JP2004015923A

JP2004015923A - 複数台のインバータを並列接続した電力変換装置

Info

Publication number: JP2004015923A
Application number: JP2002166896A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ito; 伊東　洋一; Hideyuki Iida; 飯田　英之; Yuichiro Sugano; 菅野　雄一郎
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP3968572B2

Abstract

【課題】複数台のインバータの並列運転を簡単且つ良好に行うことが困難であった。
【解決手段】複数のインバータ回路２ａ、２ｂをＬＣフィルタ３ａ、３ｂを介して並列に接続する。各インバータ制御回路６ａ、６ｂにおいて、出力電圧振幅指令と周波数指令を補正手段１７ａ、１７ｂで補正した周波数指令値とに基づいて出力電圧指令としての正弦波を発生させる。各インバータの出力電圧が指令された正弦波になるように各インバータを制御する。正弦波に同期した方形波信号Ｖａ、Ｖｂを形成する。方形波信号Ｖａ、Ｖｂに基づいて第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８間を短絡する。第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８間の電圧に対応した共通位相信号を検出する。共通位相信号と方形波信号Ｖａ、Ｖｂとの位相差を求め、これにより周波数補正を行う。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台のインバータを並列接続した構成の電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータの並列運転方法の１つとして、各インバータの出力電圧と出力電流とを検出し、これに基づいて有効電力を計算で求め、有効電力の計算値によってインバータの出力周波数を制御し、各インバータを同期運転させる方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来方法には、次の欠点があった。
（１）　有効電力を計算するのに時間がかかり、応答特性が悪い。
（２）　負荷の有効電力か横流の有効電力かを区別できないので、負荷により周波数が変化する。
（３）　周波数に対する有効電力はインバータの主回路の定数で決まり、各インバータとも、調整が必要である。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、複数のインバータ間の位相差を検出する時間遅れが少なく、且つ比較的簡単に同期運転を行うことができる電力変換装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、直流を交流に変換するための変換用スイッチをそれぞれ含む複数のインバータ回路と、前記複数のインバータ回路の出力端子にそれぞれ接続された複数のＬＣフィルタと、前記複数のＬＣフィルタの出力端子を互いに並列に接続する共通出力導体と、前記複数のインバータ回路の出力電圧の振幅指令値を与えるための共通又は複数の出力電圧振幅指令手段と、前記複数のインバータ回路の出力電圧の周波数指令値を与えるための共通又は複数の周波数指令手段と、前記複数のインバータ回路の共通位相信号を形成するために設けられた第１及び第２の共通位相信号形成用導体と、前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体間に所定の直流バイアス電圧を供給するためのバイアス電源と、前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体の相互間が電気的に接続状態にあるか否かを検出し、この検出信号を共通位相信号として出力する単一又は複数の共通位相信号検出手段と、前記出力電圧振幅指令手段と前記周波数指令手段と前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体と前記共通位相信号検出手段とにそれぞれ接続され、前記複数のインバータ回路を同期運転することができるように前記変換用スイッチを制御するための複数のインバータ制御回路とを具備し、前記複数のインバータ制御回路のそれぞれが、前記周波数指令手段に接続された第１の入力端子と前記複数のインバータ回路の同期運転を行うための補正信号を受け入れるための第２の入力端子とを有し、前記周波数指令値を前記補正信号によって補正して補正周波数指令を形成する周波数指令補正手段と、前記出力電圧振幅指令手段と前記周波数指令補正手段とに接続され、前記出力電圧振幅指令と前記補正周波数指令とに従う正弦波信号を発生する正弦波発生手段と、前記インバータ回路の出力電圧が前記正弦波信号で指令された電圧になるように前記インバータ回路の前記変換用スイッチを制御するためのスイッチ制御信号を形成するスイッチ制御信号形成手段と、前記正弦波信号に同期した方形波信号を発生する方形波発生手段と、前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体の相互間に接続され且つ前記方形波発生手段から発生した前記方形波に応答してオンになるように構成された共通位相信号形成用スイッチ手段と、前記方形波発生手段と前記共通位相信号検出手段とに接続され、前記方形波信号と前記共通位相信号との位相差を検出し、この位相差検出信号に対応するように前記補正信号を作成し、この補正信号を前記周波数指令補正手段の前記第２の入力端子に供給する位相差検出手段とを有していることを特徴とする電力変換装置に係わるものである。
【０００６】
なお、請求項２に示すように、前記共通位相信号形成用スイッチ手段は、前記第１の共通位相信号形成用導体に接続されたコレクタと前記第２の共通位相信号形成用導体に接続されたエミッタとを有するトランジスタ又はホトトランジスタと、前記方形波信号に応答して前記トランジスタ又はホトトランジスタをオン状態に制御する手段とから成ることが望ましい。
また、請求項３に示すように、前記共通位相信号検出手段は、前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体の相互間の電圧の位相反転信号を前記位相信号として出力するものであることが望ましい。
また、請求項４に示すように、前記位相差検出手段は、前記方形波発生手段と前記共通位相信号検出手段とに接続され、前記方形波信号と前記共通位相信号検出信号との位相差を示すパルスを発生する論理回路と、前記論理回路から得られた前記位相差を示すパルスをこのパルスの幅に反比例又は比例するように振幅が変化する電圧に変換し、これを前記補正信号として出力するパルス・電圧変換回路とから成ることが望ましい。
【０００７】
【発明の効果】
各請求項の発明においては、各インバータの周波数情報を含む正弦波に同期した方形波発生手段と共通位相信号形成用スイッチ手段と第１及び第２の共通位相信号形成用導体との働きによって共通位相信号を形成し、この共通位相信号と自己の位相信号としての方形波との位相差を示す信号を形成し、これによって周波数指令を補正する。従って、比較的簡単な方法で、複数のインバータの同期運転を達成することができる。
また、本発明では、従来方法のように有効電力を計算で求めることが不要であるので、位相差の検出の時間遅れが少なくなり、並列運転の応答特性が向上する。
また、本発明では、有効電力の負荷分と横流分との比率に無関係にインバータを同期運転することができ、負荷の変化による周波数の変化を少なくする又は無くすことができる。
【０００８】
【第１の実施形態】
次に、図１〜図６を参照して本発明の第１の実施形態に係る複数のインバータを並列接続した電力変換装置を説明する。
【０００９】
図１に示す電力変換装置は、直流電源１ａ、１ｂに接続された第１及び第２のインバータ回路２ａ、２ｂと、第１及び第２のインバータ回路２ａ、２ｂの出力端子に接続された第１及び第２のフィルタ３ａ、３ｂと、第１及び第２のフィルタ３ａ、３ｂの出力端子にそれぞれ接続された第１及び第２の共通出力導体４、５と、第１及び第２のインバータ制御回路６ａ、６ｂと、第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８と、第１及び第２のインバータ制御回路６ａ、６ｂに含むように示されている第１及び第２の直流バイアス電圧源９ａ、９ｂ及び第１及び第２の電流制限抵抗１０ａ、１０ｂとを有している。第１及び第２の共通出力導体４、５には図示されていない共通の負荷回路が接続される。従って、第１及び第２のインバータ回路２ａ、２ｂは第１及び第２のフィルタ３ａ、３ｂを介して並列接続されており、共通の負荷回路に交流電力を供給する。
【００１０】
以下、図１の各部を更に詳細に説明する。なお、第１のインバータ回路２ａと第１のフィルタ３ａと第１のインバータ制御回路６ａとから成る第１のインバータと、第２のインバータ回路２ｂと第２のフィルタ３ｂと第２のインバータ制御回路６ｂとから成る第２のインバータとは、それぞれ同一に構成されているので、共通する構成要素に同一の参照番号を付し、第１及び第２のインバータを添字ａ、ｂで区別し、第１のインバータを詳しく説明し、第２のインバータの説明を省略する。
【００１１】
直流を交流に変換するための第１のインバータ回路２ａ即ち直流−交流変換回路は、図２に示すように第１、第２、第３及び第４の変換用スイッチＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のブリッジ回路から成る。第１〜第４の変換用スイッチＱ１〜Ｑ４は例えばＩＧＢＴ又はトランジスタ又はＦＥＴ等の半導体スイッチで構成される。第１及び第２の変換用スイッチＱ１、Ｑ２の第１の直列回路と第３及び第４の変換用スイッチＱ３、Ｑ４の第２の直列回路は直流電源１ａに並列に接続されている。第１及び第２の変換用スイッチＱ１、Ｑ２の相互接続点に接続された第１の出力端子としてのライン１１ａと第３及び第４の変換用スイッチＱ３、Ｑ４の相互接続点に接続された第２の出力端子としてのライン１２ａは第１のフィルタ３ａを介して第１及び第２の共通出力導体４、５に接続されている。第１のインバータ回路２ａにおいては第１及び第４の変換用スイッチＱ１、Ｑ４が同時にオンの時に第１及び第２の出力ライン１１ａ、１２ａ間に第１の方向の出力電圧が得られ、第２及び第３の変換用スイッチＱ２、Ｑ３が同時にオンの時に第１及び第２の出力ライン１１ａ、１２ａ間に第２の方向の出力電圧が得られる。
【００１２】
第１のフィルタ３ａはＬＣフィルタであって、インダクタ１３ａとコンデンサ１４ａとから成る。インダクタ１３ａは第１の出力ライン１１ａに直列に接続され、コンデンサ１４ａはインダクタ１３ａを介して第１及び第２の出力ライン１１ａ、１２ａ間に並列に接続されている。このフィルタ３ａはインバータ回路２ａの変換用スイッチＱ１〜Ｑ４のオン・オフに基づく高周波成分を除去し、近似正弦波を作るものである。
【００１３】
第１及び第２のインバータ制御回路６ａ、６ｂは、図１に示すように大別して、第１及び第２の出力電圧振幅指令手段１５ａ、１５ｂと、第１及び第２の出力周波数指令手段１６ａ、１６ｂと、第１及び第２の周波数指令補正手段１７ａ、１７ｂと、第１及び第２の正弦波発生手段１８ａ、１８ｂと、第１及び第２のスイッチ制御信号形成手段１９ａ、１９ｂと、第１及び第２の方形波発生手段２０ａ、２０ｂと、第１及び第２の共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａ、２１ｂと、第１及び第２の共通位相信号検出手段２２ａ、２２ｂと、第１及び第２の位相差検出手段２３ａ、２３ｂと、第１及び第２のバイアス用電源９ａ、９ｂと、第１及び第２の電流制限抵抗１０ａ、１０ｂとから成る。第１及び第２のインバータ制御回路６ａ、６ｂはユニット化するために互いに同一に形成されている。
【００１４】
スイッチ制御信号形成手段１９ａは、インバータ回路２ａの出力電圧を正弦波発生手段１８ａから発生した正弦波信号即ち電圧指令に一致させるようにインバータ回路２ａのスイッチＱ１〜Ｑ４をオン・オフするためのスイッチ制御信号を形成するための回路手段であって、図２に示すように誤差信号形成手段２４と、比例積分微分即ちＰＩＤ器２５と、鋸波発生器２６と、コンパレータ２７と、ＮＯＴ回路２８とから成る。なお、誤差信号形成手段２４とＰＩＤ器２５とを合せて誤差信号形成回路又は誤差増幅器と呼ぶこともできる。
【００１５】
誤差信号形成手段２４は、第１のフィルタ３ａの出力端子にライン２９ａで接続された第１の入力端子と正弦波発生手段１８ａにライン３０ａで接続された第２の入力端子とを有し、前記第１の入力端子の出力電圧検出信号と前記第２の入力端子の前記正弦波信号との差を示す誤差信号を出力する。誤差信号形成手段２４に接続されたＰＩＤ器２５は誤差信号に所定の補償を施す。なお、誤差信号形成手段２４の一方の入力端子を図１で点線で示すようにフィルタ３１ａを介してインバータ回路２ａの出力ライン１１ａに接続することができる。この場合、フィルタ３１ａはフィルタ３ａと同様にインバータ回路２ａの出力から高周波成分を除去するように構成する。
【００１６】
鋸波発生器２６は、第１及び第２の出力導体４、５間の交流電圧の周波数（例えば５０Ｈｚ）よりも十分に高い繰返し周波数（例えば２０ｋＨｚ）を有し、且つＰＩＤ器２５の出力信号を横切る振幅レベルを有する鋸波電圧又は三角波電圧を発生する。
【００１７】
コンパレータ２７は、ＰＩＤ器２５に接続された一方の入力端子と鋸波発生器２６に接続された他方の入力端子とを有し、図３（Ａ）に示すようにＰＩＤ器２５から得られた補償された誤差信号Ｖｅと鋸波信号Ｖｔとを比較し、補償された誤差信号Ｖｅが鋸波信号Ｖｔよりも高い時に高レベルになる図３（Ｂ）に示すパルス幅変調出力を発生する。コンパレータ２７の出力は図示が省略されている周知の駆動回路を介して第１及び第４の変換用スイッチＱ１、Ｑ４の制御端子に接続され、また、ＮＯＴ回路２８と図示が省略されている駆動回路とを介して第２及び第３の変換用スイッチＱ２、Ｑ３の制御端子に接続されている。ＮＯＴ回路２８は、図３（Ｂ）のコンパレータ２７の出力を図３（Ｃ）に示すように位相反転する。なお、図３（Ｂ）のパルスと図３（Ｃ）のパルスとの間に周知のデッドタイム即ち休止期間を設けることが望ましい。また、スイッチ制御形成手段１９ａは、図２の回路に限定されるものでなく、インバータ出力電圧を出力電圧指令としての正弦波信号に追従させるためのＰＷＭパルスを形成して第１〜第４の変換用スイッチＱ１〜Ｑ４に供給することができるものであれば、どのような回路でもよい。また、図１の実施形態では、第１及び第２のインバータをユニット化するためにこれ等が同一に構成されている。従って、図１の第１及び第２のスイッチ制御信号形成手段１９ａ、１９ｂは鋸波発生器２６を独立に有しているが、この代りに１つの鋸波発生器２６を第１及び第２のスイッチ制御信号形成回路１９ａ、１９ｂで共用するように構成することができる。
【００１８】
図２の出力電圧振幅指令手段１５ａはインバータ回路２ａの目標出力電圧振幅を示す指令値を発生するものであって、ライン３２ａによって正弦波発生手段１８ａに接続されている。
【００１９】
周波数指令発生手段１６ａは、ライン３３ａにインバータ回路２ａの出力電圧の目標周波数（例えば５０Ｈｚ）を示す指令値を発生する。
【００２０】
周波数指令補正手段１７ａは、減算器又は合成器から成り、周波数指令ライン３３ａに接続された第１の入力端子と、位相差検出手段２３ａの出力ライン３４ａに接続された第２の入力端子とを有し、ライン３３ａの周波数指令からライン３４ａの補正値を減算し、ライン３５ａに補正後の周波数指令を出力する。この補正手段１７ａにおける減算は、第１及び第２のインバータ回路２ａ、２ｂの出力を同期化させるように行われる。
【００２１】
正弦波発生手段１８ａは出力電圧振幅指令ライン３２ａと補正後周波数指令ライン３５ａとに接続され、ライン３２ａの出力電圧振幅指令に対応する振幅情報を有し且つライン３５ａの補正後の周波数指令に対応する周波数情報を有する正弦波信号をライン３０ａに出力する。この正弦波信号はインバータ回路２ａの目標出力電圧指令を示す。
【００２２】
方形波発生手段２０ａは、正弦波発生手段１８ａにライン３６ａで接続されており、正弦波発生手段１８ａから発生する正弦波信号に同期した図５（Ａ）に示す方形波信号Ｖａをライン３７ａに出力する。この実施形態の方形波発生手段２０ａはゼロクスコンパレータによって形成され、正弦波信号を方形波に波形整形して図５（Ａ）に示すデューティ比が５０％の方形波信号Ｖａを出力する。しかし、方形波発生手段２０ａはこれに限定されるものでなく、例えば補正手段１７ａの出力ライン３５ａに方形波発生手段２０ａを接続し、ライン３５ａの補正後の周波数指令に基づいて方形波信号Ｖａを独立に形成することができる。
方形波信号Ｖａは第１のインバータ回路２ａ即ち自号機の位相情報を含む信号であるので、自号機位相信号と呼ぶこともできるものであり、正弦波信号と同一の繰返し周波数を有する。
【００２３】
共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａは、ＮＰＮ型のホトトランジスタ３８と発光ダイオード３９とから成る。ホトトランジスタ３８のコレクタは第１の共通位相信号形成用導体７に接続され、エミッタは第２の共通位相信号形成用導体８に接続されている。ホトトランジスタ３８を方形波信号に応答してオン状態に制御する手段としての発光ダイオード３９は方形波信号ライン３７ａとグランドとの間に接続され、且つホトトランジスタ３８に光結合されている。第１及び第２のインバータのための第１及び第２の共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａ、２１ｂのいずれか一方又は両方がオン状態の時には第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８間が電気的に短絡され、これ等の間は低レベル即ち論理の０状態になる。第１及び第２の共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａ、２１ｂの両方が同時にオフの時には第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８間が高レベル即ち論理の１の状態になる。
【００２４】
共通位相信号を形成するために、第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８間に第１の電流制限抵抗１０ａを介して第１のバイアス用直流電源９ａが接続されている。図１及び図２ではバイアス用電源９が第１及び第２のインバータ制御回路６ａ、６ｂに独立に設けられているが、いずれか一方のみに設けて共用することができる。
【００２５】
共通位相信号検出手段２２ａは、発光ダイオード４０とホトトランジスタ４１と直流電源４２と電流制限抵抗４３とから成り、図５（Ｂ）に示す共通位相検出信号Ｖｃｏｍを発生する。発光ダイオード４０は第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８間に接続されており、これ等の導体７、８間が高レベルの時に発光する。発光ダイオード４０に光結合されたホトトランジスタ４１のコレクタは抵抗４３を介して電源４２に接続され、エミッタはグランドに接続されている。また、ホトトランジスタ４１のコレクタに共通位相信号出力ライン４４が接続されている。なお、電源４２を省き、電源９ａを共用することができる。
発光ダイオード４０の発光期間には、ホトトランジスタ４１がオンになり、ライン４４の共通位相検出信号Ｖｃｏｍは図５（Ｂ）（Ｅ）に示すように低レベルになる。また、発光ダイオード４０の非発光期間にはホトトランジスタ４１がオフになり、共通位相検出信号Ｖｃｏｍは高レベルになる。
【００２６】
図５（Ａ）（Ｄ）は第１及び第２のインバータの自号機位相信号としての方形波信号Ｖａ、Ｖｂを示し、図５（Ｂ）（Ｅ）は共通位相検出信号Ｖｃｏｍを示し、図５（Ｃ）は図５（Ａ）の第１の方形波信号Ｖａと図４（Ｂ）の共通位相検出信号Ｖｃｏｍとの位相差を示し、図５（Ｆ）は図５（Ｄ）の第２の方形波信号Ｖｂと図５（Ｅ）の共通位相検出信号Ｖｃｏｍとの位相差を示し、図５（Ｇ）は第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８間の電圧Ｖａｂを示す。
図５（Ｇ）に示す共通位相信号形成用導体７、８間の電圧Ｖａｂと図５（Ｂ）（Ｅ）の共通位相検出信号Ｖｃｏｍとは互いに逆位相となる。即ち、第１及び第２の共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａ、２１ｂの少なくとも一方がオン状態の時に共通位相信号形成用導体７、８間の電圧Ｖａｂが低レベルとなり、逆に共通位相検出信号Ｖｃｏｍが高レベルになる。
【００２７】
位相差検出手段２３ａは、ライン４５、３７ａによって方形波発生手段２０ａに接続され、且つライン４４によって共通位相信号検出手段２２ａに接続され、且つ方形波信号Ｖａと共通位相検出信号Ｖｃｏｍとの位相差を検出し、この位相差を示す信号を周波数の補正信号Ｖｆｃとして出力する。
【００２８】
図４は図２の位相差検出手段２３ａの１例を示す。この位相差検出手段２３ａは、大別して位相差パルス形成手段としての排他的ＯＲ回路４６と、パルス・電圧変換回路４７とから成る。排他的ＯＲ回路４６の一方の入力端子は方形波信号ライン４５に接続され、他方の入力端子は共通位相信号検出手段２２ａの出力ライン４４に接続されている。従って、排他的ＯＲ回路４６の出力Ｖｐａは、図６（Ｄ）に示すように図６（Ａ）の方形波信号Ｖａと図６（Ｃ）の共通位相検出信号Ｖｃｏｍとが互いに異なるレベルになる期間ｔ１〜ｔ２及びｔ４〜ｔ６において高レベルとなる位相差パルスを発生する。図６では位相差の変化を示すために図６（Ｃ）の共通位相差検出信号Ｖｃｏｍが図５（Ｂ）のそれとは異なるように示されている。
なお、排他的ＯＲ回路４６の代りに、これと同等の出力パルスを生成することができる別の論理回路を使用することができる。
【００２９】
パルス・電圧変換回路４７は、第１のＮＯＴ回路４８、第１及び第２の選択スイッチ４９、５０、９０度遅延回路５１、第２のＮＯＴ回路５２、定積分回路５３とから成る。また、定積分回路５３は積分器５４とサンプル・ホールド回路５５とから成る。
【００３０】
９０度遅延回路５１は、方形波信号ライン４５に接続されており、図６（Ａ）に示す方形波信号Ｖａの９０度遅れ信号Ｖａ９０を図６（Ｂ）に示すように発生する。図６のｔ２〜ｔ３期間は９０度の遅れ時間に相当する。
【００３１】
排他的ＯＲ回路４６の出力端子は第１のＮＯＴ回路４８と第１の選択スイッチ４９とを介して積分器５４に接続され且つ第２の選択スイッチ回路５０を介して積分器５４に接続されている。第１の選択スイッチ４９は遅延回路５１に接続された制御端子を有し、遅延回路５１の出力信号が高レベルの時にオンになる。第２の選択スイッチ５０は第２のＮＯＴ回路５２を介して遅延回路５１に接続された制御端子を有し、遅延回路５１の出力が低レベルの時にオンになる。従って、第１及び第２の選択スイッチ４９、５０の共通出力ライン即ち積分器５４の入力ラインには図６（Ｅ）に示す積分入力信号Ｖｉｎが得られる。図６（Ｄ）の排他的ＯＲ回路４６から得られた出力Ｖｐａ即ち位相差検出パルスの幅は、位相の変化に応じて変化する。図６ではｔ４〜ｔ６期間の出力Ｖｐａの幅がｔ１〜ｔ２期間の出力Ｖｐａの幅よりも大きく示されている。これに応じて図６（Ｅ）の積分器入力信号Ｖｉｎも変化している。
【００３２】
積分器５４は図６（Ｅ）の積分器入力信号Ｖｉｎを積分して図６（Ｆ）の積分器出力信号Ｖｏｕｔを発生する。この積分器５４は、ライン４５の方形波信号Ｖａの立上りエッジでリセットされ、再び積分を開始する。図６のｔ１及びｔ４で積分器入力信号Ｖｉｎが低レベルになると、放電によって積分器出力信号Ｖｏｕｔは傾斜を有して減少する。積分器５４に接続されたサンプル・ホールド回路５５は図６のｔ２及びｔ６に示すライン４５の方形波信号Ｖａの立上りエッジに応答して図６（Ｆ）の積分器出力Ｖｏｕｔをサンプリングし、且つホールドして図６（Ｇ）に示す周波数補正信号Ｖｆｃをライン３４ａに送出する。なお、サンプル・ホールド回路５５の出力段に平滑用のフィルタを接続することができる。
また、図１の周波数補正手段１７ａを加算器で構成し、位相差検出手段２３ａから負の極性を有する周波数補正信号Ｖｆｃを発生させることができる。
【００３３】
図６（Ｇ）に示すように周波数補正信号Ｖｆｃが変化すると、図１及び図２に示す周波数補正手段１７ａの出力も変化し、結果としてインバータ回路２ａの出力周波数も変化し、第１及び第２のインバータの同期運転が達成される。
【００３４】
上述から明らかなように本実施形態は次の効果を有する。
（１）　共通位相信号を形成し、この共通位相信号と自己のインバータの位相を示す方形波との位相差を検出し、周波数補正信号としているので、同期運転を比較的簡単に達成できる。
（２）　従来方法で必要であった有効電力の計算が不要であるので、位相差検出の時間遅れが少なくなり、同期運転の制御の応答特性が向上する。
（３）　有効電力と無関係に同期運転を制御するので、従来方法で生じた負荷の変化による周波数の変動を防ぐことができる。
（４）　共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａ、２１ｂと第１及び第２の共通位相信号形成用導体７、８とを使用して共通位相信号を形成するので、共通位相信号を簡単に作成することができる。
（５）　共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａとしてホトトランジスタ３８と発光ダイオード３９とを使用しているので、インバータ制御回路６ａの主回路部分と電気的に分離して共通位相信号を容易に作成することができる。
（６）　共通位相信号検出手段２２ａとして発光ダイオード４０とホトトランジスタ４１とを使用しているので、インバータ制御回路６ａの主回路部分と電気的に分離して共通位相信号を容易に検出することができる。
（７）　位相差検出手段２３ａを、排他的ＯＲ回路４６から成る位相差パルス形成回路と定積分回路５３から成るパルス・電圧変換回路を使用して構成するので、位相差検出及び周波数補正信号の形成を容易に達成できる。
【００３５】
【第２の実施形態】
次に、図７を参照して第２の実施形態の電力変換装置を説明する。但し、図７において図１と共通する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
図７の電力変換装置の主回路は図１と同一に構成されている。図７のスイッチ制御回路６ａ′、６ｂ′は図１のスイッチ制御回路６ａ、６ｂと多くの部分において同一であるが、一部において相違している。即ち、図７では、図１の第１及び第２の出力電圧振幅指令手段１５ａ、１５ｂの代りにこれ等と同一の機能を有する共通の出力電圧振幅指令手段１５が設けられ、また、第１及び第２の周波数指令手段１６ａ、１６ｂの代りにこれ等と同一の機能を有する共通の周波数指令手段１６が設けられ、また、第１及び第２の共通位相信号検出手段２２ａ、２２ｂの代りにこれ等と同一の機能を有する共通の位相信号検出手段２２が設けられ、また、第１及び第２のバイアス直流電源９ａ、９ｂ及び抵抗１０ａ、１０ｂの代りにこれ等と同一の機能を有する共通のバイアス直流電源９及び抵抗１０が設けられ、これ等以外は図１と同一に構成されている。
【００３７】
更に詳細には、共通の出力電圧振幅指令手段１５がライン３２ａ、３２ｂによって第１及び第２の正弦波発生手段１８ａ、１８ｂにそれぞれ接続されている。共通の周波数指令手段１６がライン３３ａ、３３ｂによって第１及び第２の周波数指令補正手段１７ａ、１７ｂに接続されている。共通位相信号検出手段２２がライン４４ａ、４４ｂによって第１及び第２の位相差検出手段２３ａ、２３ｂに接続されている。
【００３８】第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同一の効果が得られる他に、第１及び第２のインバータのために出力電圧振幅指令手段１５、周波数指令手段１６、共通位相信号検出手段２２、バイアス直流電源９、及び抵抗１０を共通に設けたので、この分だけ小型化及び低コスト化を図ることができるという効果も得ることができる。
【００３９】
【変形例】
本発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能なものである。
（１）　インバータ回路２ａ、２ｂ、フィルタ３ａ、３ｂ、共通出力導体４、５を周知の３相交流回路に変形することができる。
（２）　図１及び図７では第１及び第２のインバータの直流電源１ａ、１ｂが独立に設けられているが、これを共通電源にすることができる。
（３）　共通位相信号形成用スイッチ手段２１ａ、２１ｂをバイポーラトランジスタで形成し、これをホトトランジスタ３８の代りに導体７、８間に接続し、ベースを方形波発生手段２０ａ、２０ｂに接続することができる。
（４）　共通位相信号検出手段２２ａ、２２ｂをバイポーラトランジスタを含む回路で形成することができる。この場合には例えば図２のホトトランジスタ４１をバイポーラトランジスタとし、発光ダイオード４の代りに導体７、８間の電圧をバイポーラトランジスタのベースに印加する。
（５）　図７の出力電圧振幅指令手段１５、周波数指令手段１６、共通位相信号検出手段２２、及びバイアス直流電圧源９から選択された１つ又は複数のみを第１及び第２のインバータに対して共通に設け、選択しなかった残りを図１と同様に個別に設けることができる。また、第１及び第２のインバ−タの出力電圧の検出を１箇所で行い、これを共用してもよい。
（６）　３台又はこれ以上のインバータを並列接続する場合にも本発明を適用することができる。
（７）　インバータ制御回路６ａ、６ｂ、６ａ′、６ｂ′の一部をディジタル回路で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に従う電力変換装置を示すブロック図である。
【図２】図１の第１のインバータ部分を詳しく示すブロック図である。
【図３】図２のスイッチ制御信号形成回路の各部の電圧状態を示す波形図である。
【図４】図２の位相差検出手段の１例を詳しく示す回路図である。
【図５】図２の各部の電圧状態を示す波形図である。
【図６】図４の各部の電圧状態を示す波形図である。
【図７】第２の実施形態の電力変換装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ　第１及び第２の直流電源
２ａ、２ｂ　第１及び第２のインバータ回路
３ａ、３ｂ　第１及び第２のフィルタ
４、５　第１及び第２の共通出力導体
６ａ、６ｂ　第１及び第２のインバータ制御回路
７、８　第１及び第２の共通位相信号形成用導体
９、９ａ、９ｂ　バイアス用直流電源
１０、１０ａ、１０ｂ　抵抗
１５、１５ａ、１５ｂ　出力電圧振幅指令手段
１６、１６ａ、１６ｂ　周波数指令手段
１７ａ、１７ｂ　第１及び第２の周波数指令補正手段
１８ａ、１８ｂ　第１及び第２の正弦波発生手段
１９ａ、１９ｂ　第１及び第２のスイッチ制御信号形成手段
２０ａ、２０ｂ　第１及び第２の方形波発生手段
２１ａ、２１ｂ　第１及び第２の共通位相信号形成用スイッチ手段
２２ａ、２２ｂ　第１及び第２の共通位相信号検出手段
２３ａ、２３ｂ　第１及び第２の位相差検出手段

Claims

直流を交流に変換するための変換用スイッチをそれぞれ含む複数のインバータ回路と、
前記複数のインバータ回路の出力端子にそれぞれ接続された複数のＬＣフィルタと、
前記複数のＬＣフィルタの出力端子を互いに並列に接続する共通出力導体と、
前記複数のインバータ回路の出力電圧の振幅指令値を与えるための共通又は複数の出力電圧振幅指令手段と、
前記複数のインバータ回路の出力電圧の周波数指令値を与えるための共通又は複数の周波数指令手段と、
前記複数のインバータ回路の共通位相信号を形成するために設けられた第１及び第２の共通位相信号形成用導体と、
前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体間に所定の直流バイアス電圧を供給するためのバイアス電源と、
前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体の相互間が電気的に接続状態にあるか否かを検出し、この検出信号を共通位相信号として出力する単一又は複数の共通位相信号検出手段と、
前記出力電圧振幅指令手段と前記周波数指令手段と前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体と前記共通位相信号検出手段とにそれぞれ接続され、前記複数のインバータ回路を同期運転することができるように前記変換用スイッチを制御するための複数のインバータ制御回路とを具備し、
前記複数のインバータ制御回路のそれぞれが、
前記周波数指令手段に接続された第１の入力端子と前記複数のインバータ回路の同期運転を行うための補正信号を受け入れるための第２の入力端子とを有し、前記周波数指令値を前記補正信号によって補正して補正周波数指令を形成する周波数指令補正手段と、
前記出力電圧振幅指令手段と前記周波数指令補正手段とに接続され、前記出力電圧振幅指令と前記補正周波数指令とに従う正弦波信号を発生する正弦波発生手段と、
前記インバータ回路の出力電圧が前記正弦波信号で指令された電圧になるように前記インバータ回路の前記変換用スイッチを制御するためのスイッチ制御信号を形成するスイッチ制御信号形成手段と、
前記正弦波信号に同期した方形波信号を発生する方形波発生手段と、
前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体の相互間に接続され且つ前記方形波発生手段から発生した前記方形波に応答してオンになるように構成された共通位相信号形成用スイッチ手段と、
前記方形波発生手段と前記共通位相信号検出手段とに接続され、前記方形波信号と前記共通位相信号との位相差を検出し、この位相差検出信号に対応するように前記補正信号を作成し、この補正信号を前記周波数指令補正手段の前記第２の入力端子に供給する位相差検出手段と
を有していることを特徴とする電力変換装置。
前記共通位相信号形成用スイッチ手段は、
前記第１の共通位相信号形成用導体に接続されたコレクタと前記第２の共通位相信号形成用導体に接続されたエミッタとを有するトランジスタ又はホトトランジスタと、
前記方形波信号に応答して前記トランジスタ又はホトトランジスタをオン状態に制御する手段と
から成ることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
前記共通位相信号検出手段は、前記第１及び第２の共通位相信号形成用導体の相互間の電圧の位相反転信号を前記位相信号として出力するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の電力変換装置。
前記位相差検出手段は、
前記方形波発生手段と前記共通位相信号検出手段とに接続され、前記方形波信号と前記共通位相信号検出信号との位相差を示すパルスを発生する論理回路と、前記論理回路から得られた前記位相差を示すパルスをこのパルスの幅に反比例又は比例するように振幅が変化する電圧に変換し、これを前記補正信号として出力するパルス・電圧変換回路と
から成ることを特徴とする請求項３記載の電力変換装置。