(57)【要約】【課題】並列運転の高精度な制御が実現できるインバータの並列運転制御装置を得る。【解決手段】並列運転されるインバータ１０、２０の第一相出力電流対応値同士および第二相出力電流対応値同士から第一相平均電流値および第二相平均電流値を得、第一相出力電流対応値と第一相平均電流値とを比較して第一相補正電流値を送出するとともに、第二相出力電流対応値と第二相平均電流値とを比較して第二相補正電流値を送出し、基準正弦波および出力電圧対応値から得た誤差信号と第一相補正電流値とを比較して第一相ＰＷＭ制御信号を送出し、前記誤差信号と第二相補正電流値とを比較して第二相ＰＷＭ制御信号を送出して、前記インバータ１０、２０をＰＷＭ制御する。【選択図】  図１
2004297970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２台が並列に接続でき、並列運転を制御するための制御部と、直流電力を受電する入力部と、前記直流電力を交流電力に変換する変換部と、前記交流電力を出力する出力部とを有するインバータの各々が、前記交流電力の第一相の出力電流を検出して第一相出力電流対応値を送出する第一相出力電流検出器、前記交流電力の他の相の出力電流を検出して他相出力電流対応値を送出する他相出力電流検出器、前記交流電力の電圧を検出して出力電圧対応値を送出する出力電圧検出器を有するとともに、前記制御部に、自らの第一相出力電流対応値と他のインバータからの第一相出力電流対応値とに基づいて第一相平均電流値を送出する第一相平均電流値生成器と、自らの他相出力電流対応値と他のインバータからの他相出力電流対応値とに基づいて他相平均電流値を送出する他相平均電流値生成器と、自らの第一相出力電流対応値と前記第一相平均電流値とを比較して第一相補正電流値を送出する第一相補正電流値生成器と、自らの他相出力電流対応値と前記他相平均電流値とを比較して他相補正電流値を送出する他相補正電流値生成器とを備え、かつ基準正弦波を発生させる基準正弦波発生器と、この基準正弦波と前記出力電圧対応値とを比較して誤差信号を送出する誤差信号送出器と、この誤差信号と前記第一相補正電流値とを比較して自らのインバータの第一相ＰＷＭ制御信号を送出する第一相ＰＷＭ制御信号生成器と、前記誤差信号と前記他相補正電流値とを比較して自らのインバータの他相ＰＷＭ制御信号を送出する他相ＰＷＭ制御信号生成器とを備えたことを特徴とするインバータの並列運転制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のインバータの並列運転制御装置において、第一相平均電流値生成器は、他のインバータの停止時に、他のインバータからの第一相出力電流対応値の入力を遮断する遮断回路を備え、他相平均電流値生成器は、他のインバータの停止時に、他のインバータからの他相出力電流対応値の入力を遮断する遮断回路を備えた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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータの並列運転制御装置に関するもので、さらに詳しく言えば、並列運転される、少なくとも２台のインバータの出力電流を精度よくバランスさせることができる並列運転制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも２台のインバータを並列運転する場合には、各インバータの出力電流を精度よくバランスさせることが不可欠であった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２２３８０８号
【０００４】
前記特許文献１に開示されたものは、各インバータ間の出力電流のアンバランスは、各インバータの交流電力の電圧差と位相差によるものであることに着目したもので、このような電圧差と位相差を生じたことによって各インバータ相互間に横流が流れるのを検出し、検出された横流対応値と各インバータの出力電圧とを比較して有効電力偏差ΔＰと無効電力偏差ΔＱとを生成させ、有効電力偏差ΔＰをゼロにするような電圧制御値と無効電力偏差ΔＱをゼロにするような位相制御値とを作成し、この電圧制御値と位相制御値とを基準正弦波に加算して各インバータ間の出力電流のアンバランスが解消できるようなスイッチング素子の制御信号を得るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のインバータの並列運転制御装置では、横流対応値から有効電力偏差ΔＰと無効電力偏差ΔＱとを生成させているが、このように生成させた有効電力偏差ΔＰと無効電力偏差ΔＱは、自らのインバータの第一相から他のインバータの第一相に横流が流れ、自らのインバータの第二相から他のインバータの第二相に横流が流れることを前提としているため、自らのインバータの第一相から他のインバータの第二相に横流が流れ、自らのインバータの第二相から他のインバータの第一相に横流が流れるような場合には、すべての相の出力電流のアンバランスの解消ができないという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、少なくとも２台が並列に接続でき、並列運転を制御するための制御部と、直流電力を受電する入力部と、前記直流電力を交流電力に変換する変換部と、前記交流電力を出力する出力部とを有するインバータの各々が、前記交流電力の第一相の出力電流を検出して第一相出力電流対応値を送出する第一相出力電流検出器、前記交流電力の他の相の出力電流を検出して他相出力電流対応値を送出する他相出力電流検出器、前記交流電力の電圧を検出して出力電圧対応値を送出する出力電圧検出器を有するとともに、前記制御部に、自らの第一相出力電流対応値と他のインバータからの第一相出力電流対応値とに基づいて第一相平均電流値を送出する第一相平均電流値生成器と、自らの他相出力電流対応値と他のインバータからの他相出力電流対応値とを入力して他相平均電流値を送出する他相平均電流値生成器と、自らの第一相出力電流対応値と前記第一相平均電流値とを比較して第一相補正電流値を送出する第一相補正電流値生成器と、自らの他相出力電流対応値と前記他相平均電流値とを比較して他相補正電流値を送出する他相補正電流値生成器とを備え、かつ基準正弦波を発生させる基準正弦波発生器と、この基準正弦波と前記出力電圧対応値とを比較して誤差信号を送出する誤差信号送出器と、この誤差信号と前記第一相補正電流値とを比較して自らのインバータの第一相ＰＷＭ制御信号を送出する第一相ＰＷＭ制御信号生成器と、前記誤差信号と前記他相補正電流値とを比較して自らのインバータの他相ＰＷＭ制御信号を送出する他相ＰＷＭ制御信号生成器とを備えたことを特徴とするインバータの並列運転制御装置である。
【０００７】
この請求項１記載の発明によれば、自らのインバータの第一相の出力電流と他のインバータの第一相の出力電流とがバランスし、自らのインバータの他の相の出力電流と他のインバータの他の相の出力電流とがバランスするように制御しているから、すべての相の出力電流のアンバランスの解消を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のインバータの並列運転制御装置において、第一相平均電流値生成器は、他のインバータの停止時に、他のインバータからの第一相出力電流対応値の入力を遮断する遮断回路を備え、他相平均電流値生成器は、他のインバータの停止時に、他のインバータからの他相出力電流対応値の入力を遮断する遮断回路を備えたことを特徴とするインバータの並列運転制御装置である。
【０００９】
この請求項２記載の発明によれば、他のインバータの停止時には、他のインバータからの第一相出力電流対応値および他相出力電流対応値の入力が遮断できるので、他のインバータの停止によって制御が不安定になることはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その実施の形態に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係るインバータの並列運転制御装置のブロック図である。
【００１２】
すなわち、図１において、１は直流電源、１０、２０は並列に接続されるインバータである。前記直流電源１から供給される直流電力は前記インバータ１０の入力部１０ａとインバータ２０の入力部２０ａに供給され、インバータ１０、２０内の変換部によって交流電力に変換されてインバータ１０の出力部１０ｂとインバータ２０の出力部２０ｂに交流電力を出力して負荷２に供給する。前記インバータ１０は、交流電力の第一相の出力電流を検出して第一相出力電流対応値を送出する第一相出力電流検出器１１ａ、前記交流電力の他の相（図１では単相の第二相とし、以下「第二相」という）の出力電流を検出して第二相出力電流対応値を送出する第二相出力電流検出器１１ｂ、前記交流電力の電圧を検出して出力電圧対応値を送出する出力電圧検出器１２を有しており、前記インバータ２０は、交流電力の第一相の出力電流を検出して第一相出力電流対応値を送出する第一相出力電流検出器２１ａ、前記交流電力の他の相（図１では単相の第二相とし、以下「第二相」という）の出力電流を検出して第二相出力電流対応値を送出する第二相出力電流検出器２１ｂ、前記交流電力の電圧を検出して出力電圧対応値を送出する出力電圧検出器２２を有している。また、前記変換部を制御するとともに、各インバータ１０、２０の並列運転を制御するための制御部１００がインバータ１０に、制御部２００がインバータ２０に設けられている。
【００１３】
前記制御部１００は、自ら（インバータ１０）の第一相出力電流検出器１１ａからの第一相出力電流対応値と他のインバータ（インバータ２０）の第一相出力電流検出器２１ａからの第一相出力電流対応値とに基づいて第一相平均電流値を送出する第一相平均電流値生成器１０１ａと、自ら（インバータ１０）の第二相出力電流検出器１１ｂからの第二相出力電流対応値と他のインバータ（インバータ２０）の第二相出力電流検出器２１ｂからの第二相出力電流対応値とに基づいて第二相平均電流値を送出する第二相平均電流値生成器１０１ｂと、自ら（インバータ１０）の第一相出力電流対応値と前記第一相平均電流値とを比較して第一相補正電流値を送出する第一相補正電流値生成器１０２ａと、自ら（インバータ１０）の第二相出力電流対応値と前記第二相平均電流値とを比較して第二相補正電流値を送出する第二相補正電流値生成器１０２ｂとを備え、かつ基準正弦波を発生させる基準正弦波発生器１０３と、この基準正弦波と前記出力電圧検出器１２からの出力電圧対応値とを比較して誤差信号を送出する誤差信号送出器１０４と、この誤差信号と前記第一相補正電流値とを比較して自らのインバータ（インバータ１０）の第一相ＰＷＭ制御信号を送出する第一相ＰＷＭ制御信号生成器１０５ａと、前記誤差信号と前記第二相補正電流値とを比較して自らのインバータ（インバータ１０）の第二相ＰＷＭ制御信号を送出する第二相ＰＷＭ制御信号生成器１０５ｂとを備えている。
【００１４】
同様に、前記制御部２００は、自ら（インバータ２０）の第一相出力電流検出器２１ａからの第一相出力電流対応値と他のインバータ（インバータ１０）の第一相出力電流検出器１１ａからの第一相出力電流対応値とに基づいて第一相平均電流値を送出する第一相平均電流値生成器２０１ａと、自ら（インバータ２０）の第二相出力電流検出器２１ｂからの第二相出力電流対応値と他のインバータ（インバータ１０）の第二相出力電流検出器１１ｂからの第二相出力電流対応値とに基づいて第二相平均電流値を送出する第二相平均電流値生成器２０１ｂと、自ら（インバータ２０）の第一相出力電流対応値と前記第一相平均電流値とを比較して第一相補正電流値を送出する第一相補正電流値生成器２０２ａと、自ら（インバータ２０）の第二相出力電流対応値と前記第二相平均電流値とを比較して第二相補正電流値を送出する第二相補正電流値生成器２０２ｂとを備え、かつ基準正弦波を発生させる基準正弦波発生器２０３と、この基準正弦波と前記出力電圧検出器２２からの出力電圧対応値とを比較して誤差信号を送出する誤差信号送出器２０４と、この誤差信号と前記第一相補正電流値とを比較して自らのインバータ（インバータ２０）の第一相ＰＷＭ制御信号を送出する第一相ＰＷＭ制御信号生成器２０５ａと、前記誤差信号と前記第二相補正電流値とを比較して自らのインバータ（インバータ２０）の第二相ＰＷＭ制御信号を送出する第二相ＰＷＭ制御信号生成器２０５ｂとを備えている。
【００１５】
上記したインバータ１０およびその制御部１００と、インバータ２０およびその制御部２００とによれば、インバータ１０の第一相出力電流対応値（第一相出力電流検出器１１ａから送出される）は第一相平均電流値生成器１０１ａに入力され、インバータ２０の第一相出力電流対応値（第一相出力電流検出器２１ａから送出される）は第一相平均電流値生成器２０１ａに入力される。また、前記第一相平均電流値生成器１０１ａからはインバータ１０の第一相出力電流対応値が接点１０６ａを介して送出され、前記第一相平均電流値生成器２０１ａからはインバータ２０の第一相出力電流対応値が接点２０６ａを介して送出される。前記接点１０６ａは、インバータ１０の運転時に導通して、接点２０６ａを介して第一相平均電流値生成器２０１ａにインバータ１０の第一相出力電流対応値を送出し、インバータ１０の停止時に遮断して、接点２０６ａを介して第一相平均電流値生成器２０１ａにインバータ１０の第一相出力電流対応値を送出しないようにする遮断回路の作用をする。同様に、前記接点２０６ａは、インバータ２０の運転時に導通して、接点１０６ａを介して第一相平均電流値生成器１０１ａにインバータ２０の第一相出力電流対応値を送出し、インバータ２０の停止時に遮断して、接点１０６ａを介して第一相平均電流値生成器１０１ａにインバータ２０の第一相出力電流対応値を送出しないようにする遮断回路の作用をする。
【００１６】
このようにして、並列に接続されて運転されるインバータの台数に応じ、インバータ１０に対しては第一相平均電流値が第一相平均電流値生成器１０１ａに入力されて第一相補正電流値生成器１０２ａに送出され、インバータ２０に対しては第一相平均電流値が第一相平均電流値生成器２０１ａに入力されて第一相補正電流値生成器２０２ａに送出される。そして、前記第一相補正電流値生成器１０２ａによって、インバータ１０の第一相出力電流対応値と比較されて、インバータ１０の第一相補正電流値が送出され、前記第一相補正電流値生成器２０２ａによって、インバータ２０の第一相出力電流対応値と比較されて、インバータ２０の第一相補正電流値が送出される。
【００１７】
前記インバータ１０の第一相補正電流値は第一相ＰＷＭ制御信号生成器１０５ａに送出され、この第一相ＰＷＭ制御信号生成器１０５ａによって第一相ＰＷＭ制御信号が作成され、前記インバータ２０の第一相補正電流値は第一相ＰＷＭ制御信号生成器２０５ａに送出され、この第一相ＰＷＭ制御信号生成器２０５ａによって第一相ＰＷＭ制御信号が作成されるので、第一相の出力電流を、並列運転されるインバータ１０、２０の第一相の出力電流の平均電流値に制御することができる。また、このように制御することにより、運転を停止しているインバータがある場合は、そのインバータを除いた他のインバータの第一相の出力電流の平均電流値に制御することができるので、特に３台以上のインバータの並列運転を制御する場合に有効である。
【００１８】
同様に、インバータ１０の第二相出力電流対応値（第二相出力電流検出器１１ｂから送出される）は第二相平均電流値生成器１０１ｂに入力され、インバータ２０の第二相出力電流対応値（第二相出力電流検出器２１ｂから送出される）は第二相平均電流値生成器２０１ｂに入力される。また、前記第二相平均電流値生成器１０１ｂからはインバータ１０の第二相出力電流対応値が接点１０６ｂを介して送出され、前記第二相平均電流値生成器２０１ｂからはインバータ２０の第二相出力電流対応値が接点２０６ｂを介して送出される。前記接点１０６ｂは、インバータ１０の運転時に導通して、接点２０６ｂを介して第二相平均電流値生成器２０１ｂにインバータ１０の第二相出力電流対応値を送出し、インバータ１０の停止時に遮断して、接点２０６ｂを介して第二相平均電流値生成器２０１ｂにインバータ１０の第二相出力電流対応値を送出しないようにする遮断回路の作用をする。同様に、前記接点２０６ｂは、インバータ２０の運転時に導通して、接点１０６ｂを介して第二相平均電流値生成器１０１ｂにインバータ２０の第二相出力電流対応値を送出し、インバータ２０の停止時に遮断して、接点１０６ｂを介して第二相平均電流値生成器１０１ｂにインバータ２０の第二相出力電流対応値を送出しないようにする遮断回路の作用をする。
【００１９】
このようにして、並列に接続されて運転されるインバータの台数に応じ、インバータ１０に対しては第二相平均電流値が第二相平均電流値生成器１０１ｂに入力されて第二相補正電流値生成器１０２ｂに送出され、インバータ２０に対しては第二相平均電流値が第二相平均電流値生成器２０１ｂに入力されて第二相補正電流値生成器２０２ｂに送出される。そして、前記第二相補正電流値生成器１０２ｂによって、インバータ１０の第二相出力電流対応値と比較されて、インバータ１０の第二相補正電流値が送出され、前記第二相補正電流値生成器２０２ｂによって、インバータ２０の第二相出力電流対応値と比較されて、インバータ２０の第二相補正電流値が送出される。
【００２０】
前記インバータ１０の第二相補正電流値は第二相ＰＷＭ制御信号生成器１０５ｂに送出され、この第二相ＰＷＭ制御信号生成器１０５ｂによって第二相ＰＷＭ制御信号が作成され、前記インバータ２０の第二相補正電流値は第二相ＰＷＭ制御信号生成器２０５ｂに送出され、この第二相ＰＷＭ制御信号生成器２０５ｂによって第二相ＰＷＭ制御信号が作成されるので、第二相の出力電流を、並列運転されるインバータ１０、２０の第二相の出力電流の平均電流値に制御することができる。また、このように制御することにより、運転を停止しているインバータがある場合は、そのインバータを除いた他のインバータの第一相の出力電流の平均電流値に制御することができるので、特に３台以上のインバータの並列運転を制御する場合に有効でる。
【００２１】
なお、上記した実施の形態は、直流電源１からの直流電力を交流電力に変換するインバータ１０、２０が単相のものについて説明したが、三相以上の多相のもの、すなわち前述した「他の相」が第二相ではなく、「第三相」以下に複数相ある場合にも適用できることは言うまでもなく、むしろ、このような多相のものに対して適用すれば、より高精度な制御が可能となる。
【００２２】
たとえば、図２に示した如く、インバータ１０、２０を入力部１０’ａ、２０’ａおよび出力部１０’ｂ、２０’ｂを有する三相インバータ１０’、２０’とし、第一相、第二相、第三相の出力電流対応値を送出する第一相出力電流検出器１１’ａ、２１’ａ、第二相出力電流検出器１１’ｂ、２１’ｂおよび第三相出力電流検出器１１’ｃ、２１’ｃと、各相間の出力電圧対応値を送出する三相出力電圧検出器１２’、２２’と、各三相インバータ１０’、２０’の並列運転を制御するための制御部１００’、２００’とを設け、第一、第二相間の出力電圧対応値に基づいて第一相ＰＷＭ制御信号生成器１０５’ａで第一相ＰＷＭ制御信号を作成し、第二、第三相間の出力電圧対応値に基づいて第二相ＰＷＭ制御信号生成器１０５’ｂで第二相ＰＷＭ制御信号を作成し、第三、第一相間の出力電圧対応値に基づいて第三相ＰＷＭ制御信号生成器１０５’ｃで第三相ＰＷＭ制御信号を作成するようにようにする。なお、制御部１００’、２００’内の他の要素は図１にある対応符号の要素と同じ機能であるので、ここでは説明を省略する。
【００２３】
なお、上記した実施の形態は、インバータ１０、２０またはインバータ１０’、２０’からなる２台のものについて説明したが、前述したように、３台以上が並列運転され、そのうち１台または複数台が停止しているような場合にも、確実に各相の出力電流を、各相の出力電流の平均電流値に制御することができる
【００２４】
さらに、上記した実施の形態は、直流電源１からの直流電力を交流電力に変換するインバータ１０、２０の並列運転の制御について説明したが、この直流電源１は商用電源からの交流電力を整流して得られた直流電力によって充電される蓄電池とすれば、無停電電源装置にも適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
上記した如く、請求項１、２の発明によれば、インバータの並列運転の高精度な制御が実現でき、並列運転されるインバータの多方面への用途の拡大に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るインバータの並列運転制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係るインバータの並列運転制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１              直流電源
１０、２０      インバータ
１００、２００  制御回路
【図１】
2004297970.tif 000003
【図２】
2004297970.tif 000004