耐受电压，需要串联多个元件。开关元件 11 ?14是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘棚.双极晶体管)、M0SFET(Meta1-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:金属氧化物半导体场效电晶体)等自消弧型元件。例如，开关元件11?14分别由将多个IGBT串联了的结构构成。
[0034]开关元件11?14按照开关元件11、开关元件12、开关元件13、开关元件14的顺序串联地连接。另外，直流电源20的直流正端子和开关元件11的集电极(C)连接，直流电源20的直流负端子和开关元件14的发射极(E)连接。进而，对用电容器18和电容器19分割的直流中性点，经由电抗器17a连接开关元件12的发射极(E)以及开关元件13的集电极(C)。
[0035](斩波器单元群电路15、16)
[0036]斩波器单元群电路15、16由将图10所示的斩波器单元C串联连接了多个的结构构成。斩波器单元群电路15的斩波器单元数由输入直流电压v_dc、和斩波器单元电容器电压v_ch决定，大致是(v_dc/2)/v_ch。斩波器单元群电路16的斩波器单元数也相同。在本实施方式中，将斩波器单元数设为3。
[0037]另外，开关元件12的集电极(C)和斩波器单元群电路15的正端子连接，开关元件13的发射极(E)和斩波器单元群电路16的负端子连接。进而，斩波器单元群电路15的负端子和斩波器单元群电路16的正端子连接，其被作为输出交流电压端子。
[0038](电抗器17a)
[0039]如果使本电力变换装置10动作，则在输出交流电压v_ac_u是正时，将斩波器单元群电路15的输出电Sv_up与斩波器单元群电路16的输出电压v_un合计而得到的电压v_up+v_un、和电容器18的电压v_dc_pg由开关元件11、13被短路。另外，在输出交流电Sv_ac_u是负时，v_up+v_un、和电容器19的电压v_dc_ng由开关元件12、14被短路。
[0040]为了抑制此时的电流增大，例如，在开关元件12和开关元件13的连接点-直流中性点的路径中插入电抗器17a。另外，电抗器17a也可以插入于直流正端子-开关元件11-斩波器单元群电路15-输出交流端子-斩波器单元群电路16-开关元件14-直流负端子的路径。如果在开关元件12和开关元件13的连接点-直流中性点的路径中插入电抗器17a，则还能够使得具有开关元件11和开关元件12、或者开关元件13和开关元件14错误地短路时的电流抑制功能。
[0041]与以上的U相的说明同样地构成V相、W相的电力变换装置。
[0042](控制方法)
[0043]接下来，说明本实施方式的电力变换装置10的控制方法。
[0044]图2是电力变换装置10的整体控制框图。
[0045]首先，推测各相的输出交流电流i_u、i_v、i_w。当以U相电流i_u为例子时，分别检测U相上支路电流i_up和U相下支路电流i_un，计算为i_up-1_un = i_u，推测U相电流i_u(S11)。对推测出的输出交流电流i_u、i_v、i_w进行三相/DQ变换，计算D轴电流i_d、Q轴电流i_q(S12)。以追踪D轴电流指令值i_d*、Q轴电流指令值i_q*的方式实施PI控制，分别计算D轴电压指令值v_d*、Q轴电压指令值v_q* (S13)。接下来，进行DQ/三相变换，输出各相的电压指令值v_u*0、v_v*0、v_w*0(S14)。为了将直流中性点控制为恒定，对各相加上零相电压指令值v_z*(SI5)，将三相交流电压指令值设为v_u*、v_v*、、W相也相同，所以以后以U相为例子进行说明。实施使斩波器单元群电路15、16的电容器电压成为恒定的控制，计算斩波器单元群电路15、16的电压指令值v_up*、v_un*(S16)。接下来，实施使斩波器单元ch_upl?3、ch_unl?3的电容器电压成为恒定的控制，计算各斩波器单元的电压指令值v_upl?3*、v_unl?3*(S17)。
[0046]接下来，叙述使中性点电压成为恒定的方法。在二相以及三相的电力变换装置的结构中，从电容器18和电容器19充放电的电流始终相同，中性点电压不变动。但是，在电容器、开关元件的泄漏电流中，针对每个个体有偏差，所以实际上正侧电容器和负侧电容器的充放电电流不同，中性点电压无法保持在输入直流电压的正好1/2。于是，对三相的输出交流电压施加同一电压。交流输出电压是各相输出电压的线间电压，所以即使施加这样的零相电压，也不会对输出交流电压以及电流造成影响。
[0047]通过图3所示的中性点电位控制框图，说明零相电压施加的方法。首先，将对中性点电压的变动作出贡献的电容器18、19的放电电流分别设为i_cp、i_cn，推测它们。电容器18的放电电流与输出交流电压为正的相的电流一致，在输出交流电压为负时是O。关于电容器19的放电电流，在输出交流电压为正时是O，与输出交流电压为负的相的电流一致。因此，根据各相的输出电压指令值v_u*0、v_v*0、v_w*0的正负、和输出电流:1_卯、i_un、i_vp、i_vn、i_wp、i_wn，计算i_cp、i_cn(S21)。在通常运转时，由于i_cp = i_cn，所以在本实施方式中，使用i_cp来实施中性点电位控制。
[0048]在中性点电压减少了时、即电容器电Sv_dc_n相比于电容器电压v_dc_p变小了时，如以下那样施加零相电压指令值v_z*。此处，在i_cp是正时，电容器18、19被放电。因此，为了控制中性点电压需要使电容器18进一步放电。为了延长使电容器18放电的期间，施加正的零相电压即可。这样，通过中性点电压的增减和电容器的充放电流的正负，决定零相电压的正负。另外，零相电压的大小是通过使电容器电压v_dc_p和电容器电压v_dc_r^9差电压v_dc_p-v_dc_n成为O的PI控制器得到的(S22)。
[0049]在二相结构的电力变换装置的情况下，也能够通过同样的控制方法使中性点电压成为恒定。另外，在一相的转换器时，在输出交流电压比直流中性点电压大时，电流仅从正侧电容器进行充放电，在输出交流电压比直流中性点电压小时，电流仅从负侧电容器进行充放电，所以针对输出交流电压的每半周期，中性点电位发生变动。
[0050 ]接下来，以U相为例子，使用图4，说明根据三相交流电压指令值v_u*、v_v*、v_w*计算斩波器单元群输出电压指令值的方法。
[0051 ]在交流电压指令值v_u*比直流中性点电压v_dc_n大时，使开关元件(sw_ul) 11和开关元件(sw_u3) 13成为ON(导通)，使开关元件(sw_u2) 12和开关元件(sw_u4) 14成为OFF(截止)。斩波器单元群电路(ch_up)15输出直流电压v_dc和输出交流电压的差电压，斩波器单元群电路(ch_un) 16将输出交流电压和直流中性点的差电压输出。
[°°52] 在交流电压指令值v_u*比直流中性点电压v_d c_n小时，使开关元件(sw_u I) 11和开关元件(sw_u3) 13成为OFF，使开关元件(sw_u2) 12和开关元件(sw_u4) 14成为ON。斩波器单元群电路(ch_up)15输出直流中性点电压和输出交流电压的差电压，斩波器单元群电路(ch_un) 16将输出交流电压和基准电位的差电压输出。
[0053]依照图5的控制块，进行这些差电压的计算。关于U相上支路斩波器单元群电压指令值v_up*0，在交流电压指令值v_u*是直流中性点电压v_dc_n以上时，设为v_up*0 = v_dc-v_u*，在交流电压指令值v_u*比直流中性点电Sv_dc_n小时，通过v_up*0 = v_dc_n_v_u*来运算(S31)。
[0054]关于U相下支路斩波器单元群电压指令值v_un*0，在交流电压指令值v_u*是直流中性点电压v_dc_n以上时，设为v_un*0 = v_u*_v_dc_n，在交流电压指令值v_u*比直流中性点电压v_dc_n小时，通过v_up*0 = v_u*来运算(S32)。