JP6819664B2 - 電力変換装置、電力変換システム及び電力変換方法 - Google Patents

Description

本開示は、電力変換装置、電力変換システム及び電力変換方法に関する。

特許文献１には、インバータ装置が複数並列接続されているインバータシステムが開示されている。各インバータ装置は、通信部と、キャリア位相を生成するキャリア位相生成部と、キャリア位相に応じたキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、キャリア信号に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部とを備える。通信部は他のインバータ装置にキャリア位相を送信し、キャリア位相生成部は他のインバータ装置から通信部が受信したキャリア位相に基づいてキャリア位相を生成する。

特開２０１５−０３７３５０号公報

本開示は、互いに並列に接続された複数の電力変換装置間における循環電流の抑制に有効な電力変換装置を提供する。

本開示の一側面に係る電力変換装置は、他の電力変換装置と並列に接続される電力変換装置であって、キャリア波を生成するキャリア波生成部と、キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部と、パルス信号の幅に応じた電力を生成する電力変換部と、他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部と、電力変換部が駆動電力を生成している間に、循環電流監視部が取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア波生成部が生成するキャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部とを備える。

本開示の他の側面に係る電力変換システムは、上記電力変換装置と上記他の電力変換装置とを含む少なくとも二つの電力変換装置を備える。

本開示の更に他の側面に係る電力変換方法は、他の電力変換装置に並列に接続される電力変換装置において、キャリア波を生成することと、キャリア波に同期したパルス信号を生成することと、パルス信号の幅に応じた電力を電力変換部に生成させることと、他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得することと、電力変換部が駆動電力を生成している間に取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア周期を変更することと、を含む。

本開示によれば、互いに並列に接続された複数の電力変換装置間における循環電流の抑制に有効な電力変換装置を提供することができる。

第１実施形態に係る電力変換システムの模式図である。 電力変換装置の構成を示す模式図である。 循環電流監視部、キャリア周期調節部及びキャリア波生成部の構成をより詳細に例示する模式図である。 パルス指令の位相差と監視値との関係を例示する図である。 制御部のハードウェア構成を例示する模式図である。 駆動電力の出力手順を例示するフローチャートである。 駆動電力の出力開始前におけるキャリア波の位相調節手順を例示するフローチャートである。 デッドタイム補償手順を例示するフローチャートである。 マスタ側の二相変調におけるベースラインの切り替え手順を例示するフローチャートである。 スレーブ側の二相変調におけるベースラインの切り替え手順を例示するフローチャートである。 マスタ側における変調方式の切り替え手順を例示するフローチャートである。 スレーブ側における変調方式の切り替え手順を例示するフローチャートである。 第２実施形態に係る電力変換装置の構成を示す模式図である。 駆動電力の出力開始前におけるキャリア波の位相調節手順の変形例を示すフローチャートである。 循環電流に基づくキャリア波の位相調節手順を例示するフローチャートである。 駆動電力の出力開始前におけるキャリア波の位相調節手順の更なる変形例を示すフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

１．第一実施形態
１．１ 電力変換システム
図１に示す電力変換システム１は、電力系統等の電源ＰＳ側と、電動機等の負荷ＬＤ側との間で電力変換を行うためのシステムである。電力変換とは、電力形態の変換を意味する。電力形態は、ライン数、直流であるか交流であるか、電圧（電圧振幅）、電流（電流振幅）、周波数等を含み得る。

電力変換システム１は、少なくとも二つの電力変換装置２を備える。少なくとも二つの電力変換装置２は、電源ＰＳと負荷ＬＤとの間で互いに配線を用いて並列に接続されている。換言すると、それぞれの電力変換装置２が電源ＰＳと負荷ＬＤとに接続され、他の電力変換装置２と並列に接続されている。電力変換装置２は、電源ＰＳ側と負荷ＬＤ側との間で電力変換を行う。例えば電力変換装置２は、電源ＰＳ側の三相交流電力と、負荷ＬＤ側の三相交流電力との電力変換を行う。電力変換システム１が備える電力変換装置２の総数に特に制限はない。図１は、電力変換システム１が三つの電力変換装置２を備える場合を例示している。なお、図１では複数の電力変換装置２がインダクタンス成分と抵抗成分とを有する配線を介して並列接続されるように示しているが、各電力変換装置２と電源ＰＳとの間にインダクタンス成分と抵抗成分とを有するリアクトル（インダクタ）が設けられていてもよく、各電力変換装置２と負荷ＬＤとのあいだにインダクタンス成分と抵抗成分とを有するリアクトル（インダクタ）が設けられていてもよい。換言すると、複数の電力変換装置２は、電源ＰＳ側及び負荷ＬＤ側の少なくとも一方においてリアクトルを介して互いに並列に接続されていてもよい。

１．２ 電力変換装置
図２に示すように、電力変換装置２は、電力変換回路１０と、制御回路１００とを有する。電力変換回路１０は、整流回路１１と、インバータ回路１２と、コンデンサ１３と、ゲート駆動回路１６と、電流センサ１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗとを有する。

電力変換回路１０（電力変換部）は、整流回路１１と、インバータ回路１２と、コンデンサ１３と、ゲート駆動回路１６とを有する。整流回路１１は、例えばダイオードブリッジ回路であり、電源ＰＳに接続されたライン２１Ｒ，２１Ｓ，２１Ｔの三相交流電力を整流してライン２２Ｐ，２２Ｎ（直流母線）に出力する。コンデンサ１３は、ライン２２Ｐ，２２Ｎの間に接続されており、ライン２２Ｐ，２２Ｎの間の直流電圧を平滑化する。

インバータ回路１２は、ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの電圧及び電流が、電圧指令値及び電流指令値それぞれ追従するように、ライン２２Ｐ，２２Ｎの直流電力と、負荷ＬＤに接続されたライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの三相交流電力との電力変換を行う。インバータ回路１２は、ライン２２Ｐ，２２Ｎとライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗとの間の接続状態を変更することで電力変換を行う。接続状態を変更するとは、ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗのそれぞれが、ライン２２Ｐ，２２Ｎのいずれに接続しているかを変更することを意味する。接続状態は、ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗのそれぞれがライン２２Ｐ，２２Ｎのいずれにも接続されていない状態を含む。

例えばインバータ回路１２は、複数のスイッチング素子を有し、各スイッチング素子のオン・オフを切り替えることによってライン２２Ｐ，２２Ｎとライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗとの間の接続状態を変更する。スイッチング素子は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等であり、ゲート駆動信号に応じてオン・オフを切り替える。

ゲート駆動回路１６は、制御回路１００からのパルス信号に応じてオン・オフ切り替え用のゲート駆動信号を生成し、インバータ回路１２の各スイッチング素子に出力する。電流センサ１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗは、ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの電流をそれぞれ検出する。

なお、電力変換装置２が有する電力変換部はインバータ回路に限られない。電力変換装置２が有する電力変換部は、パルス変調により電力変換を行う限りいかなるものであってもよい。インバータ回路の他の電力変換部の例としては、Ｈブリッジ回路、２レベルインバータ回路、マルチレベルインバータ回路、モジュラーマルチレベル変換回路、マトリクスコンバータ回路、ＰＷＭコンバータ回路、１２０度通電コンバータ回路等が挙げられる。マトリクスコンバータ回路は整流回路１１とコンデンサ１３とを有しない。ＰＷＭコンバータ回路及び１２０度通電コンバータ回路は整流回路１１を有しない。ＰＷＭコンバータ回路及び１２０度通電コンバータ回路の交流ライン（ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗに相当するライン）は電源ＰＳに接続され、直流ライン（ライン２２Ｐ，２２Ｎに相当するライン）は負荷ＬＤに接続される。

制御回路１００は、キャリア波を生成することと、キャリア波に同期したパルス信号を生成することと、パルス信号の幅に応じた電力をインバータ回路１２に生成させることと、他の電力変換装置２との間における循環電流に対応する監視値を取得することと、インバータ回路１２が駆動電力を生成している間に取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア周期を変更することと、を実行するように構成されている。なお、監視値の取得及び監視値に基づくキャリア周期の変更は、全ての電力変換装置２の制御回路１００において実行されてもよいし、いずれか一つの電力変換装置２の制御回路１００においては実行されなくてもよい。

制御回路１００は、インバータ回路１２が出力する電流と他の電力変換装置２のインバータ回路１２が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいてインバータ回路１２のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出することと、検出した電流又は電圧の歪に応じてパルス信号の幅を補正することとを更に実行するように構成されていてもよい。

図２に例示するように、制御回路１００は、機能上の構成（以下、「機能モジュール」という。）として、キャリア波生成部１３０と、パルス生成部１４２と、循環電流監視部１１０と、キャリア周期変更部１２０とを有する。

キャリア波生成部１３０は、キャリア波を生成する。例えばキャリア波生成部１３０は、キャリア波として三角波を生成する。パルス生成部１４２は、キャリア波に同期したパルス信号を生成してゲート駆動回路１６に出力する。すなわちパルス生成部１４２は、一次側のライン２２Ｐ，２２Ｎと二次側のライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗとの間の接続状態をインバータ回路１２に変更させるパルス信号をキャリア波に同期して生成する。

例えばパルス生成部１４２は、駆動パルス生成部１４６を有する。駆動パルス生成部１４６は、駆動電力の出力用のパルス信号を生成する。駆動電力とは、負荷ＬＤを動作させるための電力である。負荷ＬＤを動作させるとは、機械的又は電気的に負荷ＬＤの状態を変化させることを意味する。例えば負荷ＬＤが回転式の電動機である場合、回転軸を回転させることが負荷ＬＤを動作させることに含まれる。駆動パルス生成部１４６は、キャリア波と負荷ＬＤの駆動用の電圧指令値とを比較し、電圧指令値がキャリア波を超えている期間をＨレベルとし、キャリア波が電圧指令値を超えている期間をＬレベルとしてパルス信号を生成する。これにより、キャリア波と電圧指令値とが一致するタイミングに同期したパルス信号が生成され、そのパルス幅は電圧指令値の変化に応じて変更される。

循環電流監視部１１０は、他の電力変換装置２との間における循環電流に対応する監視値を取得する。循環電流とは、負荷ＬＤ側に流れずに他の電力変換装置２側に流れる電流である。監視値は、循環電流の変化に応じて変化する値であればいかなる値であってもよい。監視値の取得とは、取得した値に基づいて監視値を算出することも含む。例えば循環電流監視部１１０は、キャリア波の一周期内に設定された第１タイミングと第２タイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差を監視値として取得する。循環電流監視部１１０は、キャリア波の半周期の位相差を有する第１タイミングと第２タイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差を監視値として取得してもよい。

循環電流監視部１１０は、第１タイミングと第２タイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差として、キャリア波の山部に対応するタイミングと谷部に対応するタイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差を監視値として取得してもよい。キャリア波の山部に対応するタイミングとは三角波の値が最大となるタイミング（すなわち山の頂部に対応するタイミング）である。キャリア波の谷部に対応するタイミングとは三角波の値が最小となるタイミング（すなわち谷の頂部に対応するタイミング）である。

キャリア周期変更部１２０は、インバータ回路１２が駆動電力を生成している間に、循環電流監視部１１０が取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア波の周期を変更する。キャリア周期変更部１２０は、波形を変えずにキャリア波生成部１３０が生成するキャリア波の周期を変更するように構成されていてもよい。

なお、キャリア波の一山における周期が変更されると、後続の山の位相はずれることになる。具体的には、一山における周期が短くなると後続の山の位相が進み、一山における周期が長くなると後続の山の位相が遅れる。すなわち、キャリア波の周期を変更することは、キャリア波の位相を変更することも含んでいる。一山の周期を変更し、後続の山の周期を変更しなければ、後続の山については位相のみが変更されることとなる。すなわち、キャリア周期変更部１２０は、位相のみを変更するのにも利用可能である。

図３は、キャリア波生成部１３０、循環電流監視部１１０、及びキャリア周期変更部１２０の構成をより詳細に例示する模式図である。図３に示すように、キャリア波生成部１３０は、より細分化された機能モジュールとして、基準クロック生成部１３１と、キャリアクロック生成部１３２と、波形変更部１３３とを備える。

基準クロック生成部１３１は、時間経過を計測するための基準クロックパルスを生成する。基準クロックパルスの数をカウントすることによって、経過時間を数値化することが可能である。

キャリアクロック生成部１３２は、基準クロック生成部１３１が生成した基準クロックパルスをコンペアマッチカウント値（後述）までカウントアップすることと、基準クロックパルスをゼロまでカウントダウンすることとを交互に繰り返し、カウントアップ中はＨレベルの信号を出力し、カウントダウン中はＬレベルの信号を出力する。これにより、コンペアマッチカウント値の２倍に対応する周期のパルス信号（以下、「キャリアクロックパルス」という。）が出力される。

波形変更部１３３は、キャリアクロックパルスの波形を矩形から三角形に変更する。例えば波形変更部１３３は、キャリアクロックパルスがＨレベルである期間は出力をリニアに上昇させ、キャリアクロックパルスがＬレベルである期間は出力をリニアに下降させる。これにより、コンペアマッチカウント値の２倍に対応する周期の三角波がキャリア波として生成される。なお、キャリアクロック生成部１３２のカウンタ値をそのままキャリア波として利用してもよい。この場合、波形変更部１３３を省略可能である。

循環電流監視部１１０は、より細分化された機能モジュールとして、山側ラッチ部１１１Ｕ，１１１Ｖ，１１１Ｗと、谷側ラッチ部１１２Ｕ，１１２Ｖ，１１２Ｗと、監視値算出部１１３とを有する。

山側ラッチ部１１１Ｕは、キャリア波の山部に対応するタイミングにおいて電流センサ１７Ｕが検出した電流の値（以下、「山部のＵ相電流値」という。）を取得して保持する。山側ラッチ部１１１Ｖは、キャリア波の山部に対応するタイミングにおいて電流センサ１７Ｖが検出した電流の値（以下、「山部のＶ相電流値」という。）を取得して保持する。山側ラッチ部１１１Ｗは、キャリア波の山部に対応するタイミングにおいて電流センサ１７Ｗが検出した電流の値（以下、「山部のＷ相電流値」という。）を取得して保持する。

谷側ラッチ部１１２Ｕは、キャリア波の谷部に対応するタイミングにおいて電流センサ１７Ｕが検出した電流の値（以下、「谷部のＵ相電流値」という。）を取得して保持する。谷側ラッチ部１１２Ｖは、キャリア波の谷部に対応するタイミングにおいて電流センサ１７Ｖが検出した電流の値（以下、「谷部のＶ相電流値」という。）を取得して保持する。谷側ラッチ部１１２Ｗは、キャリア波の谷部に対応するタイミングにおいて電流センサ１７Ｗが検出した電流の値（以下、「谷部のＷ相電流値」という。）を取得して保持する。

監視値算出部１１３は、山部のＵ相電流値と谷部のＵ相電流値との差と、山部のＶ相電流値と谷部のＶ相電流値との差と、山部のＷ相電流値と谷部のＷ相電流値との差を合計して上記監視値を算出する。このようにして算出される監視値は、キャリア波の山部に対応するタイミングにおけるゼロ相電流値（以下、「山部のゼロ相電流値」という。）と、キャリア波の谷部に対応するタイミングにおけるゼロ相電流値（以下、「谷部のゼロ相電流値」という。）との差に相当する。

図４の（ａ）は、電力変換装置２（以下、「自装置」という。）におけるパルス信号を示すグラフである。図４の（ｂ）は、他の電力変換装置２（以下、「他装置」という。）におけるパルス信号を示すグラフである。図４の（ｃ）は、自装置と他装置とのパルス信号の差を示すグラフである。図４の（ｄ）は、自装置のゼロ相電流値を示すグラフである。

図４の（ａ）〜（ｄ）のそれぞれにおいて、中央のグラフは自装置と他装置との間でパルス信号が同期している場合を示している。中央に対し一つ左側のグラフは、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が６０°遅れている場合を示している。中央に対し二つ左側のグラフは、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が１２０°遅れている場合を示している。中央に対し三つ左側のグラフは、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が１８０°遅れている場合を示している。同様に、中央に対し一つ右側のグラフは、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が６０°進んでいる場合を示している。中央に対し二つ右側のグラフは、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が１２０°進んでいる場合を示している。中央に対し三つ右側のグラフは、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が１８０°進んでいる場合を示している。

図４の（ｄ）において、Ｐ１は、自装置の谷部のゼロ相電流値を示し、Ｐ２は自装置の山部のゼロ相電流値を示している。図４の（ｅ）は、パルス信号の位相差（他装置のパルス信号と自装置のパルス信号との位相差）と、監視値（山部のゼロ相電流値と谷部のゼロ相電流値との差）との関係を示すグラフである。図４の（ｅ）に示されるように、位相差が正の値である場合には監視値が負の値となり、位相差が負の値である場合には監視値が正の値となる。

位相差が正の値である場合は、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が進んでいる場合に相当する。位相差が負の値である場合は、自装置のパルス信号の位相に比べ他装置のパルス信号の位相が遅れている場合に相当する。このように、位相差と監視値との間には相関関係があり、監視値が正の値である場合に自装置のパルス信号の位相を遅らせれば監視値が縮小し、監視値が負の値である場合に自装置のパルス信号の位相を遅らせれば監視値が縮小するといえる。

上述のように、パルス信号はキャリア波に同期する。従って、監視値が正の値である場合に自装置のキャリア波の位相を遅らせれば監視値が縮小し、監視値が負の値である場合に自装置のキャリア波の位相を遅らせれば監視値が縮小するともいえる。

なお、図４の（ｅ）は、主としてインダクタンス成分によってゼロ相電流が定まる場合のグラフである。このグラフから明らかであるように、キャリア波の半周期の位相差を有する第１タイミングと第２タイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差を監視値として取得すれば、約一周期を網羅する検出範囲で（−１８０°〜＋１８０°）位相差に起因する循環電流を検出することができる。また、半周期の位相差を有する第１タイミングと第２タイミングをキャリア波の山部と谷部にすることによって、パルス信号のレベル変化が発生しないタイミングでスイッチングノイズを含まない循環電流を検出することができ、更に監視値を大きくして検出感度を高めることができる。

なお、主として抵抗成分によってゼロ相電流が定まる場合、ゼロ相電流の波形はパルス信号の差分の波形に近くなる。このような場合には、第１タイミングと第２タイミングとをパルス信号のレベル変化の直後に配置することが有効である。ゼロ相電流を定める主な因子が、力行と回生とで変化する場合もある。このような場合、力行であるか回生であるかによって、第１タイミング及び第２タイミングを変えてもよい。力行であるか回生であるかは、ライン２２Ｐ，２２Ｎ間の電位差等に基づいて判定可能である。

電力変換システム１が三つ以上の電力変換装置２を備える場合、自装置において算出される監視値は、自装置におけるパルス信号と、複数の他装置におけるパルス信号の平均値との差に応じて定まることとなる。すなわち、自装置と、複数の他装置との関係は、自装置と、次のように定義される一つの仮想の他装置との関係と同一視できる。
仮想の他装置：パルス信号が、複数の他装置におけるパルス信号の平均値となる他装置。

このため、電力変換システム１が三つ以上の電力変換装置２を備える場合には、仮想他装置のパルス信号と自装置のパルス信号との位相差と、自装置における監視値とが、図４の（ｅ）に示されるように相関することとなる。従って、電力変換システム１が三つ以上の電力変換装置２を備えていても、監視値が正の値である場合に自装置のパルス信号の位相を遅らせれば監視値が縮小し、監視値が負の値である場合に自装置のパルス信号の位相を遅らせれば監視値が縮小するといえる。

図３に戻り、キャリア周期変更部１２０は、より細分化された機能モジュールとして、基準値保持部１２１と、周期設定部１２２とを有する。基準値保持部１２１は、上記コンペアマッチカウント値の基準値（以下、「基準カウント値」という。）を記憶する。周期設定部１２２は、監視値算出部１１３が算出した監視値に基づいて上記コンペアマッチカウント値を変更する。

上述したように、キャリアクロック生成部１３２は、コンペアマッチカウント値の２倍に対応する周期のキャリアクロックパルスを出力し、波形変更部１３３は、コンペアマッチカウント値の２倍に対応する周期の三角波をキャリア波として生成する。このため、コンペアマッチカウント値を変更することは、キャリア波の周期を変更することに相当する。例えば周期設定部１２２は、監視値に基づいてカウント補正値を算出し、当該カウント補正値を基準カウント値に加算してコンペアマッチカウント値を算出する。なお、キャリアクロック生成部１３２のカウンタ値をそのままキャリア波として利用してもよい。この場合、波形変更部１３３を省略可能である。

一例として、周期設定部１２２は、監視値に対して比例演算、比例・積分演算、又は比例・積分・微分演算等を施してカウント補正値を算出する。監視値が正の値である場合、カウント補正値も正の値となるので、コンペアマッチカウント値は基準カウント値より大きくなる。このため、当該コンペアマッチカウント値に対応するキャリア波の一山における周期が長くなり、後続の山の位相が遅れる。これにより、監視値の絶対値が縮小される。監視値が負の値である場合、カウント補正値も負の値となるので、コンペアマッチカウント値は基準カウント値より小さくなる。このため、当該コンペアマッチカウント値に対応するキャリア波の一山における周期が短くなり、後続の山の位相が進む。これにより、監視値の絶対値は縮小される。

なお、周期設定部１２２によるカウント補正値の算出方法は、比例演算等に限られない。例えば周期設定部１２２は、カウント補正値の絶対値を一定にし、監視値の符号に応じてカウント補正値の符号のみを設定してもよい。この場合、所謂Ｂａｎｇ−Ｂａｎｇ制御によってキャリア波の周期が変更されることとなる。

図２に戻り、制御回路１００は、制御周期にて各種の制御処理を繰り返すように構成されていてもよい。例えばパルス生成部１４２は、制御周期に応じたタイミングにおいてパルス信号の幅を調節するように構成されていてもよい。制御周期に応じたタイミングとは、制御周期で繰り返される各制御サイクルの開始時を基準に定められたタイミングである。この場合、制御回路１００は制御周期変更部１４１を更に有してもよい。

制御周期変更部１４１は、キャリア波の周期と制御周期とが同期するように、キャリア周期変更部１２０によるキャリア波の周期の変更に応じて制御周期を変更する。仮に、キャリア波の周期が変わっても制御周期が変わらなければ、自装置と他装置とでキャリア波の周期が揃った後にも制御周期のずれが残り、パルス信号の幅の変更タイミングにずれが生じてしまう可能性がある。パルス信号の幅の変更タイミングにずれが生じると、自装置と他装置とでパルス信号の幅が異なる瞬間が生じ、循環電流が生じることとなる。これに対し、制御周期変更部１４１が制御周期を変更することによって、パルス幅の変更タイミングのずれが生じ難くなる。

制御回路１００は、インバータ回路１２が駆動電力の生成を開始する前に、自装置と他装置との間におけるキャリア波の位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更することを更に実行するように構成されていてもよい。例えば制御回路１００は、他装置に対して自装置をマスタ又はスレーブとし、自装置をマスタとする場合には自装置のキャリア波の位相に対応する位相情報を他装置に出力し、自装置をスレーブとする場合には他装置から取得した位相情報に基づいてキャリア波の位相を変更してもよい。

具体的に、制御回路１００は、位相情報出力部１４４と、位相情報取得部１４５と、キャリア位相変更部１４３とを有する。位相情報出力部１４４は、他装置に対して自装置をマスタとする場合に用いられる。例えば位相情報出力部１４４は、上記位相情報を他装置に出力する。例えば位相情報出力部１４４は、キャリア波生成部１３０におけるキャリアクロックパルスがＬレベルからＨレベル（又はＨレベルからＬレベル）に切り替わった時に、これを通知する情報を位相情報として他装置に送信する。

位相情報取得部１４５とキャリア位相変更部１４３とは、他装置に対して自装置をスレーブとする場合に用いられる。例えば位相情報取得部１４５は、上記位相情報を他装置の位相情報出力部１４４から取得する。

キャリア位相変更部１４３は、インバータ回路１２が駆動電力の生成を開始する前に、他装置との間におけるキャリア波の位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更する。キャリア位相変更部１４３は、位相差がキャリア波の半周期未満まで縮小するようにキャリア波の位相を変更してもよい。例えばキャリア位相変更部１４３は、キャリア位相変更部は、位相情報取得部１４５が取得した位相情報に基づいて、位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更する。

一例として、キャリア位相変更部１４３は、位相差をゼロにするための位相補正値を算出し、当該位相補正値の半分の値を上記基準カウント値に加算してキャリア波の一山分のコンペアマッチカウント値を変更する。変更後のコンペアマッチカウント値にてキャリア波の一山が生成された時点で、キャリア位相変更部１４３はコンペアマッチカウント値を基準カウント値に戻す。この処理により、キャリア波の一山の周期に位相補正値が加算され、後続の山の位相が位相補正値に応じて変更される。

例えばキャリア位相変更部１４３は、位相情報取得部１４５が位相情報を取得した後に、キャリア波生成部１３０におけるキャリアクロックパルスがＬレベルからＨレベル（又はＨレベルからＬレベル）に切り替わった時刻を取得する。以下、この時刻を「自装置におけるキャリア波頂部の時刻」という。また、キャリア位相変更部１４３は、他装置のキャリア波生成部１３０におけるキャリアクロックパルスがＬレベルからＨレベル（又はＨレベルからＬレベル）に切り替わった時刻を算出する。以下、この時刻を「他装置におけるキャリア波頂部の時刻」という。

例えばキャリア位相変更部１４３は、位相情報取得部１４５が位相情報を取得した時刻から通信時間（自装置と他装置との間の通信時間）を減算して、他装置におけるキャリア波頂部の時刻を算出する。そしてキャリア位相変更部１４３は、他装置におけるキャリア波頂部の時刻から自装置におけるキャリア波頂部の時刻を減算して上記位相補正値を算出する。

制御回路１００は、インバータ回路１２が出力する電流と他の電力変換装置２のインバータ回路１２が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいて所謂デッドタイム補償を実行するように構成されていてもよい。詳細な説明は省略するが、インバータ回路１２の制御においては、ライン２２Ｐ，２２Ｎ間の短絡を防ぐために、ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗのそれぞれがライン２２Ｐ，２２Ｎのいずれにも接続されない微小期間（デッドタイム）が設けられる。デッドタイム補償とは、デッドタイムに起因する出力電流又は出力電圧の歪（例えば低下）を補うために上記電圧指令値を補正することである。

例えば制御回路１００は、電流情報出力部１５３と、電流情報取得部１５４と、歪検出部１５１と、デッドタイム補償部１５２とを更に有する。電流情報出力部１５３は、自装置のインバータ回路１２が出力する電流（以下、「自装置電流」という。）の情報を電流センサ１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗから取得し、これを他装置に出力する。電流情報取得部１５４は、他装置のインバータ回路１２が出力する電流（以下、「他装置電流」という。）の情報を他装置の電流情報出力部１５３から取得する。

歪検出部１５１は、自装置電流と他装置電流とに対応する一つの電流指標値に基づいてデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出する。例えば歪検出部１５１は、自装置電流の情報を電流センサ１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗから取得し、他装置電流の情報を電流情報取得部１５４から取得し、自装置電流と他装置電流との平均値を上記一つの電流指標値として算出する。そして歪検出部１５１は、電流指標値に基づいて電流又は電圧の歪を検出する。

なお、電流指標値は、自装置電流と他装置電流との両方に対応している限りいかなる値であってもよく、必ずしも自装置電流と他装置電流との平均値でなくてよい。例えば電流指標値は、自装置電流と他装置電流との合計値であってもよい。

デッドタイム補償部１５２は、歪検出部１５１が検出した電流又は電圧の歪に応じて上記パルス信号の幅を補正する。例えばデッドタイム補償部１５２は、歪検出部１５１が算出した電流又は電圧の歪の値に比例演算、比例・積分演算、又は比例・積分・微分演算等を施して電圧補正値を算出する。そしてデッドタイム補償部１５２は、電圧補正値を電圧指令値に加算する。これに応じ、上記パルス信号の幅が補正される。なお、電圧補正値の具体的算出手法は、適用される回路の種類（例えば、２レベルインバータ回路、マルチレベルインバータ回路及びマトリクスコンバータ回路）等によっても異なる。

制御回路１００は、二次側のいずれか一ラインをベースラインとして選択することと、ベースラインを一次側のいずれか一ラインに接続した状態を維持して二次側の他のラインと一次側の複数ラインとの接続状態を変化させるようにインバータ回路１２を制御すること（以下、「部分変調制御」という。）とを更に実行するように構成されていてもよい。

制御回路１００は、二次側の全てのラインと一次側の複数ラインとの接続状態を変化させるようにインバータ回路１２を制御すること（以下、「全変調制御」という。）と、部分変調制御と全変調制御とを切り替えることと、を更に実行するように構成されていてもよい。例えば制御回路１００は、全変調制御部１６１と、ベースライン選択部１６４と、部分変調制御部１６２と、変調方式切替部１６３とを更に備える。

全変調制御部１６１は、上記全変調制御を行う。例えば全変調制御部１６１は、二次側の全てのライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗと一次側のライン２２Ｐ，２２Ｎとの接続状態を変化させるようにインバータ回路１２を制御する。

ベースライン選択部１６４は、二次側のいずれか一ラインをベースライン（ベース相）として選択する。例えばベースライン選択部１６４は、二次側のライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗのいずれか一ラインをベースラインとして選択する。ベースライン選択部１６４は、上記電圧指令値（二次側の電圧指令値）等の変化に応じてベースラインとして選択するラインを切り替える。以下、ベースラインとして選択するラインを切り替えることを「ベース切替」という。ベースライン選択部１６４は、上記制御周期に応じたタイミングでベース切替を行ってもよい。ベースライン選択部１６４は、上記電流指令値（二次側の電流指令値）の位相に基づいて二次側のいずれか一ラインをベースラインとして選択してもよい。

部分変調制御部１６２は、上記部分変調制御を行う。部分変調制御部１６２は、ベースライン選択部１６４により選択されたベースラインを一次側のライン２２Ｐ，２２Ｎのいずれか一ラインに接続した状態を維持してライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの残り二ライン（ベースライン以外の二ライン）とライン２２Ｐ，２２Ｎとの接続状態を変化させるようにインバータ回路１２を制御することとを実行する。

なお、「一次側」及び「二次側」は、インバータ回路１２の一方側と他方側とを区別するために便宜上付された語に過ぎない。この例においては、電源ＰＳ側のライン２２Ｐ，２２Ｎが「一次側」とされ、負荷ＬＤ側のライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗが「二次側」とされているが、これに限られない。電力変換部の種別によっては、電源ＰＳ側のラインが「二次側」とされ、負荷ＬＤ側のラインが「一次側」とされる場合もある。例えば電力変換部がＰＷＭコンバータ回路である場合は、電源ＰＳ側のライン（ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗ）が「二次側」とされ、負荷ＬＤ側のライン（ライン２２Ｐ，２２Ｎ）が「一次側」とされ得る。また、電力変換部がマトリクスコンバータ回路では、電源ＰＳ側のライン（ライン２１Ｒ，２１Ｓ，２１Ｔ）が「一次側」とされる。

変調方式切替部１６３は、インバータ回路１２による変調方式を全変調制御部１６１による変調と部分変調制御部１６２による変調とのいずれかに切り替える。変調方式切替部１６３は、上記電圧指令値の大きさ、電圧指令値の周波数等に応じて変調方式を切り替える。以下、変調方式を切り替えることを「方式切替」という。

制御回路１００は、ベース切替に関しても、他装置に対して自装置をマスタ又はスレーブとし、自装置をマスタとする場合にはベース切替のタイミングの情報を他装置に出力し、自装置をスレーブとする場合には他装置から取得したベース切替のタイミングの情報に基づいてベース切替を実行してもよい。制御回路１００は、方式切替に関しても、他装置に対して自装置をマスタ又はスレーブとし、自装置をマスタとする場合には方式切替のタイミングの情報を他装置に出力し、自装置をスレーブとする場合には他装置から取得した方式切替のタイミングの情報に基づいて方式切替を実行してもよい。例えば制御回路１００は、切替情報出力部１６５と切替情報取得部１６６とを更に有する。

切替情報出力部１６５は、自装置をマスタとする場合に用いられる。切替情報出力部１６５は、ベース切替のタイミングを示す情報をベースライン選択部１６４から取得し、他装置に出力する。ベース切替のタイミングを示す情報は、現在がベース切替のタイミングであることを示す情報（以下、「ベース切替指令」という。）であってもよいし、現在より後のベース切替のタイミングを示す情報（以下、「ベース切替予定情報」という。）であってもよい。

更に切替情報出力部１６５は、方式切替のタイミングを示す情報を変調方式切替部１６３から取得し、他装置に出力する。方式切替のタイミングを示す情報は、現在が方式切替のタイミングであることを示す情報（以下、「方式切替指令」という。）であってもよいし、現在より後の方式切替のタイミングを示す情報（以下、「方式切替予定情報」という。）であってもよい。

切替情報取得部１６６は、自装置をスレーブとする場合に用いられる。切替情報取得部１６６は、ベース切替のタイミングを示す情報を他装置の切替情報出力部１６５から取得する。更に切替情報取得部１６６は、方式切替のタイミングを示す情報を他装置の切替情報出力部１６５から取得する。

制御回路１００は、他装置がベースラインとして選択するラインの切り替えタイミング（以下、「ベース切り替えのタイミング」という。）に基づいて、ベースラインとして選択するラインを切り替えるように構成されていてもよい。制御回路１００は、他装置が変調方式を切り替えるタイミング（以下、「方式切り替えのタイミング」という。）に基づいて変調方式を切り替えるように構成されていてもよい。この場合、制御回路１００は、他装置に対して自装置をマスタまたはスレーブとし、自装置をマスタとする場合にはベース切り替えのタイミング及び方式切り替えのタイミングの情報を他装置に出力し、自装置をスレーブとする場合には他装置から取得した情報に基づいてベース切り替えのタイミング及び方式切り替えのタイミングを決定してもよい。

制御回路１００が自装置をスレーブとする場合、ベースライン選択部１６４は、マスタである他装置のベースライン選択部１６４がベース切替を行うタイミングに基づいてベース切替を行う。例えばベースライン選択部１６４は、他装置のベースライン選択部１６４がベース切替を行うタイミングに同期したタイミングでベース切替を行う。ここでの同期は、実質的な同期を意味し、タイミングの差異が誤差レベルである場合を含む。以下においても同様である。タイミングの差異が誤差レベルであるとは、当該差異に起因する循環電流が無視できるレベルであることを意味する。

切替情報取得部１６６が上記ベース切替予定情報を取得する場合、ベースライン選択部１６４は、ベース切替予定情報が示す予定タイミングに到達した時にベース切替を行ってもよい。制御回路１００が自装置をマスタとする場合、変調方式切替部１６３は、二次側の電圧指令値の大きさに基づいて方式切替を行う。

制御回路１００が自装置をスレーブとする場合、変調方式切替部１６３は、マスタである他装置の変調方式切替部１６３が方式切替を行うタイミングに基づいて方式切替を行う。例えば変調方式切替部１６３は、他装置の変調方式切替部１６３が方式切替を行うタイミングに同期したタイミングでベース切替を行う。

図５は、制御回路１００のハードウェア構成を例示する図である。図４に示すように、制御回路１００は、少なくとも一つのプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、入出力ポート１９４と、通信ポート１９５とを含む。

ストレージ１９３は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。記憶媒体は、制御回路１００の各種機能を構成するためのプログラムを記憶している。ストレージ１９３は、キャリア波を生成することと、キャリア波に同期したパルス信号を生成することと、パルス信号の幅に応じた電力をインバータ回路１２に生成させることと、他の電力変換装置２との間における循環電流に対応する監視値を取得することと、インバータ回路１２が駆動電力を生成している間に取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア周期を変更することとを制御回路１００に実行させるプログラムを記憶している。

ストレージ１９３は、自装置のインバータ回路１２が出力する電流と他装置のインバータ回路１２が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいてインバータ回路１２のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出することと、検出した電流又は電圧の歪に応じてパルス信号の幅を補正することとを制御回路１００に実行させるプログラムを記憶していてもよい。ストレージ１９３は、ベース切替のタイミングの情報を他装置に出力することと、方式切替のタイミングの情報を他装置に出力することとを制御回路１００に実行させるプログラムを記憶していてもよい。ストレージ１９３は、他装置から取得したベース切替のタイミングの情報に基づいてベース切替を実行することと、他装置から取得した方式切替のタイミングの情報に基づいて方式切替を実行することとを制御回路１００に実行させるプログラムを記憶していてもよい。

メモリ１９２は、ストレージ１９３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１９１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、メモリ１９２と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート１９４は、プロセッサ１９１からの指令に従って、ゲート駆動回路１６との間で電気信号の入出力を行う。通信ポート１９５は、プロセッサ１９１からの指令に従って、他装置の制御回路１００との間で情報通信を行う。

なお、制御回路１００は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。例えば制御回路１００は、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により少なくとも一部の機能を構成してもよい。

１．３ 電力変換方法
以下、電力変換方法の一例として、電力変換システム１の電力変換装置２が実行する駆動電力の出力手順と、駆動電力の出力開始前におけるキャリア波の位相調節手順と、デッドタイム補償手順と、マスタ側におけるベース切替手順と、スレーブ側におけるベース切替手順と、マスタ側における方式切替手順と、スレーブ側における方式切替手順とを例示する。

（駆動電力の出力手順）
駆動電力の出力手順は、キャリア波を生成することと、キャリア波に同期したパルス信号を生成することと、パルス信号の幅に応じた電力をインバータ回路１２に生成させることと、他装置との間における循環電流に対応する監視値を取得することと、インバータ回路１２が駆動電力を生成している間に取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア周期を変更することと、を含む。

例えば図６に示すように、制御回路１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４を実行する。ステップＳ０１では、駆動パルス生成部１４６が駆動指令の入力を待機する。駆動指令は、ユーザにより入力されてもよいし、上位コントローラから入力されてもよい。ステップＳ０２では、駆動パルス生成部１４６が、駆動電力の出力用のパルス信号をキャリア波に同期して生成し、ゲート駆動回路１６に出力することを開始する。これにより、パルス信号の幅に応じた駆動電力の出力をインバータ回路１２が開始する。ステップＳ０３では、循環電流監視部１１０が、上記山部のＵ相電流値と、上記山部のＶ相電流値と、上記山部のＷ相電流値と、上記谷部のＵ相電流値と、上記谷部のＶ相電流値と、上記谷部のＷ相電流値とを取得して保持する。ステップＳ０４では、循環電流監視部１１０が、山部のＵ相電流値と谷部のＵ相電流値との差と、山部のＶ相電流値と谷部のＶ相電流値との差と、山部のＷ相電流値と谷部のＷ相電流値との差を合計して監視値を算出する。

次に、制御回路１００は、ステップＳ０５，Ｓ０６，Ｓ０７，Ｓ０８を実行する。ステップＳ０５では、キャリア周期変更部１２０が、監視値に基づいてカウント補正値を算出する。ステップＳ０６では、キャリア周期変更部１２０が、カウント補正値を上記基準カウント値に加算してコンペアマッチカウント値を変更する。これによりキャリア周期が変更される。ステップＳ０７では、駆動パルス生成部１４６がキャリア周期の経過を待機する。ステップＳ０８では、駆動パルス生成部１４６が停止指令の入力の有無を確認する。停止指令は、ユーザにより入力されてもよいし、上位コントローラから入力されてもよい。

ステップＳ０８において停止指令の入力がないと判定した場合、制御回路１００は処理をステップＳ０３に戻す。以後、監視値に応じたキャリア周期の変更によって、循環電流を縮小することが繰り返される。

ステップＳ０８において停止指令の入力があると判定した場合、制御回路１００はステップＳ０９を実行する。ステップＳ０９では、駆動パルス生成部１４６が、駆動電力の出力用のパルス信号をゲート駆動回路１６に出力することを停止する。以上で駆動電力の出力手順が完了する。

（位相調節手順）
位相調節手順は、インバータ回路１２が駆動電力の生成を開始する前に、自装置と他装置との間におけるキャリア波の位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更することを含む。例えば、位相調節手順は、マスタである電力変換装置２において、自装置のキャリア波の位相に対応する位相情報を他装置に出力することと、スレーブである電力変換装置２において、他装置から取得した位相情報に基づいてキャリア波の位相を変更することとを含む。

例えば図７に示すように、マスタ側の電力変換装置２の制御回路１００は、ステップＳ１１，Ｓ１２を実行する。ステップＳ１１では、上記キャリアクロックパルスがＬレベルからＨレベルに切り替わるタイミング（キャリア波が谷となるタイミング）を位相情報出力部１４４が待機する。ステップＳ１２では、位相情報出力部１４４が、キャリアクロックパルスがＬレベルからＨレベルに切り替わったこと（キャリア波が谷となったこと）を通知する情報を位相情報としてスレーブの電力変換装置２に出力する。

これに引き続き、スレーブ側の電力変換装置２の制御回路１００は、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４を実行する。ステップＳ２１では、マスタ側の電力変換装置２から出力された位相情報を位相情報取得部１４５が取得する。ステップＳ２２では、位相情報を取得した時刻を位相情報取得部１４５が記録する。ステップＳ２３では、上記キャリアクロックパルスがＬレベルからＨレベルに切り替わるタイミング（キャリア波が谷となるタイミング）をキャリア位相変更部１４３が待機する。ステップＳ２４では、キャリア波が谷となった時刻（以下、「キャリア波頂部の時刻」という。）をキャリア位相変更部１４３が記録する。

次に、スレーブ側の電力変換装置２の制御回路１００は、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８を実行する。ステップＳ２５では、キャリア位相変更部１４３が、マスタ側におけるキャリア波頂部の時刻からスレーブ側におけるキャリア波頂部の時刻を減算して位相補正値を算出する。キャリア位相変更部１４３は、位相情報取得部１４５が位相情報を取得した時刻から通信時間（自装置と他装置との間の通信時間）を減算してマスタ側におけるキャリア波頂部の時刻を算出する。ステップＳ２６では、キャリア位相変更部１４３が、位相補正値の半分の値を上記基準カウント値に加算してキャリア波の一山分のコンペアマッチカウント値を変更する。ステップＳ２７では、キャリア位相変更部１４３が、キャリア周期の経過を待機する。ステップＳ２８では、キャリア位相変更部１４３が、コンペアマッチカウント値を基準カウント値に戻す。以上で位相調節手順が完了する。

（デッドタイム補償手順）
デッドタイム補償手順は、上記自装置電流（自装置のインバータ回路１２が出力する電流）と上記他装置電流（他装置のインバータ回路１２が出力する電流）とに対応する一つの電流指標値に基づいてインバータ回路１２のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出することと、検出した電流又は電圧の歪に応じてパルス信号の幅を補正することと含む。

図８に示すように、制御回路１００は、ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３４を実行する。ステップＳ３１では、歪検出部１５１が、電流の検出値を電流センサ１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗから取得する。ステップＳ３２では、歪検出部１５１が、電流センサ１７Ｕ，１７Ｖ，１７Ｗから取得した電流の検出値を合成して自装置電流を算出する。ステップＳ３３では、電流情報取得部１５４が、他装置において、自装置電流と同様に算出された他装置電流を他装置の電流情報出力部１５３から取得する。ステップＳ３４では、歪検出部１５１が、自装置電流と他装置電流とに対応する一つの電流指標値を算出する。例えば歪検出部１５１は、自装置電流と他装置電流との平均値を上記一つの電流指標値として算出する。

次に、制御回路１００は、ステップＳ３５，Ｓ３６を実行する。ステップＳ３５では、歪検出部１５１が、電流指標値に基づいてインバータ回路１２のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出する。ステップＳ３６では、デッドタイム補償部１５２が、歪検出部１５１が検出した電流又は電圧の歪に応じて上記パルス信号の幅を補正する。例えばデッドタイム補償部１５２は、歪検出部１５１が算出した電流又は電圧の歪に基づいて電圧補正値を算出し、電圧指令値に加算又は減算する。これに応じ、上記パルス信号の幅が補正される。以上でデッドタイム補償手順が完了する。

（マスタ側におけるベース切替手順）
マスタ側の電力変換装置２におけるベース切替手順は、ベース切替のタイミングを示す情報をベースライン選択部１６４から取得し、スレーブ側の電力変換装置２に出力することを含む。

例えば図９に示すように、制御回路１００は、ステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３を実行する。ステップＳ４１では、切替情報出力部１６５が、スレーブ側の電力変換装置２への情報送信の繰り返し回数Ｍｍを初期値Ｍ０に設定する。ステップＳ４２では、切替情報出力部１６５が通信タイミングを待機する。ステップＳ４３では、切替情報出力部１６５が、繰り返し回数Ｍｍが初期値Ｍ０であるか否かを確認する。

ステップＳ４３において繰り返し回数Ｍｍが初期値Ｍ０であると判定した場合、制御回路１００はステップＳ４４，Ｓ４５を実行する。ステップＳ４４では、ベースライン選択部１６４が、Ｍ０回目の通信時における電圧指令値の予定位相を算出する。例えば切替情報出力部１６５は、電圧指令値の周波数に初期値Ｍ０回分の通信時間を乗算した値を電圧指令値の現在の位相に加算することで、予定位相を算出する。ステップＳ４５では、ベースライン選択部１６４が、次にベースラインを切り替えるべき位相（以下、「次の切替位相」という。）を予定位相が超えているかを確認する。

ステップＳ４５において次の切替位相を予定位相が超えていないと判定した場合、制御回路１００は処理をステップＳ４２に戻す。以後、予定位相が次の切替位相を超えるまでは、予定位相の算出が繰り返される。

ステップＳ４５において次の切替位相を予定位相が超えていると判定した場合、制御回路１００はステップＳ４６，Ｓ４７を実行する。ステップＳ４６では、切替情報出力部１６５が、繰り返し回数Ｍｍを一つカウントダウンする。ステップＳ４７では、切替情報出力部１６５が、上記ベース切替予定情報をスレーブ側の電力変換装置２に出力する。例えば切替情報出力部１６５は、繰り返し回数Ｍｍの現在値を上記ベース切替予定情報として出力する。繰り返し回数Ｍｍの現在値は、繰り返し回数Ｍｍ回後の通信時にベース切替指令を出力することを予告する情報に相当する。その後、制御回路１００は、処理をステップＳ４２に戻す。

ステップＳ４３において繰り返し回数Ｍｍが初期値Ｍ０でないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ５１を実行する。ステップＳ５１では、切替情報出力部１６５が、繰り返し回数Ｍｍがゼロであるか否かを確認する。

ステップＳ５１において繰り返し回数Ｍｍがゼロでないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ５２，Ｓ５３を実行する。ステップＳ５２では、切替情報出力部１６５が繰り返し回数Ｍｍを一つカウントダウンする。ステップＳ５３では、切替情報出力部１６５が上記ベース切替予定情報をスレーブ側の電力変換装置２に出力する。例えば切替情報出力部１６５は、繰り返し回数Ｍｍの現在値を上記ベース切替予定情報として出力する。その後、制御回路１００は処理をステップＳ４２に戻す。以後、繰り返し回数Ｍｍがゼロになるまでは、繰り返し回数Ｍｍのカウントダウンとベース切替予定情報の出力とが繰り返される。

ステップＳ５１において繰り返し回数Ｍｍがゼロであると判定した場合、制御回路１００はステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ５６を実行する。ステップＳ５４では、切替情報出力部１６５が繰り返し回数Ｍｍを初期値Ｍ０に戻す。ステップＳ５５では、切替情報出力部１６５が上記ベース切替指令を出力する。ステップＳ５６ではベースライン選択部１６４がベース切替を行う。その後、制御回路１００は処理をステップＳ４２に戻す。以後、上記手順が繰り返される。

（スレーブ側におけるベース切替手順）
スレーブ側の電力変換装置２におけるベース切替手順は、マスタ側の電力変換装置２がベース切替を行うタイミングに基づいて、ベース切替を行うことを含む。例えば図１０に示すように、制御回路１００は、ステップＳ６１，Ｓ６２を実行する。ステップＳ６１では、切替情報取得部１６６がベース切替のタイミングの情報の取得を待機する。ステップＳ６２では、切替情報取得部１６６が、通信が成功したか否かを確認する。通信の成否は、例えばパリティビット等を用いて確認することが可能である。

ステップＳ６２において通信が成功したと判定した場合、制御回路１００はステップＳ６３を実行する。ステップＳ６３では、ベースライン選択部１６４が、ベース切替のタイミングの情報がベース切替指令であるか否かを確認する。

ステップＳ６３においてベース切替のタイミングの情報がベース切替指令でないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ６４を実行する。ステップＳ６４では、ベースライン選択部１６４が、マスタ側の電力変換装置２からの情報受信の繰り返し回数Ｍｓを上記情報送信の繰り返し回数Ｍｍにする。ステップＳ６４の後、制御回路１００は処理をステップＳ６１に戻す。以後、ベース切替予定情報の受信が成功するたびに、ベース切替予定情報に基づく繰り返し回数Ｍｓの更新が繰り返される。

ステップＳ６３においてベース切替のタイミングの情報がベース切替指令であると判定した場合、制御回路１００はステップＳ６５を実行する。ステップＳ６５では、ベースライン選択部１６４が直ちにベース切替を行う。その後、制御回路１００は処理をステップＳ６１に戻す。

ステップＳ６２において通信が成功していないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ６６，Ｓ６７を実行する。ステップＳ６６では、ベースライン選択部１６４が繰り返し回数Ｍｓを一つカウントダウンする。ステップＳ６７では、ベースライン選択部１６４が、繰り返し回数Ｍｓがマイナス１であるか否かを確認する。

ステップＳ６７において繰り返し回数Ｍｓがマイナス１でないと判定した場合、制御回路１００は処理をステップＳ６１に戻す。

ステップＳ６７において繰り返し回数Ｍｓがマイナス１であると判定した場合、制御回路１００はステップＳ６８を実行する。ステップＳ６８では、ベースライン選択部１６４が直ちにベース切替を行う。その後、制御回路１００は処理をステップＳ６１に戻す。以後、上記手順が繰り返される。

以上の手順によれば、一度でもベース切替予定情報の受信に成功し、ステップＳ６４において情報受信の繰り返し回数Ｍｓが情報送信の繰り返し回数Ｍｍにされれば、情報受信の繰り返し回数Ｍｓのカウントダウンによって、ベース切替予定情報に従ったベース切替が行われる。従って、高い信頼性で、マスタ側のベース切替のタイミングに応じたベース切替を行うことが可能となる。

（マスタ側における方式切替手順）
マスタ側の電力変換装置２における方式切替手順は、方式切替のタイミングを示す情報をスレーブ側の電力変換装置２に出力することを含む。図１１は、三相変調制御（全変調制御）と二相変調制御（部分変調制御）との切り替え手順を例示している。例えば図１１に示すように、制御回路１００は、ステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７３を実行する。ステップＳ７１では、切替情報出力部１６５がスレーブ側の電力変換装置２への情報送信の繰り返し回数Ｍｍを初期値Ｍ０に設定する。ステップＳ７２では、切替情報出力部１６５が通信タイミングを待機する。ステップＳ７３では、切替情報出力部１６５が、繰り返し回数Ｍｍが初期値Ｍ０であるか否かを確認する。

ステップＳ７３において繰り返し回数Ｍｍが初期値Ｍ０であると判定した場合、制御回路１００はステップＳ７４を実行する。ステップＳ７４では、電圧指令値が方式切替の閾値を超えたか否かを変調方式切替部１６３が確認する。ステップＳ７４において電圧指令値が方式切替の閾値を超えていないと判定した場合、制御回路１００は処理をステップＳ７２に戻す。以後、電圧指令値が方式切替の閾値を超えるまでは電圧指令値の確認が繰り返される。

ステップＳ７４電圧指令値が方式切替の閾値を超えていると判定した場合、制御回路１００はステップＳ７５，Ｓ７６を実行する。ステップＳ７５では、切替情報出力部１６５がＭｍを一つカウントダウンする。ステップＳ７６では、切替情報出力部１６５が上記方式切替予定情報をスレーブ側の電力変換装置２に出力する。例えば切替情報出力部１６５は、繰り返し回数Ｍｍの現在値を上記方式切替予定情報として出力する。繰り返し回数Ｍｍの現在値は、Ｍｍ回後の通信時に方式切替指令を出力することを予告する情報に相当する。その後、制御回路１００は処理をステップＳ７２に戻す。

ステップＳ７３において繰り返し回数Ｍｍが初期値Ｍ０でないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ８１を実行する。ステップＳ８１では、繰り返し回数Ｍｍがゼロであるか否かを切替情報出力部１６５が確認する。

ステップＳ８１において繰り返し回数Ｍｍがゼロでないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ８２，Ｓ８３を実行する。ステップＳ８２では、切替情報出力部１６５が繰り返し回数Ｍｍを一つカウントダウンする。ステップＳ８３では、切替情報出力部１６５が、上記方式切替予定情報をスレーブ側の電力変換装置２に出力する。例えば切替情報出力部１６５は、繰り返し回数Ｍｍの現在値を上記方式切替予定情報として出力する。その後、制御回路１００は処理をステップＳ７２に戻す。以後、繰り返し回数Ｍｍがゼロになるまでは、繰り返し回数Ｍｍのカウントダウンと方式切替予定情報の出力とが繰り返される。

ステップＳ８１において繰り返し回数Ｍｍがゼロである場合、制御回路１００はステップＳ８４，Ｓ８５，Ｓ８６を実行する。ステップＳ８４では、切替情報出力部１６５が繰り返し回数Ｍｍを初期値Ｍ０に戻す。ステップＳ８５では、切替情報出力部１６５が上記方式切替指令を出力する。ステップＳ８６では、変調方式切替部１６３が三相変調制御（全変調制御）と二相変調制御（部分変調制御）との方式切替を行う。その後、制御回路１００は処理をステップＳ７２に戻す。以後、上記手順が繰り返される。

（スレーブ側における方式切替手順）
スレーブ側の電力変換装置２におけるベース切替手順は、マスタ側の電力変換装置２が方式切替を行うタイミングに基づいて、方式切替を行うことを含む。例えば図１２に示すように、制御回路１００は、ステップＳ９１，Ｓ９２を実行する。ステップＳ９１では、切替情報取得部１６６が方式切替のタイミングの情報の取得を待機する。ステップＳ９２では、通信が成功したか否かを切替情報取得部１６６が確認する。通信の成否は、例えばパリティビット等を用いて確認することが可能である。

ステップＳ９２において通信が成功したと判定した場合、制御回路１００はステップＳ９３を実行する。ステップＳ９３では、変調方式切替部１６３が、方式切替のタイミングの情報が方式切替指令であるか否かを確認する。

ステップＳ９３において方式切替のタイミングの情報が方式切替指令でないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ９４を実行する。ステップＳ９４では、変調方式切替部１６３が、マスタ側の電力変換装置２からの情報受信の繰り返し回数Ｍｓを上記回数Ｍｍにする。ステップＳ９４の後、制御回路１００は処理をステップＳ９１に戻す。以後、方式切替予定情報の受信が成功するたびに、方式切替予定情報に基づく回数Ｍｓの更新が繰り返される。

ステップＳ９３において方式切替のタイミングの情報が方式切替指令であると判定した場合、制御回路１００はステップＳ９５を実行する。ステップＳ９５では、変調方式切替部１６３が直ちに方式切替を行う。その後、制御回路１００は処理をステップＳ９１に戻す。

ステップＳ９２において通信が成功していないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ９６，Ｓ９７を実行する。ステップＳ９６では、変調方式切替部１６３が繰り返し回数Ｍｓを一つカウントダウンする。ステップＳ９７では、繰り返し回数Ｍｓがマイナス１であるか否かを変調方式切替部１６３が確認する。

ステップＳ９７において繰り返し回数Ｍｓがマイナス１でないと判定した場合、制御回路１００は処理をステップＳ９１に戻す。

ステップＳ９７において繰り返し回数Ｍｓがマイナス１であると判定した場合、制御回路１００はステップＳ９８を実行する。ステップＳ９８では、変調方式切替部１６３が直ちにベース切替を行う。その後、制御回路１００は処理をステップＳ９１に戻す。以後、上記手順が繰り返される。

以上の手順によれば、一度でも方式切替予定情報の受信に成功し、ステップＳ９４において情報受信の繰り返し回数Ｍｓが情報送信の繰り返し回数Ｍｍにされれば、繰り返し回数Ｍｓのカウントダウンによって、ベース切替予定情報に従ったベース切替が行われる。従って、高い信頼性で、マスタ側の方式切替のタイミングに応じた方式切替を行うことが可能となる。

２．第二実施形態
２．１ 電力変換装置
第二実施形態に係る電力変換装置２Ａは、第一実施形態に係る電力変換装置２とは異なる方式で、駆動電力の生成開始前におけるキャリア波の位相調節を行う。図１３に示すように、電力変換装置２Ａの制御回路１００は、位相情報出力部１４４及び位相情報取得部１４５を有しない。電力変換装置２Ａの制御回路１００においては、パルス生成部１４２がテストパルス生成部１４７を更に含む。

テストパルス生成部１４７は、駆動電力の出力用のパルス信号に比較して幅の小さいテスト電力の出力用のパルス信号（以下、「テストパルス信号」という。）を生成する。テストパルス信号の幅は、負荷ＬＤを実質的に動作させない幅及び動作パターンに設定されている。

電力変換装置２Ａのキャリア位相変更部１４３は、インバータ回路１２がテスト電力を生成している間に、循環電流監視部１１０が取得した監視値（以下、「テスト時監視値」という。）に基づいて位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更する。例えばキャリア位相変更部１４３は、テスト時監視値に基づいて上記コンペアマッチカウント値を変更することをキャリア周期変更部１２０に要求する。キャリア周期変更部１２０は、テスト時監視値に基づいてカウント補正値を算出し、当該カウント補正値を基準カウント値に加算してコンペアマッチカウント値を補正する。これにより、キャリア周期変更部１２０の説明で上述したように、キャリア波の一山における周期が変更され、後続の山の位相が調節される。

キャリア位相変更部１４３は、キャリア波の位相変更の要否の判定に必要な値よりもテスト時監視値が小さい場合に、テスト時監視値を拡大するようにキャリア波の位相を変更してもよい。図４の（ｅ）に示されるように、位相差がゼロである場合に監視値はゼロとなるが、位相差が１８０°である場合にも監視値はゼロとなる。このため、位相差がゼロである場合には、監視値のみに基づいて位相変更の要否を判定することができない。このような場合、キャリア波の位相をあえて変化させ、テスト時監視値を拡大することによって、テスト時監視値の正負が明確になり、循環電流を縮小させるためのキャリア波の位相変更が可能となる。

なお、キャリア位相変更部１４３は、キャリア波の位相変更の要否の判定に必要な値よりもテスト時監視値が小さい場合に、キャリア波の山部及び谷部から電流の測定タイミングをずらしてテスト時監視値を再取得し、テスト時監視値の変化に応じて位相変更の要否を判定してもよい。位相差がゼロであれば、電流の測定タイミングをずらしてもテスト時監視値に変化は生じない。これに対し位相差が１８０°である場合には、電流の測定タイミングがずれるのに応じてテスト時監視値が変化する。このため、測定タイミングの変更に応じたテスト時監視値の変化に基づいて、キャリア波の位相変更の要否を判定することが可能である。このことは、図４の（ｄ）の左端又は右端のグラフにおいて、点Ｐ１及び点Ｐ２以外においてゼロ相電流がゼロではないことから明らかである。

２．２ 電力変換方法
図１４は、電力変換装置２Ａによる位相調節手順を例示するフローチャートである。
図１４に示すように、制御回路１００は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４を実行する。ステップＳ１０１では、テストパルス生成部１４７が、テスト電力の出力用のパルス信号をキャリア波に同期して生成し、ゲート駆動回路１６に出力することを開始する。これにより、パルス信号の幅に応じたテスト電力の出力をインバータ回路１２が開始する。ステップＳ１０２では、循環電流監視部１１０が、上記山部のＵ相電流値と、上記山部のＶ相電流値と、上記山部のＷ相電流値と、上記谷部のＵ相電流値と、上記谷部のＶ相電流値と、上記谷部のＷ相電流値とを取得して保持する。ステップＳ１０３では、循環電流監視部１１０が、山部のＵ相電流値と谷部のＵ相電流値との差と、山部のＶ相電流値と谷部のＶ相電流値との差と、山部のＷ相電流値と谷部のＷ相電流値との差を合計してテスト時監視値を算出する。ステップＳ１０４では、キャリア位相変更部１４３が、テスト時監視値が所定の基準値より小さいか否かを確認する。基準値は、キャリア波の位相変更の要否に必要な値である。

ステップＳ１０４においてテスト時監視値が所定の基準値より小さいと判定した場合、制御回路１００はステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７を実行する。ステップＳ１０５では、キャリア位相変更部１４３が、位相変更用に予め設定されたカウント補正値を上記基準カウント値に加算してコンペアマッチカウント値を変更することをキャリア周期変更部１２０に要求する。ステップＳ１０６では、キャリア位相変更部１４３がキャリア周期の経過を待機する。ステップＳ１０７では、キャリア位相変更部１４３が、コンペアマッチカウント値を基準カウント値に戻すことをキャリア周期変更部１２０に要求する。

次に、制御回路１００は、ステップＳ１０８，Ｓ１０９を実行する。ステップＳ１０４においてテスト時監視値が所定の基準値より小さくないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７を実行せずにステップＳ１０８，Ｓ１０９を実行する。ステップＳ１０８では、キャリア位相変更部１４３が、テスト時監視値に基づいて位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更する。具体的な処理内容は後述する。ステップＳ１０９では、テストパルス生成部１４７が、テスト電力の出力用のパルス信号をゲート駆動回路１６に出力することを停止する。以上で位相調節手順が完了する。

図１５は、ステップＳ１０８におけるキャリア波の位相の変更手順を例示するフローチャートである。図１５に示すように、制御回路１００は、ステップＳ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３を実行する。ステップＳ１１１では、循環電流監視部１１０が、上記山部のＵ相電流値と、上記山部のＶ相電流値と、上記山部のＷ相電流値と、上記谷部のＵ相電流値と、上記谷部のＶ相電流値と、上記谷部のＷ相電流値とを取得して保持する。ステップＳ１１２では、循環電流監視部１１０が、山部のＵ相電流値と谷部のＵ相電流値との差と、山部のＶ相電流値と谷部のＶ相電流値との差と、山部のＷ相電流値と谷部のＷ相電流値との差を合計してテスト時監視値を算出する。ステップＳ１１３では、キャリア位相変更部１４３が、テスト時監視値が上記基準値より小さいか否かを確認する。

ステップＳ１１３においてテスト時監視値が基準値よりも小さくないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ１１４，Ｓ１１５，Ｓ１１６を実行する。ステップＳ１１４では、キャリア位相変更部１４３が、テスト時監視値に基づいてカウント補正値を算出することをキャリア周期変更部１２０に要求する。ステップＳ１１５では、キャリア位相変更部１４３が、カウント補正値を上記基準カウント値に加算してコンペアマッチカウント値を変更することをキャリア周期変更部１２０に要求する。これによりキャリア周期が変更される。ステップＳ１１６では、キャリア位相変更部１４３がキャリア周期の経過を待機する。その後、制御回路１００は処理をステップＳ１１１に戻す。以後、テスト時監視値が基準値より小さくなるまでキャリア周期の変更が繰り返される。ステップＳ１１３においてテスト時監視値が基準値よりも小さいと判定した場合、制御回路１００は処理を終了する。以上でキャリア波の位相の変更手順が完了する。

図１６は、電力変換装置２Ａによる位相調節手順の変形例を示すフローチャートである。図１６に示すように制御回路１００は、ステップＳ１２１，Ｓ１２２，Ｓ１２３，Ｓ１２４を実行する。ステップＳ１２１〜Ｓ１２４では、制御回路１００は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様の処理を実行する。

ステップＳ１２４においてテスト時監視値が所定の基準値より小さいと判定した場合、制御回路１００はステップＳ１２５，Ｓ１２６を実行する。ステップＳ１２５では、キャリア位相変更部１４３が、キャリア波の山部及び谷部から電流の測定タイミングをずらす。以下、谷部からずらした測定タイミングを「第１タイミング」といい、山部からずらした測定タイミングを「第２タイミング」という。キャリア位相変更部１４３は、第１タイミングのＵ相電流値と、第１タイミングのＶ相電流値と、第１タイミングのＷ相電流値と、第２タイミングのＵ相電流値と、第２タイミングのＶ相電流値と、第２タイミングのＷ相電流値とを取得して保持することを循環電流監視部１１０に要求する。ステップＳ１２６では、キャリア位相変更部１４３が、第１タイミングのＵ相電流値と第２タイミングのＵ相電流値との差と、第１タイミングのＶ相電流値と第２タイミングのＶ相電流値との差と、第１タイミングのＷ相電流値と第２タイミングのＷ相電流値との差を合計してテスト時監視値を算出することを循環電流監視部１１０に要求する。

次に、制御回路１００はステップＳ１２７を実行する。ステップＳ１２７では、キャリア位相変更部１４３が、ステップＳ１２６で算出されたテスト時監視値と、ステップＳ１２３で算出されたテスト時監視値とに基づいて、キャリア波の位相変更の要否を確認する。例えばキャリア位相変更部１４３は、ステップＳ１２６で算出されたテスト時監視値と、ステップＳ１２３で算出されたテスト時監視値との差が所定の閾値よりも大きい場合に位相変更が必要であると判定し、当該差が当該閾値よりも小さい場合に位相変更は不要であると判定する。

ステップＳ１２７においてキャリア波の位相変更が必要であると判定した場合、制御回路１００はステップＳ１２８を実行する。ステップＳ１２８では、ステップＳ１０８と同様に、キャリア位相変更部１４３が、テスト時監視値に基づいて位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更する。

次に、制御回路１００はステップＳ１２９を実行する。ステップＳ１２７においてキャリア波の位相変更が必要でないと判定した場合、制御回路１００はステップＳ１２８を実行せずにステップＳ１２９を実行する。ステップＳ１２９では、ステップＳ１０９と同様に、テストパルス生成部１４７が、テスト電力の出力用のパルス信号をゲート駆動回路１６に出力することを停止する。以上で位相調節手順が終了する。

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように本実施形態に係る電力変換装置２，２Ａは、一側面において、他の電力変換装置２，２Ａと並列に接続される電力変換装置２，２Ａであって、キャリア波を生成するキャリア波生成部１３０と、キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部１４２と、パルス信号の幅に応じた電力を生成するインバータ回路１２と、他の電力変換装置２，２Ａとの間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部１１０と、インバータ回路１２が駆動電力を生成している間に、循環電流監視部１１０が取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア波生成部１３０が生成するキャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部１２０とを備える。

この構成によれば、循環電流に基づいてキャリア波の同期が図られるため、通信性能に頼ることなくリアルタイムの同期処理を継続することができる。また、キャリア波の同期を図るためにキャリア波の周期が変更されるため、一度同期した後に同期状態を維持し易い。従って、キャリア波の位相差に起因する循環電流の抑制に有効である。

電力変換装置２，２Ａは、キャリア波の周期とインバータ回路１２の制御周期とが同期するように、キャリア周期変更部１２０によるキャリア波の周期の変更に応じて制御周期を変更する制御周期変更部１４１を更に備え、パルス生成部１４２は、制御周期に応じたタイミングにおいてパルス信号の幅を調節してもよい。この場合、キャリア波の同期に伴って、パルス幅の調節タイミングの同期も図ることで、循環電流をより確実に抑制することができる。

循環電流監視部１１０は、キャリア波の一周期内に設定された第１タイミングと第２タイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差を監視値として取得してもよい。この場合、簡素な演算で迅速に同期処理を行うことができる。

循環電流監視部１１０は、キャリア波の半周期の位相差を有する第１タイミングと第２タイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差を監視値として取得してもよい。この場合、循環電流をより高い感度で検知できるため、循環電流をより確実に抑制することができる。

循環電流監視部１１０は、第１タイミングと第２タイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差として、キャリア波の山部に対応するタイミングと谷部に対応するタイミングとにおいてインバータ回路１２が生成する電流同士の差を監視値として取得してもよい。この場合、スイッチングによるノイズの影響を受け難くより高い感度で循環電流を検知できるため、循環電流をより確実に抑制することができる。

電力変換装置２，２Ａは、インバータ回路１２が駆動電力の生成を開始する前に、他の電力変換装置２，２Ａとの間におけるキャリア波の位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更するキャリア位相変更部１４３を更に備えていてもよい。この場合、キャリア波の位相差が縮小された状態で、キャリア周期変更部１２０によるキャリア波の周期の調節を開始できるため、より迅速にキャリア波の同期を図ることができる。

キャリア位相変更部１４３は、位相差がキャリア波の半周期未満まで縮小するようにキャリア波の位相を変更してもよい。この場合、より迅速にキャリア波の同期を図ることができる。

電力変換装置２は、他の電力変換装置２におけるキャリア波の位相に対応する位相情報を取得する位相情報取得部１４５を更に有し、キャリア位相変更部１４３は、位相情報取得部１４５が取得した位相情報に基づいて、位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更してもよい。この場合、通信によりキャリア波の位相差を縮小できるため、電力を生成していない状態で位相差を縮小することで、位相差の縮小過程における循環電流の発生を容易に抑制できる。

パルス生成部１４２は、駆動電力の出力用のパルス信号を生成する駆動パルス生成部１４６と、駆動電力の出力用のパルス信号に比較して幅の小さいテスト電力の出力用のパルス信号を生成するテストパルス生成部１４７とを含み、キャリア位相変更部１４３は、インバータ回路１２がテスト電力を生成している間に、循環電流監視部１１０が取得した監視値に基づいて位相差が縮小するようにキャリア波の位相を変更してもよい。この場合、キャリア波の位相差を縮小する際には電力を小さくするため、位相差の縮小過程における循環電流の発生を抑制できる。

キャリア位相変更部１４３は、キャリア波の位相変更の要否の判定に必要な値よりも監視値が小さい場合に、監視値を拡大するようにキャリア波の位相を変更してもよい。この場合、循環電流と、より迅速に位相差を縮小させることができる。特に、位相差の大きさによっては、上記第１タイミングと上記第２タイミングとにおいて電力変換部が生成する電流同士の差が、位相差がない状態と同じになる場合もある。このような状況においても、位相差の有無を検知して迅速に位相差を縮小させることができる。

電力変換装置２，２Ａは、インバータ回路１２が出力する電流と他の電力変換装置のインバータ回路１２が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいてインバータ回路１２のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出する歪検出部１５１と、歪検出部１５１が検出した電流又は電圧の歪に応じてパルス信号の幅を補正するデッドタイム補償部１５２とを備えていてもよい。この場合、デッドタイム補償に起因する循環電流の増大を抑制することができる。

本実施形態に係る電力変換装置２，２Ａは、他の側面において、他の電力変換装置２，２Ａに並列に接続される電力変換装置２，２Ａであって、一次側の複数ライン２２Ｐ，２２Ｎと二次側の複数ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗとの間の接続状態を変更することで電力変換を行うインバータ回路１２と、二次側のいずれか一ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗをベースラインとして選択するベースライン選択部１６４と、ベースラインを一次側のいずれか一ライン２２Ｐ，２２Ｎに接続した状態を維持して二次側の他のライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗと一次側の複数ライン２２Ｐ，２２Ｎとの接続状態を変化させるようにインバータ回路１２を制御する部分変調制御部１６２と、を備え、ベースライン選択部１６４は、他の電力変換装置２，２Ａのベースライン選択部がベースラインとして選択するライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの切り替えタイミングに基づいて、ベースラインとして選択するライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗを切り替える。

スイッチングロスの低減には、部分変調制御が有効であるが、並列運転において部分変調を行う場合、ベースラインの切り替えタイミングに起因して循環電流が生じる可能性がある。これに対し、この構成によれば、電力変換装置のベース切替部が、他の電力変換装置のベース切替部と同期してベースラインの切り替えを行うので、循環電流の発生を抑えながら部分変調制御を採用することが可能である。従って、スイッチングロスの低減に有効である。

電力変換装置２，２Ａは、他の電力変換装置２，２Ａのベースライン選択部１６４がベースラインとして選択するライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗを切り替える予定タイミングの情報を取得する切替情報取得部１６６を更に備え、ベースライン選択部１６４は、切替情報取得部が取得した予定タイミングに到達した時に、ベースラインとして選択するラインを切り替えてもよい。この場合、ベースラインの切り替え前に予定タイミングを共有させることで、より確実に同期させることができる。

電力変換装置２，２Ａは、一次側の複数ライン２２Ｐ，２２Ｎと二次側の複数ライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗとの間の接続状態をインバータ回路１２に変更させるパルス信号をキャリア波に同期して生成するパルス生成部１４２と、他の電力変換装置２，２Ａとの間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部１１０と、循環電流監視部１１０が取得した監視値に基づいて、循環電流を縮小するようにキャリア波の位相及び周期の少なくとも一方を変更するキャリア周期変更部１２０とを更に備えていてもよい。この場合、循環電流をより確実に抑制することができる。

本実施形態においては、キャリア波変更部の一例として、キャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部１２０を例示したが、これに限られない。キャリア波変更部は、キャリア波の位相を変更するように構成されていてもよい。

パルス生成部１４２は、キャリア波に同期した制御周期に応じたタイミングにおいてパルス信号の幅を調節し、ベースライン選択部１６４は、制御周期に応じたタイミングでベースラインとして選択するラインを切り替えてもよい。この場合、キャリア波の同期に伴って、パルス幅の調節タイミングの同期も図ることができる。また、キャリア波の同期に伴って、ベースラインの切り替えタイミングのより確実な同期も図ることができる。従って、循環電流をより確実に抑制することができる。

電力変換装置２，２Ａは、二次側の全てのライン２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗと一次側の複数ライン２２Ｐ，２２Ｎとの接続状態を変化させるようにインバータ回路１２を制御する全変調制御部１６１と、インバータ回路１２による変調方式を部分変調制御部１６２による変調と全変調制御部１６１による変調とのいずれかに切り替える変調方式切替部１６３と、を更に備え、変調方式切替部１６３は、他の電力変換装置２，２Ａの変調方式切替部１６３が変調方式を切り替えるタイミングに基づいて変調方式を切り替えてもよい。この場合、変調方式の切り替えタイミングのずれに起因する循環電流も抑制することができる。

電力変換システム１は、上記電力変換装置２，２Ａと上記他の電力変換装置２，２Ａと含む少なくとも二つの電力変換装置２，２Ａを備えていてもよい。他の電力変換装置２，２Ａのベースライン選択部１６４は、二次側の電圧指令値の位相に基づいて、ベースラインとして選択するラインを切り替えてもよい。この場合、上記電力変換装置２，２Ａ及び上記他の電力変換装置２，２Ａのいずれにおいても、二次側の電圧の変化に応じ適切なタイミングでベースラインの切り替えを行うことができる。

本実施形態に係る電力変換装置２，２Ａは、更に他の側面において、キャリア波を生成するキャリア波生成部１３０と、キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部１４２と、パルス信号の幅に応じた電力を生成するインバータ回路１２と、自装置のインバータ回路１２が出力する電流と他装置のインバータ回路１２が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいてインバータ回路１２のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出する歪検出部１５１と、歪検出部が検出した電流又は電圧の歪に応じてパルス信号の幅を補正するデッドタイム補償部１５２とを有する。

自装置と他装置の間には、循環電流が生じ得る。循環電流が生じると、自装置の出力電流と他装置の出力電流とに微差が生じる。このため、個別の電流検出結果に基づいて個別にデッドタイム補償を行うと、補償レベルの差に起因してパルス信号の幅に差が生じ、循環電流が増加してしまう可能性がある。循環電流が増加すると、デッドタイム補償における補償レベルの差も更に拡大してしまう。このように、負の相乗効果が生じ、循環電流が増加してしまうおそれがある。これに対し、本構成によれば、一つの電流指標値に基づいて各インバータ回路１２におけるデッドタイム補償が行われるので、補償レベルの差に起因する循環電流の増加と、上記負の相乗効果とが抑制される。

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

１…電力変換システム、２，２Ａ…電力変換装置、１０…電力変換回路（電力変換部）、１１０…循環電流監視部、１２０…キャリア周期変更部、１３０…キャリア波生成部、１４１…制御周期変更部、１４２…パルス生成部、１４３…キャリア位相変更部、１４５…位相情報取得部、１４６…駆動パルス生成部、１４７…テストパルス生成部、１５１…歪検出部、１５２…デッドタイム補償部。

Claims (23)

1. 他の電力変換装置と並列に接続される電力変換装置であって、
   キャリア波を生成するキャリア波生成部と、
   前記キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部と、
   前記パルス信号の幅に応じた電力を生成する電力変換部と、
   前記他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部と、
   前記電力変換部が駆動電力を生成している間に、前記循環電流監視部が取得した前記監視値に基づいて、前記循環電流を縮小するように前記キャリア波生成部が生成する前記キャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部と、
   前記キャリア波の周期と前記電力変換部の制御周期とが同期するように、前記キャリア周期変更部による前記キャリア波の周期の変更に応じて前記制御周期を変更する制御周期変更部とを備える電力変換装置。
2. 前記パルス生成部は、前記制御周期に応じたタイミングにおいて前記パルス信号の幅を調節する、請求項１記載の電力変換装置。
3. 前記循環電流監視部は、前記キャリア波の一周期内に設定された第１タイミングと第２タイミングとにおいて前記電力変換部が生成する電流同士の差を前記監視値として取得する、請求項１又は２記載の電力変換装置。
4. 前記循環電流監視部は、前記キャリア波の半周期の位相差を有する前記第１タイミングと前記第２タイミングとにおいて前記電力変換部が生成する電流同士の差を前記監視値として取得する、請求項３記載の電力変換装置。
5. 前記循環電流監視部は、前記第１タイミングと前記第２タイミングとにおいて前記電力変換部が生成する電流同士の差として、前記キャリア波の山部に対応するタイミングと谷部に対応するタイミングとにおいて前記電力変換部が生成する電流同士の差を前記監視値として取得する、請求項４記載の電力変換装置。
6. 前記電力変換部が駆動電力の生成を開始する前に、前記他の電力変換装置との間における前記キャリア波の位相差が縮小するように前記キャリア波の位相を変更するキャリア位相変更部を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項記載の電力変換装置。
7. 前記キャリア位相変更部は、前記位相差が前記キャリア波の半周期未満まで縮小するように前記キャリア波の位相を変更する、請求項６記載の電力変換装置。
8. 前記他の電力変換装置における前記キャリア波の位相に対応する位相情報を取得する位相情報取得部を更に備え、
   前記キャリア位相変更部は、前記位相情報取得部が取得した前記位相情報に基づいて、前記位相差が縮小するように前記キャリア波の位相を変更する、請求項６又は７記載の電力変換装置。
9. 前記パルス生成部は、
   前記駆動電力の出力用の前記パルス信号を生成する駆動パルス生成部と、
   前記駆動電力の出力用の前記パルス信号に比較して幅の小さいテスト電力の出力用のパルス信号を生成するテストパルス生成部とを含み、
   前記キャリア位相変更部は、前記電力変換部が前記テスト電力を生成している間に、前記循環電流監視部が取得した前記監視値に基づいて前記位相差が縮小するように前記キャリア波の位相を変更する、請求項７記載の電力変換装置。
10. 前記キャリア位相変更部は、前記キャリア波の位相変更の要否の判定に必要な値よりも前記監視値が小さい場合に、前記監視値を拡大するように前記キャリア波の位相を変更する、請求項９記載の電力変換装置。
11. 前記電力変換部が出力する電流と前記他の電力変換装置の電力変換部が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいて前記電力変換部のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出する歪検出部と、
    前記歪検出部が検出した前記電流又は電圧の歪に応じて前記パルス信号の幅を補正するデッドタイム補償部とを備える、請求項１〜１０のいずれか一項記載の電力変換装置。
12. 他の電力変換装置と並列に接続される電力変換装置であって、
    キャリア波を生成するキャリア波生成部と、
    前記キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部と、
    前記パルス信号の幅に応じた電力を生成する電力変換部と、
    前記他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部と、
    前記電力変換部が駆動電力を生成している間に、前記循環電流監視部が取得した前記監視値に基づいて、前記循環電流を縮小するように前記キャリア波生成部が生成する前記キャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部とを備え、
    前記循環電流監視部は、前記キャリア波の一周期内に設定された第１タイミングと第２タイミングとにおいて前記電力変換部が生成する電流同士の差を前記監視値として取得する電力変換装置。
13. 他の電力変換装置と並列に接続される電力変換装置であって、
    キャリア波を生成するキャリア波生成部と、
    前記キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部と、
    前記パルス信号の幅に応じた電力を生成する電力変換部と、
    前記他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部と、
    前記電力変換部が駆動電力を生成している間に、前記循環電流監視部が取得した前記監視値に基づいて、前記循環電流を縮小するように前記キャリア波生成部が生成する前記キャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部と、
    前記電力変換部が駆動電力の生成を開始する前に、前記他の電力変換装置との間における前記キャリア波の位相差が縮小するように前記キャリア波の位相を変更するキャリア位相変更部と、を備える電力変換装置。
14. 他の電力変換装置と並列に接続される電力変換装置であって、
    キャリア波を生成するキャリア波生成部と、
    前記キャリア波に同期したパルス信号を生成するパルス生成部と、
    前記パルス信号の幅に応じた電力を生成する電力変換部と、
    前記他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得する循環電流監視部と、
    前記電力変換部が駆動電力を生成している間に、前記循環電流監視部が取得した前記監視値に基づいて、前記循環電流を縮小するように前記キャリア波生成部が生成する前記キャリア波の周期を変更するキャリア周期変更部と、
    前記電力変換部が出力する電流と前記他の電力変換装置の電力変換部が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいて前記電力変換部のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出する歪検出部と、
    前記歪検出部が検出した前記電流又は電圧の歪に応じて前記パルス信号の幅を補正するデッドタイム補償部とを備える電力変換装置。
15. 請求項１〜５のいずれか一項記載の前記電力変換装置と前記他の電力変換装置とを含む少なくとも二つの電力変換装置を備える電力変換システム。
16. 前記二つの電力変換装置の少なくとも一方は、
    前記電力変換部が駆動電力の生成を開始する前に、前記二つの電力変換装置の他方との間における前記キャリア波の位相差が縮小するように前記キャリア波の位相を変更するキャリア位相変更部を更に有する、請求項１５記載の電力変換システム。
17. 前記キャリア位相変更部は、前記位相差が前記キャリア波の半周期未満まで縮小するように前記キャリア波の位相を変更する、請求項１６記載の電力変換システム。
18. 前記キャリア位相変更部を有する前記電力変換装置は、
    前記二つの電力変換装置の他方における前記キャリア波の位相に対応する位相情報を取得する位相情報取得部を更に有し、
    前記キャリア位相変更部は、前記位相情報取得部が取得した前記位相情報に基づいて、前記位相差が縮小するように前記キャリア波の位相を変更する、請求項１６又は１７記載の電力変換システム。
19. 前記パルス生成部は、
    前記駆動電力の出力用の前記パルス信号を生成する駆動パルス生成部と、
    前記駆動電力の出力用の前記パルス信号に比較して幅の小さいテスト電力の出力用のパルス信号を生成するテストパルス生成部とを含み、
    前記キャリア位相変更部は、前記電力変換部が前記テスト電力を生成している間に、前記循環電流監視部が取得した前記監視値に基づいて前記位相差が縮小するように前記キャリア波の位相を変更する、請求項１６又は１７記載の電力変換システム。
20. 前記キャリア位相変更部は、前記電力変換部が前記テスト電力を生成している際の前記キャリア波の位相変化と、前記循環電流監視部が取得する前記監視値の変化との関係に基づいて、前記位相差が縮小する前記キャリア波の位相の変更方向を判定する、請求項１９記載の電力変換システム。
21. 他の電力変換装置に並列に接続される電力変換装置において、
    キャリア波を生成することと、
    前記キャリア波に同期したパルス信号を生成することと、
    前記パルス信号の幅に応じた電力を電力変換部に生成させることと、
    前記他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得することと、
    前記電力変換部が駆動電力を生成している間に取得した前記監視値に基づいて、前記循環電流を縮小するように前記キャリア波の周期を変更することと、
    前記キャリア波の周期と前記電力変換部の制御周期とが同期するように、前記キャリア波の周期の変更に応じて前記制御周期を変更することと、を含む電力変換方法。
22. 前記電力変換部が出力する電流と他の電力変換装置の電力変換部が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいて前記電力変換部のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出することと、
    検出した前記電流又は電圧の歪に応じて前記パルス信号の幅を補正することとを更に含む、請求項２１記載の電力変換方法。
23. 他の電力変換装置に並列に接続される電力変換装置において、
    キャリア波を生成することと、
    前記キャリア波に同期したパルス信号を生成することと、
    前記パルス信号の幅に応じた電力を電力変換部に生成させることと、
    前記他の電力変換装置との間における循環電流に対応する監視値を取得することと、
    前記電力変換部が駆動電力を生成している間に取得した前記監視値に基づいて、前記循環電流を縮小するように前記キャリア波の周期を変更することと、
    前記電力変換部が出力する電流と他の電力変換装置の電力変換部が出力する電流とに対応する一つの電流指標値に基づいて前記電力変換部のデッドタイムに起因する電流又は電圧の歪を検出することと、
    検出した前記電流又は電圧の歪に応じて前記パルス信号の幅を補正することとを含む、電力変換方法。

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