JP3221807B2 - インバータの並列運転装置 - Google Patents

インバータの並列運転装置

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JP3221807B2
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尚 西尾
和男 末包
一郎 浦野
誠 桜田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のインバータが安
定に電流分担させ並列運転させるインバータの並列運転
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複数のインバータを並列運転する場合例
えば、特公昭54−12963号に示されているように
各インバータの出力電圧を電圧検出器により検出し、電
圧検出信号に各インバータの出力電流を検出した電流検
出信号を加算し、更に各電流検出器間を相互に接続して
いる。そして、インバータの出力電流に不平衡が生じる
と電圧検出信号に電流検出信号を加算した信号が変化
し、この信号と基準値との誤差が増幅され各インバータ
が制御されて、インバータの出力電流の不平衡がなくな
る。
【0003】しかし、上記の並列運転装置では構成が複
雑になるために、例えば特公平6−18461号に示さ
れているように複数のインバータのうち特定の1台のイ
ンバータにより電圧及び周波数を決定させ、他のインバ
ータをこれに追従させるように並列運転する装置が提案
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なインバータの並列運転装置では負荷分担指令値をどの
ように設計するのかが明確でなく、この構成は複雑なも
のになっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は1台の主インバータと1台以上の従イン
バータとが負荷に対して並列に接続され並列運転される
インバータの並列運転装置において、上記主インバータ
を制御する主インバータ制御装置と、上記主インバータ
制御装置に同期され上記従インバータを制御する従イン
バータ制御装置と、上記主インバータの出力電流を検出
した検出信号と上記従インバータの出力電流を検出した
検出信号とを加算する加算器と、該加算信号を1/2に
分圧する分圧器と、上記加算器の入力に設けられ上記電
流検出信号を、上記主インバータの容量に対する上記従
インバータの容量の比に分圧する検出信号分圧器と、
記分圧器により分圧された信号を絶対値化する基準側絶
対値回路と、上記従インバータの出力電流を検出した検
出信号を絶対値化する帰還側絶対値回路と、両絶対値回
路の出力信号の誤差を増幅し、上記従インバータ制御装
置に誤差増幅器信号を入力する従の誤差増幅器とを設け
たものである。
【0006】
【0007】また、上記検出信号分圧器が上記主インバ
ータの出力電流を検出した検出信号と従インバータの出
力電流を検出信号とをそれぞれ上記主インバータの容量
に対する上記従インバータの容量の比に分圧する検出信
号分圧器である。
【0008】
【作用】従インバータを制御する従インバータ制御装置
が主インバータを制御する主インバータ制御装置と同期
される。また、主インバータの出力電流を検出した電流
検出信号と従インバータの出力電流を検出した電流検出
信号とが加算器により加算され、加算された加算信号が
分圧器により1/2に分圧される。分圧され絶対値化さ
れた信号を基準とし、従インバータの出力電流が検出さ
れた検出信号を絶対値化された信号を帰還信号として、
誤差増幅器により誤差増幅される。この誤差増幅された
信号により従インバータが制御される。これにより従イ
ンバータが主インバータに追従して並列運転される。ま
た、主インバータの出力電流と従インバータの出力電流
の和が負荷電流となっており、負荷電流の1/2に比例
した信号が分圧器に生じており、この負荷電流の1/2
に比例した信号を基準信号とし、従インバータがフィー
ドバック制御され、主インバータの出力電流と従インバ
ータの出力電流とが同一になり両インバータの出力電流
は平衡する。
【0009】また、分圧器の出力が主インバータの容量
に対する従インバータの容量の比にすることにより、こ
の分圧された信号を基準信号として従インバータがフィ
ードバック制御され、主インバータの出力電流と従イン
バータの出力電流はそれぞれのインバータの容量に応じ
て分担される。
【0010】また、主インバータの出力電流を検出した
検出信号と、従インバータの出力電流を検出した検出信
号とが、それぞれ検出信号分圧器により主インバータの
容量に対する従インバータの容量の比に分圧される。分
圧された検出信号は加算器により加算され、分圧器によ
り1/2に分圧されると、分圧された信号は主インバー
タの容量に対する従インバータの容量の比になり、この
信号を基準信号として従インバータがフィードバック制
御され、主インバータの出力電流と、従インバータの出
力電流はそれぞれのインバータの容量に応じて分担され
る。
【0011】
【実施例】 以下に本発明の実施例を図1ないし図3に
より説明する。1は直流電源装置で蓄電池などの2次電
池の他、商用電源又はエンジン発電機などの交流電源を
整流して形成されることもある。3は負荷、11は主イ
ンバータ、12は従インバータで主インバータ11の出
力に追従して動作する。16及び17はそれぞれ主イン
バータ11及び従インバータ12の制御素子例えばトラ
ンジスタ,MOSFET,IGBTなどをPWM制御す
るインバータ制御装置である。21,22はそれぞれ主
インバータ11及び従インバータ12の出力電流を検出
する電流検出器、26は内部に主インバータ11の出力
電圧を設定する電圧設定器を有し、電圧検出器25の検
出信号との誤差を増幅する主の誤差増幅器、27は主イ
ンバータ11の周波数及び位相に追従させる信号を従イ
ンバータ12のインバータ制御装置17に入力する位相
同期指令装置である。
【0012】31は、両電流検出器21,22の検出信
号を加算する加算器、32は1/2に分圧する分圧器、
33は分圧された信号を全波整流する基準側絶対値回
路、34は電流検出器22の検出信号を全波整流する帰
還側絶対値回路、36は基準側絶対値回路33の出力を
基準信号とし、帰還側絶対値回路34を帰還信号とし
て、両信号の誤差を増幅する従の誤差増幅器である。3
7は誤差信号を平滑するローパスフィルタ、38は主の
誤差増幅器26の誤差信号と従の誤差増幅器36の誤差
信号を補正し、従インバータ12のインバータ制御装置
17に補正信号を入力する補正回路である。
【0013】今、主インバータ11の出力電圧を電圧検
出器25により検出し、この検出信号と誤差増幅器26
の内蔵する基準値と比較し、誤差を増幅してインバータ
制御装置16を介して主インバータを制御し、定電圧制
御している。また、位相同期指令装置27から、インバ
ータ制御装置16及び17を制御し、主インバータ11
と従インバータ12の周波数及び位相の同期をさせる。
また、主インバータ11及び従インバータ12の出力電
流Im,Isをそれぞれ電流検出器21,22により検
出し、検出信号をそれぞれインバータ制御装置16及び
17を入力し、それぞれ主インバータ11と従インバー
タ12の過電流に対する保護を行う。
【0014】電流検出器21及び22の検出信号を加算
器31により加算し、加算された信号を分圧器32によ
り1/2に分圧し、分圧された信号を基準側絶対値回路
32により絶対値化し、絶対値化された信号e1を得
る。また、電流検出器22の検出信号を帰還側絶対値回
路32により絶対値化された信号e2を得る。信号e1
を基準値とし、信号e2を帰還信号として比較し、従の
誤差増幅器36により誤差増幅し、ローパスフィルタ3
7を介して平滑された信号と主の誤差増幅器26の誤差
増幅信号とを補正し、インバータ制御装置17を介して
従インバータ12を制御する。
【0015】すなわち、主インバータ11の出力電流I
mと、従インバータ12の出力電流Isとの和、すなわ
ち、負荷に流れる電流Ioの1/2を基準値として、従
インバータ12の出力電流Isが負荷に流れる電流Io
の1/2になるよう従インバータ12側がフィードバッ
ク制御される。これにより、主インバータ11の出力電
流Im、従インバータ12の出力電流Isが同一電流と
なり、電流平衡される。
【0016】図2は主インバータが1台、従インバータ
が2台すなわち、インバータが3台の場合の実施例であ
る。すなわち、3台目は従インバータを採用している。
13は従インバータ、18は従インバータ13を制御す
るインバータ制御装置で、位相同期指令装置27から従
インバータ13が主インバータ11の周波数位相に同期
する指令信号が入力している。23は従インバータ13
の出力電流を検出する電流検出器、51は電流検出器2
1の検出信号と、電流検出器23の検出信号を加算する
加算器、52は1/2に分圧する分圧器、53は分圧さ
れた信号を全波整流する基準側絶対値回路、54は電流
検出器23の検出信号を全波整流する帰還側絶対値回
路、56は両絶対値回路の出力の誤差を増幅する従の誤
差増幅器、57はローパスフィルタ、58は主の誤差増
幅器26の誤差信号と従の誤差増幅器56の誤差信号を
補正し、インバータ制御装置18に補正信号を入力する
補正回路である。
【0017】これによると、上述と同じように主インバ
ータ11の出力電流Imと従インバータ13の出力電流
Is2との誤差が0になるように、従インバータ13が
フィードバック制御される。従って、主インバータ11
の出力電流Im、従インバータ12の出力電流Is1、
従インバータ13の出力電流Is2はすべて等しくなり
電流平衡し、負荷電流Ioの1/3をそれぞれのインバ
ータが分担する。
【0018】上記図2の実施例では、3台のインバータ
の並列運転における電流平衡制御について説明したが、
4台以上であっても同様にインバータを並列運転させ、
電流平衡をとることができる。
【0019】また、図3は主インバータと従インバータ
の負荷分担比率を変化させるようにした実施例である。
すなわち、主インバータ11の容量を例えば5kVA、
従インバータ12の容量例えば3kVAのように容量が
異なり、それぞれのインバータの容量に応じて負荷分担
を5対3のようにしようとするものである。第1図と異
なる点は電流検出器21と加算器31との間に電流検出
器21の検出信号を主インバータの容量に対する従イン
バータの容量の比、例えば3/5に分圧する検出信号分
圧器41を設け、電流検出器22と加算器31との間に
電流検出器22の検出信号を主インバータの容量に対す
る従インバータの容量の比、例えば3/5に分担する検
出信号分圧器42を設けたものである。
【0020】これにより、検出信号分圧器41,42で
分圧された信号を加算器31により加算し、さらに分圧
器32で分圧すると、分圧器32の出力には主インバー
タの容量に対するインバータの容量の比、上記の例では
3/5の信号が出力し、基準側絶対値回路33の3/5
の信号を基準値として電流検出器22の検出信号を帰還
信号としてインバータ12がフィードバック制御され、
従インバータ12の出力電流Isは主インバータ11の
出力電流Imの3/5の電流となり、それぞれのインバ
ータの容量に応じた電流を分担する。
【0021】上記図3の実施例では、主インバータ11
の容量が従インバータ12の容量より大きい場合につい
て説明したが、主インバータ11の容量が従インバータ
12の容量より小さい場合であっても、それぞれのイン
バータの容量に応じて電流を分担することができる。こ
の場合、分圧器41,42は昇圧することになる。ま
た、上記実施例では、加算器の入力に同じ比の分圧器を
設けていたが、これを変更することができる。この場
合、分圧器32の出力を主インバータの容量に対する従
インバータの容量の比になるようにすればよい。また、
3台以上のインバータの並列運転にも適用できる。この
場合、それぞれの加算器の入力に検出信号分圧器を設け
ればよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によると、簡単な構
成でインバータを安定に並列運転でき、かつ従インバー
タの出力電流が主インバータの出力電流に平衡または容
量に応じて分担させることができる。また、インバータ
が2台であっても出力転流を平衡又は容量に応じて分担
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインバータの並列運転制御装置の実施
例のブロック図である。
【図2】本発明のインバータの並列運転制御装置の他の
実施例のブロック図である。
【図3】本発明のインバータの並列運転制御装置の他の
実施例のブロック図である。
【符号の説明】
1 直流電源装置 3 負荷 11 主インバータ 12,13 従インバータ 16,17,18 インバータ制御装置 21,22,23 電流検出器 25 電圧検出器 26 (主の)誤差増幅器 27 位相同期指令装置 31,51 加算器 32,52 分圧器 33,53 (基準側)絶対値回路 34,54 (帰還側)絶対値回路 36,56 (従の)誤差増幅器 37,57 ローパスフィルタ 38,58 補正回路 41,42 検出信号分圧器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 川端 修 (56)参考文献 特開 昭63−15670(JP,A) 特開 平6−153518(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02J 3/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1台の主インバータと1台以上の従イン
    バータとが負荷に対して並列に接続され並列運転される
    インバータの並列運転装置において、上記主インバータ
    を制御する主インバータ制御装置と、上記主インバータ
    制御装置に同期され上記従インバータを制御する従イン
    バータ制御装置と、上記主インバータの出力電流を検出
    した検出信号と上記従インバータの出力電流を検出した
    検出信号とを加算する加算器と、該加算信号を1/2に
    分圧する分圧器と、上記加算器の入力に設けられ上記電
    流検出信号を、上記主インバータの容量に対する上記従
    インバータの容量の比に分圧する検出信号分圧器と、
    記分圧器により分圧された信号を絶対値化する基準側絶
    対値回路と、上記従インバータの出力電流を検出した検
    出信号を絶対値化する帰還側絶対値回路と、両絶対値回
    路の出力信号の誤差を増幅し、上記従インバータ制御装
    置に誤差増幅器信号を入力する従の誤差増幅器とを設け
    たことを特徴とするインバータの並列運転装置。
  2. 【請求項2】 上記検出信号分圧器が上記主インバータ
    の出力電流を検出した検出信号と従インバータの出力電
    流を検出信号とをそれぞれ上記主インバータの容量に対
    する上記従インバータの容量の比に分圧する検出信号分
    圧器である請求項記載のインバータの並列運転装置。
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