JP5766026B2

JP5766026B2 - Power converter

Info

Publication number: JP5766026B2
Application number: JP2011112156A
Authority: JP
Inventors: 正純吉野
Original assignee: 日本リライアンス株式会社
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: JP2012244756A

Description

本発明は、産業用モータ駆動装置、回生コンバータ装置、太陽光発電用または風力発電用のパワーコンディショナ装置等のエネルギーを変換する装置に関し、特に、複数の装置の機能を共有化する電力変換装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for converting energy, such as an industrial motor drive device, a regenerative converter device, a power conditioner device for solar power generation or wind power generation, and in particular, a power conversion device that shares the functions of a plurality of devices. About.

一般に、産業用モータ駆動装置、回生コンバータ装置、太陽光発電用または風力発電用のパワーコンディショナ装置等の電力変換装置は、エネルギーを変換する点で共通するが、各装置の動作及び機能が異なることから、開発及び製造は個別に行われる。また、これらの装置では、インバータ、コンバータ等の機能別にハードウェアを準備する必要があり、検査装置もインバータ、コンバータ等に対応して個別に準備する必要があった。このため、コスト等の負担が大きく、開発期間及び製造期間も長くなってしまう。 Generally, power converters such as industrial motor drive devices, regenerative converter devices, power conditioners for solar power generation or wind power generation are common in that they convert energy, but the operations and functions of each device are different. Therefore, development and manufacturing are performed separately. In these devices, it is necessary to prepare hardware for each function of the inverter, converter, etc., and it is also necessary to prepare the inspection device individually corresponding to the inverter, converter, etc. For this reason, the burden of cost etc. is large, and a development period and a manufacturing period will also become long.

このような個別開発及び製造の負担を軽減するため、例えば、１つの筐体にて、インバータまたは／及びコンバータの機能を有する電力変換装置が知られている（特許文献１を参照）。この電力変換装置は、３相交流電源を直流電圧に変換するダイオード整流回路、直流電圧を平滑する平滑コンデンサ、直流電圧を交流電圧に変換する電力変換器、及び、電力変換器を制御する制御回路等を備え、電力電換器の直流側の正側に端子Ｂを設け、平滑コンデンサの正側に端子Ｐを設け、ダイオード整流回路の出力側の正側に端子Ａを設ける。そして、電力変換装置をインバータとして動作させる場合、端子Ｂと端子Ｐとを接続し、制御回路のソフトウェアとしてインバータ制御用のソフトウェアを使用し、電力変換装置をコンバータとして動作させる場合、端子Ｂと端子Ａとを接続し、制御回路のソフトウェアとしてコンバータ制御用のソフトウェアを使用する。 In order to reduce the burden of such individual development and manufacturing, for example, a power conversion device having a function of an inverter or / and a converter in a single housing is known (see Patent Document 1). The power converter includes a diode rectifier circuit that converts a three-phase AC power source into a DC voltage, a smoothing capacitor that smooths the DC voltage, a power converter that converts the DC voltage into an AC voltage, and a control circuit that controls the power converter. Etc., a terminal B is provided on the positive side of the DC side of the power converter, a terminal P is provided on the positive side of the smoothing capacitor, and a terminal A is provided on the positive side of the output side of the diode rectifier circuit. And when operating a power converter as an inverter, connecting terminal B and terminal P, using software for inverter control as software of a control circuit, and operating a power converter as a converter, terminal B and terminal A is connected to the control circuit, and converter control software is used as control circuit software.

具体的には、作業者が、端子Ｂと端子Ｐとを接続バーにて接続し、インバータ制御用のソフトウェアを内蔵した１チップマイコン等を制御回路基板に装着することにより、電力変換装置はインバータとして動作するようになる。また、作業者が、端子Ｂと端子Ａとを接続バーにて接続し、コンバータ制御用のソフトウェアを内蔵した１チップマイコン等を制御回路基板に装着することにより、電力変換装置はコンバータとして動作するようになる。このように、作業者が、接続バーを所定箇所に接続し、所定の１チップマイコン等を装着することで、電力変換装置をインバータまたはコンバータとして動作させることができる。 Specifically, the power converter is connected to the inverter by connecting the terminal B and the terminal P with a connection bar and mounting a one-chip microcomputer or the like with built-in inverter control software on the control circuit board. To work as. Further, when the worker connects the terminal B and the terminal A with a connection bar and attaches a one-chip microcomputer or the like with built-in converter control software to the control circuit board, the power converter operates as a converter. It becomes like this. Thus, an operator can operate a power converter as an inverter or a converter by connecting a connection bar to a predetermined location and mounting a predetermined one-chip microcomputer or the like.

一方、電力変換装置の例ではないが、メモリカードを利用することにより、予め設けられている２つの機能のうちの１つを実現するための双機能装置も知られている（例えば、特許文献２を参照）。この双機能装置は、メモリカードの挿入面方向を検知し、検知した挿入面方向に基づいて、予め設けられている２つの機能のうちの１つを選択し、メモリカードへアクセスして必要な情報を読み出し、選択した機能を実現する。 On the other hand, although it is not an example of a power converter device, the bifunctional device for implement | achieving one of the two functions provided beforehand by utilizing a memory card is also known (for example, patent documents) 2). This dual function device detects the direction of the insertion surface of the memory card, selects one of two functions provided in advance based on the detected direction of the insertion surface, and accesses the memory card to Reads information and implements the selected function.

特開平７−１９４１４４号公報JP 7-194144 A 特開２００５−１７４１１５号公報JP 2005-174115 A

前述の特許文献１の電力変換装置及び特許文献２の双機能装置では、１台の装置において、所定の選択により２つ機能のうちの１つを実現することができるから、各機能を実現するための装置を個別に開発したり製造したりする負担を軽減することができる。 In the above-described power conversion device of Patent Document 1 and the bi-functional device of Patent Document 2, one of the two functions can be realized by a predetermined selection in one device, and thus each function is realized. Therefore, it is possible to reduce the burden of individually developing or manufacturing a device for the purpose.

しかしながら、特許文献１の電力変換装置では、パワー素子を有する電力変換器が共有化されているが、インバータ及びコンバータの制御回路については共有化されていない。このため、各機能を実現するための電力変換装置として、装置構成上の効率化の点で不十分であった。また、インバータ及びコンバータのいずれか一方の機能を実現するために、作業者により、接続バーの接続作業及び１チップマイコン等の装着作業が必要になる。このため、接続バーの接続ミス、異なる１チップマイコン等を装着してしまう等の可能性があり、作業者に対し作業負担を強いていた。このような作業は、製造上の効率化のためには少ない方が望ましい。 However, in the power converter of Patent Document 1, the power converter having the power element is shared, but the inverter and converter control circuits are not shared. For this reason, as a power converter for realizing each function, it was insufficient in terms of efficiency in the device configuration. Further, in order to realize the function of either one of the inverter and the converter, an operator needs to perform connection work of a connection bar and installation work of a one-chip microcomputer or the like. For this reason, there is a possibility that the connection bar is misconnected or a different one-chip microcomputer or the like is mounted, which places a burden on the operator. It is desirable that the number of such operations is small in order to improve manufacturing efficiency.

また、特許文献２の双機能装置では、メモリカードの挿入方向に応じて異なる機能を実現できるが、機能を実現する機能部、メモリカードへアクセスするアクセス部が、機能毎に別々に設けられており、機能を実現する手段の共有化が全くなされていない。このため、装置構成上及び製造上の効率化が望まれていた。 Further, the dual function device of Patent Document 2 can realize different functions depending on the insertion direction of the memory card. However, a function unit for realizing the function and an access unit for accessing the memory card are separately provided for each function. No means for realizing the functions is shared. For this reason, improvement in efficiency in terms of apparatus configuration and manufacturing has been desired.

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の装置のうちの所望の装置として動作する電力変換装置において、装置構成上及び製造上の効率化を図ることにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to improve efficiency in terms of device configuration and manufacturing in a power conversion device that operates as a desired device among a plurality of devices. There is.

上記目的を達成するために、本発明による電力変換装置は、制御信号に基づいて電力を変換し、インバータ及びコンバータのうちのいずれかの装置として動作する電力変換装置において、メモリ、機能部及び第１のコネクタを有するインターフェースカードと、機能共有部、機能選択部及び第２のコネクタを有するメインカードとを備え、前記インターフェースカードのメモリには、前記インバータまたは前記コンバータを区別するための識別子が格納されており、前記インターフェースカードの機能部が、前記メモリに前記インバータの識別子が格納されている場合、前記インバータの機能の一部を実現するための処理を行い、前記メモリに前記コンバータの識別子が格納されている場合、前記コンバータの機能の一部を実現するための処理を行い、前記メインカードの機能共有部が、前記制御信号に基づいてパワー素子をオンオフし、電力を変換するパワースタック、所定の電流指令を入力し、前記所定の電流指令と、前記パワースタックにより変換される電力について検出された電流との間の差が０になるように、指令を生成する電流調節器、及び、前記電流調節器により生成された指令に基づいて、パルス幅変調により前記制御信号を生成するパルス幅変調器を有し、前記メインカードの機能選択部が、前記インバータにより制御されるモータに対する速度指令と、検出されたモータ速度との間の差が０になるように、電流指令を生成するインバータ制御部、前記コンバータにより制御されるバス電圧に対するバス電圧指令と、検出されたバス電圧との間の差が０になるように、電流指令を生成するコンバータ制御部、前記インターフェースカードのメモリから識別子を読み出し、前記識別子に対応する選択信号を生成する選択制御器、及び、前記選択制御器により生成された選択信号に基づいて、前記インバータ制御部及び前記コンバータ制御部のうちのいずれかにより生成された電流指令を選択し、前記所定の電流指令として出力する選択器を有し、前記メインカードの第２のコネクタが、前記インターフェースカードの第１のコネクタとの接続により、前記インターフェースカードと前記メインカードとを一体的に構成して電気的に接続し、前記インターフェースカードのメモリに格納された識別子が、当該インターフェースカードのメモリから、前記インターフェースカードの第１のコネクタ及び前記メインカードの第２のコネクタを介して、前記メインカードの機能選択部の選択制御器へ読み出され、前記インターフェースカードの機能部のデータが、当該インターフェースカードの機能部から、前記インターフェースカードの第１のコネクタ及び前記メインカードの第２のコネクタを介して、前記メインカードの機能共有部または機能選択部へ出力される、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power conversion device according to the present invention converts power based on a control signal and operates as one of an inverter and a converter . An interface card having one connector and a main card having a function sharing unit , a function selecting unit, and a second connector, and an identifier for distinguishing the inverter or the converter is stored in the memory of the interface card And when the identifier of the inverter is stored in the memory, the function unit of the interface card performs processing for realizing a part of the function of the inverter, and the identifier of the converter is stored in the memory. If stored, a process for realizing part of the functions of the converter. Was carried out, function sharing part of the main card, and turn on and off the power element based on the control signal, the power stack for converting power, and inputs a predetermined current command, said a predetermined current command, by said power stack A current regulator that generates a command so that the difference between the detected current and the converted power is zero, and the control by pulse width modulation based on the command generated by the current regulator A pulse width modulator for generating a signal, wherein the function selection unit of the main card is configured such that a difference between a speed command for a motor controlled by the inverter and a detected motor speed is zero. The difference between the inverter controller that generates the current command, the bus voltage command for the bus voltage controlled by the converter, and the detected bus voltage is zero. A converter control unit for generating a current command, reads the identifier from the memory of the interface card, selection controller for generating a selection signal corresponding to the identifier, and, based on the generated selection signal by the selection controller , the inverter control unit and to select the current command generated by one of the converter control unit, have a selector for outputting a predetermined current command, a second connector of the main card, the The interface card and the main card are integrally configured and electrically connected by connection with the first connector of the interface card, and the identifier stored in the memory of the interface card is the memory of the interface card. From the first connector of the interface card and the memory The data is read to the selection controller of the function selection unit of the main card via the second connector of the main card, and the data of the function unit of the interface card is transferred from the function unit of the interface card to the first of the interface card. Output to the function sharing unit or the function selection unit of the main card via the connector and the second connector of the main card .

また、本発明による電力変換装置は、制御信号に基づいて電力を変換し、インバータ、コンバータ及びパワーコンディショナのうちのいずれかの装置として動作する電力変換装置において、メモリ、機能部及び第１のコネクタを有するインターフェースカードと、機能共有部、機能選択部及び第２のコネクタを有するメインカードとを備え、前記インターフェースカードのメモリには、前記インバータ、前記コンバータまたは前記パワーコンディショナを区別するための識別子が格納されており、前記インターフェースカードの機能部が、前記メモリに前記インバータの識別子が格納されている場合、前記インバータの機能の一部を実現するための処理を行い、前記メモリに前記コンバータの識別子が格納されている場合、前記コンバータの機能の一部を実現するための処理を行い、前記メモリに前記パワーコンディショナの識別子が格納されている場合、前記パワーコンディショナの機能の一部を実現するための処理を行い、前記メインカードの機能共有部が、前記制御信号に基づいてパワー素子をオンオフし、電力を変換するパワースタック、所定の電流指令を入力し、前記所定の電流指令と、前記パワースタックにより変換される電力について検出された電流との間の差が０になるように、指令を生成する電流調節器、及び、前記電流調節器により生成された指令に基づいて、パルス幅変調により前記制御信号を生成するパルス幅変調器を有し、前記メインカードの機能選択部が、前記インバータにより制御される前記モータに対する速度指令と、検出されたモータ速度との間の差が０になるように、電流指令を生成するインバータ制御部、前記コンバータにより制御されるバス電圧に対するバス電圧指令と、検出されたバス電圧との間の差が０になるように、電流指令を生成するコンバータ制御部、前記パワーコンディショナにより制御されるバス電圧に対するバス電圧指令と、検出されたバス電圧との間の差が０になるように、電流指令を生成するパワーコンディショナ制御部、前記インターフェースカードのメモリから識別子を読み出し、前記識別子に対応する選択信号を生成する選択制御器、及び、前記選択制御器により生成された選択信号に基づいて、前記インバータ制御部、前記コンバータ制御部及び前記パワーコンディショナ制御部のうちのいずれかにより生成された電流指令を選択し、前記所定の電流指令として出力する選択器を有し、前記メインカードの第２のコネクタが、前記インターフェースカードの第１のコネクタとの接続により、前記インターフェースカードと前記メインカードとを一体的に構成して電気的に接続し、前記インターフェースカードのメモリに格納された識別子が、当該インターフェースカードのメモリから、前記インターフェースカードの第１のコネクタ及び前記メインカードの第２のコネクタを介して、前記メインカードの機能選択部の選択制御器へ読み出され、前記インターフェースカードの機能部のデータが、当該インターフェースカードの機能部から、前記インターフェースカードの第１のコネクタ及び前記メインカードの第２のコネクタを介して、前記メインカードの機能共有部または機能選択部へ出力される、ことを特徴とする。 The power conversion device according to the present invention converts power based on a control signal and operates as any one of an inverter, a converter, and a power conditioner. In the power conversion device, the memory, the functional unit, and the first An interface card having a connector, and a main card having a function sharing unit, a function selecting unit, and a second connector, and the memory of the interface card is for distinguishing the inverter, the converter, or the power conditioner. An identifier is stored, and when the function unit of the interface card stores the identifier of the inverter in the memory, the function is performed to realize a part of the function of the inverter, and the converter is stored in the memory. Is stored, the converter's When the identifier of the inverter is stored in the memory, the processing for realizing a part of the function of the inverter is performed, and the main card The function sharing unit turns on and off the power element based on the control signal, inputs a power stack for converting power, inputs a predetermined current command, and detects the predetermined current command and power converted by the power stack. And a pulse width for generating the control signal by pulse width modulation based on the command generated by the current regulator so that a difference between the current and the generated current becomes zero. A function selector of the main card, and a speed command for the motor controlled by the inverter, and a detected motor speed. So that the difference between the detected bus voltage and the inverter control unit that generates the current command and the bus voltage command for the bus voltage controlled by the converter becomes zero. Converter control unit for generating a command, power conditioner control for generating a current command so that a difference between the bus voltage command for the bus voltage controlled by the power conditioner and the detected bus voltage becomes zero A selection controller that reads an identifier from the memory of the interface card and generates a selection signal corresponding to the identifier, and the inverter control unit and the converter control based on the selection signal generated by the selection controller A current command generated by any one of the power conditioner control unit and the power conditioner control unit. A selector that outputs as a flow command, and the second connector of the main card is connected to the first connector of the interface card to integrally form the interface card and the main card. And the identifier stored in the memory of the interface card is connected to the function of the main card from the memory of the interface card via the first connector of the interface card and the second connector of the main card. Read out to the selection controller of the selection unit, the data of the functional unit of the interface card from the functional unit of the interface card via the first connector of the interface card and the second connector of the main card, To the function sharing section or function selection section of the main card The force, characterized in that.

以上のように、本発明によれば、複数の装置のうちの所望の装置として動作する電力変換装置において、各装置に共有して利用できる主回路、及び各装置に対応したそれぞれの制御回路を備え、各装置の機能の一部を有するそれぞれのインターフェースカードに識別子を格納しておき、その識別子に基づいて装置を区別するようにした。これにより、共有化した主回路及び必要な制御回路が動作し、所望の装置として動作する。したがって、所望の装置に対応したインターフェースカードのみを用いることにより、電力変換装置を所望の装置として動作させることができるから、電力変換装置の構成上及び製造上の効率化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, in a power conversion device that operates as a desired device among a plurality of devices, the main circuit that can be shared and used by each device, and each control circuit corresponding to each device are provided. An identifier is stored in each interface card having a part of the function of each device, and the device is distinguished based on the identifier. As a result, the shared main circuit and the necessary control circuit operate to operate as a desired device. Therefore, by using only the interface card corresponding to the desired device, the power conversion device can be operated as the desired device, so that it is possible to improve the efficiency and efficiency of the configuration of the power conversion device.

本発明の実施形態による電力変換装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the power converter device by embodiment of this invention. インターフェース部の種類、ＩＤ及び機能を説明する図である。It is a figure explaining the kind of interface part, ID, and a function. インバータ、コンバータ及びパワーコンディショナの選択処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the selection process of an inverter, a converter, and a power conditioner. 電力変換装置のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a power converter device. 電力変換装置がインバータとして動作する場合の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure when a power converter device operate | moves as an inverter. 電力変換装置がコンバータとして動作する場合の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure when a power converter device operate | moves as a converter. 電力変換装置がパワーコンディショナとして動作する場合の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure in case a power converter device operate | moves as a power conditioner.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
〔電力変換装置の概略構成〕
まず、本発明の実施形態による電力変換装置の概略構成について説明する。図１は、電力変換装置の概略構成を示すブロック図である。この電力変換装置１は、機能共有部２、機能選択部３及びインターフェース部４を備えて構成され、インターフェース部４に格納されたＩＤ（識別子）に基づいて、インバータ、コンバータまたはパワーコンディショナのいずれかの装置として動作する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[Schematic configuration of power converter]
First, a schematic configuration of a power conversion device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion apparatus. The power conversion device 1 includes a function sharing unit 2, a function selection unit 3, and an interface unit 4. Based on an ID (identifier) stored in the interface unit 4, any one of an inverter, a converter, and a power conditioner is used. Operates as a device.

（機能共有部）
機能共有部２は、電力変換装置１がインバータ、コンバータまたはパワーコンディショナとして動作する際に、同一の処理を行うことで共通の機能を実現する主回路であり、減算器２１、電流調節器２２、パルス幅変調器２３、パワースタック２４を備えている。 (Function sharing part)
The function sharing unit 2 is a main circuit that realizes a common function by performing the same processing when the power conversion device 1 operates as an inverter, a converter, or a power conditioner, and includes a subtracter 21 and a current regulator 22. A pulse width modulator 23 and a power stack 24.

減算器２１は、選択器３５により選択された電流指令（電力変換装置１がインバータとして動作する際の電流指令、コンバータとして動作する際の電流指令、及びパワーコンディショナとして動作する際の電流指令のうちのいずれかの電流指令）から電流Ｆ／Ｂ（電流フィードバック）の値を減算し、減算結果を電流エラーとして電流調節器２２に出力する。電流Ｆ／Ｂは、後述する電流検出器５により検出された３相交流電流の信号である。 The subtractor 21 is used to select the current command selected by the selector 35 (current command when the power conversion device 1 operates as an inverter, current command when operating as a converter, and current command when operating as a power conditioner. The value of the current F / B (current feedback) is subtracted from one of the current commands), and the subtraction result is output to the current regulator 22 as a current error. The current F / B is a signal of a three-phase alternating current detected by a current detector 5 described later.

電流調節器２２は、減算器２１から電流エラーを入力すると共に、位相を入力し、電流エラーが０になるように、ＰＩ制御（比例制御及び積分制御）により指令（電圧指令）を生成し、生成した指令をパルス幅変調器２３に出力する。位相（電源位相）は、ｄ軸及びｑ軸からなる２相軸の静止座標の指令を、３相軸の回転座標の指令に座標変換するために用いられる。 The current regulator 22 receives a current error from the subtractor 21 and inputs a phase, and generates a command (voltage command) by PI control (proportional control and integral control) so that the current error becomes zero. The generated command is output to the pulse width modulator 23. The phase (power supply phase) is used for coordinate conversion of a 2-phase axis stationary coordinate command composed of a d-axis and a q-axis into a 3-phase axis rotational coordinate command.

パルス幅変調器２３は、電流調節器２２から指令を入力し、入力した指令に基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）を行って３相のゲート信号を生成し、パワースタック２４に出力する。 The pulse width modulator 23 receives a command from the current regulator 22, performs pulse width modulation (PWM) based on the input command, generates a three-phase gate signal, and supplies it to the power stack 24. Output.

パワースタック２４は、ＰＷＭインバータ回路を備え、半導体スイッチング素子（例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））のゲートに入力される制御信号であるゲート信号により、コレクターエミッタ間の導通／遮断を制御する。具体的には、パワースタック２４は、パルス幅変調器２３からゲート信号を入力し、対応する半導体スイッチング素子の導通／遮断を行い、電力変換を行う。 The power stack 24 includes a PWM inverter circuit, and controls conduction / cutoff between the collector and the emitter by a gate signal which is a control signal input to a gate of a semiconductor switching element (for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ) . Specifically, the power stack 24 receives a gate signal from the pulse width modulator 23, conducts / cuts off the corresponding semiconductor switching element, and performs power conversion.

（機能選択部）
機能選択部３は、電力変換装置１がインバータ、コンバータまたはパワーコンディショナとして動作する際に、異なる処理を行うことにより個別の機能を実現する制御回路であり、インバータ制御部３１、コンバータ制御部３２、パワーコンディショナ制御部３３、選択制御器３４、選択器３５等を備えている。機能選択部３において選択された制御回路により、機能共有部２である主回路が制御される。 (Function selection part)
The function selection unit 3 is a control circuit that realizes individual functions by performing different processes when the power conversion device 1 operates as an inverter, a converter, or a power conditioner. The function selection unit 3 includes an inverter control unit 31 and a converter control unit 32. , A power conditioner control unit 33, a selection controller 34, a selector 35, and the like. The main circuit which is the function sharing unit 2 is controlled by the control circuit selected by the function selection unit 3.

インバータ制御部３１の制御回路は、減算器３１１及びＰＩ制御器３１２を備えている。減算器３１１は、速度指令から速度Ｆ／Ｂの値を減算し、減算結果を速度エラーとしてＰＩ制御器３１２に出力する。速度指令は、予め設定された指令または所定の演算により算出された指令である。速度Ｆ／Ｂは、後述するインターフェース部４の機能部４１により生成されたカウント値（後述するモータ６の回転情報を得るためのエンコーダのカウント値）に基づいて算出された信号であり、モータ６の回転速度である。ＰＩ制御器３１２は、減算器３１１から速度エラーを入力し、速度エラーが０になるように、ＰＩ制御により電流指令を生成し、生成した電流指令を選択器３５に出力する。 The control circuit of the inverter control unit 31 includes a subtractor 311 and a PI controller 312. The subtractor 311 subtracts the value of the speed F / B from the speed command and outputs the subtraction result to the PI controller 312 as a speed error. The speed command is a command set in advance or a command calculated by a predetermined calculation. The speed F / B is a signal calculated based on a count value (an encoder count value for obtaining rotation information of the motor 6 described later) generated by a function unit 41 of the interface unit 4 described later. The rotation speed of The PI controller 312 receives a speed error from the subtractor 311, generates a current command by PI control so that the speed error becomes 0, and outputs the generated current command to the selector 35.

コンバータ制御部３２の制御回路は、減算器３２１及びＰＩ制御器３２２を備えている。減算器３２１は、バス電圧指令からバス電圧Ｆ／Ｂの値を減算し、減算結果をバス電圧エラーとしてＰＩ制御器３２２に出力する。バス電圧指令は、予め設定された指令または所定の演算により算出された指令である。バス電圧Ｆ／Ｂは、後述する電圧検出器７により検出された正側及び負側間のバス電圧の信号である。ＰＩ制御器３２２は、減算器３２１からバス電圧エラーを入力し、バス電圧エラーが０になるように、ＰＩ制御により電流指令を生成し、生成した電流指令を選択器３５に出力する。 The control circuit of the converter control unit 32 includes a subtracter 321 and a PI controller 322. The subtractor 321 subtracts the value of the bus voltage F / B from the bus voltage command, and outputs the subtraction result to the PI controller 322 as a bus voltage error. The bus voltage command is a command set in advance or calculated by a predetermined calculation. The bus voltage F / B is a bus voltage signal between the positive side and the negative side detected by a voltage detector 7 described later. The PI controller 322 receives the bus voltage error from the subtractor 321, generates a current command by PI control so that the bus voltage error becomes 0, and outputs the generated current command to the selector 35.

パワーコンディショナ制御部３３の制御回路は、最大電力点追従制御器３３１、減算器３３２及びＰＩ制御器３３３を備えている。最大電力点追従制御器３３１は、例えば後述する太陽電池９を用いる場合、太陽電池９の近傍に設けられた温度検出器から温度を入力すると共に、太陽電池９の近傍に設けられた日射量検出器から太陽の日射量を入力し、予め設定された電圧及び電流特性のＶＩ（電圧×電流）カーブを用いて、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracker）制御により、ＶＩが最大値となる点を最大効率点として求め、最大効率点における電圧値をＰＶ（Photovoltaic）電圧指令（ＰＶバス電圧指令）として減算器３３２に出力する。尚、電圧及び電流特性のＶＩカーブは、温度及び日射量に応じて異なる特性となる。したがって、最大電力点追従制御器３３１は、入力した温度及び日射量から電圧及び電流特性のＶＩカーブを特定し（選択し）、そのＶＩカーブを用いて最大効率点のＰＶ電圧指令を求める。 The control circuit of the power conditioner control unit 33 includes a maximum power point tracking controller 331, a subtracter 332, and a PI controller 333. For example, when using the solar cell 9 described later, the maximum power point tracking controller 331 inputs a temperature from a temperature detector provided in the vicinity of the solar cell 9 and detects the amount of solar radiation provided in the vicinity of the solar cell 9. The solar radiation amount is input from the vessel, and the maximum power point tracker (MPPT) control is performed using the VI (voltage x current) curve of the preset voltage and current characteristics. Is obtained as a maximum efficiency point, and the voltage value at the maximum efficiency point is output to the subtracter 332 as a PV (Photovoltaic) voltage command (PV bus voltage command). Note that the VI curves of the voltage and current characteristics vary depending on the temperature and the amount of solar radiation. Therefore, the maximum power point tracking controller 331 specifies (selects) a VI curve of voltage and current characteristics from the input temperature and solar radiation, and obtains a PV voltage command at the maximum efficiency point using the VI curve.

減算器３３２は、最大電力点追従制御器３３１からＰＶ電圧指令を入力し、ＰＶ電圧指令からＰＶ電圧Ｆ／Ｂ（ＰＶバス電圧Ｆ／Ｂ）の値を減算し、減算結果をＰＶ電圧エラーとしてＰＩ制御器３３３に出力する。ＰＶ電圧Ｆ／Ｂは、後述する電圧検出器７により検出された正側及び負側間のバス電圧の信号である。ＰＩ制御器３３３は、減算器３３２からＰＶ電圧エラーを入力し、ＰＶ電圧エラーが０になるように、ＰＩ制御により電流指令を生成し、生成した電流指令を選択器３５に出力する。 The subtractor 332 receives the PV voltage command from the maximum power point tracking controller 331, subtracts the value of the PV voltage F / B (PV bus voltage F / B) from the PV voltage command, and sets the subtraction result as a PV voltage error. Output to the PI controller 333. The PV voltage F / B is a bus voltage signal between the positive side and the negative side detected by the voltage detector 7 described later. The PI controller 333 receives the PV voltage error from the subtractor 332, generates a current command by PI control so that the PV voltage error becomes 0, and outputs the generated current command to the selector 35.

選択制御器３４は、インターフェース部４からＩＤを読み出し、ＩＤに応じた選択信号を生成し、選択器３５に出力する。選択器３５は、インバータ制御部３１、コンバータ制御部３２及びパワーコンディショナ制御部３３から電流指令をそれぞれ入力すると共に、選択制御器３４から選択信号を入力し、選択信号に対応する電流指令を選択し、選択した電流指令を機能共有部２に出力する。ＩＤの詳細については後述する。 The selection controller 34 reads the ID from the interface unit 4, generates a selection signal corresponding to the ID, and outputs the selection signal to the selector 35. The selector 35 receives current commands from the inverter control unit 31, the converter control unit 32, and the power conditioner control unit 33, and also receives a selection signal from the selection controller 34, and selects a current command corresponding to the selection signal. Then, the selected current command is output to the function sharing unit 2. Details of the ID will be described later.

（インターフェース部）
インターフェース部４は、インターフェースカードにより構成され、機能部４１及びメモリ４２を備えている。作業者は、電力変換装置１をインバータ、コンバータまたはパワーコンディショナとして動作させる際に、インバータ、コンバータまたはパワーコンディショナに対応したそれぞれのインターフェースカードのうちの所望の１つのインターフェースカードを選択する。そして、電力変換装置１は、作業者により選択されたインターフェースカードに基づいて、インバータ、コンバータまたはパワーコンディショナとして動作する。インターフェース部４の機能部４１は、インバータ、コンバータ及びパワーコンディショナのうちのいずれかの機能の一部を実現するための処理を行う。メモリ４２には、インバータ、コンバータ及びパワーコンディショナを区別するための固有番号であるＩＤが格納されている。 (Interface part)
The interface unit 4 includes an interface card and includes a function unit 41 and a memory 42. When operating the power conversion device 1 as an inverter, a converter, or a power conditioner, the worker selects a desired one of the interface cards corresponding to the inverter, the converter, or the power conditioner. And the power converter device 1 operate | moves as an inverter, a converter, or a power conditioner based on the interface card selected by the operator. The function unit 41 of the interface unit 4 performs a process for realizing a part of any of the functions of the inverter, the converter, and the power conditioner. The memory 42 stores an ID that is a unique number for distinguishing the inverter, the converter, and the power conditioner.

図２は、インターフェース部４の種類、ＩＤ及び機能を説明する図である。インターフェース部４を構成するインターフェースカードには、インクリメンタルエンコーダ・インターフェースカード、高分解能絶対値エンコーダ・インターフェースカード、コンバータ用電源位相検出カード及びパワーコンディショナ用電源位相検出カードの４種類がある。 FIG. 2 is a diagram illustrating the type, ID, and function of the interface unit 4. There are four types of interface cards constituting the interface unit 4: an incremental encoder / interface card, a high-resolution absolute value encoder / interface card, a converter power supply phase detection card, and a power conditioner power supply phase detection card.

インターフェース部４がインクリメンタルエンコーダ・インターフェースカードの場合、メモリ４２に格納されたＩＤは１であり、機能部４１は、誘導モータ用のインクリメンタルエンコーダからの信号をカウントする。このカウント値により、誘導モータの位置及び速度（速度Ｆ／Ｂ）等が求められる。インターフェース部４が高分解能絶対値エンコーダ・インターフェースカードの場合、メモリ４２に格納されたＩＤは２であり、機能部４１は、同期モータ用の高分解能絶対値エンコーダからの信号をカウントする。このカウント値により、同期モータの位置及び速度（速度Ｆ／Ｂ）等が求められる。 When the interface unit 4 is an incremental encoder / interface card, the ID stored in the memory 42 is 1, and the function unit 41 counts signals from the incremental encoder for the induction motor. From this count value, the position and speed (speed F / B) of the induction motor are obtained. When the interface unit 4 is a high-resolution absolute value encoder / interface card, the ID stored in the memory 42 is 2, and the function unit 41 counts signals from the high-resolution absolute value encoder for the synchronous motor. Based on the count value, the position and speed (speed F / B) of the synchronous motor are obtained.

インターフェース部４がコンバータ用電源位相検出カードの場合、メモリ４２に格納されたＩＤは３であり、機能部４１は、ＲＳＴの３相交流電圧からゼロクロスを検出して電源位相を検出する。インターフェース部４がパワーコンディショナ用電源位相検出カードの場合、メモリ４２に格納されたＩＤは４であり、機能部４１は、ＲＳＴの３相交流電圧からゼロクロスを検出して電源位相を検出するか、または、ＲＳＴの３相交流電圧をモニタして電源位相を検出する。 When the interface unit 4 is a converter power supply phase detection card, the ID stored in the memory 42 is 3, and the functional unit 41 detects a zero cross from the three-phase AC voltage of the RST to detect the power supply phase. When the interface unit 4 is a power supply phase detection card for a power conditioner, the ID stored in the memory 42 is 4, and the function unit 41 detects the zero phase from the three-phase AC voltage of the RST to detect the power phase. Alternatively, the power supply phase is detected by monitoring the three-phase AC voltage of RST.

（インバータ、コンバータ及びパワーコンディショナの選択処理）
次に、電力変換装置１をインバータ、コンバータ及びパワーコンディショナのうちのいずれかの装置として動作させるための選択処理について説明する。図３は、インバータ、コンバータ及びパワーコンディショナの選択処理を示すフローチャートである。図３に示す電力変換装置１による選択処理の前に、作業者は、電力変換装置１をインバータ、コンバータまたはパワーコンディショナとして動作させる際に、インバータ、コンバータまたはパワーコンディショナに対応したそれぞれのインターフェースカード（図２に示した４種類のインターフェースカード）のうちの所望の１つのインターフェースカードを選択する。 (Inverter, converter and power conditioner selection process)
Next, a selection process for operating the power conversion device 1 as any one of an inverter, a converter, and a power conditioner will be described. FIG. 3 is a flowchart showing selection processing of the inverter, the converter, and the power conditioner. Prior to the selection process by the power conversion device 1 shown in FIG. 3, when the operator operates the power conversion device 1 as an inverter, converter, or power conditioner, each interface corresponding to the inverter, converter, or power conditioner is used. A desired one of the cards (four types of interface cards shown in FIG. 2) is selected.

図４は、電力変換装置１のハードウェア構成を示す図である。電力変換装置１は、図１に示した機能共有部２及び機能選択部３を備えたメインカード１０、及び、図１に示した機能部４１及びメモリ４２を備えたインターフェース部４であるインターフェースカードにより構成される。メインカード１０とインターフェース部４であるインターフェースカードとは、メインカード１０に設けられたコネクタ１１に、インターフェース部４に設けられたコネクタ１２を挿入することにより、一体的な構成となる。これにより、メインカード１０の機能共有部２及び機能選択部３とインターフェース部４の機能部４１及びメモリ４２とは、電気的に接続される。前述したとおり、作業者は、所望のインターフェースカードを選択すると、そのインターフェースカードのコネクタ１２を、メインカード１０のコネクタ１１に挿入する。これにより、電力変換装置１は、作業者により選択された所望のインターフェースカードに対応したインバータ、コンバータ及びパワーコンディショナのうちのいずれかの装置として動作することになる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a hardware configuration of the power conversion device 1. The power conversion apparatus 1 includes an interface card that is the main card 10 including the function sharing unit 2 and the function selection unit 3 illustrated in FIG. 1 and the interface unit 4 including the function unit 41 and the memory 42 illustrated in FIG. Consists of. The main card 10 and the interface card as the interface unit 4 are integrated by inserting the connector 12 provided in the interface unit 4 into the connector 11 provided in the main card 10. Thereby, the function sharing unit 2 and the function selecting unit 3 of the main card 10 and the function unit 41 and the memory 42 of the interface unit 4 are electrically connected. As described above, when the operator selects a desired interface card, the connector 12 of the interface card is inserted into the connector 11 of the main card 10. Thereby, the power converter device 1 operates as one of an inverter, a converter, and a power conditioner corresponding to a desired interface card selected by the operator.

図３に戻って、電力変換装置１における機能選択部３の選択制御器３４は、インターフェース部４のメモリ４２からＩＤを読み出し（ステップＳ３０１）、そのＩＤに応じた処理を行う（ステップＳ３０２）。選択制御器３４は、ＩＤ＝１，２であると判定した場合（ステップＳ３０２：ＩＤ＝１，２）、インバータ制御部３１の電流指令を選択することを示す選択信号を生成し、選択器３５に出力する。また、選択制御器３４は、ＩＤ＝３であると判定した場合（ステップＳ３０２：ＩＤ＝３）、コンバータ制御部３２の電流指令を選択することを示す選択信号を生成し、選択器３５に出力する。また、選択制御器３４は、ＩＤ＝４であると判定した場合（ステップＳ３０２：ＩＤ＝４）、パワーコンディショナ制御部３３の電流指令を選択することを示す選択信号を生成し、選択器３５に出力する。 Returning to FIG. 3, the selection controller 34 of the function selection unit 3 in the power conversion device 1 reads the ID from the memory 42 of the interface unit 4 (step S301), and performs processing according to the ID (step S302). When the selection controller 34 determines that ID = 1, 2 (step S302: ID = 1, 2), the selection controller 34 generates a selection signal indicating that the current command of the inverter control unit 31 is selected, and the selector 35 Output to. If the selection controller 34 determines that ID = 3 (step S302: ID = 3), the selection controller 34 generates a selection signal indicating that the current command of the converter control unit 32 is selected and outputs the selection signal to the selector 35. To do. When the selection controller 34 determines that ID = 4 (step S302: ID = 4), the selection controller 34 generates a selection signal indicating that the current command of the power conditioner control unit 33 is selected, and the selector 35 Output to.

選択器３５は、選択制御器３４から選択信号を入力し、ＩＤ＝１，２の場合、インバータ制御部３１からの電流指令を選択し（ステップＳ３０３）、ＩＤ＝３の場合、コンバータ制御部３２からの電流指令を選択し（ステップＳ３０４）、ＩＤ＝４の場合、パワーコンディショナ制御部３３からの電流指令を選択し（ステップＳ３０５）、選択した電流指令を機能共有部２に出力する。 The selector 35 receives a selection signal from the selection controller 34. When ID = 1, 2, the current command from the inverter control unit 31 is selected (step S303). When ID = 3, the converter control unit 32 is selected. The current command from the power conditioner control unit 33 is selected (step S305), and when the ID = 4, the selected current command is output to the function sharing unit 2.

これにより、インターフェース部４のメモリ４２に格納されたＩＤに応じて、インバータ制御部３１、コンバータ制御部３２及びパワーコンディショナ制御部３３からの電流指令のうちのいずれかの電流指令が選択される。したがって、作業者が選択したインターフェース部４であるインターフェースカードに対応して、電力変換装置１をインバータ、コンバータ及びパワーコンディショナのうちのいずれかの装置として動作させることができる。作業者によりＩＤ＝１，２のインターフェースカードが選択され、メインカード１０に接続された場合、電力変換装置１はインバータとして動作し、ＩＤ＝３のインターフェースカードが選択され、メインカード１０に接続された場合、電力変換装置１はコンバータとして動作し、ＩＤ＝４のインターフェースカードが選択され、メインカード１０に接続された場合、電力変換装置１はパワーコンディショナとして動作する。 Thereby, according to the ID stored in the memory 42 of the interface unit 4, one of the current commands from the inverter control unit 31, the converter control unit 32, and the power conditioner control unit 33 is selected. . Therefore, the power conversion device 1 can be operated as one of an inverter, a converter, and a power conditioner corresponding to the interface card that is the interface unit 4 selected by the operator. When an interface card with ID = 1, 2 is selected by an operator and connected to the main card 10, the power conversion device 1 operates as an inverter, and an interface card with ID = 3 is selected and connected to the main card 10. In such a case, the power conversion device 1 operates as a converter, and when the interface card with ID = 4 is selected and connected to the main card 10, the power conversion device 1 operates as a power conditioner.

〔インバータとして動作する場合〕
図５は、電力変換装置１がインバータとして動作する場合の概略構成を示すブロック図である。作業者が、電力変換装置１をインバータとして動作させるためのインターフェースカード（インターフェース部４）を選択し、メインカード１０に接続することにより、電力変換装置１がインバータとして動作する。この場合、インターフェース部４の機能部４１は、図２に示したように、インクリメンタルエンコーダ・インターフェースカードまたは高分解能絶対値エンコーダ・インターフェースカードに対応する機能を実現し、メモリ４２には、ＩＤ＝１，２が格納されている。図５には図示しない機能選択部３の選択制御器３４により、インターフェース部４のメモリ４２からＩＤ＝１，２が読み出され、ＩＤ＝１，２に対応する選択信号が図示しない選択器３５に出力されることで、機能選択部３は、減算器３１１及びＰＩ制御器３１２を備えたインバータ制御部３１として機能し、機能共有部２はインバータ制御部３１から電流指令を入力する。インバータ制御部３１の減算器３１１に入力される速度Ｆ／Ｂは、インターフェース部４の機能部４１により生成されたカウント値に基づいた速度信号である。 [When operating as an inverter]
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration when the power conversion device 1 operates as an inverter. When an operator selects an interface card (interface unit 4) for operating the power conversion device 1 as an inverter and connects it to the main card 10, the power conversion device 1 operates as an inverter. In this case, as shown in FIG. 2, the function unit 41 of the interface unit 4 realizes a function corresponding to the incremental encoder / interface card or the high resolution absolute value encoder / interface card, and the memory 42 has ID = 1. , 2 are stored. 5, ID = 1 and 2 are read from the memory 42 of the interface unit 4 by the selection controller 34 of the function selection unit 3 (not shown), and a selection signal corresponding to ID = 1 and 2 is not shown. The function selection unit 3 functions as the inverter control unit 31 including the subtractor 311 and the PI controller 312, and the function sharing unit 2 inputs a current command from the inverter control unit 31. The speed F / B input to the subtractor 311 of the inverter control unit 31 is a speed signal based on the count value generated by the function unit 41 of the interface unit 4.

機能共有部２は、減算器２１、電流調節器２２、パルス幅変調器２３、パワースタック２４及び電流検出器５を備えて機能し、機能共有部２のパワースタック２４とモータ６（ＩＤ＝１の場合は誘導モータ、ＩＤ＝２の場合は同期モータ）との間に設けられた電流検出器５は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３相交流電流を検出し、電流Ｆ／Ｂとして減算器２１に出力する。 The function sharing unit 2 functions by including a subtractor 21, a current regulator 22, a pulse width modulator 23, a power stack 24, and a current detector 5. The function sharing unit 2 includes a power stack 24 and a motor 6 (ID = 1). In this case, the current detector 5 provided between the induction motor and the synchronous motor in the case of ID = 2 detects a U-phase, V-phase and W-phase three-phase alternating current, and subtracts it as a current F / B. To 21.

このように、インターフェース部４にインクリメンタルエンコーダ・インターフェースカードまたは高分解能絶対値エンコーダ・インターフェースカードを用いることにより、機能選択部３はインバータ制御部３１として機能し、インバータ制御部３１からの電流指令が機能共有部２へ入力され、電力変換装置１はインバータとして動作するようになる。 Thus, by using an incremental encoder / interface card or a high-resolution absolute value encoder / interface card for the interface unit 4, the function selection unit 3 functions as the inverter control unit 31, and the current command from the inverter control unit 31 functions. The power converter 1 is input to the sharing unit 2 and operates as an inverter.

〔コンバータとして動作する場合〕
図６は、電力変換装置１がコンバータとして動作する場合の概略構成を示すブロック図である。作業者が、電力変換装置１をコンバータとして動作させるためのインターフェースカード（インターフェース部４）を選択し、メインカード１０に接続することにより、電力変換装置１がコンバータとして動作する。この場合、インターフェース部４の機能部４１は、図２に示したように、コンバータ用電源位相検出カードに対応する機能を実現し、メモリ４２には、ＩＤ＝３が格納されている。図６には図示しない機能選択部３の選択制御器３４により、インターフェース部４のメモリ４２からＩＤ＝３が読み出され、ＩＤ＝３に対応する選択信号が図示しない選択器３５に出力されることで、機能選択部３はコンバータ制御部３２として機能し、機能共有部２はコンバータ制御部３２から電流指令を入力する。 [When operating as a converter]
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration when the power conversion device 1 operates as a converter. When an operator selects an interface card (interface unit 4) for operating the power conversion device 1 as a converter and connects it to the main card 10, the power conversion device 1 operates as a converter. In this case, the function unit 41 of the interface unit 4 realizes a function corresponding to the converter power supply phase detection card as shown in FIG. 2, and ID = 3 is stored in the memory 42. 6, ID = 3 is read from the memory 42 of the interface unit 4 by the selection controller 34 of the function selection unit 3 (not shown in FIG. 6), and a selection signal corresponding to ID = 3 is output to the selection unit 35 (not shown). Thus, the function selection unit 3 functions as the converter control unit 32, and the function sharing unit 2 inputs a current command from the converter control unit 32.

機能選択部３は、減算器３２１及びＰＩ制御器３２２を備えたコンバータ制御部３２と、電圧検出器７とを備え、電圧検出器７は、バス電圧を検出し、バス電圧Ｆ／Ｂとして減算器３２１に出力する。 The function selection unit 3 includes a converter control unit 32 including a subtractor 321 and a PI controller 322, and a voltage detector 7. The voltage detector 7 detects a bus voltage and subtracts it as a bus voltage F / B. Output to the device 321.

機能共有部２は、減算器２１、電流調節器２２、パルス幅変調器２３、パワースタック２４及び電流検出器５を備えて機能し、機能共有部２のパワースタック２４とＡＣ電源８との間に設けられた電流検出器５は、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の３相交流電流を検出し、電流Ｆ／Ｂとして減算器２１に出力する。機能共有部２の電流調節器２２に入力される位相は、インターフェース部４の機能部４１により検出され出力される電源位相である。 The function sharing unit 2 functions by including a subtractor 21, a current regulator 22, a pulse width modulator 23, a power stack 24 and a current detector 5, and between the power stack 24 of the function sharing unit 2 and the AC power supply 8. The current detector 5 provided in the circuit 3 detects a three-phase alternating current of R, S, and T phases and outputs it to the subtractor 21 as a current F / B. The phase input to the current regulator 22 of the function sharing unit 2 is a power supply phase detected and output by the function unit 41 of the interface unit 4.

このように、インターフェース部４にコンバータ用電源位相検出カードを用いることにより、機能選択部３はコンバータ制御部３２として機能し、機能選択部３のコンバータ制御部３２からの電流指令が機能共有部２へ入力され、電力変換装置１はコンバータとして動作するようになる。 Thus, by using the converter power supply phase detection card for the interface unit 4, the function selection unit 3 functions as the converter control unit 32, and the current command from the converter control unit 32 of the function selection unit 3 is the function sharing unit 2. The power conversion apparatus 1 comes to operate as a converter.

〔パワーコンディショナとして動作する場合〕
図７は、電力変換装置１がパワーコンディショナとして動作する場合の概略構成を示すブロック図である。作業者が、電力変換装置１をパワーコンディショナとして動作させるためのインターフェースカード（インターフェース部４）を選択し、メインカード１０に接続することにより、電力変換装置１がパワーコンディショナとして動作する。この場合、インターフェース部４の機能部４１は、図２に示したように、パワーコンディショナ用電源位相検出カードに対応する機能を実現し、メモリ４２には、ＩＤ＝４が格納されている。図７には図示しない機能選択部３の選択制御器３４により、インターフェース部４のメモリ４２からＩＤ＝４が読み出され、ＩＤ＝４に対応する選択信号が図示しない選択器３５に出力されることで、機能選択部３はパワーコンディショナ制御部３３として機能し、機能共有部２はパワーコンディショナ制御部３３から電流指令を入力する。 [When operating as a power conditioner]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration when the power conversion device 1 operates as a power conditioner. When the operator selects an interface card (interface unit 4) for operating the power conversion device 1 as a power conditioner and connects it to the main card 10, the power conversion device 1 operates as a power conditioner. In this case, as shown in FIG. 2, the function unit 41 of the interface unit 4 realizes a function corresponding to the power supply phase detection card for the power conditioner, and ID = 4 is stored in the memory 42. 7, ID = 4 is read from the memory 42 of the interface unit 4 by the selection controller 34 of the function selection unit 3 (not shown in FIG. 7), and a selection signal corresponding to ID = 4 is output to the selection unit 35 (not shown). Thus, the function selection unit 3 functions as the power conditioner control unit 33, and the function sharing unit 2 inputs a current command from the power conditioner control unit 33.

機能選択部３は、最大電力点追従制御器３３１、減算器３３２及びＰＩ制御器３３３を備えたパワーコンディショナ制御部３３と、電圧検出器７とを備え、機能共有部２と太陽電池９との間に設けられた電圧検出器７は、ＰＶ電圧を検出し、ＰＶ電圧Ｆ／Ｂとして減算器３３２に出力する。 The function selection unit 3 includes a power conditioner control unit 33 including a maximum power point tracking controller 331, a subtracter 332, and a PI controller 333, and a voltage detector 7, and the function sharing unit 2 and the solar cell 9 The voltage detector 7 provided in between detects the PV voltage and outputs it to the subtractor 332 as the PV voltage F / B.

このように、インターフェース部４にパワーコンディショナ用電源位相検出カードを用いることにより、機能選択部３はパワーコンディショナ制御部３３として機能し、機能選択部３のパワーコンディショナ制御部３３からの電流指令が機能共有部２へ入力され、電力変換装置１はパワーコンディショナとして動作するようになる。 Thus, by using the power conditioner power phase detection card for the interface unit 4, the function selection unit 3 functions as the power conditioner control unit 33, and the current from the power conditioner control unit 33 of the function selection unit 3. The command is input to the function sharing unit 2, and the power conversion device 1 operates as a power conditioner.

以上のように、本発明の実施形態による電力変換装置１によれば、インターフェース部４が、インバータ、コンバータまたはパワーコンディショナの機能の一部を実現するための処理を行う機能部４１、及びインバータ等を区別するためのＩＤが格納されたメモリ４２を備え、機能共有部２が、インバータ等に共通した機能を実現する主回路の処理を行い、機能選択部３が、インバータ等における異なる個別の機能を実現するための制御回路の処理を行うインバータ制御部３１、コンバータ制御部３２及びパワーコンディショナ制御部３３を備え、ＩＤに基づいてインバータ制御部３１等のうちのいずれかを選択し、選択したインバータ制御部３１等の電流指令を機能共有部２に出力するようにした。 As described above, according to the power conversion device 1 according to the embodiment of the present invention, the interface unit 4 performs the process for realizing part of the functions of the inverter, the converter, or the power conditioner, and the inverter. The function sharing unit 2 performs processing of a main circuit that realizes a function common to the inverter or the like, and the function selection unit 3 performs different individual processing in the inverter or the like. Provided with an inverter control unit 31, a converter control unit 32, and a power conditioner control unit 33 that perform processing of a control circuit for realizing a function, and selects one of the inverter control unit 31 and the like based on the ID and selects The current command from the inverter control unit 31 etc. is output to the function sharing unit 2.

これにより、作業者は、電力変換装置１を所望のインバータ等として動作させる場合、所望の装置に対応するインターフェース部４を選択し、インターフェース部４であるインターフェースカードをメインカード１０に接続すればよい。したがって、インターフェース部４に応じて、機能共有部２及び所望の装置に対応する機能選択部３（インバータ制御部３１、コンバータ制御部３２及びパワーコンディショナ制御部３３のうちのいずれか）の処理が行われ、所望の装置を動作させるために必要な処理が行われる。つまり、電力変換装置１が、インバータ等によって異なるインターフェース部４であるインターフェースカードと、インバータ等に共通化したメインカード１０とにより構成され、インターフェース部４の選択により電力変換装置１を所望の装置として動作させることができるから、電力変換装置１の構成上及び製造上の効率化を図ることができる。 Thereby, when operating the power conversion device 1 as a desired inverter or the like, the operator may select the interface unit 4 corresponding to the desired device and connect the interface card as the interface unit 4 to the main card 10. . Therefore, depending on the interface unit 4, the function sharing unit 2 and the function selection unit 3 (any one of the inverter control unit 31, the converter control unit 32, and the power conditioner control unit 33) corresponding to the desired device are processed. And processing necessary to operate the desired apparatus is performed. That is, the power conversion device 1 includes an interface card that is an interface unit 4 that varies depending on the inverter and the like, and a main card 10 that is shared by the inverter and the like. Since it can be made to operate, it is possible to improve the efficiency of the configuration and manufacturing of the power conversion device 1.

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記実施形態では、電力変換装置１をインバータ、コンバータ及びパワーコンディショナのうちのいずれかの装置として動作させる例を示したが、インバータ及びコンバータのうちのいずれかの装置として動作させるようにしてもよいし、コンバータ及びパワーコンディショナ等、２つの装置のうちのいずれかの装置として動作させるようにしてもよい。また、他の装置を含め、４個以上の装置のうちのいずれかの装置として動作させるようにしてもよいし、インバータ、コンバータ及びパワーコンディショナ以外の複数の装置のうちのいずれかの装置として動作させるようにしてもよい。この場合、インターフェース部４は、装置に対応するインターフェースカードがそれぞれ用意され、電力変換装置１の機能選択部３は、装置に対応する制御部を備え、その装置を動作させるための電流指令を機能共有部２に出力する。 The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, in the said embodiment, although the power converter device 1 was operated as an apparatus in any one of an inverter, a converter, and a power conditioner, it was made to operate as any apparatus in an inverter and a converter. Alternatively, it may be operated as one of two devices such as a converter and a power conditioner. In addition, it may be operated as any one of four or more devices including other devices, or as any one of a plurality of devices other than an inverter, a converter and a power conditioner. You may make it operate. In this case, the interface unit 4 is provided with an interface card corresponding to the device, and the function selection unit 3 of the power conversion device 1 includes a control unit corresponding to the device and functions as a current command for operating the device. Output to the sharing unit 2.

また、前記実施形態では、電力変換装置１をインバータとして動作させる場合、モータの種類に応じてＩＤ（＝１，２）の異なるインターフェース部４を用意するようにした。本発明では、インバータに限ることなく、同一の装置であっても、装置の性質または接続される機器等に応じてＩＤの異なるインターフェース部４を用意するようにしてもよい。例えば、電力変換装置１をパワーコンディショナとして動作させる場合、電力変換装置１に接続される発電機に応じて、発電機が太陽電池の場合はＩＤ＝４のインターフェース部４を用意し、発電機が風力発電機の場合はＩＤ＝５のインターフェース部４を用意するようにしてもよい。この場合、電力変換装置１の機能選択部３は、ＩＤに対応する制御部、すなわち装置の性質等に対応する制御部を備え、その装置を動作させるための電流指令を機能共有部２に出力する。 Moreover, in the said embodiment, when operating the power converter device 1 as an inverter, the interface part 4 from which ID (= 1, 2) differs according to the kind of motor was prepared. In the present invention, the interface unit 4 having a different ID may be prepared according to the nature of the device or the connected device, etc., even if it is the same device, without being limited to the inverter. For example, when the power conversion device 1 is operated as a power conditioner, an interface unit 4 with ID = 4 is prepared in accordance with the generator connected to the power conversion device 1 when the generator is a solar cell. In the case of a wind power generator, an interface unit 4 with ID = 5 may be prepared. In this case, the function selection unit 3 of the power conversion device 1 includes a control unit corresponding to the ID, that is, a control unit corresponding to the property of the device, and outputs a current command for operating the device to the function sharing unit 2. To do.

また、図１に示した電力変換装置１では、機能選択部３のコンバータ制御部３２とパワーコンディショナ制御部３３とを別個の制御回路として備えるようにしたが、減算器３２１及びＰＩ制御器３２２と減算器３３２及びＰＩ制御器３３３とを共有化するようにしてもよい。減算器３２１，３３２及びＰＩ制御器３２２，３３３は、インターフェース部４のメモリ４２から読み出されたＩＤに応じて、ＩＤ＝３の場合、コンバータ制御部３２の構成要素として用いられ、ＩＤ＝４の場合、パワーコンディショナ制御部３３の構成要素として用いられる。 In the power conversion device 1 shown in FIG. 1, the converter control unit 32 and the power conditioner control unit 33 of the function selection unit 3 are provided as separate control circuits. However, the subtracter 321 and the PI controller 322 are provided. The subtracter 332 and the PI controller 333 may be shared. The subtracters 321 and 332 and the PI controllers 322 and 333 are used as components of the converter control unit 32 when ID = 3 according to the ID read from the memory 42 of the interface unit 4, and ID = 4 In this case, it is used as a component of the power conditioner control unit 33.

１電力変換装置
２機能共有部
３機能選択部
４インターフェース部
５電流検出器
６モータ
７電圧検出器
８ＡＣ電源
９太陽電池
１０メインカード
１１，１２コネクタ
２１減算器
２２電流調節器
２３パルス幅変調器
２４パワースタック
３１インバータ制御部
３２コンバータ制御部
３３パワーコンディショナ制御部
３４選択制御器
３５選択器
４１機能部
４２メモリ
３１１，３２１，３３２減算器
３１２，３２２，３３３ＰＩ制御器
３３１最大電力点追従制御器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Function sharing part 3 Function selection part 4 Interface part 5 Current detector 6 Motor 7 Voltage detector 8 AC power supply 9 Solar cell 10 Main card 11, 12 Connector 21 Subtractor 22 Current regulator 23 Pulse width modulator 24 Power Stack 31 Inverter Control Unit 32 Converter Control Unit 33 Power Conditioner Control Unit 34 Selection Controller 35 Selector 41 Function Unit 42 Memory 311, 321, 332 Subtractor 312, 322, 333 PI Controller 331 Maximum Power Point Tracking Control vessel

Claims

In a power conversion device that converts power based on a control signal and operates as one of an inverter and a converter ,
An interface card having a memory, a function unit, and a first connector; and a main card having a function sharing unit , a function selection unit, and a second connector ;
In the memory of the interface card , an identifier for distinguishing the inverter or the converter is stored ,
The functional part of the interface card is
When the identifier of the inverter is stored in the memory, a process for realizing a part of the function of the inverter is performed,
When the identifier of the converter is stored in the memory, a process for realizing a part of the function of the converter is performed,
The function sharing unit of the main card is
A power stack for turning on and off the power element based on the control signal and converting power;
A current regulator that inputs a predetermined current command and generates a command such that the difference between the predetermined current command and the current detected for the power converted by the power stack is zero; and
A pulse width modulator that generates the control signal by pulse width modulation based on a command generated by the current regulator;
The function selection unit of the main card is
An inverter control unit that generates a current command so that a difference between a speed command for the motor controlled by the inverter and a detected motor speed is zero;
A converter controller that generates a current command such that a difference between a bus voltage command for the bus voltage controlled by the converter and a detected bus voltage is zero;
A selection controller that reads an identifier from the memory of the interface card and generates a selection signal corresponding to the identifier; and
A selector that selects a current command generated by one of the inverter control unit and the converter control unit based on a selection signal generated by the selection controller and outputs the current command as the predetermined current command; And
The second connector of the main card is
By connecting with the first connector of the interface card, the interface card and the main card are integrally configured and electrically connected,
The identifier stored in the memory of the interface card is selected from the memory of the interface card via the first connector of the interface card and the second connector of the main card. Read out
The data of the functional unit of the interface card is transmitted from the functional unit of the interface card via the first connector of the interface card and the second connector of the main card. Output to the power converter.

In a power conversion device that converts power based on a control signal and operates as one of an inverter, a converter, and a power conditioner ,
An interface card having a memory, a function unit, and a first connector; and a main card having a function sharing unit, a function selection unit, and a second connector;
In the memory of the interface card, an identifier for distinguishing the inverter, the converter or the power conditioner is stored,
The functional part of the interface card is
When the identifier of the inverter is stored in the memory, a process for realizing a part of the function of the inverter is performed,
When the identifier of the converter is stored in the memory, a process for realizing a part of the function of the converter is performed,
When the identifier of the inverter is stored in the memory, a process for realizing a part of the function of the inverter is performed,
The function sharing unit of the main card is
A power stack for turning on and off the power element based on the control signal and converting power;
A current regulator that inputs a predetermined current command and generates a command such that the difference between the predetermined current command and the current detected for the power converted by the power stack is zero; and
A pulse width modulator that generates the control signal by pulse width modulation based on a command generated by the current regulator;
The function selection unit of the main card is
An inverter control unit that generates a current command so that a difference between a speed command for the motor controlled by the inverter and a detected motor speed is zero;
A converter controller that generates a current command such that a difference between a bus voltage command for the bus voltage controlled by the converter and a detected bus voltage is zero;
A power conditioner controller that generates a current command such that a difference between a bus voltage command for the bus voltage controlled by the power conditioner and the detected bus voltage is zero;
A selection controller that reads an identifier from the memory of the interface card and generates a selection signal corresponding to the identifier; and
Based on a selection signal generated by the selection controller, a current command generated by any of the inverter control unit, the converter control unit, and the power conditioner control unit is selected, and the predetermined current command is selected. Has a selector to output as
The second connector of the main card is
By connecting with the first connector of the interface card, the interface card and the main card are integrally configured and electrically connected,
The identifier stored in the memory of the interface card is selected from the memory of the interface card via the first connector of the interface card and the second connector of the main card. Read out
The data of the functional unit of the interface card is transmitted from the functional unit of the interface card via the first connector of the interface card and the second connector of the main card. Output to the power converter.