JP2002291255A - Inverter system - Google Patents

Inverter system

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JP2002291255A
JP2002291255A JP2001089378A JP2001089378A JP2002291255A JP 2002291255 A JP2002291255 A JP 2002291255A JP 2001089378 A JP2001089378 A JP 2001089378A JP 2001089378 A JP2001089378 A JP 2001089378A JP 2002291255 A JP2002291255 A JP 2002291255A
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JP
Japan
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inverter
voltage
master
output
phase
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Pending
Application number
JP2001089378A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Yoshioka
徹 吉岡
Masao Ikui
正夫 生井
Yuji Nakamura
勇治 中村
Hitoshi Takimoto
等 滝本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Sawafuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Sawafuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Sawafuji Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter system which connects multiple inverter units in series in the AC side. SOLUTION: In a master inverter which constitutes the inverter system, the phases of the inverter inside voltage and the load voltage in the slave side inverter is indicated, and the inverter inside voltage and the load voltage in the slave side inverter are coordinated with those of the master side inverter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電圧を交流電
圧に変換するインバータが複数台交流側で直列に接続さ
れて運転するインバータ・システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter system in which a plurality of inverters for converting a DC voltage to an AC voltage are connected in series on the AC side to operate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からインバータは、直流電圧を交流
電圧に変換する装置として良く知られており、例えば太
陽電池からの出力を交流電圧に変換するためなどに使用
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an inverter is well known as a device for converting a DC voltage into an AC voltage, and is used, for example, for converting an output from a solar cell into an AC voltage.

【0003】そして、このようなインバータを複数台並
列に接続して、協同して負荷に給電することも行われて
いて、その際に複数台の夫々のインバータ相互間で負荷
の分担を調整することも行われている(例えば特許第2
678991号公報や特開2000−32764号公報
参照)。
[0003] A plurality of such inverters are connected in parallel to supply power to a load cooperatively. At this time, the load sharing is adjusted among the plurality of inverters. (Eg, Patent No. 2)
No. 6,789,91 or JP-A-2000-32764).

【0004】また、上記の負荷の分担を調整するに当た
って、有効電力の分担についてのみではなく、無効電力
の分担についても調整できるようにしたものとして、本
発明者らは特願2000−125561号を出願してい
る。
[0004] Further, in adjusting the load sharing described above, the present inventors disclose Japanese Patent Application No. 2000-125561 as an example in which not only active power sharing but also reactive power sharing can be adjusted. Filed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、インバー
タを並列運転することが行われているが、複数台のイン
バータを交流側で直列に接続して運転することは行われ
ていなかった。即ち、2台のインバータを交流側で直列
に接続して、交流側でより高い交流電圧を得ることや、
交流側でいわゆる単相3線式の下で負荷に給電すること
は行われていなかった。
As described above, the inverters are operated in parallel, but the operation of connecting a plurality of inverters in series on the AC side has not been performed. That is, two inverters are connected in series on the AC side to obtain a higher AC voltage on the AC side,
No power was supplied to the load under the so-called single-phase three-wire system on the AC side.

【0006】これは、交流側で直列に接続される2台の
インバータの夫々の出力波形(交流電圧波形)について
同期をとることがむずかしかったことに起因している。
This is because it is difficult to synchronize the output waveforms (AC voltage waveforms) of the two inverters connected in series on the AC side.

【0007】勿論、このような理由から、複数台のイン
バータを交流側で直列に接続したものを1組のインバー
タ・システムに対して、相手方として単一のインバータ
をあるいは他の1組のインバータ・システムの複数組分
を用い、両者を交流側で並列に接続して、協同して負荷
に給電する如きインバータ・システムについては、全く
実現されていなかった。
Of course, for such a reason, a plurality of inverters connected in series on the AC side are connected to one set of inverter systems, while a single inverter or another set of inverters is used as a counterpart. There has been no realization of an inverter system in which a plurality of sets of systems are connected in parallel on the AC side and power is supplied to a load in cooperation.

【0008】本発明は、複数台のインバータを交流側で
直列に接続したインバータ・システムを提供することを
目的としており、更に、当該直列に接続したインバータ
・システムを用いて、交流側で並列に接続して協同して
負荷に給電できるようにしたインバータ・システムを提
供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide an inverter system in which a plurality of inverters are connected in series on the AC side. Further, the inverter system is connected in parallel on the AC side by using the inverter system connected in series. It is an object of the present invention to provide an inverter system that can connect and cooperate to supply power to a load.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図を示し、図示の場合には2台のインバータが交流側で
直列に接続されているものとして示されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention. In the illustrated case, two inverters are connected in series on the AC side.

【0010】図中の符号110,120は夫々インバー
タ、111−i,121−iは夫々制御素子、112,
122は夫々チョーク・コイル(フィルタ)、113,
123は夫々コンデンサ(フィルタ)、114−i,1
24−iは夫々フィルタの出力端、115,125は夫
々制御素子制御部、116,126は夫々位相検出部、
117,127は夫々PWM制御部、118,128は
夫々出力電流検出手段、119,129は夫々内部電圧
検出手段、130は共通負荷、140−iはドライブ回
路を表している。
Reference numerals 110 and 120 in the figure denote inverters, 111-i and 121-i denote control elements, respectively, and 112 and i.
122 is a choke coil (filter), 113,
123 is a capacitor (filter), 114-i, 1
24-i is an output terminal of the filter, 115 and 125 are control element control units, 116 and 126 are phase detection units, respectively.
Reference numerals 117 and 127 denote PWM control units, 118 and 128 denote output current detecting means, 119 and 129 denote internal voltage detecting means, 130 denotes a common load, and 140-i denotes a drive circuit.

【0011】インバータ110,120は夫々、夫々の
制御素子111−i,121−iにおける制御端子(例
えば、トランジスタのゲート又はベース)に対して、制
御素子制御部115,125とドライブ回路140−1
と140−2とを介して、パルス幅変調された制御信号
(PWM制御信号)を印加することによって、従来公知
の如く、所望の周波数(位相)で所望の出力電圧を発生
する。そして夫々の出力交流電圧はチョーク・コイル
(112又は122)とコンデンサ(113又は12
3)よりなるフィルタを介して直列に接続された上で負
荷130に給電する。
The inverters 110 and 120 respectively provide control element control units 115 and 125 and a drive circuit 140-1 to control terminals (eg, a transistor gate or base) of the control elements 111-i and 121-i.
By applying a pulse width modulated control signal (PWM control signal) via the control circuit 140-2 and 140-2, a desired output voltage is generated at a desired frequency (phase) as conventionally known. Each output AC voltage is connected to a choke coil (112 or 122) and a capacitor (113 or 12).
3) The power is supplied to the load 130 after being connected in series through the filter.

【0012】図2(a)と(b)はインバータの等価回
路を説明する図である。夫々のインバータ110と12
0とは夫々等価的には、インバータのフィルタ112や
122の入力側の電圧(フィルタ入力側電圧、即ちイン
バータ内部電圧)E1 とフィルタのインピーダンスZL1
との直列回路で表すことができる。
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining an equivalent circuit of the inverter. Inverters 110 and 12 respectively
0 and are each equivalent, the input side of the voltage (the filter input voltage, i.e. the inverter internal voltage) of the inverter of the filter 112 and 122 E 1 and the impedance of the filter Z L1
And can be represented by a series circuit.

【0013】そして夫々のインバータ内部電圧E1-1
1-2 との間で協調をとることによって、即ち当該内部
電圧E1-1 とE1-2 が例えば同じ電圧E1 で、同じ周波
数の下で同じ位相をとるようにすることによって、図示
の端子140と端子142との間で、電圧2E1 を得る
ことができ(図2(a))、また図示の端子140と端
子141との間および端子141と端子142との間に
夫々電圧E1 を得て単相3線式で運転することができる
(図2(b))。
[0013] Then by taking the cooperation between the inverter internal voltage E 1-1 and E 1-2 each, i.e. in the internal voltage E 1-1 and E 1-2 are for example, the same voltage E 1, the same by to take the same phase under the frequency, between the terminal 140 and the terminal 142 shown, it is possible to obtain a voltage 2E 1 (FIG. 2 (a)), also shown in the terminal 140 and the terminal 141 it can be operated in a single-phase three-wire to obtain respectively the voltage E 1 between and between the terminal 141 and the terminal 142 in the (Figure 2 (b)).

【0014】この際の協調に当たっては、上述の如く、
いずれか一方のインバータをマスタとして他方をスレー
ブとするようにし、マスタ側からの指示の下でスレーブ
側が追従するようにされる。図1に示す信号線150
は、2つのインバータ間での協調をとらせるためのマス
タ・スレーブ間信号線を表している。
In the coordination at this time, as described above,
One of the inverters is used as a master and the other is used as a slave, and the slave follows up under an instruction from the master. The signal line 150 shown in FIG.
Represents a master-slave signal line for coordinating the two inverters.

【0015】[0015]

【発明の実施の態様】本発明についての説明に先立っ
て、先に出願した特願2000−125561号記載の
発明(先の発明)について、図3ないし図7を参照して
インバータの並列運転について解析しておく。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the description of the present invention, the invention described in Japanese Patent Application No. 2000-125561 (prior invention), which was filed earlier, and the parallel operation of inverters will be described with reference to FIGS. Analyze.

【0016】図3はインバータを並列運転した等価回路
を示している。即ち、第1のインバータ110と第2の
インバータ210とは、夫々フィルタを介して、フィル
タの出力端114と214とを接続されて、共通負荷1
30に給電している。
FIG. 3 shows an equivalent circuit in which inverters are operated in parallel. That is, the first inverter 110 and the second inverter 210 are connected to the output terminals 114 and 214 of the filters via the filters, respectively, and are connected to the common load 1.
30.

【0017】図4は、図3に関連する記号を列挙した説
明図であり、例えばE1 やE2 はインバータ110側や
インバータ210側のフィルタへの入力電圧(インバー
タの内部電圧)、EL1やEL2は夫々のフィルタにかかる
電圧……を表している。
[0017] FIG. 4 is an explanatory diagram enumerating symbols relating to FIG. 3, for example, E 1 and E 2 is the input voltage to the inverter 110 side and the inverter 210 side filter (internal voltage of the inverter), E L1 And E L2 represent voltages applied to the respective filters.

【0018】また図5は、インバータ110、負荷13
0、インバータ210、インバータ110側のフィルタ
における夫々のベクトル図を表している。Vを基準とし
て式を立てると
FIG. 5 shows an inverter 110 and a load 13.
0, the respective vector diagrams of the filters on the inverter 210 and inverter 110 side are shown. When we make an equation based on V

【0019】[0019]

【数1】 (Equation 1)

【0020】インバータ110が供給している有効電力
をP1 、無効電力をQ1 とする。遅れ無効電力の符号を
正とすると
The active power supplied by the inverter 110 is P 1 , and the reactive power is Q 1 . If the sign of the delay reactive power is positive

【0021】[0021]

【数2】 (Equation 2)

【0022】同様にインバータ210が供給している有
効電力をP2 、無効電力をQ2 とすると、
Similarly, if the active power supplied by the inverter 210 is P 2 and the reactive power is Q 2 ,

【0023】[0023]

【数3】 (Equation 3)

【0024】インバータ210、インバータ110が供
給している有効電力差P2 −P1 を求めると、
When the active power difference P 2 -P 1 supplied by the inverters 210 and 110 is obtained,

【0025】[0025]

【数4】 (Equation 4)

【0026】インバータ110と210とは同種のイン
バータであるから、XL1≒XL2、R 1 ≒R2 、ZL1≒Z
L2であり、更に、EL1やEL2は小さい値であることから
1≒E2 ≒Vでかつほぼ一定値とする。
The inverters 110 and 210 are of the same type.
Since it is a barta, XL1≒ XL2, R 1≒ RTwo, ZL1≒ Z
L2And EL1And EL2Is a small value
E1≒ ETwo≒ V and a substantially constant value.

【0027】[0027]

【数5】 (Equation 5)

【0028】とおくと[0028]

【0029】[0029]

【数6】 (Equation 6)

【0030】となる。同様にインバータ210とインバ
ータ110とが供給している無効電力差Q2−Q1 を求
めると
## EQU1 ## Similarly, the reactive power difference Q 2 −Q 1 supplied by the inverter 210 and the inverter 110 is obtained.

【0031】[0031]

【数7】 (Equation 7)

【0032】となる。ここで、並列運転時位相のみを制
御した場合の各インバータの電力バランスについて吟味
する。
## EQU1 ## Here, the power balance of each inverter when only the parallel operation phase is controlled will be examined.

【0033】この場合のインバータの位相制御法として
は、周波数を微少変化させて行う。つまり、周波数を高
くすれば位相が進み、低くすれば遅れる。
In this case, the phase of the inverter is controlled by slightly changing the frequency. In other words, the higher the frequency, the faster the phase, and the lower the frequency, the later.

【0034】図6は出力有効電力Pと周波数fとの関係
を示す図である。両者の関係は f=f0 −k・P の関係で表され、出力有効電力Pを検出し周波数fを制
御する態様を示している。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the output active power P and the frequency f. The relationship between the two is expressed by the following relationship: f = f 0 −k · P, and shows a mode in which the output active power P is detected and the frequency f is controlled.

【0035】インバータの並列運転の安定条件は、全て
のインバータの周波数が等しくなることであり、 f=f0 −k1 ・P1 =f0 −k2 ・P2 ……(1) P2 −P1 =VIS (θ2 −θ1 ) ……(2) 上式(2)のθ2 −θ1 が変化し、P1 とP2 の分担が
定まる。そして(1)と(2)の両式を満足するP1
2 で運転されることになる。
The stability condition of the parallel operation of the inverters is that the frequencies of all the inverters are equal, and f = f 0 -k 1 · P 1 = f 0 -k 2 · P 2 (1) P 2 -P 1 = VI S (θ 2 -θ 1) ...... (2) the above equation (2) of the theta 2 - [theta] 1 is changed, sharing of P 1 and P 2 are determined. Then, P 1 , which satisfies both equations (1) and (2),
It will be operated in P 2.

【0036】図8は2つのインバータを交流側で直列に
接続して夫々のインバータにおけるインバータ内部電圧
に対して協調をとった場合の等価回路を示す。図中の符
号110,112,113,120,122,123は
夫々図1に対応し、310は等価インバータ、312は
等価チョーク・コイルを表している。なお、図示のコン
デンサ113や123が比較的小さいものとした場合
に、これらコンデンサに対応する等価コンデンサは等価
回路において省略されていてもよい。
FIG. 8 shows an equivalent circuit in a case where two inverters are connected in series on the AC side and cooperate with the inverter internal voltage in each inverter. Reference numerals 110, 112, 113, 120, 122, and 123 in the figure respectively correspond to FIG. 1, reference numeral 310 denotes an equivalent inverter, and reference numeral 312 denotes an equivalent choke coil. If the illustrated capacitors 113 and 123 are relatively small, equivalent capacitors corresponding to these capacitors may be omitted from the equivalent circuit.

【0037】図8においては、インバータ110とイン
バータ120との夫々のインバータ内部電圧E1-1 とE
1-2 とで実質上位相が等しく(周波数が等しく)なった
ものとして示されている。
In FIG. 8, inverter internal voltages E1-1 and E1-1 of inverters 110 and 120 are respectively shown.
It is shown that the phases are substantially equal (frequency is equal) between 1-2 .

【0038】このような状況の下では、2つのインバー
タ110とインバータ120とは、実質上等価な1つの
インバータ(等価インバータ310)として表すことが
できる。
Under such circumstances, the two inverters 110 and 120 can be represented as one substantially equivalent inverter (equivalent inverter 310).

【0039】図1においては、インバータ110側をマ
スタとした場合、位相検出部116は電圧E1 と出力電
流I1 との位相差φ1 を検出してPWM制御部117に
供給する。PWM制御部117は、電圧E1 と出力電流
1 と位相差φ1 とを受け取って上述のPWM制御信号
を発生する。そして、スレーブ側のインバータ120は
マスタ・スレーブ間信号線150を介してマスタ側から
の指示に従うようにされる。
In FIG. 1, when the inverter 110 is used as a master, the phase detector 116 detects a phase difference φ 1 between the voltage E 1 and the output current I 1 and supplies the phase difference φ 1 to the PWM controller 117. PWM control unit 117 generates the aforementioned PWM control signal receives the voltage E 1 and the output current I 1 and the phase difference phi 1. The slave-side inverter 120 follows an instruction from the master side via the master-slave signal line 150.

【0040】図1に示す構成の下で、マスタ・スレーブ
間信号線150を介在してのマスタ側インバータ110
とスレーブ側インバータ120との間での制御において
は、次のような制御を行うことができる。即ち、図2
(a),(b)において (A)マスタ側インバータ110側でのみ、自己のイン
バータ内部電圧E1-1の発生タイミングと周波数を決定
する。そして、当該決定した発生タイミングと周波数と
をスレーブ側インバータ120に指示する。スレーブ側
インバータ120側は当該指示に従うように、インバー
タ内部電圧E1-2 の発生タイミングと周波数とを、当該
指示に合わせる。
Under the configuration shown in FIG. 1, master-side inverter 110 with master-slave signal line 150 interposed
The following control can be performed between the control and the slave inverter 120. That is, FIG.
In (a) and (b): (A) Only the master-side inverter 110 determines the generation timing and frequency of its own inverter internal voltage E1-1 . Then, the determined generation timing and frequency are instructed to the slave inverter 120. The slave inverter 120 side to follow the instruction, and a generation timing and frequency of the inverter internal voltage E 1-2, fit to the instruction.

【0041】(B)マスタ側とスレーブ側とのいずれか
一方において何らかの障害が発生して、安全回路などが
動作したことにより停止した場合、他側も強制的に停止
させる。
(B) If any trouble occurs on one of the master side and the slave side and stops due to the operation of a safety circuit or the like, the other side is also forcibly stopped.

【0042】図1に示す構成をもつ1組のインバータ・
システムが、図1に図示しない右側において、もう1組
の他のインバータ・システムと並列運転される場合にお
いては、図3ないし図7を参照して上述した如く、夫々
の組のインバータ・システム相互間で、有効電力の調整
をとって、所望する形で、有効電力の分担を行うことが
必要となる。換言すれば、図8に示した等価インバータ
310同士が並列運転される形となり、その際の有効電
力の分担を行う制御態様は、図3ないし図7を参照して
説明した場合と対応するものとなる。
A set of inverters having the configuration shown in FIG.
In the case where the system is operated in parallel with another set of other inverter systems on the right side, not shown in FIG. 1, each set of inverter systems may be operated as described above with reference to FIGS. In between, it is necessary to adjust the active power and to share the active power in a desired manner. In other words, the equivalent inverters 310 shown in FIG. 8 are operated in parallel, and the control mode for sharing the active power at that time corresponds to the case described with reference to FIGS. 3 to 7. Becomes

【0043】この際において、図1に示すマスタ側イン
バータ110とスレーブ側インバータ120との間での
マスタ・スレーブ間信号線を介しての制御に当たっては
次のような制御を行うことができる。即ち、 (C)1組のインバータ・システムにおける合成された
電力は例えばマスタ側インバータ110の出力電力に比
例する。したがって、マスタ側インバータ110のみで
電力を検出して、スレーブ側インバータ120をそれに
対応せしめて制御する。
At this time, the following control can be performed in the control between the master-side inverter 110 and the slave-side inverter 120 shown in FIG. 1 via the master-slave signal line. (C) The combined power in one set of inverter systems is proportional to, for example, the output power of master-side inverter 110. Therefore, electric power is detected only by the master-side inverter 110, and the slave-side inverter 120 is controlled correspondingly.

【0044】(D)マスタ側インバータ110は、スレ
ーブ側インバータ120側から当該スレーブ側インバー
タ120での出力電力(有効電力または無効電力のいず
れか一方または両方)について信号を受け取る。そして
マスタ側インバータ110は、自己のマスタ側インバー
タ110での出力電力を加算した加算電力にもとづい
て、マスタ側インバータ110とスレーブ側インバータ
120との直列となった1組のインバータ・システムに
おける制御を行う。即ち、相手方のインバータ・システ
ムとの間での有効電力の分担と無効電力の分担とが所望
になるように制御する。
(D) The master-side inverter 110 receives a signal from the slave-side inverter 120 regarding the output power (either active power or reactive power or both) of the slave-side inverter 120. Master-side inverter 110 performs control in a set of inverter systems in which master-side inverter 110 and slave-side inverter 120 are connected in series based on the added power obtained by adding the output power of master-side inverter 110. Do. That is, control is performed such that the sharing of the active power and the sharing of the reactive power with the other inverter system are desired.

【0045】(E)当該複数組のインバータ・システム
が並列に運転されている構成においても、上記(B)項
で述べた如く、いずれか組のインバータ・システムにお
いて、マスタ側とスレーブ側とのいずれか一方が停止し
た場合、当該組のインバータ・システムを停止するよう
にする。
(E) Even in a configuration in which the plural sets of inverter systems are operated in parallel, as described in the above item (B), in any one of the sets of inverter systems, the master side and the slave side When one of the inverter systems stops, the corresponding inverter system is stopped.

【0046】マスタ側インバータ110とスレーブ側イ
ンバータ120とが交流側で直列に接続されている1組
のインバータ・システムが相手方のインバータ・システ
ムと並列運転を行う場合、交流側でいわば単相3線式の
構成を取るようにすることができる。
When a set of inverter systems in which the master inverter 110 and the slave inverter 120 are connected in series on the AC side operate in parallel with the other inverter system, the AC side can be called a single-phase three-wire system. Expressions can be configured.

【0047】図9は単相3線式の構成を採用した構成図
を示す。図中の符号110,112,113,120,
122,123,130は図1に対応しており、21
0,212,213,220,222,223は夫々符
号110,112,113,120,122,123,
に対応する相手方インバータ・システムにおける11
0,112,113,120,122,123,に対応
する構成をを表している。
FIG. 9 shows a configuration diagram employing a single-phase three-wire configuration. Reference numerals 110, 112, 113, 120,
Reference numerals 122, 123 and 130 correspond to FIG.
0, 212, 213, 220, 222, and 223 are reference numerals 110, 112, 113, 120, 122, 123,
11 in the counterpart inverter system corresponding to
0, 112, 113, 120, 122 and 123 are shown.

【0048】図10と図11とは夫々単相3線式の構成
を採用した場合の態様を示している。図10において
は、一方の組のマスタ側(マスタ#1)が他方の組のマ
スタ側(マスタ#2)と対向しかつ一方の組のスレーブ
側(スレーブ#1)が他方の組のスレーブ側(スレーブ
#2)と対向している。
FIGS. 10 and 11 each show an embodiment in which a single-phase three-wire configuration is employed. In FIG. 10, one set of masters (master # 1) faces the other set of masters (master # 2) and one set of slaves (slave # 1) is the other set of slaves. (Slave # 2).

【0049】また図11においては、一方の組のマスタ
側(マスタ#1)が他方の組のスレーブ側(スレーブ#
2)と対向しかつ一方の組のスレーブ側(スレーブ#
1)が他方の組のマスタ側(マスタ#2)と対向してい
る。
In FIG. 11, one set of masters (master # 1) is connected to the other set of slaves (slave # 1).
2) and one set of slaves (slave #)
1) faces the other set of masters (master # 2).

【0050】インバータ(マスタまたはスレーブのいず
れでも)からの出力電力は、インバータ内部電圧E1
大きさと当該インバータ内部電圧E1 の負荷にかかる電
圧Vに対する位相差に比例する。したがって、並列運転
されるインバータ相互間で、夫々のインバータ側におけ
るインバータ内部電圧1 とインバータ内部電圧E2 とが
等しければ、夫々のインバータ側における有効電力分担
は、夫々のインバータ側におけるインバータ内部電圧E
1 (又E2 )の上記電圧Vに対する位相差θ1(又
θ2 )にのみ依存する。そして、当該位相差θ1 と位相
差θ2 とが等しい場合には、有効電力の分担も等しくな
る。
The output power from the [0050] Inverter (either master or slave) is proportional to the phase difference with respect to the voltage V applied to the load size and the inverter internal voltage E 1 of the inverter internal voltage E 1. Therefore, among the inverters mutually to be operated in parallel, being equal the inverter internal voltage 1 and the inverter internal voltage E 2 at the inverter side of the respective effective power sharing in the inverter side of the respective inverter internal voltage E at the inverter side of the respective
1 (also E 2 ) depends only on the phase difference θ 1 (also θ 2 ) with respect to the voltage V. When the said phase difference theta 1 and the phase difference theta 2 are equal, also equal sharing of active power.

【0051】チョーク・コイルL11,L12,L21,L22
のインピーダンスが全て等しいとき、一方の組のマスタ
側インバータ110と他方の組のマスタ側インバータ2
10との夫々のインバータ内部電圧E1 とE2 とが等し
くかつ位相差θ1 とθ2 とが等しければ、夫々のマスタ
側インバータ110と210との出力電力は等しい。そ
して、スレーブ側インバータ120のインバータ内部電
圧や位相差がマスタ側インバータ110のインバータ内
部電圧E1 や位相差θ1 に等しく制御され、かつスレー
ブ側インバータ220のインバータ内部電圧や位相差が
マスタ側インバータ210のインバータ内部電圧E2
位相差θ2 に等しく制御されていれば、スレーブ側イン
バータ120と220との出力電力は等しい。
The choke coils L 11 , L 12 , L 21 , L 22
Are all equal, one set of master-side inverter 110 and the other set of master-side inverter 2
If the respective inverter internal voltages E 1 and E 2 are equal and the phase differences θ 1 and θ 2 are equal, the output powers of the respective master-side inverters 110 and 210 are equal. The inverter internal voltage and the phase difference of the slave inverter 120 are controlled to be equal to the inverter internal voltage E 1 and the phase difference θ 1 of the master inverter 110, and the inverter internal voltage and the phase difference of the slave inverter 220 are controlled by the master inverter. If the inverter 210 is controlled to be equal to the inverter internal voltage E 2 and the phase difference θ 2 , the output powers of the slave inverters 120 and 220 are equal.

【0052】したがって、夫々の組のマスタ側インバー
タにおいて、自己の出力有効電力にもとづいて、あるい
はスレーブ側インバータの出力有効電力との和の有効電
力にもとづいて、周波数(換言すれば位相差)を制御す
れば、有効電力の分担制御が可能となる。
Therefore, in each set of master-side inverters, the frequency (in other words, the phase difference) is determined based on the active power of its own output or the active power of the sum of the output active power of the slave-side inverters. By controlling, it becomes possible to control the sharing of the active power.

【0053】図10や図11に示すマスタ側とスレーブ
側との差は、いずれが制御の主体となるかだけである。
The difference between the master side and the slave side shown in FIG. 10 and FIG. 11 is only that which is the subject of control.

【0054】図12は負荷の接続の態様を示す図であ
る。図示の場合、負荷130Cは負荷130Aや130
Bの場合の2倍の端子電圧が印加されている形となる。
FIG. 12 is a diagram showing a mode of connection of a load. In the case shown, the load 130C is the load 130A or the load 130A.
In this case, a terminal voltage twice as large as that in the case of B is applied.

【0055】しかし、図12に示す構成は、図13に示
す如き構成と対応する。図13は図12の構成の等価回
路を示す。
However, the configuration shown in FIG. 12 corresponds to the configuration as shown in FIG. FIG. 13 shows an equivalent circuit of the configuration of FIG.

【0056】したがって、図12に示す構成の場合も、
図13における負荷130Aと130C−1との並列負
荷が図10における負荷130−1に対応しかつ図13
における負荷130Bと130C−2との並列負荷が図
10における負荷130−2に対応すると考えることが
できる。換言すれば図12に示す構成の場合も、図10
を参照して説明した制御態様と同じ態様の下で制御すれ
ば足りることになる。
Therefore, in the case of the configuration shown in FIG.
The parallel load of the loads 130A and 130C-1 in FIG. 13 corresponds to the load 130-1 in FIG.
It can be considered that the parallel load of the loads 130B and 130C-2 corresponds to the load 130-2 in FIG. In other words, in the case of the configuration shown in FIG.
It is sufficient to perform control under the same mode as the control mode described with reference to FIG.

【0057】無効電力について検討すると式7から R1 =R2 ≠0 つまり cos φL ≠0 ことから無効電力Q2 −Q1 は位相差に依存する。負荷
の無効電力をQL とおくと QL =Q1 +Q2 上式と式7との連立方程式を立てて考慮すると、位相を
制御することで Q1 =Q2 となり、装置相互間の出力電流バランスを常に均等化で
きるようになる。
Considering the reactive power, from equation 7, R 1 = R 2 ≠ 0, that is, cos φ L ≠ 0, the reactive power Q 2 -Q 1 depends on the phase difference. Considering the reactive power of the load make a simultaneous equations with Q L = Q 1 + Q 2 above equation and Equation 7 putting the Q L, Q 1 = Q 2 becomes by controlling the phase, the output of the inter-device mutual The current balance can always be equalized.

【0058】図14は本発明の詳細な構成図を示す。図
14においては、1組のインバータ・システムの構成を
表している。そして、マスタ側インバータに対応する符
号とスレーブ側インバータに対応する符号との差は、ス
レーブ側にダッシュ(’)を付しただけの差である。
FIG. 14 is a detailed block diagram of the present invention. FIG. 14 shows the configuration of a set of inverter systems. The difference between the code corresponding to the master-side inverter and the code corresponding to the slave-side inverter is a difference obtained by simply adding a dash (') to the slave-side.

【0059】図14においては、例えば100V・50
Hzあるいは60Hzの交流電源を発生する携帯用交流
発電装置21の電気的構成を示している。この携帯用交
流発電装置21は、図示しないエンジンにより駆動され
る三相の交流発電機22と、その後段に接続される単相
のインバータユニット23とから構成されている。
In FIG. 14, for example, 100 V · 50
1 shows an electrical configuration of a portable AC power generator 21 that generates an AC power supply of 1 Hz or 60 Hz. The portable AC generator 21 includes a three-phase AC generator 22 driven by an engine (not shown), and a single-phase inverter unit 23 connected to a subsequent stage.

【0060】交流発電機22は、回転子と電機子(何れ
も図示せず)とに加え、エンジンへの燃料(ガソリン)
供給量を制御してエンジンの回転速度を制御するための
ステッピングモータ24を備えている。電機子には、Y
結線された主巻線25u、25v、25wと補助巻線2
6とが巻装されており、主巻線端子27u、27v、2
7wと補助巻線端子28a、28bは、それぞれインバ
ータユニット23の入力端子29u、29v、29wと
入力端子30a、30bに接続されている。
The alternator 22 includes a fuel (gasoline) for the engine in addition to the rotor and the armature (both not shown).
A stepping motor 24 is provided for controlling the rotation speed of the engine by controlling the supply amount. Armature has Y
Connected main windings 25u, 25v, 25w and auxiliary winding 2
6 are wound, and the main winding terminals 27u, 27v, 2
7w and the auxiliary winding terminals 28a, 28b are connected to input terminals 29u, 29v, 29w and input terminals 30a, 30b of the inverter unit 23, respectively.

【0061】一方、インバータユニット23は、以下の
ように構成されている。すなわち、入力端子29u、2
9v、29wと直流電源線31、32との間には整流回
路33が接続されている。直流電源線31と32の間に
は平滑用のコンデンサ34が接続され、直流電源線3
1、32と出力端子35、36との間にはインバータ回
路37とフィルタ回路38とが縦続接続されている。な
お、整流回路33が、本発明における直流電源回路に相
当する。
On the other hand, the inverter unit 23 is configured as follows. That is, the input terminals 29u,
A rectifier circuit 33 is connected between 9v, 29w and the DC power supply lines 31, 32. A smoothing capacitor 34 is connected between the DC power lines 31 and 32,
An inverter circuit 37 and a filter circuit 38 are cascaded between the output terminals 1 and 32 and the output terminals 35 and 36. Note that the rectifier circuit 33 corresponds to a DC power supply circuit in the present invention.

【0062】整流回路33は、サイリスタ39〜41と
ダイオード42〜44とがいわゆる三相混合ブリッジの
形態に接続された構成を備えており、インバータ回路3
7は、トランジスタ45〜48(スイッチング素子に相
当)と還流ダイオード49〜52とがいわゆるフルブリ
ッジの形態に接続された構成を備えている。
The rectifier circuit 33 has a configuration in which thyristors 39 to 41 and diodes 42 to 44 are connected in the form of a so-called three-phase mixed bridge.
7 has a configuration in which transistors 45 to 48 (corresponding to switching elements) and free-wheel diodes 49 to 52 are connected in a so-called full bridge form.

【0063】フィルタ回路38は、インバータ回路37
の出力端子53とインバータユニット23の出力端子3
5との間に介在するリアクトル55と、インバータユニ
ット23の出力端子35と36との間に接続されたコン
デンサ56とから構成されている。インバータ回路37
の出力端子54は、インバータユニット23の出力端子
36に直接接続されており、その出力端子54からフィ
ルタ回路38に至る電流経路には出力電流を検出するた
めの変流器57が設けられている。
The filter circuit 38 includes an inverter circuit 37
Output terminal 53 and output terminal 3 of inverter unit 23
5 and a capacitor 56 connected between the output terminals 35 and 36 of the inverter unit 23. Inverter circuit 37
Is directly connected to the output terminal 36 of the inverter unit 23, and a current transformer 57 for detecting an output current is provided in a current path from the output terminal 54 to the filter circuit 38. .

【0064】さらに、インバータユニット23は、制御
電源回路58、制御回路59および駆動回路60を備え
ている。このうち制御電源回路58は、入力端子30
a、30bを介して補助巻線26に誘起される交流電圧
を入力し、それを整流平滑して制御回路59が動作する
ための制御用直流電圧(例えば5V、±15V)を生成
するようになっている。なお、補助巻線26に誘起され
る交流電圧は、エンジンの回転数を検出するために、制
御回路59にも入力されている。
Further, the inverter unit 23 includes a control power supply circuit 58, a control circuit 59, and a drive circuit 60. The control power supply circuit 58 includes the input terminal 30
a, an AC voltage induced in the auxiliary winding 26 is input through the terminals 30 and 30b, the DC voltage is rectified and smoothed, and a control DC voltage (for example, 5 V, ± 15 V) for operating the control circuit 59 is generated. Has become. The AC voltage induced in the auxiliary winding 26 is also input to the control circuit 59 to detect the engine speed.

【0065】制御回路59は、マイクロコンピュータ6
1(以下、マイコン61と称す)、直流電源検出回路6
2、出力電圧検出回路63、出力電流検出回路64およ
びPWM回路65から構成されている。マイコン61
は、具体的には図示しないがCPU、RAM、ROM、
入出力ポート、A/Dコンバータ、タイマ回路、発振回
路や、D/Aコンバータが、ワンチップIC化された構
成を有している。
The control circuit 59 includes the microcomputer 6
1 (hereinafter referred to as microcomputer 61), DC power supply detection circuit 6
2. It comprises an output voltage detection circuit 63, an output current detection circuit 64, and a PWM circuit 65. Microcomputer 61
Although not specifically shown, CPU, RAM, ROM,
The input / output port, the A / D converter, the timer circuit, the oscillation circuit, and the D / A converter are configured as one-chip ICs.

【0066】直流電源検出回路62は、直流電源線31
と32との間の直流電圧Vdcを検出してその検出直流
電圧を直流電圧検出信号としてマイコン61に出力する
ようになっている。この場合マイコン61は、この直流
電圧検出信号に基づいて、前記直流電圧Vdcが所定電
圧例えば180Vとなるようにサイリスタ39〜41を
制御するようになっている。
The DC power supply detection circuit 62 is connected to the DC power supply line 31.
And a DC voltage Vdc between the DC voltage V.sub.32 and the detected DC voltage V.sub.dc, and outputs the detected DC voltage to the microcomputer 61 as a DC voltage detection signal. In this case, the microcomputer 61 controls the thyristors 39 to 41 based on the DC voltage detection signal so that the DC voltage Vdc becomes a predetermined voltage, for example, 180V.

【0067】出力電圧検出回路63は、インバータ回路
37の出力端子53と54の間の電圧を分圧する分圧回
路と、その分圧された矩形波状の電圧から搬送波成分を
除去するためのフィルタ(何れも図示せず)とを備えて
構成されており、その検出出力電圧Vsを出力電圧検出
信号としてマイコン61およびPWM回路65に出力す
るようになっている。
The output voltage detecting circuit 63 includes a voltage dividing circuit for dividing the voltage between the output terminals 53 and 54 of the inverter circuit 37, and a filter for removing a carrier wave component from the divided rectangular wave voltage. , And outputs the detected output voltage Vs to the microcomputer 61 and the PWM circuit 65 as an output voltage detection signal.

【0068】また、出力電流検出回路64(出力電流検
出手段に相当)は、変流器57により検出された出力電
流を所定の電圧レベルに変換し、その検出出力電流Is
を出力電流検出信号としてマイコン61およびPWM回
路65に出力するように構成されている。
The output current detection circuit 64 (corresponding to output current detection means) converts the output current detected by the current transformer 57 into a predetermined voltage level, and outputs the detected output current Is.
Is output to the microcomputer 61 and the PWM circuit 65 as an output current detection signal.

【0069】PWM回路65は、PWM制御を実行して
トランジスタ45〜48に対する駆動信号G1〜G4を
生成するものである。駆動信号G1〜G4は、それぞれ
駆動回路60を介してトランジスタ45〜48のベース
に与えられるようになっている。
The PWM circuit 65 executes PWM control to generate drive signals G1 to G4 for the transistors 45 to 48. The drive signals G1 to G4 are applied to the bases of the transistors 45 to 48 via the drive circuit 60, respectively.

【0070】マイコン61には、図示しないスイッチ入
力部からのスイッチ入力により出力周波数を50Hz・
60Hzのいずれかに設定できるようになっており、例
えば50Hz・100Vの交流電源を発生すべきときに
は、設定された出力周波数と同じ周波数の正弦波基準信
号Vsin をPWM回路65に与えるようになっている。
ただし、この正弦波基準信号Vsin は、出力電圧検出回
路63の検出出力電圧Vsが100V出力相当となるよ
うに調整されるようになっており、つまり出力電圧帰還
制御がなされるようになっている。さらに、後述する
が、この正弦波基準信号Vsin は、出力有効電力に基づ
いて出力周波数を調整するためのものでもある。
The output frequency of the microcomputer 61 is set to 50 Hz by a switch input from a switch input unit (not shown).
It can be set to any of 60 Hz. For example, when an AC power supply of 50 Hz and 100 V is to be generated, a sine wave reference signal Vsin having the same frequency as the set output frequency is supplied to the PWM circuit 65. I have.
However, the sine wave reference signal Vsin is adjusted so that the detection output voltage Vs of the output voltage detection circuit 63 becomes equivalent to 100 V output, that is, output voltage feedback control is performed. . Further, as will be described later, the sine wave reference signal Vsin is also for adjusting the output frequency based on the output active power.

【0071】PWM回路65は、図15(a)に示すよ
うにこの正弦波基準信号Vsin と例えば16kHzの三
角波からなる搬送波Sc(図面では便宜上周波数を極端
に落とした波形としている)とから、同図(b)に示す
矩形波状の高周波電圧Vo(実効的にみて100V・5
0Hzあるいは60Hz)を得るように駆動信号G1〜
G4を生成する。なお生成する周波数は例えば50Hz
を中心に±△の範囲でシフト可能に構成される正弦波基
準信号Vsin の周波数をシフトすることによって達成さ
れる。このようにして生成された高周波電圧Voはフィ
ルタ回路38によって高周波成分が除去されて、同図
(c)に示すように、例えば100V・50Hzあるい
は60Hzの交流出力Voacが形成される。
As shown in FIG. 15A, the PWM circuit 65 uses the sine wave reference signal Vsin and a carrier wave Sc composed of, for example, a triangular wave of 16 kHz (in the drawing, the frequency is extremely reduced for convenience). The high-frequency voltage Vo having a rectangular waveform shown in FIG.
0 Hz or 60 Hz).
Generate G4. The generated frequency is, for example, 50 Hz.
Is achieved by shifting the frequency of the sine wave reference signal Vsin, which is configured to be shiftable in a range of ± △ with respect to. The high-frequency voltage Vo thus generated is filtered by the filter circuit 38 to remove high-frequency components, thereby forming, for example, an AC output Voac of 100 V, 50 Hz or 60 Hz, as shown in FIG.

【0072】マイコン61は、有効電力検出手段、位相
角検出手段、位相検出手段および制御手段として機能す
るものであり、以下、これらの機能を作用と共に説明す
る。
The microcomputer 61 functions as an active power detecting means, a phase angle detecting means, a phase detecting means and a control means. Hereinafter, these functions will be described together with their functions.

【0073】マイコン61は、運転が開始されると図1
6に示す制御フローチャートに従って出力周波数を制御
するようになっている。すなわち、ステップQ1では出
力電圧Voの1サイクルの最初のゼロクロス(図17参
照、タイミングt0)を検出する。この場合、マイコン
61は、正弦波基準信号Vsin と出力電圧Voとの実効
的ゼロクロスは理想的には一致することから、この正弦
波基準信号Vsin の1サイクルの最初(プラス側に変化
するタイミング)のゼロクロスのタイミングt0を判別
する。そしてステップQ2では、電流の瞬時値Isが正
か負かを検出する。つまり、電流が電圧に対して進み位
相か遅れ位相かを検出し、もって、後述の位相角φが進
み位相か遅れ位相かを検出する。なお今の場合、電流の
瞬時値Isについての判定が第1回目の判定にもとづく
ものであることから、今の場合の電流の瞬時値をIs
(1)と表現することとする。
When the operation is started, the microcomputer 61
The output frequency is controlled according to the control flowchart shown in FIG. That is, in step Q1, the first zero cross of one cycle of the output voltage Vo (see FIG. 17, timing t0) is detected. In this case, since the effective zero crossing between the sine wave reference signal Vsin and the output voltage Vo ideally coincides with each other, the microcomputer 61 starts the first cycle of the sine wave reference signal Vsin (timing to change to the plus side). Is determined at the zero-cross timing t0. Then, in step Q2, it is detected whether the instantaneous value Is of the current is positive or negative. That is, it detects whether the current is a leading phase or a lagging phase with respect to the voltage, and thereby detects whether a phase angle φ described later is a leading phase or a lagging phase. In this case, since the determination on the instantaneous value Is of the current is based on the first determination, the instantaneous value of the current in this case is represented by Is.
(1).

【0074】この後、1/2サイクルの間に6回(時間
的に等間隔)のタイミングで検出出力電流信号Isから
瞬時値Is(n)(nは1〜6)を検出する(ステップ
Q3)。そして、ステップQ4では瞬時有効電力P
(n)を算出する。すなわち、図17における各検出の
機会(1)〜(6)における電流の瞬時値Is(n)と
正弦波基準信号Vsin (n)(これは予め判っている)
との積を求め、そして、これを記憶する。次のステップ
Q5では、瞬時値I(n)の2乗を求め、記憶する。6
回が終了すると(ステップQ6の「YES」)、ステッ
プQ7に移行して、有効電力Pを算出する(検出す
る)。この場合、有効電力Pは、P=P(1)+…P
(6) で求められる。
Thereafter, an instantaneous value Is (n) (where n is 1 to 6) is detected from the detected output current signal Is at six (equally spaced) timings during a half cycle (step Q3). ). Then, in step Q4, the instantaneous active power P
(N) is calculated. That is, the instantaneous value Is (n) of the current and the sine wave reference signal Vsin (n) at each of the detection opportunities (1) to (6) in FIG. 17 (this is known in advance).
And then memorize this. In the next step Q5, the square of the instantaneous value I (n) is obtained and stored. 6
When the cycle is completed (“YES” in step Q6), the process proceeds to step Q7, and the active power P is calculated (detected). In this case, the active power P is P = P (1) +.
(6) Required.

【0075】次にステップQ8に移行して、電流実効値
Iを求める。この電流実効値Iは I=((Is(1)2 +…Is(6)2 )/6)1/2
で求められる。
Next, the process proceeds to step Q8, where the current effective value I is obtained. This current effective value I is I = ((Is (1) 2 +... Is (6) 2 ) / 6) 1/2
Is required.

【0076】次のステップQ9では、位相角φを求め
る。すなわち、皮相電力I×Eと有効電力Pとの関係は P=(I×E)cos φ であるから(φは位相角)、 cos φ=P/(I×E)となり、このcos φから位相角
φを割り出す。
In the next step Q9, a phase angle φ is obtained. That is, since the relation between the apparent power I × E and the active power P is P = (I × E) cos φ (φ is the phase angle), cos φ = P / (I × E), and from this cos φ Determine the phase angle φ.

【0077】この場合、上記ステップQ2において、正
が検出されていると、この位相角φは進み位相であるこ
とが検出され、また負が検出されていると、位相角φが
遅れ位相であることが検出されている。
In this case, in step Q2, if a positive value is detected, the phase angle φ is detected as a leading phase, and if a negative value is detected, the phase angle φ is a lagging phase. That has been detected.

【0078】次のステップQ10では、この位相角φ
と、その進みあるいは遅れ位相により出力周波数を設定
する。この設定は、図18に示すデータテーブルに基づ
いて行なう。すなわち、位相角φが進み位相であるとき
には、その位相角φの大きさに応じて周波数を小さくす
る方向に設定し、位相角φが遅れ位相であるときには、
その位相角φの大きさに応じて周波数を大きくする方向
に設定するようにしている。例えば位相角φが0°で5
0.0Hzを基準とし、位相角φが90度となると5
0.1Hzとし、その間をリニアに設定する。
In the next step Q10, the phase angle φ
And the output frequency is set by the leading or lagging phase. This setting is performed based on the data table shown in FIG. In other words, when the phase angle φ is a leading phase, the frequency is set to decrease in accordance with the magnitude of the phase angle φ, and when the phase angle φ is a lagging phase,
The frequency is set to increase in accordance with the magnitude of the phase angle φ. For example, when the phase angle φ is 0 °, 5
When the phase angle φ becomes 90 degrees based on 0.0 Hz, 5
The frequency is set to 0.1 Hz, and the interval is set linearly.

【0079】さらに、マイコン61は、既述したよう
に、サイリスタ39〜41のオンオフ制御とは関係な
く、直流電圧Vdcを検出して出力電圧を調整する出力
電圧制御機能を有している。すなわち、図19のフロー
チャートのステップR1、ステップR2およびステップ
R3に示すように、上記Vdcが例えば180V以上と
なると出力電圧を上げるように制御する。すなわち、前
記正弦波基準信号Vsin の振幅を大きくして出力電圧を
大きくするように制御する。例えば、180Vから1V
上がると、出力周波数を0.01Hz上げるように制御
する。
Further, as described above, the microcomputer 61 has an output voltage control function of detecting the DC voltage Vdc and adjusting the output voltage regardless of the on / off control of the thyristors 39 to 41. That is, as shown in steps R1, R2, and R3 in the flowchart of FIG. 19, the control is performed so that the output voltage is increased when the Vdc becomes, for example, 180 V or more. That is, control is performed so that the amplitude of the sine wave reference signal Vsin is increased to increase the output voltage. For example, 180V to 1V
When the frequency increases, the output frequency is controlled to increase by 0.01 Hz.

【0080】このような携帯用交流発電装置を並列接続
して負荷に電力を供給する場合について述べる。例えば
2台の携帯用交流発電装置のうち一方を携帯用交流発電
装置Aとし、他方を携帯用交流発電装置Bとする。い
ま、何らかの原因(例えば負荷変動)で一方の交流発電
装置Aの出力周波数が、瞬時的に例えば49.96Hz
となったとした場合、出力周波数が50.00Hzであ
る他方の交流発電装置Bから一方の交流発電装置Aへ横
流電流が流れる。また、交流発電装置Bの出力電圧が交
流発電装置Aの出力電圧より高いとした場合にも交流発
電装置Bから交流発電装置Aへ横流電流が流れる。
A case where such portable AC generators are connected in parallel to supply power to a load will be described. For example, one of the two portable AC generators is a portable AC generator A, and the other is a portable AC generator B. Now, for some reason (for example, load fluctuation), the output frequency of one AC generator A instantaneously becomes, for example, 49.96 Hz.
, A cross current flows from the other AC generator B having an output frequency of 50.00 Hz to one AC generator A. Also, when the output voltage of the AC generator B is higher than the output voltage of the AC generator A, a cross current flows from the AC generator B to the AC generator A.

【0081】この場合交流発電装置Bでは、電圧に対し
て電流の位相が遅れるようになる(遅れ位相の位相角と
なる)。逆に交流発電装置Aには、電圧に対して電流が
進むようになる(進み位相の位相角となる)。
In this case, in the AC generator B, the phase of the current is delayed with respect to the voltage (the phase angle of the delayed phase). Conversely, in the AC generator A, the current is advanced with respect to the voltage (advanced phase angle).

【0082】ここで、この実施例においては、遅れ位相
の位相角となると、出力周波数を上げるように制御し、
進み位相の位相角となると、出力周波数を下げるように
制御するようにされている。したがって、交流発電装置
Aではさらに出力周波数を下げるように制御され、交流
発電装置Bではさらに出力周波数を上げるように制御さ
れる。この結果、交流発電装置Bから交流発電装置Aへ
電力供給が発生する。これにより、交流発電装置Aのイ
ンバータ回路37の主回路電圧である電圧Vdcが上昇
する。すると、図18で述べた如く、交流発電装置A
は、出力電圧を上げるように制御するようにされる。こ
の結果、この交流発電装置Aへの横流電流の流れ込みが
減少し、この結果、両電源装置AおよびB間での横流電
流が解消される。
Here, in this embodiment, when the phase angle of the lag phase is reached, the output frequency is controlled so as to increase.
When the phase angle of the leading phase is reached, the output frequency is controlled so as to decrease. Therefore, the AC generator A is controlled to further lower the output frequency, and the AC generator B is controlled to further increase the output frequency. As a result, power is generated from the AC generator B to the AC generator A. As a result, the voltage Vdc, which is the main circuit voltage of the inverter circuit 37 of the AC generator A, increases. Then, as described with reference to FIG.
Is controlled to increase the output voltage. As a result, the flow of the cross current into the AC power generation device A is reduced, and as a result, the cross current between the power supply devices A and B is eliminated.

【0083】この場合、この実施例によれば、出力電圧
と出力電流との位相角φ要素が含まれる有効電力Pを検
出し、そして、検出された有効電力Pに基づいて位相角
φを算出するから、出力電流あるいは出力電流検知手段
たる出力電流検出回路64の検出信号Isに波形歪みが
あるような場合でもほぼ正確な位相角φを検出すること
ができるようになる。つまり位相角φの検出精度の向上
を図ることができる。
In this case, according to this embodiment, the active power P including the phase angle φ element between the output voltage and the output current is detected, and the phase angle φ is calculated based on the detected active power P. Therefore, even when the output current or the detection signal Is of the output current detection circuit 64 serving as the output current detection means has a waveform distortion, an almost accurate phase angle φ can be detected. That is, the detection accuracy of the phase angle φ can be improved.

【0084】従って、前記出力電圧の周波数制御を、検
出精度の高い位相角に基づいて周波数制御を適正に行な
うことができるようになり、並列運転を行なうような場
合に装置相互間の出力電流バランスが常に均等となる。
Therefore, the frequency control of the output voltage can be properly performed based on the phase angle with high detection accuracy, and the output current balance between the devices can be improved when the parallel operation is performed. Is always equal.

【0085】特にこの実施例によれば、有効電力を検出
するについて、交流電圧の半サイクルの期間で有効電力
を検出するようにしたから、有効電力検出を短い時間で
行なうことができてその後の周波数制御を迅速に行なう
ことができる。ただし、交流電圧の1サイクルで有効電
力を検出するようにしてもよい。
In particular, according to this embodiment, since the active power is detected during the half cycle of the AC voltage, the active power can be detected in a short time, and Frequency control can be performed quickly. However, the active power may be detected in one cycle of the AC voltage.

【0086】次に図20および図21は無効電力に関連
する制御についてのフローチャートを示す。無効電力の
大きさと、該無効電力の進み位相・遅れ位相とに応じて
出力周波数を設定するようにしている。すなわち、図2
0のフローチャートにおいてステップS1〜ステップS
8は、図16のステップQ1〜ステップQ8と同じであ
る。ステップS9では、cos φを求め、ステップS10
では、このcos φからsin φを求めると共に、無効電力
を算出している(無効電力算出手段)。なお、この無効
電力が進み位相か遅れ位相かは、ステップS2(無効電
力位相検出手段)の判定結果で判る。電流の瞬時値I
(1)が正のときは進み位相で、負のときは遅れ位相で
ある。
Next, FIG. 20 and FIG. 21 show flowcharts for control relating to reactive power. The output frequency is set according to the magnitude of the reactive power and the leading and lagging phases of the reactive power. That is, FIG.
Steps S1 to S in the flowchart of FIG.
8 is the same as step Q1 to step Q8 in FIG. In step S9, cos φ is obtained, and in step S10
Then, sin φ is obtained from cos φ, and the reactive power is calculated (reactive power calculating means). It should be noted that whether the reactive power is a leading phase or a lagging phase can be determined from the determination result of step S2 (reactive power phase detecting means). Instantaneous value of current I
When (1) is positive, it is a leading phase, and when negative, it is a lagging phase.

【0087】ステップS11では、図21のデータテー
ブルを参照して、上記無効電力の大きさと位相とから周
波数を設定する。一例を上げると、進み位相の無効電力
が−2800Wのとき(これは位相角φでいうと−90
°に相当)には、49.9Hzに相当する。
In step S11, the frequency is set based on the magnitude and phase of the reactive power with reference to the data table shown in FIG. As an example, when the reactive power of the leading phase is -2800 W (this is -90 in terms of the phase angle φ).
(Equivalent to °) corresponds to 49.9 Hz.

【0088】なお、上記において、マスタ側インバータ
とスレーブ側インバータとの夫々のインバータ内部電圧
の位相が等しくなるものとして説明したが、マスタ側イ
ンバータのインバータ内部電圧の位相とスレーブ側イン
バータのインバータ内部電圧の位相とを例えばπ/3ま
たは2π/3に設定することもできることは言うまでも
ない。
In the above description, the phase of the inverter internal voltage of the master inverter and that of the slave inverter are equal. However, the phase of the inverter internal voltage of the master inverter and the phase of the inverter internal voltage of the slave inverter are equal. Can be set to, for example, π / 3 or 2π / 3.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、複
数台のインバータを交流側において直列に接続したイン
バータ・システムを提供することができる。そして当該
1組のインバータ・システムを並列運転することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inverter system in which a plurality of inverters are connected in series on the AC side. Then, the set of inverter systems can be operated in parallel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理構成図を示す。FIG. 1 shows a principle configuration diagram of the present invention.

【図2】インバータの等価回路を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an equivalent circuit of an inverter.

【図3】インバータを並列運転した等価回路を示す。FIG. 3 shows an equivalent circuit in which inverters are operated in parallel.

【図4】図3に関連する記号を列挙した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram listing symbols related to FIG. 3;

【図5】インバータのフィルタにおけるベクトル図であ
る。
FIG. 5 is a vector diagram of a filter of an inverter.

【図6】出力有効電力Pと周波数fとの関係を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an output active power P and a frequency f.

【図7】夫々のインバータが出力する有効電力を説明す
る図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating active power output from each inverter.

【図8】2つのインバータを交流側で直列に接続して夫
々のインバータにおけるインバータ内部電圧に対して協
調をとった場合の等価回路を示す。
FIG. 8 shows an equivalent circuit in a case where two inverters are connected in series on the AC side and cooperate with the inverter internal voltage in each inverter.

【図9】単相3線式の構成を採用した構成図を示す。FIG. 9 shows a configuration diagram employing a single-phase three-wire configuration.

【図10】単相3線式の構成を採用した場合の態様を示
す。
FIG. 10 shows an embodiment in which a single-phase three-wire configuration is adopted.

【図11】単相3線式の構成を採用した場合の態様を示
す。
FIG. 11 shows an embodiment in which a single-phase three-wire configuration is employed.

【図12】負荷の接続の態様を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a mode of connection of a load.

【図13】図12の構成の等価回路を示す。FIG. 13 shows an equivalent circuit of the configuration of FIG.

【図14】本発明の詳細な構成図を示す。FIG. 14 shows a detailed configuration diagram of the present invention.

【図15】各部の波形図である。FIG. 15 is a waveform chart of each part.

【図16】有効電力に関連する制御を説明するためのフ
ローチャートを示す。
FIG. 16 is a flowchart illustrating control related to active power.

【図17】正弦波基準信号と検出出力電流とを示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing a sine wave reference signal and a detection output current.

【図18】有効電力に関連する制御の場合の位相角φと
周波数との関係を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a relationship between a phase angle φ and a frequency in the case of control related to active power.

【図19】有効電力に関連する制御に関して直流側の電
圧Vdcを制御するフローチャートを示す。
FIG. 19 shows a flowchart for controlling a DC side voltage Vdc with respect to control relating to active power.

【図20】無効電力に関連する制御を説明するためのフ
ローチャートを示す。
FIG. 20 is a flowchart illustrating control related to reactive power.

【図21】無効電力に関連する制御の場合の位相角φと
周波数との関係を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a relationship between a phase angle φ and a frequency in the case of control relating to reactive power.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110,120:インバータ 111,121:制御素子 112,122:チョーク・コイル(フィルタ) 113,123:コンデンサ(フィルタ) 114,124:フィルタの出力端 115,125:制御素子制御部 116,126:位相検出部 117,127:PWM制御部 118,128:出力電流検出手段 119,129:内部電圧検出手段 130 :共通負荷 150 :マスタ・スレーブ間信号線 110, 120: Inverter 111, 121: Control element 112, 122: Choke coil (filter) 113, 123: Capacitor (filter) 114, 124: Output terminal of filter 115, 125: Control element control section 116, 126: Phase Detector 117, 127: PWM controller 118, 128: output current detector 119, 129: internal voltage detector 130: common load 150: signal line between master and slave

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生井 正夫 群馬県新田郡新田町大字早川字早川3番地 澤藤電機株式会社新田工場内 (72)発明者 中村 勇治 群馬県新田郡新田町大字早川字早川3番地 澤藤電機株式会社新田工場内 (72)発明者 滝本 等 愛知県瀬戸市穴田町991番地 株式会社東 芝愛知工場内 Fターム(参考) 5H007 AA04 AA06 CA01 CA03 CB05 CC01 CC05 DA03 DA04 DA05 DB01 DB12 DC02 DC04 DC05 EA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masao Iku 3 Hayakawa, Hayakawa, Nitta-cho, Nitta-gun, Gunma Prefecture Inside Nitta Plant of Sawafuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yuji Nakamura, Nitta-cho, Nitta-gun, Gunma 3 Hayakawa Hayakawa 3 Sawafuji Electric Co., Ltd. Nitta Plant (72) Inventor Takimoto, etc. 991 Anatacho, Seto City, Aichi Prefecture Higashishiba Aichi Plant F term (reference) 5H007 AA04 AA06 CA01 CA03 CB05 CC01 CC05 DA03 DA04 DA05 DB01 DB12 DC02 DC04 DC05 EA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数台のインバータをそなえ、当該複数
台のインバータが夫々の交流側で直列に接続され、 かつ、当該直列に接続された少なくとも1つのインバー
タがマスタとなって、当該マスタとなったインバータの
インバータ内部電圧と、電圧の発生タイミングと周波数
を定めると共に、 他のスレーブとなったインバータに対して、運転条件を
指示するようにしたことを特徴とするインバータ・シス
テム。
A plurality of inverters are connected in series on each AC side, and at least one inverter connected in series becomes a master, and the master becomes the master. An inverter system, wherein the inverter internal voltage of the inverter, the generation timing and frequency of the voltage are determined, and operating conditions are instructed to the other slave inverters.
【請求項2】 マスタとなったインバータは、自己の出
力有効電力および/または出力無効電力を検出して、当
該インバータの内部電圧の周波数を定めることを特徴と
する請求項1記載のインバータ・システム。
2. The inverter system according to claim 1, wherein the inverter serving as a master detects its own output active power and / or output reactive power and determines the frequency of the internal voltage of the inverter. .
【請求項3】 マスタとなったインバータは、自己の出
力有効電力とスレーブとなったインバータの出力有効電
力との和の有効電力および/または自己の出力無効電力
とスレーブとなったインバータの出力無効電力との和の
無効電力にもとづいて、上記インバータの内部電圧の周
波数を定めることを特徴とする請求項1記載のインバー
タ・システム。
3. The inverter which has become a master, the active power of the sum of its own output active power and the output active power of a slave inverter, and / or the output invalid power of its own inverter and the inverter which has become a slave. 2. The inverter system according to claim 1, wherein a frequency of the internal voltage of the inverter is determined based on a reactive power of a sum of the power and the reactive power.
【請求項4】 請求項1記載のインバータ・システムを
1組のインバータ・システムとし、当該1組のインバー
タ・システムが、他の1つまたは複数の組のインバータ
・システムと並列運転されることを特徴とする請求項1
または請求項2または請求項3のいずれか1つ記載のイ
ンバータ・システム。
4. An inverter system according to claim 1, wherein said one set of inverter systems is operated in parallel with one or more other sets of inverter systems. Claim 1.
Or an inverter system according to any one of claims 2 and 3.
【請求項5】 請求項1記載の1組のインバータ・シス
テムを構成するマスタとなったインバータが、他の組の
インバータ・システムのマスタとなったインバータまた
はスレーブとなったインバータと並列に接続されること
を特徴とする請求項4記載のインバータ・システム。
5. The inverter as a master constituting one set of inverter systems according to claim 1 is connected in parallel with an inverter as a master or an inverter as a slave of another set of inverter systems. The inverter system according to claim 4, wherein:
【請求項6】 請求項1記載の1組のインバータ・シス
テムを構成するマスタとなったインバータあるいはスレ
ーブとなったインバータのいずれか一方が停止した場合
に、他インバータが強制的に停止されることを特徴とす
る請求項1または請求項2または請求項3または請求項
4または請求項5のいずれか1つ記載のインバータ・シ
ステム。
6. When one of an inverter serving as a master and an inverter serving as a slave constituting the set of inverter systems according to claim 1 stops, the other inverter is forcibly stopped. The inverter system according to any one of claims 1 to 5, wherein the inverter system comprises:
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