CN101421911A - 电力转换装置及电力转换装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

电力转换装置具有把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部(1)以及把经转换器部(1)转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部(2)。上述转换器部(1)根据来自梯形波状电压指令生成部(11)的梯形波状电压指令信号(V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*)和来自载波信号生成部(15)的载波信号，把三相交流输入电压转换为直流电压，逆变器部根据由指令信号校正部(14、22、23)校正后的逆变器部用指令信号，把经转换器部(1)转换后的直流电压转换为预定的三相交流输出电压。上述梯形波状电压指令生成部(11)使用预定的表生成梯形波状电压指令信号(V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*)的倾斜区域。

Description

电力转换装置及电力转换装置的控制方法

技术领域

本发明涉及电力转换装置及电力转换装置的控制方法。

背景技术

作为逆变器的代表性电路结构，一般采用间接式交流电力转换电路，其通过整流电路和平滑电路把商用交流转换为直流，并通过电压式转换器输出所期望的交流。另一方面，作为从交流电压直接获得交流输出的方式，已经公知以矩阵转换器为代表的直接式电力转换装置，由于不需要对商用频率引起的电压脉动进行平滑的大型电容器和电抗器，因此可以有望实现转换装置的小型化，作为下一代的电力转换装置在近年来受到关注。

作为以往的直接式电力转换装置，其具有：把三相交流电压转换为直流电压的PWM整流器和把经上述PWM整流器转换后的直流电压转换为预定的三相交流输出电压的PWM逆变器(例如，参照日本特开2004—266972号公报)。

该直接式电力转换装置根据输入电流指令生成梯形波指令信号，并比较梯形波指令信号和载波信号，生成使PWM整流器的开关电路接通断开的PWM调制信号。并且，对使上述载波信号变形后的三角波和输出电压指令进行比较，生成使PWM逆变器的开关电路接通断开的PWM调制信号。

但是，在上述直接式电力转换装置中，根据输入电流指令通过运算生成梯形波指令信号，所以存在控制部的运算负荷增大的问题。

并且，在上述直接式电力转换装置中，需要使PWM逆变器侧的载波波形变形，所以存在调制波形的生成变复杂，控制电路变复杂的问题。并且，对于PWM整流器和PWM逆变器，在采用独立的提供载波信号的载波生成电路时，存在控制部的电路变复杂的问题。

发明内容

本发明的课题是提供一种可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷的电力转换装置及电力转换装置的控制方法。

此外，本发明的另一个课题是提供一种可以简化控制部电路的电力转换装置及电力转换装置的控制方法。

为了解决上述课题，第一发明的电力转换装置的特征在于，其具有：

指令信号生成部，其根据基准信号的相位角生成梯形波状的指令信号；

生成载波信号的载波信号生成部；以及

转换部，其根据来自上述指令信号生成部的上述梯形波状的指令信号、和由上述载波信号生成部生成的上述载波信号，把三相交流输入电压转换为直流电压、或者把直流电压转换为三相交流输出电压，

上述指令信号生成部使用预定的表或预定的公式，生成上述梯形波状的指令信号的倾斜区域。

在此，上述指令信号生成部生成梯形波状的指令信号时的上述基准信号，在转换部把三相交流输入电压转换为直流电压时，使用三相交流输入电压中作为基准的信号，在转换部把直流电压转换为三相交流输出电压时，例如使用作为生成上述三相交流输出电压的基准的信号。

根据上述结构，上述指令信号生成部使用预定的表或预定的公式生成梯形波状的指令信号的倾斜区域，从而不需要通过复杂的运算来生成梯形波状的指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

此外，第二发明的电力转换装置具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部；以及把经上述转换部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部，在将上述转换器部和上述逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，其特征在于，该电力转换装置具有：

转换器部用指令信号生成部，其生成与上述三相交流输入电压同步的梯形波状的转换器部用指令信号；

生成载波信号的载波信号生成部；

逆变器部用指令信号生成部，其生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号；以及

指令信号校正部，其根据来自上述转换器部用指令信号生成部的上述梯形波状的转换器部用指令信号，来校正由上述逆变器部用指令信号生成部生成的上述逆变器部用指令信号，

上述转换器部根据来自上述转换器部用指令信号生成部的上述梯形波状的转换器部用指令信号、和来自上述载波信号生成部的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部根据由上述指令信号校正部校正后的上述逆变器部用指令信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压，

上述转换器部用指令信号生成部使用预定的表或预定的公式，生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域。

根据上述结构，对于经上述转换器部转换后的上述直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部校正逆变器部用指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此可以根据校正后的逆变器部用指令信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，上述转换器部用指令信号生成部使用预定的表或预定的公式，生成梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，由此不需要通过复杂的运算来生成梯形波状的转换器部用指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，

上述预定的公式为：

$\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为0≦φ≦π/3)

$-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为π≦φ≦4π/3)。

根据上述实施方式，上述转换器部用指令信号生成部使用上述预定的公式生成梯形波状的转换器部用指令信号，由此可以降低运算负荷，并能够可靠地获得没有畸变的三相交流输出电压(电流)。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，该电力转换装置具有：

转换器部用PWM调制信号生成部，其对来自上述转换器部用指令信号生成部的上述转换器部用指令信号和来自上述载波信号生成部的上述载波信号进行比较，生成转换器部用PWM调制信号；以及

逆变器部用PWM调制信号生成部，其对来自上述逆变器部用指令信号生成部的上述逆变器部用指令信号和与上述转换器部使用的信号相同的上述载波信号进行比较，生成逆变器部用PWM调制信号，

上述转换器部根据由上述转换器部用PWM调制信号生成部生成的上述转换器部PWM调制信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部根据由上述逆变器部用PWM调制信号生成部生成的上述逆变器部用PWM调制信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压。

根据上述实施方式，上述转换器部和逆变器部可以利用共同的一个载波信号进行PWM调制，由此可以简化控制部的电路。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，上述载波信号是三角波状的信号。

根据上述实施方式，载波信号采用适合于PWM调制的三角波状的信号，由此可以简化脉冲宽度调制用的电路。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，上述载波信号是锯齿波状的信号。

根据上述实施方式，载波信号采用锯齿波状的信号，由此可以简化载波生成和调制处理。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，

上述转换器部具有：

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第1直流环节部连接；以及

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第2直流环节部连接，

上述逆变器部具有：

3个开关电路，它们的一端分别连接上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子，另一端分别与上述第1直流环节部连接；以及

3个开关电路，它们的一端分别连接上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子，另一端分别与上述第2直流环节部连接。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，所述电力转换装置是矩阵转换器，其具有：相当于上述转换器部的虚拟转换器部、相当于上述逆变器部的虚拟逆变器部、和相当于上述直流环节部的虚拟直流环节部，

上述虚拟转换器部和上述虚拟逆变器部具有：

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第1相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第2相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；以及

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第3相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接。

此外，在一个实施方式中，其特征在于，在上述第一发明的电力转换装置中，

上述指令信号生成部根据下式生成上述梯形波状的指令信号的倾斜区域，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

表示线电流通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。在此，关于上述指令信号生成部生成梯形波状的指令信号时的上述基准信号，在转换部把三相交流输入电压转换为直流电压时，使用三相交流输入电压中作为基准的信号，在转换部把直流电压转换为三相交流输出电压时，例如使用作为生成上述三相交流输出电压的基准的信号。

根据上述实施方式，上述指令信号生成部根据下式生成梯形波状的指令信号的倾斜区域，由此不需要通过复杂的运算来生成梯形波状的指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

表示通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

此外，在一个实施方式中，其特征在于，在上述第二发明的电力转换装置中，

上述转换器部用指令信号生成部根据下式生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

表示线电流通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

根据上述实施方式，对于经上述转换器部转换后的上述直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部校正逆变器部用指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此可以根据校正后的逆变器部用指令信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，上述转换器部用指令信号生成部根据下式生成梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，由此不需要通过复杂的运算来生成梯形波状的转换器部用指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

表示线电流通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，

上述转换器部具有：

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第1直流环节部连接；以及

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第2直流环节部连接，

上述逆变器部具有：

3个开关电路，它们的一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接，另一端分别与上述第1直流环节部连接；以及

3个开关电路，它们的一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接，另一端分别与上述第2直流环节部连接。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，所述电力转换装置是矩阵转换器，其具有：相当于上述转换器部的虚拟转换器部、相当于上述逆变器部的虚拟逆变器部、以及相当于上述直流环节部的虚拟直流环节部，

上述虚拟转换器部和上述虚拟逆变器部具有：

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第1相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第2相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；以及

3个开关电路，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第3相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接。

此外，在第三发明的电力转换装置中，其特征在于，该电力转换装置具有：

转换器部用指令信号生成部，其生成与三相交流输入电压同步的转换器部用指令信号；

逆变器部用指令信号生成部，其生成用于输出预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号；

生成载波信号的载波信号生成部；

转换器部，其根据来自上述转换器部用指令信号生成部的上述转换器部用指令信号和由上述载波信号生成部生成的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为直流电压；以及

逆变器部，其根据来自上述逆变器部用指令信号生成部的上述逆变器部用指令信号和与上述转换器部使用的信号相同的上述载波信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压。

根据上述结构，上述转换器部和逆变器部可以利用共同的一个载波信号进行PWM调制，由此可以简化控制部的电路。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，上述载波信号是三角波状的信号。

根据上述实施方式，载波信号采用适合于PWM调制的三角波状的信号，由此可以简化脉冲宽度调制用的电路。

此外，在一个实施方式的电力转换装置中，上述载波信号是锯齿波状的信号。

根据上述实施方式，载波信号采用锯齿波状的信号，由此可以简化载波生成和调制处理。

此外，第四发明的电力转换装置的控制方法的特征在于，其包括以下步骤：

由指令信号生成部生成梯形波状的指令信号的步骤；

由载波信号生成部生成载波信号的步骤；以及

根据来自上述指令信号生成部的上述梯形波状的指令信号、和由上述载波信号生成部生成的上述载波信号，由转换部把三相交流输入电压转换为直流电压、或者把直流电压转换为三相交流输出电压的步骤，

在由上述指令信号生成部生成上述梯形波状的指令信号的步骤中，使用预定的表或预定的公式生成上述梯形波状的指令信号的倾斜区域。

根据上述结构，由上述指令信号生成部使用预定的表或预定的公式生成梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，不需要通过复杂的运算来生成梯形波状的指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

此外，在第五发明的电力转换装置的控制方法中，该电力转换装置具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部、以及把经上述转换部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部，在将上述转换器部和上述逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，所述控制方法的特征在于，其包括以下步骤：

由转换器部用指令信号生成部生成与上述三相交流输入电压同步的梯形波状的转换器部用指令信号的步骤；

由载波信号生成部生成载波信号的步骤；

由逆变器部用指令信号生成部生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号的步骤；

由指令信号校正部根据来自上述转换器部用指令信号生成部的上述梯形波状的转换器部用指令信号，来校正由上述逆变器部用指令信号生成部生成的上述逆变器部用指令信号的步骤；

由上述转换器部根据来自上述转换器部用指令信号生成部的上述梯形波状的转换器部用指令信号、和来自上述载波信号生成部的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压的步骤；以及

上述逆变器部根据由上述指令信号校正部校正后的上述逆变器部用指令信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压的步骤，

在由上述转换器部用指令信号生成部生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的步骤中，使用预定的表或预定的公式生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域。

根据上述结构，对于经上述转换器部转换后的上述直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部校正逆变器部用指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此可以根据校正后的逆变器部用指令信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，上述转换器部用指令信号生成部使用预定的表或预定的公式，生成梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，由此不需要通过复杂的运算来生成梯形波状的转换器部用指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

此外，在一个实施方式的电力转换装置的控制方法中，

上述预定的公式为：

$\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为0≦φ≦π/3)

$-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为π≦φ≦4π/3)。

根据上述实施方式，上述转换器部用指令信号生成部使用上述预定的公式生成梯形波状的转换器部用指令信号，由此可以降低运算负荷，并能够可靠地获得没有畸变的三相交流输出电压(电流)。

此外，在一个实施方式中，其特征在于，在上述第五发明的电力转换装置的控制方法中，

在由上述转换器部用指令信号生成部生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的步骤中，根据下式生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

表示通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

根据上述实施方式，对于经上述转换器部转换后的上述直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部校正逆变器部用指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此可以根据校正后的逆变器部用指令信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，上述转换器部用指令信号生成部根据下式生成梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，由此不需要通过复杂的运算来生成梯形波状的转换器部用指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

表示通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

此外，第六发明的电力转换装置的控制方法的特征在于，其包括以下步骤：

由转换器部用指令信号生成部生成与三相交流输入电压同步的转换器部用指令信号的步骤；

由逆变器部用指令信号生成部生成用于输出预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号的步骤；

由载波信号生成部生成载波信号的步骤；

由转换器部根据来自上述转换器部用指令信号生成部的上述转换器部用指令信号和由上述载波信号生成部生成的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为直流电压的步骤；以及

由逆变器部根据来自上述逆变器部用指令信号生成部的上述逆变器部用指令信号和与上述转换器部使用的信号相同的上述载波信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压的步骤。

根据上述结构，上述转换器部和逆变器部可以利用共同的一个载波信号进行PWM调制，由此可以简化控制部的电路。

此外，第七发明的电力转换装置的特征在于，其具有：

PWM调制信号生成部，其根据空间向量调制方式生成PWM调制信号；以及

转换部，其根据来自上述PWM调制信号生成部的上述PWM调制信号，把三相交流输入电压转换为直流电压或者把直流电压转换为三相交流输出电压，

上述PWM调制信号生成部使用根据上述空间向量调制方式应输出的电压向量，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ₄、τ₆的电压向量，生成上述PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_4=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

根据上述结构，上述指令信号生成部使用根据空间向量调制方式应输出的电压向量，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ₄、τ₆的电压向量，生成PWM调制信号，由此不需要通过复杂的运算来生成指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

${\mathrm{\τ}}_4=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

此外，第八发明的电力转换装置具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部、以及把经上述转换部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部，在将上述转换器部和上述逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，所述电力转换装置的特征在于，其具有：

转换器部用PWM调制信号生成部，其根据空间向量调制方式生成与上述三相交流输入电压同步的转换器部用PWM调制信号；

逆变器部用PWM调制信号生成部，其生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用PWM调制信号；以及

PWM调制信号校正部，其根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，校正由上述逆变器部用PWM调制信号生成部生成的上述逆变器部用PWM调制信号，

上述转换器部根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部根据由上述PWM调制信号校正部校正后的上述逆变器部用PWM调制信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压，

上述转换器部用PWM调制信号生成部使用电压向量，该电压向量应输出基于上述空间向量调制方式的上述直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ₄、τ₆的电压向量，生成上述转换器部用PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_4=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

根据上述结构，对于经上述转换器部转换后的上述直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，根据由指令信号校正部校正后的逆变器部用指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，上述转换器部用指令信号生成部使用电压向量，该电压向量应输出基于空间向量调制方式的上述直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ₄、τ₆的电压向量，生成转换器部用PWM调制信号，由此不需要通过复杂的运算来生成指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

${\mathrm{\τ}}_4/T_0=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6/T_0=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

此外，第九发明的电力转换装置的特征在于，其具有：

PWM调制信号生成部，其根据空间向量调制方式生成PWM调制信号；以及

转换部，其根据来自上述PWM调制信号生成部的上述PWM调制信号，把三相交流输入电压转换为直流电压或者把直流电压转换为三相交流输出电压，

上述PWM调制信号生成部使用根据上述空间向量调制方式应输出的电压向量，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ_rs、τ_rt的电流向量，生成上述PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

根据上述结构，上述指令信号生成部使用根据空间向量调制方式应输出的电压向量，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ_rs、τ_rt的电流向量，生成PWM调制信号，由此不需要通过复杂的运算来生成指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

此外，第十发明的电力转换装置具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部、以及把经上述转换部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部，在将上述转换器部和上述逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，所述电力转换装置的特征在于，其具有：

转换器部用PWM调制信号生成部，其根据空间向量调制方式生成与上述三相交流输入电压同步的转换器部用PWM调制信号；

逆变器部用PWM调制信号生成部，其生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用PWM调制信号；以及

PWM调制信号校正部，其根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，校正由上述逆变器部用PWM调制信号生成部生成的上述逆变器部用PWM调制信号，

上述转换器部根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部根据由上述PWM调制信号校正部校正后的上述逆变器部用PWM调制信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压，

上述转换器部用PWM调制信号生成部使用电压向量，该电压向量应输出基于上述空间向量调制方式的上述直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ_rs、T_rt的电流向量，生成上述转换器部用PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

根据上述结构，对于经上述转换器部转换后的上述直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，根据由指令信号校正部校正后的逆变器部用指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，并把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，上述转换器部用指令信号生成部使用电压向量，该电压向量应输出基于空间向量调制方式的上述直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ_rs、τ_rt的电流向量，生成转换器部用PWM调制信号，由此不需要通过复杂的运算来生成指令信号，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

通过以上所述可以明确，根据本发明的电力转换装置和电力转换装置的控制方法，使用预定的表或预定的公式生成在转换器部或逆变器部的PWM调制中使用的梯形波状的指令信号的倾斜区域，由此可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

此外，根据本发明的电力转换装置，转换器部和逆变器部可以利用共同的一个载波信号进行PWM调制，由此可以简化控制部的电路。

此外，根据本发明的电力转换装置，使用电压向量，该电压向量应输出基于空间向量调制方式的直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ₄、τ₆的电压向量，生成转换器部用PWM调制信号，由此可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

${\mathrm{\τ}}_4/T_0=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6/T_0=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

此外，根据本发明的电力转换装置和电力转换装置的控制方法，根据下式生成在转换器部或逆变器部的PWM调制中使用的梯形波状的指令信号的倾斜区域，由此可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

表示线电流通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

此外，根据本发明的电力转换装置，使用电压向量，该电压向量应输出基于空间向量调制方式的直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ_rs、τ_rt的电流向量，生成转换器部用PWM调制信号，由此可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷，

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的直接式电力转换装置的结构图。

图2是本发明的第2实施方式的直接式电力转换装置的结构图。

图3是带直流环节的直接转换电路的结构图。

图4是表示用于说明带直流环节的直接转换电路的控制原理的各个部分波形的图。

图5A是表示线电压控制波形的图。

图5B是表示梯形波调制波形(相电压)的图。

图5C是表示梯形波调制波形(线电压)的图。

图6A是用于说明空间向量调制的图。

图6B是表示空间向量调制中的梯形波调制波形(相电压)的图。

图6C是表示空间向量调制中的梯形波调制波形(线电压)的图。

图7是表示比较用的同步PWM调制方式的图。

图8是表示使用了本发明的直接式电力转换装置的三角波状载波信号的PWM调制方式的图。

图9是表示使用了本发明的直接式电力转换装置的锯齿波状载波信号的PWM调制方式的图。

图10是本发明的第3实施方式的电力转换装置的结构图。

图11是本发明的第4实施方式的电力转换装置的结构图。

图12是表示上述电力转换装置的指令波形的图。

图13是表示使用了载波比较时的线电流通流比的图。

图14是用于说明表1的调制方式的图。

图15是表示使用了空间向量调制时的线电流通流比的图。

图16是用于说明空间向量调制的图。

图17是本发明的第5实施方式的带直流环节的直接式电力转换装置的结构图。

图18是作为本发明的第6实施方式的直接式电力转换装置的一例的矩阵转换器的结构图。

具体实施方式

关于本发明的电力转换装置及电力转换装置的控制方法，在说明图示的实施方式之前，说明本发明的电力转换装置及电力转换装置的控制方法的特征。

首先，说明在进行直流/交流转换的电力转换装置中，与针对恒定的直流电压能够获得正弦波状的线电压的相电压波形的生成法相同，针对脉动电流状的电压波形也能够获得正弦波输出的相电压信号波的导出。

在技术文献1(リザイアング·ウエイ(Lixiang.Wei)、ト—マス·エ—·リポ(Thomas.A.Lipo)著，“簡単な転流方式を用いた新しいマトリツクスコンバ—タ·トポロジ—(采用简单的换流方式的新型矩阵转换器布局)(A Novel Matrix Converter Topology with Simple Commutation)”，IEEE IAS2001，vol.3，pp.1749-1754.2001)披露的带直流环节的直接转换电路中，由于是电流式转换器，所以把线电流的通流比控制为梯形波状。在该说明书中，以电压式为基础进行研究，并考虑电流式与电压式的对偶性(与线电流：线电压、相电流：相电压对应)，把线电压控制为梯形波状。

该技术文献1涉及直流环节部中不具有平滑和整流电路的、带直流环节的直接转换电路的调制方式。该技术文献1的带直流环节的直接转换电路如图3所示，具有：包括构成三相电桥电路的6个开关电路S_ap、S_bp、S_cp、S_an、S_bn、S_cn的转换器部，和包括构成三相电桥电路的6个开关电路S_up、S_vp、S_wp、S_un、S_vn、S_wn的逆变器部。上述转换器部把来自三相交流电源V_sa、V_sb、V_sc的三相交流输入电压V_a、V_b、V_c转换为直流。并且，上述逆变器部把由转换器部转换的直流电压V_dc转换为三相交流输出电压V_su、V_sv、V_sw。

图4(a)～(d)表示基于上述技术文献1的带直流环节的直接转换电路的控制原理的各个部分的波形。如图4(a)所示，相电压相当于[二相：正，一相：负]和[二相：负，一相：正]这两种状态中的任一种，所以能够分割为以60度为单位的6个区域。在此，叙述以c相为基准的区域1、区域2。在此，在区域1中，利用开关电路S_cn使最小相的c相导通，利用开关电路S_ap、S_bp按照以下的通流比d_ac、d_bc切换最大或中间相的a相、b相。同样，在区域2中，利用开关电路S_cp使最大相的c相导通，利用开关电路S_an、S_bn按照以下的通流比d_ac、d_bc切换中间或最小相的a相、b相。

$d_{\mathrm{ac}}=\frac{\cos {\mathrm{\θ}}_a}{\left|{\cos \mathrm{\θ}}_c\right|},$

$d_{\mathrm{bc}}=\frac{\cos {\mathrm{\θ}}_b}{\left|{\cos \mathrm{\θ}}_c\right|},$

在将以上动作适用于6个区域时，各相的通流比成为图4(b)所示的梯形波状的波形。另外，此处表示转换器侧的上臂与下臂的切换状态，并设为在通流比为正时上臂导通，在通流比为负时下臂导通。

此时，根据图4(c)所示可知，DC环节电压能够获得最大相与最小相之间的线电压Emax、和在最小相(区域1)与最大相(区域2)的中间相生成的线电压Emid这两个电位。并且，得知通过向各个DC环节电压分别乘以通流比，平均电压V_dc可以利用下式表示，DC环节电压成为脉动电流状的电压波形。

V_dc＝3V_m/(2cosθ_in)，cosθ_in＝max(|cosθ_a|，|cosθ_b|，|cosθ_c|)

另一方面，关于逆变器侧，使用脉动电压V_dc进行电压控制，所以为了使调制波补偿脉动电流部分，使通电时间乘以脉动电流部分cosθ_in，

t₁＝t₁₀cosθ_in，t₂＝t₂₀cosθ_in，t₀＝t_s—t₁—t₂

并根据上式控制。并且，逆变器的负载是感应性的，所以能够作为电流源捕捉到，DC环节电流按照上式所示的通电时间根据脉动电流部分cosθ_in调制振幅，所以成为下式所示的脉动电流状。

i_{dc_avg}＝KI₀cosψcosθ_in

在此，如上所述，转换器侧一相处于导通状态，二相分别以通流比d_ac、d_bc切换，所以在区域1中输入电流具有下式所示的关系。

i_sa＝d_aci_{dc_avg}，i_sb＝d_bci_{dc_avg}，i_sc＝-i_{dc_avg}

通过以上处理，形成为图4(b)所示的梯形波状通流比和脉动电流相乘而得到的波形，所以输入电流可以形成为图4(d)所示的正弦波。

并且，关于针对恒定直流电压的线电压控制方法，公知有技术文献2(日本特公平6—081514号公报)披露的信号波(参照技术文献2的第3页右栏第10行～第4页左栏第25行的记载和图1、图2)。

在此，相电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*利用下式(1)表示。

$V_u^{*}=V\cos \mathrm{\θ},$

$V_v^{*}=V\cos (\mathrm{\θ}-2\mathrm{\π}/3),$

$V_w^{*}=V\cos (\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3)\·\·\·\left(1\right)$

通过向该式(1)的相电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*加上中间相电压的二分之一，使1相延迟π/6、使其他2相超前π/3的、极性互不相同的相电压指令信号V_u ^**、V_v ^**、V_w ^**可以利用下式(2)表示。

$V_u^{**}=\frac{\sqrt{3}}{2}V\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3),$ $V_v^{**}=\frac{3}{2}V\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6),$ $V_w^{**}=-\frac{\sqrt{3}}{2}V\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3)\·\·\·\left(2\right)$

在上述技术文献2中以V_uv线电压的相位为基准进行表示，但此处是以相电压为基准，所以换相序来表示(W换为U，U换为V，V换为W)。

并且，由于是以电压式为基础的，脉动电压V_link根据线电压的最大值确定，所以脉动电压V_link利用下式(3)表示。

V_link＝max(|V_uv|，|V_vw|，|V_wu|)                 …(3)

并且，在相位角0～π/3的区域中，由于线电压V_uw是最大值，所以下式(4)表示的关系式成立。

$V_{\mathrm{link}}=V_{\mathrm{uw}}=V(\cos \mathrm{\θ}-\cos (\mathrm{\θ}+2\mathrm{\π}/3))=\sqrt{3}V\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3)\·\·\·\left(4\right)$

在此，把式(4)代入式(2)，相电压指令信号V_u ^**、V_v ^**、V_w ^**可以利用下式(5)表示。

$V_u^{**}=\frac{V_{\mathrm{link}}}{2},$ $V_v^{**}=\frac{\sqrt{3}{V}_{\mathrm{link}}}{2}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6)\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3),$ $V_w^{**}=-\frac{V_{\mathrm{link}}}{2}\·\·\·\left(5\right)$

在改写为振幅1的三角波载波比较基础的指令值后，根据下式(6)的载波振幅与输出电压的关系，相电压指令信号V_u ^**、V_v ^**、V_w ^**可以利用下式(7)表示，并可以进一步改写为下式(8)。

$\frac{V_{\mathrm{link}}}{2}=1\·\·\·\left(6\right)$

$V_u^{***}=1,$ $V_v^{***}=\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6)\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3),$ $V_w^{***}=-1\·\·\·\left(7\right)$

$V_u^{***}=1,$ $V_v^{***}=\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6),$ $V_w^{***}=-1\·\·\·\left(8\right)$

以上的结果与在图5A所示的线电压控制波形中各相指令值除以最大相电压的结果相同，在相位角0～π/3的区域中，r相为最大相电压。图5B表示对每个相位角为π/3的6个区域进行相同运算的结果，是120度通电的梯形波调制波形(相电压)。

因此，在本发明的电力转换装置及电力转换装置的控制方法中，通过使用预定的表或预定的公式生成在转换器部或逆变器部的PWM调制中使用的梯形波状的指令信号(120度通电的梯形波调制波形)的倾斜区域，可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

下面，表示通过以上处理得到的梯形波调制波形与技术文献1披露的线电流指令等效的情况。电流式中的线电流相当于电压式中的线电压，所以比较图4(b)的线电流指令信号和图5C的梯形波调制波形(线电压)。

在图4(b)中，b相线电流指令信号d_bc利用下式(9)表示，但在利用区域1中的0～π/3的相位角表述时可以改写为下式(10)。

d_bc＝-cosθ_b/cosθ_c                           …(9)

d_bc＝sinθ/(sinθ+π/3)                       …(10)

并且，在使图5C的线电压指令与图4(b)的线电流指令信号的振幅一致时，则可以表示为下式(11)，

$V_{\mathrm{st}}^{*}=(\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6)/\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3)+1)/2\·\·\·\left(11\right)$

如果设为与式(10)相等，则根据式(11)使下式(12)成立即可。

$2\sin \mathrm{\θ}=\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6)+\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3)\·\·\·\left(12\right)$

在运用两角和与差的正弦和余弦公式对该式(12)的右边进行变形后，下式(13)成立。

$\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6)+\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3)$

$=\sqrt{3}(\frac{\sqrt{3}}{2}\sin \mathrm{\θ}-\frac{1}{2}\cos \mathrm{\θ})+(\frac{1}{2}\sin \mathrm{\θ}+\frac{\sqrt{3}}{2}\cos \mathrm{\θ})\·\·\·\left(13\right)$

$=2\sin \mathrm{\θ}$

因此，根据本发明的电力转换装置的控制方法生成的线电压指令信号与技术文献1披露的线电流指令等效，所以通过适用例如基于技术文献3(竹下隆晴，另外两人著，“電流形三相インバ—タ·コンバ—タの三角波比較方式PWM制御(电流式三相逆变器/转换器的三角波比较方式PWM控制)”，電学論D，Vol.116，No.1，1996)披露的电压式及电流式的对偶性(参照技术文献3的表1)的逻辑运算，可以容易地根据电压式产生电流式PWM模式。

以上说明了相电压指令信号的生成方法，但作为PWM调制方式，除基于三角波状载波信号的方式之外，也可以适用于利用了电压向量的空间向量调制方式的电力转换装置。

图6A上侧的(a)是表示空间向量调制方式的PWM调制中的空间向量的向量图、和说明图5A中的电压向量的图。如该向量图所示，电压向量所示的8种状态中的6种状态(V₁～V₆)为非0向量，且其他两种状态(V₀、V₇)为0状态。

在该空间向量调制方式中，在把相位角φ为0～π/3的电压向量的输出时间设为τ₀、τ₄、τ₆，把电压控制率设为ks时，电压向量的基本公式可以利用下式表示。

τ₀/T₀＝1-k_ssin(φ+π/3)

τ₄/T₀＝k_ssin(π/3-φ)

τ₆/T₀＝k_ssinφ

该相位角0～π/3的电压指令信号Vr^*、Vs^*、Vt^*可以利用下式表示。

$V_r^{*}=1-2({\mathrm{\τ}}_0/2T_0)=k_s\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\π}/3)$

$V_s^{*}=k_s\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\π}/3)-2({\mathrm{\τ}}_4/T_0)=\sqrt{3}{k}_s\sin (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

$V_s^{*}=-1+2({\mathrm{\τ}}_0/2T_0)=-k_s\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\π}/3)$

图6A下侧的(b)表示对应于图5A的线电压控制波形中的相位角为0～π/3的电压向量。另外，在图6A中，把电压控制率ks设为0.5。在此，在相位角φ为0～π/3时，电压指令信号V_s ^*、V_t ^*的中间相电压

可以利用下式表示。

$V_{s\_\min }^{*}=V_s^{*}/V_r^{*}$

$=\sqrt{3}{k}_s\sin (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)/k_s\sin (\mathrm{\φ}+\mathrm{\π}/3)$

$=\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

如图6B所示，表示对应于图5B的梯形波调制波形(相电压)中的相位角为0～π/3的电压向量。并且，空间向量调制方式的基本公式的τ₄/T₀和τ₆/T₀利用下式表示。

${\mathrm{\τ}}_4/T_0=(1-V_r^{*})/2=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6/T_0=1-{\mathrm{\τ}}_4/T_0=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

在图6A的表中每隔相位角π/3换用该基本公式来确定电压向量的输出时间，由此可以进行PWM波形生成。

另外，如图6C所示，线电压指令信号V_st ^*利用下式表示。

$V_{\mathrm{st}}^{*}=\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6)/\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\π}/3)+1$

图7将上述日本特开2004—266972号公报披露的同步PWM调制方式和技术文献1的调制方法进行对比表示。在图7中，t_s表示载波周期，I(rt)表示电流指令，I(st)表示电流指令，d_rt表示通流比，d_st表示通流比，I_r、I_s、I_t表示输入电流，I_dc表示DC环节电流，V₀、V₄、V₆表示电压指令，d₀表示对应于电压指令V₀的通流比，d₄表示对应于电压指令V₄的通流比。并且，V_u、V_v、V_w表示逆变器的门控信号。

在图7中，转换器侧的载波周期被划分为向st、rt通电的两种切换状态，各自的通流比不同，所以逆变器侧在每个通电期间使用两个载波振幅不同的载波信号。并且，用于和载波信号比较的信号波通过与转换器的通流比相乘，被利用载波振幅进行校正。因此，作为调制电路结构成为日本特开2004—266972号公报披露的复杂结构(日本特开2004—266972号公报的0021～0026段落的记载及图4)。

对此，图8是表示采用本发明的电力转换装置的三角波状载波信号的PWM调制方式的图。在图8中，t_s表示载波周期，I(rt)表示电流指令，I(st)表示电流指令，d_rt表示通流比，d_st表示通流比，I_r、I_s、I_t表示输入电流，I_dc表示DC环节电流，V₀、V₄、V₆表示电压指令，d₀表示对应于电压指令V₀的通流比，d₄表示对应于电压指令V₄的通流比。并且，V_u、V_v、V_w表示上臂的门控信号，/V_u’、/V_v’、/V_w’表示下臂的门控信号。

在图8中，转换器侧和逆变器侧的载波信号使用相同的信号，与以往相同，使振幅校正后的两个指令信号中的一方的指令信号具有偏移并与载波信号进行比较，使另一方指令信号的极性反转后与载波信号进行比较，并使由此得到的门控信号反转。并且，各个期间的门控信号通过取“或”，可以获得同一相的门控信号。

并且，图9是表示采用本发明的电力转换装置的锯齿波状的载波信号的PWM调制方式的图。在图9中，t_s表示载波周期，I(rt)表示电流指令，I(st)表示电流指令，d_rt表示通流比，d_st表示通流比，I_r、I_s、I_t表示输入电流，I_dc表示DC环节电流，V₀、V₄、V₆表示电压指令，d₀表示对应于电压指令V₀的通流比，d₄表示对应于电压指令V₄的通流比，d₆表示对应于电压指令V₆的通流比。并且，V_u、V_v、V_w表示上臂的门控信号，/V_u’、/V_v’、/V_w’表示下臂的门控信号。

图9所示的电力转换装置可以简化载波生成和调制处理，是更适合于软件化的结构。但是，在技术文献1披露的带直流环节的直接转换电路中，为了使转换器侧在零向量期间换流，需要使用V₀、V₇双方的零向量，从三相调制和损耗方面讲对逆变器侧不利。并且，如一般公知的那样，相对于基于载波的电压向量的主要分量的三角波的频率2f，锯齿波的频率为f，在噪声方面也处于劣势。

这样，根据本发明的电力转换装置及电力转换装置的控制方法，对于脉动电流状的电压(电流)波形，采用使线电压(线电流)不产生畸变的载波比较基础的相电压指令波形(或空间向量调制方式)，可以减轻生成指令信号时的运算负荷。

并且，转换器部和逆变器部可以使用共同的一个载波信号(三角波或锯齿波等)进行同步PWM调制，由此可以简化调制电路。

以下，根据图示的实施方式具体说明本发明的电力转换装置及电力转换装置的控制方法。

[第1实施方式]

图1是本发明的第1实施方式的带直流环节的直接式电力转换装置的结构图。该第1实施方式的带直流环节的直接式电力转换装置在将转换器部和逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器。

如图1所示，该直接式电力转换装置具有：由开关S_rp、S_rn、S_sp、S_sn、S_tp、S_tn构成的转换器部1；由开关S_up、S_un、S_vp、S_vn、S_wp、S_wn构成的逆变器部2；和输出用于使上述转换器部1的开关S_rp、S_rn、S_sp、S_sn、S_tp、S_tn和逆变器部2的开关S_up、S_un、S_vp、S_vn、S_wp、S_wn接通断开的门控信号的控制部3。上述开关S_rp、S_rn、S_sp、S_sn、S_tp、S_tn和开关S_up、S_un、S_vp、S_vn、S_wp、S_wn分别是组合多个开关元件构成的开关电路。

上述转换器部1将来自三相交流电源(未图示)的相电压v_r输入开关S_rp的一端和开关S_rn的一端，将相电压v_s输入到开关S_sp的一端和开关S_sn的一端，将相电压v_t输入到开关S_tp的一端和开关S_tn的一端。将上述开关S_rp、S_sp、S_tp的另一端分别连接于第1直流环节部L1，将开关S_rn、S_sn、S_tn的另一端分别连接于第2直流环节部L2。

并且，上述逆变器部2将开关S_up的一端和开关S_un的一端与三相交流输出电压的相电压v_u的输出端子连接，将开关S_vp的一端和开关S_vn的一端与相电压v_v的输出端子连接，将开关S_wp的一端和开关S_wn的一端与相电压v_w的输出端子连接。将上述开关S_up、S_vp、S_wp的另一端分别连接于第1直流环节部L1，将开关S_un、S_vn、S_wn的另一端分别连接于第2直流环节部L2。

并且，上述控制部3具有：作为指令信号生成部和转换器部用指令信号生成部的一例的梯形波状电压指令生成部11，其根据作为用于和三相交流输入电压同步的基准信号的一例的电源同步信号V_r，生成梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*；比较部12，其用于比较来自上述梯形波状电压指令生成部11的梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*和载波信号；电流式门控逻辑变换部13，其根据来自上述比较部12的比较结果，输出门控信号；中间相检测部14，其根据来自上述梯形波状电压指令生成部11的梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*，检测通流比d_rt、d_st；生成上述载波信号的载波信号生成部15；作为逆变器部用指令信号生成部的一例的输出电压指令信号生成部21，其生成对上述逆变器部2的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*；运算部22，其根据来自上述输出电压指令信号生成部21的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自中间相检测部14的通流比d_rt、d_st，输出d_rt+d_stV^*(V^*：各相的电压向量)；运算部23，其根据来自上述输出电压指令信号生成部21的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自中间相检测部14的通流比d_rt，输出d_rt(1—V^*)(V^*：各相的电压向量)；比较部24，其用于比较来自上述运算部22、23的运算结果和载波信号；“或”运算部25，其根据来自上述比较部24的比较结果，输出门控信号。

利用来自上述电流式门控逻辑变换部13的门控信号控制转换器部1的开关S_rp、S_rn、S_sp、S_sn、S_tp、S_tn的接通断开，并且利用来自“或”运算部25的门控信号控制逆变器部2的开关S_up、S_un、S_vp、S_vn、S_wp、S_wn的接通断开。

利用上述中间相检测部14和运算部22、23构成指令信号校正部。并且，利用上述比较部12和电流式门控逻辑变换部13构成转换器部用PWM调制信号生成部，利用比较部24和“或”运算部25构成逆变器部用PWM调制信号生成部。

上述梯形波状电压指令生成部11使用预定的表生成梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域。在此，与利用在图5A～图5C中说明的式(8)、即下式表示的相电压指令信号V_u ^***、V_v ^***、V_w ^***相同，预先把梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域中的值设定为表。在此，相位角φ与三相交流输入电压的相电压v_r同步。

$V_u^{***}=1,V_v^{***}=\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6),V_w^{***}=-1$

另外，也可以取代表而使用下式求出梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域。

即，使用预定的下式分别求出梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域。

$\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为0≦φ≦π/3)

$-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为π≦φ≦4π/3)。

由此，可以降低运算负荷，可以可靠地获得没有畸变的三相交流输出电压(电流)。

根据上述结构的带直流环节的直接式电力转换装置，对于由转换器部1转换后的直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部(14、22、23)校正输出电压指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此可以根据该校正后的输出电压指令信号，把由转换器部1转换后的直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，梯形波状电压指令生成部11使用预定的表(或预定的公式)，生成梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域，由此可以利用简单的结构来降低控制部的运算负荷。

上述转换器部1和逆变器部2可以使用共同的一个载波信号进行PWM调制，由此可以简化控制部的电路。

[第2实施方式]

图2是作为本发明的第2实施方式的直接式电力转换装置的一例的矩阵转换器的结构图。

如图2所示，该矩阵转换器具有：由开关S_ur、S_us、S_ut、S_vr、S_vs、S_vt、S_wr、S_ws、S_wt构成的转换部4；和输出用于使上述转换部4的开关S_ur、S_us、S_ut、S_vr、S_vs、S_vt、S_wr、S_ws、S_wt接通断开的门控信号的控制部5。该转换部4相当于虚拟转换器部和虚拟逆变器部，在将该虚拟转换器部和虚拟逆变器部连接的虚拟直流环节部中不具有平滑用滤波器。上述开关S_ur、S_us、S_ut、S_vr、S_vs、S_vt、S_wr、S_ws、S_wt分别是组合多个开关元件构成的开关电路。

上述转换部4将来自三相交流电源6的三相交流输入电压中的相电压v_r分别输入到开关S_ur、S_vr、S_wr的一端，将三相交流输入电压中的相电压v_s分别输入到S_us、S_vs、S_ws的一端，将三相交流输入电压中的相电压v_t分别输入到S_ut、S_vt、S_wt的一端。将上述开关S_ur、S_us、S_ut的另一端分别与相电压v_u的输出端子连接，同时将开关S_vr、S_vs、S_vt的另一端分别与相电压v_r的输出端子连接，将开关S_wr、S_ws、S_wt的另一端分别与相电压v_w的输出端子连接。

并且，上述控制部5具有：作为指令信号生成部和转换器部用指令信号生成部的一例的梯形波状电压指令生成部31，其根据作为用于和三相交流输入电压同步的基准信号的一例的电源同步信号V_r，生成梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*；比较部32，其用于比较来自上述梯形波状电压指令生成部31的梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*和载波信号；电流式门控逻辑变换部33，其根据来自上述比较部32的比较结果，输出门控信号；中间相检测部34，其根据来自上述梯形波状电压指令生成部31的梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*，检测通流比d_rt、d_st；生成上述载波信号的载波信号生成部35；作为逆变器部用指令信号生成部的一例的输出电压指令信号生成部41，其生成对上述转换器部4的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*；运算部42，其根据来自上述输出电压指令信号生成部41的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自中间相检测部34的通流比d_rt、d_st，输出d_rt+d_stV^*(V^*：各相的电压向量)；运算部43，其根据来自上述输出电压指令信号生成部41的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自中间相检测部34的通流比d_rt，输出d_rt(1一V^*)(V^*：各相的电压向量)；比较部44，其用于比较来自上述运算部42、43的运算结果和载波信号；“或”运算部45，其根据来自上述比较部44的比较结果，输出门控信号；以及门控信号合成部50，其根据来自上述电流式门控逻辑变换部33的信号和来自“或”运算部45的信号，合成门控信号。

利用来自上述门控信号合成部50的门控信号，控制转换部4的开关S_ur、S_us、S_ut、S_vr、S_vs、S_vt、S_wr、S_ws、S_wt的接通断开。

利用上述中间相检测部34和运算部42、43构成指令信号校正部。并且，利用上述比较部32和电流式门控逻辑变换部33构成转换器部用PWM调制信号生成部，利用比较部44和“或”运算部45构成逆变器部用PWM调制信号生成部。

上述梯形波状电压指令生成部31使用预定的表生成梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域。在此，与利用在图5A～图5C中说明的式(8)、即下式表示的相电压指令信号V_u ^***、V_v ^***、V_w ^***相同，预先把梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域中的值设定为表。在此，相位角φ与三相交流输入电压的相电压v_r同步。

$V_u^{***}=1,$ $V_v^{***}=\sqrt{3}\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\π}/6),$ $V_w^{***}=-1$

另外，也可以取代表而使用下式求出梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域。

即，使用预定的下式分别求出梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域。

$\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为0≦φ≦π/3)

$-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为π≦φ≦4π/3)。

由此，可以降低运算负荷，可以可靠地获得没有畸变的三相交流输出电压(电流)。

根据上述结构的矩阵转换器，对于由虚拟转换器部转换的虚拟直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部(34、42、43)校正输出电压指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此虚拟逆变器部可以根据该校正后的输出电压指令信号，把由虚拟转换器部转换的虚拟直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，梯形波状电压指令生成部31使用预定的表(或预定的公式)，生成梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的倾斜区域，由此可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

上述虚拟转换器部和虚拟逆变器部可以使用共同的一个载波信号进行PWM调制，由此可以简化控制部的电路。

在上述第1、第2实施方式中，说明了把使用表或公式求出倾斜区域的梯形波状电压指令信号适用于转换器侧的直接式电力转换装置，但是也可以把本发明应用于将梯形波状电压指令信号适用于逆变器侧的电力转换装置。以下，根据第3、第4实施方式，说明把该梯形波状电压指令信号适用于逆变器侧的电力转换装置。

[第3实施方式]

图10表示本发明的第3实施方式的电力转换装置的结构图。

如图10所示，该第3实施方式的电力转换装置具有：作为转换器部的一例的电压输出电压式转换器101，其把来自三相交流电源100的三相交流电压转换为直流电压；逆变器部102，其转换来自上述电压输出电压式转换器101的直流电压，并向电动机103输出所期望的三相交流电压；以及控制部110，其控制上述电压输出电压式转换器101和逆变器部102。

上述逆变器部102将晶体管S_rp的发射极和晶体管S_rn的集电极与三相交流输出电压的相电压V_r的输出端子连接，将晶体管S_sp的发射极和晶体管S_sn的集电极与相电压V_s的输出端子连接，将晶体管S_tp的发射极和晶体管S_tn的集电极与相电压V_t的输出端子连接。将上述晶体管S_rp、S_sp、S_tp的集电极分别连接于第1直流环节部L101，将晶体管S_rn、S_sn、S_tn的发射极分别连接于第2直流环节部L102。并且，在上述晶体管S_rp、S_sp、S_tp的集电极和发射极之间分别反向连接二极管D_rp、D_sp、D_tp，同时在上述晶体管S_rn、S_sn、S_tn的集电极和发射极之间分别反向连接二极管D_rn、D_sn、D_tn。

并且，上述控制部110具有：脉动电压指令生成部104，其根据振幅指令ks和相位指令θ，向电压输出电压式转换器101输出脉动电压指令信号；梯形状相电压指令生成部105，其根据相位指令θ生成梯形状相电压指令信号；以及PWM调制部106，其根据来自上述梯形状相电压指令生成部105的梯形状相电压指令信号，向逆变器部102输出PWM调制信号。上述PWM调制部106具有载波信号生成部106a。

在此，梯形状相电压指令生成部105与第1实施方式的图1所示的梯形波状电压指令信号生成部11、和第2实施方式的图2所示的梯形波状电压指令信号生成部31相同，使用预定的表生成梯形波状电压指令信号的倾斜区域，或者取代表而使用公式求出梯形波状电压指令信号的倾斜区域。由此，可以降低运算负荷，可以可靠地获得没有畸变的三相交流输出电压(电流)。

图12表示上述电力转换装置的指令波形，图12(a)表示振幅指令的波形，图12(b)表示相电压指令波形。并且，图12(c)表示采用电流式转换器取代图10所示的电压输出电压式转换器101时的线电流指令的波形。

[第4实施方式]

图11表示本发明的第4实施方式的电力转换装置的结构图。

如图11所示，该第4实施方式的电力转换装置具有：作为转换器部的一例的电流输出电流式转换器201，其把来自三相交流电源200的三相交流电压转换为直流电压；逆变器部202，其转换来自上述电流输出电流式转换器201的直流电压，并向电动机203输出所期望的三相交流电压；以及控制部210，其控制上述电流输出电流式转换器201和逆变器部202。第1直流环节部L201的一端与上述电流输出电流式转换器201的正极侧端子连接，同时第2直流环节部L202的一端与电流输出电流式转换器201的负极侧端子连接。

上述逆变器部202分别将晶体管S_rp、S_sp、S_tp的集电极与第1直流环节部L201连接，将二极管D_rp、D_sp、D_tp的正极与晶体管S_rp、S_sp、S_tp的发射极连接。将上述二极管D_rp、D_sp、D_tp的负极分别与相电压v_r、v_s、v_t的输出端子连接。另一方面，将晶体管S_rn、S_sn、S_tn的发射极分别与第2直流环节部L202连接，将二极管D_rn、D_sn、D_tn的负极分别与晶体管S_rn、S_sn、S_tn的集电极连接。将上述二极管D_rn、D_sn、D_tn的正极分别与相电压v_r、v_s、v_t的输出端子连接。

并且，控制部210具有：脉动电流指令生成部204，其根据振幅指令ks和相位指令θ，向电流输出电流式转换器201输出脉动电流指令信号；梯形状相电压指令生成部205，其根据相位指令θ生成梯形状相电压指令信号；PWM调制部207，其根据来自上述梯形状相电压指令生成部205的梯形状相电压指令信号，输出PWM调制信号；以及电流式逻辑变换部206，其将来自PWM调制部207的PWM调制信号进行逻辑变换后输出给逆变器部202。上述PWM调制部207具有载波信号生成部207a。

在此，梯形状相电压指令生成部205与第1实施方式的图1所示的梯形波状电压指令信号生成部11、和第2实施方式的图2所示的梯形波状电压指令信号生成部31相同，使用预定的表生成梯形波状电压指令信号的倾斜区域，或者取代表而使用公式来求出梯形波状电压指令信号的倾斜区域。由此，可以降低运算负荷，可以可靠地获得没有畸变的三相交流输出电压(电流)。

图12表示上述电力转换装置的指令波形，图12(a)表示振幅指令的波形，图12(b)表示相电流指令的波形。并且，图12(c)表示经图11所示的电流式逻辑变换部206转换后提供给逆变器部202的线电流指令值。

另外，在上述第3、第4实施方式的电力转换装置中，也可以使用下式表示的空间向量调制方式的基本公式确定电压向量的输出时间，由此进行PWM波形生成。

${\mathrm{\τ}}_4/T_0=(1-V_r^{*})/2=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6/T_0=1-{\mathrm{\τ}}_4/T_0=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

[第5实施方式]

图17是本发明的第5实施方式的带直流环节的直接式电力转换装置的结构图。该第5实施方式的带直流环节的直接式电力转换装置在将转换器部和逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器。

该第5实施方式的直接式电力转换装置除控制部之外，具有与第1比较例的图1所示的直接式电力转换装置的转换器部和逆变器部相同的结构，所以在图17中省略转换器部和逆变器部(关于转换器部和逆变器部将引用图1)。

并且，上述控制部303具有：作为指令信号生成部和转换器部用指令信号生成部的一例的梯形波状线电流指令生成部311，其根据作为用于和三相交流输入电压同步的基准信号的一例的电源同步信号V_r，生成梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*；信号分配部316，其根据来自上述梯形波状线电流指令生成部311的梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*和电源同步信号V_r，输出对应于载波信号A、B的信号波d_rpa ^*、d_rpb ^*、d_rna ^*、d_rnb ^*；比较部312，其用于比较来自上述信号分配部316的信号波d_rpa ^*、d_rpb ^*、d_rna ^*、d_rnb ^*和载波信号A、B(在图17中为“载波A”、“载波B”)；“或”运算部313，其根据来自上述比较部312的比较结果，输出门控信号；二相指令检测部314，其根据来自上述梯形波状线电流指令生成部311的梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*，检测通流比d_rt、d_st；生成上述载波信号A、B的载波信号生成部315；作为逆变器部用指令信号生成部的一例的输出电压指令信号生成部321，其生成对上述逆变器部2的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*；运算部322，其根据来自上述输出电压指令信号生成部321的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自二相指令检测部314的通流比d_rt、d_st，输出d_rt+d_stV^*(V^*：各相的电压向量)；运算部323，其根据来自上述输出电压指令信号生成部321的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自二相指令检测部314的通流比d_rt，输出d_rt(1—V^*)(V^*：各相的电压向量)；比较部324，其用于比较来自上述运算部322、323的运算结果和载波信号；以及“或”运算部325，其根据来自上述比较部324的比较结果，输出门控信号。

利用来自上述“或”运算部313的门控信号控制转换器部1的开关S_rp、S_rn、S_sp、S_sn、S_tp、S_tn的接通断开，并且利用来自“或”运算部325的门控信号控制逆变器部2的开关S_up、S_un、S_vp、S_vn、S_wp、S_wn的接通断开。

利用上述二相指令检测部314和运算部322、323构成指令信号校正部。并且，利用上述比较部312和“或”运算部313构成转换器部用PWM调制信号生成部，利用比较部324和“或”运算部325构成逆变器部用PWM调制信号生成部。

上述梯形波状线电流指令生成部311使用预定的表生成梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域。

在此，预先根据下式把梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域中的值设定为表。

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

其中，d_s ^*、d_t ^*表示线电流通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3。并且，相位角φ与三相交流输入电压的相电压v_r同步。

另外，也可以取代表而使用上式来求出梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域。

图13表示采用载波比较时的线电流通流比，图13(a)表示相电压波形，图13(b)表示线电流通流比波形。例如，在图13所示的模式1的区域中，对于被二相调制的倾斜区域，根据上式生成线电流通流比指令。

另外，此处使用的梯形波状波形与第1比较例的梯形波状电压指令信号V_r ^*、V_s ^*、V_t ^*的线电压波形相同(根据电压式、电流式的对偶性，相当于线电流指令)。

表1表示每个模式的进行比较的载波信号，但由于上述二相的指令值(d_s ^*、d_t ^*)之和为1，所以也可以选择为利用二相互不相同的载波信号进行比较。在此，在梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的上升沿波形中选择载波信号A，在下降沿波形中选择载波信号B。

[表1]

 

	1	2	3	4	5	6	信号波
								Srp	○	B	×	×	×	A	|dr *|
Ssp	×	A	○	B	×	×	|ds *|
								Stp	×	×	×	A	○	B	|dt *|
Srn	×	×	B	○	A	×	|dr *|
								Ssn	A	×	×	×	B	○	|ds *|
Stn	B	○	A	×	×	×	|dt *|

并且，图14是用于说明表1的调制方式的图。在图14中，按照从上到下的顺序示出通流比指令d_r ^*、指令d_rp ^*、指令d_rn ^*、信号分配信号C_a、信号分配信号C_b、信号波d_rpa ^*、信号波d_rpb ^*、信号波d_rna ^*、信号波d_rnb ^*、门控信号S_rp、门控信号S_rn。

在信号分配部316中，在通流比指令d_r ^*分离为一正一负的指令d_rp ^*、d_rn ^*后，根据将指令值的波形进相π/2后的信号分配信号C_a、C_b，得到对应于比较用载波信号A、B的信号波d_rpa ^*、d_rpb ^*、d_rna ^*、d_rnb ^*。即，信号波d_rpa ^*根据指令d_rp ^*与信号分配信号C_a的“与”得到，信号波d_rpb ^*根据指令d_rp ^*与信号分配信号C_b的“与”得到，信号波d_rna ^*根据指令d_rn ^*与信号分配信号C_a的“与”得到，信号波d_rnb ^*根据指令d_rn ^*与信号分配信号C_b的“与”得到。

此处得到的信号通过比较部312与两个载波信号A、B进行比较后，通过“或”运算部313取“或”，由此得到上下臂的门控信号S_rp、S_rn。对于通流比指令d_s ^*、d_t ^*也相同，得到门控信号S_sp、S_sn、S_tp、S_tn。即，门控信号S_rp根据信号波d_rpa ^*与信号波d_rpb ^*的“或”得到，门控信号S_rn根据信号波d_rna ^*与信号波d_rnb ^*的“或”得到。

根据上述结构的直接式电力转换装置，对于由转换器部1转换后的直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部(314、322、323)校正输出电压指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此可以根据该校正后的输出电压指令信号，把由转换器部1转换后的直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，梯形波状线电流指令生成部311根据下式生成梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域，由此可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

同样，也可以使用空间向量调制来实现，图15(a)表示相电压波形，图15(b)表示线电流通流比波形，图16表示电流式空间向量调制方式的PWM调制中的电流向量。

图16所示的电流向量由相电流规定，但由于是梯形波状信号波，并且是1相60度期间导通的状态，所以如图15所示，根据二相的线电流通流比按照下式分配各个电流向量的通电时间，由此可以提供相电流。

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

表2表示该电流式空间向量调制方式的PWM调制中的各个电流向量的输出时间。

[表2]

 

	1	2	3	4	5	6
							Srp	○	τrs	×	×	×	τrt
Ssp	×	τrt	○	τrs	×	×
							Stp	×	×	×	τrt	○	τrs
Srn	×	×	τrt	○	τrs	×
							Ssn	τrs	×	×	×	τrt	○
Stn	τrt	○	τrs	×	×	×

[第6实施方式]

图18是作为本发明的第6实施方式的直接式电力转换装置的一例的矩阵转换器的结构图。

该第6实施方式的直接式电力转换装置除控制部之外，具有与第2比较例的图2所示的直接式电力转换装置的转换部相同的结构，在图18中省略转换部(关于转换部引用图2)。

与电压式的不同之处在于，在虚拟转换器部和虚拟逆变器部的同步中，相对于一相调制波形，采用二相调制波形。并且，关于虚拟转换器部侧，采用二相载波信号，门控信号的生成不需要从相电流向线电流的逻辑变换部，这一点不同。

并且，上述控制部405具有：作为指令信号生成部和转换器部用指令信号生成部的一例的梯形波状线电流指令生成部431，其根据作为用于和三相交流输入电压同步的基准信号的一例的电源同步信号V_r，生成梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*；信号分配部436，其根据来自上述梯形波状线电流指令生成部431的梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*和电源同步信号V_r，输出对应于载波信号A、B的信号波d_rpa ^*、d_rpb ^*、d_rna ^*、d_rnb ^*；比较部432，其用于比较来自上述信号分配部436的信号波d_rpa ^*、d_rpb ^*、d_rna ^*、d_rnb ^*和载波信号A、B(在图18中为“载波A”、“载波B”)；“或”运算部433，其根据来自上述比较部432的比较结果，输出门控信号；二相指令检测部434，其根据来自上述梯形波状线电流指令生成部431的梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*，检测通流比d_rt、d_st；生成上述载波信号A、B的载波信号生成部435；作为逆变器部用指令信号生成部的一例的输出电压指令信号生成部441，其生成对上述转换器部4的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*；运算部442，其根据来自上述输出电压指令信号生成部441的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自二相指令检测部434的通流比d_rt、d_st，输出d_rt+d_stV^*(V^*：各相的电压向量)；运算部443，其根据来自上述输出电压指令信号生成部441的输出电压指令信号V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*和来自二相指令检测部434的通流比d_rt，输出d_rt(1—V^*)(V^*：各相的电压向量)；比较部444，其用于比较来自上述运算部442、443的运算结果和载波信号；“或”运算部445，其根据来自上述比较部444的比较结果，输出门控信号；以及门控信号合成部450，其根据来自上述“或”运算部433的信号和来自“或”运算部445的信号，合成门控信号。

利用来自上述门控信号合成部450的门控信号，控制转换部4的开关S_ur、S_us、S_ut、S_vr、S_vs、S_vt、S_wr、S_ws、S_wt的接通断开。

利用上述二相指令检测部434和运算部442、443构成指令信号校正部。并且，利用上述比较部432和“或”运算部433构成转换器部用PWM调制信号生成部，利用比较部444和“或”运算部445构成逆变器部用PWM调制信号生成部。

上述梯形波状线电流指令生成部431使用预定的表生成梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域。

在此，与上述第5实施方式相同，预先把梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域中的值设定为表。

另外，也可以取代表而使用上述公式来求出梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域。

根据上述结构的矩阵转换器，对于由虚拟转换器部转换后的虚拟直流电压的脉动电流状的电压(电流)波形，利用指令信号校正部(434、442、443)校正输出电压指令信号，以使三相交流输出电压(电流)不产生畸变，由此虚拟逆变器部可以根据该校正后的输出电压指令信号，把由虚拟转换器部转换后的虚拟直流电压转换为预定的三相交流输出电压。此时，梯形波状电压指令生成部31根据下式生成梯形波状线电流指令信号d_r ^*、d_s ^*、d_t ^*的倾斜区域，由此可以利用简单的结构降低控制部的运算负荷。

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

在上述第5、第6实施方式中，说明了把使用表或公式求出倾斜区域的梯形波状电压指令信号、梯形波状线电流指令信号适用于转换器侧的直接式电力转换装置，但是也可以把本发明应用于将梯形波状指令信号适用于逆变器侧的电力转换装置。

Claims (24)

1.一种电力转换装置，其特征在于，该电力转换装置具有：

指令信号生成部(11、31、105、205、311、431)，其根据基准信号的相位角生成梯形波状的指令信号；

生成载波信号的载波信号生成部(15、35、106a、207a、315、435)；以及

转换部(1、4、102、202)，其根据来自上述指令信号生成部(11、31、105、205、311、431)的上述梯形波状的指令信号、和由上述载波信号生成部(15、35、106a、207a、315、435)生成的上述载波信号，把三相交流输入电压转换为直流电压、或者把直流电压转换为三相交流输出电压，

上述指令信号生成部(11、31、105、205、311、431)使用预定的表或预定的公式，生成上述梯形波状的指令信号的倾斜区域。

2.一种电力转换装置，其具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部(1)，和把经上述转换部(1)转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部(2)，在将上述转换器部(1)和上述逆变器部(2)连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，其特征在于，该电力转换装置具有：

转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)，其生成与上述三相交流输入电压同步的梯形波状的转换器部用指令信号；

生成载波信号的载波信号生成部(15、35、315、435)；

逆变器部用指令信号生成部(21、41、321、441)，其生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号；以及

指令信号校正部(14、22、23、34、42、43、314、322、323、434、442、443)，其根据来自上述转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)的上述梯形波状的转换器部用指令信号，来校正由上述逆变器部用指令信号生成部(21、41、321、441)生成的上述逆变器部用指令信号，

上述转换器部(1)根据来自上述转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)的上述梯形波状的转换器部用指令信号、和来自上述载波信号生成部(15、35、315、435)的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部(2)根据由上述指令信号校正部(14、22、23、34、42、43、314、322、323、434、442、443)校正后的上述逆变器部用指令信号，把经上述转换器部(1)转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压，

上述转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)使用预定的表或预定的公式，生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域。

3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，上述预定的公式为：

$\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为0≦φ≦π/3)

$-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为π≦φ≦4π/3)。

4.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，该电力转换装置具有：

转换器部用PWM调制信号生成部(12、13、32、33)，其对来自上述转换器部用指令信号生成部(11、31)的上述转换器部用指令信号和来自上述载波信号生成部(15、35)的上述载波信号进行比较，生成转换器部用PWM调制信号；以及

逆变器部用PWM调制信号生成部(24、25、44、45)，其对来自上述逆变器部用指令信号生成部(21、41)的上述逆变器部用指令信号和与上述转换器部(1)使用的信号相同的上述载波信号进行比较，生成逆变器部用PWM调制信号，

上述转换器部(1)根据由上述转换器部用PWM调制信号生成部(12、13、32、33)生成的上述转换器部PWM调制信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部(2)根据由上述逆变器部用PWM调制信号生成部(24、25、44、45)生成的上述逆变器部用PWM调制信号，把经上述转换器部(1)转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压。

5.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于，上述载波信号是三角波状的信号。

6.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于，上述载波信号是锯齿波状的信号。

7.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，

上述转换器部(1)具有：

3个开关电路(S_rp、S_sp、S_tp)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第1直流环节部连接；以及

3个开关电路(S_rn、S_sn、S_tn)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第2直流环节部连接，

上述逆变器部(2)具有：

3个开关电路(S_up、S_vp、S_wp)，它们的一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接，另一端分别与上述第1直流环节部连接；以及

3个开关电路(S_un、S_vn、S_wn)，它们的一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接，另一端分别与上述第2直流环节部连接。

8.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电力转换装置是矩阵转换器，其具有：相当于上述转换器部的虚拟转换器部、相当于上述逆变器部的虚拟逆变器部、和相当于上述直流环节部的虚拟直流环节部，

上述虚拟转换器部和上述虚拟逆变器部具有：

3个开关电路(S_ur、S_vr、S_wr)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第1相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；

3个开关电路(S_us、S_vs、S_ws)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第2相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；以及

3个开关电路(S_ut、S_vt、S_wt)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第3相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接。

9.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，

上述指令信号生成部(311、431)根据下式生成上述梯形波状的指令信号的倾斜区域，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

、

表示线电流通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

10.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，

上述转换器部用指令信号生成部(311、431)根据下式生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，

、

表示线电流通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

11.根据权利要求10所述的电力转换装置，其特征在于，

上述转换器部(1)具有：

3个开关电路(S_rp、S_sp、S_tp)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第1直流环节部连接；以及

3个开关电路(S_rn、S_sn、S_tn)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压的各相电压，另一端分别与第2直流环节部连接，

上述逆变器部(2)具有：

3个开关电路(S_up、S_vp、S_wp)，它们的一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接，另一端分别与上述第1直流环节部连接；以及

3个开关电路(S_un、S_vn、S_wn)，它们的一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接，另一端分别与上述第2直流环节部连接。

12.根据权利要求10所述的电力转换装置，其特征在于，

所述电力转换装置是矩阵转换器，其具有：相当于上述转换器部的虚拟转换器部、相当于上述逆变器部的虚拟逆变器部、和相当于上述直流环节部的虚拟直流环节部，

上述虚拟转换器部和上述虚拟逆变器部具有：

3个开关电路(S_ur、S_vr、S_wr)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第1相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；

3个开关电路(S_us、S_vs、S_ws)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第2相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接；以及

3个开关电路(S_ut、S_vt、S_wt)，它们的一端分别被输入上述三相交流输入电压中的第3相电压，另一端分别与上述预定的三相交流输出电压的各个输出端子连接。

13.一种电力转换装置，其特征在于，该电力转换装置具有：

转换器部用指令信号生成部(11、31)，其生成与三相交流输入电压同步的转换器部用指令信号；

逆变器部用指令信号生成部(21、41)，其生成用于输出预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号；

生成载波信号的载波信号生成部(15、35)；

转换器部(1)，其根据来自上述转换器部用指令信号生成部(11、31)的上述转换器部用指令信号和由上述载波信号生成部(15、35)生成的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为直流电压；以及

逆变器部(2)，其根据来自上述逆变器部用指令信号生成部(21、41)的上述逆变器部用指令信号和与上述转换器部(1)使用的信号相同的上述载波信号，把经上述转换器部(1)转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压。

14.根据权利要求13所述的电力转换装置，其特征在于，上述载波信号是三角波状的信号。

15.根据权利要求13所述的电力转换装置，其特征在于，上述载波信号是锯齿波状的信号。

16.一种电力转换装置的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

由指令信号生成部(11、31、105、205、311、431)生成梯形波状的指令信号的步骤；

由载波信号生成部(15、35、106a、207a、315、435)生成载波信号的步骤；以及

根据来自上述指令信号生成部(11、31、105、205、311、431)的上述梯形波状的指令信号、和由上述载波信号生成部(15、35、106a、207a、315、435)生成的上述载波信号，由转换部(1、4、102、202)把三相交流输入电压转换为直流电压、或者把直流电压转换为三相交流输出电压的步骤，

在由上述指令信号生成部(11、31、105、205、311、431)生成上述梯形波状的指令信号的步骤中，使用预定的表或预定的公式生成上述梯形波状的指令信号的倾斜区域。

17.一种电力转换装置的控制方法，该电力转换装置具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部(1)，以及把经上述转换部(1)转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部(2)，在将上述转换器部(1)和上述逆变器部(2)连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

由转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)生成与上述三相交流输入电压同步的梯形波状的转换器部用指令信号的步骤；

由载波信号生成部(15、35、315、435)生成载波信号的步骤；

由逆变器部用指令信号生成部(21、41、321、441)生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号的步骤；

由指令信号校正部(14、22、23、34、42、43、314、322、323、434、442、443)根据来自上述转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)的上述梯形波状的转换器部用指令信号，来校正由上述逆变器部用指令信号生成部(21、41、321、441)生成的上述逆变器部用指令信号的步骤；

由上述转换器部(1)根据来自上述转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)的上述梯形波状的转换器部用指令信号、和来自上述载波信号生成部(15、35、315、435)的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压的步骤；以及

由上述逆变器部(2)根据由上述指令信号校正部(14、22、23、34、42、43、314、322、323、434、442、443)校正后的上述逆变器部用指令信号，把经上述转换器部(1)转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压的步骤，

在由上述转换器部用指令信号生成部(11、31、311、431)生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的步骤中，使用预定的表或预定的公式生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域。

18.根据权利要求16或17所述的电力转换装置的控制方法，其特征在于，

上述预定的公式为：

$\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为0≦φ≦π/3)

$-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6)$

(其中，相位角φ为π≦φ≦4π/3)。

19.根据权利要求16或17所述的电力转换装置的控制方法，其特征在于，

在由上述转换器部用指令信号生成部(311、431)生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的步骤中，根据下式生成上述梯形波状的转换器部用指令信号的倾斜区域，

$\left|d_s^{*}\right|=(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

$\left|d_t^{*}\right|=(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，表示通流比，相位角φ为0≦φ≦π/3)。

20.一种电力转换装置的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

由转换器部用指令信号生成部(11、31)生成与三相交流输入电压同步的转换器部用指令信号的步骤；

由逆变器部用指令信号生成部(21、41)生成用于输出预定的三相交流输出电压的逆变器部用指令信号的步骤；

由载波信号生成部(15、35)生成载波信号的步骤；

由转换器部(1)根据来自上述转换器部用指令信号生成部(11、31)的上述转换器部用指令信号和由上述载波信号生成部(15、35)生成的上述载波信号，把上述三相交流输入电压转换为直流电压的步骤；以及

由逆变器部(2)根据来自上述逆变器部用指令信号生成部(21、41)的上述逆变器部用指令信号和与上述转换器部(1)使用的信号相同的上述载波信号，把经上述转换器部(1)转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压的步骤。

21.一种电力转换装置，其特征在于，该电力转换装置具有：

PWM调制信号生成部，其根据空间向量调制方式生成PWM调制信号；以及

转换部，其根据来自上述PWM调制信号生成部的上述PWM调制信号，把三相交流输入电压转换为直流电压或者把直流电压转换为三相交流输出电压，

上述PWM调制信号生成部使用根据上述空间向量调制方式应输出的电压向量，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ₄、τ₆的电压向量，生成上述PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_4=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

22.一种电力转换装置，其具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部，和把经上述转换部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部，在将上述转换器部和上述逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，其特征在于，该电力转换装置具有：

转换器部用PWM调制信号生成部，其通过空间向量调制方式生成与上述三相交流输入电压同步的转换器部用PWM调制信号；

逆变器部用PWM调制信号生成部，其生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用PWM调制信号；以及

PWM调制信号校正部，其根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，校正由上述逆变器部用PWM调制信号生成部生成的上述逆变器部用PWM调制信号，

上述转换器部根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部根据经上述PWM调制信号校正部校正后的上述逆变器部用PWM调制信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压，

上述转换器部用PWM调制信号生成部使用电压向量，该电压向量应输出基于上述空间向量调制方式的上述直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ₄、τ₆的电压向量，生成上述转换器部用PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_4=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_6=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

23.一种电力转换装置，其特征在于，该电力转换装置具有：

PWM调制信号生成部，其通过空间向量调制方式生成PWM调制信号；以及

转换部，其根据来自上述PWM调制信号生成部的上述PWM调制信号，把三相交流输入电压转换为直流电压或者把直流电压转换为三相交流输出电压，

上述PWM调制信号生成部使用根据上述空间向量调制方式应输出的电流向量，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ_rs、τ_rt的电流向量，生成上述PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

24.一种电力转换装置，其具有：把三相交流输入电压转换为直流电压的转换器部，和把由上述转换部转换后的上述直流电压转换为预定的三相交流输出电压的逆变器部，在将上述转换器部和上述逆变器部连接的直流环节部中不具有平滑用滤波器，其特征在于，该电力转换装置具有：

转换器部用PWM调制信号生成部，其根据空间向量调制方式生成与上述三相交流输入电压同步的转换器部用PWM调制信号；

逆变器部用PWM调制信号生成部，其生成用于输出上述预定的三相交流输出电压的逆变器部用PWM调制信号；以及

PWM调制信号校正部，其根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，校正由上述逆变器部用PWM调制信号生成部生成的上述逆变器部用PWM调制信号，

上述转换器部根据来自上述转换器部用PWM调制信号生成部的上述转换器部用PWM调制信号，把上述三相交流输入电压转换为上述直流电压，

上述逆变器部根据由上述PWM调制信号校正部校正后的上述逆变器部用PWM调制信号，把经上述转换器部转换后的上述直流电压转换为上述预定的三相交流输出电压，

上述转换器部用PWM调制信号生成部使用电流向量，该电流向量应输出基于上述空间向量调制方式的上述直流电压，在把载波周期设为T₀、把相位角设为φ时，根据利用下式表示的输出时间τ_rs、τ_rt的电流向量，生成上述转换器部用PWM调制信号，

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}=T_0(1-\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

${\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rt}}=T_0(1+\sqrt{3}\tan (\mathrm{\φ}-\mathrm{\π}/6))/2$

(其中，0≦φ≦π/3)。

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