JP5826579B2

JP5826579B2 - 電力変換装置のコモンモード電流を低減するための制御方法およびシステム

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Publication number: JP5826579B2
Application number: JP2011218952A
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Inventors: アルノー、ビデ; フィリップ、ロワゼル; モハメット、シアム
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Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2015-12-02
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Description

本発明は、電力変換装置の電圧およびコモンモード電流を低減するための制御方法およびシステムに関する。

電力変換装置は、主電源に接続された複数の入力相、例えば、３相主電源（mains supply）に接続される場合３つの入力相を備える。入力相に接続されて、従来の変換装置は、主電源によって供給されるＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するための整流器段を含む。変換装置は、正電位をもつ第１の電源ラインと負電位をもつ第２の電源ラインとを有しＤＣ電圧が印加される電源バスと、第１の電源ラインと第２の電源ラインとの間に接続され、バス上でＤＣ電圧を一定に保持するように意図されたバス・キャパシタと、をさらに備える。バス・キャパシタの下流に、可変速度駆動タイプの電力変換装置は、複数のスイッチング・アーム、通常３つのスイッチング・アームを有するインバータ段をさらに備え、各々のスイッチング・アームは電気負荷に接続される出力相に接続される。各スイッチング・アームはバスの第１の電源ラインと第２の電源ラインとの間に接続され、さらに、例えば２レベル変換装置の場合には、ＤＣ電圧を電気負荷用の可変電圧に変換するための２つの制御型パワー・トランジスタを備える。

変換装置の入力部に配置された整流器段は、各々が例えば少なくとも２つのパワー・トランジスタを有する複数のスイッチング・アームをさらに備えることによる能動タイプのものとすることができる。これらのトランジスタは各々ゲート制御デバイスによって制御され、それにより主電源からのＡＣ電圧を電源バスに印加されるＤＣ電圧に変換することができる。入力部に能動整流器段をもつこのタイプの変換装置は、一般に「能動フロント・エンド」と呼ばれる。

従来、整流器段およびインバータ段のパワー・スイッチの制御は、パルス幅変調（以下、ＰＷＭ）によって生成される。インターセクティブ・タイプ（intersective type）のＰＷＭは、対称または非対称三角搬送波を１つまたは複数のモジュラント（modulants）と比較することにある。インバータ段または整流器段のパワー・トランジスタでは、搬送波と１つまたは複数のモジュラントとの交差は、トランジスタが閉および開になるときの切替えの瞬間を規定する。

インバータ段に印加されるスイッチング周波数が増加すると、コモンモード電流が増大し、このことはコモンモード電圧のｄｖ／ｄｔ変化の密度の増加に起因することが知られている。発生されたコモンモード電流は、可変速度駆動装置と電気負荷との間で異なる経路を取ることがある。これらの経路は、可変速度駆動装置を電気負荷に連結するケーブルの導体間、モータおよび固定子の巻線間、または、パワー半導体と、接地に連結された放散器（dissipater）と、の間に発生する容量性結合によって生成される。可変速度駆動装置がインバータ段と能動整流器段とを備える場合、可変速度駆動装置の全コモンモード電圧は整流器段およびインバータ段によって与えられる外乱の和である。

様々な解決策がコモンモード電流を低減するために開発されている。これらの解決策は、受動フィルタの追加、または、整流器段およびインバータ段の制御への作用を含み得る。

文献、特開２００３−０１８８５３は、例えば、整流器段の３つのパワー・スイッチ（ハイ又はロー）の閉（または開）の切替えを、インバータ段の３つの対応するスイッチ（それぞれハイ又はロー）の閉（または開）の切替えと同期させることによって可変速度駆動装置のコモンモード電流を低減する方法を提案している。この解決策により、コモンモード電流をフィルタ処理するのに使用されるフィルタのサイズを小さくし、したがって、変換装置のコストを低減することが可能になる。しかし、それは、可変速度駆動装置のコモンモード電流を十分に低減することができない。

米国特許第６，１８５，１１５号は、さらに、整流器段の切替えをインバータ段の切替えと同期させ、それによりコモンモード電圧を低減させる方法を説明している。前に引用された文献の場合のように、この方法は可変速度駆動装置のコモンモード電圧を十分には低減することができないので、この方法は満足なものではない。実際には、提案された方法は、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジにおいて、インバータ段の単一のスイッチング・アームの切替えを整流器段の単一のスイッチング・アームの切替えと同期させ、それにより、切替え期間の間、すべてのスイッチング・アームで単に１２個の電圧エッジから８個の電圧エッジに変更するのを可能にすることにある。

本発明の目的は、電力変換装置のコモンモード電圧および電流を著しく低減することを可能にする制御方法を提案することである。

この目的は、
電力変換装置のコモンモード電流を低減するように意図された制御方法であって、
前記電力変換装置は、
− 複数の入力相に接続された整流器段、及び、複数の出力相に接続されたインバータ段と、
− 前記整流器段を前記インバータ段に連結し、且つ、各々に電位が印加される第１の電源ラインおよび第２の電源ラインを含むＤＣ電源バスであって、
− 前記整流器段及び前記インバータ段が各々、前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインに接続された少なくとも２つのスイッチング・アームを含む、ＤＣ電源バスと、
− 切替え時間（switchover time）の間、各入力相を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続するための前記整流器段の第１の制御手段と、
− 切替え時間の間、出力相を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続するための前記インバータ段の第２の制御手段と、を備え、
− 各切替え期間（switching period）に、前記整流器段及び前記インバータ段は、入力相に印加された電位の変化が出力相に印加された同符号の電位の変化に常に対応するように、同期された方法で制御されることを特徴とする方法によって達成される。

特定の特徴によれば、前記整流器段および前記インバータ段は、前記整流器段および前記インバータ段に加えられたパルス幅変調に対する作用（action）によって、同期された方法で制御される。

別の特定の特徴によれば、前記整流器段および前記インバータ段は、決定規則に従うことによって同期された方法で制御され、各決定規則は、前記インバータ段および前記整流器段の各スイッチング・アームの前記切替え時間を考慮に入れている。

本発明は、さらに、
電力変換装置のコモンモード電流を低減するように意図された制御システムであって、
前記電力変換装置は、
− 複数の入力相に接続された整流器段、及び、複数の出力相に接続されたインバータ段と、
− 前記整流器段を前記インバータ段に連結し、且つ、各々に電位が印加される第１の電源ラインおよび第２の電源ラインを含むＤＣ電源バスであって、
− 前記整流器段及び前記インバータ段が各々、前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインに接続された少なくとも２つのスイッチング・アームを含む、ＤＣ電源バスと、
− パルス幅変調を使用して各入力相を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続する前記整流器段の第１の制御手段と、
− パルス幅変調を使用して出力相を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続する前記インバータ段の第２の制御手段と、を備え、
− 前記整流器段の前記第１の制御手段および前記インバータ段の前記第２の制御手段は、入力相に印加された電位の変化が出力相に印加された同符号の電位の変化に常に対応するように、同期されることを特徴とするシステムに関する。

特定の特徴によれば、整流器段およびインバータ段は各々、各スイッチング・アームに２つのパワー・トランジスタをもつ３つのスイッチング・アームを含む。

別の特定の特徴によれば、整流器段およびインバータ段は、同数の電位レベルを発生することができるように構成される。

別の特定の特徴によれば、インバータ段は、例えばＮＰＣタイプのものである。

他の特徴および利点は、例として与えられ添付図面によって示される実施形態を参照することによって、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

２レベル・インバータ段および能動整流器を備えた可変速度駆動タイプの電力変換装置を示す図である。ＮＰＣ（中性点クランプ）タイプの３レベル・インバータ段およびウィーン・ブリッジ・タイプの３レベル能動整流器を備えた可変速度駆動タイプの電力変換装置を示す図である。整流器段のスイッチング・アームの制御とインバータ段のスイッチング・アームの制御との間の同期の原理を示す図である。本発明の制御方法で実施される例示的なアルゴリズムを機能図の形態で示す図である。

図１及び２を参照すると、既知のように、例えば可変速度駆動タイプの電力変換装置は、整流器段１，１’と、ＤＣ電源バスと、インバータ段２，２’と、を備える。異なる電力変換装置の構成が可能である。本発明は、能動整流器段を備える電力変換装置にとりわけ適合する。

図１は、例えば、能動整流器段１を備えた２レベル可変速度駆動装置を示す。図２は、例えば、ＮＰＣ（中性点クランプ（Neutral Point Clamped））タイプのインバータ段２’と、ウィーン・ブリッジ・タイプの能動整流器段１’と、を使用する３レベル可変速度駆動装置を示す。フライング・キャパシタをもつインバータ段を使用するなどの他の構成が可能である。

図１を参照すると、整流器段１は、ＡＣインダクタンス（図示せず）を介して主電源に、例えば、３相整流器段１では３つの入力相Ｒ、Ｓ、Ｔで接続される。通常、可変速度駆動装置では、整流器段はダイオード・ブリッジからなる。しかし、整流器段１は、さらに、同様に制御される１つまたは複数のスイッチング・アーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃを含むことによって能動タイプのものとすることができる。したがって、整流器段１は、主電源から取り込んだ電流を制御し、且つ、主電源によって供給されたＡＣ電圧をＤＣ電源バスに印加されるＤＣ電圧に変換するように制御される。３相主電源では、整流器段１は、各々がＡＣインダクタンスを通して３相主電源の３つの入力相Ｒ、Ｓ、Ｔのうちの１つに接続される３つのスイッチング・アーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃを含む。従来の構成では、各スイッチング・アームは、例えばＩＧＢＴまたはＪＦＥＴタイプの、例えば２つのパワー・トランジスタ１００と、２つのトランジスタ間に位置し、且つ、入力相Ｒ、Ｓ、Ｔに接続される接続中点Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃと、を含む。ＤＣ電源バスは整流器段１をインバータ段２に連結する。それは、正電位Ｖ＋をもつ電源ラインと、負電位Ｖ−をもつ電源ラインと、を含む。少なくとも１つのバス・キャパシタＣｂｕｓは、バスの２つの電源ラインの各々に接続されると共にバスの電圧を一定値に保持する。

図１では、インバータ段２は、バス・キャパシタＣｂｕｓの下流でＤＣ電源バスに接続される。それは、電気負荷Ｃに連結される出力相Ｕ、Ｖ、Ｗに各々が接続された複数の同様なスイッチング・アーム２０ａ、２０ｂ、２０ｃを含む。したがって、３相モードで動作する電気負荷Ｃでは、インバータ段２は３つのスイッチング・アーム２０ａ、２０ｂ、２０ｃを含む。従来の構成（図１）のインバータ段２では、各スイッチング・アーム２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、２つのパワー・トランジスタ２００と、２つのトランジスタ間に位置し、且つ、電気負荷に接続される接続中点Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃと、を含む。

図１と同様の構成で、図２の可変速度駆動装置は、ウィーン・ブリッジ・タイプの３レベル能動整流器段１’と、ＮＰＣタイプの３レベル・インバータ段２’と、を含む。その上、ＤＣ電源バスは、複数のバス・キャパシタＣｂｕｓ１、Ｃｂｕｓ２と、中間電位をもつ１つまたは複数の電源ラインと、を含む。このよく知られたトポロジーは本出願では詳細には説明されないが、以下で説明されるような本発明はそのトポロジー及び他のトポロジーに完全に適用することができることが理解されるべきである。

可変速度駆動装置は、さらに、整流器段１、１’のスイッチング・アームの各々の切替えを制御するための第１の制御手段３と、インバータ段２、２’のスイッチング・アームの各々の切替えを制御するための第２の制御手段４と、を含む。スイッチング・アームのパワー・トランジスタの切替えごとに、第１または第２の制御手段３、４は、整流器段１、１’およびインバータ段２、２’の各トランジスタの切替えの瞬間を規定するのを可能にするパルス幅変調（ＰＷＭ）による制御を使用する。ＰＷＭによる従来の制御はインターセクティブ・タイプのものであり、対称または非対称三角搬送波を１つまたは複数のモジュラントと比較することを必要とする。搬送波と１つまたは複数のモジュラントとの間の交差が、パワー・トランジスタの閉および開の切替えの瞬間を規定する。

本発明によれば、第１の制御手段および第２の制御手段は共有されてもよく、整流器段１、１’の制御およびインバータ段２、２’の制御の両方を管理する共通のマイクロプロセッサを含んでもよい。

本発明の制御方法は、整流器段１、１’およびインバータ段２、２’に同数のスイッチング・アーム、例えば３つのスイッチング・アームを含み、各アームが少なくとも２つのパワー・トランジスタを含む変換装置に適用される。優先的には、整流器段１、１’のレベルの数はインバータ段２、２’のレベルの数に等しい。したがって、図１では、２レベル整流器段１は従来の２レベル・インバータ段２に関連づけられる。同様に、図２では、「ウィーン」タイプの３レベル整流器段１’はＮＰＣタイプの３レベル・インバータ段２’に関連づけられる。

以下、説明では、図１に示されるような従来の２レベル可変速度駆動装置の場合に焦点を置くことになる。

本発明の目的は、能動整流器段１およびインバータ段２を含む、例えば、可変速度駆動タイプの電力変換装置のコモンモード電流を、著しく低減させることである。

この可変速度駆動装置の構造は、実際には、インバータ段２および整流器段１の切替えの存在に関連するコモンモード電圧の２つの供給源を有する。切り替えることによって、インバータ段２はＶｍｃｉｎｖと呼ばれるコモンモード電圧を発生し、整流器段１はコモンモード電圧Ｖｍｃｒｅｃを発生し、これらは以下の関係によって定義される。

ここで、
− Ｖ_Ｕ０、Ｖ_Ｖ０、Ｖ_Ｗ０は、ＤＣ電源バスの下部ポイント（Ｏ）に基準を置いたインバータ段の出力相Ｕ、Ｖ、Ｗの単一の電圧に対応し、
− Ｖ_Ｒ０、Ｖ_Ｓ０、Ｖ_Ｔ０は、ＤＣ電源バスの下部ポイント（Ｏ）に基準を置いた整流器段の各アームの単一の電圧に対応する。

可変速度駆動装置の全コモンモード電圧は整流器段１およびインバータ段２によって与えられる外乱の和に等しい。整流器段１およびインバータ段２によって発生されたコモンモード電圧は反対符号を有するので、可変速度駆動装置で発生される全コモンモード電圧を表わす以下の関係が得られる。

整流器段１およびインバータ段２が、同じスイッチング周波数で切り替わると仮定すると、したがって、能動整流器をもつ可変速度駆動装置は、従来の可変速度駆動装置に比べて２倍のコモンモード電圧の変化を発生する。

したがって、本発明の原理は、インバータ段２によって発生されたコモンモード電圧を整流器段１によって発生されたコモンモード電圧に対して、または逆に、オフセットすることである。

このために、本発明の制御方法は、入力相Ｒ、Ｓ、Ｔに印加された電位の変化（＝立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ）が、出力相Ｕ、Ｖ、Ｗに印加された同符号の電位の変化（＝立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ）に常に対応するように、同期された方法（時間的に同期された）でインバータ段２および整流器段１を制御することにある。このために、したがって、整流器段１に専用の第１の制御手段３は、インバータ段２に専用の第２の制御手段４と同期されなければならない。

したがって、理論上、それは、整流器段１のスイッチング・アームの切替えによって生成された立ち上がり電圧エッジＦＭまたは立ち下がり電圧エッジＦＤの発生が、インバータ段２のスイッチング・アームの切替えによって生成された立ち上がり電圧エッジＦＭおよびそれぞれ立ち下がり電圧エッジＦＤの発生と一致するように、整流器段１とインバータ段２との間で二重の切替え（double switchovers）を実施することを含む。より具体的には、インバータ段２のスイッチング・アームのパルスに対して、このパルスの立ち上がり電圧エッジの発生は、整流器段のスイッチング・アームによって発生されたパルスの立ち上がり電圧エッジの発生と一致し、且つ、したがって、このパルスの立ち下がり電圧エッジの発生は、整流器段の別のスイッチング・アームによって発生された別のパルスの立ち下がり電圧エッジの発生と一致する。したがって、インバータ段のスイッチング・アームによって生成された２つのエッジ（立ち上がり及び立ち下がり）の同期は、整流器段の２つの異なるスイッチング・アームにより行われる。明らかに、同じ論法が、整流器段１からのパルスから開始するのに適用される。したがって、このようにして、図４に関連して以下で説明されるもののような決定された選択規則に従うことによって、すべての切替えの全体の同期を生成することが可能となる。

したがって、このことの結果は、整流器段１のアームの切替えによって発生されたコモンモード電圧と、インバータ段２のアームの切替えによって発生されたコモンモード電圧と、が相殺されることである。

全体の同期を生成するために、第１および第２の制御手段３、４は、整流器段１およびインバータ段２それぞれのスイッチング・アームによって発生される各電圧パルスを時間的にシフトすることができるように構成される。

インバータ段（図３のＩＮＶ）と整流器段（図３のＲＥＣ）との間の全体の同期の一例が図３に示される。この図３では、整流器段１のスイッチング・アーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御によって発生された各立ち上がり電圧エッジＦＭは、インバータ段２のスイッチング・アーム２０ａ、２０ｂ、２０ｃの制御によって生成された立ち上がり電圧エッジＦＭの発生と時間的に同期される。同様に、整流器段１のスイッチング・アーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御によって発生された各立ち下がり電圧エッジＦＤは、インバータ段２のスイッチング・アーム２０ａ、２０ｂ、２０ｃの制御によって生成された立ち下がり電圧エッジＦＤの発生と時間的に同期される。

そのような全体の同期を達成するのを可能にする例示的なアルゴリズムが図４に示される。

このアルゴリズムは、制御手段３、４によって実施される複数の連続したステップを含む。

※最初の比較ステップＥは、整流器段１に印加されるべき最長パルスＭａｘＲｅｃがインバータ段２に印加されるべき最長パルスＭａｘＩｎｖよりも長いかどうかを決定することにある。

※長くない場合、
⇒インバータ段２に印加されるべき最長パルスＭａｘＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤが、整流器段１に印加されるべき最長パルスＭａｘＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期される（Ｅ０）。

⇒インバータ段２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖが、整流器段１に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃよりも長い場合（Ｅ１）：
・整流器段１に印加されるべき最長パルスＭａｘＲｅｃに対応する立ち上がり電圧エッジＦＭは、インバータ段２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ１０）、
・インバータ段２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤは、整流器段１に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち下がりエッジＦＤと同期され（Ｅ１１）、
・整流器段に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭは、インバータ段２に印加されるべき最短期間のパルスＭｉｎＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ１２）、
・インバータ段２に印加されるべき最短パルスＭｉｎＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤは、整流器段に印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期され（Ｅ１３）、
・整流器段１に印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭは、インバータ段２に印加されるべき最長パルスＭａｘＩｎｖのパルスの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期される（Ｅ１４）。

⇒インバータ段に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖが整流器段１に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃよりも短い場合（Ｅ１）：
・整流器段に印加されるべき最長パルスＭａｘＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭは、インバータ段に印加されるべき最短パルスＭｉｎＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ１００）、
・インバータ段に印加されるべき最短パルスＭｉｎＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤは、整流器段に印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期され（Ｅ１０１）、
・整流器段１に印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭは、インバータ段に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ１０２）、
・インバータ段２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤは、整流器段に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期され（Ｅ１０３）、
・整流器段１に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭは、インバータ段に印加されるべき最長パルスＭａｘＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期される（Ｅ１０４）。

※ｙｅｓの場合、
⇒整流器段１に印加されるべき最長パルスＭａｘＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤは、インバータ段２に印加されるべき最長パルスＭａｘＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期される（Ｅ００）。

⇒整流器段１に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃが、インバータ段２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖよりも長い場合（Ｅ２）：
・インバータ・モジュール２に印加されるべき最長パルスＭａｃＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭは、整流器モジュールに印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ２０）、
・整流器モジュールに印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤは、インバータ・モジュール２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期され（Ｅ２１）、
・インバータ・モジュール２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭは、整流器モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ２２）、
・整流器モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤは、インバータ・モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期され（Ｅ２３）、
・インバータ・モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭは、整流器モジュールに印加されるべき最長パルスＭａｘＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期される（Ｅ２４）。

⇒整流器段に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃが、インバータ段に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖよりも短い場合（Ｅ２）：
・インバータ段に印加されるべき最長パルスＭａｘＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭは、整流器モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ２００）、
・整流器モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤは、インバータ・モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期され（Ｅ２０１）、
・インバータ・モジュールに印加されるべき最短パルスＭｉｎＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭは、整流器モジュールに印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期され（Ｅ２０２）、
・整流器モジュールに印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＲｅｃの立ち下がり電圧エッジＦＤは、インバータ・モジュールに印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち下がり電圧エッジＦＤと同期され（Ｅ２０３）、
・インバータ・モジュール２に印加されるべき中間期間のパルスＩｎｔＩｎｖの立ち上がり電圧エッジＦＭは、整流器段に印加されるべき最長パルスＭａｘＲｅｃの立ち上がり電圧エッジＦＭと同期される（Ｅ２０４）。

本発明によれば、図３および４に関連して上記で説明されたような整流器段１とインバータ段２との間の全体の同期は、切替え期間ごとに達成され得ると共に系統的に動作し、最後の２つの立ち上がり電圧エッジは自動的に同期される。このことは、特に、整流器段１に印加されるパルスの幅の和がインバータ段２に印加されるパルスの幅の和と等しいということによって、及び、整流器部分においてはパルス幅が加えられ（図３の右への方向）、その一方、インバータ部分においてはパルス幅が差し引かれる（図３の左の方に）ということによって、説明される。

明らかに、本発明の枠組みから逸脱することなく、細部の他の変形および改良を考案し、同様に、均等手段の使用を考慮することが可能である。

Claims

電力変換装置のコモンモード電流を低減するように意図された制御方法であって、
前記電力変換装置は、
複数の入力相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に接続された整流器段（１、１’）、及び、複数の出力相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に接続されたインバータ段（２、２’）と、
前記整流器段（１、１’）を前記インバータ段（２、２’）に連結し、且つ、各々に電位が印加される第１の電源ラインおよび第２の電源ラインを含むＤＣ電源バスであって、前記整流器段（１、１’）及び前記インバータ段（２、２’）が各々、前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインに接続された少なくとも２つのスイッチング・アーム（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を含む、ＤＣ電源バスと、
切替え時間の間、各入力相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続するための前記整流器段（１、１’）の第１の制御手段（３）と、
切替え時間の間、出力相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続するための前記インバータ段（２、２’）の第２の制御手段（４）と、を備え、
各切替え期間に、前記整流器段（１、１’）及び前記インバータ段（２、２’）は、入力相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に印加された電位の変化が出力相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に印加された同符号の電位の変化に常に対応するように、同期された方法で制御され、
切替え期間に、前記インバータ段（２）の第１のスイッチング・アームによって生成されたパルスの立ち上がり電圧エッジ（ＦＭ）の発生が、前記整流器段の第１のスイッチング・アームによって生成されたパルスの立ち上がり電圧エッジ（ＦＭ）の発生と一致し、且つ、前記インバータ段（２）の前記第１のスイッチング・アームによって生成された前記パルスの立ち下がり電圧エッジ（ＦＤ）の発生が、前記整流器段（１）の第２のスイッチング・アームによって生成されたパルスの立ち下がり電圧エッジ（ＦＤ）の発生と一致することを特徴とする方法。
前記整流器段（１、１’）および前記インバータ段（２、２’）は、前記整流器段（１、１’）および前記インバータ段（２、２’）に加えられたパルス幅変調に対する作用によって、同期された方法で制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記整流器段（１、１’）および前記インバータ段（２、２’）は、決定規則に従うことによって同期された方法で制御され、各決定規則は、前記インバータ段および前記整流器段の各スイッチング・アームの前記切替え時間を考慮に入れていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
電力変換装置のコモンモード電流を低減するように意図された制御システムであって、
前記電力変換装置は、
複数の入力相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に接続された整流器段（１、１’）、及び、複数の出力相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に接続されたインバータ段（２、２’）と、
前記整流器段（１、１’）を前記インバータ段（２、２’）に連結し、且つ、各々に電位が印加される第１の電源ラインおよび第２の電源ラインを含むＤＣ電源バスであって、前記整流器段（１、１’）及び前記インバータ段（２、２’）が各々、前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインに接続された少なくとも２つのスイッチング・アーム（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を含む、ＤＣ電源バスと、
パルス幅変調を使用して各入力相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続する前記整流器段（１、１’）の第１の制御手段（３）と、
パルス幅変調を使用して出力相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を前記第１の電源ラインまたは前記第２の電源ラインに選択的に接続する前記インバータ段（２、２’）の第２の制御手段（４）と、を備え、
前記整流器段（１、１’）の前記第１の制御手段（３）および前記インバータ段（２、２’）の前記第２の制御手段（４）は、入力相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に印加された電位の変化が出力相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に印加された同符号の電位の変化に常に対応するように、同期され、
切替え期間に、前記第１の制御手段および前記第２の制御手段は、前記インバータ段（２）の第１のスイッチング・アームによって生成されたパルスの立ち上がり電圧エッジ（ＦＭ）の発生が、前記整流器段の第１のスイッチング・アームによって生成されたパルスの立ち上がり電圧エッジ（ＦＭ）の発生と一致し、且つ、前記インバータ段（２）の前記第１のスイッチング・アームによって生成された前記パルスの立ち下がり電圧エッジ（ＦＤ）の発生が、前記整流器段（１）の第２のスイッチング・アームによって生成されたパルスの立ち下がり電圧エッジ（ＦＤ）の発生と一致するように構成されることを特徴とするシステム。
前記第１の制御手段（３）および前記第２の制御手段（４）が、前記整流器段（１）および前記インバータ段（２）それぞれの前記スイッチング・アームによって発生される各電圧パルスを時間的にシフトすることができるように構成されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
前記整流器段（１、１’）および前記インバータ段（２、２’）が各々、各スイッチング・アームに２つのパワー・トランジスタ（１００）を有する３つのスイッチング・アーム（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を含むことを特徴とする請求項４または５に記載のシステム。
前記整流器段（１、１’）および前記インバータ段（２、２’）が同数の電位レベルを発生することができるように構成されることを特徴とする請求項４から６の一項に記載のシステム。
前記インバータ段（２，２’）がＮＰＣタイプのものであることを特徴とする請求項４から７の一項に記載のシステム。