JP3535001B2

JP3535001B2 - 電源装置およびその起動方法

Info

Publication number: JP3535001B2
Application number: JP01051898A
Authority: JP
Inventors: 永治上向井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2004-06-07
Anticipated expiration: 2018-01-22
Also published as: JPH11215602A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば架線から
の高圧入力電源の電力を所定の交流電力に変換する複数
ユニットの電力変換器を備え、各車両に低圧の交流電源
を供給する車両用補助電源装置等の電源装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図２０は例えば富士時報Ｖｏｌ．６２、
Ｎｏ．８、１９８９、Ｐ．５３６〜５４０に記載された
従来の車両用補助電源装置を搭載した車両編成システム
を示す図である。図において、１は車両で、ここでは３
両１編成で例示している。２は架線、３は集電装置、４
は後述する補助電源装置、５は補助電源装置４の出力配
線、６は各車両の負荷機器、７は出力配線５からの電力
を各負荷機器６に供給する電源配線、８は補助電源装置
４の電源供給範囲を区分する接触器、９は隣接する車両
１の電源配線７を接続する配線である。

【０００３】図では車両３両の３ユニット構成の補助電
源装置システムを示しているが、これは車両の編成両
数、車両の負荷によって異なっており、また、１台の補
助電源装置の電源供給範囲も１両〜数両とまちまちであ
る。

【０００４】図２１は図２０の補助電源装置４の内部構
成を示す図である。図において、１０はＰＷＭインバー
タ等によるスイッチング素子で構成された電力変換器
で、入力電源である架線２が直流の場合はインバータや
チョッパ＋インバータ等で構成され、架線２が交流の場
合は、整流器＋インバータ等で構成される。１１は高調
波成分を吸収するフィルタ、１２は電力変換器１０の出
力の出力配線５への入り切りを行う接触器、１３は電力
変換器１０の出力電圧を検出する電圧検出器、１４はフ
ィードバック制御により電圧制御信号を出力する電圧コ
ントローラ、１５は電力変換器１０にスイッチング信号
を送出する制御回路である。

【０００５】次に動作について説明する。電力変換器１
０は架線２からの入力電源の電力を所定の交流電力に変
換し、その出力はフィルタ１１により高調波成分が除去
され所定の商用周波数の交流となる。電圧コントローラ
１４は電圧検出器１３からの出力電圧検出値が電圧指令
値と一致するよう電圧制御信号を出力し、制御回路１５
はその電圧制御信号に基づきパルス幅変調（ＰＷＭ）に
よるスイッチング信号を電力変換器１０のスイッチング
素子へ送出する。

【０００６】補助電源装置４から出力される交流電力は
出力配線５、更に車両１の電源配線７を経て蛍光灯、ク
ーラー、ブロアー等の負荷機器６にその電源として供給
される。これら１台の補助電源装置４および負荷機器６
等により１ユニットを構成することになる。そして、各
ユニットの補助電源装置４はそれぞれ独立に制御動作を
行っているので、通常の状態では接触器８（図２０）は
開放している。

【０００７】ところで、補助電源装置４が故障した場
合、当該ユニットの負荷機器６への電源供給ができなく
なる。従って、この無給電となることを防ぐため、補助
電源装置４が故障した場合、通常開放状態としている接
触器８を投入して隣接ユニットの補助電源装置４から延
長給電することになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の補助電源装置は
以上のように構成されているので、隣接ユニットの故障
を考慮した延長給電時の容量で補助電源装置の定格を決
定する必要がある。従って、延長給電時も健全時と同一
の負荷とすると、定格容量は通常健全時の容量の２倍の
容量が必要となって設備容量が増大するという問題点が
あった。

【０００９】また、隣接するユニットの補助電源装置が
健全運転中にもかかわらず接触器８が誤って投入される
と、位相、電圧が互いに異なる電源が接続されることに
なるので、大きな短絡電流が流れて補助電源装置が破損
する可能性がある。また、延長給電を既に実施している
ときに更に延長給電を行うと許容値を越える過負荷とな
る可能性がある。従って、これらの誤操作を防止するた
め、各ユニットの電源有無の確認、補助電源装置の故障
信号、また、通常運転であることを確認するための信号
等を接触器８の投入回路に出力して複雑なインターロッ
ク回路構成が必要になるという問題点もあった。

【００１０】この発明は以上のような問題点を解決する
ためになされたもので、装置故障時を考慮した場合の定
格容量を小さくすることができるとともに、延長給電時
を考慮した電源区分用の接触器やその投入回路の複雑な
インターロック構成を削減することができる電源装置を
得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る電源装置
は、入力電源の電力を所定の交流電力に変換して負荷に
供給する複数ユニットの電力変換器を備えた電源装置に
おいて、上記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し
上記負荷母線を介して上記負荷に交流電力を供給するよ
うにし、上記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間
の偏差を抑制する位相偏差抑制手段、および上記電力変
換器の出力電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流
偏差抑制手段を備え、上記位相偏差抑制手段は位相基準
信号を発生する位相指令回路を備え、各電力変換器では
上記位相基準信号に基づき当該ユニットの電力変換器の
出力電圧の位相を制御することにより、上記電力変換器
の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑制するように
したものである。

【００１２】また、請求項２に係る電源装置は、入力電
源の電力を所定の交流電力に変換して負荷に供給する複
数ユニットの電力変換器を備えた電源装置において、上
記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷母
線を介して上記負荷に交流電力を供給するようにし、上
記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑
制する位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出力
電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制手
段を備え、その各電力変換器毎に、自己ユニットの出力
電流と隣接ユニットの電力変換器の出力電流との偏差を
検出する出力電流偏差検出回路、および上記電力変換器
の出力電圧に対し負荷母線の力率により定まる電流基準
位相と９０度ずれた、上記出力電流偏差検出値の無効成
分を検出する出力電流偏差無効成分検出回路を備え、各
電力変換器では上記出力電流偏差無効成分検出値が零と
なるよう当該ユニットの電力変換器の出力電圧の位相を
制御することにより、上記電力変換器の出力電圧の位相
のユニット間の偏差を抑制するようにしたものである。

【００１３】また、請求項３に係る電源装置は、入力電
源の電力を所定の交流電力に変換して負荷に供給する複
数ユニットの電力変換器を備えた電源装置において、上
記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷母
線を介して上記負荷に交流電力を供給するようにし、上
記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑
制する位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出力
電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制手
段を備え、その各電力変換器の出力側を、所定力率のイ
ンピーダンス特性を有する模擬母線で相互に接続すると
ともに、上記各電力変換器毎に、上記模擬母線に流れる
模擬母線電流信号を検出する模擬母線電流検出回路、お
よび上記電力変換器の出力電圧に対し上記模擬母線の力
率により定まる模擬電流基準位相と９０度ずれた、上記
模擬母線電流検出値の無効成分を検出する模擬母線電流
無効成分検出回路を備え、各電力変換器では上記模擬母
線電流無効成分検出値が零となるよう当該ユニットの電
力変換器の出力電圧の位相を制御することにより、上記
電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑制
するようにしたものである。

【００１４】また、請求項４に係る電源装置は、請求項
１ないし３のいずれかにおいて、その各電力変換器の出
力電流を検出し、この出力電流検出値の増減に応じて当
該電力変換器の出力電圧を減増調整する出力電圧調整回
路を設けて電流垂下特性をもたせることにより、上記電
力変換器の出力電流のユニット間の偏差を抑制するよう
にしたものである。

【００１５】また、請求項５に係る電源装置は、請求項
１ないし３のいずれかにおいて、その各電力変換器の出
力側に所定のインピーダンス値を有するインピーダンス
要素を挿入して電流垂下特性をもたせることにより、上
記電力変換器の出力電流のユニット間の偏差を抑制する
ようにしたものである。

【００１６】また、請求項６に係る電源装置は、請求項
１ないし３のいずれかにおいて、その各電力変換器毎
に、自己ユニットの出力電流と隣接ユニットの電力変換
器の出力電流との偏差を検出する出力電流偏差検出回
路、および上記電力変換器の出力電圧に対し負荷母線の
力率により定まる電流基準位相と同相の、上記出力電流
偏差検出値の有効成分を検出する出力電流偏差有効成分
検出回路を備え、各電力変換器では上記出力電流偏差有
効成分検出値が零となるよう当該ユニットの電力変換器
の出力電圧の大きさを制御することにより、上記電力変
換器の出力電流のユニット間の偏差を抑制するようにし
たものである。

【００１７】また、請求項７に係る電源装置は、請求項
１ないし３のいずれかにおいて、その各電力変換器の出
力側を、所定力率のインピーダンス特性を有する模擬母
線で相互に接続するとともに、上記各電力変換器毎に上
記模擬母線に流れる模擬母線電流信号を検出する模擬母
線電流検出回路、および上記電力変換器の出力電圧に対
し上記模擬母線の力率により定まる模擬電流基準位相と
同相の、上記模擬母線電流検出値の有効成分を検出する
模擬母線電流有効成分検出回路を備え、各電力変換器で
は上記模擬母線電流有効成分検出値が零となるよう当該
ユニットの電力変換器の出力電圧の大きさを制御するこ
とにより、上記電力変換器の出力電流のユニット間の偏
差を抑制するようにしたものである。

【００１８】請求項８に係る電源装置の起動方法は、入
力電源の電力を所定の交流電力に変換して負荷に供給す
る複数ユニットの電力変換器を備え、上記各電力変換器
の出力側を負荷母線に接続し上記負荷母線を介して上記
負荷に交流電力を供給する電源装置の起動方法におい
て、上記負荷母線の電圧を検出する負荷母線電圧検出手
段を備え、先ず、上記複数の電力変換器の内１台を単独
起動させ上記負荷母線に出力電圧を供給し、しかる後、
他の残りの電力変換器を、上記負荷母線電圧検出値の位
相情報に基づき出力電圧を制御して起動するようにした
ものである。

【００１９】請求項９に係る電源装置の起動方法は、入
力電源の電力を所定の交流電力に変換して負荷に供給す
る複数ユニットの電力変換器を備え、上記各電力変換器
の出力側を負荷母線に接続し上記負荷母線を介して上記
負荷に交流電力を供給する電源装置の起動方法におい
て、各電力変換器毎に、起動開始後電圧出力準備完了時
点を検出する電圧出力準備完了検出手段および出力電圧
の位相制御基準となる位相基準信号を発生する位相指令
回路を備え、上記各電圧出力準備完了検出手段の内、最
後に動作するものの検出タイミングで上記各位相指令回
路の位相基準信号をリセットして互いに位相を一致さ
せ、その後、上記各電力変換器の出力電圧を上記負荷母
線に供給するようにしたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１における車両用補助電源
装置を搭載した車両編成システムを示す図である。図に
おいて、１は車両で、ここでは３両１編成で例示してい
る。２は入力電源としての架線で、ここでは２０〜３０
ＫＶの交流電圧が印加されている。３は架線２の電源を
車両１に取り入れる集電装置、１６はこの発明の主要部
である補助電源装置であるが、詳しくは後述する。５は
補助電源装置１６の出力配線、６は蛍光灯やクーラー、
ブロアー等の車両１の負荷機器、７は補助電源装置１６
からの交流電力を出力配線５を経て各負荷機器６へ供給
する電源配線で、編成内で引き通しされている。１７は
編成内各ユニットの補助電源装置１６にわたって引き通
された信号引き通し線で、詳しくは後述する。

【００２１】図２は図１の補助電源装置１６の内部構成
を示す図である。図において、１０は架線２からの交流
電力を所定の電圧、周波数の交流電力に変換する電力変
換器で、その構成を図３に示す。図３において、１８は
架線２からの電圧を降圧する変圧器、１９は変圧器１８
の２次巻線の電圧を直流に変換する混合ブリッジ構成の
コンバータ、２０はコンバータ１９の直流出力電圧によ
って充電されるコンデンサ、２１はコンデンサ２０の電
圧を入力電圧として所定の３相の交流電力を出力するイ
ンバータである。

【００２２】図２に戻り、１１は電力変換器１０の出力
の高調波成分を除去するローパスフィルタで、例えば、
インバータ２１の出力側に接続されたフィルタ用コンデ
ンサと変圧器のＬ分とで構成される。１２は電力変換器
１０の出力の出力配線５への入り切りを行う接触器であ
る。１３はフィルタ１１の出力側で電力変換器１０の出
力電圧を検出する電圧検出器、２２は電力変換器１０の
出力電流を検出する電流検出器、２３は電圧検出器１３
からの出力電圧信号Ｖと電流検出器２２からの出力電流
信号Ｉとから電圧制御信号Ｖ２を作成する電圧コントロ
ーラで、その内部構成を図４に示す。

【００２３】図４において、２４は出力電圧指令信号Ｖ
^＊を発生する電圧指令器、２５は出力電圧指令信号Ｖ^＊
と電圧検出器１３からの出力電圧信号Ｖとの偏差を演算
する減算器、２６は減算器２５からの偏差信号を入力と
して比例積分演算を行い、信号Ｖ１を出力するＰＩ演算
器、２７はＰＩ演算器２６からの出力信号Ｖ１から後述
する垂下量発生器２８の垂下量Ｖａを減算し電圧制御信
号Ｖ２として出力する減算器である。

【００２４】垂下量発生器２８は電流垂下特性を作成す
るためのもので、図５（ａ）に示すように、電流検出器
２２からの出力電流信号Ｉに比例して垂下量Ｖａを出力
する。これによって、同図（ｂ）に示すように、補助電
源装置１６はその出力電流が増大するに従って出力電圧
が低減するいわゆる電流垂下特性を示すことになる。

【００２５】再び図２に戻り、２９は各ユニットの補助
電源装置１６の起動の指令と出力電圧の位相を一致させ
る（同期をとる）ための正弦波形の位相基準信号Ｐ１を
発生する位相指令回路で、この位相基準信号Ｐ１は信号
引き通し線１７を経て他のユニットの補助電源装置１６
にも供給される。なお、位相指令回路２９は編成に１台
設置するのみでよく、１台の補助電源装置１６内に収容
するようにしてもよいが、補助電源装置１６とは別に設
置する構成としてもよい。

【００２６】３０は位相指令回路２９からの位相基準信
号Ｐ１と電圧コントローラ２３からの電圧制御信号Ｖ２
とに基づき電力変換器１０のインバータ２１のスイッチ
ング素子にスイッチング信号Ｓ１を送出する制御回路
で、その内部構成を図６に示す。図６において、３１は
位相指令回路２９からの位相基準信号Ｐ１に電圧コント
ローラ２３からの電圧制御信号Ｖ２を乗算して変調信号
Ｍ１を出力する乗算器、３２は位相基準信号Ｐ１の周波
数より十分高い周波数の三角波の搬送波Ｃ１を発生する
三角波発生器、３３は乗算器３１からの変調信号Ｍ１と
三角波発生器３２からの搬送波Ｃ１とを比較してＰＷＭ
によるタイミング信号Ｔ１を作成するコンパレータ、３
４はコンパレータ３３からのタイミング信号Ｔ１に基づ
き電力変換器１０へスイッチング信号Ｓ１を供給するド
ライブ回路である。

【００２７】次に動作について説明する。先ず、起動の
動作について説明する。電力変換器１０を起動する場合
（図３参照）、先ず、変圧器１８の２次回路を投入して
コンバータ１９をソフトスタートで立上がらせコンデン
サ２０を規定の電圧まで充電する。これらの準備動作が
終了した後、位相指令回路２９から位相基準信号Ｐ１を
各ユニットの補助電源装置１６へ供給する。この位相基
準信号Ｐ１の入力のタイミングで各ユニットの補助電源
装置１６では、その制御回路３０がスイッチング信号Ｓ
１を出力して電力変換器１０のインバータ２１の出力電
圧が立上がる。

【００２８】この場合、図６から判るように、各ユニッ
トの制御回路３０は共通の位相基準信号Ｐ１から作成さ
れた変調信号Ｍ１を基にＰＷＭ制御でスイッチング信号
Ｓ１を作成しているので、当然ながら、各ユニットの電
力変換器１０の出力電圧の位相は一致することになる。
従って、接触器１２を投入して各ユニットの電力変換器
１０を電源配線７に接続しても位相のずれによる短絡電
流発生等の現象は生じない。なお、接触器１２は、イン
バータ２１の出力電圧が確立した後投入するシーケンス
としてもよいが、インバータ２１の出力電圧零の状態で
接触器１２を投入し、しかる後、インバータ２１の出力
電圧を一斉に立上がらせるようにしてもよい。

【００２９】次に、各ユニットの補助電源装置１６の並
列運転時の動作について説明する。各ユニットの電力変
換器１０の出力電圧の位相については、既述した通り、
各制御回路３０は共通の位相基準信号Ｐ１の基に制御を
続けているので、各出力電圧の位相にずれは生じない。
各ユニットの出力電流のバラツキについては、先に図４
で説明したように、電流垂下特性をもたせているので、
バラツキが自然に一定の範囲内に収まる。即ち、今、何
らかの要因で特定のユニットの電力変換器１０の出力電
流が、他のユニットのそれより大きいとすると、図４で
垂下量発生器２８の出力する垂下量Ｖａが他のユニット
のそれより大きくなる。従って、減算器２７から出力さ
れる電圧制御信号Ｖ２が減少して当該ユニットの制御回
路３０はその電力変換器１０の出力電圧を減少させるよ
うに動作する。この傾向は、当該ユニットがその出力電
圧の低下に伴って出力電流が減少し、他のユニットの出
力電流に近い値になることで停止する。

【００３０】このように、この発明の実施の形態１にお
いては、各ユニットでは、共通の位相基準信号Ｐ１に基
づきその出力電圧の位相を制御し、かつ電流垂下特性を
もたせたので、各ユニットの電力変換器１０の出力電圧
の位相が同一となり、かつ出力電流のバラツキが一定の
範囲内に収まるので、各ユニットの補助電源装置１６の
出力を電源配線７に並列に接続し、この電源配線７を介
して負荷機器６に電源を供給することができる訳であ
る。

【００３１】従って、編成内の複数の補助電源装置１６
の内、万一、その１台が故障停止しても編成内の残りの
補助電源装置１６により負荷機器６に電源を供給するこ
とができる。例えば、編成で５台の補助電源装置１６を
搭載しているとし、健全時の負荷が１００ＫＶＡで故障
時にも負荷軽減しないものとすれば、従来装置では、隣
接ユニットの装置が故障した場合の負荷容量を考慮して
その１台の容量は、１００ＫＶＡ（自ユニット負荷）＋１００ＫＶＡ（隣接
故障ユニット負荷）＝２００ＫＶＡとなり、編成当たりでは、２００ＫＶＡ×５台＝１０００ＫＶＡの定格容量が必要である。

【００３２】これに対し、この発明の５台並列運転の場
合は、１台故障時は他の健全装置全体で不足分を供給す
ればよいので、その１台の容量は、１００ＫＶＡ×５台／（５−１）台＝１２５ＫＶＡとなり、従って、編成当たりでは、１２５ＫＶＡ×５台＝６２５ＫＶＡの定格容量で済む。この定格容量低減効果は編成当たり
の補助電源装置の台数が増えるほど顕著となる。

【００３３】また、すべての補助電源装置１６の並列運
転が可能であるので、電源配線７は編成引き通しとな
り、電源供給を各ユニット毎に区分する必要がなく、こ
の電源供給区分のための接触器８が不要となり、従っ
て、その投入回路のための複雑なインターロックも不要
となる。

【００３４】なお、以上の制御回路３０（図６）では、
位相指令回路２９からの正弦波位相基準信号Ｐ１をその
まま使用して変調信号Ｍ１を作成するようにしたが、位
相指令回路２９からの位相基準信号Ｐ１を例えば６０Ｈ
ｚのパルス信号とし、各ユニットではこのパルス信号Ｐ
１の立上がり（または立下がり）のタイミングを検出
し、このタイミングで各ユニット個別に発生する正弦波
信号をリセットして位相修正を行い、当該正弦波信号か
ら変調信号Ｍ１を作成する構成としてもよい。

【００３５】また、以上では、電流検出器２２からの出
力電流信号Ｉを垂下量発生器２８により垂下量Ｖａに変
換し、この垂下量Ｖａによって電圧制御信号Ｖ２を調整
することで電流垂下特性をもたせるようにしたが、この
ような制御回路構成ではなく、各ユニットの電力変換器
１０の出力側に所定のインピーダンス値を有するインピ
ーダンス要素を挿入する、いわば主回路構成により電流
垂下特性をもたせるようにしてもよく、この場合も、出
力電流のユニット間偏差を抑制する効果を有する。

【００３６】実施の形態２．先の実施の形態１では、主として図４で説明した電流垂
下特性をもたせることにより、各ユニットの出力電流の
大きさのバラツキを抑制し、また、位相基準信号Ｐ１を
発生する位相指令回路２９を設け、各ユニットではこの
共通の位相基準信号Ｐ１を基に出力電圧の位相を制御し
て各ユニット間の位相のバラツキをなくすようにした
が、この実施の形態２においては、隣接ユニットとの出
力電流の偏差を検出し、この出力電流偏差に基づき、出
力電流のユニット間の偏差を抑制するとともに出力電圧
の位相のユニット間の偏差を抑制するものである。以
下、図に基づき、形態１と異なる部分を中心に詳細に説
明する。

【００３７】図７はこの発明の実施の形態２における補
助電源装置１６Ａの内部構成を示す図である。図におい
て、３５は自己ユニットの出力電流信号と隣接ユニット
の出力電流信号との偏差を検出する出力電流偏差検出回
路である。Ｎｏ．２ユニットを例にとり、出力電流の偏
差を検出する要領を示す。即ち、Ｎｏ．２ユニットで
は、その電流検出器２２からの出力電流信号Ｉ_２とＮ
ｏ．１ユニットの電流検出器２２からの出力電流信号Ｉ
_１との偏差を出力電流偏差検出回路である減算器３５で
演算して電流偏差検出値ΔＩ_２１を出力する。なお、こ
れら各電流信号Ｉ_１、Ｉ_２、ΔＩ_２１はいずれもベクト
ル量として扱っている。

【００３８】図７に戻り、３６は出力電流偏差検出回路
３５からの電流偏差検出値ΔＩと電圧検出器１３からの
出力電圧信号Ｖとから出力電流偏差有効成分ΔＩＰおよ
び出力電流偏差無効成分ΔＩＱを演算する有効無効成分
検出回路である。図９に有効無効成分検出回路３６の内
部構成を示す。図９において、３７は出力電圧信号Ｖか
ら反転信号ＲＣＰおよびＲＣＱを作成する反転信号作成
回路、３８は反転信号ＲＣＰのオンオフによって電流偏
差検出値ΔＩを所定期間極性反転して信号ΔＩ_ｐを出力
する極性反転回路、３９は反転信号ＲＣＱのオンオフに
よって電流偏差検出値ΔＩを所定期間極性反転して信号
ΔＩ_ｑを出力する極性反転回路、４０および４１はそれ
ぞれ極性反転回路３８および３９からの出力を平均化し
て出力電流偏差有効成分ΔＩＰおよび出力電流偏差無効
成分ΔＩＱを出力する平均化回路である。

【００３９】図７に戻り、２３Ａは電圧検出器１３から
の出力電圧信号Ｖと有効無効成分検出回路３６からの出
力電流偏差有効成分ΔＩＰとから電圧制御信号Ｖ２を作
成する電圧コントローラで、図１０にその内部構成を示
す。図４の電圧コントローラ２３と異なるのは、出力電
流偏差有効成分ΔＩＰを取り込みこれを減算器２５Ａの
加算入力に加えた点のみである。

【００４０】図７の３０Ａは電圧検出器４２によって検
出する電源配線７の電圧信号ＶＬと電圧コントローラ２
３Ａからの電圧制御信号Ｖ２と有効無効成分検出回路３
６からの出力電流偏差無効成分ΔＩＱとからスイッチン
グ信号Ｓ１を作成する制御回路で、その内部構成を図１
１に示す。図１１において、図６と同一符号はそれぞれ
同一のもので個々の説明は省略する。４３は正弦波の位
相信号Ｐ２を発生する位相信号発生回路、４４は出力電
流偏差無効成分ΔＩＱの大きさに応じて位相信号発生回
路４３からの位相信号Ｐ２の位相をずらす移相回路で、
その出力信号が乗算器３１に送出される。

【００４１】次に動作について説明する。起動動作につ
いては、先ず、１台のユニット、例えば、Ｎｏ．１ユニ
ットの補助電源装置１６Ａが強制起動を行い、所定の出
力電圧に立上げ、接触器１２を投入して電源配線７に出
力電圧を印加する。他のユニットはこの電源配線７の電
圧を電圧検出器４２で検出し、その電圧信号ＶＬの零点
のタイミングで位相信号発生回路４３が位相信号Ｐ２を
発生し、ＰＷＭの制御を開始して出力電圧を立上げ、接
触器１２を投入して並列運転に入る。

【００４２】次に、並列運転下における出力電流のユニ
ット間偏差、および出力電圧の位相のユニット間偏差を
それぞれ抑制する制御の動作について説明する。ここで
は、図８で示したＮｏ．２ユニットを例にとりその動作
を説明する。即ち、Ｎｏ．１ユニットとＮｏ．２ユニッ
トとの間の上記偏差の抑制を行う動作について説明す
る。同様の動作を他のユニット間についても行うことに
より、すべてのユニットの出力電流、電圧位相が揃う訳
である。

【００４３】図１２は、その基本原理を説明するもの
で、同図（ａ）は両ユニットの出力電圧（ベクトル）Ｖ
_２とＶ_１とが同一位相でその大きさのみが異なる場合の
ベクトル図を示す。この場合、電圧差（Ｖ_２−Ｖ_１）は
電圧Ｖ_２と同一位相であるので、電流偏差ΔＩ_２１は電
源配線７の力率角をψとすると電圧Ｖ_２からψ遅れたベ
クトルとなる。そして、この図１２（ａ）に示す電圧差
が存在するときは、出力電流に差が生じることになる。
従って、電圧Ｖ_２からψ遅れた位相を電流基準位相と定
義すると、実際に検出された電流偏差ΔＩ_２１の、上記
電流基準位相と同相の成分（以下、有効成分という）を
求めると、この有効成分が出力電流の偏差分に対応する
ものとなる。換言すると、この電流偏差検出値の有効成
分を求め、この有効成分が零となるよう電力変換器１０
の出力電圧を制御すれば両ユニットの出力電流が等しく
なる訳である。

【００４４】次に、図１２（ｂ）は、両ユニットの電圧
Ｖ_１、Ｖ_２の大きさは等しく、その位相にずれがある場
合のベクトル図である。この場合、電圧差（Ｖ_２−
Ｖ_１）は電圧Ｖ_２から９０゜遅れるので、電流偏差ΔＩ
_２１は電圧Ｖ_２から（ψ＋９０゜）遅れたベクトル、従
って、図１２（ａ）で定義した電流基準位相から９０゜
遅れたベクトルとなる。従って、実際に検出された電流
偏差ΔＩ_２１の、上記電流基準位相と９０゜ずれた成分
（以下、無効成分という）を求めると、この無効成分が
出力電圧位相の偏差分に対応するものとなる。換言する
と、この電流偏差検出値の無効成分を求め、この無効成
分が零となるよう、電力変換器１０の出力電圧の位相を
制御すれば両ユニットの出力電圧位相が一致する訳であ
る。

【００４５】以下、図１２で説明した基本原理に基づい
て構成された回路の動作について説明する。図９はその
出力電流偏差有効成分ΔＩＰ、出力電流偏差無効成分Δ
ＩＱを演算するもので、その動作を図１３のタイミング
チャートを参照して説明する。図１３（ａ）の電圧（ベ
クトル）信号Ｖ_２は反転信号作成回路３７（図９）の入
力信号Ｖに相当し、図１３（ｂ）の電流偏差（ベクト
ル）信号ΔＶ_２１は極性反転回路３８、３９の入力信号
ΔＩに相当する。反転信号作成回路３７は入力信号Ｖ
（Ｖ_２）に基づき、その零点のタイミングから電源配線
７の力率角ψ分だけ遅れて立上がり１８０゜幅のオンオ
フを繰り返す反転信号ＲＣＰ、およびこの反転信号ＲＣ
Ｐから９０゜遅れ同様にオンオフを繰り返す反転信号Ｒ
ＣＱを作成する（図１３（ｃ）（ｅ））。

【００４６】極性反転回路３８は反転信号ＲＣＰがオン
の期間ではその入力信号ΔＩ（ΔＩ_２１）をそのまま、
そして反転信号ＲＣＰがオフの期間ではその入力信号を
極性反転することにより信号ΔＩ_ｐを出力する（図１３
（ｄ））。同様の要領で極性反転回路３９は信号ΔＩ_ｑ
を出力する（図１３（ｆ））。そして、平均化回路４０
および４１はそれぞれ信号ΔＩ_ｐおよびΔＩ_ｑの平均値
である出力電流偏差有効成分ΔＩＰおよび出力電流偏差
無効成分ΔＩＱを出力する（図１３（ｄ）（ｆ））。

【００４７】この内、出力電流偏差有効成分ΔＩＰは図
１０に示す電圧コントローラ２３Ａの減算器２５Ａへの
加算信号となる。これによって、例えば、出力電流Ｉ_２
がＩ_１より小さい場合は、出力電流偏差有効成分ΔＩＰ
がプラスに作用して電圧コントローラ２３Ａは出力電圧
Ｖ_２を増大させる方向に動作する。また、逆に、出力電
流Ｉ_２がＩ_１より大きい場合は、出力電流偏差有効成分
ΔＩＰがマイナスに作用して電圧コントローラ２３Ａは
出力電圧Ｖ_２を減少させる方向に動作する。結果とし
て、両ユニットの出力電流Ｉ_２、Ｉ_１がバランスするこ
とになる。

【００４８】一方、出力電流偏差無効成分ΔＩＱは図１
１に示す制御回路３０Ａの移相回路４４の制御入力信号
となる。これによって、例えば、出力電圧Ｖ_２の位相が
Ｖ_１の位相より遅れている場合は、出力電流偏差無効成
分ΔＩＱがプラスに作用して移相回路４４は位相信号発
生回路４３からの位相信号Ｐ２の位相を進める方向に動
作する。これに伴い、ＰＷＭの変調信号Ｍ１もその位相
が進み出力電圧Ｖ_２の位相も進むことになる。また、逆
に、出力電圧Ｖ_２の位相がＶ_１の位相より進んでいる場
合は、出力電流偏差無効成分ΔＩＱがマイナスに作用し
て移相回路４４は位相信号Ｐ２の位相を遅らせる方向に
動作し、これに伴い出力電圧Ｖ_２の位相が遅れる。結果
として両ユニットの出力電圧Ｖ_２、Ｖ_１の位相のずれが
解消することになる。

【００４９】実施の形態３．図１４はこの発明の実施の形態３における補助電源装置
１６Ｂの内部構成を示す図である。先の形態２の図７の
補助電源装置１６Ａと異なるのは、各ユニットの電力変
換器１０の出力側を所定力率のインピーダンス特性を有
する模擬母線４５で相互に接続し、この模擬母線４５に
流れる電流を検出してその有効成分および無効成分が零
となるよう各ユニットの出力電圧の大きさおよびその位
相を制御する点である。

【００５０】この模擬母線４５は、図１５にも例示する
ように、例えば一定の高抵抗値の抵抗体４６を各ユニッ
トに対応して挿入したもので、この場合は、模擬母線４
５は正確に力率１とみなせることになる。４７は各ユニ
ット毎に模擬母線４５に流れる電流を検出するもので、
その検出値である模擬母線電流信号ＩＢは、各ユニット
の平均値からのずれに相当するものとなる。従って、形
態２（図７、図９）で説明した有効無効成分検出回路３
６の入力として、偏差電流信号ΔＩに替わって上記模擬
母線電流信号ＩＢを入力することにより、全く同様の制
御動作で、出力電流の各ユニット間偏差および出力電圧
の位相の各ユニット間偏差を抑制することが可能とな
る。

【００５１】この場合、負荷電流が現実に流れる電源配
線７と違って、信号のみを扱う模擬母線４５を採用して
出力電流の偏差分を検出するので、その有効、無効成分
の分解時に必要となる力率角ψの設定が容易、正確（上
述の模擬母線４５の例では力率１、即ちψ＝０゜）とな
り、結果として偏差抑制の制御の精度が向上する。

【００５２】なお、起動時は、主回路の接触器１２を投
入する前に装置を起動し、先ず、模擬母線４５に挿入さ
れた模擬母線スイッチ４８を投入することにより、既述
した出力電圧の位相の各ユニット間偏差を零にする同期
調整を行う。そして、同期完了後、主回路の接触器１２
を投入することにより、各ユニットを一斉に起動するこ
とができる。形態２で説明した順次投入では、初号機起
動時に、一旦、全負荷が初号機に接続されるため、編成
内の他のユニットが併入するまでの短時間は過負荷運転
を見込む必要があるが、本実施の形態３では、編成内の
全ユニットが一斉に起動できる為、以上の過負荷容量を
見込む必要が無く、その分、経済性、コンパクト性に優
れた装置を得ることができる利点がある。

【００５３】実施の形態４．図１６はこの発明の実施の形態４における補助電源装置
１６Ｃの内部構成を示す図である。先の形態３（図１
４）と異なるところは、主として、その起動動作に係る
部分のみであるので、以下、この関係部分を中心に説明
する。図１６において、４９は一端が編成内に設けられ
た制御電源５０に接続された一斉起動リレー（この動作
条件は後述する）であり、この一斉起動リレー４９の他
端は起動信号線５１により他ユニットのそれと接続され
るとともに、自ユニットの制御回路３０Ｃに接続されて
いる。

【００５４】図１７はこの制御回路３０Ｃの内部構成を
示す図である。図において、先の制御回路３０Ａ（図１
１）と異なるのは位相信号発生回路４３の起動ないしリ
セットに係る構成のみである。即ち、一斉起動リレー４
９の他端、従って起動信号線５１に抵抗負担５２が接続
されており、更にこの抵抗負担５２の電圧で動作する電
圧リレー５３が設けられている。そして、起動動作が開
始された後、電圧リレー５３の電圧検出出力の立下がり
のトリガーにして位相信号発生回路４３が位相信号Ｐ２
を発生する。

【００５５】次に、一斉起動の動作を図１８、１９を参
照して説明する。先ず、図１８は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３
ユニットにおける制御電源５０および各一斉起動リレー
４９、電圧リレー５３の接続状態を示す図である。図１
９は起動の動作を説明するためのタイミングチャートで
ある。起動にあたって先ず、制御電源５０が立上がる
（図１９（ａ））。具体的には図示しない制御電源５０
の回路の接触器が投入される。次に、入力電源、具体的
には、図３で説明した変圧器１８の２次側の接触器が投
入される（図１９（ｂ））。

【００５６】一斉起動リレー４９はこの「制御電源入」
と「入力電源入」とのＡＮＤ条件で閉路するよう構成さ
れている。従って、各ユニットの一斉起動リレー４９は
一斉に閉路状態となる（図１９（ｃ）〜（ｅ））。各ユ
ニットの電力変換器１０では、上記条件が成立した後、
コンバータ１９のスイッチング素子の位相制御を進めて
その出力電圧をソフトスタートで立上がらせ、コンデン
サ２０を規定電圧まで充電する。このコンデンサ２０の
電圧が規定値に達すると、インバータ２１の運転が可能
となる。一斉起動リレー４９は、このコンデンサ２０の
電圧が規定値に達したことを条件に開路するよう構成さ
れている。

【００５７】ところで、このコンデンサ２０の電圧の立
上がり速度は、各ユニットの変圧器１８、コンバータ１
９およびコンデンサ２０の特性差や更には立上げ制御動
作のバラツキ等によりユニット間で必ずしも同一とはな
らず、結果として、一斉起動リレー４９の開路タイミン
グにバラツキが存在する（図１９（ｃ）〜（ｅ））。
しかるに、一斉起動リレー４９の他端（図１８のＡ点）
は起動信号線５１により引き通しされているので、この
Ａ点の電位は、すべてのユニットの一斉起動リレー４９
が開路したタイミング、言い換えれば、最後に動作する
一斉起動リレー４９の開路のタイミングで制御電源５０
と切り離され零に立下がる（図１９（ｆ））。

【００５８】従って、各ユニットの制御回路３０Ｃに設
けられた電圧リレー５３はこの電圧立下がりのタイミン
グを検出してその信号を位相信号発生回路４３に送出す
る。各ユニットの位相信号発生回路４３は電圧リレー５
３からの信号をトリガーに同一位相の位相信号Ｐ２を発
生する。実際には、接触器１２の投入のための時間等を
考慮して、Ａ点電位の電圧立下がりのタイミングから一
定時間Ｔ_０経過後位相信号Ｐ２を出力するようにしてい
るが、各ユニットが同一位相で起動可能なことは変わり
はない。

【００５９】以上のように、この実施の形態４では、起
動のための特別の指令センターを設ける必要がなく、し
かも、そのときどきの編成を構成する各ユニットの特性
（コンデンサ２０の立上げ時間特性等）に合致した必要
最少限の時間で起動動作を完了させることができる。な
お、以上の図１６〜１８では、リレーを使用したが、Ａ
ＮＤ、ＯＲ等の論理回路を使用して同様の動作を行わせ
るようにしてもよい。

【００６０】また、上記各実施の形態における、出力電
流のユニット間偏差の抑制制御および出力電圧の位相の
ユニット間偏差の抑制制御の構成は、必ずしも各実施の
形態で説明した組合せのものとする必要はなく、個々の
具体的な条件等を勘案して任意に組み合わせることがで
きる。例えば、実施の形態２では、出力電流の偏差の抑
制制御として、出力電流偏差有効成分を零とする方式を
採用したが、これを実施の形態１で説明した電流垂下特
性を利用した方式に置き換えてもよい。

【００６１】また、上記各実施の形態の電力変換器は、
交流の入力電源を一旦直流に変換しこの直流電力を所定
の交流電力に変換して負荷に供給する方式としたが、こ
の発明はこれに限らず、例えば直流の入力電源を直接、
所定の交流電力に変換して負荷に供給する方式等、他の
種類の方式のもの、更には、車両に搭載する構成でない
ものに適用してもよく同等の効果を奏する。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る電源装置
は、各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷
母線を介して負荷に交流電力を供給するようにし、電力
変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑制する
位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出力電流の
ユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制手段を備
え、上記位相偏差抑制手段は位相基準信号を発生する位
相指令回路を備え、各電力変換器では上記位相基準信号
に基づき当該ユニットの電力変換器の出力電圧の位相を
制御することにより、上記電力変換器の出力電圧の位相
のユニット間の偏差を抑制するようにしたので、簡単な
構成で出力電圧の位相のユニット間偏差を抑制して各電
力変換器の並列運転を確実に実現することができる。

【００６３】また、請求項２に係る電源装置は、入力電
源の電力を所定の交流電力に変換して負荷に供給する複
数ユニットの電力変換器を備えた電源装置において、上
記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷母
線を介して上記負荷に交流電力を供給するようにし、上
記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑
制する位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出力
電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制手
段を備え、その各電力変換器毎に、自己ユニットの出力
電流と隣接ユニットの電力変換器の出力電流との偏差を
検出する出力電流偏差検出回路、および上記電力変換器
の出力電圧に対し負荷母線の力率により定まる電流基準
位相と９０度ずれた、上記出力電流偏差検出値の無効成
分を検出する出力電流偏差無効成分検出回路を備え、各
電力変換器では上記出力電流偏差無効成分検出値が零と
なるよう当該ユニットの電力変換器の出力電圧の位相を
制御することにより、上記電力変換器の出力電圧の位相
のユニット間の偏差を抑制するようにしたので、簡単な
構成で出力電圧の位相のユニット間偏差を抑制して各電
力変換器の並列運転を確実に実現することができる。

【００６４】また、請求項３に係る電源装置は、入力電
源の電力を所定の交流電力に変換して負荷に供給する複
数ユニットの電力変換器を備えた電源装置において、上
記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷母
線を介して上記負荷に交流電力を供給するようにし、上
記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑
制する位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出力
電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制手
段を備え、その各電力変換器の出力側を、所定力率のイ
ンピーダンス特性を有する模擬母線で相互に接続すると
ともに、上記各電力変換器毎に、上記模擬母線に流れる
模擬母線電流信号を検出する模擬母線電流検出回路、お
よび上記電力変換器の出力電圧に対し上記模擬母線の力
率により定まる模擬電流基準位相と９０度ずれた、上記
模擬母線電流検出値の無効成分を検出する模擬母線電流
無効成分検出回路を備え、各電力変換器では上記模擬母
線電流無効成分検出値が零となるよう当該ユニットの電
力変換器の出力電圧の位相を制御することにより、上記
電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑制
するようにしたので、簡単な構成で出力電圧の位相のユ
ニット間偏差を抑制して各電力変換器の並列運転を確実
に実現することができる。

【００６５】また、請求項４に係る電源装置は、その各
電力変換器の出力電流を検出し、この出力電流検出値の
増減に応じて当該電力変換器の出力電圧を減増調整する
出力電圧調整回路を設けて電流垂下特性をもたせること
により、上記電力変換器の出力電流のユニット間の偏差
を抑制するようにしたので、簡単な構成で、出力電流の
ユニット間偏差を抑制して各電力変換器の並列運転を確
実に実現することができる。

【００６６】また、請求項５に係る電源装置は、その各
電力変換器の出力側に所定のインピーダンス値を有する
インピーダンス要素を挿入して電流垂下特性をもたせる
ことにより、上記電力変換器の出力電流のユニット間の
偏差を抑制するようにしたので、簡単な構成で、出力電
流のユニット間偏差を抑制して各電力変換器の並列運転
を確実に実現することができる。

【００６７】また、請求項６に係る電源装置は、その各
電力変換器毎に、自己ユニットの出力電流と隣接ユニッ
トの電力変換器の出力電流との偏差を検出する出力電流
偏差検出回路、および上記電力変換器の出力電圧に対し
負荷母線の力率により定まる電流基準位相と同相の、上
記出力電流偏差検出値の有効成分を検出する出力電流偏
差有効成分検出回路を備え、各電力変換器では上記出力
電流偏差有効成分検出値が零となるよう当該ユニットの
電力変換器の出力電圧の大きさを制御することにより、
上記電力変換器の出力電流のユニット間の偏差を抑制す
るようにしたので、簡単な構成で、出力電流のユニット
間偏差を抑制して各電力変換器の並列運転を確実に実現
することができる。

【００６８】また、請求項７に係る電源装置は、その各
電力変換器の出力側を、所定力率のインピーダンス特性
を有する模擬母線で相互に接続するとともに、上記各電
力変換器毎に上記模擬母線に流れる模擬母線電流信号を
検出する模擬母線電流検出回路、および上記電力変換器
の出力電圧に対し上記模擬母線の力率により定まる模擬
電流基準位相と同相の、上記模擬母線電流検出値の有効
成分を検出する模擬母線電流有効成分検出回路を備え、
各電力変換器では上記模擬母線電流有効成分検出値が零
となるよう当該ユニットの電力変換器の出力電圧の大き
さを制御することにより、上記電力変換器の出力電流の
ユニット間の偏差を抑制するようにしたので、簡単な構
成で、出力電流のユニット間偏差を抑制して各電力変換
器の並列運転を確実に実現することができる。

【００６９】請求項８に係る電源装置の起動方法は、負
荷母線の電圧を検出する負荷母線電圧検出手段を備え、
先ず、複数の電力変換器の内１台を単独起動させ上記負
荷母線に出力電圧を供給し、しかる後、他の残りの電力
変換器を、上記負荷母線電圧検出値の位相情報に基づき
出力電圧を制御して起動するようにしたので、簡単な構
成で、複数ユニットの電力変換器を円滑に起動させるこ
とができる。

【００７０】請求項９に係る電源装置の起動方法は、各
電力変換器毎に、起動開始後電圧出力準備完了時点を検
出する電圧出力準備完了検出手段および出力電圧の位相
制御基準となる位相基準信号を発生する位相指令回路を
備え、上記各電圧出力準備完了検出手段の内、最後に動
作するものの検出タイミングで上記各位相指令回路の位
相基準信号をリセットして互いに位相を一致させ、その
後、上記各電力変換器の出力電圧を上記負荷母線に供給
するようにしたので、必要最少限の時間で、複数ユニッ
トの電力変換器の一斉起動を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における車両用補助
電源装置を搭載した車両編成システムを示す図である。

【図２】図１の補助電源装置１６の内部構成を示す図
である。

【図３】図２の電力変換器１０の内部構成を示す図で
ある。

【図４】図２の電圧コントローラ２３の内部構成を示
す図である。

【図５】電流垂下特性を説明するための図である。

【図６】図２の制御回路３０の内部構成を示す図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態２における補助電源装
置１６Ａの構成を示す図である。

【図８】出力電流の偏差を検出する要領を示す図であ
る。

【図９】図７の有効無効成分検出回路３６の内部構成
を示す図である。

【図１０】図７の電圧コントローラ２３Ａの内部構成
を示す図である。

【図１１】図７の制御回路３０Ａの内部構成を示す図
である。

【図１２】図７の補助電源装置１６Ａの制御動作の基
本原理を説明するためのベクトル図である。

【図１３】有効無効成分検出回路３６の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。

【図１４】この発明の実施の形態３における補助電源
装置１６Ｂの構成を示す図である。

【図１５】図１４の模擬母線４５の構成を示す図であ
る。

【図１６】この発明の実施の形態４における補助電源
装置１６Ｃの構成を示す図である。

【図１７】図１６の制御回路３０Ｃの内部構成を示す
図である。

【図１８】実施の形態４における各ユニット間の接続
状態を示す図である。

【図１９】実施の形態４における起動の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。

【図２０】従来の車両用補助電源装置を搭載した車両
編成システムを示す図である。

【図２１】図２０の補助電源装置４の内部構成を示す
図である。

【符号の説明】

１車両、２架線、５出力配線、６負荷機器、７
電源配線、１０電力変換器、１３電圧検出器、１
６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ補電源装置、１７信号
引き通し線、２２電流検出器、２３，２３Ａ電圧コ
ントローラ、２５，２５Ａ減算器、２７減算器、２
８垂下量発生器、２９位相指令回路、３０，３０
Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ制御回路、３５出力電流偏差検
出回路、３６有効無効成分検出回路、３７反転信号
作成回路、３８，３９極性反転回路、４０，４１平
均化回路、４３位相信号発生回路、４４移相回路、
４５模擬母線、４７電流検出器、４９一斉起動リ
レー、５０制御電源、５１起動信号線、５２抵抗
負担、５３電圧リレー、Ｐ１位相基準信号、Ｖ出
力電圧信号、Ｉ出力電流信号、Ｖ２電圧制御信号、
Ｓ１スイッチング信号、Ｖａ垂下量、Ｖ^＊出力電
圧指令信号、ΔＩ出力電流偏差信号、ΔＩＰ出力電
流偏差有効成分、ΔＩＱ出力電流偏差無効成分、ψ
力率角。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力電源の電力を所定の交流電力に変換
して負荷に供給する複数ユニットの電力変換器を備えた
電源装置において、上記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷
母線を介して上記負荷に交流電力を供給するようにし、
上記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を
抑制する位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出
力電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制
手段を備え、上記位相偏差抑制手段は位相基準信号を発
生する位相指令回路を備え、各電力変換器では上記位相
基準信号に基づき当該ユニットの電力変換器の出力電圧
の位相を制御することにより、上記電力変換器の出力電
圧の位相のユニット間の偏差を抑制するようにしたこと
を特徴とする電源装置。
【請求項２】入力電源の電力を所定の交流電力に変換
して負荷に供給する複数ユニットの電力変換器を備えた
電源装置において、上記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷
母線を介して上記負荷に交流電力を供給するようにし、
上記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を
抑制する位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出
力電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制
手段を備え、上記各電力変換器毎に、自己ユニットの出
力電流と隣接ユニットの電力変換器の出力電流との偏差
を検出する出力電流偏差検出回路、および上記電力変換
器の出力電圧に対し負荷母線の力率により定まる電流基
準位相と９０度ずれた、上記出力電流偏差検出値の無効
成分を検出する出力電流偏差無効成分検出回路を備え、
各電力変換器では上記出力電流偏差無効成分検出値が零
となるよう当該ユニットの電力変換器の出力電圧の位相
を制御することにより、上記電力変換器の出力電圧の位
相のユニット間の偏差を抑制するようにしたことを特徴
とする電源装置。
【請求項３】入力電源の電力を所定の交流電力に変換
して負荷に供給する複数ユニットの電力変換器を備えた
電源装置において、上記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷
母線を介して上記負荷に交流電力を供給するようにし、
上記電力変換器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を
抑制する位相偏差抑制手段、および上記電力変換器の出
力電流のユニット間の偏差を抑制する出力電流偏差抑制
手段を備え、上記各電力変換器の出力側を、所定力率の
インピーダンス特性を有する模擬母線で相互に接続する
とともに、上記各電力変換器毎に、上記模擬母線に流れる模擬母線
電流信号を検出する模擬母線電流検出回路、および上記
電力変換器の出力電圧に対し上記模擬母線の力率により
定まる模擬電流基準位相と９０度ずれた、上記模擬母線
電流検出値の無効成分を検出する模擬母線電流無効成分
検出回路を備え、各電力変換器では上記模擬母線電流無
効成分検出値が零となるよう当該ユニットの電力変換器
の出力電圧の位相を制御することにより、上記電力変換
器の出力電圧の位相のユニット間の偏差を抑制するよう
にしたことを特徴とする電源装置。
【請求項４】各電力変換器の出力電流を検出し、この
出力電流検出値の増減に応じて当該電力変換器の出力電
圧を減増調整する出力電圧調整回路を設けて電流垂下特
性をもたせることにより、上記電力変換器の出力電流の
ユニット間の偏差を抑制するようにしたことを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】各電力変換器の出力側に所定のインピー
ダンス値を有するインピーダンス要素を挿入して電流垂
下特性をもたせることにより、上記電力変換器の出力電
流のユニット間の偏差を抑制するようにしたことを特徴
とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】各電力変換器毎に、自己ユニットの出力
電流と隣接ユニットの電力変換器の出力電流との偏差を
検出する出力電流偏差検出回路、および上記電力変換器
の出力電圧に対し負荷母線の力率により定まる電流基準
位相と同相の、上記出力電流偏差検出値の有効成分を検
出する出力電流偏差有効成分検出回路を備え、各電力変
換器では上記出力電流偏差有効成分検出値が零となるよ
う当該ユニットの電力変換器の出力電圧の大きさを制御
することにより、上記電力変換器の出力電流のユニット
間の偏差を抑制するようにしたことを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】各電力変換器の出力側を、所定力率のイ
ンピーダンス特性を有する模擬母線で相互に接続すると
ともに、上記各電力変換器毎に上記模擬母線に流れる模擬母線電
流信号を検出する模擬母線電流検出回路、および上記電
力変換器の出力電圧に対し上記模擬母線の力率により定
まる模擬電流基準位相と同相の、上記模擬母線電流検出
値の有効成分を検出する模擬母線電流有効成分検出回路
を備え、各電力変換器では上記模擬母線電流有効成分検
出値が零となるよう当該ユニットの電力変換器の出力電
圧の大きさを制御することにより、上記電力変換器の出
力電流のユニット間の偏差を抑制するようにしたことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電源装
置。
【請求項８】入力電源の電力を所定の交流電力に変換
して負荷に供給する複数ユニットの電力変換器を備え、
上記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷
母線を介して上記負荷に交流電力を供給する電源装置の
起動方法において、上記負荷母線の電圧を検出する負荷母線電圧検出手段を
備え、先ず、上記複数の電力変換器の内１台を単独起動
させ上記負荷母線に出力電圧を供給し、しかる後、他の
残りの電力変換器を、上記負荷母線電圧検出値の位相情
報に基づき出力電圧を制御して起動するようにしたこと
を特徴とする電源装置の起動方法。
【請求項９】入力電源の電力を所定の交流電力に変換
して負荷に供給する複数ユニットの電力変換器を備え、
上記各電力変換器の出力側を負荷母線に接続し上記負荷
母線を介して上記負荷に交流電力を供給する電源装置の
起動方法において、各電力変換器毎に、起動開始後電圧出力準備完了時点を
検出する電圧出力準備完了検出手段および出力電圧の位
相制御基準となる位相基準信号を発生する位相指令回路
を備え、上記各電圧出力準備完了検出手段の内、最後に
動作するものの検出タイミングで上記各位相指令回路の
位相基準信号をリセットして互いに位相を一致させ、そ
の後、上記各電力変換器の出力電圧を上記負荷母線に供
給するようにしたことを特徴とする電源装置の起動方
法。