JP3127274B2 - 電力変換器の制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力変換器の制御方法及
びその装置に係り、特に、並列接続された複数の電力変
換器を個別に制御するに好適な電力変換器の制御方法及
びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力変換器を複数台並列に接続し
て大容量負荷に電力を供給したり、あるいは電力変換器
を並列冗長構成として、高信頼度の電源システムを構成
したりする場合には、各電力変換器毎に独立の制御回路
を設け、各制御回路によって電力変換器の出力電圧を制
御する構成が採用されている。この場合、各電力変換器
（インバータ）の出力電圧の位相差及び振幅差を押さ
え、電力変換器間に流れる横流を抑制する必要がある。
すなわち、電力変換器間に横流が流れ、この状態が一定
時間以上継続されると電力変換器が損傷する恐れがあ
る。

【０００３】そこで、従来、特開昭５３−６８８２５号
公報に記載されているように、各電力変換器の出力平均
電圧ベクトル及び出力平均電流ベクトルの差を検出し、
各検出値を出力電圧の周波数制御成分と振幅制御成分に
ベクトル分解し、それぞれの成分に応じて出力電圧の周
波数と振幅を制御することが行なわれている。

【０００４】上記従来技術のように、出力平均電圧ベク
トル及び出力平均電流ベクトルの差が零となるように制
御すると、各電力変換器の出力電圧の位相差及び振幅差
が低減し、電力変換器間に流れる横流を抑制することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、出力電圧の瞬時値をフィードバックして出力電圧
波形を制御する高周波ＰＷＭインバータを適用した場合
について充分配慮されていなかった。すなわち、電力変
換器として高周波ＰＷＭインバータを用いた場合には、
インバータの出力側に接続されるフィルタ回路のインピ
ーダンスが小さく、かつ出力電圧の瞬時値を指令値に一
致させる出力電圧瞬時値フィードバック制御により出力
電流による電圧低下を瞬時に補正する制御が行なわれる
ため、電力変換器の出力インピーダンスが等価的に極め
て小さくなる。このような条件下で各電力変換器を運転
しているときに、電力変換器の出力電圧に極めて僅かな
位相差やあるいは振幅差が生じても、電力変換器間に非
常に大きな横流が流れる。

【０００６】本発明の目的は、電力変換器間の出力電圧
の位相差及び振幅差によって電力変換器間に横流が流れ
るのを抑制することができる電力変換器の制御方法及び
その装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第１の方法として、２台のインバータを
それぞれフィルタ回路を介して並列に接続し、各インバ
ータの出力電力を各インバータ共通の負荷に供給するに
際して、各インバータの出力電流と出力電圧の瞬時値を
それぞれ検出し、各出力電流の検出値を比較してインバ
ータ間の出力電流の偏差をインバータ毎に算出し、各出
力電圧の検出値を比較してインバータ間の出力電圧の偏
差をインバータ毎に算出し、算出した各出力電流の偏差
を各インバータの出力電流ベクトルに同相の同相成分と
該出力電流ベクトルに直交する直交成分とに分解し、算
出した各出力電圧の偏差を各インバータの出力電圧ベク
トルに同相の同相成分と該出力電圧ベクトルに直交する
直交成分とに分解し、前記出力電流ベクトルに同相の同
相成分と前記出力電圧ベクトルに同相の同相成分に応じ
て振幅制御成分を決定し、前記出力電流ベクトルに直交
する直交成分と前記出力電圧ベクトルに直交する直交成
分に応じて周波数制御成分を決定し、前記決定された振
幅制御成分と前記決定された周波数制御成分に従って各
インバータの出力電圧波形を規定するための出力電圧波
形指令を生成し、各インバータの出力電流の検出値と各
インバータの出力電流の偏差の算出値を入力して各イン
バータの出力電流の偏差の大きさと各インバータの出力
電流の瞬時値に比例した電圧補正値をインバータ毎に瞬
時値で生成し、各インバータに対する出力電圧波形指令
を各電圧補正値で補正し、補正された各出力電圧波形指
令と各インバータの出力電圧検出値との偏差を零に抑制
するための最終出力電圧波形指令を生成し、各最終出力
電圧波形指令に従って各インバータの出力電圧を個別に
制御することを特徴とする電力変換器の制御方法を採用
したものである。

【０００８】第１の方法を含む第２の方法として、各イ
ンバータの出力電流の偏差の算出値をその大きさに応じ
たインピーダンス相当の値に変換し、変換されたインピ
ーダンス相当の値と各インバータの出力電流の検出値と
を乗算して各電圧補正値を生成することを特徴とする電
力変換器の制御方法を採用したものである。

【０００９】第３の方法として、２台のインバータをそ
れぞれフィルタ回路を介して並列に接続し、各インバー
タの出力電力を各インバータ共通の負荷に供給するに際
して、各インバータの出力電流と出力電圧の瞬時値をそ
れぞれ検出し、各出力電流の検出値を比較してインバー
タ間の出力電流の偏差をインバータ毎に算出し、各出力
電圧の検出値を比較してインバータ間の出力電圧の偏差
をインバータ毎に算出し、算出した各出力電流の偏差を
各インバータの出力電流ベクトルに同相の同相成分と該
出力電流ベクトルに直交する直交成分とに分解し、算出
した各出力電圧の偏差を各インバータの出力電圧ベクト
ルに同相の同相成分と該出力電圧ベクトルに直交する直
交成分とに分解し、前記出力電流ベクトルに同相の同相
成分と前記出力電圧ベクトルに同相の同相成分に応じて
振幅制御成分を決定し、前記出力電流ベクトルに直交す
る直交成分と前記出力電圧ベクトルに直交する直交成分
に応じて周波数制御成分を決定し、前記決定された振幅
制御成分と前記決定された周波数制御成分に従って各イ
ンバータの出力電圧波形を規定するための出力電圧波形
指令を生成し、前記算出された各インバータの出力電流
の偏差の算出値を入力してこの算出値の大きさに比例し
た電圧補正値をインバータ毎に瞬時値で生成し、各イン
バータに対する出力電圧波形指令を各電圧補正値で補正
し、補正された各出力電圧波形指令と各インバータの出
力電圧検出値との偏差を零に抑制するための最終出力電
圧波形指令を生成し、各最終出力電圧波形指令に従って
各インバータの出力電圧を個別に制御することを特徴と
する電力変換器の制御方法を採用したものである。

【００１０】第３の方法を含む第４の方法として、各イ
ンバータは、両インバータ間の出力電流の瞬時値の偏差
に比例した電圧補正値を生成することを特徴とする電力
変換器の制御方法を採用したものである。

【００１１】第１の装置として、２台のインバータがそ
れぞれフィルタ回路を介して並列に接続され、各フィル
タ回路の出力側がスイッチ回路を介して各インバータ共
通の負荷に接続されているものにおいて、各インバータ
の出力電流を瞬時値で検出する複数の出力電流検出手段
と、各インバータの出力電圧を瞬時値で検出する複数の
出力電圧検出手段と、各出力電流検出手段の検出値から
両インバータ間の出力電流の偏差をインバータ毎に算出
する複数の出力電流偏差算出手段と、各出力電圧検出手
段の検出値から両インバータ間の出力電圧の偏差をイン
バータ毎に算出する複数の出力電圧偏差算出手段と、各
出力電流偏差算出手段の算出値と各出力電圧偏差算出手
段の算出値とを入力して各インバータの出力電圧波形を
規定するための出力電圧波形指令を生成する複数の出力
電圧波形指令生成手段と、各出力電流検出手段の検出値
と各出力電流偏差算出手段の算出値を入力して各インバ
ータの出力電流の偏差の大きさと各インバータの出力電
流の瞬時値に比例した電圧補正値をインバータ毎に瞬時
値で生成する複数の電圧補正値生成手段と、各出力電圧
波形指令生成手段の生成による出力電圧指令を各電圧補
正値生成手段の生成による出力電圧補正値でそれぞれ個
別に補正する複数の補正手段と、各補正手段により補正
された出力電圧波形指令と各出力電圧検出手段の検出値
との偏差を零に抑制するための最終出力電圧波形指令を
生成する複数の最終出力電圧波形指令生成手段と、各最
終出力電圧波形指令生成手段の生成による各最終出力電
圧波形指令に従って各インバータの出力電圧を個別に制
御する複数の制御手段とを備え、前記複数の出力電圧波
形指令生成手段は、前記算出した各出力電流の偏差を各
インバータの出力電流ベクトルに同相の同相成分と該出
力電流ベクトルに直交する直交成分とに分解し、前記算
出した各出力電圧の偏差を各インバータの出力電圧ベク
トルに同相の同相成分と該出力電圧ベクトルに直交する
直交成分とに分解し、前記出力電流ベクトルに同相の同
相成分と前記出力電圧ベクトルに同相の同相成分に応じ
て振幅制御成分を決定し、前記出力電流ベクトルに直交
する直交成分と前記出力電圧ベクトルに直交する 直交成
分に応じて周波数制御成分を決定し、前記決定された振
幅制御成分と前記決定された周波数制御成分に従って各
インバータの出力電圧波形を規定するための出力電圧波
形指令を生成してなることを特徴とする電力変換器の制
御装置を公正したものである。

【００１２】第２の装置として、２台のインバータがそ
れぞれフィルタ回路を介して並列に接続され、各フィル
タ回路の出力側がスイッチ回路を介して各インバータ共
通の負荷に接続されているものにおいて、各インバータ
の出力電流を瞬時値で検出する複数の出力電流検出手段
と、各インバータの出力電圧を瞬時値で検出する複数の
出力電圧検出手段と、各出力電流検出手段の検出値から
両インバータ間の出力電流の偏差をインバータ毎に算出
する複数の出力電流偏差算出手段と、各出力電圧検出手
段の検出値から両インバータ間の出力電圧の偏差をイン
バータ毎に算出する複数の出力電圧偏差算出手段と、各
出力電流偏差算出手段の算出値と各出力電圧偏差算出手
段の算出値とを入力して各インバータの出力電圧波形を
規定するための出力電圧波形指令を生成する複数の出力
電圧波形指令生成手段と、各出力電流偏差算出手段の算
出値を入力してこの算出値の大きさに比例した電圧補正
値をインバータ毎に瞬時値で生成する複数の電圧補正値
生成手段と、各出力電圧波形指令生成手段の生成による
出力電圧指令を各電圧補正値生成手段の生成による出力
電圧補正値でそれぞれ個別に補正する複数の補正手段
と、各補正手段により補正された出力電圧波形指令と各
出力電圧検出手段の検出値との偏差を零に抑制するため
の最終出力電圧波形指令を生成する複数の最終出力電圧
波形指令生成手段と、各最終出力電圧波形指令生成手段
の生成による各最終出力電圧波形指令に従って各インバ
ータの出力電圧を個別に制御する複数の制御手段とを備
え、前記複数の出力電圧波形指令生成手段は、前記算出
した各出力電流の偏差を各インバータの出力電流ベクト
ルに同相の同相成分と該出力電流ベクトルに直交する直
交成分とに分解し、前記算出した各出力電圧の偏差を各
インバータの出力電圧ベクトルに同相の同相成分と該出
力電圧ベクトルに直交する直交成分とに分解し、前記出
力電流ベクトルに同相の同相成分と前記出力電圧ベクト
ルに同相の同相成分に応じて振幅制御成分を決定し、前
記出力電流ベクトルに直交する直交成分と前記出力電圧
ベクトルに直交する直交成分に応じて周波数制御成分を
決定し、前記決定された振幅制御成分と前記決定された
周波数制御成分に従って各インバータの出力電圧波形を
規定するための出力電圧波形指令を生成してなることを
特徴とする電力変換器の制御装置を構成したものであ
る。

【００１３】第１の装置を含む第３の装置として、各電
圧補正値生成手段は、各出力電流偏差算出手段の算出値
を両インバータ間の出力電流の偏差に応じたインピーダ
ンス相当の値に変換する変換手段と、変換手段の出力と
各出力電流検出手段の検出値とを乗算して電圧補正値を
生成する乗算手段とを備えていることを特徴とする電力
変換器の制御装置を構成したものである。

【００１４】

【作用】前記した手段によれば、電力変換器として２台
のインバータが並列運転されると、各インバータの出力
電流と出力電圧がそれぞれ瞬時値で検出され、各出力電
流の検出値が比較されてインバータ間の出力電流の偏差
がインバータ毎に求められる。また各出力電圧の検出値
が比較されてインバータ間の出力電圧の偏差がインバー
タ毎に求められる。そして各出力電流の偏差が各インバ
ータの出力電流ベクトルに同相の同相成分と該出力電流
ベクトルに直交する直交成分とに分解され、各出力電圧
の偏差が各インバータの出力電圧ベクトルに同相の同相
成分と該出力電圧ベクトルに直交する直交成分とに分解
され、前記出力電流ベクトルに同相の同相成分と前記出
力電圧ベクトルに同相の同相成分に応じて振幅制御成分
が決定され、前記出力電流ベクトルに直交する直交成分
と前記出力電圧ベクトルに直交する直交成分に応じて周
波数制御成分が決定され、前記決定された振幅制御成分
と前記決定された周波数制御成分に従って各インバータ
の出力電圧波形を規定するための出力電圧波形指令が生
成され、各インバータの出力電流の検出値と各インバー
タの出力電流の偏差の算出値を入力して各インバータの
出力電流の偏差の大きさと各インバータの出力電流の瞬
時値に比例した電圧補正値がインバータ毎に瞬時値で生
成される。その後各インバータに対する出力電圧波形指
令が各電圧補正値で補正され、補正された各出力電圧波
形指令が各インバータの出力電圧検出値で補正されて各
インバータに対する最終出力電圧波形指令が生成され
る。そして各最終出力電圧波形指令に従って各インバー
タの出力電圧が個別に制御される。この場合各電圧補正
値は各インバータの出力電圧が互いに近づく方向の値に
決定され、インバータ間に横流が流れるのが抑制され
る。この場合、各インバータの出力電流と出力電圧が瞬
時値で検出され、この瞬時値を基に電圧補正値が生成さ
れると共に最終電圧波形指令が生成されるので、出力電
圧の瞬時値をフィードバックして出力電圧波形を制御す
る高周波ＰＷＭインバータを用いたときに、インバータ
間の出力電圧に極く僅かな位相差あるいは振幅値が生じ
ても、インバータ間に横流が流れるのを抑制することが
できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１６】図１において、電力変換装置１，２は電源
システムを構成する要素として、スイッチ３，４を介し
て並列接続されていると共にスイッチ３，４を介して負
荷５に接続されている。

【００１７】電力変換装置１，２はそれぞれ直流電源１
ａ，２ａ、高周波ＰＷＭインバータ１ｂ，２ｂ、フィル
タリアクトル１ｃ，２ｃ、コンデンサ１ｄ，２ｄ、制御
回路１ｅ，２ｅを備えて構成されている。直流電源１
ａ，２ａはそれぞれインバータ１ｂ，２ｂの入力側に接
続されており、フィルタリアクトル１ｃ，２ｃ、フィル
タコンデンサ１ｄ，２ｄはフィルタ回路としてインバー
タ１ｂ，２ｂの出力側に接続されている。そしてフィル
タ回路の出力電流及び出力電圧が制御回路１ｅ，２ｅで
監視され、制御回路１ｅ，２ｅからの指令に従って各イ
ンバータ１ｂ，２ｂの出力電圧が制御されるようになっ
ている。

【００１８】制御回路１ｅ，２ｅはそれぞれ電圧波形制
御回路１０，２０、加算器１１，１２，２１，２２、並
列運転制御回路１３，２３、電圧補正回路１４，２４、
電圧検出器１５，２５、電流検出器１６，２６、加算器
１７，１８，２７，２８を備えて構成されている。な
お、制御回路１ｅ，２ｅは同一のもので構成されている
ため、以下、制御回路１ｅについてその具体的な構成に
ついて説明する。

【００１９】電圧検出器１５はフィルタ回路の出力電圧
Ｖ１を検出する出力電圧検出手段として構成されてお
り、検出電圧が加算器１１，１８，２８に供給されてい
る。電流検出器１６はフィルタ回路の出力電流ｉ１を検
出する出力電流検出手段として構成されており、検出電
流が電圧補正回路１４、加算器１７，２７に供給されて
いる。加算器１７は電流検出器１６の検出電流と電流検
出器２６の検出電流ｉ２との電流偏差εｉを算出する出
力電流偏差算出手段として構成されており、電流偏差ε
ｉの信号が電圧補正回路１４と並列運転制御回路１３に
供給されている。加算器１８は、電圧検出器１５の検出
電圧Ｖ１と電圧検出器２５の検出電圧Ｖ２との電圧偏差
εｖを算出する出力電圧偏差算出手段として構成されて
おり、電圧偏差εｖの信号が並列運転制御回路１３に供
給されている。並列運転制御回路１３は電流偏差εｉと
電圧偏差εｖを基にインバータ１ｂが出力すべき正弦波
電圧の周波数と振幅を規定するための出力電圧波形指令
Ｖｒ１を生成する出力電圧波形指令生成手段として構成
されている。この並列運転制御回路１３は、スイッチ
３，４が投入される前に各インバータ１ｂ，２ｂの出力
電圧を同期させるために設けられている。すなわち、ス
イッチ３，４が投入される以前は、各インバータ１ｂ，
２ｂが互いに独立した状態で運転されており、そのまま
ではスイッチ３，４が投入されたときに各インバータ１
ｂ，２ｂの出力電圧を同期させることができないため、
スイッチ３，４が投入される前に各インバータ１ｂ，２
ｂの出力電圧を同期させるようになっている。例えば、
図２に示すように、インバータ１ｂの出力電圧Ｖ１とイ
ンバータ２ｂの出力電圧Ｖ２との間に位相差及び振幅差
があるときには、電圧偏差εｖが並列運転制御回路１３
に入力される。電圧偏差εｖが並列運転制御回路１３に
入力されると、この電圧偏差εｖは出力電圧Ｖ１と同相
のｘ成分εｖｘと９０°位相の異なるｙ成分εｖｙにベ
クトル分解される。そしてｘ成分εｖｘとｙ成分εｖｙ
の値に応じて、出力電圧波形指令の振幅と周波数が決定
される。この場合、座標軸の正方向を図２のように取る
と、ｘ成分が正のときは振幅が減少し、負のときは増加
することになる。またｙ成分が正のときは周波数が減少
して位相が遅れ、負のときは周波数が増加して位相が進
むことになる。このためインバータ１ｂの場合はｘ成分
εｖｘが正、ｙ成分εｖｙが負であるから振幅が小さく
なって周波数が高くなることになる。

【００２０】一方、インバータ２ｂの場合は、電圧偏差
εｖの位相がインバータ１ｂとは１８０°位相が異なる
ため、ｘ成分εｖｘが負、ｙ成分εｖｙが正となり、振
幅が大きくなると共に周波数が低くなる。この結果イン
バータ１ｂ，２ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２が互いに近づき
出力電圧Ｖ１，Ｖ２の位相と振幅が一致することにな
る。

【００２１】次に、インバータ１ｂ，２ｂの出力電圧の
同期が取れたあとスイッチ３，４が投入されると、出力
電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧差はほとんど検出できない程小さ
くなるため、出力電流ｉ１、ｉ２の電流偏差εｉに従っ
た電流分担制御が行なわれる。ここで、図３に示すよう
に、出力電流ｉ１とｉ２との間に位相差及び振幅差があ
ると、この偏差に応じた電流分担制御が行なわれる。す
なわち、電流偏差εｉは、出力電圧Ｖ１，Ｖ２の偏差に
対してインバータ間のインピーダンス角分遅れた位相と
なる。このため並列運転制御回路１３では、電流偏差ε
ｉを電圧偏差εｖと位相が一致するようにインバータ間
のインピーダンス角分位相変換を行なったあと、電圧偏
差εｖをベクトル分解したときと同様に、位相変換され
た電流偏差εｉを振幅制御成分と周波数制御成分にベク
トル分解して出力電圧波形指令の振幅と周波数を制御す
る。これにより出力電流ｉ１とｉ２の位相と振幅が一致
することになる。

【００２２】しかし、インバータ１ｂに高周波ＰＷＭイ
ンバータを用いた場合には、インバータ１ｂの出力イン
ピーダンスが等価的に小さくなり、電圧偏差εｖに対す
る横流の要因が増大するため、並列運転制御回路１３の
電流分担制御では横流の発生を充分に抑制することがで
きない。そこで、本実施例では、電圧補正回路１４で生
成された電圧補正値ΔＶ１によって出力電圧波形指令Ｖ
ｒ１を補正することとしている。以下、電圧補正回路１
４の具体的な構成について説明する。

【００２３】電圧補正回路１４は絶対値回路４１、乗算
器４２、ゲインアンプ４３を備えて構成されている。絶
対値回路４１は電流偏差εｉの絶対値に応じた信号をイ
ンピーダンスに相当する信号として乗算器４２へ出力す
るようになっている。乗算器４２は出力電流ｉと絶対値
回路４１の出力信号とを乗算し、乗算した信号をゲイン
アンプ４３へ出力するようになっている。ゲインアンプ
４３に入力された信号はゲインアンプ４３で重み付けさ
れて電圧補正値を示す電圧補正量ΔＶの信号に変換され
る。この電圧補正量ΔＶは瞬時値として生成され、その
極性は出力電流ｉの極性によって決定される。

【００２４】電圧補正回路１４から電流偏差εｉの大き
さと出力電流ｉの大きさに比例した電圧補正量ΔＶの信
号が加算器１２に入力されると、出力電圧波形指令Ｖｒ
１が電圧補正量ΔＶで補正され、加算器１２からは補正
された出力電圧波形指令Ｖｒ１＊が出力される。すなわ
ち電圧補正回路１４は電圧補正値生成手段を構成し、加
算器１２は補正手段を構成するようになっている。そし
て補正された出力電圧波形指令Ｖｒ１＊が加算器１１に
入力されると、この出力電圧波形指令Ｖｒ１＊は電圧検
出器１５の検出電圧Ｖ１によって補正され、算出器１１
からは最終出力電圧波形指令が出力される。この最終出
力電圧波形指令は電圧検出器１５の検出電圧Ｖ１と補正
された出力電圧波形指令Ｖｒ１＊との偏差を零に抑制す
るための指令として生成される。すなわち加算器１１は
最終出力電圧波形指令生成手段として構成されている。
最終出力電圧波形指令が電圧波形制御回路１０に入力さ
れると、電圧波形制御回路１０からは、最終出力電圧波
形指令に従ったＰＷＭ信号が出力され、このＰＷＭ信号
に従ってインバータ１ｂの出力電圧が制御される。すな
わち電圧波形制御回路１０は制御手段として構成されて
いる。

【００２５】上記構成において、スイッチ３，４を投入
した際に、図５に示すように、インバータ１ｂの出力電
圧Ｖ１がインバータ２ｂの出力電圧Ｖ２よりも高く、イ
ンバータ１ｂからインバータ２ｂに横流が流れたときに
は、電圧補正回路１４，２４において出力電流ｉと電流
偏差εｉの大きさに比例した電圧補正量ΔＶが生成され
る。このとき出力電圧波形指令Ｖｒ１は出力電圧波形指
令Ｖｒ２より大きいため、電圧補正量ΔＶ１は電圧補正
量ΔＶ２よりも大きな値として生成される。そして各出
力電圧波形指令Ｖｒ１，Ｖｒ２が電圧補正量ΔＶ１，Δ
Ｖ２で補正され、補正された出力電圧波形指令Ｖｒ１
＊，Ｖｒ２＊が生成される。そして各補正された出力電
圧波形指令Ｖｒ１＊，Ｖｒ２＊が出力電圧Ｖ１，Ｖ２に
よって補正されて最終出力電圧波形指令に変換される
と、各インバータ１ｂ，２ｂの出力電圧が最終出力電圧
波形指令に従って制御される。この場合、出力電流ｉ１
は分担すべき電流よりも横流分だけ大きく、出力電流ｉ
２は横流分だけ小さいため、電圧補正量ΔＶ１，ΔＶ２
は横流に比例した差がある。このため横流が流れている
間は、ΔＶ１の方がΔＶ２よりも大きく、最終的には各
補正された出力電圧波形指令Ｖｒ１＊，Ｖｒ２＊が破線
で示される値に収束される。これにより横流の要因とな
る電圧偏差εｖが低減され、横流の発生が抑制されるこ
とになる。

【００２６】このように、本実施例によれば、インバー
タ１ｂとして高周波ＰＷＭインバータを用い、インバー
タ１ｂの出力電圧の瞬時値をフィードバックして出力電
圧波形を制御したときに、インバータ１ｂの出力インピ
ーダンスが等価的に極めて小さくなり、インバータ間の
出力電圧に位相差あるいは振幅差が生じても、横流が発
生するのを抑制することができる。

【００２７】次に、本発明の他の実施例を図６に従って
説明する。

【００２８】本実施例は、図１に示す電圧補正回路１
４，２４の代わりに、電圧補正回路１９，２９を設けた
ものであり、他の構成は図１のものと同様であるので、
図１のものと同一のものには同一符号を付してそれらの
説明は省略する。

【００２９】電圧補正回路１９，２９は、図７に示すよ
うにゲインアンプ４４を備えて構成されており、電流偏
差εｉに重み付けを行なって電圧補正量ΔＶを生成する
ようになっている。この電圧補正量ΔＶ１，ΔＶ２は、
電流偏差εｉの値により、一方の極性が＋のときには他
の極性が−となる。

【００３０】図６において、スイッチ３，４を投入した
ときに、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも大きく、インバータ
１ｂからインバータ２ｂへ横流が流れた場合には、図８
に示すように、タイミングｔ１の時点から電圧補正制御
が開始される。すなわち、出力電流ｉ１と出力電流ｉ２
との間に電流偏差εｉが生じると、電圧補正回路１９，
２９からは、電流偏差εｉに比例した電圧補正量ΔＶ
１，ΔＶ２が出力される。そして各電圧補正量ΔＶ１，
ΔＶ２によって出力電圧波形指令Ｖｒ１，Ｖｒ２が補正
されると、補正された出力電圧波形指令Ｖｒ１＊，Ｖｒ
２＊が生成される。そして各補正された出力電圧波形指
令Ｖｒ１＊，Ｖｒ２＊が出力電圧Ｖ１，Ｖ２で補正され
て最終出力電圧波形指令に変換されると、この最終出力
電圧波形指令に従ってインバータ１ｂ，２ｂの出力電圧
が制御される。このとき各インバータ１ｂ，２ｂで検出
された電流偏差εｉは極性が異なるので、電圧補正量Δ
Ｖ１，ΔＶ２は大きさが等しく極性が逆となる。このた
め出力電圧波形指令Ｖｒ１は出力電圧を低下させる方向
に補正され、出力電圧波形指令Ｖｒ２は出力電圧を増加
させる方向に補正される。従って、最終的には補正され
た出力電圧波形指令Ｖｒ１＊，Ｖｒ２＊が互いに近づく
方向に制御され、図８の破線で示されるような値に収束
する。これにより横流を流す要因となる電圧偏差εｖを
低減し、横流の発生を抑制することができる。

【００３１】本実施例においても、前記実施例と同様
に、インバータ１ｂ，２ｂに高周波ＰＷＭインバータを
用いたときに、インバータ間の出力電圧に位相差あるい
は振幅差が生じても、横流が発生するのを抑制すること
ができる。

【００３２】また前記各実施例においては、インバータ
として２台並列接続したものについて述べたが、インバ
ータを３台以上並列接続したときでも前記各実施例と同
様に本発明を適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力変換器間の出力電流の瞬時値に応じた電圧補正値に
従って出力電圧波形指令を補正するようにしたため、電
力変換器間の出力電圧に位相差あるいは振幅差が生じて
も、各電力変換器の出力電圧を互いに近づける方向に制
御することができ、電力変換器間に横流が流れるのを抑
制することができ、横流から電力変換器を保護すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】並列運転制御回路の電圧同期動作を説明するた
めの動作説明図である。

【図３】並列運転制御回路の電流分担動作を説明するた
めの動作説明図である。

【図４】電圧補正回路の具体的構成図である。

【図５】電圧補正回路の動作説明図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す全体構成図である。

【図７】電圧補正回路の構成図である。

【図８】電圧補正回路の動作説明図である。

【符号の説明】

１，２ 電力変換装置 １ｂ，２ｂ インバータ １ｃ，２ｃ フィルタリアクトル １ｄ，２ｄ フィルタコンデンサ １ｅ，２ｅ 制御回路 １０，２０ 電圧波形制御回路 １１，１２，２１，２２ 加算器 １３，２３ 並列運転制御回路 １４，２４ 電圧補正回路 １５，２５ 電圧検出器 １６，２６ 電流検出器 １７，１８，２７，２８ 加算器

フロントページの続き (72)発明者 白濱 秀文 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 平４−190633（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−217872（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−292751（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−128626（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−312324（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２台のインバータをそれぞれフィルタ回
   路を介して並列に接続し、各インバータの出力電力を各
   インバータ共通の負荷に供給するに際して、各インバー
   タの出力電流と出力電圧の瞬時値をそれぞれ検出し、各
   出力電流の検出値を比較してインバータ間の出力電流の
   偏差をインバータ毎に算出し、各出力電圧の検出値を比
   較してインバータ間の出力電圧の偏差をインバータ毎に
   算出し、算出した各出力電流の偏差を各インバータの出
   力電流ベクトルに同相の同相成分と該出力電流ベクトル
   に直交する直交成分とに分解し、算出した各出力電圧の
   偏差を各インバータの出力電圧ベクトルに同相の同相成
   分と該出力電圧ベクトルに直交する直交成分とに分解
   し、前記出力電流ベクトルに同相の同相成分と前記出力
   電圧ベクトルに同相の同相成分に応じて振幅制御成分を
   決定し、前記出力電流ベクトルに直交する直交成分と前
   記出力電圧ベクトルに直交する直交成分に応じて周波数
   制御成分を決定し、前記決定された振幅制御成分と前記
   決定された周波数制御成分に従って各インバータの出力
   電圧波形を規定するための出力電圧波形指令を生成し、
   各インバータの出力電流の検出値と各インバータの出力
   電流の偏差の算出値を入力して各インバータの出力電流
   の偏差の大きさと各インバータの出力電流の瞬時値に比
   例した電圧補正値をインバータ毎に瞬時値で生成し、各
   インバータに対する出力電圧波形指令を各電圧補正値で
   補正し、補正された各出力電圧波形指令と各インバータ
   の出力電圧検出値との偏差を零に抑制するための最終出
   力電圧波形指令を生成し、各最終出力電圧波形指令に従
   って各インバータの出力電圧を個別に制御することを特
   徴とする電力変換器の制御方法。
2. 【請求項２】 各インバータの出力電流の偏差の算出値
   をその大きさに応じたインピーダンス相当の値に変換
   し、変換されたインピーダンス相当の値と各インバータ
   の出力電流の検出値とを乗算して各電圧補正値を生成す
   ることを特徴とする請求項１記載の電力変換器の制御方
   法。
3. 【請求項３】 ２台のインバータをそれぞれフィルタ回
   路を介して並列に接続し、各インバータの出力電力を各
   インバータ共通の負荷に供給するに際して、各インバー
   タの出力電流と出力電圧の瞬時値をそれぞれ検出し、各
   出力電流の検出値を比較してインバータ間の出力電流の
   偏差をインバータ毎に算出し、各出力電圧の検出値を比
   較してインバータ間の出力電圧の偏差をインバータ毎に
   算出し、算出した各出力電流の偏差を各インバータの出
   力電流ベクトルに同相の同相成分と該出力電流ベクトル
   に直交する直交成分とに分解し、算出した各出力電圧の
   偏差を各インバータの出力電圧ベクトルに同相の同相成
   分と該出力電圧ベクトルに直交する直交成分とに分解
   し、前記出力電流ベクトルに同相の同相成分と前記出力
   電圧ベクトルに同相の同相成分に応じて振幅制御成分を
   決定し、前記出力電流ベクトルに直交する直交成分と前
   記出力電圧ベクトルに直交する直交成分に応じて周波数
   制御成分を決定し、前記決定された振幅制御成分と前記
   決定された周波数制御成分に従って各インバータの出力
   電圧波形を規定するための出力電圧波形指令を生成し、
   前記算出された各インバータの出力電流の偏差の算出値
   を入力してこの算出値の大きさに比例した電圧補正値を
   インバータ毎に瞬時値で生成し、各インバータに対する
   出力電圧波形指令を各電圧補正値で補正し、補正された
   各出力電圧波形指令と各インバータの出力電圧検出値と
   の偏差を零に抑制するための最終出力電圧波形指令を生
   成し、各最終出力電圧波形指令に従って各インバータの
   出力電圧を個別に制御することを特徴とする電力変換器
   の制御方法。
4. 【請求項４】 各インバータは、両インバータ間の出力
   電流の瞬時値の偏差に比例した電圧補正値を生成するこ
   とを特徴とする請求項３記載の電力変換器の制御方法。
5. 【請求項５】 ２台のインバータがそれぞれフィルタ回
   路を介して並列に接続され、各フィルタ回路の出力側が
   スイッチ回路を介して各インバータ共通の負荷に接続さ
   れているものにおいて、 各インバータの出力電流を瞬時値で検出する複数の出力
   電流検出手段と、各インバータの出力電圧を瞬時値で検
   出する複数の出力電圧検出手段と、各出力電流検出手段
   の検出値から両インバータ間の出力電流の偏差をインバ
   ータ毎に算出する複数の出力電流偏差算出手段と、各出
   力電圧検出手段の検出値から両インバータ間の出力電圧
   の偏差をインバータ毎に算出する複数の出力電圧偏差算
   出手段と、各出力電流偏差算出手段の算出値と各出力電
   圧偏差算出手段の算出値とを入力し て各インバータの出
   力電圧波形を規定するための出力電圧波形指令を生成す
   る複数の出力電圧波形指令生成手段と、各出力電流検出
   手段の検出値と各出力電流偏差算出手段の算出値を入力
   して各インバータの出力電流の偏差の大きさと各インバ
   ータの出力電流の瞬時値に比例した電圧補正値をインバ
   ータ毎に瞬時値で生成する複数の電圧補正値生成手段
   と、各出力電圧波形指令生成手段の生成による出力電圧
   指令を各電圧補正値生成手段の生成による出力電圧補正
   値でそれぞれ個別に補正する複数の補正手段と、各補正
   手段により補正された出力電圧波形指令と各出力電圧検
   出手段の検出値との偏差を零に抑制するための最終出力
   電圧波形指令を生成する複数の最終出力電圧波形指令生
   成手段と、各最終出力電圧波形指令生成手段の生成によ
   る各最終出力電圧波形指令に従って各インバータの出力
   電圧を個別に制御する複数の制御手段とを備え、前記複
   数の出力電圧波形指令生成手段は、前記算出した各出力
   電流の偏差を各インバータの出力電流ベクトルに同相の
   同相成分と該出力電流ベクトルに直交する直交成分とに
   分解し、前記算出した各出力電圧の偏差を各インバータ
   の出力電圧ベクトルに同相の同相成分と該出力電圧ベク
   トルに直交する直交成分とに分解し、前記出力電流ベク
   トルに同相の同相成分と前記出力電圧ベクトルに同相の
   同相成分に応じて振幅制御成分を決定し、前記出力電流
   ベクトルに直交する直交成分と前記出力電圧ベクトルに
   直交する直交成分に応じて周波数制御成分を決定し、前
   記決定された振幅制御成分と前記決定された周波数制御
   成分に従って各インバータの出力電圧波形を規定するた
   めの出力電圧波形指令を生成してなることを特徴とする
   電力変換器の制御装置。
6. 【請求項６】 ２台のインバータがそれぞれフィルタ回
   路を介して並列に接続され、各フィルタ回路の出力側が
   スイッチ回路を介して各インバータ共通の負荷に接続さ
   れているものにおいて、 各インバータの出力電流を瞬時値で検出する複数の出力
   電流検出手段と、各インバータの出力電圧を瞬時値で検
   出する複数の出力電圧検出手段と、各出力電流検出手段
   の検出値から両インバータ間の出力電流の偏差をインバ
   ータ毎に算出する複数の出力電流偏差算出手段と、各出
   力電圧検出手段の検出値から両インバータ間の出力電圧
   の偏差をインバータ毎に算出する複数の出力電圧偏差算
   出手段と、各出力電流偏差算出手段の算出値と各出力電
   圧偏差算出手段の算出値とを入力 して各インバータの出
   力電圧波形を規定するための出力電圧波形指令を生成す
   る複数の出力電圧波形指令生成手段と、各出力電流偏差
   算出手段の算出値を入力してこの算出値の大きさに比例
   した電圧補正値をインバータ毎に瞬時値で生成する複数
   の電圧補正値生成手段と、各出力電圧波形指令生成手段
   の生成による出力電圧指令を各電圧補正値生成手段の生
   成による出力電圧補正値でそれぞれ個別に補正する複数
   の補正手段と、各補正手段により補正された出力電圧波
   形指令と各出力電圧検出手段の検出値との偏差を零に抑
   制するための最終出力電圧波形指令を生成する複数の最
   終出力電圧波形指令生成手段と、各最終出力電圧波形指
   令生成手段の生成による各最終出力電圧波形指令に従っ
   て各インバータの出力電圧を個別に制御する複数の制御
   手段とを備え、前記複数の出力電圧波形指令生成手段
   は、前記算出した各出力電流の偏差を各インバータの出
   力電流ベクトルに同相の同相成分と該出力電流ベクトル
   に直交する直交成分とに分解し、前記算出した各出力電
   圧の偏差を各インバータの出力電圧ベクトルに同相の同
   相成分と該出力電圧ベクトルに直交する直交成分とに分
   解し、前記出力電流ベクトルに同相の同相成分と前記出
   力電圧ベクトルに同相の同相成分に応じて振幅制御成分
   を決定し、前記出力電流ベクトルに直交する直交成分と
   前記出力電圧ベクトルに直交する直交成分に応じて周波
   数制御成分を決定し、前記決定された振幅制御成分と前
   記決定された周波数制御成分に従って各インバータの出
   力電圧波形を規定するための出力電圧波形指令を生成し
   てなることを特徴とする電力変換器の制御装置。
7. 【請求項７】 各電圧補正値生成手段は、各出力電流偏
   差算出手段の算出値を両インバータ間の出力電流の偏差
   に応じたインピーダンス相当の値に変換する変換手段
   と、変換手段の出力と各出力電流検出手段の検出値とを
   乗算して電圧補正値を生成する乗算手段とを備えている
   ことを特徴とする請求項５記載の電力変換器の制御装
   置。