JP2004282863A - インバータの横流抑制制御方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電機などの他の給電装置との間で給電切り換えを行なうインバータ装置の並列運転時に発生する横流を、装置間の位相差を検出できない場合でも抑制できるようにする。
【解決手段】インバータの出力電圧を所定値となるように調節する電圧調節器８の出力をパルス幅変調器９に入力し、これを所定周波数の変調波と比較した結果に基づきスイッチング回路３のスイッチ素子をオン，オフさせる制御系に対し、インバータの直流電圧検出値とその設定値との偏差に比例する出力を出す比例演算器１１を設け、その出力に応じて上記変調波の周波数を変化させることにより横流を抑制する。
【選択図】 図１
【解決手段】インバータの出力電圧を所定値となるように調節する電圧調節器８の出力をパルス幅変調器９に入力し、これを所定周波数の変調波と比較した結果に基づきスイッチング回路３のスイッチ素子をオン，オフさせる制御系に対し、インバータの直流電圧検出値とその設定値との偏差に比例する出力を出す比例演算器１１を設け、その出力に応じて上記変調波の周波数を変化させることにより横流を抑制する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、他のインバータや発電機との間で給電切り換えを行なう際に、負荷への給電を停止することなく行なうために、並列運転期間を設けた後に切り離すような運転が行なわれるインバータの横流抑制のための制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
並列運転される給電装置間での横流抑制方式として、図２に示すように装置間の位相差を検出し、出力周波数を変化させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
これは、商用電源４１から電磁接触器４２を介して給電中に、操作回路７６により電磁接触器５５に複数回の寸動動作を行なわせ、この寸動動作により電磁接触器５５が閉路している期間に、変流器ＣＴ４４，ＣＴ５６および横流検出器７２によって横流を検出し、この横流に電圧指令器６５からの指令値（交流量）を乗算して横流の有効電力成分を求め、スイッチ７５を一定期間閉路させて有効電力成分の積分値を求め、これを位相差検出器６１が検出した位相差のオフセット量として用いて補正するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１６４７７３号公報（第３−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来方式では、給電する装置間の位相差を検出できることが前提で、位相差に従ってインバータの出力周波数を制御することが可能であるが、給電切り換えのコントロールを外部の装置で行なう場合には、位相差を検出できないため適用できないという問題がある。
したがって、この発明の課題は、並列運転される給電装置間で給電切り換えのコントロールを外部の装置で行なう場合のように、位相差を検出できない場合にも、横流の抑制を可能にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、この発明ではインバータの直流電圧検出器を設け、直流電圧の上昇または低下により、インバータの位相が相手装置に対し遅れているか、または進んでいるかを検出できるので、これに応じて出力周波数を制御することにより位相差を小さくし横流を抑制するものである。
すなわち、請求項１の発明では、他の給電装置との間で給電切り換えを行なう際に、一定時間だけ前記他の給電装置と並列運転されるインバータにおいて、
前記インバータの直流電圧の上昇または低下を検出し、それに応じて出力周波数を上げ，下げすることにより、前記他の給電装置との位相差を小さくして横流を抑制することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明では、他の給電装置との間で給電切り換えを行なう際に、一定時間だけ前記他の給電装置と並列運転されるインバータにおいて、
前記インバータの直流電圧検出器と、直流電圧設定器と、この設定器からの直流電圧設定値と前記直流電圧検出器からの直流電圧検出値との偏差に比例する値を出力する比例演算器と、その演算結果に応じてインバータの出力周波数を制御する制御系とを設け、前記他の給電装置との位相差を小さくして横流を抑制することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の形態を示すブロック図である。
これは、インバータや発電機のような他の電源、または給電装置と並列運転されるインバータを示し、整流器１、コンデンサ２、スイッチング回路３、フィルタリアクトル４、フィルタコンデンサ５、出力電圧検出器６、出力電圧設定器７、電圧調節器８、パルス幅変調器９、直流電圧設定器１０、比例演算増幅器１１、出力ゼロホールド回路１２、過電流設定器１３および比較器１４等より構成される。
【０００８】
図１で、通常運転時は比例演算器１１の出力はゼロであり、インバータは直流電圧設定器１０に設定された設定値対応の周波数により、出力電圧設定器７の設定により出力電圧一定制御を行なう。
ここで、他の給電装置との並列運転が行なわれると、両者の位相差による横流が流れる。その位相差が小さい場合は、横流が小さくインバータの運転にはほとんど影響しないが、相手側の装置が発電機である場合には位相を急激に変化させることが困難なので、短時間で切り換えを行なうためには位相差を残したまま並列運転をすることがあり、ときには位相差が電気角で９０°にも及ぶことがある。この場合には、定格を越えた過大な横流がインバータに流れることになる。
【０００９】
そして、インバータの位相が進みである場合には、インバータより電力が流出するので直流電圧が低下する。これに対し、遅れの場合にはインバータに電流が流入するので、直流電圧は上昇する。直流電圧の上昇および低下量を小さくするためには、コンデンサ２の容量を大きくすれば良いが、この容量の増加分は通常の運転には必要が無いものであり、装置が大型化しコストアップの要因ともなる。
よって、並列運転時においてはインバータと相手装置との位相差を素早く検出し、これが小さくなるように制御することで過大な横流を抑制し、直流電圧は上昇または低下を小さくすることができる。これを実現するためにはインバータと相手装置との位相差が必要であるが、並列運転のコントロールが外部装置で行なわれる場合には、位相差の検出は不可能である。そのため、ここでは直流電圧が上昇したか低下したかにより、インバータが進み位相か遅れ位相かを判断するようにしている。
【００１０】
いま、並列運転時にインバータが比較器１４により過電流を検出すると、比例演算器１１のゼロホールドが解除され、検出器１５からの直流電圧が設定値より低い場合には正の比例値を出力する。なお、比例演算器１１のゲインは、インバータの周波数が急変せず、許容されている範囲を外れないように選ばれている。直流電圧が低下するのはインバータから電流が流出するためであり、インバータは進み位相であると判断できる。比例演算器１１の出力はベース設定より減算されるので、インバータの出力周波数は通常運転時より低くなる。これにより、インバータの位相は遅れ側にシフトするので、位相差は小さくなり横流が抑制される。
【００１１】
上記とは逆に、直流電圧が設定値より高い場合には、比例演算器１１は負の比例値を出力する。直流電圧が上昇するのはインバータに電流が流入するためであり、インバータは遅れ位相であると判断できる。比例演算器１１の出力はベース設定より加算されるので、インバータの出力周波数は通常運転時より高くなる。これにより、インバータの位相は進み側にシフトするので、位相差は小さくなり横流が抑制される。
【００１２】
比例演算器１１の動作を過電流検出時に限定しているのは、インバータの性能上、運転中は出力周波数を可能な限り一定にすべきであり、過負荷状態による直流電圧のわずかな低下により変化させないようにするためである。また、小さい位相差で並列運転が行なわれた場合には、横流が小さくインバータの運転状態は過負荷状態と大きく違わず、さらにこの実施例では並列運転が切り換え時の短時間に限定されるので、過電流検出時だけ動作させておけば十分と考えられるからである。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、インバータの直流電圧検出により、並列運転時の出力電圧位相の進み遅れが検出できるので、その値に比例して出力周波数を制御することで位相差を小さくし、横流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図
【図２】従来例を示すブロック図
【符号の説明】
１…整流器、２…コンデンサ、３…スイッチング回路、４…フィルタリアクトル、５…フィルタコンデンサ、６…出力電圧検出器、７…出力電圧設定器、８…電圧調節器、９…パルス幅変調器、１０…直流電圧設定器、１１…比例演算増幅器、１２…出力ゼロホールド回路、１３…過電流設定器、１４…比較器、１５…直流電圧検出器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、他のインバータや発電機との間で給電切り換えを行なう際に、負荷への給電を停止することなく行なうために、並列運転期間を設けた後に切り離すような運転が行なわれるインバータの横流抑制のための制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
並列運転される給電装置間での横流抑制方式として、図２に示すように装置間の位相差を検出し、出力周波数を変化させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
これは、商用電源４１から電磁接触器４２を介して給電中に、操作回路７６により電磁接触器５５に複数回の寸動動作を行なわせ、この寸動動作により電磁接触器５５が閉路している期間に、変流器ＣＴ４４，ＣＴ５６および横流検出器７２によって横流を検出し、この横流に電圧指令器６５からの指令値（交流量）を乗算して横流の有効電力成分を求め、スイッチ７５を一定期間閉路させて有効電力成分の積分値を求め、これを位相差検出器６１が検出した位相差のオフセット量として用いて補正するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１６４７７３号公報（第３−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来方式では、給電する装置間の位相差を検出できることが前提で、位相差に従ってインバータの出力周波数を制御することが可能であるが、給電切り換えのコントロールを外部の装置で行なう場合には、位相差を検出できないため適用できないという問題がある。
したがって、この発明の課題は、並列運転される給電装置間で給電切り換えのコントロールを外部の装置で行なう場合のように、位相差を検出できない場合にも、横流の抑制を可能にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、この発明ではインバータの直流電圧検出器を設け、直流電圧の上昇または低下により、インバータの位相が相手装置に対し遅れているか、または進んでいるかを検出できるので、これに応じて出力周波数を制御することにより位相差を小さくし横流を抑制するものである。
すなわち、請求項１の発明では、他の給電装置との間で給電切り換えを行なう際に、一定時間だけ前記他の給電装置と並列運転されるインバータにおいて、
前記インバータの直流電圧の上昇または低下を検出し、それに応じて出力周波数を上げ，下げすることにより、前記他の給電装置との位相差を小さくして横流を抑制することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明では、他の給電装置との間で給電切り換えを行なう際に、一定時間だけ前記他の給電装置と並列運転されるインバータにおいて、
前記インバータの直流電圧検出器と、直流電圧設定器と、この設定器からの直流電圧設定値と前記直流電圧検出器からの直流電圧検出値との偏差に比例する値を出力する比例演算器と、その演算結果に応じてインバータの出力周波数を制御する制御系とを設け、前記他の給電装置との位相差を小さくして横流を抑制することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の形態を示すブロック図である。
これは、インバータや発電機のような他の電源、または給電装置と並列運転されるインバータを示し、整流器１、コンデンサ２、スイッチング回路３、フィルタリアクトル４、フィルタコンデンサ５、出力電圧検出器６、出力電圧設定器７、電圧調節器８、パルス幅変調器９、直流電圧設定器１０、比例演算増幅器１１、出力ゼロホールド回路１２、過電流設定器１３および比較器１４等より構成される。
【０００８】
図１で、通常運転時は比例演算器１１の出力はゼロであり、インバータは直流電圧設定器１０に設定された設定値対応の周波数により、出力電圧設定器７の設定により出力電圧一定制御を行なう。
ここで、他の給電装置との並列運転が行なわれると、両者の位相差による横流が流れる。その位相差が小さい場合は、横流が小さくインバータの運転にはほとんど影響しないが、相手側の装置が発電機である場合には位相を急激に変化させることが困難なので、短時間で切り換えを行なうためには位相差を残したまま並列運転をすることがあり、ときには位相差が電気角で９０°にも及ぶことがある。この場合には、定格を越えた過大な横流がインバータに流れることになる。
【０００９】
そして、インバータの位相が進みである場合には、インバータより電力が流出するので直流電圧が低下する。これに対し、遅れの場合にはインバータに電流が流入するので、直流電圧は上昇する。直流電圧の上昇および低下量を小さくするためには、コンデンサ２の容量を大きくすれば良いが、この容量の増加分は通常の運転には必要が無いものであり、装置が大型化しコストアップの要因ともなる。
よって、並列運転時においてはインバータと相手装置との位相差を素早く検出し、これが小さくなるように制御することで過大な横流を抑制し、直流電圧は上昇または低下を小さくすることができる。これを実現するためにはインバータと相手装置との位相差が必要であるが、並列運転のコントロールが外部装置で行なわれる場合には、位相差の検出は不可能である。そのため、ここでは直流電圧が上昇したか低下したかにより、インバータが進み位相か遅れ位相かを判断するようにしている。
【００１０】
いま、並列運転時にインバータが比較器１４により過電流を検出すると、比例演算器１１のゼロホールドが解除され、検出器１５からの直流電圧が設定値より低い場合には正の比例値を出力する。なお、比例演算器１１のゲインは、インバータの周波数が急変せず、許容されている範囲を外れないように選ばれている。直流電圧が低下するのはインバータから電流が流出するためであり、インバータは進み位相であると判断できる。比例演算器１１の出力はベース設定より減算されるので、インバータの出力周波数は通常運転時より低くなる。これにより、インバータの位相は遅れ側にシフトするので、位相差は小さくなり横流が抑制される。
【００１１】
上記とは逆に、直流電圧が設定値より高い場合には、比例演算器１１は負の比例値を出力する。直流電圧が上昇するのはインバータに電流が流入するためであり、インバータは遅れ位相であると判断できる。比例演算器１１の出力はベース設定より加算されるので、インバータの出力周波数は通常運転時より高くなる。これにより、インバータの位相は進み側にシフトするので、位相差は小さくなり横流が抑制される。
【００１２】
比例演算器１１の動作を過電流検出時に限定しているのは、インバータの性能上、運転中は出力周波数を可能な限り一定にすべきであり、過負荷状態による直流電圧のわずかな低下により変化させないようにするためである。また、小さい位相差で並列運転が行なわれた場合には、横流が小さくインバータの運転状態は過負荷状態と大きく違わず、さらにこの実施例では並列運転が切り換え時の短時間に限定されるので、過電流検出時だけ動作させておけば十分と考えられるからである。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、インバータの直流電圧検出により、並列運転時の出力電圧位相の進み遅れが検出できるので、その値に比例して出力周波数を制御することで位相差を小さくし、横流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図
【図２】従来例を示すブロック図
【符号の説明】
１…整流器、２…コンデンサ、３…スイッチング回路、４…フィルタリアクトル、５…フィルタコンデンサ、６…出力電圧検出器、７…出力電圧設定器、８…電圧調節器、９…パルス幅変調器、１０…直流電圧設定器、１１…比例演算増幅器、１２…出力ゼロホールド回路、１３…過電流設定器、１４…比較器、１５…直流電圧検出器。
Claims (2)
- 他の給電装置との間で給電切り換えを行なう際に、一定時間だけ前記他の給電装置と並列運転されるインバータにおいて、
前記インバータの直流電圧の上昇または低下を検出し、それに応じて出力周波数を上げ，下げすることにより、前記他の給電装置との位相差を小さくして横流を抑制することを特徴とするインバータの横流抑制制御方法。 - 他の給電装置との間で給電切り換えを行なう際に、一定時間だけ前記他の給電装置と並列運転されるインバータにおいて、
前記インバータの直流電圧検出器と、直流電圧設定器と、この設定器からの直流電圧設定値と前記直流電圧検出器からの直流電圧検出値との偏差に比例する値を出力する比例演算器と、その演算結果に応じてインバータの出力周波数を制御する制御系とを設け、前記他の給電装置との位相差を小さくして横流を抑制することを特徴とするインバータの横流抑制制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003069355A JP2004282863A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | インバータの横流抑制制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003069355A JP2004282863A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | インバータの横流抑制制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004282863A true JP2004282863A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33286404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003069355A Pending JP2004282863A (ja) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | インバータの横流抑制制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004282863A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006271024A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Fuji Electric Systems Co Ltd | インバータの横流抑制制御装置 |
| JP2020137243A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電源装置 |
| CN113990625A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-28 | 浙江飞旋科技有限公司 | 高频大容量的电力电子单元并联装置及载波多重化方法 |
-
2003
- 2003-03-14 JP JP2003069355A patent/JP2004282863A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006271024A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Fuji Electric Systems Co Ltd | インバータの横流抑制制御装置 |
| JP4617944B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2011-01-26 | 富士電機システムズ株式会社 | インバータの横流抑制制御装置 |
| JP2020137243A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電源装置 |
| JP6995450B2 (ja) | 2019-02-19 | 2022-02-04 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電源装置 |
| CN113990625A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-28 | 浙江飞旋科技有限公司 | 高频大容量的电力电子单元并联装置及载波多重化方法 |
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