CN117678154A - 相位同步控制电路以及使用该相位同步控制电路的电力转换装置 - Google Patents

Abstract

该相位同步控制电路(12)具备：相位差检测器(20)，检测出交流电压(VI)与交流信号(vac)的相位差(Δθ)；频率控制部(21)，以消除相位差的方式生成第一频率控制值(Fc1)；频率限制器(25)，将第一频率控制值限制在可变限制范围内，生成第二频率控制值(Fc2)；限制器控制部(26)，基于相位差设定可变限制范围，与相位差减小相应地缩小可变限制范围的幅度；以及振荡器(28)，生成与第二频率控制值相应的值的频率的交流信号。因而，能够将交流信号的频率的过冲抑制得小。

Description

相位同步控制电路以及使用该相位同步控制电路的电力转换 装置

技术领域

本公开涉及相位同步控制电路以及使用该相位同步控制电路的电力转换装置，特别是涉及生成与第一交流信号为相同相位的第二交流信号的相位同步控制电路、以及使用该相位同步控制电路的电力转换装置。

背景技术

例如，在专利文献1(日本特开2021-180538号公报)中公开了一种相位同步控制电路，其中，具备相位差检测器、频率控制部、频率限制器、限制器控制部以及交流信号产生部，生成与第一交流信号为相同相位的第二交流信号。

相位差检测器检测出第一及第二交流信号的相位差。频率控制部以消除相位差的方式生成第一频率控制值。频率限制器将第一频率控制值限制在可变限制范围内，生成第二频率控制值。限制器控制部响应相位差的过零点，将可变限制范围的幅度从最小值变更为最大值。交流信号产生部输出与第二频率控制值相应的值的频率的第二交流信号。

在该相位同步控制电路中，响应第一及第二交流信号的相位差的过零点，将频率限制器的可变限制范围的幅度从最小值放大为最大值，因此，将第二交流信号的频率变动抑制得小。

此外，在专利文献1中公开了一种电力转换装置，与第二交流信号同步地生成交流电压，将该交流电压供给到负载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-180538号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往的相位同步控制电路中，将频率限制器的可变限制范围的幅度设定为最小值直到检测出相位差的过零点为止，因此，使两个交流信号的相位与频率一致所需的时间可能变长。

此外，在上述电力转换装置中，在第二交流信号的频率急剧地变化的情况下，可能对负载产生负面影响。

因此，本公开的主要的目的在于提供能够将第二交流信号的频率变动抑制得小并且使第一及第二交流信号的相位和频率迅速地一致的相位同步控制电路、以及使用该相位同步控制电路的电力转换装置。

此外，本公开的其他目的在于提供能够防止第二交流信号的频率急剧地变化的相位同步控制电路、以及使用该相位同步控制电路的电力转换装置。

用于解决课题的手段

本公开的相位同步控制电路生成与第一交流信号为相同相位的第二交流信号，具备相位差检测器、频率控制部、频率限制器、限制器控制部以及交流信号产生部。相位差检测器检测出第一及第二交流信号的相位差。频率控制部以消除相位差的方式生成第一频率控制值。频率限制器将第一频率控制值限制在第一限制范围内，生成第二频率控制值。限制器控制部基于相位差设定第一限制范围，与相位差减小相应地缩小第一限制范围的幅度。交流信号产生部生成与第二频率控制值相应的值的频率的第二交流信号。

此外，本公开的其他的相位同步控制电路生成与第一交流信号为相同相位的第二交流信号，具备相位差检测器、频率控制部、变化量限制器以及交流信号产生部。相位差检测器检测出第一及第二交流信号的相位差。频率控制部以消除相位差的方式生成第一频率控制值。变化量限制器将第一频率控制值的每单位时间的变化量限制在限制范围内，生成第二频率控制值。交流信号产生部生成与第二频率控制值相应的值的频率的第二交流信号。

发明效果

在本公开的相位同步控制电路中，与第一及第二交流信号的相位差相应地缩小频率限制器的限制范围的幅度，因此，能够将第二交流信号的频率的过冲抑制得小。因而，能够将第二交流信号的频率变动抑制得小，并且能够使第一及第二交流信号的相位和频率迅速地一致。

此外，在本公开的其他的相位同步控制电路中，在频率控制部与振荡器之间设置变化量限制器，将频率控制值的每单位时间的变化量限制在限制范围内，因此，能够防止第二交流信号的频率急剧地变化。

附图说明

图1是表示按照本公开的实施方式1的电力转换装置的构成的电路框图。

图2是表示图1所示的控制装置的主要部分的框图。

图3是表示图2所示的控制装置的动作的时序图。

图4是用于对本公开的原理进行说明的图。

图5是表示图2所示的相位同步控制电路的构成的框图。

图6是表示图5所示的频率限制器的构成的框图。

图7是表示图6所示的频率限制器的动作的图。

图8是表示图5所示的限制器控制部的构成的框图。

图9是表示图8所示的控制值运算部的动作的图。

图10是表示图8所示的限制器控制部的动作的图。

图11是表示图2～图10所示的相位同步控制电路和比较例的动作的时序图。

图12是表示按照本公开的实施方式2的电力转换装置所含的相位同步控制电路的构成的框图。

图13是表示图12所示的变化量限制器的构成的框图。

图14是表示图13所示的选择器的动作的图。

图15是表示图13所示的变化量限制器的动作的时序图。

具体实施方式

[实施方式1]

图1是表示按照本公开的实施方式1的电力转换装置的构成的电路框图。该电力转换装置将从商用交流电源5或者双向转换器3供给的三相交流电压供给到负载6，但为了简化附图以及说明，在图1中仅示出了与一相相关的部分。

在图1中，该电力转换装置具备输入端子T1、输出端子T2、直流端子T3、断路器B1～B4、高速开关(HSS：High Speed Switch)1、变压器2、双向转换器3以及控制装置4。

输入端子T1接受从商用交流电源5供给的商用频率的交流电压VI。交流电压VI的瞬时值由控制装置4检测出。输出端子T2与负载6连接。负载6由从电力转换装置供给的交流电压驱动。与电池7(直流电源)连接。电池7储存直流电力。也可以取代电池7而连接电容器。

在将该电力转换装置用作不间断电源装置的情况下，使用大容量的电池7(或者电容器)。在将该电力转换装置用作瞬降补偿装置(日文：瞬低補償装置)的情况下，使用小容量的电池7(或者电容器)。电池7的端子间电压VB由控制装置4检测出。

断路器B1～B4各自例如是VCB(Vacuum Circuit Breaker：真空断路器)。断路器B1连接于输入端子T1与输出端子T2之间。在使用电力转换装置的情况下，断路器B1断开。在维护电力转换装置时，断路器B1接通，来自商用交流电源5的交流电压VI经由断路器B1供给到负载6。

断路器B2连接于输入端子T1与高速开关1的一方端子1a之间。断路器B3连接于高速开关1的另一方端子1b与输出端子T2之间。在使用电力转换装置的情况下，断路器B2、B3接通。在维护电力转换装置时，断路器B2、B3断开。

高速开关1例如由半导体开关元件构成，由控制装置4控制。在商用交流电源5非故障时，高速开关1接通，来自商用交流电源5的交流电压VI经由断路器B2、高速开关1以及断路器B3供给到负载6。在商用交流电源5停电时，高速开关1断开，商用交流电源5与负载6电切断。在高速开关1的另一方端子1b出现的交流电压VO的瞬时值由控制装置4检测出。

断路器B4连接于高速开关1的另一方端子1b与变压器2的初级绕组2a之间。在使用电力转换装置的情况下，断路器B4接通。在维护电力转换装置时，断路器B4断开。变压器2的次级绕组2b与双向转换器3的交流端子3a连接。变压器2在高速开关1的另一方端子1b与双向转换器3的交流端子3a之间交换交流电力。在双向转换器3的交流端子3a出现的交流电压VAC的瞬时值由控制装置4检测出。

双向转换器3的直流端子3b与直流端子T3连接。双向转换器3由控制装置4控制。在商用交流电源5非故障时，双向转换器3将从商用交流电源5经由断路器B2、高速开关1、断路器B4以及变压器2供给的交流电力转换为直流电力并储存于电池7。在商用交流电源5停电时，双向转换器3将电池7的直流电力转换为商用频率的交流电力，经由变压器2以及断路器B4、B3供给到负载6。

控制装置4基于交流电压VI、VO、VAC以及电池电压VB对高速开关1以及双向转换器3进行控制。即，控制装置4在交流电压VI高于下限值的情况下，判别为商用交流电源5为非故障，在交流电压VI低于下限值的情况下，判别为发生了商用交流电源5的停电。

此外，控制装置4在商用交流电源5非故障时接通高速开关1，并且与交流电压VI同步地对双向转换器3进行控制，以使电池电压VB成为参照电压VBr。当电池电压VB到达参照电压VBr时，控制装置4对双向转换器3进行控制，将电池电压VB转换为商用频率的交流电压VAC。

当使双向转换器3的交流输出电压VAC的相位比来自商用交流电源5的交流电压VI的相位提前时，从电池7经由双向转换器3向负载6流动电力，电池电压VB降低。当使交流输出电压VAC的相位比交流电压VI的相位延迟时，从商用交流电源5经由双向转换器3向电池7流动电力，电池电压VB上升。控制装置4对双向转换器3进行控制来调整交流电压VAC的相位，将电池电压VB维持在参照电压VBr。

此外，控制装置4在商用交流电源5停电时断开高速开关1，并且对双向转换器3进行控制，以使交流电压VO成为参照电压VOr。在商用交流电源5从停电状态恢复到非故障状态的情况下，控制装置4在对双向转换器3进行控制而使交流电压VO的相位以及频率与交流电压VI的相位以及频率一致后，接通高速开关1。

接着，对该电力转换装置的动作进行说明。在使用电力转换装置的情况下，断路器B1断开，断路器B2～B4接通。在商用交流电源5非故障时，高速开关1接通，来自商用交流电源5的交流电力经由高速开关1供给到负载6，使负载6运行。

此外，来自商用交流电源5的交流电力经由高速开关1以及变压器2供给到双向转换器3，转换为直流电力并储存于电池7。当电池电压VB到达参照电压VBr时，对双向转换器3的交流输出电压VAC的相位进行控制，将电池电压VB维持在参照电压VBr，使双向转换器3成为待机状态。

当发生商用交流电源5的停电时，高速开关1断开，从待机状态的双向转换器3经由变压器2向负载6供给交流电力。因而，只要在电池7中储存直流电力，则能够继续负载6的运行。

在商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态的情况下，控制装置4在对双向转换器3进行控制而使交流电压VO的相位以及频率与交流电压VI的相位以及频率一致后，接通高速开关1。由此，能够防止在接通高速开关1时在商用交流电源5与双向转换器3之间流过电流。

此外，在进行电力转换装置的维护的情况下，断路器B1接通，断路器B2～B4断开，从商用交流电源5经由断路器B1向负载6供给交流电力，使负载6运行。由此，能够将高速开关1等与商用交流电源5电切断，并一边运转负载6一边进行高速开关1等的维护。

图2是表示控制装置4的主要部分的框图。在图2中，控制装置4包含停电检测器11、相位同步控制电路12、同步检测器13以及控制部14。停电检测器11基于从商用交流电源5供给的交流电压VI检测出商用交流电源5有无发生停电，将表示该检测结果的停电检测信号φ12输出到相位同步控制电路12以及控制部14。

在未从商用交流电源5正常地供给交流电压VI的情况下，例如，在交流电压VI的有效值低于下限值的情况下，停电检测器11判别为发生了商用交流电源5的停电，将停电检测信号φ11设为激活电平的“H”电平。

此外，在从商用交流电源5正常地供给交流电压VI的情况下，例如，在交流电压VI的有效值高于下限值的情况下，停电检测器11判别为商用交流电源5为非故障(或者商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态)，将停电检测信号φ11设为非激活电平的“L”电平。

相位同步控制电路12基于停电检测信号φ11、同步检测信号φ13和从商用交流电源5供给的交流电压VI生成正弦波状的交流信号vac。在商用交流电源5为非故障的情况下(在停电检测信号φ11为“L”电平的情况下)，相位同步控制电路12以与来自商用交流电源5的交流电压VI相同的相位输出相同的频率(即商用频率fi)的交流信号vac。

在发生了商用交流电源5的停电的情况下(在停电检测信号φ11成为“H”电平的情况下)，相位同步控制电路12以与发生停电前相同的相位继续输出相同的频率的交流信号vac。

在商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态的情况下(即，在停电检测信号φ11从“H”电平变化为“L”电平的情况下)，相位同步控制电路12对交流信号vac的频率进行控制，以消除交流电压VI与交流信号vac的相位差，由此使交流信号vac的频率以及相位与交流电压VI的频率以及相位一致。交流信号vac被提供给控制部14。之后，对相位同步控制电路12进行详细说明。

同步检测器13检测出在高速开关1的一方端子出现的交流电压VI的频率以及相位与在高速开关1的另一方端子出现的交流电压VO的频率以及相位是否一致，将表示检测结果的同步检测信号φ13输出到控制部14。

在交流电压VI、VO的频率以及相位一致的情况下，同步检测信号φ13被设为激活电平的“H”电平。在交流电压VI、VO的频率以及相位不一致的情况下，同步检测信号φ13被设为非激活电平的“L”电平。

控制部14基于停电检测信号φ11、交流信号vac、同步检测信号φ13、交流电压VI、VO、VAC以及直流电压VB对高速开关1以及双向转换器3进行控制。

在商用交流电源5为非故障的情况下(在停电检测信号φ11为“L”电平的情况下)，控制部14接通高速开关1，并且对双向转换器3进行控制，以使直流电压VB成为参照电压VBr。此时，控制部14对双向转换器3进行控制来调整交流电压VAC的相位，将电池电压VB维持在参照电压VBr。

在发生了商用交流电源5的停电的情况下(在停电检测信号φ11成为“H”电平的情况下)，控制部14断开高速开关1，并且对双向转换器3进行控制，以与交流信号vac相同的相位输出相同的频率的交流电压VO。此时，交流电压VO的频率以及相位被维持在停电发生前的状态。

在商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态的情况下(即，在停电检测信号φ11从“H”电平变化为“L”电平的情况下)，控制部14首先对双向转换器3进行控制，以与交流信号vac相同的相位输出相同的频率的交流电压VO。此时，交流信号vac的相位以及频率通过相位同步控制电路12被控制为与交流电压VI相同的相位以及频率。

当交流信号vac的相位以及频率与交流电压VI的相位以及频率一致时，交流电压VO的相位以及频率与交流电压VI的相位以及频率一致，同步检测信号φ13从“L”电平上升至“H”电平。

控制部14当同步检测信号φ13上升至“H”电平时，接通高速开关1。此外，控制部14对双向转换器3进行控制，以使直流电压VB成为参照电压VBr。此时，控制部14对双向转换器3进行控制来调整交流电压VAC的相位，将电池电压VB维持在参照电压VBr。

图3是表示控制装置4的动作的时序图。在图3中，(A)表示停电检测信号φ11的波形，(B)表示同步检测信号φ13的波形，(C)表示高速开关(HSS)1的状态。

在初始状态(时刻t0)下，商用交流电源5(图1)为非故障，停电检测信号φ11被设为非激活电平的“L”电平，同步检测信号φ13被设为激活电平的“H”电平，高速开关(HSS)1接通。

此时，停电检测信号φ11为“L”电平，因此，相位同步控制电路12以与从商用交流电源5供给的交流电压VI相同的相位生成相同的频率的交流信号vac。

当在某时刻t1发生商用交流电源5的停电时，停电检测信号φ11上升至激活电平的“H”电平，同步检测信号φ13被设为非激活电平的“L”电平，高速开关(HSS)1断开。同时，从双向转换器3(图1)经由变压器2向负载6供给交流电压VO，继续负载6的运行。

此时，停电检测信号φ11为“H”电平，因此，相位同步控制电路12以与停电发生前的交流电压VI相同的相位生成相同的频率的交流信号vac。控制部14对双向转换器3进行控制，以与交流信号vac相同的相位生成相同的频率的交流电压VO。

在时刻t2，当商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态时，停电检测信号φ11下降至非激活电平的“L”电平。通常，停电发生前的交流电压VI的相位与恢复后的交流电压VI的相位不同，因此，在时刻t2，交流信号vac的相位与交流电压VI的相位不同。

当停电检测信号φ11被设为“L”电平时，相位同步控制电路12对交流信号vac的频率进行控制，由此使交流信号vac的相位以及频率与交流电压VI的相位以及频率一致。控制部14对双向转换器3进行控制，以与交流信号vac相同的相位生成相同的频率的交流电压VO。

在时刻t3，当交流电压VI与交流电压VO的相位相位以及频率一致时，同步检测信号φ13从非激活电平的“L”电平上升至激活电平的“H”电平，高速开关1接通。由此，从商用交流电源5经由高速开关1向负载6供给交流电力，使负载6运行。

如此，在时刻t2～t3，对交流信号vac的频率进行控制，以使交流信号vac的相位以及频率与交流电压VI的相位以及频率一致，交流电压VO的相位以及频率与交流信号vac的相位以及频率一致。

当交流电压VO的频率大幅变动时，可能对负载6(图1)产生负面影响，因此，需要将交流信号vac的频率变动抑制得小。此外，在时刻t2～t3，电池7的直流电力通过双向转换器3转换为交流电力，供给到负载6，因此，为了将电池7的直流电力的消耗抑制得小，需要使交流信号vac的相位以及频率与交流电压VI的相位以及频率迅速地一致。在本实施方式1中，实现该问题的解决。

图4是用于对实施方式1的原理进行说明的向量图。在图4中，(A)表示交流电压VI的相位比交流信号vac提前的情况，(B)表示交流电压VI的相位与交流信号vac的相位一致的情况，(C)表示交流电压VI的相位比交流信号vac延迟的情况。在图4中，在旋转坐标中，表示交流信号vac的向量被作为基准，表示交流电压VI的向量以原点为中心旋转。表示交流电压VI的向量以与交流电压VI的频率fi和交流信号vac的频率fo之差fi-fo相应的值的角速度旋转。

如图4(A)所示，在交流电压VI的相位比交流信号vac的相位提前的情况下，使交流信号vac的频率fo上升，变得比交流电压VI的频率fi高。由此，交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ逐渐减小，如图4(B)所示，表示交流信号vac的向量追赶表示交流电压VI的向量，相位差Δθ成为0(度)。

理想上，在相位差Δθ成为0(度)的时刻，也期望交流电压VI与交流信号vac的频率差Δf＝fi-fo成为0。但是，实际上，为了将相位差Δθ设为0，需要使交流信号vac的频率fo比交流电压VI的频率fi高，因此，如图4(C)所示，表示交流信号vac的向量超过表示交流电压VI的向量，产生相位差Δθ的过冲，相位差Δθ成为负值。

如图4(C)所示，在交流电压VI的相位比交流信号vac延迟的情况下，使交流信号vac的频率fo下降，使其低于交流电压VI的频率fi。由此，交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ逐渐减小，如图4(B)所示，表示交流电压VI的向量追赶表示交流信号vac的向量，相位差Δθ成为0(度)。

在这种情况下，在相位差Δθ成为0的时刻，也期望交流电压VI与交流信号vac的频率差Δf＝fi-fo成为0。但是，实际上，为了将相位差Δθ设为0，需要使交流信号vac的频率fo比交流电压VI的频率fi低，因此，如图4(A)所示，表示交流电压VI的向量超过表示交流信号vac的向量，产生相位差Δθ的过冲，相位差Δθ成为正值。如此，一边重复相位差Δθ的过冲，一边使交流信号vac的频率fo以及相位与交流电压VI的频率fi以及相位一致。

因此，在本实施方式1中，与相位差Δθ减小相应地缩小交流信号vac的频率fo的变化幅度，由此将相位差Δθ的过冲抑制得小。由此，将交流信号vac的频率变动抑制得小，使交流信号vac与交流电压VI迅速地同步。

图5是表示相位同步控制电路12的构成的电路框图。在图5中，相位同步控制电路12包含相位差检测器20、频率控制部21、频率限制器25、限制器控制部26、加法器27以及振荡器28。

相位差检测器20在停电检测信号φ11为非激活电平的“L”电平的情况下被激活，检测出从商用交流电源5供给的交流电压VI(第一交流信号)与从振荡器28输出的交流信号vac(第二交流信号)的相位差Δθ。交流电压VI的相位角度θ1与交流信号vac的相位角度θ2之差成为相位差Δθ＝θ1-θ2。

相位差检测器20在停电检测信号φ11为激活电平的“H”电平的情况下，交流电压VI例如成为0V，因此，不检测出实际的相位差Δθ而将相位差Δθ的检测值设定为0。

频率控制部21生成频率控制值Fc1(第一频率控制值)，以使相位差Δθ成为0。频率控制部21包含比例项运算部22、积分项运算部23以及加法器24。比例项运算部22求出对相位差Δθ乘以比例增益而得到的频率控制值FP。

积分项运算部23在停电检测信号φ11为非激活电平的“L”电平的情况下被激活，求出对将相位差Δθ积分的值乘以积分增益而得到的频率控制值FI。

当停电检测信号φ11从“L”电平上升至“H”电平时(当发生商用交流电源5的停电时)，积分项运算部23保持以及输出停电检测信号φ11被设为“H”电平前(发生商用交流电源5的停电前)的频率控制值FI。加法器24将频率控制值FP与频率控制值FI相加而求出频率控制值Fc1。

频率限制器25将由频率控制部21生成的频率控制值Fc1限制在可变限制范围内，生成频率控制值Fc2(第二频率控制值)。频率限制器25从限制器控制部26接受正侧限制值FP以及负侧限制值FN。可变限制范围是正侧限制值FP与负侧限制值FN之间的范围。可变限制范围的幅度W1是正侧限制值FP与负侧限制值FN之差(FP-FN)。

图6是表示频率限制器25的构成的电路框图。在图6中，频率限制器25包含比较器31、32以及选择器33。比较器31将频率控制值Fc1与正侧限制值FP的高低比较，输出表示比较结果的信号φ31。在Fc1≤FP的情况下，信号φ31被设为“H”电平。在Fc1＞FP的情况下，信号φ31被设为“L”电平。

比较器32将频率控制值Fc1与负侧限制值FN的高低比较，输出表示比较结果的信号φ32。在Fc1≥FN的情况下，信号φ32被设为“H”电平。在Fc1＜FN的情况下，信号φ32被设为“L”电平。

选择器33基于信号φ31、φ32选择正侧限制值FP、频率控制值Fc1以及负侧限制值FN中的任一个值，输出所选择的值作为频率控制值Fc2。即，在信号φ31、φ32均为“H”电平的情况下，选择器33选择频率控制值Fc1，输出所选择的频率控制值Fc1作为频率控制值Fc2。

在信号φ31、φ32分别为“L”电平以及“H”电平的情况下，选择器33选择正侧限制值FP，输出所选择的正侧限制值FP作为频率控制值Fc2。在信号φ31、φ32分别为“H”电平以及“L”电平的情况下，选择器33选择负侧限制值FN，输出所选择的负侧限制值FN作为频率控制值Fc2。

图7是表示频率限制器25的动作的图。在图7中，横轴表示频率控制值Fc1，纵轴表示频率控制值Fc2。在图7中，在FN≤Fc1≤FP的情况下，成为Fc2＝Fc1。在Fc1＞FP的情况下，成为Fc2＝FP。在Fc1＜FN的情况下，成为Fc2＝FN。可变限制范围的幅度W1＝FP-FN由限制器控制部26控制。

再次参照图5，限制器控制部26基于由相位差检测器20检测出的相位差Δθ和从商用交流电源5供给的交流电压VI，生成正侧限制值FP以及负侧限制值FN并提供给频率限制器25。限制器控制部26与相位差Δθ减小相应地缩小可变限制范围的幅度W1＝FP-FN。

图8是表示限制器控制部26的构成的框图。在图8中，限制器控制部26包含绝对值运算部40、限制值运算部41、频率检测器42、基准值运算部42A、加法器43、减法器44、最大值设定部45、限制值限制器46、48以及最小值设定部47。

绝对值运算部40求出由相位差检测器20(图5)检测出的相位差Δθ的绝对值|Δθ|。限制值运算部41基于相位差的绝对值|Δθ|来求出限制值FW，与相位差的绝对值|Δθ|减小相应地减小限制值FW。

图9是表示限制值运算部41的动作的图。在图9中，横轴表示相位差的绝对值|Δθ|，纵轴表示限制值FW。如图9所示，当相位差的绝对值|Δθ|增大时，限制值FW与相位差的绝对值|Δθ|成比例地从最小值FWmin增大至最大值FWmax。换言之，当相位差的绝对值|Δθ|减小时，限制值FW与相位差的绝对值|Δθ|成比例地从最大值FWmax减小至最小值FWmin。

另外，最小值FWmin被设定为比0大的规定值。这是因为，如果将最小值FWmin设为0，则无法将交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ设为0。

再次参照图8，频率检测器42检测出从商用交流电源5供给的交流电压VI的频率fi。基准值运算部42A求出由频率检测器42检测出的交流电压VI的频率fi与商用频率的额定值fcr之差Δfi＝fi-fcr，求出与该差Δfi相应的值的基准值FR。

例如，在振荡器28为电压控制振荡器的情况下，基准值FR为电压值。例如，在fi、fcr均为60Hz的情况下，Δfi成为0Hz，FR成为示出0Hz的电压值。如后所述，在这种情况下，振荡器28输出对Δfi＝0Hz加上额定值fcr的频率fo＝Δfi+fcr的交流信号vac。

加法器43将基准值FR与限制值FW相加，生成正侧限制值FPA＝FR+FW。减法器44从基准值FR减去限制值FW，生成负侧限制值FNA＝FR-FW。

最大值设定部45设定正侧限制值FP的最大值FPmax。最大值FPmax是表示从振荡器28所能够输出的最高频率fmax减去商用频率的额定值fcr的值(fmax-fcr)的电压值。限制值限制器46将正侧限制值FPA限制在最大值FPmax以下，生成正侧限制值FP。该正侧限制值FP被提供给频率限制器25(图5)。

最小值设定部47设定负侧限制值FN的最小值FNmin。最小值FNmin是表示从振荡器28所能够输出的最低频率fmin减去商用频率的额定值fcr的值(fmin-fcr)的电压值。限制值限制器48将负侧限制值FNA限制在最小值FNmin以上，生成负侧限制值FN。该负侧限制值FN被提供给频率限制器25(图5)。

图10是表示限制器控制部26的动作的图。在图10中，(A)表示交流电压VI的频率fi为商用频率的额定值fcr的情况(fi＝fcr)，(B)表示交流电压VI的频率fi比商用频率的额定值fcr低的情况(fi＜fcr)。

在图10(A)(B)中，交流电压VI的频率fi不取决于相位差的绝对值|Δθ|而是恒定的。交流电压VI的频率fi对应于基准值FR。当相位差的绝对值|Δθ|增大时，正侧限制值FPA上升，并且负侧限制值FNA下降。

在正侧限制值FPA为最大值FPmax以下的情况下，如果正侧限制值FPA成为正侧限制值FP、正侧限制值FPA变得比最大值FPmax高，则最大值FPmax成为正侧限制值FP。

此外，在负侧限制值FNA为最小值Fmin以上的情况下，如果负侧限制值FNA成为负侧限制值FN、负侧限制值FNA变得比最小值FNmin低，则最小值FNmin成为负侧限制值FN。另外，也可以不取决于相位差的绝对值|Δθ|而为FPA＜FPmax、FNA＞FNmin。在这种情况下，成为FP＝FPA、FN＝FNA。

如图10(A)所示，在fi＝fcr的情况下，将表示基准值FR的直线作为中心线，表示正侧限制值FP的曲线与表示负侧限制值FN的曲线成为对称。此外，如图10(B)所示，在fi＜fcr的情况下，负侧限制值FN成为最小值FNmin的|Δθ|变得比正侧限制值FP成为最大值FPmax的|Δθ|小。因而，在fi＜fcr的情况下，将表示基准值FR的直线作为中心线，表示正侧限制值FP的曲线与表示负侧限制值FN的曲线不对称。

此外，虽未图示，但在fi＞fcr的情况下，正侧限制值FP成为最大值FPmax的|Δθ|变得比负侧限制值FN成为最小值FNmin的|Δθ|小。因而，在fi＞fcr的情况下，将表示基准值FR的直线作为中心线，表示正侧限制值FP的曲线与表示负侧限制值FN的曲线不对称。

再次参照图5，加法器27对由频率限制器25生成的频率控制值Fc2加上表示商用频率的额定值fcr的电压值Fcr，生成频率指令值Fc3。振荡器28输出具有与频率指令值Fc3相应的值的频率fo的交流信号vac。加法器27以及振荡器28构成生成具有与频率控制值Fc2相应的值的频率fo的交流信号vac的交流信号产生部的一个实施例。该交流信号vac被提供给控制部14(图2)，并且被反馈到相位差检测器20。

接着，对该相位同步控制电路12的动作进行说明。在停电检测信号φ11为非激活电平的“L”电平的情况下(在商用交流电源5非故障时)，相位差检测器20(图5)以及积分项运算部23被激活。

通过相位差检测器20检测出从商用交流电源5供给的交流电压VI与由振荡器28生成的交流信号vac的相位差Δθ，该检测值被提供给比例项运算部22、积分项运算部23以及限制器控制部26。

通过比例项运算部22生成与相位差Δθ相应的值的频率控制值FP，通过积分项运算部23生成与相位差Δθ相应的值的频率控制值FI，通过加法器24将生成频率控制值FP与频率控制值FI相加，生成频率控制值Fc1。

在限制器控制部26中，通过绝对值运算部40(图8)求出相位差的绝对值|Δθ|，通过限制值运算部41求出与绝对值|Δθ|相应的值的限制值FW。此外，通过频率检测器42检测出交流电压VI的频率fi，通过基准值运算部42A求出表示交流电压VI的频率fi与商用频率的额定值fcr之差Δfi＝fi-fcr的电压值即基准值FR。

通过加法器43生成正侧限制值FPA＝FR+FW，通过减法器44生成负侧限制值FNA＝FR-FW。正侧限制值FPA通过限制值限制器46限制在最大值FPmax以下，成为正侧限制值FP。此外，负侧限制值FNA通过限制值限制器48限制在最小值FNmin以上，成为负侧限制值FN。

正侧限制值FP被提供给频率限制器25的比较器31(图6)以及选择器33。负侧限制值FN被提供给频率限制器25的比较器32以及选择器33。频率控制值Fc1被提供给频率限制器25的比较器31、32以及选择器33。

通过比较器31将频率控制值Fc1与正侧限制值FP的高低比较，通过比较器32将频率控制值Fc1与负侧限制值FN的高低比较，基于这些比较结果，通过选择器33选择频率控制值Fc1、正侧限制值FP以及负侧限制值FN中的任一个值，并作为频率控制值Fc2输出。

在FN≤Fc1≤FP的情况下，成为Fc2＝Fc1。在Fc1＞FP的情况下，成为Fc2＝FP。在Fc1＜FN的情况下，成为Fc2＝FN。通过加法器27(图5)对频率控制值Fc2加上表示商用频率的额定值fcr的电压值Fcr，生成频率指令值Fc3，振荡器28生成与频率指令值Fc3相应的值的频率的交流信号vac。交流信号vac被反馈到相位差检测器20。

在商用交流电源5非故障时，交流信号vac的相位以及频率fo与交流电压VI的相位以及频率fi一致，相位差Δθ为0，可变限制范围的幅度W1(图10)被限制器控制部26设定为最小值(2×FWmin)。在交流电压VI的频率fi为商用频率的额定值fcr的情况下，频率指令值Fc3被设为表示额定值fcr的电压值Fcr，交流信号vac的频率fo也被设为额定值fcr。

当发生商用交流电源5的停电时，停电检测信号φ11从非激活电平的“L”电平上升至激活电平的“H”电平，相位差检测器20输出表示相位差Δθ为0的信号，积分项运算部23保持以及输出停电发生前的值的频率控制值FI。

例如，在停电发生前的交流电压VI的频率fi比额定值fcr低1Hz的情况下，频率控制值FI成为示出-1Hz的值。由此，在商用交流电源5停电时，具有停电发生前的相位以及频率fo的交流信号vac从振荡器28被输出。

接着，当商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态、停电检测信号φ11从激活电平的“H”电平下降至非激活电平的“L”电平时，相位差检测器20以及积分项运算部23被激活。此时，交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ成为较大的值(例如π/2)。

在这种情况下，通过相位差检测器20检测出较大的相位差Δθ，通过比例项运算部22以及积分项运算部23生成较大的频率控制值FP、FI，生成较大的频率控制值Fc1。此外，通过限制值运算部41(图8)生成较大的限制值FW，频率限制器25的可变限制范围被设定为较大的幅度W1。

此时，频率限制器25的可变限制范围的幅度W1较大，因此，较大的频率控制值Fc1通过频率限制器25成为频率控制值Fc2，交流信号vac的频率fo上升，交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ减小。

当相位差Δθ减小时，通过频率控制部21减小频率控制值Fc1。此外，通过限制值运算部41(图8)减小限制值FW，频率限制器25的可变限制范围被设定为较小的幅度W1。

此时，频率限制器25的可变限制范围的幅度W1较小，因此，频率控制值Fc1被频率限制器25限制，成为频率控制值Fc2，交流信号vac的频率fo下降，交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ减小，相位差Δθ以及频率fo的过冲被抑制(参照图4)。

图11是表示相位同步控制电路12和比较例的动作的时序图。在图11中，(A)表示交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ的波形，(B)表示交流信号vac的频率fo与频率限制器25的正侧限制值FP以及负侧限制值FN的波形。正侧限制值FP与负侧限制值FN之差为频率限制器25的可变限制范围的幅度W1＝FP-FN。

此外，在图11中，实线表示本实施方式1的相位同步控制电路12的动作，虚线表示成为比较例的相位同步控制电路的动作。比较例的相位同步控制电路与本实施方式1的相位同步控制电路12不同的点是频率限制器25以及限制器控制部26被去除，频率控制值Fc1被直接提供给加法器27。

首先，对本实施方式1的相位同步控制电路12的动作进行说明。在时刻t0，商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态，停电检测信号φ11从激活电平的“H”电平下降至非激活电平的“L”电平。此时，交流电压VI的频率fi与交流信号vac的频率fo一致(fo＝fi)，交流电压VI的相位比交流信号vac的相位提前，相位差Δθ成为正值。

当停电检测信号φ11被设为“L”电平时，相位差检测器20以及积分项运算部23(图5)被激活。相位差Δθ成为正值，因此，通过频率控制部21使频率控制值Fc1上升。

在此时刻，相位差Δθ较大，频率限制器25的可变限制范围的幅度W1＝FP-FN较大，因此，频率控制值Fc1通过频率限制器25成为频率控制值Fc2，交流信号vac的频率fo上升。根据交流信号vac的频率fo上升，交流电压VI与交流信号vac的相位差Δθ减小，通过限制器控制部26(图5)来缩小频率限制器25的可变限制范围的幅度W1。

在时刻t1，交流信号vac的频率fo到达频率限制器25的正侧限制值FP，频率fo与正侧限制值FP一起减小。在时刻t2，相位差Δθ到达0，正侧限制值FP到达最小值FWmin。

此时，fo＞fi，因此，表示交流信号vac的向量超过表示交流电压VI的向量，相位差Δθ过冲为负值。但是，交流信号vac的频率fo与交流电压VI的频率fi之差被缩小为正侧限制值FP的最小值FWmin，因此，将相位差Δθ的过冲抑制得小。

当相位差Δθ过冲为负值时，交流信号vac的频率fo比交流电压VI的频率fi低，相位差Δθ向0上升。当相位差Δθ向0上升时，交流信号vac的频率fo向交流电压VI的频率fi上升，相位差Δθ成为0，成为fo＝fi。即，交流信号vac的相位以及频率fo与交流电压VI的相位以及频率fi一致。

与此相对，在比较例中没有频率限制器25，因此，即使过了时刻t1，交流信号vac的频率fo也上升，频率fo成为比正侧限制值FP大的值。频率fo成为比正侧限制值FP大的值，因此，相位差Δθ比实施方式1早到达0，相位差Δθ过冲为较大的负值。

当相位差Δθ过冲为较大的负值时，为了使相位差Δθ返回到0，使交流信号vac的频率fo大幅下降，变得比负侧限制值FN低。当相位差Δθ转为上升时，交流信号vac的频率fo也转为上升。当相位差Δθ通过0而过冲为正值时，为了使相位差Δθ返回到0，使交流信号vac的频率fo上升。如此，在比较例中，与实施方式1相比，交流信号vac的频率变动变大，使交流信号vac的相位以及频率fo与交流电压VI的相位以及频率fi一致所需的时间变长。

另外，在上述专利文献1中，在商用交流电源5停电时，预先将交流信号vac的频率fo设定为额定值fcr，在商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态的情况下，在相位差Δθ到达0之后开始同步控制，因此，至使交流信号vac的相位以及频率fo与交流电压VI的相位以及频率fi一致为止的时间可能变长。

如上所述，在该实施方式1中，与交流电压VI和交流信号vac的相位差Δθ减小相应地缩小频率限制器25的可变限制范围的幅度W1，因此，能够将交流信号vac的频率fo的过冲抑制得小。因而，能够将交流信号vac的频率fo的频率变动抑制得小，并且能够使交流信号vac的相位以及频率fo与交流电压VI的相位以及频率fi迅速地一致。

因此，在至商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态至接通高速开关1为止的期间，能够将电力转换装置的输出电压VO的频率变动抑制得小，能够通过输出电压VO的频率变动来防止对负载6产生负面影响。此外，能够使从商用交流电源5恢复至接通高速开关1为止的期间缩短，因此，能够减小电池7的直流电力的消耗量，能够实现电池7的小型化、低价格化。

[实施方式2]

如实施方式1中说明过那样，在商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态至接通高速开关1为止的期间，由双向转换器3生成与由相位同步控制电路12生成的交流信号vac相同的频率fo的交流电压，并经由变压器2供给到负载6。根据负载6的种类(例如电动机)，如果频率fo突然地变化则可能对负载6产生负面影响。在该实施方式2中，实现该问题的解决。

图12是表示按照本公开的实施方式2的电力转换装置所含的相位同步控制电路50的构成的框图，是与图5对比的图。在图12中，该相位同步控制电路50与相位同步控制电路12不同的点是在频率限制器25与加法器27之间追加了变化量限制器51。

变化量限制器51将由频率限制器25生成的频率控制值Fc2的每单位时间的变化量限制在规定的限制范围内，生成频率控制值Fc2A。加法器27对频率控制值Fc2A加上表示商用频率的额定值fcr的电压值Fcr，生成频率指令值Fc3。振荡器28生成频率指令值Fc3所对应的值的频率fo的交流信号vac。

图13是表示变化量限制器51的构成的框图。在图13中，变化量限制器51包含变化量检测器60、限制值设定部61、62、比较器63、64、选择器65、时钟发生器66以及运算部67。

变化量检测器60检测出由频率限制器25(图12)生成的频率控制值Fc2与由运算部67生成的频率控制值Fc2A之差即变化量ΔFI＝Fc2-Fc2A。

限制值设定部61设定变化量ΔFI的正侧限制值ΔFP。限制值设定部62设定变化量ΔFI的负侧限制值ΔFN。正侧限制值ΔFP以及负侧限制值ΔFN被设定为与负载6的种类相应的值。ΔFN＝-ΔFP。

比较器63将正侧限制值ΔFP与变化量ΔFI的高低比较，输出表示比较结果的信号φ63。在ΔFI≤ΔFP的情况下，信号φ63成为“H”电平。在ΔFI＞ΔFP的情况下，信号φ63成为“L”电平。

比较器64将变化量ΔFI与负侧限制值ΔFN的高低比较，输出表示比较结果的信号φ64。在ΔFI≥ΔFN的情况下，信号φ64成为“H”电平。在ΔFI＜ΔFN的情况下，信号φ64成为“L”电平。

选择器65基于比较器63、64的输出信号φ63、φ64选择变化量ΔFI、正侧限制值ΔFP以及负侧限制值ΔFN中的任一个值，输出所选择的值作为变化量ΔFO。

在信号φ63、φ64均为“H”电平的情况下，成为ΔFO＝ΔFI。在信号φ63、φ64分别为“L”电平以及“H”电平”的情况下，成为ΔFO＝ΔFP。在信号φ63、φ64分别为“H”电平以及“L”电平的情况下，成为ΔFO＝ΔFN。

图14是表示选择器65的动作的图。在图14中，横轴表示频率差ΔFI，纵轴表示变化量ΔFO。在图14中，在ΔFN≤ΔFI≤ΔFP的情况下，成为ΔFO＝ΔFI。在ΔFP＜ΔFI的情况下，成为ΔFO＝ΔFP。在ΔFI＜ΔFN的情况下，成为ΔFO＝ΔFN。正侧限制值ΔFP与负侧限制值ΔFN之间的范围是变化量限制范围。变化量限制范围的幅度W2是正侧限制值ΔFP与负侧限制值ΔFN之差(W2＝ΔFP-ΔFN)。

再次参照图13，时钟发生器66生成规定频率的时钟信号CLK。时钟信号CLK的一个周期被作为单位时间。运算部67响应时钟信号CLK的各脉冲(即每经过单位时间)，对当前的频率控制值Fc2A加上来自选择器65的变化量ΔFO，生成新的频率控制值Fc2A。新的频率控制值Fc2A被反馈到变化量检测器60，并且被提供给加法器27(图12)。

在ΔFN≤ΔFI≤ΔFP的情况下，成为ΔFO＝ΔFI，响应时钟信号CLK的脉冲，对当前的频率控制值Fc2A加上变化量ΔFO＝ΔFI，新的频率控制值Fc2A与频率控制值Fc2一致。

在ΔFP＜ΔFI的情况下，成为ΔFO＝ΔFP，响应时钟信号CLK的脉冲，对当前的频率控制值Fc2A加上变化量ΔFO＝ΔFP，新的频率控制值Fc2A上升ΔFP。在这种情况下，成为Fc2A＜Fc2。

在ΔFI＜ΔFN的情况下，成为ΔFO＝ΔFN，响应时钟信号CLK的脉冲，对当前的频率控制值Fc2A加上变化量ΔFO＝ΔFN，新的频率控制值Fc2A下降ΔFN。在这种情况下，成为Fc2A＞Fc2。

图15是表示变化量限制器51的动作的时序图。在图15中，(A)表示频率控制值Fc2的波形，(B)表示频率控制值Fc2A的波形，(C)表示变化量ΔFo的波形。

在时刻t0，频率控制值Fc2恒定为0，设为Fc2A＝Fc2。此时，由变化量检测器60(图13)检测出的变化量ΔFI＝Fc2-Fc2A为0，比较器63、64的输出信号φ63、φ64均成为“H”电平，通过选择器65选择变化量ΔFI＝0，成为变化量ΔFO＝ΔFI＝0。在运算部67中，响应时钟信号CLK的各脉冲，对频率控制值Fc2加上变化量ΔFO＝0，生成频率控制值Fc2A＝Fc2。

在时刻t1～t2，频率控制值Fc2从0至正侧限制值FP以恒定速度缓慢上升。此时，变化量ΔFI＝Fc2-Fc2A成为正侧限制值ΔFP与0之间的恒定值，比较器63、64的输出信号φ63、φ64均成为“H”电平，通过选择器65选择变化量ΔFI，成为变化量ΔFO＝ΔFI。在运算部67中，响应时钟信号CLK的脉冲，对频率控制值Fc2加上变化量ΔFO＝ΔFI，生成频率控制值Fc2A＝Fc2+ΔFI。因而，频率控制值Fc2A追赶频率控制值Fc2而缓慢上升。

在时刻t2～t3，频率控制值Fc2从正侧限制值FP至0以恒定速度缓慢下降。此时，变化量ΔFI＝F2-F2A成为0与负侧限制值ΔFN之间的恒定值，比较器63、64的输出信号φ63、φ64均成为“H”电平，通过选择器65选择变化量ΔFI，成为变化量ΔFO＝ΔFI。在运算部67中，响应时钟信号CLK的脉冲，对频率控制值Fc2加上变化量ΔFO＝ΔFI，生成频率控制值Fc2A＝Fc2+ΔFI。因而，频率控制值Fc2A追赶频率控制值Fc2而缓慢下降。

在时刻t4，频率控制值Fc2从0急剧地上升至正侧限制值FP。此时，在变化量ΔFI＝Fc2-Fc2A成为比正侧限制值ΔFP大的值，比较器63、64的输出信号φ63、φ64分别成为“L”电平以及“H”电平，通过选择器65选择正侧限制值ΔFP，成为变化量ΔFO＝ΔFP。在运算部67中，响应时钟信号CLK的各脉冲，对频率控制值Fc2加上变化量ΔFO＝ΔFP，生成频率控制值Fc2A＝Fc2+ΔFP。因而，频率控制值Fc2A向正侧限制值FP以恒定速度上升。

当变化量ΔFI＝Fc2-Fc2A成为正侧限制值ΔFP以下时，比较器63、64的输出信号φ63、φ64均成为“H”电平，通过选择器65选择变化量ΔFI，成为变化量ΔFO＝ΔFI。在运算部67中，响应时钟信号CLK的脉冲，对频率控制值Fc2加上变化量ΔFO＝ΔFI，生成频率控制值Fc2A＝Fc2+ΔFI。因而，频率控制值Fc2A在每单位时间以正侧限制值ΔFP的比例上升，到达频率控制值Fc2＝FP(时刻t5)。

在时刻t6，频率控制值Fc2从正侧限制值FP急剧地下降至0。此时，变化量ΔFI＝Fc2-Fc2A成为与负侧限制值ΔFN相比在负侧更大的值，比较器63、64的输出信号φ63、φ64分别成为“H”电平以及“L”电平，通过选择器65选择负侧限制值ΔFN，成为变化量ΔFO＝ΔFN。在运算部67中，响应时钟信号CLK的各脉冲，对频率控制值Fc2加上变化量ΔFO＝ΔFN，生成频率控制值Fc2A＝Fc2+ΔFN。因而，频率控制值Fc2A向0以恒定速度下降。

当变化量ΔFI＝Fc2-Fc2A成为负侧限制值ΔFN以上时，比较器63、64的输出信号φ63、φ64均成为“H”电平，通过选择器65选择变化量ΔFI，成为变化量ΔFO＝ΔFI。在运算部67中，响应时钟信号CLK的脉冲，对频率控制值Fc2加上变化量ΔFO＝ΔFI，生成频率控制值Fc2A＝Fc2+ΔFI。因而，频率控制值Fc2A在每单位时间以负侧限制值ΔFN的比例下降，到达频率控制值Fc2＝FN。其他构成以及动作与实施方式1相同，因此，不重复其说明。

如上所述，在本实施方式2中，在频率限制器25的后级设置变化量限制器51，将频率控制值Fc2的每单位时间的变化量ΔFO限制在限制范围内，因此，能够防止交流信号vac的频率fo急剧地变化。因此，在自商用交流电源5从停电状态恢复为非故障状态至接通高速开关1的期间，能够防止交流电压VO的频率fo急剧地变化而对负载6产生负面影响。

另外，在从相位同步控制电路50去除频率限制器25以及限制器控制部26、在频率控制部21的后级设置变化量限制器51的情况下，也能够防止交流电压VO的频率fo急剧地变化而对负载6产生负面影响。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的而不是限制性的。本发明由权利要求书表示，而不是由上述的说明表示，意图包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。

附图标记说明

T1输入端子，T2输出端子，T3直流端子，B1～B4断路器，1高速开关，2变压器，3双向转换器，4控制装置，5商用交流电源，6负载，7电池，11停电检测器，12、50相位同步控制电路，13同步检测器，14控制部，20相位差检测器，21频率控制部，22比例项运算部，23积分项运算部，24、27、43加法器，25频率限制器，26限制器控制部，28振荡器，31、32、63、64比较器，33、65选择器，40绝对值运算部，41限制值运算部，42频率检测器，42A基准值运算部，44减法器，45最大值设定部，46、48限制值限制器，47最小值设定部，51变化量限制器，60变化量检测器，61、62限制值设定部，66时钟发生器，67运算部。

Claims (11)

1.一种相位同步控制电路，生成与第一交流信号为相同相位的第二交流信号，其中，

所述相位同步控制电路具备：

相位差检测器，检测出所述第一及第二交流信号的相位差；

频率控制部，以消除所述相位差的方式生成第一频率控制值；

频率限制器，将所述第一频率控制值限制在第一限制范围内，生成第二频率控制值；

限制器控制部，基于所述相位差设定所述第一限制范围，与所述相位差减小相应地缩小所述第一限制范围的幅度；以及

交流信号产生部，生成与所述第二频率控制值相应的值的频率的所述第二交流信号。

2.根据权利要求1所述的相位同步控制电路，其中，

所述第一限制范围是第一限制值与比所述第一限制值低的第二限制值之间的范围，

所述第一限制范围的幅度是所述第一及第二限制值之差，

所述限制器控制部基于所述相位差的大小设定所述第一及第二限制值，

所述频率限制器

在所述第一频率控制值比所述第一限制值高的情况下，输出所述第一限制值作为所述第二频率控制值，

在所述第一频率控制值在所述第一及第二限制值之间的情况下，输出所述第一频率控制值作为所述第二频率控制值，

在所述第一频率控制值比所述第二限制值低的情况下，输出所述第二限制值作为所述第二频率控制值。

3.根据权利要求2所述的相位同步控制电路，其中，

所述限制器控制部

基于所述第一交流信号的频率求出基准值，

基于所述相位差的大小求出第三限制值，

对所述基准值加上所述第三限制值来求出所述第一限制值，

从所述基准值减去所述第三限制值来求出所述第二限制值，

与所述相位差的大小减小相应地使所述第三限制值的大小从最大值减小至最小值，

所述第三限制值的最小值大于0。

4.根据权利要求1所述的相位同步控制电路，其中，还具备：

变化量限制器，所述变化量限制器设置于所述频率限制器与所述交流信号产生部之间，将所述第二频率控制值的每单位时间的变化量限制在第二限制范围内，生成第三频率控制值，

所述交流信号产生部生成与所述第三频率控制值相应的值的频率的所述第二交流信号。

5.根据权利要求4所述的相位同步控制电路，其中，

所述第二限制范围是正侧限制值与负侧限制值之间的范围，

所述变化量限制器包含：

变化量检测器，检测出所述第二频率控制值与所述第三频率控制值之差作为所述第二频率控制值的变化量；以及

运算部，基于所述第二频率控制值的变化量、所述正侧限制值以及所述负侧限制值，每经过所述单位时间更新所述第三频率控制值，

所述运算部每经过所述单位时间，

在所述第二频率控制值的变化量比所述正侧限制值高的情况下，对所述第三频率控制值加上所述正侧限制值，

在所述第二频率控制值的变化量在所述正侧限制值与所述负侧限制值之间的情况下，对所述第三频率控制值加上所述变化量，

在所述第二频率控制值的变化量比所述负侧限制值低的情况下，对所述第二频率控制值加上所述负侧限制值。

6.根据权利要求1所述的相位同步控制电路，其中，

所述交流信号产生部包含：

加法器，对所述第二频率控制值加上所述第一交流信号的频率的额定值，生成频率指令值；以及

振荡器，生成与所述频率指令值相应的值的频率的所述第二交流信号。

7.一种电力转换装置，其中，具备：

权利要求1～权利要求6中任一项所述的相位同步控制电路；

开关，一方端子接受从交流电源供给的第一交流电压，另一方端子与负载连接；

逆变器，将从直流电源供给的直流电压转换为第二交流电压并供给到所述负载；以及

控制部，基于来自所述相位同步控制电路的所述第二交流信号对所述开关以及所述逆变器进行控制，

所述第一交流信号与所述第一交流电压同步，并且所述第二交流电压与所述第二交流信号同步，

所述控制部

在所述交流电源非故障时接通所述开关，从所述交流电源经由所述开关向所述负载供给交流电力，

在所述交流电源停电时断开所述开关，从所述逆变器向所述负载供给交流电力，

在所述交流电源从停电状态恢复为非故障状态的情况下，与所述第一及第二交流电压的频率以及相位一致相应地接通所述开关。

8.一种相位同步控制电路，生成与第一交流信号为相同相位的第二交流信号，其中，

所述相位同步控制电路具备：

相位差检测器，检测出所述第一及第二交流信号的相位差；

频率控制部，以消除所述相位差的方式生成第一频率控制值；

变化量限制器，将所述第一频率控制值的每单位时间的变化量限制在限制范围内，生成第二频率控制值；以及

交流信号产生部，生成与所述第二频率控制值相应的值的频率的所述第二交流信号。

9.根据权利要求8所述的相位同步控制电路，其中，

所述限制范围是正侧限制值与负侧限制值之间的范围，

所述变化量限制器包含：

变化量检测器，检测出所述第一频率控制值与所述第二频率控制值之差作为所述第一频率控制值的变化量；以及

运算部，基于所述第一频率控制值的变化量、所述正侧限制值以及所述负侧限制值，每经过所述单位时间更新所述第二频率控制值，

所述运算部每经过所述单位时间，

在所述第一频率控制值的变化量比所述正侧限制值高的情况下，对所述第二频率控制值加上所述正侧限制值，

在所述第一频率控制值的变化量在所述正侧限制值与所述负侧限制值之间的情况下，对所述第一频率控制值加上所述变化量，

在所述第一频率控制值的变化量比所述负侧限制值低的情况下，对所述第一频率控制值加上所述负侧限制值。

10.根据权利要求8所述的相位同步控制电路，其中，

所述交流信号产生部包含：

加法器，对所述第二频率控制值加上所述第一交流信号的频率的额定值，生成频率指令值；以及

振荡器，生成与所述频率指令值相应的值的频率的所述第二交流信号。

11.一种电力转换装置，其中，具备：

权利要求8～权利要求10中任一项所述的相位同步控制电路；

开关，一方端子接受从交流电源供给的第一交流电压，另一方端子与负载连接；

逆变器，将从直流电源供给的直流电压转换为第二交流电压并供给到所述负载；以及

控制部，基于来自所述相位同步控制电路的所述第二交流信号对所述开关以及所述逆变器进行控制，

所述第一交流信号与所述第一交流电压同步，并且所述第二交流电压与所述第二交流信号同步，

所述控制部

在所述交流电源非故障时接通所述开关，从所述交流电源经由所述开关向所述负载供给交流电力，

在所述交流电源停电时断开所述开关，从所述逆变器向所述负载供给交流电力，

在所述交流电源从停电状态恢复为非故障状态的情况下，与所述第一及第二交流电压的频率以及相位一致相应地接通所述开关。