JP6533870B1

JP6533870B1 - インバータ発電機及び制御方法

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Publication number: JP6533870B1
Application number: JP2018519879A
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Inventors: 山下　和郎; 和郎山下; 泰和山口
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Abstract

制御部は、通信部が他のインバータ発電機から第１同期信号を受信した場合、当該第１同期信号に含まれる第１の位相と、当該第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第２の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、他のインバータ発電機から次の第１同期信号を受信するまで、第１の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続けるという一連の処理を繰り返す。制御部は、通信部が第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した第１同期信号に含まれる第３の位相と、当該第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第４の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続けて第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。

Description

本発明は、インバータ発電機及び制御方法に関する。

二つのインバータ発電機から出力電圧を重畳して出力する際に、二つのインバータ発電機の間で出力電圧の位相の同期を取るために、一方のインバータ発電機から他方のインバータ発電機へ同期信号を送信することが行われている。例えば、特許文献１には、他のインバータ発電機が、カウンタの値が、出力電圧の極性が負から正になるタイミングに対応する設定カウンタ値「１２７」になったとき、他のインバータ発電機から自インバータ発電機へ出力する同期信号の出力レベルをハイからローに切り替えることで、他のインバータ発電機の出力電圧の位相が３６０度であることを通知する。このとき、自インバータ発電機のカウンタが上記設定カウンタ値「１２７」より１小さい「１２６」の場合、自インバータ発電機の位相が遅れているものとみなして、自インバータ発電機の出力電圧の１周期を１２．８μｓだけ短くすることが開示されている。

特開２０１０−１１００２７号公報

しかしながら、間欠的に送られてくる同期信号の信号間の時間間隔が空いている場合には、他のインバータ発電機の出力電圧の位相が３６０度となる極性反転タイミング（ゼロクロス点ともいう）を精度良く予測できないという問題がある。

そこで本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、他のインバータ発電機が出力する出力電圧における極性反転タイミングについての予測精度を向上させることを可能とするインバータ発電機及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るインバータ発電機は、
他のインバータ発電機との間で通信により出力電圧の位相の同期をとるインバータ発電機であって、
第１基準正弦波に基づいて第１出力電圧を出力する前記他のインバータ発電機から、当該第１基準正弦波の位相を含む第１同期信号を間欠的に受信する通信部と、
第２出力電圧を出力する出力回路と、
第２基準正弦波に基づいて前記出力回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記通信部が前記他のインバータ発電機から第１同期信号を受信した場合、当該第１同期信号に含まれる位相で前記第１基準正弦波の位相を表す第１の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第２の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、前記他のインバータ発電機から次の第１同期信号を受信するまで、前記第１の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けるという一連の処理を繰り返し、
前記制御部は、前記通信部が前記第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した前記第１同期信号に含まれる位相であって前記第１の位相のうちの一つである第３の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第４の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けて前記第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。

本発明の第２の態様に係るインバータ発電機は、第１の態様にかかるインバータ発電機であって、
前記通信部は、第１設定時間毎に前記第１同期信号を受信し、
前記制御部は、前記通信部が前記第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した前記第１同期信号のうち直近に受信した前記第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第４の位相に対して、前記第１設定時間より短い第２設定時間毎に、前記変更後の単位時間あたりの位相変化量を加算することを繰り返すことにより、前記第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。

本発明の第３の態様に係るインバータ発電機は、第１または２の態様にかかるインバータ発電機であって、
前記通信部は、第１設定時間毎に前記第１同期信号を受信し、
前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔は、前記第１設定時間より短い第２設定時間であり、
前記第２基準正弦波の位相を更新する際に、前記制御部は、前記第２設定時間毎に、前記変更後の第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を前記第２の位相に加算する。

本発明の第４の態様に係るインバータ発電機は、第３の態様にかかるインバータ発電機であって、
前記制御部は、前記第２の位相が前記第１の位相よりも遅れている場合、前記第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を大きくし、前記第２の位相が前記第１の位相よりも早まっている場合、前記第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を小さくする。

本発明の第５の態様に係るインバータ発電機は、第１または２の態様にかかるインバータ発電機であって、
前記通信部は、第１設定時間毎に前記第１同期信号を受信し、
前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔は、前記第１設定時間より短い第２設定時間であり、
前記制御部は、前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を変更することによって前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、前記第２基準正弦波の位相を更新する際に、変更後の時間間隔毎に、設定された位相加算量を前記第２の位相に加算する。

本発明の第６の態様に係るインバータ発電機は、第５の態様にかかるインバータ発電機であって、
前記制御部は、前記第２の位相が前記第１の位相よりも遅れている場合、前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を短くし、前記第２の位相が前記第１の位相よりも早まっている場合、前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を長くする。

本発明の第７の態様に係るインバータ発電機は、第１から６のいずれかの態様にかかるインバータ発電機であって、
前記制御部は、前記第１の位相と、前記第１同期信号を受信したときの前記第２の位相との差の大きさに応じて、前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量の変更量を決定する。

本発明の第８の態様に係るインバータ発電機は、第１から７のいずれかの態様にかかるインバータ発電機であって、
前記制御部は、前記通信部から、前記第２基準正弦波の位相を含む第２同期信号を前記他のインバータ発電機へ送信するよう制御し、前記他のインバータ発電機は前記第１基準正弦波の位相と前記第２基準正弦波の位相を比較し、比較結果に応じて前記第１基準正弦波の位相を更新し、当該更新後の位相を含む第１同期信号を送信し、前記通信部は当該更新後の位相を含む第１同期信号を受信し、当該第１同期信号に含まれる位相を用いて前記一連の処理を繰り返す。

本発明の第９の態様に係るインバータ発電機は、第１から８のいずれかの態様にかかるインバータ発電機であって、
前記第１同期信号は、前記第１基準正弦波の位相と誤り検出符号が含まれているパケットである。

本発明の第１０の態様に係るインバータ発電機は、第１から９のいずれかの態様にかかるインバータ発電機であって、前記制御部は、前記予測した極性反転タイミングにおいて前記第２出力電圧の出力を開始するよう前記出力回路を制御する。

本発明の第１１の態様に係る制御方法は、
第１基準正弦波に基づいて第１出力電圧を出力する前記他のインバータ発電機から、当該第１基準正弦波の位相を含む第１同期信号を間欠的に受信する通信部と、第２出力電圧を出力する出力回路と、第２基準正弦波に基づいて前記出力回路を制御する制御部と、を備え、他のインバータ発電機との間で通信により出力電圧の位相の同期をとるインバータ発電機が実行する制御方法であって、
前記制御部は、前記通信部が前記他のインバータ発電機から第１同期信号を受信した場合、当該第１同期信号に含まれる位相で前記第１基準正弦波の位相を表す第１の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第２の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、前記他のインバータ発電機から次の第１同期信号を受信するまで、前記第１の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けるという一連の処理を繰り返し、
前記制御部は、前記通信部が前記第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した前記第１同期信号に含まれる位相であって前記第１の位相のうちの一つである第３の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第４の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けて前記第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。

本発明の一態様に係るインバータ発電機は、第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更する処理を繰り返すことによって、当該インバータ発電機の第２基準正弦波の位相を、他のインバータ発電機の第１基準正弦波の位相に徐々に漸近させることができる。この漸近後の位相である第４の位相と極性反転タイミングより前に受信した第１同期信号に含まれる第３の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を更に変更し、当該変更後の第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新して第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。このため、第１基準正弦波の極性反転タイミングの予測精度を向上させることができるので、第１基準正弦波に基づいて出力される他のインバータ発電機の出力電圧の極性反転タイミングの予測精度を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るインバータ発電システムの構成の一例を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係るインバータ発電機の制御部の構成の一例を示す図である。図３は、第１基準正弦波、第１基準正弦波の位相の時間変化、インバータ発電機１が送信する第２同期信号の送信タイミング、第１同期信号に含まれる位相、第１基準正弦波の位相の予測時間変化の一例を示す図である。図４は、位相変化量の更新をしない比較例における第１基準正弦波の位相と第２基準正弦波の位相の時間変化の一例を示す図である。図５は、位相変化量を更新する本実施形態における第１基準正弦波の位相と第２基準正弦波の位相の時間変化の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。図１において、
本発明の実施形態に係るインバータ発電システム１０は、インバータ発電機１（他のインバータ発電機ともいう）と、インバータ発電機２とを備える。インバータ発電システム１０は、インバータ発電機１から出力される第１出力電圧の位相と、インバータ発電機２から出力される第２出力電圧の位相とを揃え、第１出力電圧と第２出力電圧を重畳して出力する。本実施形態では第１出力電圧と第２出力電圧は正弦波の交流電圧であるところ、第１出力電圧と第２出力電圧の位相が揃うことにより、第１出力電圧と第２出力電圧が重畳して出力される電圧も正弦波の交流電圧となり、インバータ発電システム１０は、正弦波の交流電圧を出力することができる。

インバータ発電機１及びインバータ発電機２は、互いに相手のインバータ発電機との間で通信により出力電圧の位相の同期をとる。

インバータ発電機１は電源Ｓ１に接続されており、電源Ｓ１から電源電圧が供給される。ここで、インバータ発電機１は、通信部１１と、出力回路１２と、制御部１３と、記憶部１４を備える。

通信部１１は、インバータ発電機２の後述する通信部２１と通信する。この通信は有線であっても無線であってもよい。具体的には、通信部１１は、インバータ発電機２が生成する第２基準正弦波の位相を含む第２同期信号を間欠的に受信する。ここで第１同期信号は、第１基準正弦波の位相と誤り検出符号が含まれているパケットである。
また、通信部１１は、制御部１３によって生成された第１基準正弦波の位相を含む第１同期信号を間欠的に送信する。ここで第１同期信号は、第１基準正弦波の位相と誤り検出符号が含まれているパケットである。第１同期信号に誤り検出符号が含まれているので、通信中にノイズが混入することにより第１同期信号に含まれる第１基準正弦波の位相の値が本来の値からずれた場合、インバータ発電機２は誤り検出符号を用いてその誤りを検出することができる。そして、インバータ発電機２はパケットの再送を要求して再度同じ第１同期信号を受信することにより、正しい位相を受信することができる。

出力回路１２は、電源Ｓ１に接続されており、電源Ｓ１から供給された電圧を用いて第１出力電圧を出力する。

制御部１３は、通信部１１、出力回路１２、記憶部１４に接続されており、通信部１１及び出力回路１２を制御する。例えば、制御部１３は、第１基準正弦波を生成し、生成した第１基準正弦波に基づいて出力回路１２を制御する。これにより、インバータ発電機１は、第１基準正弦波に基づいて第１出力電圧を出力する。

記憶部１４はデータを保存可能である。

同様にして、インバータ発電機２は電源Ｓ２に接続されており、電源Ｓ２から電源電圧が供給される。ここで、インバータ発電機２は、通信部２１と、出力回路２２と、制御部２３と、記憶部２４を備える。

通信部２１は、インバータ発電機１の通信部１１と通信する。この通信は有線であっても無線であってもよい。具体的には、通信部２１は、インバータ発電機１が生成する第１基準正弦波の位相を含む第１同期信号を間欠的に受信する。また、通信部２１は、制御部２３によって生成された第２基準正弦波の位相を含む第２同期信号を間欠的に送信する。ここで第２同期信号は、第２基準正弦波の位相と誤り検出符号が含まれているパケットである。第２同期信号に誤り検出符号が含まれているので、通信中にノイズが混入することにより第２同期信号に含まれる第２基準正弦波の位相の値が本来の値からずれた場合、インバータ発電機１は誤り検出符号を用いてその誤りを検出することができる。そして、インバータ発電機１はパケットの再送を要求して再度同じ第２同期信号を受信することにより、正しい位相を受信することができる。

出力回路２２は、電源Ｓ２に接続されており、電源Ｓ２から供給された電圧を用いて第２出力電圧を出力する。

制御部２３は、通信部２１、出力回路２２、記憶部２４に接続されており、通信部２１及び出力回路２２を制御する。例えば、制御部２３は、第２基準正弦波を生成し、生成した第２基準正弦波に基づいて出力回路２２を制御する。このように、インバータ発電機２は、第２基準正弦波に基づいて第２出力電圧を出力する。

記憶部２４はデータを保存可能である。

＜制御部２３の構成の詳細＞
続いて、図２を用いて制御部２３の機能的な構成について説明する。なお、制御部１３の機能的な構成は、制御部２３と同様であるから、その詳細な説明を省略する。
図２において、制御部２３は、基準正弦波生成部２４１と、通信データ入力部２４２と、ＰＷＭ変調部２４３と、通信データ出力部２４４と、位相変化量更新部２４５と、相手位相予測部２４６と、相手ゼロクロス検出部２４７を備える。

基準正弦波生成部２４１は、記憶部２４に記憶されている単位時間あたりの位相変化量を読み出し、第１基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量が当該読み出した単位時間あたりの位相変化量になるように、第２基準正弦波を生成する。基準正弦波生成部２４１は、生成した第２基準正弦波に対応するＰＷＭ信号を生成するように、当該ＰＷＭ信号用のパルス幅の時系列データをＰＷＭ変調部２４３へ出力する。

また基準正弦波生成部２４１は、通信部２１が第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第２の位相を通信データ出力部２４４及び位相変化量更新部２４５へ出力する。また基準正弦波生成部２４１は、通信部２１が第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第４の位相を通信データ出力部２４４及び位相変化量更新部２４５へ出力する。本実施形態では一例として、この極性反転タイミングより前に受信した第１同期信号は、極性反転タイミングを挟んで受信した２つの第１同期信号のうち先に受信した第１同期信号である。

通信データ入力部２４２は、通信部２１が受信した第１同期信号が入力される。通信データ入力部２４２は、第１同期信号に含まれる位相で第１基準正弦波の位相を表す第１の位相を第１同期信号から取得する。通信データ入力部２４２は、取得した第１の位相を位相変化量更新部２４５へ出力する。また通信データ入力部２４２は、取得した第１の位相を記憶部２４に保存する。

また通信データ入力部２４２は、通信部２１が第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した第１同期信号に含まれる位相であって第１の位相のうちの一つである第３の位相を第１同期信号から取得する。本実施形態では一例として、この極性反転タイミングより前に受信した第１同期信号は、極性反転タイミングを挟んで受信した２つの第１同期信号のうち先に受信した第１同期信号である。通信データ入力部２４２は、取得した第３の位相を位相変化量更新部２４５へ出力する。また通信データ入力部２４２は、取得した第３の位相を記憶部２４に保存する。

ＰＷＭ変調部２４３は、当該ＰＷＭ信号用のパルス幅の時系列データを用いてスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号を出力回路２２へ送信する。これにより、出力回路２２は、このスイッチング信号に基づいて内部のスイッチ回路をオンオフすることにより第２出力電圧を生成する。

通信データ出力部２４４は、第２の位相が入力された場合、この第２の位相を含む第２同期信号を通信部２１へ出力する。これにより、通信部２１は、この第２同期信号をインバータ発電機１へ送信することができる。
同様にして、通信データ出力部２４４は、第４の位相が入力された場合、この第４の位相を含む第２同期信号を通信部２１へ出力する。これにより、通信部２１は、この第２同期信号をインバータ発電機１へ送信することができる。

位相変化量更新部２４５は、第１同期信号に含まれる位相で第１基準正弦波の位相を表す第１の位相と、当該第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第２の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更する。

その際、位相変化量更新部２４５は例えば、第２の位相が第１の位相よりも遅れている場合（すなわち自身の位相が他のインバータ発電機の位相より遅れている場合）、第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を大きくする。これにより、自身の位相の進み具合を早めて他のインバータ発電機の位相に追いつくようにすることができる。一方、位相変化量更新部２４５は例えば、第２の位相が第１の位相よりも早まっている場合（すなわち自身の位相が他のインバータ発電機の位相より早まっている場合）、第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を小さくしてもよい。これにより、自身の位相の進み具合を遅くして他のインバータ発電機の位相に近づけることができる。
あるいは、位相変化量更新部２４５は例えば、第２の位相が第１の位相よりも遅れている場合（すなわち自身の位相が他のインバータ発電機の位相より遅れている場合）、第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を短くしてもよい。これにより、自身の位相の進み具合を早めて他のインバータ発電機の位相に追いつくようにすることができる。また位相変化量更新部２４５は第２の位相が第１の位相よりも早まっている場合（すなわち自身の位相が他のインバータ発電機の位相より早まっている場合）、第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を長くしてもよい。これにより、自身の位相の進み具合を遅くして他のインバータ発電機の位相に近づけることができる。位相変化量更新部２４５は、変更後の単位時間あたりの位相変化量を記憶部２４に保存する。

相手位相予測部２４６は、第１の位相及び上記変更後の単位時間あたりの位相変化量を記憶部２４から読み出す。また相手位相予測部２４６は、記憶部２４に記憶された第１の位相を読み出す。
そして、相手位相予測部２４６は、通信部２１がインバータ発電機１から次の第１同期信号を受信するまで、第１の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続ける。

ここで、位相更新の具体例について説明する。前提として、通信部２１は、第１設定時間毎に第１同期信号を受信し、制御部２３において第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔は、この第１設定時間より短い第２設定時間である。すなわち、第１同期信号の受信間隔よりも、第２基準正弦波の位相の更新間隔の方が短いことを前提とする。
この前提において、第２基準正弦波の位相を更新する際に、制御部２３は、第２設定時間毎に、変更後の第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を第２の位相に加算してもよい。これにより、制御部２３は、変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新することができる。

あるいは、上記の前提において、制御部２３は、第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を変更することによって第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、第２基準正弦波の位相を更新する際に、変更後の時間間隔毎に、設定された位相加算量を第２の位相に加算してもよい。これにより、制御部２３は、変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新することができる。

なお制御部２３は、第１の位相と、第１同期信号を受信したときの第２の位相との差の大きさに応じて、第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量の変更量を決定してもよい。これにより、第１の位相と、第１同期信号を受信したときの第２の位相との差が大きいときに、第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量の変更量を大きくすることができ、インバータ発電機２の第２基準正弦波の位相をインバータ発電機１の第１基準正弦波の位相に、より早く近づけることができる。一方、第１の位相と、第１同期信号を受信したときの第２の位相との差が小さいときに、第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量の変更量を小さくすることができ、インバータ発電機２の第２基準正弦波の位相をインバータ発電機１の第１基準正弦波の位相に、より早く近づけることができる。

このように、制御部２３は、第１同期信号を受信する度に、第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、変更しては、次の第１同期信号を受信する前まで、当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続けるという一連の処理を繰り返す。

また制御部２３は、通信部２１から、第２基準正弦波の位相を含む第２同期信号をインバータ発電機１へ送信するよう制御し、インバータ発電機１は第１基準正弦波の位相と第２基準正弦波の位相を比較し、比較結果に応じて第１基準正弦波の位相を更新し、当該更新後の位相を含む第１同期信号を送信し、通信部２１は当該更新後の位相を含む第１同期信号を受信し、当該第１同期信号に含まれる位相を用いて当該一連の処理を繰り返す。

位相変化量更新部２４５は、通信部２１が第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した第１同期信号に含まれる位相であって第１の位相のうちの一つである第３の位相と、当該第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第４の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更する。位相変化量更新部２４５は、変更後の単位時間あたりの位相変化量を記憶部２４に保存する。

相手ゼロクロス検出部２４７は、第３の位相及び当該変更後の単位時間あたりの位相変化量を記憶部２４から読み出す。相手ゼロクロス検出部２４７は、第３の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続けて第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。

ここで、本実施形態では通信部２１は、第１設定時間毎に第１同期信号を受信する。この場合において、相手ゼロクロス検出部２４７は、通信部２１が第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した第１同期信号のうち直近に受信した第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第４の位相に対して、第１設定時間より短い第２設定時間毎に、変更後の単位時間あたりの位相変化量を加算することを繰り返すことにより、第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。これにより、変更後の単位時間あたりの位相変化量を加算することを繰り返すことで、精度良く第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測することができる。

制御部２３は例えば、当該予測した極性反転タイミングにおいて第２出力電圧の出力を開始するよう出力回路２２を制御する。これにより、極性反転タイミングにおいて、第２出力電圧の位相を、第１出力電圧の位相に合わせることができる。

図３における曲線Ｗ１は、インバータ発電機１の第１基準正弦波を表している。図３における折れ線Ｗ２は、第１同期信号に含まれる位相の時間変化、すなわちインバータ発電機１の第１基準正弦波の位相の時間変化を表している。図３における複数の線分Ｗ３は、インバータ発電機２が送信する第２同期信号の送信タイミングである。図３におけるドットＤ１〜Ｄ１３は、インバータ発電機１から送信された第１同期信号をインバータ発電機２が受信した時における当該第１同期信号に含まれる位相（すなわち第１基準正弦波の位相）を表す。図３における折れ線Ｗ４は、ドットＤ１〜Ｄ１３を繋いだ線であり、インバータ発電機２が予測する第１基準正弦波の位相の時間変化を表す。

続いて、位相変化量の更新をしない比較例（図４）と位相変化量を更新する本実施形態（図５）との間で、第２基準正弦波の位相の時間変化を比較することにより、本実施形態に係る位相変化量の更新による位相同期効果について説明する。

図４において、折れ線Ｗ１１は、インバータ発電機１の第１基準正弦波の位相変化であり、折れ線Ｗ１２は、比較例として単位時間あたりの位相変化量を更新しない場合におけるインバータ発電機２の第２基準正弦波の位相変化である。折れ線Ｗ１２は、時間が経過しても折れ線Ｗ１１に近づかない。

図５において、折れ線Ｗ２１は、インバータ発電機１の第１基準正弦波の位相変化である。図５におけるドットＤ２１〜Ｄ３１は、インバータ発電機１から送信された第１同期信号をインバータ発電機２が受信した時における第２基準正弦波の位相を表す。折れ線Ｗ２２は、本実施形態において単位時間あたりの位相変化量を更新する場合におけるインバータ発電機２の第２基準正弦波の位相変化である。折れ線Ｗ２２は、このドットＤ２１〜Ｄ３１間を繋いだものとして表される。

図５の折れ線Ｗ２２に示すように、本実施形態では、図４の比較例に係る第２基準正弦波の位相の時間変化とは異なり、単位時間あたりの位相変化量を更新することにより、インバータ発電機２の第２基準正弦波の位相が、インバータ発電機１の第１基準正弦波の位相に近づいていく。例えば、ドットＤ２５における位相を第３位相とすると、制御部２３は、この第３位相を基準として変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続けていくことにより、第１基準正弦波の極性反転タイミングを精度良く予測することができる。

以上、本実施形態に係るインバータ発電機２は、他のインバータ発電機１との間で通信により出力電圧の位相の同期をとるインバータ発電機である。インバータ発電機２は、第１基準正弦波に基づいて第１出力電圧を出力する他のインバータ発電機１から、当該第１基準正弦波の位相を含む第１同期信号を間欠的に受信する通信部２１を備える。更にインバータ発電機２は、第２出力電圧を出力する出力回路２２を備える。更にインバータ発電機２は、第２基準正弦波に基づいて前記出力回路を制御する制御部２３を備える。

制御部２３は、通信部２１が他のインバータ発電機１から第１同期信号を受信した場合、当該第１同期信号に含まれる位相で第１基準正弦波の位相を表す第１の位相と、当該第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第２の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、他のインバータ発電機から次の第１同期信号を受信するまで、第１の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続けるという一連の処理を繰り返す。

制御部２３は、通信部２１が第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した前記第１同期信号に含まれる位相であって第１の位相のうちの一つである第３の位相と、当該第１同期信号を受信したときの第２基準正弦波の位相である第４の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新し続けて第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。

本実施形態に係るインバータ発電機２は、第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更する処理を繰り返すことによって、当該インバータ発電機２の第２基準正弦波の位相を、他のインバータ発電機１の第１基準正弦波の位相に徐々に漸近させることができる。この漸近後の位相である第４の位相と極性反転タイミング（ゼロクロス点）より前に受信した第１同期信号に含まれる第３の位相とを比較し、比較結果に応じて第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を更に変更し、当該変更後の第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量で第２基準正弦波の位相が変化するよう第２基準正弦波の位相を更新して第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する。このため、第１基準正弦波の極性反転タイミングの予測精度を向上させることができるので、第１基準正弦波に基づいて出力される他のインバータ発電機１の出力電圧の極性反転タイミングの予測精度を向上させることができる。

なお、実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。

１、２インバータ発電機
１０インバータ発電システム
１１、２１通信部
１２、２２出力回路
１３、２３制御部
１４、２４記憶部
２４１基準正弦波生成部
２４２通信データ入力部
２４３ＰＷＭ変調部
２４４通信データ出力部
２４５位相変化量更新部
２４６相手位相予測部
２４７相手ゼロクロス検出部
Ｓ１、Ｓ２電源

Claims

他のインバータ発電機との間で通信により出力電圧の位相の同期をとるインバータ発電機であって、
第１基準正弦波に基づいて第１出力電圧を出力する前記他のインバータ発電機から、
当該第１基準正弦波の位相を含む第１同期信号を間欠的に受信する通信部と、
第２出力電圧を出力する出力回路と、
第２基準正弦波に基づいて前記出力回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記通信部が前記他のインバータ発電機から第１同期信号を受信した場合、当該第１同期信号に含まれる位相で前記第１基準正弦波の位相を表す第１の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第２の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、前記他のインバータ発電機から次の第１同期信号を受信するまで、前記第１の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けるという一連の処理を繰り返し、
前記制御部は、前記通信部が前記第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した前記第１同期信号に含まれる位相であって前記第１の位相のうちの一つである第３の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第４の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けて前記第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測するインバータ発電機。
前記通信部は、第１設定時間毎に前記第１同期信号を受信し、
前記制御部は、前記通信部が前記第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した前記第１同期信号のうち直近に受信した前記第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第４の位相に対して、前記第１設定時間より短い第２設定時間毎に、前記変更後の単位時間あたりの位相変化量を加算することを繰り返すことにより、前記第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する請求項１に記載のインバータ発電機。
前記通信部は、第１設定時間毎に前記第１同期信号を受信し、
前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔は、前記第１設定時間より短い第２設定時間であり、
前記第２基準正弦波の位相を更新する際に、前記制御部は、前記第２設定時間毎に、前記変更後の第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を前記第２の位相に加算する請求項１または２に記載のインバータ発電機。
前記制御部は、前記第２の位相が前記第１の位相よりも遅れている場合、前記第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を大きくし、前記第２の位相が前記第１の位相よりも早まっている場合、前記第２基準正弦波の第２設定時間あたりの位相変化量を小さくする請求項３に記載のインバータ発電機。
前記通信部は、第１設定時間毎に前記第１同期信号を受信し、
前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔は、前記第１設定時間より短い第２設定時間であり、
前記制御部は、前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を変更することによって前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、前記第２基準正弦波の位相を更新する際に、変更後の時間間隔毎に、設定された位相加算量を前記第２の位相に加算する
請求項１または２に記載のインバータ発電機。
前記制御部は、前記第２の位相が前記第１の位相よりも遅れている場合、前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を短くし、前記第２の位相が前記第１の位相よりも早まっている場合、前記第２基準正弦波の位相を更新する時間間隔を長くする請求項５に記載のインバータ発電機。
前記制御部は、前記第１の位相と、前記第１同期信号を受信したときの前記第２の位相との差の大きさに応じて、前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量の変更量を決定する請求項１から６のいずれか一項に記載のインバータ発電機。
前記制御部は、前記通信部から、前記第２基準正弦波の位相を含む第２同期信号を前記他のインバータ発電機へ送信するよう制御し、前記他のインバータ発電機は前記第１基準正弦波の位相と前記第２基準正弦波の位相を比較し、比較結果に応じて前記第１基準正弦波の位相を更新し、当該更新後の位相を含む第１同期信号を送信し、前記通信部は当該更新後の位相を含む第１同期信号を受信し、当該第１同期信号に含まれる位相を用いて前記一連の処理を繰り返す請求項１から７のいずれか一項に記載のインバータ発電機。
前記第１同期信号は、前記第１基準正弦波の位相と誤り検出符号が含まれているパケットである請求項１から８のいずれか一項に記載のインバータ発電機。
前記制御部は、前記予測した極性反転タイミングにおいて前記第２出力電圧の出力を開始するよう前記出力回路を制御する請求項１から９のいずれか一項に記載のインバータ発電機。
第１基準正弦波に基づいて第１出力電圧を出力する前記他のインバータ発電機から、当該第１基準正弦波の位相を含む第１同期信号を間欠的に受信する通信部と、第２出力電圧を出力する出力回路と、第２基準正弦波に基づいて前記出力回路を制御する制御部と、を備え、他のインバータ発電機との間で通信により出力電圧の位相の同期をとるインバータ発電機が実行する制御方法であって、
前記制御部は、前記通信部が前記他のインバータ発電機から第１同期信号を受信した場合、当該第１同期信号に含まれる位相で前記第１基準正弦波の位相を表す第１の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第２の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、前記他のインバータ発電機から次の第１同期信号を受信するまで、前記第１の位相を基準として当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けるという一連の処理を繰り返し、
前記制御部は、前記通信部が前記第２基準正弦波の極性反転タイミングより前に受信した前記第１同期信号に含まれる位相であって前記第１の位相のうちの一つである第３の位相と、当該第１同期信号を受信したときの前記第２基準正弦波の位相である第４の位相とを比較し、比較結果に応じて前記第２基準正弦波の単位時間あたりの位相変化量を変更し、当該変更後の単位時間あたりの位相変化量で前記第２基準正弦波の位相が変化するよう前記第２基準正弦波の位相を更新し続けて前記第１基準正弦波の極性反転タイミングを予測する制御方法。