JP3394100B2 - インバータシステムの並列運転制御回路 - Google Patents

インバータシステムの並列運転制御回路

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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、並列運転しているイン
バータシステムの制御装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】図3は、2台のインバータシステムによ
る並列運転の従来例を示す回路構成図である。 【0003】図3において、1a,1bは直流電源、2a,2b
はスイッチング素子からなるインバータ、3は負荷装
置、4a,4bはフィルタリアクトル、5a,5bはフィルタコ
ンデンサ、6a,6b,7a,7bはそれぞれ並列配線のインピ
ーダンスのリアクトル分、抵抗分である。8a,8b,9a,
9bは電流検出器、10a, 10b, 11a, 11b, 13a, 13bは加算
器、12a, 12b, 14a, 14b, 17a, 17bは制御増幅器、15a,
15bはPWM波作成回路であって、16は差電流検出回
路、18a, 18bはインバータシステムである。 【0004】すなわち、それぞれインバータシステム18
a, 18bの出力電流を電流検出器9a,9bで検出し、差電流
検出回路16に入力する。差電流検出回路16はインバータ
システム18a の出力電流と本来流すべき出力電流との差
電流IB1(以後横流と呼ぶ)を出力する。例えばインバ
ータシステム18a, 18bが同じ容量であるならば、インバ
ータシステム18a の横流IB1は、電流検出器9aで検出さ
れる電流と負荷装置3を流れる電流IL の半分の電流と
の差電流となる。 【0005】出力電圧設定信号V1と横流IB1を制御増幅
器17a で増幅したものとの偏差を加算器10a で演算し、
出力電圧指令信号V1* とする。また出力電圧指令信号V1
* と出力電圧VC1との偏差を加算器11a で演算し、その
結果を制御増幅器12a で増幅しインバータ電流指令信号
I1 * とする。更にインバータ電流指令信号II1 * と電
流検出器8aで検出されたインバータ出力電流II1との偏
差を加算器13a で演算し、その結果を制御増幅器14a で
増幅して、制御信号m1としてPWM波作成回路15a に出
力される。 【0006】PWM波作成回路15a においては、制御信
号m1を三角波キャリア信号と比較してゲート信号を出力
し、このゲート信号によりインバータ2aはスイッチング
されて、インバータシステム18a の横流IB1が0になる
ように制御される。 【0007】以上、インバータシステム18a について説
明したが、インバータシステム18bにおいても同じ動作
なので説明は省略する。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】このような構成のイン
バータシステムにおいては、並列配線インピーダンス6a
や7aの値によっては、並列配線リアクトル6aとフィルタ
コンデンサ5aとが共振することがあり、安定な並列制御
ができないことがある。制御増幅器12a, 14aの利得を小
さく設定するか、並列配線インピーダンスを大きくすれ
ば共振は抑えられるが、制御増幅器の利得を小さくする
と出力電圧過渡特性や横流制御特性が悪化し、また並列
配線インピーダンスを大きくすると並列配線での損失が
大きくなるという問題があった。本発明はこれらの問題
点を解決することを目的とするものである。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明に係るインバータ
システムの並列運転制御装置は、並列に接続され、共通
な負荷に電力を供給するインバータシステムにおいて、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記イン
バータの交流側に設けられたフィルタリアクトルとフィ
ルタコンデンサとから成る出力フィルタと、インバータ
出力電流設定信号を演算する手段と、前記インバータシ
ステムの出力電流と本来流すべき出力電流との差電流を
検出する差電流検出回路と、前記差電流検出回路の出力
を増幅する制御増幅器と、前記インバータ出力電流設定
信号と前記制御増幅器の出力とを正の符号で加算する加
算器と、前記加算器の出力をインバータ出力電流指令と
して前記インバータの前記フィルタリアクトルを流れる
インバータ出力電流を制御するマイナーループを有する
ように構成したものである。 【0010】 【作用】このような構成により、並列配線インピーダン
スを等価的に大きくすることができ、制御増幅器の利得
を小さくしたり、配線インピーダンスを大きくしたりし
なくても、並列配線リアクトルとフィルタコンデンサと
の共振を抑えることができる。 【0011】 【実施例】図1は本発明の一実施例である2台のインバ
ータシステムの並列運転時の回路構成図である。図中の
符号1〜18は先に示した図3の従来装置と同様の部分を
示している。図1において、19a, 19bは加算器、20a, 2
0bは制御増幅器を示している。 【0012】制御増幅器12a の出力を演算するところま
では図3と同じであるから説明を省略する。制御増幅器
12a の出力をインバータ2aの出力電流設定信号とする。
また横流IB1を制御増幅器20a で増幅し、加算器19a で
出力電流設定信号と制御増幅器20a の出力とを正の符号
で加算し、その加算結果をインバータ出力電流指令信号
I1 * とする。更にインバータ出力電流指令信号II1 *
に電流検出器8aで検出されたインバータ出力電流II1
追従するように図3の従来例と同様に制御するものであ
る。 【0013】ここで増幅器12a の利得をKV 、制御増幅
器17a の利得をKB とし、制御増幅器20a の利得をKF
として、フィルタコンデンサ5aの容量をCF 、並列配線
6a,6b, 7a, 7bの合成インピーダンスをZB 、負荷装置
3に流れる電流をIL 、フィルタコンデンサ5aを流れる
電流をIC1、ラプラス演算子をsとする。更にインバー
タシステム18a, 18bが同じ容量で、インバータ出力電流
指令信号II1 * に対して、フィルタリアクトル4aを流れ
るインバータ出力電流II1が完全に追従しているとし
て、以上の制御動作を式で表すと、 【数1】 II1−IC1=(IL /2)+IB1 …(1) (V1−KB B1−VC1)KV +KF B1=II1 …(2) IC1=sCF C1 …(3) VC1−VC2=ZB B1 …(4) となる。 【0014】(1)〜(4)式より 【数2】 となる。図3の従来例の時の制御動作を式で表すと 【数3】 である。 【0015】制御増幅器20a の利得KF を正符号の比例
ゲインとすると、(5)式の左辺第3項と右辺第3項と
をそれぞれ(6)式の左辺第3項と右辺第3項と比べた
場合に、(5)式の分子が(6)式の分子よりも小さく
なっていることがわかる。つまり、合成インピーダンス
をZB を大きくすることと同じ効果があり、並列配線リ
アクトル6aとフィルタコンデンサ5aとの共振を抑えるこ
とができる。 【0016】また、並列配線リアクトル6aとフィルタコ
ンデンサ5aとの共振周波数をf0とすると、制御増幅器20
a の利得KF は図2に示すような周波数特性を持つ高域
通過フィルタ構成でも上記実施例と同様の効果を示す。
すなわち遮断周波数を共振周波数f0より低く設定した高
域通過フィルタを制御増幅器20a に使用すると、上記実
施例と同様の理由により、遮断周波数以上の周波数に対
しての並列配線インピーダンスを等価的に増加させるこ
とができ、その結果並列配線リアクトル6aとフィルタコ
ンデンサ5aとの共振を抑えることができる。 【0017】なお、上記実施例ではインバータシステム
2台で並列運転される場合について説明したが、インバ
ータシステムの並列台数は2台に限られるものではな
い。 【0018】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
並列配線インピーダンスを制御により等価的に大きくす
ることができるので、並列配線リアクトルとフィルタコ
ンデンサとの共振を抑えることができ、安定した横流制
御が可能になる。また制御増幅器12a, 12b, 14a, 14bの
利得を大きく設定できるので、出力電圧過渡特性や横流
制御特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例による2台のインバータの並
列運転の回路構成図である。 【図2】制御増幅器20a, 20bを高域通過フィルタ構成に
したときの周波数特性を示す図である。 【図3】従来の2台のインバータシステムの並列運転時
の回路構成図である。 【符号の説明】 1a, 1b 直流電源 2a,2b スイッチング素子からなるインバータ 3 負荷装置 4a,4b フィルタリアクトル 5a,5b フィルタコンデンサ 6a,6b 並列配線のインピーダンスのリアクトル分 7a,7b 並列配線のインピーダンスの抵抗分 8a,8b,9a,9bは電流検出器 10a, 10b, 11a, 11b, 13a, 13b, 19a, 19b 加算器 12a, 12b, 14a, 14b, 17a, 17b, 20a, 20b 制御増幅器 15a, 15b PWM波作成回路 16 差電流検出回路 18a, 18b インバータシステム f0 共振周波数 IB1,IB2 横流 IC1 フィルタコンデンサを流れる電流 II1,II2 フィルタリアクトルを流れるインバータ出
力電流 II1 * , II2 * インバータ出力電流指令信号 IL 負荷装置に流れる電流 KF 制御増幅器20a の利得 m1,m2 制御信号 V1,V2 出力電圧設定信号 V1* , V2* 出力電圧指令信号 VC1,VC2 出力電圧

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 並列に接続され、共通な負荷に電力を供
    給するインバータシステムにおいて、直流電力を交流電
    力に変換するインバータと、前記インバータの交流側に
    設けられたフィルタリアクトルとフィルタコンデンサと
    から成る出力フィルタと、インバータ出力電流設定信号
    を演算する手段と、前記インバータシステムの出力電流
    と本来流すべき出力電流との差電流を検出する差電流検
    出回路と、前記差電流検出回路の出力を増幅する制御増
    幅器と、前記インバータ出力電流設定信号と前記制御増
    幅器の出力とを正の符号で加算する加算器と、前記加算
    器の出力をインバータ出力電流指令として前記インバー
    タの前記フィルタリアクトルを流れるインバータ出力電
    流を制御するマイナーループを有することを特徴とする
    インバータシステムの並列運転制御回路。
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