(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力電圧の値と出力電流の値とを検出する検出器と、
電流指令値を受け取る指令値入力部と、
前記検出器で検出された出力電圧の値が所定値以下となった時に、前記電流指令値を補償する補償電流値を演算する電流指令値補償部と、
前記電流指令値に前記補償電流値を加算して補償後の電流指令値を出力する加算器と、
前記補償後の電流指令値と前記検出器で検出された出力電流の値との差がゼロとなるように電圧指令値を演算する電流制御部と、を備えたことを特徴とするインバータ。
【請求項２】
前記補償電流値は、前記検出器で検出された電圧値と前記所定値との差に比例して大きくなることを特徴とする請求項１記載のインバータ。
【請求項３】
負荷電圧が所定の値および周波数となるように電圧制御を行う第１インバータと、
負荷に対して前記第１インバータと並列に接続した少なくとも１つの請求項１記載のインバータと、
前記第１インバータと請求項１記載の前記インバータとから前記負荷へ供給される負荷電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器で検出された値を、前記第１インバータと、請求項１記載の前記インバータとの台数で除した値を電流指令値として請求項１記載の前記インバータへ出力する上位指令装置と、を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項４】
負荷電圧が所定の値および周波数となるように電圧制御を行う第１インバータと、
負荷に対して前記第１インバータと並列に接続した少なくとも１つの請求項１記載のインバータと、を備え、
前記第１インバータは、電圧指令値に基づいて前記第１インバータの電流指令値を演算する電圧制御部と、前記第１インバータの電流指令値に基づいて前記第１インバータの電圧指令値を演算する電流制御部と、を備え、
請求項１記載の前記インバータの電流指令値は、前記電圧制御部から出力された前記第１インバータの電流指令値であることを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インバータおよびインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
並列接続された複数台のインバータにより負荷に電力を供給するインバータ装置が提案されている。例えば、並列に接続された複数のインバータを自立並列運転する方式として、１台のインバータが電圧源として動作し、その他のインバータが電流源として動作する方式があり、マスタースレーブ方式として提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４０９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、負荷側の電流を検出して各インバータに伝送する場合や、電圧源として動作するインバータで算出した電流指令値を各インバータに伝送する場合のいずれであっても、電流源として動作するインバータへの通信の遅延が発生する。
【０００５】
例えば負荷投入後（負荷が接続されていない状態から負荷が接続された後）、通信遅延期間において電流源として動作するインバータが負荷投入前の電流指令値に応じた電流を出力し続けると、並列に接続された複数台のインバータ電流が均等にならず、負荷電流が電圧源として動作するインバータに集中するおそれがある。
【０００６】
更に、電圧源として動作するインバータに負荷電流が集中することによって、電圧源として動作するインバータの出力電流が過電流レベルに達した場合、電圧源として動作するインバータの故障を回避するためにインバータ装置が動作を停止することがある。また、電圧源として動作するインバータに負荷電流が集中した際に、例えば負荷電圧を低下させることにより、インバータ装置を停止することなく運転を継続することができるが、インバータ装置の出力電圧が低減することとなる。
【０００７】
本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、故障を回避するとともに、出力電圧の低減を回避するインバータおよびインバータ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によるインバータは、出力電圧の値と出力電流の値とを検出する検出器と、電流指令値を受け取る指令値入力部と、前記検出器で検出された出力電圧の値が所定値以下となった時に、前記電流指令値を補償する補償電流値を演算する電流指令値補償部と、前記電流指令値に前記補償電流値を加算して補償後の電流指令値を出力する加算器と、前記補償後の電流指令値と前記検出器で検出された出力電流の値との差がゼロとなるように電圧指令値を演算する電流制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態のインバータ装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【図２】図２は、第１インバータの制御装置の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図３】図３は、第２インバータ乃至第４インバータの制御装置の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図４】図４は、電流指令値補償部の動作の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、比較例のインバータ装置の動作の一例について説明するための図である。
【図６】図６は、本実施形態のインバータ装置の動作の一例について説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態のインバータ装置の動作の他の例について説明するための図である。
【図８】図８は、第２実施形態のインバータ装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【図９】図９は、第１インバータ１の制御装置の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第２インバータ２乃至第４インバータ４の制御装置の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、複数の実施形態のインバータおよびインバータ装置について、図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態のインバータ装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【００１１】
本実施形態のインバータ装置は、負荷１４に対して並列に接続した複数のインバータを含み、負荷１４へ交流電力を供給するインバータ装置である。図１に示すインバータ装置は、第１インバータ１、第２インバータ２、第３インバータ３、第４インバータ４、上位指令装置１１、および、電流検出器１２を備えている。
【００１２】
電流検出器１２は、第１インバータ１乃至第４インバータ４から負荷１４へ供給される電流を検出し、検出した電流の値（負荷電流値）を上位指令装置１１へ出力する。
第１インバータ１乃至第４インバータ４は、切替器を介して負荷１４に対して並列に接続されている。第１インバータ１乃至第４インバータ４は、図示しないバッテリなどの直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換して負荷１４へ出力する。
【００１３】
第１インバータ１は、複数のスイッチング素子と、負荷１４への出力電圧および出力電流を検出する検出器１ｂと、検出器１ｂで検出された電圧値および電流値と、電圧指令値とに基づいてスイッチング素子のゲート信号を生成して出力する制御装置１ａと、を備えている。第１インバータ１の高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線とには図示しない直流電源が接続している。第１インバータ１の各相において一対のスイッチング素子が、高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線との間に直列に接続され、各相の出力ラインが一対のスイッチング素子の間に接続している。
【００１４】
本実施形態では、第１インバータ１は、電圧源として動作するインバータである。第１インバータ１の制御装置１ａは、負荷電圧が所望の電圧値および周波数となるように電圧制御（ＡＶＲ）を行う。
【００１５】
第２インバータ２は、複数のスイッチング素子と、負荷１４への出力電圧および出力電流を検出する検出器２ｂと、検出器２ｂで検出された電圧値および電流値と、電流指令値とに基づいてスイッチング素子のゲート信号を生成して出力する制御装置２ａと、を備えている。第２インバータ２の高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線とには図示しない直流電源が接続している。第２インバータ２の各相において一対のスイッチング素子が、高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線との間に直列に接続され、各相の出力ラインが一対のスイッチング素子の間に接続している。
【００１６】
第３インバータ３は、複数のスイッチング素子と、負荷１４への出力電圧および出力電流を検出する検出器３ｂと、検出器３ｂで検出された電圧値および電流値と、電流指令値とに基づいてスイッチング素子のゲート信号を生成して出力する制御装置３ａと、を備えている。第３インバータ３の高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線とには図示しない直流電源が接続している。第３インバータ３の各相において一対のスイッチング素子が、高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線との間に直列に接続され、各相の出力ラインが一対のスイッチング素子の間に接続している。
【００１７】
第４インバータ４は、複数のスイッチング素子と、負荷１４への出力電圧および出力電流を検出する検出器４ｂと、検出器４ｂで検出された電圧値および電流値と、電流指令値とに基づいてスイッチング素子のゲート信号を生成して出力する制御装置４ａと、を備えている。第４インバータ４の高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線とには図示しない直流電源が接続している。第４インバータ４の各相において一対のスイッチング素子が、高電位側の主回路配線と低電位側の主回路配線との間に直列に接続され、各相の出力ラインが一対のスイッチング素子の間に接続している。
【００１８】
本実施形態では、第２インバータ２乃至第４インバータ４は、電流源として動作するインバータである。第２インバータ２乃至第４インバータ４の制御装置２ａ乃至４ａは、上位指令装置１１から与えられた電流指令値に追従するように電流制御（ＡＣＲ）を行う。なお、本実施形態のインバータ装置は、電流源として動作するインバータを少なくとも１つ有していればよい。
【００１９】
上位指令装置１１は、第１インバータ１乃至第４インバータ４とは伝送路１３ａを介して接続し、上位指令装置１１は第１インバータ１乃至第４インバータ４の夫々と通信可能に接続されている。
【００２０】
上位指令装置１１は、例えばＣＰＵ（central processing unit）やＭＰＵ（micro processing unit）などのプロセッサとメモリとを含む演算手段であって、電流検出器１２で検出され負荷電流値を、並列に接続されたインバータの台数で除算した値を電流指令値として、伝送路１３ａを介して第２インバータ２乃至第４インバータ４のそれぞれへ伝送する。
【００２１】
本実施形態において、第１インバータ１乃至第４インバータ４の定格電流は等しく、インバータ装置の運転中は第１インバータ１乃至第４インバータ４のそれぞれの出力電力（＝出力電流）が互いに等しくなることが望ましい。例えば４台のインバータが並列に接続している場合、並列に接続したインバータの台数で負荷電流値を除算して電流源として動作する第２インバータ２乃至第４インバータ４の各々への電流指令値とすることで、４台のインバータからの出力電流を均等とすることが可能となる。
【００２２】
また、上位指令装置１１は、第１インバータ１乃至第４インバータ４から健全性（動作しているか、休止しているか等の動作状態を含む）を示す信号を受信し、電圧源として動作するインバータか又は電流源として動作するインバータかを示す信号、および、負荷１４との接続を解列する信号を第１インバータ１乃至第４インバータ４へ送信してもよい。なお、例えば第１インバータ１が常に電圧源として動作するときには、上位指令装置１１と第１インバータ１との間に接続する伝送路１３ａは省略してもよい。
【００２３】
図２は、第１インバータ１の制御装置１ａの構成の一例を概略的に示すブロック図である。
制御装置１ａは、電圧制御部２１ａと、ＰＷＭ処理部２１ｂと、を備えている。  
電圧制御部２１ａは、減算器２１ｃと、ＰＩ（比例積分）制御器２１ｄと、リミッタ２１ｅと、減算器２１ｆと、ゲイン乗算器２１ｇと、減算器２１ｈと、を備えている。
【００２４】
減算器２１ｃには、電圧指令値と、検出器１ｂで検出された電圧値とが入力される。減算器２１ｃは、電圧指令値から検出された電圧値を減算し、差分値を出力する。なお、減算器２１ｃに入力される電圧指令値は、例えば、負荷１４の定格電圧に基づいて予め設定された値（負荷電圧指令値）である。
【００２５】
ＰＩ制御部２１ｄには、減算器２１ｃから出力された差分値が入力される。ＰＩ制御部２１ｄは、入力された差分がゼロとなるように、インバータ電圧指令値を演算して出力する。
リミッタ２１ｅには、検出器１ｂで検出された電流値が入力される。リミッタ２１ｅは、入力された電流値が所定の上限閾値を超えた場合、もしくは所定の下限閾値を下回った場合、所定の上限閾値、もしくは下限閾値を出力する。
【００２６】
減算器２１ｆには、検出器１ｂで検出された電流値と、リミッタ２１ｅの出力値とが入力される。減算器２１ｆは、検出器１ｂで検出された電流値から、リミッタ２１ｅの出力値を減算し、差分値を出力する。
【００２７】
ゲイン乗算器２１ｇには、減算器２１ｆから出力された差分値が入力される。ゲイン乗算器２１ｇは、予め設定されたゲインＫを減算器２１ｆから出力された差分値に乗じて出力する。
【００２８】
減算器２１ｈには、ＰＩ制御部２１ｄから出力された電圧指令値と、ゲイン乗算器２１ｇから出力された値とが入力される。減算器２１ｈは、電圧指令値から、ゲイン乗算器２１ｇから出力された値を減算して、差分値を出力する。すなわち、減算器２１ｈから出力された差分値は、検出器１ｂで検出された電流値が所定の閾値を超えた大きさに比例して、電圧指令値よりも小さくなるように補償された第２電流指令値である。このように電圧指令値を補償することにより、第１インバータ１の過電流を抑制することができる。
【００２９】
ＰＷＭ処理部２１ｂには、電圧制御部２１ａから出力された第２電圧指令値が入力される。ＰＷＭ処理部２１ｂは、入力された第２電圧指令値と三角波の値とを比較することにより、ゲート信号を生成して出力する。
【００３０】
図３は、第２インバータ２乃至第４インバータ４の制御装置２ａ〜４ａの構成の一例を概略的に示すブロック図である。第２インバータ２乃至第４インバータ４の制御装置２ａ〜４ａそれぞれは、検出した出力電圧値に応じて電流指令値補償部２２ｃ〜２４ｃが電流指令値の補償量を算出し、伝送路１３ａから得られる電流指令値に補償値を加算し、出力電流が低下することを抑制する。
なお、制御装置２ａ〜４ａは同様の構成であるため、以下では、制御装置２ａの構成について説明し、制御装置３ａ、４ａについては説明を省略する。
【００３１】
制御装置２ａは、電流制御部２２ａと、ＰＷＭ処理部２２ｂと、電流指令値補償部２２ｃと、加算器２２ｄと、指令値入力部２２ｅと、を備えている。
電流指令値補償部２２ｃには、検出器２ｂで検出された電圧値が入力される。電流指令値補償部２２ｃは、入力された電圧値に応じた電流指令値の補償量を出力する。
【００３２】
図４は、電流指令値補償部２２ｃの動作の一例を説明するための図である。
本実施形態では、電流指令値補償部２２ｃは、補償開始電圧を下回った場合には出力電圧の低下度合いに応じた電流指令値の補償量を決定する。補償開始電圧は、定格電圧よりも低い電圧値である。電流指令値の補償量は、第２インバータ２の出力電圧と補償開始電圧との差が大きくなる程大きくなる。
【００３３】
加算器２２ｄには、指令値入力部２２ｅから入力される電流指令値と、電流指令値補償部２２ｃから出力された電流指令値の補償量とが入力される。加算器２２ｄは、電流指令値に電流指令値の補償量を加算して、第１電流指令値（補償後の電流指令値）を出力する。
【００３４】
電流制御部２２ａには、検出器２ｂで検出された電流値と、第１電流指令値とが入力される。電流制御部２２ａは、入力された電流値と第１電流指令値との差がゼロとなるように比例制御若しくは比例積分制御を行う。電流制御部２２ａの出力は第２インバータ２の電圧指令値である。
【００３５】
ＰＷＭ処理部２２ｂには、電流制御部２２ａから第２インバータ２の電圧指令値が入力される。ＰＷＭ処理部２２ｂは、入力された電圧指令値と三角波の値とを比較することにより、ゲート信号を生成して出力する。
【００３６】
上記のように、電流指令値の補償量を外部から入力された電流指令値に加算することにより、上位指令装置１１からの通信遅延によりインバータ装置の電圧が低下している期間中でも、第２インバータ２乃至第４インバータ４から補償量に応じた電流を出力し、出力電圧を即座に復帰させることが可能となる。
【００３７】
以下に、本実施形態のインバータ装置の動作の一例について説明する。
ここでは、例えば、４台の１０ｋＷ定格のインバータ１〜４を並列に接続したインバータ装置に、無負荷状態から３０ｋＷの負荷１４を投入した場合を例として説明する。
【００３８】
負荷１４を投入した後に、４台のインバータ１〜４それぞれの出力電力がバランスしたときには、１台あたり３０ｋＷ／４台＝７．５ｋＷの電力が出力される。よって、インバータ出力電力は定格に対して７．５ｋｗ／１０ｋＷ＝７５％となり、定格電圧時には出力電流も定格７５％となる。
【００３９】
図５は、比較例のインバータ装置の動作の一例について説明するための図である。
比較例のインバータ装置では負荷投入によって負荷電圧が変動しないと仮定し、通信遅延をＴＤＥＬＡＹとすると、各インバータは図５に示したような電流分担となる。すなわち、通信遅延の期間ＴＤＥＬＡＹは第２インバータ２乃至第４インバータ４の電流指令値は更新されず、第２インバータ２乃至第４インバータ４の出力電流は０のままとなる。よって、この通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹは、インバータの定格電流に対して３００％の負荷電流を第１インバータ１のみで負担することとなる。しかしながら、インバータの定格電流を大幅に超える電流は、瞬時的でもインバータ破壊を引き起こすおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、第１インバータ１の負担を抑制するために、負荷電圧を低下させて負荷電流を低減している。すなわち、電圧制御部２１ａ内において、検出された電流値とリミッタ後の電流値との差分値にゲインを乗算して、インバータ電圧指令値から減算することで、インバータ電流がリミッタ（所定の閾値）を超過した値に応じてインバータ電圧指令値を低下させている。この結果、インバータ１の過電流を抑制することができる。
【００４１】
図６は、本実施形態のインバータ装置の動作の一例について説明するための図である。
この例では、例えば、負荷投入後の最初の通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹにおいて、負荷電流を１５０％に抑制するために、第１インバータ１の電圧制御で瞬時的に負荷電圧を５０％まで低減させている。
【００４２】
負荷投入後に最初の通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹが経過した後、次の通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹにおいて、第２インバータ２乃至第４インバータ４の電流指令値は定格電流に対して１５０％に抑制された負荷電流／４台＝３７．５％となる。したがって、第１インバータ１が定格の１５０％の電流を出力しても、１５０％＋３７．５％×３台＝２６２．５％の負荷電流となり、出力電圧は２６２．５％／３００％＝８７．５％まで復帰する。
【００４３】
さらに次の通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹの経過後に、第２インバータ２乃至第４インバータ４への電流指令値が６５．６２５％（＝２６２．５％の負荷電流／４台）となり、定格負荷電流３００％を出力するために必要な第１インバータ１の電流は、３００％−６５．６２５％×３台＝１０３．１２５％で電流リミッタ以下となる。この時点で、並列回路から定格電圧・電流が出力可能な状態となる。
【００４４】
以降は、第２インバータ２乃至第４インバータ４への電流指令値が、７５％（＝３００％の負荷電流／４台）となるため、第１インバータ１乃至第４インバータ４からの出力電流が均等になる。図６より、負荷を投入してから第１インバータ１乃至第４インバータ４それぞれの出力電流が均等になるまでは通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹの３倍以上となるが、その前に第１インバータ１の電流が電流リミッタ以下となり、負荷電流の立ち上がり期間（インバータ装置の負荷電流が負荷１４から要求された電流未満である期間）は通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹの２倍以上３倍未満となる。つまり、第１インバータ１において負荷電圧をリミットすることにより、通信遅延によって通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹの２倍以上３倍未満の負荷電圧の立ち上がり期間が発生するが、第１インバータ１の負荷電流の負担を軽減し、過電流を回避することが可能となる。
【００４５】
図７は、本実施形態のインバータ装置の動作の他の例について説明するための図である。この例では、負荷投入後に第１インバータ１の制御装置１ａにおいて負荷電圧を低減させ、更に、第２インバータ２乃至第４インバータ４の検出器２ｂ〜４ｂで出力電圧の低減を検知し、即座に第２インバータ２乃至第４インバータ４の電流を増加させることで、更に、第１インバータ１への電流集中の軽減および負荷電圧低下率・低下期間を改善している。
【００４６】
すなわち、負荷投入後の最初の通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹにおいて、負荷電流を１５０％に抑制する場合、第１インバータ１の電圧制御で瞬時的に負荷電圧を５０％まで低減させる。また、第２インバータ２乃至第４インバータ４は、出力電圧の低減を検知し、電流指令値に補償値を加算して、補償後の電流指令値を例えば４０％とする。したがって、最初の通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹでは、第１インバータ１が１５０％の電流を出力し、第２インバータ２乃至第４インバータ４がそれぞれ４０％の電流を出力し、１５０％＋４０％×３台＝２７０％の負荷電流となり、出力電圧は２７０％／３００％＝９０％となる。
最初の通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹが経過すると、第２インバータ２乃至第４インバータ４への電流指令値が例えば６７．５％（＝２７０％の負荷電流／４台）となり、定格負荷電流３００％を出力するために必要な第１インバータ１の電流は、３００％−６７．５％×３台＝９７．５％で電流リミッタ以下となる。この時点で、並列回路から定格電圧・電流が出力可能な状態となる。
【００４７】
以降は、第２インバータ２乃至第４インバータ４への電流指令値が、７５％（＝３００％の負荷電流／４台）となるため、第１インバータ１乃至第４インバータ４からの出力電流が均等になる。
【００４８】
上記のように、出力電圧に対する電流補償量の傾きを適切に設定することにより、最初の遅延期間ＴＤＥＬＡＹにおいて、第２インバータ２乃至第４インバータ４から補償量を加算した電流を出力し、補償開始電圧付近まで出力電圧を即座に復帰させることが可能となる。なお、この例では、負荷電流の立ち上がり期間は通信遅延期間ＴＤＥＬＡＹの１倍以上２倍未満となり、通信遅延の影響により生じる負荷電圧の立ち上がり期間を短くすることができる。
上記のように、本実施形態のインバータおよびインバータ装置によれば、故障を回避するとともに、出力電圧の低減を回避することができる。
【００４９】
次に、第２実施形態のインバータおよびインバータ装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態のインバータおよびインバータ装置と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図８は、第２実施形態のインバータ装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
本実施形態のインバータ装置は、第１インバータ１の制御装置１ａから第２インバータ２乃至第４インバータ４の制御装置２ａ〜４ａへ電流指令を供給している。すなわち、本実施形態のインバータ装置では、第１インバータ１の制御装置１ａが第１実施形態のインバータ装置の上位指令装置１１を兼ねている。
【００５１】
制御装置１ａ〜４ａは、伝送路１３ｂを介して互いに通信可能に接続している。制御装置１ａは、制御装置２ａ〜４ａから、例えば、健全性（動作しているか、休止しているか等の動作状態を含む）を示す信号を受信することができる。また、制御装置２ａ〜４ａは、制御装置１ａから電圧源として動作するインバータか又は電流源として動作するインバータかを示す信号、負荷１４との接続を解列する信号などを受信することができる。
【００５２】
図９は、第１インバータ１の制御装置１ａの構成の一例を概略的に示すブロック図である。
制御装置１ａは、電圧制御部２１ａ´と、電流制御部２１ｊと、ＰＷＭ処理部２１ｂと、を備えている。電圧制御部２１ａ´は、減算器２１ｃと、ＰＩ制御部２１ｄと、電流リミッタ２１ｉと、を備えている。
【００５３】
減算器２１ｃには、電圧指令値と、検出器１ｂで検出された電圧値とが入力される。減算器２１ｃは、電圧指令値から検出された電圧値を減算し、差分値を出力する。なお、減算器２１ｃに入力される電圧指令値は、例えば負荷１４の定格基づいて予め設定された値（負荷電圧指令値）である。
【００５４】
ＰＩ制御部２１ｄには、減算器２１ｃから出力された差分値が入力される。ＰＩ制御部２１ｄは、入力された差分がゼロとなるように、電流指令値を演算して出力する。
【００５５】
電流リミッタ２１ｉには、ＰＩ制御部２１ｄから出力された電圧指令値が入力される。電流リミッタ２１ｉは、入力されたインバータ電流指令値の絶対値が所定の閾値を超えた場合に、所定の閾値として出力する。
【００５６】
電流制御部２１ｊには、電流リミッタ２１ｉから出力されたリミット後のインバータ電流指令値が入力される。電流制御部２１ｊは、リミット後のインバータ電流指令値を実現するインバータ電圧指令値を出力する。
【００５７】
ＰＷＭ処理部２１ｂには、電圧制御部２１ａから出力された電圧指令が入力される。ＰＷＭ処理部２１ｂは、入力された電圧指令の値と三角波の値とを比較することにより、ゲート信号を生成して出力する。
【００５８】
すなわち、本実施形態のインバータ装置では、電圧制御部２１ａ´の出力としてリミットされた後の電流指令値が出力され、リミットされた後の電流指令値が第２インバータ２乃至第４インバータ４の指令値入力部２２ｅ〜２４ｅに入力される。このことにより、インバータ電流指令値が制限され、結果としてインバータ電圧が低減して過電流を抑制する。
【００５９】
図１０は、第２インバータ２乃至第４インバータ４の制御装置２ａ〜４ａの構成の一例を概略的に示すブロック図である。
本実施形態のインバータ装置では、制御装置２ａ〜４ａの指令値入力部２２ｅ〜２４ｅに制御装置１ａの電圧制御部２１ａ´から出力された電流指令値が入力される。上記以外の点は、上述の第１実施形態と同様の構成である。
【００６０】
上記のように、第１インバータ１において電圧制御の後に電流制御を行う場合には、電圧制御により算出される電流指令値を第２インバータ２乃至第４インバータ４のそれぞれの電流指令値として与えることにより、４台のインバータ１〜４の出力電流を均等にすることができる。
【００６１】
本実施形態のインバータおよびインバータ装置によれば、上述の第１実施形態と同様に、本実施形態のインバータ装置によれば、故障を回避するとともに、出力電圧の低減を回避することができる。
なお、上述の実施形態では、第１インバータ１が電圧源として動作する構成を備え、第２インバータ２乃至第４インバータ４が電流源として動作する構成を備えていたが、第１インバータ１乃至第４インバータ４が電圧源として動作する構成と電流源として動作する構成との両方を備え、外部から供給される信号等に基づいて電圧源として動作するか電流源として動作するか選択可能に構成されていても良い。この場合には、例えば、電圧源として動作しているインバータが故障した際に、電流源として動作しているインバータを電圧源として動作するように切り替えて、インバータ装置が停止することを回避することが可能となる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１〜４…インバータ、１ａ〜４ａ…制御装置、１ｂ〜４ｂ…検出器、１１…上位指令装置、１２…負荷電流検出器、１３ａ、１３ｂ…伝送路、１４…負荷、２１ａ、２１ａ´…電圧制御部、２１ｂ…ＰＷＭ演算器、２２ａ〜２４ａ…電流制御部、２２ｂ〜２４ｂ…ＰＷＭ処理部、２２ｃ〜２４ｃ…電流指令値補償部、２１ｉ…電流リミッタ、２１ｂ…ＰＷＭ処理部、２１ｃ…減算器、２１ｄ…ＰＩ制御部、２１ｅ…リミッタ、２１ｆ…減算器、２１ｇ…ゲイン乗算器、２１ｈ…減算器、２１ｊ…電流制御部、２２ｄ…加算器、２２ｅ〜２４ｅ…指令値入力部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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