JPH0614555A - 電力変換器の並列運転制御装置 - Google Patents
電力変換器の並列運転制御装置Info
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- JPH0614555A JPH0614555A JP4165801A JP16580192A JPH0614555A JP H0614555 A JPH0614555 A JP H0614555A JP 4165801 A JP4165801 A JP 4165801A JP 16580192 A JP16580192 A JP 16580192A JP H0614555 A JPH0614555 A JP H0614555A
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- 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
- H02M7/493—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 the static converters being arranged for operation in parallel
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、相間リアクトルを小さくできる
と共に、安定して電力変換器の並列運転制御を行うこと
ができる電力変換器の並列運転制御装置を得ることを目
的とする。 【構成】 複数の電力変換器の各相毎の電圧指令値とな
る３アーム変調制御信号より、電圧レベルを所定の直流
電圧レベルに特定期間固定する１つの相を３相中より決
定し、前記複数の電力変換器の電圧固定期間を決定する
電圧固定期間決定回路１７と、前記電圧固定期間決定回
路１７によって決定された当該相の固定電圧指令値を生
成すると共に、残りの２つの相に対する３アーム変調制
御信号を２アーム変調制御信号に補正してＰＷＭ変調手
段に出力する２アーム変調制御信号発生回路９Ｂ、１１
Ａとを備えたものである。
と共に、安定して電力変換器の並列運転制御を行うこと
ができる電力変換器の並列運転制御装置を得ることを目
的とする。 【構成】 複数の電力変換器の各相毎の電圧指令値とな
る３アーム変調制御信号より、電圧レベルを所定の直流
電圧レベルに特定期間固定する１つの相を３相中より決
定し、前記複数の電力変換器の電圧固定期間を決定する
電圧固定期間決定回路１７と、前記電圧固定期間決定回
路１７によって決定された当該相の固定電圧指令値を生
成すると共に、残りの２つの相に対する３アーム変調制
御信号を２アーム変調制御信号に補正してＰＷＭ変調手
段に出力する２アーム変調制御信号発生回路９Ｂ、１１
Ａとを備えたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複数台の単位インバ
ータ、即ち電力変換器を並列に接続し電流バランス制御
を施して並列運転する電力変換器の並列運転制御装置に
関するものである。
ータ、即ち電力変換器を並列に接続し電流バランス制御
を施して並列運転する電力変換器の並列運転制御装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、２台の単位インバータを並列接
続した従来の電力変換器の並列運転制御装置の構成図で
ある。図において、１は電圧型インバータの入力電圧と
なる直流電圧源、２，３は電圧型インバータを構成する
第１、第２の単位インバータであり、直流電圧源１を入
力し交流電圧に変換して出力する。第１の単位インバー
タ２において、２１Ｔ〜２６Ｔは三相ブリッジ接続され
たトランジスタ、２１Ｄ〜２６Ｄは各トランジスタ２１
〜Ｔ２６Ｔに並列接続された転流用ダイオードである。
第２の単位インバータ３において、３１Ｔ〜３６Ｔは同
じくトランジスタ、３１Ｄ〜３６Ｄは同じく転流用ダイ
オードである。
続した従来の電力変換器の並列運転制御装置の構成図で
ある。図において、１は電圧型インバータの入力電圧と
なる直流電圧源、２，３は電圧型インバータを構成する
第１、第２の単位インバータであり、直流電圧源１を入
力し交流電圧に変換して出力する。第１の単位インバー
タ２において、２１Ｔ〜２６Ｔは三相ブリッジ接続され
たトランジスタ、２１Ｄ〜２６Ｄは各トランジスタ２１
〜Ｔ２６Ｔに並列接続された転流用ダイオードである。
第２の単位インバータ３において、３１Ｔ〜３６Ｔは同
じくトランジスタ、３１Ｄ〜３６Ｄは同じく転流用ダイ
オードである。
【０００３】２１Ｃ〜２３Ｃは第１の単位インバータ２
の各相出力に接続された変流器、３１Ｃ〜３３Ｃは第２
の単位インバータ３の各相出力に接続された変流器、
４、５、６は単位インバータ２、３の同相出力間に接続
された相間リアクトルである。
の各相出力に接続された変流器、３１Ｃ〜３３Ｃは第２
の単位インバータ３の各相出力に接続された変流器、
４、５、６は単位インバータ２、３の同相出力間に接続
された相間リアクトルである。
【０００４】次に、図４に示した電力変換器の並列運転
制御装置の動作の概要について説明する。先ず、第１、
２の単位インバータ２、３はそれぞれ共通の直流電圧源
１に接続されおり、そして第１、２の単位インバータ
２、３の出力は相間リアクトル４、５、６を介して並列
に接続されている。第１の単位インバータ２と第２の単
位インバータ３の出力側には各単位インバータの出力電
流のバランスをとるために必要なインバータ出力電流検
出用の変流器２１Ｃ〜２３Ｃと３１Ｃ〜３１Ｃが設けら
れている。
制御装置の動作の概要について説明する。先ず、第１、
２の単位インバータ２、３はそれぞれ共通の直流電圧源
１に接続されおり、そして第１、２の単位インバータ
２、３の出力は相間リアクトル４、５、６を介して並列
に接続されている。第１の単位インバータ２と第２の単
位インバータ３の出力側には各単位インバータの出力電
流のバランスをとるために必要なインバータ出力電流検
出用の変流器２１Ｃ〜２３Ｃと３１Ｃ〜３１Ｃが設けら
れている。
【０００５】前記の様に構成された電力変換器の並列運
転制御装置の電流バランス制御について図５を参照して
説明する。図５は例えば、安川電機ＮＯ．２ １９８
７．Ｐ１０５〜１１２「システム用高性能インバータド
ライブシリーズの機種拡充」に示された従来の電流バラ
ンス制御型の電力変換装置の並列運転制御装置の１相分
の構成を示す具体的な回路図である。図中、図４と同一
符号は同一、または相当部分を示す。図において２８は
トランジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ制御するべー
スドライブ回路、３８はトランジスタ３１Ｔ、３２Ｔを
オンーオフ制御するベースドライブ回路である。
転制御装置の電流バランス制御について図５を参照して
説明する。図５は例えば、安川電機ＮＯ．２ １９８
７．Ｐ１０５〜１１２「システム用高性能インバータド
ライブシリーズの機種拡充」に示された従来の電流バラ
ンス制御型の電力変換装置の並列運転制御装置の１相分
の構成を示す具体的な回路図である。図中、図４と同一
符号は同一、または相当部分を示す。図において２８は
トランジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ制御するべー
スドライブ回路、３８はトランジスタ３１Ｔ、３２Ｔを
オンーオフ制御するベースドライブ回路である。
【０００６】７は外部から入力される電流基準指令、８
は減算器であり、電流基準指令７と第１の単位インバー
タ２の出力に設けられた変流器２１Ｃより出力されたイ
ンバータ出力電流との差をとる。９は電流コントローラ
であり、インバータ出力電流が電流基準指令７に追従す
るように３アーム変調制御信号出力を変化させる。ま
た、１０は同じく減算器であり、電流基準指令７と第２
の単位インバータ３の出力に設けられた変流器３１Ｃよ
り出力されたインバータ出力電流との差をとる。１１は
同じく電流コントローラであり、インバータ出力電流が
電流基準指令７に追従するよう３アーム変調制御信号出
力を変化させる。
は減算器であり、電流基準指令７と第１の単位インバー
タ２の出力に設けられた変流器２１Ｃより出力されたイ
ンバータ出力電流との差をとる。９は電流コントローラ
であり、インバータ出力電流が電流基準指令７に追従す
るように３アーム変調制御信号出力を変化させる。ま
た、１０は同じく減算器であり、電流基準指令７と第２
の単位インバータ３の出力に設けられた変流器３１Ｃよ
り出力されたインバータ出力電流との差をとる。１１は
同じく電流コントローラであり、インバータ出力電流が
電流基準指令７に追従するよう３アーム変調制御信号出
力を変化させる。
【０００７】１３、１５はそれぞれ減算器であり、三角
波発生器から出力された三角波信号のレベルと各電流コ
ントローラ９、１１の出力である３アーム変調制御信号
のレベルとの偏差を求める。１４、１６はそれぞれコン
パレータであり、各減算器１３、１５で求められた偏差
に従って各ベースドライブ回路２８、３８へ出力するＰ
ＷＭ指令を生成する。
波発生器から出力された三角波信号のレベルと各電流コ
ントローラ９、１１の出力である３アーム変調制御信号
のレベルとの偏差を求める。１４、１６はそれぞれコン
パレータであり、各減算器１３、１５で求められた偏差
に従って各ベースドライブ回路２８、３８へ出力するＰ
ＷＭ指令を生成する。
【０００８】次に、前記構成に従って、電流バランス制
御の詳細を説明する。先ず、外部から入力した電流基準
指令７と単位インバータの出力側から変流器２１Ｃによ
って検出したインバータ出力電流との偏差を減算器８で
取り、その偏差を電流コントローラ９に入力する。電流
コントローラ９は単位インバータ２、３の出力電流が電
流基準指令７に追従するように３アーム変調制御信号出
力を変化させる。
御の詳細を説明する。先ず、外部から入力した電流基準
指令７と単位インバータの出力側から変流器２１Ｃによ
って検出したインバータ出力電流との偏差を減算器８で
取り、その偏差を電流コントローラ９に入力する。電流
コントローラ９は単位インバータ２、３の出力電流が電
流基準指令７に追従するように３アーム変調制御信号出
力を変化させる。
【０００９】電流コントローラ９の出力は三角波発生器
１２の出力である三角波信号と共に減算器１３に入力さ
れて各出力レベル間の偏差が求められる。この偏差は後
段のコンパレータ１４に入力されることでベースドライ
ブ回路２８へのＰＷＭ指令が得られる。ベースドライブ
回路２８は前記コンパレータ１４から出力されるＰＷＭ
指令に従って第１の単位インバータ２を構成するトラン
ジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ動作する。
１２の出力である三角波信号と共に減算器１３に入力さ
れて各出力レベル間の偏差が求められる。この偏差は後
段のコンパレータ１４に入力されることでベースドライ
ブ回路２８へのＰＷＭ指令が得られる。ベースドライブ
回路２８は前記コンパレータ１４から出力されるＰＷＭ
指令に従って第１の単位インバータ２を構成するトラン
ジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ動作する。
【００１０】第２の単位インバータ３についても第１の
単位インバータ２と同様の制御を行う。このように電流
バランス制御を行うことで第１の単位インバータ２と第
２の単位インバータ３の出力電流は電流基準指令７に追
従し、結果として２台の単位インバータの出力電流はバ
ランスが取れる。
単位インバータ２と同様の制御を行う。このように電流
バランス制御を行うことで第１の単位インバータ２と第
２の単位インバータ３の出力電流は電流基準指令７に追
従し、結果として２台の単位インバータの出力電流はバ
ランスが取れる。
【００１１】次に、第１の単位インバータ２に２アーム
変調方式を採用した例について図６、図７を参照して説
明する。尚、第２の単位インバータ３に関しては動作が
同様であるため説明は省略する。図６は２アーム変調方
式をとる場合の変調回路の詳細を示す回路図である。ま
た図７は図６に示す変調回路の各部の信号波形図であ
る。図６において、９Ａは２アーム変調制御信号発生器
であり、この信号発生器９Ａにおける９ａ〜９ｃは各相
毎２アーム変調制御信号を発生する信号発生部である。
１４ａ〜１４ｃは三角波発生器１２から出力された三角
波信号と２アーム変調制御信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗとを比
較する比較器である。但し、２アーム変調制御信号発生
器９Ａは、図５に示す電流コントローラ９、１１の出力
である３アーム変調制御信号を取り込み各２アーム変調
制御信号Ｓｕ，Ｓｖ、Ｓｗに補正して信号を発生するも
のである。
変調方式を採用した例について図６、図７を参照して説
明する。尚、第２の単位インバータ３に関しては動作が
同様であるため説明は省略する。図６は２アーム変調方
式をとる場合の変調回路の詳細を示す回路図である。ま
た図７は図６に示す変調回路の各部の信号波形図であ
る。図６において、９Ａは２アーム変調制御信号発生器
であり、この信号発生器９Ａにおける９ａ〜９ｃは各相
毎２アーム変調制御信号を発生する信号発生部である。
１４ａ〜１４ｃは三角波発生器１２から出力された三角
波信号と２アーム変調制御信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗとを比
較する比較器である。但し、２アーム変調制御信号発生
器９Ａは、図５に示す電流コントローラ９、１１の出力
である３アーム変調制御信号を取り込み各２アーム変調
制御信号Ｓｕ，Ｓｖ、Ｓｗに補正して信号を発生するも
のである。
【００１２】図７に見られる様に、２アーム変調方式で
は、２アーム変調制御信号の１周期を６等分して、その
各区間で電圧型インバータを構成する単位インバータの
３アームのうちのどれか１アームを、直流電源のいずれ
か一方の極性に固定するような２アーム変調制御信号を
２アーム変調制御信号発生器９Ａから発生させ、この２
アーム変調制御信号と三角波発生器１２から発生した三
角波信号とを比較器１４ａ〜１４ｃで比較することによ
りＰＷＭ指令Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗを得るものである。即ち
１搬送波（三角波）周期内で、３アームの中のどれか１
アームを直流電源のいずれか一方の極性に固定し、他の
２アームがそれぞれ上アームと下アームの１回ずつ、合
計２回スイッチングすることにより所望の出力電圧を得
るというものである。
は、２アーム変調制御信号の１周期を６等分して、その
各区間で電圧型インバータを構成する単位インバータの
３アームのうちのどれか１アームを、直流電源のいずれ
か一方の極性に固定するような２アーム変調制御信号を
２アーム変調制御信号発生器９Ａから発生させ、この２
アーム変調制御信号と三角波発生器１２から発生した三
角波信号とを比較器１４ａ〜１４ｃで比較することによ
りＰＷＭ指令Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗを得るものである。即ち
１搬送波（三角波）周期内で、３アームの中のどれか１
アームを直流電源のいずれか一方の極性に固定し、他の
２アームがそれぞれ上アームと下アームの１回ずつ、合
計２回スイッチングすることにより所望の出力電圧を得
るというものである。
【００１３】即ち、２アーム変調方式というものは、要
約すると１周期のうちの特定期間（例えば６０°の間）
は１アームの電圧を固定（飽和）させ、他の２アームの
みを変調する。つまり各相の電位を歪ませながら線間電
圧が望みの波形になるように制御する方式であるといえ
る。係る２アーム変調方式は、同じ搬送波周波数を使用
する３アーム変調方式に比べスイッチング回数が２／３
に低減するという特性をもっている。尚、２アーム変調
方式については、１９８７年３月・社団法人電気学会発
行の書物「半導体電力変換回路」の第１１０．１１１．
１２５頁等に解説が述べられている。
約すると１周期のうちの特定期間（例えば６０°の間）
は１アームの電圧を固定（飽和）させ、他の２アームの
みを変調する。つまり各相の電位を歪ませながら線間電
圧が望みの波形になるように制御する方式であるといえ
る。係る２アーム変調方式は、同じ搬送波周波数を使用
する３アーム変調方式に比べスイッチング回数が２／３
に低減するという特性をもっている。尚、２アーム変調
方式については、１９８７年３月・社団法人電気学会発
行の書物「半導体電力変換回路」の第１１０．１１１．
１２５頁等に解説が述べられている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換器の並
列運転制御装置は以上のように構成されているので、各
単位インバータに２アーム変調方式を採用すると各単位
インバータ独自で電圧レベルを固定する特定期間を設定
し１アームの電圧レベルを飽和させていた。そのため各
単位インバータ毎に電圧レベルを飽和させる特定期間が
異なり、結果的に各単位インバータ間で大きな出力電圧
差が発生し、各単位インバータの各相間で多大な循環電
流が流れ、インバータを破壊するとか、或は循環電流を
抑制するため相間リアクトルが大きなものになるという
問題点があった。
列運転制御装置は以上のように構成されているので、各
単位インバータに２アーム変調方式を採用すると各単位
インバータ独自で電圧レベルを固定する特定期間を設定
し１アームの電圧レベルを飽和させていた。そのため各
単位インバータ毎に電圧レベルを飽和させる特定期間が
異なり、結果的に各単位インバータ間で大きな出力電圧
差が発生し、各単位インバータの各相間で多大な循環電
流が流れ、インバータを破壊するとか、或は循環電流を
抑制するため相間リアクトルが大きなものになるという
問題点があった。
【００１５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、相間リアクトルを小さくできる
と共に、安定したインバータの並列運転制御を行うこと
ができる電力変換器の並列運転制御装置を得ることを目
的とする。
ためになされたもので、相間リアクトルを小さくできる
と共に、安定したインバータの並列運転制御を行うこと
ができる電力変換器の並列運転制御装置を得ることを目
的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力変換
器の並列運転制御装置において、前記複数の電力変換器
の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制御信号よ
り、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定期間固定
する１つの相を３相中より決定し、前期複数の電力変換
器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定回路と、
電圧固定期間決定回路によって決定された当該相の固定
電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相に対する
３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号に補正し
てＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御信号発生
回路とを備えたものである。
器の並列運転制御装置において、前記複数の電力変換器
の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制御信号よ
り、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定期間固定
する１つの相を３相中より決定し、前期複数の電力変換
器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定回路と、
電圧固定期間決定回路によって決定された当該相の固定
電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相に対する
３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号に補正し
てＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御信号発生
回路とを備えたものである。
【００１７】
【作用】この発明における電力変換器の並列運転制御装
置は、電圧固定期間決定回路によって特定相に対する電
圧レベルの固定期間を決定したならば、各電力変換器対
応に設けられた各２アーム変調制御信号発生回路に取り
込まれた３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正するよう指示することで、特定相の電圧を固定さ
せる特定期間を各単位電力変換器で同期させることがで
きる。
置は、電圧固定期間決定回路によって特定相に対する電
圧レベルの固定期間を決定したならば、各電力変換器対
応に設けられた各２アーム変調制御信号発生回路に取り
込まれた３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正するよう指示することで、特定相の電圧を固定さ
せる特定期間を各単位電力変換器で同期させることがで
きる。
【００１８】
【実施例】実施例１．図１はこの発明による電力変換器
を構成する三相電圧型インバータにおいて２アーム変調
方式をとる場合の変調回路の一実施例を示す回路図であ
る。図中、９1、９2、９3は図示しない第１の単位イン
バータ２対応に設けられた電流コントローラであり、従
来技術の図５に示す様に、外部から入力した電流基準指
令と単位インバータの出力側から検出したインバータ出
力電流との偏差に基づき単位インバータの出力電流が電
流基準指令に追従するように３アーム変調制御信号Ｖｕ
1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を出力する。
を構成する三相電圧型インバータにおいて２アーム変調
方式をとる場合の変調回路の一実施例を示す回路図であ
る。図中、９1、９2、９3は図示しない第１の単位イン
バータ２対応に設けられた電流コントローラであり、従
来技術の図５に示す様に、外部から入力した電流基準指
令と単位インバータの出力側から検出したインバータ出
力電流との偏差に基づき単位インバータの出力電流が電
流基準指令に追従するように３アーム変調制御信号Ｖｕ
1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を出力する。
【００１９】９Ｂは２アーム変調制御信号発生器であ
り、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1対応
に、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を２
アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ1、Ｓｗ1に変換する信
号発生部９ａ1、９ａ2、９ａ3を備えている。１４ａ〜
１４ｃは三角波発生器１２より出力された三角波信号と
２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ2、Ｓｗ3とを比較し
ＰＷＭ信号Ｐｕ1、Ｐｖ1、Ｐｗ1を出力するコンパレー
タである。
り、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1対応
に、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を２
アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ1、Ｓｗ1に変換する信
号発生部９ａ1、９ａ2、９ａ3を備えている。１４ａ〜
１４ｃは三角波発生器１２より出力された三角波信号と
２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ2、Ｓｗ3とを比較し
ＰＷＭ信号Ｐｕ1、Ｐｖ1、Ｐｗ1を出力するコンパレー
タである。
【００２０】１１1、１１ｂ2、１１3は図示しない第２
の単位インバータ３対応に設けられた電流コントローラ
であり、３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を
出力する。１１Ａは２アーム変調制御信号発生器であ
り、各３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ１2対
応に各３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を２
アーム変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2に変換する信
号発生部１１ａ1、１１ａ2、１１ａ3を備えている。１
６ａ〜１６ｃは三角波発生器１２より出力された三角波
信号と２アーム変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2とを
比較しＰＷＭ信号Ｐｕ2、Ｐｖ2、Ｐｗ2を出力するコン
パレータである。１７は各単位インバータ２、３に対応
して設けられた２アーム変調制御信号発生器９Ｂ、１１
Ａの１アームの電圧を固定させる特定期間を決定する電
圧固定期間決定回路である。
の単位インバータ３対応に設けられた電流コントローラ
であり、３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を
出力する。１１Ａは２アーム変調制御信号発生器であ
り、各３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ１2対
応に各３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を２
アーム変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2に変換する信
号発生部１１ａ1、１１ａ2、１１ａ3を備えている。１
６ａ〜１６ｃは三角波発生器１２より出力された三角波
信号と２アーム変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2とを
比較しＰＷＭ信号Ｐｕ2、Ｐｖ2、Ｐｗ2を出力するコン
パレータである。１７は各単位インバータ２、３に対応
して設けられた２アーム変調制御信号発生器９Ｂ、１１
Ａの１アームの電圧を固定させる特定期間を決定する電
圧固定期間決定回路である。
【００２１】次に、本実施例の動作について図２、図３
のフローチャートに従って説明する。図２は電圧固定期
間決定回路１７の動作を説明するフローチャート、図３
は本実施例にかかる２アーム変調制御信号発生器９Ｂの
動作を説明するフローチャートである。先ず、電圧固定
期間決定回路１７は２アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖ
ｖ1、Ｖｗ1を取り込み各Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1の絶対値
を算出する（ステップＳ１１）。次に│Ｖｕ1│、│Ｖ
ｖ1│、│Ｖｗ1│の大きさを比較する（ステップ１
２）。この比較の結果、最も絶対値が大きい３アーム変
調制御信号を出力した相に対応するアームの電圧レベル
を固定するよう決定を２アーム変調制御信号発生回路９
Ｂに指示をおくる（ステップＳ１３）。
のフローチャートに従って説明する。図２は電圧固定期
間決定回路１７の動作を説明するフローチャート、図３
は本実施例にかかる２アーム変調制御信号発生器９Ｂの
動作を説明するフローチャートである。先ず、電圧固定
期間決定回路１７は２アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖ
ｖ1、Ｖｗ1を取り込み各Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1の絶対値
を算出する（ステップＳ１１）。次に│Ｖｕ1│、│Ｖ
ｖ1│、│Ｖｗ1│の大きさを比較する（ステップ１
２）。この比較の結果、最も絶対値が大きい３アーム変
調制御信号を出力した相に対応するアームの電圧レベル
を固定するよう決定を２アーム変調制御信号発生回路９
Ｂに指示をおくる（ステップＳ１３）。
【００２２】次に、電圧固定期間決定回路１７の決定に
基づき、単位インバータ２の２アーム変調制御信号発生
器９Ｂでは、各相毎の２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓ
ｖ1、Ｓｗ1を発生する。また、単位インバータ３では、
単位インバータ２と電圧固定期間が同期する様に、単位
インバータ２の３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖ
ｗ1より電圧固定期間決定回路１７で決定した電圧固定
期間に基づき、単位インバータ３のアーム変調制御信号
発生器１１Ａで単位インバータ３の２アーム変調制御信
号を出力する。
基づき、単位インバータ２の２アーム変調制御信号発生
器９Ｂでは、各相毎の２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓ
ｖ1、Ｓｗ1を発生する。また、単位インバータ３では、
単位インバータ２と電圧固定期間が同期する様に、単位
インバータ２の３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖ
ｗ1より電圧固定期間決定回路１７で決定した電圧固定
期間に基づき、単位インバータ３のアーム変調制御信号
発生器１１Ａで単位インバータ３の２アーム変調制御信
号を出力する。
【００２３】更に、この電圧固定期間決定回路１７の動
作を詳細に説明するならば、電圧固定期間決定回路１７
は図２のフローチャートに示す処理を３アーム変調制御
信号の周波数より極めて短い周期で繰り返し行う。その
時、第１回目の周期から第Ｎ回目の周期に至るまで、Ｕ
相の２アーム変調制御信号Ｖｕ１の絶対値が継続して最
も大きかったならば、その継続期間をＵ相に対応するア
ームの電圧レベルを、直流電源１の一方の極性レベルに
固定することを決定する。
作を詳細に説明するならば、電圧固定期間決定回路１７
は図２のフローチャートに示す処理を３アーム変調制御
信号の周波数より極めて短い周期で繰り返し行う。その
時、第１回目の周期から第Ｎ回目の周期に至るまで、Ｕ
相の２アーム変調制御信号Ｖｕ１の絶対値が継続して最
も大きかったならば、その継続期間をＵ相に対応するア
ームの電圧レベルを、直流電源１の一方の極性レベルに
固定することを決定する。
【００２４】次に、電圧電圧固定期間決定回路１７より
電圧固定指示を受ける２アーム変調制御信号発生回路９
Ｂの動作を図３のフローチャートに従って説明する。例
えば電圧固定期間決定回路１７の決定によりＵ相に対応
するアームの電圧を固定する場合、２アーム変調制御信
号発生回路９ＢはＵ相の２アーム変調制御信号Ｓｕ1に
対し、対応するアームの電圧を直流電源１の一方の極性
のレベルに固定する固定電圧指令値を設定する（ステッ
プＳ２１）。即ち図７に示すように電圧固定期間のあい
だ三角波信号レベル以上に固定する。
電圧固定指示を受ける２アーム変調制御信号発生回路９
Ｂの動作を図３のフローチャートに従って説明する。例
えば電圧固定期間決定回路１７の決定によりＵ相に対応
するアームの電圧を固定する場合、２アーム変調制御信
号発生回路９ＢはＵ相の２アーム変調制御信号Ｓｕ1に
対し、対応するアームの電圧を直流電源１の一方の極性
のレベルに固定する固定電圧指令値を設定する（ステッ
プＳ２１）。即ち図７に示すように電圧固定期間のあい
だ三角波信号レベル以上に固定する。
【００２５】Ｕ相の２アーム変調制御信号Ｓｕ1の電圧
レベルが固定されたならば、この２アーム変調制御信，
号Ｓｕ1と３アーム変調制御信号Ｖｕ1との差δを算出す
る（ステップＳ２２）。次に、残りの３アーム変調制御
信号Ｖｖ1，Ｖｗ1に前記で求めた差δを加算し、Ｖ相、
Ｗ相の２アーム変調制御信号Ｓｖ1、Ｓｗ1を算出する
（ステップＳ２３）。
レベルが固定されたならば、この２アーム変調制御信，
号Ｓｕ1と３アーム変調制御信号Ｖｕ1との差δを算出す
る（ステップＳ２２）。次に、残りの３アーム変調制御
信号Ｖｖ1，Ｖｗ1に前記で求めた差δを加算し、Ｖ相、
Ｗ相の２アーム変調制御信号Ｓｖ1、Ｓｗ1を算出する
（ステップＳ２３）。
【００２６】結果、１アームの電圧レベルは固定され、
他の２相の制御信号は線間電圧がもとの３アーム変調制
御信号と同じになるよう補正され、三相電圧型インバー
タは２アームのみでＰＷＭ変調される。 また、第２単
位インバータ３対応の２アーム変調制御信号発生器１１
Ａの動作に関しても前記２アーム変調制御信号発生器９
Ｂの動作と同様である。
他の２相の制御信号は線間電圧がもとの３アーム変調制
御信号と同じになるよう補正され、三相電圧型インバー
タは２アームのみでＰＷＭ変調される。 また、第２単
位インバータ３対応の２アーム変調制御信号発生器１１
Ａの動作に関しても前記２アーム変調制御信号発生器９
Ｂの動作と同様である。
【００２７】実施例２．尚、前記実施例１ではトランジ
スタを用いた三相電圧型インバータの場合について説明
したが、トランジスタコンバータについても本実施例は
適用できる。また単位インバータが３台以上並列運転す
る場合であっても、各単位インバータの各相出力をリア
クトルにて共通接続することで本実施例を適用できる。
スタを用いた三相電圧型インバータの場合について説明
したが、トランジスタコンバータについても本実施例は
適用できる。また単位インバータが３台以上並列運転す
る場合であっても、各単位インバータの各相出力をリア
クトルにて共通接続することで本実施例を適用できる。
【００２８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数の
電力変換器の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制
御信号より、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定
期間固定する１つの相を３相中より決定し、前記複数の
電力変換器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定
回路と、電圧固定期間決定回路によって決定された当該
相の固定電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相
に対する３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正してＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御
信号発生回路とを備えたことで、各電力変換器間で特定
相の電圧固定期間の同期をとることができる。従って各
電力変換器の各相間の出力電圧差を無くし、循環電流を
抑制することで相間リアクトルを小さくできることか
ら、装置全体を安価にしかも小型化できるという効果が
ある。
電力変換器の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制
御信号より、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定
期間固定する１つの相を３相中より決定し、前記複数の
電力変換器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定
回路と、電圧固定期間決定回路によって決定された当該
相の固定電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相
に対する３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正してＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御
信号発生回路とを備えたことで、各電力変換器間で特定
相の電圧固定期間の同期をとることができる。従って各
電力変換器の各相間の出力電圧差を無くし、循環電流を
抑制することで相間リアクトルを小さくできることか
ら、装置全体を安価にしかも小型化できるという効果が
ある。
【図１】この発明の電力変換器の並列運転制御装置にお
ける２アーム変調方式の変調回路の一実施例を示す回路
図である。
ける２アーム変調方式の変調回路の一実施例を示す回路
図である。
【図２】本実施例における電圧固定期間決定回路の動作
を説明するフローチャートである。
を説明するフローチャートである。
【図３】本実施例における２アーム変調制御信号発生回
路の動作を説明するフローチャートである。
路の動作を説明するフローチャートである。
【図４】２台並列接続された電力変換器の回路構成をし
めす回路図である。
めす回路図である。
【図５】従来の電力変換器の並列運転制御装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】従来の２アーム変調制御信号回路を示す回路図
である。
である。
【図７】従来の２アーム変調制御信号回路の各部の波形
を示す波形図である。
を示す波形図である。
Ｖｕ1、2〜Ｖｗ1、2 ３アーム変調制御信号 Ｓｕ1、2〜Ｓｗ1、2 ２アーム変調制御信号 ９Ｂ、１１Ａ ２アーム変調制御信号発生回路 １７ 電圧固定期間決定回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 電力変換器の並列運転制御装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複数台の単位インバ
ータ、即ち電力変換器を並列に接続し電流バランス制御
を施して並列運転する電力変換器の並列運転制御装置に
関するものである。
ータ、即ち電力変換器を並列に接続し電流バランス制御
を施して並列運転する電力変換器の並列運転制御装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、２台の単位インバータを並列接
続した従来の電力変換器の並列運転制御装置の構成図で
ある。図において、１は電圧型インバータの入力電圧と
なる直流電圧源、２，３は電圧型インバータを構成する
第１、第２の単位インバータであり、直流電圧源１を入
力し交流電圧に変換して出力する。第１の単位インバー
タ２において、２１Ｔ〜２６Ｔは三相ブリッジ接続され
たトランジスタ、２１Ｄ〜２６Ｄは各トランジスタ２１
Ｔ〜Ｔ２６Ｔに並列接続された転流用ダイオードであ
る。第２の単位インバータ３において、３１Ｔ〜３６Ｔ
は同じくトランジスタ、３１Ｄ〜３６Ｄは同じく転流用
ダイオードである。
続した従来の電力変換器の並列運転制御装置の構成図で
ある。図において、１は電圧型インバータの入力電圧と
なる直流電圧源、２，３は電圧型インバータを構成する
第１、第２の単位インバータであり、直流電圧源１を入
力し交流電圧に変換して出力する。第１の単位インバー
タ２において、２１Ｔ〜２６Ｔは三相ブリッジ接続され
たトランジスタ、２１Ｄ〜２６Ｄは各トランジスタ２１
Ｔ〜Ｔ２６Ｔに並列接続された転流用ダイオードであ
る。第２の単位インバータ３において、３１Ｔ〜３６Ｔ
は同じくトランジスタ、３１Ｄ〜３６Ｄは同じく転流用
ダイオードである。
【０００３】２１Ｃ〜２３Ｃは第１の単位インバータ２
の各相出力に接続された変流器、３１Ｃ〜３３Ｃは第２
の単位インバータ３の各相出力に接続された変流器、
４、５、６は単位インバータ２、３の同相出力間に接続
された相間リアクトルである。
の各相出力に接続された変流器、３１Ｃ〜３３Ｃは第２
の単位インバータ３の各相出力に接続された変流器、
４、５、６は単位インバータ２、３の同相出力間に接続
された相間リアクトルである。
【０００４】次に、図４に示した電力変換器の並列運転
制御装置の動作の概要について説明する。先ず、第１、
２の単位インバータ２、３はそれぞれ共通の直流電圧源
１に接続されおり、そして第１、２の単位インバータ
２、３の出力は相間リアクトル４、５、６を介して並列
に接続されている。第１の単位インバータ２と第２の単
位インバータ３の出力側には各単位インバータの出力電
流のバランスをとるために必要なインバータ出力電流検
出用の変流器２１Ｃ〜２３Ｃと３１Ｃ〜３３Ｃが設けら
れている。
制御装置の動作の概要について説明する。先ず、第１、
２の単位インバータ２、３はそれぞれ共通の直流電圧源
１に接続されおり、そして第１、２の単位インバータ
２、３の出力は相間リアクトル４、５、６を介して並列
に接続されている。第１の単位インバータ２と第２の単
位インバータ３の出力側には各単位インバータの出力電
流のバランスをとるために必要なインバータ出力電流検
出用の変流器２１Ｃ〜２３Ｃと３１Ｃ〜３３Ｃが設けら
れている。
【０００５】前記の様に構成された電力変換器の並列運
転制御装置の電流バランス制御について図５を参照して
説明する。図５は例えば、安川電機ＮＯ．２ １９８
７．Ｐ１０５〜１１２「システム用高性能インバータド
ライブシリーズの機種拡充」に示された従来の電流バラ
ンス制御型の電力変換装置の並列運転制御装置の１相分
の構成を示す具体的な回路図である。図中、図４と同一
符号は同一、または相当部分を示す。図において２８は
トランジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ制御するべー
スドライブ回路、３８はトランジスタ３１Ｔ、３２Ｔを
オンーオフ制御するベースドライブ回路である。
転制御装置の電流バランス制御について図５を参照して
説明する。図５は例えば、安川電機ＮＯ．２ １９８
７．Ｐ１０５〜１１２「システム用高性能インバータド
ライブシリーズの機種拡充」に示された従来の電流バラ
ンス制御型の電力変換装置の並列運転制御装置の１相分
の構成を示す具体的な回路図である。図中、図４と同一
符号は同一、または相当部分を示す。図において２８は
トランジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ制御するべー
スドライブ回路、３８はトランジスタ３１Ｔ、３２Ｔを
オンーオフ制御するベースドライブ回路である。
【０００６】７は外部から入力される電流基準指令、８
は減算器であり、電流基準指令７と第１の単位インバー
タ２の出力に設けられた変流器２１Ｃより出力されたイ
ンバータ出力電流との差をとる。９は電流コントローラ
であり、インバータ出力電流が電流基準指令７に追従す
るように３アーム変調制御信号出力を変化させる。ま
た、１０は同じく減算器であり、電流基準指令７と第２
の単位インバータ３の出力に設けられた変流器３１Ｃよ
り出力されたインバータ出力電流との差をとる。１１は
同じく電流コントローラであり、インバータ出力電流が
電流基準指令７に追従するよう３アーム変調制御信号出
力を変化させる。
は減算器であり、電流基準指令７と第１の単位インバー
タ２の出力に設けられた変流器２１Ｃより出力されたイ
ンバータ出力電流との差をとる。９は電流コントローラ
であり、インバータ出力電流が電流基準指令７に追従す
るように３アーム変調制御信号出力を変化させる。ま
た、１０は同じく減算器であり、電流基準指令７と第２
の単位インバータ３の出力に設けられた変流器３１Ｃよ
り出力されたインバータ出力電流との差をとる。１１は
同じく電流コントローラであり、インバータ出力電流が
電流基準指令７に追従するよう３アーム変調制御信号出
力を変化させる。
【０００７】１３、１５はそれぞれ減算器であり、三角
波発生器から出力された三角波信号のレベルと各電流コ
ントローラ９、１１の出力である３アーム変調制御信号
のレベルとの偏差を求める。１４、１６はそれぞれコン
パレータであり、各減算器１３、１５で求められた偏差
に従って各ベースドライブ回路２８、３８へ出力するＰ
ＷＭ指令を生成する。
波発生器から出力された三角波信号のレベルと各電流コ
ントローラ９、１１の出力である３アーム変調制御信号
のレベルとの偏差を求める。１４、１６はそれぞれコン
パレータであり、各減算器１３、１５で求められた偏差
に従って各ベースドライブ回路２８、３８へ出力するＰ
ＷＭ指令を生成する。
【０００８】次に、前記構成に従って、電流バランス制
御の詳細を説明する。先ず、外部から入力した電流基準
指令７と単位インバータの出力側から変流器２１Ｃによ
って検出したインバータ出力電流との偏差を減算器８で
取り、その偏差を電流コントローラ９に入力する。電流
コントローラ９は単位インバータ２の出力電流が電流基
準指令７に追従するように３アーム変調制御信号出力を
変化させる。
御の詳細を説明する。先ず、外部から入力した電流基準
指令７と単位インバータの出力側から変流器２１Ｃによ
って検出したインバータ出力電流との偏差を減算器８で
取り、その偏差を電流コントローラ９に入力する。電流
コントローラ９は単位インバータ２の出力電流が電流基
準指令７に追従するように３アーム変調制御信号出力を
変化させる。
【０００９】電流コントローラ９の出力は三角波発生器
１２の出力である三角波信号と共に減算器１３に入力さ
れて各出力レベル間の偏差が求められる。この偏差は後
段のコンパレータ１４に入力されることでベースドライ
ブ回路２８へのＰＷＭ指令が得られる。ベースドライブ
回路２８は前記コンパレータ１４から出力されるＰＷＭ
指令に従って第１の単位インバータ２を構成するトラン
ジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ動作する。
１２の出力である三角波信号と共に減算器１３に入力さ
れて各出力レベル間の偏差が求められる。この偏差は後
段のコンパレータ１４に入力されることでベースドライ
ブ回路２８へのＰＷＭ指令が得られる。ベースドライブ
回路２８は前記コンパレータ１４から出力されるＰＷＭ
指令に従って第１の単位インバータ２を構成するトラン
ジスタ２１Ｔ、２２Ｔをオンーオフ動作する。
【００１０】第２の単位インバータ３についても第１の
単位インバータ２と同様の制御を行う。このように電流
バランス制御を行うことで第１の単位インバータ２と第
２の単位インバータ３の出力電流は電流基準指令７に追
従し、結果として２台の単位インバータの出力電流はバ
ランスが取れる。
単位インバータ２と同様の制御を行う。このように電流
バランス制御を行うことで第１の単位インバータ２と第
２の単位インバータ３の出力電流は電流基準指令７に追
従し、結果として２台の単位インバータの出力電流はバ
ランスが取れる。
【００１１】次に、第１の単位インバータ２に２アーム
変調方式を採用した例について図６、図７を参照して説
明する。尚、第２の単位インバータ３に関しては動作が
同様であるため説明は省略する。図６は２アーム変調方
式をとる場合の変調回路の詳細を示す回路図である。ま
た図７は図６に示す変調回路の各部の信号波形図であ
る。図６において、９Ａは２アーム変調制御信号発生器
であり、この信号発生器９Ａにおける９ａ〜９ｃは各相
毎２アーム変調制御信号を発生する信号発生部である。
１４ａ〜１４ｃは三角波発生器１２から出力された三角
波信号と２アーム変調制御信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗとを比
較する比較器である。但し、２アーム変調制御信号発生
器９Ａは、図５に示す電流コントローラ９、１１の出力
である３アーム変調制御信号を取り込み各２アーム変調
制御信号Ｓｕ，Ｓｖ、Ｓｗに補正して信号を発生するも
のである。
変調方式を採用した例について図６、図７を参照して説
明する。尚、第２の単位インバータ３に関しては動作が
同様であるため説明は省略する。図６は２アーム変調方
式をとる場合の変調回路の詳細を示す回路図である。ま
た図７は図６に示す変調回路の各部の信号波形図であ
る。図６において、９Ａは２アーム変調制御信号発生器
であり、この信号発生器９Ａにおける９ａ〜９ｃは各相
毎２アーム変調制御信号を発生する信号発生部である。
１４ａ〜１４ｃは三角波発生器１２から出力された三角
波信号と２アーム変調制御信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗとを比
較する比較器である。但し、２アーム変調制御信号発生
器９Ａは、図５に示す電流コントローラ９、１１の出力
である３アーム変調制御信号を取り込み各２アーム変調
制御信号Ｓｕ，Ｓｖ、Ｓｗに補正して信号を発生するも
のである。
【００１２】図７に見られる様に、２アーム変調方式で
は、２アーム変調制御信号の１周期を６等分して、その
各区間で電圧型インバータを構成する単位インバータの
３アームのうちのどれか１アームを、直流電源のいずれ
か一方の極性に固定するような２アーム変調制御信号を
２アーム変調制御信号発生器９Ａから発生させ、この２
アーム変調制御信号と三角波発生器１２から発生した三
角波信号とを比較器１４ａ〜１４ｃで比較することによ
りＰＷＭ指令Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗを得るものである。即ち
１搬送波（三角波）周期内で、３アームの中のどれか１
アームを直流電源のいずれか一方の極性に固定し、他の
２アームがそれぞれ上アームと下アームの１回ずつ、合
計２回スイッチングすることにより所望の出力電圧を得
るというものである。
は、２アーム変調制御信号の１周期を６等分して、その
各区間で電圧型インバータを構成する単位インバータの
３アームのうちのどれか１アームを、直流電源のいずれ
か一方の極性に固定するような２アーム変調制御信号を
２アーム変調制御信号発生器９Ａから発生させ、この２
アーム変調制御信号と三角波発生器１２から発生した三
角波信号とを比較器１４ａ〜１４ｃで比較することによ
りＰＷＭ指令Ｐｕ、Ｐｖ、Ｐｗを得るものである。即ち
１搬送波（三角波）周期内で、３アームの中のどれか１
アームを直流電源のいずれか一方の極性に固定し、他の
２アームがそれぞれ上アームと下アームの１回ずつ、合
計２回スイッチングすることにより所望の出力電圧を得
るというものである。
【００１３】即ち、２アーム変調方式というものは、要
約すると１周期のうちの特定期間（例えば６０°の間）
は１アームの電圧を固定（飽和）させ、他の２アームの
みを変調する。つまり各相の電位を歪ませながら線間電
圧が望みの波形になるように制御する方式であるといえ
る。係る２アーム変調方式は、同じ搬送波周波数を使用
する３アーム変調方式に比べスイッチング回数が２／３
に低減するという特性をもっている。尚、２アーム変調
方式については、１９８７年３月・社団法人電気学会発
行の書物「半導体電力変換回路」の第１１０．１１１．
１２５頁等に解説が述べられている。
約すると１周期のうちの特定期間（例えば６０°の間）
は１アームの電圧を固定（飽和）させ、他の２アームの
みを変調する。つまり各相の電位を歪ませながら線間電
圧が望みの波形になるように制御する方式であるといえ
る。係る２アーム変調方式は、同じ搬送波周波数を使用
する３アーム変調方式に比べスイッチング回数が２／３
に低減するという特性をもっている。尚、２アーム変調
方式については、１９８７年３月・社団法人電気学会発
行の書物「半導体電力変換回路」の第１１０．１１１．
１２５頁等に解説が述べられている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換器の並
列運転制御装置は以上のように構成されているので、各
単位インバータに２アーム変調方式を採用すると各単位
インバータ独自で電圧レベルを固定する特定期間を設定
し１アームの電圧レベルを飽和させていた。そのため各
単位インバータ毎に電圧レベルを飽和させる特定期間が
異なり、結果的に各単位インバータ間で大きな出力電圧
差が発生し、各単位インバータの各相間で多大な循環電
流が流れ、インバータを破壊するとか、或は循環電流を
抑制するため相間リアクトルが大きなものになるという
問題点があった。
列運転制御装置は以上のように構成されているので、各
単位インバータに２アーム変調方式を採用すると各単位
インバータ独自で電圧レベルを固定する特定期間を設定
し１アームの電圧レベルを飽和させていた。そのため各
単位インバータ毎に電圧レベルを飽和させる特定期間が
異なり、結果的に各単位インバータ間で大きな出力電圧
差が発生し、各単位インバータの各相間で多大な循環電
流が流れ、インバータを破壊するとか、或は循環電流を
抑制するため相間リアクトルが大きなものになるという
問題点があった。
【００１５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、相間リアクトルを小さくできる
と共に、安定したインバータの並列運転制御を行うこと
ができる電力変換器の並列運転制御装置を得ることを目
的とする。
ためになされたもので、相間リアクトルを小さくできる
と共に、安定したインバータの並列運転制御を行うこと
ができる電力変換器の並列運転制御装置を得ることを目
的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力変換
器の並列運転制御装置において、前記複数の電力変換器
の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制御信号よ
り、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定期間固定
する１つの相を３相中より決定し、前期複数の電力変換
器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定回路と、
電圧固定期間決定回路によって決定された当該相の固定
電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相に対する
３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号に補正し
てＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御信号発生
回路とを備えたものである。
器の並列運転制御装置において、前記複数の電力変換器
の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制御信号よ
り、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定期間固定
する１つの相を３相中より決定し、前期複数の電力変換
器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定回路と、
電圧固定期間決定回路によって決定された当該相の固定
電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相に対する
３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号に補正し
てＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御信号発生
回路とを備えたものである。
【００１７】
【作用】この発明における電力変換器の並列運転制御装
置は、電圧固定期間決定回路によって特定相に対する電
圧レベルの固定期間を決定したならば、各電力変換器対
応に設けられた各２アーム変調制御信号発生回路に取り
込まれた３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正するよう指示することで、特定相の電圧を固定さ
せる特定期間を各単位電力変換器で同期させることがで
きる。
置は、電圧固定期間決定回路によって特定相に対する電
圧レベルの固定期間を決定したならば、各電力変換器対
応に設けられた各２アーム変調制御信号発生回路に取り
込まれた３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正するよう指示することで、特定相の電圧を固定さ
せる特定期間を各単位電力変換器で同期させることがで
きる。
【００１８】
【実施例】実施例１．図１はこの発明による電力変換器
を構成する三相電圧型インバータにおいて２アーム変調
方式をとる場合の変調回路の一実施例を示す回路図であ
る。図中、９1、９2、９3は図示しない第１の単位イン
バータ２対応に設けられた電流コントローラであり、従
来技術の図５に示す様に、外部から入力した電流基準指
令と単位インバータの出力側から検出したインバータ出
力電流との偏差に基づき単位インバータの出力電流が電
流基準指令に追従するように３アーム変調制御信号Ｖｕ
1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を出力する。
を構成する三相電圧型インバータにおいて２アーム変調
方式をとる場合の変調回路の一実施例を示す回路図であ
る。図中、９1、９2、９3は図示しない第１の単位イン
バータ２対応に設けられた電流コントローラであり、従
来技術の図５に示す様に、外部から入力した電流基準指
令と単位インバータの出力側から検出したインバータ出
力電流との偏差に基づき単位インバータの出力電流が電
流基準指令に追従するように３アーム変調制御信号Ｖｕ
1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を出力する。
【００１９】９Ｂは２アーム変調制御信号発生器であ
り、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1対応
に、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を２
アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ1、Ｓｗ1に変換する信
号発生部９ａ1、９ａ2、９ａ3を備えている。１４ａ〜
１４ｃは三角波発生器１２より出力された三角波信号と
２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ2、Ｓｗ3とを比較し
ＰＷＭ信号Ｐｕ1、Ｐｖ1、Ｐｗ1を出力するコンパレー
タである。
り、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1対応
に、各３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1を２
アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ1、Ｓｗ1に変換する信
号発生部９ａ1、９ａ2、９ａ3を備えている。１４ａ〜
１４ｃは三角波発生器１２より出力された三角波信号と
２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓｖ2、Ｓｗ3とを比較し
ＰＷＭ信号Ｐｕ1、Ｐｖ1、Ｐｗ1を出力するコンパレー
タである。
【００２０】１１1、１１2 、１１3は図示しない第２の
単位インバータ３対応に設けられた電流コントローラで
あり、３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を出
力する。１１Ａは２アーム変調制御信号発生器であり、
各３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2 対応に各
３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を２アーム
変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2に変換する信号発生
部１１ａ1、１１ａ2、１１ａ3を備えている。１６ａ〜
１６ｃは三角波発生器１２より出力された三角波信号と
２アーム変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2とを比較し
ＰＷＭ信号Ｐｕ2、Ｐｖ2、Ｐｗ2を出力するコンパレー
タである。１７は各単位インバータ２、３に対応して設
けられた２アーム変調制御信号発生器９Ｂ、１１Ａの１
アームの電圧を固定させる特定期間を決定する電圧固定
期間決定回路である。
単位インバータ３対応に設けられた電流コントローラで
あり、３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を出
力する。１１Ａは２アーム変調制御信号発生器であり、
各３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2 対応に各
３アーム変調制御信号Ｖｕ2、Ｖｖ2、Ｖｗ2を２アーム
変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2に変換する信号発生
部１１ａ1、１１ａ2、１１ａ3を備えている。１６ａ〜
１６ｃは三角波発生器１２より出力された三角波信号と
２アーム変調制御信号Ｓｕ2、Ｓｖ2、Ｓｗ2とを比較し
ＰＷＭ信号Ｐｕ2、Ｐｖ2、Ｐｗ2を出力するコンパレー
タである。１７は各単位インバータ２、３に対応して設
けられた２アーム変調制御信号発生器９Ｂ、１１Ａの１
アームの電圧を固定させる特定期間を決定する電圧固定
期間決定回路である。
【００２１】次に、本実施例の動作について図２、図３
のフローチャートに従って説明する。図２は電圧固定期
間決定回路１７の動作を説明するフローチャート、図３
は本実施例にかかる２アーム変調制御信号発生器９Ｂの
動作を説明するフローチャートである。先ず、電圧固定
期間決定回路１７は２アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖ
ｖ1、Ｖｗ1を取り込み各Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1の絶対値
を算出する（ステップＳ１１）。次に│Ｖｕ1│、│Ｖ
ｖ1│、│Ｖｗ1│の大きさを比較する（ステップＳ１
２）。この比較の結果、最も絶対値が大きい３アーム変
調制御信号を出力した相に対応するアームの電圧レベル
を固定するよう決定を２アーム変調制御信号発生回路９
Ｂ、１１Ａに指示をおくる（ステップＳ１３）。
のフローチャートに従って説明する。図２は電圧固定期
間決定回路１７の動作を説明するフローチャート、図３
は本実施例にかかる２アーム変調制御信号発生器９Ｂの
動作を説明するフローチャートである。先ず、電圧固定
期間決定回路１７は２アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖ
ｖ1、Ｖｗ1を取り込み各Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖｗ1の絶対値
を算出する（ステップＳ１１）。次に│Ｖｕ1│、│Ｖ
ｖ1│、│Ｖｗ1│の大きさを比較する（ステップＳ１
２）。この比較の結果、最も絶対値が大きい３アーム変
調制御信号を出力した相に対応するアームの電圧レベル
を固定するよう決定を２アーム変調制御信号発生回路９
Ｂ、１１Ａに指示をおくる（ステップＳ１３）。
【００２２】次に、電圧固定期間決定回路１７の決定に
基づき、単位インバータ２の２アーム変調制御信号発生
器９Ｂでは、各相毎の２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓ
ｖ1、Ｓｗ1を発生する。また、単位インバータ３では、
単位インバータ２と電圧固定期間が同期する様に、単位
インバータ２の３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖ
ｗ1より電圧固定期間決定回路１７で決定した電圧固定
期間に基づき、単位インバータ３のアーム変調制御信号
発生器１１Ａで単位インバータ３の２アーム変調制御信
号を出力する。
基づき、単位インバータ２の２アーム変調制御信号発生
器９Ｂでは、各相毎の２アーム変調制御信号Ｓｕ1、Ｓ
ｖ1、Ｓｗ1を発生する。また、単位インバータ３では、
単位インバータ２と電圧固定期間が同期する様に、単位
インバータ２の３アーム変調制御信号Ｖｕ1、Ｖｖ1、Ｖ
ｗ1より電圧固定期間決定回路１７で決定した電圧固定
期間に基づき、単位インバータ３のアーム変調制御信号
発生器１１Ａで単位インバータ３の２アーム変調制御信
号を出力する。
【００２３】更に、この電圧固定期間決定回路１７の動
作を詳細に説明するならば、電圧固定期間決定回路１７
は図２のフローチャートに示す処理を３アーム変調制御
信号の周波数より極めて短い周期で繰り返し行う。その
時、第１回目の周期から第Ｎ回目の周期に至るまで、Ｕ
相の２アーム変調制御信号Ｖｕ１の絶対値が継続して最
も大きかったならば、その継続期間をＵ相に対応するア
ームの電圧レベルを、直流電源１の一方の極性レベルに
固定することを決定する。
作を詳細に説明するならば、電圧固定期間決定回路１７
は図２のフローチャートに示す処理を３アーム変調制御
信号の周波数より極めて短い周期で繰り返し行う。その
時、第１回目の周期から第Ｎ回目の周期に至るまで、Ｕ
相の２アーム変調制御信号Ｖｕ１の絶対値が継続して最
も大きかったならば、その継続期間をＵ相に対応するア
ームの電圧レベルを、直流電源１の一方の極性レベルに
固定することを決定する。
【００２４】次に、電圧固定期間決定回路１７より電圧
固定指示を受ける２アーム変調制御信号発生回路９Ｂの
動作を図３のフローチャートに従って説明する。例えば
電圧固定期間決定回路１７の決定によりＵ相に対応する
アームの電圧を固定する場合、２アーム変調制御信号発
生回路９ＢはＵ相の２アーム変調制御信号Ｓｕ1に対
し、対応するアームの電圧を直流電源１の一方の極性の
レベルに固定する固定電圧指令値を設定する（ステップ
Ｓ２１）。即ち図７に示すように電圧固定期間のあいだ
三角波信号レベル以上に固定する。
固定指示を受ける２アーム変調制御信号発生回路９Ｂの
動作を図３のフローチャートに従って説明する。例えば
電圧固定期間決定回路１７の決定によりＵ相に対応する
アームの電圧を固定する場合、２アーム変調制御信号発
生回路９ＢはＵ相の２アーム変調制御信号Ｓｕ1に対
し、対応するアームの電圧を直流電源１の一方の極性の
レベルに固定する固定電圧指令値を設定する（ステップ
Ｓ２１）。即ち図７に示すように電圧固定期間のあいだ
三角波信号レベル以上に固定する。
【００２５】Ｕ相の２アーム変調制御信号Ｓｕ1の電圧
レベルが固定されたならば、この２アーム変調制御信号
Ｓｕ1と３アーム変調制御信号Ｖｕ1との差δを算出する
（ステップＳ２２）。次に、残りの３アーム変調制御信
号Ｖｖ1，Ｖｗ1に前記で求めた差δを加算し、Ｖ相、Ｗ
相の２アーム変調制御信号Ｓｖ1、Ｓｗ1を算出する（ス
テップＳ２３）。
レベルが固定されたならば、この２アーム変調制御信号
Ｓｕ1と３アーム変調制御信号Ｖｕ1との差δを算出する
（ステップＳ２２）。次に、残りの３アーム変調制御信
号Ｖｖ1，Ｖｗ1に前記で求めた差δを加算し、Ｖ相、Ｗ
相の２アーム変調制御信号Ｓｖ1、Ｓｗ1を算出する（ス
テップＳ２３）。
【００２６】結果、１アームの電圧レベルは固定され、
他の２相の制御信号は線間電圧がもとの３アーム変調制
御信号と同じになるよう補正され、三相電圧型インバー
タは２アームのみでＰＷＭ変調される。 また、第２単
位インバータ３対応の２アーム変調制御信号発生器１１
Ａの動作に関しても前記２アーム変調制御信号発生器９
Ｂの動作と同様である。
他の２相の制御信号は線間電圧がもとの３アーム変調制
御信号と同じになるよう補正され、三相電圧型インバー
タは２アームのみでＰＷＭ変調される。 また、第２単
位インバータ３対応の２アーム変調制御信号発生器１１
Ａの動作に関しても前記２アーム変調制御信号発生器９
Ｂの動作と同様である。
【００２７】実施例２．尚、前記実施例１ではトランジ
スタを用いた三相電圧型インバータの場合について説明
したが、トランジスタコンバータについても本実施例は
適用できる。また単位インバータが３台以上並列運転す
る場合であっても、各単位インバータの各相出力をリア
クトルにて共通接続することで本実施例を適用できる。
スタを用いた三相電圧型インバータの場合について説明
したが、トランジスタコンバータについても本実施例は
適用できる。また単位インバータが３台以上並列運転す
る場合であっても、各単位インバータの各相出力をリア
クトルにて共通接続することで本実施例を適用できる。
【００２８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、複数の
電力変換器の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制
御信号より、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定
期間固定する１つの相を３相中より決定し、前記複数の
電力変換器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定
回路と、電圧固定期間決定回路によって決定された当該
相の固定電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相
に対する３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正してＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御
信号発生回路とを備えたことで、各電力変換器間で特定
相の電圧固定期間の同期をとることができる。従って各
電力変換器の各相間の出力電圧差を無くし、循環電流を
抑制することで相間リアクトルを小さくできることか
ら、装置全体を安価にしかも小型化できるという効果が
ある。
電力変換器の各相毎の電圧指令値となる３アーム変調制
御信号より、電圧レベルを所定の直流電圧レベルに特定
期間固定する１つの相を３相中より決定し、前記複数の
電力変換器の電圧固定期間を決定する電圧固定期間決定
回路と、電圧固定期間決定回路によって決定された当該
相の固定電圧指令値を生成すると共に、残りの２つの相
に対する３アーム変調制御信号を２アーム変調制御信号
に補正してＰＷＭ変調手段に出力する２アーム変調制御
信号発生回路とを備えたことで、各電力変換器間で特定
相の電圧固定期間の同期をとることができる。従って各
電力変換器の各相間の出力電圧差を無くし、循環電流を
抑制することで相間リアクトルを小さくできることか
ら、装置全体を安価にしかも小型化できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電力変換器の並列運転制御装置にお
ける２アーム変調方式の変調回路の一実施例を示す回路
図である。
ける２アーム変調方式の変調回路の一実施例を示す回路
図である。
【図２】本実施例における電圧固定期間決定回路の動作
を説明するフローチャートである。
を説明するフローチャートである。
【図３】本実施例における２アーム変調制御信号発生回
路の動作を説明するフローチャートである。
路の動作を説明するフローチャートである。
【図４】２台並列接続された電力変換器の回路構成をし
めす回路図である。
めす回路図である。
【図５】従来の電力変換器の並列運転制御装置の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】従来の２アーム変調制御信号回路を示す回路図
である。
である。
【図７】従来の２アーム変調制御信号回路の各部の波形
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【符号の説明】 Ｖｕ1、2〜Ｖｗ1、2 ３アーム変調制御信号 Ｓｕ1、2〜Ｓｗ1、2 ２アーム変調制御信号 ９Ｂ、１１Ａ ２アーム変調制御信号発生回路 １７ 電圧固定期間決定回路
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の電力変換器を直流電圧源に並列に
接続し、且、前記各電力変換器の出力をリアクトルを介
して並列に接続して運転する電力変換器の並列運転制御
装置において、前記複数の電力変換器の各相毎の電圧指
令値となる３アーム変調制御信号より、電圧レベルを所
定の直流電圧レベルに特定期間固定する１つの相を３相
中より決定し、前記複数の電力変換器の電圧固定期間を
決定する電圧固定期間決定回路と、前記電圧固定期間決
定回路によって決定された当該相の固定電圧指令値を生
成すると共に、残りの２つの相に対する３アーム変調制
御信号を２アーム変調制御信号に補正してＰＷＭ変調手
段に出力する２アーム変調制御信号発生回路とを備えた
ことを特徴とする電力変換器の並列運転制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16580192A JP3226609B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 電力変換器の並列運転制御装置 |
| TW082102077A TW266343B (ja) | 1992-06-24 | 1993-03-20 | |
| CN93106706A CN1028942C (zh) | 1992-06-24 | 1993-05-31 | 电力变换器的并联运行控制装置 |
| US08/080,108 US5436823A (en) | 1992-06-24 | 1993-06-23 | Parallel operation controller for power converters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16580192A JP3226609B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 電力変換器の並列運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614555A true JPH0614555A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3226609B2 JP3226609B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=15819255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16580192A Expired - Fee Related JP3226609B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 電力変換器の並列運転制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5436823A (ja) |
| JP (1) | JP3226609B2 (ja) |
| CN (1) | CN1028942C (ja) |
| TW (1) | TW266343B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010115090A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Ricoh Co Ltd | モータ駆動装置 |
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| WO1995024069A1 (fr) * | 1994-03-02 | 1995-09-08 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Convertisseur de courant a couplage multiple et son systeme de regulation |
| JP3229520B2 (ja) * | 1995-06-16 | 2001-11-19 | 三菱電機株式会社 | 相回転異常検出装置 |
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| EP2270970B1 (en) | 2009-07-02 | 2012-04-04 | Converteam Technology Ltd | Control methods for the synchronisation of parallel-connected power converters operating in accordance with a pulse width modulation (PWM) strategy |
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| US9450479B2 (en) | 2015-02-20 | 2016-09-20 | Ge Energy Power Conversion Technology Ltd | Systems and methods to optimize active current sharing of parallel power converters |
| WO2018140757A1 (en) | 2017-01-30 | 2018-08-02 | Carrier Corporation | Method of controlling paralleled passive front-end rectifiers with and without interleaving |
| US10944335B2 (en) | 2017-01-30 | 2021-03-09 | Carrier Corporation | Paralleled passive front-end rectifiers with and without interleaving |
| CN112840551B (zh) * | 2018-11-01 | 2023-11-17 | 株式会社安川电机 | 电力转换装置、电力转换系统以及电力转换方法 |
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| JPS60102878A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-07 | Nippon Electric Ind Co Ltd | 並列冗長同期運転方式インバ−タ装置 |
| US4717833A (en) * | 1984-04-30 | 1988-01-05 | Boschert Inc. | Single wire current share paralleling of power supplies |
| US4670832A (en) * | 1986-06-12 | 1987-06-02 | General Electric Company | Resonant inverter having improved control at enablement |
| US4737897A (en) * | 1986-10-29 | 1988-04-12 | Honeywell Inc. | Regulated high voltage dc-dc converter with remotely switched output polarity control |
| US4748340A (en) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Liberty Engineering, Inc. | Load share system |
| JPS63287371A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 相間リアクトル多重式ｐｗｎインバ−タ |
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-
1992
- 1992-06-24 JP JP16580192A patent/JP3226609B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-20 TW TW082102077A patent/TW266343B/zh active
- 1993-05-31 CN CN93106706A patent/CN1028942C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-23 US US08/080,108 patent/US5436823A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JP2010115090A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Ricoh Co Ltd | モータ駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3226609B2 (ja) | 2001-11-05 |
| TW266343B (ja) | 1995-12-21 |
| CN1028942C (zh) | 1995-06-14 |
| CN1083282A (zh) | 1994-03-02 |
| US5436823A (en) | 1995-07-25 |
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