JP2005287135A - Inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力エネルギーを利用して電力を発生する風力発電や、太陽光エネルギーを利用して電力を発生する発電設備や、公害を発生しない水素などの燃料を利用して電力を発生する燃料電池などの発電設備等から得られる直流電力を交流電力に返還し、商用電源との系統連係運転を行う場合において、社団法人日本電気協会が発行している分散型電源系統連係技術指針に指摘されている、交流電力系統の停電時に自家用発電設備が系統から切断されない状態、すなわち、単独運転となったときに、単独運転を検出する能動的方式として、周波数シフト方式(周波数ドリフト方式)を採用した系統連係を行なうインバータ装置に関する。 The present invention relates to a wind power generator that generates power using wind energy, a power generation facility that generates power using solar energy, and a fuel that generates power using fuel such as hydrogen that does not cause pollution. When DC power obtained from power generation facilities such as batteries is returned to AC power and grid-linked operation with commercial power is performed, it is pointed out in the distributed power grid linkage technical guidelines issued by the Japan Electric Association. The frequency shift method (frequency drift method) has been adopted as an active method for detecting isolated operation when the private power generation equipment is not disconnected from the system during a power outage of the AC power system, that is, when it becomes isolated operation. The present invention relates to an inverter device that performs system linkage.
従来、この種の周波数シフト方式を能動的単独運転検出方式として採用したインバータ装置は、交流電力系統が通常運転時に分散電源装置の出力に周波数バイアスを与えておいて、単独運転移行時に交流電力系統電圧に現れる周波数変化を検出して単独運転状態になった事を検出する方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an inverter device that employs this type of frequency shift method as an active isolated operation detection method is that the AC power system gives a frequency bias to the output of the distributed power supply device during normal operation, and the AC power system during the transition to isolated operation. There is known a method of detecting a change in frequency appearing in a voltage to detect a single operation state (see, for example, Patent Document 1).
以下、その周波数シフト方式を単独運転検出方式として採用したインバータ装置の構成について図15を参照しながら説明する。図に示すように、直流電源101より供給された直流電力は、インバータ装置102により交流電力系統103に連係させつつ交流電力に変換され、負荷104に供給されている。負荷104にはインバータ装置102とは別に、交流電力系統103の交流電力が、遮断器105および柱上トランス106を介して供給されている。負荷104にかかる電圧の周波数の上限値fmaxを監視するオーバーフレクエンシーリレー(以降OFRと称す)107と、同周波数の下限値fminを監視するアンダーフレクエンシーリレー(以降UFRと称す)108は、周波数の上下限値の範囲を超えた事を検出できるようにインバータ装置102に接続されている。負荷104は、図15に示すように、並列等価抵抗109、並列等価インダクタンス110、および、並列等価キャパシタンス111より成る並列共振回路による等価回路で表現する事ができる。
Hereinafter, the configuration of the inverter apparatus that employs the frequency shift method as the isolated operation detection method will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the DC power supplied from the
以下、従来の周波数シフト方式を単独運転検出方式として採用した従来のインバータ装置102の検出動作手順について図16を参照しながら説明する。なお以下の説明においては、交流電力系統の定格周波数をf0(例えば60Hz)とした系統連携運転を想定して説明する。
Hereinafter, a detection operation procedure of the
交流電力系統103が正常であれば、従来の周波数シフト方式を採用するインバータ装置102は、図16に示すフローチャートのステップ113にて、交流電力系統103の電圧の周波数fをほぼf=f0[Hz](ここで、f0は交流電力系統の定格周波数で例えば50Hz)として検出するが、ステップ114にて(f0−fa)〜(f0+fa)の範囲内にあると判定されるので、インバータ装置102は、図16に示すフローチャートのステップ112→113→114→115→116→117→118→119→113、112→113→114→115→116→120→118→119→113、または、112→113→114→115→116→121→118→119→113のループを繰り返して、周波数バイアスを与えないF=f0、すなわち、定格周波数の出力電流を挿入しつつ、定格周波数f0に+Δfのバイアスを与えたF=(f0+Δf)の周波数の出力電流、または、定格周波数f0に−Δfのバイアスを与えたF=(f0−Δf)の周波数の出力電流を交互に出力する。
If the
交流電力系統103が停電となったとき、前回サイクルのステップ121においてインバータ装置102が周波数 =(f0+Δf)の出力電流を出力した場合、ステップ113において、交流電力系統103の電圧の周波数fは、インバータ装置102の出力電流の周波数に等しい =(f0+Δf)として検出され、インバータ装置102は、ステップ114にて、(f0―fa)〜(f0+fa)の範囲外にあると判定されるので、ステップ122にて、(>f0)と判定し、図16に示すステップ112→113→114→122→123→118→119→113のループを繰り返し、出力電流の周波数を上昇させ、このループを何度か繰り返したところで、周波数上限値 fmaxを監視していたOFRの信号を検出したインバータ装置102はステップ124を実行し、単独運転状態になったことを検出して出力を停止する。
When the
また、交流電力系統103が停電となったとき、前回サイクルのステップ121においてインバータ装置102が周波数F=(f0−Δf)の出力電流を出力した場合、ステップ113において、交流電力系統103の電圧の周波数fは、インバータ装置102の出力電流の周波数に等しいF=(f0−Δf)として検出され、インバータ装置102は、ステップ114にて、(f0−fa)〜(f0+fa)の範囲外にあると判定し、ステップ122にて、(<f0)と判定するので、図16に示すステップ112→113→114→122→125→118→119→113のループを繰り返し、出力電流の周波数を減少させ、このループを何度か繰り返したところで、周波数下限値fminに達した事を監視していたUFR108の信号を検出したインバータ装置102はステップ124を実行し、単独運転状態になったことを検出して出力を停止する。
Further, when the
以下、従来の単独運転検出方法による交流電力系統103の電圧と従来のインバータ装置102の出力電流のタイミングについて図17および図18を参照しながら説明する。図において、図17(a)は交流電力系統103の電圧波形と交流電力系統103の定格電圧よりも高い周波数変動を与える歪みを付与したインバータ出力電流波形を、図17(b)は交流電力系統103の電圧波形と交流電力系統103の定格電圧よりも低い周波数変動を与える歪みを付与したインバータ出力電流を示す。図において、点線で示す波形は、交流電力系統103の電圧波形を示し、実線で示す波形は、インバータ装置102の出力電流波形を示す。
Hereinafter, the timing of the voltage of the
図17(a)に示すように、従来のインバータ装置102は、出力電流の周波数が増加するように、ゼロクロスポイントを終点とする所定期間tzが出力ゼロとなるわずかに歪んだ電流を出力する。図17(a)に示すt0は、交流電力系統の電圧波形の半周期であり、t1はインバータ装置102の出力電流波形の正弦波形部分の半周期である。ここで、電圧波形の半周期、すなわち、t0に対するゼロ時間tzの割合は、チョッピング・フリクションcf(以降、cf値と称する)と呼ばれる。図17(a)に示すインバータ102の出力電流は、交流電力系統電圧の定格半周期t0よりも短い半周期t1の基本波成分を持つので、第1半サイクルにおいて交流電力系統電圧の定格周波数f0よりも高い周波数となる。次の第2の半サイクルが始まる前に、インバータ装置102の出力電流がゼロに達したとき、出力電流は、時間tzの期間、交流電力系統電圧の次の半サイクルが始まるまで、ゼロを維持しつづける。次の半サイクルについては、インバータ装置102の出力電流と、交流電力系統電圧の方向が逆向きとなるだけで、第1半サイクルと同様な歪みを付与した電流が出力される。
As shown in FIG. 17A, the
図17(b)に示すように、インバータ装置102は、出力電流の周波数が減少するように、出力電流波形のピークポイントからゼロクロスポイントに至る下降波形経路側に任意の電流を出力するわずかに歪んだ電流を出力する。図17(b)に示すt2はインバータ装置102の出力電流波形の正弦波形部分の半周期である。図17(b)に示すインバータ102の出力電流は、第1半サイクルにおいて交流電力系統電圧の定格半周期t0よりも長い半周期t2の基本波成分を持つので、定格周波数f0よりも低い周波数となる。次の半サイクルについては、インバータ102の出力電流と、交流電力系統電圧の方向が逆向きとなるだけで、第1半サイクルと同様な歪みを付与した電流が出力される。
As shown in FIG. 17B, the
このインバータ装置102によるインバータ出力電流波形の歪ませ方は、図17(a)に示したほか、図18(a)に示すように、ピークポイントを中心とする両側のゼロクロスポイントを含む所定期間tzが出力レベルゼロとなる歪みをインバータ出力に付与しても良い、そうすれば、インバータ装置102の出力電流の見かけ上の半周期t1は、定格周波数の半周期t0よりも短くなるので、出力電流の周波数は定格周波数f0より高くなる。
The inverter output current waveform is distorted by the
さらには、図17(b)に示したほか、図18(b)に示すように、ピークポイントを中心とする両側のゼロクロスポイントにおいて任意の電流出力を出力する歪をインバータ出力波形に付与してもよい。そうすれば、インバータ装置102の出力電流の見かけ上の半周期t2は、定格周波数の半周期t0よりも長くなる結果、出力電流の周波数は定格周波数f0より低くなる。
Furthermore, as shown in FIG. 17 (b), as shown in FIG. 18 (b), a distortion that outputs an arbitrary current output at the zero cross points on both sides centering on the peak point is added to the inverter output waveform. Also good. Then, the apparent half cycle t2 of the output current of the
以下、図17(a)〜(b)に示したようなインバータ装置102の出力電流の歪ませ方を使って、図16のフローチャートに示した検出動作に従ってインバータ装置102を制御した場合において、交流電力系統が正常時のインバータ装置102の出力電流波形について図19を参照しながら説明する。図において、図17の説明で述べた周波数が上昇または下降する歪みを付与した電流波形の間には交流電力系統103の定格周波数に等しい周波数の一周期分の電流波形が挿入される。図において、点線で示す波形は、交流電力系統103の電圧波形を示し、実線で示す波形は、インバータ装置102の出力電流波形を示す。
Hereinafter, when the
さらに、図18(a)〜(b)に示したようなインバータ装置102の出力電流の歪ませ方を使って、図16のフローチャートに示した検出動作に従ってインバータ装置102を制御した場合において、交流電力系統が正常時のインバータ装置102の出力電流波形について図20を参照しながら説明する。図において、図18の説明で述べた周波数が上昇または下降する歪みを付与した電流波形の間には交流電力系統103の定格周波数に等しい周波数の一周期分の電流波形が挿入される。図において、点線で示す波形は、交流電力系統103の電圧波形を示し、実線で示す波形は、インバータ装置102の出力電流波形を示す。
Further, when the
図19に示すインバータ装置102の出力電流をIo、交流電力系統電圧の定格角周波数をω0とおくと、フーリエ級数は(数1)のように表現できる。
If the output current of the
ここで、a0は直流成分、anおよびbnはフーリエ係数で、それぞれ、(数2)、(数3)、(数4)のように表現できる。 Here, a0 is a DC component, and an and bn are Fourier coefficients, which can be expressed as (Equation 2), (Equation 3), and (Equation 4), respectively.
図21は、従来のインバータ装置102のcf値をパラメータとする、出力電流高調波の次数と基本波成分に対する高調波の振幅の割合の関係を示す周波数スペクトラムを示す。図において、cf値は0.05、0.02、および、0.01の各場合について測定した結果を示している。(数1)〜(数4)で明らかなように、周波数スペクトラムは(ω0/3)の整数倍の高調波となり、cf値が大きな値をとるほど、出力電流の高調波成分の振幅は大きくなるという傾向を示している。
FIG. 21 shows a frequency spectrum showing the relationship between the order of the output current harmonics and the ratio of the amplitude of the harmonics to the fundamental wave component, using the cf value of the
図22は、従来のインバータ装置102について任意の並列等価インダクタンスの値に対して、不感帯として動作する並列等価キャパシタンスの値の限界点をプロットして得た不感帯の特性図である。すなわち、従来の周波数シフト方式を採用した従来のインバータ装置102について、図15で述べた負荷7の並列等価抵抗109の抵抗値をR[Ω]、並列等価インダクタンス110のインダクタンスをL[H]、および、並列等価キャパシタンス111のキャパシタンスをC[]とおき、等価インダクタンスLを横軸に、負荷7の等価キャパシタンスCを縦軸にとり、cf値をパラメータとして変化させた場合の不感帯を調べた実験結果が図22である。実験では、等価抵抗Rは14.4Ωの場合について述べてある。図において横軸に平行な2本の点線は、OFR107またはUFR108のみを受動的単独運転検出方法として使った場合において、任意の等価インダクタンスLの値に対して、不感帯として動作する等価キャパシタンスCの限界点をプロットしたものである。すなわち、横軸に平行な2本の点線で囲まれた領域は、OFR107またはUFR108のみを受動的単独運転検出方法として使った場合における不感帯領域を示している。
FIG. 22 is a characteristic diagram of the dead zone obtained by plotting the limit point of the parallel equivalent capacitance value that operates as a dead zone with respect to an arbitrary parallel equivalent inductance value in the
次に、一点鎖線または二点鎖線で示す曲線は、従来の周波数シフト方式のみを能動的単独運転検出方式として使った従来のインバータ装置102について、任意の等価インダクタンスLの値に対して、不感帯として動作する等価キャパシタンスCの限界点をプロットしたものである。すなわち、一点鎖線または二点鎖線で示す曲線で囲まれた領域は、従来の周波数シフト方式のみを能動的単独運転検出方法として使った場合における不感帯を示している。受動的単独運転による不感帯と能動的単独運転による不感帯の領域が重なり合わない場合、システム全体として不感帯が存在しない理想的な特性を得ていると言える。また、受動的単独運転による不感帯と能動的単独運転による不感帯が重なり合う領域が小さい場合、システム全体として不感帯となる領域が小さい良好な特性を得ていると言える。図で明らかなように、cf値として大きな値を選んだ方が不感帯の重なり合う領域が小さくなる良好な特性が得られるという事がわかる。
Next, a curve indicated by a one-dot chain line or a two-dot chain line is a dead band with respect to an arbitrary equivalent inductance L value for the
次に、従来のインバータ装置102のcf値と出力電流の歪み率THDiの関係を図23に示す。図に示すように、cf値と電流歪み率THDiの関係は線形比例していることがわかる。一般的に、電流歪み率THDiが大きくなるほど、交流電力系統に接続されるトランスや各種回転電機のような誘導性負荷によって消費される損失が増大する事が知られており、図23に示す特性から、cf値を大きくとるほど、誘導性負荷等によって消費される損失が増大する事がわかる。
Next, FIG. 23 shows the relationship between the cf value of the
以上述べたように、従来の周波数シフト方式による能動的単独運転方式では、不感帯の領域を小さくするか、または、不感帯の領域を無くして、単独運転検知感度を良好にするためにcf値を大きくすると、電流歪み率THDiが増大し、誘導性負荷によって消費される損失が増大するという問題点があった。
このような従来のインバータ装置では、単独運転検知感度を上げるため、cf値を大きく設定して不感帯領域を小さくすると、インバータ装置の出力電流の高調波成分が大きくなり、出力電流の電流歪み率が増大し、高調波電流が原因となって発生する交流電力系統に接続される誘導性負荷に消費される損失が増大するという課題があり、高調波電流が原因となって発生する交流電力系統に接続される誘導性負荷に消費される損失を小さくすることが要求されている。 In such a conventional inverter device, in order to increase the isolated operation detection sensitivity, if the cf value is set large and the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current of the inverter device increases, and the current distortion rate of the output current increases. There is a problem that the loss consumed by the inductive load connected to the AC power system generated due to the harmonic current increases and the AC power system generated due to the harmonic current It is required to reduce the loss consumed by the connected inductive load.
本発明は、このような課題を解決するものであり、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失を小さくすることができる単独運転検知方法を搭載したインバータ装置を提供することを目的としている。 The present invention solves such a problem, and in order to increase the isolated operation detection sensitivity, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, and the current distortion rate of the output current is suppressed. An object of the present invention is to provide an inverter device equipped with an islanding operation detection method which has good islanding detection sensitivity and can reduce the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current.
本発明のインバータ装置は上記目的を達成するために、直流電力を交流電力系統に連係させつつ交流に変換して負荷に供給し、前記交流電力系統との連係を離れて単独運転をはじめた際にインバータ出力電圧に生じる周波数変動、もしくはその周波数変動に起因する変動を検出してインバータ主回路の単独運転を検知する単独運転検知手段を有する系統連係インバータ装置において、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む所定の周波数区間の範囲内にある場合は、その波形の1周期分を任意の自然数回連結した余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、その波形の半周期分を1を除く任意の奇数回連結した余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形を連結して繰り返して出力するか、または、その波形の半周期分を1を除く任意の奇数回連結した余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形と、その波形の1周期分を任意の自然数回連結した余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第1、前記第2、前記第3または前記第4の電流波形のいずれか1つの電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が負荷電圧の位相に一致するようにし、前記第1、前記第2、前記第3または前記第4の電流波形を連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与する電流歪付与手段を備える事を特徴とするインバータ装置としたものである。 In order to achieve the above object, the inverter device of the present invention converts DC power to AC while linking DC power to the AC power system, supplies it to the load, and starts independent operation after leaving the link with the AC power system. In the system-linked inverter device having a single operation detecting means for detecting a single frequency operation of the inverter main circuit by detecting a frequency fluctuation generated in the inverter output voltage or a fluctuation caused by the frequency fluctuation, the frequency of the load voltage is the rated frequency. A first current waveform that is a cosine waveform obtained by concatenating one period of the waveform for an arbitrary natural number of times and that imparts a current distortion that increases its output frequency, A cosine waveform in which half the period of the waveform is connected to any odd number of times except 1 and a second current waveform that gives a current distortion whose output frequency decreases is connected and repeated. Or a third current waveform which is a cosine waveform obtained by concatenating half of the waveform for any odd number of times except 1 and imparts a current distortion that increases the output frequency, and 1 of the waveform A cosine waveform obtained by concatenating a period of an arbitrary natural number of times, and a fourth current waveform giving a current distortion whose output frequency decreases is connected and repeatedly output, and the first, second, and third are output. Alternatively, at the peak point of the load voltage that occurs in the shortest time from the time when any one of the fourth current waveforms completes the output, the phase of the inverter output current matches the phase of the load voltage, With current distortion that provides current distortion with a frequency variation in which the displacement or phase is continuous and the frequency is discontinuous at the connection point connecting the first, second, third or fourth current waveforms. It is obtained by the inverter apparatus characterized in that comprises means.
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、1周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、1.5半周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第2の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
In addition, a first current waveform that is a cosine waveform for one cycle and that increases its output frequency, and a current distortion that is a cosine waveform for 1.5 half cycles and whose output frequency decreases are shown. The second current waveform to be applied is connected and repeatedly output, and at the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the time when the second current waveform completes the output, the phase of the inverter output current is the load voltage The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、1.5周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形と、1周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第4の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
In addition, a third current waveform that is a cosine waveform for 1.5 periods and that increases current distortion, and a current distortion that is a cosine waveform for one period and decreases its output frequency are applied. The fourth current waveform is connected and repeatedly output, and at the peak point of the load voltage that occurs in the shortest time from the time when the fourth current waveform completes the output, the phase of the inverter output current is the load voltage The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、1周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、1.5半周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第1の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
In addition, a first current waveform that is a cosine waveform for one cycle and that increases its output frequency, and a current distortion that is a cosine waveform for 1.5 half cycles and whose output frequency decreases are shown. The second current waveform to be applied is connected and repeatedly output, and at the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the time when the first current waveform completes the output, the phase of the inverter output current is the load voltage The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、1.5周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形と、1周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第3の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
In addition, a third current waveform that is a cosine waveform for 1.5 periods and that increases current distortion, and a current distortion that is a cosine waveform for one period and decreases its output frequency are applied. The fourth current waveform is connected and repeatedly output, and at the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the time when the third current waveform completes the output, the phase of the inverter output current is the load voltage The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、その波形の1周期分を任意の自然数回連結した余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、その波形の半周期分を1を除く任意の奇数回連結した余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第2の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
Also, a cosine waveform obtained by connecting one cycle of the waveform to an arbitrary natural number of times, a first current waveform that gives a current distortion that increases its output frequency, and a half cycle of the waveform other than 1 A cosine waveform connected odd number of times, and a second current waveform giving a current distortion whose output frequency is lowered is connected and repeatedly output, and the second current waveform is output in the shortest time from the time when the output is completed. 2. The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、その波形の1周期分を任意の自然数回連結した余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、その波形の半周期分を1を除く任意の奇数回連結した余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第1の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
Also, a cosine waveform obtained by connecting one cycle of the waveform to an arbitrary natural number of times, a first current waveform that gives a current distortion that increases its output frequency, and a half cycle of the waveform other than 1 A cosine waveform that is connected an odd number of times and a second current waveform that gives a current distortion whose output frequency is lowered is connected and repeatedly output, and the first current waveform is output in the shortest time from the completion of output. 2. The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、その波形の半周期分を1を除く任意の奇数回連結した余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形と、その波形の1周期分を任意の自然数回連結した余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第4の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
Also, a third current waveform that is a cosine waveform obtained by connecting the half period of the waveform to any odd number of times except 1 and imparts current distortion that increases the output frequency, and one period of the waveform is arbitrarily set. A cosine waveform that is connected several times in nature, and a fourth current waveform that gives a current distortion whose output frequency is lowered is connected and repeatedly output, and the fourth current waveform is output in the shortest time from the time when the output is completed. 2. The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、その波形の半周期分を1を除く任意の奇数回連結した余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形と、その波形の1周期分を任意の自然数回連結した余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第3の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにした前記電流歪付与手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の系統連係インバータ装置としたものである。
Also, a third current waveform that is a cosine waveform obtained by connecting the half period of the waveform to any odd number of times except 1 and imparts current distortion that increases the output frequency, and one period of the waveform is arbitrarily set. A cosine waveform that is connected several times in nature, and a fourth current waveform that imparts a current distortion whose output frequency decreases is connected and repeatedly output, and the third current waveform is output in the shortest time from the time when the output is completed. 2. The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、前記電流歪付与手段は、負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングと、その後検出される負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングまでの経過時間を、該経過時間内に出現する負荷電圧一周期分の出現個数で除算して求めた負荷電圧の周期の移動平均を電圧周期として決定する電圧周期演算手段と、負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングから前記電圧周期の4分の1に相当する期間を経過させたタイミングと前記電圧周期の4分の3に相当する期間を経過させたタイミングをピークポイントとして決定するピークポイント検出手段を備えることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または請求項9記載の系統連係インバータ装置としたものである。
In addition, the current distortion applying means includes a timing at which the polarity of the load voltage changes from negative to positive and an elapsed time from the timing at which the detected polarity of the load voltage changes from negative to positive within the elapsed time. Voltage cycle calculating means for determining a moving average of the load voltage cycle obtained by dividing by the number of occurrences of the load voltage appearing as one cycle as the voltage cycle, and the voltage from the timing when the polarity of the load voltage varies from negative to positive A peak point detecting means is provided for determining, as a peak point, a timing at which a period corresponding to one-fourth of a period has elapsed and a timing at which a period corresponding to three-fourths of the voltage period has elapsed. The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、前記電流歪付与手段は、負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングと、その後検出される負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングまでの経過時間を、該経過時間内に出現する負荷電圧一周期分の出現個数で除算して求めた負荷電圧の周期の移動平均を電圧周期として決定する電圧周期演算手段と、負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングから前記電圧周期の4分の1に相当する期間を経過させたタイミングと前記電圧周期の4分の3に相当する期間を経過させたタイミングをピークポイントとして決定するピークポイント検出手段を備えることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または請求項9記載の系統連係インバータ装置としたものである。
Further, the current distortion imparting means includes a timing at which the polarity of the load voltage changes from positive to negative and an elapsed time until a timing at which the detected polarity of the load voltage changes from positive to negative within the elapsed time. Voltage cycle calculating means for determining a moving average of the load voltage cycle obtained by dividing by the number of occurrences of the appearing load voltage for one cycle as the voltage cycle, and the voltage from the timing when the polarity of the load voltage varies from positive to negative A peak point detecting means is provided for determining, as a peak point, a timing at which a period corresponding to one-fourth of a period has elapsed and a timing at which a period corresponding to three-fourths of the voltage period has elapsed. The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、前記電流歪付与手段は、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動するタイミングから、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動する次のタイミングまでの経過時間を負荷電圧の半周期として検出し、該半周期の逆数の2倍を負荷電圧の周波数として検出する電圧周波数検出手段を備えることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または請求項9記載の系統連係インバータ装置としたものである。
Further, the current distortion applying means may calculate an elapsed time from a timing at which the polarity of the load voltage changes from positive to negative or from negative to positive to a next timing at which the polarity of the load voltage changes from positive to negative or from negative to positive. A voltage frequency detection means for detecting as a half cycle of the load voltage and detecting twice the reciprocal of the half cycle as the frequency of the load voltage is provided. The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、前記電流歪付与手段は、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む前記所定の周波数区間の範囲外にある場合は、負荷電圧の周波数変化に応じて正帰還ループでインバータ出力周波数が変化するような電流歪を付与する電流波形を出力することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または請求項9記載の系統連係インバータ装置としたものである。
The current distortion applying means may change the inverter output frequency in a positive feedback loop according to the change in the frequency of the load voltage when the frequency of the load voltage is outside the range of the predetermined frequency section including the rated frequency. 10. A system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
また、前記電流歪付与手段は、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む前記所定の周波数区間の範囲外にある場合は、前記交流電力系統との連係を離れて単独運転をはじめたと判定する周波数異常検出手段を有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8または請求項9記載の系統連係インバータ装置としたものである。
In addition, the current distortion imparting means, when the frequency of the load voltage is outside the range of the predetermined frequency section including the rated frequency, the frequency abnormality that determines that the independent operation is started after leaving the link with the AC power system The system-linked inverter device according to
この手段により、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置が得られる。 In order to increase the isolated operation detection sensitivity by this means, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the inductivity caused by the harmonic current is generated. It is possible to reduce the loss consumed by the load, and the inverter device equipped with the islanding detection method that has good islanding detection sensitivity and low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is obtained. It is done.
本発明によれば、単独運転検知感度を上げるため、不感帯領域を小さくしても、出力電流の高調波成分が小さく、出力電流の電流歪み率を抑圧して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が小さい単独運転検知方法を搭載したインバータ装置を提供できる。 According to the present invention, in order to increase the isolated operation detection sensitivity, even if the dead zone region is reduced, the harmonic component of the output current is small, the current distortion rate of the output current is suppressed, and the harmonic current is generated. Inverter device equipped with an islanding detection method that can reduce the loss consumed by the inductive load, has good isolated operation detection sensitivity, and has low loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current Can provide.
本発明は、その変位、または、位相が連続でその周波数が変動する電流歪をピークポイントおよびその近傍の所定区間において付与する電流波形であって、出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形と、出力周波数が商用電力周波数に等しい周波数第3の電流波形とを組合せて連結して繰り返して出力し、第1の電流波形と第2の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにしたものであり、その電流波形は奇関数と対象波の性質を合わせ持つことから、従来の出力電流のフーリエ係数が、基本波周波数の3分の1を自然数倍した高調波の正弦級数と余弦級数の和で表現されるのに対し、本発明の出力電流のフーリエ級数は、基本波周波数の5分の1を奇数倍した高調波の正弦級数のみで表現できる。さらに、本発明のインバータ装置の出力電流の正弦級数のフーリエ係数の角速度がω0/5、3ω0/5、ω0…(2m+1)ω0/5となる成分の振幅は、それぞれ、従来のインバータ装置2の出力電流Ioの正弦級数のフーリエ係数(数3)の角速度がω0/3、2ω0/3、ω0…nω0/3となる成分の振幅とほぼ等しくなるので、本発明の出力電流の正弦級数の項は、従来の正弦級数の項とほぼ等しくなる。従って、従来のインバータ装置のフーリエ級数における余弦級数の項がない分だけ、本発明のインバータ装置の出力電流の高調波成分の振幅は、本発明の出力電流の高調波成分に近い周波数の従来のインバータ装置の出力電流の高調波成分の振幅よりも小さくなる。 The present invention provides a current waveform in which a displacement or a current distortion whose phase is continuous and whose frequency fluctuates is applied in a predetermined section near the peak point and a current distortion in which an output frequency is increased. The first current waveform, the second current waveform that imparts current distortion with a lower output frequency, and the third current waveform having the output frequency equal to the commercial power frequency are combined and connected to repeatedly output the first current waveform. The phase of the inverter output current coincides with the phase of the load voltage at the peak point of the load voltage that occurs in the shortest time from when the current waveform and the second current waveform complete the output. Since the current waveform has the characteristics of both an odd function and the target wave, the Fourier coefficient of the conventional output current is a harmonic sine series and cosine that is a natural multiple of one third of the fundamental frequency. While represented in the sum of the number, the Fourier series of the output currents of the present invention can be expressed only by sine series of harmonics odd multiple of one-fifth of the fundamental frequency. Furthermore, the amplitude of the component in which the angular velocity of the Fourier coefficient of the sine series of the output current of the inverter device according to the present invention is ω0 / 5, 3ω0 / 5, ω0... (2m + 1) ω0 / 5, Since the angular velocity of the Fourier coefficient (Equation 3) of the sine series of the output current Io is substantially equal to the amplitude of the component of ω0 / 3, 2ω0 / 3, ω0... Nω0 / 3, the term of the sine series of the output current of the present invention. Is approximately equal to a conventional sine series term. Therefore, the amplitude of the harmonic component of the output current of the inverter device of the present invention is the same as that of the conventional current having a frequency close to the harmonic component of the output current of the present invention, because there is no cosine series term in the Fourier series of the conventional inverter device. It becomes smaller than the amplitude of the harmonic component of the output current of the inverter device.
このため、本発明のインバータ装置の電流歪み率THDiは、周波数変動率ζと同じ値のcf値の電流歪み率THDiよりも小さくなり、単独運転の検知感度を良好にするために、従来と同じ周波数変動をともなう電流歪を付与しても、出力電流の電流歪み率を抑圧する事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷による損失は僅かな値にとどめる事ができ、従来のインバータ装置と比較して、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失がより小さい単独運転検知感度の良好なインバータ装置が得られるという作用を有する。 For this reason, the current distortion rate THDi of the inverter device of the present invention is smaller than the current distortion rate THDi of the cf value having the same value as the frequency variation rate ζ. Even if current distortion with frequency fluctuation is applied, the current distortion rate of the output current can be suppressed, so the loss due to the inductive load caused by the harmonic current can be kept to a small value. Compared with the inverter device of No. 1, there is an effect that an inverter device with a good isolated operation detection sensitivity can be obtained in which the loss consumed in the inductive load caused by the harmonic current is smaller.
また、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む周波数区間の範囲内にある場合は、出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形と、出力周波数が商用電力周波数に等しい周波数第3の電流波形とを、さまざまな順列組合せで連結して繰り返して出力したものであり、単独運転時への移行直後、交流電力系統に接続される誘導性負荷によって、見かけのインバータ出力周波数が上昇したり、または、交流電力系統に接続される容量性負荷によって、見かけのインバータ出力周波数が下降することがあっても、ある期間は電流歪付与による周波数変動と負荷による周波数変動が相殺し合って単独運転を検出できなくなっても、次の期間では周波数変動を助長し合うようになるので、インバータ出力周波数は確実に変動する事になり、単独運転への移行を短時間のうちに完璧に検出する事ができるインバータ装置が得られるという作用を有する。 In addition, when the frequency of the load voltage is within the range of the frequency section including the rated frequency, the first current waveform that applies current distortion that increases the output frequency and the second that applies current distortion that decreases the output frequency. And the third current waveform with the output frequency equal to the commercial power frequency are repeatedly connected in various permutation combinations, and output to the AC power system immediately after shifting to the single operation. Even if the apparent inverter output frequency increases due to the inductive load connected, or the apparent inverter output frequency decreases due to the capacitive load connected to the AC power system, the current is limited for a certain period. Even if frequency fluctuations due to distortion and frequency fluctuations due to load cancel each other and isolated operation cannot be detected, frequency fluctuations will be encouraged in the next period. Has the effect that the inverter output frequency becomes possible to change reliably, the inverter device can be perfectly detected within a short period of time the transition to a single operation can be obtained.
また、第1から第3の電流波形を連結して繰り返して2回出力を完結する期間において、インバータ出力電流は、振幅が同じで極性が異なる波形を出力するようにしたものであり、出力電流の平均値は必ず零となり直流成分が消失するので、直流成分が交流電力系統に加わる事によって発生する各種電気機器への悪影響が発生しないという作用を有する。 In addition, the inverter output current outputs waveforms having the same amplitude but different polarities during a period in which the first to third current waveforms are connected and repeated to complete the output twice. Since the average value of inevitably becomes zero and the direct current component disappears, there is an effect that no adverse effect is caused on various electrical devices that are generated when the direct current component is added to the alternating current power system.
また、電圧周期演算手段は、負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングと、その後検出される負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングまでの経過時間を、該経過時間内に出現する負荷電圧一周期分の出現個数で除算して求めた負荷電圧の周期の移動平均を電圧周期として決定することを特徴としたものであり、負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングのゼロクロスポイントの間隔から計測される電圧周期は、負荷電圧の波形変化の影響を受けずに安定した電圧周期が得られ、さらに、その安定した電圧周期の移動平均値を演算する事による低域フィルタ効果により高周波成分を除去した安定した電圧周期を得ることができる。 In addition, the voltage cycle calculation means displays the elapsed time until the timing when the polarity of the load voltage changes from positive to negative and the timing when the polarity of the detected load voltage changes from positive to negative within the elapsed time. The moving average of the load voltage period obtained by dividing by the number of occurrences of one load voltage cycle is determined as the voltage period, and the timing at which the polarity of the load voltage fluctuates from positive to negative The voltage cycle measured from the zero-cross point interval is not affected by the waveform change of the load voltage, and a stable voltage cycle can be obtained. In addition, a low-pass filter by calculating the moving average value of the stable voltage cycle A stable voltage period from which high-frequency components are removed can be obtained by the effect.
また、電圧周期演算手段は、負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングと、その後検出される負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングまでの経過時間を、該経過時間内に出現する負荷電圧一周期分の出現個数で除算して求めた負荷電圧の周期の移動平均を電圧周期として決定することを特徴としたものであり、負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングのゼロクロスポイントの間隔から計測される電圧周期は、負荷電圧の波形変化の影響を受けずに安定した電圧周期が得られ、さらに、その安定した電圧周期の移動平均値を演算する事による低域フィルタ効果により高周波成分を除去した安定した電圧周期を得ることができる。 In addition, the voltage cycle calculation means displays the elapsed time from the timing when the polarity of the load voltage changes from negative to positive and the timing when the polarity of the detected load voltage changes from negative to positive within the elapsed time. The moving average of the load voltage period obtained by dividing by the number of occurrences of one load voltage cycle is determined as the voltage period, and the timing at which the polarity of the load voltage fluctuates from negative to positive The voltage cycle measured from the zero-cross point interval is not affected by the waveform change of the load voltage, and a stable voltage cycle can be obtained. In addition, a low-pass filter by calculating the moving average value of the stable voltage cycle A stable voltage period from which high-frequency components are removed can be obtained by the effect.
また、ピークポイント検出手段は、負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングから電圧周期演算手段が決定した前記電圧周期の4分の1に相当する期間を経過させたタイミングと前記電圧周期の4分の3に相当する期間を経過させたタイミングをピークポイントとして決定する事を特徴としたものであり、ゼロクロスポイント基準点から、電圧周期演算手段が決定した安定した電圧周期平均値の4分の1と4分の3の時間を経過させたタイミングをピークポイントとして決定しているので、発生タイミングがばらつかない安定したタイミングでピークポイントを得ることができ、ピークポイントをもとにして電流歪を付与する本発明の電流歪付与手段の処理動作を確実にするという作用を有する。 In addition, the peak point detection unit is configured to detect a timing at which a period corresponding to a quarter of the voltage cycle determined by the voltage cycle calculation unit from a timing at which the polarity of the load voltage changes from positive to negative and the voltage cycle. It is characterized in that the timing at which a period corresponding to three-quarters has elapsed is determined as a peak point, and the stable voltage cycle average value determined by the voltage cycle calculation means from the zero cross point reference point is four minutes. As the peak point is determined as the time when one-third and three-quarters of the time have elapsed, the peak point can be obtained at a stable timing that does not vary the generation timing, and the current based on the peak point can be obtained. It has the effect of ensuring the processing operation of the current distortion applying means of the present invention that applies distortion.
また、電圧周波数検知手段は、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動するタイミングから、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動する次のタイミングまでの経過時間を負荷電圧の半周期として決定しているので、出力周波数が上昇する第1の電流波形の1周期分が出力を完了する期間中、または、出力周波数が下降する第2の電流波形の1周期分が出力を完了する期間中に、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動するタイミングが、それぞれ、1回づつ必ず出現するので、第1の電流波形と、第2の電流波形が出力を完了する期間中に、これらのタイミングの間隔を半周期として確実に決定する事ができ、この期間中に確実に負荷電圧の周波数を決定する事ができるので、インバータ装置が単独運転に移行した際に、定格周波数を含む所定の周波数範囲、すなわち所定区間Aをはずれたか否かを迅速に判定する事ができ、単独運転に移行した際に迅速に単独運転を検出できるという作用を有する。 Also, the voltage frequency detection means loads the elapsed time from the timing when the polarity of the load voltage changes from positive to negative or from negative to positive until the next timing when the polarity of the load voltage changes from positive to negative or from negative to positive. Since the half cycle of the voltage is determined, the period of one cycle of the first current waveform in which the output frequency increases is the period during which the output is completed, or one cycle of the second current waveform in which the output frequency decreases. During the period when the output is completed, the timing at which the polarity of the load voltage changes from positive to negative or from negative to positive always appears once, so the first current waveform and the second current waveform are output. During this period, the timing interval can be determined as a half cycle, and the frequency of the load voltage can be determined reliably during this period. When, an effect that can detect the predetermined frequency range, i.e. can rapidly determine whether outside a predetermined interval A, quickly isolated operation when the transition to the single operation comprising rated frequency.
また、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む所定の周波数区間の範囲外にある場合は、負荷電圧の周波数変化に応じて正帰還ループでインバータ出力周波数が変化するような電流歪を付与する電流波形を出力することを特徴としたものであり、インバータ装置が単独運転に移行した際に、負荷電圧周波数は正帰還ループで加速されて迅速に変動して単独運転と判定される周波数上限値または周波数下限値に達するので、単独運転に移行した際に迅速に単独運転を検出できるという作用を有する。 In addition, when the frequency of the load voltage is outside the range of the predetermined frequency section including the rated frequency, a current waveform that gives current distortion such that the inverter output frequency changes in the positive feedback loop according to the frequency change of the load voltage. When the inverter device shifts to single operation, the load voltage frequency is accelerated in the positive feedback loop and rapidly fluctuates to determine the single operation. Since the lower limit value is reached, it has the effect that it can quickly detect an isolated operation when shifting to an isolated operation.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は実施の形態1の構成を示すブロック図であって、直流電源1より供給された直流電力は、インバータ装置2により交流電力系統3に連係させつつ交流電力に変換され、並列等価抵抗4、並列等価インダクタンス5、並列等価キャパシタンス6より構成される負荷7に供給されている。負荷7には、インバータ装置2を介して供給される直流電力とは別に、遮断器8および柱上トランス9を介して交流電力系統3の交流電力が供給されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment, in which DC power supplied from a
インバータ装置2は、直流電源1より供給された直流電力を交流電力系統3に連系させつつ交流電力に変換して負荷7に供給するインバータ主回路10と、負荷7に供給された負荷電圧Voを検出する電圧検出器11と、インバータ主回路10が出力する出力電流Ioを検出する電流検出回路12と、負荷電圧Vo、および、出力電流Ioをもとにして電流歪を付与する電流がインバータ2から出力されるようにインバータ主回路10をPWM制御するゲートパルス信号GPを発生する電流歪付与手段13と、電流歪付与手段13が出力するゲートパルス信号GPによってインバータ主回路10を駆動するゲートドライブ信号GDを発生するゲートドライブ回路14を備えている。インバータ主回路10と負荷7の間にはコイル15、16とコンデンサ17によって構成され、インバータ出力に含まれる高調波成分を除去するフィルタ回路18が挿入されている。
The
電流歪付与手段13は、電圧検出器11から検出した負荷電圧Voの極性が負から正に変動するタイミングをとらえて負荷電圧Voの電圧周期Tvを演算する電圧周期演算手段19と、負荷電圧Voの極性が負から正に変動するタイミングと電圧周期Tvからピークポイントを発生させるタイミングを決定してピークポイント同期信号PSを発生するピークポイント検出手段20と、ピークポイント同期信号PSと付加電圧VoをもとにしてアドレスポインタAPを発生するアドレスポインタ発生手段21と、内蔵メモリーを有しアドレスポインタAPが指示するアドレスに格納された該内蔵メモリーに記憶される余弦波パターンを電流波形データIWDとして出力する電流波形記憶手段22と、電流波形データIWDを出力電流設定信号Isetと乗算した積を電流目標値Iobjとして出力する乗算手段23と、電流目標値Iobjから電流検出器12より計測した出力電流Ioを減算した差を電流偏差eiとして出力する電流偏差演算手段24と、電流偏差eiをもとにPI演算した制御量IYを計算するPI演算手段25と、制御量IYをパルス幅変調してインバータ主回路10をPWM制御するためのゲートパルス信号GPを発生するPWM変調手段26と、負荷電圧Voの極性が変動するタイミングをもとにして負荷電圧Voの周波数を検出する電圧周波数検出手段27と、負荷電圧Voの周波数を監視してその周波数が上下限値の範囲を超える場合はゲートドライブ回路14のスイッチング制御を停止させる周波数異常信号FERを発生する周波数異常検出手段28と、負荷電圧Voを監視して上下限値の範囲を超える場合はゲートドライブ回路14のスイッチング信号を停止させる電圧異常信号VERを発生する電圧異常検出手段29を備えている。
The current
次に、実施の形態1の電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理内容について説明する。図2(a)〜(b)は、負荷電圧Vo、および、ピークポイント同期信号PSのタイミングを示すタイムチャートである。電圧周期演算手段19は、負荷電圧Voの極性が負から正に変化するタイミングの今回のタイミングから1回前のタイミングの間隔から計測される周期To、負荷電圧Voの極性が負から正に変化するタイミングの1回前のタイミングから2回前のタイミングの間隔から計測される周期T1、負荷電圧Voの極性が負から正に変化するタイミングの(m−2)回前のタイミングから(m−1)回前のタイミングの間隔から計測される周期Tm−2、負荷電圧Voの極性が負から正に変化するタイミングの(m−1)回前のタイミングからm回前のタイミングの間隔から計測される周期Tm−1をそれぞれ計測し、周期Tk(k=0〜(m−1))の和を1周期の出現個数mで割った移動平均値Tavrを(数5)で示す演算式より計算する。
Next, processing contents of the voltage
(数5)で示す演算式は、前述した方法で周期を計測する毎に、高い周波数で振動する成分を抑圧する低域フィルタとしての効果があり、高い周波数変動を抑えた安定した平均周期Tavrが得られる。負荷の状況によっては負荷電圧波形が変形して、負荷電圧Voが正となる区間と負となる区間が均等にならない場合があり、負荷電圧Voの極性が負から正または正から負に変動するタイミング、すなわち、ゼロクロスの間隔から負荷電圧Voの半周期を計測する方法では、計測毎に計測される半周期が振動する事になるが、本実施例の電圧周期演算手段19では、負荷電圧Voの極性が負から正に変化するタイミングの間隔から電圧周期を計測しているので、負荷電圧波形の変形の影響を受けずに安定した電圧周期が得られる。さらに、その移動平均を演算する事により高い周波数成分の変動を抑えた安定した電圧周期を得ることができる。 The arithmetic expression shown in (Equation 5) has an effect as a low-pass filter that suppresses a component that vibrates at a high frequency each time the period is measured by the above-described method, and a stable average period Tavr that suppresses high frequency fluctuations. Is obtained. Depending on the state of the load, the load voltage waveform may be deformed, and the section in which the load voltage Vo is positive and the section in which the load voltage Vo is negative may not be equal, and the polarity of the load voltage Vo varies from negative to positive or from positive to negative. In the method of measuring the half cycle of the load voltage Vo from the timing, that is, the interval of zero crossing, the half cycle measured for each measurement vibrates. However, in the voltage cycle calculation means 19 of this embodiment, the load voltage Vo Since the voltage period is measured from the timing interval at which the polarity of the signal changes from negative to positive, a stable voltage period can be obtained without being affected by the deformation of the load voltage waveform. Further, by calculating the moving average, it is possible to obtain a stable voltage cycle in which fluctuations in high frequency components are suppressed.
ピークポイント検出手段20は、前述した電圧周期演算手段19が演算した平均周期Tavrを求めた後、負荷電圧Voの極性が負から正に変化するタイミングからTavr/4だけ経過したタイミングと、3Tavr/4だけ経過したタイミングをピークポイントとして決定し、図2(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。実施の形態1のピークポイント検出手段20では、負荷の状態によって変形する負荷電圧Vo波形の影響で発生タイミングがばらつく事がほとんどない負荷電圧Voの極性が負から正に変動するタイミングを基準にして、さらに、該基準点から前述した電圧周期演算手段19で求めた安定した平均周期Tavrの4分の1および4分の3の時間を経過させたタイミングをピークポイントとしているので、発生タイミングがほとんどばらつかない安定したタイミングでピークポイントを得ることができる。 The peak point detection means 20 obtains the average period Tavr calculated by the voltage period calculation means 19 described above, and then the timing when Tavr / 4 has elapsed from the timing when the polarity of the load voltage Vo changes from negative to positive, and 3 Tavr / The timing when 4 has elapsed is determined as a peak point, and a peak point synchronization signal PS as shown in FIG. 2B is generated. In the peak point detection means 20 of the first embodiment, the timing of the polarity of the load voltage Vo, whose generation timing hardly varies due to the influence of the load voltage Vo waveform deformed depending on the load state, is based on the timing at which the polarity changes from negative to positive. In addition, since the peak point is the timing at which one-fourth and three-fourths of the stable average period Tavr obtained by the voltage period calculating means 19 described above from the reference point is used, the generation timing is almost Peak points can be obtained with stable timing that does not vary.
図3(a)〜(e)は、それぞれ、インバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。図3(e)において、点線で示す波形は、負荷電圧Voのイメージを示し、実線で示す波形は、インバータ装置2の出力電流Ioの波形を示す。
3A to 3E respectively show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, a read increase rate Rc, which will be described later, an address pointer AP, and a normal operation state in which the
前述した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図3(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図3(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。 By the processing of the voltage cycle calculation means 19 and the peak point detection means 20 described above, the peak point detection means 20 synchronizes with the peak point as shown in FIG. 3B in synchronization with the load voltage Vo shown in FIG. A signal PS is generated.
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを5周期分、すなわち、位相が0〜10πの範囲の余弦波データを記憶している。ここで、アドレスN0には位相が零、アドレスN2πには位相が2π、アドレスN5πには位相が5π、アドレスN7πには位相が7π、アドレスN10πには位相が10πとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for five periods, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 10π. Here, cosine wave data having a phase of zero at address N0, a phase of 2π at address N2π, a phase of 5π at address N5π, a phase of 7π at address N7π, and a phase of 10π at address N10π is stored. Suppose you are. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、インバータ装置2から出力電流Ioが生成されるまでのフィードバック処理について説明する。乗算手段23は出力電流設定信号Isetと電流波形データIWDを乗算して電流目標値Iobjを作成して電流偏差演算手段24に出力する。電流偏差演算手段24は、電流目標値Iobjから電流検出器12が計測した出力電流Ioを減算した差を電流偏差eiとしてPI演算手段25に出力する。PI演算手段25は、電流偏差eiに比例する比例項と電流偏差eiを一定区間積分した電流偏差積分値に比例する積分項を加算したPI制御量IYを演算してPWM変調手段26に出力する。PWM変調手段26は、制御量IYをパルス幅変調してインバータ主回路10をPWM制御するためのゲートパルス信号GPを作成してゲートドライブ回路14に出力する。ゲートドライブ回路14を介してゲートパルス信号GPによってPWM制御されたインバータ主回路10はインバータ装置2の出力電流Ioを出力する。ここで、出力電流Ioが、何らかの原因で増大し、電流目標値を超えた場合、電流偏差eiは負となるが、このとき、PI演算手段25は制御量IYが減少するように演算し、減少した制御量IYにもとづいてPWM変調手段26によって作成されたPWM信号でインバータ主回路10をPWM変調した結果、出力電流Ioは減少する。逆に、出力電流Ioが、何らかの原因で減少し、電流目標値を下まわった場合、電流偏差eiは正となるが、このとき、PI演算手段25は制御量IYが増大するように演算し、増大した制御量IYにもとづいてPWM変調手段26によって作成されたPWM信号でインバータ主回路10をPWM変調した結果、出力電流Ioは増大する。このようなフィードバック処理は、偏差電流eiが零に一致するまで、すなわち、出力電流Ioが電流目標値Iobjに一致するまで繰り返され、出力電流Ioは電流目標値Iobjに収束しようとする。ところで、後述するようなアドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理によって作成される余弦波データとして電流波形データIWDが生成されるので、これに比例する電流目標値Iobjは絶えず変動するが、出力電流Ioは、変動する電流目標値Iobjを追従するように電流目標値Iobjに収束しようとする。その結果、前述したフィードバック処理により、電流目標値Iobjを追従する、図3(d)の実線に示すような出力電流Ioが生成される。
Next, feedback processing until the output current Io is generated from the
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図3(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以上の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図3(d)に示すアドレスポインタAPがN2πに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図3(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜2πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図3(e)に図示するような周波数が上昇する電流波形(以降、第1の電流波形と称する)となる。 Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing (a) when the peak point rises as shown in FIG. 3B, the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to an appropriate value Rc1 of 1 or more, and simultaneously resets the built-in counter. In the period T1 from the timing of (a) to the timing of (b) when the address pointer AP shown in FIG. 3D reaches N2π, the address pointer AP has a read increase rate set to a value exceeding 1. The address shown in FIG. 3 (d) is indicated by adding the address N0 to the product obtained by multiplying the internal counter that is being counted up by Rc1. In the period T1, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 2π stored in the built-in memory is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWMed by the feedback processing described above. As a result of the control, the output current Io output from the inverter has a current waveform (hereinafter referred to as a first current waveform) whose frequency increases as shown in FIG.
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数6)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN5πに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図3(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN5πを加えた、図3(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2π〜5πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図3(e)に図示するような電流波形(以降、第2の電流波形と称する)となる。 At the timing (c) when the address pointer AP reaches N5π, or when the timing (d) at which the peak point in FIG. 3B rises precedes the timing (c), the address at the timing (d) The pointer AP indicates the address shown in FIG. 3D, which is obtained by adding the address N5π to the product obtained by multiplying the internal counter that continues to count up by the read increase rate Rc1. In the period T2 from the timing (a) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the internal memory in the range of 2π to 5π is output from the current waveform storage unit 22 as the output current. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 output as data IWD and the above-described feedback processing, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数6)を変形して(数7)が得られる。 (Expression 7) is obtained by transforming (Expression 6).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N5πに達するから、(数8)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N5π, (Equation 8) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2πに達するから、(数9)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches N2π as a result of the count-up operation for the period T1, so (Equation 9) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがN2πからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN5πに達するから、(数10)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from N2π, and the count value per unit time is CtRc2, and as a result of counting up during the period T2, the address pointer AD reaches N5π. To do.
(数9)および(数10)より、(数11)が得られる。 From (Equation 9) and (Equation 10), (Equation 11) is obtained.
(数8)を変形して(数12)が得られる。 (Expression 12) is obtained by transforming (Expression 8).
(数7)、(数11)および(数12)より(数13)が得られる。 (Equation 13) is obtained from (Equation 7), (Equation 11), and (Equation 12).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数6)によって設定すれば(数13)が成立し、第1と第2の電流波形が出力を完結する期間(T1+T2)は、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間2.5T0に等しくなり、第1と第2の電流波形が出力を完結するタイミングが、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完了するタイミングと一致する。すなわち、実施の形態1のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第1の電流波形と第2の電流波形が出力を完結するタイミングはピークポイントが発生するタイミングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set by (Equation 6), (Equation 13) is established, and the first and second current waveforms are output. Is a period (T1 + T2) in which the load voltage Vo for 2.5 cycles is equal to the period 2.5T0 in which the output is completed, and the timing at which the first and second current waveforms complete the output is 2.5. The load voltage Vo for the period coincides with the timing for completing the output. That is, if the
(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以上の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing of (c) or (d), the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図3(d)に示すアドレスポインタAPがN7πに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN5πを加えた、図3(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が5π〜7πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図3(e)に図示する周波数が上昇する第1の電流波形が生成される。 In a period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP shown in FIG. 3 (d) reaches N7π, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 3D is designated by adding the address N5π to the product obtained by multiplying the read increase rate Rc1 set to a value exceeding 1 by the address N5π. In period T3, cosine wave data having a phase in the range of 5π to 7π stored in the built-in memory is output from the current waveform storage unit 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the above-described T1 period, a first current waveform in which the frequency illustrated in FIG.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数6)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 6) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN10πに達する(カ)のタイミングに至るまでの図3で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN7πを加えた、図3(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が7π〜10πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図3(e)に図示するような周波数が下降する第2の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 3 from the timing of (e) to the timing of the address pointer AP reaching N10π (f), the address pointer AP multiplies the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 3D is designated by adding the address N7π to the product. In period T4, cosine wave data having a phase of 7π to 10π stored in the built-in memory is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the above-described period T2, a second current waveform in which the frequency decreases as illustrated in FIG.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数6)によって設定すれば、 前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が上昇する第1の電流波形と周波数が下降する第2の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 6), for the same reason as described above, the
次に、(カ)のタイミングまたは、図3(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 3B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図3に示す位置関係から、T1、T3期間における出力電流Ioの1周期は、負荷電圧Voの1周期よりも短く、T2、T4期間における出力電流Ioの1.5周期は、負荷電圧Voの1.5周期よりも長くなり、インバータ装置2は、T1、T4期間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T5期間区間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 3, one cycle of the output current Io in the periods T1 and T3 is shorter than one cycle of the load voltage Vo, and 1.5 cycles of the output current Io in the periods T2 and T4 are equal to the load voltage Vo. The
以上で述べたように、周波数が上昇する第1の電流波形と周波数が下降する第2の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第2の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the connection points connecting the first current waveform with increasing frequency and the second current waveform with decreasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide with each other at the timing (c) or (f) when the output of the second current waveform is completed.
次に、交流電力系統3の停電等が原因となって発生する単独運転状態を検知してインバータ出力を停止する検出方法について説明する。
Next, a detection method for detecting an isolated operation state caused by a power failure of the
まず、インバータ装置2が供給している無効電力が負荷7が要求している無効電力と一致しない場合にのみ有効である受動的単独運転検出方法について述べる。実施の形態1の受動的単独運転検出方法では、インバータ装置2が単独運転状態となると、負荷電圧Voの周波数は、急激に定格周波数から変動し、これにともなって負荷電圧Voの電圧値も変動ことを検出して単独運転を検出している。電圧周波数検出手段27は、負荷電圧Voの極性が負から正または正から負に変動するタイミングの間隔から計測した負荷電圧Voの半周期から負荷電圧Voの周波数を演算し、周波数異常検出手段28は、その負荷電圧Voの周波数が周波数上限値OFから周波数下限値UFの範囲からはずれる事を監視し、周波数上限値OFを超えるか、または、周波数下限値UFを下回った事で、単独運転を検出し、周波数異常信号FERを出力してインバータ主回路10のスイッチング動作を停止させる。同時に、電圧異常検出手段29は、負荷電圧Voの周波数が変動した事で同時に変動する負荷電圧Voが電圧下限値UVから電圧上限値OVの範囲からはずれる事を監視し、負荷電圧Voが電圧上限値OVを超えるか、電圧下限値UVを下回った事で、単独運転を検出し、電圧異常信号VERを出力してインバータ主回路10のスイッチング動作を停止させる。
First, a passive islanding detection method that is effective only when the reactive power supplied by the
次に、インバータ装置2が供給している無効電力が、負荷7が要求している無効電力にほぼ一致する場合でも有効な能動的単独運転検出方法について述べる。インバータ装置2が供給している無効電力が、負荷7が要求している無効電力にほぼ一致する場合、インバータ装置2が単独運転状態になっても負荷供給電圧Voの周波数はほとんど変動しなくなり、前述した負荷電圧Voの周波数の異常周波数検出や異常電圧検出で単独運転を監視する受動的単独運転検出方法では単独運転を検出できなくなるので、以下に述べる能動的単独運転検出方法によって単独運転を検出する。
Next, an active islanding detection method that is effective even when the reactive power supplied by the
図4は、今回サイクルにて計測される負荷電圧周波数計測値Fiと次回サイクルにて電流歪付与手段13によって制御されるインバータ装置2の出力電流周波数設定値Foの関係を示すものである。電圧周波数検出手段27は、負荷電圧Voの極性が負から正または正から負に変動するタイミングの間隔から負荷電圧Voの半周期を計測し、負荷電圧Voの周波数を演算する。この周波数を今回サイクルにて計測される負荷電圧周波数計測値Fiとする。電流歪発生手段13は、図4に示す定格周波数f0を含む所定の区間[f0−Δf、f0+Δf](以降所定区間Aと称す)を設け、負荷電圧Voの周波数が所定区間Aの範囲内にある場合は、インバータ装置2は、前述したような第1、第2の電流波形を連結して繰り返し出力する。今回サイクルにて計測される負荷電圧周波数計測値Fiが所定区間Aの範囲を下まわる場合は、次回サイクルにて制御されるインバータ装置2の出力電流周波数設定値Foを、今回サイクルにて計測される負荷電圧周波数計測値Fiよりもさらに低くなるように設定する。以降、負荷電圧周波数が迅速に減少する動作を刳り返して、負荷電圧周波数Foが周波数下限値UFに達したところで迅速に単独運転を検出して、周波数異常信号FERを出力してインバータ主回路10のスイッチング動作を停止させる。
FIG. 4 shows the relationship between the load voltage frequency measurement value Fi measured in the current cycle and the output current frequency set value Fo of the
今回サイクルにて計測される負荷電圧周波数計測値Fiが所定区間Aの範囲を上まわる場合は、次回サイクルにて制御されるインバータ装置2の出力電流周波数設定値Foを、今回サイクルにて計測される負荷電圧Voの負荷電圧周波数計測値Fiよりもさらに高くなるように設定する。以降、負荷電圧周波数が迅速に増加する動作を刳り返して、負荷電圧周波数Foが周波数下限値OFに達したところで迅速に独運転が検出して、周波数異常信号FERを出力してインバータ主回路10のスイッチング動作を停止させる。
When the load voltage frequency measurement value Fi measured in the current cycle exceeds the range of the predetermined section A, the output current frequency set value Fo of the
ところで、インバータ装置2の単独運転検出方法に、負荷電圧の極性が変化するタイミングの間隔から半周期を計測して周波数を演算する方法を採用している場合、単独運転移行直後における負荷電圧の見かけの周波数は、負荷7の種類によって影響を受ける。例えば、負荷7が誘導性負荷の場合、単独運転移行直後の負荷電圧Voは出力電流Ioよりも進み位相となり、前回検出された負荷電圧の極性が変化するタイミングと、単独運転移行直後検出される負荷電圧の極性が変化するタイミングの間隔は短縮され、見かけの負荷電圧周波数は上昇する。負荷7が容量性負荷の場合、単独運転移行直後の負荷電圧はインバータ出力電流よりも遅れ位相となり、前回検出された負荷電圧の極性が変化するタイミングと、単独運転移行直後検出される負荷電圧の極性が変化するタイミングの間隔は延長され、見かけの出力周波数は下降する。単独運転移行直後、負荷7の状態によって変動する見かけの周波数と、歪電流付与による周波数変動との大きさが同じで方向が逆となる場合は、相殺しあって周波数変動が発生しない場合があり、単独運転に移行していても単独運転に移行した事がなかなか検出されず、検出に要する時間が長引く事があった。
By the way, when the method of calculating the frequency by measuring the half cycle from the timing interval at which the polarity of the load voltage changes is adopted as the isolated operation detection method of the
そこで、負荷電圧Voの周波数が、所定区間Aの範囲内にあると判断する場合は、前述したように、インバータ装置2から、周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、周波数が下降する電流歪みを付与する第2の電流波形を交互に繰り返して出力すれば、ある期間は電流歪付与による周波数変動と負荷による周波数変動が相殺し合って周波数変動がなくても、次の期間では周端数変動を助長し合うようになり、インバータ装置2の出力周波数は確実に変動して、負荷電圧周波数Fiが所定区間Aの範囲以下、または、所定区間Aの範囲以上となり、前述した所定区間Aを外れた場合の処理を実行するので、単独運転への移行を短時間のうちに確実に検出する事ができる。
Therefore, when it is determined that the frequency of the load voltage Vo is within the range of the predetermined section A, as described above, from the
ところで、電圧周波数検知手段27は、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動するタイミングから、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動する次のタイミングまでの経過時間を負荷電圧の半周期として決定しているので、出力周波数が上昇する第1の電流波形の1周期分が出力を完了する期間中、または、出力周波数が下降する第2の電流波形が出力を完了する1.5周期分の期間中に、負荷電圧の極性が正から負または負から正に変動するタイミングが、それぞれ、1回づつ必ず出現するので、第1および第2電流波形が出力を完了する期間中に、半周期を確実に計測する事ができ、負荷電圧の周波数を計測する事ができるので、インバータ装置が単独運転に移行した際に、負荷電圧周波数が所定区間Aを外れたか否かを迅速に判定する事ができ、単独運転に移行した際にすみやかに単独運転を検出することができる。 By the way, the voltage frequency detection means 27 calculates the elapsed time from the timing when the polarity of the load voltage changes from positive to negative or from negative to positive until the next timing when the polarity of the load voltage changes from positive to negative or from negative to positive. Since it is determined as a half cycle of the load voltage, the output of the second current waveform with the output frequency falling is completed during the period when the output current increases for one cycle of the first current waveform Since the timing at which the polarity of the load voltage fluctuates from positive to negative or from negative to positive always appears once every 1.5 cycles, the first and second current waveforms complete the output. During this period, the half cycle can be measured reliably and the frequency of the load voltage can be measured. Therefore, whether or not the load voltage frequency deviates from the predetermined section A when the inverter device shifts to the single operation. Quickly can be determined, it is possible to detect rapidly isolated operation when the transition to independent operation.
図5は、第1実施例のインバータ装置2の周波数変動率ζをパラメータとする、出力電流高調波の次数と基本波成分に対する高調波の振幅の割合の関係を示す周波数スペクトラムを示す。図において、周波数変動率ζは0.05、0.02、および、0.01の各場合について測定した結果を示している。すなわち、インバータ装置2から、周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形一周期分と、周波数が下降する電流歪みを付与する第2の電流波形一周期分と、周波数が商用電力周波数に等しい周波数の電流歪みを付与する第3の電流波形半周期分を連結して繰り返して出力した図3(e)に示す出力電流波形について、電流波形の周波数変動率ζをパラメータとした場合の、出力電流の高調波の次数と、基本波成分に対する高調波成分の振幅の割合との関係を示したものである。ここで、図3(e)で示すように、周波数が上昇(下降)する歪みを付与する電流波形の周期をTi(i=1,2,3…)、負荷電圧Voの定格周波数をT0とおくと周期変動率ζは(数14)としている。
FIG. 5 shows a frequency spectrum showing the relationship between the order of the output current harmonic and the ratio of the amplitude of the harmonic to the fundamental component, using the frequency variation rate ζ of the
ところで、従来技術の説明で述べたcf値は、(数15)で示す、電圧波形の半周期t0に対するゼロ時間tzの割合と定義される。 By the way, the cf value described in the description of the prior art is defined as the ratio of the zero time tz to the half cycle t0 of the voltage waveform expressed by (Equation 15).
(数15)より(数16)が成立する。 (Equation 16) is established from (Equation 15).
インバータ装置2の出力電流Ioの時間関数をIo(t)とすると、図3(e)で示すような波形の出力電流Io(t)は、(数17)で示す奇関数の性質と、(数18)で示す対象波の性質を合わせ持っているので出力電流Ioのフーリエ級数は(数19)のように表現できる。
If the time function of the output current Io of the
ここで、ωoは交流電力系統電圧の定格角周波数、a2m+1はフーリエ係数で(数20)のようになる。 Here, ωo is the rated angular frequency of the AC power system voltage, and a2m + 1 is a Fourier coefficient as shown in (Equation 20).
従来のインバータ装置102の出力電流のフーリエ級数(数1)が、基本波周波数の3分の1を自然数倍した高調波の正弦級数と余弦級数と平均値の和に表現できるのに対して、実施の形態1のインバータ装置2の出力電流のフーリエ級数(数19)は、基本波周波数の5分の1を奇数倍した高調波の正弦級数のみで表現できる。フーリエ係数を比較して明らかなように、従来のインバータ装置2の出力電流Ioの正弦級数のフーリエ係数(数3)の角速度がω0/3、2ω0/3、ω0…nω0/3となる成分の振幅は、それぞれ、実施の形態1のインバータ装置2の出力電流Ioの正弦級数のフーリエ係数(数19)の角速度がω0/5、3ω0/5、ω0…(2m+1)ω0/5となる成分の振幅とほぼ等しくなるので、実施の形態1の出力電流の正弦級数の項は、従来の出力電流の正弦級数にほぼ等しい。従って、従来のインバータ装置102のフーリエ級数(数1)における余弦級数の項がない分だけ、実施の形態1のインバータ装置2の出力電流Ioの高調波成分の振幅は、実施の形態1の出力電流の高調波成分に近い周波数の従来のインバータ装置102の出力電流Ioの高調波成分の振幅よりも小さくなるはずである。
Whereas the Fourier series (Formula 1) of the output current of the
図17〜図18に示す従来のインバータ装置の出力電流波形と、図3(e)に示す実施の形態1のインバータ装置の出力電流波形を比較して、図17〜図18の2tzは、図3(e)の電流波形周期Ti(i=1,2…6)と定格周期T0との差|Ti―T0|に相当し、図17〜図18の2t0は図3の定格周期T0に相当するので、(数16)の2tzを|Ti―T0|、(数16)の2t0をT0に置き換えると(数14)になる。すなわち、従来のインバータ装置102のcf値は、実施の形態1の周期変動率ζに相当する量と考えて良い。図5と図21を比較して、図5の周波数変動率ζが0.01、0.02、0.05のそれぞれの値をとる場合の高調波電流成分は、図21のcf値が同じ0.01、0.02、0.05のそれぞれの値をとる場合の高調波電流成分と比較して減少している事がわかる。これは、前述したように、実施の形態1のインバータ装置2の出力電流Ioの高調波は、余弦級数の項がない分だけ、高調波成分が小さくなるという数式を比較した見解と一致している。
17 to FIG. 18 is compared with the output current waveform of the conventional inverter device shown in FIG. 17 and the output current waveform of the inverter device of the first embodiment shown in FIG. 3 (e) corresponds to the difference | Ti−T0 | between the current waveform period Ti (i = 1, 2,... 6) and the rated period T0, and 2t0 in FIGS. 17 to 18 corresponds to the rated period T0 in FIG. Therefore, when 2tz in (Equation 16) is replaced with | Ti-T0 | and 2t0 in (Equation 16) is replaced with T0, (Equation 14) is obtained. That is, the cf value of the
図6は、実施の形態1のインバータ装置2の周期変動率ζと出力電流歪率THDiの関係と従来のインバータ装置102のcf値と出力電流歪率THDiの関係を示したものである。図において、実線は実施の形態1のインバータ装置2の周期変動率ζと電流歪み率THDiの関係、点線は従来のインバータ装置102のcf値と電流歪み率THDiの関係を示す。図を見て明らかなように、cf値と同じ値の周波数変動率ζにおいて、実施の形態1のインバータ装置2の出力電流歪率THDiは、従来のそれと比較して著しく減少している事がわかる。
FIG. 6 shows the relationship between the periodic fluctuation rate ζ and the output current distortion rate THDi of the
図7は、実施の形態1のインバータ装置2について、任意の並列等価インダクタンス5の値に対して、不感帯として動作する並列等価キャパシタンス6の値の限界点をプロットして得た不感帯の特性である。
FIG. 7 shows the characteristics of the dead band obtained by plotting the limit point of the value of the parallel
図7では、負荷7の並列等価抵抗4の抵抗値をR[Ω]、並列等価インダクタンス5のインダクタンスをL[H]、および、並列等価キャパシタンス6のキャパシタンスをC[]とおき、等価インダクタンスLを横軸に、キャパシタンスCを縦軸にとり、従来例のcf値を0.01、0.02および0.05の各値に変化させたのと同様に、ここでは、これに相当するパラメータである周波数変動率ζを0.01、0.02および0.05の各値に変化させたときの不感帯を調べた実験結果を示す。実験では、従来例と同様に、等価抵抗Rは14.4Ωの場合について調べてある。
In FIG. 7, the resistance value of the parallel
図において横軸に平行な2本の点線は、周波数異常検出手段28のみを受動的単独運転検出方法として使った場合において、任意の等価インダクタンスLの値に対して、不感帯として動作する等価キャパシタンスCの限界点をプロットしたものである。すなわち、横軸に平行な2本の点線の間にはさまれた領域は、周波数異常検出手段28のみを受動的単独運転検出方法として使った場合の不感帯領域を示している。 In the figure, two dotted lines parallel to the horizontal axis indicate an equivalent capacitance C that operates as a dead zone for any value of the equivalent inductance L when only the frequency abnormality detection means 28 is used as a passive islanding detection method. This is a plot of the limit points. That is, a region sandwiched between two dotted lines parallel to the horizontal axis represents a dead zone region when only the frequency abnormality detection means 28 is used as a passive islanding detection method.
次に、一点鎖線または二点鎖線で示す曲線は、単独運転検出方法として、前述した実施の形態1の電流歪付与手段13による能動的単独運転検出方法のみを使ったインバータ装置2について、任意の等価インダクタンスLの値に対して、不感帯として動作する等価キャパシタンスCの限界点をプロットしたものである。すなわち、一点鎖線または二点鎖線で示す曲線で囲まれた領域は、実施の形態1の能動的単独運転検出方法のみを使った場合における不感帯を示している。受動的単独運転検出方法による不感帯と能動的単独運転検出方法による不感帯が重なり合う領域が小さい場合、システム全体として不感帯となる領域が小さい良好な特性を得ていると言える。図7と図22を比較して明らかなように、従来のcf値に相当する実施の形態1の周波数変動率ζの各値、0.01、0.02、0.05のそれぞれにおいて、実施の形態1のインバータ装置2の不感帯特性は、従来のインバータ装置102の不感帯特性とほぼ同等のものが得られた。次に、能動的単独運転検出方法と受動的単独運転検出方法の不感帯領域が重なり合う領域が最も小さくなる、周波数変動率ζとして0.05を選んだ場合について考える。周波数変動率ζとして0.05を選んだ場合において、実施の形態1のインバータ装置2の能動的単独運転検出方法と受動的単独運転検出方法の不感帯境界特性は、周波数変動率ζに相当するcf値として0.05を選んだ従来のインバータ装置102のそれとほぼ同一の特性が得られる。従って、周波数変動率ζとして0.05を選んだ場合における実施の形態1のインバータ装置2の能動的単独運転検出方法による不感帯領域と、受動的単独運転検出方法による不感帯領域が重なり合う不感帯領域は、周波数変動率ζに相当するcf値として0.05を選んだ場合における従来のインバータ装置102のそれとほぼ同一のものが得られる。ゆえに、周波数変動率ζとして0.05を選んだ場合における実施の形態1のインバータ装置2の単独運転検知感度は、その周波数変動率に相当するcf値として0.05を選んだ場合における従来のインバータ装置102の単独運転検知感度とほぼ同等のものが得られる。ところが、前述した図6の説明で、cf値に相当する同一レベルの周波数変動率ζにおいて、実施の形態1のインバータ装置2の出力電流歪率THDiは、従来のそれと比較して著しく減少するので、高調波電流が原因となって発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができる。すなわち、実施の形態1のインバータ装置2と従来のインバータ装置102の単独運転検知感度を同等の性能とした場合、実施の形態1のインバータ装置2は、従来のインバータ装置102と比較して、高調波電流が原因となって発生する誘導性負荷によって消費される損失を低減する事ができる。
Next, a curve indicated by a one-dot chain line or a two-dot chain line is an arbitrary one for the
以上で述べたように、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態1のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。 As described above, the current distortion rate of the output current of the inverter device of the first embodiment is higher than that of the conventional inverter device having the same level of isolated operation detection sensitivity as that of the conventional inverter. Since it can be made even smaller than the device, the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current can be reduced compared to the conventional inverter device, the isolated operation detection sensitivity is good, and the harmonic It is possible to provide an ideal inverter device in which the loss consumed by the inductive load caused by the wave current is smaller.
(実施の形態2)
実施の形態1と同一の構成および処理を持つ個所についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
A description of portions having the same configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted, and only different portions will be described.
図8(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態2のインバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。図8(e)において、点線で示す波形は、負荷電圧Voのイメージを示し、実線で示す波形は、インバータ装置2の出力電流Ioの波形を示す。
FIGS. 8A to 8E respectively show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, and a read increase rate Rc, which will be described later, in a normal operation state where the
実施の形態1で説明した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図8(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図8(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。 The peak point detecting means 20 shown in FIG. 8 (b) is synchronized with the load voltage Vo shown in FIG. 8 (a) by the processing of the voltage cycle calculating means 19 and the peak point detecting means 20 described in the first embodiment. Such a peak point synchronization signal PS is generated.
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを5周期分、すなわち、位相が0〜10πの範囲の余弦波データを記憶している。ここで、アドレスN0には位相が零、アドレスN3πには位相が3π、アドレスN5πには位相が5π、アドレスN8πには位相が8π、アドレスN10πには位相が10πとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for five periods, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 10π. Here, cosine wave data having a phase of zero at address N0, a phase of 3π at address N3π, a phase of 5π at address N5π, a phase of 8π at address N8π, and a phase of 10π at address N10π is stored. Suppose you are. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図8(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以下の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図8(d)に示すアドレスポインタAPがN3πに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図8(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜3πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図8(e)に図示するような周波数が下降する電流波形(以降、第2の電流波形と称する)となる。
Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing (a) when the peak point rises as shown in FIG. 8B, the
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数21)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN5πに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図8(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN5πを加えた、図8(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が3π〜5πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図8(e)に図示するような電流波形(以降、第1の電流波形と称する)となる。 The address at the timing (c) when the address pointer AP reaches N5π or when the timing (d) at which the peak point in FIG. 8B rises precedes the timing (c) at the timing (d). The pointer AP indicates the address shown in FIG. 8D, which is obtained by adding the address N5π to the product obtained by multiplying the internal counter that continues to count up by the read increase rate Rc1. In a period T2 from the timing (b) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 3π to 5π is output current from the current waveform storage unit 22. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 output as data IWD and the above-described feedback processing, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数21)を変形して(数22)が得られる。 (Equation 22) is obtained by transforming (Equation 21).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N5πに達するから、(数23)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N5π, (Equation 23) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN3πに達するから、(数24)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches N3π as a result of the count-up operation for the period T1, so (Equation 24) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがN3πからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN5πに達するから、(数25)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from N3π, and the count value per unit time is CtRc2, and the address pointer AD reaches N5π as a result of the count-up operation during the period T2. To do.
(数24)および(数25)より、(数26)が得られる。 From (Equation 24) and (Equation 25), (Equation 26) is obtained.
(数23)を変形して(数27)が得られる。 (Expression 27) is obtained by transforming (Expression 23).
(数22)、(数26)および(数27)より(数28)が得られる。 (Expression 28) is obtained from (Expression 22), (Expression 26), and (Expression 27).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数21)によって設定すれば(数28)が成立し、第2と第1の電流波形が出力を完結する期間(T1+T2)は、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間2.5T0に等しくなり、第2と第1の電流波形が出力を完結するタイミングが、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完了するタイミングと一致する。すなわち、実施の形態2のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第2と第1の電流波形が出力を完結するタイミングはピークポイントが発生するタイミングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set by (Equation 21), (Equation 28) is established, and the second and first current waveforms are output. The period (T1 + T2) in which the load voltage Vo for 2.5 cycles is equal to the period 2.5T0 in which the output is completed, and the timing at which the second and first current waveforms complete the output is 2.5. The load voltage Vo for the period coincides with the timing for completing the output. That is, if the
(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以下の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing of (c) or (d), the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図8(d)に示すアドレスポインタAPがN8πに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN5πを加えた、図8(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が5〜8πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図8(e)に図示する周波数が下降する第2の電流波形が生成される。 In the period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP shown in FIG. 8D reaches N8π, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 8D is indicated by adding the address N5π to the product obtained by multiplying the read multiplication rate Rc1 set to a value exceeding 1 by the address N5π. In period T3, cosine wave data having a phase in the range of 5 to 8π stored in the built-in memory is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the T1 period described above, a second current waveform in which the frequency illustrated in FIG.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数6)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 6) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN10πに達する(カ)のタイミングに至るまでの図8で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN8πを加えた、図8(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が8π〜10πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図8(e)に図示するような周波数が下降する第2の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 8 from the timing of (e) to the timing of the address pointer AP reaching N10π (f), the address pointer AP multiplies the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 8D is indicated by adding the address N8π to the product. In period T4, cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 8π to 10π is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the period T2 described above, a second current waveform with a decreasing frequency as shown in FIG. 8E is generated.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数6)によって設定すれば、 前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が上昇する第1の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 6), for the same reason as described above, the output current Io at the peak point where the first current waveform whose frequency rises from the
次に、(カ)のタイミングまたは、図8(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 8B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図8に示す位置関係から、T1、T3期間における出力電流Ioの1.5周期は、負荷電圧Voの1.5周期よりも長く、T2、T4期間における出力電流Ioの1周期は、負荷電圧Voの1周期よりも短くなり、インバータ装置2は、T1、T3期間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T5期間区間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 8, 1.5 period of the output current Io in the periods T1 and T3 is longer than 1.5 period of the load voltage Vo, and one period of the output current Io in the periods T2 and T4 is the load voltage. It becomes shorter than one cycle of Vo, and the
以上で述べたように、周波数が上昇する第1の電流波形と周波数が下降する第2の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第2の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the connection points connecting the first current waveform with increasing frequency and the second current waveform with decreasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide with each other at the timing (c) or (f) when the output of the second current waveform is completed.
以上述べたように、実施の形態2では、実施の形態1で述べたのと同様の理由により、1.5周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形と、1周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第1の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにし、第2と第1の電流波形を連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与することにより、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態2のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。 As described above, in the second embodiment, for the same reason as described in the first embodiment, the second distortion is applied that is a cosine waveform for 1.5 cycles and the output frequency thereof decreases. And a first current waveform that is a cosine waveform for one cycle and imparts a current distortion that increases its output frequency are repeatedly output and the output of the first current waveform is completed. At the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the point in time, the phase of the inverter output current is made to coincide with the phase of the load voltage, and the displacement or phase at the coupling point connecting the second and first current waveforms. As compared with a conventional inverter device having a single operation detection sensitivity of the same level as that of a conventional inverter, the second embodiment is applied with current distortion accompanied by frequency fluctuations that are continuous and discontinuous in frequency. Since the current distortion rate of the output current of the inverter device can be made smaller than that of the conventional inverter device, the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is less than that of the conventional inverter device. Therefore, it is possible to provide an ideal inverter device in which the isolated operation detection sensitivity is good and the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is smaller.
(実施の形態3)
実施の形態1と同一の構成および処理を持つ個所についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 3)
A description of portions having the same configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted, and only different portions will be described.
図9(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態3のインバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。図9(e)において、点線で示す波形は、負荷電圧Voのイメージを示し、実線で示す波形は、インバータ装置2の出力電流Ioの波形を示す。
FIGS. 9A to 9E respectively show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, and a read increase rate Rc described later in a normal operation state where the
実施の形態1で説明した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図9(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図9(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。
By the processing of the voltage cycle calculating means 19 and the peak point detecting means 20 described in the first embodiment, the peak
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを5周期分、すなわち、位相が0〜10πの範囲の余弦波データを記憶している。ここで、アドレスN0には位相が零、アドレスN3πには位相が3π、アドレスN5πには位相が5π、アドレスN8πには位相が8π、アドレスN10πには位相が10πとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for five periods, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 10π. Here, cosine wave data having a phase of zero at address N0, a phase of 3π at address N3π, a phase of 5π at address N5π, a phase of 8π at address N8π, and a phase of 10π at address N10π is stored. Suppose you are. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図9(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以上の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図9(d)に示すアドレスポインタAPがN3πに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図9(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜3πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図9(e)に図示するような電流波形(以降、第3の電流波形と称する)となる。 Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing (a) when the peak point rises as shown in FIG. 9B, the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to an appropriate value Rc1 of 1 or more, and simultaneously resets the built-in counter. In the period T1 from the timing of (a) to the timing of (b) when the address pointer AP reaches N3π shown in FIG. 9D, the address pointer AP has a read increase rate set to a value exceeding 1. The address shown in FIG. 9 (d) is designated by adding the address N0 to the product obtained by multiplying the internal counter that is being counted up by Rc1. In period T1, the current waveform storage means 22 outputs cosine wave data having a phase in the range of 0 to 3π stored in the built-in memory as output current data IWD. The inverter main circuit 10 is PWMed by the feedback processing described above. As a result of the control, the output current Io output from the inverter has a current waveform as shown in FIG. 9E (hereinafter referred to as a third current waveform).
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数21)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN5πに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図9(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN5πを加えた、図9(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が3π〜5πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図9(e)に図示するような電流波形(以降、第4の電流波形と称する)となる。 When the address pointer AP reaches N5π (c), or when the timing (d) at which the peak point in FIG. 9B rises (d) precedes the timing (c), the address The pointer AP indicates the address shown in FIG. 9D, which is obtained by adding the address N5π to the product obtained by multiplying the internal counter that continues to count up by the read increase rate Rc1. In a period T2 from the timing (b) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 3π to 5π is output current from the current waveform storage unit 22. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 that is output as data IWD and has been subjected to the above-described feedback processing, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数21)を変形して(数22)が得られる。 (Equation 22) is obtained by transforming (Equation 21).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N5πに達するから、(数23)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N5π, (Equation 23) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN3πに達するから、(数24)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches N3π as a result of the count-up operation for the period T1, so (Equation 24) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがN3πからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN5πに達するから、(数25)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from N3π, and the count value per unit time is CtRc2, and the address pointer AD reaches N5π as a result of the count-up operation during the period T2. To do.
(数24)および(数25)より、(数26)が得られる。 From (Equation 24) and (Equation 25), (Equation 26) is obtained.
(数23)を変形して(数27)が得られる。 (Expression 27) is obtained by transforming (Expression 23).
(数22)、(数26)および(数27)より(数28)が得られる。 (Expression 28) is obtained from (Expression 22), (Expression 26), and (Expression 27).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数21)によって設定すれば(数28)が成立し、第3と第4の電流波形が出力を完結する期間(T1+T2)は、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間2T0に等しくなり、第3と第4の電流波形が出力を完結するタイミングが、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完了するタイミングに一致する。すなわち、実施の形態3のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第3の電流波形と第4の電流波形が出力を完結するタイミングは、ピークポイントが発生するタイミングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set by (Equation 21), (Equation 28) is established, and the third and fourth current waveforms are output. During the period (T1 + T2), the load voltage Vo for 2.5 cycles is equal to the period 2T0 during which the output is completed, and the timing at which the third and fourth current waveforms complete the output is 2.5 cycles. Load voltage Vo coincides with the timing of completing the output. That is, if the
(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以上の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing of (c) or (d), the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図9(d)に示すアドレスポインタAPがN8πに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN5πを加えた、図9(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が5〜8πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図9(e)に図示する周波数が上昇する第3の電流波形が生成される。 In the period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP reaches N8π shown in FIG. 9D, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 9D is designated by adding the address N5π to the product obtained by multiplying the read multiplication rate Rc1 set to a value exceeding 1 by the address N5π. In period T3, cosine wave data having a phase in the range of 5 to 8π stored in the built-in memory is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the above-described T1 period, a third current waveform in which the frequency illustrated in FIG.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数6)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 6) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN10πに達する(カ)のタイミングに至るまでの図9で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN8πを加えた、図9(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が8π〜10πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図9(e)に図示するような第4の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 9 from the timing of (e) to the timing of the address pointer AP reaching N10π (f), the address pointer AP multiplies the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 9D is designated by adding the address N8π to the product. In period T4, cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 8π to 10π is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, a fourth current waveform as shown in FIG. 9E is generated as in the case of the period T2 described above.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数6)によって設定すれば、前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が上昇する第3の電流波形と周波数が下降する第4の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 6), for the same reason as described above, the
次に、(カ)のタイミングまたは、図9(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 9B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図9に示す位置関係から、T1、T3期間における出力電流Ioの1.5周期は、負荷電圧Voの1.5周期よりも短く、T2、T4期間における出力電流Ioの1周期は、負荷電圧Voの1周期よりも長くなり、インバータ装置2は、T1、T4期間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T5期間区間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 9, the 1.5 period of the output current Io in the T1 and T3 periods is shorter than the 1.5 period of the load voltage Vo, and the one period of the output current Io in the T2 and T4 periods is the load voltage. It becomes longer than one cycle of Vo, and the
以上で述べたように、周波数が上昇する第3の電流波形と周波数が下降する第4の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第4の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the connection point that connects the third current waveform with increasing frequency and the fourth current waveform with decreasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, at the timing of (c) or (f) when the fourth current waveform completes output, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide.
以上述べたように、実施の形態3では、実施の形態1で述べたのと同様の理由により、1.5周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形と、1周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第4の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにし、第3と第4の電流波形を連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与することにより、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態3のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。 As described above, in the third embodiment, for the same reason as described in the first embodiment, the current distortion that is a cosine waveform corresponding to 1.5 cycles and whose output frequency is increased is added. And a fourth current waveform which is a cosine waveform for one cycle and which gives a current distortion whose output frequency decreases, are repeatedly output and the output of the fourth current waveform is completed. At the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the point in time, the phase of the inverter output current is made to coincide with the phase of the load voltage, and the displacement or phase at the coupling point connecting the third and fourth current waveforms. The third embodiment provides a current distortion with a frequency fluctuation that is continuous and discontinuous in frequency, compared with a conventional inverter device having a single operation detection sensitivity of the same level as that of a conventional inverter. Since the current distortion rate of the output current of the inverter device can be made smaller than that of the conventional inverter device, the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is less than that of the conventional inverter device. Therefore, it is possible to provide an ideal inverter device in which the isolated operation detection sensitivity is good and the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is smaller.
(実施の形態4)
実施の形態1と同一の構成および処理を持つ個所についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 4)
A description of portions having the same configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted, and only different portions will be described.
図10(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態4のインバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。図10(e)において、点線で示す波形は、負荷電圧Voのイメージを示し、実線で示す波形は、インバータ装置2の出力電流Ioの波形を示す。
10 (a) to 10 (e) show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, and a read increase rate Rc, which will be described later, in a normal operation state where the
実施の形態1で説明した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図10(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図10(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。
By the processing of the voltage cycle calculating means 19 and the peak point detecting means 20 described in the first embodiment, the peak
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを5周期分、すなわち、位相が0〜10πの範囲の余弦波データを記憶している。ここで、アドレスN0には位相が零、アドレスN2πには位相が2π、アドレスN5πには位相が5π、アドレスN7πには位相が7π、アドレスN10πには位相が10πとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for five periods, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 10π. Here, cosine wave data having a phase of zero at address N0, a phase of 2π at address N2π, a phase of 5π at address N5π, a phase of 7π at address N7π, and a phase of 10π at address N10π is stored. Suppose you are. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図10(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以下の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図10(d)に示すアドレスポインタAPがN2πに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図10(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜2πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図10(e)に図示するような電流波形(以降、第4の電流波形と称する)となる。 Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing (a) when the peak point rises as shown in FIG. 10B, the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to an appropriate value Rc1 of 1 or less, and simultaneously resets the built-in counter. In the period T1 from the timing (a) to the timing (b) when the address pointer AP shown in FIG. 10 (d) reaches N2π, the address pointer AP has a read increase rate set to a value exceeding 1. The address shown in FIG. 10 (d) is designated by adding the address N0 to the product obtained by multiplying the built-in counter being counted up by Rc1. In the period T1, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 2π stored in the built-in memory is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWMed by the feedback processing described above. As a result of the control, the output current Io output from the inverter has a current waveform (hereinafter referred to as a fourth current waveform) as shown in FIG.
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数6)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN5πに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図10(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN5πを加えた、図10(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2π〜5πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図10(e)に図示するような電流波形(以降、第3の電流波形と称する)となる。 When the address pointer AP reaches N5π (C), or when the peak point (D) at which the peak point in FIG. 10B rises precedes (C) timing, The pointer AP indicates the address shown in FIG. 10D, which is obtained by adding the address N5π to the product obtained by multiplying the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc1. In the period T2 from the timing (a) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the internal memory in the range of 2π to 5π is output from the current waveform storage unit 22 as the output current. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 that is output as data IWD and is performed by the feedback processing described above, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数6)を変形して(数7)が得られる。 (Expression 7) is obtained by transforming (Expression 6).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N5πに達するから、(数8)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N5π, (Equation 8) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2πに達するから、(数9)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches N2π as a result of the count-up operation for the period T1, so (Equation 9) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがN2πからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN5πに達するから、(数10)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from N2π, and the count value per unit time is CtRc2, and as a result of counting up during the period T2, the address pointer AD reaches N5π. To do.
(数9)および(数10)より、(数11)が得られる。 From (Equation 9) and (Equation 10), (Equation 11) is obtained.
(数8)を変形して(数12)が得られる。 (Expression 12) is obtained by transforming (Expression 8).
(数7)、(数11)および(数12)より(数13)が得られる。 (Equation 13) is obtained from (Equation 7), (Equation 11), and (Equation 12).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数6)によって設定すれば(数13)が成立し、第4と第3の電流波形が出力を完結する期間(T1+T2)は、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間2.5T0に等しくなり、第4と第3の電流波形が出力を完結するタイミングが、2.5周期分の負荷電圧Voが出力を完了するタイミングと一致する。すなわち、実施の形態4のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第4と第3の電流波形が出力を完結するタイミングはピークポイントが発生するタイミングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set by (Equation 6), (Equation 13) is established, and the fourth and third current waveforms are output. During the period (T1 + T2), the load voltage Vo for 2.5 cycles is equal to the period 2.5T0 during which the output is completed, and the timing at which the fourth and third current waveforms complete the output is 2.5. The load voltage Vo for the period coincides with the timing for completing the output. That is, if the
(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以下の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing of (c) or (d), the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図10(d)に示すアドレスポインタAPがN7πに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN7πを加えた、図10(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が5〜7πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図10(e)に図示する周波数が下降する第4の電流波形が生成される。 In the period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP shown in FIG. 10 (d) reaches N7π, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 10D is indicated by adding the address N7π to the product obtained by multiplying the product by the read increase rate Rc1 set to a value exceeding 1. In period T3, cosine wave data having a phase in the range of 5 to 7π stored in the built-in memory is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the T1 period described above, a fourth current waveform in which the frequency illustrated in FIG.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数6)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 6) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN10πに達する(カ)のタイミングに至るまでの図10で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN7πを加えた、図10(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が7π〜10πの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図10(e)に図示するような周波数が上昇する第3の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 10 from the timing (e) to the timing (f) when the address pointer AP reaches N10π, the address pointer AP multiplies the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 10D is designated by adding the address N7π to the product. In period T4, cosine wave data having a phase of 7π to 10π stored in the built-in memory is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the above-described period T2, a third current waveform whose frequency is increased as shown in FIG. 10E is generated.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数6)によって設定すれば、 前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が上昇する第3の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 6), for the same reason as described above, the output current Io at the peak point where the third current waveform whose frequency rises from the
次に、(カ)のタイミングまたは、図10(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 10B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図10に示す位置関係から、T1、T3期間における出力電流Ioの1周期は、負荷電圧の1周期よりも長く、T2、T4期間における出力電流Ioの1.5周期は、負荷電圧Voの1.5周期よりも短くなり、インバータ装置2は、T1、T3期間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T5期間区間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 10, one cycle of the output current Io in the T1 and T3 periods is longer than one cycle of the load voltage, and 1.5 cycles of the output current Io in the T2 and T4 periods is 1 of the load voltage Vo. The
以上で述べたように、周波数が下降する第4の電流波形と周波数が上昇する第3の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第3の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the coupling point connecting the fourth current waveform with decreasing frequency and the third current waveform with increasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, at the timing of (c) or (f) when the third current waveform completes the output, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide.
以上述べたように、実施の形態4では、実施の形態1で述べたのと同様の理由により、1周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形と、1.5周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第3の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにし、第4と第3の電流波形を連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与することにより、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態4のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。 As described above, in the fourth embodiment, for the same reason as described in the first embodiment, the fourth current is a cosine waveform for one cycle and gives a current distortion in which the output frequency decreases. A waveform and a third current waveform that is a cosine waveform for 1.5 cycles and gives a current distortion that increases its output frequency are connected and repeatedly output, and the output of the third current waveform is completed. At the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the point in time, the phase of the inverter output current is made to coincide with the phase of the load voltage, and the displacement or phase at the connection point connecting the fourth and third current waveforms. 4 is compared with a conventional inverter device having a single operation detection sensitivity of the same level as that of a conventional inverter by applying current distortion with continuous frequency fluctuation and discontinuous frequency fluctuation. Since the current distortion rate of the output current of the inverter device can be made smaller than that of the conventional inverter device, the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is less than that of the conventional inverter device. Therefore, it is possible to provide an ideal inverter device in which the isolated operation detection sensitivity is good and the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is smaller.
(実施の形態5)
実施の形態1と同一の構成および処理を持つ個所についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 5)
A description of portions having the same configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted, and only different portions will be described.
図11(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態5のインバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。
11 (a) to 11 (e) show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, and a read increase rate Rc, which will be described later, in a normal operation state in which the
実施の形態1で説明した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図11(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図11(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。
By the processing of the voltage cycle calculating means 19 and the peak point detecting means 20 described in the first embodiment, the peak
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを(2m+n)周期分、すなわち、位相が0〜(4πm+2πn)の範囲の余弦波データを記憶している。ここで、mは任意の自然数、nは1を除く任意の奇数、アドレスN0には位相が零、アドレスN2πmには位相が2πm、アドレスN2πm+πnには位相が2πm+πn、アドレスN4πm+πnには位相が4πm+πn、アドレスN4πm+2πnには位相が4πm+2πnとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for (2m + n) cycles, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to (4πm + 2πn). Here, m is an arbitrary natural number, n is an arbitrary odd number excluding 1, an address N0 has a phase of zero, an address N2πm has a phase of 2πm, an address N2πm + πn has a phase of 2πm + πn, an address N4πm + πn has a phase of 4πm + πn, It is assumed that cosine wave data having a phase of 4πm + 2πn is stored in the address N4πm + 2πn, respectively. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図11(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以上の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図11(d)に示すアドレスポインタAPがN2πmに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図11(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜2πmの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図11(e)に図示するような電流波形(以降、第1の電流波形と称する)となる。 Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing (a) when the peak point rises as shown in FIG. 11B, the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to an appropriate value Rc1 of 1 or more, and simultaneously resets the built-in counter. In the period T1 from the timing of (a) to the timing of (b) when the address pointer AP shown in FIG. 11 (d) reaches N2πm, the address pointer AP has a read increase rate set to a value exceeding 1. The address shown in FIG. 11 (d) is indicated by adding the address N0 to the product obtained by multiplying the built-in counter that is being counted up by Rc1. In period T1, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 2πm stored in the built-in memory is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWMed by the feedback processing described above. As a result of the control, the output current Io output from the inverter has a current waveform (hereinafter referred to as a first current waveform) as shown in FIG.
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数29)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN2πm+πnに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図11(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN2πmを加えた、図11(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm〜2πm+πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図11(e)に図示するような電流波形(以降、第1の電流波形と称する)となる。 At the timing (c) when the address pointer AP reaches N2πm + πn, or when the timing (d) at which the peak point in FIG. 11 (b) rises precedes the timing (c), the address at the timing (d) The pointer AP points to the address shown in FIG. 11D, which is obtained by adding the address N2πm to the product obtained by multiplying the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc1. In a period T2 from the timing (a) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 2πm to 2πm + πn from the current waveform storage means 22 is output current. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 that is output as data IWD and performed by the feedback processing described above, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数29)を変形して(数30)が得られる。 (Expression 29) is obtained by transforming (Expression 29).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N2πm+πnに達するから、(数31)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N2πm + πn, (Equation 31) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2πmに達するから、(数32)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches N2πm as a result of the count-up operation for T1, so (Equation 32) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがN2πmからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2πm+πnに達するから、(数10)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from N2πm, and the count value per unit time is CtRc2, and as a result of the count-up operation for the period T2, the address pointer AD reaches N2πm + πn. To do.
(数32)および(数33)より、(数34)が得られる。 From (Equation 32) and (Equation 33), (Equation 34) is obtained.
(数31)を変形して(数35)が得られる。 (Equation 31) is transformed to obtain (Equation 35).
(数39)、(数34)および(数35)より(数36)が得られる。 (Equation 36) is obtained from (Equation 39), (Equation 34), and (Equation 35).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数29)によって設定すれば(数36)が成立し、第1と第2の電流波形Ioが出力を完結する期間(T1+T2)は、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間(m+n/2)Toに等しくなり、第1と第2の電流波形が出力を完結するタイミングが、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結するタイミングと一致する。すなわち、実施の形態5のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第2と第1の電流波形が出力を完結するタイミングはピークポイントが発生するタイミンングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set according to (Equation 29), (Equation 36) is established, and the first and second current waveforms Io are obtained. In the period (T1 + T2) for completing the output, the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles is equal to the period (m + n / 2) To for completing the output, and the first and second current waveforms complete the output. The timing coincides with the timing at which the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles completes the output. That is, if the
(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以下の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing of (c) or (d), the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図11(d)に示すアドレスポインタAPがN4πm+πnに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN2πm+πnを加えた、図11(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm+πn〜4πm+πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図11(e)に図示する第1の電流波形が生成される。 In a period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP shown in FIG. 11 (d) reaches N4πm + πn, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 11D is indicated by adding the address N2πm + πn to the product obtained by multiplying the read increase rate Rc1 set to a value exceeding 1 by the address N2πm + πn. In period T3, cosine wave data having a phase in the range of 2πm + πn to 4πm + πn stored in the built-in memory is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the above-described feedback processing. As a result, the first current waveform shown in FIG. 11E is generated as in the case of the T1 period described above.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数29)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 29) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN4πm+2πnに達する(カ)のタイミングに至るまでの図11で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN4πm+πnを加えた、図11(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が4πm+πn〜4πm+2πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図11(e)に図示するような周波数が下降する第2の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 11 from the timing of (e) to the timing of (f) when the address pointer AP reaches N4πm + 2πn, the address pointer AP multiplies the internal counter that continues to count up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 11D is indicated by adding the address N4πm + πn to the product. In period T4, cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 4πm + πn to 4πm + 2πn is output from the current waveform storage unit 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the above-described period T2, a second current waveform in which the frequency decreases as illustrated in FIG. 11E is generated.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数29)によって設定すれば、 前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が下降する第2の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 29), for the same reason as described above, the output current Io at the peak point where the output of the second current waveform whose frequency drops from the
次に、(カ)のタイミングまたは、図11(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 11B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図11に示す位置関係から、m周期分の出力電流Ioが出力されるT1、T3期間は、m周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間mToよりも短く、n/2周期分の出力電流Ioが出力されるT2、T4期間は、n/2周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間nTo/2よりも長くなり、インバータ装置2は、T1、T3期間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T4期間区間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 11, the periods T1 and T3 in which the output current Io for m cycles are output are shorter than the period mTo in which the load voltage Vo for m cycles is completed, and output for n / 2 cycles. In the period T2 and T4 in which the current Io is output, the load voltage Vo for n / 2 cycles is longer than the period nTo / 2 in which the output is completed, and the
以上で述べたように、周波数が上昇する第1の電流波形と周波数が下降する第2の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第2の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the connection points connecting the first current waveform with increasing frequency and the second current waveform with decreasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide with each other at the timing (c) or (f) when the output of the second current waveform is completed.
以上述べたように、実施の形態5では、実施の形態1で述べたのと同様の理由により、m周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形と、n/2周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第2の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにし、第1と第2の電流波形の連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与することにより、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態5のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。 As described above, in the fifth embodiment, for the same reason as described in the first embodiment, the first current is a cosine waveform corresponding to m cycles and gives a current distortion that increases its output frequency. A waveform and a second current waveform that is a cosine waveform for n / 2 cycles and gives a current distortion whose output frequency is lowered are connected and repeatedly output, and the output of the second current waveform is completed. The phase of the inverter output current is made to coincide with the phase of the load voltage at the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the point in time, and the displacement or phase at the coupling point where the first and second current waveforms are connected. In the fifth embodiment, a current distortion with a frequency fluctuation that is continuous and discontinuous in frequency is applied to the conventional inverter device having the same level of isolated operation detection sensitivity as that of the conventional inverter. Since the current distortion rate of the output current of the inverter device can be made smaller than that of the conventional inverter device, the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is less than that of the conventional inverter device. Therefore, it is possible to provide an ideal inverter device in which the isolated operation detection sensitivity is good and the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is smaller.
(実施の形態6)
実施の形態1と同一の構成および処理を持つ個所についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 6)
A description of portions having the same configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted, and only different portions will be described.
図12(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態6のインバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。
12 (a) to 12 (e) show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, and a read increase rate Rc, which will be described later, in a normal operation state in which the
実施の形態1で説明した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図12(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図12(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。 The peak point detecting means 20 shown in FIG. 12 (b) is synchronized with the load voltage Vo shown in FIG. 12 (a) by the processing of the voltage cycle calculating means 19 and the peak point detecting means 20 described in the first embodiment. Such a peak point synchronization signal PS is generated.
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを(2m+n)周期分、すなわち、位相が0〜(4πm+2πn)の範囲の余弦波データを記憶している。ここで、mは任意の自然数、nは1を除く任意の奇数、アドレスN0には位相が零、アドレスNπnには位相がπn、アドレスN2πm+πnには位相が2πm+πn、アドレスN2πm+2πnには位相が2πm+2πn、アドレスN4πm+2πnには位相が4πm+2πnとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for (2m + n) cycles, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to (4πm + 2πn). Here, m is an arbitrary natural number, n is an arbitrary odd number excluding 1, phase is zero at address N0, phase is πn at address Nπn, phase is 2πm + πn at address N2πm + πn, phase is 2πm + 2πn at address N2πm + 2πn, It is assumed that cosine wave data having a phase of 4πm + 2πn is stored in the address N4πm + 2πn, respectively. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図12(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以上の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図12(d)に示すアドレスポインタAPがNπnに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図12(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図12(e)に図示するような電流波形(以降、第2の電流波形と称する)となる。 Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing (a) when the peak point rises as shown in FIG. 12B, the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to an appropriate value Rc1 of 1 or more, and simultaneously resets the built-in counter. In the period T1 from the timing of (a) to the timing of (b) when the address pointer AP shown in FIG. 12D reaches Nπn, the address pointer AP has a read increase rate set to a value exceeding 1. The address shown in FIG. 12 (d) is indicated by adding the address N0 to the product obtained by multiplying the internal counter that is being counted up by Rc1. In the period T1, cosine wave data having a phase in the range of 0 to πn stored in the built-in memory is output as output current data IWD from the current waveform storage unit 22, but the inverter main circuit 10 is PWMed by the feedback processing described above. As a result of the control, the output current Io output from the inverter has a current waveform (hereinafter referred to as a second current waveform) as illustrated in FIG.
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数37)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN2πm+πnに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図12(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスNπnを加えた、図12(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相がπn〜2πm+πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図12(e)に図示するような電流波形(以降、第1の電流波形と称する)となる。 At the timing (c) when the address pointer AP reaches N2πm + πn, or when the timing (d) at which the peak point in FIG. 12B rises precedes the timing (c), the address at the timing (d) The pointer AP indicates the address shown in FIG. 12D, which is obtained by adding the address Nπn to the product obtained by multiplying the internal counter that continues to count up by the read increase rate Rc2. In a period T2 from the timing (a) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of πn to 2πm + πn from the current waveform storage means 22 is output current. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 output as data IWD and the above-described feedback processing, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数37)を変形して(数38)が得られる。 (Equation 38) is obtained by transforming (Equation 37).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N2πm+πnに達するから、(数39)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N2πm + πn, (Equation 39) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはNπnに達するから、(数40)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches Nπn as a result of the count-up operation for the period T1, so (Equation 40) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがNπnからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2πm+πnに達するから、(数41)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from Nπn, and the count value per unit time is CtRc2, and as a result of the count-up operation for the period of T2, the address pointer AD reaches N2πm + πn, so (Equation 41) is established. To do.
(数40)および(数41)より、(数42)が得られる。 From (Equation 40) and (Equation 41), (Equation 42) is obtained.
(数39)を変形して(数43)が得られる。 (Equation 43) is obtained by transforming (Equation 39).
(数38)、(数42)および(数43)より(数44)が得られる。 (Equation 44) is obtained from (Equation 38), (Equation 42), and (Equation 43).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数37)によって設定すれば(数44)が成立し、第2と第1の電流波形Ioが出力を完結する期間(T1+T2)は、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間(m+n/2)Toに等しくなり、第2と第1の電流波形が出力を完結するタイミングが、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結するタイミングと一致する。すなわち、実施の形態6のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第3と第4の電流波形が出力を完結するタイミングはピークポイントが発生するタイミングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以下の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set by (Equation 37), (Equation 44) is established, and the second and first current waveforms Io are obtained. In the period (T1 + T2) for completing the output, the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles is equal to the period (m + n / 2) To for completing the output, and the second and first current waveforms complete the output. The timing coincides with the timing at which the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles completes the output. That is, if the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図12(d)に示すアドレスポインタAPがN2πm+2πnに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN2πm+πnを加えた、図12(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm+πn〜2πm+2πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図12(e)に図示する第3の電流波形が生成される。 In the period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP shown in FIG. 12 (d) reaches N2πm + 2πn, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 12D is indicated by adding the address N2πm + πn to the product obtained by multiplying the read increment rate Rc1 set to a value exceeding 1 by the address N2πm + πn. In period T3, cosine wave data having a phase in the range of 2πm + πn to 2πm + 2πn stored in the built-in memory is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the above-described feedback processing. As a result, the third current waveform shown in FIG. 12E is generated as in the case of the T1 period described above.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数29)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 29) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN4πm+2πnに達する(カ)のタイミングに至るまでの図12で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN2πm+2πnを加えた、図12(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm+2πn〜4πm+2πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図12(e)に図示するような第4の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 12 from the timing of (e) to the timing of (f) when the address pointer AP reaches N4πm + 2πn, the address pointer AP multiplies the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 12D is designated by adding the address N2πm + 2πn to the product. In the period T4, cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 2πm + 2πn to 4πm + 2πn is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, a fourth current waveform as shown in FIG. 12E is generated as in the case of the period T2 described above.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数29)によって設定すれば、 前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が下降する第2の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 29), for the same reason as described above, the output current Io at the peak point where the output of the second current waveform whose frequency drops from the
次に、(カ)のタイミングまたは、図12(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 12B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図12に示す位置関係から、n/2周期分の出力電流Ioが出力されるT1、T3期間は、n/2周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間nTo/2よりも長く、m周期分の出力電流Ioが出力されるT2、T4期間は、m周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間mToよりも短くなり、インバータ装置2は、T1、T3期間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T4期間区間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 12, the periods T1 and T3 in which the output current Io for n / 2 periods is output are longer than the period nTo / 2 in which the load voltage Vo for n / 2 periods completes output, m The periods T2 and T4 in which the output current Io for the period is output are shorter than the period mTo in which the load voltage Vo for the m periods is completed, and the output frequency of the
以上で述べたように、周波数が下降する第2の電流波形と周波数が上昇する第1の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第1の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the coupling point connecting the second current waveform with decreasing frequency and the first current waveform with increasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide with each other at the timing (c) or (f) when the output of the first current waveform is completed.
以上述べたように、実施の形態6では、実施の形態1で述べたのと同様の理由により、n/2周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第2の電流波形と、m周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第1の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第1の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにし、第2と第1の電流波形の連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与することにより、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態6のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。 As described above, in the sixth embodiment, for the same reason as described in the first embodiment, the second distortion is applied that is a cosine waveform corresponding to n / 2 periods and whose output frequency decreases. And a first current waveform that is a cosine waveform for m cycles and gives a current distortion that increases its output frequency are repeatedly output and the output of the first current waveform is completed. The phase of the inverter output current is made to coincide with the phase of the load voltage at the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the point in time, and the displacement or phase at the coupling point where the second and first current waveforms are connected. As compared with a conventional inverter device having a single-operation detection sensitivity of the same level as that of a conventional inverter, the current distortion with continuous frequency and discontinuous frequency fluctuation is applied, so that the sixth embodiment Since the current distortion rate of the output current of the inverter device can be made smaller than that of the conventional inverter device, the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is less than that of the conventional inverter device. Therefore, it is possible to provide an ideal inverter device in which the isolated operation detection sensitivity is good and the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is smaller.
(実施の形態7)
実施の形態1と同一の構成および処理を持つ個所についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 7)
A description of portions having the same configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted, and only different portions will be described.
図13(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態7のインバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。
FIGS. 13A to 13E respectively show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, and a read increase rate Rc described later in a normal operation state where the
実施の形態1で説明した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図13(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図13(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。
By the processing of the voltage cycle calculating means 19 and the peak point detecting means 20 described in the first embodiment, the peak
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを(2m+n)周期分、すなわち、位相が0〜(4πm+2πn)の範囲の余弦波データを記憶している。ここで、mは任意の自然数、nは1を除く任意の奇数、アドレスN0には位相が零、アドレスNπnには位相がπn、アドレスN2πm+πnには位相が2πm+πn、アドレスN2πm+2πnには位相が2πm+2πn、アドレスN4πm+2πnには位相が4πm+2πnとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for (2m + n) cycles, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to (4πm + 2πn). Here, m is an arbitrary natural number, n is an arbitrary odd number excluding 1, phase is zero at address N0, phase is πn at address Nπn, phase is 2πm + πn at address N2πm + πn, phase is 2πm + 2πn at address N2πm + 2πn, It is assumed that cosine wave data having a phase of 4πm + 2πn is stored in the address N4πm + 2πn, respectively. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図13(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以上の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図13(d)に示すアドレスポインタAPがNπnに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図13(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図13(e)に図示するような電流波形(以降、第3の電流波形と称する)となる。 Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing (a) when the peak point rises as shown in FIG. 13B, the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to an appropriate value Rc1 of 1 or more, and simultaneously resets the built-in counter. In the period T1 from the timing of (a) to the timing of (b) when the address pointer AP shown in FIG. 13D reaches Nπn, the address pointer AP has a read increase rate set to a value exceeding 1. The address shown in FIG. 13 (d) is designated by adding the address N0 to the product obtained by multiplying the built-in counter being counted up by Rc1. In the period T1, cosine wave data having a phase in the range of 0 to πn stored in the built-in memory is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWMed by the feedback processing described above. As a result of the control, the output current Io output from the inverter has a current waveform as shown in FIG. 13E (hereinafter referred to as a third current waveform).
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数37)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN2πm+πnに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図13(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスNπnを加えた、図13(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相がπn〜2πm+πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図13(e)に図示するような電流波形(以降、第4の電流波形と称する)となる。 At the timing (c) when the address pointer AP reaches N2πm + πn, or when the timing (d) at which the peak point in FIG. 13 (b) rises precedes the timing (c), the address at the timing (d) The pointer AP points to the address shown in FIG. 13D, which is obtained by adding the address Nπn to the product obtained by multiplying the internal counter that continues to count up by the read increase rate Rc2. In a period T2 from the timing (a) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of πn to 2πm + πn from the current waveform storage means 22 is output current. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 that is output as data IWD and is performed by the feedback processing described above, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数37)を変形して(数38)が得られる。 (Equation 38) is obtained by transforming (Equation 37).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N2πm+πnに達するから、(数39)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N2πm + πn, (Equation 39) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはNπnに達するから、(数40)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches Nπn as a result of the count-up operation for the period T1, so (Equation 40) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがNπnからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2πm+πnに達するから、(数41)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from Nπn, and the count value per unit time is CtRc2, and as a result of the count-up operation for the period of T2, the address pointer AD reaches N2πm + πn, so (Equation 41) is established. To do.
(数40)および(数41)より、(数42)が得られる。 From (Equation 40) and (Equation 41), (Equation 42) is obtained.
(数39)を変形して(数43)が得られる。 (Equation 43) is obtained by transforming (Equation 39).
(数38)、(数42)および(数43)より(数44)が得られる。 (Equation 44) is obtained from (Equation 38), (Equation 42), and (Equation 43).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数29)によって設定すれば(数36)が成立し、
第3と第4の電流波形Ioが出力を完結する期間(T1+T2)は、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間(m+n/2)Toに等しくなり、第3と第4の電流波形が出力を完結するタイミングが、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結するタイミングと一致する。すなわち、実施の形態7のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第3と第4の電流波形が出力を完結するタイミングはピークポイントが発生するタイミングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以下の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set by (Equation 29), (Equation 36) is established,
The period (T1 + T2) in which the third and fourth current waveforms Io complete the output is equal to the period (m + n / 2) To in which the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles completes the output. The timing at which the fourth current waveform completes the output coincides with the timing at which the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles completes the output. That is, when the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図13(d)に示すアドレスポインタAPがN2πm+2πnに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN2πm+πnを加えた、図13(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm+πn〜2πm+2πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図13(e)に図示する第3の電流波形が生成される。 In the period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP shown in FIG. 13 (d) reaches N2πm + 2πn, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 13D is indicated by adding the address N2πm + πn to the product obtained by multiplying the read increase rate Rc1 set to a value exceeding 1 by the address N2πm + πn. In period T3, cosine wave data having a phase in the range of 2πm + πn to 2πm + 2πn stored in the built-in memory is output as output current data IWD from the current waveform storage means 22, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the above-described feedback processing. As a result, the third current waveform shown in FIG. 13E is generated as in the case of the T1 period described above.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数29)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 29) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN4πm+2πnに達する(カ)のタイミングに至るまでの図13で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN2πm+2πnを加えた、図13(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm+2πn〜4πm+2πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図13(e)に図示するような第4の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 13 from the timing of (e) to the timing of (f) when the address pointer AP reaches N4πm + 2πn, the address pointer AP multiplies the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 13D is designated by adding the address N2πm + 2πn to the product. In period T4, cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 2πm + 2πn to 4πm + 2πn is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, a fourth current waveform as shown in FIG. 13E is generated as in the case of the period T2 described above.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数29)によって設定すれば、 前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が下降する第2の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 29), for the same reason as described above, the output current Io at the peak point where the output of the second current waveform whose frequency drops from the
次に、(カ)のタイミングまたは、図13(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 13B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図13に示す位置関係から、n/2周期分の出力電流Ioが出力されるT1、T3期間は、n/2周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間nTo/2よりも短く、m周期分の出力電流Ioが出力されるT2、T4期間は、m周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間mToよりも長くなり、インバータ装置2は、T1、T3期間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T4期間区間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 13, the periods T1 and T3 in which the output current Io for n / 2 periods is output are shorter than the period nTo / 2 in which the load voltage Vo for n / 2 periods completes output, m The periods T2 and T4 in which the output current Io for the period is output are longer than the period mTo in which the load voltage Vo for the m periods is completed, and the
以上で述べたように、周波数が上昇する第3の電流波形と周波数が下降する第4の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第2の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the connection point that connects the third current waveform with increasing frequency and the fourth current waveform with decreasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide with each other at the timing (c) or (f) when the output of the second current waveform is completed.
以上述べたように、実施の形態7では、実施の形態1で述べたのと同様の理由により、 n/2周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形と、m周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第2の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにし、第3と第4の電流波形の連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与することにより、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態7のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。
As described above, in the seventh embodiment, for the same reason as described in the first embodiment, the current distortion is applied to the cosine waveform for n / 2 periods and the output frequency is increased. And a fourth current waveform that is a cosine waveform for m periods and gives a current distortion whose output frequency decreases, are repeatedly output, and the output of the second current waveform is completed. The phase of the inverter output current is made to coincide with the phase of the load voltage at the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the point in time, and the displacement or phase at the coupling point where the third and fourth current waveforms are connected. Compared with a conventional inverter device having a single operation detection sensitivity of the same level as that of a conventional inverter, by applying current distortion with continuous frequency fluctuation and discontinuous frequency fluctuation, the embodiment Since the current distortion rate of the output current of the
(実施の形態8)
実施の形態1と同一の構成および処理を持つ個所についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 8)
A description of portions having the same configuration and processing as those of the first embodiment will be omitted, and only different portions will be described.
図14(a)〜(e)は、それぞれ、実施の形態8のインバータ装置2が単独運転状態となっていない通常の運転状態における負荷電圧Vo、ピークポイント同期信号PS、後述する読み出し増加率Rc、アドレスポインタAPおよび、インバータ出力電流Ioのタイミングを示すタイムチャートである。
FIGS. 14A to 14E respectively show a load voltage Vo, a peak point synchronization signal PS, and a read increase rate Rc, which will be described later, in a normal operation state in which the
実施の形態1で説明した電圧周期演算手段19とピークポイント検出手段20の処理により、図14(a)に示す負荷電圧Voに同期して、ピークポイント検出手段20は図14(b)に示すようなピークポイント同期信号PSを発生する。
By the processing of the voltage cycle calculating means 19 and the peak point detecting means 20 described in the first embodiment, the peak
ところで、電流波形記憶手段22は内蔵メモリーを有している。該内蔵メモリーは、任意アドレスにアドレスN0との偏差アドレスに比例した位相の余弦波データを(2m+n)周期分、すなわち、位相が0〜(4πm+2πn)の範囲の余弦波データを記憶している。ここで、mは任意の自然数、nは1を除く任意の奇数、アドレスN0には位相が零、アドレスN2πmには位相が2πm、アドレスN2πm+πnには位相が2πm+πn、アドレスN4πm+πnには位相が4πm+πn、アドレスN4πm+2πnには位相が4πm+2πnとなる余弦波データをそれぞれ格納しているものとする。アドレスポインタ発生手段21は、後述するタイミングで変化するアドレスポインタAPを出力する。電流波形記憶手段22は、アドレスポインタAPが指示するアドレスの内蔵メモリーに記憶された余弦波データを電流波形データIWDとして出力する。 Incidentally, the current waveform storage means 22 has a built-in memory. The built-in memory stores cosine wave data having a phase proportional to a deviation address from the address N0 in an arbitrary address for (2m + n) cycles, that is, cosine wave data having a phase in the range of 0 to (4πm + 2πn). Here, m is an arbitrary natural number, n is an arbitrary odd number excluding 1, an address N0 has a phase of zero, an address N2πm has a phase of 2πm, an address N2πm + πn has a phase of 2πm + πn, an address N4πm + πn has a phase of 4πm + πn, It is assumed that cosine wave data having a phase of 4πm + 2πn is stored in the address N4πm + 2πn, respectively. The address pointer generating means 21 outputs an address pointer AP that changes at a timing described later. The current waveform storage means 22 outputs cosine wave data stored in the built-in memory at the address indicated by the address pointer AP as current waveform data IWD.
次に、アドレスポインタ発生手段21と電流波形記憶手段22の処理について説明する。図14(b)に示すピークポイントが立ち上がる(ア)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを1以上の適当な値Rc1に設定し、同時に、該内蔵カウンタをリセットする。(ア)のタイミングから、図14(d)に示すアドレスポインタAPがN2πmに達する(イ)のタイミングに至るまでの期間T1において、アドレスポインタAPは、1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1にカウントアップしつつある該内臓カウンタを乗算した積にアドレスN0を加えた、図14(d)に図示するアドレスを指示する。期間T1において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が0〜2πmの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力されるが、前述したフィードバック処理によってインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図14(e)に図示するような電流波形(以降、第4の電流波形と称する)となる。 Next, the processing of the address pointer generating means 21 and the current waveform storage means 22 will be described. At the timing of (a) when the peak point rises as shown in FIG. 14B, the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to an appropriate value Rc1 of 1 or more, and simultaneously resets the built-in counter. In the period T1 from the timing of (a) to the timing of (a) when the address pointer AP reaches N2πm shown in FIG. 14 (d), the address pointer AP has a read increase rate set to a value exceeding 1. The address shown in FIG. 14D is indicated by adding the address N0 to the product obtained by multiplying Rc1 by the built-in counter being counted up. In period T1, cosine wave data having a phase in the range of 0 to 2πm stored in the built-in memory is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWMed by the feedback processing described above. As a result of the control, the output current Io output from the inverter has a current waveform as shown in FIG. 14E (hereinafter referred to as a fourth current waveform).
(イ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを(数29)で示す値に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
At the timing (a), the
アドレスポインタAPがN2πm+πnに達する(ウ)のタイミングにおいて、または、図14(b)のピークポイントが立ち上がる(エ)のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN2πmを加えた、図14(d)に図示するアドレスを指示する。(イ)のタイミングから(ウ)または(エ)のタイミングに至るまでの期間T2において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm〜2πm+πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、インバータより出力される出力電流Ioは、図14(e)に図示するような電流波形(以降、第3の電流波形と称する)となる。 At the timing (c) when the address pointer AP reaches N2πm + πn, or when the timing (d) at which the peak point in FIG. 14 (b) rises precedes the timing (c), the address at the timing (d) The pointer AP points to the address shown in FIG. 14D, which is obtained by adding the address N2πm to the product obtained by multiplying the internal counter that continues to count up by the read increase rate Rc1. In a period T2 from the timing (a) to the timing (c) or (d), cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 2πm to 2πm + πn from the current waveform storage means 22 is output current. As a result of PWM control of the inverter main circuit 10 that is output as data IWD and has been subjected to the above-described feedback processing, the output current Io output from the inverter is a current waveform as shown in FIG. (Referred to as a waveform).
(数29)を変形して(数30)が得られる。 (Expression 29) is obtained by transforming (Expression 29).
内蔵カウンタの単位時間あたりのカウント値をCtとすると、期間T1と期間T2において、内蔵カウンタは、N0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtで(T1+T2)の期間カウントアップ動作をしたとすると、内蔵カウンタはアドレス値N2πm+πnに達するから、(数31)が成立する。 Assuming that the count value per unit time of the built-in counter is Ct, the built-in counter starts counting from N0 in the period T1 and the period T2, and counts up during the period (T1 + T2) when the count value per unit time is Ct. Since the built-in counter reaches the address value N2πm + πn, (Equation 31) is established.
期間T1において、アドレスポインタAPがN0からカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc1でT1の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2πmに達するから、(数32)が成立する。 In the period T1, the address pointer AP starts counting from N0, and the count value per unit time is CtRc1, and the address pointer AD reaches N2πm as a result of the count-up operation for T1, so (Equation 32) is established. To do.
期間T2において、アドレスポインタAPがN2πmからカウントを開始して、単位時間あたりのカウント値がCtRc2でT2の期間カウントアップ動作をした結果、アドレスポインタADはN2π+πnに達するから、(数33)が成立する。 In the period T2, the address pointer AP starts counting from N2πm, and the count value per unit time is CtRc2, and as a result of the count-up operation for the period T2, the address pointer AD reaches N2π + πn. To do.
(数32)および(数33)より、(数34)が得られる。 From (Equation 32) and (Equation 33), (Equation 34) is obtained.
(数31)を変形して(数35)が得られる。 (Equation 31) is transformed to obtain (Equation 35).
(数30)、(数34)および(数35)より(数36)が得られる。 (Equation 36) is obtained from (Equation 30), (Equation 34), and (Equation 35).
期間T1における読み出し増加率Rc1に適当な値を設定した後、区間T2における読み出し増加率Rc2を(数29)によって設定すれば(数36)が成立し、
第4と第3の電流波形Ioが出力を完結する期間(T1+T2)は、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間(m+n/2)Toに等しくなり、第4と第3の電流波形が出力を完結するタイミングが、(m+n/2)周期分の負荷電圧Voが出力を完結するタイミングと一致する。
After setting an appropriate value for the read increase rate Rc1 in the period T1, if the read increase rate Rc2 in the section T2 is set by (Equation 29), (Equation 36) is established,
The period (T1 + T2) in which the fourth and third current waveforms Io complete the output is equal to the period (m + n / 2) To in which the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles completes the output. The timing at which the third current waveform completes the output coincides with the timing at which the load voltage Vo for (m + n / 2) cycles completes the output.
すなわち、実施の形態8のインバータ装置2の電流歪付与手段13により、インバータ装置2を制御すれば、第4と第3の電流波形が出力を完結するタイミングはピークポイントが発生するタイミングに一致し、この点において、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。(ウ)または(エ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び1以下の適当な値Rc1に設定し、内蔵カウンタをリセットする。
That is, if the
(ウ)または(エ)のタイミングから、図14(d)に示すアドレスポインタAPがN4πm+πnに達する(オ)のタイミングに至るまでの期間T3において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに1を越える値に設定された読み出し増加率Rc1を乗算した積にアドレスN2πm+πnを加えた、図14(d)に図示するアドレスを指示する。期間T3において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が2πm+πn〜4πm+πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述したT1期間の場合と同様に、図14(e)に図示する第1の電流波形が生成される。 In the period T3 from the timing of (c) or (d) to the timing of (e) when the address pointer AP shown in FIG. 14 (d) reaches N4πm + πn, the address pointer AP keeps counting up. The address shown in FIG. 14D is indicated by adding the address N2πm + πn to the product obtained by multiplying the read multiplication rate Rc1 set to a value exceeding 1 by the address N2πm + πn. In period T3, cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 2πm + πn to 4πm + πn is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, the first current waveform shown in FIG. 14E is generated as in the case of the T1 period described above.
(オ)のタイミングにおいて、アドレスポインタ発生手段21は、読み出し増加率Rcを再び(数29)で示すRc2に設定し、内蔵カウンタをリセットする。 At the timing (e), the address pointer generating means 21 sets the read increase rate Rc to Rc2 indicated by (Equation 29) again, and resets the built-in counter.
(オ)のタイミングから、アドレスポインタAPがN4πm+2πnに達する(カ)のタイミングに至るまでの図14で示す期間T4において、アドレスポインタAPは、カウントアップし続ける該内臓カウンタに読み出し増加率Rc2を乗算した積にアドレスN4πm+πnを加えた、図14(d)に図示するアドレスを指示する。期間T4において、電流波形記憶手段22から、内蔵メモリーに記憶された位相が4πm+πn〜4πm+2πnの範囲の余弦波データが出力電流データIWDとして出力され、前述したフィードバック処理によりインバータ主回路10をPWM制御した結果、前述した期間T2の場合と同様に、図14(e)に図示するような周波数が下降する第2の電流波形が生成される。 In the period T4 shown in FIG. 14 from the timing of (e) to the timing of (f) when the address pointer AP reaches N4πm + 2πn, the address pointer AP multiplies the internal counter that keeps counting up by the read increase rate Rc2. The address shown in FIG. 14D is designated by adding the address N4πm + πn to the product obtained. In period T4, cosine wave data having a phase stored in the built-in memory in the range of 4πm + πn to 4πm + 2πn is output from the current waveform storage means 22 as output current data IWD, and the inverter main circuit 10 is PWM-controlled by the feedback processing described above. As a result, as in the case of the above-described period T2, a second current waveform in which the frequency decreases as illustrated in FIG.
期間T4における読み出し増加率Rc2を(数29)によって設定すれば、 前述した同様の理由により、インバータ装置2より、周波数が下降する第2の電流波形が出力を完結するピークポイントにおいて、出力電流Ioの位相は、負荷電圧Voの位相、すなわち、ゼロ〔rad〕に一致する。
If the read increase rate Rc2 in the period T4 is set by (Equation 29), for the same reason as described above, the output current Io at the peak point where the output of the second current waveform whose frequency drops from the
次に、(カ)のタイミングまたは、図14(b)のピークポイントが立ち上がる(ア)'のタイミングが(ウ)のタイミングより先行する場合は(ア)'のタイミングにおいて、(ア)のタイミングで説明したのと同様の処理を繰り返し実行させる。以降、前述した(ア)〜(ア)'と同様の動作を反復して繰り返し動作させ続ける。 Next, when the timing (a) or the timing (a) ′ at which the peak point of FIG. 14B rises precedes the timing (c), the timing (a) is the timing (a) ′. The same processing as described in the above is repeatedly executed. Thereafter, the same operations as (A) to (A) ′ described above are repeated to continue the operation.
図14に示す位置関係から、m周期分の出力電流Ioが出力されるT1、T3期間は、m周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間mToよりも長く、n/2周期分の出力電流Ioが出力されるT2、T4期間は、n/2周期分の負荷電圧Voが出力を完結する期間nTo/2よりも短くなり、インバータ装置2は、T1、T3期間において、その出力周波数が下降する電流歪を付与する電流波形を出力し、T2、T4期間区間において、その出力周波数が上昇する電流歪を付与する電流波形を出力している事になる。
From the positional relationship shown in FIG. 14, the periods T1 and T3 in which the output current Io for m cycles is output are longer than the period mTo in which the load voltage Vo for m cycles is completed, and output for n / 2 cycles. In the periods T2 and T4 in which the current Io is output, the load voltage Vo for n / 2 cycles is shorter than the period nTo / 2 in which the output is completed, and the
以上で述べたように、周波数が下降する第4の電流波形と周波数が上昇する第3の電流波形を連結する結合点、すなわち、(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)、(オ)および(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioは、変位または位相は連続しているが、周波数が不連続となり、この点において電流歪みを発生させる事になる。また、第3の電流波形が出力を完了する(ウ)または(カ)のタイミングにおいて、出力電流Ioの位相と、負荷電圧Voの位相は一致する。 As described above, the coupling point connecting the fourth current waveform with decreasing frequency and the third current waveform with increasing frequency, that is, (a), (b), (c), (d), At the timings (e) and (f), the displacement or phase of the output current Io is continuous, but the frequency becomes discontinuous, and current distortion occurs at this point. In addition, at the timing of (c) or (f) when the third current waveform completes the output, the phase of the output current Io and the phase of the load voltage Vo coincide.
以上述べたように、実施の形態8では、実施の形態1で述べたのと同様の理由により、m周期分の余弦波形であってその出力周波数が下降する電流歪を付与する第4の電流波形と、n/2周期分の余弦波形であってその出力周波数が上昇する電流歪を付与する第3の電流波形を連結して繰り返して出力し、前記第3の電流波形が出力を完了する時点から最短時間で発生する負荷電圧のピークポイントにおいて、インバータ出力電流の位相が、負荷電圧の位相に一致するようにし、第4と第3の電流波形の連結する結合点において、その変位または位相が連続でその周波数が不連続な周波数変動をともなう電流歪を付与することにより、従来のインバータと同等レベルの単独運転検知感度を持つ従来のインバータ装置と比較して、実施の形態8のインバータ装置の出力電流の電流歪み率の方が、従来のインバータ装置よりもさらに小さくする事ができるので、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷によって消費される損失を、従来のインバータ装置よりも低減する事ができ、単独運転検知感度が良好で、高調波電流が原因で発生する誘導性負荷に消費される損失が、より小さくてすむという理想的なインバータ装置を提供する事ができる。 As described above, in the eighth embodiment, for the same reason as described in the first embodiment, the fourth current is a cosine waveform corresponding to m periods and gives a current distortion whose output frequency decreases. A waveform and a third current waveform which is a cosine waveform for n / 2 cycles and gives a current distortion whose output frequency is increased are connected and repeatedly output, and the third current waveform completes output. The phase of the inverter output current is made to coincide with the phase of the load voltage at the peak point of the load voltage generated in the shortest time from the point in time, and the displacement or phase at the coupling point where the fourth and third current waveforms are connected. 8 is compared with a conventional inverter device having a single operation detection sensitivity of the same level as that of a conventional inverter, by applying current distortion with continuous frequency fluctuation and discontinuous frequency fluctuation. Since the current distortion rate of the output current of the inverter device can be made smaller than that of the conventional inverter device, the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is less than that of the conventional inverter device. Therefore, it is possible to provide an ideal inverter device in which the isolated operation detection sensitivity is good and the loss consumed by the inductive load caused by the harmonic current is smaller.
なお、実施例の前記電流歪付与手段は、負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングと、その後検出される負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングまでの経過時間を、該経過時間内に出現する負荷電圧一周期分の出現個数で除算して求めた負荷電圧の周期の移動平均を電圧周期として決定する電圧周期演算手段と、負荷電圧の極性が負から正に変動するタイミングから前記電圧周期の4分の1に相当する期間を経過させたタイミングと前記電圧周期の4分の3に相当する期間を経過させたタイミングをピークポイントとして決定するピークポイント検出手段を備えているが、負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングと、その後検出される負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングまでの経過時間を、該経過時間内に出現する負荷電圧一周期分の出現個数で除算して求めた負荷電圧の周期の移動平均を電圧周期として決定する電圧周期演算手段と、負荷電圧の極性が正から負に変動するタイミングから前記電圧周期の4分の1に相当する期間を経過させたタイミングと前記電圧周期の4分の3に相当する期間を経過させたタイミングをピークポイントとして決定するピークポイント検出手段を備えても良く、その作用効果に差異を生じない。 In addition, the current distortion applying means of the embodiment, the elapsed time from the timing when the polarity of the load voltage changes from negative to positive and the timing after which the polarity of the detected load voltage changes from negative to positive Voltage cycle calculation means that determines the moving average of the load voltage cycle obtained by dividing by the number of occurrences of the load voltage appearing in time as the voltage cycle, and the timing at which the polarity of the load voltage changes from negative to positive Peak point detecting means for determining, as a peak point, a timing at which a period corresponding to one quarter of the voltage period has elapsed and a timing at which a period corresponding to three quarters of the voltage period has elapsed. However, the elapsed time between the timing when the polarity of the load voltage changes from positive to negative and the timing when the polarity of the detected load voltage changes from positive to negative is included in the elapsed time. Voltage cycle calculating means for determining a moving average of the load voltage cycle obtained by dividing by the number of occurrences of the appearing load voltage for one cycle as the voltage cycle, and the voltage from the timing when the polarity of the load voltage varies from positive to negative Peak point detection means may be provided for determining, as a peak point, a timing at which a period corresponding to one quarter of the period has elapsed and a timing at which a period corresponding to three quarters of the voltage period has elapsed. There is no difference in function and effect.
なお、実施例の電流歪付与手段は、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む前記所定の周波数区間の範囲外にある場合は、負荷電圧の周波数変化に応じて正帰還ループでインバータ出力周波数が変化するような電流歪を付与する電流波形を出力し、その結果、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む前記所定の周波数区間の範囲外にある場合に、交流電力系統との連係を離れて単独運転をはじめたと判定しているが、負荷電圧の周波数が定格周波数を含む前記所定の周波数区間の範囲外にある場合は、即、前記交流電力系統との連係を離れて単独運転をはじめたと判定しても良く、その作用効果に差異を生じない。 Note that the current distortion applying means of the embodiment is such that when the frequency of the load voltage is outside the predetermined frequency section including the rated frequency, the inverter output frequency changes in the positive feedback loop according to the frequency change of the load voltage. A current waveform that gives such current distortion, and as a result, when the frequency of the load voltage is outside the range of the predetermined frequency section including the rated frequency, the operation with the AC power system is separated and the single operation is performed. However, if the frequency of the load voltage is outside the range of the predetermined frequency section including the rated frequency, it is immediately determined that the independent operation is started after leaving the link with the AC power system. It does not matter, and there is no difference in its effect.
発電設備に取り付けた本発明のインバータ装置を用いて商用電源との系統連係運転を行なう場合において、良好な感度で単独運転を検出でき、モータ、トランス等の誘導性負荷が多い工場施設やプラント施設等に設置される発電設備に取り付けたインバータ装置の用途にも適用できる。 When performing system linkage operation with a commercial power source using the inverter device of the present invention attached to a power generation facility, it is possible to detect isolated operation with good sensitivity and to have a lot of inductive loads such as motors and transformers. It can also be applied to the use of an inverter device attached to a power generation facility installed in, for example.
1 直流電源
2 インバータ装置
3 交流電力系統
7 負荷
10 インバータ主回路
13 電流歪付与手段
19 電圧周期演算手段
20 ピークポイント検出手段
28 周波数異常検出手段
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