DE4341868A1 - Paralleler Mehrfachinverter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen parallelen Mehrfachinverter mit einem großen Leistungsvermögen, der durch paralleles Verbinden der Ausgangsanschlüsse von Invertern gebildet wird, und bezieht sich insbesondere auf einen parallelen Mehrfachinverter, der betreibbar ist, während der durch die Einzelinverter fließende Strom des geschlossenen Stromkreises unterdrückt wird.

Im allgemeinen wird ein paralleler Mehrfachinverter, der durch paralleles Verbinden der Ausgangsanschlüsse von einzelnen Inverterstufen mittels Drosselspulen gebildet wird, verwendet, um einen Inverter mit großer Leistungs­ fähigkeit bereitzustellen. Unter Bezugnahme auf Fig. 11, die den Schaltungsaufbau eines bekannten Mehrfachinver­ ters zeigt, sind eine Gleichstromversorgung, Einzelinver­ ter 2a und 2b, Halbbrücken-Schaltungen 3a-3f, Drosselspu­ len mit Mittelanschluß 4a, 4b und 4c, ein Zwischenpoten­ tialpunkt X der Gleichstromversorgung 1, Ausgangsan­ schlüsse 5a-5f der Halbbrücken-Schaltungen 3a-3f, sowie Ausgangsanschlüsse U, V und W des parallelen Mehrfachin­ verters dargestellt. Fig. 12 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel der Halbbrücken-Schaltungen 3a-3f zeigt. Jede Halbbrücken-Schaltung ist ein Zweistufen-Inverter mit selbstlöschenden Halbleiterelementen 6a und 6b, Freilauf­ dioden 7a und 7b, sowie einem Ausgangsanschluß 5, der die Versorgungsspannung E der Gleichstromversorgung 1 oder eine Spannung 0 am Ausgangsanschluß 5 bereitstellen kann.

Fig. 13 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel der Halb­ brückenschaltungen 3a-3f zeigt. Jede Halbbrücken-Schal­ tung ist ein Dreistufen-Inverter mit selbstlöschenden Halbleiterelementen 6c-6f, Freilaufdioden 7c-7f, Klemmdi­ oden 8a und 8b, einem Ausgangsanschluß 5, und einem mit dem Zwischenpotentialpunkt X der Gleichstromversorgung 1 verbundenen Anschluß, der die Fähigkeit besitzt, die Ver­ sorgungsspannung E der Gleichstromversorgung 1, eine Spannung E/2 oder eine Spannung 0 am Ausgangsanschluß 5 bereitzustellen. Wird der parallele Mehrfachinverter mit gegenseitig in Phase befindlichen Einzelinvertern 2a und 2b betrieben, fließt ein Strom in einem geschlossenen Stromkreis durch die Drossel- bzw. Reaktanzspulen 4a, 4b und 4c zwischen dem Einzelinvertern 2a und 2b auf Grund des Unterschieds in den Schaltcharakteristiken der selbstlöschenden Halbleiterelemente 6a-6f der Einzelin­ verter 2a und 2b und des Induktanz-Unterschieds zwischen den Drosselspulen 4a, 4b und 4c.

Fig. 14 zeigt ein zur Erklärung des Stromflusses des ge­ schlossenen Stromkreises in dem dreistufigen Inverter ge­ mäß Fig. 13 hilfreiches Schaltbild. Es besteht die Ge­ fahr, daß der Strom des geschlossenen Stromkreises die Einzelinverter 2a und 2b mit einer ungleichmäßigen Last­ verteilung beaufschlagt.

Ein in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 1-110062 vorgeschlagenes Verfahren des Unterdrückens des Stroms im geschlossenen Stromkreis beim Aussteuern des vorstehend beschriebenen parallelen Mehrfachinverters steuert das Anlegen eines Ein-Signals und eines Aus-Si­ gnals an die selbstlöschenden Halbleiter-Elemente, die Bestandteile jedes Inverters sind, zeitlich, um den Strom im geschlossenen Stromkreis zu unterdrücken.

In einem solchen parallelen Mehrfachinverter benötigt die das Einschalt- und Ausschaltsignal erzeugende Schaltung jedes selbstlöschenden Halbleiterelements jedes Einzelin­ verters einen zusätzlichen Einschalt- und Ausschalt-Zeit­ steuerungsregler. Wird der dreistufige Inverter gemäß Fig. 13 als Einzelinverter verwendet, benötigt die Ein­ schalt- und Ausschaltsignal-Erzeugungsschaltung des selbstlöschenden Halbleiters einen komplexen Einschalt- Ausschalt-Zeitsteuerungsregler, da 4 Einschalt-Ausschalt­ muster für jede Phase des selbstlöschenden Halbleiterele­ ments vorhanden sind, wie in Fig. 15 dargestellt wird.

Ein in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 63-287371 offengelegtes Verfahren zur Unterdrückung von Strömen in geschlossenen Stromkreisen erfaßt einen Strom des geschlossenen Stromkreises in jeder Phase und korrigiert jeden Phasenspannungs-Befehlswert für Pulswei­ tenmodulation, nachstehend abgekürzt mit "PWM" bezeich­ net, auf der Grundlage des erfaßten Stroms des geschlos­ senen Stromkreises, um den Strom des geschlossenen Strom­ kreises zu unterdrücken.

Eine in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 3-253293 offengelegtes Verfahren zur Unterdrückung von Strömen in geschlossenen Stromkreisen berechnet einen addierten Wert (Phasenausgangsstrom) und einen subtra­ hierten Wert (Strom des geschlossenen Stromkreises) auf der Grundlage des erfaßten Ausgangsstroms jedes Einzelin­ verters, während ein Wechselstrom-Motor mittels des pa­ rallelen Mehrfachinverters betrieben wird, verändert die Verstärkung, und führt die berechneten Werte an die Aus­ gangsstrom-Steuerschaltung jedes Einzelinverters zurück, um den Phasenausgangsstrom und den Strom des geschlosse­ nen Stromkreises zu unterdrücken. In derartigen paralle­ len Mehrfachinvertern wird ein Wechselspannungs-Befehls­ signal für jede Phase jedes Einzelinverters erzeugt. Auf diese Weise kann die PWM-Schaltung des parallelen Mehr­ fachinverters als PWM-Schaltung entsprechend einem soge­ nannten dreieck- bzw. sägezahnförmige Signale verglei­ chenden PWM-Verfahren betrachtet werden, welches einen dreieck- bzw. sägezahnförmigen Träger und das Wechsels­ pannungs-Befehlssignal vergleicht zum Erzeugen eines Schaltsignals zum Schalten des selbstlöschenden Halblei­ terelements. Dementsprechend ist es unmöglich, eine PWM- Schaltung einzusetzen, die nach einem sogenannten Span­ nungsvektor-PWM-Verfahren arbeitet, d . h. einem Raum-Span­ nungsvektor-PWM-Verfahren, das die Ausgangsspannung des Inverters durch einen Spannungsvektor ausdrückt, den Spannungsvektor derart auswählt, daß der Vektor des pri­ mären verketteten magnetischen Flusses beispielsweise des Wechselstrommotors einer kreisförmigen Ortskurve folgt, und eine Schaltbedingung des selbstlöschenden Halbleite­ relements entsprechend dem Spannungsvektor wählt.

Gründe für diese Probleme werden nachstehend beschrieben. Eine Spannungsvektor-PWM-Vorrichtung wird unter Bezug­ nahme auf Fig. 16 beschrieben, die den Schaltungsaufbau eines Einzelinverters zeigt unter Bezugnahme auf Fig. 16 gilt die nachstehende Gleichung (1), wenn ein Nullpoten­ tial derart bestimmt wird, daß die Spannung für die Null­ phase zu Null wird:

V_a + V_b + V_c = 0 (1)

Die Momentanwerte V_a, V_b und V_c der Ausgangsspannungen der Phasen kann durch 2 Variablen, d. h. Spannungsvekto­ ren, ausgedrückt werden. Das Ausgangssignal des Inverters kann ausgedrückt werden durch:

V_k = 2/3 (V_a + V_b · exp {j(4/3)π} + V_c · exp {j(2/3)π}) (2)

Die Spannungsvektoren der Ausgangsspannung des Inverters werden gemäß dieser Definition untersucht. In der Schal­ tung gemäß Fig. 16 sei angenommen, daß S_a = 1 gilt, wenn die selbstlöschenden Halbleiterelemente des oberen Armes einer Halbbrücke 30a eingeschaltet werden, daß S_b = 1 gilt, wenn die selbstlöschenden Halbleiterelemente des oberen Armes einer Halbbrücke 30b eingeschaltet werden, daß S_c = 1 gilt, wenn die selbstlöschenden Halbleiterele­ mente des oberen Armes einer Halbbrücke 30c eingeschaltet werden, daß S_a = 1 gilt, wenn die selbstlöschenden Halb­ leiterelemente des unteren Armes der Halbbrücke 30a ein­ geschaltet werden, daß S_b = 1 gilt, wenn die selbstlö­ schenden Halbleiterelemente des unteren Armes der Halb­ brücke 30b eingeschaltet werden, und daß S_c = 0 gilt, wenn die selbstlöschenden Halbleiterelemente des unteren Armes der Halbbrücke 30c eingeschaltet werden. Dann kann der Spannungsvektor v_k als Funktion von S_a, S_b und S_c durch v_k (S_a, S_b, S_c) ausgedrückt werden. Somit wird der Spannungsvektor der Ausgangsspannung des Inverters durch ein Spannungsvektor-Diagramm gemäß Fig. 17 dargestellt.

Beispielsweise gilt:

v⁵ = (2/3) {E + E · exp {j (2/3) π}

   = (2/3) E · exp {j (1/3) π}} (3)

Wie in Fig. 17 gezeigt, sind v₀ (0 0 0), (1 1 1) Nulls­ pannungsvektoren, da der Ausgang kurzgeschlossen ist. Auf diese Weise ist die Anzahl der Spannungsvektortypen sie­ ben, obwohl acht Vektoren vorhanden sind. Diese acht Vek­ toren werden als Spannungsvektoren bezeichnet. Es sei an­ genommen, daß dieser Gedanke in übertragener Form auf den dreistufigen Inverter gemäß Fig. 13 angewandt wird, und daß S_a (oder S_b oder S_c) = 1, wenn die selbstlöschenden Halbleiterelemente 6c und 6d eingeschalten werden, daß S_a (oder S_b oder S_c) = 1/2 denn die selbstlöschenden Halb­ leiterelemente 6d und 6e eingeschaltet werden, und daß S_a (oder S_b oder S_c) = 0, wenn die selbstlöschenden Halblei­ terelemente 6e und 6f eingeschaltet werden. Dann wird der Spannungsvektor als Funktion von S_a, S_b und S_c mittels v_k (S_a, S_b, S_c) ausgedrückt. Somit wird der Spannungsvektor der Ausgangsspannung des dreistufigen Inverters durch ein Spannungsvektor-Diagramm gemäß Fig. 18 dargestellt. Wie aus Fig. 18 offensichtlich ist, sind siebenundzwanzig Spannungsvektoren vorhanden, und die Anzahl der Arten von Spannungsvektoren ist neunzehn.

Beispielsweise werden drei einem Spannungsbefehl V* nächstliegende Spannungsvektoren ausgewählt, wenn ein Spannungsbefehl V* wie in Fig. 17 und 18 gezeigt gegeben ist, und die entsprechenden Dauern der drei Spannungsvek­ toren über eine PWM-Zeitspanne T derart verteilt, daß die Ausgangsspannung gleich dem Spannungsbefehl V* ist. Ein regelmäßiges Dreieck, das durch aufeinanderfolgendes Ver­ binden der Punkte der drei Spannungsvektoren gebildet wird, wird als "Bereich" bezeichnet. Die Ausgabereihen­ folge der Spannungsvektoren innerhalb der PWM-Zeitspanne T wird für jeden Bereich im voraus bestimmt, die selbst­ löschenden Halbleiterelemente werden entsprechend der Ausgabereihenfolge und der Dauer der Spannungsvektoren geschaltet, und folglich kann eine dem Spannungsbefehl V* entsprechende Spannung bereitgestellt werden. Dieses In­ verter-Steuerungsverfahren wird als Spannungsvektor-PWM- Verfahren bezeichnet.

Das Spannungsvektor-PWM-Verfahren kann aus den folgenden Gründen bei herkömmlichen parallelen Mehrfachinvertern, die den Strom im geschlossenem Stromkreis unterdrücken können, nicht als Steuerverfahren angewandt werden.

Zunächst wird der Spannungsvektor mittels zweier Varia­ blen unter Verwendung der Ausdrücke (1) und (2) ausge­ drückt, wenn es sich bei dem parallelen Mehrfachinverter um eine Dreiphasen-Vorrichtung handelt. Zur Unterdrückung des Stroms in einem geschlossenen Stromkreis bzw. des Kreisstromes sind jedoch drei Variablen erforderlich. Wie obenstehend erwähnt, sind die entsprechenden Beträge der Kreisströme der drei Phasen nicht voneinander abhängig, da der Kreisstrom auf den Unterschied in den Schaltcha­ rakteristiken der die selbstlöschenden Halbleiterelemente enthaltenden Komponenten bzw. Baustufen der Einzelinver­ ter und den Unterschied in den Induktivitäten der Reakt­ anzspulen zurückzuführen ist; das bedeutet, daß die Aus­ gangsspannung eines jeden Einzelinverters dem Ausdruck (1) nicht genügt, der sowohl für zweistufige und dreistu­ fige Einzelinverter gilt. Zweitens, wenn die Einzelinver­ ter dreistufige Inverter sind, ein Spannungsbefehl für jeden Einzelinverter erzeugt wird, und jeder Einzelinver­ ter entsprechend dem Spannungsbefehl arbeitet, muß gemäß dem Spannungsvektor-PWM-Verfahren ein den Spannungsbefehl einschließender Bereich bestimmt werden. Da jedoch Span­ nungsbefehle in entsprechender Weise an alle Einzelinver­ ter abgegeben werden, werden für die an die Einzelinver­ ter abgegebenen Spannungsbefehle V₁* und V₂* in manchen Fällen unterschiedliche Bereiche vorgesehen, wie dies beispielsweise durch das Spannungsvektor-Diagramm gemäß Fig. 18 gezeigt wird.

Fig. 19(A) zeigt ein Signalverlaufsdiagramm der Ausgangs­ spannung des Einzelinverters in einer Spannungsvektor- Ausgabesequenz entsprechend dem Spannungsbefehl V₁*, und Fig. 19(B) zeigt ein Signalverlaufsdiagramm der Ausgangs­ spannung des Einzelinverters in einer Spannungsvektor- Ausgabesequenz entsprechend dem Spannungsbefehl V₂*. Aus dem Vergleich der Signalverlaufsdiagramme gemäß Fig. 9(A) und 9(B) ist bekannt, daß die beiden Einzelinverter je­ weils entsprechend unterschiedlichen Spannungsvekor-Aus­ gabesequenzen und unterschiedlichen Zeitdauern gesteuert werden, so daß eine PWM-Zeitspanne T, in der der Kreis­ strom nicht unterdrückt werden kann, auftritt. Somit kann der Kreisstrom, der bei dem bekannten parallelen Mehr­ fachinverter fließt, mittels dem Spannungsvektor-PWM-Ver­ fahren nicht unterdrückt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und einen parallelen Mehr­ fachinverter zu schaffen, der zum Betrieb entsprechend Spannungsbefehlen geeignet ist und mittels dem Ströme in geschlossenen Stromkreisen unterdrückt werden können, wenn eine Ansteuerung durch das Spannungsvektor-PWM-Ver­ fahren erfolgt.

Darüber hinaus soll erfindungsgemäß ein paralleler Mehr­ fachinverter mit Schaltelemente aufweisenden Einzelinver­ tern geschaffen werden, der keinen weiteren Einschalt- Ausschalt-Zeitsteuerungsregler zum zeitlichen Steuern des Einschalt-Ausschalt-Vorgangs der Schaltelemente erfor­ dert, mit dem bei Ansteuerung durch das Spannungsvektor- PWM-Verfahren Kreisströme unterdrückt werden können, der entsprechend Strombefehlen arbeiten kann, die den Last­ strom vergleichmäßigen, und der die Unterdrückung von Kreisströmen in kurzer Zeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen pa­ rallelen Mehrfachinverter, gekennzeichnet durch zwei par­ allel geschaltete Einzelinverter, eine Bereichs-Auswahl­ einrichtung zum Auswählen eines durch die Punkte dreier benachbarter Spannungsvektoren definierten und einen Spannungsbefehlsvektor beinhaltenden Bereiches aus den den Schaltzuständen der Einzelinverter entsprechenden Be­ reichen, eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung zum Ver­ teilen der jeweiligen Dauer der drei benachbarten, den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung ausgewählten Be­ reich definierenden Spannungsvektoren über eine PWM-Zeit­ spanne derart, daß die Ausgangsspannung mit dem Span­ nungsbefehlsvektor übereinstimmt, eine Spannungsvektor- Auswahleinrichtung zum Auswählen der den durch die Be­ reichs-Auswahleinrichtung ausgewählten Bereich definie­ renden Spannungsvektoren auf der Grundlage der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren, eine Schaltsignal-Erzeu­ gungseinrichtung zum Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der Schaltelement-Bausteine der Einzelinverter in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen der Spannungs­ vektor-Auswahleinrichtung, eine Zeitdauer-Korrekturein­ richtung zum Korrigieren der jeweiligen Dauer der Span­ nungsvektoren derart, daß die Abweichungen der Ausgangs­ ströme der Phasen der Einzelinverter verringert werden, wobei die Spannungsvektor-Auswahleinrichtung die Span­ nungsvektoren in Übereinstimmung mit durch die Zeitdauer- Korrektureinrichtung abgegebenen korrigierten Dauern aus­ wählt.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt weist der erfindungs­ gemäße parallele Mehrfachinverter folglich eine Bereichs- Wahleinrichtung auf zum Wählen eines Bereichs, der einen Spannungsbefehlsvektor beinhaltet, aus Bereichen, die jeweils durch die Punkte dreier benachbarter Spannungs­ vektoren definiert sind und der Schaltbedingung der jeweiligen Einzelinverter entsprechen, ferner eine Zeit­ dauer-Berechnungseinrichtung zum Verteilen der jeweiligen Zeitdauern der drei Spannungsvektoren, die den Bereich definieren, der durch die Bereichs-Wahleinrichtung aus­ gewählt wurde, innerhalb einer PWM-Periode derart, daß eine Ausgangsspannung entsprechend dem Spannungsbefehl abgegeben wird, eine Zeitdauer-Korrektureinrichtung zum Korrigieren der jeweiligen Zeitdauern der Spannungsvek­ toren derart, daß die Abweichung des Ausgangsstroms der Phase eines jeden der Einzelinverter verkleinert wird, eine Spannungsvektor-Wahleinrichtung zum Wählen der Span­ nungsvektoren, die den Bereich definieren, der durch die Bereichs-Wahleinrichtung gewählt ist, sowie eine Schalt­ signal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Steuer­ signals zum Steuern der Schaltelemente der Einzelinverter in Übereinstimmung mit dem Ausgang der Spannungsvektor- Wahleinrichtung.

Bei dem parallelen Mehrfachinverter gemäß dem ersten Ge­ sichtspunkt korrigiert die Zeitdauer-Korrektureinrichtung den Bestand der Spannungsvektoren, die durch die Zeit­ dauer-Berechnungseinrichtung ermittelt wurden, um eine Ausgangsspannung zur Verfügung zu stellen, die mit dem Spannungsbefehl übereinstimmt, so daß Kreisströme ver­ ringert werden. Wenn der parallele Mehrfachinverter mit­ tels dem Spannungsvektor-PWM-Verfahren betrieben wird, wird dementsprechend die mit dem Spannungsbefehl überein­ stimmende Ausgangsspannung zur Verfügung gestellt, während der Kreisstrom, der zwischen den Einzelinvertern fließt, unterdrückt wird. Demgemäß können die die Ein­ zelinverter untereinander verbindenden Induktivitäten ein vergleichsweise geringes Leistungsvermögen aufweisen, der parallele Mehrfachinverter kann vergleichsweise klein aufgebaut werden, dem Kreisstrom zuzuschreibende Verluste in den Induktivitäten können verringert werden, und der parallele Mehrfachinverter kann mit einem hohen Wirkungs­ grad betrieben werden.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß auf alterna­ tive Weise gelöst durch einen parallelen Mehrfachin­ verter, gekennzeichnet durch zwei parallel geschaltete erste und zweite Einzelinverter, eine Strombefehl- Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Strombefehls, eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Spannungsbefehlsvektors zum Zwecke des Verringerns der Abweichung des Ausgangsstroms des Inverters vom durch die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung bereitgestell­ ten Strombefehl auf Null, eine Bereichs-Auswahleinrich­ tung zum Auswählen eines durch die Punkte dreier benach­ barter Spannungsvektoren definierten und einen Spannungs­ befehlsvektor beinhaltenden Bereiches aus den den Schaltzuständen der Einzelinverter entsprechenden Bereichen, eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung zum Verteilen der jeweiligen Dauer der drei benachbarten, den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung ausgewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren über eine PWM- Zeitspanne derart, daß die Ausgangsspannung mit dem Span­ nungsbefehlsvektor übereinstimmt, einer ersten und einer zweiten Spannungsvektor-Auswahleinrichtung zum Auswählen der den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung aus­ gewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren auf der Grundlage der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren, eine Schaltsignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der Schaltelement-Bausteine der Einzelinverter in Übereinstimmung mit den Ausgangs­ signalen der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung, und eine Zeitdauer-Korrektureinrichtung zum Korrigieren der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren für den zweiten Einzelinverter derart, daß die Abweichungen der Ausgangs­ ströme der Phasen der Einzelinverter verringert werden, wobei die erste Spannungsvektor-Auswahleinrichtung Span­ nungsvektoren in Übereinstimmung mit den durch die Zeit­ dauer-Berechnungseinrichtung ermittelten Dauern auswählt, und die zweite Spannungsvektor-Auswahleinrichtung Span­ nungsvektoren in Übereinstimmung mit durch die Zeitdauer- Korrektureinrichtung abgegebenen korrigierten Dauern auswählt.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt weist der erfindungs­ gemäße parallele Mehrfachinverter folglich eine Strom­ befehl-Erzeugungseinrichtung auf zum Erzeugen eines Strombefehls, ferner eine Spannungsbefehl-Erzeugungsein­ richtung zum Erzeugen eines Spannungsbefehlsvektors, um den Unterschied zwischen dem Strombefehl, der durch die Strombefehl-Erzeugungseinrichtung abgegeben wird, und den Ausgangsströmen des Inverters auf Null zu reduzieren, eine Bereichs-Wahleinrichtung zum Wählen eines Bereichs, der einen Spannungsbefehlsvektor beinhaltet, aus Bereichen, die jeweils durch die Punkte dreier benachbar­ ter Spannungsvektoren definiert sind, ferner eine Zeit­ dauer-Berechnungseinrichtung zum Verteilen der jeweiligen Zeitdauern der drei Spannungsvektoren, die den Bereich definieren, der durch die Bereichs-Wahleinrichtung aus­ gewählt wurde, innerhalb einer PWM-Periode derart, daß eine Spannung entsprechend dem Spannungsbefehl abgegeben wird, eine Zeitdauer-Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Zeitdauern der Spannungsvektoren derart, daß die Ab­ weichung des Ausgangsstroms der Phase eines jeden der Einzelinverter verkleinert wird, eine Spannungsvektor- Wahleinrichtung zum Wählen der Spannungsvektoren, die den Bereich definieren, der durch die Bereichs-Wahleinrich­ tung gewählt ist, sowie eine Schaltsignal-Erzeugungsein­ richtung zum Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der Schaltelemente der Einzelinverter in Übereinstimmung mit dem Ausgang der Spannungsvektor-Wahleinrichtung.

Bei dem parallelen Mehrfachinverter gemäß dem zweiten Ge­ sichtspunkt stellt die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrich­ tung einen Spannungsbefehl zur Reduktion des Unterschieds zwischen dem Strombefehl und dem Ausgangsstrom zur Ver­ fügung. Die Zeitdauer-Korrektureinrichtung korrigiert den Bestand der Spannungsvektoren, die durch die Zeitdauer- Berechnungseinrichtung ermittelt wurden, um die Aus­ gangsspannung in Übereinstimmung mit dem erzeugten Span­ nungsbefehl zu bringen, so daß Kreisströme verringert werden. Auf diese Weise wird der Kreisstrom, der zwischen den Einzelinvertern zirkuliert, unterdrückt, um die Last­ ströme auf den beiden Einzelinvertern anzugleichen, und der Ausgangsstrom variiert in Übereinstimmung mit dem Strombefehl. Dementsprechend können die die Einzelin­ verter untereinander verbindenden Induktivitäten ein ver­ gleichsweise geringes Leistungsvermögen aufweisen, dem Kreisstrom zuzuschreibende Verluste in den Induktivitäten können verringert werden, der parallele Mehrfachinverter kann mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden, die Last wird gleichmäßig auf die Einzelinverter verteilt, und der parallele Mehrfachinverter kann vergleichsweise klein aufgebaut werden.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird weiterhin auf alter­ native Weise gelöst durch einen parallelen Mehrfachinver­ ter, gekennzeichnet durch eine Vielzahl parallel geschal­ teter Einzelinverter, die als ein Haupt-Einzelinverter und untergeordnete Einzelinverter dienen, eine Strombe­ fehl-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Strombe­ fehls, eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung zum Er­ zeugen eines Spannungsbefehlsvektors zum Zwecke des Ver­ ringerns der Abweichung des Ausgangsstroms des Inverters vom durch die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung be­ reitgestellten Strombefehl auf Null, eine Bereichs-Aus­ wahleinrichtung zum Auswählen eines durch die Punkte dreier benachbarter Spannungsvektoren definierten und ei­ nen Spannungsbefehlsvektor beinhaltenden Bereiches aus den den Schaltzuständen der Einzelinverter entsprechenden Bereichen, eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung zum Ver­ teilen der jeweiligen Dauer der drei benachbarten, den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung ausgewählten Be­ reich definierenden Spannungsvektoren über eine PWM-Zeit­ spanne derart, daß die Ausgangsspannung mit dem Span­ nungsbefehlsvektor übereinstimmt, einer Spannungsvektor- Auswahleinrichtung, die dem Haupt-Einzelinverter zugeord­ net ist, zum Auswählen der den durch die Bereichs-Aus­ wahleinrichtung ausgewählten Bereich definierenden Span­ nungsvektoren, Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen, die jeweils den untergeordneten Einzelinvertern zugeordnet sind, zum Auswählen der den durch die Bereichs-Auswahl­ einrichtung ausgewählten Bereich definierenden Spannungs­ vektoren, Schaltsignal-Erzeugungseinrichtungen zum Erzeu­ gen von Steuersignalen zum Steuern der Schaltelement-Bau­ steine der Einzelinverter in Übereinstimmung mit den Aus­ gangssignalen der Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen, und Zeitdauer-Korrektureinrichtungen zum Korrigieren der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren für die unterge­ ordneten Einzelinverter derart, daß die Stromdifferenzen zwischen den entsprechenden Phasen der Einzelinverter verringert werden, wobei die Spannungsvektor-Auswahlein­ richtung einen Spannungsvektor in Übereinstimmung mit den durch die Zeitdauer-Berechnungseinrichtung bereitgestell­ ten Dauern auswählt, und die Spannungsvektor-Auswahlein­ richtungen Spannungsvektoren in Übereinstimmung mit den durch die Zeitdauer-Korrektureinrichtung abgegebenen kor­ rigierten Dauern auswählt.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt weist der parallele Mehrfachinverter somit eine Strombefehl-Erzeugungsein­ richtung auf zum Bereitstellen eines Strombefehls, ferner eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung zum Bereit­ stellen eines Spannungsbefehlsvektors zum Verringern des Unterschieds zwischen dem durch die Strombefehl-Erzeu­ gungseinrichtung bereitgestellten Strombefehl und dem Ausgangsstrom des Inverters, einer Bereichs-Auswahlein­ richtung zum Wählen eines Bereichs, der einen dem Schalt­ zustand des Inverters entsprechenden Spannungsbefehlsvek­ tor beinhaltet, aus Bereichen, die jeweils durch die Punkte dreier benachbarter Spannungsvektoren definiert sind, eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung zum Verteilen der jeweiligen Dauern der den durch die Bereichs-Auswahl­ einrichtung ausgewählten Bereich definierenden drei Span­ nungsvektoren über eine PWM-Periode, eine Zeitdauer-Kor­ rektureinrichtung zum Korrigieren der Zeitdauern der Spannungsvektoren in bezug auf einen der Einzelinverter, eine erste Spannungsvektor-Auswahleinrichtung zum Wählen der den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung ausgewähl­ ten Bereich definierenden Spannungsvektoren entsprechend dem Ausgangssignal der Zeitdauer-Berechnungseinrichtung, eine zweite Spannungsvektor-Auswahleinrichtung zum Wählen der einen durch die Bereichs-Auswahleinrichtung ausge­ wählten Bereich definierenden Spannungsvektoren entspre­ chend der korrigierten Dauern, und eine Schaltsignal-Er­ zeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern der Schaltelemente der Einzelinverter in Überein­ stimmung mit den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen.

Bei dem parallelen Mehrfachinverter gemäß dem dritten Ge­ sichtspunkt ist lediglich für einen der Einzelinverter die Zeitdauer-Korrektureinrichtung vorgesehen, so daß die Berechnung zum Unterdrücken des Kreisstroms in ver­ gleichsweise kurzer Zeit ausgeführt werden kann.

Gemäß einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt der erfindungsgemäße parallele Mehrfachinverter eine Strombefehl-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Strombefehls, eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung zum Bereitstellen eines Spannungsbefehlsvektors zum Ver­ ringern des Unterschieds zwischen dem durch die Strombe­ fehl-Erzeugungseinrichtung abgegebenen Strombefehl und dem Ausgangsstrom des Inverters auf Null, eine Bereichs- Auswahleinrichtung zum Wählen eines den Spannungsbefehls­ vektor enthaltenden Bereich aus Bereichen, die jeweils durch die Punkte dreier benachbarter Spannungsvektoren festgelegt sind, und die der Schaltbedingung des Inver­ ters entsprechen, einer Zeitdauer-Berechnungseinrichtung zum Verteilen der jeweiligen Dauern der drei den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung ausgewählten Bereich de­ finierenden benachbarten Spannungsvektoren über eine PWM- Zeitspanne, eine Zeitdauer-Korrektureinrichtung zum Kor­ rigieren der Dauern der auf zweite Einzelinverter bezoge­ nen Spannungsvektoren, um die Differenz zwischen den Aus­ gangsströmen derselben Phase der Einzelinverter zu ver­ ringern, einer Spannungsvektor-Auswahleinrichtung zum Auswählen der den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung gewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren, die einer Haupt-Invertereinheit zugeordnet sind, einer Span­ nungsvektor-Auswahleinrichtung zum Auswählen der den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung gewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren, die der zweiten Inverte­ reinheit zugeordnet sind, entsprechend korrigierten Dau­ ern, und eine Schaltsignal-Erzeugungseinrichtung zum Er­ zeugen eines Steuersignals zum Steuern der Schaltelemente der Einzelinverter in Übereinstimmung mit dem Ausgangssi­ gnal der Spannungsvektor-Auswahleinrichtung.

Bei dem parallelen Mehrfachinverter gemäß dem vierten Ge­ sichtspunkt erzeugt die Spannungsbefehl-Erzeugungsein­ richtung einen Spannungsbefehl, um die Differenz zwischen dem Strombefehl und dem Ausgangsstrom auf Null zu verrin­ gern. Die Zeitdauer-Korrektureinrichtung korrigiert die jeweiligen Zeitdauern der Spannungsvektoren für die zwei­ ten Einzelinverter, die durch die Zeitdauer-Berechnungs­ einheit ermittelt wurden, um die Ausgangsspannung in Übereinstimmung mit dem Spannungsbefehl zu bringen, so daß der Kreisstrom verkleinert wird. Demgemäß wird der Kreisstrom, der zwischen den Einzelinvertern fließt, un­ terdrückt, Strombelastungen der Einzelinverter werden vergleichmäßigt, und der Ausgangsstrom variiert in Über­ einstimmung mit dem Strombefehl. Somit kann die Ausgangs­ stromkapazität des parallelen Mehrfachinverters auf ein­ fache Weise erhöht werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines parallelen Mehrfachin­ verters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein Schaltbild eines grundlegenden Abschnitts des parallelen Mehrfachinverters aus Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaubild von Spannungsbefehlsvektoren, um die es sich bei den parallelen Mehrfachinverter aus Fig. 1 handelt,

Fig. 4 ein Schaubild zur Unterstützung der Erläuterung der Verteilung der entsprechenden Zeitdauern von Span­ nungsvektoren, die bei dem parallelen Mehrfachinverter aus Fig. 1 vorkommen, und Signalverläufen von Ausgangs­ spannungen,

Fig. 5 ein Schaubild mit Kreisstromvektoren, die bei dem parallelen Mehrfachinverter aus Fig. 1 vorkommen,

Fig. 6 ein Signalverlaufsdiagramm der Ausgangsspannung des parallelen Mehrfach-Inverters aus Fig. 1,

Fig. 7 ein Blockschaltbild des parallelen Mehrfachinver­ ters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 ein Blockschaltbild des parallelen Mehrfachinver­ ters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 9 ein Blockschaltbild des parallelen Mehrfachinver­ ters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 ein Schaltbild des parallelen Mehrfachinverters aus Fig. 9,

Fig. 11 ein Schaltbild eines herkömmlichen parallelen Mehrfachinverters,

Fig. 12 ein Schaltbild eines Zweistufen-Inverters,

Fig. 13 ein Schaltbild eines Dreistufen-Inverters,

Fig. 14 ein Schaltbild zur Unterstützung der Erläuterung von Abschnitten, entlang derer ein Kreisstrom in einen parallelen Mehrfachinverter fließt,

Fig. 15 ein Schaubild mit Ein-Aus-Mustern, gemäß denen selbstlöschende Halbleiterelemente, die einen Dreistufen- Inverter bilden, arbeiten,

Fig. 16 ein Schaltbild eines Dreiphasen-Zweistufen-Inver­ ters,

Fig. 17 ein Schaubild mit Spannungsvektoren, die bei ei­ nem Zweistufen-Inverter vorkommen,

Fig. 18 ein Schaubild von Spannungsvektoren, die bei ei­ nem Dreistufen-Inverter vorkommen, und

Fig. 19 ein Signalverlaufsdiagramm der Ausgangsspannungen von Einzelinvertern.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines parallelen Mehr­ fachinverters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines wesentlichen Abschnitts des parallelen Mehrfachinverters aus Fig. 1.

Bezugnehmend auf Fig. 1 umfaßt ein paralleler Mehrfachin­ verter eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 10, ei­ ne Bereichs-Auswahleinrichung 11, eine Zeitdauer-Berech­ nungseinrichtung 12 zum Berechnen der jeweiligen Dauer von Spannungsvektoren, Spannungsfehler-Berechnungsein­ richtungen 13a, 13b und 13c zum Berechnen von Fehlern in der Ausgangsspannung zwischen Einzel- bzw. Einheitsinver­ tern 2a und 2b auf der Grundlage von Kreisströmen Δi der Phasen, Zeitdauer-Korrektureinrichtungungen 14a und 14b zum Korrigieren der jeweiligen Zeitdauern der durch die Zeitdauer-Berechnungseinrichtung 12 auf der Grundlage der Ausgangssignale der Spannungsfehler-Berechnungseinrich­ tungen 13a, 13b und 13c berechneten Spannungsvektoren, Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen 15a und 15b, und Schaltsignal-Erzeugungseinrichtungen 16a und 16b zum Er­ zeugen von Schaltsignalen zum Schalten der selbstlöschen­ den Halbleiterelement-Komponenten der Einzelinverter 2a und 2b. Die Einzelinverter 2a und 2b werden mittels der durch die Schaltsignal-Erzeugungseinrichtungen 16a und 16b erzeugten Schaltsignale gesteuert. Um die vorstehend genannten beiden Probleme des Standes der Technik zu lö­ sen, sind die Halbbrücken der Einzelinverter 2a und 2b äquivalent zu den Dreistufen-Invertern gemäß Fig. 13.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 werden die Ausgangsströme der Halbbrücken der Einzelinverter 2a und 2b durch eine Stromerfassungseinrichtung 9a-9f erfaßt. In Fig. 12 wei­ sen die Pfeile auf die positive Flußrichtung der Aus­ gangsströme der Halbbrücken hin.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Ansteuern des paralle­ len Mehrfachinverters mittels des Spannungsvektor-PWM- Verfahrens mit der Möglichkeit zum Unterdrücken von Strö­ men in geschlossenen Stromkreisen beschrieben. Die Span­ nungsbefehl-Erzeugungseinrichung 10 gibt einen Spannungs­ befehlsvektor V* an eine im parallelen Mehrfachinverter enthaltene Steuerschaltung ab. Der Spannungsbefehlsvektor V* weist eine Amplitude k und eine durch einen Winkel R zur Achse der U-Phase, d. h. v₄, dargestellte Richtung auf. Der Spannungsbefehlsvektor V* rotiert mit einer Win­ kelfrequenz ω.

Die Bereichs-Auswahleinrichung 11 bestimmt einen Bereich, in dem der Spannungsbefehlsvektor V* neben denjenigen, die in dem Spannungsvektor-Diagramm gemäß Fig. 18 gezeigt sind, enthalten ist, und ermittelt einen auszuwählenden Spannungsvektor. Die nachstehende Beschreibung wird unter der Annahme gegeben, daß die Bereichs-Auswahleinrichtung 11 einen durch die Punkte eines Spannungsvektors v₄′ [= (1/2, 0, 0) oder (1, 1/2, 1/2)], v₆′ [= (1/2, 1/2, 0) oder (1, 1, 1/2)], und v₄₆ [ = (1, 1/2, 0)] definierten Bereich ausgewählt hat.

Die Zeitdauer-Berechnungseinrichtung 12 verteilt die ent­ sprechende Zeitdauer der drei durch die Bereichs-Auswahl­ einrichtung 11 ausgewählten Spannungsvektoren über eine PWM-Zeitdauer derart, daß die Ausgangsspannung gleich dem Spannungsbefehl wird. Bedingungen, unter denen eine durch den Spannungsbefehlsvektor V* beschriebene Ortskurve gleich einer durch den resultierenden Vektor der aus zu­ wählenden Spannungsvektoren beschriebenen Ortskurve wird, werden ausgedrückt durch:

v₄′ · t₄′ + v₆′ · t₆′ + v₄₆ · t₄₆ = k · exp(jR) · T (4)

wobei t₄′ t₆′ und t₄₆ jeweils die Zeitdauern von Span­ nungsvektoren v₄′, v₆′, und v₄₆ sind. Bedingungen unter denen die Summe der entsprechenden Zeitdauern der drei Spannungsvektoren gleich der PWM-Zeitspanne T ist kann ausgedrückt werden durch:

t₄′ + t₆′ + t₄₆ = T (5)

Die entsprechenden Zeitdauern der drei Spannungsvektoren werden ausgedrückt durch:

t₄′ = T (1 - 2k · sin R)

t₆′ = T {1 - 2k · sin [(π/3) - R]}

t₄₆ = T {2k · sin [R + (π/3) - 1]} (6)

Obwohl die vorstehende Beschreibung unter der Annahme ge­ geben wurde, daß der Spannungsbefehlsvektor V* in dem Be­ reich enthalten ist, der durch den Punkt der Spannungs­ vektoren v₄′, v₆′ und v₄₆ definiert ist, kann die Zeit­ dauer-Berechnungseinrichtung 12 die entsprechenden Zeit­ dauern der drei ausgewählten Spannungsvektoren ermitteln, wenn der Spannungsbefehlsvektor V* in einem anderen Be­ reich enthalten ist.

Eine Vorgehensweise zum Berechnen der Kreisströme Δi wird nachstehend zunächst in Verbindung mit der U-Phase be­ schrieben. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 erfassen die Strom-Erfassungseinrichtungen 9a und 9b die U-Phasen-Aus­ gangsströme i_u1 und i_u2 der Einzelinverter. Unter der An­ nahme, daß ein Kreisstrom Δi_u und der U-Phasen-Strom i_u in Richtung der Pfeile fließen, werden die U-Phasen-Aus­ gangsströme i_u1 und i_u2 auf entsprechende Weise ausge­ drückt durch

i_u1 = (i_u/2) + Δi_u

i_u2 = (i_u/2) - Δi_u (7)

so daß

Δi_u = (i_u1 - i_u2)/2 (8)

Somit kann der Kreisstrom Δi_u auf einfache Weise mittels eines nicht gezeigten Subtrahierers berechnet werden un­ ter Verwendung des Ausdrucks (8) und der U-Phasenströme i_u1 und i_u2 der Einzelinverter, die durch die Stromerfas­ sungseinrichtungen 9a und 9b erfaßt wurden. Auf ähnliche Weise können die entsprechenden Kreisströme Δi_v und Di_w der V-Phase und der W-Phase einfach berechnet werden.

Die Spannungsfehler-Berechnungseinrichtungen 13a, 13b und 13c berechnen die Ausgangsspannungsdifferenzen Δv_u, Δv_v und Δv_w des Einzelinverters 2b in bezug auf den Einzelin­ verter 2a. Dann werden Zeitkorrekturen Δt_u, Δt_v und Δt_w für die Zeitdauern der Spannungsvektoren bezüglich der PWM-Zeitspanne T berechnet unter Verwendung der Ausgangs­ spannungsdifferenzen Δv_u, Δv_v und Δv_w, einer Spannung E/2 (E ist die Versorgungsspannung der Stromversorgung 1) und der PWM-Frequenz f (= 1/T), woraufhin die Zeitkorrekturen Δt_u, Δt_v und Δt_w bereitgestellt werden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Zeitdauer-Korrek­ tureinrichtungen 14a und 14b beschrieben. Eine Vorgehens­ weise zum Korrigieren der durch die Zeitdauer-Berech­ nungseinrichtung 12 berechneten Spannungsvektor-Zeitdau­ ern unter Verwendung der Zeitkorrekturen Δt_u, Δt_v und Δt_w zum Unterdrücken der Kreisströme i der Phasen wird be­ schrieben. Es sei angenommen, daß der Spannungsbefehls­ vektor V* in einer Art gemäß Fig. 3 gegeben ist, und daß die Spannungsvektor-Zeitdauern über die PWM-Zeitspanne T wie in Fig. 4 (A) verteilt sind.

Es sei angenommen, daß die Lagen des Anfangs und des En­ des in der PWM-Zeitspanne T dieselben sind, und daß Span­ nungsvektoren unterschiedlicher Komponenten gewählt wer­ den. Werden solche Spannungsvektoren gewählt, tritt not­ wendigerweise eine Variation des Ausgangsspannungspegels in den drei Phasen in der PWM-Zeitspanne T auf. Obwohl der Einfachheit halber die Zeitdauer t₄′ des Spannungs­ vektors v₆′ hier gleich verteilt ist, kann die Zeitdauer t₄′ wahlweise verteilt werden, um Welligkeiten im Aus­ gangsstrom zu verringern, oder um eine kleinste Impuls­ breite zu gewährleisten, vorausgesetzt daß die Summen der gleichmäßig verteilten Zeitdauern des Spannungsvektors dieselben sind.

Fig. 4(A) zeigt die Signalverläufe zweier Perioden von Ausgangsspannungen der Phasen, die durch die Versorgungs­ spannung E der Gleichstromversorgung 1 normalisiert sind, wenn die ausgewählten Spannungsvektoren in der Reihen­ folge der Ausgabe bereitgestellt werden. Die PWM-Zeit­ spanne im linken Teil der Fig. 4(A) ist beachtenswert. Der Spannungsvektor v₄ wird zwischen der Zeit t₀ und der Zeit t₁ für eine Dauer T₄′/2 aufrechterhalten, der Span­ nungsvektor v₆′ wird in einer Periode T₆′ zwischen der Zeit t₁ und einer Zeit t₂ aufrechterhalten, der Span­ nungsvektor v₄₆ wird während einer Dauer T₄₆ zwischen der Zeit t₂ und einer Zeit t₃ aufrechterhalten, und der Spannungsvektor v₄′ wird während einer Zeitdauer T₄′/2 zwischen der Zeit t₃ und einer Zeit t₄ aufrechterhalten. Die Summe der Zeitdauern T₄′, T₆′ und T₄₆ ist gleich der PWM-Zeitspanne T. Wie in Fig. 5 gezeigt, fließen die Dreiphasen-Kreisströme Δi in der positiven Richtung durch die U-Phase, in der positiven Richtung in der V-Phase, und der negativen Richtung in der W-Phase.

Die Flußrichtung der Kreisströme von dem Einzelinverter 2a zu dem Einzelinverter 2b ist die positive Richtung. Dementsprechend ist die Polarität des Einzelinverters 2a positiv und diejenige des Einzelinverters 2b negativ in bezug auf die Ausgangsspannungs-Differenz derselben Phase, wenn der Kreisstrom Δi in der positiven Richtung durch eine der Phasen fließt. In bezug auf die Korrektur­ spannung zum Unterdrücken der Kreisströme Δi ist die Po­ larität des Einzelinverters 2a negativ und diejenige des Einzelinverters 2b positiv.

In der PWM-Zeitspanne T in der linken Seite der Fig. 4(A) ändert sich der Spannungspegel der V-Phase von 0 auf 1/2 zur Zeit t₁, der Spannungspegel der U-Phase von 1/2 auf 0 zur Zeit t₂, und der Spannungspegel der W-Phase von 0 auf 1/2 zur Zeit t₃.

Dementsprechend kann die Ausgangsspannung der V-Phase einzeln durch Verschieben der Zeit t₁ um eine Zeitkorrek­ tur Δt_v nach links oder rechts verändert werden. Wenn der Kreisstrom Δi_v positiv ist, beginnt der Kreisstrom Δi_v in der negativen Richtung zu fließen, wenn die Zeitdauer- Korrektureinrichtung 14a die Zeit t₁ um die Zeitkorrektur Δt_v nach rechts für den Einzelinverter 2a verschiebt, und wenn die Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14b die Zeit t₁ um die Zeitkorrektur Δt_v nach links für den Einzelinver­ ter 2b verschiebt, wodurch folglich der positive Kreis­ strom unterdrückt werden kann.

Die Ausgangsspannung der U-Phase kann einzeln durch Ver­ schieben der Zeit t₂ um die Zeitkorrektur Δt_u nach rechts oder links verändert werden. Wenn der Kreisstrom Δi_u po­ sitiv ist, kann somit der Kreisstrom unterdrückt werden, wenn die Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14a den Zeitpunkt t₂ um die Zeitkorrektur Δt_u für den Einzelinverter 2a nach rechts verschiebt und wenn die Zeitdauer-Korrektur­ einrichtung 14b den Zeitpunkt t₂ um die Zeitkorrektur Δt_u für den Einzelinverter 2b nach links verschiebt.

Die Ausgangsspannung der W-Phase kann einzeln durch Ver­ schieben des Zeitpunktes t₃ um die Zeitkorrektur Δt_w nach links oder rechts verändert werden. Wenn der Kreisstrom Δ i_w negativ ist, kann somit der Kreisstrom unterdrückt werden, wenn die Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14a den Zeitpunkt t₃ um die Zeitkorrektur Δt_w für den Einzelin­ verter 2a nach links verschiebt, und wenn die Zeitdauer- Korrektureinrichtung 14b den Zeitpunkt t₃ um die Zeitkor­ rektur Δt_w nach rechts verschiebt.

Die linksseitigen Hälften der die PWM-Zeitspanne T dar­ stellenden Linien in den Fig 4(B) und 4(C) veranschauli­ chen die Ergebnisse der Kreisstromunterdrückung mittels der vorstehend beschriebenen Kreisstromunterdrückungs- Prozedur. Fig. 4(B) zeigt die Verteilung der Spannungs­ vektordauer nach der durch die Zeitdauer-Korrekturein­ richtung 14a für den Einzelinverter 2a durchgeführten Korrektur, und Fig. 4(C) zeigt die Verteilung der Span­ nungsvektordauer nach der durch die Zeitdauer-Korrektur­ einrichtung 14b für den Einzelinverter 2b durchgeführten Korrektur. Wird dieselbe Kreisstromunterdrückungs-Proze­ dur auf die rechts liegende Hälfte der PWM-Zeitspanne T in Fig. 4(A) angewandt, kann die Verteilung der Span­ nungsvektordauer, die durch die rechtsseitigen Hälften der die PWM-Zeitdauer T in den Fig. 4(B) und 4(C) dar­ stellenden Linien gegeben ist, erhalten werden.

Fig. 6 zeigt den Mittelwert der in den Fig. 4(B) und 4(C) dargestellten Werte, das heißt das Ausgangssignal des pa­ rallelen Mehrfachinverters. Die in der PWM-Zeitspanne T zur Verfügung stehende Durchschnittsspannung ist gleich dem in Fig. 4(A) gezeigten Wert; das heißt, daß die Kor­ rektur der Spannungsvektordauer, die durch die Zeitdauer- Korrektureinrichtungen 14a und 14b durchgeführt werden, das Ausgangssignal des parallelen Mehrfachinverters in keinster Weise negativ beeinflußt.

Auch in einem Fall, bei dem der Spannungsbefehlsvektor V* in einem anderen Bereich enthalten ist, ist die vorste­ hend beschriebene Korrektur der Spannungsvektordauer zum Unterdrücken der Kreisströme Δi der Phasen möglich, vor­ ausgesetzt, daß die Variation der Spannungen der Phasen (die Variation der führenden Flanke in der linken Hälfte oder die Variation der hinteren Flanke in der rechten Hälfte der Fig. 4(A)) sowie Informationen über die Pha­ sen, in denen bei einer Änderung der Spannungsvektoren die Spannung variiert, im voraus bekannt sind.

Die Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen 15a und 15b wäh­ len die Spannungsvektoren in einer vorbestimmten Reihen­ folge auf der Grundlage des durch die Bereichs-Auswahl­ einrichtung 11 gewählten Bereichs und der durch die Zeit­ dauer-Korrektureinrichtungen 14a und 14b ermittelten Spannungsvektordauern. Die Schaltsignal-Erzeugungsein­ richtungen 16a und 16b stellen Schaltsignale zum Ein­ schalten und Ausschalten der selbstlöschenden Halbleite­ relemente der Einzelinverter 2a und 2b entsprechend den durch die Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen 15a und 15b gewählten Spannungsvektoren zum Steuern der Einzelin­ verter 2a und 2b zur Verfügung.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines parallelen Mehr­ fachinverters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 umfaßt der parallele Mehr­ fachinverter zusätzlich zu den Komponenten des parallelen Mehrfachinverters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 10 eine Strombefehl-Erzeugungseinrichtung 17, Subtrahierer 18a, 18b und 18c zum Berechnen der entsprechenden Unter­ schiede zwischen Strombefehlen für die Phasen und ent­ sprechenden Ausgangsströmen der Phasen, und eine Span­ nungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 zum Erzeugen von Spannungsbefehlsvektoren auf der Grundlage der Ausgangs­ signale der Subtrahierer 18a, 18b und 18c.

Der Betrieb des parallelen Mehrfachinverters wird nach­ stehend hinsichtlich einer Prozedur zum Berechnen der Ausgangsströme i der Phasen beschrieben. Die Stromdetek­ toren 9a und 9b (Fig. 2) erfassen die U-Phasen-Ausgangs­ ströme i_u1 und i_u2 der Einzelinverter. Es sei angenommen, daß ein Kreisstrom Δi_u und der U-Phasenstrom i_u in der Richtung der Pfeile fließen. Dann werden die U-Phasen- Ausgangsströme i_u1 und i_u2 ausgedrückt durch:

i_u1 = (i_u/2) + Δi_u

i_u2 = (i_u/2) - Δi_u (9)

woraus folgt

i_u = i_u1 + i_u2 (10)

Dementsprechend kann durch die Erfassung der U-Phasen- Ausgangsströme i_u1 und i_u2 der Einzelinverter durch die Stromdetektoren 9a und 9b der U-Phasen-Ausgangsstrom i_u auf einfache Weise mittels eines nicht gezeigten Addie­ rers berechnet werden.

Die Ausgangsströme i_v und i_w der V-Phase und der W-Phase können leicht auf dieselbe Art und Weise bestimmt werden.

Die Ausgangsströme der Phasen werden an die entsprechen­ den Subtrahierer 18a, 18b und 18c übergeben, die wiederum Stromdifferenzen an die Spannungsbefehl-Erzeugungsein­ richtung 19 abgeben. Daraufhin stellt die Spannungsbe­ fehl-Erzeugungseinrichtung 19 einen Spannungsbefehl zum Verringern der Stromdifferenzen auf Null, das heißt um die Ausgangsströme in Übereinstimmung mit dem Strombefehl zu bringen, zur Verfügung. Die Ausgabe-Betriebsart der Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 kann gleich der der Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels sein, da die Ausgangsströme i_u, i_v und i_w der Phasen des parallelen Mehrfachinverters dem nachstehenden Ausdruck genügen:

i_u + i_v + I_w = 0 (11)

Beim Erzeugen eines Spannungsbefehls können die Ausgangs­ ströme von lediglich der beiden Phasen verwendet werden, da die Ausgangsströme der Phasen dem Ausdruck (11) genü­ gen.

Da die Ausgabe-Betriebsart der Spannungsbefehl-Erzeu­ gungseinrichtung 19 gleich der der Spannungsbefehl-Erzeu­ gungseinrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels ist, ist die Arbeitsweise derjenigen Komponenten, die auf die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 folgen, dieselbe wie die der entsprechenden Komponenten des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels. Auf eine der Bereichs-Auswahleinrichtung 11 des ersten Ausführungsbeispiels ähnliche Weise wählt die Bereichs-Auswahleinrichtung 11 unter den in Fig. 18 gezeigten Bereichen einen den Spannungsbefehlsvektor V* beinhaltenden Bereich aus. Die Zeitdauer-Berechnungsein­ richtung 12 berechnet, ähnlich der Zeitdauer-Berechnungs­ einrichtung des ersten Ausführungsbeispiels, die Dauern der gewählten Spannungsvektoren. Die Spannungsfehler-Be­ rechnungseinrichtungen 13a, 13b und 13c berechnen Aus­ gangsspannungsdifferenzen Δv_u, Δv_v und Δv_w des Einzelin­ verters 2b in bezug zum Einzelinverter 2a, die für den Fluß des Kreisstroms Δi erforderlich sind. Zeitkorrektu­ ren Δt_u, Δt_v und Δt_w zum Korrigieren der Dauern von Span­ nungsvektoren in der PWM-Zeitspanne T werden auf der Grundlage der Ausgangsspannungsdifferenzen Δv_u, Δv_v und Δ v_w unter Verwendung einer Spannung E/2 (E ist die Versor­ gungsspannung der Gleichspannungsversorgung 1) und der PWM-Frequenz f (= 1/T) berechnet.

Die Zeitdauer-Korrektureinrichtungen 14a und 14b korri­ gieren ähnlich denen des ersten Ausführungsbeispiels die Spannungsvektordauern, die durch die Zeitdauer-Berech­ nungseinrichtung 12 zur Verfügung gestellt werden, unter Verwendung der Zeitkorrekturen Δt_u, Δt_v und Δt_w, so daß der Kreisstrom Δi, der durch die Phasen fließt, unter­ drückt wird.

Die Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen 15a und 15b wäh­ len Spannungsvektoren in vorbestimmter Reihenfolge auf der Grundlage des durch die Bereichs-Auswahleinrichtung 11 ausgewählten Bereichs und der durch die Zeitdauer-Kor­ rektureinrichtungen 14a und 14b bereitgestellten Span­ nungsvektordauern aus. Die Schaltsignal-Erzeugungsein­ richtung 16a und 16b liefern entsprechend den durch die Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen 15a und 15b gewähl­ ten Spannungsvektoren Schaltsignale zum Einschalten und Ausschalten der selbstlöschenden Halbleiterelemente der Einzelinverter 2a und 2b, um die Einzelinverter 2a und 2b zu steuern.

Der Durchschnitt der Ausgangsspannungen der Einzelinver­ ter 2a und 2b, das heißt die Ausgangsspannung des paral­ lelen Mehrfachinverters, ist vollkommen gleich der des ersten Ausführungsbeispiels; das heißt, es ist bekannt, daß die Korrektur der Spannungsvektordauer durch die Zeitdauer-Korrekureinrichtungen 14a und 14b in keinster Weise das Ausgangssignal des parallelen Mehrfachinverters beeinträchtigen. Somit kann die Stromsteuer-Antwortcha­ rakteristik einer nicht gezeigten Ausgangsstrom-Steuer­ schaltung, die in der Spannungsbefehl-Erzeugungseinrich­ tung 19 des parallelen Mehrfachinverters enthalten ist, und die Stromsteuer-Antwortcharakteristik einer nicht ge­ zeigten Kreisstrom-Steuerschaltung, die in den Spannungs­ fehler-Berechnungseinrichtungen 13a, 13b und 13c enthal­ ten ist, individuell entworfen werden. Demgemäß können die Kreisströme der Phasen unterdrückt werden, selbst wenn die Ausgangsstrom-Steuerschaltung des parallelen Mehrfachinverters eine Steuer-Antwortcharakteristik für hohe Ströme aufweist.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines parallelen Mehr­ fachinverters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welcher im wesentlichen denselben Aufbau wie der paral­ lele Mehrfachinverter des zweiten Ausführungsbeispiels aufweist und somit nachstehend in der Hauptsache zu dem parallelen Mehrfachinverter gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel unterschiedlicher Abschnitte des parallelen Mehrfachinverters beschrieben werden. Eine Spannungsvek­ tor-Auswahleinrichtung 15a wirkt entsprechend den Aus­ gangssignalen einer Zeitdauer-Berechnungseinrichtung 12 und einer Bereichs-Auswahleinrichtung 11, um einen Span­ nungsvektor bereitzustellen, und eine Spannungsvektor- Auswahleinrichtung 15b wirkt entsprechend den Ausgangssi­ gnalen einer Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14 und der Bereichs-Auswahleinrichtung 11, um einen Spannungsvektor darzustellen. Das dritte Ausführungsbeispiel unterschei­ det sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel darin, daß nur einer der Einzelinverter vorgesehen ist mit einer Zeitdauer-Korrektureinrichtung zum Unterdrücken des Kreisstroms Δi. Die Prozedur zum Unterdrücken des Kreis­ stroms Δi, die durch den Einzelinverter 2b ausgeführt werden soll, ist dieselbe wie die durch das erste Ausfüh­ rungsbeispiel ausgeführte.

Die Arbeitsweise des dritten Ausführungsbeispiels ist ähnlich zu der des zweiten Ausführungsbeispiels. Aus­ gangsströme i_u, i_v und i_w der Phasen werden durch eine Prozedur bestimmt, die gleich derjenigen durch das zweite Ausführungsbeispiel ist. Subtrahierer 18a, 18b und 18c empfangen Strombefehle für die Phasen und die Ausgangs­ ströme der Phasen und geben Stromabweichungen an eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 ab. Die Span­ nungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 liefert einen Span­ nungsbefehl, um die Stromabweichungen auf Null zu verrin­ gern, das heißt um die Ausgangsströme in entsprechende Übereinstimmung mit Strombefehlen zu bringen.

Ein Bereichs-Auswahleinrichtung 11, die ähnlich der Be­ reichs-Auswahleinrichtung des zweiten Ausführungsbei­ spiels ist, wählt unter den in Fig. 18 gezeigten Berei­ chen einen Bereich, der einen Spannungsvektor V* beinhal­ tet, aus. Eine Zeitdauer-Berechungungseinrichtung 12 be­ rechnet Zeitdauern ähnlich der Zeitdauer-Berechnungsein­ richtung 12 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Span­ nungsfehler-Berechnungseinrichtungen 13a, 13b und 13c be­ rechnen Ausgangsspannungsdifferenzen Δv_u, Δv_v und Δv_w, das heißt die Differenzen der Ausgangsspannungen des Ein­ zelinverters 2b von denen des Einzelinverters 2a, die notwendig sind, um den Kreisstrom Δi fließen zu lassen. Zeitkorrekturen Δt_u, Δt_v und Δt_w zum Korrigieren der Zeitdauern der Spannungsvektoren in der PWM-Zeitspanne T werden unter Verwendung der Ausgangsspannungsdifferenzen Δt_u, Δt_v und Δt_w, einer Spannung E/2 (E ist die Versorgungsspannung der Gleichstromversorgung 1) und der PWM-Frequenz f (= 1/T) berechnet.

Eine Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14 korrigiert die Spannungsvektordauern, die durch die Zeitdauer-Berech­ nungseinrichtung 12 berechnet wurden, unter Verwendung der Zeitkorrekturen Δt_u, Δt_v und Δt_w, so daß der Kreis­ strom Δi, der durch jede Phase fließt, unterdrückt wird. Die Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14 korrigiert lediglich auf den Einzelinverter 2b bezogenen Spannungsbe­ fehlsdauern durch Verschieben von Spannungspegel-Ände­ rungspunkten entsprechend der Richtung der Kreisströme Δ i_u, Δi_v und Δi_w mittels der Zeitdauer-Korrektur-Prozedur, wie in Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Eine Spannungsvektor-Wähleinrichtung 15a wählt Spannungs­ vektoren in vorbestimmter Reihenfolge auf der Grundlage des durch die Bereichs-Wähleinrichtung 11 gewählten Be­ reiches und der durch die Zeitdauer-Berechnungseinrich­ tung 12 berechneten Spannungsvektordauern. Eine Span­ nungsvektor-Wähleinrichtung 15b wählt Spannungsvektoren in vorbestimmter Reihenfolge auf der Grundlage des durch die Bereichs-Wähleinrichtung 11 gewählten Bereiches und der durch die Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14 abgegebe­ nen Spannungsvektordauern. Schaltsignal-Erzeugungsein­ richtungen 16a und 16b geben Schaltsignale ab zum Ein­ schalten und Ausschalten der die selbstlöschenden Halb­ leiterelemente beinhaltenden Komponente der Einzelinver­ ter 2a und 2b entsprechend den durch die Spannungsvektor- Auswahleinrichtungen 15a und 15b ausgewählten Spannungs­ vektoren, um die Einzelinverter 2a und 2b zu steuern.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel arbeitet der Einze­ linverter 2a in Übereinstimmung mit dem Spannungsbefehl, der durch die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 abgegeben wird, und der Einzelinverter 2b stellt eine Spannung zur Verfügung, um den Kreisstrom Δi auf Null zu verringern. Kann der Kreisstrom Δi auf Null verringert werden, so arbeitet der Einzelinverter 2b in Übereinstim­ mung mit dem Spannungsbefehl, der durch die Spannungsbe­ fehl-Erzeugungseinrichtung 19 abgegeben wird. Demzufolge ist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einer der Ein­ zelinverter ein Primär-Einzelinverter, und der andere ist ein Sekundär-Einzelinverter.

Obwohl das Ausgangssignal des parallelen Mehrfachinver­ ters gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen vollkommen gleich dem Durchschnitt der Ausgangsspannungen der Einzelinverter 2a und 2b ist, ist das Ausgangssignal des parallelen Mehrfachinverters gemäß dem dritten Aus­ führungsbeispiel nicht exakt gleich dem Mittelwert der Ausgangsspannungen der Einzelinverter 2a und 2b, wenn der Kreisstrom Δi durch den Inverter 2b unterdrückt wird.

In dem in Fig. 8 gezeigten parallelen Mehrfachinverter wird jedoch der Ausgangsstrom auf die Spannungsbefehl-Er­ zeugungseinrichtung 19 zurückgeführt, und die Spannungs­ befehl-Erzeugungseinrichtung 19 gibt einen Spannungsbe­ fehl ab, um den Ausgangsstrom in Übereinstimmung mit dem durch die Strombefehl-Erzeugungseinrichtung 17 abgegebe­ nen Strombefehl zu bringen. Dementsprechend beeinflußt die Unterdrückung des Kreisstroms Δi das Ausgangssignal des parallelen Mehrfachinverters nicht in nachteiliger Weise.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Stromsteuer- Antwortcharakteristiken der in den Spannungsfehler-Be­ rechnungseinrichtungen 13a, 13b und 13c enthaltenen Kreisstrom-Steuerschaltungen bevorzugterweise niedriger als die Stromsteuer-Antwortcharakteristiken einer in der Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 des parallelen Mehrfachinverters enthaltenen Ausgangsstrom-Steuerschal­ tung.

Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Hauptabschnitts eines parallelen Mehrfachinverters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, und Fig. 10 zeigt ein Schaltbild des eine Inverter-Einheit beinhaltenden parallelen Mehr­ fachinverters. Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der parallel verschalteten Einzelinverter N. In Fig. 19 sind die Inverter allumfassend mit INV(k) (k = 1, 2, . . . N) bezeichnet, und Phasenausgangsströme der Einzelinverter sind allumfassend mit i_uk, i_vk, i_vk, i_wk ge­ kennzeichnet.

Der Einzelinverter INV(1), der als Referenz-Einzelinver­ ter dient, ist als Haupt-Einzelinverter bestimmt, und die restlichen Inverter sind als untergeordnete Einzelinver­ ter vorgesehen. Die U-Phasen-Ausgangsströme i_uk der Ein­ zelinverter werden erfaßt. Eine nicht gezeigte Stromab­ weichungs-Erfassungseinrichtung ermittelt die Abweichun­ gen Δi_uk der U-Phasen-Ausgangsströme der untergeordneten Einzelinverter aus dem U-Phasen-Ausgangsstrom i_u1 des Haupt-Einzelinverters INV(1).

Der U-Phasen-Ausgangsstrom i_u des parallelen Mehrfachin­ verters wird erhalten durch Addieren des U-Phasen-Aus­ gangsstroms i_uk der Einzelinverter, das heißt, i_u = Σi_uk. Die Stromabweichungen der V-Phase und der W- Phase werden durch dieselbe Vorgehensweise ermittelt.

Im wesentlichen sind die Stromabweichungen gleich den Kreisströmen. Es werden hierin jedoch die Stromabweichun­ gen, das heißt Abweichungen der Phasenausgangsströme von dem Phasenausgangsstrom des Haupt-Einzelinverters verwen­ det, da es sehr schwierig ist, die Stromflußwege der Kreisströme anzugeben, wenn eine Vielzahl von Einzelin­ vertern parallel verschaltet sind.

Die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung 19 gibt einen Spannungsbefehl ab, um die Stromabweichung eines jeden der entsprechenden Phasenstrombefehle auf Null zu verrin­ gern, das heißt, um den Ausgangsstrom in Übereinstimmung mit dem Strombefehl zu bringen.

Der Haupt-Einzelinverter INV(1) wird auf dieselbe Art und Weise gesteuert wie der Einzelinverter 2a des dritten Ausführungsbeispiels. Genauer gesagt, wählt eine Span­ nungsvektor-Auswahleinrichtung 151 Spannungsvektoren in vorbestimmter Reihenfolge auf der Grundlage eines durch eine Bereichs-Auswahleinrichtung 11 ausgewählten Berei­ ches und von durch eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung 12 bestimmten Spannungsvektordauern aus. Die untergeord­ neten Einzelinverter werden auf dieselbe Weise gesteuert wie der Einzelinverter 2b des dritten Ausführungsbei­ spiels. Präziser ausgedrückt, wählt die Vektor-Auswahl­ einrichtung 15k (k = 2 bis N) Spannungsvektoren in vorbe­ stimmter Reihenfolge auf der Grundlage der durch die Be­ reichs-Auswahleinrichtung 11 ausgewählten Bereiches und durch die Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14k (k = 2 bis N) bereitgestellten Spannungsvektordauern. Die Arbeits­ weise der Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14k und die der Zeitdauer-Korrektureinrichtung 14 des dritten Ausfüh­ rungsbeispiels sind gleich. Die Arbeitsweise der Span­ nungsvektor-Auswahleinrichtung 15k und die der Spannungs­ vektor-Auswahleinrichtungen 15a und 15b sind gleich.

Die Phasenausgangsströme aller untergeordneter Einzelin­ verter sind gleich den Phasen-Ausgangsströmen des Haupt- Einzelinverters, wenn die Stromabweichungen durch die vorstehend in Zusammenhang mit dem dritten Ausführungs­ beispiel beschriebenen Vorgehensweise auf näherungsweise Null verringert werden. Wenn die Summe der Phasenaus­ gangsströme der Einzelinverter mit dem Phasenstrombefehl übereinstimmt, wird der Laststrom gleichmäßig auf alle Einzelinverter verteilt. Somit kann der Laststrom gesteu­ ert werden, ohne eine Lastverteilung auf die Einzelinver­ ter nachteilig zu beeinflussen, ungeachtet der Anzahl der in Parallelschaltung verbundenen Einzelinverter.

Obwohl die Strombefehl-Erzeugungseinrichtung 17, die in den parallelen Mehrfachinvertern des zweiten, des drit­ ten, und des vierten Ausführungsbeispiels eingesetzt wird, einen Dreiphasen-Strombefehl abgibt, können ein Drehmoment-Strombefehl und ein Erreger-Strombefehl ver­ wendet werden, wenn die parallelen Mehrfachinverter zum Steuern eines Wechselstrommotors verwendet werden. Bei der Steuerung eines Wechselstrommotors werden ein Drehmo­ mentstrom und ein Erregerstrom auf der Grundlage des Dreiphasen-Ausgangsstroms des parallelen Mehrfachinver­ ters berechnet, und eine Drehmomentstrom-Abweichung und eine Erregerstrom-Abweichung, die durch einen Subtrahie­ rer berechnet werden, werden an die Spannungsbefehl-Er­ zeugungseinrichtung 19 abgegeben.

Beim Steuern eines Wechselstrommotors, bei dem zwei Sätze von Mehrphasen-Wicklungen vorgesehen sind, mittels jedes der parallelen Mehrfachinvertern der vorstehend beschrie­ benen Ausführungsbeispiele, können die die beiden Einze­ linverter verbindenden Reaktanzspulen entfallen, da eine wechselseitige Induktivität durch die magnetische Kopp­ lung der Mehrphasen-Wicklungen erzeugt wird. Obwohl beim Steuern eines solchen Wechselstrommotors ein ungleichmä­ ßig verteilter bzw. unsymmetrischer Strom anstelle der Kreisströme fließt, können die Ströme, die durch die Pha­ senwicklungen des Mehrphasen-Wechselstrommotors fließen, ausgeglichen werden, da der ungleichmäßig verteilte Strom auf dieselbe Weise gesteuert werden kann, wie der Kreis­ strom in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen gesteuert wird.

Die Halbbrücke der Einzelinverter braucht nicht auf den in Fig. 13 gezeigten Dreistufen-Inverter beschränkt sein; die Einzelinverter der vorstehenden Ausführungsbeispiele können mit Halbbrücken versehen sein, die drei Ausgangs­ werte bereitstellen können. Die Einzelinverter brauchen nicht notwendigerweise auf den Zweistufen-Inverter gemäß Fig. 12 oder den Dreistufen-Inverter gemäß Fig. 13 be­ schränkt sein; die Einzelinverter können Mehrpegel-Inver­ ter sein.

Die in den Fig. 2 und 10 gezeigten Reaktanzspulen können als Kuppelreaktanzspulen oder als Luftkernreaktanzspulen ausgeführt sein.

Vorstehend wurde somit ein paralleler Mehrfachinver­ ter beschrieben, der zwei parallel verschaltete Einzelin­ verter aufweist. Eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung verteilt die jeweiligen Zeitdauern von drei Spannungsvek­ toren, die einen durch eine Bereichs-Auswahleinrichtung ausgewählten Bereich definieren, über eine PWM-Periode derart, daß die einem Spannungsbefehl entsprechende Aus­ gangsspannung bereitgestellt wird. Eine Zeitdauer-Korrek­ tureinrichtung korrigiert die jeweiligen Zeitdauern der Spannungsvektoren, um die Unterschiede im Ausgangsstrom zwischen den entsprechenden Phasen der Einzelinverters zu verringern. Eine Spannungsvektor-Auswahleinrichtung wählt die Spannungsvektoren, die den durch die Bereichs- Auswahleinrichtung gewählten Bereich definieren, in Über­ einstimmung mit den korrigierten Zeitdauern. Schaltsi­ gnal-Erzeugungseinrichtungen erzeugen Steuersignale zum Steuern der Baustein-Schaltelemente der Einzelinverter. Auf diese Weise ist ein Strom in einem geschlossenen Stromkreis, der zwischen den beiden Einzelinvertern fließt, herabgesetzt.

Claims (10)

1. Paralleler Mehrfachinverter, gekennzeichnet durch
zwei parallel geschaltete Einzelinverter (2a, 2b),
eine Bereichs-Auswahleinrichtung (11) zum Auswählen eines durch die Punkte dreier benachbarter Spannungsvek­ toren definierten und einen Spannungsbefehlsvektor bein­ haltenden Bereiches aus den den Schaltzuständen der Ein­ zelinverter entsprechenden Bereichen,
eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung (12) zum Verteilen der jeweiligen Dauer der drei benachbarten, den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung (11) ausgewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren über eine PWM- Zeitspanne (T) derart, daß die Ausgangsspannung mit dem Spannungsbefehlsvektor übereinstimmt,
eine Spannungsvektor-Auswahleinrichtung (15a, 15b) zum Auswählen der den durch die Bereichs-Auswahleinrich­ tung (11) ausgewählten Bereich definierenden Spannungs­ vektoren auf der Grundlage der jeweiligen Dauer der Span­ nungsvektoren,
eine Schaltsignal-Erzeugungseinrichtung (16a, 16b) zum Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der Schal­ telement-Bausteine der Einzelinverter in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen der Spannungsvektor-Auswahlein­ richtung (15a, 15b),
eine Zeitdauer-Korrektureinrichtung (14a, 14b) zum Korrigieren der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren derart, daß die Abweichungen der Ausgangsströme der Pha­ sen der Einzelinverter verringert werden,
wobei die Spannungsvektor-Auswahleinrichtung (15a, 15b) die Spannungsvektoren in Übereinstimmung mit durch die Zeitdauer-Korrektureinrichtung (14a, 14b) abgegebenen korrigierten Dauern auswählt.

2. Paralleler Mehrfachinverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Spannungsfehler- Berechnungseinrichtung (13a, 13b, 13c) vorgesehen ist, die die Spannungsdifferenzen zwischen den entsprechenden Phasen der Einzelinverter (2a, 2b) entsprechend Strömen in geschlossenen Stromkreisen, die zwischen den entspre­ chenden Phasen der beiden Einzelinverter (2a, 2b) fließen, und Dauer-Korrekturen zum Korrigieren der jeweiligen Dauern der Spannungsvektoren auf der Grundlage der Spannungsdifferenzen berechnet, und die Dauer-Korrek­ turen an die Zeitdauer-Korrektureinrichtung (14a, 14b) übergibt.

3. Paralleler Mehrfachinverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer-Korrekturein­ richtung (14a, 14b) die jeweiligen Dauern der Aus­ gangsspannungen zur Übereinstimmung mit den korrigierten Dauern der Ausgangsspannungen hin korrigiert.

4. Paralleler Mehrfachinverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Strombefehl- Erzeugungseinrichtung (17) zum Erzeugen eines Strombefe­ hls, und eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung (19) zum Bereitstellen eines Spannungsbefehlsvektors zum Zwecke des Verringerns der Abweichung des Ausgangsstroms des Inverters vom Strombefehl auf Null, vorgesehen sind.

5. Paralleler Mehrfachinverter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Spannungsfehler- Berechnungseinrichtung (13a, 13b, 13c) vorgesehen ist, die die Spannungsdifferenzen zwischen den entsprechenden Phasen der Einzelinverter (2a, 2b) entsprechend Strömen in geschlossenen Stromkreisen, die zwischen den entspre­ chenden Phasen der beiden Einzelinverter (2a, 2b) fließen, und Dauer-Korrekturen zum Korrigieren der jeweiligen Dauern der Spannungsvektoren auf der Grundlage der Spannungsdifferenzen berechnet, und die Dauer-Korrek­ turen an die Zeitdauer-Korrektureinrichtung (14a, 14b) übergibt.

6. Paralleler Mehrfachinverter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer-Korrekturein­ richtung (14a, 14b) die jeweiligen Dauern der Aus­ gangsspannungen zur Übereinstimmung mit den korrigierten Dauern der Ausgangsspannungen hin korrigiert.

7. Paralleler Mehrfachinverter, gekennzeichnet durch
zwei parallel geschaltete erste und zweite Ein­ zelinverter (2a, 2b),
eine Strombefehl-Erzeugungseinrichtung (17) zum Erzeugen eines Strombefehls,
eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung (19) zum Erzeugen eines Spannungsbefehlsvektors zum Zwecke des Verringerns der Abweichung des Ausgangsstroms des Invert­ ers vom durch die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung bereitgestellten Strombefehl auf Null,
eine Bereichs-Auswahleinrichtung (11) zum Auswählen eines durch die Punkte dreier benachbarter Spannungsvek­ toren definierten und einen Spannungsbefehlsvektor bein­ haltenden Bereiches aus den den Schaltzuständen der Ein­ zelinverter entsprechenden Bereichen,
eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung (12) zum Verteilen der jeweiligen Dauer der drei benachbarten, den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung (11) ausgewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren über eine PWM- Zeitspanne (T) derart, daß die Ausgangsspannung mit dem Spannungsbefehlsvektor übereinstimmt,
einer ersten und einer zweiten Spannungsvektor- Auswahleinrichtung (15a, 15b) zum Auswählen der den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung (11) ausgewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren auf der Grundlage der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren,
eine Schaltsignal-Erzeugungseinrichtung (16a, 16b) zum Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der Schal­ telement-Bausteine der Einzelinverter in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen der Spannungsvektor-Auswahlein­ richtung (15a, 15b), und
eine Zeitdauer-Korrektureinrichtung (14) zum Kor­ rigieren der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren für den zweiten Einzelinverter (2b) derart, daß die Ab­ weichungen der Ausgangsströme der Phasen der Einzelin­ verter verringert werden,
wobei die erste Spannungsvektor-Auswahleinrichtung (15a) Spannungsvektoren in Übereinstimmung mit den durch die Zeitdauer-Berechnungseinrichtung ermittelten Dauern auswählt, und die zweite Spannungsvektor-Auswahleinrich­ tung (15b) Spannungsvektoren in Übereinstimmung mit durch die Zeitdauer-Korrektureinrichtung abgegebenen korrigier­ ten Dauern auswählt.

8. Paralleler Mehrfachinverter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Spannungsfehler- Berechnungseinrichtung (13a, 13b, 13c) vorgesehen ist, die die Spannungsdifferenzen zwischen den entsprechenden Phasen der Einzelinverter (2a, 2b) entsprechend Strömen in geschlossenen Stromkreisen, die zwischen den entspre­ chenden Phasen der beiden Einzelinverter (2a, 2b) fließen, und Dauer-Korrekturen zum Korrigieren der jeweiligen Dauern der Spannungsvektoren auf der Grundlage der Spannungsdifferenzen berechnet, und die Dauer-Korrek­ turen an die Zeitdauer-Korrektureinrichtung (14a, 14b) übergibt.

9. Paralleler Mehrfachinverter, gekennzeichnet durch
eine Vielzahl parallel geschalteter Einzelinverter (INV(k), k = 1 bis N), die als ein Haupt-Einzelinverter (INV(1)) und untergeordnete Einzelinverter (INV(2) bis INV(N)) dienen,
eine Strombefehl-Erzeugungseinrichtung (17) zum Erzeugen eines Strombefehls,
eine Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung (19) zum Erzeugen eines Spannungsbefehlsvektors zum Zwecke des Verringerns der Abweichung des Ausgangsstroms des Invert­ ers vom durch die Spannungsbefehl-Erzeugungseinrichtung bereitgestellten Strombefehl auf Null,
eine Bereichs-Auswahleinrichtung (11) zum Auswählen eines durch die Punkte dreier benachbarter Spannungsvek­ toren definierten und einen Spannungsbefehlsvektor bein­ haltenden Bereiches aus den den Schaltzuständen der Ein­ zelinverter entsprechenden Bereichen,
eine Zeitdauer-Berechnungseinrichtung (12) zum Verteilen der jeweiligen Dauer der drei benachbarten, den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung (11) ausgewählten Bereich definierenden Spannungsvektoren über eine PWM- Zeitspanne (T) derart, daß die Ausgangsspannung mit dem Spannungsbefehlsvektor übereinstimmt,
einer Spannungsvektor-Auswahleinrichtung (151), die dem Haupt-Einzelinverter (INV(1)) zugeordnet ist, zum Auswählen der den durch die Bereichs-Auswahleinrichtung (11) ausgewählten Bereich definierenden Spannungsvek­ toren,
Spannungsvektor-Auswahleinrichtungen (152 bis 15N), die jeweils den untergeordneten Einzelinvertern zugeord­ net sind, zum Auswählen der den durch die Bereichs- Auswahleinrichtung (11) ausgewählten Bereich definier­ enden Spannungsvektoren,
Schaltsignal-Erzeugungseinrichtungen (161, 16N) zum Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der Schaltele­ ment-Bausteine der Einzelinverter in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen der Spannungsvektor-Auswahleinrich­ tungen, und
Zeitdauer-Korrektureinrichtungen (142 bis 14N) zum Korrigieren der jeweiligen Dauer der Spannungsvektoren für die untergeordneten Einzelinverter derart, daß die Stromdifferenzen zwischen den entsprechenden Phasen der Einzelinverter verringert werden,
wobei die Spannungsvektor-Auswahleinrichtung (151) einen Spannungsvektor in Übereinstimmung mit den durch die Zeitdauer-Berechnungseinrichtung bereitgestellten Dauern auswählt, und die Spannungsvektor-Auswahleinrich­ tungen (152 bis 15N) Spannungsvektoren in Übereinstimmung mit den durch die Zeitdauer-Korrektureinrichtung abgege­ benen korrigierten Dauern auswählt.

10. Paralleler Mehrfachinverter nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß ferner eine Spannungsfehler-Be­ rechnungseinrichtung (13a, 13b, 13c) vorgesehen ist, die die Spannungsdifferenzen zwischen den entsprechenden Pha­ sen des Haupt-Einzelinverters und der untergeordneten Einzelinverter entsprechend den Stromdifferenzen zwischen den entsprechenden Phasen des Haupt-Einzelinverters und der untergeordneten Einzelinverter, und Dauer-Korrekturen zum Korrigieren der jeweiligen Dauern der Spannungsvekto­ ren auf der Grundlage der Spannungsdifferenzen berechnet, und die Dauer-Korrekturen an die Zeitdauer-Korrekturein­ richtung übergibt.