JPH04355668A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH04355668A JPH04355668A JP3132456A JP13245691A JPH04355668A JP H04355668 A JPH04355668 A JP H04355668A JP 3132456 A JP3132456 A JP 3132456A JP 13245691 A JP13245691 A JP 13245691A JP H04355668 A JPH04355668 A JP H04355668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- contact
- transformer
- high efficiency
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力変換装置に係り、特
に太陽電池や燃料電池等の直流電源を高効率で交流電源
に変換するようにした電力変換装置である。
に太陽電池や燃料電池等の直流電源を高効率で交流電源
に変換するようにした電力変換装置である。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池からインバータにより交流電力
を供給する連系用インバータの従来構成を図７に示しそ
の動作を説明する。
を供給する連系用インバータの従来構成を図７に示しそ
の動作を説明する。
【０００３】太陽電池１の直流電源は、高周波インバー
タブリッジ２によりＰＷＭ制御され高周波電圧に変換さ
れて変圧器３の一次側に供給される。二次側の高周波電
圧はダイオードブリッジ４で整流され、リアクトル５に
より高周波リップルが平滑化された電流となる。この電
流が低周波インバータブリッジ６で交流に変換され交流
電源７に電力を供給する。演算回路９は太陽電池１の電
圧Ｖｄと交流電源７の電圧Ｖａを監視しながら電流基準
Ｉ＊ を出力する。
タブリッジ２によりＰＷＭ制御され高周波電圧に変換さ
れて変圧器３の一次側に供給される。二次側の高周波電
圧はダイオードブリッジ４で整流され、リアクトル５に
より高周波リップルが平滑化された電流となる。この電
流が低周波インバータブリッジ６で交流に変換され交流
電源７に電力を供給する。演算回路９は太陽電池１の電
圧Ｖｄと交流電源７の電圧Ｖａを監視しながら電流基準
Ｉ＊ を出力する。
【０００４】電流制御回路１０は電流検出器８で検出さ
れたインバータブリッジ６の直流側電流Ｉｄ２ が電流
基準Ｉ＊ と一致するようにインバータブリッジ２をＰ
ＷＭ制御する。インバータ制御回路１１は交流出力電圧
Ｖａの極性に応じてインバータブリッジ６を切換える。 このような制御を行った場合のダイオードブリッジ４の
直流側電流Ｉｄ２ と交流出力電流Ｉａの波形例を図８
に示す。
れたインバータブリッジ６の直流側電流Ｉｄ２ が電流
基準Ｉ＊ と一致するようにインバータブリッジ２をＰ
ＷＭ制御する。インバータ制御回路１１は交流出力電圧
Ｖａの極性に応じてインバータブリッジ６を切換える。 このような制御を行った場合のダイオードブリッジ４の
直流側電流Ｉｄ２ と交流出力電流Ｉａの波形例を図８
に示す。
【０００５】太陽電池の場合、日射量や、温度により太
陽電池の出力特性が大幅に変化するので、一般には最大
電力を出力するような演算を行って電流基準を出力する
ことが行われる。
陽電池の出力特性が大幅に変化するので、一般には最大
電力を出力するような演算を行って電流基準を出力する
ことが行われる。
【０００６】この制御には太陽電池の電圧と電流の検出
が必要であるが、簡易的には図９に示すように最大電力
となる電圧Ｖｘを一定に制御するよう電流基準を出力す
ることで達成できる。
が必要であるが、簡易的には図９に示すように最大電力
となる電圧Ｖｘを一定に制御するよう電流基準を出力す
ることで達成できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】温度をパラメータにし
た太陽電池の特性例を図１０に示す。温度パラメータＴ
１，Ｔ２ はＴ２ ＞Ｔ１ の関係があり、温度が高く
なると使用範囲の電圧Ｖｄは低下する。さらに負荷電流
Ｉｄを増加すると急激に電圧が低下する。これらを考慮
すると定格電圧に対して±２０％以上の変動が考えられ
る。また、交流電源７の電圧変動は一般に±１０％を見
込むことになる。このような大幅な電圧変動に対しても
図７の太陽電池インバータでは、変圧器３の巻数比に±
３０％以上の総合電圧変効率を見込んで設計する必要が
ある。
た太陽電池の特性例を図１０に示す。温度パラメータＴ
１，Ｔ２ はＴ２ ＞Ｔ１ の関係があり、温度が高く
なると使用範囲の電圧Ｖｄは低下する。さらに負荷電流
Ｉｄを増加すると急激に電圧が低下する。これらを考慮
すると定格電圧に対して±２０％以上の変動が考えられ
る。また、交流電源７の電圧変動は一般に±１０％を見
込むことになる。このような大幅な電圧変動に対しても
図７の太陽電池インバータでは、変圧器３の巻数比に±
３０％以上の総合電圧変効率を見込んで設計する必要が
ある。
【０００８】ところが、このような変圧器の設計をする
と定格運転時には、変圧器の巻数比が大のため、同一の
二次側出力電流に対して、一次電流が増加することと、
高周波インバータ２でＰＷＭのパルス幅を狭く制御する
ことによる高周波成分の増大による導体の表被効果の二
点が原因となり、変圧器の損失の増大、インバータ２の
回路の損失増大のため効率が低下する。
と定格運転時には、変圧器の巻数比が大のため、同一の
二次側出力電流に対して、一次電流が増加することと、
高周波インバータ２でＰＷＭのパルス幅を狭く制御する
ことによる高周波成分の増大による導体の表被効果の二
点が原因となり、変圧器の損失の増大、インバータ２の
回路の損失増大のため効率が低下する。
【０００９】変圧器の一次巻数をｎ１ 、二次巻数をｎ
２ とした場合の巻数比ａ＝ｎ２ ／ｎ１をパラメータ
とし、負荷率に対する電力変換装置の効率の特性例を図
１１に示す。同図から明らかなように巻数比ａを大きく
すると効率は低下する。現在太陽電池の価格が高く電力
変換器の効率を１％でも高めることが重要な課題となっ
ている。 本発明の目的は、太陽電池の電圧変動、交流電源の電圧
変動に対応して高効率な電力変換装置を提供することに
ある。 ［発明の構成］
２ とした場合の巻数比ａ＝ｎ２ ／ｎ１をパラメータ
とし、負荷率に対する電力変換装置の効率の特性例を図
１１に示す。同図から明らかなように巻数比ａを大きく
すると効率は低下する。現在太陽電池の価格が高く電力
変換器の効率を１％でも高めることが重要な課題となっ
ている。 本発明の目的は、太陽電池の電圧変動、交流電源の電圧
変動に対応して高効率な電力変換装置を提供することに
ある。 ［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ＰＷＭ制御により直流電圧を交流電圧
に変換する電力変換部と、この交流電圧を一次電圧とし
変圧された二次電圧を得る変圧器を備え、該二次電圧か
ら交流出力電圧を得るようにした装置において、該変圧
器に変圧比を変えるタップを設け、該直流電圧及び該交
流出力電圧の相関関係から該変圧器のタップを決定する
判定手段を設けた電力変換装置である。
めに、本発明は、ＰＷＭ制御により直流電圧を交流電圧
に変換する電力変換部と、この交流電圧を一次電圧とし
変圧された二次電圧を得る変圧器を備え、該二次電圧か
ら交流出力電圧を得るようにした装置において、該変圧
器に変圧比を変えるタップを設け、該直流電圧及び該交
流出力電圧の相関関係から該変圧器のタップを決定する
判定手段を設けた電力変換装置である。
【００１１】
【作用】上記構成により、判定手段は常時、直流電圧と
交流出力電圧を監視して相関関係を把握し、波形歪が少
なく運転効率の良い変圧器のタップを選択する。
交流出力電圧を監視して相関関係を把握し、波形歪が少
なく運転効率の良い変圧器のタップを選択する。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。図７と重複す
る部分には同一番号を付し説明を省略する。
る部分には同一番号を付し説明を省略する。
【００１３】図１の変圧器３にはタップ３ｂを設け、接
点１２ａを介してダイオードアーム１３の交流端子へ接
続する。ダイオードアーム１３の直流側はダイオードブ
リッジ４と並列に接続する。
点１２ａを介してダイオードアーム１３の交流端子へ接
続する。ダイオードアーム１３の直流側はダイオードブ
リッジ４と並列に接続する。
【００１４】演算部９（一般にマイクロプロセッサで構
成され本発明の判定手段を備えている）は、太陽電池電
圧Ｖｄと交流電源電圧Ｖａを監視して電流基準Ｉ＊ を
出力すると共に、ＶｄとＶａの相関関係から接点１２ａ
をオン・オフする指令ｓを出力する。この指令ｓにより
駆動部１４は操作コイル１２ｂを励磁して接点１２ａの
開閉を行う。
成され本発明の判定手段を備えている）は、太陽電池電
圧Ｖｄと交流電源電圧Ｖａを監視して電流基準Ｉ＊ を
出力すると共に、ＶｄとＶａの相関関係から接点１２ａ
をオン・オフする指令ｓを出力する。この指令ｓにより
駆動部１４は操作コイル１２ｂを励磁して接点１２ａの
開閉を行う。
【００１５】この接点１２ａの開閉により、図２の特性
直線ａ，ｂに示すように、波形歪を少く制御するための
直流電圧Ｖｄと交流電圧Ｖａの関係が変化する。各特性
直線ａ，ｂの下側が制御可能範囲を意味し、直線ａが接
点１２ａを閉じた場合、直線ｂは開いた場合を示す。
直線ａ，ｂに示すように、波形歪を少く制御するための
直流電圧Ｖｄと交流電圧Ｖａの関係が変化する。各特性
直線ａ，ｂの下側が制御可能範囲を意味し、直線ａが接
点１２ａを閉じた場合、直線ｂは開いた場合を示す。
【００１６】即ち、ＶｄがＶｄ３ 以上ならＶａがＶ１
以下の条件で制御可能であり、ＶｄがＶｄ０ 以上な
ら接点１２ａを閉とすれば、ＶａがＶ１ 以下で制御可
能である。
以下の条件で制御可能であり、ＶｄがＶｄ０ 以上な
ら接点１２ａを閉とすれば、ＶａがＶ１ 以下で制御可
能である。
【００１７】今Ｖａの変動幅がＶ１ 〜Ｖ３ で、Ｖｄ
の変動幅がＶｄ１ 〜Ｖｄ４ とすると演算部９はＶａ
とＶｄの関係から動作エリアを判定し、図２のＡ−Ｂ−
Ｃの動作エリアのとき接点１２ａを閉とし、Ｂ−Ｃ−Ｄ
−Ｅの動作エリアのとき接点１２ａを開とするよう制御
する。接点１２ａの開、閉はなるべく電流が少ない位相
で行うのが理想であり、接点１２ａの開閉動作時間を考
慮に入れて駆動する。
の変動幅がＶｄ１ 〜Ｖｄ４ とすると演算部９はＶａ
とＶｄの関係から動作エリアを判定し、図２のＡ−Ｂ−
Ｃの動作エリアのとき接点１２ａを閉とし、Ｂ−Ｃ−Ｄ
−Ｅの動作エリアのとき接点１２ａを開とするよう制御
する。接点１２ａの開、閉はなるべく電流が少ない位相
で行うのが理想であり、接点１２ａの開閉動作時間を考
慮に入れて駆動する。
【００１８】このように制御不可能な動作範囲の時だけ
接点１２ａを閉とし、大半の時間は接点１２ａを開とし
て変圧比（巻数比）を下げて使用できるので、変圧器一
次側及びインバータブリッジ２の回路電流が少なく高効
率で運転することができる。なお、図１では変圧器３の
タップは１点であったが、２点以上とすることが可能な
ことは説明するまでもない。また、図３に示すように変
圧器の一次側にタップを設けて切換えるようにしても効
果は同様である。
接点１２ａを閉とし、大半の時間は接点１２ａを開とし
て変圧比（巻数比）を下げて使用できるので、変圧器一
次側及びインバータブリッジ２の回路電流が少なく高効
率で運転することができる。なお、図１では変圧器３の
タップは１点であったが、２点以上とすることが可能な
ことは説明するまでもない。また、図３に示すように変
圧器の一次側にタップを設けて切換えるようにしても効
果は同様である。
【００１９】また、図４に示すように、図１のダイオー
ドアーム１３をサイリスタアーム１５として、サイリス
タのオン・オフを行えば接点１２ａは不要となり直接に
変圧器タップ３ｂに接続することができる。サイリスタ
の代りとして他の半導体スイッチを使うことも勿論可能
である。
ドアーム１３をサイリスタアーム１５として、サイリス
タのオン・オフを行えば接点１２ａは不要となり直接に
変圧器タップ３ｂに接続することができる。サイリスタ
の代りとして他の半導体スイッチを使うことも勿論可能
である。
【００２０】また、図５に示すようにインバータブリッ
ジ２の出力に、リアクトル１６、コンデンサ１７から成
るフィルタにより高周波分を除去した後、接点１２ａで
切換える、商用周波数変圧器３を使う場合でも効果は同
様である。また、図６に示すように変圧器３の二次側を
サイクロコンバータブリッジ１８を使って商用周波数を
得る場合にも適用することができる。
ジ２の出力に、リアクトル１６、コンデンサ１７から成
るフィルタにより高周波分を除去した後、接点１２ａで
切換える、商用周波数変圧器３を使う場合でも効果は同
様である。また、図６に示すように変圧器３の二次側を
サイクロコンバータブリッジ１８を使って商用周波数を
得る場合にも適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、直
流電圧Ｖｄと交流電圧Ｖａを常時監視し、通常は効率が
高い変圧器のタップに切換えて運転するので、高効率で
発電コストの低い電力変換装置を提供することができる
。
流電圧Ｖｄと交流電圧Ｖａを常時監視し、通常は効率が
高い変圧器のタップに切換えて運転するので、高効率で
発電コストの低い電力変換装置を提供することができる
。
【図１】本発明による電力変換器の要部構成を示す一実
施例図
施例図
【図２】上記実施例の作用を説明するための特性図
【図
３】本発明の第２実施例の要部構成図
３】本発明の第２実施例の要部構成図
【図４】本発明の
第３実施例の要部構成図
第３実施例の要部構成図
【図５】本発明の第４実施例の
要部構成図
要部構成図
【図６】本発明の第５実施例の要部構成図
【
図７】従来装置の要部構成図
図７】従来装置の要部構成図
【図８】従来装置の動作を説明するための波形図
【図９
】従来装置の作用を説明するための特性図
】従来装置の作用を説明するための特性図
【図１０】太
陽電池の特性図
陽電池の特性図
【図１１】従来装置の問題点を説明するための特性図
１…太陽電池
２…高周波インバータブリッジ ３…変気圧器
４…ダイオードブリッジ ５…リアクトル
６…低周波インバータブリッジ ７…交流電源
８…電流検出器９…演算部
１０…電流制御
部１１…インバータ制御部
１２ａ…接点１２ｂ…操作コイル
１３…ダイオードアーム １４…駆動部
１５…（高速）サイリスタ
２…高周波インバータブリッジ ３…変気圧器
４…ダイオードブリッジ ５…リアクトル
６…低周波インバータブリッジ ７…交流電源
８…電流検出器９…演算部
１０…電流制御
部１１…インバータ制御部
１２ａ…接点１２ｂ…操作コイル
１３…ダイオードアーム １４…駆動部
１５…（高速）サイリスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 ＰＷＭ制御により直流電圧を交流電圧
に変換する電力変換部と、この交流電圧を一次電圧とし
変圧された二次電圧を得る変圧器を備え、該二次電圧か
ら交流出力電圧を得るようにした装置において、該変圧
器に変圧比を変えるタップを設け、該直流電圧及び該交
流出力電圧の相関関係から該変圧器のタップを決定する
判定手段を設けたことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132456A JPH04355668A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3132456A JPH04355668A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355668A true JPH04355668A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15081785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3132456A Pending JPH04355668A (ja) | 1991-06-04 | 1991-06-04 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355668A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008176474A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Tokyo Metropolitan Univ | 太陽光発電システム |
| JP2012151917A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-09 | Hitachi Koki Co Ltd | インバータ装置及びそれを備えた電動工具 |
| JP2013038876A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ及びバッテリ充電器 |
-
1991
- 1991-06-04 JP JP3132456A patent/JPH04355668A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008176474A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Tokyo Metropolitan Univ | 太陽光発電システム |
| JP2012151917A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-09 | Hitachi Koki Co Ltd | インバータ装置及びそれを備えた電動工具 |
| JP2013038876A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ及びバッテリ充電器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5625539A (en) | Method and apparatus for controlling a DC to AC inverter system by a plurality of pulse-width modulated pulse trains | |
| US8519655B2 (en) | DC bus boost method and system for regenerative brake | |
| JP2002270876A (ja) | 太陽光発電装置 | |
| CN104272571A (zh) | 功率转换装置 | |
| WO2017020644A1 (zh) | 减少隔离ups旁路导通的变压器励磁电流的方法及装置 | |
| Mondol et al. | A compact and cost efficient multiconverter for multipurpose applications | |
| Guo et al. | Optimum boost control of quasi-Z source indirect matrix converter | |
| KR20100033655A (ko) | 3상 역률 보상 장치 및 그 제어방법 | |
| JP2002223571A (ja) | 電源装置 | |
| Neba | A simple method for suppression of resonance oscillation in PWM current source converter | |
| TWI305699B (en) | A power inverter for a solar energy photovoltaic system | |
| CN106537750A (zh) | 电力转换装置 | |
| JP5169017B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2023513125A (ja) | Ｄｃ負荷の供給方法、エネルギー変換システム、および電解システム | |
| JPH07322634A (ja) | インバータ制御方法及びインバータ装置 | |
| JPH04355668A (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2007082317A (ja) | 電力システム | |
| US20100213768A1 (en) | Apparatus for photovoltaic power generation | |
| KR20110077801A (ko) | 직류전원 공급장치 및 직류전원 공급방법 | |
| JP2000217363A (ja) | 電源装置 | |
| JP2704519B2 (ja) | 直流電源装置 | |
| JPH0715971A (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2008289217A (ja) | 電力変換装置 | |
| JP3541887B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JP2005006383A (ja) | 系統連系インバータ装置およびその制御方法 |