專利名稱：直接型變換裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直接型變換裝置，尤其涉及具有變流器和多個(gè)逆變器的直接型變換裝置。
背景技術(shù)：
在所謂間接型交流電力變換裝置中，在變流器與逆變器之間的所謂直流環(huán)節(jié)中設(shè) 有大型的電容器。該電容器承擔(dān)對(duì)商用頻率帶來(lái)的電壓脈動(dòng)進(jìn)行平滑化的功能。這種技術(shù) 例如已經(jīng)在后面敘述的專利文獻(xiàn)1中公開。在該文獻(xiàn)中公開了將壓縮機(jī)用逆變器部和風(fēng)扇 用逆變器部與平滑電容器并聯(lián)連接，由此使兩個(gè)逆變器部的電源共用的內(nèi)容。在該技術(shù)中， 由兩個(gè)逆變器共用直流電壓，所以根據(jù)隨壓縮機(jī)負(fù)載變動(dòng)的直流電壓，對(duì)風(fēng)扇控制進(jìn)行校 正。另一方面，在直接型交流電力變換裝置中不需要大型的電容器和/或電抗器。因 此，這種變換裝置有望實(shí)現(xiàn)小型化，在近年來(lái)作為下一代的電力變換裝置受到關(guān)注。例如， 在后面敘述的專利文獻(xiàn)2中，針對(duì)一個(gè)變流器連接一個(gè)逆變器。并且介紹了在使該逆變器 根據(jù)零矢量進(jìn)行工作實(shí)現(xiàn)所謂零電流的狀態(tài)時(shí)，使變流器換流的技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱為“變流 器在零電流的換流”)。另外，也介紹了能夠由變流器和逆變器共用載波的技術(shù)。關(guān)于直接型交流電力變換裝置還提出了如下技術(shù)，針對(duì)一個(gè)變流器連接多個(gè)逆變 器來(lái)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，以便增大輸出電力容量。這種技術(shù)例如已經(jīng)在后面敘述的非專利文獻(xiàn)1中 公開。在該文獻(xiàn)中，能夠?qū)㈦娏餍驼髌骼斫鉃樽兞髌?，將DC/DC變流器理解為逆變器。并 且，DC/DC變流器和電壓型逆變器并聯(lián)連接。在該文獻(xiàn)公開的技術(shù)中披露了如下內(nèi)容，使電 流型整流器在所謂零矢量時(shí)換流，所以能夠在與基于電流型整流器的工作的載波同步的一 個(gè)載波中，遵照脈沖寬度調(diào)制來(lái)控制多個(gè)逆變器。另外，基于提高輸出電力容量的觀點(diǎn)提出了如下技術(shù)，針對(duì)一個(gè)LC濾波器并聯(lián)連 接多個(gè)矩陣變流器，再與一個(gè)負(fù)載并聯(lián)連接(參照后面敘述的專利文獻(xiàn)3及非專利文獻(xiàn)2)。另外，后面敘述的非專利文獻(xiàn)3提及了遵照脈沖寬度調(diào)制而控制的逆變器的共模 電壓。另外，后面敘述的專利文獻(xiàn)4公開了后面敘述的經(jīng)三相調(diào)制后的波形。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開平9-224393號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-312589號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2005-65356號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特公平6-81514號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 加藤、伊東，「異壓形AC/DC/AC直接形電力変換器O波形改善」，平 成19年電気學(xué)會(huì)全國(guó)大會(huì)，2007/3/15 17，第四分冊(cè)，4-098
非專利文獻(xiàn)2 綾野、稻葉、小笠原，「七7卜並列7卜〗J 7夕7 二 >八一夕t二 J易 EMI低減効果」，電気學(xué)會(huì)論文誌D，平成20年，vol. 128，No. 3，P. 184 192非專利文獻(xiàn)3 小笠原、藤田、赤木，「電圧形PWM ^ —夕力5発生t 3高周波漏 扎電流ο * r 'J y夕‘i理論解析」，電気學(xué)會(huì)論文誌D，平成7年，vol. 115，Nol, P. 77 83在專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，由于兩個(gè)逆變器是不同步的，所以不易產(chǎn)生共模電 流集中流過(guò)。與此相對(duì)，在非專利文獻(xiàn)2公開的技術(shù)中，使多個(gè)逆變器同步進(jìn)行控制。因 此，如果多個(gè)逆變器的調(diào)制率接近，則導(dǎo)致在基于零矢量進(jìn)行工作的期間中，產(chǎn)生共模電流 的定時(shí)集中。這成為容易使泄漏電流在特定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域突出的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供如下技術(shù)，在具有變流器和兩個(gè)逆變器的直接型變換裝置 中，在兩個(gè)逆變器都基于零矢量進(jìn)行工作時(shí)使變流器換流，并且降低共模電流，避免泄漏電 流的突出。本發(fā)明的直接型變換裝置的控制方法，用于對(duì)直接型變換裝置進(jìn)行控制，所述直 接型變換裝置具有變流器(3)，其對(duì)多相交流電壓(Vr、Vs、Vt)進(jìn)行整流，將其輸出給一對(duì) 直流電源線(L1、L2)；以及第1逆變器(4)和第2逆變器(5)，它們?cè)谒鲆粚?duì)直流電源線 之間彼此并聯(lián)連接，且均按照遵循瞬時(shí)空間矢量控制的脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作。并且，該第一方式在所述第1逆變器根據(jù)第1零矢量(VO)進(jìn)行工作且所述第2逆 變器根據(jù)第2零矢量(V7)進(jìn)行工作時(shí)，進(jìn)行所述變流器的換流，所述第1零矢量和所述第 2零矢量互不相同。本發(fā)明的直接型變換裝置的控制方法的第二方式是在第一方式所述的直接型變 換裝置的控制方法中，所述第1逆變器(4)和所述第2逆變器( 都具有并聯(lián)連接在所述 一對(duì)直流電源線(Li、I^)之間的多條電流路徑，各條所述電流路徑分別包括串聯(lián)連接在所 述一對(duì)直流電源線之間的一對(duì)開關(guān)元件(Supl，Sunl ；Svpl, Svnl ；Swpl, Swnl ；Sup2, Sun2 ； Svp2, Svn2 ；Swp2, Swn2)，從該一對(duì)開關(guān)元件之間的連接點(diǎn)獲取輸出。當(dāng)所述第1逆變器根據(jù)所述第1零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第1逆變器的任一 條所述電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線中的一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān)元件 (Supl, Svpl, Swpl)非導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線的另一條直流電源線(L2)側(cè)的所述開關(guān) 元件(Sunl，Svnl，Swnl)導(dǎo)通。當(dāng)所述第2逆變器根據(jù)所述第2零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第2逆變器的任一 條所述電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線的所述一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān)元件 (Sup2, Svp2, Swp2)導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線的所述另一條直流電源線(L2)側(cè)的所述開 關(guān)元件(Sun2，Svn2, Swn21)非導(dǎo)通。本發(fā)明的直接型變換裝置的控制方法的第三方式是在第一方式或第二方式所述 的直接型變換裝置的控制方法中，在所述第1逆變器(4)的控制中采用的第1載波(Cl)和 在所述第2逆變器( 的控制中采用的第2載波(以)彼此相位相反且彼此最大值(dst+drt =1) 一致、彼此最小值(0) —致。并且，所述變流器C3)按照脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作，在所 述變流器的控制中采用的載波(Cl)與所述第1載波及所述第2載波同步，該載波(Cl)的 一個(gè)周期(ts)按照進(jìn)行所述換流的定時(shí)以第1值(dst)和第2值(drt)進(jìn)行內(nèi)分，劃分為第1期間(dst · ts)和第2期間(dst · ts)。并且，在所述第1期間中，⑴在所述第1載波取值(drt+dst · (I-Vuf)， drt+dst · (l-Vvl*),drt+dst · (1-Vwl*))的時(shí)刻，切換在所述第1逆變器的所述瞬時(shí)空間矢 量控制中采用的矢量(V01，V41，V61)，所述第1載波所取的上述值是相對(duì)于所述第1載波 在所述第1期間的開始點(diǎn)所取的值(drt)偏移了下述值(dst · (1-Vul*), dst · (1-Vvl*), dst · (I-Vwl*))的值，該偏移的值(dst · (I-Vul*)，dst · (I-Vvl*)，dst · (I-Vwl*))是 1 減 針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出的指令值(Vur，Vvl*, Vwl*)后的值乘以所述第1值而得 到的值，( )在所述第 2 載波取值(dst · (1-Vu2*)，dst · (1-Vv2*)，dst · (1-Vw2*))的時(shí) 刻，切換在所述第2逆變器的所述瞬時(shí)空間矢量控制中采用的矢量(V42，V62，V72)，所述 第2載波所取的上述值是相對(duì)于所述第2載波在所述第1期間的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏 移了下述值(dst · Vu2*，dst · Vv2*, dst · Vw2*)的值，該偏移的值(dst · Vu2*，dst · Vv2*, dst -Vw2*)是針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的指令值(Vu2*，Vv2*，Vw2*)乘以所述第1值 而得到的值。并且，在所述第2期間中，(iii)在所述第1載波取值(drt · Vul*, drt · Vvl*, drt · Vwl*)的時(shí)刻，切換在所述第1逆變器的所述瞬時(shí)空間矢量控制中采用的所述矢量， 所述第1載波所取的上述值是相對(duì)于所述第1載波在所述第2期間的開始點(diǎn)所取的值 (drt)偏移了下述值(drt · (1-Vul*), drt · (1-Vvl*), drt · (I-Vwl*))的值，該偏移的值 (drt · (I-Vul*)，drt · (I-Vvl*)，drt · (I-Vwl*))是1減針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出 的所述指令值(Vuf，Vvf，VwO后的值乘以所述第2值而得到的值，(iv)在所述第2載波 取值(dst+drt · Vu2*, dst+drt · Vv2*, dst+drt · Vw2*)的時(shí)刻，切換在所述第2逆變器的所 述瞬時(shí)空間矢量控制中采用的矢量，所述第2載波所取的上述值是相對(duì)于所述第2載波在 所述第2期間的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏移了下述值(drt · Vu2% drt · Vv2*, drt · Vw2*) 的值，該偏移的值(drt · Vu2% drt · Vv2% drt · Vw2*)是針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的 指令值(Vu2*，Vv2% Vw2*)乘以所述第2值而得到的值。本發(fā)明的直接型變換裝置的控制方法的第四方式是在第三方式所述的直接型變 換裝置的控制方法中，所述第1逆變器(4)及所述第2逆變器(5)的所述輸出都是三相。 并且，針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出的所述指令值(Vul*，Vvl*, Vwl*)是根據(jù)二相調(diào)制而 確定的，所述二相調(diào)制使所述指令值中的任意一個(gè)指令值在相當(dāng)于相位120度的期間中連 續(xù)取所述第1載波的最小值。針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的所述指令值(Vu2*， Vv2*, Vw2*)是根據(jù)二相調(diào)制而確定的，所述二相調(diào)制使所述指令值中的任意一個(gè)指令值在 相當(dāng)于相位120度的期間中連續(xù)取所述第2載波(以)的最大值。本發(fā)明的直接型變換裝置的控制方法的第五方式是在第三方式所述的直接型變 換裝置的控制方法中，所述第1逆變器(4)及所述第2逆變器( 的所述輸出都是三相。并 且，針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出的所述指令值(Vul*，Vvl*, Vwl*)以及針對(duì)所述第2逆 變器的所述輸出的所述指令值(Vu2*，Vv2*，Vw2*)是根據(jù)三相調(diào)制而確定的。在本發(fā)明的直接型變換裝置的第一方式中，所述直接型變換裝置具有變流器 (3)，其對(duì)多相交流電壓(Vr、Vs、Vt)進(jìn)行整流，將其輸出給一對(duì)直流電源線(L1、L2)；第1 逆變器(4)和第2逆變器(5)，它們?cè)谒鲆粚?duì)直流電源線之間彼此并聯(lián)連接；第1逆變器 控制部(61)，其輸出使所述第1逆變器按照遵循瞬時(shí)空間矢量控制的脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作的第1控制信號(hào)(Supl*, Sunl* ；Svpl*, Svnl* ；Swpl*, Swnl*)；第2逆變器控制部(62)，其 輸出使所述第2逆變器按照遵循瞬時(shí)空間矢量控制的脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作的第2控制信 號(hào)(SUp2*，Sim2*;SVp2*，Svn2*;SWp2*，Swn2*)以及變流器控制部(60)，其輸出第3控制信號(hào) (Srp*, Ssp*, Stp*, Srn*, Ssn*, Stn*)，以便在所述第1逆變器根據(jù)第1零矢量(VO)進(jìn)行工作 且所述第2逆變器根據(jù)與所述第1零矢量不同的第2零矢量(V7)進(jìn)行工作時(shí)使所述變流 器進(jìn)行換流。本發(fā)明的直接型變換裝置的第二方式是在第一方式所述的直接型變換裝置中，所 述第1逆變器(4)和所述第2逆變器(5)都具有并聯(lián)連接在所述一對(duì)直流電源線(L1、L2) 之間的多條電流路徑，各條所述電流路徑分別包括一對(duì)開關(guān)元件(Supl，Sunl ；Svpl, Svnl ； Swpl, Swnl ；Sup2, Sun2 ；Svp2, Svn2 ；Swp2, Swn2)，并從該一對(duì)開關(guān)元件之間的連接點(diǎn)獲取 輸出，所述一對(duì)開關(guān)元件串聯(lián)連接在所述一對(duì)直流電源線之間，由所述第1控制信號(hào)或者 所述第 2 控制信號(hào)(Supl*, Sunl* ；Svpl*, Svnl* ；Swpl*, Swnl* ；Sup2*，Sun2* ；Svp2*, Svn2* ； Swp2*, Swn2*)控制導(dǎo)通。并且，當(dāng)所述第1逆變器根據(jù)所述第1零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第1逆變器的任 一條所述電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線中的一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān)元件 (Supl, Svpl, Swpl)非導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線中的另一條直流電源線(L2)側(cè)的所述開 關(guān)元件(Sunl，Svnl，Swnl)導(dǎo)通。并且，當(dāng)所述第2逆變器根據(jù)所述第2零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第2逆變器的任 一條所述電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線中的所述一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān) 元件(Sup2，Svp2，Swp^導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線中的所述另一條直流電源線(U)側(cè)的 所述開關(guān)元件(Sun2，Svn2，Swn21)非導(dǎo)通。本發(fā)明的直接型變換裝置的第三方式是在第一方式或第二方式所述的直接型變 換裝置中，在所述第1逆變器⑷的控制中采用的第1載波(Cl)和在所述第2逆變器(5) 的控制中采用的第2載波(以)彼此相位相反且彼此最大值(dst+drt = 1) 一致、彼此最小 值(0) —致。并且，所述變流器C3)按照脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作，在所述變流器的控制中采 用的載波(Cl)與所述第1載波及所述第2載波同步，該載波(Cl)的一個(gè)周期(ts)按照進(jìn) 行所述換流的定時(shí)以第1值(dst)和第2值(drt)進(jìn)行內(nèi)分，劃分為第1期間(dst · ts) 和第2期間(dst · drt)。并且，在所述第1期間中，⑴在所述第1載波取值(drt+dst · (I-Vuf)， drt+dst · (1-Vvl*), drt+dst · (1-Vwl*))的時(shí)刻，切換所述第 1 控制信號(hào)(Supl*, Sunl* ； Svpl*, Svnl* ；Swpl*, Swnf)，所述第1載波所取的上述值是相對(duì)于所述第1載波在所 述第1期間的開始點(diǎn)所取的值(drt)偏移了下述值(dst· (I-Vuf)，dst· (I-Vvf)， dst · (I-Vwl*))的值，該偏移的值(dst · (I-Vul*)，dst · (I-Vvl*)，dst · (I-Vwl*))是 1 減 針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出的指令值(Vur，Vvl*, Vwl*)后的值乘以所述第1值而得 到的值，( )在所述第 2 載波取值(dst · (1-Vu2*)，dst · (1-Vv2*)，dst · (1-Vw2*))的時(shí) 刻，切換所述第2控制信號(hào)(Sup2*，Sun2* ；Svp2% Svn2* ；Swp2% Swn2*)，所述第2載波所取 的上述值是相對(duì)于所述第2載波在所述第1期間的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏移了下述值 (dst · Vu2*, dst · Vv2*, dst · Vw2*)的值，該偏移的值(dst · Vu2*, dst · Vv2*, dst · Vw2*)是 針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的指令值(Vu2*，Vv2% Vw2*)乘以所述第1值而得到的值。
并且，在所述第2期間中，(iii)在所述第1載波取值(drt · Vul*, drt · Vvl*, drt · Vwl*)的時(shí)刻，切換所述第1控制信號(hào)，所述第1載波所取的上述值是相對(duì)于所 述第1載波在所述第2期間的開始點(diǎn)所取的值(drt)偏移了下述值(drt· (1-Vul*), drt · (1-Vvl*), drt · (1-Vwl*))的值，該偏移的值(drt · (1-Vul*), drt · (1-Vvl*), drt · (I-Vwf))是1減針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出的所述指令值(VUf，Vvf，VWf)后的 值乘以所述第2值而得到的值，(iv)在所述第2載波取值(dst+drt · Vu2*，dst+drt · Vv2*， dst+drt-Vw2*)的時(shí)刻，切換所述第2控制信號(hào)，所述第2載波所取的上述值是相對(duì)于所述 第2載波在所述第2期間的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏移了下述值(drt · Vu2*, drt · Vv2*, drt · Vw2*)的值，該偏移的值(drt · Vu2*，drt · Vv2*, drt · Vw2*)是針對(duì)所述第2逆變器的 所述輸出的指令值(Vu2*，Vv2% Vw2*)乘以所述第2值而得到的值。本發(fā)明的直接型變換裝置的第四方式是在第三方式所述的直接型變換裝置中，所 述第1逆變器(4)及所述第2逆變器(5)的所述輸出都是三相，針對(duì)所述第1逆變器的所 述輸出的所述指令值(Vur，Vvl*, Vwl*)是根據(jù)二相調(diào)制而確定的，所述二相調(diào)制使所述指 令值中的任意一個(gè)指令值在相當(dāng)于相位120度的期間中連續(xù)取所述第1載波(Cl)的最小 值，針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的所述指令值(Vu2*，Vv2% Vw2*)是根據(jù)二相調(diào)制而確 定的，所述二相調(diào)制使所述指令值中的任意一個(gè)指令值在相當(dāng)于相位120度的期間中連續(xù) 取所述第2載波((^)的最大值。本發(fā)明的直接型變換裝置的第五方式是在第三方式所述的直接型變換裝置中，所 述第1逆變器(4)及所述第2逆變器(5)的所述輸出都是三相，針對(duì)所述第1逆變器的所 述輸出的所述指令值(vur，vvr，vwr)以及針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的所述指令值 (Vu2*, Vv2*, Vw2*)是根據(jù)三相調(diào)制而確定的。根據(jù)本發(fā)明的直接型變換裝置的第一方式以及直接型變換裝置的控制方法的第 一方式，第1零矢量和所述第2零矢量彼此不同，所以即使在第1逆變器取第1零矢量的期 間的末期與第2逆變器取第2零矢量的期間的末期一致時(shí)，第1逆變器的共模電流和第2 逆變器的共模電流相抵消，降低共模電流的總量。根據(jù)本發(fā)明的直接型變換裝置的第二方式以及直接型變換裝置的控制方法的第 二方式，第1逆變器的共模電壓和第2逆變器的共模電壓進(jìn)行彼此相反的變化，所以第1零 矢量和所述第2零矢量彼此不同，因而即使在兩者的末期一致時(shí)，第1逆變器的共模電流和 第2逆變器的共模電流相抵消。根據(jù)本發(fā)明的直接型變換裝置的第三方式以及直接型變換裝置的控制方法的第 三方式，第ι零矢量和第2零矢量是在包括變流器進(jìn)行換流的定時(shí)的期間中設(shè)定的。根據(jù)本發(fā)明的直接型變換裝置的第四方式以及直接型變換裝置的控制方法的第 四方式，有助于實(shí)現(xiàn)第1零矢量和第2零矢量。根據(jù)本發(fā)明的直接型變換裝置的第五方式以及直接型變換裝置的控制方法的第 五方式，有助于實(shí)現(xiàn)第1零矢量和第2零矢量。


圖1是表示本發(fā)明能夠適用的直接型變換裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2是表示門信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示相電壓指令的波形的曲線圖。圖4是表示各種信號(hào)、電壓的波形的曲線圖。圖5是表示相電壓指令的波形的曲線圖。圖6是表示各種信號(hào)、電壓的波形的曲線圖。圖7是表示相電壓指令的波形的曲線圖。圖8是表示各種信號(hào)、電壓的波形的曲線圖。圖9是表示本實(shí)施方式的門信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)的框圖。圖10是表示相電壓指令的波形的曲線圖。圖11是表示相電壓指令的波形的曲線圖。圖12是表示各種信號(hào)、電壓的波形的曲線圖。圖13是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖14是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖15是表示相電壓指令的波形的曲線圖。圖16是表示各種信號(hào)、電壓的波形的曲線圖。圖17是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖18是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖19是表示本發(fā)明能夠適用的直接型變換裝置的另一種結(jié)構(gòu)的電路圖。圖20是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖21是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖22是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖23是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。
具體實(shí)施例方式A.直接型變換裝置的結(jié)構(gòu)圖1是表示本發(fā)明能夠適用的直接型變換裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。該變換裝置具有 變流器3和逆變器4、5、以及將兩者連接的一對(duì)直流電源線Li、L2。變流器3對(duì)從交流電源1得到的三相(此處設(shè)為R相、S相、T相)交流電壓Vr、 Vs、Vt進(jìn)行整流，將整流后的電壓輸出給一對(duì)直流電源線L1、L2。也可以在交流電源1和變 流器3之間設(shè)置輸入電容器組2。輸入電容器組2例如包括接受多相交流電壓Vr、Vs、Vt 的Y形接線的3個(gè)電容器。變流器3例如是電流型整流器，按照脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作。變流器3具有在一對(duì) 直流電源線L1、L2之間彼此并聯(lián)連接的多條電流路徑。變流器3的電流路徑中對(duì)應(yīng)R相的 電流路徑包括在直流電源線L1、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件Srp、Srn。開關(guān)元件Srp、 Srn之間的連接點(diǎn)被施加電壓Vr。變流器3的電流路徑中對(duì)應(yīng)S相的電流路徑包括在直流 電源線L1、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件kpjsn。開關(guān)元件Ssp、Ssn之間的連接點(diǎn)被 施加電壓Vs。變流器3的電流路徑中對(duì)應(yīng)T相的電流路徑包括在直流電源線Li、L2之間 串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件MP、Stn0開關(guān)元件Mp、Stn之間的連接點(diǎn)被施加電壓Vt。開關(guān)元件Srp、Ssp, Stp分別連接在直流電源線Ll側(cè)，開關(guān)元件Srn、Ssn, Stn分 別連接在直流電源線L2側(cè)。這些開關(guān)元件自身的結(jié)構(gòu)是公知的結(jié)構(gòu)，例如也已經(jīng)在非專利文獻(xiàn)1中示例公開。逆變器4、5例如是電壓型逆變器，它們都按照遵循瞬時(shí)空間矢量控制(以下簡(jiǎn)稱 為“矢量控制”)的脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作。逆變器4、5在直流電源線L1、L2之間彼此并聯(lián) 連接，逆變器4、5獨(dú)立輸出三相(此處設(shè)為U相、V相、W相)交流電壓。逆變器4、5都具有在直流電源線L1、L2之間并聯(lián)連接的多條電流路徑。逆變器4 的電流路徑中對(duì)應(yīng)U相的電流路徑包括在直流電源線Ll、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件 Supl、Sunl。從開關(guān)元件Supl、Sunl之間的連接點(diǎn)能夠獲得輸出電壓Vul。逆變器4的電流 路徑中對(duì)應(yīng)V相的電流路徑包括在直流電源線L1、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件Svpl、 Svnl。從開關(guān)元件SVpl、SVnl之間的連接點(diǎn)能夠獲得輸出電壓Vvl。逆變器4的電流路徑 中對(duì)應(yīng)W相的電流路徑包括在直流電源線Ll、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件Swp USwnl0 從開關(guān)元件SWpl、SWnl之間的連接點(diǎn)能夠獲得輸出電壓Vwl。逆變器5的電流路徑中對(duì)應(yīng) U相的電流路徑包括在直流電源線Li、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件Sup2、Sim2。從開 關(guān)元件Sup2、Sim2之間的連接點(diǎn)能夠獲得輸出電壓Vu2。逆變器5的電流路徑中對(duì)應(yīng)V相 的電流路徑包括在直流電源線Li、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件Svp2、Svn2。從開關(guān) 元件SVp2、SVn2之間的連接點(diǎn)能夠獲得輸出電壓Vv2。逆變器5的電流路徑中對(duì)應(yīng)W相的 電流路徑包括在直流電源線L1、L2之間串聯(lián)連接的一對(duì)開關(guān)元件SWp2、SWn2。從開關(guān)元件 Swp2、Swn2之間的連接點(diǎn)能夠獲得輸出電壓Vw2。開關(guān)元件5叩1、5￥ 1、5 1、5叩2、5￥ 2、5 2連接在直流電源線1^1側(cè)。下面，把 這些開關(guān)元件理解為上臂側(cè)的開關(guān)元件。開關(guān)元件Sun 1、SvnU SwnU Sun2、Svn2、Swn2連 接在直流電源線L2側(cè)。下面，把這些開關(guān)元件理解為下臂側(cè)的開關(guān)元件。這些開關(guān)元件自 身的結(jié)構(gòu)是公知的結(jié)構(gòu)，例如也已經(jīng)在非專利文獻(xiàn)1中示例公開。逆變器4、5在矢量控制下進(jìn)行工作。首先，針對(duì)逆變器4來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，開關(guān)元件 Supl>Svpl>SwpUSunUSvnl>Swnl 禾[I用控制信號(hào)艮口 門信號(hào) Supl*、Svpl*、Swpl*、Sunl*、Svnl*、 Swnf來(lái)控制其動(dòng)作，在這些門信號(hào)取邏輯值“1”/ “0”時(shí)，對(duì)應(yīng)的開關(guān)元件分別導(dǎo)通/非 導(dǎo)通。如果將所謂的死區(qū)時(shí)間去除來(lái)進(jìn)行考慮，則門信號(hào)Supf、Svpl*. Swpf取與門信號(hào) Simf、Svnl*. Swnl*相輔的值。即，如果字母U、v、w都采用q替代，則信號(hào)Sqpf、Sqnl*的 “異”為“1”。在這種矢量控制中采用的矢量Vx(x = 0 7的整數(shù))中的字母χ是按照 4 · Supl*+2 · Svpl*+Swpl*而賦予的。例如，如果上臂側(cè)的開關(guān)元件SupU Svpl、Swpl全部 非導(dǎo)通，則下臂側(cè)的開關(guān)元件Siml、SvnU Swnl全部導(dǎo)通。在這種情況下，χ = 0，逆變器4 處于矢量VO這樣的零矢量的一種狀態(tài)。相反，如果上臂側(cè)的開關(guān)元件Supl、SvpU Swpl全部導(dǎo)通，則下臂側(cè)的開關(guān)元件 Siml、Svnl、SWnl全部非導(dǎo)通。在這種情況下，χ = 7，逆變器4處于矢量V7這樣的、與矢量 VO不同的零矢量狀態(tài)。針對(duì)逆變器5也同樣標(biāo)記電壓矢量。但是，為了相互區(qū)分逆變器4、5的工作狀態(tài)， 針對(duì)逆變器4的電壓矢量表述為矢量Vxl，針對(duì)逆變器5的電壓矢量表述為矢量Vx2。負(fù)載M1、M2是感應(yīng)性負(fù)載，分別與逆變器4、5連接。具體地講，負(fù)載Ml是具有Y形 接線的、被施加電壓Vul、Vvl、Vwl的三相線圈的電機(jī)。同樣，負(fù)載M2是具有Y形接線的、被 施加電壓Vu2、Vv2、Vw2的三相線圈的電機(jī)。在電路圖中，將三相線圈的各相線圈的電阻分量記述為與該線圈串聯(lián)連接的電阻。并且，針對(duì)各個(gè)負(fù)載M1、M2，將針對(duì)電流泄漏路徑(例 如電機(jī)的機(jī)殼)的寄生電容記述為呈Y形接線的三個(gè)電容器。B.門信號(hào)的生成(現(xiàn)有技術(shù)的匯集)在詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施方式之前，關(guān)于已經(jīng)敘述過(guò)的只是將專利文獻(xiàn)2的技術(shù)和非專 利文獻(xiàn)1的技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單組合而產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行更具體的說(shuō)明。圖2是表示門信號(hào)生成電路6的結(jié)構(gòu)的框圖。門信號(hào)生成電路6具有變流器控制 部60、第1逆變器控制部61及第2逆變器控制部62。變流器控制部60輸入作為電源同步信號(hào)的、表示電壓Vr的相位角度的電源同步 信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱為“角度”)θ r，輸出門信號(hào)SiiAkp^t1A SrrA SsrA Stn*。這些門信號(hào) 分別是控制變流器3的開關(guān)元件Srp、Ssp, Stp, Srn, Ssn, Stn的動(dòng)作的控制信號(hào)。第1逆變器控制部61輸入逆變器4的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的指令值f 、電壓指令值vf、相 位指令值Φ (把這些指令值統(tǒng)稱為“第1指令值”)以及角度θ r，輸出上述門信號(hào)Supf、 Svpl λ Swpl λ Sunl Λ Svnl Λ Swnl。第2逆變器控制部62輸入逆變器5的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的指令值f2*、電壓指令值v2*、相位 指令值Φ 2* (把這些指令值統(tǒng)稱為“第2指令值”)以及角度ΘΓ，輸出門信號(hào)Sup2*、SVp2*、 Swp2*. Sun2*. Svn2*. Swn2*。這些門信號(hào)分別控制逆變器5的開關(guān)元件Sup2、Svp2、Swp2、 Sun2、Svn2、Swn2 的動(dòng)作。變流器控制部60及第1逆變器控制部61的結(jié)構(gòu)、或者變流器控制部60及第2逆 變器控制部62的結(jié)構(gòu)，能夠采用在專利文獻(xiàn)2中作為“控制部3”而示出的結(jié)構(gòu)。以下的說(shuō) 明與專利文獻(xiàn)2披露的技術(shù)在表述方式上存在若干差異，所以進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。變流器控制部60具有梯形電壓指令生成部601、中間相檢測(cè)部602、比較部603、載 波生成部604和電流型門邏輯變換部609，它們分別發(fā)揮與專利文獻(xiàn)2中提及的“梯形電壓 指令信號(hào)生成部11”、“中間相檢測(cè)部14”、“比較部12”、“載波信號(hào)生成部15”、“電流型門 邏輯變換部13”相同的功能。梯形電壓指令生成部601根據(jù)角度θ r，以電壓Vr為基準(zhǔn)，生成變流器3的電壓指 令Vr*、Vs*、Vt*。這些電壓指令都是360度周期且波形呈梯形波狀，并且相互偏差120度相 位。該梯形波狀的波形是具有一對(duì)120度連續(xù)的平坦區(qū)間、和將這一對(duì)平坦區(qū)間連接的一 對(duì)60度傾斜區(qū)域的梯形波。傾斜區(qū)域例如把該區(qū)域的中央作為相位的基準(zhǔn)，把該波形的最 小值、最大值(這些值出現(xiàn)在平坦區(qū)間中)分別設(shè)為值0、1，并表示為(1 一 V^tane) /2或者 (1 + V3tan0) /2。這些傾斜區(qū)域的求出方法以及其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在專利文獻(xiàn)2中做了介紹，而 且與本申請(qǐng)沒有直接關(guān)系，所以省略詳細(xì)內(nèi)容。中間相檢測(cè)部602選擇電壓指令VrWsWt*中既不是取最大值的最大相、也不是 取最小值的最小相的電壓指令，換言之，選擇呈現(xiàn)傾斜區(qū)域的電壓指令。變流器3是電流型 整流器，所以在原則上是與最大相對(duì)應(yīng)的上臂側(cè)開關(guān)元件和與中間相對(duì)應(yīng)的上臂側(cè)開關(guān)元 件交替導(dǎo)通，與最小相對(duì)應(yīng)的下臂側(cè)開關(guān)元件導(dǎo)通，由此進(jìn)行工作。另外，在全部開關(guān)元件內(nèi)置有二極管元件的情況下，也存在使全部開關(guān)元件導(dǎo)通、 利用該二極管元件的功能進(jìn)行整流的情況，但由于不是脈沖寬度調(diào)制的動(dòng)作，所以在此將 這種整流動(dòng)作排除在外進(jìn)行討論。例如，假設(shè)為電壓指令Vt*分別取出現(xiàn)最大值及最小值的平坦區(qū)間，電壓指令V 取傾斜區(qū)域的情況。另外，下面只要沒有特別限定，即假設(shè)為直接型變換裝置及門信號(hào) 生成電路6在這種狀況下動(dòng)作的情況。電壓指令Vr*、VS*、Vt*除了相位的偏差之外，是相同 的波形，所以即使進(jìn)行這種假設(shè)也不會(huì)喪失一般性。在這種情況下，中間相檢測(cè)部602選擇電壓指令Vs*。并且，值VZ-VsI= l"Vs*) 與值Vs*-Vt*( = Vs*)之比，是開關(guān)元件Srp導(dǎo)通的期間與開關(guān)元件Ssp導(dǎo)通的期間之比。 即，變流器3的S相的通流比根據(jù)中間相檢測(cè)部602選擇的電壓指令V 確定。開關(guān)元件 Srp導(dǎo)通的通流比以及開關(guān)元件Ssp導(dǎo)通的通流比，分別利用值drt、dst(drt+dst = 1)表 示。中間相檢測(cè)部602輸出值drt、dst。載波生成部604輸出取電壓指令Vs*, Vt*的最小值及最大值(在上述的示例 中分別是0、1)的載波Cl。例如，載波Cl是三角波。比較器603將電壓指令Vs*, Vt*和載波Cl進(jìn)行比較。根據(jù)該比較結(jié)果，電流 型信號(hào)邏輯變換部609輸出門信號(hào)Srp*、Ssp*, Stp*, Srn*, Ssn*, Mn*。第1逆變器控制部61具有調(diào)制波形生成部611、運(yùn)算部612、613、比較部614、615、 以及邏輯和運(yùn)算部619，它們分別發(fā)揮與專利文獻(xiàn)2中提及的“輸出電壓指令信號(hào)生成部 21”、“運(yùn)算部22、23”、“比較部對(duì)”、“邏輯和運(yùn)算部25”相同的功能。調(diào)制波形生成部611根據(jù)第1指令值和角度θ r，輸出相電壓指令Vuf、Vvf、Vwf。 這些相電壓指令是輸出電壓Vul、Vvl、Vwl的指令值。在專利文獻(xiàn)2中雖然沒有進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明，調(diào)制波形生成部611進(jìn)行二相調(diào)制或者三相調(diào)制。關(guān)于這些調(diào)制的詳細(xì)情況將后面進(jìn) 行說(shuō)明。運(yùn)算部612、613針對(duì)相電壓指令Vuf、Vvl*, Vwf，根據(jù)值drt、dst生成用于和載 波Cl進(jìn)行比較的信號(hào)波。為了避免附圖的繁雜，在附圖中只利用從上方朝向運(yùn)算部613的 箭頭示出了向運(yùn)算部613輸入值drt、dst。在專利文獻(xiàn)2中利用drt+dst · V*, drt (I-V*) 一并示出了根據(jù)值drt、dst和相電 壓指令Vuf、Vvf、Vwf進(jìn)行的運(yùn)算。這是因?yàn)榉?hào)V*—并表示電壓矢量。另一方面，在本 申請(qǐng)中，把符號(hào)Ψ用作相電壓指令Vuf、Vvl*, Vwl*的總括性表示方式。因此，運(yùn)算部612、 613的運(yùn)算分別利用drt+dst (1-V*)、drt · V* 一并示出。比較部614將運(yùn)算部612的結(jié)果與載波Cl進(jìn)行比較，比較部615將運(yùn)算部613的 結(jié)果與載波Cl進(jìn)行比較。根據(jù)這些比較結(jié)果，邏輯和運(yùn)算部619輸出門信號(hào)Supf、Svpf、 Swpl、Sunl λ Svnl Λ Swnl。這樣，在專利文獻(xiàn)2中披露了在求控制變流器3的門信號(hào)時(shí)，將梯形波狀的電壓指 令Vr*、VS*、Vt*與載波Cl進(jìn)行比較，在生成控制逆變器4的門信號(hào)時(shí)，將變流器3的通流比 和逆變器4的相電壓指令的運(yùn)算結(jié)果與載波Cl進(jìn)行比較，由此在逆變器4的零矢量的期間 進(jìn)行變流器3的換流，并且進(jìn)行直接變換。關(guān)于這種動(dòng)作的詳細(xì)情況已在專利文獻(xiàn)2中做 了介紹，所以省略詳細(xì)說(shuō)明。第2逆變器控制部62具有調(diào)制波形生成部621、運(yùn)算部622、623、比較部624、625、 以及邏輯和運(yùn)算部629，它們分別發(fā)揮與第1逆變器控制部61的調(diào)制波形生成部611、運(yùn)算 部612、613、比較部614、615、邏輯和運(yùn)算部619相同的功能。另外，調(diào)制波形生成部621輸 出的相電壓指令Nv2\ Vw2*是輸出電壓Vu2、Vv2、Vw2的指令值。如上所述，圖2所示的門信號(hào)生成電路6采取在專利文獻(xiàn)2披露的“控制部3”中僅使“逆變器控制部”增加了一個(gè)的結(jié)構(gòu)。針對(duì)在這種結(jié)構(gòu)中由調(diào)制波形生成部611、621生成的相電壓指令進(jìn)行說(shuō)明，以便 如同在非專利文獻(xiàn)1中說(shuō)明的那樣，使逆變器的下臂側(cè)的開關(guān)元件全部導(dǎo)通(因此將上臂 側(cè)的開關(guān)元件設(shè)為全部非導(dǎo)通)而實(shí)現(xiàn)零矢量V0。圖3是表示相電壓指令ViA Vv*, Vw*的波形的曲線圖。相電壓指令Vu* —并表示 相電壓指令Vuf、Vu2*，相電壓指令V/—并表示相電壓指令Vvf、Vv2*，相電壓指令Vw* — 并表示相電壓指令Vwf、Vw2*。相電壓指令ViAV/、Vw*都是360度周期而且相互偏差120度相位的波形。該波形 是任意一相在120度區(qū)間相連續(xù)并取最小值0、而其他兩相變動(dòng)的、所謂二相調(diào)制的波形。 該最小值被設(shè)定為與載波Cl的最小值相同。例如，該相電壓指令V/采用相位角Φ，在0°彡Φ彡120°時(shí)取值K.sincK在 120°彡Φ彡240°時(shí)取值Κ·8 ι^240-Φ)，在240°彡Φ彡360°時(shí)取值0。系數(shù)K的確 定取決于電壓指令值vl*、ν2*。現(xiàn)在，作為產(chǎn)生代表性問(wèn)題的情況，假設(shè)第1指令值和第2指令值相同的情況。在 這種情況下，相電壓指令Vuf、Vvf、Vwf和相電壓指令VU2*、VV2*、VW2*—致。第1逆變器 控制部61和第2逆變器控制部62共用值drt、dst,并且共用載波Cl，所以門信號(hào)Supf、 Svpl*、Swp 1*> Sunl*、Svnl*、Swn 1* 分另ll禾口門信號(hào) Sup2*、Svp2*、Swp2*> Sun2*、Svn2*、Swn2* 一致。圖4是表示這種情況下的載波Cl、逆變器4、5用的門信號(hào)(在圖4中記述為“逆 變器門信號(hào)”，后面相同)、逆變器4、5用的輸出電壓(在圖4中記述為“逆變器輸出電壓”， 后面相同)、共模電壓的波形的曲線圖。其中，第1指令值和第2指令值相同，逆變器4、5彼 此之間的波形不存在差異，所以從各個(gè)標(biāo)號(hào)中刪除數(shù)字1、2來(lái)進(jìn)行表示。載波Cl也在逆變器4、5的控制中使用。該載波Cl的一個(gè)周期ts按照表示換流 比的值dst、drt進(jìn)行內(nèi)分，劃分為期間dst · ts和期間drt · ts。按照這種劃分的定時(shí)進(jìn) 行換流。按照上面所述，把載波Cl的最小值及最大值分別設(shè)為0、1，并使dst+drt = l。因 此，變流器3的換流具體地講是按照載波Cl取值drt的定時(shí)進(jìn)行的。在該定時(shí)的附近，為了逆變器4、5取零矢量V0，將信號(hào)波和載波Cl進(jìn)行比較。另 外，在圖4中示例了相位指令值ΦΙ*、Φ 2*取圖3所示的相位角Φ0(0< Φ0<60° )的 情況，滿足關(guān)系Vw* = 0 < Vv* < Vu*0由運(yùn)算部 612、622 生成指令值 drt+dst · (I-Vw*) = 1、drt+dst · (1-Vv*)、 drt+dst · (1-Vu*)，由運(yùn)算部 613,623 生成指令值 drt · Vu*、drt · Vv*、drt · Vw* = 0。通過(guò) 將這些指令值和載波Cl進(jìn)行比較，確定切換矢量V0、V4、V6的定時(shí)。并且，由于采用零矢量 VO的期間包括變流器3進(jìn)行換流的定時(shí)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)所謂零電流下的變流器3的換流。在期間dst-ts中，向直流電源線L1、L2分別施加最大相的電壓和最小相的電壓。 在把逆變器輸出電壓的峰一峰值設(shè)為Ed時(shí)，參照非專利文獻(xiàn)3，各個(gè)負(fù)載Ml、M2的共模電 壓Vcml、Vcm2(參照?qǐng)D1，寄生電容呈Y形接線的中性點(diǎn)的電位)為Vcml = Vcm2 = Vcm =-Ed/2。并且，在電壓矢量采用矢量V4時(shí)，共模電壓Vcm為-Ed/6，在電壓矢量采用矢量 V6時(shí)，共模電壓Vcm為+Ed/6。在期間drt-ts中，向直流電源線L1、L2分別施加中間相的電壓和最小相的電壓。因此，逆變器輸出電壓及共模電壓比期間dst-ts的逆變器輸出電壓及共模電壓小。并且， 與在非專利文獻(xiàn)3中披露的假想中性點(diǎn)相同，以直流電源線Li、L2之間的假想中性點(diǎn)為基 準(zhǔn)進(jìn)行圖示，所以在進(jìn)行變流器3的換流時(shí)，逆變器輸出電壓及共模電壓產(chǎn)生階梯差。在如上所述的控制下，共模電壓Vcml、Vcm2同時(shí)產(chǎn)生變動(dòng)，所以由于該變動(dòng)而流 過(guò)的泄漏電流(以下稱為“共模電流”)也增大。盡管沒有如上述的第1指令值和第2指令 值相同時(shí)那么明顯，但如果逆變器4、5的調(diào)制率接近，在根據(jù)零矢量VO進(jìn)行工作的期間中， 產(chǎn)生共模電流的定時(shí)集中。這種問(wèn)題在采用作為其他零矢量的矢量V7時(shí)也會(huì)產(chǎn)生。圖5是表示相電壓指令 Vu*,Vv*,Vw*的另一波形的曲線圖。這些波形都是360度周期且相互偏差120相位的波形。 該波形是任意一相在120度區(qū)間中相連續(xù)并且取最大值1、而其他兩相變動(dòng)的、所謂二相調(diào) 制的波形。該最大值被設(shè)定為與載波Cl的最大值相等。例如，該相電壓指令Vu*采用相位角Φ，在0 °彡Φ彡60 °以及 300 °彡Φ彡360 °時(shí)取值1，在60°彡Φ彡180°時(shí)取值K · sin (Φ-60 ° )+1，在 180°彡Φ彡300°時(shí)取值K*sin(300° -φ)+1。系數(shù)K依賴于電壓指令vl*、v2*而確定。在圖5所示的相電壓指令中哪一個(gè)相電壓指令分別取最大值、中間相、最小值，與 圖3所示的相電壓指令沒有區(qū)別。S卩，在0° < Φ <60°時(shí)存在關(guān)系Vw* < V/< ViA這 對(duì)于圖3所示的相電壓指令和圖5所示的相電壓指令都是相同的。圖6是表示這種情況下的載波Cl、逆變器門信號(hào)、逆變器輸出電壓、共模電壓的波 形的曲線圖。另外，在圖6中示例了相位指令值ΦΙ*、Φ2*取圖3所示的相位角Φ7(0°
<Φ7<60° )的情況，并且滿足關(guān)系V/<Vu*= 1。在這種情況下同樣，在期間dst · ts中，當(dāng)電壓矢量取矢量V4時(shí)，共模電壓Vcm 為-Ed/6，當(dāng)電壓矢量取矢量V6時(shí)，共模電壓Vcm為+Ed/6。但是，在圖5所示的情況下，零 矢量采用矢量V7，此時(shí)共模電壓Vcm為+Ed/2。因此，在零矢量采用矢量V7時(shí)，與采用矢量VO時(shí)相比，不能將產(chǎn)生共模電流的定 時(shí)分散。而且，導(dǎo)致逆變器4、5取零矢量V7的期間與變流器3進(jìn)行換流的定時(shí)錯(cuò)開，甚至 連所謂零電流時(shí)的變流器3的換流都不能實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)采用能夠取零矢量V0、V7雙方的矢量控制的情況進(jìn)行分析。圖7是表示相電壓指令ViAV/、Vw*的波形的曲線圖。相電壓指令ViAV/、Vw*以 值0. 5為中心增減，這種相電壓指令能夠通過(guò)對(duì)三相的正弦波進(jìn)行所謂三相調(diào)制而得到。 這種波形例如通過(guò)使利用專利文獻(xiàn)4的式C3)示出的“新的各相電壓指令”的中心值偏移 0.5而得到。在圖7所示的相電壓指令中哪一個(gè)相電壓指令分別取最大值、中間相、最小值， 與圖3和圖5所示的相電壓指令沒有區(qū)別。S卩，在0° < Φ <60°時(shí)存在關(guān)系Vw* < V/
<ViA這對(duì)于圖3所示的相電壓指令和圖5所示的相電壓指令都是相同的。其中，最小值 大于0，最小值小于1。圖8是表示這種情況下的載波Cl、逆變器門信號(hào)、逆變器輸出電壓、共模電壓的波 形的曲線圖。另外，在圖6中示例了相位指令值ΦΙ*、Φ2*取圖3所示的相位角Φ3(0°
<Φ 3 < 60° )的情況，并且滿足關(guān)系Vw* < Vv* < Vu*0在這種情況下，能夠?qū)⒘闶噶縑O設(shè)在包括變流器3進(jìn)行換流的定時(shí)的期間中。但是，在期間dst-ts中，當(dāng)電壓矢量取矢量VO時(shí)，共模電壓Vcm為-Ed/2，當(dāng)電壓矢量取矢量 V4時(shí)，共模電壓Vcm為-Ed/6，當(dāng)電壓矢量取矢量V6時(shí)，共模電壓Vcm為+Ed/6，當(dāng)電壓矢量 采用矢量V7時(shí)，共模電壓Vcm為+Ed/2，這與采用相電壓指令值的其他波形時(shí)的情況相同。結(jié)果，通過(guò)研究相電壓指令值的波形判明，只是將專利文獻(xiàn)2的技術(shù)和非專利文 獻(xiàn)1的技術(shù)簡(jiǎn)單組合，不能解決前面敘述的問(wèn)題。另外，即使與如專利文獻(xiàn)3和非專利文獻(xiàn)2所示的、采用相互反相的一對(duì)載波并以 相同指令值與這一對(duì)載波進(jìn)行比較的方法進(jìn)行組合，也不能解決前面敘述的問(wèn)題。因?yàn)檫@ 種組合雖然使共模電壓變動(dòng)的定時(shí)錯(cuò)開了，但不能滿足在變流器3的換流時(shí)逆變器4、5必 須根據(jù)零矢量進(jìn)行工作的限制條件。C.本實(shí)施方式的門信號(hào)的生成圖9是表示本實(shí)施方式的生成門信號(hào)的門信號(hào)生成電路6的結(jié)構(gòu)的框圖。該門信 號(hào)生成電路6相對(duì)于圖1所示的門信號(hào)生成電路6的特征上的不同之處在于以下幾點(diǎn)。第一點(diǎn)是運(yùn)算部622、623分別被置換為運(yùn)算部626、627。由運(yùn)算部擬6生成指令值 dst · (I-Vu*) = 1、dst · (1-Vv*)、dst · (I-Vw*)，由運(yùn)算部 627 生成指令值 dst+drt · Vu*、 dst+drt · Vv*> dst+drt · Vw* = 0。第二點(diǎn)是設(shè)有載波翻轉(zhuǎn)部605。載波翻轉(zhuǎn)部605生成使由載波生成部604生成的 載波Cl翻轉(zhuǎn)而得到的載波C2。第三點(diǎn)是根據(jù)上述第一特征點(diǎn)及第二特征點(diǎn)，比較部624、625進(jìn)行載波C2與運(yùn)算 部626、627的比較。圖10是示出相電壓指令Vuf、Vvf、Vwf的波形的曲線圖，此時(shí)波形自身與圖3所 示的相電壓指令ViA V/、Vw*相同。并且，圖11是表示相電壓指令VU2*、VV2*、VW2*的波形 的曲線圖，此時(shí)波形自身與圖5所示的相電壓指令ViA Vv*, Vw*相同。圖12是表示變流器3進(jìn)行工作所依據(jù)的載波Cl、各個(gè)逆變器4、5進(jìn)行工作所依據(jù) 的載波C21、C22、各個(gè)逆變器4、5的逆變器門信號(hào)、共模電壓Vcml、Vcm2的波形的曲線圖。 另外，圖12示例出相位指令值Φ1*、Φ2*分別取圖10及圖11所示的相位角Φ01、Φ72(都 是大于0°小于60° )的情況，并且滿足關(guān)系0 = Vwl* < Vvl* < Vul*,Vw2* < Vv2* < Vu2* =1。各個(gè)載波C21、C22能夠采用載波Cl、C2。當(dāng)然，能夠理解為載波C21、C22都與載 波Cl同步。并且，載波C21、C22的相位彼此反相、而且最大值(dst+drt = 1) 一致、最小值 (0) 一致。運(yùn)算部612 按照前面所述生成信號(hào)波 drt+dst · (1-Vul*)、drt+dst · (1-Vvl*)、 drt+dst · (1-Vwl*)。并且，運(yùn)算部613按照前面所述生成信號(hào)波drt · Vul*, drt · Vvl*, drt · Vwl*。在期間dst-ts的開始點(diǎn)，載波C21取值drt，所以在把該值作為基準(zhǔn)時(shí)，逆變器4 在期間dst · ts中按照下面所述切換采用電壓矢量。⑴在載波C21取相對(duì)于值drt偏移值dst · (I-Vul*)而得到的值 drt+dst · (I-Vuf)的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量VOl和矢量V41。在載波C21取相對(duì)于 值drt偏移了值dst · (I-Vvl*)而得到的值drt+dst · (1-Vvl*)的時(shí)刻，電壓矢量切換采 用矢量V41和矢量V61。在載波C21取相對(duì)于值drt偏移了值dst · (I-Vwl*)而得到的值drt+dst · (I-Vwr)的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V61和矢量V71(未圖示)。但是，在當(dāng) 前考慮的相位Φ01，相電壓指令Vwl*是0，所以實(shí)質(zhì)上在值drt+dst · (1-Vwl*) = 1時(shí)，電 壓矢量未切換，仍保持矢量V61。并且，由于載波C21、C22相互具有上述的關(guān)系，所以在期間dst · ts的開始點(diǎn)，載 波C22取值dst( = 1-drt)。因此，在把該值作為基準(zhǔn)時(shí)，逆變器5在期間dst · ts中按照 下面所述切換采用電壓矢量。(ii)在載波C22取相對(duì)于值dst偏移了值dst · Vw2*而得到的值dst · (1-Vw2*) 的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V72和V62。在載波C22取相對(duì)于值dst偏移了值dst -Vv2* 而得到的值dst · (1-Vv2*)的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V62和V42。在載波C22取相對(duì) 于值dst偏移了值dst· Vu2*而得到的值dst· (1-Vu2*)的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量 V42和V02(未圖示)。但是，在當(dāng)前考慮的相位Φ72，相電壓指令Vu2*是1，所以實(shí)質(zhì)上在 值dst · (1-Vu2*) = 0時(shí)，電壓矢量未切換，仍保持矢量V42。在期間drt-ts的開始點(diǎn)同樣，載波C21取值drt，所以在把該值作為基準(zhǔn)時(shí)，逆變 器4在期間drt · ts中按照下面所述切換采用電壓矢量(為了避免附圖的繁雜，省略表示 電壓矢量)。(iii)在載波C21取相對(duì)于值drt偏移了值drt · (I-Vul*)而得到的值drt -Vul* 的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量VOl和矢量V41。在載波C21取相對(duì)于值drt偏移了值 drt · (I-Vvl*)而得到的值drt · Vvl*的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V41和矢量V61。在 載波C21取相對(duì)于值drt偏移了值drt · (I-Vwl*)而得到的值drt -Vwl*的時(shí)刻，電壓矢量 切換采用矢量V61和矢量V71。但是，在當(dāng)前考慮的相位Φ01，相電壓指令Vwf是0，所以 實(shí)質(zhì)上在值drt · Vwl* = 0時(shí)，電壓矢量未切換，仍保持矢量V61。(iv)在載波C22取相對(duì)于值dst偏移了值drt · Vw2*而得到的值dst+drt · Vw2* 的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V72和V62。在載波C22取相對(duì)于值dst偏移了值drt -Vv2* 而得到的值dst+drt -Vv2*的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V62和V42。在載波C22取相對(duì) 于值dst偏移了值drt ·νιι2*而得到的值dst+drt ·νιι2*的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V42 和V02。但是，在當(dāng)前考慮的相位Φ 72，相電壓指令Vu2*是1，所以實(shí)質(zhì)上在值dst+drt -Vu2* =1時(shí)，電壓矢量未切換，仍保持矢量V42。這種電壓矢量的切換，具體地講是通過(guò)逆變器門信號(hào)的切換而實(shí)現(xiàn)的。例如，在電 壓矢量從矢量VOl切換為矢量V41時(shí)，逆變器門信號(hào)Svpf、Svnf、SWpf、SWnf分別保持截 止、導(dǎo)通、截止、導(dǎo)通的狀態(tài)，而逆變器門信號(hào)Supf、Simf分別從截止、導(dǎo)通的狀態(tài)切換為 導(dǎo)通、截止的狀態(tài)。從針對(duì)逆變器4的逆變器門信號(hào)整體來(lái)看，從矢量VOl向矢量V41的切 換是通過(guò)該逆變器門信號(hào)的切換而實(shí)現(xiàn)的。逆變器5的電壓矢量的切換同樣也是通過(guò)逆變 器門信號(hào) Sup2*、Sun2*、Svp2*、Svn2*、Swp2*、Swn2* 的切換而實(shí)現(xiàn)的。如使用圖4說(shuō)明的那樣，在期間dst-ts中，共模電壓Vcml (實(shí)線所示的曲線)分 別取與矢量V01、V41、V61對(duì)應(yīng)的值-Ed/2、-Ed/6、+Ed/6。如使用圖6說(shuō)明的那樣，在期間 dst *ts中，共模電壓Vcm2 (虛線所示的曲線)分別取與矢量V72、V62、V42對(duì)應(yīng)的值+Ed/2、 +Ed/6、-Ed/6。圖12所示的逆變器門信號(hào)Sup2\ Svp2*. Swp2*的導(dǎo)通模式，與圖6所示的逆變器 門信號(hào)Sup*、SVp*、Swp*的導(dǎo)通模式不同。這是因?yàn)樵谏赡孀兤鏖T信號(hào)Sup2*、SVp2*、Swp2*的處理中使用的載波C22與載波Cl反相。因此，在逆變器5中電壓矢量采用零矢量V72的期間包括變流器3進(jìn)行換流的定 時(shí)(載波Cl取值drt的定時(shí))。如在前面章節(jié)“B”中敘述的那樣，如果使逆變器4根據(jù)載 波Cl進(jìn)行工作，則電壓矢量采用零矢量VO的期間包括變流器3進(jìn)行換流的定時(shí)。并且，如 前面敘述的那樣，由于載波C21與載波Cl同步(更具體地講，在此兩者一致)，所以在逆變 器4中電壓矢量采用零矢量VOl的期間包括變流器3進(jìn)行換流的定時(shí)。S卩，通過(guò)在本章節(jié) 中說(shuō)明的動(dòng)作，零矢量V01、V72被設(shè)定在包括變流器3進(jìn)行換流的定時(shí)的期間中，能夠?qū)崿F(xiàn) 所謂零電流時(shí)的變流器3的換流。另外，如根據(jù)圖12所明確的那樣，共模電壓Vcml、Vcm2的增減趨勢(shì)是相反的。具體 地講，當(dāng)電壓矢量從被設(shè)定在包括變流器3進(jìn)行換流的定時(shí)的期間中的零矢量V01、V72、分 別向下一個(gè)矢量V41、V62切換時(shí)，在期間dst -ts中，共模電壓Vcml從值-Ed/2向值-Ed/6 上升，共模電壓Vcm2從值+Ed/2向值+Ed/6下降。因此，在逆變器4取零矢量VOl的期間 的末期與逆變器5取零矢量V72的期間的末期(或者初期)一致時(shí)，兩者的共模電流也相 互抵消，共模電流的總量降低。這對(duì)于期間drt · ts也相同。說(shuō)明這種零矢量V01、V72的末期一致這樣的對(duì)于產(chǎn)生共模電流而言最不期望的 情況是在哪種狀況下產(chǎn)生的。在負(fù)載M1、M2是相同規(guī)格、并且在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第1指 令值及第2指令值一致。另外，在按照二相調(diào)制來(lái)生成相電壓指令時(shí)，如果使用圖10及圖 11所示的波形，則逆變器門信號(hào)Supf、Svpf、Swpf與逆變器門信號(hào)Sup2*、SVp2*、SWp2*也 相互一致。更加詳細(xì)的情況如下所述。在如上面所述第1指令值及第2指令值一致時(shí)，相位指令值Φ 1、Φ2也一致。下 面，把這種一致的相位指令值表述為相位Φ。根據(jù)波形的對(duì)稱性，在不會(huì)喪失通用性的0° < Φ <60°的范圍內(nèi)進(jìn)行分析。在該范圍內(nèi)，以圖3及圖5的說(shuō)明為參考，下式(1)成立Vul* = K · sin ( Φ+60° )，Vw2* = 1_Κ · sin ( Φ+60° )......(1)并且，參照?qǐng)D12，由于載波C21、C22相互反相，而且最大值及最小值彼此相同都是 1、0，所以在下式( 成立時(shí)，零矢量V01、V72的末期一致dst (1-Vul*) = dst · Vw2*......(2)根據(jù)式⑴可知，值I-Vuf、Vw2*彼此相等，所以很明顯式⑵也成立。因此，在負(fù) 載M1、M2是相同規(guī)格、并且在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果使用圖10及圖11所示的二相調(diào)制波 形，則零矢量V01、V72的末期一致。這對(duì)于零矢量V01、V72的初期也相同。另外，在圖12中示出了逆變器4采用的電壓矢量在矢量V41和矢量V61之間切換 的定時(shí)、與逆變器5采用的電壓矢量在矢量V62和矢量V42之間切換的定時(shí)幾乎一致，在該 定時(shí)，共模電流相互抵消，但是不能說(shuō)通常都會(huì)產(chǎn)生這種抵消。為了使產(chǎn)生這種抵消，參照 圖12，下式(3)必須成立(式(3)意味著Vvf = Vv2*)dst (1-Vvl*) = dst(l-Vv2*)......(3)但是，例如在0° <Φ<60°的范圍內(nèi)，以圖3及圖5的說(shuō)明為參考，下式(4)成 立Vvl* = K · 8 ηΦ , Vv2* = 1+K ‘ sin (Φ+300° )......(4)因此，式(3)成立與否依賴于相位Φ，所以除了零矢量V01、V72的初期、末期之外， 共模電流不一定抵消。
關(guān)于這種相電壓指令的波形，優(yōu)選用于驅(qū)動(dòng)逆變器4的波形的最大相(在上述示 例中是指相電壓指令Vur)、與用于驅(qū)動(dòng)逆變器5的波形的最小相(在上述示例中是指相電 壓指令之和，與載波C21、C22的最大振幅相等。圖13及圖14是表示逆變器電流和共模電流的曲線圖。關(guān)于逆變器電流示出了作 為代表的流向各個(gè)逆變器4、5的U相的電流Iul、Iu2。把交流電壓Vr、Vs、Vt的電壓值設(shè) 為200V，把調(diào)制率設(shè)為1，把載波的頻率設(shè)為5kHz。并且，把逆變器的輸出頻率設(shè)為100Hz。 在圖13及圖14中示出了逆變器的輸出波形的一個(gè)周期的量的波形(10ms)。圖13表示使用在前面章節(jié)“B”中說(shuō)明的技術(shù)即二相調(diào)制的情況。即，在生成逆變 器4、5的逆變器門信號(hào)時(shí)共用載波Cl，而且相電壓指令也共用圖3所示的波形的情況。圖 14表示使用在本章節(jié)中說(shuō)明的技術(shù)即二相調(diào)制的情況。即，在生成逆變器4、5的逆變器門 信號(hào)時(shí)分別使用載波C21、C22，而且相電壓指令也分別使用圖10及圖11所示的波形的情 況。圖13及圖14都示出了逆變器4、5彼此的零矢量的初期/末期都一致的情況，以使共 模電流最容易流過(guò)。參照?qǐng)D13，逆變器4、5進(jìn)行相同的動(dòng)作，所以逆變器電流一致。并且，共模電壓 VcmU Vcm2也一致，因此共模電流Icml、Icm2也一致。共模電流Icml、Icm2都是0. 122A (有 效值)，兩者是相同波形，所以共模電流的總和(在圖中表述為“Icml+ICm2”，后面相同)也 是共模電流Icml的二倍(0. 244A(有效值))。與此相對(duì)，參照?qǐng)D14，從載波的頻率方面分析，逆變器4、5相輔地進(jìn)行工作，所以 逆變器電流Iul、Iu2的細(xì)小的峰谷是反相的。并且，由于共模電壓Vcml、Vcm2相反地變化， 所以共模電流Icml、Icm2也是反相的。因此，共模電流Icml、Icm2的有效值為0. 120A，而 共模電流的總有效值為0. 121A。這種結(jié)果與圖13所示的結(jié)果相比，表明共模電流的總有 效值降低為大致一半。這可以認(rèn)為是雖然零矢量的初期/末期的共模電流抵消，但是由于 采用其他矢量V6、V4的期間中的泄漏電流是倍增的，所以變?yōu)榕c一個(gè)逆變器的泄漏電流相等。另外，在圖10及圖11所示的波形中，用于驅(qū)動(dòng)逆變器4的波形的最小相(在上述 示例中是指相電壓指令Vwf = 0)、與用于驅(qū)動(dòng)逆變器5的波形的最大相(在上述示例中 是指相電壓指令= 1)之和也與載波C21、C22的最大振幅相等。但是，如使用圖12說(shuō) 明的那樣，此時(shí)由于沒有出現(xiàn)零矢量V71、V02，所以不會(huì)產(chǎn)生這些波形的初期、末期的共模 電流的抵消。但是，在將圖7所示的三相調(diào)制的波形用于相電壓指令的情況下，出現(xiàn)零矢量 V71、V02，并產(chǎn)生這些波形的初期、末期的共模電流的抵消。圖15是示出與圖7相同地被三相調(diào)制后的波形的相電壓指令的曲線圖。各個(gè)調(diào) 制波形生成部611、621的相電壓指令Vuf、Vvl*, Vwl*和相電壓指令Vu2*、Vv2*. Vw2*,分別 采用圖15所示的相電壓指令ViA V/、Vw*的波形。圖16 是示出載波 Cl、C21、C22、逆變器門信號(hào) Supl*, Svpl*, Swpl*, Sup2*、Svp2*、 Swp2*、共模電壓Vcml、Vcm2的波形的曲線圖。在這種情況下，參照上述(i)的說(shuō)明， 在期間dst · ts中，在載波C21取相對(duì)于值drt偏移了值dst · (I-Vwl*)而得到的值 drt+dst · (1-Vwl*)的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V61和矢量V71。并且，參照上述(ii) 的說(shuō)明，在期間dst · ts中，在載波C22取相對(duì)于值dst偏移了值dst · 而得到的值 dst - (1-Vu2*)的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V42和V02。并且，參照上述(iii)的說(shuō)明，在期間drt -ts中，在載波C21取相對(duì)于值drt偏移了值drt · (I-Vwl*)而得到的值drt-Vwl* 的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V61和矢量V71(省略圖示矢量)。參照上述(iv)的說(shuō)明，在 期間drt -ts中，在載波C22取相對(duì)于值dst偏移了值drt -Vu2*而得到的值dst+drt -Vu2* 的時(shí)刻，電壓矢量切換采用矢量V42和V02 (省略圖示矢量)。說(shuō)明在使用這樣被三相調(diào)制后的相電壓指令的情況下，零矢量V01、V72的末期一 致這樣的對(duì)于產(chǎn)生共模電流而言最不期望的情況是在哪種狀況下產(chǎn)生的。在負(fù)載M1、M2是 相同規(guī)格、并且在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第1指令值及第2指令值一致。另外，如果相位指令 值ΦΙ、Φ 2都采用相位Φ 312(參照?qǐng)D15)，則逆變器門信號(hào)Supf、Svpl*, Swpf與逆變器 門信號(hào)Sup2\ Svp2*. Swp2*也相互一致。更加詳細(xì)的情況如下所述。根據(jù)波形的對(duì)稱性，在不喪失一般性的0° < Φ <60°的范圍內(nèi)進(jìn)行分析。在該 范圍內(nèi)，以圖15及專利文獻(xiàn)4為參考，下式(5)成立Vul* = K · sin ( Φ+60° )，Vw2* = 1_Κ · sin ( Φ+60° )......(5)。參照?qǐng)D16，與圖12所示的情況相同，在上式⑵成立時(shí)，零矢量VOl、V72的末期 一致。并且，在式(5)成立時(shí)，式(2)也成立。因此，與使用二相調(diào)制時(shí)的情況相同，在使用 三相調(diào)制時(shí)，零矢量VOl、V72的末期一致。這對(duì)于零矢量V01、V72的初期也相同。但是，在使用三相調(diào)制的情況下，如果第1指令值及第2指令值一致，則相電壓指 令Vvf、Vv2* 一致，所以逆變器4采用的電壓矢量在矢量V41和矢量V61之間切換的定時(shí)、 與逆變器5采用的電壓矢量在矢量V62和矢量V42之間切換的定時(shí)基本一致，在該定時(shí)，共 模電流相抵消。并且，同樣逆變器4采用的電壓矢量在矢量V61和矢量V71之間切換的定時(shí)、與逆 變器5采用的電壓矢量在矢量V42和矢量V02之間切換的定時(shí)也基本一致，在該定時(shí)，共模 電流也抵消。圖17及圖18是示出逆變器電流和共模電流的曲線圖。相電壓指令除了采用圖7 和圖15所示的波形之外，也采用在圖13及圖14中說(shuō)明的各個(gè)波形。圖17表示使用在前面章節(jié)“B”中說(shuō)明的技術(shù)即三相調(diào)制的情況。即，在生成逆變 器4、5的逆變器門信號(hào)時(shí)共用載波Cl，而且相電壓指令也共用圖7所示的波形的情況。圖 18表示使用在本章節(jié)中說(shuō)明的技術(shù)即三相調(diào)制的情況。即，在生成逆變器4、5的逆變器門 信號(hào)時(shí)分別使用載波C21、C22，而且相電壓指令都使用圖15所示的波形的情況。圖17及 圖18都示出了零矢量的初期/末期都一致的情況，以使共模電流最容易流過(guò)。參照?qǐng)D17，與圖13相同，逆變器電流Iul、Iu2、共模電壓Vcml、Vcm2、共模電流 Icml、Icm2都彼此一致。共模電流Icml、Icm2都是0. 140A(有效值)。該值比在圖13中說(shuō) 明的值0. 122A大，這可以認(rèn)為是緣于變流器3在不進(jìn)行換流的定時(shí)的零矢量的初期/末期 (矢量V61、V71間的切換、矢量V02、V42間的切換)時(shí)的共模電流增加。共模電流的總有 效值為0. 280A(有效值)。與此相對(duì)，參照?qǐng)D18，與圖14相同，逆變器電流Iul、Iu2的細(xì)小的峰谷是反相的。 并且，由于共模電壓Vcml、Vcm2相反地進(jìn)行變化，所以共模電流Icml、Icm2也是反相的。因 此，共模電流Icml、Icm2的有效值為0. 137A，而共模電流的總有效值為0. IlSA0這種結(jié)果 與圖17所示的結(jié)果相比，表明降低為比共模電流的總有效值的一半還小的值。這可以認(rèn)為 是在除零矢量之外切換電壓矢量時(shí)，共模電流抵消。
D.負(fù)載為一個(gè)的情況在前面章節(jié)“C”中，根據(jù)圖1說(shuō)明了盡管對(duì)逆變器4、5分別獨(dú)立設(shè)置負(fù)載M1、M2， 并且共模電流集中的條件。在此說(shuō)明針對(duì)逆變器4、5設(shè)置一個(gè)負(fù)載的情況。在這種情況下， 逆變器4、5驅(qū)動(dòng)相同負(fù)載，所以容易進(jìn)行共模電流集中的運(yùn)轉(zhuǎn)。圖19是表示本發(fā)明能夠適用的直接型變換裝置的另一種結(jié)構(gòu)的電路圖。與圖1所 示的結(jié)構(gòu)相比在特征方面的不同之處是，圖19所示結(jié)構(gòu)的特征點(diǎn)在于經(jīng)由輸出電抗器組7 一個(gè)三相負(fù)載M3與逆變器4、5連接。輸出電抗器組7由將逆變器4、5的各個(gè)輸出端與各個(gè)相連接的三個(gè)電抗器構(gòu)成。 從該電抗器的各個(gè)中點(diǎn)得到三相電壓州、￥^^，將這些電壓提供給負(fù)載10。負(fù)載M3是感 應(yīng)性負(fù)載，例如是具有被施加電壓Vu、Vv、Vw并且呈Y形接線的三相線圈的電機(jī)。寄生電容 被記述為呈Y形接線的三個(gè)電容器。負(fù)載M3的共模電壓Vcm可以理解為負(fù)載M3的寄生電容的Y形接線的中性點(diǎn)的電 位。但是，為了便于分析，也可以根據(jù)負(fù)載M3與逆變器4、5的連接的對(duì)稱性，將共模電壓 Vcm理解為圖19所示的共模電壓Vcml、Vcm2的合成。S卩，假設(shè)是在構(gòu)成輸出電抗器組7的三個(gè)電抗器的兩端分別進(jìn)行Y形接線的寄生 電容。共模電壓Vcml、Vcm2可以理解為這些寄生電容的兩個(gè)Y形接線的各自的中性點(diǎn)的電 位，共模電流Icml、Icm2可以理解為從各個(gè)中性點(diǎn)流出的漏電流。圖20及圖21是示出逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖20表示使用在前面章 節(jié)“B”中說(shuō)明的技術(shù)即二相調(diào)制的情況。即，在生成逆變器4、5的逆變器門信號(hào)時(shí)共用載 波Cl，而且相電壓指令也共用圖3所示的波形的情況。圖21表示使用在前面章節(jié)“C”中說(shuō) 明的技術(shù)即二相調(diào)制的情況。即，在生成逆變器4、5的逆變器門信號(hào)時(shí)分別使用載波C21、 C22，而且相電壓指令分別使用圖10及圖11所示的波形的情況。圖20及圖21都示出了零 矢量的初期/末期一致，以使共模電流最容易流過(guò)的情況。參照?qǐng)D20，與圖13相同，逆變器電流Iul、Iu2以及共模電壓Vcml、Vcm2分別彼此 一致。共模電壓Vcml、Vcm2施加到彼此并聯(lián)連接的位置，所以兩者合成后的共模電壓Vcm 仍與共模電壓Vcml、Vcm2相等。共模電流Icml、Icm2的合成值Icm為0. 122A(有效值)。 該值是在圖13中說(shuō)明的合成值Icm的值0. 244的一半，這可以認(rèn)為是由于將負(fù)載M3設(shè)定 為與各個(gè)負(fù)載M1、M2相同，而且只設(shè)置一個(gè)負(fù)載而導(dǎo)致的。參照?qǐng)D21，與圖14相同，逆變器電流Iul、Iu2在以載波頻率的周期進(jìn)行分析時(shí)彼 此反相，共模電壓Vcml、Vcm2也是彼此反相。共模電壓Vcml、Vcm2施加到彼此并聯(lián)連接的 位置，所以兩者合成后的共模電壓Vcm比共模電壓Vcml、Vcm2低。共模電流Icml、Icm2的 合成值Icm為0. 06A(有效值)。該值是在圖14中說(shuō)明的合成值Icm的值0. 121的大約一 半，這可以認(rèn)為是由于將負(fù)載M3設(shè)定為與各個(gè)負(fù)載Ml、M2相同，而且只設(shè)置一個(gè)負(fù)載而導(dǎo) 致的。圖22及圖23是示出逆變器電流和共模電流的曲線圖。圖22表示使用在前面章 節(jié)“B”中說(shuō)明的技術(shù)即三相調(diào)制的情況。即，在生成逆變器4、5的逆變器門信號(hào)時(shí)共用載 波Cl，而且相電壓指令也共用圖7所示的波形的情況。圖23表示使用在前面章節(jié)“C”中說(shuō) 明的技術(shù)即三相調(diào)制的情況。即，在生成逆變器4、5的逆變器門信號(hào)時(shí)分別使用載波C21、 C22，而且相電壓指令都使用圖15所示的波形的情況。圖22及圖23都示出了零矢量的初期/末期一致以使共模電流最容易流過(guò)的情況。參照?qǐng)D22，與圖17相同，逆變器電流Iul、Iu2以及共模電壓Vcml、Vcm2分別彼此 一致。共模電流Icml、Icm2的合成值Icm為0. 140A(有效值)。該值是在圖17中說(shuō)明的 合成值Icm的值0. 280A的一半，這可以認(rèn)為是由于將負(fù)載M3設(shè)定為與各個(gè)負(fù)載Ml、M2相 同，而且只設(shè)置一個(gè)負(fù)載而導(dǎo)致的。參照?qǐng)D23，與圖18相同，逆變器電流Iul、Iu2在以載波頻率的周期進(jìn)行分析時(shí)彼 此反相，共模電壓Vcml、Vcm2也是彼此反相。共模電流Icml、Icm2的合成值Icm為0. 06A (有 效值)。該值是在圖18中說(shuō)明的合成值Icm的值0. 118的大約一半，這可以認(rèn)為是由于將 負(fù)載M3設(shè)定為與各個(gè)負(fù)載Ml、M2相同，而且只設(shè)置一個(gè)負(fù)載而導(dǎo)致的。
權(quán)利要求
1.一種直接型變換裝置的控制方法，用于對(duì)直接型變換裝置進(jìn)行控制，所述直接型變 換裝置具有變流器(3)，其對(duì)多相交流電壓(Vr、Vs、Vt)進(jìn)行整流，將其輸出給一對(duì)直流電 源線(L1、L2)；以及第1逆變器(4)和第2逆變器(5)，它們?cè)谒鲆粚?duì)直流電源線之間彼 此并聯(lián)連接，且均按照遵循瞬時(shí)空間矢量控制的脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作，在所述控制方法中，在所述第1逆變器根據(jù)第1零矢量(VO)進(jìn)行工作且所述第2逆變器根據(jù)第2零矢量 (V7)進(jìn)行工作時(shí)，進(jìn)行所述變流器的換流，所述第1零矢量和所述第2零矢量互不相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接型變換裝置的控制方法，其中，所述第1逆變器(4)和所述第2逆變器( 都具有并聯(lián)連接在所述一對(duì)直流電源線 (LU L2)之間的多條電流路徑，各條所述電流路徑分別包括串聯(lián)連接在所述一對(duì)直流電源線之間的一對(duì)開關(guān)元件 (Supl，Sunl ；Svpl, Svnl ；Swp 1, Swnl ；Sup2，Sun2 ；Svp2，Svn2 ；Swp2，Swn2)，從該一對(duì)幵關(guān) 元件之間的連接點(diǎn)獲取輸出，當(dāng)所述第1逆變器根據(jù)所述第1零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第1逆變器的任一條所 述電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線中的一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān)元件(Supl， Svpl, Swpl)非導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線的另一條直流電源線(L2)側(cè)的所述開關(guān)元件 (Sunl, Svnl, Swnl)導(dǎo)通，當(dāng)所述第2逆變器根據(jù)所述第2零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第2逆變器的任一條所述 電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線的所述一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān)元件(Sup2， Svp2, Swp2)導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線的所述另一條直流電源線(L2)側(cè)的所述開關(guān)元件 (Sun2, Svn2, Swn21)非導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接型變換裝置的控制方法，其中，在所述第1逆變器(4)的控制中采用的第1載波(C21)和在所述第2逆變器( 的控 制中采用的第2載波￠2 彼此相位相反且彼此最大值(dst+drt = 1) 一致、彼此最小值 (0) 一致，所述變流器(3)按照脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作，在所述變流器的控制中采用的載波(Cl)與所述第1載波及所述第2載波同步，該載波 (Cl)的一個(gè)周期(ts)按照進(jìn)行所述換流的定時(shí)以第1值(dst)和第2值(drt)進(jìn)行內(nèi)分， 劃分為第1期間(dst · ts)和第2期間(dst · ts)， 在所述第1期間中，⑴在所述第 1 載波取值(drt+dst · (1-Vul*)，drt+dst · (1-Vvl*)，drt+dst · (1-Vwl*)) 的時(shí)刻，切換在所述第1逆變器的所述瞬時(shí)空間矢量控制中采用的矢量(V01，V41，V61)， 所述第1載波所取的上述值是相對(duì)于所述第1載波在所述第1期間的開始點(diǎn)所取的值 (drt)偏差了 下述值(dst · (1-Vul*), dst · (1-Vvl*), dst · (I-Vwl*))的值，該偏移的值 (dst · (I-Vul*)，dst · (I-Vvl*)，dst · (I-Vwl*))是1減針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出 的指令值(Vuf，Vvl*, Vwl*)后的值乘以所述第1值而得到的值，(ii)在所述第 2 載波取值(dst · (1-Vu2*)，dst · (1-Vv2*)，dst · (1-Vw2*))的時(shí)刻，切 換在所述第2逆變器的所述瞬時(shí)空間矢量控制中采用的矢量(V42，V62，V7》，所述第2載波所取的上述值是相對(duì)于所述第2載波在所述第1期間的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏差了下述 值(dst · Vu2*, dst · Vv2*, dst · Vw2*)的值，該偏移的值(dst · Vu2*, dst · Vv2*, dst · Vw2*) 是針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的指令值(Vu2*，Vv2*, Vw2*)乘以所述第1值而得到的 值，在所述第2期間中，(iii)在所述第1載波取值(drt· Vul*, drt · Vvl*, drt · Vwl*)的時(shí)刻，切換在所述第 1逆變器的所述瞬時(shí)空間矢量控制中采用的所述矢量，所述第1載波所取的上述值是相對(duì) 于所述第1載波在所述第2期間的開始點(diǎn)所取的值(drt)偏差了下述值(drt · (I-Vul*)， drt · (1-Vvl*), drt · (I-Vwl*))的值，該偏移的值(drt · (1-Vul*), drt · (1-Vvl*), drt · (I-Vwl*))是1減針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出的所述指令值(Vuf，Vvf，VwO后 的值乘以所述第2值而得到的值，(iv)在所述第2 載波取值(dst+drt · Vu2*，dst+drt · Vv2*, dst+drt ‘ Vw2*)的時(shí)刻，切 換在所述第2逆變器的所述瞬時(shí)空間矢量控制中采用的矢量，所述第2載波所取的上述值 是相對(duì)于所述第2載波在所述第2期間的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏差了下述值(drt -VU2*, drt · Vv2*，drt · Vw2*)的值，該偏移的值(drt · Vu2*，drt · Vv2*，drt · Vw2*)是針對(duì)所述第 2逆變器的所述輸出的指令值(Vu2*，Vv2*, Vw2*)乘以所述第2值而得到的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直接型變換裝置的控制方法，其中，所述第1逆變器(4)及所述第2逆變器(5)的所述輸出都是三相，針對(duì)所述第ι逆變器的所述輸出的所述指令值(vuf，vvr，vwr)是根據(jù)二相調(diào)制而確 定的，所述二相調(diào)制使所述指令值中的任意一個(gè)指令值在相當(dāng)于相位120度的期間中連續(xù) 取所述第1載波(C21)的最小值，針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的所述指令值(VU2*，Vv2*，VW2*)是根據(jù)二相調(diào)制而確 定的，所述二相調(diào)制使所述指令值中的任意一個(gè)指令值在相當(dāng)于相位120度的期間中連續(xù) 取所述第2載波(C22)的最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直接型變換裝置的控制方法，其中，所述第1逆變器(4)及所述第2逆變器(5)的所述輸出都是三相，針對(duì)所述第ι逆變器的所述輸出的所述指令值(vur，vvr，vwr)以及針對(duì)所述第2逆 變器的所述輸出的所述指令值(Vu2*，Vv2*，Vw2*)是根據(jù)三相調(diào)制而確定的。
6.一種直接型變換裝置，其具有變流器(3)，其對(duì)多相交流電壓(Vr、Vs、Vt)進(jìn)行整流，將其輸出給一對(duì)直流電源線 (L1、L2)；第1逆變器(4)和第2逆變器(5)，它們?cè)谒鲆粚?duì)直流電源線之間彼此并聯(lián)連接；第1逆變器控制部(61)，其輸出使所述第1逆變器按照遵循瞬時(shí)空間矢量控制的脈沖 寬度調(diào)制進(jìn)行工作的第1控制信號(hào)(Supl*, Sunl* ；Svpl*, Svnl* ；Swpl*, Swnl*)；第2逆變器控制部(62)，其輸出使所述第2逆變器按照遵循瞬時(shí)空間矢量控制的脈沖 寬度調(diào)制進(jìn)行工作的第2控制信號(hào)(Sup2*，Sun2* ；Svp2% Svn2* ；Swp2% Swn2*)；以及變流器控制部(60)，其輸出第3控制信號(hào)(Srp*, Ssp*, Stp*, Srn*, Ssn*, Stn*)，以便在 所述第1逆變器根據(jù)第1零矢量(VO)進(jìn)行工作且所述第2逆變器根據(jù)與所述第1零矢量 不同的第2零矢量(V7)進(jìn)行工作時(shí)使所述變流器進(jìn)行換流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接型變換裝置，其中，所述第1逆變器(4)和所述第2逆變器(5)都具有并聯(lián)連接在所述一對(duì)直流電源線 (LU L2)之間的多條電流路徑，各條所述電流路徑分別包括一對(duì)開關(guān)元件(Supl，Sunl ；Svpl, Svnl ；Swpl, Swnl ；Sup2, Sun2 ；Svp2, Svn2 ；Swp2, Swn2)，并從該一對(duì)開關(guān)元件之間的連接點(diǎn)獲取輸出，所述一對(duì)開 關(guān)元件串聯(lián)連接在所述一對(duì)直流電源線之間，由所述第1控制信號(hào)或者所述第2控制信號(hào) (Supl*, Sunl* ；Svpl*, Svnl* ；Swpl*, Swnl* ；Sup2*, Sun2* ；Svp2*, Svn2* ；Swp2*, Swn2*)控制導(dǎo) 通，當(dāng)所述第1逆變器根據(jù)所述第1零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第1逆變器的任一條所 述電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線中的一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān)元件(Supl， Svpl, Swpl)非導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線中的另一條直流電源線(L2)側(cè)的所述開關(guān)元件 (Sunl, Svnl, Swnl)導(dǎo)通，當(dāng)所述第2逆變器根據(jù)所述第2零矢量進(jìn)行工作時(shí)，在所述第2逆變器的任一條所 述電流路徑中，所述一對(duì)直流電源線中的所述一條直流電源線(Li)側(cè)的所述開關(guān)元件 (Sup2, Svp2, Swp2)導(dǎo)通，所述一對(duì)直流電源線中的所述另一條直流電源線(L2)側(cè)的所述 開關(guān)元件(Sun2, Svn2, Swn21)非導(dǎo)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的直接型變換裝置，其中，在所述第1逆變器(4)的控制中采用的第1載波(C21)和在所述第2逆變器(5)的控 制中采用的第2載波￠2 彼此相位相反且彼此最大值(dst+drt = 1) 一致、彼此最小值 (0) 一致，所述變流器(3)按照脈沖寬度調(diào)制進(jìn)行工作，在所述變流器的控制中采用的載波(Cl)與所述第1載波及所述第2載波同步，該載波 (Cl)的一個(gè)周期(ts)按照進(jìn)行所述換流的定時(shí)以第1值(dst)和第2值(drt)進(jìn)行內(nèi)分， 劃分為第1期間(dst · ts)和第2期間(dst · drt)，在所述第1期間中，⑴在所述第 1 載波取值(drt+dst · (1-Vul*)，drt+dst · (1-Vvl*)，drt+dst · (1-Vwl*)) 的時(shí)刻，切換所述第1控制信號(hào)(Supl*, Sunl* ；Svpl*, Svnl* ；Swpl*, Swnf)，所述第1載波 所取的上述值是相對(duì)于所述第1載波在所述第1期間的開始點(diǎn)所取的值(drt)偏差了下 述值(dst · (I-Vul*)，dst · (1-Vvl*), dst · (I-Vwl*))的值，該偏移的值(dst · (1-Vul*), dst · (1-Vvl*), dst · (I-Vwl*))是1減針對(duì)所述第1逆變器的所述輸出的指令值(Vul*, Vvl*, Vwl*)后的值乘以所述第1值而得到的值，(ii)在所述第2 載波取值(dst · (1-Vu2*)，dst · (1-Vv2*)，dst · (1-Vw2*))的時(shí)刻，切 換所述第2控制信號(hào)(Sup2*，Sun2* ；Svp2*, Svn2* ；Swp2% Swn2*)，所述第2載波所取的上述值 是相對(duì)于所述第2載波在所述第1期間的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏差了下述值(dst-VU2*, dst · Vv2*, dst · Vw2*)的值，該偏移的值(dst · Vu2*，dst · Vv2*, dst · Vw2*)是針對(duì)所述第 2逆變器的所述輸出的指令值(Vu2*，Vv2*, Vw2*)乘以所述第1值而得到的值，在所述第2期間中，(iii)在所述第1載波取值(drt· Vul*, drt · Vvl*, drt · Vwl*)的時(shí)刻，切換所述第1 控制信號(hào)，所述第1載波所取的上述值是相對(duì)于所述第1載波在所述第2期間的開始點(diǎn)所取的值(drt)偏差了下述值(drt · (I-Vul*)，drt · (I-Vvl*)，drt · (I-Vwl*))的值，該偏移 的值(drt · (I-Vul*)，drt · (I-Vvl*)，drt · (I-Vwl*))是1減針對(duì)所述第1逆變器的所述 輸出的所述指令值(Vuf，Vvl*, Vwl*)后的值乘以所述第2值而得到的值，(iv)在所述第 2 載波取值(dst+drt · Vu2*，dst+drt · Vv2*, dst+drt ‘ Vw2*)的時(shí)刻，切 換所述第2控制信號(hào)，所述第2載波所取的上述值是相對(duì)于所述第2載波在所述第2期間 的開始點(diǎn)所取的值(dst)偏差了下述值(drt.Vu2*,drt.Vv2*,drt -Vw2*)的值，該偏移的 值(drt · Vu2% drt · Vv2% drt · Vw2*)是針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的指令值(Vu2*， Vv2*, Vw2*)乘以所述第2值而得到的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直接型變換裝置，其中，所述第1逆變器(4)及所述第2逆變器(5)的所述輸出都是三相， 針對(duì)所述第ι逆變器的所述輸出的所述指令值(vuf，vvr，vwr)是根據(jù)二相調(diào)制而確 定的，所述二相調(diào)制使所述指令值中的任意一個(gè)指令值在相當(dāng)于相位120度的期間中連續(xù) 取所述第1載波(C21)的最小值，針對(duì)所述第2逆變器的所述輸出的所述指令值(VU2*，Vv2*，VW2*)是根據(jù)二相調(diào)制而確 定的，所述二相調(diào)制使所述指令值中的任意一個(gè)指令值在相當(dāng)于相位120度的期間中連續(xù) 取所述第2載波(C22)的最大值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直接型變換裝置，其中，所述第1逆變器(4)及所述第2逆變器(5)的所述輸出都是三相， 針對(duì)所述第ι逆變器的所述輸出的所述指令值(vur，vvr，vwr)以及針對(duì)所述第2逆 變器的所述輸出的所述指令值(Vu2*，Vv2*，Vw2*)是根據(jù)三相調(diào)制而確定的。
全文摘要
在具有變流器和兩個(gè)逆變器的直接型變換裝置中，降低共模電流。變流器(3)的輸出電壓提供給一對(duì)直流電源線(L1、L2)。逆變器(4、5)在直流電源線(L1、L2)之間并聯(lián)連接。在一個(gè)逆變器(4)根據(jù)第1零矢量進(jìn)行工作且另一個(gè)逆變器(5)根據(jù)第2零矢量進(jìn)行工作時(shí)，進(jìn)行變流器(3)的換流。第1零矢量和所述第2零矢量互不相同。例如，一個(gè)逆變器(4)的上臂側(cè)開關(guān)元件(Sup1，Svp1，Swp1)和另一個(gè)逆變器(5)的下臂側(cè)開關(guān)元件(Sun2，Svn2，Swn2)全部非導(dǎo)通，一個(gè)逆變器(4)的下臂側(cè)開關(guān)元件(Sun1，Svn1，Swn1)和另一個(gè)逆變器(5)的上臂側(cè)開關(guān)元件(Sup2，Svp2，Swp2)全部導(dǎo)通。
文檔編號(hào)H02M5/27GK102084582SQ200980125710
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者榊原憲一 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社