(57)【要約】【課題】各インバータ間の横流電流の抑制をするができ、各インバータが互いに制御上独立した制御回路を有することで、運転継続性を向上させることのできる電力変換装置の並列化システムを得る。【解決手段】単位電圧形インバータ１を並列接続し、電動機３に交流電力を供給するシステムにおいて、各単位電圧形インバータ１の出力側に、電動機３の電動機容量を基準として単位法で表した値の電動機３の電機子漏れリアクタンスと比較して、単位電圧形インバータ１の容量を基準として単位法で表した値のリアクタンスが大きいリアクトル２をそれぞれ設けることにより、各単位電圧形インバータ１の間に流れる横流電流を抑制し、他の単位電圧形インバータ１から制御上独立した制御回路を付加した電力変換装置の並列化システム。【選択図】      図１
2007104822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの電力変換装置を並列接続したシステムであって、
前記各電力変換装置は、
直流電力を供給する直流電力供給手段と、
前記直流電力供給手段からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を交流負荷に供給するインバータと、
前記インバータから出力された交流電力の電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の検出した電気量に基づいて、前記インバータから出力される交流電力の電気量を制御し、該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の制御から独立した制御回路と、
前記インバータと前記交流負荷との間に接続され、並列接続された前記各電力変換装置の有する前記インバータの合計容量を基準として単位法で表した値の前記交流負荷のリアクタンスと比較して、前記インバータの容量を基準として単位法で表した値のリアクタンスが大きいリアクトルと
を具備することを特徴とする電力変換装置の並列化システム。
【請求項２】
少なくとも２つの電力変換装置を並列接続したシステムであって、
前記各電力変換装置は、
直流電力を供給する直流電力供給手段と、
前記直流電力供給手段からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を交流負荷として電源系統に供給するインバータと、
前記インバータから出力された交流電力の電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の検出した電気量に基づいて、前記インバータから出力される交流電力の電気量を制御し、該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の制御から独立した制御回路と、
前記インバータと前記交流負荷との間に接続され、並列接続された前記各電力変換装置の有する前記インバータの合計容量を基準として単位法で表した値の前記電源系統の電源系統リアクタンスと比較して、前記インバータの容量を基準として単位法で表した値のリアクタンスが大きいリアクトルと
を具備することを特徴とする電力変換装置の並列化システム。
【請求項３】
少なくとも２つの電力変換装置を並列接続したシステムであって、
前記各電力変換装置は、
直流電力を供給する直流電力供給手段と、
前記直流電力供給手段からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を交流負荷として電動機に供給するインバータと、
前記インバータから出力された交流電力の電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の検出した電気量に基づいて、前記インバータから出力される交流電力の電気量を制御し、該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の制御から独立した制御回路と、
前記インバータと前記交流負荷との間に接続され、前記電動機の電動機容量を基準として単位法で表した値の前記電動機の電機子漏れリアクタンスと比較して、前記インバータの容量を基準として単位法で表した値のリアクタンスが大きいリアクトルと
を具備することを特徴とする電力変換装置の並列化システム。
【請求項４】
少なくとも２つの電力変換装置を並列接続したシステムであって、
前記各電力変換装置は、
直流電力を供給する直流電力供給手段と、
前記直流電力供給手段からの直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力を交流負荷に供給するインバータと、
前記インバータから出力された交流電力の電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の検出した電気量に基づいて、前記インバータから出力される交流電力の電気量を制御し、該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の制御から独立した制御回路と、
前記インバータと前記交流負荷との間に接続され、並列接続された前記各電力変換装置の有する前記各インバータの合計容量を基準として単位法で表した値の前記交流負荷のリアクタンスと比較して、前記インバータの容量を基準として単位法で表した値の漏れリアクタンスが大きい変圧器と
を具備することを特徴とする電力変換装置の並列化システム。
【請求項５】
少なくとも２つの電力変換装置を並列接続したシステムであって、
前記各電力変換装置は、
直流電力を供給する直流電力供給手段と、
前記直流電力供給手段からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を交流負荷として電源系統に供給するインバータと、
前記インバータから出力された交流電力の電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の検出した電気量に基づいて、前記インバータから出力される交流電力の電気量を制御し、該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の制御から独立した制御回路と、
前記インバータと前記交流負荷との間に接続され、並列接続された前記各電力変換装置の有する前記インバータの合計容量を基準として単位法で表した値の前記電源系統の電源系統リアクタンスと比較して、前記インバータの容量を基準として単位法で表した値の漏れリアクタンスが大きい変圧器と
を具備することを特徴とする電力変換装置の並列化システム。
【請求項６】
少なくとも２つの電力変換装置を並列接続したシステムであって、
前記各電力変換装置は、
直流電力を供給する直流電力供給手段と、
前記直流電力供給手段からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を交流負荷として電動機に供給するインバータと、
前記インバータから出力された交流電力の電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の検出した電気量に基づいて、前記インバータから出力される交流電力の電気量を制御し、該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の制御から独立した制御回路と、
前記インバータと前記交流負荷との間に接続され、前記電動機の電動機容量を基準として単位法で表した値の前記電動機の電機子漏れリアクタンスと比較して、前記インバータの容量を基準として単位法で表した値の漏れリアクタンスが大きい変圧器と
を具備することを特徴とする電力変換装置の並列化システム。
【請求項７】
前記各電力変換装置の前記インバータは、
３レベルインバータであること
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置の並列化システム。
【請求項８】
前記各電力変換装置の前記直流電力供給手段は、
交流電力を直流電力に変換するコンバータであり、
前記各電力変換装置は、
交流電源から交流電力を供給され、前記コンバータに交流電力を供給し、前記交流電源と前記コンバータとを絶縁する入力絶縁変圧器と
を具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置の並列化システム。
【請求項９】
前記各電力変換装置は、
該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の前記インバータが前記交流負荷へ供給する経路を電気的に接離せずに、該電力変換装置の前記インバータが前記交流負荷へ供給する経路を電気的に接離する第１の開閉器と、
該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の前記直流電力供給手段に交流電力が供給されるための経路を電気的に接離せずに、該電力変換装置の前記直流電力供給手段に交流電力が供給されるための経路を電気的に接離する第２の開閉器と
を具備することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置の並列化システム。
【請求項１０】
前記各電力変換装置の有する前記インバータから前記交流電力を供給される前記電動機と
を具備することを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の電力変換装置の並列化システム。
【請求項１１】
前記各電力変換装置の並列に接続される数を２以上の整数であるｎとし、
前記各電力変換装置の前記インバータは、
ＰＷＭ制御用搬送波を用いて制御されるＰＷＭインバータであり、
前記各電力変換装置の前記インバータの前記ＰＷＭ制御用搬送波は、
位相角が、３６０°／ｎずつずれていること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置の並列化システム。
【請求項１２】
前記各電力変換装置の並列に接続される数を２以上の整数であるｎとし、
前記各電力変換装置の前記変圧器は、
一次巻線と二次巻線との位相差が、６０°／ｎずつずれていること
を特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置の並列化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置を並列に接続した電力変換装置の並列化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、直流電圧を交流電圧に変換する単位電圧形インバータを並列接続し、電力変換装置としての大容量化を図ることが行われている。その際、各単位インバータの交流出力電圧差により、各単位インバータ間には負荷電流とは別に横流電流が流れるため、横流電流により各単位インバータの分担電流にアンバランスが発生する。この問題に対し、各単位インバータの交流出力部にインダクタンス値の小さなリアクトル（バランサ）を接続し、横流電流の大きさを減少させ、さらに各単位インバータ間を流れる横流電流を検出し、制御回路により横流電流の平均値をゼロにするように制御する電力変換装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２６１９８５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら以上のような電力変換装置では、リアクトルの大きさを小さく出来る利点がある反面、検出した横流電流の情報を並列接続されている各単位インバータ間で共有する必要があり、各単位インバータの制御回路を互いに独立させることができなかった。このため、故障した単位インバータを修理及び交換などをする場合に、もう一方の正常な単位インバータの運転に支障を来たす恐れがあった。
【０００４】
また、リアクトルの大きさが十分でないために、単位インバータの素子故障等のとき、過大な横流電流が発生した場合には対応できず、他の健全な単位インバータまで故障が波及してしまう場合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、各インバータ間の横流電流の抑制をすることができ、各インバータが互いに制御上独立した制御回路を有することで、運転継続性を向上させることのできる電力変換装置の並列化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従った電力変換装置の並列化システムは、少なくとも２つの電力変換装置を並列接続したシステムであって、前記各電力変換装置は、直流電力を供給する直流電力供給手段と、前記直流電力供給手段からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を交流負荷に供給するインバータと、前記インバータから出力された交流電力の電気量を検出する電気量検出手段と、前記電気量検出手段の検出した電気量に基づいて、前記インバータから出力される交流電力の電気量を制御し、該電力変換装置以外の前記各電力変換装置の制御から独立した制御回路と、前記インバータと前記交流負荷との間に接続され、並列接続された前記各電力変換装置の有する前記インバータの合計容量を基準として単位法で表した値の前記交流負荷のリアクタンスと比較して、前記インバータの容量を基準として単位法で表した値のリアクタンスが大きいリアクトルとを備えた構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、各インバータ間の横流電流の抑制をするができ、各インバータが互いに制御上独立した制御回路を有することで、運転継続性を向上させることのできる電力変換装置の並列化システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００１０】
本システムは、直流電源１９と、単位電圧形インバータ１と、平滑コンデンサ７と、リアクトル２と、電流検出器８と、交流電流制御回路９とからなる構成を１つの電力変換装置として、並列接続された２つの電力変換装置を有し、２つの電力変換装置から交流電力を供給される交流負荷の電動機３とからなる。
【００１１】
直流電源１９は、単位電圧形インバータ１の入力側に接続されている。直流電源１９は、単位電圧形インバータ１に直流電力を供給する。直流電源１９は、他の電力変換装置の単位電圧形インバータ１から独立した直流電圧源を供給する。例えば、直流電源１９は、太陽電池、燃料電池、蓄電池、電気二重層キャパシタなどである。
【００１２】
平滑コンデンサ７は、直流電源１９と単位電圧形インバータ１の間に並列に接続されている。平滑コンデンサ７は、直流電源１９からの直流電圧を一定の平滑な直流電圧にして、単位電圧形インバータ１に供給する。
【００１３】
単位電圧形インバータ１は、確立された直流電圧から交流波形を切り出すことにより、直流から交流への電力変換を行う装置である。例えば単位電圧形インバータ１は、自励式三相ブリッジ回路である。
【００１４】
図１０を参照して、自励式三相ブリッジ回路の構成について説明する。
【００１５】
自励式三相ブリッジ回路は、図１０に示すように、主に、スイッチング素子１５と、ダイオード１６との組み合わせにより構成されている。自励式三相ブリッジ回路は、直流電源１９から供給される直流電圧の正極及び負極をそれぞれ正極端子１７Ｐ及び負極端子１７Ｎに印加し、スイッチング素子１５のそれぞれのゲートを制御することにより、直流電力を交流電力に変換して、交流端子１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃから三相交流電力を出力する。
【００１６】
電流検出器８は、単位電圧形インバータ１の出力側に付帯している。電流検出器８は、単位電圧形インバータ１から出力される交流出力電流値を検出し、この交流電流検出値を交流電流制御回路９に入力する。
【００１７】
交流電流制御回路９は、交流電流検出値を設定されている交流電流指令値に追従するように、単位電圧形インバータ１を制御する。
【００１８】
図１２を参照して、交流電流制御回路９の構成例を説明する。
【００１９】
交流電流制御回路９は、３相／ｄｑ変換回路２１，２２と、減算器２３，２４と、ＰＩ制御回路２５，２６と、ｄｑ／３相変換回路２７とからなる。
【００２０】
制御位相角θは、ｄｑ直交二軸を表すパラメータであり、３相量とｄｑ直交二軸上の値とを相互に回転座標変換する際に使用される。制御位相角θは、３相／ｄｑ変換回路２１，２２及びｄｑ／３相変換回路２７において使用される。
【００２１】
３相／ｄｑ変換回路２１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相量の指令値である交流電流指令値ＩＵ＊，ＩＶ＊，ＩＷ＊が入力される。３相／ｄｑ変換回路２１は、入力された交流電流値ＩＵ＊，ＩＶ＊，ＩＷ＊をｄｑ直交二軸上の２つの直流量Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に変換し、それぞれを減算器２３，２４に入力する。
【００２２】
３相／ｄｑ変換回路２２は、電流検出器８で検出されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相量である交流電流値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷが入力される。３相／ｄｑ変換回路２２は、入力された交流電流値ＩＵ，ＩＶ，ＩＷをｄｑ直交二軸上の２つの直流量Ｉｄ，Ｉｑに変換し、それぞれを減算器２３，２４に入力する。
【００２３】
減算器２３は、３相／ｄｑ変換回路２１，２２からそれぞれ入力された直流量Ｉｄ＊，Ｉｄの差分をとり、ＰＩ制御回路２５に入力する。
【００２４】
減算器２４は、３相／ｄｑ変換回路２１，２２からそれぞれ入力された直流量Ｉｑ＊，Ｉｑの差分をとり、ＰＩ制御回路２６に入力する。
【００２５】
ＰＩ制御回路２５は、減算器２３から入力された差分量を比例積分制御し、得られた直交２軸上の電圧指令値Ｖｄ＊をｄｑ／３相変換回路２７に入力する。
【００２６】
ＰＩ制御回路２６は、減算器２４から入力された差分量を比例積分制御し、得られた直交２軸上の電圧指令値Ｖｑ＊をｄｑ／３相変換回路２７に入力する。
【００２７】
ｄｑ／３相変換回路２７は、ＰＩ制御回路２５，２６から入力された直交２軸上の電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊が入力され、３相量に変換して、三相交流電圧指令値ＶＵ＊，ＶＶ＊，ＶＷ＊を出力する。
【００２８】
上述の構成により、交流電流制御回路９の出力する三相交流電圧指令値に従って、単位電圧形インバータ１は、直流電圧を三相交流電圧に変換する。
【００２９】
リアクトル２は、単位電圧形インバータ１の出力側と並列接続されている他の単位電圧形インバータ１との接続点との間に直列にそれぞれ接続されている。リアクトル２は、電動機３の電機子漏れリアクタンスを電動機容量を基準として単位法で表した値Ｘｍと、リアクトル２のリアクタンスを単位インバータ容量を基準として単位法で表した値Ｘｏとすると、式（１）の関係を満足している。
【００３０】
Ｘｏ ＞ Ｘｍ            ・・・式（１）
本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
【００３１】
並列に接続する単位電圧形インバータの数を調整することにより、目的及び用途などに合わせた大容量の電力変換装置を実現できる。
【００３２】
各単位電圧形インバータ間には、電動機の電機子漏れリアクタンスと比較して、最低でも２倍の大きさのリアクタンスが存在するため、特別な制御回路を設けなくとも、横流電流は負荷電流に含まれるリプル電流と同程度の大きさとなり十分に小さくなる。よって、単位インバータの故障時にも横流電流は小さく、他の単位インバータへの故障の波及を抑制することができる。
【００３３】
各単位電圧形インバータ１の交流電流制御回路９は、互いに独立した構成となり、他の単位電圧形インバータ１が制御上の影響を受けることは無い。また、直流電源１９は、各単位電圧形インバータ１に独立して設けられているため、各単位電圧形インバータ１を個別に運転することができる。よって、運転中に故障した単位電圧形インバータ１のみを停止させても、もう一方の正常な単位電圧形インバータ１を運転させることができる。これにより、故障した単位電圧形インバータ１の交換又は修理をしながら、正常な単位電圧形インバータ１で電動機３に交流電力を供給することができ、運転継続性を向上することのできる電力変換装置を提供することができる。
【００３４】
従って、単位電圧形インバータ１を並列接続させた構成において、各インバータ間の横流電流の抑制をするができ、各単位電圧形インバータが互いに独立する制御回路及び直流電源を有することで、運転継続性を向上させることのできる電力変換装置の並列化システムを提供することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図２は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００３６】
本システムは、図１に示すシステムの直流電源１９の代わりに、単位電圧形インバータ１の直流電力の入力側に接続されたコンバータ４と、コンバータ４の交流電力の入力側に接続された入力絶縁変圧器５とを設け、入力絶縁変圧器５の入力側に交流電源６が接続されている点以外は、図１と同じである。図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に説明する。なお、これ以降の各実施形態における説明においても同様にして、重複した説明を省略する。
【００３７】
交流電源６は、入力絶縁変圧器５に交流電力を供給する。
【００３８】
入力絶縁変圧器５は、交流電源６から交流電力を供給され、コンバータ４に交流電力を供給する。入力絶縁変圧器５は、交流電源６が接続されている入力側と、コンバータ４が接続されている出力側とを絶縁している。
【００３９】
コンバータ４は、入力絶縁変圧器５からの交流電力を直流電力に変換し、単位電圧形インバータ１に直流電力を供給している。例えば、コンバータ４は、ダイオード整流回路である。
【００４０】
図１１を参照して、ダイオード整流回路の構成例について説明する。
【００４１】
ダイオード整流回路は、図１１に示すように、主にダイオード１６の組み合わせにより構成されている。三相交流電力の各相をそれぞれ交流端子１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃに入力し、正極端子１７Ｐ及び負極端子１７Ｎから直流電力を出力する。
【００４２】
本実施形態によれば、交流電源６から供給された交流電力を入力絶縁変圧器５を介して、コンバータ４に供給することで、交流電源６とコンバータ４とを絶縁し、コンバータ４を独立した直流電圧源とすることができる。
【００４３】
従って、交流電源を供給源として、第１の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図３は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００４５】
本システムは、図２に示すシステムの電動機３の代わりに、交流負荷として電源系統１０が接続され、リアクトル２のリアクタンスが変更されている点以外は、図２と同じである。
【００４６】
リアクトル２は、電源系統１０の電源系統リアクタンスを並列接続される全インバータの合計容量を基準として単位法で表した値Ｘｓと、リアクトル２のリアクタンスを単位インバータ容量を基準として単位法で表した値をＸｏとすると、式（２）の関係を満足している。
【００４７】
Ｘｏ ＞ Ｘｓ            ・・・式（２）
本実施形態でよれば、交流負荷が電源系統であっても、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００４８】
（第４の実施形態）
図４は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００４９】
本システムは、図２に示すシステムのリアクトル２の代わりに、出力変圧器１１が設けられている点以外は、図２と同じである。
【００５０】
出力変圧器１１は、電動機３の電機子漏れリアクタンスを電動機容量を基準として単位法で表した値Ｘｍと、出力変圧器１１の漏れリアクタンスを単位インバータ容量を基準として単位法で表した値Ｘｔとすると、式（３）の関係を満足している。
【００５１】
Ｘｔ ＞ Ｘｍ            ・・・式（３）
本実施形態でよれば、単位電圧形インバータ１の出力交流電圧を変圧することができ、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
図５は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００５３】
本システムは、図４に示すシステムの電動機３の代わりに、交流負荷として電源系統１０が接続され、出力変圧器１１の漏れリアクタンスが変更されている点以外は、図４と同じである。
【００５４】
出力変圧器１１は、電源系統１０の電源系統リアクタンスを並列接続される全インバータの合計容量を基準として単位法で表した値Ｘｓと、出力変圧器１１の漏れリアクタンスを単位インバータ容量を基準として単位法で表した値Ｘｔとすると、式（４）の関係を満足している。
【００５５】
Ｘｔ ＞ Ｘｓ            ・・・式（４）
本実施形態でよれば、交流負荷が電源系統であっても、第４の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００５６】
（第６の実施形態）
図６は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００５７】
本システムは、図２に示すシステムの単位電圧形インバータ１の代わりに、３レベルインバータ１２が設けられている点以外は、図２と同じである。
【００５８】
図１３を参照して、３レベルインバータ１２の構成例について説明する。
【００５９】
３レベルインバータ１２は、図１３に示すように、主に、スイッチング素子１５と、ダイオード１６との組み合わせにより構成されている。
【００６０】
３レベルインバータ１２は、直流電力の正極及び負極をそれぞれ正極端子１７Ｐ及び負極端子１７Ｎに印加し、スイッチング素子１５のそれぞれのゲートを制御することにより、直流電力を交流電力に変換して、交流端子１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃから三相交流電力を出力する。
【００６１】
３レベルインバータ１２は、直流入力電圧源に中性点電位を設け、さらに各アームを直列構成とすることにより、インバータの交流出力電圧を２倍に高めている。
【００６２】
本発明によれば、電力変換装置の出力電圧の高圧化ができ、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００６３】
（第７の実施形態）
図７は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００６４】
本システムは、図２に示すシステムの各電力変換装置において、交流電流制御回路９と、単位電圧形インバータ１との間に、それぞれＰＷＭ制御回路１３Ａ，１３Ｂが設けられている点以外は、図２と同じである。
【００６５】
単位電圧形インバータ１は、ＰＷＭインバータである。
【００６６】
図１４を参照して、ＰＷＭ制御回路１３Ａ，１３Ｂの構成例について説明する。
【００６７】
ＰＷＭ制御回路１３Ａ，１３Ｂは、ＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）により、単位電圧形インバータ１の制御を行うための回路である。
【００６８】
ＰＷＭ制御回路１３Ａ，１３Ｂは、正弦波である三相交流電圧指令値ＶＵ＊，ＶＶ＊，ＶＷ＊と三角波であるＰＷＭ搬送波Ｔｒｉをコンパレータ回路３１により大小の比較を行い、単位電圧形インバータ１のスイッチングを行うゲート駆動信号Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚを出力する。
【００６９】
ＰＷＭ制御回路１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ入力されるＰＷＭ搬送波の位相は、並列数をｎ（ｎは、２以上の整数）とすると、それぞれ３６０°／ｎずつずれている。具体的には、本システムでは、電力変換装置が２台並列接続されているため、ＰＷＭ搬送波の位相は、１８０°ずれるようにしている。
【００７０】
ここでは、主に電力変換装置の並列接続されている台数が２台の場合について説明をしたが、３台以上の場合についても同様に構成することができる。
【００７１】
本実施形態によれば、各ＰＷＭ搬送波の位相をずらすことにより、並列接続点における三相交流電圧に含まれる高調波成分を減少させることができる。
【００７２】
従って、電力変換装置の交流側出力高調波の低減ができ、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００７３】
（第８の実施形態）
図８は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００７４】
本システムは、図４に示すシステムの各電力変換装置の出力変圧器１１がそれぞれ出力変圧器１１Ａ，１１Ｂに代わった点以外は、図４と同じである。
【００７５】
出力変圧器１１Ａは、デルタデルタ（Δ−Δ）結線の出力変圧器である。
【００７６】
出力変圧器１１Ｂは、デルタスター（Δ−Ｙ）結線の出力変圧器である。
【００７７】
これらの構成により、並列数をｎ（ｎは、２以上の整数）とすると、出力変圧器１１Ａ及び出力変圧器１１Ｂの一次巻線と二次巻線間の位相差が互いに６０°／ｎずつずれている。具体的には、本システムでは、電力変換装置が２台並列接続されているため、出力変圧器１１Ａ及び出力変圧器１１Ｂの一次巻線と二次巻線間との位相差は、３０°ずれるようにしている。
【００７８】
ここでは、主に電力変換装置の並列接続されている台数が２台の場合について説明をしたが、３台以上の場合についても同様に構成することができる。
【００７９】
本実施形態によれば、各出力変圧器の一次巻線と二次巻線間の位相差をずらすことにより、並列接続点における三相交流電圧に含まれる高調波成分を減少させることができる。
【００８０】
従って、電力変換装置の交流側出力高調波の低減ができ、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００８１】
（第９の実施形態）
図９は、本実施形態に係る電力変換装置の並列化システムの構成を示すブロック図である。
【００８２】
本システムは、図２に示すシステムの各電力変換装置において、単位電圧形インバータ１とリアクトル２との間に開閉器１４を設け、コンバータ４と入力絶縁変圧器５との間に更に開閉器１４を設けた点以外は、図２と同じである。
【００８３】
開閉器１４は、遮断器又は断路器である。または、遮断器と断路器とを一式として両方が設けられていてもよい。
【００８４】
本実施形態によれば、各単位電圧形インバータ又はコンバータで故障などの異常が発生した場合には、該当する単位電圧形インバータ及びコンバータを容易に切り離すことができ、修理をし易くし、容易に交換をすることができる。また、正常な電力変換装置の運転を継続しながら、これらの修理及び交換をすることができる。
【００８５】
従って、電力変換装置の並列化システムの保守性及び運転継続性を向上することができ、第２の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００８６】
なお、各実施形態は、以下のように変形して実施してもよい。
【００８７】
各実施形態において、並列接続するインバータは、電圧形インバータに限らない。各実施形態の構成に適合すれば、例えば電流形インバータでも構わない。同様にして、電流検出器８の代わりに、電圧検出器を設けてもよいし、他の電気量を検出する機器であってもよい。
【００８８】
各実施形態において、コンバータ４及び入力絶縁変圧器５の代わりに、第１の実施形態の構成である直流電源１９を設ける構成としてもよい。
【００８９】
各実施形態において、単位電圧形インバータ１を第６の実施形態と同様の３レベルインバータによる構成とすることにより、その実施形態の作用・効果とともに、第６の実施形態の作用・効果を得ることができる。
【００９０】
各実施形態において、単位電圧形インバータ１を第７の実施形態と同様のＰＷＭインバータによる構成とすることにより、その実施形態の作用・効果とともに、第７の実施形態の作用・効果を得ることができる。
【００９１】
第８の実施形態において、各出力変圧器の結線の組み合わせは、Δ−Δ結線と、Δ−Ｙ結線の組み合わせにかぎらない。例えば、Ｙ−Ｙ結線と、Ｙ−Δ結線の組み合わせであってもよいし、他でもよい。並列に接続される電力変換装置の台数などの諸条件によって、適合する結線の組み合わせを選択することができる。また、出力変圧器を使用した他の実施形態の構成に適用することにより、その実施形態の作用・効果とともに、第８の実施形態の作用・効果を得ることができる。
【００９２】
第９の実施形態において、開閉器の設ける個数及び位置は、任意に選択することができる。これらにより、システムの構成及び適用する環境などにより適合した構成とすることで、保守性などを向上させることができる。また、他の実施形態の構成に、同様の開閉器を設けることにより、その実施形態の作用・効果とともに、第９の実施形態の作用・効果を得ることができる。
【００９３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図５】本発明の第５の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図６】本発明の第６の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図７】本発明の第７の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図８】本発明の第８の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図９】本発明の第９の実施形態に係るシステムの構成を説明するためのブロック図。
【図１０】各実施形態に係る単位電圧形インバータの構成例を説明するためのブロック図。
【図１１】各実施形態に係るダイオード整流回路の構成例を説明するための回路図。
【図１２】各実施形態に係る交流電流制御回路の構成例を説明するための回路図。
【図１３】第６の実施形態に係る３レベルインバータの構成例を説明するための回路図。
【図１４】第７の実施形態に係るＰＷＭ制御回路の構成例を説明するための回路図。
【符号の説明】
【００９５】
１…単位電圧形インバータ、２…リアクトル、３…電動機、７…平滑コンデンサ、
８…電流検出器、９…交流電流制御回路、１９…直流電源。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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