JP5630236B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電媒体としてフライホイールを備えた蓄電装置に関するものである。 The present invention relates to a power storage device including a flywheel as a power storage medium.
従来、フライホイールを備えた蓄電装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。その蓄電装置を用いた無停電電源装置では、通常時は蓄電装置内のフライホイール付ロータを有する三相誘導発電電動機に電力を供給してフライホイールを回転させ、フライホイールに回転エネルギーを蓄え、停電時はフライホイールの回転エネルギーを電気エネルギーに変換して外部負荷に電力を供給するようにしている。 Conventionally, a power storage device including a flywheel has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In an uninterruptible power supply using the power storage device, power is normally supplied to a three-phase induction generator motor having a rotor with a flywheel in the power storage device, the flywheel is rotated, and rotational energy is stored in the flywheel. During a power outage, the rotational energy of the flywheel is converted into electrical energy to supply power to the external load.
通常、フライホイールを回転させる三相誘導発電電動機に可変周波数の交流を供給するインバータの直流母線間の電圧、すなわち、直流リンク電圧は、一定に保たれているが、何らかの理由(例えば負荷からの回生エネルギー)で直流リンク電圧が上昇した場合、インバータは保護機能により過電圧停止してしまうという問題がある。過電圧を防止するため、直流リンク部のエネルギーを処理する方法として、従来から提案されている方式がいくつかある。(1)回生エネルギーを商用系統の交流電源に戻す。しかしながら、この方式では、交流電源に接続されたAC/DCコンバータを可逆性とするために、スイッチング素子や制御回路を必要とする。また、交流電源が停電した際には、直流リンク部のエネルギーを交流電源に戻すことができなくなる。(2)直流リンク部に過電圧防止専用の負荷を設けてエネルギーを消費させる。しかしながら、この方式では、交流電源の停電時に、直流リンク電圧の上昇を抑えることができるが、スイッチング素子や制御回路を必要とする。 Usually, the voltage between the DC buses of the inverter supplying the variable frequency alternating current to the three-phase induction motor that rotates the flywheel, that is, the DC link voltage is kept constant, but for some reason (for example, from the load When the DC link voltage rises due to regenerative energy, there is a problem that the inverter stops overvoltage due to the protection function. In order to prevent overvoltage, there are several methods conventionally proposed as methods for processing the energy of the DC link unit. (1) Return the regenerative energy to a commercial AC power source. However, this method requires a switching element and a control circuit in order to make the AC / DC converter connected to the AC power source reversible. In addition, when the AC power supply fails, the energy of the DC link portion cannot be returned to the AC power supply. (2) Provide a dedicated load for preventing overvoltage in the DC link unit to consume energy. However, this method can suppress an increase in the DC link voltage during a power failure of the AC power supply, but requires a switching element and a control circuit.
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、インバータが過電圧停止することを防止することができる蓄電装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power storage device that can prevent an inverter from being overvoltage stopped.
本発明に係る蓄電装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
本発明の蓄電装置は、フライホイールと、前記フライホイールに結合された発電電動機と、交流側が前記発電電動機に接続され直流側が直流リンク部に接続されたインバータとを備え、前記インバータから前記発電電動機に可変周波数の交流を供給して前記フライホイールの回転数を制御することにより、前記直流リンク部と電気エネルギーの授受を行う蓄電装置であって、前記インバータは、前記直流リンク部の電圧を検出する電圧検出器と、前記電圧検出器からの検出電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記直流リンク部の電圧指令値を第1の電圧指令値と前記第1の電圧指令値より大きい第2の電圧指令値とのいずれかに設定する電圧指令値設定部と、前記電圧検出器からの検出電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記フライホイールの回転数の最大回転数を第1の最大回転数と前記第1の最大回転数より大きい第2の最大回転数とのいずれかに設定する最大回転数設定部とを備え、前記電圧指令値設定部は、前記直流リンク部の電圧指令値を前記第1の電圧指令値として動作している時、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の電圧指令値より大きい第1の所定値以上の場合は、前記直流リンク部の電圧指令値を、前記第2の電圧指令値に切り替え、前記最大回転数設定部は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を前記第1の最大回転数として動作している時、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上の場合は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を、前記第2の最大回転数に切り替えることを特徴とする。
また、本発明の蓄電装置は、上記の構成において、前記電圧指令値設定部が、前記直流リンク部の電圧指令値を前記第2の電圧指令値として動作している時、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下である時は、前記直流リンク部の電圧指令値を前記第1の電圧指令値に切り替え、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下でない時は、前記直流リンク部の電圧指令値を変更せず、前記最大回転数設定部は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を前記第2の最大回転数として動作している時、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下である時は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を前記第1の最大回転数に切り替え、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下でない時は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を変更しないことを特徴とする。
また、本発明の蓄電装置は、上記の構成において、前記第1の所定値が、前記第1の電圧指令値以上であり、前記インバータが停止する過電圧値以下であることを特徴とする。
また、本発明の蓄電装置は、フライホイールと、前記フライホイールに結合された発電電動機と、交流側が前記発電電動機に接続され直流側が直流リンク部に接続されたインバータとを備え、前記インバータから前記発電電動機に可変周波数の交流を供給して前記フライホイールの回転数を制御することにより、前記直流リンク部と電気エネルギーの授受を行う蓄電装置であって、前記インバータが、前記直流リンク部に接続される負荷から回生エネルギーが発生すると、前記直流リンク部の電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記直流リンク部の電圧指令値が第1の電圧指令値から前記第1の電圧指令値より大きい第2の電圧指令値に設定され、前記直流リンク部の電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記フライホイールの回転数の最大回転数が第1の最大回転数から前記第1の最大回転数より大きい第2の最大回転数に設定されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a power storage device according to the present invention is configured as follows.
The power storage device of the present invention includes a flywheel, a generator motor coupled to the flywheel, and an inverter having an AC side connected to the generator motor and a DC side connected to a DC link unit, from the inverter to the generator motor A power storage device that exchanges electric energy with the DC link unit by supplying AC of variable frequency to control the rotational speed of the flywheel, wherein the inverter detects the voltage of the DC link unit a voltage detector which, based on the rotational speed of the detection voltage from said voltage detector the flywheel, the voltage command value of the DC link portion from the first voltage command value and the first voltage command value big and the second voltage command value setting portion for setting to one of a voltage command value, to the detection voltage from said voltage detector and the rotational speed of the flywheel Zui and, the maximum rotational speed setting unit for setting to one of the maximum rotation speed rpm Maximum rotation speed of the first maximum speed and said first maximum rotational speed greater than the second of the flywheel The voltage command value setting unit operates when the voltage command value of the DC link unit is used as the first voltage command value, and the detected voltage from the voltage detector is greater than the first voltage command value. When the value is larger than the first predetermined value, the voltage command value of the DC link unit is switched to the second voltage command value, and the maximum rotation number setting unit sets the maximum rotation number of the flywheel rotation number. When operating at the first maximum rotational speed, if the detected voltage from the voltage detector is equal to or greater than the first predetermined value, the maximum rotational speed of the flywheel is set to the second rotational speed. It is characterized by switching to the maximum rotation speed .
Further, the power storage device of the present invention, when the above configuration odor Te, the voltage command value setting unit is operating a voltage command value of the DC link section as said second voltage command value, before Symbol voltage detection When the detected voltage from the detector is not equal to or higher than the first predetermined value and the rotational speed of the flywheel is equal to or lower than the first maximum rotational speed , the voltage command value of the DC link unit is set to the first voltage command. switch to a value, when the detected voltage from the voltage detector is not less than the maximum number of revolutions speed of the first of said first of said flywheel, not more than a predetermined value, a voltage command value of the DC link section Without changing , when the maximum rotational speed setting unit is operating with the maximum rotational speed of the flywheel as the second maximum rotational speed, the detected voltage from the voltage detector is the first rotational speed. If the flywheel is not above the predetermined value When the rotation speed is equal to or less than the first maximum rotation speed, the maximum rotation speed of the flywheel is switched to the first maximum rotation speed, and the detection voltage from the voltage detector is set to the first maximum rotation speed. When the rotational speed of the flywheel is not equal to or greater than a predetermined value and is not less than or equal to the first maximum rotational speed, the maximum rotational speed of the flywheel is not changed .
The power storage device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the first predetermined value is equal to or greater than the first voltage command value and equal to or less than an overvoltage value at which the inverter stops .
The power storage device of the present invention includes a flywheel, a generator motor coupled to the flywheel, and an inverter having an AC side connected to the generator motor and a DC side connected to a DC link unit. A power storage device that exchanges electric energy with the DC link unit by supplying variable frequency AC to a generator motor and controlling the rotational speed of the flywheel, wherein the inverter is connected to the DC link unit When regenerative energy is generated from the load that is generated, the voltage command value of the DC link unit is changed from the first voltage command value to the first voltage command based on the voltage of the DC link unit and the rotational speed of the flywheel. Is set to a second voltage command value that is greater than the value, and based on the voltage of the DC link unit and the rotational speed of the flywheel, Wherein the maximum rotation speed rotation speed of the Lee wheel is set to the first maximum rotation maximum rotation speed of the first maximum rotational speed greater than the second from the number of.
本発明によれば、インバータが過電圧停止することを防止することができる蓄電装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrical storage apparatus which can prevent that an inverter carries out an overvoltage stop can be provided.
以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を添付図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の本実施形態に係る蓄電装置を用いた電源装置の構成を示すブロック図である。電源装置10は、商用系統の交流電源11を接続するための交流入力端子12と、負荷13を接続するための交流出力端子14と、交流電源11から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンク部15に供給するAC/DCコンバータ16と、直流リンク部15に接続された蓄電装置17と、直流リンク部15に供給される直流電力を所望の交流電力に変換して負荷13に供給するDC/ACコンバータ18と、直流リンク部15に接続された直流出力端子25と、を備えている。また、直流出力端子25には、負荷19が接続されている。蓄電装置17は、インバータ20とフライホイール21とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power supply device using a power storage device according to this embodiment of the present invention. The
図2は、蓄電装置17を示すブロック図である。インバータ20は、フライホイール(FW)に結合された発電電動機(図示していないが、同期機、誘導機など)に可変周波数の交流を供給してフライホイールの回転数を制御するものであり、インバータ回路22と制御部23と電圧検出器27とからなる。インバータ回路22は、三相ブリッジ構成のスイッチング回路であり、配線24によって直流リンク部15に接続され、配線26によってフライホイール21に接続されている。また、配線24には、配線24の電圧、すなわち、直流リンク部15(図1参照)の電圧(直流リンク電圧)を検出する電圧検出器27が設けられている。フライホイール21は、フライホイールとフライホイールの回転軸に結合された発電電動機とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing the
制御部23は、電圧検出器27で検出される電圧値とスイッチ制御部28によって制御されるスイッチ29により選択された2つの電圧指令値Vdc1*(第1の電圧指令値)とVdc2*(第2の電圧指令値)のうちいずれかとの偏差を演算する偏差演算部30と、その偏差に基づいてPID制御を行うPID制御部31を備えている。また、PID制御部31の後段には、スイッチ制御部32によって制御されるスイッチ33により選択された2つのフライホイール最大回転数N1(第1の最大回転数)、N2(第2の最大回転数)のうちいずれかによってフライホイールの回転数を制限するリミッタ34を設けている。そして、PID制御部31からの出力は、リミッタ34を通してPWM制御部35に入力され、PWM制御部35によってインバータ回路22のスイッチング動作が制御され、フライホイール21に可変周波数の交流が供給され、フライホイールの回転数が制御される。また、スイッチ制御部28は、電圧検出器27からの検出電圧とリミッタ34からの信号(フライホイールの回転数)とに基づいて、スイッチ29を制御し、電圧指令値Vdc1*又は電圧指令値Vdc2*のいずれかを選択して偏差演算部30に出力する。スイッチ制御部32は、電圧検出器27からの検出電圧とリミッタ34からの信号(フライホイールの回転数)とに基づいて、スイッチ33を制御し、最大回転数N1又は最大回転数N2のいずれかを選択してリミッタ34に出力する。また、スイッチ制御部28、スイッチ29、電圧指令値Vdc1*及び電圧指令値Vdc2*は、電圧指令値設定部36を構成し、スイッチ制御部32、スイッチ33、最大回転数N1及び最大回転数N2は、最大回転数設定部37を構成する。詳しくは図3のフローチャートによって説明する。
The
以上の構成を有する本実施形態の蓄電装置17は、直流リンク電圧を一定以上の値に保つ蓄電装置であり、直流リンク電圧が過電圧防止電圧レベル(第1の所定値)以上に上昇した場合に、フライホイール21を駆動するインバータ20が過電圧停止することを防止する制御方式を有している。本方式は、直流リンク部15における過電圧の要因となるエネルギー(回生エネルギーなど)をフライホイール21で吸収し、過電圧を防止する。本方式の特徴として下記の点がある。(1)追加のスイッチング素子や、制御回路を必要としない。(2)過電圧防止機能は、インバータ20で自動的に行うため、外部からの制御信号を必要としない。(3)通常動作時のフライホイール最大回転数N1と、過電圧防止動作時のフライホイール最大回転数N2をそれぞれ持つ。すなわち、フライホイール回転数の上限リミッタが2種類ある。(4)通常動作時の電圧指令値Vdc1*と、過電圧防止動作時の電圧指令値Vdc2*のそれぞれを持つ。(5)フライホイール最大回転数N2の時の回転エネルギーと、フライホイール最大回転数N1の時の回転エネルギーの差が、過電圧防止のために吸収できるエネルギー量となる。
The
そして、直流リンク電圧を上昇させる原因となるエネルギー(負荷13,19からの回生エネルギー)を、フライホイール21に貯蔵し、直流リンク部15の電圧の上昇を抑える。このエネルギー貯蔵のために、通常動作時はフライホイール21を最大回転数より、やや低い値で制御する。通常動作時のフライホイール回転数は、負荷13,19から回生されるエネルギー量を考慮し。決定する。
Then, the energy that causes the DC link voltage to increase (regenerative energy from the
それにより、直流リンク部15の電圧が安定し、フライホイール21を駆動するインバータ20、および、直流リンク部15に接続された他の機器の過電圧停止を防止する。貯蔵された回生エネルギーは、再度負荷13,19に供給されるため、エネルギーのムダが少なくなる。
Thereby, the voltage of the
次に、本発明の本実施形態に係る蓄電装置17の動作を説明する。
Next, operation | movement of the
(直流リンク電圧の一定制御)
インバータ20は、直流リンク電圧を一定値(電圧指令値Vdc1*またはVdc2*)に保つように、フライホイール21の制御を行う。この直流リンク電圧は、電圧検出器27によって検出される。
(Constant control of DC link voltage)
The
直流リンク電圧が高い場合は、フライホイール21の回転数を上昇させ、フライホイール21に回転エネルギーを蓄え、直流リンク電圧が下がるように制御する。直流リンク電圧が低い場合は、フライホイール21の回転数を減少させ、フライホイール21から電気エネルギーを取り出し、直流リンク電圧を上げるように制御する(一般的なPID処理)。
When the DC link voltage is high, the rotational speed of the
(過電圧防止動作)
フライホイール21を駆動するインバータ20に、フライホイール21の最大回転数(回転数の上限リミッタ)を2つ設定する。それぞれの上限の最大回転数を、N1,N2とする。また、フライホイール21の下限回転数をN0とする。
(Overvoltage prevention operation)
Two
N0は、フライホイール21から電気エネルギーを取り出せる最低回転数である。N1は、通常動作時のフライホイール最大回転数である。N2は、過電圧防止動作時のフライホイール最大回転数である。N2は、N1より大きい値(N2>N1)とする。N1とN2の差が、過電圧防止のために、フライホイール21に蓄積できるエネルギー量となる。
N0 is the minimum rotational speed at which electrical energy can be extracted from the
交流電源11が正常な通常動作時、インバータ20に入力される直流リンク電圧を、通常電圧(VdcS)とする。また、インバータ20が過電圧防止動作を開始するレベルを、過電圧防止電圧レベル(VcdSV)とする。インバータ20が制御する直流リンク電圧の目標値、Vdc1*、Vdc2*を設定する。Vdc1*は、通常動作時の直流リンク電圧目標値を設定する。Vdc2*は、過電圧保護動作時の直流リンク電圧目標値を設定する。これらの電圧は、次のような関係で設定する。Vdc1*<VdcS<Vdc2*<VdSV
When the
(動作の解説)
蓄電装置の動作を図3のフローチャートと図4の状態遷移図によって説明する。
(Explanation of operation)
The operation of the power storage device will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the state transition diagram of FIG.
まず、図3のフローチャートによって説明する。 First, the flowchart of FIG. 3 will be described.
ステップS11:スイッチ制御部28とスイッチ制御部32は、電圧検出器27によって検出された電圧検出値が過電圧防止電圧VdcSV(第1の所定値)以上か否か判断する。もし、電圧検出値が過電圧防止電圧VdcSVより小さければ、ステップS12を実行し、もし、電圧検出値が過電圧防止電圧VdcSV以上であれば、ステップS15を実行する。
ステップS12:スイッチ制御部28とスイッチ制御部32は、リミッタ34から出力される信号からフライホイール21の回転数がN1(第2の所定値)以下か否か判断する。もし、フライホイール21の回転数がN1以下であれば、ステップS13を実行する。もし、フライホイール21の回転数がN1より大きければ、ステップS14を実行する。
ステップS13:スイッチ制御部32は、スイッチ33により、最大回転数リミッタをN1に設定する。また、スイッチ制御部28は、スイッチ29により電圧指令値をVdc1*に設定する。そして、リターンする。
ステップS14:スイッチ制御部32は、スイッチ33により現在の最大回転数リミッタを維持する。また、スイッチ制御部28は、スイッチ29を現在の電圧指令値を維持する。そして、リターンする。
ステップS15:スイッチ制御部32は、スイッチ33により、最大回転数リミッタをN2に設定する。また、スイッチ制御部28は、スイッチ29により、電圧指令値をVdc2*に設定する。そして、リターンする。
Step S11: The
Step S12: The
Step S13: The
Step S14: The
Step S15: The
次に、図4の状態遷移図によって説明する。図4(a)は、フライホイール21の回転数の変化を示す図であり、図4(b)は、直流リンク電圧を示す図である。
Next, the state transition diagram of FIG. 4 will be described. FIG. 4A is a diagram showing a change in the rotational speed of the
(状態1)準備動作
フライホイール21が静止した状態から、下限回転数N0を超えるまでの状態。フライホイールを一定回転数まで加速させる(図4のT1の範囲)。
(State 1) Preparatory operation A state from the state where the
(状態2)直流リンク電圧一定制御状態1
直流リンク電圧がVdc1*になるように、フライホイール21の回転数を制御する。交流電源11から直流リンク電圧VdcSが供給されている場合、Vdc1*<VdcSのため、フライホイール21の回転数は上昇する。交流電源11の容量に比べ、インバータ20の容量は十分小さいため、直流リンク電圧は、VdcSのまま変化しない。そのため、フライホイール21の回転数は上昇し続け、N1となる(図4のT2の範囲)。
(State 2) DC link voltage constant control state 1
The rotational speed of the
(状態3)直流リンク電圧一定制御状態2
フライホイール21の回転数がN1の一定の状態で維持される(図4のT3の範囲)。
(State 3) DC link voltage constant control state 2
The rotational speed of the
(状態4)過電圧状態1
フライホイール21の回転数がN1のとき、直流リンク部15に負荷13,19から、エネルギー回生があった場合、フライホイール21にエネルギーを貯蔵できないため、直流リンク電圧が上昇する(図4のT4の範囲)。
(State 4) Overvoltage state 1
When the rotational speed of the
(状態5)過電圧状態2
直流リンク電圧が、VdcSVを超えると、インバータ20は、リミッタ34のフライホイール21の上限回転数をN1からN2に、直流リンク電圧目標値をVdc1*からVdc2*に変更する。
(現在の直流電圧)>(制御目標値)(VdcSV>Vdc2*)のため、インバータ20はフライホイール21の回転数を上昇させ、N1以上、N2以下の状態となる。負荷13,19からの回生容量より、インバータ20の容量が大きければ、直流リンク電圧はVdc2*に制御される(図4のT5の範囲)。
(State 5) Overvoltage state 2
When the DC link voltage exceeds VdcSV,
Since (current DC voltage)> (control target value) (VdcSV> Vdc2 *), the
(状態6)過電圧状態3
負荷13,19からの回生が終了し、直流リンク電圧は、元の電圧(VdcS)へ戻ろうとするが、インバータ20は、直流リンク電圧をVdc2*に保とうとするため、フライホイール21の回転数を減少させて直流リンク部15へ電気エネルギーを供給する(図4のT6の範囲)。
(State 6) Overvoltage state 3
The regeneration from the
(状態7)通常動作状態への復帰
フライホイール21の回転数が、N1以下になると、インバータ20は、リミッタ34のフライホイール21の上限回転数をN2からN1に、直流リンク電圧目標値をVdc2*からVdc1*に変更する。このとき、(現在の直流電圧)>(制御目標値)(Vdc2*>Vdc1*)のため、フライホイール21の回転数を上昇させようとするが、フライホイール21の回転数は、上限回転数であるN1のため、回転数を上昇させることはできない。
一方、負荷13,19の電力消費により、直流リンク電圧はだんだんと低下し、VdcSに一致する。
結果、状態3と同様になる(図4のT7の範囲)。
(State 7) Return to Normal Operation State When the rotational speed of the
On the other hand, due to the power consumption of the
As a result, it becomes the same as the state 3 (the range of T7 in FIG. 4).
(状態8)
交流電源11が停電している場合、直流リンク電圧が下がるため、インバータ20は、フライホイール21の回転数を減少させ、直流リンク部15へ電気エネルギーを供給する。
直流リンク部15に接続された負荷容量より、インバータ20の容量が大きければ、直流リンク電圧は、Vdc1*に制御され、安定する(図4のT8の範囲)。
(State 8)
When the
If the capacity of the
このように、本実施形態の蓄電装置によれば、インバータが過電圧停止することを防止することができる。 Thus, according to the power storage device of the present embodiment, it is possible to prevent the inverter from being overvoltage stopped.
なお、本実施形態に係る蓄電装置17は、図5に示した電源装置や図6に示した無停電電源装置に応用することができる。
The
また、本実施形態では、スイッチ制御部28とスイッチ制御部32を制御する信号は、蓄電装置17内部からの信号であるが、蓄電装置17の外部からの信号によってもスイッチ制御部28とスイッチ制御部32を制御するようにすることもできる。さらに、図2において、スイッチ29からの信号は直接、偏差演算部30に送られるように記載されているが、スイッチ29と偏差演算部30の間にフィルタを設けることにより、スイッチ29による信号の切替が滑らかな切替にするようにすることもできる。
In this embodiment, the signal for controlling the
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成(材質)等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。 The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and the numerical values and the compositions (materials) of the respective components Is just an example. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
本発明に係る蓄電装置は、無停電電源装置等に用いられる蓄電装置として利用される。 The power storage device according to the present invention is used as a power storage device used for an uninterruptible power supply or the like.
10 電源装置
11 交流電源
12 交流入力端子
13,40 負荷
14 交流出力端子
15 直流リンク部
16 AC/DCコンバータ
17 蓄電装置
18 DC/ACコンバータ
19,42,43 負荷
20 インバータ
21 フライホイール
22 インバータ回路
23 制御部
24 配線
25 直流出力端子
26 配線
27 電圧検出器
28 スイッチ制御部
29 スイッチ
30 偏差演算部
31 PID制御部
32 スイッチ制御部
33 スイッチ
34 リミッタ
35 PWM制御部
36 電圧指令値設定部
37 最大回転数設定部
41 整流器
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記インバータは、
前記直流リンク部の電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器からの検出電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記直流リンク部の電圧指令値を第1の電圧指令値と前記第1の電圧指令値より大きい第2の電圧指令値とのいずれかに設定する電圧指令値設定部と、
前記電圧検出器からの検出電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記フライホイールの回転数の最大回転数を第1の最大回転数と前記第1の最大回転数より大きい第2の最大回転数とのいずれかに設定する最大回転数設定部と
を備え、
前記電圧指令値設定部は、
前記直流リンク部の電圧指令値を前記第1の電圧指令値として動作している時、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の電圧指令値より大きい第1の所定値以上の場合は、前記直流リンク部の電圧指令値を、前記第2の電圧指令値に切り替え、
前記最大回転数設定部は、
前記フライホイールの回転数の最大回転数を前記第1の最大回転数として動作している時、前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上の場合は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を、前記第2の最大回転数に切り替えることを特徴とする蓄電装置。 A flywheel, a generator motor coupled to the flywheel, and an inverter having an alternating current side connected to the generator motor and a direct current side connected to a direct current link unit, supply alternating current of variable frequency from the inverter to the generator motor Then, by controlling the number of rotations of the flywheel, a power storage device that exchanges electric energy with the DC link unit,
The inverter is
A voltage detector for detecting the voltage of the DC link unit;
Based on the detected voltage from the voltage detector and the rotational speed of the flywheel, the voltage command value of the DC link unit is set to a first voltage command value and a second voltage command greater than the first voltage command value . A voltage command value setting unit to be set to any of the values,
Based on the detected voltage from the voltage detector and the rotation speed of the flywheel, the maximum rotation speed of the flywheel is set to a second maximum value greater than the first maximum rotation speed and the first maximum rotation speed . A maximum rotation number setting part to be set to any of the maximum rotation number ,
The voltage command value setting unit is
When the voltage command value of the DC link unit is operating as the first voltage command value, and the detected voltage from the voltage detector is greater than a first predetermined value greater than the first voltage command value , Switching the voltage command value of the DC link unit to the second voltage command value,
The maximum rotation speed setting unit is
When operating at the maximum rotational speed of the flywheel as the first maximum rotational speed, if the detected voltage from the voltage detector is greater than or equal to the first predetermined value, the rotation of the flywheel A power storage device that switches a maximum number of rotations to the second maximum number of rotations .
前記直流リンク部の電圧指令値を前記第2の電圧指令値として動作している時、
前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下である時は、前記直流リンク部の電圧指令値を前記第1の電圧指令値に切り替え、
前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下でない時は、前記直流リンク部の電圧指令値を変更せず、
前記最大回転数設定部は、
前記フライホイールの回転数の最大回転数を前記第2の最大回転数として動作している時、
前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下である時は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を前記第1の最大回転数に切り替え、
前記電圧検出器からの検出電圧が前記第1の所定値以上でなく前記フライホイールの回転数が前記第1の最大回転数以下でない時は、前記フライホイールの回転数の最大回転数を変更しない
ことを特徴とする請求項1記載の蓄電装置。 The voltage command value setting unit is
When operating the voltage command value of the DC link unit as the second voltage command value,
When pre-Symbol detection voltage from the voltage detector is equal to or less than the maximum number of revolutions speed of the first of said first of said flywheel, not more than a predetermined value, said voltage command value of the DC link section first switch to the voltage command value of 1,
When the detected voltage from the voltage detector is not equal to or higher than the first predetermined value and the rotational speed of the flywheel is not equal to or lower than the first maximum rotational speed , the voltage command value of the DC link unit is not changed ,
The maximum rotation speed setting unit is
When operating the maximum rotation speed of the flywheel as the second maximum rotation speed,
When the detected voltage from the voltage detector is not equal to or higher than the first predetermined value and the rotational speed of the flywheel is equal to or lower than the first maximum rotational speed, the maximum rotational speed of the flywheel is Switch to the first maximum speed,
When the detected voltage from the voltage detector is not higher than the first predetermined value and the rotational speed of the flywheel is not lower than the first maximum rotational speed, the maximum rotational speed of the flywheel is not changed. The power storage device according to claim 1, wherein:
前記インバータは、The inverter is
前記直流リンク部に接続される負荷から回生エネルギーが発生すると、When regenerative energy is generated from a load connected to the DC link part,
前記直流リンク部の電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記直流リンク部の電圧指令値が第1の電圧指令値から前記第1の電圧指令値より大きい第2の電圧指令値Based on the voltage of the DC link unit and the rotational speed of the flywheel, the voltage command value of the DC link unit is greater than the first voltage command value from the first voltage command value.
に設定され、Set to
前記直流リンク部の電圧と前記フライホイールの回転数とに基づいて、前記フライホイールの回転数の最大回転数が第1の最大回転数から前記第1の最大回転数より大きい第2の最大回転数に設定されるBased on the voltage of the DC link section and the rotational speed of the flywheel, a second maximum rotation in which the maximum rotational speed of the flywheel is greater than the first maximum rotational speed from the first maximum rotational speed. Set to number
ことを特徴とする蓄電装置。A power storage device.
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