(57)【要約】【課題】インバータ装置の並列運転に、比較的小型で安価な３相リアクトルを使って、安定した横流抑制ができる。【解決手段】直流電源を共通とする電圧形インバータ装置２Ａ，２Ｂの出力に３相リアクトル３Ａ，３Ｂを介挿してそれぞれ並列接続して負荷５を駆動し、制御装置６はＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得る構成において、零相変流器７で検出した零相電流が値「０」となるように、Ｖ相の電圧制御信号を増幅器８で比例制御補正する。  両インバータ装置で検出したＶ相電流の偏差で補正すること、両インバータ装置の電圧制御信号を相補的または独立的に補正することも含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、１台のインバータ装置で検出した零相電流が値「０」となるように、自インバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で補正する手段を備えたことを特徴とするインバータ装置の並列運転装置。
【請求項２】
直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、両インバータ装置で検出したＶ相電流の偏差が値「０」となるように、一方のインバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で補正する手段を備えたことを特徴とするインバータ装置の並列運転装置。
【請求項３】
直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、両インバータ装置で検出したＶ相電流の偏差が値「０」となるように、両方のインバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で相補的に補正する手段を備えたことを特徴とするインバータ装置の並列運転装置。
【請求項４】
直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、両インバータ装置で検出したＶ相電流の偏差が値「０」となるように、両方のインバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で独立的に補正する手段を備えたことを特徴とするインバータ装置の並列運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２台の電圧形インバータ装置の出力をそれぞれ並列接続して負荷を駆動するインバータ装置の並列運転装置に係り、特に出力相間の横流防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ装置の並列運転装置は、電流制御を行う３相の電圧形インバータ装置の容量を拡大するために、例えば２台のＰＷＭインバータの出力相ごとに並列接続した構成とする。この並列運転装置の要部回路構成例を図５に示す。
【０００３】
図５において、電圧形インバータ装置は、直流電源１を共通電源とし、半導体スイッチとダイオードを逆並列接続した６アームをブリッジ接続したインバータ装置２Ａ、２Ｂで構成し、それぞれの交流出力端には３相リアクトル３Ａ、３Ｂ、さらには出力トランス４Ａ，４Ｂを介して並列接続し、共通の交流負荷５を駆動する。
【０００４】
並列運転のための制御装置６は、交流負荷５の速度制御やトルク制御を行うための制御系をもち、これら制御系の出力を電流指令とする電流制御回路とＰＷＭ演算部によりインバータの出力電圧をＰＷＭ制御する。
【０００５】
図５の制御装置には電流制御回路とＰＷＭ演算部の演算ブロックのみを示し、与えられる電流指令Ｉｕ＊、Ｉｗ＊に対して、２相分の電流検出器を使用して検出したインバータ装置２Ａ，２ＢのＵ，Ｗ相出力電流Ｉｕ１，Ｉｗ１，Ｉｕ２，Ｉｗ２との偏差を求め、これら偏差を比例積分（ＰＩ）演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、さらにこれら電圧制御信号を加算および反転してＶ相の電圧制御信号を得、これらＵ，Ｖ，Ｗ相の電圧制御信号を各コンパレータでキャリア（三角波）信号と大小比較することでＰＷＭ波形のゲート信号を得る。これらゲート信号Ｇｕ１（Ｇｘ１）、Ｇｖ１（Ｇｙ１）、Ｇｗ１（Ｇｚ１）、Ｇｕ２（Ｇｘ２）、Ｇｖ２（Ｇｙ２）、Ｇｗ２（Ｇｚ２）でインバータ装置２Ａ，２Ｂの各半導体スイッチをオン／オフ制御する。
【０００６】
このような並列運転装置において、直流リンク側を直接接続しようとすると、図６のような電流経路が生じる。しかし、この経路には適度なインピーダンスが存在しないことに加えて、インバータ装置間の電流調整回路がないため、交流側の電源や負荷に流れて有効に仕事をしない循環電流（横流）が流れてしまう。この循環電流を抑制するため、交流側に絶縁トランス４Ａ，４Ｂを設けるか、相間リアクトルを設け、あるいは零相成分を大きく設計した３相リアクトル３Ａ，３Ｂを設ける。
【０００７】
なお、横流を抑制する電流調整方式としては、一方のインバータ装置の出力電流を自装置の電流フィードバック信号とすると共に、他方のインバータ装置の電流指令とするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６２５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のように、直流リンクと交流側をそれぞれ直接接続しようとすると、図６のような電流経路が生じる。しかし、この経路には適度なインピーダンスが存在しないことに加えて、電流調整回路がないため、交流側の電源や負荷に流れて有効に仕事をしない循環電流（横流）が流れてしまう。この循環電流を抑制するため、交流側に高価で大型の絶縁トランスや相間リアクトル、あるいは零相成分を大きく設計した３相リアクトルが必要となる。
【０００９】
また、前記の電流調整回路を設ける場合には、インバータ装置間で電流制御ループが形成されやすく、外乱に対して不安定な電流制御になるおそれがある。また、図６において、電流検出を行っていない相間の横流を防止するには、各インバータ装置の各相別にそれぞれ電流検出器を設け、相別の電流制御演算回路による相別の制御が必要となる。
【００１０】
本発明の目的は、比較的小型で安価な３相リアクトルを使って、安定した横流抑制ができるインバータ装置の並列運転装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記の課題を解決するため、交流側には一般的な３相リアクトルを接続し、電流検出器と制御回路の少しの増設で横流を抑制するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１２】
（１）直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、１台のインバータ装置で検出した零相電流が値「０」となるように、自インバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で補正する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
（２）直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、両インバータ装置で検出したＶ相電流の偏差が値「０」となるように、一方のインバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で補正する手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
（３）直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、両インバータ装置で検出したＶ相電流の偏差が値「０」となるように、両方のインバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で相補的に補正する手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
（４）直流電源を共通とする２台の電圧形インバータ装置の出力に３相リアクトルを介挿してそれぞれ並列接続して負荷を駆動し、各インバータ装置の制御装置は、各インバータ装置の共通のＵ，Ｗ相電流指令Ｉｕ＊，Ｉｗ＊と個々のＵ，Ｗ相電流検出値との偏差を比例積分演算してＵ，Ｗ相の電圧制御信号を得、両電圧制御信号からＶ相の電圧制御信号を得るインバータ装置の並列運転装置において、
前記制御装置は、両インバータ装置で検出したＶ相電流の偏差が値「０」となるように、両方のインバータ装置のＶ相の電圧制御信号を比例制御で独立的に補正する手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のとおり、本発明によれば、電流制御を行っている３相の電圧形インバータ装置の並列運転に、交流側の絶縁用のトランスや相間リアクトル、あるいは零相成分を大きく設計した３相リアクトルを用意することなく、電流検出器と簡単な制御回路の追加で安定した横流抑制ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施形態１）
図１は、本実施形態を示す要部回路構成図であり、図５と同等のものは同一符号で示す。
【００１８】
インバータ装置２Ａ，２Ｂの３相出力側には一般的な３相リアクトル３Ａ，３Ｂを介挿して交流負荷５に給電する。このうち、一方のインバータ装置２Ａの３相出力の零相電流Ｉｚ１を検出する零相変流器７を設ける。
【００１９】
制御装置６は、図５と異なる部分は、電流検出を行っていないインバータ装置２ＡのＶ相電圧指令を零相電流Ｉｚ１の比例制御で補正する点にある。この比例制御は、零相変流器７で検出した零相電流Ｉｚ１に対してゲインＫｐをもつ増幅器８で増幅し、この値でＶ相の電圧制御信号を補正する。
【００２０】
以上の構成において、インバータ装置２Ａ、２ＢのＵ、Ｗ相については、電流指令Ｉｕ＊、Ｉｗ＊を共通の電流指令とし、それぞれの電流検出によるＰＩ制御によって横流は抑制される。電流検出を行っていないＶ相間に横流が発生しようとすると、上記の補正制御により、Ｖ相間の横流が零相電流Ｉｚ１として現れ、制御装置６ではＶ相電圧制御信号を抑制し、インバータ装置２Ａ，２ＢのＶ相間の横流を値「０」に抑制する。
【００２１】
したがって、本実施形態によれば、交流側の絶縁用のトランスや相間リアクトル、あるいは零相成分を大きく設計した３相リアクトルを用意することなく、１つの零相変流器の追加と、比較的小型で安価な３相リアクトルを使って横流抑制ができる。しかも、インバータ装置２Ａ、２Ｂの個々の電流制御は独立的に行われることから、安定した横流抑制ができる。
【００２２】
（実施形態２）
図２は、本実施形態を示す要部回路構成図であり、図１と異なる部分は、零相変流器７に代えて、インバータ装置２Ａ，２ＢのＶ相電流を検出する電流検出器９Ａ，９Ｂを設け、増幅器８の入力を両電流検出器９Ａ，９Ｂの検出電流の差分信号とする点にある。
【００２３】
この構成により、電流検出を行っていないインバータ装置２ＡのＶ相電流とインバータ２ＢのＶ相電流の差を横流として検出し、この横流を０とするように、電流検出を行っていないインバータ装置２ＡのＶ相電圧指令を比例制御で補正する。
【００２４】
本実施形態においても、実施形態１と同等の作用効果を得ることができる。しかも、インバータ装置２Ａ，２ＢのＵ，Ｖ、Ｗ相電流をほぼ完全に一致させることができる。
【００２５】
（実施形態３）
図３は、本実施形態を示す要部回路構成図であり、図２と異なる部分は、増幅器８の出力によるインバータ装置２ＡのＶ相電圧制御信号の補正に加えて、増幅器８の出力を反転増幅器１０で反転増幅し、この出力でインバータ装置２ＢのＶ相電圧制御信号を補正する点にある。
【００２６】
したがって、本実施形態によれば、実施形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。しかも、実施形態２ではインバータ装置２Ａのみの補正を行うが、本実施形態では２台がバランスして相補的に補正を行うことになる。
【００２７】
（実施形態４）
図４は、本実施形態を示す要部回路構成図であり、図２と異なる部分は、電流検出を行っていないインバータ装置２ＡのＶ相電流を２個の電流検出器９Ａ，９Ｃで検出し、インバータ装置２ＢのＶ相電流を２個の電流検出器９Ｂ，９Ｄで検出し、制御装置６では各電流検出器で検出した電流の差を横流とし、増幅器８と１１でそれぞれ独立にこの横流を０とするように、インバータ装置２Ａ，２ＢのＶ相電圧制御信号を比例制御で補正する点にある。
【００２８】
本実施形態によれば、実施形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。しかも、実施形態２ではインバータ装置２Ａか２Ｂのどちらかに横流補正用の増幅器が実装されることになり、０に近い微少なアナログ電圧信号線を引き回さなければならないが、本実施形態では個別に増幅器を持つため、微少なアナログ電圧信号線を引き回す必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１を示す要部回路構成図。
【図２】本発明の実施形態２を示す要部回路構成図。
【図３】本発明の実施形態３を示す要部回路構成図。
【図４】本発明の実施形態４を示す要部回路構成図。
【図５】従来の並列運転装置の回路構成例。
【図６】Ｖ相の横流説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１  直流電源
２Ａ，２Ｂ  インバータ装置
３Ａ、３Ｂ  ３相リアクトル
６  制御装置
７  零相変流器
８、１１  増幅器
９Ａ、９Ｂ  電流検出器
１０  反転増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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