JPH0678550A - インバータの並列運転制御方法とその装置及び無停電電源装置 - Google Patents
インバータの並列運転制御方法とその装置及び無停電電源装置Info
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- JPH0678550A JPH0678550A JP4224270A JP22427092A JPH0678550A JP H0678550 A JPH0678550 A JP H0678550A JP 4224270 A JP4224270 A JP 4224270A JP 22427092 A JP22427092 A JP 22427092A JP H0678550 A JPH0678550 A JP H0678550A
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Abstract
制することができる。 【構成】 インバータ2c,3cを並列運転する際に、
各インバータ2c,3cの出力電流を電流検出器20,
21で検出し、各検出値の偏差を横流△I1として加算
器24,27で求める。そして各横流△I1,△I2を
零に抑制するための横流抑制信号△D1,△D2を横流
抑制回路12,13で生成する。そして電圧波形指令V
r1,Vr2を基に生成されたデューティ指令D10,
D20を加算器22,26で横流抑制信号△D1,△D
2に従って補正し、補正されたデューティ指令D1,D
2に従ってインバータ2c,3cの出力電圧を制御す
る。
Description
御方法とその装置に係り、特に、複数のインバータを並
列運転する際に、インバータ相互に流れる横流を抑制し
て各インバータを安定した状態で運転するに好適なイン
バータの並列運転制御方法とその装置に関する。
する場合、あるいは並列多重化により信頼度の高い電源
システムを構成する場合に、複数台の電源装置の出力端
子を並列接続して運転する方法が採用されている。この
ような運転方法が採用された装置としては、例えばコン
ピュータに電力を供給するための無停電電源装置があ
る。この無停電電源装置は、整流器、インバータ、蓄電
池、及びインバータ制御回路で構成されている。整流器
は商用交流系統からの交流電力を直流電力に変換し、変
換した直流電力をインバータに供給すると共に直流電力
で蓄電池を充電するようになっている。蓄電池は停電時
に整流器に換わってインバータへ直流電力を供給するよ
うになっている。インバータは整流器あるいは蓄電池か
ら直流電力の供給を受け、この直流電力を交流電力に変
換して負荷を駆動するように構成されている。
数台並列接続して運転するに際しては、各無停電電源装
置のインバータの出力電圧に電圧差あるいは位相差が生
じるとインバータ相互に横流が流れるため、各インバー
タの出力電圧波形の振幅差及び位相差を抑制し、インバ
ータ相互に流れる横流を極力小さくして電源装置を過電
流から保護する必要がある。
平1−255475号公報に記載されているように、各
インバータ出力電圧波形間の位相差及び電圧差を検出
し、位相差を抑制するように各インバータ出力電圧の周
波数を補正し、電圧差を抑制するように各インバータ出
力電圧の大きさを補正するようにしたものが知られてい
る。そして位相差、電圧差を検出するに際しては、各イ
ンバータの出力電力のうち有効電力の差により位相差を
間接的に検出し、無効電力の差により電圧差を間接的に
検出する方法が採用されている。
相差、電圧差を直流成分として検出する必要上、この検
出回路に数10msの時定数のフィルタを用いている。
このため、インバータの並列運転時に横流が流れても、
数10msの間は各インバータ出力側の主回路インピー
ダンスにより横流を抑制することができる。しかし、電
力用半導体素子の性能向上に伴なって、インバータのス
イッチング周波数を高くすることで、インバータの出力
リプルを低減し、フィルタの小型化を図るようにした高
周波インバータが採用されるようになっている。このよ
うな高周波インバータは、インバータ出力側の主回路の
インピーダンスが小さいため、主回路のインピーダンス
のみでは横流を抑制することは困難である。
分に活用するために、インバータの出力フィルタの電圧
を瞬時に指令値に合わせる瞬時電圧制御方式を採用する
ことも考えられるが、この方式では、横流の発生に伴な
う出力過電流による出力電圧の低下を瞬時に補正するた
め、出力フィルタのインピーダンスによって過電流を抑
制することは困難である。
れる横流を確実に抑制することができるインバータの並
列運転制御方法とその装置及び無停電電源装置を提供す
ることにある。
に、本発明は、第1の方法として、複数のインバータを
並列に接続し、各インバータの出力電力を各インバータ
共通の負荷に供給するに際して、各インバータの出力電
流と出力電圧を検出し、各出力電流の検出値の偏差を算
出し、この算出値からインバータ間を流れる電流と等価
な横流信号を生成し、且つこの横流信号を零に抑制する
ための横流抑制信号を生成し、さらに各インバータの出
力電圧の検出値と前記横流信号を基に各インバータの出
力電圧の振幅と周波数を特定するための電圧波形指令を
それぞれ生成し、各電圧波形指令と各インバータの出力
電圧の検出値との偏差をそれぞれ算出し、各偏差の算出
値を零に抑制するためのデューティ指令をそれぞれ生成
し、各デューティ指令を前記横流抑制信号で補正し、各
補正されたデューティ指令に従って各インバータの出力
電圧を制御することを特徴とするインバータの並列運転
制御方法を採用したものである。
列に接続し、各インバータの出力電力を各インバータ共
通の負荷に供給するに際して、各インバータの出力電流
と出力電圧を検出し、各出力電流の検出値の偏差を算出
し、この算出値からインバータ間を流れる電流と等価な
横流信号を生成し、且つこの横流信号を零に抑制するた
めの横流抑制信号を生成し、さらに各インバータの出力
電圧の振幅と周波数を特定するための電圧波形指令と前
記横流信号を基に横流信号で補正された電圧波形指令を
それぞれ生成し、各補正された電圧波形指令と各インバ
ータの出力電圧の検出値との偏差をそれぞれ算出し、各
偏差の算出値を零に抑制するためのデューティ指令をそ
れぞれ生成し、各デューティ指令を前記横流抑制信号で
補正し、各補正されたデューティ指令に従って各インバ
ータの出力電圧を制御することを特徴とするインバータ
の並列運転制御方法を採用したものである。
列に接続し、各インバータの出力電力を各インバータ共
通の負荷に供給するに際して、各インバータの出力電流
と出力電圧を検出し、各出力電流の検出値の偏差を算出
し、この算出値からインバータ間を流れる電流と等価な
横流信号を生成し、且つこの横流信号を零に抑制するた
めの横流抑制信号を生成し、各インバータの出力電圧の
検出値の偏差を算出し、さらに各インバータの出力電圧
の振幅と周波数を特定するための電圧波形指令と前記横
流信号及び前記出力電圧の偏差の算出値を基に横流信号
と出力電圧の偏差の算出値で補正された電圧波形指令を
それぞれ生成し、各補正された電圧波形指令と各インバ
ータの出力電圧の検出値との偏差をそれぞれ算出し、各
偏差の算出値を零に抑制するためのデューティ指令をそ
れぞれ生成し、各デューティ指令を前記横流抑制信号で
補正し、各補正されたデューティ指令に従って各インバ
ータの出力電圧を制御することを特徴とするインバータ
の並列運転制御方法を採用したものである。
列に接続し、各インバータの出力電力を各インバータ共
通の負荷に供給するに際して、各インバータの出力電流
と出力電圧を検出し、各出力電流の検出値の平均値を算
出し、算出した平均値と各出力電流の検出値との偏差を
それぞれ算出し、各算出値からインバータ間を流れる電
流と等価な横流信号をそれぞれ生成し、且つ各横流信号
を零に抑制するための横流抑制信号をそれぞれ生成し、
さらに各インバータの出力電圧の振幅と周波数を特定す
るための電圧波形指令と前記各横流信号を基に横流信号
で補正された電圧波形指令をそれぞれ生成し、各補正さ
れた電圧波形指令と各インバータの出力電圧の検出値と
の偏差をそれぞれ算出し、各偏差の算出値を零に抑制す
るためのデューティ指令をそれぞれ生成し、各デューテ
ィ指令を前記各横流抑制信号でそれぞれ補正し、各補正
されたデューティ指令に従って各インバータの出力電圧
を制御することを特徴とするインバータの並列運転制御
方法を採用したものである。
含む第5の方法として、横流抑制信号を生成するに際し
て、横流抑制信号の大きさを一定値に制限することを特
徴とするインバータの並列運転制御方法を採用したもの
である。
力側を各インバータ共通の負荷に接続し、各インバータ
の出力電圧をデューティ指令に従って制御するインバー
タシステムおいて、各インバータの出力電流を検出する
複数の出力電流検出手段と、各インバータの出力電圧を
検出する複数の出力電圧検出手段と、各出力電流検出手
段の検出値の偏差を算出してインバータ間を流れる電流
と等価な横流信号を出力する複数の電流偏差算出手段
と、各電流偏差算出手段出力の横流信号を基にこの横流
信号を零に抑制するための横流抑制信号を生成する複数
の横流抑制信号生成手段と、各出力電圧検出手段の検出
電圧と各横流信号生成手段の生成による横流信号を基に
各インバータの出力電圧の振幅と周波数を特定するため
の電圧波形指令を生成する複数の電圧波形指令生成手段
と、各電圧波形指令生成手段の生成による電圧波形指令
と各出力電圧検出手段の検出電圧との偏差を算出する複
数の電圧偏差算出手段と、各電圧偏差算出手段の算出値
からこの算出値を零に抑制するためのデューティ指令を
生成する複数のデューティ指令生成手段と、各デューテ
ィ指令生成手段の生成によるデューティ指令を各横流抑
制信号生成手段の生成による横流抑制信号で補正する複
数のデューティ指令補正手段と、各デューティ指令補正
手段で補正されたデューティ指令に従って各インバータ
の出力電圧を制御する複数のインバータ制御手段とを備
えていることを特徴とするインバータの並列運転制御装
置を構成したものである。
力側を各インバータ共通の負荷に接続し、各インバータ
の出力電圧をデューティ指令に従って制御するインバー
タシステムおいて、各インバータの出力電流を検出する
複数の出力電流検出手段と、各インバータの出力電圧を
検出する複数の出力電圧検出手段と、各出力電流検出手
段の検出値の偏差を算出してインバータ間を流れる電流
と等価な横流信号を出力する複数の電流偏差算出手段
と、各電流偏差算出手段出力の横流信号を基にこの横流
信号を零に抑制するための横流抑制信号を生成する複数
の横流抑制信号生成手段と、各インバータの出力電圧の
振幅と周波数を特定するための電圧波形指令と各電流偏
差算出手段の算出による横流信号を基に横流信号で補正
された電圧波形指令を生成する複数の電圧波形指令生成
手段と、各電圧波形指令生成手段の生成による電圧波形
指令と各出力電圧検出手段の検出電圧との偏差を算出す
る複数の電圧偏差算出手段と、各電圧偏差算出手段の算
出値からこの算出値を零に抑制するためのデューティ指
令を生成する複数のデューティ指令生成手段と、各デュ
ーティ指令生成手段の生成によるデューティ指令を各横
流抑制信号生成手段の生成による横流抑制信号で補正す
る複数のデューティ指令補正手段と、各デューティ指令
補正手段で補正されたデューティ指令に従って各インバ
ータの出力電圧を制御する複数のインバータ制御手段と
を備えていることを特徴とするインバータの並列運転制
御装置を構成したものである。
力側を各インバータ共通の負荷に接続し、各インバータ
の出力電圧をデューティ指令に従って制御するインバー
タシステムおいて、各インバータの出力電流を検出する
複数の出力電流検出手段と、各インバータの出力電圧を
検出する複数の出力電圧検出手段と、各出力電流検出手
段の検出値の偏差を算出してインバータ間を流れる電流
と等価な横流信号を出力する複数の電流偏差算出手段
と、各電流偏差算出手段出力の横流信号を基にこの横流
信号を零に抑制するための横流抑制信号を生成する複数
の横流抑制信号生成手段と、各出力電圧検出手段の検出
電圧の偏差を算出する複数の出力電圧偏差算出手段と、
各インバータの出力電圧の振幅と周波数を特定するため
の電圧波形指令と各電流偏差算出手段の算出による横流
信号及び各出力電圧偏差算出手段の算出値を基に各横流
信号と各出力電圧偏差算出手段の算出値で補正された電
圧波形指令を生成する複数の電圧波形指令生成手段と、
各電圧波形指令生成手段の生成による電圧波形指令と各
出力電圧検出手段の検出電圧との偏差を算出する複数の
電圧偏差算出手段と、各電圧偏差算出手段の算出値から
この算出値を零に抑制するためのデューティ指令を生成
する複数のデューティ指令生成手段と、各デューティ指
令生成手段の生成によるデューティ指令を各横流抑制信
号生成手段の生成による横流抑制信号で補正する複数の
デューティ指令補正手段と、各デューティ指令補正手段
で補正されたデューティ指令に従って各インバータの出
力電圧を制御する複数のインバータ制御手段とを備えて
いることを特徴とするインバータの並列運転制御装置を
構成したものである。
力側を各インバータ共通の負荷に接続し、各インバータ
の出力電圧をデューティ指令に従って制御するインバー
タシステムおいて、各インバータの出力電流を検出する
複数の出力電流検出手段と、各インバータの出力電圧を
検出する複数の出力電圧検出手段と、各出力電流検出手
段の検出値の平均値を算出する平均値算出手段と、平均
値算出手段の算出値と各出力電流検出手段の検出値との
偏差を算出してインバータ間を流れる電流と等価な横流
信号を出力する複数の電流偏差算出手段と、各電流偏差
算出手段出力の横流信号を基にこの横流信号を零に抑制
するための横流抑制信号を生成する複数の横流抑制信号
生成手段と、各インバータの出力電圧の振幅と周波数を
特定するための電圧波形指令と各電流偏差算出手段の算
出による横流信号を基に横流信号で補正された電圧波形
指令を生成する複数の電圧波形指令生成手段と、各電圧
波形指令生成手段の生成による電圧波形指令と各出力電
圧検出手段の検出電圧との偏差を算出する複数の電圧偏
差算出手段と、各電圧偏差算出手段の算出値からこの算
出値を零に抑制するためのデューティ指令を生成する複
数のデューティ指令生成手段と、各デューティ指令生成
手段の生成によるデューティ指令を各横流抑制信号生成
手段の生成による横流抑制信号で補正する複数のデュー
ティ指令補正手段と、各デューティ指令補正手段で補正
されたデューティ指令に従って各インバータの出力電圧
を制御する複数のインバータ制御手段とを備えているこ
とを特徴とするインバータの並列運転制御装置を構成し
たものである。
装置を含む第5の装置として、各電流偏差算出手段の算
出による横流信号の大きさを設定値の範囲内に制限する
横流信号制限手段を備えていることを特徴するインバー
タの並列運転制御装置を構成したものである。
号を整流する複数の整流手段と、各整流手段からの電力
を蓄える複数の蓄電池と、各整流手段と各蓄電池から電
力の供給を受けこの電力を交流電力に変換する複数のイ
ンバータと、各インバータの運転を制御する複数の運転
制御手段と、各インバータの出力電圧を変圧して負荷に
導く複数の変圧器とを備えている無停電電源装置におい
て、前記運転制御手段として、第1乃至第4の装置のも
のを備えていることを特徴とする無停電電源装置を構成
したものである。
列に接続し、各インバータの出力電力を各インバータ共
通の負荷に供給するに際して、電圧波形指令を基に生成
されたデューティ指令に従って各インバータの出力電圧
を制御する。このとき各インバータの出力電流と出力電
圧を検出し、各出力電流の検出値の偏差を算出し、この
算出値から各インバータ相互に流れる電流と等価が横流
信号を生成する。そしてこの横流信号を零に抑制するた
めの横流抑制信号を生成し、この横流抑制信号によって
デューティ指令を補正し、補正されたデューティ指令に
従って各インバータの出力電圧を制御する。すなわち、
複数のインバータを並列運転する際に、各インバータの
出力電流を常時監視し、各インバータの出力電流から横
流信号を検出し、この横流信号を零に抑制するための横
流抑制信号を求め、この横流抑制信号によってデューテ
ィ指令を補正するようにしたため、インバータに高周波
インバータを用いても、横流を確実に抑制することがで
き、各インバータを安定した状態で運転することができ
る。
明する。図1は、本発明を無停電電源装置に適用したと
きの実施例を示す構成図である。図1において、2台の
無停電電源装置2,3は、入力側が商用交流系統1に接
続され、出力側がスイッチ8,9,10を介して負荷1
1に接続されている。なお、各無停電電源装置2,3の
出力側の抵抗4,5、リアクトル6,7は配線のインピ
ーダンスを表わすものである。
a、蓄電池2b,3b、インバータ2c,3c、変圧器
2d,3d、コンデンサ2e,3eを備えて構成されて
いる。そして各無停電電源装置2,3は、定常時には商
用交流系統1からの交流電力を整流器2a,3aで直流
電力に変換し、この直流電力をインバータ2c,3cに
取り込み、停電時には蓄電池2b,3bを直流電源とし
て蓄電池2b,3bからの直流電力をインバータ2c,
3cに取り込み、各インバータ2c,3cで直流電力を
交流電力に変換し、この交流電流を変圧器2d,3dを
介して負荷11へ供給するように構成されている。変圧
器2d,3dは、商用交流系統1と負荷11とを絶縁す
るために設けられており、各変圧器2d,3dの漏れリ
アクタンスとコンデンサ2e,3eが各インバータ2
c,3cの出力フィルタを構成するようになっている。
そして各インバータ2c,3cを安定した状態で並列運
転するために、各インバータ2c,3cの運転を制御す
る運転制御手段が以下のように構成されている。
3、電圧波形制御回路14,15、並列運転制御回路1
6,17、電圧検出器18,19、電流検出器20,2
1、加算器22,23,24,25,26,27を備え
て構成されている。電流検出器20,21は、インバー
タ2c,3cの出力側の電流を検出する出力電流検出手
段として構成されている。加算器24,27は電流検出
器20,21の検出値の偏差を算出してインバータ2
c,3c間を流れる電流と等価な横流信号を出力する電
流偏差算出手段として構成されている。横流抑制回路1
2,13は、加算器24,27の出力信号を基にこの横
流信号を零に抑制するための横流抑制信号を生成する横
流抑制信号生成手段として構成されている。
3cの出力側の電圧を検出する出力電圧検出手段として
構成されている。並列運転抑制回路16,17は、加算
器24,27の出力信号と電圧検出器18,19の出力
電圧を基に各インバータ2c,3cの出力電圧の振幅と
周波数を特定するための電圧波形指令Vr1,Vr2を
生成する電圧波形指令生成手段として構成されている。
加算器23,25は電圧波形指令Vr1,Vr2と電圧
検出器18,19の検出電圧V1,V2との偏差を算出
する電圧偏差算出手段として構成されている。電圧波形
制御回路14,15は加算器23,25からの信号を零
に抑制するためのデューティ指令を生成するデューティ
指令生成手段として構成されている。加算器22,26
は、電圧波形制御回路14,15からのデューティ指令
D10,D20を横流抑制回路12,13からの横流抑
制信号△D1,△D2で補正し、最終的なデューティ指
令D1,D2を出力するデューティ指令補正手段として
構成されている。各デューティ指令D1,D2は、イン
バータ制御手段を構成するPWM信号発生器(図示省
略)を介してインバータ2c,3cに入力され、デュー
ティ指令D1,D2に従ってPWM信号のパルス幅が制
御され、パルス幅の制御されたPWM信号が各インバー
タ2c,3cの各スイッチング素子に印加されるように
なっている。そして各インバータ2c,3cの出力電圧
がデューティ指令D1,D2に従って制御されるように
なっている。
的構成を図2に従って説明する。なお、並列運転制御回
路16,17は同一構成のため、並列運転制御回路16
についてのみ説明する。
コンパレータ16b,16c、スイッチ16d、電流電
圧変換関数発生器16e、乗算器16f,16g、平滑
フィルタ16h,16i、加算器16j,16k、正弦
波発生回路16mを備えて構成されている。微分回路1
6a、コンパレータ16bには、図3(1)に示される
ように、電圧検出器18の検出電圧V1が入力されてい
る。出力電圧V1がコンパレータ16bに入力される
と、コンパレータ16bからは図3(3)に示されるよ
うなパルス信号が出力される。一方出力電圧V1が微分
回路16aを介してコンパレータ16cに入力される
と、出力電圧V1が微分回路16aで微分され、図3
(2)に示される信号がコンパレータ16cに入力され
る。そしてコンバレータ16cからは、コンパレータ1
6bの出力信号よりも電気角度で90度位相の進んだパ
ルス信号cp2が出力される。
の横流信号△I1が入力されており、この横流信号△I
1が電流電圧変換関数発生器16に入力されると、この
関数発生器16eからは、横流信号△I1と配線インピ
ーダンスとを掛算して得られる電圧に相当する電圧偏差
△V1が出力される。この電圧偏差△V1は乗算器16
f,16gに入力され、パルス信号cp1,cp2とそ
れぞれ乗算される。乗算器16fの出力信号が平滑フィ
ルタ16hに入力されると、平滑フィルタ16hから
は、乗算器16fの出力信号を積分した信号に相当する
電圧振幅差△Ve1が直流信号として出力される。一
方、乗算器16gの出力信号が平滑フィルタ16iに入
力されると、平滑フィルタ16iからは、乗算器16g
の出力信号を積分して得られた信号に相当する電圧位相
差△Vf1が直流信号として出力される。電圧振幅差△
Ve1は基準電圧振幅設定値E10と加算器16jで加
算され、加算された信号が電圧振幅指令E1として正弦
波発生回路16mに入力される。また電圧位相差△f1
は基準周波数設定値f10と加算器16kで加算され、
加算された信号が周波数指令f1として正弦波発生回路
16mに入力される。正弦波発生回路16mは波形RO
Mを内蔵しており、電圧振幅指令(同相成分)E1と周
波数指令(直交成分)f1に従って、インバータ2cの
出力電圧の振幅と周波数を特定するための指令として、
正弦波の電圧波形指令Vr1を出力するようになってい
る。
するに先だって、無停電電源装置2の出力電圧V1と無
停電電源装置3の出力電圧V2との間の電圧差及び位相
差を補正する場合の基本原理を図4に従って説明する。
じ、無停電電源装置2,3を並列運転すると、各出力電
圧V1,V2の電圧ベクトルは図4のように表わされ
る。ここで、V0は出力電圧V1,V2の平均値を示す
電圧(V0=(V1+V2)/2)であり、出力電圧V
1と出力電圧V2との間で位相差あるいは振幅差が生じ
ると、電圧差△V1、△V2が生じる。この電圧差△V
1を、出力電圧V1に対して平行成分(同相成分)△V
e1及び直交成分△Vf1に分離すると、平行成分△V
e1は電圧振幅差に対応し、直交成分△Vfは電圧位相
差に対応する。従って△Ve1及び△Vf1を抑制する
ように閉ループ制御系を構成すれば、すなわちデューテ
ィ指令D10を横流抑制信号△D1で補正すれば、各イ
ンバータ2c,3cを安定した状態で並列運転すること
ができる。
明する。まず、無停電電源装置2,3を並列運転するに
際しては、スイッチ16dを閉じて並列運転制御回路1
6を動作状態にした後、スイッチ8,9を投入する。無
停電電源装置2,3が並列運転された際に、平滑フィル
タ16h,16iの応答遅れ、あるいは電圧波形制御回
路14,15の応答特性の差などにより各無停電電源装
置2,3の出力電圧V1,V2の間に偏差が生じると、
無停電電源装置2,3間に横流が流れる。例えば、タイ
ミングt1でスイッチ8,9を投入したときに、出力電
圧V1が出力電圧V2よりも大きくなって無停電電源装
置2,3間に横流が流れると、無停電電源装置2の出力
電流I1は定常値I10よりも大きくなり、無停電電源
装置3の出力電流I2は定常値I20よりも小さくな
る。このとき、出力電圧V1,V2と出力電流I1,I
2は、横流抑制回路12,13が無ないときには実線で
示されるような応答特性を示し、横流抑制回路12,1
3がある場合には波線で示されるような応答特性を示
す。すなわち、横流抑制回路12,13がない場合に
は、電流I1が定常値I10より大きくなり、電流I2
が定常値I20よりも小さくなったあと、並列運転制御
回路16,16から出力される電圧波形指令Vr1,V
r2に従って無停電電源装置2,3間の出力電圧差が徐
々に抑制され、電流I1,I2が定常値に戻る。
には、横流信号△I1,△I2に応じて生成された横流
抑制信号△D1,△D2に従ってデューティ指令D1
0,D20が補正されるため、波線で示されるように、
電流I1,I2の差に応じて無停電電源装置2,3の出
力電圧差が抑制され、電流I1,I2の差も抑制され
る。従って、本実施例によれば、2台の無停電電源装置
2,3を並列運転した際に、無停電電源装置2,3間に
横流が流れても、この横流を確実に抑制することがで
き、各無停電電源装置2,3を安定した状態で運転する
ことができる。
説明する。本実施例は、図1に示される横流抑制回路1
2,13の換わりに、リミッタ付き横流抑制回路28,
29を設けたものであり、他の構成は図1と同様である
ので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は
省略する。
7の出力信号△I1,△I2から横流抑制信号△D1,
△D2を生成する横流抑制信号生成手段を構成すると共
に、横流信号の大きさを設定値の範囲内に制限する横流
信号制限手段として構成されている。すなわち、各横流
抑制回路28,29は、横流抑制信号△D1及び△D2
をそれぞれ(△D1)min≦△D1≦(△D1)ma
x、(△D2)min≦△D2≦(△D2)maxに制
限するようになっている。このようなリミッタ付横流抑
制回路28,29を用いると、スイッチ8,10を閉じ
て無停電電源装置2のみで負荷11を駆動している場合
の出力電圧変動を抑制することができる。
場合に、無停電電源装置2の出力電流I1は負荷電流I
0と等しく、またスイッチ9が開放状態のため、無停電
電源装置3の出力電流I2は零である。このとき△I1
=I0、△I1=−I0となり、実際には無停電電源装
置2,3間には横流が流れていないにも係わらず、図1
に示される実施例の場合には無停電電源装置2,3の出
力電圧が大きく変動することになる。これに対して、本
実施例の場合には、横流抑制信号がリミッタによって一
定値の範囲内に抑制されるため、無停電電源装置2,3
の出力電圧の変動は小さくなる。従って、本実施例によ
れば、△I1,△I2の値が大きく変化しても横流抑制
信号△D1,△D2が一定値の範囲内に規制されるた
め、無停電電源装置2,3を1台で運転することが可能
であり、また無停電電源装置2または3の追起動、停止
が可能となる。
に従って説明する。本実施例は、図1に示される並列運
転抑制回路16,17の換わりに、並列運転抑制回路3
0,31を用いたものであり、他の構成は図1のものと
同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれ
らの説明は省略する。また並列運転制御回路30,31
は同一のもので構成されているので、並列運転制御回路
30の具体的構成のみを図8に示している。
a、コンパレータ16b,16c、スイッチ16d、乗
算器16f,16j、平滑フィルタ16h,16i、加
算器16j,16k、正弦波発生回路16m、電流電圧
変換関数発生器16nを備えて構成されている。そして
この並列運転制御回路30は、微分回路16a、コンパ
レータ16bの入力信号として、出力電圧V1を入力す
る換わりに電圧波形指令Vr1を入力し、電流電圧変換
関数として電流電圧変換関数発生器16eとは異なる関
数を内蔵した電流電圧変換関数発生器16nを用いた外
は、並列運転制御回路16と同一のもので構成されてい
る。
信号△I1と電圧波形指令Vr1を基に横流信号△I1
で補正された電圧波形指令Vr1を生成する電圧波形指
令生成手段を構成するようになっている。更に、電流電
圧変換関数発生器16nを構成するに際しては、無停電
電源装置2と3を並列運転したときに、電圧波形指令V
r1、Vr2に差があると、無停電電源装置2,3で出
力電流の分担に差が生じ、結果として横流△I1が流れ
ることを考慮して設定している。すなわち、図9に示さ
れるように、Vr1とVr2との偏差の1/2をベクト
ルで△Vr1と定義すれば、電圧波形指令の偏差△Vr
1と横流△I1の間には横流抑制回路12と電圧波形制
御回路14の特性によって決まる相関関係がある。従っ
て、逆に横流△I1から△Vr1を知ることができ、こ
のときの相関関係を関数化したものが電流電圧変換関数
発生器16nに設定されている。
3を並列運転した際に、各無停電電源装置2,3間に横
流が流れても、横流抑制信号△D1,△D2によってデ
ューティ指令D10,D20が補正されるため、前記実
施例と同様に、横流を確実に抑制して無停電電源装置
2,3を安定した状態で並列運転することができる。更
に本実施例では、電流電圧変換関数発生器16lの変換
関数を抵抗4,5、及びリアクトル6,7で表わされる
配線インピーダンスによらず決定できるため、配線長な
どの実装状態の相違による影響を受けるのを抑制するこ
とができる。
1に従って説明する。本実施例は、図7に示される並列
運転制御回路30,31の換わりに並列運転制御回路3
2,33を用い、更に電圧検出器18の検出電圧と電圧
検出器19の検出電圧との偏差を算出する出力電圧偏差
算出手段としての加算器34,35を設け、各加算器3
4,35の出力信号を並列運転制御回路32,33に入
力するようにしたものであり、他の構成は図7と同様で
あるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説
明は省略する。なお、並列運転制御回路32,33は同
一のもので構成されているので、並列運転制御回路32
の具体的構成のみを図11に示す。
るように、並列運転制御回路30が備えているものの外
に、変換関数発生器32a、乗算器32b,32c、平
滑フィルタ32d,32eを備えて構成されている。変
換関数発生器32aには、加算器34から出力電圧V
1,V2の偏差△V1の信号が入力されており、変換関
数発生器32aは偏差△V1から電圧波形指令の偏差△
Vr1生成するようになっている。そしてこの偏差△V
r1は乗算器32b,32cを介して平滑フィルタ32
d,32eに入力されている。平滑フィルタ32d,3
2eからは偏差△Ve11、△Vf11の信号が出力さ
れ、これらの信号が加算器16j,16kに入力されて
いる。すなわち、並列運転制御回路32は、電圧波形指
令Vr1、横流△I1、偏差△V1を基に電圧波形指令
Vr1を横流△I1と偏差△V1で補正し、補正された
電圧波形指令Vr1を出力する電圧波形指令生成手段と
して構成されている。
できなくても、偏差△V1に従って電圧波形指令の偏差
△Vi1を求めることができるため、スイッチ8,9が
共に開いた状態にあるときでも、無停電電源装置2,3
の出力電圧差を抑制することができる。すなわち、無停
電電源装置2,3を並列運転する前に無停電電源装置
2,3の出力電圧差を抑制することが可能であり、スイ
ッチ8,9を閉じて無停電電源装置2,3を並列運転す
るときに過渡的に流れる横流を小さくすることができ
る。
上の無停電電源装置を並列運転する場合の実施例を図2
に従って説明する。
もので構成されており、各無停電電源装置のインバータ
の運転を制御する運転制御手段は図7に示されるものと
同一のもので構成されている。更に各無停電電源装置3
4,35,36の加算器24には、自系の電流検出器2
0の検出電流が入力されていると共に、平均値算出手段
を構成する平均値回路30から平均値Iaを示す信号が
入力されている。平均値回路37は、各無停電電源装置
34,35,36の出力電力I1,I2,Inを取り込
み、これらの信号の平均値を求め、この平均値に関する
信号Iaを出力するようになっている。
流抑制信号△D1を生成するに際して、自系の出力電流
と各無停電電源装置の出力電流の平均値との偏差を小さ
くするための横流抑制信号が生成されるため、3台以上
の無停電電源装置を並列運転した際に、各無停電電源装
置間に横流が流れても、この横流を確実に抑制すること
ができ、3台以上の無停電電源装置を安定した状態で並
列運転することができる。
してリミッタ付き横流抑制回路28,29を用いること
も可能である。
複数のインバータを並列運転する際に、各インバータの
出力電流を監視してインバータ相互に流れる横流を検出
し、この横流に応じてこの横流を零に抑制するための横
流抑制信号を生成し、この横流抑制信号によってデュー
ティ指令を補正し、補正されたデューティ指令に従って
インバータの出力電圧を制御するようにしたため、複数
のインバータを並列運転した際に、インバータ相互に横
流が流れてもこの横流を確実に抑制することができ、複
数のインバータを安定した状態で並列運転することがで
きる。
図である。
るときの原理を説明するためのベクトル図である。
である。
ある。
トル図である。
る。
図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 複数のインバータを並列に接続し、各イ
ンバータの出力電力を各インバータ共通の負荷に供給す
るに際して、 各インバータの出力電流と出力電圧を検出し、各出力電
流の検出値の偏差を算出し、この算出値からインバータ
間を流れる電流と等価な横流信号を生成し、且つこの横
流信号を零に抑制するための横流抑制信号を生成し、さ
らに各インバータの出力電圧の検出値と前記横流信号を
基に各インバータの出力電圧の振幅と周波数を特定する
ための電圧波形指令をそれぞれ生成し、各電圧波形指令
と各インバータの出力電圧の検出値との偏差をそれぞれ
算出し、各偏差の算出値を零に抑制するためのデューテ
ィ指令をそれぞれ生成し、各デューティ指令を前記横流
抑制信号で補正し、各補正されたデューティ指令に従っ
て各インバータの出力電圧を制御することを特徴とする
インバータの並列運転制御方法。 - 【請求項2】 複数のインバータを並列に接続し、各イ
ンバータの出力電力を各インバータ共通の負荷に供給す
るに際して、 各インバータの出力電流と出力電圧を検出し、各出力電
流の検出値の偏差を算出し、この算出値からインバータ
間を流れる電流と等価な横流信号を生成し、且つこの横
流信号を零に抑制するための横流抑制信号を生成し、さ
らに各インバータの出力電圧の振幅と周波数を特定する
ための電圧波形指令と前記横流信号を基に横流信号で補
正された電圧波形指令をそれぞれ生成し、各補正された
電圧波形指令と各インバータの出力電圧の検出値との偏
差をそれぞれ算出し、各偏差の算出値を零に抑制するた
めのデューティ指令をそれぞれ生成し、各デューティ指
令を前記横流抑制信号で補正し、各補正されたデューテ
ィ指令に従って各インバータの出力電圧を制御すること
を特徴とするインバータの並列運転制御方法。 - 【請求項3】 複数のインバータを並列に接続し、各イ
ンバータの出力電力を各インバータ共通の負荷に供給す
るに際して、 各インバータの出力電流と出力電圧を検出し、各出力電
流の検出値の偏差を算出し、この算出値からインバータ
間を流れる電流と等価な横流信号を生成し、且つこの横
流信号を零に抑制するための横流抑制信号を生成し、各
インバータの出力電圧の検出値の偏差を算出し、さらに
各インバータの出力電圧の振幅と周波数を特定するため
の電圧波形指令と前記横流信号及び前記出力電圧の偏差
の算出値を基に横流信号と出力電圧の偏差の算出値で補
正された電圧波形指令をそれぞれ生成し、各補正された
電圧波形指令と各インバータの出力電圧の検出値との偏
差をそれぞれ算出し、各偏差の算出値を零に抑制するた
めのデューティ指令をそれぞれ生成し、各デューティ指
令を前記横流抑制信号で補正し、各補正されたデューテ
ィ指令に従って各インバータの出力電圧を制御すること
を特徴とするインバータの並列運転制御方法。 - 【請求項4】 複数のインバータを並列に接続し、各イ
ンバータの出力電力を各インバータ共通の負荷に供給す
るに際して、 各インバータの出力電流と出力電圧を検出し、各出力電
流の検出値の平均値を算出し、算出した平均値と各出力
電流の検出値との偏差をそれぞれ算出し、各算出値から
インバータ間を流れる電流と等価な横流信号をそれぞれ
生成し、且つ各横流信号を零に抑制するための横流抑制
信号をそれぞれ生成し、さらに各インバータの出力電圧
の振幅と周波数を特定するための電圧波形指令と前記各
横流信号を基に横流信号で補正された電圧波形指令をそ
れぞれ生成し、各補正された電圧波形指令と各インバー
タの出力電圧の検出値との偏差をそれぞれ算出し、各偏
差の算出値を零に抑制するためのデューティ指令をそれ
ぞれ生成し、各デューティ指令を前記各横流抑制信号で
それぞれ補正し、各補正されたデューティ指令に従って
各インバータの出力電圧を制御することを特徴とするイ
ンバータの並列運転制御方法。 - 【請求項5】 横流抑制信号を生成するに際して、横流
抑制信号の大きさを一定値に制限することを特徴とする
請求項1、2、3または4記載のインバータの並列運転
制御方法。 - 【請求項6】 複数のインバータの出力側を各インバー
タ共通の負荷に接続し、各インバータの出力電圧をデュ
ーティ指令に従って制御するインバータシステムおい
て、 各インバータの出力電流を検出する複数の出力電流検出
手段と、各インバータの出力電圧を検出する複数の出力
電圧検出手段と、各出力電流検出手段の検出値の偏差を
算出してインバータ間を流れる電流と等価な横流信号を
出力する複数の電流偏差算出手段と、各電流偏差算出手
段出力の横流信号を基にこの横流信号を零に抑制するた
めの横流抑制信号を生成する複数の横流抑制信号生成手
段と、各出力電圧検出手段の検出電圧と各横流信号生成
手段の生成による横流信号を基に各インバータの出力電
圧の振幅と周波数を特定するための電圧波形指令を生成
する複数の電圧波形指令生成手段と、各電圧波形指令生
成手段の生成による電圧波形指令と各出力電圧検出手段
の検出電圧との偏差を算出する複数の電圧偏差算出手段
と、各電圧偏差算出手段の算出値からこの算出値を零に
抑制するためのデューティ指令を生成する複数のデュー
ティ指令生成手段と、各デューティ指令生成手段の生成
によるデューティ指令を各横流抑制信号生成手段の生成
による横流抑制信号で補正する複数のデューティ指令補
正手段と、各デューティ指令補正手段で補正されたデュ
ーティ指令に従って各インバータの出力電圧を制御する
複数のインバータ制御手段とを備えていることを特徴と
するインバータの並列運転制御装置。 - 【請求項7】 複数のインバータの出力側を各インバー
タ共通の負荷に接続し、各インバータの出力電圧をデュ
ーティ指令に従って制御するインバータシステムおい
て、 各インバータの出力電流を検出する複数の出力電流検出
手段と、各インバータの出力電圧を検出する複数の出力
電圧検出手段と、各出力電流検出手段の検出値の偏差を
算出してインバータ間を流れる電流と等価な横流信号を
出力する複数の電流偏差算出手段と、各電流偏差算出手
段出力の横流信号を基にこの横流信号を零に抑制するた
めの横流抑制信号を生成する複数の横流抑制信号生成手
段と、各インバータの出力電圧の振幅と周波数を特定す
るための電圧波形指令と各電流偏差算出手段の算出によ
る横流信号を基に横流信号で補正された電圧波形指令を
生成する複数の電圧波形指令生成手段と、各電圧波形指
令生成手段の生成による電圧波形指令と各出力電圧検出
手段の検出電圧との偏差を算出する複数の電圧偏差算出
手段と、各電圧偏差算出手段の算出値からこの算出値を
零に抑制するためのデューティ指令を生成する複数のデ
ューティ指令生成手段と、各デューティ指令生成手段の
生成によるデューティ指令を各横流抑制信号生成手段の
生成による横流抑制信号で補正する複数のデューティ指
令補正手段と、各デューティ指令補正手段で補正された
デューティ指令に従って各インバータの出力電圧を制御
する複数のインバータ制御手段とを備えていることを特
徴とするインバータの並列運転制御装置。 - 【請求項8】 複数のインバータの出力側を各インバー
タ共通の負荷に接続し、各インバータの出力電圧をデュ
ーティ指令に従って制御するインバータシステムおい
て、 各インバータの出力電流を検出する複数の出力電流検出
手段と、各インバータの出力電圧を検出する複数の出力
電圧検出手段と、各出力電流検出手段の検出値の偏差を
算出してインバータ間を流れる電流と等価な横流信号を
出力する複数の電流偏差算出手段と、各電流偏差算出手
段出力の横流信号を基にこの横流信号を零に抑制するた
めの横流抑制信号を生成する複数の横流抑制信号生成手
段と、各出力電圧検出手段の検出電圧の偏差を算出する
複数の出力電圧偏差算出手段と、各インバータの出力電
圧の振幅と周波数を特定するための電圧波形指令と各電
流偏差算出手段の算出による横流信号及び各出力電圧偏
差算出手段の算出値を基に各横流信号と各出力電圧偏差
算出手段の算出値で補正された電圧波形指令を生成する
複数の電圧波形指令生成手段と、各電圧波形指令生成手
段の生成による電圧波形指令と各出力電圧検出手段の検
出電圧との偏差を算出する複数の電圧偏差算出手段と、
各電圧偏差算出手段の算出値からこの算出値を零に抑制
するためのデューティ指令を生成する複数のデューティ
指令生成手段と、各デューティ指令生成手段の生成によ
るデューティ指令を各横流抑制信号生成手段の生成によ
る横流抑制信号で補正する複数のデューティ指令補正手
段と、各デューティ指令補正手段で補正されたデューテ
ィ指令に従って各インバータの出力電圧を制御する複数
のインバータ制御手段とを備えていることを特徴とする
インバータの並列運転制御装置。 - 【請求項9】 複数のインバータの出力側を各インバー
タ共通の負荷に接続し、各インバータの出力電圧をデュ
ーティ指令に従って制御するインバータシステムおい
て、 各インバータの出力電流を検出する複数の出力電流検出
手段と、各インバータの出力電圧を検出する複数の出力
電圧検出手段と、各出力電流検出手段の検出値の平均値
を算出する平均値算出手段と、平均値算出手段の算出値
と各出力電流検出手段の検出値との偏差を算出してイン
バータ間を流れる電流と等価な横流信号を出力する複数
の電流偏差算出手段と、各電流偏差算出手段出力の横流
信号を基にこの横流信号を零に抑制するための横流抑制
信号を生成する複数の横流抑制信号生成手段と、各イン
バータの出力電圧の振幅と周波数を特定するための電圧
波形指令と各電流偏差算出手段の算出による横流信号を
基に横流信号で補正された電圧波形指令を生成する複数
の電圧波形指令生成手段と、各電圧波形指令生成手段の
生成による電圧波形指令と各出力電圧検出手段の検出電
圧との偏差を算出する複数の電圧偏差算出手段と、各電
圧偏差算出手段の算出値からこの算出値を零に抑制する
ためのデューティ指令を生成する複数のデューティ指令
生成手段と、各デューティ指令生成手段の生成によるデ
ューティ指令を各横流抑制信号生成手段の生成による横
流抑制信号で補正する複数のデューティ指令補正手段
と、各デューティ指令補正手段で補正されたデューティ
指令に従って各インバータの出力電圧を制御する複数の
インバータ制御手段とを備えていることを特徴とするイ
ンバータの並列運転制御装置。 - 【請求項10】 各電流偏差算出手段の算出による横流
信号の大きさを設定値の範囲内に制限する横流信号制限
手段を備えていることを特徴する請求項6、7、8また
は9記載のインバータの並列運転制御装置。 - 【請求項11】 交流電源からの交流信号を整流する複
数の整流手段と、各整流手段からの電力を蓄える複数の
蓄電池と、各整流手段と各蓄電池から電力の供給を受け
この電力を交流電力に変換する複数のインバータと、各
インバータの運転を制御する複数の運転制御手段と、各
インバータの出力電圧を変圧して負荷に導く複数の変圧
器とを備えている無停電電源装置において、 前記運転制御手段として、請求項6、7、8または9記
載のものを備えていることを特徴とする無停電電源装
置。
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---|---|---|---|
JP4224270A JP3041661B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | インバータの並列運転制御方法とその装置及び無停電電源装置 |
GB9600522A GB2295508B (en) | 1992-02-18 | 1993-02-15 | An apparatus for controlling parallel running of inverters |
GB9303022A GB2264403B (en) | 1992-02-18 | 1993-02-15 | An apparatus for controlling parallel running of inverters |
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JP4224270A JP3041661B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | インバータの並列運転制御方法とその装置及び無停電電源装置 |
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JPH0678550A true JPH0678550A (ja) | 1994-03-18 |
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ID=16811143
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR20030080614A (ko) * | 2002-04-09 | 2003-10-17 | 정정웅 | 온라인 무정전 전원장치의 병렬 제어기 |
JP2004254470A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Hitachi Ltd | 無停電電源装置 |
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CN113990625A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-28 | 浙江飞旋科技有限公司 | 高频大容量的电力电子单元并联装置及载波多重化方法 |
-
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