(57)【要約】【課題】インバータ装置の並列接続システムにおいて、インバータ装置接続部の接続インピーダンスの変化を診断し、機器破損を抑制する。【解決手段】インバータ装置の制御部は、アンバランス電流抑制制御部３のインバータ装置の電圧補正値Ｖ＋と各インバータ電流検出値Ｉｉｎｖとを用いて、各インバータ装置と負荷間の接続インピーダンスを演算し、演算した接続インピーダンスが判定値を超過した場合に、インバータ装置接続部が異常状態であると判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数並列接続されたインバータ装置と、
前記各インバータ装置と前記インバータ装置の負荷側の共通接続点との間にインバータ装置接続部とバランスインピーダンスを有する直列回路と、を備えたインバータ装置の並列接続システムであって、
各インバータ装置は、
各インバータ装置のインバータ電流検出値と、全インバータ装置のインバータ電流検出値の平均値であるインバータ電流平均値と、の偏差に基づいて比例制御を行って電圧補正値を出力し、全インバータ装置の共通電圧指令値を前記電圧補正値で補正し、電圧指令値として出力するアンバランス電流抑制制御部を備え、
インバータ装置の制御部は、
アンバランス電流抑制制御部のインバータ装置の電圧補正値と各インバータ電流検出値とを用いて、各インバータ装置と負荷間の接続インピーダンスを演算し、
前記接続インピーダンスが判定値を超過した場合に、インバータ装置接続部が異常状態であると判定することを特徴とするインバータ装置の並列接続システム。
【請求項２】
前記インバータ装置の制御部は、
インバータ装置接続部が異常状態であると判定した場合、
インバータ装置を停止する、もしくは外部への警報を出力することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置の並列接続システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置を並列接続したインバータ装置の並列接続システムに係り、特に、インバータ装置接続部の異常診断方式とそれを利用したインバータ装置接続部の保護機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の負荷に対してインバータ装置を適応する方法の一つとして、インバータ装置を並列接続する方法がある（例えば、特許文献１）。図３は、そのインバータ装置の並列接続システムを示す模式図である。複数台のインバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎがインバータ装置接続部Ｐ１〜ＰｎとバランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎを介して共通接続点Ｐｃに接続されている。
【０００３】
また、各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを各々１つの箇体内に収納し、さらに各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの箇体とバランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎおよびこれらの間の接続線（ブスバー、電線など）を、１つの盤内に収納する構成が知られている。
【０００４】
図３に示す構成のインバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎに関しては、交換性，組み立て性，メンテナンス性等の理由から、図４に示すようなチューリップコンタクトに代表される抜き差しが容易な導体接続手段５が使用されるケースが多い。 
【０００５】
インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎには、接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎが存在する。各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが出力する電圧が等しい場合、この接触抵抗Ｒ１〜ＲｎやバランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎのインピーダンス値にバラツキがあると、バランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎと接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎとの直列回路のインピーダンスにもバラツキが生じることになる。その結果、インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電流がアンバランスな状態となってしまう。この出力電流がアンバランスな状態が生じると１つのインバータ装置に電流が偏ってしまい、インバータ装置の破損を引き起こす恐れがある。
【０００６】
図５は、接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎを表したインバータ装置の並列接続システムの模式図である。図５では、バランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎがインバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの箇体の外部に設けられ、インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎとバランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎとの間にインバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎを設けた構成の例である。バランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎがインバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの箇体内に設置されている構成であれば、図５とは異なり、バランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎがインバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ側に配置され、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎが負荷２側に配置される構成になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１４３８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図４に示すようなインバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎには、グリースの劣化やメッキの摩耗などの経年変化、または、インバータ盤の輸送時や据え付け運転時に受ける機械的振動によって、接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの増加を引き起こす恐れがある。接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの増加が進行していくと損失と発熱が大きくなり、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの許容損失や許容温度を超過させてしまい、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの破損を招く恐れがある。
【０００９】
以上示したようなことから、インバータ装置の並列接続システムにおいて、インバータ装置接続部の接続インピーダンスの変化を診断し、機器破損を抑制することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、複数並列接続されたインバータ装置と、前記各インバータ装置と前記インバータ装置の負荷側の共通接続点との間に設けられたインバータ装置接続部とバランスインピーダンスを有する直列回路と、を備えたインバータ装置の並列接続システムであって、各インバータ装置は、各インバータ装置のインバータ電流検出値と、全インバータ装置のインバータ電流検出値の平均値であるインバータ電流平均値と、の偏差に基づいて比例制御を行って電圧補正値を出力し、全インバータ装置の共通電圧指令値を前記電圧補正値で補正し、電圧指令値として出力するアンバランス電流抑制制御部を備え、インバータ装置の制御部は、アンバランス電流抑制制御部のインバータ装置の電圧補正値と各インバータ電流検出値とを用いて、各インバータ装置と負荷間の接続インピーダンスを演算し、演算した接続インピーダンスが判定値を超過した場合に、インバータ装置接続部が異常状態であると判定することを特徴とする。
【００１１】
また、その一態様として、前記インバータ装置の制御部は、インバータ装置接続部が異常状態であると判定した場合、インバータ装置を停止する、もしくは警報を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インバータ装置の並列接続システムにおいて、インバータ装置接続部の接続インピーダンスの変化を診断し、機器破損を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるアンバランス電流抑制制御部を示すブロック図。
【図２】実施形態における異常検出の処理を示すフローチャート。
【図３】インバータ装置の並列接続システムを示す模式図。
【図４】導体接続手段の一例を示す斜視図。
【図５】接触抵抗を表したインバータ装置の並列接続システムを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るインバータ装置の並列接続システムの実施形態を図１，図２に基づいて詳述する。
【００１５】
［実施形態］
本実施形態のインバータ装置の並列接続システムは、図３に示すように、インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが複数（ｎ）個並列接続されている。また、各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎとインバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの負荷２側の共通接続点との間にはインバータ装置接続部Ｐ１〜ＰｎとバランスインピーダンスＢＩ１〜ＢＩｎを有する直列回路が備えられている。
【００１６】
ここで、図１に基づいて、本実施形態１における電流のアンバランスを抑制するための制御（以下、アンバランス電流抑制制御部３）を説明する。図１に示すアンバランス電流抑制制御部３は各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに搭載されている。ここでは、インバータ装置ＩＮＶｎのアンバランス電流抑制制御部３について説明する。
【００１７】
各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎで検出したインバータ電流検出値Ｉｉｎｖに基づいて、インバータ電流平均値Ｉａｖｅを算出する。このインバータ電流平均値Ｉａｖｅは各インバータ装置ＩＮＶｎに入力され、インバータ電流検出値Ｉｉｎｖｎとの偏差が比例制御部４に入力される。比例制御部４では、この偏差に基づいて比例制御を行い、インバータ装置ＩＮＶｎの電圧補正値Ｖｎ＋を演算する。各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの共通電圧指令値Ｖｒｅｆとインバータ電圧補正値Ｖｎ＋とを加算した値がインバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの電圧指令値Ｖｒｅｆ＋となる。
【００１８】
なお、共通電圧指令値Ｖｒｅｆは、図５の共通接続点Ｐｃ点の電圧指令値に相当する。インバータ装置ＩＮＶｎの出力電圧指令値Ｖｒｅｆ＋は、図５の各インバータ装置ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力点であるＰｎ点（またはＰ１点，Ｐ２点）の電圧指令に相当する。
【００１９】
図１に示すアンバランス電流抑制制御部３の入力（インバータ装置ＩＮＶｎの電流検出値Ｉｉｎｖｎ）と出力（インバータ装置ＩＮＶｎの電圧補正値Ｖｎ＋）を用い、さらに各々の実効値を演算することにより、インバータ装置ＩＮＶｎの接触抵抗ＲｎとバランスインピーダンスＢＩｎの和（以下、接続インピーダンスと称する）を求めることができる。接続インピーダンス算出式を以下の（１）式に示す。
【００２０】
【数１】
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【００２１】
ここで、図１に示すように、インバータ装置ＩＮＶｎの電圧補正値Ｖｎ＋＝（インバータ装置ＩＮＶｎの電圧指令値Ｖｒｅｆ＋）−（共通電圧指令値Ｖｒｅｆ）である。この式の右辺は、図５のＰ１点（もしくはＰ２点もしくはＰｎ点）と共通接続点Ｐｃ点との電位差の指令値に相当する。
【００２２】
したがって、（１）式によって、接続インピーダンスが算出される。なお、本実施形態では、上記電位差の指令値と実際の値との差は微小であるため、接続インピーダンスの演算に（１）式を適用可能であると判断している。
【００２３】
さらに、（１）式で演算した接続インピーダンスが判定値を超過する異常値を示した場合、接触抵抗Ｒｎが異常となったと判断し、外部への警報出力または、インバータ装置ＩＮＶｎの停止を行うことにより、接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの増加によるインバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの破損を未然に防ぐことが可能となる。
【００２４】
接続インピーダンスの判定値は、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの部品における接触抵抗標準値に、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの物性やバランスインピーダンスＢＩｎのインピーダンス値およびその経年変化などを考慮した適切な倍率を乗算して決定する。
【００２５】
以下に、本実施形態における異常検出の処理を図２に基づいて説明する。
【００２６】
Ｓ１：まず、接続インピーダンスを（１）式により演算する。
【００２７】
Ｓ２：（１）式の接続インピーダンス値と判定値を比較し、接続インピーダンス値が判定値を超過した場合Ｓ３へ移行し、接続インピーダンス値が判定値を超過していない場合その演算周期での処理を終了する。
【００２８】
Ｓ３：外部への警報出力をする、または、インバータ装置ＩＮＶｎを停止する。
【００２９】
本実施形態は、図１のアンバランス電流抑制制御部３を用いて接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの異常判定を行っている。特別な構成部品をインバータ装置に追加することなく接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの異常判定を実施できることが、本実施形態の特長である。
【００３０】
なお、本実施形態は、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの経年変化だけではなく、外部から異物が混入してインバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎにはさまり、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎが異常に高くなった場合の異常検出方法としても適用できる。   
【００３１】
以上示したように、本実施形態におけるインバータ装置の並列接続システムによれば、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの経年変化や振動の影響や外部からの異物混入などによるインバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの増加を診断する。これにより、接触抵抗Ｒ１〜Ｒｎの増加によるインバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎの破損を防止することが可能となる。さらに、インバータ装置接続部Ｐ１〜Ｐｎへの異物混入の異常現象を見つけることができる。
【００３２】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 
【符号の説明】
【００３３】
ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ…インバータ装置
Ｐ１〜Ｐｎ…インバータ装置接続部
ＢＩ１〜ＢＩｎ…バランスインピーダンス
Ｒ１〜Ｒｎ…接触抵抗
Ｉｉｎｖ…インバータ電流検出値
Ｉａｖｅ…インバータ電流平均値
Ｖｒｅｆ…共通電圧指令値
Ｖ＋…電圧補正値
Ｖｒｅｆ＋…電圧指令値
３…アンバランス電流抑制制御部
４…比例制御部
５…導体接続手段
【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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