JPH01110062A - インバータ装置の並列運転回路 - Google Patents

インバータ装置の並列運転回路

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JPH01110062A
JPH01110062A JP62265392A JP26539287A JPH01110062A JP H01110062 A JPH01110062 A JP H01110062A JP 62265392 A JP62265392 A JP 62265392A JP 26539287 A JP26539287 A JP 26539287A JP H01110062 A JPH01110062 A JP H01110062A
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inverter
parallel
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arc
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Kenji Kosaka
高坂 憲司
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電圧形インバータの大容量化を図るために
インバータ装置を複数台用い、それらの出力をリアクト
ルを介して並列接続して運転するためのインバータ装置
の並列運転回路に関する。
(従来の技術〕 第4図は従来のインバータ装置の並列運転回路例を示す
回路図である。これは、共通の直流電源よシ給電される
2台の単相インバータINVI。
IN〜′2を出力り7クトルを介して並列接続した場合
の例であシ、トランジスタTP、とTP2および’I’
NtとTN2を同一の点、消弧信号で駆動して、出力容
量を約2倍にしようとするものである。
一般に、出カリアクドルを介してインバータ装置を並列
接続し、それらを同相で運転する場合でも、スイッチン
グ素子の特性(ターンオン、ターンオフ時間やオン電圧
など)のばらつきに起因する不平衡電流が生じる。
第5A図および第5B図はスイッチング素子のターンオ
ン、ターンオフ特性のばらつきによって発生する不平衡
電流波形の例をモデル化して示したものである。第5A
図は、負荷電流it、)0の場合において、P(正)側
アームのトランジスタは、オン時にはT、1がTP2よ
シ早くターンオンし、オフ時にはTP2がTPIよシ早
くターンオフした例を示している。この場合は、ターン
オン。
ターンオフ時ともに出カリアクドルには正の電圧が印加
され、その結果、不平衡電流(Δ、−11−12と定義
する。)も正に増加する。なお、この例では、負荷電流
i L、 > 0なので、N側アームのトランジスタT
N1およびTN2は導通せず、したがってN側アームの
トランジスタT およびTN2は導通せず、したがって
N側アームのトランジスタのスイッチング時間差による
不平衡電流は発生し々い。
また、第5B図は、負荷電流I L (0の場合におい
て、N(負)側アームのトランジスタは、オン時にはT
N2がTNlよシ早くターンオンし、オフ時にはTNI
がTN2よシ早くターンオフした例を示している。この
場合も、出カリアクドルには第5A図と同様に、ターン
オン、ターンオフ時ともに正の電圧が印加され、その結
果の不平衡電流も正に増加する。なお、この例では、負
荷電流ILti t L < Oなので、P側アームの
トランジスタTP。
およびTP2は導通せず、したがってP側アームのトラ
ンジスタのスイッチング時間差による不平衡電流は発生
しない。一方、スイッチングのタイミングが第5A図、
第5B図の例とは逆の関係になったときKは、出カリア
クドルには負の電圧が印加され、その結果、不平衡電流
は負に増加する。
以上のように、スイッチング素子のターンオン。
ターンオフ特性のばらつきによる不平衡電圧に起因する
不平衡電流は、負荷電流IL〉0の場合は、P側のスイ
ッチング素子の特性のばら・つきにのみ依存し、負荷電
流iI、(Oの場合は、N側のスイッチング素子の特性
のばらつきKOみ依存し、その極性は第5A図、第5B
図に示すようになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上の如く発生する不平衡電流は、インバータの負荷分
担をくずし、最悪の場合には1台のインバータに全負荷
がかかるおそれがある。また、不平衡電流抑制のために
接続した出カリアクドルは、不平衡電流の交流成分に対
しては抑制作用がらるが、直流成分に対しては抑制作用
はない。なお、VVVF(可変電圧可変周波数)インバ
ータの様に可変周波数で運転する装置の場合、特に低周
波数運転時には低周波数成分や直流成分も含まれるおそ
れがsb、出カリアクドルのみで不平衡電流を抑制する
ことは困難である。その結果、出カリアクドルが大形化
したシ、並列インバータの出力容量が低下する等の問題
がある。
したがって、この発明は電圧形インバータ装置の並列運
転時において、出カリアクドルを小形化するとともに、
並列インバータの出力容量をほぼn倍(n:並列台数)
にすることができるインバータ装置の並列運転回路を提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
基準インバータ装置の出力電流と並列運転される他のイ
ンバータ装置の出力電流との偏差電流を検出する検出回
路と、該偏差電流を零にすべく所定の調節演算を行なう
調節器と、該偏差電流が正(負)になった場合は、基準
インバータ装置の点。
消弧信号に対し、並列運転される他のインバータ装置の
点、消弧信号を、正極側直流母線に接続されるスイッチ
素子のターンオン時には進相(遅相)とし、該スイッチ
素子のターンオフ時には遅相(進相)とし、また負極性
直流母#に接続されるスイッチ素子のターンオン時には
遅相(進相)とし、該スイッチ素子のターンオフ時には
進相(遅相)となるようKする点消弧信号発生回路とを
設ける。
〔作用〕
電圧形インバータ装置を並列運転するに際し、並列接続
した相の出力電流をそれぞれ検出し、その偏差電流の直
流成分および低周波の交流成分を零にする様に基準イン
バータ装置の点、消弧信号に対し、並列運転される他の
インバータ装置の点。
消弧信号の位相を各相当シ(n−1)台の調節器を用い
て自動制御することによシ、出カリアクドルの小型化を
図シ、出力容量の低下を抑制する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示すブロック図で、並列イ
ンバータINV1.INV2間のスイッチング素子のス
イッチング時間差を調節すべく、不平衡電流の直流成分
および低周波の交流成分を零にする様な自動制御回路を
付加して構成される。なお、同図において、1,2は点
消弧信号発生回路、3は調節器、4はインバータ制御装
置である。りまシ、この発明は上述の如き不平衡電流は
出カリアクドルの電圧vLBを調節することによシ制御
できるが、この出カリアクドルの電圧vLBは並列イン
バータ間のスイッチング素子のスイッチング時間差に略
比例するので、これを積極的に調節することで制御でき
ると云う原理に基づきなされたものである。そして、出
カリアクドルの電圧vLBの極性と並列インバータ間の
スイッチング素子の点、消弧順序は第1表の様な関係に
あるので、この表に示す点、消弧順序になる様に調節す
れば、vLBを任意に制御でき、その結果、不平衡電流
も任意に制御できることになる。
第1表 第1図の例では、インバータINVIの点、消弧信号を
基準にして、インバータINV2の点、消弧信号を調節
するようにしている。すなわち、2台の単位イアA−夕
INV1.INV2(D出力電流i1+12よシその偏
差11  ’1’2を得、この偏差電流11 12をリ
ップル低域のための、図示されていない一次遅れフィル
タを介して調節器3に入力し、この調節器3によj)1
1 12を零にする様なINV2の点、消弧信号の移相
指令を出力し、これにもとづきINV2の点、消弧信号
をINVlの点。
消弧信号に対して所定の時間だけ進ませ九)又は遅らせ
るための移相器を含む点消弧信号発生回路1.2に入力
し、インバータI NV 2のスイッチングのタイミン
グを決定する。この結果、出カリアクドルの電圧vLB
は不平衡電流11−12の平均値も零となる。
第1図はインバータ装置の並列数が2の場合であるが、
この発明は3以上でも適用することができる。例えば3
並列接続の場合は、インバータINV1を基準インバー
タとしてインバータINV2およびINV5の点、消弧
信号を調節することによって、11−12および’i 
 ’5が零になるように制御すればよい。なお i、は
INVlの出力電流、i2j t3はINV2.INV
3 の出力電流でちる。
また、第1図は単相の例であるが、多相インバータの場
合においても、各相毎にこの発明を適用することで全く
同様の効果が得られる。更に、スイッチング素子はトラ
ンジスタに限らず、GTO(ゲートターンオフ)サイリ
スタなどの自己消弧形素子についてもこの発明を適用す
ることによシ、同様の効果が得られる。
第2図は第1図に示す点消弧信号発生回路および調節器
の具体例を示す回路図である。同図において、11およ
び21はノットゲートNOT、アナログスイッチSW、
抵抗R,コンデンサCおよび演算増幅器(オペアンプ)
OP等よシなるランプ波形発生回路、12A、12Bお
よび21A。
21Bはコンパレータ、3は抵抗R,コンデンサCおよ
びオペアンプOP等よシなる調節器である。
したがって、ランプ波形発生回路11(21)およびコ
ンパレータ12A、12B(21A、21B)等によシ
、点消弧信号発生回路1(2)が構成されていると云う
ことができる。そして、とへではインバータI NV 
1の点、消弧信号を基準とし、INV2の点、消弧信号
を調節する様に構成している。また、出カリアクドルの
電圧vLBの極性とINV2の点、消弧信号のINVl
の点、消弧信号に対する進み、遅れの関係は第2表の様
な関係にしである。
第2表 なお、点、消弧信号を原信号(第1図のT p * T
 N )に対し進めることはできないので、ここでは基
準インバータであるINVlの点、消弧信号を原信号に
対し、オン、オフとも等しい時間だけあらかじめ遅らせ
ておき、その信号に対し、INV2の点。
消弧信号を進めたシする様に構成している。
第5図は第2図の動作を説明するためのタイムチャート
である。なお、同図中の波形の名称記号は、第2図中に
記載の同記号の部位の波形に対応する。
インバータ制御装置4よシ与えられるP側アームのトラ
ンジスタの点、消弧信号TPおよびN側アームのトラン
ジスタの点、消弧信号TNは、移相制御のためのランプ
波形発生回路11.21に入力され、第3図のA、Bの
様な波形を得る。なお、ランプ波形発生回路11.21
で用いられているアナログスイッチSWは、制御入力が
論理“0”のとき1閉”、″1”のとき1開”になるも
のとする。基準となるINVIの点、消弧信号TP1j
TNIは、コンパレータ12Aおよび21人によ多信号
A、Bの零ボルトとの交点で発生させ、インバータIN
V1のスイッチングトランジスタを駆動する。一方、移
相制御されるINV2の点。
消弧信号TP2 e TN2は、コンパレータ12Bお
よび21Bによ多信号A、Bと調節器3の出力Δvhn
”との交点で発生させ、インバータINV2のスイッチ
ングトランジスタを駆動する。なお、調節器3の出力信
号ΔTLBは、11)12になつ九とき正にな〕、一方
i、<i2になったとき負になる様な極性に接続され、
定常状態では5l−i2になる様な電圧を出力する。
〔発明の効果〕
この発明によれば、電圧形インバータ装置の並列運転時
において、並列接続した相の出力電流をそれぞれ検出し
、その偏差電流の直流成分および低周波の交流成分を零
にする様に基準インバータの点消弧信号に対し、並列運
転される他のインバータの点、消弧信号の位相を自動的
Kv4節するようにしたので、出カリアクドルが小形化
できるとともに、並列インバータの出力容量をほぼn倍
(n:並列台数)にすることができる。その結果、従来
よシも小形、低コストで大容量のインバータ装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示すブロック図、第2図は
第1図に示す点消弧信号発生回路の具体例を示す回路図
、第3図は第2図の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第4図は従来のインバータ装置の並列運転回路例を
示す回路図、第5A図は第4図において負荷電流が正の
場合の動作を説明するためのタイムチャート、第5B図
は同じく負荷電流が負の場合の動作を説明するためのタ
イムチャートである。 符号説明 1.2・・・・・・点消弧信号発生回路、3・・・・・
・調節器、4・・・・・・インバータ制御装置、11,
12・・・・・・ランプ波形発生回路、12A、12B
、21A、21B・・・・・・コンパレータ、INVl
、INV2・・・・・・インバータ装置、TR・・・・
・・スイッチングトランジスタ、NOT・・・・・・ノ
ットゲート、SW・川・・アナ四グスイッチ、R・・・
・・・抵抗、C・・・・・・コンデンサ、OP・・・・
・・演算増幅器(オペアンプ)。 笛211 aVL8’)Oの4さΦタリ 第4図 インバータ            イ〉バータTR:
スイ、、子〉り゛トラ〉ジス9 第5人図 ズ・・   ゛′

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  共通の直流電源により給電される複数の単相または多
    相の電圧形インバータ装置を出力リアクトルにより並列
    接続して運転すベく、 基準インバータ装置の出力電流と並列運転される他のイ
    ンバータ装置の出力電流との偏差電流を検出する検出回
    路と、 該偏差電流を零にすべく所定の調節演算を行なう調節器
    と、 該偏差電流が正になつた場合は、基準インバータ装置の
    点、消弧信号に対し、並列運転される他のインバータ装
    置の点、消弧信号を、正極側直流母線に接続されるスイ
    ッチ素子のターンオン時には進相とし、該スイッチ素子
    のターンオフ時には遅相とし、また負極側直流母線に接
    続されるスイッチ素子のターンオン時には遅相とし、該
    スイッチ素子のターンオフ時には進相とする一方、前記
    偏差電流が負になつた場合は、基準インバータ装置の点
    、消弧信号に対し、並列運転される他のインバータ装置
    の点、消弧信号の関係を前記とは逆の位相関係になるよ
    うにする点消弧信号発生回路と、 を設けたことを特徴とするインバータ装置の並列運転回
    路。
JP62265392A 1987-10-22 1987-10-22 インバータ装置の並列運転回路 Expired - Lifetime JPH088774B2 (ja)

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