JPH06311758A - インバータ - Google Patents
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- JPH06311758A JPH06311758A JP5098015A JP9801593A JPH06311758A JP H06311758 A JPH06311758 A JP H06311758A JP 5098015 A JP5098015 A JP 5098015A JP 9801593 A JP9801593 A JP 9801593A JP H06311758 A JPH06311758 A JP H06311758A
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- power
- inverter
- connection point
- phase
- voltage
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Inverter Devices (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電圧形電流制御方式のインバータに関し、回路
部品点数の増加を抑えつつ、単相３線式の電力系統との
接続のトランスレス化を図ることを目的とする。 【構成】単相フルブリッジ形のスイッチング回路１１
と、パルス幅変調制御部２１とを有したインバータ１で
あって、直流入力端子Ｐ１，Ｐ２間に直列に接続された
一対のコンデンサＣ１，Ｃ２を有し、コンデンサ間の接
続点Ｐ５とスイッチング回路の一方の出力端子Ｐ３とか
ら第１の交流電力を出力し、他方の出力端子Ｐ４と接続
点Ｐ５とから第１の交流電力と同相の電流を有した第２
の交流電力を出力するように構成される。
部品点数の増加を抑えつつ、単相３線式の電力系統との
接続のトランスレス化を図ることを目的とする。 【構成】単相フルブリッジ形のスイッチング回路１１
と、パルス幅変調制御部２１とを有したインバータ１で
あって、直流入力端子Ｐ１，Ｐ２間に直列に接続された
一対のコンデンサＣ１，Ｃ２を有し、コンデンサ間の接
続点Ｐ５とスイッチング回路の一方の出力端子Ｐ３とか
ら第１の交流電力を出力し、他方の出力端子Ｐ４と接続
点Ｐ５とから第１の交流電力と同相の電流を有した第２
の交流電力を出力するように構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧形電流制御方式の
インバータに関し、太陽電池などの直流電源と単相３線
式の商用電力系統との連系に利用される。
インバータに関し、太陽電池などの直流電源と単相３線
式の商用電力系統との連系に利用される。
【０００２】
【従来の技術】単相３線式線路は、負荷平衡時の電圧降
下及び電力損失が単相２線式に比べて少なく経済的に有
利であることから、住宅などの低圧需要家に電力を供給
するための配電方式として大多数の低圧電灯線に採用さ
れている。
下及び電力損失が単相２線式に比べて少なく経済的に有
利であることから、住宅などの低圧需要家に電力を供給
するための配電方式として大多数の低圧電灯線に採用さ
れている。
【０００３】一方、近年における地球環境保護意識の高
まりによって、廃棄物による環境汚染のないクリーンエ
ネルギー、中でも太陽電池を利用した太陽光発電が注目
されている。太陽光発電では発電電力が太陽の日射量に
応じて大きく変動するので、発電電力の有効利用を図る
ために、通常、太陽光発電システムは商用電力系統と連
系接続され、分散型電源システムとして使用される。
まりによって、廃棄物による環境汚染のないクリーンエ
ネルギー、中でも太陽電池を利用した太陽光発電が注目
されている。太陽光発電では発電電力が太陽の日射量に
応じて大きく変動するので、発電電力の有効利用を図る
ために、通常、太陽光発電システムは商用電力系統と連
系接続され、分散型電源システムとして使用される。
【０００４】分散形電源システムにおいては、ビルや一
般家庭に設置した太陽電池の発電電力がインバータで電
力変換され、配電線に接続された負荷に供給される。つ
まり、太陽電池を電源とするインバータ系統と商用電力
系統との並列運転により負荷に対する給電が行われ、自
家に必要な電力の一部又は全部が太陽光発電によって賄
われるとともに、太陽電池の発電電力が余った場合には
商用電力系統へのいわゆる逆潮流が行われる。
般家庭に設置した太陽電池の発電電力がインバータで電
力変換され、配電線に接続された負荷に供給される。つ
まり、太陽電池を電源とするインバータ系統と商用電力
系統との並列運転により負荷に対する給電が行われ、自
家に必要な電力の一部又は全部が太陽光発電によって賄
われるとともに、太陽電池の発電電力が余った場合には
商用電力系統へのいわゆる逆潮流が行われる。
【０００５】さて、一般に、直流電力の単相交流電力へ
の変換には、図４に模式的に示すように４つのスイッチ
ＳＷ１〜４からなる単相ブリッジ（フルブリッジ）形の
スイッチング回路１０が用いられる。
の変換には、図４に模式的に示すように４つのスイッチ
ＳＷ１〜４からなる単相ブリッジ（フルブリッジ）形の
スイッチング回路１０が用いられる。
【０００６】スイッチング回路１０では、周知のように
スイッチＳＷ１，ＳＷ４の組とスイッチＳＷ２，ＳＷ３
の組とに分け、各組を交互に開閉（スイッチング）する
ことによって、一方のアームを構成するスイッチＳＷ１
及びスイッチＳＷ２の接続点と、他方のアームを構成す
るスイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４の接続点との間
に、階段波状の電圧が得られる。そして、スイッチング
制御信号に適当なパルス幅変調（ＰＷＭ）を施すことに
よって、出力電圧波形を正弦波形に近づけることができ
る。つまり、単相交流電力を出力するインバータは、ス
イッチング回路１０及びＰＷＭ制御回路から構成され
る。なお、この種のインバータの入力直流電圧は、出力
交流電圧（実効値）の２倍程度の値に設定される。
スイッチＳＷ１，ＳＷ４の組とスイッチＳＷ２，ＳＷ３
の組とに分け、各組を交互に開閉（スイッチング）する
ことによって、一方のアームを構成するスイッチＳＷ１
及びスイッチＳＷ２の接続点と、他方のアームを構成す
るスイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４の接続点との間
に、階段波状の電圧が得られる。そして、スイッチング
制御信号に適当なパルス幅変調（ＰＷＭ）を施すことに
よって、出力電圧波形を正弦波形に近づけることができ
る。つまり、単相交流電力を出力するインバータは、ス
イッチング回路１０及びＰＷＭ制御回路から構成され
る。なお、この種のインバータの入力直流電圧は、出力
交流電圧（実効値）の２倍程度の値に設定される。
【０００７】従来のインバータの出力線形式は単相２線
式である。したがって、従来では、図５（ａ）に示すよ
うに、太陽電池２ｊとインバータ１ｊとからなる太陽光
発電システムが、単３式トランスと呼称される線式変換
用の変成器６０を介して単相３線式の商用電力系統と連
系接続されていた。
式である。したがって、従来では、図５（ａ）に示すよ
うに、太陽電池２ｊとインバータ１ｊとからなる太陽光
発電システムが、単３式トランスと呼称される線式変換
用の変成器６０を介して単相３線式の商用電力系統と連
系接続されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】太陽光発電システムの
小型軽量化及び低価格化の上で、変成器６０による連系
接続は不利である。すなわち、太陽光発電システムにお
いても、各種の電気回路装置と同様に、いわゆるトラン
スレス化が望まれている。
小型軽量化及び低価格化の上で、変成器６０による連系
接続は不利である。すなわち、太陽光発電システムにお
いても、各種の電気回路装置と同様に、いわゆるトラン
スレス化が望まれている。
【０００９】そこで、図５（ｂ）に示すように、２組の
インバータ系統（それぞれが太陽電池２ｊ及びインバー
タ１ｊからなる）を設けて太陽光発電システムを構成
し、各インバータ１ｊの一方の出力端子を単相３線式線
路の中性線と共通に接続するとともに、各インバータ１
ｊの他方の出力端子をそれぞれ単相３線式線路の一方及
び他方の電圧線と接続する連系方式が考えられる。
インバータ系統（それぞれが太陽電池２ｊ及びインバー
タ１ｊからなる）を設けて太陽光発電システムを構成
し、各インバータ１ｊの一方の出力端子を単相３線式線
路の中性線と共通に接続するとともに、各インバータ１
ｊの他方の出力端子をそれぞれ単相３線式線路の一方及
び他方の電圧線と接続する連系方式が考えられる。
【００１０】しかし、このような連系方式では、回路構
成が複雑になり、回路部品点数が２倍になって低価格化
が期待できない。本発明は、このような問題に鑑み、回
路部品点数の増加を抑えつつ、単相３線式の電力系統と
の接続のトランスレス化を図ることを目的としている。
成が複雑になり、回路部品点数が２倍になって低価格化
が期待できない。本発明は、このような問題に鑑み、回
路部品点数の増加を抑えつつ、単相３線式の電力系統と
の接続のトランスレス化を図ることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るイ
ンバータは、上述の課題を解決するため、４つのスイッ
チング素子からなるブリッジ形のスイッチング回路と、
前記スイッチング素子のためのスイッチング制御信号を
出力するパルス幅変調制御部とを有したインバータであ
って、直流入力端子間に直列に接続された一対のコンデ
ンサを有し、前記コンデンサ間の接続点と前記スイッチ
ング回路の一方の出力端子とから第１の交流電力を出力
し、前記スイッチング回路の他方の出力端子と前記接続
点とから前記第１の交流電力の電流と同相の電流を有す
る第２の交流電力を出力するように構成される。
ンバータは、上述の課題を解決するため、４つのスイッ
チング素子からなるブリッジ形のスイッチング回路と、
前記スイッチング素子のためのスイッチング制御信号を
出力するパルス幅変調制御部とを有したインバータであ
って、直流入力端子間に直列に接続された一対のコンデ
ンサを有し、前記コンデンサ間の接続点と前記スイッチ
ング回路の一方の出力端子とから第１の交流電力を出力
し、前記スイッチング回路の他方の出力端子と前記接続
点とから前記第１の交流電力の電流と同相の電流を有す
る第２の交流電力を出力するように構成される。
【００１２】請求項２の発明に係るインバータは、前記
直流入力端子間の中点電位と前記接続点の電位との差に
応じて、前記スイッチング制御信号のパルス幅の調整を
行うフィードバック制御系を有して構成される。
直流入力端子間の中点電位と前記接続点の電位との差に
応じて、前記スイッチング制御信号のパルス幅の調整を
行うフィードバック制御系を有して構成される。
【００１３】
【作用】一対のコンデンサは、それぞれ外部の電源によ
って同様に充電されて直流電源となる。
って同様に充電されて直流電源となる。
【００１４】直流入力端子間の短絡が生じないようにス
イッチング回路（ブリッジ）の各アームから１つずつ選
択された２つのスイッチング素子が、所定のスイッチン
グ制御信号の印加によって同時に閉状態になった場合、
コンデンサ間の接続点とスイッチング回路の第１の出力
端子（アーム内のスイッチング素子間の接続点）との間
には、一方のコンデンサの両端電圧にほぼ等しい電圧が
生じ、スイッチング回路の第２の出力端子とコンデンサ
間の接続点との間には、他方のコンデンサの両端電圧に
ほぼ等しい電圧が生じる。また、他の２つのスイッチン
グ素子が同時に閉状態になった場合には、コンデンサ間
の接続点と各出力端子との間に、上述の場合とは逆の極
性の電圧が生じる。
イッチング回路（ブリッジ）の各アームから１つずつ選
択された２つのスイッチング素子が、所定のスイッチン
グ制御信号の印加によって同時に閉状態になった場合、
コンデンサ間の接続点とスイッチング回路の第１の出力
端子（アーム内のスイッチング素子間の接続点）との間
には、一方のコンデンサの両端電圧にほぼ等しい電圧が
生じ、スイッチング回路の第２の出力端子とコンデンサ
間の接続点との間には、他方のコンデンサの両端電圧に
ほぼ等しい電圧が生じる。また、他の２つのスイッチン
グ素子が同時に閉状態になった場合には、コンデンサ間
の接続点と各出力端子との間に、上述の場合とは逆の極
性の電圧が生じる。
【００１５】したがって、コンデンサ間の接続点を単相
３線式線路の中性線に接続し、スイッチング回路の各出
力端子を単相３線式線路の一方及び他方の電圧線に接続
すると、各出力端子とコンデンサ間の接続点との間に生
じた２つの電圧にそれぞれ対応した同相の電流が単相３
線式線路へ流れ出す。
３線式線路の中性線に接続し、スイッチング回路の各出
力端子を単相３線式線路の一方及び他方の電圧線に接続
すると、各出力端子とコンデンサ間の接続点との間に生
じた２つの電圧にそれぞれ対応した同相の電流が単相３
線式線路へ流れ出す。
【００１６】フィードバック制御系は、波形歪みのない
電流を出力するために、直流入力端子間の中点電位とコ
ンデンサ間の接続点の電位との差に応じて、スイッチン
グ制御信号のパルス幅の調整を行う。
電流を出力するために、直流入力端子間の中点電位とコ
ンデンサ間の接続点の電位との差に応じて、スイッチン
グ制御信号のパルス幅の調整を行う。
【００１７】
【実施例】図１は本発明に係るインバータ１の回路図で
ある。インバータ１は、単相フルブリッジ形のスイッチ
ング回路１１、ＰＷＭ制御部２１、出力フィルタ４１，
４２、及び本発明に特有の一対のコンデンサＣ１，Ｃ２
などから構成されており、直流入力端子Ｐ１，Ｐ２に接
続された太陽電池２の発電電力を交流電力に変換する。
なお、正極性側の入力端子Ｐ１と太陽電池２との間には
逆流防止用ダイオードＤ０が設けられ、入力端子Ｐ１，
Ｐ２間には平滑コンデンサＣ０が接続されている。
ある。インバータ１は、単相フルブリッジ形のスイッチ
ング回路１１、ＰＷＭ制御部２１、出力フィルタ４１，
４２、及び本発明に特有の一対のコンデンサＣ１，Ｃ２
などから構成されており、直流入力端子Ｐ１，Ｐ２に接
続された太陽電池２の発電電力を交流電力に変換する。
なお、正極性側の入力端子Ｐ１と太陽電池２との間には
逆流防止用ダイオードＤ０が設けられ、入力端子Ｐ１，
Ｐ２間には平滑コンデンサＣ０が接続されている。
【００１８】スイッチング回路１１は、自己ターンオフ
機能を有したスイッチング素子である４つのトランジス
タ（例えばＩＧＢＴ：絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４と、これらのそれぞれに対
して１つずつ逆並列接続された４つの帰還ダイオードＤ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とから構成されている。スイッチ
ング回路１１の一方の出力端子（トランジスタＱ１，Ｑ
２の互いの接続点）Ｐ３は、出力フィルタ４１を介して
外部接続端子Ｔ１に導電接続され、他方の出力端子（ト
ランジスタＱ３，Ｑ４の互いの接続点）Ｐ４は、出力フ
ィルタ４２を介して外部接続端子Ｔ２に導電接続されて
いる。
機能を有したスイッチング素子である４つのトランジス
タ（例えばＩＧＢＴ：絶縁ゲートバイポーラトランジス
タ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４と、これらのそれぞれに対
して１つずつ逆並列接続された４つの帰還ダイオードＤ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とから構成されている。スイッチ
ング回路１１の一方の出力端子（トランジスタＱ１，Ｑ
２の互いの接続点）Ｐ３は、出力フィルタ４１を介して
外部接続端子Ｔ１に導電接続され、他方の出力端子（ト
ランジスタＱ３，Ｑ４の互いの接続点）Ｐ４は、出力フ
ィルタ４２を介して外部接続端子Ｔ２に導電接続されて
いる。
【００１９】ＰＷＭ制御部２１は、フィードバック制御
方式のスイッチング制御系であり、インバータ１の出力
状態が適正になるようにパルス幅を調整したスイッチン
グ制御信号Ｓ１，Ｓ２をスイッチング回路１１へ出力す
る。スイッチング制御信号Ｓ１はトランジスタＱ１，Ｑ
４に印加され、スイッチング制御信号Ｓ２はトランジス
タＱ２，Ｑ３に印加される。
方式のスイッチング制御系であり、インバータ１の出力
状態が適正になるようにパルス幅を調整したスイッチン
グ制御信号Ｓ１，Ｓ２をスイッチング回路１１へ出力す
る。スイッチング制御信号Ｓ１はトランジスタＱ１，Ｑ
４に印加され、スイッチング制御信号Ｓ２はトランジス
タＱ２，Ｑ３に印加される。
【００２０】出力フィルタ４１，４２は、リアクトル及
びコンデンサからなる逆Ｌ形フィルタであり、外部接続
端子Ｔ１，Ｔ２とスイッチング回路１１との間に挿入さ
れ、各コンデンサは共通に外部接続端子Ｔ０と接続され
ている。
びコンデンサからなる逆Ｌ形フィルタであり、外部接続
端子Ｔ１，Ｔ２とスイッチング回路１１との間に挿入さ
れ、各コンデンサは共通に外部接続端子Ｔ０と接続され
ている。
【００２１】一対のコンデンサＣ１，Ｃ２は、入力端子
Ｐ１，Ｐ２間に直列に接続されており、互いの接続点Ｐ
５は外部接続端子Ｔ０に導電接続されている。太陽電池
２による充電後の状態では、これらコンデンサＣ１，Ｃ
２のそれぞれの両端電圧Ｖ１，Ｖ２の和が入力電圧Ｖｉ
となる。
Ｐ１，Ｐ２間に直列に接続されており、互いの接続点Ｐ
５は外部接続端子Ｔ０に導電接続されている。太陽電池
２による充電後の状態では、これらコンデンサＣ１，Ｃ
２のそれぞれの両端電圧Ｖ１，Ｖ２の和が入力電圧Ｖｉ
となる。
【００２２】以下、ＰＷＭ制御部２１の制御内容と合わ
せてインバータ１の動作について説明する。インバータ
１は、太陽電池２と単相３線式の商用電力系統（周波数
は５０／６０Ｈｚ）３との並列運転に用いられる。すな
わち、外部接続端子Ｔ１，Ｔ２は単相３線式線路（低圧
電灯線）の各電圧線Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続され、外
部接続端子Ｔ０は中性線Ｌ０に接続される。
せてインバータ１の動作について説明する。インバータ
１は、太陽電池２と単相３線式の商用電力系統（周波数
は５０／６０Ｈｚ）３との並列運転に用いられる。すな
わち、外部接続端子Ｔ１，Ｔ２は単相３線式線路（低圧
電灯線）の各電圧線Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続され、外
部接続端子Ｔ０は中性線Ｌ０に接続される。
【００２３】ＰＷＭ制御部２１においては、まず、基準
電圧源によって設定された電圧指令値Ｖｒｅｆと直流入
力電圧Ｖｉとの差を示す入力誤差信号Ｓａが生成され
る。通常、電圧指令値Ｖｒｅｆとしては太陽電池２の最
適動作電圧の近辺の値が設定される。また、直流入力電
圧Ｖｉは抵抗とフォトカプラなどによって検出される。
電圧源によって設定された電圧指令値Ｖｒｅｆと直流入
力電圧Ｖｉとの差を示す入力誤差信号Ｓａが生成され
る。通常、電圧指令値Ｖｒｅｆとしては太陽電池２の最
適動作電圧の近辺の値が設定される。また、直流入力電
圧Ｖｉは抵抗とフォトカプラなどによって検出される。
【００２４】次に、出力電圧（すなわち商用交流電圧）
の基本周波数成分の位相を示す電圧信号Ｓｂと入力誤差
信号Ｓａとの乗算によって、制御の目標値を示す電流指
令値信号Ｓｉが生成される。電圧信号Ｓｂは、変圧器及
びバンドパスフィルタなどによって得ることができる。
の基本周波数成分の位相を示す電圧信号Ｓｂと入力誤差
信号Ｓａとの乗算によって、制御の目標値を示す電流指
令値信号Ｓｉが生成される。電圧信号Ｓｂは、変圧器及
びバンドパスフィルタなどによって得ることができる。
【００２５】そして、出力電流の波形及び位相を示す信
号Ｓｃによる補正及び適当な増幅を施した電流指令値信
号Ｓｉと、２０ｋＨｚ程度の変調用三角波信号Ｓｆとの
比較によって、図２に模式的に示すように上述のスイッ
チング制御信号Ｓ１が生成されるとともに、スイッチン
グ制御信号Ｓ１の反転信号であるスイッチング制御信号
Ｓ２が生成される。信号Ｓｃは変流器によって得ること
ができる。三角波信号Ｓｆは、アナログ発振回路又はク
ロック発生部とカウンタとを組み合わせたデジタル回路
などによって生成される。
号Ｓｃによる補正及び適当な増幅を施した電流指令値信
号Ｓｉと、２０ｋＨｚ程度の変調用三角波信号Ｓｆとの
比較によって、図２に模式的に示すように上述のスイッ
チング制御信号Ｓ１が生成されるとともに、スイッチン
グ制御信号Ｓ１の反転信号であるスイッチング制御信号
Ｓ２が生成される。信号Ｓｃは変流器によって得ること
ができる。三角波信号Ｓｆは、アナログ発振回路又はク
ロック発生部とカウンタとを組み合わせたデジタル回路
などによって生成される。
【００２６】このようなＰＷＭ制御部２１の動作によ
り、スイッチング回路１１においてトランジスタＱ１，
Ｑ４の組とトランジスタＱ２，Ｑ３の組とが交互に導通
状態となる。このとき、各トランジスタＱ１〜４の降下
電圧を無視すれば、コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｐ
５と出力端子Ｐ３との間にはコンデンサＣ１の両端電圧
Ｖ１と等しい電圧が生じ、出力端子Ｐ４と接続点Ｐ５と
の間には、コンデンサＣ２の両端電圧Ｖ２と等しい電圧
が生じる。
り、スイッチング回路１１においてトランジスタＱ１，
Ｑ４の組とトランジスタＱ２，Ｑ３の組とが交互に導通
状態となる。このとき、各トランジスタＱ１〜４の降下
電圧を無視すれば、コンデンサＣ１，Ｃ２間の接続点Ｐ
５と出力端子Ｐ３との間にはコンデンサＣ１の両端電圧
Ｖ１と等しい電圧が生じ、出力端子Ｐ４と接続点Ｐ５と
の間には、コンデンサＣ２の両端電圧Ｖ２と等しい電圧
が生じる。
【００２７】このため、各外部接続端子Ｔ０〜２を商用
電力系統３に接続した状態においては、例えばトランジ
スタＱ１，Ｑ４が導通したときには、出力端子Ｐ３から
出力フィルタ４１及び外部接続端子Ｔ１を経て単相３線
式線路へ所定の電流が流れ出し、これと同相の電流が接
続点Ｐ５から外部接続端子Ｔ０を経て単相３線式線路へ
流れ出す。なお、出力端子Ｐ３から流れ出た電流は接続
点Ｐ５へ流れ込み、接続点Ｐ５から流れ出た電流は外部
接続端子Ｔ２及び出力フィルタ４２を経て出力端子Ｐ４
へ流れ込む。
電力系統３に接続した状態においては、例えばトランジ
スタＱ１，Ｑ４が導通したときには、出力端子Ｐ３から
出力フィルタ４１及び外部接続端子Ｔ１を経て単相３線
式線路へ所定の電流が流れ出し、これと同相の電流が接
続点Ｐ５から外部接続端子Ｔ０を経て単相３線式線路へ
流れ出す。なお、出力端子Ｐ３から流れ出た電流は接続
点Ｐ５へ流れ込み、接続点Ｐ５から流れ出た電流は外部
接続端子Ｔ２及び出力フィルタ４２を経て出力端子Ｐ４
へ流れ込む。
【００２８】ここで、各コンデンサＣ１，Ｃ２の容量に
バラツキがなく、それぞれの両端電圧Ｖ１，Ｖ２が同一
であれば、単相３線式線路の負荷が平衡状態である場合
には、単相３線式線路へ流れ出す２つの電流ｉの大きさ
が等しい。つまり、この場合には、図３に示すように、
接続点Ｐ５と外部接続端子Ｔ０との間では実質的に電流
ｉが流れず（接続点Ｐ５から中性線Ｌ０へ流れ出す電流
ｉ及び中性線Ｌ０から接続点Ｐ５へ流れ込む電流ｉの大
きさが等しい）、出力端子Ｐ３に対応する外部接続端子
Ｔ１と出力端子Ｐ４に対応する外部接続端子Ｔ２との間
においてのみ電流ｉが流れる。
バラツキがなく、それぞれの両端電圧Ｖ１，Ｖ２が同一
であれば、単相３線式線路の負荷が平衡状態である場合
には、単相３線式線路へ流れ出す２つの電流ｉの大きさ
が等しい。つまり、この場合には、図３に示すように、
接続点Ｐ５と外部接続端子Ｔ０との間では実質的に電流
ｉが流れず（接続点Ｐ５から中性線Ｌ０へ流れ出す電流
ｉ及び中性線Ｌ０から接続点Ｐ５へ流れ込む電流ｉの大
きさが等しい）、出力端子Ｐ３に対応する外部接続端子
Ｔ１と出力端子Ｐ４に対応する外部接続端子Ｔ２との間
においてのみ電流ｉが流れる。
【００２９】以上の説明から明らかなように、インバー
タ１では、一対のコンデンサＣ１，Ｃ２がそれぞれ直流
電源となり、外部接続端子Ｔ０，Ｔ１及び外部接続端子
Ｔ２，Ｔ０から、それぞれの電流位相が同一であり且つ
それぞれの電圧位相が同一である交流電力が出力され
る。
タ１では、一対のコンデンサＣ１，Ｃ２がそれぞれ直流
電源となり、外部接続端子Ｔ０，Ｔ１及び外部接続端子
Ｔ２，Ｔ０から、それぞれの電流位相が同一であり且つ
それぞれの電圧位相が同一である交流電力が出力され
る。
【００３０】ところで、コンデンサＣ１，Ｃ２の容量に
差異があると、接続点Ｐ５に対して各出力端子Ｐ３，Ｐ
４の電位関係が非対称になることから出力電流の波形が
半周期毎に歪み、そのために商用電力系統３の変圧器で
直流偏励を誘発して鉄損及び騒音を増大させるおそれが
ある。なお、各トランジスタＱ１〜４の特性のバラツキ
がある場合にも同様の問題が生じる。
差異があると、接続点Ｐ５に対して各出力端子Ｐ３，Ｐ
４の電位関係が非対称になることから出力電流の波形が
半周期毎に歪み、そのために商用電力系統３の変圧器で
直流偏励を誘発して鉄損及び騒音を増大させるおそれが
ある。なお、各トランジスタＱ１〜４の特性のバラツキ
がある場合にも同様の問題が生じる。
【００３１】そこで、本実施例のインバータ１において
は、抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる分圧回路が入力端子Ｐ１，
Ｐ２間に設けられており、入力端子Ｐ１，Ｐ２間の中点
電位と接続点Ｐ５の電位との差が検出され、検出結果を
示す直流電圧信号Ｓｄが上述の電流指令値信号Ｓｉに反
転されて重畳される。これによって、コンデンサＣ１，
Ｃ２の両端電圧Ｖ１，Ｖ２の差に応じて、スイッチング
制御信号Ｓ１，Ｓ２のパルス幅の調整が行われることに
なり、各方向について電流の大きさが均等化された歪み
のない正弦波電流ｉが出力される。
は、抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる分圧回路が入力端子Ｐ１，
Ｐ２間に設けられており、入力端子Ｐ１，Ｐ２間の中点
電位と接続点Ｐ５の電位との差が検出され、検出結果を
示す直流電圧信号Ｓｄが上述の電流指令値信号Ｓｉに反
転されて重畳される。これによって、コンデンサＣ１，
Ｃ２の両端電圧Ｖ１，Ｖ２の差に応じて、スイッチング
制御信号Ｓ１，Ｓ２のパルス幅の調整が行われることに
なり、各方向について電流の大きさが均等化された歪み
のない正弦波電流ｉが出力される。
【００３２】上述の実施例によれば、回路部品点数の上
で２つのコンデンサＣ１，Ｃ２を追加するだけで、単一
の太陽電池２と単相３線式の商用電力系統３とを単３式
トランス６０を介さずに連系接続することができるの
で、太陽光発電システムの小型軽量化、低価格化、及び
高効率化を図ることができるとともに、図５（ｂ）のよ
うに２個の太陽電池２ｊを設ける場合に比べてスペース
面で直流電源（太陽電池２）の設置が容易になる。
で２つのコンデンサＣ１，Ｃ２を追加するだけで、単一
の太陽電池２と単相３線式の商用電力系統３とを単３式
トランス６０を介さずに連系接続することができるの
で、太陽光発電システムの小型軽量化、低価格化、及び
高効率化を図ることができるとともに、図５（ｂ）のよ
うに２個の太陽電池２ｊを設ける場合に比べてスペース
面で直流電源（太陽電池２）の設置が容易になる。
【００３３】上述の実施例において、太陽電池ＰＶに代
えて、又は太陽電池ＰＶとともに、例えば燃料電池など
の他の発電装置を用いてもよい。上述の実施例におい
て、直流入力端子Ｐ１，Ｐ２間の短絡をより確実に防止
するために、トランジスタＱ１〜Ｑ４の導通タイミング
の設定に際して適当なデッドタイムを設けてもよい。ま
た、電流指令値信号Ｓｉの生成及びその補正をマイクロ
プロセッサユニットによって行ってもよい。その他、Ｐ
ＷＭ制御部２１の制御内容、構成などは本発明の主旨に
沿う範囲内で適宜変更することができる。
えて、又は太陽電池ＰＶとともに、例えば燃料電池など
の他の発電装置を用いてもよい。上述の実施例におい
て、直流入力端子Ｐ１，Ｐ２間の短絡をより確実に防止
するために、トランジスタＱ１〜Ｑ４の導通タイミング
の設定に際して適当なデッドタイムを設けてもよい。ま
た、電流指令値信号Ｓｉの生成及びその補正をマイクロ
プロセッサユニットによって行ってもよい。その他、Ｐ
ＷＭ制御部２１の制御内容、構成などは本発明の主旨に
沿う範囲内で適宜変更することができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、回路部品点数の増加を
最小限に抑えつつ、単相３線式の電力系統との接続のト
ランスレス化を実現することができる。
最小限に抑えつつ、単相３線式の電力系統との接続のト
ランスレス化を実現することができる。
【００３５】請求項２の発明によれば、直流入力端子間
に直列に接続する一対のコンデンサの容量差の有無に係
わらず、直流成分の重畳を可及的に抑えた交流電力を出
力することができる。
に直列に接続する一対のコンデンサの容量差の有無に係
わらず、直流成分の重畳を可及的に抑えた交流電力を出
力することができる。
【図１】本発明に係るインバータの回路図である。
【図２】図１のインバータの基本動作を示す電圧波形図
である。
である。
【図３】出力電流ループを示す回路図である。
【図４】単相ブリッジ形のスイッチング回路の構成を示
す等価回路図である。
す等価回路図である。
【図５】従来のインバータと単相３線式線路との接続形
態を示すブロック図である。
態を示すブロック図である。
１ インバータ Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ トランジスタ（スイッチング
素子） １１ スイッチング回路 Ｓ１，Ｓ２ スイッチング制御信号 ２１ ＰＷＭ制御部（パルス幅変調制御部） Ｐ１，Ｐ２ 直流入力端子 Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｐ５ 接続点 Ｐ３，Ｐ４ 出力端子
素子） １１ スイッチング回路 Ｓ１，Ｓ２ スイッチング制御信号 ２１ ＰＷＭ制御部（パルス幅変調制御部） Ｐ１，Ｐ２ 直流入力端子 Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｐ５ 接続点 Ｐ３，Ｐ４ 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 硲口 悦男 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】４つのスイッチング素子からなるブリッジ
形のスイッチング回路と、前記スイッチング素子のため
のスイッチング制御信号を出力するパルス幅変調制御部
とを有したインバータであって、 直流入力端子間に直列に接続された一対のコンデンサを
有し、 前記コンデンサ間の接続点と前記スイッチング回路の一
方の出力端子とから第１の交流電力を出力し、前記スイ
ッチング回路の他方の出力端子と前記接続点とから前記
第１の交流電力の電流と同相の電流を有する第２の交流
電力を出力するように構成されたことを特徴とするイン
バータ。 - 【請求項２】前記直流入力端子間の中点電位と前記接続
点の電位との差に応じて、前記スイッチング制御信号の
パルス幅の調整を行うフィードバック制御系を有したこ
とを特徴とする請求項１記載のインバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098015A JPH06311758A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098015A JPH06311758A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | インバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06311758A true JPH06311758A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14208000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5098015A Pending JPH06311758A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | インバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06311758A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002335632A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 系統連系インバータ |
| JP2006141177A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Mels Corp | Ｍｏｓｆｅｔのゲート駆動装置及びそれを用いたインバータ |
| WO2007110913A1 (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 系統連系インバータ装置 |
| CN103078531A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-05-01 | 深圳市晶福源电子技术有限公司 | 三相逆变器直流分量控制系统及其控制方法 |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP5098015A patent/JPH06311758A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002335632A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 系統連系インバータ |
| JP2006141177A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Mels Corp | Ｍｏｓｆｅｔのゲート駆動装置及びそれを用いたインバータ |
| WO2007110913A1 (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 系統連系インバータ装置 |
| JPWO2007110913A1 (ja) * | 2006-03-27 | 2009-08-06 | 三菱電機株式会社 | 系統連系インバータ装置 |
| US7839665B2 (en) | 2006-03-27 | 2010-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | System interconnection inverter including overvoltage and negative voltage protection |
| JP4890247B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2012-03-07 | 三菱電機株式会社 | 系統連系インバータ装置 |
| CN103078531A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-05-01 | 深圳市晶福源电子技术有限公司 | 三相逆变器直流分量控制系统及其控制方法 |
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