JP2001169567A - 系統連系インバータ - Google Patents
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
流の波形歪の増大を抑制できる系統連系インバータを提
供する。 【解決手段】 直流電源1から直流電力を入力して系統
9へ交流電力を出力する系統連系インバータにおいて、
昇圧コンバータ2の出力に接続されて高周波成分を除去
する中間段コンデンサ3を複数個のコンデンサで構成
し、そのうちの少なくとも1個にはリレー10を接続し
て設け、系統9への出力電流io の実効値が所定の出力
電流実効値閾値以下であるとき、制御回路8はリレー1
0をオフとして中間段コンデンサ3の容量を小さくす
る。これにより、中間段コンデンサ3への無効電流を小
さくして小出力電力時でも低歪の正弦波の出力電流波形
を維持することができる。なお、系統電圧VAC、中間段
コンデンサ電流iM に対応して中間段コンデンサ3の容
量を小さく切り替える手段なども含む。
Description
池などの直流電力を商用周波数の交流電力に変換して系
統に出力する系統連系インバータに関する。
て図面を参照しながら説明する。図7は、従来から使用
されている系統連系インバータの構成を示すブロック図
である。図7において、系統連系インバータは、直流電
源1と、昇圧コンバータ2と、昇圧コンバータ2の出力
電流から高周波成分を除去する中間段コンデンサ3と、
フルブリッジインバータ4と、フルブリッジインバータ
4の出力から高周波リップルを除去する限流リアクトル
5と、出力コンデンサ6とを備えている。直流電源1に
は、太陽電池または燃料電池を使用している。昇圧コン
バータ2の直流リアクトル7を流れる直流リアクトル電
流ii と、限流リアクトル5を流れる限流リアクトル電
流il とは、それぞれの電流検出手段(図示せず)によ
って検出され、制御回路8は、それぞれの波形が所定基
準の波形に近づくように、昇圧コンバータ2のスイッチ
ング素子QB およびスイッチング素子QFと、フルブリ
ッジインバータ4のスイッチング素子Q1 〜Q4 のオン
時間が決定している。
すると、直流電源1からの入力電圧Vinを昇圧コンバー
タ2によって高電圧の中間段電圧VM に変換し、フルブ
リッジインバータ4を構成している4個のスイッチング
素子Q1 〜Q4 によって商用周波数の正弦波の交流に変
換し、限流リアクトル5と出力コンデンサ6とを介して
系統9に出力している。このとき、制御回路8は、直流
電源1からの入力電圧Vinが系統電圧VACの絶対値に比
べて小さい期間では昇圧コンバータ2を動作させ、その
ときの直流リアクトル電流ii を制御して出力電流io
を生成し、また、直流電源1からの入力電圧Vinが系統
電圧VACの絶対値に比べて大きい期間では昇圧コンバー
タ2を動作させず、フルブリッジインバータ4が入力電
圧Vinによる限流リアクトル電流il を制御して出力電
流io を生成している。
連系インバータでは、系統電圧VACが正弦波の交流、入
力電圧Vinが直流であるので、出力電流io を正弦波と
して得るために直流リアクトル電流ii の目標値を系統
電圧VACとほぼ同位相の正弦波の2乗として制御してい
る。中間段コンデンサ3に印加される中間段電圧VM
は、系統電圧VACの振幅とほほ同等でかつ位相差が小さ
いため、中間段コンデンサ3に流れ込む無効電流の位相
は系統電圧VACに対して約90度進んでいる。出力電流
io は中間段コンデンサ電流iM と昇圧コンバータ2の
出力電流とのベクトル和であるので、中間段コンデンサ
電流iM に比べて出力電流io が十分大きいときは、出
力電流io と直流リアクトル電流ii との位相差は無視
できるが、出力電流io が小さいときに直流リアクトル
電流ii の目標位相を変えずに、その振幅を正弦波の2
乗とした場合、出力電流io の波形が歪むと言う課題を
有している。
力電流io が小さいときでも波形歪の小さい正弦波を維
持できる系統連系インバータを提供することを目的とす
る。
は、直流電源と、直流リアクトルと2個のスイッチング
素子とを備えて前記直流電源からの入力電圧を昇圧する
昇圧コンバータと、中間段コンデンサを介して前記昇圧
コンバータの出力に接続した4個のスイッチング素子を
有するフルブリッジインバータと、前記フルブリッジイ
ンバータの出力から高周波成分を除去して交流の系統に
出力する限流リアクトルおよび出力コンデンサと、全体
の動作を制御する制御回路とを備えた系統連系インバー
タにおいて、前記中間段コンデンサを複数個のコンデン
サに分割して備えるとともに、前記コンデンサの少なく
とも1個に直列にリレーを接続して設け、前記制御回路
は、前記系統への出力電流の実効値が所定の出力電流実
効値閾値以下であると判定したとき、前記リレーをオフ
とすることにより前記中間段コンデンサの容量を小さく
するようにした系統連系インバータである。
間段コンデンサの容量を小さくすることにより、無効電
流を小さくして、直流電源からの入力電圧が系統電圧の
絶対値より小さい期間で昇圧コンバータを動作させて直
流リアクトル電流を制御する条件においても、出力電流
を正弦波に維持することができる。
直流リアクトルと2個のスイッチング素子とを備えて前
記直流電源からの入力電圧を昇圧する昇圧コンバータ
と、中間段コンデンサを介して前記昇圧コンバータの出
力に接続した4個のスイッチング素子を有するフルブリ
ッジインバータと、前記フルブリッジインバータの出力
から高周波成分を除去して交流の系統に出力する限流リ
アクトルおよび出力コンデンサと、全体の動作を制御す
る制御回路とを備えた系統連系インバータにおいて、前
記中間段コンデンサを複数個のコンデンサに分割して備
えるとともに、前記コンデンサの少なくとも1個に直列
にリレーを接続して設け、前記制御回路は、前記系統に
おける系統電圧の実効値が所定の系統電圧実効値閾値以
上であると判定したとき、前記リレーをオフとすること
により前記中間段コンデンサの容量を小さくするように
した請求項1に係わる系統連系インバータである。
間段コンデンサの容量を小さくすることにより、無効電
流を小さくして、直流電源からの入力電圧が系統電圧の
絶対値より小さい期間で昇圧コンバータを動作させて直
流リアクトル電流を制御する条件においても、出力電流
を正弦波に維持することができる。
直流リアクトルと2個のスイッチング素子とを備えて前
記直流電源からの入力電圧を昇圧する昇圧コンバータ
と、中間段コンデンサを介して前記昇圧コンバータの出
力に接続した4個のスイッチング素子を有するフルブリ
ッジインバータと、前記フルブリッジインバータの出力
から高周波成分を除去して交流の系統に出力する限流リ
アクトルおよび出力コンデンサと、全体の動作を制御す
る制御回路とを備えた系統連系インバータにおいて、前
記中間段コンデンサを複数個のコンデンサに分割して備
えるとともに、前記コンデンサの少なくとも1個に直列
にリレーを接続して設け、前記制御回路は、前記中間段
コンデンサの電流の実効値が所定の中間段コンデンサ電
流実効値閾値以上であると判定したとき、前記リレーを
オフとすることにより前記中間段コンデンサの容量を小
さくするようにした請求項1ないし請求項2のいずれか
に係わる系統連系インバータである。
大きいときに中間段コンデンサの容量を小さくすること
により、無効電流を小さくして、直流電源からの入力電
圧が系統電圧の絶対値より小さい期間で昇圧コンバータ
を動作させて直流リアクトル電流を制御する条件におい
ても、出力電流を正弦波に維持することができる。
サを複数個のコンデンサに分割して備えるとともに、そ
のコンデンサの少なくとも1個に第2のリレーを直列に
接続して設け、制御回路は、系統への出力電流の実効値
が所定の出力電流実効値閾値以下であると判定したと
き、前記第2のリレーをオフとして前記出力コンデンサ
の容量を小さくするようにした請求項1ないし請求項3
のいずれかに係わる系統連系インバータである。
力コンデンサの容量を小さくすることにより、無効電流
を小さくして、フルブリッジインバータの力率を向上さ
せることができる。
サを複数個のコンデンサに分割して備えるとともに、そ
のコンデンサの少なくとも1個に第2のリレーを直列に
接続して設け、制御回路は、系統における系統電圧の実
効値が所定の系統電圧実効値閾値以上であると判定した
とき、前記第2のリレーをオフとすることにより前記出
力コンデンサの容量を小さくするようにした請求項1な
いし請求項4のいずれかに係わる系統連系インバータで
ある。
力コンデンサの容量を小さくすることにより、無効電流
を小さくして、フルブリッジインバータの力率を向上さ
せることができる。
サを複数個のコンデンサに分割して備えるとともに、そ
のコンデンサの少なくとも1個に第2のリレーを直列に
接続して設け、制御回路は、前記出力コンデンサの電流
の実効値が所定の出力コンデンサ電流実効値閾値以上で
あると判定したとき、前記第2のリレーをオフとするこ
とにより前記出力コンデンサの容量を小さくするように
した請求項1ないし請求項5のいずれかに係わる系統連
系インバータである。
きいときに出力コンデンサの容量を小さくすることによ
り、無効電流を小さくして、フルブリッジインバータの
力率を向上させることができる。
て、制御回路は、中間段コンデンサの容量を切り替え
て、出力電流の実効値が所定の出力電流実効値閾値以下
であるときは、リレーをオフとして中間段コンデンサの
容量を小さくすることにより出力電流に関わらず出力電
流を正弦波に維持するように制御する。実施例では、出
力電流の実効値を検出する出力電流実効値検出手段と、
検出された出力電流の実効値が所定の出力電流実効値閾
値以下であるか否かを比較判定する判定回路と、その判
定結果により前記リレーをオフとするように駆動するリ
レー駆動回路とを制御回路に備えた構成としている。
路は、中間段コンデンサの容量を切り替えて、系統電圧
の実効値が所定の系統電圧実効値閾値以上であるとき
は、リレーをオフとして中間段コンデンサの容量を小さ
くすることにより系統電圧の変動に関わらず出力電流を
正弦波に維持するように制御する。実施例では、系統電
圧の実効値を検出する系統電圧実効値検出手段と、検出
された系統電圧の実効値が所定の系統電圧実効値閾値以
上であるか否かを比較判定する判定回路と、その判定結
果により前記リレーをオフとするように駆動するリレー
駆動回路とを制御回路に備えた構成としている。
路は、中間段コンデンサの容量を切り替えて、中間段コ
ンデンサの電流の実効値が所定の中間段コンデンサ電流
実効値閾値以上であるときは、リレーをオフとして中間
段コンデンサの容量を小さくすることにより出力電流を
正弦波に維持するように制御する。実施例では、中間段
コンデンサ電流の実効値を検出する中間段コンデンサ電
流実効値検出手段と、検出された中間段コンデンサ電流
の実効値が所定の中間段コンデンサ電流実効値閾値以上
であるか否かを比較判定する判定回路と、その判定結果
により前記リレーをオフとするように駆動するリレー駆
動回路とを制御回路に備えた構成としている。
路は、出力コンデンサの容量を切り替えて、出力電流の
実効値が所定の出力電流実効値閾値以下であるときは、
第2のリレーをオフとして出力コンデンサの容量を小さ
くすることによりフルブリッジインバータの力率を向上
させるように制御する。実施例では、出力コンデンサの
電流の実効値を検出する出力コンデンサ電流実効値検出
手段と、検出された出力コンデンサの電流の実効値が所
定の出力コンデンサ電流実効値閾値以下であるか否かを
比較判定する判定回路と、その判定結果により第2のリ
レーをオフとするように駆動する第2のリレー駆動回路
とを制御回路に備えた構成としている。
路は、出力コンデンサの容量を切り替えて、系統電圧の
実効値が所定の系統電圧実効値閾値以上であるときは、
第2のリレーをオフとして出力コンデンサの容量を小さ
くすることにより系統電圧の変動に関わらずフルブリッ
ジインバータの力率を向上させるように制御する。実施
例では、系統電圧の実効値を検出する系統電圧実効値検
出手段と、検出された系統電圧の実効値が所定の系統電
圧実効値閾値以上であるか否かを比較判定する判定回路
と、その判定結果により第2のリレーをオフとするよう
に駆動する第2のリレー駆動回路とを制御回路に備えた
構成としている。
路は、出力コンデンサの容量を切り替えて、出力コンデ
ンサの電流の実効値が所定の出力コンデンサ電流実効値
閾値以上であるときは、第2のリレーをオフとして出力
コンデンサの容量を小さくすることによりフルブリッジ
インバータの力率を向上させるように制御する。実施例
では、出力コンデンサの電流の実効値を検出する出力コ
ンデンサ電流実効値検出手段と、検出された出力コンデ
ンサの電流の実効値が所定の出力コンデンサ電流実効値
閾値以上であるか否かを比較判定する判定回路と、その
判定結果により第2のリレーをオフとするように駆動す
る第2のリレー駆動回路とを制御回路に備えた構成とし
ている。
例について説明する。
ータの実施例1について図面を参照しながら説明する。
本実施例は請求項1に係わる。
である。なお、従来例と同じ構成要素には同一符号を付
与して詳細な説明を省略する。本実施例が従来例と異な
る点は、中間段コンデンサ3を2つに分割して中間段コ
ンデンサ3aと中間段コンデンサ3bとを備えるととも
に、中間段コンデンサ3bにはリレー10を接続して設
け、制御回路8は、出力電流io の実効値を検出する出
力電流実効値検出手段11と、検出した出力電流io の
実効値を所定の出力電流実効値閾値と比較判定する判定
回路12と、前記リレー10を駆動するリレー駆動回路
13とを備えたことにある。なお、中間段コンデンサの
上記分割は2つに限定されるものではない。
本実施例の系統連系インバータは、従来例と同様に、太
陽電池や燃料電池によって構成している直流電源1を入
力として使用し、直流電源1から供給された直流電力を
商用周波数の交流電力に変換して系統9に出力する。
2は、直流電源1から供給された入力電圧Vinを系統9
における系統電圧VACより高い中間段電圧VM に高周波
で昇圧する。昇圧コンバータ2は直流リアクトル7、ス
イッチング素子QF 、およびスイッチング素子QB によ
って構成され、入力電圧Vinが系統電圧VACの絶対値に
比べて低い期間では直流リアクトル7に流れる直流リア
クトル電流ii を制御して出力電流io として正弦波を
得ている。昇圧コンバータ2に接続している中間段コン
デンサ3は、数百μF程度以下の容量を有するものを使
用しており、昇圧された出力に含まれている高周波成分
を除去するように作用する。
て構成しているフルブリッジインバータ4は、中間段コ
ンデンサ3から入力されている入力電圧が系統9の電圧
に比べて低い期間ではこの電圧を降圧するように作用す
る。また、限流リアクトル5と出力コンデンサ6は、前
記フルブリッジインバータ4が出力している電圧によっ
て生成される電流から高周波リップルを除去するように
作用している。
ンサ3aと中間段コンデンサ3bとに分割されており、
そのうちの中間段コンデンサ3bには直列にリレー10
が接続されている。判定回路12は、出力電流実効値検
出手段11により検出された出力電流io の実効値を所
定の出力電流実効値閾値と比較判定し、出力電流ioの
実効値が前記出力電流実効値閾値以下であるとき、リレ
ー駆動回路13によりリレー10をオフとする。
中間段コンデンサ3を無視した場合には、系統電圧VAC
は交流の正弦波、入力電圧Vinは直流であるから、直流
リアクトル電流ii の波形目標値として正弦波の2乗を
与えることにより出力電流io は概ね正弦波となるが、
実際には中間段コンデンサ3には系統電圧VACに対して
約90度の進み位相で無効電流が流れ、この無効電流の
実効値は、ほぼ系統電圧VACと中間段コンデンサ3の容
量とに比例しており、昇圧コンバータ2で生成される電
流と中間段コンデンサ3の電流、すなわち中間段コンデ
ンサ電流iM とのベクトル和が出力電流io となる。
って検出された出力電流io の実効値が所定の出力電流
実効値閾値以下、すなわち出力電力が小さい場合、判定
回路12によってリレー10をオフとするので、中間段
コンデンサ3の容量が減少し、中間段コンデンサの電
流、すなわち中間段コンデンサ電流iM は小さくなるの
で、直流リアクトル電流ii の目標値を正弦波の2乗の
形で、かつ出力電流ioの実効値が前記出力電流実効値
閾値よりも大きい場合と大幅に位相を変化させることな
く、出力として低歪みの正弦波電流を生成する。
が小さいときは中間段コンデンサの容量を小さくするこ
とにより、中間段コンデンサに流れる無効電流を小さく
でき、直流リアクトル電流の目標値の誤差が小さくなる
ようにできるので、低歪みの出力電流を得ることが可能
な系統連系インバータを実現することができる。
バータの実施例2について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項2に係わる。
る。なお、実施例1と同じ構成要素には同一符号を付与
して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例1と異な
る点は、制御回路8において、系統電圧VACの実効値を
検出する系統電圧実効値検出手段14を備え、判定回路
12は、検出された系統電圧VACの実効値を所定の系統
電圧実効値閾値と比較判定し、系統電圧VACの実効値が
前記系統電圧実効値閾値以上であるときにリレー駆動回
路13によりリレー10をオフとすることにある。
直流リアクトル電流ii を制御するとき、中間段コンデ
ンサ3を無視した場合、系統電圧VACは交流の正弦波、
入力電圧が直流であるから、直流リアクトル電流ii の
波形目標値として正弦波の2乗を与えることにより出力
電流io は概ね正弦波となるが、実際には中間段コンデ
ンサ3には系統電圧VACに対して約90度の進み位相で
無効電流が流れ、この無効電流の実効値は、ほぼ系統電
圧VACと中間段コンデンサ3の容量とに比例しており、
昇圧コンバータ2で生成される電流と中間段コンデンサ
電流iM とのベクトル和が出力電流io となる。系統連
系インバータにおいて系統電圧VACは定格±15%程度
の範囲で変動するため、中間段コンデンサ電流iM も大
幅に変化する。そこで、系統電圧VACが大きく、かつ出
力電力一定の場合、中間段コンデンサ電流iM は増加
し、出力電流io は減少するため、系統電圧実効値検出
手段14によって系統電圧VACが上昇したことを検出し
て、判定回路12とリレー駆動回路13とによってリレ
ー10をオフとすることにより、中間段コンデンサ3の
容量が減少し、中間段コンデンサ電流iM は小さくなる
ことから、直流リアクトル電流ii の目標値を正弦波の
2乗の形で、かつ系統電圧VACが定格時と大幅に位相を
変化させることなく、出力電流io として低歪みの正弦
波電流を生成する。
が定格に対して大幅に大きくなったときは中間段コンデ
ンサの容量を小さくすることにより、中間段コンデンサ
に流れる無効電流を小さくでき、直流リアクトル電流の
目標値の誤差が小さくなるようにできるので、低歪みの
出力電流が得られる系統連系インバータを実現すること
ができる。
た手段を組み合わせてもよいことは言うまでもない。
バータの実施例3について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項3に係わる。
る。なお、実施例1ないし実施例2と同じ構成要素には
同一符号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が
実施例1ないし実施例2と異なる点は、制御回路8にお
いて、中間段コンデンサ電流iM の実効値を検出する中
間段コンデンサ電流実効値検出手段15を備え、判定回
路12は、中間段コンデンサ電流iM の実効値を所定の
中間段コンデンサ電流実効値閾値と比較判定し、中間段
コンデンサ電流iM の実効値が前記中間段コンデンサ電
流実効値閾値以上であるとき、リレー駆動回路13によ
りリレー10をオフとすることにある。
系統電圧VACの変動や出力電流ioの変化に加えて中間
段コンデンサ3の容量のバラツキによっても中間段コン
デンサ電流iM は変化する。判定回路12は、中間段コ
ンデンサ電流実効値検出手段15によって検出された中
間段コンデンサ電流iM の実効値を前記中間段コンデン
サ電流実効値閾値と比較判定し、中間段コンデンサ電流
iM が前記中間段コンデンサ電流実効値閾値以上である
とき、リレー10をオフさせて中間段コンデンサ3の容
量を小さくすることにより、すべての変動を包含した制
御として、中間段コンデンサ3の容量の選択が可能とな
る。
や出力電流の大小に関わらず実際に中間段コンデンサに
流れる電流を検出して、電流が大きいときは容量を小さ
くすることにより、直流リアクトル電流の目標値を精度
よく与えることができるので、低歪みの出力電流が得ら
れる系統連系インバータを実現することができる。
施例2で説明した手段を組み合わせてもよいことは言う
までもない。
バータの実施例4について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項4に係わる。
る。なお、実施例1ないし実施例3と同じ構成要素には
同一符号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が
実施例1ないし実施例3と異なる点は、出力コンデンサ
6を2個の出力コンデンサ6aと出力コンデンサ6bと
に分割して備えるとともに、出力コンデンサ6bには直
列に第2のリレー16を設け、制御回路8において、出
力電流io の実効値を検出する出力電流実効値検出手段
11と、第2のリレー駆動回路17とを備え、判定回路
12は、検出された出力電流io の実効値を所定の出力
電流実効値閾値と比較判定し、出力電流io の実効値が
前記出力電流実効値閾値以下であるとき、第2のリレー
駆動回路17により第2のリレー16をオフとすること
にある。
限流リアクトル5の電流を制御するとき、出力コンデン
サ6aと出力コンデンサ6bとからなる出力コンデンサ
6を無視した場合、限流リアクトル5の電流の波形目標
値として正弦波を与えることにより出力電流は概ね正弦
波となるが、実際には出力コンデンサ6には系統電圧V
ACに対して約90度の進み位相で無効電流が流れ、この
無効電流の実効値は、ほぼ系統電圧VACと出力コンデン
サ6の容量とに比例しており、フルブリッジインバータ
で生成される電流と出力コンデンサ6の電流とのベクト
ル和が出力電流io となる。出力電流実効値検出手段1
1によって検出された出力電流実効値は所定の出力電流
実効値閾値と判定回路12により比較判定され、出力電
流io の実効値が前記出力電流実効値閾値以下であると
き、第2のリレー駆動回路17により第2のリレー16
をオフとして出力コンデンサ6の容量を小さくしてい
る。出力電流io は限流リアクトル電流il と出力コン
デンサ6の電流とのベクトル和として与えられるので、
出力電流io が小さく、出力コンデンサ6の容量が大き
い場合は系統連系インバータは低力率動作となるが、出
力コンデンサ6の容量が小さくなるので、力率が改善さ
れる。
の大きさに応じて、とくに出力電力が小さい場合、出力
コンデンサ6の容量を小さくすることにより、力率の低
下を小さくして、系統電圧の上昇の防止や効率を向上す
ることができる系統連系インバータを実現することがで
きる。
施例3で説明した手段を組み合わせてもよいことは言う
までもない。
バータの実施例5について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項5に係わる。
る。なお、実施例1ないし実施例4と同じ構成要素には
同一符号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が
実施例4と異なる点は、制御回路8において、系統電圧
VACの実効値を検出する系統電圧実効値検出手段14を
備え、判定回路12は、検出された系統電圧VACの実効
値を所定の系統電圧実効値閾値と比較判定し、系統電圧
VACの実効値が前記系統電圧実効値閾値以上であると
き、第2のリレー駆動回路17により第2のリレー16
をオフとすることにある。
限流リアクトル電流il を制御するとき、出力コンデン
サ6を無視した場合、限流リアクトル電流il の波形目
標値として正弦波を与えることにより出力電流io は概
ね正弦波となるが、実際には出力コンデンサ6には系統
電圧VACに対して約90度の進み位相で無効電流が流
れ、この無効電流の実効値は、ほぼ系統電圧VACと出力
コンデンサ6の容量とに比例しており、フルブリッジイ
ンバータ4で生成される電流と出力コンデンサ6の電流
とのベクトル和が出力電流io となる。判定回路12
は、系統電圧実効値検出手段14によって得られた系統
電圧VACの実効値を所定の系統電圧実効値閾値と比較判
定し、系統電圧VACの実効値が前記系統電圧実効値閾値
以上で、かつ出力電流io が小さいとき、判定回路12
は第2のリレー駆動回路17により第2のリレー16を
オフとして出力コンデンサ6の容量を小さくしている。
出力コンデンサ6の電流とのベクトル和として与えられ
ることから、系統電圧VACが大きく出力コンデンサ6の
容量が大きい場合、無効電流が大きくなり、系統連系イ
ンバータとしては低力率動作となる。そこで、出力電流
io が小さい場合は、出力コンデンサ6の容量を切り換
えて小さくすることにより、力率を改善している。
の大きさに応じて、とくに出力電力が小さい場合、出力
コンデンサの容量を小さくすることにより、力率の低下
を小さくして、系統電圧の上昇の防止や効率を向上させ
ることができる系統連系インバータを実現することがで
きる。
施例4で説明した手段を組み合わせてもよいことは言う
までもない。
バータの実施例6について図面を参照しながら説明す
る。本実施例は請求項6に係わる。
る。なお、実施例1ないし実施例5と同じ構成要素には
同一符号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が
実施例4と異なる点は、出力コンデンサ6の電流の実効
値を検出する出力コンデンサ電流実効値検出手段18を
備え、判定回路12は、検出された出力コンデンサ6の
電流の実効値が所定の出力コンデンサ電流実効値閾値以
上であるとき、第2のリレー駆動回路17により第2の
リレー16をオフとすることにある。
系統電圧VACの変動や出力電流ioの変化に加えて出力
コンデンサ6の容量のバラツキによっても出力コンデン
サ6に流れる電流は変化する。判定回路12は、出力コ
ンデンサ電流実効値検出手段18によって検出された出
力コンデンサ6の電流の実効値を前記出力コンデンサ電
流実効値閾値と比較判定し、出力コンデンサ6の電流の
実効値が前記出力コンデンサ電流実効値閾値以上である
とき、第2のリレー駆動回路17により第2のリレー1
6をオフとして出力コンデンサ6の容量を小さくするこ
とにより、すべての変動を包含した制御として、出力コ
ンデンサ6の容量の選択が可能となる。
や出力電流の大小に関わらず実際に出力コンデンサに流
れる電流を検出して、出力電流に対して無効電流が大き
いときは容量を小さくすることにより、出力電流の力率
改善が可能な系統連系インバータを実現することができ
る。
施例5で説明した手段を組み合わせてもよいことは言う
までもない。
と、直流リアクトルと2個のスイッチング素子とを備え
て前記直流電源からの入力電圧を昇圧する昇圧コンバー
タと、中間段コンデンサを介して前記昇圧コンバータの
出力に接続した4個のスイッチング素子を有するフルブ
リッジインバータと、前記フルブリッジインバータの出
力から高周波成分を除去して交流の系統に出力する限流
リアクトルおよび出力コンデンサと、全体の動作を制御
する制御回路とを備えた系統連系インバータにおいて、
前記中間段コンデンサを複数個のコンデンサに分割して
備えるとともに、前記コンデンサの少なくとも1個に直
列にリレーを接続して設け、前記制御回路は、前記系統
への出力電流の実効値が所定の出力電流実効値閾値以下
であると判定したとき、前記リレーをオフとすることに
より前記中間段コンデンサの容量を小さくするようにし
たことにより、出力電流が小さいときに中間段コンデン
サの容量を小さくすることにより、無効電流を小さくし
て、直流電源からの入力電圧が系統電圧の絶対値より小
さい期間で昇圧コンバータを動作させて直流リアクトル
電流を制御する条件においても、出力電流を正弦波に維
持することができる。
直流リアクトルと2個のスイッチング素子とを備えて前
記直流電源からの入力電圧を昇圧する昇圧コンバータ
と、中間段コンデンサを介して前記昇圧コンバータの出
力に接続した4個のスイッチング素子を有するフルブリ
ッジインバータと、前記フルブリッジインバータの出力
から高周波成分を除去して交流の系統に出力する限流リ
アクトルおよび出力コンデンサと、全体の動作を制御す
る制御回路とを備えた系統連系インバータにおいて、前
記中間段コンデンサを複数個のコンデンサに分割して備
えるとともに、前記コンデンサの少なくとも1個に直列
にリレーを接続して設け、前記制御回路は、前記系統に
おける系統電圧の実効値が所定の系統電圧実効値閾値以
上であると判定したとき、前記リレーをオフとすること
により前記中間段コンデンサの容量を小さくするように
したことにより、系統電圧が大きいときに中間段コンデ
ンサの容量を小さくすることにより、無効電流を小さく
して、直流電源からの入力電圧が系統電圧の絶対値より
小さい期間で昇圧コンバータを動作させて直流リアクト
ル電流を制御する条件においても、出力電流を正弦波に
維持することができる。
直流リアクトルと2個のスイッチング素子とを備えて前
記直流電源からの入力電圧を昇圧する昇圧コンバータ
と、中間段コンデンサを介して前記昇圧コンバータの出
力に接続した4個のスイッチング素子を有するフルブリ
ッジインバータと、前記フルブリッジインバータの出力
から高周波成分を除去して交流の系統に出力する限流リ
アクトルおよび出力コンデンサと、全体の動作を制御す
る制御回路とを備えた系統連系インバータにおいて、前
記中間段コンデンサを複数個のコンデンサに分割して備
えるとともに、前記コンデンサの少なくとも1個に直列
にリレーを接続して設け、前記制御回路は、前記中間段
コンデンサの電流の実効値が所定の中間段コンデンサ電
流実効値閾値以上であると判定したとき、前記リレーを
オフとすることにより前記中間段コンデンサの容量を小
さくするようにしたことにより、中間段コンデンサの電
流が大きいときに中間段コンデンサの容量を小さくする
ことにより、無効電流を小さくして、直流電源からの入
力電圧が系統電圧の絶対値より小さい期間で昇圧コンバ
ータを動作させて直流リアクトル電流を制御する条件に
おいても、出力電流を正弦波に維持することができる。
サを複数個のコンデンサに分割して備えるとともに、そ
のコンデンサの少なくとも1個に第2のリレーを直列に
接続して設け、制御回路は、系統への出力電流の実効値
が所定の出力電流実効値閾値以下であると判定したと
き、前記第2のリレーをオフとして前記出力コンデンサ
の容量を小さくするようにしたことにより、フルブリッ
ジインバータの力率を向上させることができる。
サを複数個のコンデンサに分割して備えるとともに、そ
のコンデンサの少なくとも1個に第2のリレーを直列に
接続して設け、制御回路は、系統における系統電圧の実
効値が所定の系統電圧実効値閾値以上であると判定した
とき、前記第2のリレーをオフとすることにより前記出
力コンデンサの容量を小さくするようにしたことによ
り、フルブリッジインバータの力率を向上させることが
できる。
サを複数個のコンデンサに分割して備えるとともに、そ
のコンデンサの少なくとも1個に第2のリレーを直列に
接続して設け、制御回路は、前記出力コンデンサの電流
の実効値が所定の出力コンデンサ電流実効値閾値以上で
あると判定したとき、前記第2のリレーをオフとするこ
とにより前記出力コンデンサの容量を小さくするように
したことにより、フルブリッジインバータの力率を向上
させることができる。
を示すブロック図
を示すブロック図
を示すブロック図
を示すブロック図
を示すブロック図
を示すブロック図
ク図
Claims (6)
- 【請求項1】 直流電源と、直流リアクトルと2個のス
イッチング素子とを備えて前記直流電源からの入力電圧
を昇圧する昇圧コンバータと、中間段コンデンサを介し
て前記昇圧コンバータの出力に接続した4個のスイッチ
ング素子を有するフルブリッジインバータと、前記フル
ブリッジインバータの出力から高周波成分を除去して交
流の系統に出力する限流リアクトルおよび出力コンデン
サと、全体の動作を制御する制御回路とを備えた系統連
系インバータにおいて、前記中間段コンデンサを複数個
のコンデンサに分割して備えるとともに、前記コンデン
サの少なくとも1個に直列にリレーを接続して設け、前
記制御回路は、前記系統への出力電流の実効値が所定の
出力電流実効値閾値以下であると判定したとき、前記リ
レーをオフとすることにより前記中間段コンデンサの容
量を小さくするようにした系統連系インバータ。 - 【請求項2】 直流電源と、直流リアクトルと2個のス
イッチング素子とを備えて前記直流電源からの入力電圧
を昇圧する昇圧コンバータと、中間段コンデンサを介し
て前記昇圧コンバータの出力に接続した4個のスイッチ
ング素子を有するフルブリッジインバータと、前記フル
ブリッジインバータの出力から高周波成分を除去して交
流の系統に出力する限流リアクトルおよび出力コンデン
サと、全体の動作を制御する制御回路とを備えた系統連
系インバータにおいて、前記中間段コンデンサを複数個
のコンデンサに分割して備えるとともに、前記コンデン
サの少なくとも1個に直列にリレーを接続して設け、前
記制御回路は、前記系統における系統電圧の実効値が所
定の系統電圧実効値閾値以上であると判定したとき、前
記リレーをオフとすることにより前記中間段コンデンサ
の容量を小さくするようにした請求項1記載の系統連系
インバータ。 - 【請求項3】 直流電源と、直流リアクトルと2個のス
イッチング素子とを備えて前記直流電源からの入力電圧
を昇圧する昇圧コンバータと、中間段コンデンサを介し
て前記昇圧コンバータの出力に接続した4個のスイッチ
ング素子を有するフルブリッジインバータと、前記フル
ブリッジインバータの出力から高周波成分を除去して交
流の系統に出力する限流リアクトルおよび出力コンデン
サと、全体の動作を制御する制御回路とを備えた系統連
系インバータにおいて、前記中間段コンデンサを複数個
のコンデンサに分割して備えるとともに、前記コンデン
サの少なくとも1個に直列にリレーを接続して設け、前
記制御回路は、前記中間段コンデンサの電流の実効値が
所定の中間段コンデンサ電流実効値閾値以上であると判
定したとき、前記リレーをオフとすることにより前記中
間段コンデンサの容量を小さくするようにした請求項1
ないし請求項2のいずれかに記載の系統連系インバー
タ。 - 【請求項4】 出力コンデンサを複数個のコンデンサに
分割して備えるとともに、そのコンデンサの少なくとも
1個に第2のリレーを直列に接続して設け、制御回路
は、系統への出力電流の実効値が所定の出力電流実効値
閾値以下であると判定したとき、前記第2のリレーをオ
フとして前記出力コンデンサの容量を小さくするように
した請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の系統連
系インバータ。 - 【請求項5】 出力コンデンサを複数個のコンデンサに
分割して備えるとともに、そのコンデンサの少なくとも
1個に第2のリレーを直列に接続して設け、制御回路
は、系統における系統電圧の実効値が所定の系統電圧実
効値閾値以上であると判定したとき、前記第2のリレー
をオフとすることにより前記出力コンデンサの容量を小
さくするようにした請求項1ないし請求項4のいずれか
に記載の系統連系インバータ。 - 【請求項6】 出力コンデンサを複数個のコンデンサに
分割して備えるとともに、そのコンデンサの少なくとも
1個に第2のリレーを直列に接続して設け、制御回路
は、前記出力コンデンサの電流の実効値が所定の出力コ
ンデンサ電流実効値閾値以上であると判定したとき、前
記第2のリレーをオフとすることにより前記出力コンデ
ンサの容量を小さくするようにした請求項1ないし請求
項5のいずれかに記載の系統連系インバータ。
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JP4487354B2 JP4487354B2 (ja) | 2010-06-23 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5618023B1 (ja) | 2013-06-11 | 2014-11-05 | 住友電気工業株式会社 | インバータ装置 |
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