧ベクトル区間の中央時刻とが揃うため、有効電圧ベクトル区間が最短となる。その結果、相電流リプルが低減される。

【0133】

また、第１電圧指令における変調率と第２電圧指令における変調率との比は１対１に設定されている。

【0134】

これによれば、第１電力変換器４ａによる有効電圧ベクトル区間と第２電力変換器４ｂによる有効電圧ベクトル区間とを重複させることができ、これにより、相電流リプルがより効果的に低減される。

【0135】

また、制御部６は、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を第１参照信号の振幅の中央に一致させるとともに、第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を第２参照信号の振幅の中央に一致させる。

【0136】

これによれば、零電圧ベクトル区間が均等に配置される。その結果、相電流リプルがより低減される。

【0137】

また、発電電動機の制御装置は、実施の形態１に係る電力変換装置を備えている。

【0138】

これによれば、発電電動機における鉄損を低減し、効率的な発電が可能となる。従って、車両用発電電動機に適用された場合、車両の燃費を向上することができる。

【0139】

また、電動パワーステアリング装置は、実施の形態１に係る電力変換装置を備えている。

【0140】

これによれば、電力変換装置の相電流リプルが低減されることにより、ハンドルを介して運転者に伝達される振動が抑制されるとともに、車室内の騒音が低減される。

【0141】

なお、実施の形態１に係る電力変換装置では、第１の３相巻線と第２の３相巻線との位相差が零となるように設けられていたが、上記位相差は必ずしも零である必要はない。つまり、第１の３相巻線と第２の３相巻線との位相差が零でない場合であっても、第１電力変換器４ａにおける有効電圧ベクトル区間の中央時刻と第２電力変換器４ｂにおける有効電圧ベクトル区間の中央時刻とを揃えることにより、相電流リプルは低減される。

【0142】

また、第１電流検出器５ａは、例えば、第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｎ１のそれぞれに直列に電流検出用抵抗を設けて、電流検出値Ｉｕ１ｓ、Ｉｖ１ｓ、及びＩｗ１ｓを検出する方式の電流検出器であってもよい。

【0143】

また、第１電流検出器５ａは、第１電力変換器４ａと平滑コンデンサ３との間に電流検出用抵抗を設けて、第１電力変換器４ａへの入力電流を検出し、その検出値から、電流検出値Ｉｕ１ｓ、Ｉｖ１ｓ、及びＩｗ１ｓを検出する方式の電流検出器であってもよい。これらの場合には、電流検出可否を考慮して、複数の第１スイッチング素子Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１のオンオフを決定すればよい。

【0144】

また、第２電流検出器５ｂは、例えば、第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｎ２のそれぞれに直列に電流検出用抵抗を設けて、電流検出値Ｉｕ２ｓ、Ｉｖ２ｓ、及びＩｗ２ｓを検出する方式の電流検出器であってもよい。

【0145】

また、第２電流検出器５ｂは、第２電力変換器４ｂと平滑コンデンサ３との間に電流検出用抵抗を設けて、第２電力変換器４ｂへの入力電流を検出し、その検出値から、電流検出値Ｉｕ２ｓ、Ｉｖ２ｓ、及びＩｗ２ｓを検出する方式の電流検出器であってもよい。これらの場合には、電流検出可否を考慮して、複数の第２スイッチング素子Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２のオンオフを決定すればよい。

【0146】

実施の形態２．
図２０は、実施の形態２に係る電力変換装置を示す構成図である。図２０の電力変換装置には、図１の第１電流検出器５ａに代えて、第１電流検出器５ａ１が設けられている。また、図２０の電力変換装置には、図１の第２電流検出器５ｂに代えて、第２電流検出器５ｂ１が設けられている。

【0147】

上記以外の構成については、図１の電力変換装置と同様である。以下、図１の電力変換装置と同様の構成についての説明は省略される。

【0148】

第１電流検出器５ａ１は、３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、及びＳｗｎ１のそれぞれと直列に接続されている。第１電流検出器５ａ１は、３つのシャント抵抗を有している。３つのシャント抵抗は、Ｕ１相電流を検出するための抵抗、Ｖ１相電流を検出するための抵抗、及びＷ１相電流を検出するための抵抗である。

【0149】

より具体的に述べると、Ｕ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｕ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１と直流電源２の負極端子との間に接続されている。Ｖ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｖ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｖｎ１と直流電源２の負極端子との間に接続されている。Ｗ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｗ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｗｎ１と直流電源２の負極端子との間に接続されている。

【0150】

図１０に示すような印加電圧が第１オンオフ信号発生器９ａに入力される場合、第１電流検出器５ａ１は、時刻ｔ５において、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を流れる電流の検出値として、Ｉｕ１ｓ，Ｉｖ１ｓ，Ｉｗ１ｓを得る。しかし、第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１のいずれかがオンしている場合、第１電流検出器５ａ１は、第１高電位側スイッチング素子がオンしている相の電流を検出することができない。

【0151】

つまり、Ｕ１相の検出値Ｉｕ１ｓは、ｔ１～ｔ４及びｔ６～ｔ９の間において「０」となり、Ｖ１相の検出値Ｉｖ１ｓは、ｔ１～ｔ３及びｔ７～ｔ９の間において「０」となり、Ｗ１相の検出値Ｉｗ１ｓは、ｔ１～ｔ２及びｔ８～ｔ９の間において「０」となる。

【0152】

従って、Ｕ１相の検出値Ｉｕ１ｓは、時刻ｔ４において、「０」から実際に流れている電流「Ｉｕ１」に向かって変化する。そのため、第１電流検出器５ａ１には、検出された電流波形が整定するための整定時間が必要である。整定時間を確保するために、第１電流検出器５ａ１において電流を検出可能な印加電圧の範囲は、－Ｖｄｃ／２～Ｋ_２×Ｖｄｃに制限される。ここで、Ｋ_２は１／２未満の正の値である。

【0153】

第２電流検出器５ｂ１は、３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、及びＳｗｎ２のそれぞれと直列に接続されている。第２電流検出器５ｂ１は、３つのシャント抵抗を有している。３つのシャント抵抗は、Ｕ２相電流を検出するための抵抗、Ｖ２相電流を検出するための抵抗、及びＷ２相電流を検出するための抵抗である。

【0154】

より具体的に述べると、Ｕ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｕ２相の第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２と直流電源２の負極端子との間に接続されている。Ｖ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｖ２相の第２低電位側スイッチング素子Ｓｖｎ２と直流電源２の負極端子との間に接続されている。Ｗ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｗ２相の第２低電位側スイッチング素子Ｓｗｎ２と直流電源２の負極端子との間に接続されている。

【0155】

図１１に示すような印加電圧が第２オンオフ信号発生器９ｂに入力される場合、第２電流検出器５ｂ１は、時刻ｔ５において、第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を流れる電流の検出値として、Ｉｕ２ｓ，Ｉｖ２ｓ，Ｉｗ２ｓを得る。しかし、第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２のいずれかがオンしている場合、第２電流検出器５ｂ１は、第２高電位側スイッチング素子がオンしている相の電流を検出することができない。

【0156】

第１電流検出器５ａ１と同様に、波形の整定時間が必要であるため、第２電流検出器５ｂ１において電流を検出可能な印加電圧の範囲は、－Ｖｄｃ／２～Ｋ_２×Ｖｄｃに制限される。

【0157】

上記式（２）に従って第１オフセット電圧Ｖoffset１を算出し、αが「０」である場合には、印加電圧の最大値の絶対値と、印加電圧の最小値の絶対値とは等しくなる。そのため、印加電圧の最大値がＫ_２×Ｖｄｃ以下であれば、すべての電気角において３相同時に電流の検出が可能となる。従って、３相同時に電流の検出が可能な変調率の最大値は、２Ｋ_２となる。

【0158】

実施の形態２に係る電力変換装置では、より広い電気角範囲において３相同時に電流の検出を行えるように、以下の式（２２）によりαを与える。ここで、第１印加電圧の中心値及び第２印加電圧の中心値をともに（Ｋ_２／２－１／４）×Ｖｄｃとする。この条件では、変調率が（Ｋ_２＋１／２）以下のとき、すべての電気角において、印加電圧の最大値がＫ_２×Ｖｄｃ以下となり、印加電圧の最小値が－Ｖｄｃ／２以上となる。これにより、３相同時に電流の検出が可能となる。

【0159】

【数22】

【0160】

第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度異なる場合、第１電流検出器５ａ１において３相同時に電流の検出が可能なタイミングと、第２電流検出器５ｂ１において３相同時に電流の検出が可能なタイミングとがずれる。

【0161】

そこで、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくすることにより、より広い電気角範囲において３相同時に電流の検出が可能な状態を実現することができる。

【0162】

つまり、第１印加電圧の中心値及び第２印加電圧の中心値を（Ｋ_２／２－１／４）×Ｖｄｃとし、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくすることにより、中性点電位の変動を抑制するとともに相電流リプルを低減することができる。また、３相同時に電流の検出が可能な変調率の上限値を大きくすることができる。

【0163】

以上のように、実施の形態２に係る電力変換装置では、複数の第１スイッチング素子は、３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１及び３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１を含んでいる。３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１及び３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１は、第１の３相巻線の各相に対応している。

【0164】

第１電力変換器４ａは、第１電流検出器５ａ１をさらに有している。第１電流検出器５ａ１は、第１の３相巻線の各相に流れる電流を検出する。第１電流検出器５ａ１は、３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１のそれぞれと直列に接続されている。

【0165】

複数の第２スイッチング素子は、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２及び３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２を含んでいる。３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２及び３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２は、第２の３相巻線の各相に対応している。

【0166】

第２電力変換器４ｂは、第２電流検出器５ｂ１をさらに有している。第２電流検出器５ｂ１は、第２の３相巻線の各相に流れる電流を検出する。第２電流検出器５ｂ１は、３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２のそれぞれと直列に接続されている。

【0167】

制御部６は、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値及び第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値をそれぞれ（Ｋ_２／２－１／４）×Ｖｄｃに設定する。また、制御部６は、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくする。ここで、上記制御が行われるのは、第１電流検出器５ａ１及び第２電流検出器５ｂ１により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｖｄｃ／２からＫ_２×Ｖｄｃまでの範囲であるときである。また、Ｖｄｃは直流電圧の値である。

【0168】

これによれば、第１電流検出器が第１低電位側スイッチング素子と直列に接続されており、第２電流検出器が第２低電位側スイッチング素子と直列に接続されている場合であっても、電流の検出と相電流リプルの低減とを両立させることができる。

【0169】

なお、第１電流検出器５ａ１は、第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，及びＳｗｎ１のそれぞれと、第１電力変換器４ａの出力点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１のそれぞれとの間に設けられていてもよい。また、第２電流検出器５ｂ１は、第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，及びＳｗｎ２のそれぞれと、第２電力変換器４ｂの出力点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２のそれぞれとの間に設けられていてもよい。

【0170】

実施の形態３．
図２１は、実施の形態３に係る電力変換装置を示す構成図である。図２１の電力変換装置には、図１の第１電流検出器５ａに代えて、第１電流検出器５ａ２が設けられている。また、図２１の電力変換装置には、図１の第２電流検出器５ｂに代えて、第２電流検出器５ｂ２が設けられている。

【0171】

上記以外の構成については、図１の電力変換装置と同様である。以下、図１の電力変換装置と同様の構成についての説明は省略される。

【0172】

第１電流検出器５ａ２は、３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、及びＳｗｐ１のそれぞれと直列に接続されている。第１電流検出器５ａ２は、３つのシャント抵抗を有している。３つのシャント抵抗は、Ｕ１相電流を検出するための抵抗、Ｖ１相電流を検出するための抵抗、及びＷ１相電流を検出するための抵抗である。

【0173】

より具体的に述べると、Ｕ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｕ１相の第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１と直流電源２の正極端子との間に接続されている。Ｖ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｖ１相の第１高電位側スイッチング素子Ｓｖｐ１と直流電源２の正極端子との間に接続されている。Ｗ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｗ１相の第１高電位側スイッチング素子Ｓｗｐ１と直流電源２の正極端子との間に接続されている。

【0174】

図１０に示すような印加電圧が第１オンオフ信号発生器９ａに入力される場合、第１電流検出器５ａ２は、時刻ｔ１及び時刻ｔ９において、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を流れる電流の検出値として、Ｉｕ１ｓ，Ｉｖ１ｓ，Ｉｗ１ｓを得る。しかし、第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１のいずれかがオンしている場合、第１電流検出器５ａ２は、第１低電位側スイッチング素子がオンしている相の電流を検出することができない。なお、第１搬送波信号Ｃ１に対して位相が１８０度異なる第２搬送波信号Ｃ２と比較して第１オンオフ信号を生成する場合には、時刻ｔ５において、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を流れる電流の検出値として、Ｉｕ１ｓ，Ｉｖ１ｓ，Ｉｗ１ｓを得ればよい。

【0175】

つまり、Ｕ１相の検出値Ｉｕ１ｓは、ｔ４～ｔ６の間において「０」となり、Ｖ１相の検出値Ｉｖ１ｓは、ｔ３～ｔ７の間において「０」となり、Ｗ１相の検出値Ｉｗ１ｓは、ｔ２～ｔ８の間において「０」となる。

【0176】

従って、Ｗ１相の検出値Ｉｗ１ｓは、時刻ｔ８において、「０」から実際に流れている電流「Ｉｗ１」に向かって変化する。そのため、第１電流検出器５ａ２には、検出された電流波形の整定時間が必要である。整定時間を確保するために、第１電流検出器５ａ２において電流を検出可能な印加電圧の範囲は、－Ｋ_３×Ｖｄｃ～Ｖｄｃ／２に制限される。ここで、Ｋ_３は１／２未満の正の値である。

【0177】

第２電流検出器５ｂ２は、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、及びＳｗｐ２のそれぞれと直列に接続されている。第２電流検出器５ｂ２は、３つのシャント抵抗を有している。３つのシャント抵抗は、Ｕ２相電流を検出するための抵抗、Ｖ２相電流を検出するための抵抗、及びＷ２相電流を検出するための抵抗である。

【0178】

より具体的に述べると、Ｕ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｕ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２と直流電源２の正極端子との間に接続されている。Ｖ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｖ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｖｐ２と直流電源２の正極端子との間に接続されている。Ｗ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｗ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｗｐ２と直流電源２の正極端子との間に接続されている。

【0179】

図１１に示すような印加電圧が第２オンオフ信号発生器９ｂに入力される場合、第２電流検出器５ｂ２は、時刻ｔ１及び時刻ｔ９において、第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を流れる電流の検出値として、Ｉｕ２ｓ，Ｉｖ２ｓ，Ｉｗ２ｓを得る。しかし、第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２のいずれかがオンしている場合、第２電流検出器５ｂ２は、第２低電位側スイッチング素子がオンしている相の電流を検出することができない。なお、第１搬送波信号Ｃ１に対して位相が１８０度異なる第２搬送波信号Ｃ２と比較して第２オンオフ信号を生成する場合には、時刻ｔ５において、第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を流れる電流の検出値として、Ｉｕ２ｓ，Ｉｖ２ｓ，Ｉｗ２ｓを得ればよい。

【0180】

第１電流検出器５ａ２と同様に、波形の整定時間が必要であるため、第２電流検出器５ｂ２において電流を検出可能な印加電圧の範囲は、－Ｋ_３×Ｖｄｃ～Ｖｄｃ／２に制限される。

【0181】

上記式（２）に従って第１オフセット電圧Ｖoffset１を算出し、αが「０」である場合には、印加電圧の最大値の絶対値と、印加電圧の最小値の絶対値とは等しくなる。そのため、印加電圧の最大値が－Ｋ_３×Ｖｄｃ以上であれば、すべての電気角において３相同時に電流の検出が可能となる。従って、３相同時に電流の検出が可能な変調率の最大値は、３Ｋ_３となる。

【0182】

実施の形態３に係る電力変換装置では、より広い電気角範囲において３相同時に電流の検出を行えるように、以下の式（２３）によりαを与える。このとき、第１印加電圧の中心値及び第２印加電圧の中心値はともに（１／４－Ｋ_３／２）×Ｖｄｃとなる。

【0183】

【数23】

【0184】

第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度異なる場合、第１電流検出器５ａ２において３相同時に電流の検出が可能なタイミングと、第２電流検出器５ｂ２において３相同時に電流の検出が可能なタイミングとがずれる。

【0185】

そこで、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくすることにより、より広い電気角範囲において３相同時に電流の検出が可能な状態を実現することができる。

【0186】

つまり、第１印加電圧の中心値及び第２印加電圧の中心値を（１／４－Ｋ_３／２）×Ｖｄｃとし、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくすることにより、中性点電位の変動を抑制するとともに相電流リプルを低減することができる。また、３相同時に電流の検出が可能な変調率の上限値を大きくすることができる。

【0187】

以上のように、実施の形態３に係る電力変換装置では、複数の第１スイッチング素子は、３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１及び３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１を含んでいる。３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１及び３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１は、第１の３相巻線の各相に対応している。

【0188】

第１電力変換器４ａは、第１電流検出器５ａ２をさらに有している。第１電流検出器５ａ２は、第１の３相巻線の各相に流れる電流を検出する。第１電流検出器５ａ２は、３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１のそれぞれと直列に接続されている。

【0189】

複数の第２スイッチング素子は、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２及び３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２を含んでいる。３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２及び３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２は、第２の３相巻線の各相に対応している。

【0190】

第２電力変換器４ｂは、第２電流検出器５ｂ２をさらに有している。第２電流検出器５ｂ２は、第２の３相巻線の各相に流れる電流を検出する。第２電流検出器５ｂ２は、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２のそれぞれと直列に接続されている。

【0191】

制御部６は、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値及び第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値をそれぞれ（１／４－Ｋ_３／２）×Ｖｄｃに設定する。また、制御部６は、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくする。ここで、上記制御が行われるのは、第１電流検出器５ａ２及び第２電流検出器５ｂ２により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｋ_３×ＶｄｃからＶｄｃ／２までの範囲であるときである。また、Ｖｄｃは直流電圧の値である。

【0192】

これによれば、第１電流検出器が第１高電位側スイッチング素子と直列に接続されており、第２電流検出器が第２高電位側スイッチング素子と直列に接続されている場合であっても、電流の検出と相電流リプルの低減とを両立させることができる。

【0193】

なお、第１電流検出器５ａ２は、第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，及びＳｗｐ１のそれぞれと、第１電力変換器４ａの出力点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１のそれぞれとの間に設けられていてもよい。また、第２電流検出器５ｂ２は、第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，及びＳｗｐ２のそれぞれと、第２電力変換器４ｂの出力点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２のそれぞれとの間に設けられていてもよい。

【0194】

実施の形態４．
図２２は、実施の形態４に係る電力変換装置を示す構成図である。図２２の電力変換装置には、図１の第１電流検出器５ａに代えて、第１電流検出器５ａ３が設けられている。また、図２２の電力変換装置には、図１の第２電流検出器５ｂに代えて、第２電流検出器５ｂ３が設けられている。

【0195】

上記以外の構成については、図１の電力変換装置と同様である。以下、図１の電力変換装置と同様の構成についての説明は省略される。

【0196】

第１電流検出器５ａ３は、３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、及びＳｗｎ１のそれぞれと直列に接続されている。第１電流検出器５ａ３は、３つのシャント抵抗を有している。３つのシャント抵抗は、Ｕ１相電流を検出するための抵抗、Ｖ１相電流を検出するための抵抗、及びＷ１相電流を検出するための抵抗である。

【0197】

より具体的に述べると、Ｕ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｕ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１と直流電源２の負極端子との間に接続されている。Ｖ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｖ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｖｎ１と直流電源２の負極端子との間に接続されている。Ｗ１相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｗ１相の第１低電位側スイッチング素子Ｓｗｎ１と直流電源２の負極端子との間に接続されている。

【0198】

図１０に示すような印加電圧が第１オンオフ信号発生器９ａに入力される場合、第１電流検出器５ａ３は、時刻ｔ５において、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を流れる電流の検出値として、Ｉｕ１ｓ，Ｉｖ１ｓ，Ｉｗ１ｓを得る。しかし、第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１のいずれかがオンしている場合、第１電流検出器５ａ３は、第１高電位側スイッチング素子がオンしている相の電流を検出することができない。

【0199】

つまり、Ｕ１相の検出値Ｉｕ１ｓは、ｔ１～ｔ４及びｔ６～ｔ９の間において「０」となり、Ｖ１相の検出値Ｉｖ１ｓは、ｔ１～ｔ３及びｔ７～ｔ９の間において「０」となり、Ｗ１相の検出値Ｉｗ１ｓは、ｔ１～ｔ２及びｔ８～ｔ９の間において「０」となる。

【0200】

従って、Ｕ１相の検出値Ｉｕ１ｓは、時刻ｔ４において、「０」から実際に流れている電流「Ｉｕ１」に向かって変化する。そのため、第１電流検出器５ａ３には、検出された電流波形の整定時間が必要であり、ｔ４～ｔ５の期間が整定時間以上とされる必要がある。つまり、Ｋ_２を１／２以下の正の値とすると、第１電流検出器５ａ３において電流を検出可能な印加電圧の範囲は、－Ｖｄｃ／２～Ｋ_２×Ｖｄｃとなる。

【0201】

第２電流検出器５ｂ３は、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、及びＳｗｐ２のそれぞれと直列に接続されている。第２電流検出器５ｂ３は、３つのシャント抵抗を有している。３つのシャント抵抗は、Ｕ２相電流を検出するための抵抗、Ｖ２相電流を検出するための抵抗、及びＷ２相電流を検出するための抵抗である。

【0202】

より具体的に述べると、Ｕ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｕ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２と直流電源２の正極端子との間に接続されている。Ｖ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｖ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｖｐ２と直流電源２の正極端子との間に接続されている。Ｗ２相電流を検出するためのシャント抵抗は、Ｗ２相の第２高電位側スイッチング素子Ｓｗｐ２と直流電源２の正極端子との間に接続されている。

【0203】

図１１に示すような印加電圧が第２オンオフ信号発生器９ｂに入力される場合、第２電流検出器５ｂ３は、時刻ｔ１及び時刻ｔ９において、第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２を流れる電流の検出値として、Ｉｕ２ｓ，Ｉｖ２ｓ，Ｉｗ２ｓを得る。しかし、第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２のいずれかがオンしている場合、第２電流検出器５ｂ３は、第２低電位側スイッチング素子がオンしている相の電流を検出することができない。

【0204】

第１電流検出器５ａ３と同様に、波形の整定時間が必要であるため、ｔ８～ｔ９の期間は整定時間以上とされる必要がある。つまり、Ｋ_３を１／２以下の正の値とすると、第２電流検出器５ｂ３において電流を検出可能な印加電圧の範囲は、－Ｋ_３×Ｖｄｃ～Ｖｄｃ／２となる。

【0205】

第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくした場合、第１電流検出器５ａ３において３相同時に電流の検出が可能なタイミングと、第２電流検出器５ｂ３において３相同時に電流の検出が可能なタイミングとがずれる。

【0206】

そこで、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを１８０度異ならせることにより、より広い電気角範囲において３相同時に電流の検出が可能な状態を実現することができる。

【0207】

第１オフセット電圧Ｖoffset１を式（２）で与え、第２オフセット電圧Ｖoffset２を式（４）で与えるとき、αが「０」である場合には、３相同時に電流の検出が可能な最大変調率は、２×ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）となる。ここで、ｍｉｎ（ａ，ｂ）は、ａ及びｂの最小値選択を表している。例えば、ａ＜ｂである場合、ｍｉｎ（ａ，ｂ）＝ａである。

【0208】

実施の形態４に係る電力変換装置では、より広い電気角範囲において３相同時に電流の検出を行えるように、式（２４）によりαを与える。このとき、第１印加電圧の中心値は、（ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２－１／４）×Ｖｄｃとなり、第２印加電圧の中心値は、（１／４－ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２）×Ｖｄｃとなる。また、３相同時に電流の検出が可能な最大変調率は、（ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）＋１／２）となる。

【0209】

【数24】

【0210】

つまり、実施の形態４では、第１印加電圧の中心値が（ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２－１／４）×Ｖｄｃとされ、第２印加電圧の中心値が（１／４－ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２）×Ｖｄｃとされ、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度ずらされる。これにより、中性点電位の変動を抑制するとともに相電流リプルを低減することができる。また、３相同時に電流の検出が可能な変調率の上限値を大きくすることができる。

【0211】

以上のように、実施の形態４に係る電力変換装置では、複数の第１スイッチング素子は、３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１及び３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１を含んでいる。３つの第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１及び３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１は、第１の３相巻線の各相に対応している。

【0212】

第１電力変換器４ａは、第１電流検出器５ａ３をさらに有している。第１電流検出器５ａ３は、第１の３相巻線の各相に流れる電流を検出する。第１電流検出器５ａ３は、３つの第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１のそれぞれと直列に接続されている。

【0213】

複数の第２スイッチング素子は、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２及び３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２を含んでいる。３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２及び３つの第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２は、第２の３相巻線の各相に対応している。

【0214】

第２電力変換器４ｂは、第２電流検出器５ｂ３をさらに有している。第２電流検出器５ｂ３は、第２の３相巻線の各相に流れる電流を検出する。第２電流検出器５ｂ３は、３つの第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２のそれぞれと直列に接続されている。

【0215】

制御部６は、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を（ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２－１／４）×Ｖｄｃに設定し、第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値を（１／４－ｍｉｎ（Ｋ_２，Ｋ_３）／２）×Ｖｄｃに設定する。また、制御部６は、第１参照信号の位相と前記第２参照信号の位相とを１８０度異ならせる。ここで、上記制御が行われるのは、第１電流検出器５ａ３により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｖｄｃ／２～Ｋ_２×Ｖｄｃの範囲であり、且つ第２電流検出器５ｂ３により電流の検出が可能な印加電圧の範囲が－Ｋ_３×Ｖｄｃ～Ｖｄｃ／２の範囲であるときである。また、Ｖｄｃは直流電圧の値である。

【0216】

これによれば、第１電流検出器が第１高電位側スイッチング素子と直列に接続されており、第２電流検出器が第２低電位側スイッチング素子と直列に接続されている場合であっても、電流の検出と相電流リプルの低減とを両立させることができる。

【0217】

なお、第１電流検出器５ａ３は、第１低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，及びＳｗｎ１のそれぞれと、第１電力変換器４ａの出力点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１のそれぞれとの間に設けられていてもよい。また、第２電流検出器５ｂ３は、第２高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，及びＳｗｐ２のそれぞれと、第２電力変換器４ｂの出力点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２のそれぞれとの間に設けられていてもよい。

【0218】

また、第１電流検出器５ａ３が第１高電位側スイッチング素子Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，及びＳｗｐ１と直列に接続されており、第２電流検出器５ｂ３が第２低電位側スイッチング素子Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，及びＳｗｎ２と直列に接続されていてもよい。

【0219】

実施の形態５．
図２３は、実施の形態５に係る電力変換装置を示す構成図である。図２３の電力変換装置には、図１の交流回転機１に代えて、交流回転機１ａが接続されている。

【0220】

上記以外の構成については、図１の電力変換装置と同様である。以下、図１の電力変換装置と同様の構成についての説明は省略される。

【0221】

図１の交流回転機１では、図３及び図５に示したように、第１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１及び第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２は、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２との位相差が零となるように交流回転機１に設けられていた。図２３の交流回転機１ａでは、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１及び第２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２が、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２との位相差が３０度となるように交流回転機１ａに設けられている。

【0222】

図２４は、図２３の電力変換装置が出力する第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルを示す図である。図２４に示すように、実施の形態５に係る電力変換装置において、第１の３相巻線Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１と第２の３相巻線Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２との位相差は３０度である。

【0223】

例えば、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくして交流回転機１ａを制御する場合、第１オフセット演算器８ａは、第１オフセット電圧Ｖoffset１を式（２）に基づいて演算する。
第１オンオフ信号発生器９ａは、第１搬送波信号Ｃ１と第１印加電圧とを比較することにより複数の第１オンオフ信号を算出し、算出された複数の第１オンオフ信号を第１電力変換器４ａに出力する。
また、第２オフセット演算器８ｂは、第２オフセット電圧Ｖoffset２を式（４）に基づいて算出する。
第２オンオフ信号発生器９ｂは、第１搬送波信号Ｃ１と第２印加電圧とを比較することにより複数の第２オンオフ信号を算出し、算出された複数の第２オンオフ信号を第２電力変換器４ｂに出力する。

【0224】

このとき、第１印加電圧の中心値及び第２印加電圧の中心値はいずれも「－α」となるため、零電圧ベクトル区間を最大にすることができる。
零電圧ベクトル区間は、第１電力変換器４ａ及び第２電力変換器４ｂがともに零電圧ベクトルを出力する区間である。
そして、これにより、相電流リプルを低減することができる。

【0225】

図２５は、第１印加電圧の中心値が０であるときの第１高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。また、図２６は、第２印加電圧の中心値が０であるときの第２高電位側スイッチング素子のオンオフタイミングと出力される電圧ベクトルとの関係を示す図である。図２５及び図２６において、αは「０」に設定されている。

【0226】

第１電力変換器４ａから出力される電圧ベクトルの電圧位相と第２電力変換器４ｂから出力される電圧ベクトルの電圧位相とは、３０度異なっている。従って、第１電力変換器４ａ及び第２電力変換器４ｂから同時に出力される電圧ベクトルの組合せは、図１２及び図１３に示された組合せとは異なる。

【0227】

図２７は、結合係数ｋと微分直流二乗和との関係を示す図である。微分直流二乗和は、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差によって決定される。このため、第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）が出力され、第２電圧ベクトルとしてＶ４（２）が出力されるときの微分直流二乗和は、Ｖ１（１）とＶ３（２）とが出力されるときの微分直流二乗和と等しい。

【0228】

また、Ｖ１（１）とＶ５（２）とが出力されるときの微分直流二乗和は、Ｖ１（１）とＶ２（２）とが出力されるときの微分直流二乗和と等しい。また、Ｖ１（１）とＶ６（２）とが出力されるときの微分直流二乗和は、Ｖ１（１）とＶ１（２）とが出力されるときの微分直流二乗和と等しい。

【0229】

ところで、実施の形態１において説明したように、第１の３相巻線と第２の３相巻線との位相差が０度である場合、第１電圧ベクトルＶ１（１）に対して、微分直流二乗和が最小となる第２電圧ベクトルの組合せは、Ｖ１（２）のみであった。
つまり、微分直流二乗和が最小となる第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せは、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が零となるような組合せのみであった。

【0230】

一方、本実施の形態のように、第１の３相巻線と第２の３相巻線との位相差が３０度である場合、第１電圧ベクトルＶ１（１）に対して、微分直流二乗和が最小となる第２電圧ベクトルの組合せは、Ｖ６（２）及びＶ１（２）の２つが存在する。つまり、微分直流二乗和が最小となる第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せは、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となるような組合せである。

【0231】

従って、第１の３相巻線と第２の３相巻線との位相差を３０度とすることにより、微分直流二乗和を最小とする第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せの選択肢が増加する。

【0232】

結合係数ｋが０．３２よりも大きい場合、第２電圧ベクトルとして零電圧ベクトルであるＶ０（２）が出力されるよりも、第２電圧ベクトルとしてＶ１（２）又はＶ６（２）が出力される方が、電流変化を小さくすることができる。一方、Ｖ１（１）との位相差が９０度であるＶ２（２）又はＶ１（１）との位相差が１５０度であるＶ３（２）が第２電圧ベクトルとして出力される場合、電流変化は極めて大きくなる。

【0233】

従って、相電流リプルを低減するためには、第１電圧ベクトルＶ１（１）との位相差が３０度である第２電圧ベクトルＶ１（２）又はＶ６（２）と「Ｖ１（１）」とが同タイミングに出力されることが望まれる。

【0234】

以上、第１電圧ベクトルとしてＶ１（１）が出力される場合についてのみ説明したが、第１電圧ベクトルとしてＶ２（１）～Ｖ６（１）が出力される場合にも、同様の関係が成り立つ。

【0235】

図２８は、電圧位相が０度から６０度までの領域における第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せの第１の例を示す図である。例えば、電圧位相が４０度の場合、出力される第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せは、以下の通りである。
Ａ：Ｖ７（１）とＶ７（２）、Ｂ：Ｖ２（１）とＶ７（２）、Ｃ：Ｖ２（１）とＶ２（２）、Ｄ：Ｖ２（１）とＶ１（２）、Ｅ：Ｖ１（１）とＶ１（２）、Ｆ：Ｖ１（１）とＶ０（２）、及びＧ：Ｖ０（１）とＶ０（２）

【0236】

組合せＡ及び組合せＧでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルは、いずれも零電圧ベクトルである。組合せＢ及び組合せＦでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルのいずれか一方が零電圧ベクトルである。組合せＣ、Ｄ、Ｅでは、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となる。これにより、相電流の変化を小さくすることができ、相電流リプルを低減することができる。

【0237】

ただし、電圧位相が０度から３０度までの領域には、短い区間ではあるもののＶ２（１）とＶ６（２）との組合せが存在している。Ｖ２（１）とＶ６（２）との組合せにおける第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差は９０度であるため、この区間においては、相電流リプルを低減できない。

【0238】

また、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを１８０度ずらして交流回転機１ａを制御する場合、第１オフセット演算器８ａは、第１オフセット電圧Ｖoffset１を式（２）に基づいて演算する。第１オンオフ信号発生器９ａは、第１搬送波信号Ｃ１と第１印加電圧とを比較することにより複数の第１オンオフ信号を算出し、算出された複数の第１オンオフ信号を第１電力変換器４ａに出力する。

【0239】

第２オフセット演算器８ｂは、第２オフセット電圧Ｖoffset２を式（１９）に基づいて演算する。第２オンオフ信号発生器９ｂは、第２搬送波信号Ｃ２と第２印加電圧とを比較することにより複数の第２オンオフ信号を算出し、算出された複数の第２オンオフ信号を第２電力変換器４ｂに出力する。

【0240】

このとき、第１印加電圧の中心値は「－α」となり、第２印加電圧の中心値は「α」となるため、零電圧ベクトル区間を最大にすることができる。これにより、相電流リプルが低減される。

【0241】

図２９は、電圧位相が０度から６０度までの領域における第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せの第２の例を示す図である。例えば、電圧位相が２０度である場合、出力される第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せは、以下の通りである。
Ａ：Ｖ７（１）とＶ０（２）、Ｂ：Ｖ２（１）とＶ０（２）、Ｃ：Ｖ２（１）とＶ１（２）、Ｄ：Ｖ１（１）とＶ１（２）、Ｅ：Ｖ１（１）とＶ６（２）、Ｆ：Ｖ１（１）とＶ７（２）、Ｇ：Ｖ０（１）とＶ７（２）

【0242】

組合せＡ及び組合せＧでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルは、いずれも零電圧ベクトルである。組合せＢ及び組合せＦでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルのいずれか一方が零電圧ベクトルである。組合せＣ、Ｄ、Ｅでは、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となる。これにより、相電流の変化を小さくすることができ、相電流リプルを低減することができる。

【0243】

ただし、電圧位相が３０度から６０度までの領域には、短い区間ではあるもののＶ１（１）とＶ２（２）との組合せが存在している。Ｖ１（１）とＶ２（２）との組合せにおける第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差は９０度であるため、この区間においては、相電流リプルを低減できない。

【0244】

そこで、実施の形態５に係る電力変換装置では、電圧位相の全領域において、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となるか又は第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの少なくともいずれか一方が零電圧ベクトルとなるような制御が行われる。
そのために、第１オンオフ信号発生器９ａ及び第２オンオフ信号発生器９ｂは、第１参照信号及び第２参照信号の少なくともいずれか一方の信号を、電圧位相に応じて、第１搬送波信号Ｃ１及び第２搬送波信号Ｃ２のいずれかに切り替える。

【0245】

図３０は、電圧位相に応じた搬送波信号の切替の第１の例を示す図である。第１オフセット演算器８ａは、電圧位相の全領域において、第１オフセット電圧Ｖoffset１を式（２）に基づいて演算する。第１オンオフ信号発生器９ａは、演算された第１オフセット電圧Ｖoffset１と第１搬送波信号Ｃ１とを比較することにより、複数の第１オンオフ信号を算出する。

【0246】

電圧位相が６０ｎ度から（６０ｎ＋３０）度までの領域では、第２オフセット演算器８ｂは、第２オフセット電圧Ｖoffset２を式（１９）に基づいて演算する。ここで、ｎは０又は正の整数である。第２オンオフ信号発生器９ｂは、演算された第２オフセット電圧Ｖoffset２と第２搬送波信号Ｃ２とを比較することにより、複数の第２オンオフ信号を算出する。

【0247】

電圧位相が（６０ｎ＋３０）度から６０（ｎ＋１）度までの領域では、第２オフセット演算器８ｂは、第２オフセット電圧Ｖoffset２を式（４）に基づいて演算する。第２オンオフ信号発生器９ｂは、演算された第２オフセット電圧Ｖoffset２と第１搬送波信号Ｃ１とを比較することにより、複数の第２オンオフ信号を算出する。

【0248】

図３１は、電圧位相が０度から６０度までの領域における第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せの第３の例を示す図である。Ｖ０，７（２）という記載は、電圧位相が０度から３０度までの領域において、図３１の左端ではＶ０（２）、中央ではＶ７（２）となり、電圧位相が３０度から６０度までの領域において、図３１の左端ではＶ７（２）、中央ではＶ０（２）となることを簡略化して表記したものである。例えば、電圧位相が２０度である場合、出力される第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せは、以下の通りである。
Ａ：Ｖ７（１）とＶ０（２）、Ｂ：Ｖ２（１）とＶ０（２）、Ｃ：Ｖ２（１）とＶ１（２）、Ｄ：Ｖ１（１）とＶ１（２）、Ｅ：Ｖ１（１）とＶ６（２）、Ｆ：Ｖ１（１）とＶ７（２）、Ｇ：Ｖ０（１）とＶ７（２）

【0249】

組合せＡ及び組合せＧでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルは、いずれも零電圧ベクトルである。組合せＢ及び組合せＦでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルのいずれか一方が零電圧ベクトルである。組合せＣ、Ｄ、Ｅでは、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となる。これにより、相電流の変化を小さくすることができ、相電流リプルを低減することができる。

【0250】

また、電圧位相が４０度である場合、出力される第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの組合せは、以下の通りである。
Ａ：Ｖ７（１）とＶ７（２）、Ｂ：Ｖ２（１）とＶ７（２）、Ｃ：Ｖ２（１）とＶ２（２）、Ｄ：Ｖ２（１）とＶ１（２）、Ｅ：Ｖ１（１）とＶ１（２）、Ｆ：Ｖ１（１）とＶ０（２）、Ｇ：Ｖ０（１）とＶ０（２）

【0251】

組合せＡ及び組合せＧでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルは、いずれも零電圧ベクトルである。組合せＢ及び組合せＦでは、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルのいずれか一方が零電圧ベクトルである。組合せＣ、Ｄ、Ｅでは、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となる。これにより、相電流の変化を小さくすることができ、相電流リプルを低減することができる。

【0252】

つまり、第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となるか又は第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの少なくともいずれか一方が零電圧ベクトルとなっているため、相電流リプルが低減される。

【0253】

なお、この例においては、電圧位相が６０度から３６０度までの領域においても、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの少なくともいずれか一方を零電圧ベクトルとするか、又は第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差を３０度とすることができる。

【0254】

また、この例においては、第１参照信号として、全電圧位相範囲において、第１搬送波信号Ｃ１を用い、第２参照信号として、第１搬送波信号Ｃ１及び第２搬送波信号Ｃ２を３０度毎に切り替えていた。しかし、第１参照信号も電圧位相に応じて切り替えられてもよい。

【0255】

図３２は、電圧位相に応じた搬送波信号の切替の第２の例を示す図である。また、図３３は、電圧位相に応じた搬送波信号の切替の第３の例を示す図である。

【0256】

電圧位相が６０ｎ度から（６０ｎ＋３０）度までの領域では、第１参照信号として選択される搬送波信号と第２参照信号として選択される搬送波信号とは異なっている。つまり、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とは１８０度異なっている。ここで、ｎは０又は正の整数である。従って、第２オンオフ信号発生器９ｂは、第１参照信号の位相と１８０度異なる位相の搬送波信号と第２印加電圧とを比較することにより、複数の第２オンオフ信号を算出する。

【0257】

電圧位相が（６０ｎ＋３０）度から６０（ｎ＋１）度までの領域では、第１参照信号として選択される搬送波信号と第２参照信号として選択される搬送波信号とは等しい。つまり、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とは等しい。従って、第２オンオフ信号発生器９ｂは、第１参照信号の位相と等しい位相の搬送波信号と第２印加電圧とを比較することにより、複数の第２オンオフ信号を算出する。

【0258】

なお、第１オフセット電圧Ｖoffset１及び第２オフセット電圧Ｖoffset２は、選択される搬送波信号に合わせて設定されることは言うまでもない。

【0259】

以下、搬送波信号を選択するための制御方法の一例について述べる。電圧位相が０度から３０度までの領域では、第１電力変換器４ａは、有効電圧ベクトルとして、Ｖ１（１）及びＶ２（１）を出力し、第２電力変換器４ｂは、有効電圧ベクトルとして、Ｖ６（２）及びＶ１（２）を出力する。この場合、第１電圧最大相はＵ１相、第２電圧最大相はＵ２相、第１電圧最小相はＷ１相、第２電圧最小相はＶ２相となる。

【0260】

一方、電圧位相が３０度から６０度までの領域では、第１電力変換器４ａは、有効電圧ベクトルとして、Ｖ１（１）及びＶ２（１）を出力し、第２電力変換器４ｂは、有効電圧ベクトルとして、Ｖ１（２）及びＶ２（２）を出力する。この場合、第１電圧最大相はＵ１相、第２電圧最大相はＵ２相、第１電圧最小相はＷ１相、第２電圧最小相はＷ２相となる。

【0261】

従って、第１電圧最大相と第２電圧最大相との位相差、及び第１電圧最小相と第２電圧最小相との位相差が３０度である場合に、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが等しくなるように搬送波信号が選択されればよい。また、第１電圧最大相と第２電圧最大相との位相差が３０度でない場合、又は第１電圧最小相と第２電圧最小相との位相差が３０度でない場合に、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度異なるように搬送波信号が選択されればよい。

【0262】

このような方法により、第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの少なくともいずれか一方を零電圧ベクトルとするか、又は第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差を３０度とすることができる。これにより、相電流の変化を抑制でき、その結果、相電流リプルを低減することができる。

【0263】

以上のように、実施の形態５に係る電力変換装置では、第１の３相巻線の位相と第２の３相巻線の位相とは３０度異なっている。制御部６は、以下の２つの条件のいずれかを満たすように、第１参照信号及び第２参照信号の少なくともいずれか一方の信号を、電圧位相に応じて第１搬送波信号及び第２搬送波信号のいずれかに切り替える。
条件１：第１電圧ベクトルと第２電圧ベクトルとの位相差が３０度となる。
条件２：第１電圧ベクトル及び第２電圧ベクトルの少なくともいずれか一方が零電圧ベクトルとなる。

【0264】

ここで、第１電圧ベクトルは、複数の第１オンオフ信号に基づいて第１電力変換器４ａから出力される電圧ベクトルであり、第２電圧ベクトルは、複数の第２オンオフ信号に基づいて第２電力変換器４ｂから出力される電圧ベクトルである。また、電圧位相は、第１電圧指令及び第２電圧指令の位相である。また、第１搬送波信号及び第２搬送波信号とは位相が１８０度異なる。

【0265】

これによれば、電流変化の小さい電圧ベクトルの組合せとすることで、相電流リプルが低減される。

【0266】

また、実施の形態５に係る電力変換装置では、制御部６は、第１電圧最大相と第２電圧最大相との位相差及び第１電圧最小相と第２電圧最小相との位相差が３０度である場合、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを等しくする。

【0267】

また、制御部６は、第１電圧最大相と第２電圧最大相との位相差及び第１電圧最小相と第２電圧最小相との位相差のいずれか一方が３０度でない場合、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とを１８０度異ならせる。

【0268】

ここで、第１電圧指令における各相を、電圧指令が大きい順に、第１電圧最大相、第１電圧中間相、第１電圧最小相とし、第２電圧指令における各相を、電圧指令が大きい順に、第２電圧最大相、第２電圧中間相、第２電圧最小相とする。

【0269】

これによれば、電圧指令の大小順に基づいて搬送波信号を決定できる。

【0270】

なお、実施の形態１～５において、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが等しい場合には、第１参照信号及び第２参照信号として同じ搬送波信号が用いられている場合が含まれる。

【0271】

また、第１参照信号及び第２参照信号として、三角波である第１搬送波信号Ｃ１又は第２搬送波信号Ｃ２が用いられていたが、第１参照信号及び第２参照信号として三角波以外の形状の波が用いられてもよい。三角波以外の形状の波としては、例えば、のこぎり波が挙げられる。

【0272】

また、実施の形態１～５の電力変換装置の機能は、処理回路によって実現される。図３４は、実施の形態１～５の電力変換装置の機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。第１の例の処理回路１００は、専用のハードウェアである。

【0273】

また、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。

【0274】

また、図３５は、実施の形態１～５の電力変換装置の機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。第２の例の処理回路２００は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２を備えている。

【0275】

処理回路２００では、電力変換装置の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組合せにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、機能を実現する。

【0276】

メモリ２０２に格納されたプログラムは、上述した各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０２とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２０２に該当する。

【0277】

なお、上述した電力変換装置の機能について、一部の専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

【0278】

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組合せによって、上述した電力変換装置の機能を実現することができる。

【符号の説明】

【0279】

１，１ａ 交流回転機、２ 直流電源、４ａ 第１電力変換器、４ｂ 第２電力変換器、５ａ，５ａ１，５ａ２，５ａ３ 第１電流検出器、５ｂ，５ｂ１，５ｂ２，５ｂ３ 第２電流検出器、６ 制御部、Ｓｕｐ１～Ｓｗｎ１ 第１スイッチング素子、Ｓｕｐ１，Ｓｖｐ１，Ｓｗｐ１ 第１高電位側スイッチング素子、Ｓｕｎ１，Ｓｖｎ１，Ｓｗｎ１ 第１低電位側スイッチング素子、Ｓｕｐ２～Ｓｗｎ２ 第２スイッチング素子、Ｓｕｐ２，Ｓｖｐ２，Ｓｗｐ２ 第２高電位側スイッチング素子、Ｓｕｎ２，Ｓｖｎ２，Ｓｗｎ２ 第２低電位側スイッチング素子、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１ 第１の３相巻線、Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２ 第２の３相巻線。

【要約】

【課題】相電流リプルをより低減させることができる電力変換装置、発電電動機の制御装置、及び電動パワーステアリング装置を得る。
【解決手段】第１オフセット演算器８ａは、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値と第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値のＫ_１倍が等しくなるように、第１電圧指令から第１オフセット電圧を減算する。第２オフセット演算器８ｂは、第１印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値と第２印加電圧における３相に対応する３つの印加電圧の中心値のＫ_１倍が等しくなるように、第２電圧指令から第２オフセット電圧を減算する。第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが等しい場合、Ｋ_１は「１」であり、第１参照信号の位相と第２参照信号の位相とが１８０度異なる場合、Ｋ_１は「－１」である。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】