專利名稱：：電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，且更具體地，涉及一種通過由一變壓器串聯(lián)連接多個單元轉(zhuǎn)換器的AC輸出而得到一輸出的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。圖20為一示出了可采用本發(fā)明的一常規(guī)的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主電路構(gòu)成的方框圖。在該圖中，變壓器1的初級繞組1P被連接至該系統(tǒng)，2A-2D表示被連接至變壓器1的初級繞組1P的次級繞組，3A-3D為轉(zhuǎn)換器，各轉(zhuǎn)換器由門電路關(guān)斷半導(dǎo)體閘流管(以下簡稱為GTO)和二極管組成，4為DC電源。及5-10表示轉(zhuǎn)換器3A的GTO，在變壓器1的初級繞組1P中，對于各相位的次級繞組2A-2D的各相位的初級繞組被串聯(lián)連接。圖21為一示出控制圖20中電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的方框圖。在圖21中，與圖20中相同的參考數(shù)字具有相同的功能，因此在此省去對其的說明。在圖21中，11為一AC系統(tǒng)，12為一電壓檢測器，檢測AC系統(tǒng)11的兩線間的電壓。13為一兩線間電壓→相位電壓轉(zhuǎn)換電路，14為一三相→兩相轉(zhuǎn)換電路，兩線間電壓→相位電壓轉(zhuǎn)換電路13的輸出被提供給其，15為一相位角計算電路，將作為三相→兩相轉(zhuǎn)換電路14輸出的一兩相AC信號轉(zhuǎn)換成一相位角。16為一三角波發(fā)生電路，生成對應(yīng)于相位0°到360°的三角皮。17為一電流控制電路，控制轉(zhuǎn)換器3A-3D的輸出電流。18為一加法器，將三相→兩相轉(zhuǎn)換電路14的輸出與電流控制電路17的輸出相加。19為一兩相→三相轉(zhuǎn)換電路，加法器18的輸出被提供給其。20為一交叉點檢測電路，兩相→三相轉(zhuǎn)換電路19的輸出和三角波發(fā)生電路16的輸出被提供給其，且通過檢測三角波與三相電壓指令的交叉點來生成一信號以啟通/關(guān)斷轉(zhuǎn)換器3A-3D的GTO。21為一門脈沖發(fā)生電路，根據(jù)自交叉點檢測電路20輸出的信號生成門脈沖以啟通/關(guān)斷轉(zhuǎn)換器3A-3D的GTO。圖22示出了用于說明當(dāng)圖20中的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由圖21中的常規(guī)的控制系統(tǒng)控制時的動作的波形圖。在圖22中，在各波形中，水平軸表示由秒所量度的時間。各波形中的垂直軸除相位角信號THL外，表示由電源設(shè)備(PU)測量的電壓。波形THL中的垂直軸表示以度(°)為單位的角度。以下，將參照圖20，圖21和圖22說明各動作。圖22中所示的VLUV，VLVW和VLWU分別為由電壓檢測器12在變壓器1的初級繞組1P檢測到的該系統(tǒng)的UV相，VW相和WU相兩線間電壓。兩線間電壓→相位電壓轉(zhuǎn)換電路13通過執(zhí)行以下公式的運算的分別將兩線間電壓VLUV，VLVW和VLWU轉(zhuǎn)換成U，V和W相的相電壓VLU，VLV和VLW。VLU＝(2×VLUV+VLVW)/3VLV＝(2×VLVW+VLWU)/3VLW＝(2×VLWU+VLUV)/3三相→兩相轉(zhuǎn)換電路14通過執(zhí)行以下公式的運算而將相電壓VLU，VLV和VLW轉(zhuǎn)換成一正交AB坐標(biāo)系中的兩相信號VLA和VLB。在此情況下，假定軸A取在U相方向上而軸B為自軸A超前90°。VLA＝VLU-(VLV+VLW)/2VLB=(VLV-VLW)×3/2]]>三相→兩相轉(zhuǎn)換電路14的輸出VLA，VLB和電流控制電路17的輸出由加法器18相加。為了使說明易于理解，下面，假定電流控制電路17的輸出為零。也就是說，將對轉(zhuǎn)換器3A-3D生成等于AC系統(tǒng)11電壓的電壓且輸出電流為零的狀態(tài)進(jìn)行說明。因此，加法器18的輸出VAO、VBO等于VLA，VLB。相位角計算電路15通過執(zhí)行以下公式的運算，從三相→兩相轉(zhuǎn)換電路14的輸出VLA，VLB計算相位角信號THL。當(dāng)VLB為正的且VLA大于(VLB的絕對值)時THL＝Tan-1(VLB/VLA)當(dāng)VLB大于(VLA的絕對值)時THL＝tan-1(VLA/VLB)+90°當(dāng)VLA小于-(VLB的絕對值)時THL＝tan-1(VLB/VLA)+180°當(dāng)VLB小于-(VLA的絕對值)時THL＝-tan-1(VLA/VLB)+270°當(dāng)VLB為負(fù)的且VLA大于(VLB的絕對值)時THL＝tan-1(VLB/VLA)+360°圖22中示出了以弧度為單位的相位角信號THL的波形。三角波發(fā)生電路16通過執(zhí)行以下公式的運算，將相位角信號THL轉(zhuǎn)換成為-三角波信號的三角波信號TRIUA以控制轉(zhuǎn)換器3A的U相GTO。THO＝THL×9當(dāng)THO大于360°×n(n為0或大于0的整數(shù))且小360°×n+180°TRIUA＝1-(THO-n×360°)/90°當(dāng)THO大于360°×n(n為0或大于0的整數(shù))+180°且小于360°×n+360°TRIUA＝-3+(THO-n×360°)/90°在圖22中示出了三角波信號TRIUA的波形。TRIUA為控制轉(zhuǎn)換器3A的U相GTO的三角波信號。在同時，三角波發(fā)生電路16通過執(zhí)行根據(jù)以下公式的類似運算而生成三角波信號TRIUB，TRIUC和TRIUDTHO＝THL×9-90°(用于轉(zhuǎn)換器3B)THO＝THL×9-180°(用于轉(zhuǎn)換器3C)THO＝THL×9-270°(用于轉(zhuǎn)換器3D)盡管未被示出，TRIUB，TRIUC和TRIUD為三角波信號以分別控制轉(zhuǎn)換器3B，3C和3D的U相GTO。在同時，三角波發(fā)生電路16通過執(zhí)行根據(jù)以下公式的類似運算而生成三角波信號TRIVA，TRIVB，TRIVC和TRIVDTHO＝(THL-120°)×9(用于轉(zhuǎn)換器3A)THO＝(THL-120°)×9-90(用于轉(zhuǎn)換器3B)THO＝(THL-120°)×9-180°(用于轉(zhuǎn)換器3C)THO＝(THL-120°)×9-270°(用于轉(zhuǎn)換器3D)盡管未示出，TRIVA，TRIVB，TRIVC和TRIVD為三角波信號以分別控制轉(zhuǎn)換器3A，3B，3C和3D的V相GTO。在同時，三角波信號發(fā)生電路16通過執(zhí)行根據(jù)以下公式的類似運算而生成三角波信號TRIWA，TRIWB，TRIWC和TRIWDTHO＝(THL-240°)×9(對于轉(zhuǎn)換器3A)THO＝(THL-240°)×9-90°(用于轉(zhuǎn)換器3B)THO＝(THL-240°)×9-180°(用于轉(zhuǎn)換器3C)THO＝(THL-240°)×9-270°(用于轉(zhuǎn)換器3D)盡管未示出，TRIWA，TRIWB，TRIWC和TRIWD為三角波信號以分別控制轉(zhuǎn)換器3A，3B，3C和3D的W相GTO。兩相→三相轉(zhuǎn)換電路19將自加法器18生成的兩相信號VAO和VBO轉(zhuǎn)換成如以下公式中所示的三相信號VUR，VVR和VWR。VUR＝2/3×VAOVVR=-1/3×VAO+1/3×VBO]]>NWR=-1/3×VAO-1/3×VBO]]>這里，信號VUR，VVR和VWR通常被用作為用于轉(zhuǎn)換器3A-3D的U相，V相和W相電壓指令。在圖22中，VUR為U相電壓指令而VUVA為轉(zhuǎn)換器3A的UV相兩線間輸出電壓。U相電壓指令VUR和三角波信號TRIUA在交叉點檢測電路20中被比較，且當(dāng)VUR大于TRIUA時，GTO5被啟通而VUR小于TRIUA時，GTO8被啟通。類似地，通過將V相電壓指令VVR與三角波信號TRIVA相比較來判定GTO6和GTO9的通/斷，及通過將W相電壓指令VWR與三角波信號TRIWA相比較來判定GTO7和GTO10的通/斷，盡管未示出。結(jié)果，如圖22所示地得到轉(zhuǎn)換器3A的UV兩線間電壓VUVA。對于轉(zhuǎn)換器3B，3C和3D，執(zhí)行如上所述的相對于轉(zhuǎn)換器3A的同樣的通/斷控制。結(jié)果，如圖22所示地分別得到轉(zhuǎn)換器3B，3C和3D的UV兩線間電壓VUVB，VUVC和VUVD。UV兩線間電壓VUVA，VUVB，VUVC和VUVD被分別提供給變壓器1的次級繞組2A，2B，2C和2D的UV相，并且在變壓器初級繞組1P的U相中生成正弦波電壓VU(未示出)。類似地，在變壓器初級繞組1P的V相中，生成其相位相對U相電壓VU被延遲120°的正弦波電壓VV(未示出)，并且在U相和V相線之間生成電壓VUV。電壓VUV變?yōu)榈扔谙到y(tǒng)UV相兩線間電壓VLUV的具有基波的電壓，及組成轉(zhuǎn)換器3A-3D的GTO重復(fù)對應(yīng)于電壓VUVA-VUVD的PWM波形的多次轉(zhuǎn)換。相對于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的UV相進(jìn)行了以上描述。對于VW相和WU相，能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行與UV相中同樣的工作，因此，省去對它們的描述以使說明簡潔。如上所示，隨著通過轉(zhuǎn)換器3A、3B、3C和3D生成正弦波電壓，轉(zhuǎn)換器3A，3B，3C和3D的自斷開裝置每周期重復(fù)9次通/斷開關(guān)。結(jié)果，由該些次數(shù)開關(guān)所致的損耗較大且轉(zhuǎn)換器效率降低。因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過由一變壓器串聯(lián)連接多個單元轉(zhuǎn)換器的AC輸出而被操作。該控制系統(tǒng)可抑制這些單元轉(zhuǎn)換器中自斷開裝置的開關(guān)次數(shù)，通過控制這些單元轉(zhuǎn)換器以使在該變壓器的初級繞組上生成的電壓變?yōu)橐徽冶欢軠p少由這些次數(shù)開關(guān)所致的損耗并能增大該轉(zhuǎn)換器效率。本發(fā)明的另一目的在于提供一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過由一變壓器串聯(lián)連接多個單元轉(zhuǎn)換器的AC輸出而被操作，該控制系統(tǒng)可控制這些單元轉(zhuǎn)換器以使在提供給該變壓器中的電壓中不生成DC分量且該變壓器不由這些DC分量而被飽和，從而即使在發(fā)生一系統(tǒng)故障的情況下也能繼續(xù)該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運行。本發(fā)明的這些及其它目的可通過以下技術(shù)方案而被實現(xiàn)提供有一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由多個單元轉(zhuǎn)換器和一用于串聯(lián)連接這些單元轉(zhuǎn)換器的AC輸出的變壓器組成，各單元轉(zhuǎn)換器由連接自斷開裝置的多個電橋組成，用于將DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，這些單元轉(zhuǎn)換器的各AC邊分別被連接至該變壓器的次級繞組中的一個，這些單元轉(zhuǎn)換器的DC邊分別相互并聯(lián)，及該變壓器各相的初級繞組被串聯(lián)連接以取出該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一輸出且適于連接至-AC電力系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括一用于檢測在該變壓器的串聯(lián)連接的初級繞組上的AC系統(tǒng)電壓的單元，一用于根據(jù)該AC系統(tǒng)電壓，生成在該變壓器的初級繞組上待從該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的電壓的指令電壓矢量的單元，和一實際電壓矢量選擇單元，用于準(zhǔn)備出可在該變壓器的初級繞組上被實際地從該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的電壓的多個實際電壓矢量；準(zhǔn)備出一平面，在該平面中這些實際電壓矢量的開始點通常被取作為一原點且這些實際電壓矢量在它們各自的終點被表示；將該平面劃分成多個區(qū)域，各區(qū)域分別包括這些實際電壓矢量的終點中的一個，且當(dāng)該指令電壓矢量的一終點被包括在這些區(qū)域中的一個內(nèi)時，選擇包括在這些區(qū)域中的該一個內(nèi)的該實際電壓矢量作為一被選擇的實際電壓矢量。該控制系統(tǒng)還包括一單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量確定單元，用于根據(jù)該被選擇的實際電壓矢量確定多個單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量，各單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量被分別分配給這些單元轉(zhuǎn)換器中的一個，并分別從這些單元轉(zhuǎn)換器中的一個輸出；一用于為該自斷開裝置生成多個通-斷模式信號的單元，各通-斷模式信號分別由這些單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量中的一個所確定；及一用于根據(jù)這些通-斷模式信號，生成門脈沖給這些單元轉(zhuǎn)換器的自斷開裝置的單元。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供有一種電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由多個單元轉(zhuǎn)換器和一用于串聯(lián)連接這些單元轉(zhuǎn)換器的AC輸出的變壓器，各單元轉(zhuǎn)換器由多個連接自斷開裝置的電橋組成，用于將DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，這些單元轉(zhuǎn)換器的各AC邊被分別連接至該變壓器的次級繞組中的一個，這些單元轉(zhuǎn)換器的DC邊分別相互并聯(lián)，及該變壓器各相的一初級繞組被串聯(lián)連接以取出該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出且適于連接至-AC電力系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括一用于檢測在該變壓器的串聯(lián)連接的初級繞組上的AC系統(tǒng)電壓的單元，一用于根據(jù)該AC系統(tǒng)電壓，生成在該變壓器的初級繞組上待從該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的電壓的一指令電壓矢量的單元，及一實際電壓矢量選擇單元，用于準(zhǔn)備可在該變壓器的初級繞組上從該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實際輸出的電壓的多個實際電壓矢量，準(zhǔn)備一平面，在該平面中這些實際電壓矢量的開始點通常被取作為原點且這些實際電壓矢量在它們的各自終點被表示，將該平面分成多個區(qū)域，各區(qū)域各自包括這些實際電壓矢量的終點中的一個，且當(dāng)該指令電壓矢量的一終點被包括在這些區(qū)域中的一個內(nèi)時，選擇包括在這些區(qū)域中的該一個內(nèi)的該實際電壓矢量為一被選擇的實際電壓矢量。該控制系統(tǒng)還包括一單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量確定單元，用于根據(jù)該被選擇的實際電壓矢量，確定多個單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量，各單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量被分別分配給這些單元轉(zhuǎn)換器中的一個，并分別從這些單元轉(zhuǎn)換器中的一個被輸出；一用于為這些自斷開裝置生成多個通-斷模式信號的單元，各通-斷模式信號分別由這些單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量中的一個所確定及一根據(jù)這些通-斷模式信號生成門脈沖給這些單元轉(zhuǎn)換器的自斷開裝置的單元。該控制系統(tǒng)還包括一磁通檢測單元，用于檢測等于鏈接至該變壓器的次級繞組的磁通量的數(shù)值，其中該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量確定單元根據(jù)該被選擇的實際電壓矢量及該等于這些磁通量的數(shù)值而確定多個單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量，各單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量被分別分配給這些單元轉(zhuǎn)換器中的一個，且分別從這些轉(zhuǎn)換器中的一個被輸出。通過以下結(jié)合附圖所做的詳細(xì)描述，可容易地得到對本發(fā)明的更全面的了解和它的許多其它的優(yōu)點，附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的方框圖；圖2示出了圖1的第一實施例中的指令電壓矢量計算電路30的詳細(xì)構(gòu)成的方框圖；圖3示出了一指令電壓矢量的示意圖；圖4示出了可由一單元轉(zhuǎn)換器生成的電壓矢量的示意圖；圖5示出了可由在變壓器1的初級繞組1P的轉(zhuǎn)換器3A-3D生成的實際電壓矢量的示意圖；圖6示出了圖1的第一實施例中的實際電壓矢量選擇電路40的詳細(xì)構(gòu)成的方框圖；圖7示出了對應(yīng)于相位角鑒別電路42的輸出ITH的60°區(qū)域的示意圖；圖8示出了在第一實施例中所用的實際電壓矢量的被劃分的區(qū)域的示意圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的實際電壓矢量選擇電路40的詳細(xì)構(gòu)成的方框圖；圖10示出了在第二實施例中所用的實際電壓矢量的被劃分的區(qū)域的示意圖；圖11示出了用于說明在第二實施例中的區(qū)域計算電路47的操作的示意圖；圖11A示出了在圖9中所示的實際電壓矢量坐標(biāo)數(shù)據(jù)表49的構(gòu)成的示意圖；圖12示出了用于說明圖9中所示的第二實施例的操作的波形圖；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的實際電壓矢量選擇電路40的詳細(xì)構(gòu)成的方框圖；圖14示出了在第三實施例中所用的實際電壓矢量的被劃分的區(qū)域的示意圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一控制系統(tǒng)的方框圖；圖16示出了圖15的第四實施例中的磁通量檢測電路80的一部分的詳細(xì)構(gòu)成的方框圖；圖17示出了用于說明圖15的第四實施例的操作的波形圖；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一控制系統(tǒng)的方框圖；圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一控制系統(tǒng)的方框圖；圖20示出了將采用本發(fā)明的一常規(guī)的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主電路的方框圖；圖21示出了用于圖20的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一常規(guī)的控制系統(tǒng)的方框圖；及圖22示出了用于說明圖21中所示的常規(guī)的控制系統(tǒng)的操作的波形圖?，F(xiàn)在參照附圖，其中在這些附圖中相同的參考數(shù)字表示相同或?qū)?yīng)的部分，對本發(fā)明的實施例描述如下。圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的方框圖。在圖1中，1，1P，2A-2D，3A-3D，4，11，12，17和21已被進(jìn)行了說明，因此在此省去對它們的說明。在圖1中，為控制轉(zhuǎn)換器3A-3D的輸出電流到指定值，由電壓檢測器12檢測的系統(tǒng)兩線間電壓VLUV，VLVW，VLWU和電流控制電路17的輸出被發(fā)送給一指令電壓矢量計算電路30，并且對應(yīng)于待由單元轉(zhuǎn)換器3A-3D輸出的電壓的指令電壓矢量被計算。一實際電壓矢量選擇電路40從由指令電壓矢量計算電路30計算的指令電壓矢量中選擇出對應(yīng)于作為由單元轉(zhuǎn)換器3A-3D實際輸出的電壓的一實際電壓矢量。一單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50將該實際電壓矢量分解成將由各單元轉(zhuǎn)換器3A-3D輸出的電壓矢量并判定各單元轉(zhuǎn)換器3A-3D的開關(guān)狀態(tài)。一通/斷模式發(fā)生電路60根據(jù)由單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50輸出的各單元轉(zhuǎn)換器的開關(guān)狀態(tài)，生成一信號以啟通/關(guān)斷各單元轉(zhuǎn)換器的自斷開裝置。門脈沖發(fā)生電路21根據(jù)通/斷模式發(fā)生電路60的輸出，生成門脈沖以啟通/關(guān)斷單元轉(zhuǎn)換器3A-3D的GTO。而且，參見圖1至圖8，將描述第一實施例的操作，圖2為表示圖1中所示的指令電壓矢量計算電路30的構(gòu)成的方框圖。由電壓檢測器12檢測的AC系統(tǒng)兩線間電壓VLUV，VLVW和VLWU通過兩線間電壓→相電壓轉(zhuǎn)換電路31執(zhí)行以下公式而被轉(zhuǎn)換成相電壓VLU，VLV和VLW。VLU＝(2×VLUV+VLVW)/3VLV＝(2×VLVW+VLWU)/3VLW＝(2×VLWU+VLUV)/3而且，由兩線間電壓→相電壓轉(zhuǎn)換電路31獲得的相電壓VLU，VLV和VLW在三相→兩相轉(zhuǎn)換電路32中根據(jù)以下公式被轉(zhuǎn)換成兩相信號VLA和VLB。在此情況下，假定沿U相方向取軸A且軸B被從軸A超前90°VLA＝VLU-(VLV+VLW)/2VLB=(VLV-VLW)×3/2]]>在加法器33和34中，三相→兩相轉(zhuǎn)換電路32的輸出VLA，VLB根據(jù)以下公式被分別與電流控制電路17的輸出VCA，VCB相加。RVA＝VLA+VCARVB＝VLB+VCB結(jié)果，圖3中所示的指令電壓矢量被判定。圖4示出了可由7種矢量V0至V6表示的由一單元轉(zhuǎn)換器生成的輸出電壓。這些矢量V0-V6與相應(yīng)GT05-10的開關(guān)狀態(tài)之間的關(guān)系被示出在下表中。<</tables>圖5為表示在變壓器1的初級邊上的對應(yīng)于可由轉(zhuǎn)換器3A-3D生成的電壓的實際電壓矢量的示意圖。在圖5中，連接原點與黑點的矢量表示實際電壓矢量，并且在圖5中示出了61種矢量。圖5示出了當(dāng)4個單元的轉(zhuǎn)換器3A-3D被串聯(lián)連接時的實際電壓矢量。即使當(dāng)被串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器的數(shù)目不同時，實際電壓矢量可由類似圖5的示意圖表示。圖6為表示圖1中所示的實際電壓矢量選擇電路40的構(gòu)成的方框圖。從指令電壓矢量計算電路30輸出的指令電壓矢量的軸A方向分量RVA和軸B方向分量RVB被輸入給一相位角計算電路41，并且根據(jù)以下公式計算該指令電壓矢量的一相位角TH。當(dāng)RVB為正的且RVA大于(RVB的絕對值)時TH＝tan-1(RVB/RVA)當(dāng)RVB大于(RVA的絕對值)時TH＝-tan-1(RVA/RVB)+90°當(dāng)RVA小于-(RVB的絕對值)時TH＝tan-1(RVB/RVA)+180°當(dāng)RVB小于-(RVA的絕對值)時TH＝-tan-1(RVA/RVB)+270°當(dāng)RVB為負(fù)的且RVA大于(RVB的絕對值)時TH＝tan-1(RVB/RVA)+360°相位角鑒別電路42通過根據(jù)以下公式比較指令電壓矢量的相位角TH的大小，計算表示該指令矢量的屬于的六個60度區(qū)域的信號ITH當(dāng)0°≤TH＜60°時ITH＝0當(dāng)60°≤TH＜120°時ITH＝1當(dāng)120≤TH＜180°時ITH＝2當(dāng)180°≤TH＜240°時ITH＝3當(dāng)240°≤TH＜300°時ITH＝4當(dāng)300°≤TH＜360°時ITH＝5圖7為一表示對應(yīng)于相位角鑒別電路42的輸出ITH的這些60°區(qū)域的示意圖。信號ITH變?yōu)閷嶋H電壓矢量選擇電路40的一輸出。在同時，信號ITH被輸入給一乘法器43，其中根據(jù)以下公式計算一信號NTH。NTH＝60°×ITH旋轉(zhuǎn)變換電路44根據(jù)乘法器43的輸出NTH將該指令電壓矢量的坐標(biāo)值(RVA，RVB)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)值(RVA2，RVB2)。RVA2＝RVA×Cos(NTH)+RVB×Sin(NTH)RVB2＝-RVA×Sin(NTH)+RVB×Cos(NTH)區(qū)域鑒別電路45從多個區(qū)域中鑒別出由旋轉(zhuǎn)變換電路44的輸出RVA2，RVB2表示的指令電壓矢量的終點所屬于的一區(qū)域，其中該多個區(qū)域中的各區(qū)域分別包括這些實際電壓矢量的終點中的一個。圖8示出了實際電壓矢量的終點被分類的狀態(tài)的一個例子。從座標(biāo)值(0，0)，(0，1)…(i，j)…按次序被從圖8中所示的區(qū)域分配給這些實際電壓矢量的各終點。劃分這些實際電壓矢量的終點所屬于的區(qū)域的直線Li，Li+1，Lj，Lj+1由以下公式表示。Liai×A+bi×B＝CiLi+1ai+1×A+bi+1×B＝Ci+1Ljaj×A+bj×B＝CjLj+1aj+1×A+bj+1+1×B＝Cj+1通過以下計算，為各區(qū)域計算出確定該區(qū)域的邊界的直線與指令電壓矢量的坐標(biāo)值(RVA2，RVB2)之間的位置關(guān)系。對于邊界線Li，如果(ai×RVA2+b；×RVB2)大于Ci，則(RVA2，RVB2)位于邊界線Li的上邊上。如果(ai×RVA2+bi×RVB2)小于Ci，則(RVA2，RVB2)位于邊界線Li的下邊上。通過對各邊界線重復(fù)以上處理，顯然(RVA2，RVB2)位于各區(qū)域的哪條邊上，及(RVA2，RVB2)屬于哪一區(qū)域被最終判定。包括在該被判定的區(qū)域中的實際電壓矢量的終點的坐標(biāo)值(VA，VB)被從區(qū)域鑒別電路45輸出作為被選擇的實際電壓矢量。下面將描述一個例子。假定一指令電壓矢量(RVA2，RVB2)為如圖8中所示。該指令電壓矢量的終點被定位在由邊界線Li，Li+1，Lj，Lj+1確定的一區(qū)域中，如圖8所示。包括在該區(qū)域中的該實際電壓矢量的終點的坐標(biāo)值(VA，VB)(在此情況下為(1，3))被從區(qū)域鑒別電路45輸出作為被選擇的實際電壓矢量。盡管已在上面描述這些邊界線為直線且各區(qū)域由四條邊界線劃分，這些邊界線也可以是曲線且各區(qū)域可由除四條線以外的多條線所劃分單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50根據(jù)以下步驟，從實際電壓矢量選擇電路40的輸出VA，VB和ITH中判定待被分配給各單元轉(zhuǎn)換器3A-3D的單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量步驟1單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量種類的判定假定當(dāng)ITH小于5時，J＝ITH+1K＝ITH+2當(dāng)ITH等于5時，J＝ITH+1K＝1因此，表示待被分配的單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量種類的數(shù)字(J，K)被判定。步驟2單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量數(shù)的判定假定單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量VJ的數(shù)目為VA，則單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量VK的數(shù)目為VB。這里，J，K為在步驟1中所獲得的1-6的整數(shù)值，VJ，VK表示可由圖4中所示的單元轉(zhuǎn)換器3A-3D生成的輸出電壓矢量V1-V6中的相鄰的兩矢量。VA，VB為作為實際電壓矢量選擇電路40的輸出的被選擇的實際電壓矢量的終點的坐標(biāo)值。以下，簡單地假定J＝1，K＝2，VA＝1，VB＝3的情況，也就是，矢量V1的電壓矢量數(shù)為一而矢量V2的電壓矢量數(shù)為三時，則單元轉(zhuǎn)換器3A-3D的當(dāng)前輸出電壓矢量如以下所示單元轉(zhuǎn)換器3AV1單元轉(zhuǎn)換器3BV2單元轉(zhuǎn)換器3CV2單元轉(zhuǎn)換器3DV1步驟3“單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組”的生成通過如上所述地序列地配置待被分配給單元轉(zhuǎn)換器3A-3D的單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量，一“單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組”被得到為(V1，V2，V2，V2)。步驟4待被分配給各單元轉(zhuǎn)換器的電壓矢量的判定由于單元轉(zhuǎn)換器3A的當(dāng)前輸出電壓矢量為V1且電壓矢量V1被包括在單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V2，V2，V2)時，單元轉(zhuǎn)換器3A的下一個輸出電壓矢量被得到為V1且電壓矢量V1被排除在該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組外。結(jié)果，該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組將變?yōu)?V2，V2，V2)。由于單元轉(zhuǎn)換器3B的當(dāng)前輸出電壓矢量為V2且電壓矢量V2被包括在單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V2，V2，V2)中，單元轉(zhuǎn)換器3B的下一個輸出電壓矢量被使為V2且電壓矢量V2被排除在單元轉(zhuǎn)換器矢量指令組外。結(jié)果，該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組將變?yōu)?V2，V2)。由于單元轉(zhuǎn)換器3C的當(dāng)前輸出電壓矢量為V2且電壓矢量V2被包括在單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V2，V2)中，單元轉(zhuǎn)換器3C的下一個輸出電壓被使為V2且電壓矢量V2被排除在該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組外。結(jié)果，該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組將變?yōu)?V2)。單元轉(zhuǎn)換器3D的當(dāng)前輸出電壓矢量為V1且電壓矢量V1未被包括在單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V2)內(nèi)。留在單元轉(zhuǎn)換器矢量指令組(V2)中的電壓矢量V2被分配作為單元轉(zhuǎn)換器3D的下一個輸出電壓矢量。在該例中，只有一個矢量被留在該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組中。如果多個電壓矢量被留在該單元轉(zhuǎn)換器電壓指令組中，第一個矢量被分配。如上所述，在該例中，單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50判定電壓矢量如下單元轉(zhuǎn)換器3AV1單元轉(zhuǎn)換器3BV2單元轉(zhuǎn)換器3CV2單元轉(zhuǎn)換器3DV2根據(jù)該判定結(jié)果，單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50輸出一單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量組(V1，V2，V2，V2)。通/斷模式發(fā)生電路60根據(jù)表示GTO與電壓矢量的開關(guān)狀態(tài)的表中的關(guān)系，將由單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50輸出的該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量組(在上述例子中為(V1，V2，V2，V2))轉(zhuǎn)換成各GTO的一通/斷模式。各GTO的一通/斷模式被發(fā)送給門脈沖發(fā)生電路21以啟通/關(guān)斷各GTO。根據(jù)第一實施例，對于根據(jù)在正弦波狀態(tài)中變化的AC系統(tǒng)電壓而被確定的指令電壓矢量，該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使輸出一個接近該指令電壓矢量的實際電壓矢量。因此，可能在變壓器1的初級邊上生成正弦波電壓。而且，只當(dāng)對應(yīng)于一電壓指令的一指令電壓矢量的終點從包括一實際電壓矢量終點的區(qū)域移至另一包括另一實際電壓矢量終點的區(qū)域時，才進(jìn)行該轉(zhuǎn)換器開關(guān)操作。結(jié)果，該開關(guān)操作可被抑制在所需的最小量，并且可取得具有降低的開關(guān)損耗且高效的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。接著，將描述本發(fā)明的第二實施例。除了實際電壓矢量選擇電路40外，本發(fā)明第二實施例的構(gòu)成與操作同第一實施例的相同，在此省去對這些相同部分的說明。以下，將對本發(fā)明第二實施例的實際電壓矢量選擇電路40進(jìn)行描述。圖9為表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的實際電壓矢量選擇電路40的詳細(xì)構(gòu)成的方框圖。在圖9中，通過相位角計算電路41，相位角鑒別電路42，乘法器43和旋轉(zhuǎn)變換電路44從指令電壓矢量計算電路30的輸出RVA，RVB中獲得對應(yīng)于該指令電壓矢量的坐標(biāo)值RVA2，RVB2的操作與第一實施例中的相同。圖10示出了被劃分成每一個包括一實際電壓矢量終點的多個規(guī)則六邊形區(qū)域，其中每個規(guī)則六邊形區(qū)域被用于實際電壓矢量選擇。當(dāng)一指令電壓矢量終點被包括在各區(qū)域中時，位于其區(qū)域的中心的一實際電壓矢量被判定為一最接近于該指令電壓矢量的矢量。根據(jù)這一區(qū)域劃分，將對用于執(zhí)行該實際電壓矢量選擇的處理過程進(jìn)行描述。首先，坐標(biāo)變換電路46根據(jù)以下公式對旋轉(zhuǎn)變換電路44的輸出RVA2，RVB2的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。P＝2×RVA2Q＝RVA2+3×RVB2坐標(biāo)值(P，Q)對應(yīng)于形成包括該指令電壓矢量的終點的一60°區(qū)域的兩電壓矢量的方向分量。區(qū)域計算電路47基于坐標(biāo)值(P，Q)，根據(jù)以下公式計算一區(qū)域，該區(qū)域中存在有該指令電壓矢量的終點。IP＝INT(P)IQ＝INT(Q)IR＝INT(Q-IQ-P+IP+1)以上公式中的INT(*)表示對整數(shù)的舍位運算。值(IP，IQ，IR)逐個地與規(guī)則三角形區(qū)域(圖11)中的一個相對應(yīng)，其中各個規(guī)則三角形區(qū)域是通過將在圖10中所示的一規(guī)則六邊形區(qū)域中心的實際電壓矢量的終點與該規(guī)則六邊形區(qū)域的各頂點相連而被判定的。因此，通過上述計算而計算出其中存在著該指令電壓矢量的終點的一規(guī)則三角形區(qū)或。實際電壓矢量坐標(biāo)計算電路48根據(jù)坐標(biāo)值(IP，IQ，IR)，通過參考圖11A中所示的一實際電壓矢量坐標(biāo)數(shù)據(jù)表49來計算實際電壓矢量的坐標(biāo)值VA和VB。圖9中所示的實際電壓矢量選擇電路40輸出信號VA，VB和ITH給單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50作為一被選擇的實際電壓矢量。下面將描述一個例子。假定如在圖10中所示的一指令電壓矢量(RVA2，RVB2)。對應(yīng)該指令電壓矢量的坐標(biāo)值(P，Q)被示出在圖11中。坐標(biāo)值(IP，IQ，IR)(在此情況下為(1，2，0))被獲得，如在圖11中所示，通過參照圖11A中所示的實際電壓矢量數(shù)據(jù)表49，實際電壓矢量的坐標(biāo)值(VA，VB)(在此情況下為(0，1))被從實際電壓矢量坐標(biāo)計算電路48中輸出作為一被選擇的實際電壓矢量。然后，與第一實施例中相同地，各單元轉(zhuǎn)換器的GTO經(jīng)單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50，通/斷模式發(fā)生電路60和門脈沖發(fā)生電路21而被啟通/關(guān)斷。結(jié)果，與第一實施例中相同地，在變壓器1的初級繞組1P上生成對應(yīng)于系統(tǒng)電壓的正弦波電壓。圖12示出了根據(jù)該實施例的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的工作波形。在圖12中，在各波形中，水平軸表示由秒所測量的時間而垂直軸表示由能量單位(PU)所測量的電壓。VLU，VLV，VLW為U相，V相，W相電壓波形，VUVA-VUVD分別為單元轉(zhuǎn)換器3A-3D的UV相輸出電壓，且VUO為一被加有電壓VUVA-VUVD的波形。電壓VUO對應(yīng)于在變壓器1的初級繞組1P上生成的一相電壓，并且從相電壓VUO的波形中看出生成一正弦波電壓。而且，單元轉(zhuǎn)換器3A-3D的各GTO每周期執(zhí)行一開關(guān)操作且開關(guān)數(shù)被保持為最小。注意到在圖12中，這些波形表示當(dāng)前控制系統(tǒng)的輸出為零時的操作。當(dāng)如在該實施例中所述地操作該當(dāng)前控制系統(tǒng)(當(dāng)前控制電路17)時，附加有PWM操作而開關(guān)變得略微不同。根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使一最接近于指令電壓矢量的實際電壓矢量被輸出，其中該指令電壓矢量是根據(jù)以正弦波形式變化的AC系統(tǒng)電壓而被確定的。因此，可能在變壓器1的初級邊上生成正弦波電壓。而且，當(dāng)考慮劃分實際電壓矢量的規(guī)則六邊形區(qū)域時，可不需要復(fù)雜的距離計算而以高速計算出最接近于一指令電壓矢量的一實際電壓矢量。只在對應(yīng)于一電壓指令的一指令電壓矢量的終點從包括一實際電壓矢量的終點的規(guī)則六邊形區(qū)域移至另一規(guī)則六邊形區(qū)域時，才進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換器的開關(guān)操作。結(jié)果，可將開關(guān)操作抑制在所需的最小量，并可取得具有減少的開關(guān)損耗及高效的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。接著，將描述本發(fā)明的第三實施例。除了實際電壓矢量選擇電路40外，本發(fā)明第三實施例的構(gòu)成與操作同第一實施例中的一樣，在此省去對這些相同成分的描述。以下，將對本發(fā)明第三實施例中的實際電壓矢量選擇電路40進(jìn)行描述，圖13為一表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的一實際電壓矢量選擇電路40的詳細(xì)構(gòu)成的方框圖。在圖13中，通過相位角計算電路41，相位角鑒別電路42，乘法器43和旋轉(zhuǎn)變換電路44，從指令電壓矢量計算電路30的輸出RVA，RVB中獲得對應(yīng)于該指令電壓矢量的坐標(biāo)RVA2，RVB2的操作與第一實施例中的相同。圖14示出了在實際電壓矢量選擇中所用的被劃分以在一個中包括一實際電壓矢量的一終點的多個菱形區(qū)域。當(dāng)一指令電壓矢量的終點被包含在各區(qū)域中時，位于其區(qū)域的中心的一實際電壓矢量被判定為最接近于該指令電壓矢量的一矢量。根據(jù)該區(qū)域劃分，將描述用于執(zhí)行該實際電壓矢量選擇的處理過程。首先，坐標(biāo)變換電路461根據(jù)以下公式執(zhí)行對旋轉(zhuǎn)變換電路44的輸出RVA2，RVB2的坐標(biāo)變換。RVA3=RVA2-(1/3)×RVB2]]>RVB3=(2/3)×RVB2]]>在形成包含指令電壓矢量的該終點的一60°區(qū)域的兩電壓矢量的方向上確定兩直線。坐標(biāo)值(RVA3，RVB3)等于從原點到多個相交點的距離，該些相交點是通過從該指令電壓矢量的終點沿該電壓矢量方向拉與上述兩直線相并行的直線而判定的。區(qū)域及實際電壓矢量坐標(biāo)計算電路481根據(jù)以下公式計算實際電壓矢量坐標(biāo)值VA，VB。VA＝INT(RVA3+0.5)VB＝INT(RVB3+0.5)上述公式中的INT(*)表示對整數(shù)的舍位運算。圖13中所示的實際電壓矢量選擇電路40輸出信號VA，VB和ITH給單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50作為一被選擇的實際電壓矢量。以下將描述一個例子。假定對應(yīng)于一電壓指令值(RVA2，RVB2)的坐標(biāo)值(RVA3，RVB3)為如圖14中所示。實際電壓矢量的坐標(biāo)值(VA，VB)(在此情況下為(3，0))被獲得，如圖14中所示，該實際電壓矢量的坐標(biāo)值(VA，VB)被從區(qū)域及實際電壓矢量計算電路481輸出作為一被選擇的實際電壓矢量。然后，與第一實施例中相同地，各單元轉(zhuǎn)換器的GTO經(jīng)單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50，通/斷模式發(fā)生電路60和門脈沖發(fā)生電路21而被啟通/關(guān)斷。結(jié)果，與第一實施例中相同地，在變壓器1的初級繞組1P上生成對應(yīng)于系統(tǒng)電壓的正弦波電壓。根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，由于該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使輸出一接近于該指令電壓矢量的實際電壓矢量，其中該指令電壓矢量是根據(jù)變化至正弦波形的AC系統(tǒng)電壓而被判定的。因此，可在變壓器1的初級邊上生成正弦波電壓。而且，當(dāng)考慮劃分實際電壓矢量的菱形區(qū)域時，可不需要復(fù)雜的距離計算及數(shù)據(jù)表而以高速計算出對應(yīng)于一指令電壓矢量的一實際電壓矢量。進(jìn)而，當(dāng)使用菱形區(qū)域時，即使如果指令電壓矢量的幅值微細(xì)地變化，所獲得的一開關(guān)模式相應(yīng)地改變且獲得一良好的電流控制特性。而且，只在對應(yīng)于一電壓指令的一指令電壓矢量的終點從包括該實際電壓矢量的一菱形區(qū)域移至另一菱形區(qū)域時，才進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換器的開關(guān)操作。結(jié)果，開關(guān)操作可被抑制在所需的最小數(shù)目且可取得具有減少的開關(guān)損耗及高效的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。接著，將描述本發(fā)明的第四實施例。圖15為一表示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的用于一電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的構(gòu)成的方框圖。在圖15中，70為一磁通平衡控制電路，進(jìn)行控制以使鏈接變壓器次級繞組2A至2D的磁通被平衡。80為一磁通檢測電路，檢測等于鏈接變壓器次級繞組2A至2D的的磁通的數(shù)值。圖16為一表示圖15中所示的磁通檢測電路80的一部分的構(gòu)成的方框圖。在16中，磁通檢測電路80由磁傳感器801，802和803組成以分別檢測等于次級繞組2A的UV相，VW相和WU相的磁通的數(shù)值FUVA，F(xiàn)UWA和FWUA。磁通檢測電路80還由減法器804，805和806組成以分別計算差值FUVA-FVWA，F(xiàn)VWA-FWUA和FWUA-FUVA，這些差值被提供給磁通平衡控制電路70。該圖僅示出了相對于變壓器1的次級繞組2A的結(jié)構(gòu)，而相對于變壓器1的次級繞組2B-2D的結(jié)構(gòu)也應(yīng)以相同的方式構(gòu)成。接著，將描述第四實施例的操作。在圖15中，到由實際電壓矢量選擇電路40輸出的實際電壓矢量(VA，VB)的選擇的操作與在第一實施例中的相應(yīng)操作是相同的，因此，省去對它們的說明。磁通平衡控制電路70首先判定等于UV相磁通與VW相磁通之間的差的數(shù)值FUVA-FVWA、等于VW相磁通與WU相磁通之間的差的數(shù)值FVWA-FWUA和等于WU相磁通與UV相磁通之間的差的數(shù)值FWUA-FUVA的大小的數(shù)量級。磁通平衡控制電路70以與第一實施例中的單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50中所說明的相同方式，計算一單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組，例如(V1，V2，V2，V2)，以自實際電壓矢量選擇電路40的輸出端VA，VB和ITH被從各單元轉(zhuǎn)換器輸出。然后，根據(jù)以下邏輯，待從各單元轉(zhuǎn)換器輸出的一單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量組被分配給各單元轉(zhuǎn)換器3A-3D。步驟0核查該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組的第一電壓矢量，且如果該單元轉(zhuǎn)換器電壓指令組為空的，終止該操作。而如果該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組的第一電壓矢量為電壓矢量V0，將電壓矢量V0分配給其它的未被分配給電壓矢量的單元轉(zhuǎn)換器并終止該操作。步驟1當(dāng)ITH與先前單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量分配時的ITH相同時，核查該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組的第一矢量，且如果在當(dāng)前被分配的電壓矢量中有相同的電壓矢量，該單元轉(zhuǎn)換器的下一個輸出被使為該相同的電壓矢量并從該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組中排除該矢量。步驟2當(dāng)ITH被從先前單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量時的ITH所改變時，該分配被描述如下。2-1)核查該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組中的第一矢量且如果該矢量為V1，將電壓矢量V1分配給一具有數(shù)值FUVA-FWUA，F(xiàn)UVB-FWUB，F(xiàn)UVC-FWUC，F(xiàn)UVD-FWUD中的最小值的轉(zhuǎn)換器，這些數(shù)值等于轉(zhuǎn)換器3A-3D中鏈接至次級繞組2A-2DUV相磁通與WU相磁通之間的各差值。2-2)如果該矢量為V2，將電壓矢量V2分配給一具有數(shù)值FVWA-FWUA，F(xiàn)VWB-FWUB，F(xiàn)VWC-FWUC，F(xiàn)VWD-FWUD間的最小值的轉(zhuǎn)換器，這些數(shù)值等于轉(zhuǎn)換器3A-3D中的鏈接至次級繞組2A-2D的VW相磁通與WU相磁通之間的各差值。2-3)如果該矢量為V3，將電壓矢量V3分配給一具有數(shù)值FUWA-FUVA，F(xiàn)VWB-FUVB，F(xiàn)VWC-FUVC，F(xiàn)VWD-FUVD中的最小值的轉(zhuǎn)換器，這些數(shù)值等于轉(zhuǎn)換器3A-3D中的鏈接至次級繞組2A-2D的VW相磁通與UV相磁通之間的各差值。2-4)如果該矢量為V4，將電壓矢量V4分配給一具有數(shù)值FWUA-FUVA，F(xiàn)WUB-FUVB，F(xiàn)WUC-FUVC，F(xiàn)WUD-FUVD中的最小值的轉(zhuǎn)換器，這些數(shù)值等于轉(zhuǎn)換器3A-3D中的鏈接至次級繞組2A-2D的WU相磁通與UV相磁通之間的各差值。2-5)如果該矢量為V5，將電壓矢量V5分配給一具有數(shù)值FWUA-FVWA，F(xiàn)WUB-FVWB，F(xiàn)WUC-FVWC，F(xiàn)WUD-FVWD中的最小值的轉(zhuǎn)換器，這些數(shù)值等于轉(zhuǎn)換器3A-3D中的鏈接至次級繞組2A-2D的WU相磁通與VW相磁通之間的各差值。2-6)如果該矢量為V6，將電壓矢量V6分配給一具有數(shù)值FUVA-FVWA，F(xiàn)UVB-FVWB，F(xiàn)UVC-FVWC，F(xiàn)UVD-FVWD中的最小值的轉(zhuǎn)換器，這些數(shù)量等于轉(zhuǎn)換器3A-3D中的鏈接至次級繞組2A-2D的UV相磁通與VW相磁通之間的差值。2-7)當(dāng)該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組中的該矢量被分配給轉(zhuǎn)換器3A-3D中的一個時，該等于已被分配給該電壓矢量的轉(zhuǎn)換器的次級繞組2A-2D中的一個中的UV相與VW相，VW相與WU相，和WU相與UV相磁通之間的各自三個差值的三個數(shù)值被從由磁通平衡控制電路70判定的各三個數(shù)量級中刪除。然后，被分配給轉(zhuǎn)換器3A-3D之一的該矢量被從該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組中刪除。步驟3返回到步驟0。將參照一個例子進(jìn)一步詳細(xì)地描述磁通平衡控制電路70的操作。假定根據(jù)實際電壓矢量選擇電路40的輸出信號(VA，VB，ITH)，在磁通平衡控制電路70中生成單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V1，V4，V5)。還假定ITH被從先前單元轉(zhuǎn)換器矢量時的ITH所改變。首先，該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V1，V4，V5)中的第一電壓矢量被核查。該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V1，V4，V5)的第一電壓矢量為電壓矢量V1。在步驟2-1)中，假定數(shù)值FUVB-FVWB為最小，然后電壓矢量V1被分配給轉(zhuǎn)換器3B。在步驟2-7)中，相對于次級繞組2B的數(shù)值FUVB-FVWB，F(xiàn)VWB-FWUB和FWUB-FUVB被從由磁通平衡控制電路70判定的各三個數(shù)量級中刪除。然后，電壓矢量V1被從該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V1，V4，V5)中刪除，則該單元轉(zhuǎn)換器指令組變?yōu)?V1，V4，V5)。其次，該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V4，V5)中的第一電壓矢量被核查。該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V4，V5)中的第一電壓矢量也為電壓矢量V1。在步驟2-1)中，還假定數(shù)值FUVD-FVWD為最小，然后電壓矢量V1被分配給轉(zhuǎn)換器3D。在步驟2-7)中，相對于次級繞組2D的數(shù)值FUVD-FVWD，F(xiàn)VWD-FWUD和FWUD-FUVD被從由磁通平衡控制電路70判定的各三個數(shù)量級中刪除。然后，電壓矢量V1被從該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V4，V5)中刪除，則該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組變?yōu)?V4，V5)。第三，該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V4，V5)中的第一電壓矢量被核查。該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V4，V5)中的第一電壓矢量為電壓矢量V4。在步驟2-4)中，還假定數(shù)量FWUC-FVWC為最小，然后電壓矢量V4被分配給轉(zhuǎn)換器3C。在步驟2-7)中，相對于次級繞組2C的數(shù)量FUVC-FVWC，F(xiàn)VWC-FWUC和FWUC-FUVC被從由磁通平衡控制電路70判定的各三個數(shù)量級中刪除。然后，電壓矢量V4被從該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V4，V5)中刪除，則該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組變?yōu)?V5)。第四，該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V5)中的第一電壓矢量被核查。該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V5)中的第一電壓矢量為電壓矢量V5。在步驟2-5)中，數(shù)值FWUA-FVWA被留下且為最小，因此電壓矢量V5被分配給轉(zhuǎn)換器3A。如上所述，在該例子中，電壓矢量V5，V1，V4和V1被從該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量指令組(V1，V1，V4，V5)中分別分配給轉(zhuǎn)換器3A，3B，3C和3D。如上所述，通過磁通平衡控制電路70確定待從各單元轉(zhuǎn)換器輸出的單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量組。從以上描述中顯見，磁通平衡控制電路70帶有第一實施例中的單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50的功能。然后通/斷模式發(fā)生電路60將由磁通平衡控制電路70輸出的該單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量組轉(zhuǎn)換成各GTO的通/斷模式。各GTO的通/斷模式被發(fā)送給門脈沖發(fā)生電路21以啟通/關(guān)斷各GTO。圖17示出了當(dāng)系統(tǒng)電壓通過由于系統(tǒng)故障等所致的高次諧波而被畸變時，該實施例中的工作波形。在圖17中，VLU，VLV，VLW表示系統(tǒng)相電壓而FUVA，F(xiàn)VWA，F(xiàn)WUA分別表示等于第一級單元轉(zhuǎn)換器3A的磁通的數(shù)值。當(dāng)根據(jù)該磁通的數(shù)值判定一單元轉(zhuǎn)換器的電壓矢量時，即使如果該系統(tǒng)電壓被很大程度地畸變，如圖17中所示(100-400×10-3sec)，該磁通在低于一定值的水平上被控制。根據(jù)本發(fā)明的第四實施例，對于根據(jù)在正弦波狀態(tài)中變化的AC系統(tǒng)電壓而被判定的電壓指令矢量，電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使輸出一接近于該指令電壓矢量的實際電壓矢量。因此，可在變壓器1的初級邊上生成正弦波電壓。而且，只在對應(yīng)于一電壓指令的一指令電壓矢量的終點從一包括該實際電壓矢量的一終點的區(qū)域移至另一包括另一實際電壓矢量的終點的區(qū)域時，才進(jìn)行轉(zhuǎn)換器的開關(guān)操作。結(jié)果，可能將開關(guān)操作抑制所需的最小數(shù)量并且可獲得具有減少的開關(guān)損耗及高效的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。而且，當(dāng)它被控制以使鏈接至該變壓器的次級繞組的磁通根據(jù)對應(yīng)于這些磁通的數(shù)值而在這些單元轉(zhuǎn)換器之間被平衡時，也可能控制施加至次級繞組的電壓以使在這些電壓中不生成DC分量。因此，即使如果由于系統(tǒng)故障等而使系統(tǒng)電壓被很大程度地畸變。電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可被連續(xù)地操作而不使該變壓器飽和。接著，將描述本發(fā)明的第五實施例。本發(fā)明的第五實施例與加有替代單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路50而與本發(fā)明的第四實施例中的相同的磁通檢測電路80和磁通平衡控制電路70的本發(fā)明的第二實施例是相同的。根據(jù)本發(fā)明的第五實施例，電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使輸出一最接近于一指令電壓矢量的實際電壓矢量，該指令電壓矢量是根據(jù)以正弦波態(tài)變化的AC系統(tǒng)電壓而被判定的。因此，可在變壓器1的初級邊上生成正弦波電壓。而且，當(dāng)考慮劃分實際電壓矢量的規(guī)則六邊形區(qū)域時，可能不必進(jìn)行復(fù)雜的距離計算而以高速計算出最接近于一指令電壓矢量的實際電壓矢量。只在對應(yīng)于一電壓指令的一指令電壓矢量的終點從一包括一實際電壓矢量的終點的規(guī)則六邊形區(qū)域移至另一規(guī)則六邊形區(qū)域時，才進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換器的開關(guān)操作。結(jié)果，開關(guān)操作可被抑在所需的最小數(shù)量并且可獲得具有減少的開關(guān)損耗及高效的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。而且，由于它被控制以使鏈接至該變壓器的次級繞組的磁通根據(jù)對應(yīng)于磁通的數(shù)值而在這些單元轉(zhuǎn)換器之間被平衡，也可能控制施加給次級繞組的電壓以使在這些電壓中不生成DC分量。因此，即使如果由于系統(tǒng)故障等而使系統(tǒng)電壓被很大程度地畸變，電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可被連續(xù)地操作而不會使變壓器飽和。接著，將描述本發(fā)明的第六實施例。本發(fā)明的第六實施例與加有替代單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量判定電路60而與本發(fā)明的第四實施例中的相同的磁通檢測電路80及磁通平衡控制電路70的本發(fā)明的第三實施例是相同的。根據(jù)本發(fā)明的第六實施例，由于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使輸出一接近于一指令電壓矢量的實際電壓矢量，該指令電壓矢量是根據(jù)以正弦波形變化的AC系統(tǒng)電壓而被判定的。因此，可能在變壓器1的初級邊上生成正弦波電壓。而且，當(dāng)考慮劃分實際電壓矢量的菱形區(qū)域時，可能既不需要復(fù)雜的距離計算也不需要數(shù)據(jù)表而以高速計算出對應(yīng)于一電壓指令矢量的實際電壓矢量。而且，當(dāng)使用菱形區(qū)域時，即使當(dāng)指令電壓矢量的幅度微細(xì)地改變時，自其獲得的一開關(guān)模式相應(yīng)地發(fā)生改變且獲得一良好的電流控制特性。而且，只在對應(yīng)于一電壓指令的一指令電壓矢量的終點從一包括該實際電壓矢量的終點的菱形區(qū)域移至另一菱形區(qū)域時，才進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換器的開關(guān)操作。結(jié)果，可能將開關(guān)操作抑制在所需的最小數(shù)量并且獲得具有減少的開關(guān)損耗及高效的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。而且，由于它被控制以使根據(jù)對應(yīng)于鏈接至變壓器的次級繞組的磁通的數(shù)值，鏈接至該交壓器的次級繞組的磁通在這些單元轉(zhuǎn)換器之間被平衡，也可能控制施加給次級繞組的電壓以使在這些電壓中不生成DC分量。因此，即使如果由于系統(tǒng)故障等而使系統(tǒng)電壓被很大程度地畸變，也可能使電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被連續(xù)地操作而不會使變壓器飽和。在以上描述中，作為檢測等于鏈接至一變壓器的次級繞組的磁通的數(shù)量的裝置，描述了使用磁傳感器的一系統(tǒng)。但作為檢測等于鏈接至一變壓器的次級繞組的磁通的數(shù)值的裝置，以下所述的其它系統(tǒng)也可被采用。接著，將描述本發(fā)明的第七實施例。例18為一表示根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一控制系統(tǒng)的構(gòu)成的方框圖。在圖18中，電壓檢測電路91檢測施加給變壓器1的次級繞組2A-2D的各相繞組的電壓。磁通計算電路92包括用于對這些電壓進(jìn)行不完全積分的不完全積分器。該不完全積分的時間常數(shù)將被設(shè)置在變鏈至變壓器1的次級繞組2A-2D的磁通的趨于零的特性。因此，獲得等于鏈接至變壓器的次級繞組2A-2D的數(shù)值，例如FUVA，F(xiàn)VWA，F(xiàn)WVA。磁通計算電路92還包括有減法器以獲得這些數(shù)值之間的差值，例如FUVA-FVWA，F(xiàn)VWA-FWUA，F(xiàn)WUA-FUWA，它們被提供給圖18中的磁通平衡控制電路70。根據(jù)該實施例，使用被安裝的電壓檢測器及不完全積分器可能比用磁傳感器更易于獲得等于鏈接至變壓器1的次級繞組的磁通的數(shù)值，并能獲得如在第四至第六實施例中所述的效果。接著，將描述本發(fā)明的第八實施例。圖19為一表示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖19中，DC電壓檢測電路93檢測DC電源4的輸出電壓。輸出電壓計算電路94自DC電壓檢測電路93的輸出和作為通/斷模式發(fā)生電路60的輸出的開關(guān)模式，計算施加給變壓器1的次級繞組2A-2D的各相繞組的電壓。該計算的結(jié)果被發(fā)送給磁通計算電路92且等于鏈接至變壓器次級繞組2A-2D的磁通的數(shù)值，例如FUVA，F(xiàn)VWA，F(xiàn)WUA被計算。磁通計算電路92還包括有減法器，用于獲得這些數(shù)值之間的差，例如，F(xiàn)UVA-FVWA，F(xiàn)VWA-FWUA，F(xiàn)WUA-WUVA，它們被提供給圖19中的磁通平衡控制電路70。根據(jù)該實施例，可能使用通常已被安裝的用于DC電壓控制的DC電壓檢測器來計算等于磁通的數(shù)值。結(jié)果，可能不需要安裝新的電壓檢測器而獲得如在第四至第六實施例中所述的效果。而且，如果用于控制DC電源4的DC電壓的DC電壓控制具有足夠快的響應(yīng)，DC電壓指令值可被用于DC電壓檢測值。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在由一變壓器組成的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，該變壓器其次級繞組被連接至多個單元轉(zhuǎn)換器的AC端子而其各相的初級繞組被串聯(lián)連接以取出該輸出，由于該變壓器的初級繞組的AC系統(tǒng)電壓被檢測且該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使輸出接近于根據(jù)該AC系統(tǒng)電壓而被判定的指令電壓矢量的一實際電壓矢理，可能獲得對應(yīng)于AC系統(tǒng)電壓的正弦波電壓。而且，通過考慮各含有可由電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的實際電壓矢量的終點的區(qū)域，對應(yīng)于與AC系統(tǒng)電壓相應(yīng)的指令電壓矢量的終點所屬的一區(qū)域的該實際電壓矢量被選擇。結(jié)果，只在指令電壓矢量的終點從其中存在該終點的一區(qū)域移至另一區(qū)域時，才進(jìn)行開關(guān)操作，開關(guān)操作可被抑制到最小數(shù)量。因此，可獲得具有減少的開關(guān)損耗及高效的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。而且，等于鏈接至該變壓器的次級繞組的磁通的數(shù)值被檢測，且該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被控制以使通過根據(jù)等于磁通的數(shù)值的大小控制這些單元轉(zhuǎn)換器的自斷開開關(guān)裝置來平衡鏈接至該變壓器的次級繞組的磁通。因此，該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可被控制以使在施加給次級繞組的電壓中不生成DC分量。因此，即使當(dāng)由于系統(tǒng)故障等而使系統(tǒng)電壓被很大程度地畸變時，該電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可被連續(xù)操作而不使該變壓器飽和。顯然，根據(jù)以上說明，對本發(fā)明的多種改型和變化是可能的。因此應(yīng)理解到在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，除了這里所具體描述的以外，本發(fā)明也可被實施。權(quán)利要求1.一種用于由多個單元轉(zhuǎn)換器和一串聯(lián)連接所述單元轉(zhuǎn)換器的AC輸出端的變壓器組成的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，各所述單元轉(zhuǎn)換器由連接自斷開裝置的多個電路組成，用于將DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，所述單元轉(zhuǎn)換器的各AC邊被分別連接至所述變壓器的次級繞組之一，所述單元轉(zhuǎn)換器的DC邊分別相互并聯(lián)，且所述變壓器各相的初級繞組被串聯(lián)連接以取出所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一輸出并適于連接至一AC電力系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括檢測裝置，用于檢測在所述變壓器的串聯(lián)連接的初級繞組上的AC系統(tǒng)電壓；指令電壓矢量發(fā)生裝置，用于根據(jù)所述AC系統(tǒng)電壓，生成在所述變壓器的所述初級繞組上待從所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的一電壓的指令電壓矢量；實際電壓矢量選擇裝置，用于準(zhǔn)備在所述變壓器的所述初級繞組上可被實際地從所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的電壓的多個實際電壓矢量；準(zhǔn)備一平面，在該平面中所述實際電壓矢量的開始點通常被取作為一原點且所述實際電壓矢量在所述實際電壓矢量的各自終點被表示；將所述平面劃分成多個區(qū)域，各區(qū)域各自包括有所述實際電壓矢量的所述終點之一；且當(dāng)所述指令電壓矢量的一終點被包括在所述區(qū)域之一中時，選擇被包括在所述區(qū)域的所述之一中的所述實際電壓矢量作為一被選擇的實際電壓矢量；單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量確定裝置，用于根據(jù)所述選擇的實際電壓矢量確定多個單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量，各所述單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量被分別分配給所述單元轉(zhuǎn)換器之一，并分別從所述單元轉(zhuǎn)換器之一輸出。通-斷模式信號發(fā)生裝置，用于生成用于所述自斷開裝置的多個通-斷模式信號，各所述通-斷模式信號分別由所述單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量所確定；及門脈沖發(fā)生裝置，用于根據(jù)所述通-斷模式信號生成門脈沖給所述單元轉(zhuǎn)換器的所述自斷開裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中在所述實際電壓矢量選擇裝置中，所述區(qū)域由規(guī)則六邊形區(qū)域組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中在所述實際電壓矢量選擇裝置中所述平面由六種所述單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量的六個方向被劃分成六個部分；及使用與通過其各所述六個部分被確定的所述兩單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量相平行的兩條直線，各所述六個部分被劃分成多個所述區(qū)域，各區(qū)域分別包括所述實際電壓矢量的所述終點之一。4.根據(jù)權(quán)利要求1，2和3的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，還包括磁通檢測裝置，用于檢測等于鏈接至所述變壓器的所述次級繞組的磁通的數(shù)值；及其中所述單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量確定裝置根據(jù)所述選擇的實際電壓矢量及等于所述磁通的所述數(shù)值，確定多個所述單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量，各所述單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量被分別分配給所述單元轉(zhuǎn)換器之一，并分別從所述單元轉(zhuǎn)換器之一輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中所述磁通檢測裝置包括設(shè)置在所述變壓器的所述次級繞組的磁路中的多個磁通傳感器，用于檢測等于鏈接至所述變壓器的所述次級繞組的所述磁通的數(shù)值。6.根據(jù)權(quán)利要求4的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中所述磁通檢測裝置包括電壓檢測裝置，用于檢測施加給所述變壓器的所述次級繞組的電壓；及不完全積分裝置，用于對檢測到的電壓進(jìn)行不完全積分以得到等于鏈接至所述變壓器的所述次級繞組的所述磁通的所述數(shù)值；所述不完全積分裝置的時間常數(shù)被提供以使鏈接至所述變壓器的所述次級繞組的所述磁通的特性趨于零。7.根據(jù)權(quán)利要求4的用于電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其中所述磁通檢測裝置包括檢測裝置，用于檢測所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的DC電壓；及電壓檢測裝置，用于根據(jù)所述電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的所述DC電壓和多個所述通/斷模式信號，獲得施加給所述變壓器的所述次級繞組的電壓；不完全積分裝置，用于對所述檢測到的電壓進(jìn)行不完全積分以獲得等于鏈接至所述變壓器不完全積分的電壓的所述次級繞組的所述磁通的所述數(shù)值；及所述不完全積分裝置的時間常數(shù)被配合以使鏈接至所述變壓器的所述次級繞組的所述磁通的特性趨于零。全文摘要一種用于由多個單元轉(zhuǎn)換器和一串聯(lián)連接所述單元轉(zhuǎn)換器的AC輸出端的變壓器組成的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制系統(tǒng),包括:檢測裝置;指令電壓矢量發(fā)生裝置;實際電壓矢量選擇裝置;單元轉(zhuǎn)換器電壓矢量確定裝置;通－斷模式信號發(fā)生裝置;及門脈沖發(fā)生裝置。該控制系統(tǒng)可抑制這些單元轉(zhuǎn)換器中自斷開裝置的開關(guān)次數(shù),通過控制這些單元轉(zhuǎn)換器以使在該變壓器的初級繞組上生成的電壓變?yōu)橐徽冶欢軠p少由這些次數(shù)開關(guān)所致的損耗并能增大該轉(zhuǎn)換器效率。文檔編號H02J3/18GK1192079SQ98100659公開日1998年9月2日申請日期1998年2月27日優(yōu)先權(quán)日1997年2月27日發(fā)明者山本肇申請人:東芝株式會社