JPH0582155B2 - - Google Patents
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- JPH0582155B2 JPH0582155B2 JP58157103A JP15710383A JPH0582155B2 JP H0582155 B2 JPH0582155 B2 JP H0582155B2 JP 58157103 A JP58157103 A JP 58157103A JP 15710383 A JP15710383 A JP 15710383A JP H0582155 B2 JPH0582155 B2 JP H0582155B2
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- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流電源から交流の系統電源に電力を
変換供給するインバータ装置に関し、さらに詳し
くは力率が高く、高調波成分の少ない良質の交流
電力を系統電源に供給可能にするインバータ装置
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an inverter device that converts and supplies power from a DC power supply to an AC system power supply, and more specifically, it is capable of supplying high-quality AC power with a high power factor and few harmonic components to the system power supply. The present invention relates to an inverter device.
近年、エネルギの多様化の要請により太陽電池
や燃料電池等の直流出力の電力供給装置の具体的
実現が検討されている。これら太陽電池や燃料電
池の直流出力を商用周波数の交流電源に供給する
ためには、直流電力を交流電力に変換するインバ
ータ装置が必要となる。 In recent years, due to the demand for energy diversification, concrete implementation of DC output power supply devices such as solar cells and fuel cells has been studied. In order to supply the DC output of these solar cells and fuel cells to a commercial frequency AC power source, an inverter device that converts DC power into AC power is required.
しかしながら、従来のインバータ装置では、直
流電源から力率が高く、かつ高調波成分の少ない
交流電力を得るための制御装置は複雑であり、装
置の信頼性低下やコスト上昇は免がれ得ない問題
であつた。 However, in conventional inverter devices, the control device for obtaining AC power with a high power factor and low harmonic components from a DC power source is complex, and this inevitably reduces device reliability and increases costs. It was hot.
本発明の目的は上述した従来のインバータ装置
の問題に鑑み、制御装置の構成が簡単で信頼性が
高く、しかも良質の交流電力を系統電源に供給す
ることができるインバータ装置を提供せんとする
ことにある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems with conventional inverter devices, an object of the present invention is to provide an inverter device that has a simple control device configuration, is highly reliable, and is capable of supplying high-quality AC power to a power grid. It is in.
前記目的を達成する本発明のインバータ装置
は、直流電源から交流の系統電源に電力を変換供
給するインバータにおいて、このインバータに、
前記交流の系統電源からその電圧位相と同相の波
形信号を取り出し、この波形信号を指令値として
前記インバータの出力電流の波形制御を行なう制
御装置を設けると共に、このインバータの出力側
に、交流リアクトルと、出力電流の波形を整形す
るフイルタとを設けたことを特徴とするものであ
る。 The inverter device of the present invention that achieves the above object is an inverter that converts and supplies power from a DC power source to an AC system power source, and the inverter has the following functions:
A control device is provided for extracting a waveform signal in phase with the voltage phase from the AC system power supply and controlling the waveform of the output current of the inverter using this waveform signal as a command value, and an AC reactor and an AC reactor on the output side of the inverter. , and a filter for shaping the waveform of the output current.
以下、本発明を図に示す実施例により説明す
る。 Hereinafter, the present invention will be explained with reference to embodiments shown in the drawings.
第１図において、１は太陽電池等の直流電源で
ある。この直流電源１は、直流電源１側への電流
の流れ込みを阻止して保護するための逆流防止ダ
イオード２及び平滑用の電解コンデンサ１２を介
してトランジスタインバータ３に接続されてい
る。 In FIG. 1, 1 is a DC power source such as a solar battery. This DC power supply 1 is connected to a transistor inverter 3 via a backflow prevention diode 2 and a smoothing electrolytic capacitor 12 for blocking and protecting current from flowing into the DC power supply 1 side.
トランジスタインバータ３は、４個のトランジ
スタQ1，Q2，Q3，Q4及び４個のダイオードD1，
D2，D3，D4から構成されており、それぞれのベ
ースに接続するベース駆動回路９からの信号によ
り制御されて直流電力を交流電力に変換する。変
換された交流電力は、出力電流の連続性を維持す
るためのリアクトル４、及び、この出力電流の波
形を整形するフイルタ５を介して商用周波数の系
統電源１３に供給される。前記トランジスタイン
バータ３の出力回路には、この回路を流れる交流
電流の瞬時値（位相）を検出する電流検出器６が
挿入され、その検出した電流値を後述する制御回
路へフイードバツクするようになつている。 The transistor inverter 3 includes four transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 and four diodes D 1 ,
It is composed of D 2 , D 3 , and D 4 and is controlled by a signal from a base drive circuit 9 connected to each base to convert DC power into AC power. The converted AC power is supplied to a commercial frequency power system 13 via a reactor 4 for maintaining continuity of the output current and a filter 5 for shaping the waveform of this output current. A current detector 6 is inserted into the output circuit of the transistor inverter 3 to detect the instantaneous value (phase) of the alternating current flowing through this circuit, and the detected current value is fed back to a control circuit to be described later. There is.
制御回路は、前記系統電源１３に接続する電圧
検出器１１と、この電圧検出器１１から得られる
系統電圧波形と同位相の波形の振幅を調整して電
流指令値にする電力設定器１０と、その出力の電
流指令値と前記電流検出器６からのフイードバツ
ク電流値とを比較して、その比較結果の極性に応
じて論理信号を出力するヒステリシス比較器７
と、さらにヒステリシス比較器７の出力を前記ト
ランジスタQ1〜Q4のオンオフ信号に変換する論
理回路８と、この論理回路８の出力を増幅するベ
ース駆動回路９とから構成されている。 The control circuit includes a voltage detector 11 connected to the grid power supply 13, a power setting device 10 that adjusts the amplitude of a waveform in phase with the grid voltage waveform obtained from the voltage detector 11 to obtain a current command value, A hysteresis comparator 7 compares the output current command value with the feedback current value from the current detector 6 and outputs a logic signal according to the polarity of the comparison result.
, a logic circuit 8 that converts the output of the hysteresis comparator 7 into on/off signals for the transistors Q 1 to Q 4 , and a base drive circuit 9 that amplifies the output of the logic circuit 8.
以上のように構成されたインバータ装置は、第
３図に破線で示す系統電源１３の電圧Ｖを電圧検
出器１１によりその瞬時値に比例した信号を取り
出し、さらに電力設定器１０で振幅調整して同図
に実線で示す電流指令値Ｉをまず作る。次にトラ
ンジスタインバータ３の出力回路に設けた電流検
出器６から得られる出力電流ｉを、＋側、−側の二
つのしきい値を備えたヒステリシス比較器７にて
前記電流指令値Ｉと比較する。この比較結果に基
づき、論理回路８がトランジスタインバータ３の
トランジスタQ1〜Q4のオンオフ信号を出力し、
前記インバータ出力電流ｉを電流指令値Ｉに追従
すべく制御するのである。このとき、インバータ
出力電流ｉは鋸歯状の波形になつて電流指令値Ｉ
に追従し、更に、この鋸歯状の出力電流の波形
は、前記フイルタ５によつて整形され、この電流
指令値Ｉにほぼ等しい滑らかな正弦波となつて系
統電源１３に供給される。 The inverter device configured as described above uses a voltage detector 11 to extract a signal proportional to the instantaneous value of the voltage V of the system power supply 13 shown by a broken line in FIG. First, a current command value I shown by a solid line in the figure is created. Next, the output current i obtained from the current detector 6 provided in the output circuit of the transistor inverter 3 is compared with the current command value I by a hysteresis comparator 7 equipped with two thresholds on the + side and the - side. do. Based on this comparison result, the logic circuit 8 outputs on/off signals for the transistors Q 1 to Q 4 of the transistor inverter 3,
The inverter output current i is controlled to follow the current command value I. At this time, the inverter output current i has a sawtooth waveform and the current command value I
Further, this sawtooth waveform of the output current is shaped by the filter 5, and is supplied to the system power supply 13 as a smooth sine wave approximately equal to the current command value I.
この制御回路の動作を第１〜３図によりさらに
具体的に説明する。ここで、系統電圧Ｖは周期的
に変化するので、ある半周期（第３図に示す時刻
T0からT1まで）について考えることにする。 The operation of this control circuit will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3. Here, since the grid voltage V changes periodically, a certain half period (the time shown in Figure 3)
From T 0 to T 1 ).
電流指令値Ｉより実際のインバータ出力電流ｉ
の方が小さい時、例えば第３図の時刻t1は、ヒス
テリシス比較器７、論理回路８、ベース駆動回路
９の作用により第１図のトランジスタQ1，Q4が
オンし、破線矢印で示すように直流電源１→ダイ
オード２→トランジスタQ1→リアクトル４→フ
イルタ５→系統電源１３→トランジスタQ4→直
流電源１の経路をインバータ出力電流ｉが流れ
る。このときＡ点の電位は直流電源の正電位とな
り、インバータ出力電流ｉはリアクトル４の作用
により徐々に増大していく。 Actual inverter output current i from current command value I
is smaller, for example at time t 1 in FIG. 3, transistors Q 1 and Q 4 in FIG. Inverter output current i flows through the path of DC power supply 1 → diode 2 → transistor Q 1 → reactor 4 → filter 5 → system power supply 13 → transistor Q 4 → DC power supply 1. At this time, the potential at point A becomes the positive potential of the DC power supply, and the inverter output current i gradually increases due to the action of the reactor 4.
この状態が続き、インバータ出力電流ｉが電流
指令値Ｉを超え、時刻t2でヒステリシス比較器７
の＋側のしきい値に達するとトランジスタQ1が
オフし、トランジスタQ2がオンする。このとき
直流電源ＩからトランジスタQ1を通して系統電
源１３へ流れていた電流ｉは、トランジスタQ1
のオフに伴い遮断される。ところが、前記リアク
トル４の作用によりインバータ出力電流ｉは継続
性を保ち、第２図に破線で示すようにダイオード
D2→リアクトル４→フイルタ５→系統電源１３
→トランジスタQ4→ダイオードD2の径路を流れ
て次第に減衰していき、所謂フライホイールモー
ド回路を構成する。 This state continues, and the inverter output current i exceeds the current command value I, and at time t2 , the hysteresis comparator 7
When the + side threshold of is reached, transistor Q 1 is turned off and transistor Q 2 is turned on. At this time, the current i flowing from the DC power supply I to the grid power supply 13 through the transistor Q1 is
is shut off when the power is turned off. However, due to the action of the reactor 4, the inverter output current i maintains continuity, and as shown by the broken line in FIG.
D 2 → Reactor 4 → Filter 5 → System power supply 13
→ Transistor Q 4 → Diode D 2 It flows through the path and is gradually attenuated, forming a so-called flywheel mode circuit.
このようにインバータ出力電流ｉが次第に減衰
して電流指令値Ｉを下回り、時刻t3でヒステリシ
ス比較器７の−側のしきい値に達すると、トラン
ジスタQ2がオフし、トランジスタQ1がオンして
トランジスタインバータ３は、時間t1と同じ状態
になる。この結果、前記同様にインバータ出力電
流ｉは再び第１図の破線のように流れ、前述の動
作を以下繰り返す。 In this way, when the inverter output current i gradually attenuates and falls below the current command value I and reaches the negative threshold of the hysteresis comparator 7 at time t3 , the transistor Q2 is turned off and the transistor Q1 is turned on. Then, the transistor inverter 3 is in the same state as at time t1 . As a result, the inverter output current i flows again as shown by the broken line in FIG. 1, and the above-described operation is repeated.
この半周期の間、トランジスタQ3はオフ、ト
ランジスタQ4はオンの状態に保たれる。 During this half cycle, transistor Q 3 remains off and transistor Q 4 remains on.
このように本発明のインバータ装置では、イン
バータ出力電流ｉが、ある脈動を以つて接続され
る系統電源の電圧波形に同位相で追従していく。
前記実施例の説明では理解を容易にするためにヒ
ステリシス比較器７に設定する＋側、−側のしき
い値幅を電流指令値Ｉに対して大きくとつてある
が、このしきい値幅を小さくすることにより、イ
ンバータ出力電流ｉの脈動は小さくなり、インバ
ータ出力電流ｉが電流指令値Ｉに精度よく追従
し、出力波形の歪も小さくなる。更に、本発明の
インバータ装置では、トランジスタインバータ３
と系統電源１３の間に、フイルタ５を設けている
ため、トランジスタインバータ３から出力される
電流の波形は整形されて、系統電源１３に供給さ
れる電流からは、歪みがほぼ完全に除去される。 In this manner, in the inverter device of the present invention, the inverter output current i follows the voltage waveform of the connected grid power source with a certain pulsation in the same phase.
In the explanation of the above embodiment, in order to make it easier to understand, the + side and - side threshold widths set in the hysteresis comparator 7 are set to be large with respect to the current command value I, but this threshold width is made smaller. As a result, the pulsation of the inverter output current i becomes small, the inverter output current i follows the current command value I with high accuracy, and the distortion of the output waveform becomes small. Furthermore, in the inverter device of the present invention, the transistor inverter 3
Since the filter 5 is provided between the grid power supply 13 and the grid power supply 13, the waveform of the current output from the transistor inverter 3 is shaped, and distortion is almost completely removed from the current supplied to the grid power supply 13. .
また、電流指令値Ｉの残りの反周期に対して
は、トランジスタインバータ３のトランジスタ
Q1はオフ、トランジスタQ2はオンのままとなり、
トランジスタQ3とトランジスタQ4とがスイツチ
ングされてオン、オフを繰り返し、前記半周期同
様にインバータ出力電流ｉが電流指令値Ｉに追従
することになる。 Furthermore, for the remaining inverse period of the current command value I, the transistor of the transistor inverter 3
Q 1 is off, transistor Q 2 remains on,
Transistor Q 3 and transistor Q 4 are switched on and off repeatedly, and inverter output current i follows current command value I in the same way as in the half cycle.
したがつて、本発明のインバータ装置では、系
統電源に対し電圧波形と同相、同波形の電流を流
し込むことになり、力率１で波形歪の少ない電力
を供給することができる。 Therefore, in the inverter device of the present invention, a current having the same phase and waveform as the voltage waveform flows into the system power supply, and power with a power factor of 1 and less waveform distortion can be supplied.
なお、上述した実施例では直流電源から単相の
交流系統電源に電力を供給するインバータ装置に
ついて説明したが、多相の場合でも同様の効果を
得ることができる。 Although the above-mentioned embodiment describes an inverter device that supplies power from a DC power source to a single-phase AC system power source, similar effects can be obtained even in the case of a multi-phase system.
上述したように本発明のインバータ装置は、直
流電源から交流の系統電源に電力を変換供給する
インバータにおいて、このインバータに、前記交
流の系統電源からその電圧位相と同相の波形信号
を取り出し、この波形信号を指令値として前記イ
ンバータの出力電流の波形制御を行なう制御装置
を設けると共に、このインバータの出力側に、交
流リアクトルと、出力電流の波形を整形するフイ
ルタとを設けたので、特別な演算装置を必要とす
ることなく、簡単な回路構成で力率の高い交流電
力を発生させることができ、更に、インバータか
ら出力される電流の波形を整形することによつ
て、波形歪みの殆ど無い良質の交流電力を直流電
源から系統電源に供給することができる。 As described above, in the inverter device of the present invention, in an inverter that converts and supplies power from a DC power source to an AC system power source, a waveform signal having the same phase as the voltage phase of the AC system power source is extracted from the AC system power source, and this waveform is input to the inverter. A control device is provided that controls the waveform of the output current of the inverter using a signal as a command value, and an AC reactor and a filter that shapes the waveform of the output current are provided on the output side of the inverter, so a special calculation device is not required. It is possible to generate AC power with a high power factor with a simple circuit configuration without the need for AC power can be supplied from a DC power source to a grid power source.
第１図は本発明の実施例を示すインバータ装置
の回路構成図、第２図は同装置の動作説明用の部
分回路図、第３図は同装置の動作を説明する各部
の出力波形図である。
１……直流電源、３……トランジスタインバー
タ、４……リアクトル、５……フイルタ、６……
電流検出器、７……ヒステリシス比較器、８……
論理回路、９……ベース駆動回路、１０……電力
設定器、１１……電圧検出器、１３……系統電
源。
Fig. 1 is a circuit configuration diagram of an inverter device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partial circuit diagram for explaining the operation of the same device, and Fig. 3 is an output waveform diagram of each part explaining the operation of the same device. be. 1...DC power supply, 3...Transistor inverter, 4...Reactor, 5...Filter, 6...
Current detector, 7... Hysteresis comparator, 8...
Logic circuit, 9...Base drive circuit, 10...Power setting device, 11...Voltage detector, 13...System power supply.
Claims (1)
給するインバータにおいて、このインバータに、
前記交流の系統電源からその電圧位相と同相の波
形信号を取り出し、この波形信号を指令値として
前記インバータの出力電流の波形制御を行なう制
御装置を設けると共に、このインバータの出力側
に、交流リアクトルと、出力電流の波形を整形す
るフイルタとを設けたことを特徴とするインバー
タ装置。1 In an inverter that converts and supplies power from a DC power source to an AC system power source, this inverter has the following functions:
A control device is provided for extracting a waveform signal in phase with the voltage phase from the AC system power supply and controlling the waveform of the output current of the inverter using this waveform signal as a command value, and an AC reactor and an AC reactor on the output side of the inverter. An inverter device comprising: a filter for shaping the waveform of an output current.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157103A JPS6051470A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157103A JPS6051470A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Inverter device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6051470A JPS6051470A (en) | 1985-03-22 |
| JPH0582155B2 true JPH0582155B2 (en) | 1993-11-17 |
Family
ID=15642296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58157103A Granted JPS6051470A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Inverter device |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPS6051470A (en) |
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