DE4312019A1 - Drei-pegel-drei-phasen-invertervorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drei-Phasen-In­ vertervorrichtung unter Benutzung von Schaltvorrichtungen, wie z. B. Transistoren oder GTO-Thyristoren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen im Verfahren des Steuerns einer Pulsbreiten-Modulation (PWM = pulse with modulation) der Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung, auch genannt NPC (NPC = neutral point clamped = Neutralpunktklammerung) Invertervorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines typischen Drei-Pegel-Inverters nach dem Stand der Technik, der GTOs (GTO = gate turn-off thyristor = Gateabschalt-Thryristor) als Schaltvorrichtungen benutzt. Diese Schaltung hat eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Schaltvorrichtung S1, S2, S3 und S4 in Reihe verbunden zwischen der positiven und negativen Elektrode einer Gleichstromversorgung mit einem Neutralpunkt- Ausgabeanschluß. Die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Schaltvorrichtung und die Verbindung zwischen der dritten und vierten Schaltvorrichtung sind jeweils verbunden mit dem Neutralpunkt-Ausgabeanschluß über eine Klammervorrichtung, wie z. B. eine Diode. Die Verbindung zwischen der zweiten und dritten Schaltvorrichtung stellt einen Inverter-Ausgabeanschluß dar.

Obwohl die allgemein benutzten Zwei-Pegel-Inverter nur zwei Spannungspegel (positiv und negativ) ausgeben können, ist die oben ausgeführte Schaltung in der Lage, drei Spannungspegel auszugeben:

• a) positives Potential der Gleichstromversorgung, wenn S1 und S2 eingeschaltet sind;
• b) Nullpotential der Gleichstromversorgung, wenn S2 und S3 eingeschaltet sind; oder
• c) negatives Potential der Gleichstromversorgung, wenn S3 und S4 eingeschaltet sind.

Daraus resultierend entwickelt der Drei-Phasen-Inverter, wie der in Fig. 2, mit drei solchen Ein-Phasen-Schaltungen weniger harmonische in seiner Ausgabespannung als der Zwei-Pegel- Inverter.

Eine Anzahl von Verfahren zum Steuern der Drei-Pegel-Drei- Phasen-Inverter wurde bis jetzt vorgeschlagen. Ein solches Verfahren ist offenbart in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnr. HEI/2-261063, "Invertervorrichtung und Wechselstrom-Motorantriebssystem". Fig. 1 dieser Offenbarung illustriert einen PWM-Pulsprozessor, der Schalten an Schnittpunkten zwischen dem Träger und dem Ausgabespannungs- Befehlswert jeder der Phasen durchführt. Das Verfahren der Offenbarung beinhaltet Versorgen des PWM-Pulsprozessors mit Signalen eines Null-Phasen-Spannungs-Befehlprozessors gemeinsam für die drei Phasen, um die Spannungsfluktuation am Neutralpunkt der Gleichstromversorgung zu minimalisieren.

Das oben vorgeschlagene PWM-System setzt Schaltzeiten durch Benutzen des herkömmlichen Chopperwellenvergleichs; es scheitert daran, die Effekte der Verzögerungen in der Schaltcharakteristik der benutzten Schaltvorrichtungen mitzuberücksichtigen, d. h. Effekte der Beschränkungen der minimalen Einzeit (Tonmin) und der minimalen Auszeit (Toffmin). Die Effekte sind vernachlässigbar bei solch schnellen Schaltvorrichtungen wie Transistoren. Aber bei langsam schaltenden GTO-Thyristoren, welche beschränkt sind durch ihre verlängerte minimale Einzeit (Tonmin) und minimale Auszeit (Toffmin) im Bereich von 50 bis 100 Mikrosekunden, erzeugt ein Zuführen von Sinuswellen-Ausgabespannungsbefehlen nur drastisch verzerrte Ausgabewellenformen.

Die benutzten GTO-Thyristoren werden dann beschädigt, falls sie benutzt werden in Zusammenhang mit einer PWM-Schaltung ohne Beachtung der Beschränkungen von Tonmin und Toffmin. Der Nachteil wird umgangen durch Vorsehen einer Interlockschaltung (oder Unterdrückungsschaltung) stromabwärts der PWM-Schaltung, welche Pulse unterdrückt, deren Breiten enger als die minimale Ein- oder Auszeit (Tonmin oder Toffmin) sind. Das verhindert, daß die Schaltvorrichtungen Schalten unzulässig kurzer Intervalle durchführen. Wenn solche Maßnahmen nicht unternommen würden, würde der Ausgabestrom und die Ausgabespannung des Inverters nicht mit den Befehlen von einem Hoststeuersystem klarkommen.

Eine Lösung für die obenerwähnte Schwierigkeit wird in einem jüngst veröffentlichten Artikel "Eine Studie über PWM-Steuerverfahren für Neutralpunktklammerungs-Inverter" (verfaßt von Miura et al. für die Nationale Konferenz über Industrielle Anwendungen des Instituts Elektrischer Ingenieure 1991; Nr. 103, Seiten 448-453) vorgeschlagen. Der Artikel offenbart ein Verfahren zum Vermeiden widriger Effekte der minimalen Einzeit-(Tonmin-)Beschränkung, wenn der Ausgabespannungsbefehl des Inverters nahe Null ist.

Das vorgeschlagene Verfahren ist ein PWM-Verfahren basierend auf Chopperwellenformvergleich (genannt unipolare PWM). Fig. 2, 3 und 6 des Artikels sind in dieser Beschreibung als Fig. 3, 4 bzw. 5 als Referenz beinhaltet. Wie in Fig. 3 gezeigt, beinhaltet dieses PWM-Verfahren das Benutzen von Chopperwellen X für positive Spannungssteuerung und Chopperwellen Y für negative Spannungssteuerung. Die Chopperwellen X haben eine positive Amplitude im Bereich von 0 bis +Emax, und die Chopperwellen Y haben eine negative Amplitude von 0 bis -Emax. Wenn ein Steuersignal eu positiv ist, schalten die Vorrichtungen S1 und S3 an den Schnittpunkten zwischen dem Signal und den Chopperwellen X; wenn das Steuersignal eu negativ ist, schalten die Vorrichtungen S2 und S4 an den Schnittpunkten zwischen dem Signal und den Chopperwellen Y.

Wenn der Spannungsbefehl erniedrigt ist, wie gezeigt in Fig. 4, resultiert Abgeben von Befehlen für Erregungsimpulse kürzer als die minimale Einzeit (Tonmin) immer noch in Ausgabepulsen der Dauer der Zeit (Tonmin). D. h., die tatsächlichen Ausgabepulse können nicht standhalten mit den Spannungsbefehlen, die sehr kurze Pulsbreiten erfordern. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird die obige Schwierigkeit wie folgt umgangen: Der Befehlswert eu von z. B. der U-Phase wird zunächst geteilt in zwei, eu(+), darstellend den positiven Signalteil, und eu(-), darstellend den negativen Signalteil. Der Befehlswert für die U-Phase ist gegeben als
eu = eu(+) + eu(-).

Die zwei Signalteile werden jeweils modifiziert durch einen konstanten Wert Δe, der gleich größer als die minimale Einzeit (Tonmin) ist. D. h., der U-Phasenbefehlswert ist gegeben als
eu = (eu(+) + Δe) + (eu(-)-Δe).

Vorkehrungen werden getroffen, so daß die Vorrichtungen S1 und S3 an den Schnittpunkten zwischen positiven Chopperwellen und dem Signal eu(+)* = (eu(+) + Δe) schalten. Ebenso wird dafür gesorgt, daß die Vorrichtungen S2 und S4 an den Schnittpunkt zwischen negativen Chopperwellen und dem Signal eu(-)* = (eu(-)-Δe) schalten. Auf diese Art schwingt, wie in Fig. 5 gezeigt, die Inverterausgabe Vu in der positiven und negativen Richtung immer mit einer Pulsbreite größer als die minimale Einzeit (Tonmin). Mit dem so entfernten Fehler bezüglich der minimalen Einzeit wird die Spannung des Befehlswerts als ein Mittelwert erhalten.

Die oben zitierten Verfahren betreffen jeweils Pulsbreitensteuerung unter Benutzung modulierter Chopperwellen. Jüngere Entwicklungen sind verbunden mit dem sogenannten Spannungsvektorkonzept. Es involviert Bestimmen der Pulsbreite in Übereinstimmung mit der Schaltstellung jeder der Phasen. Ein solches PWM-Steuerverfahren basierend auf dem Spannungsvektorkonzept ist offenbart in "DSP-basierende Raumvektor PWM für Drei-Pegel-Inverter mit Gleichstromverbindungs-Spannungsabgleich" (Hyo L. Liu, Nam S. Choi und Gyu H. Cho, IECON ′91, Seiten 197-203). Fig. 7 dieser Publikation ist als Fig. 6 in dieser Beschreibung als Referenz beinhaltet. Bei einer Neutralpunkt-Spannungs­ steuerungsschaltung, die in der Publikation erwähnt ist, gibt es einen Fall, in dem der lautende Befehlsvektor ein SV-Vektor ist, wie er in der Publikation genannt wird (der Vektor entspricht einem mittleren Spannungsvektor a_P, a_N, b_P oder b_N, später detailliert zu beschreiben in dieser Beschreibung). In diesem Fall ist die Zeit von LSV (entsprechend dem Vektor a_N oder b_N) erhöht und die Zeit von USV (entsprechend dem Vektor a_P oder b_P) verkürzt, falls die Abweichung der Neutralpunktspannung positiv ist.

Ein spezielles Synchronisations-Modulationsverfahren wird beschrieben, wodurch die USV und LSV abgeglichen benutzt werden. Auf diese Art und Weise wird, wie die Autoren sagen, der Neutralpunkt abgeglichen, und in den dreieckigen Bereichen Δ1, Δ2, Δ3 und Δ4 von Fig. 6 werden die Spannungsvektoren ausgegeben in der folgenden Reihenfolge (Δ4 ist tatsächlich nicht aufgeführt, da er in Symmetrie mit Δ3 ist):
Δ1: 0N0 - P00 - 000
Δ2: 0N0 - PN0 - P00
Δ3: 0N0 - P0N (typographischer Fehler; PN0 ist korrekt) - PNP.

Diese Modulationsverfahren, wie gezeigt in Fig. 6, ist dadurch gekennzeichnet, daß es nicht den mittleren Spannungsvektor entweder der positiven oder der negativen Seite bei Intervallen von 60 Grad benutzt. Von den drei Nullvektor-Variationen wird nur 000 benutzt; PPP und NNN werden nicht benutzt.

Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtungen nach dem Stand der Technik werden typischerweise, wie oben beschrieben, gesteuert. Beim repräsentativen PWM-Steueraufbau, wodurch die Schaltzeit gesteuert wird unter Benutzung der modifizierten Chopperwellen, wird der Spannungsbefehlswert von Sinuswellen zunächst verglichen mit den modifizierten Chopperwellen. Die logische Ausgabe vom Vergleich wird benützt, um das Signal zum Ansteuern der Schaltvorrichtungen von jeder der Phasen zu steuern. Die involvierten Beschränkungen bei diesem Aufbau führen nicht zu optimalen Steuersystemen, die mit den Schaltungsbedingungen, die spezifisch sind für die Drei-Pegel-Inverter, standhalten.

Beim zitierten Steuerverfahren unter Benutzung des Spannungsvektorkonzepts gibt es eine Vielzahl von Spannungsvektoren, welche verschieden sind in der Schaltstellung zwischen Phasen, aber welche dieselbe Vektormenge jeweils haben. Von diesen Spannungsvektoren wird nur einer ausgewählt und basierend auf diesem Vektor allein wird jeder Dreiecksbereich spezifiziert. Daraus folgt, daß ein optimales Steuersystem nicht für jeden der verschiedenen Bereiche erhalten werden kann. Dementsprechend ist es schwierig, eine im ganzen bevorzugte Steuercharakteristik zu erhalten.

Angesichts des Obengesagten ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung arbeitend unter einem Steuersystem basierend auf dem Spannungsvektorkonzept zu schaffen, wobei die Invertervorrichtung das meiste aus den Spannungsvektoren von im wesentlichen der gleichen Menge jeweils macht, um eine optimale Steuerung und Funktionscharakteristik zu erhalten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung mit Schaltvorrichtungen zu schaffen, welche in weicher und stabiler Art operieren.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, das Einfließen und Ausfließen von Strömen zu und von dem Neutralpunkt einer Gleichspannungsquelle, welche in zwei geteilt ist durch eine Kondensatoranordnung, zu verschieben, wobei die Fluktuation des Potentials am geteilten Neutralpunkt in geeigneter Weise unterdrückt wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung zu schaffen, welche im wesentlichen die Arten von Spannungsvektoren für vereinfachte Steuerung reduziert.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen über einem vorbestimmten Wert zu halten, so daß die Schaltvorrichtungen wie GTOs mit relativ langen minimalen Ein- und Auszeiten benutzt werden können.

Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe gelöst nach Anspruch 1 durch eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung mit einem Drei-Pegel-Inverter für jede der U-, V- und W-Phasen, wobei der Drei-Pegel-Inverter umfaßt: eine Gleichstromversorgung mit einem Neutralpunkt-Ausgabeanschluß und mit einer ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltvorrichtung in Reihe geschaltet zwischen der positiven und negativen Elektrode der Gleichstromversorgung; wobei die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Schaltvorrichtung und die Verbindung zwischen der dritten und vierten Schaltvorrichtung jeweils verbunden sind mit dem Neutralpunkt-Ausgabeanschluß über eine Klammervorrichtung; wobei die Verbindung zwischen der zweiten und dritten Schaltvorrichtung einen Inverterausgabeanschluß darstellt; wobei P den Zustand repräsentiert, in dem die erste und die zweite Schaltvorrichtung eingeschaltet sind, 0 den Zustand darstellt, in dem die zweite und dritte Schaltvorrichtung eingeschaltet sind, und N den Zustand darstellt, in dem die dritte und vierte Schaltvorrichtung eingeschaltet sind; wobei die Schaltzustände jeder Phase Spannungsvektoren bestimmen, von denen drei zusammenhängende Scheitel einen Bereich darstellen; wobei die Drei-Pegel-Drei- Phasen-Invertervorrichtung weiterhin umfaßt: eine Spannungsvektor-Auswahleinrichtung zum Auswählen im voraus von zumindest drei Spannungsvektoren darstellend jeden Scheitel des Bereichs, zum Bestimmen im voraus der Reihenfolge, in der die Spannungsvektoren innerhalb einer Trägerperiode auszugeben sind, und zum Speichern der Spannungsvektoren und der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge; einer Spannungsbefehl-Er­ zeugungseinrichtung zum Ausgeben eines Spannungsbefehls im Vektorformat; einer Bereichsbestimmungseinrichtung zum Empfangen des Spannungsbefehls, um den Bereich zu bestimmen, in dem der Spannungsbefehl pro Trägerperiode positioniert ist; einer Betriebszeit-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Anordnung von Betriebszeiten innerhalb der Trägerperiode jedes Spannungsvektors, ausgewählt für den Bereich, der bestimmt wird durch die Bereichsbestimmungseinrichtung, so daß die Inverterausgabespannung mit dem Spannungsbefehl zusammenfällt; und einer Schaltsignal-Erzeugungseinrichtung zum Ausgeben eines Signals zum Ansteuern der Schaltvorrichtungen jeder Phase basierend auf der Betriebszeit für jeden Spannungsvektor.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird vorzugsweise eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannungsvektoren, welche zusammenhängend sind in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge und gespeichert sind in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung, so sind, daß sie von einem Vektor zu einem anderen innerhalb der Schaltzeit für irgendeine Phase geschaltet werden, wobei das Schalten erreicht wird in einem von zwei Übergängen, einem von P zu 0 und dem anderen von 0 zu N.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird vorzugsweise eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannungsvektoren geteilt sind in eine positive Vektorgruppe und eine negative Vektorgruppe, wobei die positive Vektorgruppe zwei Schaltstellungen P und 0 hat, die negative Vektorgruppe zwei Schaltstellungen N und 0 hat, wobei die Spannungsvektor-Aus­ gabereihenfolge, die gespeichert ist in der Spannungsvektor-Aus­ wahleinrichtung, gemischt zusammengesetzt ist aus Vektoren von beiden Gruppen zur nacheinanderfolgenden Ausgabe innerhalb einer vorbestimmten Trägerperiode, wodurch die Fluktuation des Potentials am Neutralpunkt der Gleichstromversorgung unterdrückt wird.

Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannungsvektoren in der positiven und negativen Vektorgruppe so gesteuert werden in der Betriebszeitanordnung, daß die Fluktuation des Potentials am Neutralpunkt der Gleichstromversorgung unterdrückt wird.

Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannungsvektor-Auswahleinrichtung als eine Gruppe die Spannungsvektoren, die gleich sind in der Vektorgröße und in der Null-Phasenspannung, klassifiziert, so daß die Spannungsvektoren jeder Gruppe in einer einheitlichen Art und Weise von einem Steuergesichtspunkt behandelt werden.

Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein vorgegebener Bereich der Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung, geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jedem der Unterbereiche eine verschiedene Kombination von Spannungsvektoren zugeordnet ist, die nacheinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimale Ein- und Auszeit der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Wertes gehalten werden.

Nach einem siebten Aspekt der Erfindung wird vorzugsweise eine Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannungsvektoren, die zusammenhängend sind in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge, gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung, so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch einen Schaltbetrieb einer Phase, wobei das Schalten erreicht wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und dem anderen von 0 nach N.

Wie oben bemerkt, wird bei der Drei-Pegel-Drei-Phasen- Invertervorrichtung nach dem Anspruch 1 der Erfindung, wenn einmal der Bereich, wo der Spannungsbefehl positioniert ist, bestimmt ist, der Spannungsvektor, der im voraus ausgewählt wird durch die Spannungsvektor-Auswahleinrichtung für diesen Bereich, ausgelesen. D. h., die Schaltzustände der Phasen und die Reihenfolge, in der die Spannungsvektoren auszugeben sind, werden ausgelesen. Wenn die jedem Spannungsvektor zugeordnete Betriebszeit bestimmt wird durch die Betriebszeit- Bestimmungseinrichtung, wird die Betriebszeit umgewandelt durch die Schaltsignal-Erzeugungseinrichtung in ein Ansteuersignal zur Ausgabe an die Schaltvorrichtungen jeder Phase.

Weiterhin werden bei der Drei-Pegel-Drei-Phasen- Invertervorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung die Spannungsvektoren und die Reihenfolge, in der sie ausgegeben werden, so bestimmt, daß ein Übergang von einem Spannungsvektor zu einem anderen durchgeführt wird durch ein Einzelphasen- Schalten allein. Da das Schalten zwischen P und N vermieden wird, wird jegliche spannungsstoßinduzierte Fluktuation in der Gleichspannung unterdrückt.

Weiterhin sind bei der Drei-Pegel-Drei-Phasen- Invertervorrichtung nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung die ausgewählten Spannungsvektoren gemischt zusammengestellt aus positiven- und negativen Vektoren. Somit werden, wenn der Neutralpunkt der Gleichstromversorgung illustrativ geteilt ist unter Benutzung einer Kondensatoranordnung, das Einfließen und Ausfließen von Strömen an und von dem Neutralpunkt verschoben und die Fluktuation des Potentials am Neutralpunkt dementsprechend unterdrückt.

Weiterhin werden bei der Drei-Pegel-Drei-Phasen-In­ vertervorrichtung nach dem vierten Aspekt der Erfindung die positiven und negativen Spannungsvektoren gesteuert bei der Betriebszeitzuordnung, so daß die Fluktuation des Potentials an dem Neutralpunkt der Gleichstromversorgung minimalisiert ist.

Weiterhin werden bei der Drei-Pegel-Drei-Phasen- Invertervorrichtung nach dem fünften Aspekt der Erfindung die Spannungsvektoren, die gleich sind in der Vektorgröße und in der Null-Phasenspannung (z. B. Spannungsvektoren P00, 0P0, 00P) klassifiziert als eine Gruppe (z. B. Spannungsvektor aP). Das reduziert im wesentlichen die Anzahl von Spannungsvektor-Typen zur vereinfachten Steuerung.

Weiterhin wird bei der Drei-Pegel-Drei-Phasen-Inver­ tervorrichtung nach dem sechsten Aspekt der Erfindung ein vorgegebener Bereich der Spannungsvektoren in eine Vielzahl von Unterbereiche geteilt, wobei jedem der Unterbereiche eine verschiedene Kombination von Spannungsvektoren zugeordnet ist, die nacheinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode. Das hält die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Wertes.

Weiterhin werden bei der Drei-Pegel-Drei-Phasen-Inver­ tervorrichtung nach dem siebten Aspekt der Erfindung die Bedingungen für einen Spannungsvektor-Übergang nicht nur für einen Übergang innerhalb des gleichen Bereichs erfüllt, sondern auch zwischen zusammenhängenden Bereichen. Das schafft eine weiche und stabile Charakteristik der Invertervorrichtung im Ganzen.

Die obigen und weitere Aufgaben und neue Merkmale der Erfindung werden klarer erscheinen aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung. Es ist jedoch ausdrücklich zu verstehen, daß die Zeichnung nur zum Zwecke der Illustration dient und es nicht beabsichtigt ist, daß sie die Grenzen der Erfindung definiert.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen eines Ein- Phasenabschnitts eines typischen Drei-Pegel-Drei-Pha­ sen-Inverters nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen eines Drei-Pha­ senabschnitts eines typischen Drei-Pegel-Drei-Pha­ sen-Inverters nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine Ansicht benutzt zum Beschreiben des Betriebsprinzips eines Drei-Pegel-Inverters nach dem Stand der Technik, der nach dem PWM-Verfahren und unter Benutzung des Chopperwellenvergleichs operiert;

Fig. 4 eine andere Ansicht benutzt zum Beschreiben des Betriebsprinzips des Drei-Pegel-Inverters nach dem Stand der Technik, welcher nach dem PWM-Verfahren unter Benutzung des Chopperwellenvergleichs arbeitet;

Fig. 5 eine weitere Ansicht benutzt zum Beschreiben des Betriebsprinzips des Drei-Pegel-Inverters nach dem Stand der Technik, welcher nach dem PWM-Verfahren unter Benutzung des Chopperwellenvergleichs arbeitet;

Fig. 6 eine Ansicht zum Zeigen typischer Spannungsvektoren zur Benutzung bei einem Drei-Pegel-Inverter nach dem Stand der Technik, welcher nach dem Spannungsvektor-Verfahren arbeitet;

Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm einer Drei-Pegel-Drei-Phasen-In­ vertervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 einen Flußplan von Schritten, welche ausgeführt werden durch den Mikroprozessor in der Vorrichtung von Fig. 7;

Fig. 9 ein Satz von Ansichten zum Zeigen verschiedener Spannungsvektoren, Segmente und Bereiche anwendbar auf einen Drei-Zustands-Drei-Phasen-Inverter, wobei die Ansichten benutzt werden zum Beschreiben des Betriebsprinzips der Erfindung;

Fig. 10 eine Ansicht zum Zeigen der Schaltzustände, gekennzeichnet durch Symbole P, 0 und N in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 11 eine Ansicht zum Umreißen der Schaltzustände eines Drei-Pegel-Drei-Phasen-Inverters, welche bezeichnet werden mit den Symbolen P, 0 und N;

Fig. 12 eine Ansicht zum Zeigen in Tabellenform der Änderungen in der Neutralpunktspannung für jeden Spannungsvektor in Verbindung mit der Erfindung;

Fig. 13 eine Ansicht zum Zeigen in Tabellenform von spezifischen Schaltstellungen verbunden mit Vektornamen und Segmenten in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 14 eine Ansicht, benutzt zum Beschreiben des Konzepts des Zusammenhängens der Spannungsvektoren;

Fig. 15 eine Ansicht zum Zeigen, wie Spannungsbefehle angeordnet werden in Intervallen einer Abtastzeit;

Fig. 16 eine Ansicht zum Illustrieren in Polarkoordinaten der Grenzen eines Bereichs und der Unterbereiche darin, auf die verschiedene Modulationsverfahren angewendet werden in einem Segment im Bereich von 0 bis 60 Grad;

Fig. 17 eine Figur zum Auflisten in Tabellenform von typischen Spannungsvektoren und ihren Erzeugungszeiten zur Benutzung in verschiedenen Bereichen in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 18 ein Satz von Ansichten zum Zeigen typischer Spannungswellenformen der jeweiligen Phasen unter Modulationsverfahren (8) bis (11) für einen Bereich A1 in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 19 einen Satz von Ansichten zum Zeigen typischer Spannungswellenformen jeweiliger Phasen unter Modulationsverfahren (12) bis (15) für den Bereich A1 in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 20 einen Satz von Ansichten zum Illustrieren typischer Spannungswellenformen jeweiliger Phasen unter Modulationsverfahren (16) bis (20) für Bereiche A2 bis A4 in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 21 einen Satz von Ansichten zum Zeigen der Abschnitte jedes Bereichs in Schraffur, welche Kurzdauerschalten unter den Modulationsverfahren (8) bis (20) in Zusammenhang mit der Erfindung erfordern;

Fig. 22 eine Ansicht zum Zeigen, wie verschiedene Modulationsverfahren benutzt werden für jeden Bereich und für Unterbereiche darin über ein Segment A in Verbindung mit der Erfindung;

Fig. 23 eine Ansicht zum Illustrieren der Betriebswellenformen der Schaltungsseite beim Implementieren des Modulationsverfahrens (15) in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 24 eine Ansicht zum Zeigen der Betriebswellenformen der Schaltungsseite beim Implementieren des Modulationsverfahrens (8) in Zusammenhang mit der Erfindung;

Fig. 25 eine Ansicht zum Zeigen einer typischen Ausgabeleistungs-Polaritätsbestimmungsschaltung in Zusammenhang mit der Erfindung; und

Fig. 26 eine Ansicht benutzt zum Beschreiben spezieller Operationen der Ausführungsform der Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt im Detail beschrieben werden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung. Die wiederholte Beschreibung gemeinsamer Komponenten wird ausgelassen, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.

Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm einer Drei-Pegel-Drei-Phasen-In­ vertervorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung unter Benutzung eines Mikroprozessors. Fig. 8 ist ein Flußplan von Schritten, die primär durch den Mikroprozessor dieser Ausführungsform ausgeführt werden. Bevor die Ausführungsform der Erfindung spezifisch beschrieben wird in ihrem Aufbau und ihrem Betriebsprinzip, wird eine vorbereitende Beschreibung gemacht, wie ein Drei-Pegel-Inverter in Betrieb.

Wie gezeigt in Fig. 9(a), hat der Drei-Pegel-Inverter Nullvektoren am Ursprung und hat 12 Vektoren, welche ein großes Hexagon bilden, mit sechs mittleren Vektoren angesiedelt an den Scheiteln eines kleinen Hexagons. In Fig. 9(a) stellt ein einzelner Kreis einen Einzelspannungsvektor, ein doppelter Kreis einen Doppelspannungsvektor (aus zwei Spannungsvektoren) und ein dreifacher Kreis einen Dreifachspannungsvektor (drei Spannungsvektoren) dar. Somit hat der Ursprung drei Nullvektoren. Zwölf einfache Kreise um das große Hexagon deuten 12 Einzelspannungsvektoren und sechs Doppelkreise um das kleine Hexagon deuten sechs Doppelspannungsvektoren an. Das macht 27 Spannungsvektoren (= 3 + 12 + 2·6).

Der Doppel- oder Dreifachspannungsvektor steht für die Gegenwart von zwei oder drei Spannungsvektoren, welche die gleiche Spannung zwischen Ausgabeleitungen erzeugen und welche verschiedene Null-Phasenspannungen haben.

In dem Beispiel von Fig. 9(a) werden Segmente, die um 60 Grad voneinander weg sind, als A, B, C, D, E und F benannt, und kleine Dreiecke innerhalb jedes Segments werden angesehen als Bereich, genannt 1, 2, 3 und 4. Zum Beispiel kann ein vorgegebener Bereich A1, A2, A3 oder A4 genannt werden.

Bequemlichkeitshalber werden die Schaltstellungen des Drei- Pegel-Inverters bezeichnet durch Symbole P, 0 und N und graphisch dargestellt, wie gezeigt in Fig. 10. Unter dieser Konvention werden die Schaltstellungen des Drei-Pegel-Inverters zur Illustration dargestellt als PPP, P0N und PNN für die U-, V- bzw. W-Phase, wie dargestellt in Fig. 11. Genauso werden die drei Nullvektoren dargestellt durch PPP, 000 und NNN, wie gezeigt in Fig. 9(a).

Einzelspannungsvektoren werden dargestellt ausgehend von 0 Grad und in Gegenuhrzeigersinn als PNN, P0N, PPN, 0PN, NPN, NP0, NPP, N0P, NNP, 0NP, PNP und PN0. Doppelspannungsvektoren werden dargestellt durch P00 und 0NN, PP0 und 00N, 0P0 und N0N, 0PP und N00, 00P und NN0, und P0P und 0N0. Diese Doppelspannungsvektoren haben dieselbe Leitungsspannung, aber unterscheiden sich in der Polarität: wobei einige die positive Seite einer Gleichspannungsquelle (positive Vektoren) und die andere die negative Seite davon (negative Vektoren) benutzen. D. h., die Doppelspannungsvektoren unterscheiden sich in der Null-Phasenspannung.

Wo ein Drei-Pegel-Inverter einen Neutralpunkt hat, geteilt durch Benutzung einer Kondensatoranordnung im Rahmen einer positiv-negativen Leistungsversorgung, wie gezeigt in Fig. 2, variiert der Neutralpunkt abhängig vom Einfließen und Ausfließen von Neutralpunktströmen. Das macht es wichtig, die Neutralpunktspannung abgeglichen zu halten. In dieser Hinsicht ist es notwendig, die Beziehung zwischen verschiedenen Spannungsvektoren und der Gleichstromversorgung zu studieren, und insbesondere die Natur von Neutralpunktströmen. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die hier benutzte Last eine dreiphasen-abgeglichene Widerstandslast einer Anordnung ist, in der ein kleiner Reaktor L in Reihe verbunden ist mit einem Lastwiderstand R zur Verhinderung von Schwankungsstrom.

Die drei Nullvektoren PPP, 000 und NNN sind hier nicht relevant, da die Last nicht verbunden ist mit der Gleichstromversorgung. Von den 12 Einzelspannungsvektoren haben die Vektoren PNN, PPN, NPN, NPP, NNP und PNP (die, die nicht 0 enthalten) ihre entsprechenden Schalter nicht mit dem Neutralpunkt verbunden. Da diese Vektoren die positiven und negativen Anschlüsse der Leistungsquelle mit der Last verbinden, fließen keine Ströme zum Neutralpunkt. Diese sechs Spannungsvektoren sind die größten der involvierten Vektoren; sie werden hier LL-Vektoren genannt.

Sechs Vektoren P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP und PN0 sind die zweitgrößten Spannungsvektoren; sie werden L-Vektoren genannt. Die L-Vektoren verbinden alle positiven und negativen Anschlüsse und den Neutralpunkt mit der Last. Somit fließen die Ströme in den Neutralpunkt. Ob Ströme an oder von dem Neutralpunkt fließen, wird bestimmt durch den Leistungsfaktor der Last und durch die Betriebsphase des Inverters.

Von den Doppelspannungsvektoren verbinden die aus P und 0 (P00, PP0, 0P0, 0PP, 00P und P0P) den positiven Anschluß und den Neutralpunkt mit der Last. Somit fließen bei der resistiven Last Ströme in den Neutralpunkt. Diese mittleren Spannungsvektoren sind von mittlerer Größe und benutzen die positive Seite der Gleichstromversorgung. Als solche werden die mittleren Spannungsvektoren MP-Vektoren genannt.

Spannungsvektoren aus N und 0 (0NN, 00N, N0N, N00, NN0 und 0N0) verbinden den negativen Anschluß und den Neutralpunkt mit der Last. Somit fließen mit der resistiven Last Ströme von dem Neutralpunkt. Die mittleren Spannungsvektoren sind von mittlerer Größe und benutzen die negative Seite der Gleichstromversorgung. Als solche werden die mittleren Spannungsvektoren MN-Vektoren genannt.

Die obige Beschreibung ist zusammengefaßt in Tabellenform in Fig. 12, auflistend die Änderungen der Neutralpunktspannung für jeden der effektiven Spannungsvektoren, wenn der Drei-Pegel- Inverter mit seinem durch eine Kondensatoranordnung geteilten Neutralpunkt unter der resistiven Last betrieben wird.

In Fig. 12 sind die Spannungsvektoren klassifiziert in Typen genannt a, a_P, a_N, b, b_P, b_N, c, usw. Zur Illustration fallen die Vektoren P00, 0P0 und 00P unter den Vektortyp a_P. Diese drei Vektoren haben dieselbe Null-Phasenspannung und sind 120 Grad in der Phase beabstandet. In diesem Sinne können die drei betrachtet werden als derselbe Vektor ausgedrückt als der Vektor a_P. Umzeichnen von Fig. 9(a) unter Benutzung dieser repräsentativen Vektortypen resultiert darin, was in Fig. 9(b) gezeigt ist. Wie aus Fig. 9(b) ersichtlich, tritt dasselbe Phänomen in Intervallen von 120 Grad auf, und eine Symmetrie wird alle 60 Grad beobachtet. Es folgt, daß das Modulationsverfahren illustrativ für ein Segment von 0 bis 60 Grad, i. e. die Kombination von Spannungsvektoren und die Reihenfolge, in der sie für das Segment ausgegeben werden, auf andere Segmente angewendet werden kann, wenn einmal das Verfahren geklärt ist. Wenn das Modulationsverfahren bestimmt wird unter Benutzung geeigneter Vektornamen, werden spezifische Schaltoperationen implementiert für das zur Frage stehende Segment.

Auf der Basis der obigen Diskussion führt die Erfindung das Konzept der zusammenhängenden Spannungsvektoren ein. Wenn irgendeine Phase betrachtet wird, wird ein Übergang zwischen P und 0 oder zwischen 0 und N bewerkstelligt durch eine einzelne Schaltoperation, aber nicht zwischen P und N. Für die drei Phasen, sei der Schaltzustand von beispielshalber P0N = c betrachtet. In diesem Fall tritt ein Übergang von P nach 0 für die U-Phase, von 0 nach P oder N für die V-Phase und von N nach 0 für die W-Phase auf. Es wird im Prinzip angenommen, daß Schalten nicht gleichzeitig auftritt für irgendwelche zwei Phasen. Unter dieser Annahme gibt es nur vier Spannungsvektoren (PPN = b, 00N = b_N, P00 = a_P, PNN = a), für welche ein Übergang durch eine einzelne Schaltoperation von dem Spannungsvektor P0N = c verfügbar ist. Diese vier Vektoren werden die zusammenhängenden Spannungsvektoren von P0N genannt. Obwohl gleichzeitiges Schalten für zwei Phasen möglich ist als Hauptschaltungsbetrieb, wird es nicht vorgezogen, da es spannungsstoßinduzierte Änderungen in der Gleichspannung verursachen kann.

Die zusammenhängenden Spannungsvektoren werden genauso für die anderen Vektoren als c erhalten. Fig. 14 zeigt 10 Spannungsvektoren angeordnet mit zusammenhängender Beziehung innerhalb des Segments von 0 bis 60 Grad gegeben in Fig. 9(a).

In Fig. 14 stellen die Spannungsvektoren gekoppelt durch einen Zweiwegpfeil eine Beziehung dar, die einen weichen Übergang in einer Einzelschaltoperation ermöglicht.

Wie der Drei-Pegel-Inverter arbeitet, wurde bis jetzt beschrieben. Im folgenden findet sich eine Beschreibung des PWM-Verfahrens nach der Erfindung zur Steuerung des Mikroprozessor-basierenden Abtastens. Unter der Mikroprozessor- Steuerung nach der Erfindung erzeugt eine Spannungsbefehl- Erzeugungsschaltung 2 (in Fig. 7) einen Befehl für den Inverter, Spannungen zu erzeugen, so daß ein Segment von z. B. 0 bis 60 Grad vorgesehen ist (wie gezeigt in Fig. 15). Der Befehl wird beispielshalber 50mal in Intervallen einer Abtastzeit TS von 1 ms für die Dauer von 50 ms ausgeführt, wenn die Ausgabefrequenz 20 Zyklen ist. Unter analoger Steuerung zeichnen erzeugte Spannungsbefehle einen kontinuierlichen kreisförmigen Ort; unter Mikroprozessor-Steuerung erscheinen diese Befehle mit Zwischenräumen. Bei Invertern mit variabler Frequenz wird Erhöhung des elektrischen Winkels, bei dem ein Befehl ausgeführt wird, größer, wenn die Ausgabefrequenz erhöht wird. Der Ort der Befehle, die so ausgeführt werden, wird spiralförmig. Die PWM-Anordnung des Inverters, was ebenfalls ein diskontinuierliches Phänomen ist, ist typisch für solche diskreten Befehle. Die Beziehung ist insbesondere zu bevorzugen, wenn die Abtastzeit TS dieselbe wie die Trägerperiode T der PWM oder zumindest synchron mit einem Vielfachen der letzteren verläuft. Die obigen Operationen, die durch den Mikroprozessor ausgeführt werden, entsprechen Schritt 1 in Fig. 8.

Wenn diskrete Spannungsbefehle gegeben werden, wie oben beschrieben, erzeugt die Ausführungsform der Erfindung bestimmte Spannungsvektoren nicht durch herkömmlichen Chopperwellenvergleich, sondern durch logische Entscheidung und Berechnung durch Mikroprozessor zum Erhalten des Zeitmittelwerts während Trägerperioden T. Das Verfahren wird im weiteren als "Spannungsvektor-Mittelwert-PWM-Steuerung" bezeichnet.

Zum-Beispiel findet bei vorgegebenem Befehl V_N von Fig. 15 eine Modulation statt unter Benutzung der drei Vektoren an den Scheiteln eines Dreiecks A3, das V_N umgibt, wobei die Vektoren a_P (oder a_N), b_P (oder b_N) und c sind, welche am nächsten V_N liegen. Insbesondere wird der Vektor a_P (oder a_N) erzeugt für eine Zeit T₁, b_P (oder b_N) für eine Zeit T₂ und c für eine Zeit T₃, wobei T₁ + T₂ + T₃ = T. V_N wird dann erzeugt als der Zeitmittelwert der drei Vektoren.

Für einen Doppelspannungsvektor von beispielsweise Vektoren a_P und a_N wird der Vektor a_P erzeugt für eine Zeit Ta_P und der Vektor a_N für eine Zeit Ta_N, wobei Ta_P + Ta_N = T₁. Ein durch die Erfindung vorgeschlagenes Merkmal verursacht, daß die Neutralpunktspannung abgeglichen wird durch geeignetes Steuern der Zuordnungszeit zwischen den zwei Vektoren.

Das gleiche gilt, wenn der Spannungsbefehl in irgendeinem anderen Dreieck A1, A2 oder A4 gelegen ist.

Nach der Erfindung wird, wenn einmal ein Spannungsbefehl gegeben ist, eine Entscheidung gemacht, welches Dreieck (im weiteren als Bereich bezeichnet) zu dem Befehl gehört. Das erfordert Ausdrücken des Befehls als V_N = (R, k) in Polarkoordinaten, wobei k (Modulationsfaktor) =

und π/3 R 0. Wie erörtert in Zusammenhang mit Fig. 9, gilt dieselbe Modulation alle 60 Grad. Somit wird eine Entscheidung getroffen, zu welchem Segment (A, B, C, D, E, F in Fig. 9(a)) der Spannungsbefehl einzugeben ist, ausgehend von M = (R/natürlicher Zahlen-Teil von 60°). Fig. 16 zeigt in Polarkoordinaten, was in Fig. 15 gezeigt ist. Durch Vergleich der so angezeigten Daten ist es möglich zu bestimmen, zu welchem Bereich der Spannungsbefehl gehört. Diese Operationen entsprechen Schritten 2 und 3 in Fig. 8. Der Mikroprozessor 1 sendet ein Segmentsignal und ein Bereichssignal in Schritten 2 bzw. 3 an eine Spannungsvektor-Auswahlschaltung 8, welche später zu beschreiben ist.

In Schritt 4 von Fig. 8 wird die Zeitzuordnung unter den Bereichen A1, A2, A3 und A4 bestimmt, wenn der Befehl in Polarkoordinaten (R, k) gegeben ist. Fig. 17 listet in Tabellenform typische Erzeugungszeiten, berechnet für und zugeordnet zu den verschiedenen benutzten Vektoren.

Im folgenden beschrieben ist, wie die Erzeugungszeiten, die gezeigt sind in Fig. 17, erhalten werden für die Spannungsvektoren der jeweiligen Bereiche. Mit Bezug auf Fig. 9(a) sind 27 darin gezeigte Spannungsvektoren ausgedrückt in komplexen Zahlen und repräsentiert durch α. D. h.,

Die Schaltzustände, wie z. B. PPN für die U-, V- und W-Phase werden generisch dargestellt durch eine jeweilige Schaltfunktion S (S_U, S_V und S_W für U-, V- bzw. W-Phase). Die Schaltstellungen für die drei Phasen im ganzen werden dargestellt durch S_US_VS_W.

Es wird angenommen, daß der Neutralpunkt der Gleichstromversorgung in Fig. 2 auf Null-Potential ist und daß Ed = 1 und E_P = E_N = 1/2. Unter diesen Annahmen gilt
S = 1/2 für den Schaltzustand P;
S = 0 für den Schaltzustand 0; und
S = -1/2 für den Schaltzustand N.

Da die U-Phase in der wahren Achsenrichtung liegt, V-Phase in der α-Richtung und W-Phase in der α²-Richtung, wird der Spannungsvektor in komplexen Zahlen ausgedrückt als
S_U + S_{V α} + S_{W a}2.

Auf der Basis der obigen Betrachtungen werden die Spannungsvektoren für den Abschnitt A in komplexen Zahlen wie folgt ausgedrückt:

• a) Drei Nullvektoren 0_P = PPP, 0₀ = 000 und 0_N = NNN stellen sich als alle Null heraus, ausgedrückt in komplexen Zahlen. Der Vektor ist gegeben als V₀.
• b) Die Spannungsvektoren a_P = P00 und a_N = 0NN sind 1/2 ausgedrückt in komplexen Zahlen. Der Vektor ist gegeben als V₁.
• c) Die Spannungsvektoren b_P = PP0 und b_N = 00N sind 1/4 + j, jeweils ausgedrückt in komplexen Zahlen. Der Vektor ist gegeben als V₂.
• d) Der Spannungsvektor a = PNN ist 1, ausgedrückt in komplexen Zahlen. Der Spannungsvektor ist gegeben als V₃.
• e) Der Spannungsvektor c = P0N ist 3/4 + j, ausgedrückt in komplexen Zahlen. Der Spannungsvektor ist gegeben als V₄.
• f) Der Spannungsvektor b = PPN ist 1/4 + j, ausgedrückt in komplexen Zahlen. Der Vektor ist gegeben als V₅.

Es sei ein Fall betrachtet, in dem der Spannungsbefehl in dem Bereich A1 gelegen ist. Wenn der Spannungsbefehlsvektor eine Amplitude von V und einen Winkel von R hat, ist das Spannungs- Zeit-Produkt dieses Spannungsbefehlsvektors für die Trägerperiode T gegeben als
VT exp (jR) = VT cosR + jVT sinR.

Dabei ist, wo die drei Vektoren V₀, V₁ und V₂ des Bereichs A1 erzeugt werden, für T₁, T₂ bzw. T₃ das involvierte Spannungszeit-Produkt gegeben als
V₀T₁ + V₁T₂ + V₂T₃.

Um die zwei Spannungs-Zeit-Produkte gleich zu machen, müssen T₁, T₂ und T₃ nur bestimmt werden, so daß folgende Gleichungen gelten werden:
V₀T₁ + V₁T₂ + V₂T₃= VT cosR + jVT sinR
T₁ + T₂ + T₃ = T.

Da V₀ = 0;
V₁ = 1/2; und
V₂ = 1/4 + j;
werden diese eingesetzt in die vorherigen Gleichungen und Resultate werden angeordnet nach Realteil und Imaginärteil. Das schafft die folgenden Gleichungen:
(1/2)T₂ + (1/4)T₃ = VT cosR()T₃ = VT sinR.

Lösen der obigen Gleichungen schafft die Ausdrücke, die anwendbar sind auf den Bereich A1 von Fig. 17:
T₁ = T(1-2k sin (R + π/3))
T₂ = 2kT sin(π/3-R)
T₃ = 2kT sinR.

Da vereinbart ist, daß Ed = 1, ist der Modulationsfaktor gegeben als k = 2V/√.

Genauso gelten, wenn der Spannungsbefehlsvektor in den Bereichen 2 bis 4 existiert, die folgenden Ausdrücke für jeden Bereich, basierend auf den Spannungsvektoren entsprechend den Scheiteln der jeweiligen Bereiche:
Bereich 2: V₁T₁ + V₃T₂ + V₄T₃ = VT cosR + jVT sinR
Bereich 3: V₁T₁ + V₄T₂ + V₂T₃ = VT cosR + jVT sinR
Bereich 4: V₂T₁ + V₄T₂ + V₅T₃ = VT cosR + jVT sinR.

Lösen dieser Ausdrücke schafft die Vektorerzeugungszeiten für die jeweiligen Bereiche, wie in Fig. 17 gezeigt.

Als Alternative für die Berechnung in Schritt 4 (Fig. 8) individueller Erzeugungszeiten nach den Formen in Fig. 17, können die Zeiten gespeichert sein in Tabellenform in einem ROM, aus dem notwendige Zeiten ausgelesen und bestimmt werden.

Wie in Fig. 17 gezeigt, gibt es, wenn der Befehl im Bereich A1 ist, sieben benutzbare Vektoren 0_P, 0₀, 0_N, a_P, a_N, b_P und b_N. Jedoch gemäß dem obenerwähnten "Spannungsvektor-Mittelwert-PWM-Steu­ erungsprinzip", wird PWM verfügbar gemacht, wenn es drei Vektoren gibt: einen ausgewählt aus 0_P, 0₀ und 0_N, einen weiteren aus a_P und a_N; und noch einen weiteren aus b_P und b_N. Was hierbei beachtet werden muß, ist, welche Vektoren ausgewählt werden sollen und in welcher Reihenfolge die ausgewählten Vektoren ausgegeben werden sollen. Die Erfindung erlaubt, daß irgendwelche Spannungsvektoren ausgewählt werden und irgendeine Vektorausgabe-Reihenfolge bestimmt wird (d. h. Modulationsverfahren eingerichtet wird) für jeden Bereich, so daß die erwünschten Steuercharakteristika erhalten werden in einem erwünschten Steueraufbau. Das ist der größte Vorteil dieser Erfindung. Im folgenden gibt es eine detaillierte Beschreibung, wie solche Modulationsverfahren bei der Ausführungsform eingerichtet werden.

Was hierbei nützlich ist, ist die zusammenhängende Beziehung, wie oben diskutiert. Die sieben Vektoren sollten benutzt werden in der Reihenfolge, die der zusammenhängenden Beziehung, wie gezeigt in Fig. 14, unterliegt. Die Reihenfolge ist:

0_P ↔ b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N ↔ 0_N

Nach dem Spannungsvektor-Mittelwert-PWM-Steuerprinzip wird PWM verfügbar gemacht, wo es drei Vektoren entsprechend in den Scheiteln eines Dreiecks gibt. Somit werden von den sieben obigen Vektoren drei zufallsmäßig kombiniert zu PWM, was die folgenden fünf Kombinationen ergibt:

 (1) 0_P ↔ b_P ↔ a_P
 (2) b_P ↔ a_P ↔ 0₀
 (3) a_P ↔ 0₀ ↔ b_N
 (4) 0₀ ↔ b_N ↔ a_N
 (5) b_N ↔ a_N ↔ 0_N

Es sollte bemerkt werden, daß die Spannungsmittelwert-PWM-Steu­ erung verfügbar gemacht wird, wo vier, fünf, sechs oder sieben Vektoren benutzt werden. In solchen Fällen sind die möglichen Vektoranordnungen folgende:

 (6) 0_P ↔ b_P ↔ a_P ↔ 0₀
 (7) 0₀ ↔ b_N ↔ a_N ↔ 0_N
 (8) b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N
 (9) a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N
(10) b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N
(11) 0_P ↔ b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N
(12) a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N ↔ 0_N
(13) 0_P ↔ b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N
(14) b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N ↔ 0_N
(15) 0_P ↔ b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N ↔ 0_N

Die Vektoren werden vorzugsweise ausgegeben in den 48349 00070 552 001000280000000200012000285914823800040 0002004312019 00004 48230obigen Reihenfolgen und in den umgekehrten Reihenfolgen davon zur alternierenden Vektorausgabe.

Beim Bewerten, welche der 15 PWM-Verfahren, die oben aufgelistet sind, das beste ist, ist der kritische zu betrachtende Faktor der Abgleich der Neutralpunktspannung in dem der Gleichstromversorgung, wie oben beschrieben.

Wie in Fig. 12 gezeigt, wird die Neutralpunktspannung erhöht mit den Vektoren a_P und b_P und erniedrigt mit den Vektoren a_N und b_N. D. h., daß die Modulationsverfahren (1), (2) und (6) oben verursachen, daß die Neutralpunktspannung ansteigt, während die Modulationsverfahren (4), (5) und (7) die Spannung erniedrigen.

Mit PWM unter dem Verfahren (3) unter Benutzung der Vektoren a_P und b_N steigt die Neutralpunktspannung an, wenn der Winkel R nahe 0 Grad ist, weil der Vektor a_P häufig benutzt wird, und die Spannung fällt ab, wenn der Winkel R nahe 60 Grad ist, weil der Vektor b_N häufig benutzt wird. Dieses Verfahren ist nicht brauchbar für Niedrigfrequenz-Operationen, da die Neutralpunktspannung beträchtlich schwankt aufgrund von langsamen Phasenänderungen.

Aus den obigen Gründen werden die Verfahren (1) bis (7) eliminiert. Die verbleibenden Verfahren (8) bis (15) genügen dieser durch die Erfindung vorgeschlagenen Bedingung: für Kombinationen von a_P und a_N, von b_P und b_N oder von diesen vier Vektoren muß die Neutralpunktspannung gesteuert werden durch geeignetes Anordnen der Zeitzuordnung zwischen MP- und MN-Vektoren.

Was dann für die verbleibenden Vektorkombinationen beachtet werden muß, ist, ob oder ob nicht Kurzdauerschalten jeweils erforderlich ist. Diesbezüglich gibt es spezifische Beschränkungen für z. B. den Bereich A1, die wie folgt aussehen:

• a) Wenn die Vektoren b_P und b_N klein werden, nahe Null Grad, sind die Vektorkombinationen, die Kurzdauerschalten erfordern, nicht verfügbar.
• b) Wenn die Vektoren a_P und a_N klein werden, nahe 60 Grad, sind die Vektorkombinationen, die Kurzdauerschalten erfordern, nicht verfügbar.
• c) Wenn der Nullvektor klein wird, nahe dem Bereich A3 weg vom Ursprung, sind die Vektorkombinationen, die Kurzdauerschalten erfordern, nicht verfügbar.
• d) Wenn die Vektoren a_P, a_N, b_P und b_N alle klein werden, nahe dem Ursprung, sind die Vektorkombinationen, die Kurzdauerschalten erfordern, nicht verfügbar.

Fig. 18 und 19 zeigen typische Spannungswellenformen jeweiliger Phasen unter den PWM-Verfahren (8) bis (15) für den Bereich A1. Die Wellenformen in diesen Figuren werden benutzt als die Basis zum Ausführen der obigen Entwicklung. Hinzufügen der Beschränkungen von (a) bis (d), wie oben erwähnt, diesen Spannungswellenformen übersetzt in die Ansichten von Fig. 21, wobei die Abschnitte, wo die jeweiligen PWM-Verfahren nicht benutzt werden können, schraffiert sind.

Als Beispiele sind die Wellenformen des Modulationsverfahrens (8) in Fig. 18(1) hier betrachtet. Bei diesen Modulationsverfahren werden die Zeiten für die Vektoren b_P und b_N kürzer, als wenn der Befehlsvektor Null Grad erreicht. In diesem Fall, wie klar wird aus Fig. 18(1), erfordern die V- und W-Phase Kurzdauer-Ein- und -Ausoperationen. Wenn der Absolutwert des Befehlsvektors klein genug ist nahe dem Ursprung, wird die Zeit für den Vektor 0₀ länger, während die Zeiten für alle Vektoren a_P, b_P und b_N kürzer werden. In diesem Fall erfordern alle der U-, V- und W-Phasen Kurzdauer-Ein- und -Ausoperationen, wie illustriert. Fig. 21(8) zeigt den anwendbaren Bereich des Modulationsverfahrens (8), wobei nicht in dem Bereich enthalten sind die schraffierten Abschnitte der Befehlsvektoren, welche Kurzdauerschalten erfordern.

Die anderen Modulationsverfahren werden in gleicher Weise entwickelt. Die Resultate sind gezeigt in den verschiedenen Ansichten von Fig. 21, wobei die Befehlsvektorbereiche, welche Kurzdauerschalten für die jeweiligen Modulationsverfahren erfordern, schraffiert angedeutet sind. Wie illustriert, gibt es kein einziges Modulationsverfahren, das den gesamten Bereich A1 ohne Kurzdauerschalten abdecken würde.

Die vorliegende Erfindung schlägt somit vor, einen Bereich in "Unterbereiche" zu teilen, denen verschiedene Modulationsverfahren individuell zugeordnet werden. Insbesondere ist der Bereich 1 in drei Unterbereiche geteilt. Von diesen Unterbereichen ist ein Unterbereich 1-1 nahe am Ursprung, ein Unterbereich 1-2 weg vom Nullvektor und nahe den Vektoren a_P und a_N und ein Unterbereich 1-3 weg vom Nullvektor und nahe den Vektoren b_P und b_N. Der Bereich 3 ist geteilt in zwei Unterbereiche: ein Unterbereich 3-1 ist nahe den Spannungsvektoren a_P und a_N; ein Unterbereich 3-2 ist nahe den Spannungsvektoren b_P und b_N.

Beim Bereich 1, ist wie gezeigt in Fig. 22, das Modulationsverfahren (15) vorgeschlagen und zugeordnet dem Unterbereich 1-1 nahe dem Ursprung, das Modulationsverfahren (9) dem Unterbereich 1-2 weg vom Ursprung und zwischen 0 und 30 Grad und das Modulationsverfahren (8) dem Unterbereich 1-3 weg vom Ursprung und zwischen 30 und 60 Grad. Die vorgeschlagene Zuordnung der Modulationsverfahren ist ebenfalls in Fig. 16 beinhaltet.

Wie beschrieben, ist Zuordnen verschiedener Modulationsverfahren in geeigneter Weise für die Unterbereiche, die einen bestimmten Bereich darstellen, eines der Merkmale der Erfindung. Es sollte bemerkt werden, daß die Grenzen zwischen Unterbereichen nicht einzigartig bestimmt sind. Zum Beispiel, existiert im Bereich 1 ein Befehlsvektorbereich, der nicht Kurzdauerschalten bei einem der Modulationsverfahren (8), (9) und (15) erfordert. Es wird geschätzt werden, daß die Unterbereiche 1-1, 1-2 und 1-3 miteinander überlappen können ohne irgendwelche widrigen Effekte.

Als nächstes wird der Bereich A2 umgeben von den Vektoren a, c und a_P (oder a_N) betrachtet. Die Vektoren des Bereichs nehmen die Ordnung

a_P ↔ c ↔ a ↔ a_N (Verfahren (16))

an, wenn sie angeordnet sind im Ausdruck einer zusammenhängenden Beziehung. Wie beim vorhergehenden Beispiel erfordert die Steuerung der Neutralpunktspannung die Benutzung der Vektoren a_P und a_N in Kombination. Somit gibt es nach der Erfindung nur ein Modulationsverfahren (i. e. Verfahren (16)), das für den Bereich A2 geeignet ist.

Dasselbe gilt für den Bereich A4. Das heißt, die Vektoren des Bereichs nehmen die Reihenfolge an

b_P ↔ b ↔ c ↔ b_N (Verfahren (17)),

wenn sie im Ausdruck einer zusammenhängenden Beziehung angeordnet sind. Aus dem gleichen Grund ist das einzig geeignete Modulationsverfahren für den Bereich A4 das Verfahren (17).

Die Modulationswellenformen, die anwendbar sind auf die obigen zwei Bereiche sind gezeigt in Fig. 20(1) und 20(2). Wie durch die Wellenform angedeutet, ist Kurzdauerschalten erforderlich für den Bereich A2, wenn die Vektoren a_P und a_N klein sind, sowie für den Bereich A4, wenn die Vektoren b_P und b_N klein sind. D. h., daß größere Werte von Spannungsbefehlen theoretisch Kurzdauerschalten erfordern. Das Phänomen ist theoretisch unvermeidbar, und es gibt keinen Weg, es zu umgehen.

Jetzt wird der Bereich A3 betrachtet. Die Spannungsvektoren dieses Bereichs nehmen die Reihenfolge an von

a_N ↔ b_N ↔ c ↔ a_P ↔ b_P ,

wenn sie angeordnet sind im Ausdruck einer zusammenhängenden Beziehung. Daraus werden die folgenden drei Vektoranordnungen abgeleitet, die Steuerung über die Neutralpunktspannung zulassen:

(18) a_N ↔ b_N ↔ c ↔ a_P
(19) b_N ↔ c ↔ a_P ↔ b_P
(20) a_N ↔ b_N ↔ c ↔ a_P ↔ b_P .

Die Modulationsverfahren, die anwendbar sind auf die obigen Vektoranordnungen sind in Fig. 20(3), 20(4) und 20(5) illustriert. Wie angedeutet, erfordert das Modulationsverfahren (18) Kurzdauerschalten, wenn die Vektoren a_P und a_N klein sind; das Modulationsverfahren (19) erfordert Kurzdauerschalten, wenn die Vektoren b_P und b_N klein sind; und das Modulationsverfahren (20) erfordert Kurzdauerschalten, wenn die Vektoren a_P und a_N klein sind oder wenn die Vektoren b_P und b_N klein sind. Auf jeden Fall ist Kurzdauerschalten zwingend nahe dem Vektor c. Das ist unvermeidbar, da ein maximaler Ausgabezustand hier effektiv ist.

Auf der Basis der obigen Überlegungen schlägt die Erfindung vor, entweder das Modulationsverfahren (18) zu benutzen, wenn die Vektoren b_P und b_N klein sind, oder das Modulationsverfahren (19) zu benutzen, wenn die Vektoren a_P und a_N klein sind für den Bereich A3.

Bis jetzt sind die Modulationsverfahren identifiziert, welche erlauben, daß Neutralpunktspannung gesteuert wird, ohne Kurzdauerschalten in allen Bereichen. Diese Verfahren sind in Fig. 16 zusammengefaßt.

Was als nächstes getan werden muß, ist zu prüfen, ob oder ob nicht das Konzept des Anordnens der Spannungsvektoren nacheinander in zusammenhängender Beziehung gilt, wenn der Spannungsbefehlsvektor bewegt wird von einem Unterbereich zu einem anderen in Übereinstimmung mit dem variierenden Winkel und der involvierten Größe. Mit Bezug auf Fig. 22 ist es notwendig, diesbezüglich alle der folgenden acht Grenzen zu betrachten: eine zwischen (18) und (19), eine andere zwischen (16) und (18), eine weitere zwischen (9) und (18), eine weitere zwischen (8) und (9) , eine weitere zwischen (9) und (15), eine weitere zwischen (17) und (19), eine weitere zwischen (8) und (19) und eine weitere zwischen (8) und (15).

Unter Berücksichtigung der Symmetrie müssen die Grenzen, die zwischen 0 und 30 Grad fallen, nur entwickelt werden und die anderen drei Grenzen können außer achtgelassen werden. Alle Modulationsverfahren, die in Fig. 22 enthalten sind, werden erneut wie folgt aufgelistet:

 (8) b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N
 (9) a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N
(15) 0_P ↔ b_P ↔ a_P ↔ 0₀ ↔ b_N ↔ a_N ↔ 0_N
(16) a_P ↔ c ↔ a ↔ a_N
(17) b_P ↔ b ↔ c ↔ b_N
(18) a_N ↔ b_N ↔ c ↔ a_P
(19) b_N ↔ c ↔ a_P ↔ b_P .

Die Grenze zwischen den Verfahren (18) und (19) wird jetzt betrachtet. Das Modulationsverfahren (18) endet mit dem Vektor a_N oder a_P. Unter Vorgabe irgendeines der Vektoren, mit denen das Modulationsverfahren (18) endet, ist das Zusammenhängen für das Verfahren (19) gewährleistet, da das letztere Verfahren mit dem Vektor b_N oder b_P beginnt.

Die Grenze zwischen den Verfahren (16) und (18) wird jetzt betrachtet. Dieser Fall stellt kein Problem dar, da die zwei Modulationsverfahren jeweils beginnen und enden mit dem Vektor a_P oder a_N.

Die Grenze zwischen den Verfahren (9) und (18) wird als nächstes betrachtet. Wie bei der Grenze zwischen den Verfahren (16) und (18) ist das Zusammenhängen zwischen den zwei Modulationsverfahren gewährleistet, da jedes Verfahren mit dem Vektor a_P oder a_N beginnt und endet.

Zusätzlich wird die Grenze zwischen den Verfahren (8) und (9) betrachtet. Dieser Fall stellt auch kein Problem dar, da der Vektor b_P oder b_N, mit dem das Modulationsverfahren (8) beginnt oder endet, zusammenhängend ist mit dem Vektor a_P oder a_N, mit dem das Modulationsverfahren (9) beginnt oder endet.

Als letztes wird die Grenze zwischen den Verfahren (9) und (15) betrachtet. Wenn das Modulationsverfahren (9) mit dem Vektor a_P endet, ist das Zusammenhängen mit dem Verfahren (15) gewährleistet durch den Eintritt des letzteren vom Vektor 0_N Dabei endet das Modulationsverfahren (15) mit dem Vektor 0_P, 0₀, oder 0_N. Wenn das Verfahren (15) mit dem Vektor 0₀ endet, wird das Verfahren (9) damit zusammenhängend gemacht durch den Eintritt von dem Vektor a_P. Wenn das Verfahren (15) mit dem Vektor 0_N endet, wird das Verfahren (9) damit zusammenhängend gemacht durch Eintritt von dem Vektor a_N. Wenn das Verfahren (15) mit dem Vektor 0_P endet, wird das Zusammenhängen mit dem Verfahren (9) nicht gewährleistet, da weder der Vektor a_P noch der Vektor a_N neben dem Vektor 0_P existiert. In diesem Fall wird das Modulationsverfahren (15) noch eine Trägerperiode lang ausgeführt, um den Vektor 0₀ zu erreichen, gefolgt durch einen zusammenhängenden Übergang zum Modulationsverfahren (9) . Dieser Betrieb ist gerechtfertigt aus dem Grunde, daß die Grenzen zwischen Unterbereichen nicht einzigartig bestimmt sind und daß die Unterbereiche überlappen können miteinander, wie bereits erwähnt.

Wie das Modulationsverfahren (15) speziell ausgeführt wird, wird jetzt als Beispiel beschrieben werden. Die Neutralpunktspannung zu steuern durch geeignete Zeitzuordnung zwischen den Vektoren mittlerer Spannung MP und MN, erfordert das Durchführen einer Modulation in einem Bereich, der zweimal die Trägerperiode T ist, wie angedeutet durch die Wellenformen des Modulationsverfahrens (15) in Fig. 19(4). Weiterhin erfordert die Benutzung der Spannungsvektoren alternierend in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung das Nehmen einer Zeit von viermal der Trägerperiode. Angenommenerweise seien die Zeitdauern der Vektoren 0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N für zwei Trägerperioden (2T) jeweils T0_P, Tb_P, Ta_P, T0₀, Tb_N, Ta_N und T0_N. In diesem Fall gilt
T0_P + T0₀ + T0_N + Ta_P + Ta_N + Tb_P + Tb_N = 2T.

Dann werden die Vektordauerzeiten T₂ und T₃ erhalten durch Benutzung der Formeln in Fig. 17. Über zwei Trägerperioden existieren folgende Beziehungen:

Ta_P + Ta_N = 2T₂, Tb_P + Tb_N = 2T₃.

Jetzt wird die Zeitzuordnung zwischen den positiven und negativen Vektoren geeignet angeordnet zur Steuerung über die Neutralpunktspannung. Wenn die Zeit angenommenerweise zugeordnet wird mit einem Verhältnis von (1+f) : (1-f), dann gilt

Ta_P = T₂(1+f), Ta_N = T₂(1-f)
Tb_P = T₃(1+f), Tb_N = T₃(1-f).

Die Zeitdauer des Nullvektors für die erste Trägerperiode T ist die restliche Zeit des MP-Vektors. Deshalb gilt
T0_P + T0₀ = T-(Ta_P + Tb_P).

Ebenso ist die Dauer des Nullvektors für die nächste Trägerperiode T gleich anzusehen wie die restliche Zeit des MN-Vektors. Somit gilt

T0_N + T0₀ = T-(Ta_N + Tb_N).

Da das Modulationsverfahren (15) benutzt wird, wo es eine lange Nullvektorzeit nahe des Ursprungs gibt, wird die Neutralpunktspannung gesteuert so unter Benutzung des Signals f, daß der vorhergehende Ausdruck nicht negativ werden wird. Die Nullvektorzeitdauer kann angeordnet sein zwischen zwei Nullvektoren, wie es erwünscht ist. In diesem Fall ist es angenommen, daß die Zeit gleich in zwei Teile geteilt ist. Die Nullvektorzeiten sind wie folgt gegeben:

T0_P = T0₀ = (T-(Ta_P + Tb_P))/2
T0_N = T0₀ = (T-(Ta_N + Tb_N))/2.

Basierend auf den Vektorzeiten, welche in der beschriebenen Weise durch den Mikroprozessor bestimmt werden, werden die folgenden Signale g1, g2 und g3 und die Komparatoren Cg1, Cg2 und Cg3 gesandt:

g1 = T0_P, g2 = T0_P + Tb_P, g3 = T0_P + Tb_P + Ta_P (in der ersten Trägerperiode T)
g1 = T0_N, g2 = T0_N + Tb_N, g3 = T0_N + Tb_N + Ta_N (in der zweiten Trägerperiode T)
g1 = T0_N, g2 = T0_N + Ta_N, g3 = T0_N + Ta_N + Tb_N (in der dritten Trägerperiode T)
g1 = T0_P, g2 = T0_P + Ta_P, g3 = T0_P + Ta_P + Tb_P (in der vierten Trägerperiode T).

Wie in Fig. 23 gezeigt, werden die Ausgabevektoren bestimmt in Übereinstimmung mit dem Status der fünf Komparatoren. In Fig. 23 sind C1 und C2 Signale zum Identifizieren irgendeiner der vier Trägerperioden von oben (der folgende Prozeß entspricht Schritt 6 in Fig. 8).

Im folgenden findet sich eine Betrachtung, wie das Modulationsverfahren (8) speziell ausgeführt wird für den Bereich A1. Um die Neutralpunktspannung durch geeignete Zeitzuordnung zwischen Vektoren mittlerer Spannung MP und MN zu steuern, ist es notwendig, eine Modulation innerhalb des Bereichs einer Trägerperiode T, wie angezeigt durch die Wellenformen des Modulationsverfahrens (8) in Fig. 18(1), durchzuführen. Weiterhin erfordert Benutzen der Spannungsvektoren alternierend in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung Aufwenden einer Zeit von zweimal der Trägerperiode.

Es sei angenommen, daß die Zeitdauer der Vektoren b_P, a_P, 0₀ und b_N für eine Trägerperiode T jeweils Tb_p, Ta_P, T0₀ und Tb_N sind. In diesem Fall gilt

Tb_P + Ta_P + T0₀ + Tb_N = T.

Dann werden die Vektorzeitdauern T₁, T₂ und T₃ erhalten unter der Benutzung der Formeln in Fig. 17. Dabei existiert die Beziehung:

Tb_P + Tb_N = T₃.

Jetzt wird die Zeitzuordnung zwischen den positiven und negativen Vektoren geeignet angeordnet zur Steuerung über die Neutralpunktspannung. Wenn die Zeit angenommenerweise angeordnet wird mit einem Verhältnis von (1+f) : (1-f), dann gilt

Tb_p = T₃(1+f)/2, Tb_N = T₃(1-f)/2.

Die Zeiten für die Vektoren a_P und 00 werden bestimmt mit

Ta_P = T₂, T0₀ = T₁.

Die restliche Zeit ist Tb_N, welche mit dem obigen Ausdruck zusammenfällt. Die Zeiten für die jeweiligen Vektoren werden in gleicher Weise bestimmt für die nächste Trägerperiode, mit Ausnahme, daß die Reihenfolge, in welcher die Vektoren ausgegeben werden, verschieden ist.

Basierend auf den Vektorzeiten, bestimmt durch den Mikroprozessor in der oben beschriebenen Weise werden die folgenden Signale g1, g2 ung g3 an die Komparatoren Cg1, Cg2 und Cg3 gesendet:

g1 = Tb_P, g2 = Tb_P + Ta_P, g3 = Tb_P + Ta_P + T0₀ (in der ersten Trägerperiode T)
g1 = Tb_N, g2 = Tb_N + T0₀, g3 = Tb_N + T0₀ + Ta_P (in der zweiten Trägerperiode T).

Wie in Fig. 24 gezeigt, werden die Ausgabevektoren bestimmt in Übereinstimmung mit dem Status der vier Komparatoren. In Fig. 24 ist C1 ein Signal zum Unterscheiden zwischen zwei Trägerperioden.

Spezielle Maßnahmen zum Ausführen der Modulationsverfahren (15) und (8) sind beschrieben worden. Gleiche Maßnahmen gelten ebenfalls für die anderen Modulationsverfahren, wie gezeigt in Fig. 22.

Wie das Signal zur Steuerung der Neutralpunktspannung erhalten wird, wird jetzt beschrieben werden. (Der Prozeß entspricht Schritt 5 in Fig. 8.) Anfänglich werden Werte EP und EN in Fig. 2 erfaßt, und die Neutralpunktspannungs-Abweichung (ΔEd) wird wie folgt erhalten:

ΔEd = E_P-E_N.

Dann wird die momentane Lastleistung (PL) erhalten, um die Leistungsrichtung zu prüfen, i. e., ob ein Leistungslaufzustand oder ein regenerativer Zustand momentan effektiv ist. Der Leistungslaufzustand ist ein Zustand, in dem Leistung von dem Inverter zur Last eingespeist wird. Die Lastleistung mag entweder erhalten werden an der Wechselstrom-Ausgabeseite oder der Gleichstrom-Schaltungsseite des Inverters.

Falls die Polarität der momentanen Lastleistung (PL) dargestellt wird durch sign(PL), ist das Neutralpunktsteuersignal f gegeben als

f = sign(PL)·G(s)·(ΔEd/Ed),

wobei G(s) eine positive Transferfunktion (z. B. eine einfache Verstärkung) ist. Wie aus der obigen Gleichung gesehen werden kann, ist, wenn das Signal f positiv ist, die MP-Vektorzeit verlängert und die MN-Vektorzeit verkürzt. Im Leistungslaufzustand ist die Zeit, in dem die Last verbunden ist mit der positiven Seite der Gleichstromversorgung, die längere und die Neutralpunktspannungs-Abweichung ΔEd wird entsprechend modifiziert. Im regenerativen Zustand wird das Zeichen der Lastleistung (sign(PL)) negativ und die Beziehung ist umgekehrt. Obwohl die Richtung der Leistung identifiziert wird beim obigen Beispiel durch Prüfen der Polarität der Lastleistung PL kann irgendeine weitere Steuergröße alternativ benutzt werden, um die Leistungsrichtung zu bestimmen.

Wie die Erfindung arbeitet, wurde detailliert soweit beschrieben. Auf der Basis der obigen Beschreibung wird der Aufbau der Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung von Fig. 7 als Ausführungsform der Erfindung als nächstes beschrieben werden.

In Fig. 7 führt der Mikroprozessor 1 die Schritte in Fig. 8 basierend auf einem Befehl V_N(R, k) von der Spannungserzeugungsschaltung 2 aus und erzeugt die Steuersignale g1, g2 und g3. Der Sägezahnwellenform-Träger zur Benutzung bei der Modulation wird erzeugt durch einen Oszillator 3 und einen Zähler 4. Die Bits niedriger Ordnung des Zählers werden gesendet als Sägezahn-Wellen an digitale Komparatoren 5, 6 und 7. Die Anzahl der Bits niedriger Ordnung sollte vorzugsweise 8 bis 10 sein, um somit Modulationsgenauigkeit zu gewährleisten. Die Bits höherer Ordnung des Zählers 4 werden illustrativ benutzt als die Signale C1 und C2 in Fig. 23. Diese Anordnung ist notwendig für den Mikroprozessor 1, um seine Schritte synchron mit dem Sägezahnwellenform-Träger durchzuführen.

Fig. 8, ein Flußplan der Schritte zum Umreißen des Betriebsprinzips dieser Erfindung braucht hier nicht speziell beschrieben zu werden.

Die Steuersignale g1, g2 und g3 werden weitergegeben an die Komparatoren 5, 6 bzw. 7. Wie in Fig. 23 gezeigt, schalten die Komparatoren die Signale Cg1, Cg2 und Cg3 ein und aus an Schnittpunkten zwischen den Sägezahnwellen und den Signalen g1, g2 und g3.

Basierend auf dem Winkel R und der Größe (Modulationsfaktor k) des Spannungsbefehls V_N beurteilt der Mikroprozessor 1 das Segment, den Bereich und den Unterbereich, die dadurch bestimmt werden. Die Beurteilung wird durchgeführt durch Zugreifen auf eine vorabgespeicherte Tabelle, bereitet auf der Basis von Fig. 16. Wenn das Segment, der Bereich und der Unterbereich bestimmt sind, entscheidet der Mikroprozessor 1 sich für eines der Modulationsverfahren von Fig. 16 und benachrichtigt die Spannungsvektor-Auswahlschaltung 8 davon. Die Spannungsvektor-Aus­ wahlschaltung 8 hat eine Tabelle bestehend aus einem ROM. Wenn z. B. der Mikroprozessor 1 sich für das Modulationsverfahren (15) für den Bereich 1 im Segment A entscheidet, zeigt die Schaltung 8 die aufgenommenen Schaltstellungen solcher Spannungsvektoren als a_P, b_P, a_N, b_N, 0_P, 0_N und 0₀ an zum Ausgeben für alle Kombinationen von Nullen und Einsen der Signale C1, C2, Cg1, Cg2 und Cg3 in Fig. 23.

Falls illustrativ C1 = 0, C2 = 0, Cg1 = 1, Cg2 = 1 und Cg3 = 0 in Fig. 23 ist, dann ist der Spannungsvektor a_P auszugeben. Da der Spannungsvektor a_P für den Bereich A1 im Schaltzustand von P00 entsprechend Fig. 13 ist, hat die ROM-Tabelle die Daten P00 plaziert an der Adresse (C1, C2, Cg1, Cg2, Cg3) = (0, 0, 1, 1, 0). Mit dem so klargestellten Schaltzustand wird ein Schaltbefehlssignal für jede der Phasen an eine Schaltsignal-Erzeugungsschaltung 9 eingespeist. Drei Signalleitungen werden benutzt für die drei Phasen, wobei P, 0 und N jeweils über eine verschiedene Leitung übertragen werden. Dann erzeugt die Schaltsignal-Erzeugungsschaltung 9 spezielle Schaltsignale S1U, S2U, S3U, S4U, S1V, S2V, S3V, S4V, S1W, S2W, S3W and S4W für jede Phase und sendet sie zu einer GTO-Gateansteuerschaltung.

Eine typische Polaritätbestimmungsschaltung für eine effektive Lastleistung PL, benötigt im Flußplan von Fig. 8, wird jetzt beschrieben werden in bezug auf Fig. 25. In Fig. 25 erzeugen Sinuswellen-Erzeugungsschaltungen 14, 15 und 16 Ausgabespannungen für die U-, V- und W-Phasen in Übereinstimmung mit dem Winkel R des Spannungsbefehls. Diese Ausgabespannungen werden jeweils multipliziert mit Signalen i_U, i_V und i_W von einer Ausgangsstrom-Erfassungsschaltung 20. Die Produkte werden addiert durch einen Addierer 22. Die Polarität der Summe von dem Addierer 22, die bestimmt wird, zeigt die Polarität der effektiven Lastleistung PL an. Wenn die Summe von dem Addierer 22 multipliziert wird mit der Größe des Spannungsbefehls V_N, zeigt das Produkt die Größe der Lastleistung an. Die Vorrichtung von Fig. 7 ist so konstruiert, daß die Polarität der Lastleistung PL, die so erhalten wird, extern an den Mikroprozessor 1 gegeben wird. Es ist augenscheinlich, daß in dem Aufbau von Fig. 7 die Ausgabestromsignale i_U, i_V und i_W an den Mikroprozessor gesendet werden können, um die Funktionen von Fig. 25 durch geeignete Berechnungen zu implementieren.

Wie die Ausführungsform der Erfindung arbeitet, wird jetzt beschrieben werden in bezug auf Fig. 26. Zunächst geben der Oszillator 3 und der Zähler 4 ein Sägezahnwellenform- Trägersignal aus. D. h., der Zähler 4 sendet ein Signal C3-C10 von 10 Bits niedriger Ordnung als Sägezahn-Wellenformträger Digitalsignal an die Digitalkomparatoren 5, 6 und 7. Der Zähler 4 sendet ebenfalls Signale C1 und C2 von zwei Bits höherer Ordnung an den Mikroprozessor 1 sowie das ROM 8, welches die Spannungsvektor-Auswahlschaltung darstellt.

Synchron mit Anstiegs- und Abfallflanken des Signals C1 gibt der Mikroprozessor 1 ein Drei-Bit-Segmentsignal, ein Drei-Bit-Be­ reichssignal und 10-Bit-Steuersignale g1, g2 und g3 durch Durchführen folgender Operationen aus. Der Mikroprozessor 1 empfängt zunächst im Digitalformat die Amplitude k und die Phase R des Spannungsbefehlsvektors V_N von der Spannungsbefehls- Erzeugungsschaltung 2. Der Mikroprozessor 1 empfängt ebenfalls die Signale C1 und C2 von dem Zähler 4, eine Neutralpunkt- Spannungsabweichung ΔEd, digitalisiert durch einen A/D-Wandler 30 und ein Ausgangsleistungssignal (PL) Polaritätssignal von der Ausgangsleistungs-Bestimmungsschaltung von Fig. 25.

Der Mikroprozessor 1 erhält dann das Drei-Bit-Segmentsignal, Drei-Bit-Bereichssignal und 10-Bit-Steuersignal g1, g2 und g3 in Übereinstimmung mit dem Flußplan von Fig. 8. Unter Benutzung der Phase R des Spannungsbefehlsvektors V_N prüft der Mikroprozessor 1 anfänglich, zu welchen der sechs Segmenten A bis F in Fig. 9(a) der Spannungsbefehlsvektor V_N gehört. Das bestimmt das Segmentsignal. Da es sechs Segmente gibt, ist die Bitanzahl des Segmentsignals 3. In Übereinstimmung mit jedem der Segmente A bis F wird dem Segmentsignal eine Zahl zwischen 1 und 6 zugeordnet. Wenn z. B. der Spannungsbefehlsvektor VN zum Segment C gehört, wird das Signal mit 3 bezeichnet oder ausgedrückt als (011) in binärer Notation.

Unter Benutzung der Phase R (mit einer Periode von 360 Grad) des Spannungsbefehlsvektors V_N, findet der Mikroprozessor 1 dann eine 60-Grad-Periodenphase R′ durch Durchführen der folgenden Operation:

R′ = R-60·INT(R/60),

wobei INT(x) eine maximale ganze Zahl ist, die x nicht überschreitet.

Danach erhält der Mikroprozessor 1 das Bereichssignal durch Prüfen, welchem der Unterbereiche in Fig. 22 der Spannungsbefehlsvektor V_N gehört, basierend auf der Phase R′ und der Amplitude k des Spannungsbefehlsvektors V_N. Da es sieben Unterbereiche für jedes Segment gibt, ist die Bitanzahl des Bereichssignals 3. Fig. 22 zeigt die Zahlen der Modulationsverfahren zur Benutzung mit den jeweiligen Unterbereichen. Jeder der Unterbereiche, der die Modulationsverfahren (15), (8), (9), (17), (19), (18) und (16) benutzt, erhält eine Anzahl zwischen 1 und 7. Zur Illustration hat das Bereichssignal die Nummer 6, wenn der Spannungsbefehlsvektor V_N zu dem Unterbereich gehört, der das Modulationsverfahren (18) benutzt, wobei 6 in binärer Notation als (110) ausgedrückt werden kann.

Durch Zugriff auf Fig. 17 erhält der Mikroprozessor 1 dann illustrativ die Spannungsvektor-Erzeugungszeiten T1, T2 und T3 in Übereinstimmung mit dem Segment und dem Bereich, worin der Spannungsbefehlsvektor V_N angesiedelt ist. Da die Bitanzahl des Sägezahnwellenform-Trägersignals und die der Steuersignale g1, g2 und g3 jeweils als 10 ausgewählt ist, ist der Wert der Trägerperiode T = 1024 (=2¹⁰). D. h., T = 1 in Fig. 17 für spezielle Operationsausdrücke, durch die die Erzeugungszeiten zu berechnen sind. Mit den so berechneten Erzeugungszeiten werden die Steuersignale g1, g2 und g3, die durch Benutzung davon berechnet werden, multipliziert mit 1024 bei der Ausgabe.

Unten beschrieben ist ein Beispiel des Betriebs der Steuersignale g1, g2 und g3, wobei der Spannungsbefehlsvektor V_N in dem Unterbereich 1 des Segments A enthalten ist. Die Beschreibung wird gemacht werden mit Bezug auf Seiten 33 bis 39 dieser Beschreibung. Die zu benutzenden Spannungsvektoren sind 0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N, entsprechend jeweiliger Zeitdauern T0_P, Tb_P, Ta_P, T0₀, Tb_N, Ta_N und T0_N, wobei

T0_P + Tb_P + Ta_P + T0₀ + Tb_N + Ta_N + T0_N = 1.

Das Neutralpunkt-Steuersignal f wird dann berechnet unter Benutzung des Ausdrucks, der gegeben ist in Zeile 19, von Seite 40 dieser Beschreibung. Da die Erzeugungszeiten T₂ und T₃ schon berechnet worden sind, werden die Werte von Ta_P, Ta_N, Tb_P und Tb_N erhalten unter Benutzung der entsprechenden Ausdrücke und die Werte der übrigen T0_P, T0₀ und T0_N werden ebenfalls erhalten durch Zugriff auf die entsprechenden Ausdrücke gegeben auf Seiten 33 bis 39 der Beschreibung.

Als nächstes werden die Steuersignale g1, g2 und g3 erhalten in Übereinstimmung mit den Pegeln der Signale C1 und C2, die durch den Zähler 4 ausgegeben werden. D. h., wie gezeigt in Fig. 23, die Steuersignale für das erste T (C1 und C2 bei niedrigem Pegel) sind gegeben als:

g1 = T0_P, g2 = T0_P + Tb_P, g3 = T0_P + Tb_P + Ta_P.

Die Steuersignale für das zweite T (C1 bei hohem Pegel, C2 bei niedrigem Pegel) sind gegeben als:

g1 = T0_N, g2 = T0_N + Tb_N, g3 = T0_N + Tb_N + Ta_N.

Die Steuersignale für das dritte T (C1 bei niedrigem Pegel, C2 bei hohem Pegel) sind gegeben als:

g1 = T0_N, g2 T0_N + Ta_N, g3 = T0_N + Ta_N + Tb_N.

Die Steuersignale für das vierte T (C1 und C2 bei hohem Pegel) sind gegeben als:

g1 = T0_P, g2 = T0_P + Ta_P, g3 = T0_P + Ta_P + Tb_P.

Wie erwähnt, werden die Steuersignale g1, g2 und g3 multipliziert mit 1024 vor der Ausgabe.

Nach Durchführen der obigen Operationen gibt der Mikroprozessor 1 das Drei-Bit-Segmentsignal und Drei-Bit-Bereichssignal als Adreßsignal an das ROM 8 (Spannungsvektor-Auswahlschaltung) synchron der Periode T des Sägezahnwellenform-Trägersignals. Gleichzeitig gibt der Mikroprozessor 1 die 10-Bit-Steuersignale g1, g2 und g3 an die Komparatoren 5, 6 und 7 aus. An diesem Punkt werden diese Signale gehalten während einer Periode T durch Halteschaltungen 31 bis 35.

Die Komparatoren 5, 6 und 7 vergleichen die 10-Bitsteuersignale g1, g2 und g3 mit dem Sägezahnwellenform-Trägersignal. Die resultierenden Signale Cg1, Cg2 und Cg3 werden ausgegeben als Adreßsignale an das ROM 8.

Die oben aufgezeichnete Anordnung erfordert, daß die Adreßbitanzahl des ROMs 8 11 ist. Es sei angenommen, daß eine 11-Bitadresse in absteigender Ordnung Bits AD1, AD2, . . . , Ad11 enthält. Diese Bits sind illustrativ wie folgt zugeordnet:

AD1-AD3 : Segmentsignal
AD4-AD6 : Bereichssignal
AD7-AD9 : Signale Cg1, Cg2, Cg3
AD10: Signal C1
AD11: Signal C2.

Das ROM 8 speichert die Schaltstellungen der Spannungsvektoren, welche auszugeben sind, in Übereinstimmung mit verschiedenen Adressen. Da es drei Schaltstellungen P, 0 und N für jede der Phasen U, V und W gibt, können zwei Datenbits zu jeder Phase zugeordnet sein. Illustrativ können Werte 1, 2 und 3 zugeordnet sein zu den Schaltstellungen P, 0 bzw. N. In diesem Fall wird die Schaltstellung von P repräsentiert durch den Wert 3 oder (11) in binärer Notation. Somit ist die Daten-Bitanzahl 6; die Schaltstellungen für die U-, V- und W-Phase sind jeweils zugeordnet zu zwei Bits in absteigender Bitordnung.

An diesem Punkt werden die Daten in dem ROM 8 in der unten beschriebenen Art und Weise gespeichert. Es sei angenommen, daß der Spannungsbefehlsvektor V_N zum Unterbereich 1 des Segments A gehört. In diesem Fall sind, wie gezeigt in Fig. 23, die in dem ROM 8 zu speichernden Daten folgende:

• - Bei der Adresse (00100100000) entsprechend der Schaltstellung von 0_P (PPP) sind die anwendbaren Daten (111111).
• - Bei der Adresse (00100110000) entsprechend der Schaltstellung von b_P (PP0) sind die anwendbaren Daten (111110).
• - Bei der Adresse (00100111000) entsprechend der Schaltstellung von a_P (P00) sind die anwendbaren Daten (111010).
• - Bei der Adresse (00100111100) entsprechend der Schaltstellung von 0₀ (000) sind die anwendbaren Daten (101010).
• - Bei der Adresse (00100100010) entsprechend der Schaltstellung von 0₀ (000) sind die anwendbaren Daten (101010).
• - Bei der Adresse (00100110010) entsprechend der Schaltstellung von b_N (00N) sind die anwendbaren Daten (101001).
• - Bei der Adresse (00100111010) entsprechend der Schaltstellung von a_N (0NN) sind die anwendbaren Daten (100101).
• - Bei der Adresse (00100111110) entsprechend der Schaltstellung von 0_N (NNN) sind die anwendbaren Daten (010101).
• - Bei der Adresse (00100100001) entsprechend der Schaltstellung von 0_N (NNN) sind die anwendbaren Daten (110101).
• - Bei der Adresse (00100110001) entsprechend der Schaltstellung von a_N (0NN) sind die anwendbaren Daten (100101).
• - Bei der Adresse (00100111001) entsprechend der Schaltstellung von b_N (00N) sind die anwendbaren Daten (101001).
• - Bei der Adresse (00100111101) entsprechend der Schaltstellung von 0₀ (000) sind die anwendbaren Daten (101010).
• - Bei der Adresse (00100100011) entsprechend der Schaltstellung von 0₀ (000) sind die anwendbaren Daten (101010).
• - Bei der Adresse (00100110011) entsprechend der Schaltstellung von a_P (P00) sind die anwendbaren Daten (111010).
• - Bei der Adresse (00100111011) entsprechend der Schaltstellung von b_P (PP0) sind die anwendbaren Daten (111110).
• - Bei der Adresse (00100111111) entsprechend der Schaltstellung von 0_P (PPP) sind die anwendbaren Daten (111111).
• - Bei der Adresse (00100100010) entsprechend der Schaltstellung von 0₀ (000) sind die anwendbaren Daten (101010).
• - Bei der Adresse (00100110010) entsprechend der Schaltstellung von b_N (00N) sind die anwendbaren Daten (101001).
• - Bei der Adresse (00100111010) entsprechend der Schaltstellung von a_N (0NN) sind die anwendbaren Daten (100101).
• - Bei der Adresse (00100111110) entsprechend der Schaltstellung von 0_N (NNN) sind die anwendbaren Daten (010101).
• - Bei der Adresse (00100100001) entsprechend der Schaltstellung von 0_N (NNN) sind die anwendbaren Daten (110101).
• - Bei der Adresse (00100110001) entsprechend der Schaltstellung von a_N (0NN) sind die anwendbaren Daten (100101).
• - Bei der Adresse (00100100010) entsprechend der Schaltstellung von 0₀ (000) sind die anwendbaren Daten (101010).
• - Bei der Adresse (00100110010) entsprechend der Schaltstellung von b_N (00N) sind die anwendbaren Daten (101001).

Wenn der Spannungsbefehlsvektor V_N zu einem anderen Bereich oder einem anderen Segment gehört, werden die ROM-Daten in der gleichen Art und Weise, wie oben beschrieben, bestimmt.

Die Sechs-Bit-Signalausgabe durch das ROM 8, welches die Spannungsvektor-Auswahlschaltung ist, wird benutzt als Adreßsignal für die Schaltsignal-Erzeugungsschaltung oder das ROM 9. Es ist hier angenommen, daß das Sechs-Bit-Signal von dem ROM 8 Bits D1, D2, D3, D4, D5 und D6 in absteigender Bitordnung erhält und jeweils zugeordnet zu Adreßsignalbits AD1, AD2, AD3, AD4, AD5 und AD6 für das ROM 9. Die Schaltstellungen der Spannungsvektoren entsprechen auf einer Eins-zu-Eins-Basis den in Ein- und Ausstellungen der GTO-Elemente, welche die Drei- Pegel-Inverterschaltung darstellen, wie gezeigt in der Tabelle von Fig. 10. Die in dem ROM 9 zu speichernden Daten werden leicht aufbereitet aus dieser Tabelle. Es sei angenommen, daß die Ein- und Auszustände des GTO-Elements jeweils 1 bzw. 0 entsprechen. In diesem Fall sind die Daten, deren Adresse (111001) entspricht, (110001100011) . Bei dem 12-Bit-Signal entsprechen die Bits in absteigender Bitreihenfolge den Ein/Aussignalen der GTO-Elemente S1U, S2U, S3U, S4U, S1V, S2V, S3V, S4V, S1W, S2W, S3W bzw. S4W.

Obwohl die obige Beschreibung annimmt, daß die Trägerperiode vom PWM konstant gehalten ist, können andere Annahmen getroffen werden und das Modulationsprinzip der Erfindung ist dennoch gültig. Illustrativ kann die Trägerperiode der Modulation unterworfen werden bei der doppelter Ausgabefrequenz, um die involvierten Harmonischen zu reduzieren. Als weiteres Beispiel kann die Verteilung von Harmonischen zerstreut werden durch Zufallsfrequenzmodulation, wodurch das involvierte Rauschen abgeschwächt wird.

Bei der vorhergehenden Beschreibung sind die Segmente A bis F eingerichtet und die Spannungsvektoren a_P, b_p, etc. sind so gruppiert, daß das Segment A benutzt wird als repräsentatives Segment für die Bereiche und Unterbereiche. Der Ort eines vorgegebenen Spannungsbefehls ist bestimmt relativ zu den Bereichen oder Unterbereichen in den obigen Segmenten einschließlich des Segments A. Für jeden Bereich oder Unterbereich wird das zuvor ausgewählte und gespeicherte Modulationsverfahren dementsprechend ausgelesen und ausgeführt.

Eine Alternative zu dieser Anordnung ist es, die Segmente zu eliminieren, so daß jeder der Bereiche und Unterbereiche verteilt in einem 360-Grad-Bereich verschlüsselt wird gemäß einem im voraus ausgewählten und gespeicherten Modulationsverfahren. Im Betrieb wird der Bereich (Unterbereich), zu dem der Spannungsbefehl gehört, erfaßt und das Modulationsverfahren entsprechend diesem Bereich (Unterbereich) wird ausgelesen und ausgeführt.

Eine weitere Alternative ist, daß der Spannungsbefehl V_N, anstelle in Polarkoordinaten vorgegeben zu sein, vorgesehen sein kann in irgendeinem anderen Format, solange der Bereich, zu dem der Befehl gehört, klar identifiziert ist.

Obwohl die Beschreibungen oben keine Anwendungen betroffen haben, welche insbesondere geeignet sind für die Invertervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, sind die Vorteile der Vorrichtung in einem weiten Bereich von Anwendungen anwendbar. Da das größte Merkmal der Invertervorrichtung ihre Fähigkeit ist, schnell eines der optimalen Modulationsverfahren zu wählen, was verschiedene Aufgaben und verschiedene Betriebsbedingungen anspricht, wird die Vorrichtung ihren Weg finden in so unterschiedlichen Benutzungen wie Wechselstrommotoren unter Vektorsteuerung, aktiven Filtern und Interverter-ausgerüsteten Empfangsleistungs-Steuerungsvorrichtungen.

Die Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach der Erfindung speichert in Vorhand die Kombination von Modulationsverfahren (Spannungsvektoren) und die Reihenfolge, in der die Verfahren (Vektoren) ausgegeben werden für jeden der eingerichteten Bereiche. Ein geeignetes Modulationsverfahren wird ausgelesen in Übereinstimmung mit dem Bereich, bestimmt auf der Basis des gegebenen Spannungsbefehls. Das Modulationsverfahren bestimmt die Art und Weise, in der die Schaltvorrichtungen aktiviert werden. Das macht es möglich, ein optimales Modulationsverfahren anzuwenden, das die speziellen Bedingungen irgendeines beliebigen Bereichs, der ausgewählt ist, trifft. Somit bildet die Drei-Pegel-Drei-Phasen-In­ vertervorrichtung eine effektive Steuerfunktionstüchtigkeit bei voller Kapazität.

In einem Aufbau, wie beschrieben, erfordern die zu speichernden Modulationsverfahren, daß Übergänge zwischen zwei Spannungsvektoren durchgeführt werden können in Einzelphasen- Schalten allein und daß das Schalten zwischen den P- und N-Stellungen zu vermeiden ist. Dieser Aufbau eliminiert unpraktische Operationen der Schaltvorrichtungen, die die Invertervorrichtung darstellen, so daß die Vorrichtung auf stabile Art und Weise laufen wird.

In einem weiteren Aufbau, wie gezeigt, können ausgewählte Spannungsvektoren eine Mischung positiver und negativer Vektoren sein. Dieser Aufbau löscht das Einfließen und Ausfließen von Strömen zu und von dem Neutralpunkt der Gleichstromversorgung. Sogar, wenn der Neutralpunkt geteilt ist durch eine Kondensatoranordnung, wird die mögliche Fluktuation des involvierten Potentials effektiv unterdrückt.

In einem weiteren Schritt werden die Spannungsvektoren, die gleich sind in bestimmten Merkmalen klassifiziert als eine Gruppe, so daß die Spannungsvektoren jeder Gruppe einheitlich gehandhabt werden vom Standpunkt der Steuerung. Dieser Aufbau reduziert die tatsächliche Anzahl von Spannungsvektor-Arten und vereinfacht dadurch die Steuerverfahren.

In noch einem weiteren Aufbau wird ein gegebener Bereich eines Spannungsvektors geteilt in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder Unterbereich mit einem verschiedenen Modulationsverfahren verbunden ist. Dieser Aufbau verhindert, daß die Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen unter vorbestimmte Pegel fallen, wodurch der Anwendungsbereich erweitert wird für die Schaltvorrichtungen wie GTOs mit relativ langen minimalen Ein- und Auszeiten.

Da offensichtlich viele Ausführungsformen dieser Erfindung gemacht werden können, ohne vom Gedanken und Bereich davon abzuweichen, versteht es sich, daß die Erfindung nicht begrenzt ist auf spezielle Ausführungsformen und nur begrenzt ist durch die folgenden Patentansprüche.

Claims (52)

1. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung mit einem Drei- Pegel-Inverter für jede der U-, V- und W-Phasen, wobei der Drei-Pegel-Inverter umfaßt:
eine Gleichstromversorgung (Ed) mit einem Neutralpunkt-Aus­ gabeanschluß einschließlich einer ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltvorrichtung in Reihe geschaltet zwischen der positiven und negativen Elektrode der Gleichstromversorgung;
wobei die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Schaltvorrichtung und die Verbindung zwischen der dritten und vierten Schaltvorrichtung jeweils verbunden ist mit dem Neutralpunkt-Ausgabeanschluß über eine Klammervorrichtung;
die Verbindung zwischen der zweiten und dritten Schaltvorrichtung einen Inverterausgabeanschluß darstellt;
wobei P den Zustand darstellt, in dem die erste und zweite Schaltvorrichtung eingeschaltet sind, 0 für den Zustand steht, in dem die zweite und dritte Schaltvorrichtung eingeschaltet sind, und N den Zustand bezeichnet, in dem die dritte und vierte Schaltvorrichtung eingeschaltet sind;
wobei die Schaltstellungen jeder Phase Spannungsvektoren bestimmen, von denen drei zusammenhängende Scheitel einen Bereich darstellen;
wobei die Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung weiterhin umfaßt:
eine Spannungsvektor-Auswahleinrichtung (8) zum Auswählen im voraus von zumindest drei Spannungsvektoren, die jeden Scheitel des Bereichs darstellen, zum Bestimmen im voraus der Reihenfolge, in der die Spannungsvektoren auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode und zum Speichern der Spannungsvektoren und der Spannungsvektor- Ausgabereihenfolge;
eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung (2) zum Ausgeben eines Spannungsbefehls in Vektorformat;
eine Bereichsbestimmungs-Einrichtung (1) zum Empfangen des Spannungsbefehls, um den Bereich zu bestimmen, in dem der Spannungsbefehl positioniert ist pro Trägerperiode;
eine Betriebszeit-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Zuordnung von Betriebszeiten innerhalb der Trägerperiode jedes für den Bereich ausgewählten Spannungsvektors, der bestimmt wird durch die Bereichsbestimmungs-Einrichtung, so daß die Inverterausgabespannung zusammenfällt mit dem Spannungsbefehl; und
einer Schaltsignal-Erzeugungseinrichtung (9) zum Ansteuern der Schaltvorrichtungen jeder Phase basierend auf der Betriebszeit für jeden Spannungsvektor.

2. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß sie von einem Vektor zum nächsten geschaltet werden innerhalb der Schaltzeit für jede Phase, wobei das Schalten erreicht wird in einem der zwei Übergänge, von P nach 0 bzw. von 0 nach N.

3. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren geteilt sind in eine positive Vektorgruppe und eine negative Vektorgruppe, wobei die positive Vektorgruppe zwei Schaltstellungen (P) und (0) hat, wobei die negative Vektorgruppe zwei Schaltstellungen (N) und (0) hat, wobei die Spannungsvektor-Aus­ gabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Aus­ wahleinrichtung zusammengesetzt ist in gemischter Weise aus Vektoren aus beiden Gruppen zur aufeinanderfolgenden Ausgabe innerhalb einer vorbestimmten Trägerperiode, wodurch die Fluktuation des Potentials am Neutralpunkt der Gleichstromversorgung unterdrückt wird.

4. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren geteilt sind in eine positive Vektorgruppe und eine negative Vektorgruppe, wobei die positive Vektorgruppe zwei Schaltstellungen (P) und (0) hat, wobei die negative Vektorgruppe zwei Schaltstellungen (N) und (0) hat, wobei die Spannungsvektor-Aus­ gabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Aus­ wahleinrichtung zusammengesetzt ist in gemischter Weise aus Vektoren aus beiden Gruppen zur aufeinanderfolgenden Ausgabe innerhalb einer vorbestimmten Trägerperiode, wodurch die Fluktuation des Potentials am Neutralpunkt der Gleichstromversorgung unterdrückt wird.

5. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren in der positiven und negativen Vektorgruppe gesteuert werden in der Betriebszeit- Zuordnung, so daß die Fluktuation des Potentials am Neutralpunkt der Gleichstromversorgung unterdrückt wird.

6. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren in der positiven und negativen Vektorgruppe gesteuert werden in der Betriebszeit- Zuordnung, so daß die Fluktuation des Potentials am Neutralpunkt der Gleichstromversorgung unterdrückt wird.

7. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektor-Auswahleinrichtung als eine Gruppe die Vektoren, die gleich in der Vektorgröße und in der Null- Phasenspannung sind, klassifiziert, so daß die Spannungsvektoren jeder Gruppe in einer einheitlichen Weise gehandhabt werden von einem Gesichtspunkt der Steuerung.

8. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die folgenden Gruppen klassifiziert sind: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

9. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

10. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

11. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

12. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

13. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

14. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

15. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

16. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich von Spannungsvektoren gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung geteilt ist in eine Vielzahl von Unterbereiche, wobei jeder der Unterbereiche zugeordnet ist einer verschiedenen Kombination von Spannungsvektoren, welche aufeinanderfolgend auszugeben sind innerhalb einer Trägerperiode, wodurch die minimalen Ein- und Auszeiten der Schaltvorrichtungen jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts gehalten werden.

17. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren klassifiziert sind in unten aufgelistete Gruppen; und dadurch, daß der Bereich, der den Ursprung der Koordinaten für die Spannungsvektoren enthält, geteilt ist in einen ersten, zweiten und dritten Unterbereich, wobei der erste Unterbereich die Spannungsvektoren (0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in der Vorwärtsrichtung und die andere in der Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des ersten Unterbereichs jeweils unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegen; wobei der zweite Unterbereich die Spannungsvektoren (a_P, 0₀, b_N und a_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und der anderen in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs im Bereich von dem ungefähren Mittelpunkt des zweiten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der dritte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_P, a_P, 0₀ und b_N) hat, welche darin angeordnet sind zum Ausgeben davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des dritten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des dritten Bereichs im Bereich von dem ungefähren Mittelpunkt des dritten Bereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

18. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren klassifiziert sind in die unten aufgeführten Gruppen; und dadurch daß, der Bereich, der den Ursprung der Koordinaten für die Spannungsvektoren enthält, geteilt ist in einen ersten, zweiten und dritten Unterbereich; wobei der erste Unterbereich die Spannungsvektoren (0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in der Vorwärtsrichtung und einer anderen in der Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des ersten Unterbereichs jeweils unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegen; wobei der zweite Unterbereich die Spannungsvektoren (a_P, 0₀, b_N und a_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs im Bereich von dem ungefähren Mittelpunkt des zweiten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der dritte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_P, a_P, 0₀ und b_N) hat, welche darin angeordnet sind zum Ausgeben davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung ist und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des dritten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des dritten Bereichs im Bereich von dem ungefähren Mittelpunkt des dritten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

19. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren klassifiziert sind in die unten aufgeführten Gruppen; und dadurch daß, der Bereich, der den Ursprung der Koordinaten für die Spannungsvektoren enthält, geteilt ist in einen ersten, zweiten und dritten Unterbereich; wobei der erste Unterbereich die Spannungsvektoren (0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in der Vorwärtsrichtung und einer anderen in der Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des ersten Unterbereichs jeweils unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegen; wobei der zweite Unterbereich die Spannungsvektoren (a_P, 0₀, b_N und a_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs im Bereich von dem ungefähren Mittelpunkt des zweiten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der dritte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_P, a_P, 0₀ und b_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung ist und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des dritten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des dritten Bereichs im Bereich des ungefähren Mittelpunkts des dritten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

20. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren klassifiziert sind in die unten aufgeführten Gruppen; und dadurch, daß der Bereich, der den Ursprung der Koordinaten für die Spannungsvektoren enthält, aufgeteilt ist in einen ersten, zweiten und dritten Unterbereich; wobei der erste Unterbereich die Spannungsvektoren (0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in der Vorwärtsrichtung und einer Reihenfolge in der Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des ersten Unterbereichs jeweils unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegen; wobei der zweite Unterbereich die Spannungsvektoren (a_P, 0₀, b_N und a_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des zweiten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der dritte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_P, a_P, 0₀ und b_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des dritten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des dritten Bereichs vom ungefähren Mittelpunkt des dritten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

21. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren klassifiziert sind in die unten aufgeführten Gruppen; und dadurch, daß der Bereich, der den Ursprung der Koordinaten für die Spannungsvektoren enthält, aufgeteilt ist in einen ersten, zweiten und dritten Unterbereich; wobei der erste Unterbereich die Spannungsvektoren (0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des ersten Unterbereichs jeweils unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegen; wobei der zweite Unterbereich die Spannungsvektoren (a_P, 0₀, b_N und a_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in der Vorwärtsrichtung und einer Reihenfolge in der Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des zweiten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der dritte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_P, a_P, 0₀ und b_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, wobei eine Reihenfolge in der Vorwärtsrichtung ist und die andere Reihenfolge in der Rückwärtsrichtung ist, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des dritten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des dritten Bereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des dritten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

22. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren klassifiziert sind in die unten aufgeführten Gruppen; und dadurch, daß der Bereich, der den Ursprung der Koordinaten für die Spannungsvektoren enthält, aufgeteilt ist in einen ersten, zweiten und dritten Unterbereich; wobei der erste Unterbereich die Spannungsvektoren (0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und der anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des ersten Unterbereichs jeweils unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegen; wobei der zweite Unterbereich die Spannungsvektoren (a_P, 0₀, b_N und a_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und der anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des zweiten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der dritte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_P, a_P, 0₀ und b_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des dritten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des dritten Bereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des dritten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

23. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren klassifiziert sind in die unten aufgeführten Gruppen; und dadurch, daß der Bereich, der den Ursprung der Koordinaten für die Spannungsvektoren enthält, aufgeteilt ist in einen ersten, zweiten und dritten Unterbereich; wobei der erste Unterbereich die Spannungsvektoren (0_P, b_P, a_P, 0₀, b_N, a_N und 0_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des ersten Unterbereichs jeweils unterhalb einem vorbestimmten Wertes liegen; wobei der zweite Unterbereich die Spannungsvektoren (a_P, 0₀, b_N und a_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und der anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des zweiten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des zweiten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der dritte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_P, a_P, 0₀ und b_N) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Absolutwerte der Spannungsvektoren des dritten Unterbereichs jeweils oberhalb eines vorbestimmten Werts liegen, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des dritten Bereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des dritten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen: Spannungsvektor-Gruppen- Bestimmung jedes Bestimmung Spannungsvektors in der Gruppe PPP|→ 0_P 000 → 0 NNN → 0_N P00, 0P0, 00P → a_P PP0, 0PP, P0P → b_P 0NN, N0N, NN0 → a_N 00N, N00, 0N0 → b_N P0N, 0PN, NP0, N0P, 0NP, PN0 → c PNN, NPN, NNP → a PPN, NPP, PNP → b

24. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, der gebildet ist durch einen der Spannungsvektoren (a_P und a_N), durch einen der Spannungsvektoren (b_P und b_N) und durch den Spannungsvektor (c) geteilt ist in einen vierten und fünften Unterbereich; wobei der vierte Unterbereich die Spannungsvektoren (a_N, b_N, c und a_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des vierten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des vierten Unterbereichs bis zu irgendeinem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der fünfte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_N, c, a_P und b_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des fünften Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des fünften Unterbereichs bis zu einem der beiden Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen.

25. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, der gebildet ist durch einen der Spannungsvektoren (a_P und a_N), durch einen der Spannungsvektoren (b_P und b_N) und durch den Spannungsvektor (c) geteilt ist in einen vierten und fünften Unterbereich; wobei der vierte Unterbereich die Spannungsvektoren (a_N, b_N, c und a_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des vierten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des vierten Unterbereichs bis zu einem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der fünfte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_N, c, a_P und b_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des fünften Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des fünften Unterbereichs bis zu einem der beiden Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen.

26. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, der gebildet ist durch einen der Spannungsvektoren (a_P und a_N), durch einen der Spannungsvektoren (b_P und b_N) und durch den Spannungsvektor (c) geteilt ist in einen vierten und fünften Unterbereich; wobei der vierte Unterbereich die Spannungsvektoren (a_N, b_N, c und a_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des vierten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des vierten Unterbereichs bis zu irgendeinem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der fünfte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_N, c, a_P und b_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des fünften Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des fünften Unterbereichs bis zu einem der beiden Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen.

27. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, der gebildet ist durch einen der Spannungsvektoren (a_P und a_N), durch einen der Spannungsvektoren (b_P und b_N) und durch den Spannungsvektor (c) geteilt ist in einen vierten und fünften Unterbereich; wobei der vierte Unterbereich die Spannungsvektoren (a_N, b_N, c und a_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des vierten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des vierten Unterbereichs bis zu irgendeinem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der fünfte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_N, c, a_P und b_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des fünften Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des fünften Unterbereichs bis zu einem der beiden Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen.

28. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, der gebildet ist durch einen der Spannungsvektoren (a_P und a_N), durch einen der Spannungsvektoren (b_P und b_N) und durch den Spannungsvektor (c) geteilt ist in einen vierten und fünften Unterbereich; wobei der vierte Unterbereich die Spannungsvektoren (a_N, b_N, c und a_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des vierten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des vierten Unterbereichs bis zu irgendeinem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der fünfte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_N, c, a_P und b_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des fünften Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des fünften Unterbereichs bis zu einem der beiden Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen.

29. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, der gebildet ist durch einen der Spannungsvektoren (a_P und a_N), durch einen der Spannungsvektoren (b_P und b_N) und durch den Spannungsvektor (c) geteilt ist in einen vierten und fünften Unterbereich; wobei der vierte Unterbereich die Spannungsvektoren (a_N, b_N, c und a_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des vierten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des vierten Unterbereichs bis zu irgendeinem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der fünfte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_N, c, a_P und b_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des fünften Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des fünften Unterbereichs bis zu einem der beiden Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen.

30. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich, der gebildet ist durch einen der Spannungsvektoren (a_P und a_N), durch einen der Spannungsvektoren (b_P und b_N) und durch den Spannungsvektor (c) geteilt ist in einen vierten und fünften Unterbereich; wobei der vierte Unterbereich die Spannungsvektoren (a_N, b_N, c und a_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des vierten Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des vierten Unterbereichs bis zu irgendeinem der zwei Spannungsvektoren (a_P und a_N) liegen; wobei der fünfte Unterbereich die Spannungsvektoren (b_N, c, a_P und b_P) hat, welche darin angeordnet sind zur Ausgabe davon alternierend in einer der zwei Reihenfolgen, einer Reihenfolge in Vorwärtsrichtung und einer anderen Reihenfolge in Rückwärtsrichtung, wobei die Winkel der Spannungsvektoren des fünften Unterbereichs im Bereich vom ungefähren Mittelpunkt des fünften Unterbereichs bis zu einem der beiden Spannungsvektoren (b_P und b_N) liegen.

31. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation von einer der zwei Phasen, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem Übergang von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

32. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem Übergang von P nach 0 und dem anderen von 0 nach N.

33. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem Übergang von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

34. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei die Schaltoperation bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

35. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

36. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

37. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

38. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

39. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

40. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

41. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

42. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation von einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

43. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation von einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

44. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

45. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

46. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

47. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

48. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

49. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und dem anderen von 0 nach N.

50. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

51. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.

52. Drei-Pegel-Drei-Phasen-Invertervorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvektoren zusammenhängend in der Spannungsvektor-Ausgabereihenfolge gespeichert in der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung so sind, daß zwischen zwei zusammenhängenden Bereichen ein Spannungsvektor ersetzt wird durch einen anderen durch eine Schaltoperation einer Phase, wobei das Schalten bewerkstelligt wird in einem von zwei Übergängen, einem von P nach 0 und einem anderen von 0 nach N.