(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線数と相数の等しい多相交流に接続される複数の電力変換器の直流側，交流側を並列に接続し、相数よりも１つ少ない数の電流調節器を用いて交流側の電流を制御するに当たり、
電流制御する相が各電力変換器間で互いに異なるように、電流制御を行なうことを特徴とする並列接続電力変換器の制御方法。
【請求項２】
線数と相数の等しい多相交流に接続される複数の電力変換器の直流側，交流側を並列に接続し、相数よりも１つ少ない数の電流調節器を用いて交流側の電流を制御する並列接続電力変換器の制御装置であって、
電流制御する相が各電力変換器間で互いに異なるよう電流調節器を配置して、電流制御を行なうことを特徴とする並列接続電力変換器の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータなどの電力変換器を並列接続した並列接続電力変換器の制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すように、相数と線数の等しい多相交流、例えば３相３線式の出力を持つ１台の電力変換器１では、Ｒ相とＴ相のように２つの相に電流調節器を設置して電流制御を行なうのが普通である。これは、３相３線式の場合、Ｒ相電流とＴ相電流のように２つの相の電流が決まれば、残る１つのＳ相電流はキルヒホッフの法則により確定され、Ｒ相電流とＴ相電流を電流調節器で制御すれば、Ｓ相電流も同時に制御されることになるためである。
【０００３】
なお、図７で用いる電力変換器としては、例えば図８に示すようなスイッチング素子２とリアクトル３およびコンデンサ４からなるフィルタ回路とを備えたインバータがある。
また、図７，図８のような電力変換器を複数台並列に接続する場合は、例えば図９に示すように、１台の場合と同様にＲ相，Ｔ相の２相を制御する制御装置５を用いて並列的に制御するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電力変換器の交流側の電圧降下が大きいと装置が非効率になるため、変換器の交流側の連系インピーダンスは交流側の定格から定まるインピーダンスに比較して小さく設計されるのが通常であり、その結果として並列接続された電力変換器間のインピーダンスは小さくなっている。そのため、２相電流制御の変換器を図９のように従来方式のまま並列接続するものでは、２台の電力変換器間に微小な差異が生じてもインピーダンスが小さいため大きな誤差電流、すなわち横流が流れることになってしまう。
つまり、図９のように従来方式のまま並列接続する回路で、変換器の直流側を共通にすると、調節器または電流検出器の設置されていない相を経由するルートができるため、横流が流れたとしてもこの横流を検出することも、制御することもできないと言う問題が生じる。
【０００５】
このような横流の流れる径路を、Ｒ相とＴ相に電流検出器を設置した場合で図示すると図１０のようになり、調節器または電流検出器のないＳ相を経由する閉路ＣＳに横流が流れてもこれを検出することができず、したがってこの横流は制御不能となる。このような横流は変換器間を循環するのみであり、変換器を並設して容量を増大させると言う並列接続本来の目的を阻害するもので、抑制されるべきものである。
したがって、この発明の課題は、並列接続される変換器間に横流が流れないよう抑制することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、請求項１の発明では、線数と相数の等しい多相交流に接続される複数の電力変換器の直流側，交流側を並列に接続し、相数よりも１つ少ない数の電流調節器を用いて交流側の電流を制御するに当たり、
電流制御する相が各電力変換器間で互いに異なるように、電流制御を行なうことを特徴とする。
【０００７】
この請求項２の発明では、線数と相数の等しい多相交流に接続される複数の電力変換器の直流側，交流側を並列に接続し、相数よりも１つ少ない数の電流調節器を用いて交流側の電流を制御する並列接続電力変換器の制御装置であって、
電流制御する相が各電力変換器間で互いに異なるよう電流調節器を配置して、電流制御を行なうことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、この発明による方法または装置を実施することにより、電力変換器交流側の調節器のない相のみを経由して直流側を経由する閉ループ回路をなくすことができる。
したがって、変換器制御装置の電流指令に横流成分が含まれないようにすれば、変換器間に横流が流れたときは必ずどれかの電流検出器に、電流指令とのずれとしての誤差電流として検出されることになるので、このような誤差電流が流れないように制御することにより、結果として横流を抑制することが可能となる。なお、上記のようにした場合、図６に示すように負荷を経由する調節器のない閉回路ＣＳが存在するが、この回路には上述の変換器間インピーダンスよりも大きな負荷インピーダンスが介在しているため、変換器の微小な出力誤差程度では大きな誤差電流を生じないので、このような回路を流れる横流は実用上無視することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施の形態を示す図である。
これは３相３線式で、図示のように電力変換器１が２台の例である。
上側の変換器１はＲ相とＴ相に電流検出器６を設置して電流調節制御（単に電流制御とも言う）を行ない、下側の変換器１はＲ相とＳ相に電流検出器６を設置して電流制御を行なう。各変換器１は自変換器の電流検出結果をもとにそれぞれ電流制御を行なうが、各２つずつの電流検出器６の設置点を合わせると、どの相にも最低で一つの電流検出器６が存在するため、電流指令に横流成分が含まれないようにしておけば、仮に横流が出力されようとしても、その横流は電流検出器６で誤差電流として検出できるので、フィードバック制御のような制御方式を用いて出力電流を電流指令に一致させるように制御することで、結果として横流を抑制することができる。
【００１０】
横流成分が含まれないようにする電流成分の例としては、逆相も零相も含まれない正相のみの電流指令があげられる。また、逆相を含む場合でも各電力変換器の電流指令の不平衡率（正相電流成分と逆相電流成分の比率）が同じであれば、横流の含まれない指令となる。これに対し、各電力変換器の電流指令の不平衡率が異なる場合や、電流指令に零相を含む場合は電流指令に横流が含まれることになるので、横流を含まない出力をさせるための電流指令としては不適当と言うことになる。
フィードバック制御としては、例えば図３のように構成することができる。同図の符号７は加算器、８はＰＩ調節器に代表されるような調節器である。すなわち、指令Ｉ*は制御装置で生成され、電流Ｉは電流検出器で検出され、指令Ｉ*と電流Ｉとの差が加算器７で演算され、その結果が偏差として調節器８に入力される。電流検出方法としては、図５（ａ）のようにフィルタ回路の後段から取る方法に加え、同（ｂ）のようにフィルタ回路の前段から取る方法や、同（ｃ）のように２箇所から取ってフィードバック回路を二重化する方法を採用する場合がある。
【００１１】
図２は３相３線式で、図示のように電力変換器が３台の例である。
上段の変換器１はＲ相とＴ相に電流検出器６を設置して電流制御を行ない、中段の変換器１はＲ相とＳ相に電流検出器６を設置して電流制御を行ない、下段の変換器１はＳ相とＴ相に電流検出器６を設置して電流制御を行なう。各変換器１は自変換器の電流検出結果をもとにそれぞれ電流制御を行なうが、各２つずつの電流検出器６の設置点を合わせると、どの相にも最低で一つの電流検出器６が存在するため、電流指令に横流成分が含まれないようにしておけば、仮に横流が出力されようとしても、その横流は電流検出器６で誤差電流として検出できるので、フィードバック制御のような制御方式を用いて出力電流を電流指令に一致させるように制御することで、結果として横流を抑制することができるのは、図１の場合と全く同様である。
【００１２】
図４に図１の変形例を示す。
図１に示すものでは、変換器対応に制御装置を設けて電流制御を行なっているのに対し、ここでは制御装置５を２台の変換器１に共通に１つ設け、この１つの制御装置５で各変換器１を制御するようにしたもので、それ以外は図１の場合と同様なので、詳細は省略する。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、電流調節制御を行なう相を電力変換器間で互いに異なるようにするだけで、簡単かつ安価に電力変換器間に流れる横流を抑制することが可能となる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の拡張例を示す構成図である。
【図３】フィードバック制御方式の一例を示すブロック図である。
【図４】図１の変形例を示す構成図である。
【図５】電流検出器の設置例を示す説明図である。
【図６】負荷インピーダンスを含む閉回路の説明図である。
【図７】電力変換器の電流制御方式の従来例を示す構成図である。
【図８】電力変換器の一般的な例を示す構成図である。
【図９】二重化された変換器制御装置の一般的な例を示す構成図である。
【図１０】横流の制御が不可能な閉回路例を示す回路図である。
【符号の説明】
１…電力変換器、２…スイッチング素子、３…リアクトル、４…コンデンサ、５…制御装置、６…電流検出器、７…加算器、８…調節器（ＰＩ調節器）、ＣＳ…閉回路。
【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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