JPH05265582A - Inverter control system in solar battery driving - Google Patents
Inverter control system in solar battery drivingInfo
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- JPH05265582A JPH05265582A JP3066860A JP6686091A JPH05265582A JP H05265582 A JPH05265582 A JP H05265582A JP 3066860 A JP3066860 A JP 3066860A JP 6686091 A JP6686091 A JP 6686091A JP H05265582 A JPH05265582 A JP H05265582A
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- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池を介在させずに
太陽電池により被駆動装置を駆動する駆動方式における
インバータ制御方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter control system in a drive system in which a driven device is driven by a solar cell without interposing a storage battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】太陽電池で、例えばポンプを駆動する場
合、必要水量や水頭圧差からポンプ容量を決め、これに
必要な電源を算出し、それに見合った太陽電池を決める
という方法が用いられる。この時ポンプ駆動用のモータ
は、入手、保守、コストの面から一般に3相誘導電動機
を用いており、そのため太陽電池の直流出力を交流に変
換する必要がある。この直交変換にインバータが用いら
れているが、通常、交流出力はポンプ、モータの定格に
合わせて一定周波数の出力としている。2. Description of the Related Art In the case of driving a pump with a solar cell, for example, a method is used in which the pump capacity is determined from the required water amount and the head pressure difference, the power source required for this is calculated, and the solar cell corresponding to that is determined. At this time, the pump driving motor generally uses a three-phase induction motor in terms of availability, maintenance, and cost. Therefore, it is necessary to convert the DC output of the solar cell into an AC. An inverter is used for this quadrature conversion, but normally the AC output is a constant frequency output according to the ratings of the pump and motor.
【0003】ポンプ負荷は一般に回転数によって決まる
が、一定周波数でモータを回転している場合にはポンプ
回転数もほぼ一定となり、消費電力もほぼ一定となる。
一方太陽電池は日照により出力が大きく変動するので、
低日照時でも決められた消費電力を得るためには、太陽
電池を余裕をもって設置する必要があり、エネルギー利
用効率の面で不利になり、また日照量が多い場合にはせ
っかくの発生エネルギを無駄にしてしまうことにもな
る。このため太陽電池の最大出力を常にモニターしこの
最大出力に合わせてモータ回転数を制御してエネルギを
有効に利用する方法が提案されている。The pump load is generally determined by the number of revolutions, but when the motor is rotating at a constant frequency, the number of revolutions of the pump is also almost constant and the power consumption is also almost constant.
On the other hand, the output of solar cells fluctuates greatly due to sunshine, so
In order to obtain the specified power consumption even in low sunlight, it is necessary to install solar cells with a margin, which is disadvantageous in terms of energy use efficiency, and when the amount of sunlight is large, the energy generated is wasted. It will also end up. For this reason, a method has been proposed in which the maximum output of the solar cell is constantly monitored and the motor speed is controlled according to this maximum output to effectively use energy.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、電力
をモニターするためには、電圧計、電流計を設けて測定
するが、通常のインバータでは電圧はモニターできるよ
うになっているものの電流計は付いていないために、別
途外部に電流計を設ける必要がある。このように電力を
モニターするために電力の測定機構、これに伴う制御機
構が複雑になるなどの問題があった。By the way, normally, in order to monitor the electric power, a voltmeter and an ammeter are provided to measure the electric power. However, although an ordinary inverter can monitor the voltage, the ammeter does not. Since it is not attached, it is necessary to separately install an ammeter. As described above, there is a problem that the power measuring mechanism for monitoring the power and the control mechanism associated therewith are complicated.
【0005】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、電流を測定することなく電圧のみを測定し、簡単な
構成で太陽電池を最大効率点付近で制御することができ
る太陽電池駆動におけるインバータ制御方式を提供する
ことを目的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an inverter in a solar cell drive which can measure a voltage without measuring a current and can control a solar cell near a maximum efficiency point with a simple structure. The purpose is to provide a control method.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池出力
をインバータにより交流出力に変換し、該交流出力の周
波数に比例した速度で回転する誘導電動機を駆動して被
駆動装置を駆動するようにした駆動方式において、太陽
電池の最大効率電圧をVmax、システムがダウンする
電圧をVoffとしたとき、 Voff<Vsh<Vmax なるしきい値電圧Vshを設定し、太陽電池出力電圧V
opがしきい値電圧Vshより大きいか小さいかにより
インバータの出力周波数を制御することを特徴とする。According to the present invention, a solar cell output is converted into an AC output by an inverter, and an induction motor rotating at a speed proportional to the frequency of the AC output is driven to drive a driven device. In the driving method described above, when the maximum efficiency voltage of the solar cell is Vmax and the voltage at which the system goes down is Voff, a threshold voltage Vsh that satisfies Voff <Vsh <Vmax is set, and the solar cell output voltage V
It is characterized in that the output frequency of the inverter is controlled depending on whether op is larger or smaller than the threshold voltage Vsh.
【0007】[0007]
【作用】本発明は、最大効率電圧よりも小さく、システ
ムがダウンする電圧よりも大きいしきい値電圧を設定す
る。インバータOFFの状態では太陽電池出力電圧は最
大であり、所定幅づつ段階的に周波数を増加させていく
と電圧が減少し、最大効率点付近に到達する。この状態
で周波数をさらに所定幅増加させると、太陽電池の最大
出力を越えてしまうので、電圧は急激に減少してしきい
値電圧以下に低下する。そこで、所定幅周波数を減少さ
せてやると、一つ前の段階、すなわち最大効率点付近に
動作点をもっていくことができる。そして、周波数を減
少させる場合よりも長い時間インターバルで周波数を増
加させる。以後、このような周波数の制御を行うことに
より、簡単な構成でほぼ最大効率点付近での運転を行う
ことができる。The present invention sets a threshold voltage that is less than the maximum efficiency voltage and greater than the system down voltage. The output voltage of the solar cell is the maximum when the inverter is OFF, and the voltage decreases as the frequency is increased stepwise by a predetermined width, and the voltage reaches the maximum efficiency point. If the frequency is further increased by a predetermined width in this state, the maximum output of the solar cell is exceeded, so the voltage sharply decreases and falls below the threshold voltage. Therefore, if the frequency of the predetermined width is decreased, the operating point can be brought to the previous stage, that is, near the maximum efficiency point. Then, the frequency is increased at a longer time interval than when the frequency is decreased. After that, by controlling the frequency like this, it is possible to perform the operation near the maximum efficiency point with a simple configuration.
【0008】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0009】図1は本発明をポンプ駆動を適用した場合
の全体構成を示す図、図2は太陽電池の出力特性を示す
図、図3は本発明におけるインバータ制御フローを説明
するための図、図4は本発明のインバータ制御方式によ
る日照度とポンプ回転数の実測例を示す図である。図
中、1は太陽電池、2はCPU、3はインバータ、4は
3相誘導モータ、5はポンプ、6はROM、7はRAM
である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration when the present invention is applied with a pump drive, FIG. 2 is a diagram showing an output characteristic of a solar cell, FIG. 3 is a diagram for explaining an inverter control flow in the present invention, FIG. 4 is a diagram showing an example of actual measurement of day illuminance and pump rotation speed by the inverter control method of the present invention. In the figure, 1 is a solar cell, 2 is a CPU, 3 is an inverter, 4 is a three-phase induction motor, 5 is a pump, 6 is ROM, and 7 is RAM.
Is.
【0010】太陽電池は、図2に示すような出力特性を
示し、日照量に応じてV1(日照量多)、V2(日照量
減少)のように変化し、それに応じて最大出力点(最大
効率点)もM1、M2のように変化する。いま、特性V
1のような日照の条件で第1図に示すような構成でイン
バータ制御によりポンプを駆動する場合、インバータ3
が動作していない場合には電流が流れないため太陽電池
1の出力電圧(動作点)は図2のVocとなる。この状
態でROM6の制御プログラムによりCPU2からイン
バータに対して周波数指令を出し、インバータ3により
誘導モータ4を介してポンプ5の回転数を所定幅づつ段
階的に増加させると、動作点はVI曲線上を徐々に上へ
移動し、太陽電池からインバータ3への入力電力が増加
して最大効率点付近に到達する。この状態では太陽電池
からの出力が有効に消費されることになり、日照が一定
であれば安定状態である。この最大効率点においてさら
に所定幅だけ回転数を増加させようとすると、それ以上
の電力を太陽電池から取り出せないために、動作点は急
激にIsc点に向かって移動し、電圧低下によりシステ
ムはダウンしてしまう。The solar cell exhibits the output characteristics as shown in FIG. 2, and changes according to the amount of sunshine such as V1 (high amount of sunshine) and V2 (decrease of the amount of sunshine). The efficiency point) also changes like M1 and M2. Now, the characteristic V
If the pump is driven by inverter control with the configuration shown in FIG.
2 does not operate, no current flows, so the output voltage (operating point) of the solar cell 1 is Voc in FIG. In this state, the CPU 2 issues a frequency command to the inverter by the control program of the ROM 6, and the inverter 3 gradually increases the rotation speed of the pump 5 through the induction motor 4 by a predetermined width. Is gradually moved upward, and the input power from the solar cell to the inverter 3 increases to reach the vicinity of the maximum efficiency point. In this state, the output from the solar cell is effectively consumed, and it is stable if the sunshine is constant. At this maximum efficiency point, if an attempt is made to further increase the rotation speed by a predetermined width, no more electric power can be taken out from the solar cell, so the operating point moves rapidly toward the Isc point, and the system goes down due to the voltage drop. Resulting in.
【0011】そこで、本発明では最大効率点の電圧Vm
axより小さく、システムがダウンする電圧Voffよ
り大きい、あるしきい値電圧Vshを設定し、動作電圧
Vopを常に観測しながら徐々に回転数を増加させ、V
opがVshを下まわった時すぐさま回転数を落とすよ
うにCPU2によりインバータの制御を行う。Therefore, in the present invention, the voltage Vm at the maximum efficiency point is
A threshold voltage Vsh that is smaller than ax and larger than the voltage Voff at which the system goes down is set, and the rotation speed is gradually increased while constantly observing the operating voltage Vop,
The inverter is controlled by the CPU 2 so that the rotation speed is immediately reduced when op falls below Vsh.
【0012】即ち、回転数を徐々に増加していって動作
点VopがVmax近傍にいる状態で所定幅Δfだけ周
波数を増加させると、急激にVopはVshを下回るの
で直ちにΔfだけ周波数を上げればVopはVmax近
傍に戻ることになる。この状態は安定であるので、周波
数を下げる場合に対して長い時間インターバルで周波数
を上げるようにする。本来、安定な状態であるのに周波
数を上げるのは日照条件は絶えず変化しているので、そ
の点がいつまでも最大効率点ではないからである。この
ように、VopがVshを下回ったら直ちに周波数を下
げ、VopがVshより大きい場合には長い時間インタ
ーバルで周波数を上げることにより、ほぼ最大効率点付
近でポンプ駆動することが可能となる。That is, if the frequency is increased by a predetermined width Δf while the operating point Vop is in the vicinity of Vmax while the rotational speed is gradually increased, Vop will suddenly fall below Vsh, so immediately increase the frequency by Δf. Vop will return to near Vmax. Since this state is stable, the frequency is raised at long time intervals as compared with the case where the frequency is lowered. Originally, the reason why the frequency is increased even though it is in a stable state is that the sunshine condition is constantly changing, and that point is not the maximum efficiency point forever. Thus, the pump can be driven near the maximum efficiency point by lowering the frequency immediately after Vop falls below Vsh and raising the frequency at long time intervals when Vop is higher than Vsh.
【0013】図3はCPUにおける制御フローを説明す
るための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a control flow in the CPU.
【0014】CPUは太陽電池出力電圧を読み込み、そ
の電圧VopがVshより大きいか否か判断し(ステッ
プ、)、VopがVshより大きい場合にはT0時
間経過するのを待って(長い時間インターバルで)周波
数をΔfだけ増加させ(ステップ、)、VopがV
shより小さい場合には直ちに周波数をΔfだけ減少さ
せてその値をインバータに対する周波数指令値として出
力し、以後このプロセスを繰り返して制御を行う。The CPU reads the solar cell output voltage, determines whether the voltage Vop is greater than Vsh (step), and waits for the time T0 to elapse when Vop is greater than Vsh (at long time intervals). ) Increase the frequency by Δf (step,) and Vop becomes V
If it is smaller than sh, the frequency is immediately decreased by Δf and the value is output as the frequency command value for the inverter, and thereafter this process is repeated to perform control.
【0015】図4は本発明の制御方式で実測した日照度
変化に対するポンプ回転数の変化を示す図である。この
図から、日照度変化に対してもほぼ追従できていること
が分かる。FIG. 4 is a diagram showing a change in pump rotation speed with respect to a change in daily illuminance measured by the control method of the present invention. From this figure, it can be seen that it can almost follow the changes in the daily illuminance.
【0016】なお、上記実施例ではポンプ駆動の例につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、ファン等太陽電池により駆動できるものであればど
のようなものにも適用可能である。In the above embodiment, an example of driving a pump has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to any device such as a fan that can be driven by a solar cell. is there.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、動作電圧
がしきい値電圧を下回ったら直ちに周波数を下げ、動作
電圧を上回った場合にはゆっくりと周波数を上げること
によりほぽ最大効率点付近で駆動することが可能とな
り、通常のインバータには入力電圧検出部、中央処理部
が付いているため、プログラムの変更のみで対応でき、
機構の複雑化を招くことなく、安価に太陽電池の出力を
有効に利用することができる。また、日照度、太陽電
池、モーターの負荷等が変化しても適当なしきい値を大
まかに決めるだけで常に最大効率点付近で動作させるこ
とが可能である。As described above, according to the present invention, when the operating voltage is lower than the threshold voltage, the frequency is immediately lowered, and when the operating voltage is higher than the threshold voltage, the frequency is slowly raised to obtain the maximum efficiency point. It is possible to drive in the vicinity, and since the normal inverter has an input voltage detection unit and a central processing unit, it can be handled only by changing the program,
The output of the solar cell can be effectively used at low cost without complicating the mechanism. Further, even if the illuminance of the sun, the solar cell, the load of the motor, etc. are changed, it is possible to always operate near the maximum efficiency point only by roughly determining an appropriate threshold value.
【図1】本発明による制御方式をポンプ駆動に適用した
場合の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram when a control method according to the present invention is applied to pump driving.
【図2】太陽電池の出力特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing output characteristics of a solar cell.
【図3】制御フローを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a control flow.
【図4】日照変化に対するポンプ回転数の変化を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing changes in pump rotation speed with respect to changes in sunshine.
1…太陽電池、2…CPU、3…インバータ、4…3相
誘導モータ、5…ポンプ。1 ... Solar cell, 2 ... CPU, 3 ... inverter, 4 ... 3-phase induction motor, 5 ... pump.
Claims (2)
力に変換し、該交流出力の周波数に比例した速度で回転
する誘導電動機を駆動して被駆動装置を駆動するように
した駆動方式において、太陽電池の最大効率電圧をVm
ax、システムがダウンする電圧をVoffとしたと
き、 Voff<Vsh<Vmax なるしきい値電圧Vshを設定し、太陽電池出力電圧V
opがしきい値電圧Vshより大きいか小さいかにより
インバータの出力周波数を制御することを特徴とする太
陽電池駆動におけるインバータ制御方式。1. A drive system in which an output of a solar cell is converted into an AC output by an inverter, and an induction motor rotating at a speed proportional to the frequency of the AC output is driven to drive a driven device. Maximum efficiency voltage of Vm
ax, where Voff is the voltage at which the system goes down, a threshold voltage Vsh that satisfies Voff <Vsh <Vmax is set, and the solar cell output voltage V
An inverter control method in solar cell drive, wherein the output frequency of the inverter is controlled depending on whether op is larger or smaller than a threshold voltage Vsh.
Vshより大きい場合は、長い時間インターバルで周波
数を増加させることを特徴とする請求項1記載の太陽電
池駆動におけるインバータ制御方式。2. The inverter control method for driving a solar cell according to claim 1, wherein when the solar cell output voltage Vop is higher than the threshold voltage Vsh, the frequency is increased at long time intervals.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-172042 | 1990-06-29 | ||
JP17204290 | 1990-06-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05265582A true JPH05265582A (en) | 1993-10-15 |
Family
ID=15934456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3066860A Pending JPH05265582A (en) | 1990-06-29 | 1991-03-29 | Inverter control system in solar battery driving |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05265582A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11296639B2 (en) | 2016-01-18 | 2022-04-05 | Lsis Co., Ltd. | Inverter |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3066860A patent/JPH05265582A/en active Pending
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