JP2022053492A - 共通バスに接続されたコンバータのための高調波歪低下システム - Google Patents

共通バスに接続されたコンバータのための高調波歪低下システム Download PDF

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Abstract

【課題】共通バスに接続される複数のコンバータを含むシステムを提供する。【解決手段】共通バスに接続される複数のコンバータを含む交流システム９００において、コンバータ９０４の各々は、複数のコンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を共通バスを通って直流（ＤＣ）に変換する。システムはまた、コントローラ回路９０２を含む。コントローラ回路は、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節し、その結果、ＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。【選択図】図９

Description

関連出願
本出願は、２０１８年３月１４日に出願された米国特許出願第１５／９２１，２９９（現在は、２０１９年５月１４日に発行された米国特許第１０，２９１，１４７号）の継続出願である、２０１９年４月８日に出願された米国特許出願第１６／３７７，７８８号の一部継続出願であり、これは、２０１７年４月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／４８４，７７３号に対する優先権を主張し、そして、２０１６年９月２９日に出願された米国特許出願第１５／２７９，４６０号の一部継続出願である。これらの出願の開示全体は、引用によって本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示される主題の実施形態は、電気回路に関係する。
車両推進システムは、共通バスに接続された複数のトラクションインバータを含んで、トラクションモータのたに、直流（ＤＣ）を交流（ＡＣ）に変換してもよい。追加的に、いくつかの動力供給されるシステムは、共通バスに接続された、複数の補助ロードインバータを有してもよい。車両推進システムの動作中は、インバータは、共通のスイッチング周波数で駆動される。追加的に、インバータは、共通バスに沿って、二乗平均平方根（ＲＭＳ）電流を送達する。ＤＣリンク・フィルタ・キャパシタは、共通バスに導電的に連結される。ＤＣリンク・フィルタ・キャパシタのサイズおよび／またはコストは、共通バスに沿って伝導されるＲＭＳ電流の量に基づいて選択される。
代替的に、車両推進システムは、共通バスに接続された複数のトラクションコンバータを含んで、バッテリー駆動の電気モータまたは別のＤＣロードのために、ＡＣをＤＣに変換する。車両推進システムの動作中は、コンバータは共通のスイッチング周波数で駆動され、そしてまた、共通バスに沿ってリップル電流を送達する。リップル電流または高調波歪は、結果として非効率性および浪費に帰着する。
一実施形態では、共通バスに接続された複数のコンバータを含み得るシステムが提供される。コンバータの各々は、コンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を共通バスを通って直流（ＤＣ）に変換するように構成されてもよい。スイッチングサイクルは、スイッチング周波数とスイッチング位相とを有してもよい。システムはまた、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成されるコントローラ回路を含んでもよく、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。コントローラ回路は、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣを調節するように構成されてもよい。
別の例示的な実施形態では、共通バスに接続された複数のコンバータを含み得るシステムが提供される。コンバータの各々は、複数のコンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、ＡＣを共通バスを通ってＤＣに変換するように構成されてもよい。スイッチングサイクルは、スイッチング周波数とスイッチング位相とを含んでもよい。システムはまた、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成され得るコントローラ回路を含み、その結果、複数のコンバータによって変換され得るＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。加えて、コントローラ回路は、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣを調節するように構成されてもよい。システムはまた、コントローラ回路と複数のコンバータとに動作可能に連結されるように構成される、マスターコントローラを有してもよい。マスターコントローラは、複数のコンバータの１以上におけるスイッチングサイクルを変化させることによって、共通バス上に伝導されるリップル電流成分を低下させるように構成されてもよい。
さらに別の例示的な実施形態では、共通バスに接続された複数のコンバータを含むシステムが提供され得る。複数のコンバータの各々は、複数のコンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、ＡＣを共通バスを通ってＤＣに変換するように構成されてもよい。スイッチングサイクルは、スイッチング周波数とスイッチング位相とを有してもよい。システムはまた、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成されるコントローラ回路を含んでもよく、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足してもよい。コントローラ回路は、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣを調節するように構成されてもよい。追加的に、コントローラ回路は、スイッチング位相に対して位相シフトを適用するために、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣのリップル電流成分を調節するように構成されてもよい。
本明細書に説明される主題は、添付の図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の説明を読むことで一層よく理解されるだろう。
インバータ電流システムの実施形態を示す。 図１に示されるインバータの実施形態を示す。 共通パルス幅変調シグナルによる、インバータのスイッチングサイクルＲ、Ｙ、Ｂを示す。 図１に示されるインバータ電流システムのキャパシタにわたって伝導される電流の実施形態の画像例である。 図４に示されるキャパシタにわたって伝導される電流の増幅スペクトルの実施形態の画像例である。 図１に示されるインバータ電流システムのキャパシタにわたって伝導される、周波数がシフトされた電流の実施形態の画像例である。 図６に示されるキャパシタにわたって伝導される電流の増幅スペクトルの実施形態の画像例である。 インバータシステムの電流を低下させる方法のフローチャートである。 コンバータ電流システムの実施形態を示す。 コンバータ電流システムのためのＦＦＴスペクトル分析の画像例である。 コンバータ電流システムのためのＦＦＴスペクトル分析の画像例である。 コンバータ電流システムのためのＦＦＴスペクトル分析の画像例である。 コンバータ電流システムのためのＦＦＴスペクトル分析の画像例である。 コンバータ電流システムのためのＦＦＴスペクトル分析の画像例である。 コンバータ電流システムのためのＦＦＴスペクトル分析の画像例である。 車両システムのためのコンバータ配置の概略図である。 車両システムのためのコンバータ配置の概略図である。 車両システムのためのコンバータ配置の概略図である。 車両システムのためのコンバータ配置の概略図である。 車両コンバータシステムのリップル電流を低下させる方法のフローチャートである。
本明細書に記載される発明主題の１以上の実施形態は、共通バスに接続された複数のコンバータを含むシステムおよび方法を提供する。コンバータは、共通バスを通って伝導される交流（ＡＣ）を、ＤＣのロードのための複数のＤＣバスに対して変換するように構成される。コントローラ回路は、複数のコンバータ間で、１サイクルごとに、異なるスイッチング周波数を適用し、同じスイッチング周波数で切り替わる複数のコンバータ間で、位相シフトを適用し、そして基本のＡＣ側電圧印加において位相シフトを適用するように構成される。具体的には、コントローラ回路は、異なるコンバータ間で（スイッチングおよび位相の）これらのパラメータを調節し、従って、高調波電流のＡＣ電源側二乗平均平方根（ＲＭＳ）は、１以上の指定された基準を充足する。本明細書に記載される実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、ＲＭＳ電流成分またはリップル電流成分を低下させる。
図１は、インバータ電流システム（１００）の実施形態を示す。システム（１００）は、回路（１０６）の複数のインバータ（１０４）（図１の「インバータ＃１」、「インバータ＃２」、「インバータ＃３」、「インバータ＃４」、「インバータ＃５」、および「インバータ＃６」）と動作可能に接続された、コントローラ回路（１０２）を含む。システム（１００）は、車両の一部であってもよい。車両は、ルートに沿って車両を推進するために牽引力を生成する、推進力生成車両システムを表わしてもよい。一例では、車両は機関車などの鉄道車両であってもよいが、代替的に、別のタイプの車両システムであってもよい。例えば、車両は、別のタイプのオフハイウェー車両（例えば公道を走行するように指定および／または許可されていない車両）、あるいは、自動車、採掘用車両などであってもよい。追加的に、または代替的に、システム（１００）は、電力ジェネレータなどの、固定システムを含んでもよく、あるいは固定システムであってもよい。
コントローラ回路（１０２）は、本明細書に記載される通り、１以上の有線接続および／または無線接続を介してインバータ（１０４）と接続され、これにより、コントローラ回路（１０２）はインバータ（１０４）の動作をモニタリングおよび／または制御することができる。コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）のスイッチングサイクルを制御するように構成されてもよい。スイッチングサイクルは、コントローラ回路（１０２）によって生成された、一連のＰＷＭシグナルによって定義されてもよい。ＰＷＭシグナルは、インバータ（１０４）内のスイッチを調節する矩形波などのデジタルシグナルであってもよい。ＰＷＭシグナルは、コントローラ回路（１０２）から、対応するインバータ（１０４）への有線接続および／または無線接続に沿って、受け取られてもよい。随意に、ＰＷＭシグナルは、非同期シグナルであってもよい。コントローラ回路（１０２）は、本明細書に記載される動作を実行する１以上のプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および／または集積回路）を含む、および／またはそれらと接続されている、ハードウェア回路を含む。回路（１０６）は、電源（１１０）を共通バス（１１２）、（１１４）に沿ってインバータ（１０４）と接続する、１以上のハードウェア回路を表わす。電源（１１０）は、エンジン、１以上のバッテリーなどと連結されたオルタネータおよび／またはジェネレータなどのインバータ（１０４）に、共通バス（１１２）、（１１４）に沿って電流を提供することができる、１以上のデバイスを表わすことができる。共通バスは、電源からインバータ（１０４）にＤＣの正の成分を伝導することができる正極バス（１１２）と、電源（１１０）とインバータ（１０４）間（ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ （１１０）ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ （１０４））のＤＣの負の成分を伝導することができる負極バス（１１４）とを含んでもよい。バス（１１２）、（１１４）は、複数のインバータ（１０４）が同じ正のＤＣバス（１１２）と同じ負のＤＣのバス（１１４）によって電源（１１０）と接続されているために、共通バスと呼ばれてもよい。一実施形態では、バス（１１２）、（１１４）の各々は、互いに並列にバスに接続されたインバータを備えた、単一の電導体または電導経路、あるいは複数の電導体または電導経路であり得る。
回路（１０６）は、電源（１１０）からインバータ（１０４）にＤＣを伝導し、当該インバータ（１０４）はＤＣを交流（ＡＣ）に変換し、当該交流（ＡＣ）は複数のロード（１１６）（図１の「ロード＃１」、「ロード＃２」、「ロード＃３」、「ロード＃４」、「ロード＃５」、「ロード＃６」）に供給される。ロード（１１６）は、インバータ（１０４）から受け取られたＡＣを使用して仕事を実行する、様々なデバイスを表わすことができる。例えば、ロード（１１６）は、トラクションモータ、ファンモータ、（例えばブロア）、冷却システム、暖房システム、コンプレッサなどを表わしてもよい。図１に示される（１０４）および／またはロード（１１６）の数は、１例として提供されている。随意に、わずか２のインバータまたは６を超えるインバータが使用されてもよい。例えば、システム（１００）は、１４のインバータ（１０４）および／または１４のロード（１１６）を含んでいてもよい。
コントローラ回路（１０２）および電源（１１０）は、１以上の有線接続および／または無線接続によって、通信可能に連結されてもよい。コントローラ回路（１０２）は、電源（１１０）への入力および／または電源（１１０）からの出力に基づいて、電源（１１０）の動作をモニタリングしてもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、モータ（例えばロード）の入力スロットル設定に基づくロード（１１６）によって、要求される、電源（１１０）からの電流を決定してもよい。
インバータ（１０４）の動作は、正および／または負のＤＣの共通バス（１１２）、（１１４）上で、リップル電圧またはリップル電流を作り出すか、あるいは誘起するかもしれない。キャパシタまたは他の静電容量素子（１２０）は、このリップル電圧またはリップル電流におけるばらつきを平滑化（例えば低下）させるために、正と負のＤＣ共通バス（１１２）、（１１４）の間に接続されてもよい。例えば、キャパシタ（１２０）は、ＤＣリンク・フィルタ・キャパシタであってもよい。回路（１０６）は、１を超えるキャパシタ（１２０）を含んでもよいことが留意され得る。
随意に、システム（１００）は、インバータ（１０４）の１以上の特性をモニタリングする、インバータセンサ（１１８）を含んでもよい。一実施形態では、インバータセンサ（１１８）は、電源（１１０）から共通バス（１１２）、（１１４）の１以上を介してインバータ（１０４）に伝導される電圧および／または電流を測定する、電圧計または電流計を含む。図１に示されるように、各インバータ（１０４）は、コントローラ回路（１０２）が各インバータ（１０４）の特性をモニタリングするように、インバータ（１０４）に接続されたインバータセンサ（１１８）を有してもよい。インバータセンサ（１１８）は、インバータ（１０４）に提供される電圧、および／またはインバータ（１０４）によって出力される電流および／または電圧を、測定するように構成される。例えば、インバータセンサ（１１８）は、正のＤＣバス（１１２）とインバータ（１０４）との間でインバータ（１０４）と連結されて、入力電圧または入力電流を測定してもよく、そして、１以上の追加的インバータセンサ（１１８）が、インバータ（１０４）とロードとの間でインバータ（１０４）と連結されて、インバータ（１０４）によって出力されるＡＣを測定してもよい。
図２は、図１に示されるインバータ（１０４）の実施形態を示す。インバータ（１０４）は、正と負のスイッチ（２０６）、（２０８）の、３つのセットまたは脚（２００）、（２０２）、（２０４）を有する、２レベルのインバータであってもよい。スイッチ（２０６）、（２０８）の各脚（２００）、（２０２）、（２０４）は、正と負のＤＣバス（１１２）、（１１４）と接続しており、そして、正のＤＣバスに沿って受け取られたＤＣを、ロード（１１６）に伝導されるＡＣの１つの位相に変換する。
インバータ中のスイッチ（２０６）、（２０８）の３つのセットまたは脚（２００）、（２０２）、（２０４）は、同じ正のＤＣバスに沿って受け取られたＤＣを、ロードに供給されるＡＣの３つの異なる位相に変換する。インバータ（１０４）の各脚における正と負のスイッチ（２０６）、（２０８）は、スイッチングサイクル中に、閉状態と開状態との間で交互に切り替わってもよい。例えば、正（ｐｏｓｉｔｉｎｇ）と負のスイッチ（２０６）、（２０８）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）シグナルを利用するコントローラ回路（１０２）によって、制御（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）されてもよい。例えば、ＰＷＭシグナルは、インバータ（１０４）の脚（２００）、（２０２）、（２０４）の各々に対して、スイッチングサイクルを定義してもよい。スイッチングサイクルは、インバータ脚（２００）、（２０２）、（２０４）中の正のスイッチ（２０６）が閉状態で、かつ同じインバータ脚（２００）、（２０２）、（２０４）中の負のスイッチ（２０８）が開状態である期間と、インバータ脚（２００）、（２０２）、（２０４）中の正のスイッチ（２０６）が開状態で、かつ同じインバータ脚（２００）、（２０２）、（２０４）中の負のスイッチ（２０８）が閉状態である期間と、およびスイッチ（２０６）、（２０８）が開状態と閉状態との間を交互に切り替わる頻度（またはどれくらい迅速に切り替わるか）とを、定義する。周波数は、コントローラ回路（１０２）によって生成されたＰＷＭシグナルの周波数に対応してもよい。
例えば、各脚（２００）、（２０２）、（２０４）について、第１の期間の間、正のスイッチ（２０６）が閉じ、同時に同じ脚（２００）、（２０２）、（２０４）の負のスイッチ（２０８）が開いて、ＡＣの電圧の正の成分をロードに伝導してもよい。異なる第２の期間の間、脚（２００）、（２０２）、（２０４）の正のスイッチ（２０６）が開き、同時に脚（２００）、（２０２）、（２０４）の負のスイッチ（２０８）が閉じて、ＡＣの電圧の負の成分をロード（１１６）に伝導してもよい。インバータ（１０４）の各脚（２００）、（２０２）、（２０４）の正と負のスイッチ（２０６）、（２０８）は、ＰＷＭシグナルのスイッチング周波数で、開位置と閉位置との間をそれぞれ交互に切り替わって、ＤＣをＡＣに変換させてもよい。
（図１に示される通り）同じ正と負のＤＣバス（１１２）、（１１４）に接続された複数のインバータ（１０４）のスイッチング周波数の共通性（これはコントローラ回路（１０２）によって生成されたＰＷＭシグナルに基づく）は、キャパシタ（１２０）によって受け取られたＲＭＳ電流を増加させる。追加的に、複数のインバータ（１０４）の位相の共通性は、図１に示されるシステム（１００）の回路（１０６）中でリップル電圧またはリップル電流を作り出すことがあり、これは、代理人整理番号３１３４０２を有し、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる「ＲＩＰＰＬＥ ＣＵＲＲＥＮＴ ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」と題された米国特許出願に説明される通りである。
図３は、共通のＰＷＭシグナルによる、インバータ（１０４）のスイッチングサイクルＲ、Ｙ、Ｂを示す。各インバータ（１０４）（図３の「インバータ１」、「インバータ２」、「インバータ３」、「インバータ４」、「インバータ５」、「インバータ６」）について、スイッチングサイクルＲ、Ｙ、Ｂは、（図２に示される）インバータ（１０４）の脚（２００）、（２０２）、（２０４）の各々に対して示される。スイッチングサイクルＲは、インバータ（１０４）の第１の脚（２００）の（図２に示される）正と負のスイッチ（２０６）、（２０８）が閉状態と開状態との間を交互に切り替わる速度を表わすことができ、スイッチングサイクルＹは、インバータ（１０４）の第２の脚（２０２）の正と負のスイッチ（２０６）、（２０８）が閉状態と開状態との間を交互に切り替わる速度を表わすことができ、そして、スイッチングサイクルＢは、インバータ（１０４）の第３の脚（２０４）の正と負のスイッチが開状態と閉状態との間を交互に切り替わる速度を表わすことができる。インバータのスイッチングサイクルは、スイッチングサイクルの時間（例えばミリ秒）を表す水平軸（３００）と共に示される。図３に示されるように、スイッチングサイクルは、インバータ（１０４）の各々の対応する脚（２００）、（２０２）、（２０４）に対して同じである。これにより結果として、異なるインバータ（１０４）の同じ脚（２００）、（２０２）、（２０４）に対するスイッチングサイクルが、同じ周波数で変化することになる。
図４は、システム（１００）のキャパシタ（１２０）にわたって伝導される電流（４０２）の実施形態の画像例（４００）である。図４に示される電流（４０２）は、電流の時間を（例えば秒の単位で）表す水平軸（４０４）と、電流（４０２）の大きさをアンペアの単位で表す垂直軸（４０６）と共に示される。ＰＷＭシグナルの共通の周波数は、結果として、共通バス（１１２）、（１１４）に沿い、かつキャパシタ（１２０）にわたって伝導される、電流（４０２）として示される総電流をもたらす。例えば、コントローラ回路（１０２）によって生成されたＰＷＭシグナルの共通の周波数は、５４０ヘルツであってもよく、その結果、キャパシタ（１２０）にわたるおよそ１０８０ヘルツの周波数となる。
図５は、図１に示されるシステム（１００）のキャパシタ（１２０）にわたって電導される電流（５０２）の増幅スペクトルの画像例（５００）である。図５に示される電流は、電流の周波数を（例えばヘルツの単位で）表す水平軸（５０４）と、電流のＲＭＳ値などの、電流の大きさをアンペアの単位で表す垂直軸（５０６）と共に示される。電流（５０２）は、インバータ（１０４）のスイッチング周波数の期間中、正と負のＤＣバス（１１２）、（１１４）上で伝導されるリップル電流を含んでいるかもしれず、同様である（ａｒｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ）。例えば、図５に示される電流は、インバータ（１０４）に対してコントローラ回路（１０２）によって生成されたＰＷＭシグナルの周波数が図３に示される通りである時に、作り出されるかもしれない。
図５の図例では、電流は、インバータ（１０４）のＰＷＭシグナルの周波数に基づいて生成される。インバータ（１０４）が共通のスイッチング周波数で動作するため、キャパシタ（１２０）にわたる電流の追加的ピーク（５１０）が生成されるかもしれない。ピーク（５１０）は、正と負のＤＣバス（１１２）、（１１４）に沿って伝導されるリップル電流を表わしてもよい。ピーク（５１０）は、水平軸（５０４）に沿って、スイッチング周波数の偶数倍（例えばスイッチング周波数の２倍、スイッチング周波数の４倍、スイッチング周波数の６倍など）で、またはその近くで、生じてもよい。ピーク（５０８）は、１０８０ヘルツで示され、キャパシタ（１２０）にわたる電流のピーク周波数を示している。ピーク（５０８）は、ＰＷＭ周波数に対応するインバータ（１０４）のスイッチングサイクルの周波数に基づいてもよい。電流（５０２）のピーク（５０８）、（５１０）の合計ＲＭＳは、図５に示される通り、２８４アンペアを上回る。合計ＲＭＳに基づいて、キャパシタ（１２０）のサイズおよび／またはコストが決定されてもよい。
ＲＭＳ電流を低下させるために、コントローラ回路（１０２）が、周波数シフトを、１以上のインバータ（１０４）のそれぞれのスイッチングサイクルに対して適用するように構成されてもよい。インバータ間のスイッチングサイクルのシフトは、キャパシタ（１２０）にわたるＲＭＳ電流を低下させる。
図６は、システム（１００）のキャパシタ（１２０）にわたって伝導される周波数がシフトされた電流（６０２）の実施形態の画像例（６００）である。図６に示される電流（６０２）は、電流の時間を（例えば秒の単位で）表す水平軸（６０４）と、電流（４０２）の大きさをアンペアの単位で表す垂直軸（６０６）と共に示される。電流（６０２）は、インバータ（１０４）の各々に対してＰＷＭ周波数を調節するコントローラ回路（１０２）に基づく。例えば、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）の各々に対するＰＷＭ周波数を、所定の量で調節してもよい。所定の量は、インバータ（１０４）の数、インバータ（１０４）の位相の数（例えば３）などに基づいて、ヘルツによる一連の数字（例えば、５、１０、１５、少なくとも１０など）、パーセント（例えば、２％、３％、５％、少なくとも２％など）であってもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、５２５ヘルツ、５３５ヘルツ、５４５ヘルツ、５５５ヘルツ、５６５ヘルツ、および５７５ヘルツなどの、インバータ（１０４）の各々に対して異なるＰＷＭ周波数を生成するように構成されてもよい。
追加的に、または代替的に、コントローラ回路（１０２）は、２以上のインバータ（１０４）などのインバータ（１０４）に送達されるＰＷＭ周波数の一部のみを調節してもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、少なくとも第１のインバータ（１０４）が５４０ヘルツの周波数を有するように、また、少なくとも第２のインバータ（１０４）が５４６ヘルツの周波数を有するように、調節してもよい。随意に、少なくとも２つのインバータ（１０４）は、周波数シフト後に同じ周波数を有してもよい。例えば、インバータ（１０４）の３つが５４０ヘルツの周波数を有していてもよく、そして、残りのインバータ（１０４）が５４６ヘルツの周波数を有する。随意に、周波数間の差異は、３の倍数（例えば６ヘルツ）に基づいてもよく、および／または インバータ（１０４）の位相に数に基いてもよい。例えば、インバータ（１０４）は３つの異なる位相に基づいてもよく、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）のスイッチングサイクルの第１の周波数と第２の周波数とを、３の倍数に基づいて設定してもよい。
図７は、キャパシタ（１２０）にわたって伝導される電流（７０２）の増幅スペクトルの実施形態の画像例（７００）である。図７に示される電流（７０２）は、電流の周波数を（例えばヘルツの単位で）表す水平軸（７０４）と、電流の二乗平均平方根（ＲＭＳ）値などの電流の大きさをアンペアの単位で表す垂直軸（７０６）と共に示される。電流（７０２）は、インバータ（１０４）のスイッチング周波数の期間中、正と負のＤＣバス（１１２）、（１１４）上で伝導されるリップル電流を含んでいるかもしれない。ピーク（７１０）、（７１２）は、正と負のＤＣバス（１１２）、（１１４）に沿って伝導されるリップル電流を表わしてもよい。ピーク（７１０）、（７１２）は、スイッチング周波数の偶数倍（例えばスイッチング周波数の２倍、スイッチング周波数の４倍、スイッチング周波数の６倍など）で、またはその近くで、水平軸（７０４）に沿って生じてもよい。
画像例（７００）に示される通り、電流（７０２）は、キャパシタ（１２０）にわたる電流のピーク（５０８）周波数を含んでいない。むしろ、コントローラ回路（１０２）によるＰＷＭ周波数の周波数シフトは、共通バス（１１２）、（１１４）に沿った高調波電流スペクトルの広がりに対応する。例えば、複数のピーク（７０８）は１０８０ヘルツの近くで示されるが、複数のピーク（７０８）の各々は、水平軸（７０４）に沿った異なる周波数で示される。図５に示されるピーク（５０８）との比較では、複数のピーク（７０８）は、異なる周波数ピークにおける高調波電流スペクトルの広がりを表わす。複数のピーク（７０８）は、周波数シフトに基づく、インバータ（１０４）のピーク周波数を表わしてもよい。例えば、複数のピーク（７０８）のピークの各々は、インバータ（１０４）の１つに対応してもよい。複数のピーク（７０８）は、インバータ（１０４）によって受け取られたＰＷＭ周波数に基づいて、１０５０ヘルツ、１０７０ヘルツ、１０９０ヘルツ、１１１０ヘルツ、１１３０ヘルツ、および１１５０ヘルツに対応してもよい。
複数のピーク（７０８）の電流（７０２）が、図５に示されるピーク（５０８）に比べてより低いことが留意され得る。例えば、電流（７０２）の合計ＲＭＳは、およそ１７７アンペアである。周波数シフトに基づいて、電流（７０２）のＲＭＳは、電流（５０２）のＲＭＳに比べてより低く、それによって、キャパシタ（１２０）のサイズおよび／またはコストの低下が可能になる。
図８は、インバータ電流システム（１００）の電流を低下させる方法（８００）のフローチャートを示す。方法（８００）は、例えば、本明細書で議論される様々な実施形態（例えばシステムおよび／または方法）の構造または態様を利用してもよい。様々な実施形態で、特定の工程（または動作）が省略されるか、または追加されてもよく、特定の工程が組み合わされてもよく、特定の工程が同時に実行されてもよく、特定の工程が並列的に実行されてもよく、特定の工程が複数の工程に分割されてもよく、特定の工程が異なる順序で実行されてもよく、あるいは特定の工程または一連の工程が反復的に再実行されてもよい。様々な実施形態で、方法（８００）のポーション、態様、および／または変化形は、ハードウェアに対して本明細書に記載される１以上の動作を実行するように指示するための、１以上のアルゴリズムとして使用されてもよい。他の方法が、本明細書の実施形態に従って使用されてもよいことが、留意されるべきである。
（８０２）で、コントローラ回路（１０２）は、共通バス（１１２）、（１１４）と少なくとも１つのキャパシタ（１２０）とに接続された、インバータ（１０４）の数を決定するように構成されてもよい。インバータ（１０４）は、インバータ（１０４）の異なるスイッチ（２０６）、（２０８）を、インバータ（１０４）の各々に対するそれぞれのスイッチングサイクルで、開状態と閉状態との間で交互に切り替えることによって、ＤＣを、共通バス（１１２）、（１１４）を通ってＡＣに変換するように構成される。インバータ（１０４）の数は、コントローラ回路（１０２）に動作可能に連結されたメモリ（例えばフラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの、有形の、非一時的コンピュータ可読媒体）に保存されてもよい。追加的に、または代替的に、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）に送達されるＰＷＭシグナルの数に基づいて、システム（１００）のインバータ（１０４）の数を決定してもよい。
（８０４）で、コントローラ回路（１０２）は、１以上のインバータ（１０４）のスイッチングサイクルへの周波数シフトを決定するように構成されてもよい。周波数シフトは、インバータ（１０４）の数に基づいて決定されてもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）の数に基づいて周波数の数を決定してもよい。コントローラ回路（１０２）は、図１に示される通り、インバータ（１０４）の数を６であると決定してもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）を、等しい数のインバータ（１０４）を有するポーションにグループ化してもよい。コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）を、各々が異なる周波数を有する２つのグループにグループ化してもよい。別の実施例では、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）を、３つのグループにグループ化してもよい。コントローラ回路（１０２）は、ＰＷＭシグナルの各々を、３つのグループに対して異なる周波数を有するように、調節してもよい。別の例では、コントローラ回路（１０２）は、ＰＷＭシグナルの各々に異なる周波数を持たせてもよい。ＰＷＭシグナルは、インバータ（１０４）に対するそれぞれのスイッチングサイクルを表わしてもよい。
グループおよび／またはインバータ（１０４）に割り当てられた異なる周波数が、所定の量に基づいて変化し得ることが、留意され得る。所定の量は、メモリに保存されてもよい。所定の量は、インバータ（１０４）の数、インバータ（１０４）の位相の数（例えば３）などに基づいて、ヘルツによる一連の数字（例えば、５、１０、１５、少なくとも１０など）、パーセント（例えば、２％、３％、５％、少なくとも２％など）であってもよい。
（８０８）で、コントローラ回路（１０２）は、共通バス（１１２）、（１１４）上に伝導されるＲＭＳ電流を、周波数シフトに基づいて低下させるように構成されてもよい。図７に関して、周波数シフトは、共通バス（１１２）、（１１４）に沿った高調波電流スペクトルの広がりに対応してもよい。例えば、複数のピーク（７０８）は、コントローラ回路（１０２）によって、インバータ（１０４）に送達されるＰＷＭシグナルの異なる周波数に基づいてもよい。例えば、ピーク（７０８）の各々は、ＰＷＭシグナルの周波数で、インバータ（１０４）の１つに相当してもよい。周波数シフトに基づいて、キャパシタ（１２０）にわたるＲＭＳ電流が低下される。
図５に関して、コントローラ回路（１０２）は、ＰＷＭシグナルの共通の周波数を、インバータ（１０４）の各々に送達してもよい。共通の周波数に基づいて、キャパシタ（１２０）にわたるＲＭＳ電流は、およそ２８４アンペアである。
図７に関して、少なくとも２つのインバータ（１０４）のＰＷＭシグナルの周波数を調節することによって、ＲＭＳ電流は、キャパシタ（１２０）にわたって、図５に示されるＲＭＳ電流に対して低下される。
（８１０）で、コントローラ回路（１０２）は、少なくとも１つのキャパシタ（１２０）にわたってＲＭＳ電流を測定するように構成されてもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、図１の（１２２）で、共通バス（１１２）、（１１４）に導電的に連結されてもよい。随意に、（１２２）は、電圧センサおよび／または電流センサであってもよい。追加的に、または代替的に、コントローラ回路（１０２）は、（１２２）で連結されているアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）および／またはアナログ・フロント・エンドを含んでもよく、それらが、共通バス（１１２）、（１１４）の電圧および／または電流を測定する。コントローラ回路（１０２）は、（１２２）で、キャパシタ（１２０）における共通バス（１１２）、（１１４）にわたる電流を測定するように構成されてもよい。メモリに保存されたキャパシタ（１２０）の電気的特性（例えば静電容量）に基づいて、コントローラ回路（１０２）は、キャパシタ（１２０）にわたるＲＭＳ電流を決定してもよい。
（８１２）で、コントローラ回路（１０２）は、ＲＭＳ電流が閾値を上回っていることを決定するように構成されてもよい。例えば、閾値は、メモリに保存された所定の０以外の閾値であってもよい。閾値は、キャパシタ（１２０）とＲＭＳ電流の電気的特性に基づいてもよく、そして、キャパシタ（１２０）は、システム（１００）内で処理を行うように構成および／または指定されてもよい。例えば、キャパシタ（１２０）は、システム（１００）内の電流の量を処理するように製造されてもよい。電流がキャパシタの指定電流を上回る場合、キャパシタ（１２０）は、損傷を受けるかもしれず、および／または欠陥を生じるかもしれない。閾値は、キャパシタ（１２０）に対して指定されたＲＭＳ電流であってもよく、および／または、指定量未満のＲＭＳ電流であってもよい。
ＲＭＳ電流が閾値を上回る場合、（８１４）で、コントローラ回路（１０２）は、周波数シフトを調節するように構成されてもよい。コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）のスイッチングサイクルに対して異なる周波数のＰＷＭシグナルを有するインバータ（１０４）の数を、増加させるように構成されてもよい。ある実施形態では、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）の２つの異なるグループに対応する、２つの異なる周波数のＰＷＭシグナルを有してもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）を、第１の周波数のＰＷＭシグナルを有する第１のグループ（例えば、図１に示される「インバータ＃１」、「インバータ＃２」、「インバータ＃３」）と、第２の周波数（例えば第１の周波数からの差異）を有する第２のグループ（図１に示される「インバータ＃４」、「インバータ＃５」、および「インバータ＃６」）とにグループ化した。閾値を上回るＲＭＳ電流に基づいて、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）を、異なる周波数のＰＷＭシグナルを各々有する３つの異なるグループにグループ化してもよい。例えば、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）を、第１の周波数のＰＷＭシグナルを有する第１のグループ（例えば、図１に示される「インバータ＃１」と「インバータ＃２」）と、（例えば第１の周波数から異なる）第２の周波数を有する第２のグループ（例えば、「インバータ＃３」と「インバータ＃４」）と、（例えば、第１の周波数と第２の周波数とは異なる）第３の周波数を有する第３のグループ（例えば、「インバータ＃５」と「インバータ＃６」）とにグループ化する。追加的に、または代替的に、コントローラ回路（１０２）は、インバータ（１０４）に送達される各ＰＷＭシグナルに対して、異なる周波数を割り当ててもよい。
図９は、交流システム（９００）を示す。一例では、電流システムは、回路（９０６）の、複数のコンバータ（９０４）（「コンバータ＃１」、「コンバータ＃２」、および「コンバータ＃３」）と動作可能に接続された、または連結された、コントローラ回路（９０２）を含む。一例では、マスターコントローラ（９０８）は、コントローラ回路（９０２）と回路（９０６）とに動作可能に連結されて、コントローラ回路（９０２）、コンバータ（９０４）、および回路（９０６）をモニタリングし、そして、コントローラ回路（９０２）と回路（９０６）とを、システム（９００）と図１７の方法とに関して本明細書に記載されている通りに、動作させる。マスターコントローラ（９０８）は、コンピューティングデバイス、マイクロコントローラ、１以上のプロセッサ、ハードウェア、プログラムなどであってもよく、あるいはそれらを含んでもよく、また、車両に搭載されていてもよく、車両から遠隔にあるなどでもよい。
システム（９００）は、車両の一部であってもよい。車両は、ルートに沿って車両を推進するために牽引力を生成する、推進力生成車両システムを表わしてもよい。一例では、車両は機関車などの鉄道車両であってもよいが、代替的に別のタイプの車両システムであってもよい。例えば、車両は、別のタイプのオフハイウェー車両（例えば公道を走行するように指定および／または許可されていない車両）、あるいは、自動車、採掘用車両などであってもよい。追加的に、または代替的に、システム（９００）は、電力ジェネレータなどの、固定システムを含んでもよい。
コントローラ回路（９０２）は、本明細書に記載されている通り、１以上の有線接続および／または無線接続を介してコンバータ（９０４）と接続されて、コントローラ回路（９０２）がコンバータ（９０４）の動作をモニタリンすることおよび／または制御することを可能にしてもよい。コントローラ回路（９０２）は、コンバータ（９０４）のスイッチングサイクルを制御するように構成されてもよい。スイッチングサイクルは、コントローラ回路（９０２）によって生成された、一連のＰＷＭシグナルによって定義されてもよい。ＰＷＭシグナルは、インバータ（９０４）内のスイッチを調節する矩形波などのデジタルシグナルであってもよい。ＰＷＭシグナルは、対応するコンバータ（９０４）への有線接続および／または無線接続に沿って、コントローラ回路（９０２）から受け取られてもよい。随意に、ＰＷＭシグナルは、非同期シグナルであってもよい。コントローラ回路（９０２）は、本明細書に記載される動作を実行する１以上のプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および／または集積回路）を含む、および／またはそれらと接続されている、ハードウェア回路を含む。
回路（９０６）は、電源（９１０）を共通バス（９１２）、（９１４）に沿ってコンバータ（９０４）に接続する、１以上のハードウェア回路を表わす。電源（９１０）は、共通バス（９１２）、（９１４）に沿ってコンバータ（９０４）に電流を提供することができる、１以上のデバイスを表わすことができる。一例では、電源（９１０）は交流（ＡＣ）を提供する。特に、電源は変圧器であってもよい。具体的には、一例では、電源は、車両に非搭載の、商用電源であってもよい。複数のコンバータ（９０４）が同じＡＣバス（９１２）と同じＡＣバス（９１４）とによって、電源（９１０）と接続されているので、バス（９１４）、（９１４）は、共通バスと呼ばれてもよい。一実施形態では、バス（９１２）、（９１４）の各々は、互いに並列にバスに接続されたコンバータを備えた、単一の電導体または電導経路、あるいは複数の電導体または電導経路であり得る。
回路（９０６）は、ＡＣを、電源（９１０）からコンバータ（９０４）に伝導し、当該コンバータ（９０４）はＡＣを直流（ＤＣ）に変換し、当該直流（ＤＣ）は、複数のロード（９１６）（図９の「ロード＃１」、「ロード＃２」、および「ロード＃３」）に供給される。ロード（９１６）は、コンバータ（９０４）から受け取られたＤＣを使用して仕事を実行する、様々なデバイスを表わすことができる。例えば、ロード（９１６）は、車輪、ブロア、冷却システム、暖房システムなどに動力供給するバッテリー、ソーラーコンバータ、他のＤＣのロードなどを表わしてもよい。図９に示されるコンバータ（９０４）および／またはロード（９１６）の数は、一例として提供されている。随意に、わずか２つのコンバータまたは１０を超えるコンバータが使用されてもよい。例えば、システム（９００）は、２０のコンバータ（９０４）および／または２０のロード（９１６）を含んでもよい。
コントローラ回路（９０２）と電源（９１０）とは、１以上の有線接続および／または無線接続によって、通信可能に連結されてもよい。コントローラ回路（９０２）は、電源（９１０）への入力および／または電源（９１０）からの出力に基づいて、電源（９１０）の動作をモニタリングしてもよい。例えば、コントローラ回路（９０２）は、各ＤＣのロード（９１６）に基づくロード（９１６）によって、要求される、電源（９１０）からの電流を決定してもよい。
電流システム（９００）は、可逆的である。特に、追加的電流が車両の他の位置で必要になった場合、ＤＣのロードは、電源（９１０）に対して、第１のＡＣ共通バス（９１２）と第２のＡＣ共通バス（９１４）とを介して、電流を提供してもよい。一例では、ＤＣのロードはバッテリーであり、そして、ＤＣがバッテリーから少なくとも１つのコンバータ（９０４）に供給されてもよい。その後、少なくとも１つのコンバータ（９０４）は、ＤＣを、電源（９１０）に供給されるためのＡＣに変換する。このように、追加的電流が車両システムの他のアプリケーションに対して望ましい時、ＤＣのロードが、この追加的電流を提供してもよい。
コンバータ（９０４）の動作は、ＡＣの共通バス（９１２）、（９１４）上で、リップル電圧またはリップル電流を作り出すか、または誘起するかもしれない。キャパシタまたは他の静電容量素子（９２０）が、ＡＣ共通バス（９１２）、（９１４）に連結されて、このリップル電圧またはリップル電流のばらつきを平滑化（例えば低下）させてもよい。回路（９０６）は、１を超えるキャパシタ（９２０）を含んでもよいことが留意され得る。
随意に、システム（９００）は、コンバータ（９０４）の１以上の特性をモニタリングする、コンバータセンサ（９１８）を含んでもよい。一実施形態では、コンバータセンサ（９１８）は、電圧計または電流計を含み、それらは、電源（９１０）から共通バス（９１２）、（９１４）の１以上を介してコンバータ（９０４）に伝導される、電圧および／または電流を測定する。図９に示される通り、各コンバータ（９０４）は、コントローラ回路（９０２）に対するコンバータ（９０４）に接続されたコンバータセンサ（９１８）を有して、各コンバータ（９０４）の特性をモニタリングしてもよい。コンバータセンサ（９１８）は、コンバータ（９０４）に提供される電圧、および／またはコンバータ（９０４）によって出力される電流および／または電圧を、測定するように構成される。例えば、コンバータセンサ（９１８）は、正のＡＣバス（９１２）とコンバータ（９０４）との間のコンバータ（９０４）と連結されて、入力電圧または入力電流を測定してもよく、そして、１以上の追加的コンバータセンサ（９１８）は、コンバータ（９０４）とＤＣのロードとの間のコンバータ（９０４）と連結されて、コンバータ（９０４）によって出力されるＤＣを測定してもよい。
コントローラ回路（９０２）は、複数のコンバータ（９０４）の使用の結果として生じるリップル電流成分を低下させるように構成される。一例では、リップル電流成分を低下させるために、コントローラ回路（９０２）は、複数のコンバータ間で１サイクルごとに異なるスイッチング周波数を適用するように構成される。随意に、スイッチングサイクルへの周波数シフトは、基本の電流成分周波数の倍数であってもよい。別の実施例では、リップル電流を低下させるために、コントローラ回路（９０２）は、同じスイッチング周波数で切り替わる複数のコンバータ間で位相シフトを適用するように構成される。位相シフトは、１以上の要因に左右され、例えば、コンバータの配置、コンバータの数、低下されるべき対象の高調波周波数（Ｈｚ）、低下されるべき高調波電流の二乗平均平方根値（例えば、低下位相シフトとなる高調波電流を作ること、異なるコンバータに対して使用されるフィルタ成分（キャパシタまたはインダクタ）の値（例えば、スイッチングサイクルの角度について、４つのインバータに対して９０°、２つのインバータに対して１８０°の、低下位相シフトとなる高調波電流を作ることであり、ここで、１スイッチングサイクルの角度は３６０°である）などに左右される。位相シフトは、同様に４５°、６０°などであってもよい。さらに別の例では、リップル電流を低下させために、コントローラ回路（９０２）は、基本のＡＣ側電圧印加において位相シフトを適用するように構成される。各例では、コントローラ回路（９０２）は、リップル電流成分を低下させるように機能し、電流システム（９００）の機能性を改善する。コントローラ回路（９０２）はまた、複数のコンバータから共通バス上に伝導されるリップル電流成分を予測し、そして、共通バス上に伝導されるリップル電流成分を、複数のコンバータの少なくとも１つのコンバータのスイッチングサイクルの位相または周波数を変化させることによって、予測通りに、捕捉されたリップル電流成分と比較して低下させるように、構成される。具体的には、コントローラ回路（９０２）は、コンバータセンサ（９１８）を使用してリップル電流成分を予測してもよく、そして、リップル電流成分が生じるのを待ち、そしてその後に調節を行う代わりに、予測に基づきそれに従ってスイッチングサイクルの位相または周波数を調節してもよい。ここに記載されるリップル電流は、すべての高調波のＲＭＳであり得る。例えば、６０ＨｚのＡＣシステムでは、リップル電流ＲＭＳは、０から無限大の周波数を含んでもよい。代替的に、選択周波数のみが、ＲＭＳ計算に含まれてもよい（例、５次と７次の高調波）。別の実施形態は、選択された高調波の加重ＲＭＳ電流（例（ｋ８＊ｉ８＾２＋ｋ１０＊ｉ１０＾２）の二乗平方根（ｓｑｒｔ（ｋ８＊ｉ８＾２＋ｋ１０＊ｉ１０＾２））のみを含んでもよい。
図１０－図１５は、図９のシステム（９００）に関する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のグラフを示す。具体的には、全高調波歪は、入力正弦波の高調波周波数での総エネルギーを測定し、そのような総エネルギーの各々を二乗し、これらの二乗を加算し、そしてその合計の平方根を求めることによって計算されてもよい。その合計の平方根は、二乗平均平方根と呼ばれてもよい。結果的にそのような高調波周波数となる電流または電圧の成分は、リップル電流またはリップル電圧と呼ばれる。具体的には、ＡＣ電流については、電流は、基本の電流成分とリップル電流成分とを含み、ここで、リップル電流成分は、全高調波歪によって表わされてもよい。リップル電流成分は望まれず、そして、図１０－図１５のグラフは、コンバータを通る電流の伝導が、どのように結果的に全高調波歪をもたらすか、そして、全高調波歪を低下させるために、コントローラ回路（９０２）がどのように図９のシステム（９００）に実装され得るかを示す。例として、各グラフについて、スペクトル解析が、．７２５の変調指数、７２０Ｈｚのスイッチング周波数、および６０Ｈｚの基本周波数成分で、ソース電流スペクトルに対して実施された。しかし、スイッチング周波数と基本周波数とは、任意の値であり得る。
図１０は、システム（９００）の単一のコンバータのみが動作している時の、ソース電流スペクトルを示す。具体的には、１つのアクティブ整流器のみが動作している。この点では、コントローラ回路（９０２）は利用されていない。グラフは、Ｘ軸（１００２）を周波数に関してヘルツで提供し、Ｙ軸（１００４）は大きさを表わしている。グラフ上の各１つ１つの点（１００６）は、高調波電流を表わし、Ｘ軸は高調波が発生する周波数を表わし、そしてＹ軸は高調波の大きさまたは振幅を表わす。全高調波歪に到達するために、上に記載される通り、各ポイント（１００６）の大きさは二乗され、それらの二乗は合計され、その後その合計の平方根が決定される。この様にして、二乗平均平方根が提供される。例示の図では、１つのコンバータがアクティブ状態で、ソース電流の全高調波歪は、２２５．１Ａの１１．９６％である。
図１１は、（９００）のシステムの第１のコンバータと第２のコンバータとが動作している時の、ソーススペクトルを示す。ここでも、コントローラ回路は利用されていない（つまり、所与のコンバータ間の位相シフトまたは周波数シフトは無し）。第２のコンバータが追加されると、グラフから確認できる通り、ソース電流のＴＨＤは２７０．６Ａの１９．８７％に増加する。したがって、使用中のコンバータの数が増加すると、システムのＴＨＤは同様に増加する。
図１２は、システム（９００）の第１のコンバータと第２のコンバータとが動作している時の、ソーススペクトルを再び示す。このグラフは単に、コントローラ回路（９０２）がシステム（９００）のＴＨＤを低下させるために使用される時に何が生じるか示す。この例では、コントローラ回路（９０２）は、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成され、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。この例では、指定された基準は、ＴＨＤを２７０．６Ａの１９．８７％未満になるように低下させることである。代替的に、指定された基準は、全高調波または要求歪（ｔｏｔａｌ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｏｒ ｄｅｍａｎｄ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）、全加重高調波（ｔｏｔａｌ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｈａｒｍｏｎｉｃ）、評価雑音電流（ｐｓｏｐｈｍｅｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ）、高調波などの少なくとも１つを含んでもよいが、これらに限定されない。ＴＨＤを２７０．６Ａの１９．８７％未満（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １９．８７％ ｏｒ ２７０．６Ａ）になるように低下させるという指定された基準を遂行するために、コントローラ回路（９０２）は、第１のコンバータと第２のコンバータに対して異なるスイッチング周波数を提供する。その結果、ＴＨＤは２７０．６Ａの１５．３％に低下される。従って、指定された基準は充足されている。
図１３は、システム（９００）の第１のコンバータと第２のコンバータとが動作している時の、ソーススペクトルの別の例を示す。ここでも、コントローラ回路（９０２）は、システム（９００）のＴＨＤを低下させるために使用され、そして、コントローラ回路（９０２）は、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成され、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。この例では、指定された基準は、また、ＴＨＤを２７０．６Ａの１９．８７％未満になるように低下させることである。それを遂行するために、コントローラ回路（９０２）は、第１のコンバータと第２のコンバータに対して、同じスイッチング周波数を提供するが、それらは９０°の角度でシフトされている。その結果、ＴＨＤは、２７０．６Ａの１３．９７％に低下され、そしてここでも、指定された基準が充足されている。加えて、スイッチング周波数に関する改良も提供される。
図１４は、システム（９００）の第１のコンバータと第２のコンバータとが動作している時の、ソーススペクトルのさらに別の例を示す。コントローラ回路（９０２）は、システム（９００）のＴＨＤを低下させるために使用され、そして、コントローラ回路（９０２）は、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成され、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。この例では、指定された基準は、また、ＴＨＤを２７０．６Ａの１０％未満になるように低下させることである。それを遂行するために、コントローラ回路（９０２）は、第１のコンバータと第２のコンバータに対して、同じスイッチング周波数を提供するが、それらは１８０°の角度でシフトされている。その結果、ＴＨＤは２７０．６Ａの２．１１％に低下され、指定された基準は充足され、そして、結果的に図１２と図１３のグラフをもたらす方法論と比較されてなお、ＴＨＤの大幅な減少が遂行される。
図１５は、システム（９００）の第１のコンバータと第２のコンバータとが動作している時の、ソーススペクトルのさらに別の例を示す。コントローラ回路（９０２）は、システム（９００）のＴＨＤを低下させるために使用され、そして、コントローラ回路（９０２）は、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成され、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。この例では、指定された基準は、ＴＨＤを３００Ａの１９．８７％未満になるように低下させることである。それを遂行するために、コントローラ回路（９０２）は、同位相の基本の電圧をシフトさせている。その結果、ＴＨＤは、３１０．７Ａの１５．８３％に低下され、そして、指定された基準が充足されている。従って、アンペアが増加されたとしても、ＴＨＤパーセントは、コントローラ回路が使用されない時のＴＨＤパーセントの量を下回ったままである。
図１６Ａ－図１６Ｄは、システムのコンバータの異なる配置を示す。一例では、システムは、図９のシステム（９００）である。特に、各図は、コンバータ（１６０２）がどのように配置され得るかを示す。具体的には、その配置に基づいて、異なるスイッチングサイクルのシフトが、ＴＨＤを低下させるために提供されてもよい。例えば、図１６Ａについては、１８０°のシフトが提供されてもよく、一方で、図１６Ｂについては、６０°のシフトが提供されてもよく、図１６Ｃについては９０°のシフト、そして図１６Ｄについては４５°のシフトが提供されてもよい。そのため、ＴＨＤを低下させるために使用されるシフトは、１以上の因子に基づいてもよく、例えば、コンバータの配置、コンバータの数、低下されるべき対象の高調波周波数（Ｈｚ）、低下されるべき高調波電流の二乗平均平方根値（例えば、低下位相シフトとなる高調波電流を作ること、異なるコンバータに対して使用されるフィルタ成分（キャパシタまたはインダクタ）の値、に基づいてもよい。
図１７は、システム（９００）のリップル電流を低下させる方法（１７００）のフローチャートを示す。方法（１７００）は、例えば、本明細書で議論される様々な実施形態（例えばシステムおよび／または方法）の構造または態様を利用してもよい。様々な実施形態で、特定の工程（または動作）が省略されるか、または追加されてもよく、特定の工程が組み合わされてもよく、特定の工程が同時に実行されてもよく、特定の工程が並列的に実行されてもよく、特定の工程が複数の工程に分割されてもよく、特定の工程が異なる順序で実行されてもよく、あるいは特定の工程または一連の工程が反復的に再実行されてもよい。様々な実施形態で、方法（１７００）のポーション、態様、および／または変化形は、ハードウェアに本明細書に記載される１以上の動作を実行するように指示するための、１以上のアルゴリズムとして使用されてもよい。他の方法が、本明細書の実施形態に従って使用されてもよいことが、留意されるべきである。
（１７０２）で、システムの少なくとも第１のコンバータと第２のコンバータとが動作している。一例では、第１のコンバータと第２のコンバータとは、図９のシステム（９００）の一部である。特に、ＡＣ共通バスにＡＣを印加するＡＣ電源を含むシステムが、２以上のＤＣのロードに電流を供給するために提供されてもよい。
（１７０４）で、コントローラ回路は、ＲＭＳ電流が閾値を上回っているか否かを決定するように構成されてもよい。一例では、コントローラ回路は、図９のシステム（９００）のコントローラ回路（９０２）である。例えば、閾値は、メモリに保存された所定の０以外の閾値であってもよい。
（１７０６）で、ＲＭＳ電流が（１７０４）で閾値を下回っている場合、追加的アクションは講じられない。（１７０４）でＲＭＳが閾値を上回っている場合、その後（１７０８）で、コントローラ回路は、ＡＣ共通バス（９１２）、（９１４）上に伝導されるＲＭＳ電流を低下させてもよい。第１の例では、コントローラ回路は、ＲＭＳ電流を低下させるために、第１のコンバータと第２のコンバータのスイッチング周波数を変化させるように構成されてもよい。別の実施例では、コントローラ回路は、第１のコンバータと第２のコンバータとの間で、電流の位相をシフトするように構成されてもよい。そのシフトは、９０°、１８０°などであってもよい。一実施形態における位相シフトの決定は、電流システム内の、コンバータの数および／またはコンバータの配置に依存してもよい。さらに別の例では、コントローラ回路は、基本の電圧の位相をシフトさせるように構成されてもよい。
１以上の実施形態によれば、共通バスに接続された複数のコンバータを含み得るシステムが提供される。コンバータの各々は、コンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を共通バスを通って複数のＤＣバスに対して変換するように構成される。スイッチングサイクルは、スイッチング周波数とスイッチング位相とを有してもよい。システムはまた、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成されるコントローラ回路を含んでもよく、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。コントローラ回路は、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣを調節するように構成されてもよい。
随意に、コントローラ回路は、１）複数のコンバータのスイッチング周波数が同じである時に、スイッチング位相への位相シフトを、２）周波数シフトを有する、複数のコンバータの少なくとも１つのスイッチングサイクルは、複数のコンバータの少なくとも１つの他のコンバータのスイッチングサイクルとは異なるような、複数のコンバータの少なくとも１つのスイッチングサイクルへの周波数シフトを、または、３）複数のコンバータへのＡＣ電圧入力における位相シフトを、適用するために、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣのリップル電流成分を調節するように構成されてもよい。別の態様では、ＡＣは、基本の電流成分とリップル電流成分とを含んでもよく、そして、コントローラ回路は、ＡＣのリップル電流成分を調節するのみである。一例では、システムは、ＤＣのロードを含み、それがＤＣを受け取ってもよい。一実施形態では、ＤＣのロードは、バッテリーまたはソーラーコンバータの１つであってもよい。
随意に、コントローラ回路は、第１のグループの複数のコンバータの１以上におけるスイッチングサイクルを第１のスイッチング周波数で動作させること、および、第２の、異なるグループの複数のコンバータの１以上におけるスイッチングサイクルを、異なる、第２のスイッチング周波数で動作させることによって、ＡＣ電流を調節するように構成されてもよい。別の実施例では、コントローラ回路は、複数のコンバータの１以上におけるスイッチングサイクルが位相シフトを有するように動作させることによって、ＡＣ電流を調節するように構成されてもよい。位相シフトは、１以上の要因に左右され、例えば、コンバータの配置、コンバータの数、低下されるべき対象の高調波周波数（Ｈｚ）、低下されるべき高調波電流の二乗平均平方根値（例えば、低下位相シフトとなる高調波電流を作ること、異なるコンバータに対して使用されるフィルタ成分（キャパシタまたはインダクタ）の値（例えば、スイッチングサイクルの角度について、４つのインバータに対して９０°、２つのインバータに対して１８０°の、低下位相シフトとなる高調波電流を作ることであり、ここで、１スイッチングサイクルの角度は３６０°として考えられる）などに左右される。別の態様では、コントローラ回路は、周波数シフトを、複数のコンバータの少なくとも１つのコンバータのスイッチングサイクルに対して適用するように構成されてもよい。周波数シフトは、基本の電流成分周波数の倍数を含む、任意の数であり得る。別の態様では、共通バスは第１の共通バスであってもよく、そして、複数のコンバータは第２の共通バスに接続される。別の態様では、第１の共通バスは正極バスであってもよく、そして、第２の共通バスは負極バスであってもよい。一例では、指定された基準は、全高調波または要求歪、全加重高調波、評価雑音電流、または高調波の少なくとも１つを含んでもよい。一態様では、コントローラ回路はまた、複数のコンバータから共通バス上に伝導されるリップル電流成分を予測し、そして、共通バス上に伝導されるリップル電流成分を、複数のコンバータの少なくとも１つのコンバータのスイッチングサイクルの位相または周波数を変化させることによって、予測通りに、捕捉されたリップル電流成分と比較して低下させるように、構成される。別の態様では、コントローラ回路は、ＤＣのロードからＤＣを伝導し、そして、変圧器への入力のために、ＤＣをＡＣに変換するように構成されてもよい。
１以上の実施形態では、共通バスに接続された複数のコンバータを含み得るシステムが提供される。コンバータの各々は、複数のコンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を共通バスを通って複数のＤＣバスに対して変換するように構成される。スイッチングサイクルは、スイッチング周波数とスイッチング位相とを含んでもよい。システムはまた、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成され得るコントローラ回路を含み、その結果、複数のコンバータによって変換され得るＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足する。加えて、コントローラ回路は、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣを調節するように構成されてもよい。システムはまた、コントローラ回路と複数のコンバータとに動作可能に連結されるように構成される、マスターコントローラを有してもよい。マスターコントローラは、複数のコンバータの１以上におけるスイッチングサイクルの位相または周波数を変化させることによって、共通バス上に伝導されるリップル電流成分を低下させるように構成されてもよい。
随意に、コントローラ回路は、１）複数のコンバータのスイッチング周波数が同じである時に、スイッチング位相への位相シフトを、２）周波数シフトを有する、複数のコンバータの少なくとも１つのコンバータのスイッチングサイクルは、複数のコンバータの少なくとも１つの他のスイッチングサイクルとは異なるような、複数のコンバータの少なくとも１つのコンバータのスイッチングサイクルへの周波数シフトを、または、３）複数のコンバータへのＡＣ電圧入力における位相シフトを、適用するために、複数のコンバータの少なくとも１つにおけるスイッチングサイクルを変化させることによって、ＡＣのリップル電流成分を調節するように構成されてもよい。
一態様では、マスターコントローラは、共通バス上に伝導されるリップル電流成分を低下させるように、スイッチング位相への位相シフトを決定するように構成されてもよい。随意に、マスターコントローラは、共通バス上に伝導されるリップル電流成分を予測し、そして、予測されたリップル電流成分に基づいて、複数のコンバータの少なくとも１つのコンバータのスイッチングサイクルを変化させるように構成されてもよい。
１以上の実施形態では、共通バスに接続された複数のコンバータを含むシステムが提供され得る。複数のコンバータの各々は、複数のコンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を共通バスを通って複数のＤＣバスに対して変換するように構成されてもよい。スイッチングサイクルは、スイッチング周波数とスイッチング位相とを有してもよい。システムはまた、共通バス上に伝導されるＡＣを複数のコンバータに対して調節するように構成されるコントローラ回路を含んでもよく、その結果、複数のコンバータによって変換されたＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足してもよい。コントローラ回路は、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣを調節するように構成されてもよい。随意に、コントローラ回路は、スイッチング位相に対して位相シフトを適用するために、複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、ＡＣのリップル電流成分を調節するように構成されてもよい。
随意に、システムはまた、ＤＣのロードを含んでもよく、それがコントローラ回路からＤＣを受け取ってもよい。一態様では、ＤＣのロードは、バッテリーまたはソーラーコンバータの１つであってもよい。別の態様では、位相シフトは、９０°または１８０°の１つであってもよい。別の態様では、共通バスは、車両に非搭載の、商用電源からＡＣを受け取るように構成され、そして、複数のＤＣのロードは、それぞれ、複数のコンバータからＤＣを受け取るように接続され、当該複数のＤＣのロードは、エネルギー貯蔵デバイスを含む。
本発明主題の特定の実施形態に関する前述の説明は、添付の図面と併せて読むとより一層よく理解されるであろう。図が様々な実施形態の機能ブロックについての略図を示している範囲において、機能ブロックは必ずしも、ハードウェア回路間に区切りがあることを示すものではない。したがって、例えば、１つ以上の機能ブロック（例えば、プロセッサまたはメモリ）を、単一のハードウェア（例えば、汎用シグナルプロセッサ、マイクロコントローラ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスク等）に実装できる。同様に、プログラムは、独立型プログラムであったり、オペレーティングシステムにサブルーチンとして組み込まれていたり、インストールされたソフトウェアパッケージの機能であることが可能である。様々な実施形態は、図面に示される配置および手段に限定されない。
上の記述は説明的なものであり、限定的なものではない。例えば、上述の実施形態（および／またはその態様）は、相互に組み合わされて使用されてもよい。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明主題の教示に対して、特定の状況または素材を採用するために、多くの修正がなされ得る。本明細書に記述の素材の寸法および種類は、本発明主題のパラメータを定義するように意図されているが、それらは決して限定的でなく、典型的な実施形態である。上記の説明を見直せば、他の実施形態が当業者には明らかであるかもしない。したがって、本発明主題の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、特許請求の範囲が享受する等価物の全範囲とともに、決定されるべきである。
添付の特許請求の範囲において、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこで（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」の用語は、それぞれ、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の平易な英語の同義語として使用される。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」、および「第３」などの用語は、単にラベルとして使用され、それらのオブジェクトに数値的要件を課すことを意図しない。以下の特許請求の範囲の制限は、「手段プラス機能」の形式で書かれてはおらず、そのような請求項の範囲の限定が、明示的に「～のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という句を使用してその後にさらなる構造が欠けている機能に関する説明が続かない限り、またはそれまでは、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）に基づいて解釈されることを意図していない。また、本明細書で使用される場合、単数で列挙され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という単語が前に置かれる要素または工程は、そうでない旨が明示的に述べられない限り、複数の当該要素または工程を除外しないと理解されるべきである。さらに、本発明主題の「１つの実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、同様に列挙されている特徴を含む、追加の実施形態の存在を排除すると解釈されることを意図していない。その上、そうでない旨が明示的に述べられていない限り、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「有している（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、当該特性を有さない追加的要素を含み得る。
この書面による記述では、例を使用して本発明主題のいくつかの実施形態を開示し、また、当業者が本発明主題の実施形態を実践することを可能にし、任意のデバイスまたはシステムの作成と使用、および、包含される方法の実施を含む。本発明主題の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、そして当業者が想到する他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言語と実質的に異ならない差を伴う同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあると意図される。

Claims (20)

  1. システムであって、前記システムは、
    共通バスに接続された複数のコンバータであって、コンバータの各々は、前記コンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチング周波数とスイッチング位相とを有するスイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を前記共通バスを通って直流（ＤＣ）に変換するように構成される、複数のコンバータと、
    コントローラ回路であって、前記共通バス上に伝導される前記ＡＣを前記複数のコンバータに対して調節するように構成され、その結果、前記複数のコンバータによって変換された前記ＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足し、前記コントローラ回路は、前記複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、前記ＡＣを調節するように構成される、コントローラ回路と、を含む、システム。
  2. 前記コントローラ回路は、１）前記複数のコンバータの前記スイッチング周波数が同じである時に、前記スイッチング位相への位相シフトを、２）前記周波数シフトを有する、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つの前記スイッチングサイクルは、前記複数のコンバータの少なくとも１つの他のコンバータの前記スイッチングサイクルとは異なるような、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つの前記スイッチングサイクルへの周波数シフトを、または、３）前記複数のコンバータへのＡＣ電圧入力における位相シフトを、適用するために、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つを制御することによって、前記ＡＣの前記リップル電流成分を調節するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記ＡＣは、基本の電流成分と前記リップル電流成分とを含み、そして、前記コントローラ回路は、前記ＡＣの前記リップル電流成分を調節するのみである、請求項１に記載のシステム。
  4. ＤＣを受け取る前記ＤＣのロードをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記ＤＣのロードは、バッテリーまたはソーラーコンバータの１つである、請求項４に記載のシステム。
  6. 前記コントローラ回路は、第１のグループの前記複数のコンバータの１以上における前記スイッチングサイクルを、第１のスイッチング周波数で動作させることと、第２の、異なるグループの前記複数のコンバータの１以上における前記スイッチングサイクルを、異なる、第２のスイッチング周波数で動作させることとによって、前記ＡＣ電流を調節するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記コントローラ回路は、第１のグループの前記複数のコンバータの１以上におけるスイッチングサイクルを、第１の位相シフトを有するように動作させることと、第２のグループの前記複数のコンバータの前記１以上における前記スイッチングサイクルを、異なる、第２の位相シフトを有するように動作させることとによって、前記ＡＣ電流を調節するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  8. 前記コントローラ回路は、周波数シフトを、基本の電流成分周波数の倍数である、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つのコンバータの前記スイッチングサイクルに対して適用するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  9. 前記共通バスは、第１のＡＣ共通バスであり、そして、前記複数のコンバータは、第２のＡＣ共通バスに接続される、請求項１に記載のシステム。
  10. 前記指定された基準は、全高調波または要求歪、全加重高調波、評価雑音電流、または高調波の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
  11. 前記コントローラ回路はまた、前記複数のコンバータから前記共通バス上に伝導される前記リップル電流成分を予測し、そして、前記共通バス上に伝導される前記リップル電流成分を、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つのコンバータの前記スイッチングサイクルの前記位相または周波数を変化させることによって、予測通りに、捕捉された前記リップル電流成分と比較して低下させるように、構成される、請求項１に記載のシステム。
  12. 前記コントローラ回路は、ＤＣのロードからＤＣを伝導し、そして、変圧器への入力のために、前記ＤＣをＡＣに変換するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  13. システムであって、前記システムは、
    共通バスに接続された複数のコンバータであって、コンバータの各々は、前記複数のコンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチング周波数とスイッチング位相とを有するスイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を前記共通バスを通って直流（ＤＣ）に変換するように構成される、複数のコンバータと、
    コントローラ回路であって、前記共通バス上に伝導される前記ＡＣを前記複数のコンバータに対して調節するように構成され、その結果、前記複数のコンバータによって変換された前記ＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足し、前記コントローラ回路は、前記複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、前記ＡＣを調節するように構成される、コントローラ回路と、
    前記コントローラ回路と前記複数のコンバータと動作可能に連結されたマスターコントローラであって、前記マスターコントローラは、前記複数のコンバータの１以上における前記スイッチングサイクルを変化させることによって、前記共通バス上に伝導される前記リップル電流成分を低下させるように構成される、マスターコントローラと、を含む、システム。
  14. 前記コントローラ回路は、１）前記複数のコンバータの前記スイッチング周波数が同じである時に、前記スイッチング位相への位相シフトを、２）前記周波数シフトを有する、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つの前記スイッチングサイクルが、前記複数のコンバータの少なくとも１つの他のコンバータの前記スイッチングサイクルとは異なるような、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つの前記スイッチングサイクルへの周波数シフトを、または、３）前記複数のコンバータへのＡＣ電圧入力における位相シフトを、適用するために、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つにおける前記スイッチングサイクルを変化させることによって、前記ＡＣの前記リップル電流成分を調節するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記マスターコントローラはまた、前記共通バス上に伝導される前記リップル電流成分を低下させるために、前記スイッチング位相への位相シフトを決定するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
  16. 前記マスターコントローラは、前記共通バス上で伝導される前記リップル電流成分を予測するように、そして、予測された前記リップル電流成分に基づいて、前記複数のコンバータの前記１以上における前記スイッチングサイクルを変化させるように構成される、請求項１３に記載のシステム。
  17. システムであって、前記システムは、
    共通バスに接続された複数のコンバータであって、前記複数のコンバータの各々は、前記複数のコンバータの各々におけるスイッチを開状態と閉状態との間で、スイッチング周波数とスイッチング位相とを有するスイッチングサイクルにおいて、交互に切り替えることによって、交流（ＡＣ）を前記共通バスを通って直流（ＤＣ）に変換するように構成される、複数のコンバータと、
    コントローラ回路であって、前記共通バス上に伝導される前記ＡＣを前記複数のコンバータに対して調節するように構成され、その結果、前記複数のコンバータによって変換された前記ＡＣのリップル電流成分の二乗平均平方根は、１以上の指定された基準を充足し、前記コントローラ回路は、前記複数のコンバータの少なくとも１つを制御することによって、前記ＡＣを調節するように構成される、コントローラ回路と、を含み、
    ここで、前記コントローラ回路は、位相シフトを前記スイッチング位相に対して適用するために、前記複数のコンバータの前記少なくとも１つを制御することによって、前記ＡＣのリップル電流成分を調節するように構成される、システム。
  18. 前記コントローラ回路からＤＣを受け取る前記ＤＣのロードをさらに含む、請求項１７に記載のシステム。
  19. 前記ＤＣのロードは、バッテリーまたはソーラーコンバータの１つである、請求項１８に記載のシステム。
  20. 前記共通バスは、車両に非搭載の、商用電源からＡＣを受け取るように構成され、そして、
    複数のＤＣのロードは、それぞれ、前記複数のコンバータからＤＣを受け取るように接続され、前記複数のＤＣのロードは、エネルギー貯蔵デバイスを含む、請求項１７に記載のシステム。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153918A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Sanken Electric Co Ltd 三相ｐｗｍ整流器の制御装置
JP2006187140A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Toshiba Corp コンバータ電源回路
JP2011172372A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Murata Mfg Co Ltd Ｐｆｃコンバータ
JP2013055790A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Canon Inc 電源装置および画像形成装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923550A (en) * 1996-05-01 1999-07-13 General Electric Company Interference reduction by harmonic phase shift in multiple PWM rectifier operation
US8553440B1 (en) * 2010-09-24 2013-10-08 James Nanut Power conversion circuits
WO2015108614A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Abb Technology Ag Modular, multi-channel, interleaved power converters
US20180091036A1 (en) * 2016-09-29 2018-03-29 General Electric Company Ripple current reduction system
US10425032B2 (en) * 2017-03-03 2019-09-24 General Electric Company Drive system and method of operation thereof for reducing DC link current ripple
DE112018002013T5 (de) * 2017-04-12 2020-01-16 Ge Global Sourcing Llc Stromreduzierungssystem für Wechselrichter, die an einen gemeinsamen Bus angeschlossen sind
CN107370350B (zh) * 2017-07-25 2019-05-14 南京航空航天大学 一种基于单极性单周期控制的电流纹波精确预测方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153918A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Sanken Electric Co Ltd 三相ｐｗｍ整流器の制御装置
JP2006187140A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Toshiba Corp コンバータ電源回路
JP2011172372A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Murata Mfg Co Ltd Ｐｆｃコンバータ
JP2013055790A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Canon Inc 電源装置および画像形成装置

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