JPH01291668A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH01291668A
JPH01291668A JP63121286A JP12128688A JPH01291668A JP H01291668 A JPH01291668 A JP H01291668A JP 63121286 A JP63121286 A JP 63121286A JP 12128688 A JP12128688 A JP 12128688A JP H01291668 A JPH01291668 A JP H01291668A
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Yasuhiro Makino
康弘 牧野
Kazufumi Ushijima
牛嶋 和文
Nariaki Watanabe
也晃 渡辺
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、例えば空調装置等で使用される交流電動機
を駆動させるインバータを備えた電力変換装置に関し、
特にインバータに直流電力を供給する太陽電池を具備し
た電力変換装置に関する。
(ロ)従来の技術 従来のこの種の電力変換装置においては、特開昭61−
83184号公報に開示されているように、太陽電池の
発電電力が負荷の消費電力に満たない場合に商用電源の
交流出力を整流してインバータに供給し、太陽電池の発
電電力が負荷の消費電力を越える場合にはその余剰分を
商用電源に回生ずるようにしている。第6図は従来の電
力変換装置の基本回路図であり、PSは単相商用電源、
Lはりアクドル、RCは整流手段と回生手段とを兼用す
る制御整流回路であり、ダイオードDI、D2及びコン
デンサCI、C2からなる倍電圧整流回路のダイオード
DI、D2に並列にそれぞれトランジスタTR1,TR
2を接続して構成される。Bは太陽電池、D3は逆流防
止用ダイオード、fVはインバータ、Mはインバータの
交流側負荷である。
そして、太陽電池Bの発電電力が負荷の消費電力に満た
ない場合、即ちカ行運転の場合には、制御整流回路RC
は昇圧型チョッパー回路として動作し、商用型BPSの
出力電圧を e=Esin(lJt とする時、 2nπ〈ωt< (2n+ ])πの場合には、vl>
e>O・・・・・・(1) (2n+1)πくωt< 2(n+ 1)πの場合に、
0>e>v2・・・・・・(2) (但しn=0.I、2.・・−・・・)となる。ここで
、vl及びv2はそれぞれコンデンサCI、C2の端子
電圧である。つまり、回路RCが式(1)、 (2)を
満足させるように昇圧型チョッパー回路として十分に作
動するとき、商用電源PSの出力電流波形iは第7図の
(a)のように正弦波となり、それに対応する電圧e、
vl、v2の各波形は第7図(b)のようになる。なお
、ΔV=vl−v2の波形を示している。
また、太陽電池Bの発電電力が負荷電ツノを上回る時、
つまり回生運転時には、その余剰電力は商用電源PSに
回生されるが、この時、制御整流回路RCは降圧型チョ
ッパー回路として作動し、太陽電池の7圧をV、内部抵
抗をR1出力電流をIとすると 2nπ〈ωt< (2n+ 1)πの場合にはv −I
 R,> v I −e −(3)(2n+ 1)πく
ωt< 2(n+ 1)πの場合にはv −T R> 
v 2  e −・−(4)となり、商用電源PSへ回
生される電流iの波形は第7図の(a)と同様に正弦波
となる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、コンデンサC1,C2の容量が小さい場
合や負荷の状態が変化すると、第8図(a)及び第8図
(b)に示すように、カ行運転時に式(1)及び(2)
を満足しない期間、つまり制御整流回路RCが昇圧型チ
ョッパー回路として動作仕ずダイオード3またはダイオ
ード4が導通ずる期間Tを生じ、電流iの波形が正弦波
ではなく、ひずみ波となる。また、この′現象は回生運
転時においても同様に制御整流回路RCが式(3)およ
び(4)を満足させる降圧チョッパー回路として動作し
ない場合に生じろ。
このような現象によって商用電源の電流波形がひずむと
、商用電源に接続される他の機器に異音や振動あるいは
焼損といった高調波障害を及ぼすという問題がある。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
カ行運転時に商用電源から人力される電流を進み位相と
し、回生運転時には商用電源へ出力される電流を遅れ位
相にすることにより、商用電源から供給される、あるい
は商用’1iIiへ回生される電流の波形をひずみのな
い正弦波とするようにした電力変換装置を提供するもの
である。
(ニ)課題を解決するための手段 この発明は、太陽電池の直流出力を交流に変換して負荷
に供給する直流/交流変換手段と、太陽電池の発電電力
か負荷の消費電力に満たない場合に商用電源の交流出力
を直流出力に変換して直流/交流変換手段に供給する整
流手段と、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力を越え
る場合にその余剰電力分を商用電源に回生ずる回生手段
からなる電力変換装置において、商用電源から整流手段
へ入力される電流を商用電源電圧に対して進み位相にす
る進相手段と、回生手段から商用電源へ出力される電流
を商用電源電圧に対して遅れ位相にする遅相手段とを備
えたことを特徴とする電力変換装置である。
(ホ)作用 カ行運転時には、第8図に示す期間tだけ電流位相を進
相させてやれば電流iの波形はひずみのない正弦波とな
る。また、回生運転時には、電流位相を遅相さ什ること
により商用電源で回生される電流波形はひずみのない正
弦波となる。
(へ)実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明を詳述す
る。これによって、この発明が限定されるものではない
第1図はこの発明の一実施例を示す電気回路図であり、
Iは単相商用電源、2はリアクトル、3゜4はダイオー
ド、5.6はコンデンサ、7はダイオード3.4及びコ
ンデンサ5.6によって構成される倍電圧整流回路であ
り、ダイオード3.4にはそれぞれ並列にトランジスタ
8,9が接続され、それによって制御整流回路7aが構
成される。
制御整流回路7aの出力端には、逆流電流を防止するダ
イオード10を介して太@電?fkllが並列接続され
ると共に、電圧変動を検出する直流電圧検出器12が接
続され、更にノイズフィルタ14を介してインバータ1
3が接続される。そして、インバータ13の出力には空
調装置のコンプレッサ用モータが接続されている。16
はインバータ制御回路、17はトランジスタ8,9の0
N10FFを制御する制御手段、19は一方の入力端に
直流電圧検出器12からの検出信号が入力され他方の入
力端には直流基準電圧18が入力される誤差増幅器、2
0は単相商用電源1の交流電圧を適当な信号レベルに降
圧する電圧変成器、30は位相制御回路、21は位相制
御回路30の出力と誤差増幅器19の出力とを乗算する
掛算器、22は単相商用電源1の電流を適当な信号レベ
ルに変換して出力する電流変成器、23は乗算器21の
出力と電流変成器22の出力とを比較するヒステリシス
コンパレータ、24はヒステリシスコンパレータ23の
出力を所定時間遅延させるパルス整形回路、25.26
はパルス整形回路24からの信号によってトランジスタ
8.9を相互に0N10FFさせるアイソレーションア
ンプである。
このような構成において、位相制御回路30以外の動作
については従来例(特開昭61−63184号公報参照
)と同等であるので、以下位相制御回路30の動作につ
いて説明する。
第2図は位相制御回路30の構成を説明するブロック図
である。同図においてコンデンサ5の電圧v1と商用電
源1の電圧eとがコンパレータ40で監視され、v 1
<eの場合には、オペアンプ40の出力は負となる。そ
れ以外においては、4現象の掛算器42の出力は、人力
信号λの回加にかかわらず、0となる。次に、vice
で、がっ、入力信号&が正の場合、つまり、カ行運転時
には、掛算器42の出力は負となる。また、入力信号1
が負の場合、つまり回生運転時には、掛算器42の出力
は正となる。そして、掛算器42の出力はA/’Dコン
バータ43を介してCPU46にデジタル信号として入
力される。
第3図は回路45の構成を示すブロック図であり、ワン
ショット回路50.51は信号φlの立ち上がり立ち下
がりでトリガーし、この2つの信号を入力するアンドゲ
ート回路52は信号φ2を出力する。リセッタプルカウ
ンタ53はダウンカウンタモードで使用され、CPO4
6からプリセットデータ(DATA)が入力される。一
方、信号φ2がプリセッタブルカウンタ53のロード信
号となり、信号φ2が入力される毎j二カウントがプリ
セット状態になる。CPU46及びカウンタ53のクロ
ックツ大ルスは発振器48から供給される。カウントの
終了後に信号φ3がDフリップフロップ54に出力され
、Dフリップフロップ54は第1表に従って動作し、信
号φ4を出力する。
(以下余白) 第1表 第4図は信号φ1〜φ4のタイミングを説明するタイム
チャートであるが、このタイムチャートは、掛算器42
の出力がOでCPU46がプリセッタブルカウンタ53
に信号φ4と信号φ5の位相差Yが90°になるデータ
を人力した時を表している。なお、信号φ5(第2図)
はゼロクロス検出回路44に変成器20からの商用電圧
波形を入力することによって得られる。
従って、掛算器42の出力が負で商用電源1の電流位相
をその電圧位相よりθ度進める必要がある場合には、(
90°−θ°)のプリセットデータがカウンタ53に入
力され、それによって信号φ4が得られる。また、掛算
器42の出力が正で商用電源1の電流位相をその電圧位
相よりθ°遅らせる必要がある場合には(90°十θ°
)のプリセットデータがカウンタ53に入力されて信号
φ4が得られる。
第5図はP L L回路47の同期周波数fと2つの信
号φ4.φ5との位相差ψとの関係を示したもので、ψ
=90°の時にはPLL回路47の位相周波数f0を6
0Hzに選び、ロックレンジ内でψを変化させて使用す
る。この動作は掛算器42の出力が0になるまで続けら
れる。このようにして、信号φlはバンドパスフィルタ
49及び非反転増幅器49aを介して電流指令信号1r
ef−sin(ωを一θ)あるいはIrer−sin(
ωを十〇)を出力する。この電流指令信号によってトラ
ンジスタ8,9を制御し、単相商用電源■の電流を進み
位相にしたり或いは遅れ位相にして、電流波形をひずみ
のない正弦波に維持する。
(ト)発明の効果 この発明によれば、商用電源の電流波形をひずませるこ
となくカ行運転及び回生運転が可能な電力回生装置が提
供され、整流手段及び回生手段を兼用する倍電圧整流回
路を使用した場合には、そのコンデンサの容量を小さく
することが可能とな
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す電気回路図、第2図
は第1図の要部の構成を示すブロック図、第3図は第2
図の要部を説明するブロック図、第4図は第3図の各部
の信号波形を示すタイムチャート、第5図は第2図に示
すPLL回路の同期周波数と入力信号の位相差との関係
を示すグラフ、第6図は電力変換装置の基本構成を示す
電気回路図、第7図及び第8図は第6図の各部の波形を
示す波形図である。 !・・・・・・単相商用電源、    2・・・・・・
リアクトル、3.4・・・・・・ダイオード、5,6・
・・・・・コンデンサ、8.9・・・・・・トランジス
タ、lO・・・・・・ダイオード、11・・・・・・太
陽電池、  12・・・・・・直流電圧検出器、13・
・・・・・インバータ、14・・・・・・ノイズフィル
タ、15・・・・・・モータ、16・・・・インバータ
制御回路、17・・・・・・制御手段、  18・・・
・・・直流基準電圧、19・・・・・誤差増幅器、20
・・・・・・電圧変成器、21・・・・・・掛算器、 
 22・・・・・・電流変成器、23・・・・・・ヒス
テリシスコンパレータ、24・・・・・・パルス整形回
路、 30・・・・・・位相制御回路。 慎 12 第 2 図 第3閏  /45 「〜−−−−−−−−−−−−−−1 笛4図 <l>4「L」]ニ 第 5 図 筒 61!r −−J 第 7 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、太陽電池の直流出力を交流に変換して負荷に供給す
    る直流/交流変換手段と、太陽電池の発電電力が負荷の
    消費電力に満たない場合に商用電源の交流出力を直流出
    力に変換して直流/交流変換手段に供給する整流手段と
    、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力を越える場合に
    その余剰電力分を商用電源に回生する回生手段からなる
    電力変換装置において、 商用電源から整流手段へ入力される電流を商用電源電圧
    に対して進み位相にする進相手段と、回生手段から商用
    電源へ出力される電流を商用電源電圧に対して遅れ位相
    にする遅相手段とを備えたことを特徴とする電力変換装
    置。
JP63121286A 1988-05-18 1988-05-18 電力変換装置 Expired - Fee Related JPH0763220B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997003493A1 (fr) * 1995-07-07 1997-01-30 Hitachi, Ltd. Convertisseur de courant electrique pour des vehicules electrique a courant alternatif
JP2010119194A (ja) * 2008-11-12 2010-05-27 Toyo Electric Mfg Co Ltd 分散電源用発電装置の整流回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997003493A1 (fr) * 1995-07-07 1997-01-30 Hitachi, Ltd. Convertisseur de courant electrique pour des vehicules electrique a courant alternatif
JP2010119194A (ja) * 2008-11-12 2010-05-27 Toyo Electric Mfg Co Ltd 分散電源用発電装置の整流回路

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