・PWMコンバータの直接電力制御法(Direct - Power - Controlled：DPC)に関する研究

　PWMコンバータの一般的な制御法には，図１，２に示すＰＩ＋キャリヤ変調方式やヒステリシスコンパレータ方式があります。このPWMコンバータの新しい制御法として，直接電力制御法(Direct- Power-Controlled:DPC )があります。まず従来法であるＰＩ＋キャリヤ変調方式とヒステリシスコンパレータ方式について簡単に説明します。入力力率１，ＤＣバス電圧一定制御を達成するために，ＤＣバス電圧を検出して得られたＶｄｃとDCバス電圧指令値Vdc*の偏差をPI制御器に入力して得られたI*と電源電圧を検出して得られたvsを掛け合わせることにより入力電流指令値is*を生成します。そして，実際の入力電流と比較しPI制御にして得られたコンバータ出力電圧指令値vc*と三角波と比較しスイッチングします。以上がPI＋キャリヤ変調方式です。次にヒステリシスコンパレータ方式ですが，入力電流指令値is*を生成するところまではキャリヤ変調方式と同様ですが，実際の入力電流isとis*の偏差をヒステリシスコンパレータに入力し量子化してスイッチングを行います。両者の特徴として，はキャリヤ変調方式はPWM波形が良好で，ヒステリシスコンパレータ方式は応答性に優れています。

図１　ＰＩ+キャリヤ変調方式

図２　ヒステリシスコンパレータ方式

　次に直接電力制御法（DPC）について説明します。図３に直接電力制御形ＰＷＭコンバータのブロック図を示します。直接電力制御法（DPC）とは，瞬時有効Ｐ・無効電力Ｑを演算し，フィードバック制御する手法です。電源電圧・電源電流を検出し，3相−2相変換して得られたvα，vβ，iα，iβから瞬時有効Ｐ・無効電力Ｑを算出します。また，有効電力指令値P*の生成はDCバス電圧Vdcとその指令値の偏差をPI制御器に入力し得られるI*とVdcの積で得られます。また，無効電力指令値Q*は外部より直接与えます。例えば，入力力率１制御するときは０を与えます。そして，P*とP，Q*とQの偏差をヒステリシスコンパレータに入力し量子化し，電力の増減を決定します。また，電源電圧位相もヒステリシスコンパレータを用いて30[deg]ごとに量子化し，空間的に12分割します。そして，Sp，Sqおよびθnをスイッチングテーブルに入力し，それらに応じたスイッチングモードを直接決定します。

図３　直接電力制御形PWMコンバータのブロック図