(57)【要約】【課題】２台以上のインバータを複数台並列接続し、１台あるいは複数台の誘導電動機もしくは同期電動機を運転する装置において、従来の制御方法よりも、より精度の高い、インバータ出力電流の電流平衡補償制御を行うことにある。【解決手段】インバータの並列運転の電流平衡補償を行う演算装置を有し、その演算方法を従来は各インバータの瞬時出力電流値、出力周波数値、直流電圧値より算出していたものを、それに加えて各インバータの直流電流値および三相電流実効値をも参照する事によって、より精度の高い補償動作ができるように構成する。【選択図】図１
2011125099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の駆動信号の点孤パルスで駆動される電力変換スイッチング素子で構成され直流電源を交流電源に変換するインバータを複数台並列に接続し、１台あるいは複数台の誘導電動機もしくは同期電動機を運転する際に、該各インバータの電流が平衡するように該各電力変換スイッチング素子に与えられる該各点孤パルス幅を任意に調整する制御量を出力する演算装置をそれぞれ設け、該各演算装置の演算結果により、制御された前記各点孤パルスで前記各インバータを駆動することで前記各インバータ電流が平衡するように運転されるインバータの並列運転制御装置であり、前記各演算装置の演算方法を、前記各インバータの瞬時出力電流値、出力周波数値、直流電圧値に加えて、直流電流値および三相電流実効値をも参照することを特徴とするインバータの並列運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換スイッチング素子で構成され直流電源を交流電源に変換するインバータを複数台並列接続し、１台あるいは複数台の誘導電動機もしくは同期電動機（以下単に電動機と云う）を運転する装置であって、各インバータ電流が平衡するように制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大容量の電動機をインバータで運転する場合、複数台のインバータを並列接続し大容量化を実現する。この場合、インバータを構成する電力変換スイッチング素子は共通に設けられた駆動信号の点孤パルス（以下単に点孤パルスと云う）を複数台同時に供給し駆動されるのが一般的である。ただしこのような場合、配線やインバータの構成要素のばらつき等の為に、各インバータの出力電流が平衡せず、特定インバータに電流が集中するようなことがあれば破損に至ることが起こりうるので、各インバータはその電流を監視し、送られてくる共通の点孤パルス幅を任意に調整することで電流平衡を実現している。
【０００３】
図２は２台のインバータを並列接続した場合の例の構成図であり、本図により従来技術を詳細に説明する。
直流電源１は、並列接続された２台のインバータ１０、２０により交流電源に変換される。更に電動機２は、並列接続されたインバータ１０、２０により変換された交流電源で駆動されている。インバータ１０、２０を構成する電力変換スイッチング素子（図示せず）は共通の駆動装置３から出力される点孤パルスで同時に駆動されるのであるが、先にも述べた様にインバータ１０、２０の構成要素のばらつき等によりそれぞれの出力電流は同じ値にはならず不平衡となる。例えば、電力変換スイッチング素子の導通／非導通に至る時間や電流が流れた時の電圧降下のばらつきによる電流不平衡である。これを抑制するために、例えば特開平１０−０９４２５８号にて、出力電流検出器１１、２１によりインバータ１０、２０の出力電流を監視し、出力電流偏差算出器４の出力と出力電流検出器１１、２１の出力を出力電流偏差制御量演算装置１２、２２に入力することにより、駆動信号の電力変換スイッチング素子の点孤パルスの幅を、インバータ電流が全てのインバータ電流の平均値より大きい時は点孤パルス幅を短くし電流を押さえると云う様に任意に短くする点孤パルス幅制御量を演算し、点孤パルス幅制御装置１３、２３にて駆動信号のパルス幅を任意に制御することで、インバータ１０、２０の電流を平衡するという手段が提案されている。また、特開平１１−１２２９３６号においては、共通の駆動装置３から出力される点孤パルスにより決められるインバータの出力周波数を点孤パルス幅演算の制御要素とすることや、直流電圧検出器１４、２４によりインバータ１０、２０の各直流電圧を監視し、直流電圧偏差算出器５の出力と直流電圧検出器１４、２４の出力を直流電圧偏差制御量演算装置１５、２５に入力し、その演算結果を点孤パルス幅制御装置１３、２３に入力することにより、インバータ１０、２０の各直流電圧の偏差も駆動信号の電力変換スイッチング素子の点孤パルス幅演算の制御要素とする手段が提案されている。
さらに特開平１１−２８５２５９号では各インバータ電流値の平均値ではなく最小値を比較対象とする手段が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０９４２５８号公報
【特許文献２】特開平１１−１２２９３６号公報
【特許文献３】特開平１１−２８５２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の出力電流偏差制御量演算装置１２、２２の出力、および直流電圧偏差制御量演算装置１５、２５の出力、および共通の駆動装置３から出力される点孤パルスにより決められるインバータの出力周波数を点弧パルス幅制御装置１３、２３に入力することにより、各インバータのパルス幅制御量は決定されている。しかしながらこの制御が各相ごとに独立して行われた場合、例えばＵ相電流を減少させようと制御されている場合でも、Ｖ相、Ｗ相では減少させないよう制御されているという場合も考えられ、結果的にＵ相の電流は減少しないといった事になる可能性があった。しかして本発明の目的とするところは、２台以上のインバータの並列運転の電流平衡補償動作において、より精度の高い補償動作を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、共通の駆動信号の点孤パルスで駆動される電力変換スイッチング素子で構成され直流電源を交流電源に変換するインバータを複数台並列に接続し、１台あるいは複数台の誘導電動機もしくは同期電動機を運転する際に、該各インバータの電流が平衡するように該各電力変換スイッチング素子に与えられる該各点孤パルス幅を任意に調整する制御量を出力する演算装置をそれぞれ設け、該各演算装置の演算結果により、制御された前記各点孤パルスで前記各インバータを駆動することで前記各インバータ電流が平衡するように運転されるインバータの並列運転制御装置であり、前記各演算装置の演算方法を、前記各インバータの瞬時出力電流値、出力周波数値、直流電圧値に加えて、直流電流値および三相電流実効値をも参照することを特徴とするインバータの並列運転制御装置。
【０００７】
本発明は、従来の方法に加えて、各インバータの直流電流値、および各インバータの三相電流実効値をも制御演算パラメータとして使用することとし、各相ごとの制御に加えて、全相一括の制御を組み合わせることにより、上記課題を解決するためのものである。
【発明の効果】
【０００８】
このような手段を講じる事で、次の作用により課題点を解決できる。
従来の方法では、前述のように、各相が独立して制御定数が演算されていた場合に、三相トータルで見た場合に制御がうまくいかない可能性があるという問題を有していたが、これを各インバータの直流電流値および三相電流実効値をも制御演算パラメータに加えることにより、三相トータルでの電流量を考慮した制御を実現し、より精度の高い補償動作を実現させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】２台のインバータによる並列運転における、請求項１による本発明の実施例を表す図である。
【図２】２台のインバータによる並列運転における、従来の実施例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明が適用された実施例であり、これにより詳細に説明する。
この説明では２台並列運転を例にとって説明するが、これはインバータ並列運転台数が何台でも同じ原理である。
直流電源１は、並列接続された２台のインバータ１０、２０により交流電源に変換される。更に電動機２は、並列接続されたインバータ１０、２０により変換された交流電源で駆動されている。インバータ１０、２０を構成する電力変換スイッチング素子（図示せず）は共通の駆動装置３から出力される点孤パルスで同時に駆動されるのであるが、先にも述べた様にインバータ１０、２０の構成要素のばらつき等によりそれぞれの出力電流は同じ値には成らず不平衡となる。例えば、電力変換スイッチング素子の導通／非導通に至る時間や電流が流れた時の電圧降下のばらつきによる電流不平衡である。これを抑制する為、出力電流検出器１１、２１によりインバータ１０、２０の出力電流を監視し、出力電流偏差算出器４の出力と出力電流検出器１１、２１の出力を出力電流偏差制御量演算装置１２、２２に入力することにより、駆動信号の電力変換スイッチング素子の点孤パルスの幅を、例えばインバータ電流が他のインバータ電流より大きい時は点孤パルス幅を短くし電流を押さえると云う様に任意に調整する点孤パルス幅制御量を演算し、点孤パルス幅制御装置１３、２３にて駆動信号のパルス幅を任意に制御するということ、および共通の駆動装置３から出力される点孤パルスにより決められるインバータの出力周波数を点孤パルス幅演算の制御要素とすること、および直流電圧検出器１４、２４によりインバータ１０、２０の各直流電圧を監視し、直流電圧偏差算出器５の出力と直流電圧検出器１４、２４の出力を直流電圧偏差制御量演算装置１５、２５に入力し、その演算結果を点孤パルス幅制御装置１３、２３に入力することにより、インバータ１０、２０の各直流電圧の偏差も駆動信号の電力変換スイッチング素子の点孤パルス幅演算の制御要素とすることに加えて、従来の技術にはなかった、出力電流検出器１１、２１の出力を、三相電流実効値偏差算出器Ｘに入力し、三相電流実効値偏差算出器Ｘの出力と出力電流検出器１１、２１の出力を三相電流実効値偏差制御量演算装置１Ｘ、２Ｘに入力することにより、各インバータの出力電流の三相電流実効値を比較し、例えばインバータの出力電流実効値が他のインバータより大きい場合に三相ともに点孤パルス幅を短くし電流を抑えるというように任意に短くする点孤パルス幅制御量を演算し、その演算結果を前記の点弧パルス幅制御装置１３，２３に入力すること、および各インバータ１０、２０の直流電流検出器１６、２６の出力を直流電流偏差算出器Ｙに入力し、各インバータ１０、２０の直流電流検出器１６、２６の出力と、直流電流偏差算出器Ｙの出力を直流電流偏差制御量演算装置１Ｙ、２Ｙに入力し、例えばインバータの直流電流が他のインバータの直流電流より大きい場合に、三相ともに点孤パルス幅を短くし電流を抑えるというように任意に短くする点孤パルス幅制御量を演算し、その演算結果を前記の点弧パルス幅制御装置１３，２３に入力することにより、各相の制御に加えて、三相一括の制御がはたらき、インバータ１０、２０の電流を従来よりも正確に平衡させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
以上に述べたように本発明によれば、２台以上のインバータを並列に運転して１台または複数台の電動機を運転する場合において、より安定した電流平衡補償動作を提供することが出来る。
【符号の説明】
【００１３】
１            直流電源
２            電動機
３            共通の点孤パルスを発生する駆動装置
４            出力電流偏差算出器
５            直流電圧偏差算出器
Ｘ            三相電流実効値偏差算出器
Ｙ            直流電流偏差算出器
１０、２０    インバータ
１１、２１    出力電流検出器
１２、２２    出力電流偏差制御量演算装置
１３、２３    点孤パルス幅制御装置
１４、２４    直流電圧検出器
１５、２５    直流電圧偏差制御量演算装置
１６、２６    直流電流検出器
１Ｘ、２Ｘ    三相電流実効値偏差制御量演算装置
１Ｙ、２Ｙ    直流電流偏差制御量演算装置
【図１】
2011125099.tif 000003
【図２】
2011125099.tif 000004