JPH07106066B2 - Parallel connection circuit of single-phase inverter - Google Patents

Parallel connection circuit of single-phase inverter

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JPH07106066B2
JPH07106066B2 JP62133011A JP13301187A JPH07106066B2 JP H07106066 B2 JPH07106066 B2 JP H07106066B2 JP 62133011 A JP62133011 A JP 62133011A JP 13301187 A JP13301187 A JP 13301187A JP H07106066 B2 JPH07106066 B2 JP H07106066B2
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conductor
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征輝 五十嵐
一男 黒木
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、同一の動作信号で交流を出力している単相
インバータの複数台を、電流の不平衡を生ぜしめること
なく並列運転させるとができる単相インバータの並列接
続回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is designed to operate a plurality of single-phase inverters that output alternating current with the same operation signal in parallel without causing current imbalance. A parallel connection circuit of single-phase inverters that can perform

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図は同一の動作信号を受けて並列運転する複数台の
単相インバータに出力電流の不平衡生ぜしめない従来例
を示した主回路接続図であって、2台の単相インバータ
の並列接続回路をあらわしている。
FIG. 6 is a main circuit connection diagram showing a conventional example in which output current unbalance does not occur in a plurality of single-phase inverters that operate in parallel by receiving the same operation signal. Represents a connection circuit.

この第6図において、4個の酸化金属半導体電界効果ト
ランジスタ(以下ではMOS FETと略記する)31〜34の単
相ブリッジ接続で構成された第1インバータ3の直流側
と、同じく4個のMOS FET41〜44の単相ブリッジ接続で
構成された第2インバータ4の直流側には、共通の直流
電源2を接続しているが、これら両インバータ3と4に
は、図示していない制御回路から同一の動作信号が与え
られるので、これら両インバータ3と4の交流出力側を
相互に並列接続することで、共通の負荷5へ交流電力を
供給することができる。
In FIG. 6, the direct current side of the first inverter 3 constituted by a single-phase bridge connection of four metal oxide semiconductor field effect transistors (hereinafter abbreviated as MOS FETs) 31 to 34, and the same four MOSs. The common DC power supply 2 is connected to the DC side of the second inverter 4 configured by the single-phase bridge connection of the FETs 41 to 44, but these inverters 3 and 4 are connected from a control circuit (not shown). Since the same operation signal is given, AC power can be supplied to the common load 5 by connecting the AC output sides of both inverters 3 and 4 in parallel with each other.

このように複数台のインバータを並列接続することによ
り、負荷5の容量の増大に対応するのであるが、インバ
ータに直接負荷5を接続すると、一般に第1インバータ
3の出力インピーダンスと、第2インバータ4の出力イ
ンピーダンスとには差異があることがら、両インバータ
3と4とが同一動作信号で動作していても、それぞれの
出力電流に不平衡を生じる不都合がある。
By connecting a plurality of inverters in parallel in this way, it is possible to cope with an increase in the capacity of the load 5. However, when the load 5 is directly connected to the inverters, generally, the output impedance of the first inverter 3 and the second inverter 4 are connected. However, even if both inverters 3 and 4 are operating with the same operation signal, there is a disadvantage that the respective output currents become unbalanced.

そこで第1インバータ3の第1相U1の出力側にはリアク
トル11を、また第2インバータ4の第1相U2の出力側に
はリアクトル13をそれぞれ接続し、このリアクトル11と
13とを介して両者を並列接続したのち、これを負荷5の
一端に接続する。同様に第1インバータ3の第2相V1の
出力側にはリアクトル12を、また第2インバータ4の第
2相V2の出力側にはリアクトル14をそれぞれ接続し、こ
れらのリアクトル12と14とを介して両者を並列接続した
のちに、これを負荷5の他端に接続する。この4個のリ
アクトル11〜14のインピーダンス値を第1インバータ3
と第2インバータ4の出力インピーダンス値よりも十分
に大きな値とし、かつこれら4個のリアクトル11〜14が
等しい値のインピーダンスを有するように製作するなら
ば、直流電源2から第1インバータ3を経て負荷5への
経路のインピーダンス値と、直流電源2から第2インバ
ータ4を経て負荷5への経路のインピーダンス値との差
異の比率を僅かなものにできることから、各インバータ
3と4の出力電流の不平衡を解消させることができるの
で、このような並列接続回路が多用されている。
Therefore, the reactor 11 is connected to the output side of the first phase U1 of the first inverter 3 and the reactor 13 is connected to the output side of the first phase U2 of the second inverter 4, respectively.
Both are connected in parallel via 13 and then connected to one end of the load 5. Similarly, the reactor 12 is connected to the output side of the second phase V1 of the first inverter 3, and the reactor 14 is connected to the output side of the second phase V2 of the second inverter 4, and these reactors 12 and 14 are connected. After connecting the both in parallel via this, this is connected to the other end of the load 5. The impedance values of the four reactors 11 to 14 are used as the first inverter 3
And the output impedance value of the second inverter 4 is made sufficiently large, and if these four reactors 11 to 14 are manufactured so as to have impedances of equal value, the DC power source 2 and the first inverter 3 are passed through. Since the ratio of the difference between the impedance value of the path to the load 5 and the impedance value of the path from the DC power supply 2 to the load 5 via the second inverter 4 can be made small, the output currents of the inverters 3 and 4 can be reduced. Such parallel connection circuits are often used because the imbalance can be eliminated.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、第6図に示す従来例回路に使用するリア
クトル11〜14は、そのインダクタンス値を各インバータ
3,4の出力インピーダンスに比して十分に大きな値に構
成しなければならないことから、当該リアクトル11〜14
は大きな体格のものとなって重量が増大し、コストが上
昇する。またこのようなリアクトル11〜14をインバータ
の交流出力回路に挿入するため、その分だけ当該インバ
ータの容量を増大させければならないので、装置全体が
大形化し、コストも上昇する。さらにそれぞれのリアク
トル11〜14のインダクタンス値を等しく製作しなけれ
ば、電流の不平衡を抑制できないので、そのためにもリ
アクトル11〜14の価格が上昇するなど、各種の不都合が
あった。
However, the reactors 11 to 14 used in the conventional circuit shown in FIG.
Since it must be configured to a value that is sufficiently large compared to the output impedance of 3 and 4, the reactors 11 to 14
Has a large size, increases weight, and increases costs. Further, since the reactors 11 to 14 are inserted into the AC output circuit of the inverter, the capacity of the inverter must be increased by that amount, and therefore the size of the entire apparatus is increased and the cost is increased. Further, if the inductors 11 to 14 are not manufactured to have the same inductance value, the current imbalance cannot be suppressed, which causes various inconveniences such as an increase in the price of the reactors 11 to 14.

そこで、この発明の目的は、インバータ容量を増大させ
ることなく、しかもインバータの出力インピーダンスを
軽減しつつ、並列運転している各インバータの出力電流
を平衡させることにある。
Therefore, it is an object of the present invention to balance the output currents of the inverters operating in parallel without increasing the inverter capacity and reducing the output impedance of the inverters.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するために、単相交流を出力する複数
台の単位インバータを並列接続し、各単位インバータに
同一の動作信号を与えて同期運転をさせ、共通の負荷に
対して電力を供給するインバータの並列接続回路におい
て、前記各単位インバータの、自己の第1相交流出力電
流が流れる第1導体と、残余の単位インバータのうち少
なくとも1台の第2相交流出力電流が流れる第2導体と
を近接させて配線し、自己の第2相交流出力電流が流れ
る第2導体と、残余の単位インバータのうち少なくとも
1台の第1相交流出力電流が流れる第1導体とを近接さ
せて配線し、かつ、少なくとも1台の単位インバータの
第1相交流出力電流が流れる第1導体と第2相交流出力
電流が流れる第2導体とを近接させて配線するものとす
る。
In order to achieve the above purpose, multiple unit inverters that output single-phase alternating current are connected in parallel, and the same operation signal is given to each unit inverter for synchronous operation and power is supplied to a common load. In the parallel connection circuit of the inverters, a first conductor of each of the unit inverters through which the first phase AC output current of its own flows, and a second conductor of at least one of the remaining unit inverters through which the second phase AC output current flows And are wired in close proximity to each other, and the second conductor through which the second-phase AC output current of its own flows, and the first conductor of at least one of the remaining unit inverters through which the first-phase AC output current flows are wired in close proximity to each other. In addition, the first conductor of the at least one unit inverter, in which the first-phase AC output current flows, and the second conductor, in which the second-phase AC output current flows, are arranged close to each other.

または、前記第1導体と第2導体とを絶縁物を介して相
互に撚り合わせて配線するものである。
Alternatively, the first conductor and the second conductor are twisted with each other via an insulator and wired.

〔作用〕[Action]

この発明は、複数台の単相インバータの交流出力側同士
を並列接続する場合に、あるインバータの第1相交流出
力電流と、他のインバータの第2相交流出力電流とを磁
気結合により平衡させ、また、あるインバータの第2相
交流出力電流と他のインバータの第1相交流出力電流と
を磁気結合により平衡させ、さらに同一インバータの第
1相交流出力電流と第2層交流出力電流とを磁気結合に
より平衡させることで、すべてのインバータの交流出力
電流が第1相・第2相ともに平衡するようにしているの
であるが、この磁気結合は、鉄心に2組の巻線を施した
電流バランサ、あるいは電流量が同じで方向が逆の導体
同士を極力接近させ、あるいは絶縁物を介して撚合わせ
ることで達成させているので、この磁気結合に同じ値の
電流が流れているときは、両導体の相互インダクタンス
分だけ配線インダクタンスを軽減でき、また電流が不平
衡になれば、その差電流と相互インダクタンスにより、
電流が平衡するように誘起電圧を発生し、各インバータ
間の電流不平衡を解消させている。
According to the present invention, when AC output sides of a plurality of single-phase inverters are connected in parallel, a first-phase AC output current of a certain inverter and a second-phase AC output current of another inverter are balanced by magnetic coupling. Further, the second-phase AC output current of a certain inverter and the first-phase AC output current of another inverter are balanced by magnetic coupling, and the first-phase AC output current and the second-layer AC output current of the same inverter are further balanced. The AC output currents of all the inverters are balanced by magnetic coupling so that both the first and second phases are balanced. This magnetic coupling is the current obtained by applying two sets of windings to the iron core. A balancer, or conductors with the same amount of current but opposite directions are made as close as possible or twisted through an insulator, so current of the same value flows in this magnetic coupling. Come, only the mutual inductance of the two conductors can reduce wiring inductance, also if current is unbalanced, by the difference current and the mutual inductance,
The induced voltage is generated so that the currents are balanced, and the current imbalance between the inverters is eliminated.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の原理を示す主回路接続図であって、2
台の単相インバータを並列接続する場合をあらわしてい
る。
FIG. 1 is a main circuit connection diagram showing the principle of the present invention.
The figure shows the case of connecting single-phase inverters in parallel.

この第1図において、4個のMOS FET31〜34を単相ブリ
ッジ接続することで構成されている第1インバータ3の
直流側と、同じく4個のMOS FET41〜44を単相ブリッジ
接続することで構成されている第2インバータ4の直流
側には、共通の直流電源2が接続されており、これら両
インバータ3と4の交流側は、磁気結合としての第1電
流バランサ17と第2電流バランサ18とを介して両者に共
通の負荷5を接続することで、第1インバータ3と第2
インバータ4とは並列運転することができる。なお、こ
れら両インバータ3と4とは、同一の動作信号により動
作するのであるが、その部分の図示は本発明と直接の関
係がないので省略している。
In FIG. 1, by connecting the four MOS FETs 31 to 34 to the direct current side of the first inverter 3 which is configured by connecting the single phase bridges, and also the four MOS FETs 41 to 44 are connected to the single phase bridges. A common DC power supply 2 is connected to the DC side of the configured second inverter 4, and the AC side of these two inverters 3 and 4 is connected to the first current balancer 17 and the second current balancer as magnetic coupling. By connecting a common load 5 to both of the first inverter 3 and the second inverter 18 via
It can be operated in parallel with the inverter 4. The two inverters 3 and 4 operate with the same operation signal, but the illustration of those parts is omitted because it is not directly related to the present invention.

上述の電流バランサ17と18の接続は次のとおりである。
すなわち、第1インバータ3の交流出力の第1相U1は第
1電流バランサ17を介して負荷5に、またこの第1イン
バータ3の交流出力の第2相V1は第1電流バランサ17と
第2電流バランサ18とを介して負荷5に、第2インバー
タ4の交流出力の第1相U2は第2電流バランサ18を介し
て負荷5に、また同該第2インバータ4の交流出力の第
2相V2は直接負荷5に接続されているので、結局両イン
バータ3と4の交流出力の第1相U1とU2、および第2相
V1とV2とは、それぞれが両電流バランサ17と18を通過後
に負荷5の入力端子部で並列接続されている。
The connection of the above current balancers 17 and 18 is as follows.
That is, the first phase U1 of the AC output of the first inverter 3 is applied to the load 5 via the first current balancer 17, and the second phase V1 of the AC output of the first inverter 3 is connected to the first current balancer 17 and the second current V1. To the load 5 via the current balancer 18, the first phase U2 of the AC output of the second inverter 4 to the load 5 via the second current balancer 18, and the second phase of the AC output of the second inverter 4. Since V2 is directly connected to the load 5, the AC outputs of both inverters 3 and 4 are eventually the first phase U1 and U2, and the second phase.
V1 and V2 are connected in parallel at the input terminal portion of the load 5 after passing through both current balancers 17 and 18, respectively.

ここで第1電流バランサ17と第2電流バランサ18は、と
もに2個の巻線が磁気的に結合されるように構成されて
いて、これら両巻線に流れる電流が等しいときには、そ
れぞれの巻線の誘起電圧はほぼ零となるが、一方の巻線
の電流が他方の巻線の電流よりも増大しようとすると、
当該巻線には電流を減らす方向の電圧が誘起されるとと
もに、他方の巻線には、電流を増大させる方向の電圧が
誘起されることとなる。
Here, the first current balancer 17 and the second current balancer 18 are both configured so that two windings are magnetically coupled, and when the currents flowing through these windings are equal, the respective windings are The induced voltage of becomes almost zero, but if the current of one winding tries to increase more than the current of the other winding,
A voltage in the direction of decreasing the current is induced in the winding, and a voltage in the direction of increasing the current is induced in the other winding.

第2図は第1図に示した本発明の原理をさらに詳細に説
明するための説明回路図である。この第2図において、
スイッチ21と22はそれぞれがインバータのスイッチング
動作をあらわすスイッチであり、インバータ出力抵抗24
と28は、それぞれがインバータの出力インピーダンスを
抵抗分であらわしたものであって、スイッチ21と直流電
源22と負荷23およびインバータ出力抵抗24とが直列接続
された第1ループ回路と、スイッチ25と電流電源26と負
荷27ならびにインバータ出力抵抗28とが直列接続された
第2ループ回路とが、電流バランサ20により磁気的に結
合されたものとなる。
FIG. 2 is an explanatory circuit diagram for explaining the principle of the present invention shown in FIG. 1 in more detail. In FIG. 2,
Each of the switches 21 and 22 is a switch that represents the switching operation of the inverter, and the inverter output resistance 24
And 28 respectively represent the output impedance of the inverter by the resistance component, and a first loop circuit in which a switch 21, a DC power supply 22, a load 23 and an inverter output resistance 24 are connected in series, and a switch 25. The current source 26, the load 27, and the second loop circuit in which the inverter output resistance 28 is connected in series are magnetically coupled by the current balancer 20.

第3図は第2図に示す説明回路を等価的にあらわした等
価回路図であって、この第3図に示すスイッチ21と25、
直流電源22と26、負荷23と27、およびインバータ出力抵
抗24と28は第2図に図示のものと同じである。また第2
図に図示の電流バランサ20を第3図に示す等価回路では
バランサ漏れインダクタンス20Aと20Bおよびバランサ相
互インダクタンス20Mであらわしている。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram equivalently representing the explanatory circuit shown in FIG. 2, in which the switches 21 and 25 shown in FIG.
DC power supplies 22 and 26, loads 23 and 27, and inverter output resistors 24 and 28 are the same as those shown in FIG. The second
The current balancer 20 shown in the figure is represented by the balancer leakage inductances 20A and 20B and the balancer mutual inductance 20M in the equivalent circuit shown in FIG.

第3図に示す等価回路において、スイッチ21と25とを同
時にオンにしたとき、第1ループ回路の電圧方程式は下
記の(1)式で、また第2ループ回路の電圧方程式は
(2)式であらわされる。ただしこの(1)式と(2)
式におけるI5は第1ループ回路の電流、I6は第2ループ
回路の電流、Eは直流電源22と26の電圧、R1はインバー
タ出力抵抗24の抵抗値、R2はインバータ出力抵抗28と抵
抗値、L1はバランサ漏れインダクタンス20Aのインダク
タンス値、L2はバランサ漏れインダクタンス20Bのイン
ダクタンス値、Mはバランサ相互インダクタンス20Mの
インダクタンス値であり、さらにRは負荷23と27の抵抗
値である。
In the equivalent circuit shown in FIG. 3, when the switches 21 and 25 are turned on at the same time, the voltage equation of the first loop circuit is the following equation (1), and the voltage equation of the second loop circuit is the equation (2). It is represented by. However, this equation (1) and (2)
In the equation, I 5 is the current of the first loop circuit, I 6 is the current of the second loop circuit, E is the voltage of the DC power supplies 22 and 26, R 1 is the resistance value of the inverter output resistance 24, and R 2 is the inverter output resistance 28. And resistance value, L 1 is the inductance value of balancer leakage inductance 20A, L 2 is the inductance value of balancer leakage inductance 20B, M is the inductance value of balancer mutual inductance 20M, and R is the resistance value of loads 23 and 27. .

この(1)式と(2)式からあきらかなように、第1ル
ープ回路の電流I5の方が第2ループ回路電流I6よりも大
になろうとすると、(1)式の左辺第2項に示す電圧が
誘起されて、第1ループ回路電流I5を減少させるように
動作するとともに、(2)式の左辺第2項に示す電圧が
誘起されて、第2ループ回路電流I6を増大させようとす
るので、結局第1ループ回路電流I5と第2ループ回路電
流I6とは相等しい値に落着くこととなる。
As is clear from the expressions (1) and (2), when the current I 5 of the first loop circuit is about to become larger than the second loop circuit current I 6 , the second side of the left side of the expression (1) is The voltage indicated by the term is induced to operate so as to reduce the first loop circuit current I 5, and the voltage indicated by the second term on the left side of the equation (2) is induced to change the second loop circuit current I 6 to Since an attempt is made to increase it, the first loop circuit current I 5 and the second loop circuit current I 6 will eventually settle to equal values.

前述の第1項に示す本発明の実施例回路において、第1
インバータ3の第1相U1の出力電流をI1、第2相V1の出
力電流をI2とし、第2インバータ4の第1相U2の出力電
流をI3、第2相V2の出力電流をI4とするとき、これら各
電流が平衡する条件は下記の(3)式で与えられる。
In the circuit of the embodiment of the present invention shown in the above item 1,
The output current of the first phase U1 of the inverter 3 is I 1 , the output current of the second phase V1 is I 2 , the output current of the first phase U2 of the second inverter 4 is I 3 , and the output current of the second phase V2 is When I 4 is set, the condition where these respective currents are balanced is given by the following equation (3).

I1=I3=−I2=−I4 ……(3) ここでI1=−I2なる条件は第1電流バランサ17で確立で
きるし、また−I2=I3なる条件は第2電流バランサ18で
確立できるので、これら第1電流バランサ17と第2電流
バランサ18とにより下記の(4)式が得られる。
I 1 = I 3 = −I 2 = −I 4 (3) Here, the condition of I 1 = −I 2 can be established by the first current balancer 17, and the condition of −I 2 = I 3 is the first. Since it can be established by the two-current balancer 18, the following equation (4) is obtained by the first current balancer 17 and the second current balancer 18.

I1=−I2=I3 ……(4) 一方,キルヒホッフの法則により下記の(5)式が成立
する。
I 1 = -I 2 = I 3 (4) On the other hand, the following equation (5) is established by Kirchhoff's law.

I1+I2+I3+I4=0 ……(5) 結局、上記の(4)式と(5)式とにより(3)式に示
す電流平衡条件が満足される。すなわち第1図に示す位
置に2組の電流バランサ17と18とを設置することによ
り、両インバータ3と4とを並列接続して運転する場合
に、出力交流電流が不平衡になるおそれがないことがわ
かる。
I 1 + I 2 + I 3 + I 4 = 0 (5) After all, the above equations (4) and (5) satisfy the current balance condition shown in equation (3). That is, by installing two sets of current balancers 17 and 18 at the positions shown in FIG. 1, there is no risk of the output AC current becoming unbalanced when both inverters 3 and 4 are operated in parallel. I understand.

複数台の単相インバータを相互に並列接続して運転する
場合の交流出力電流を平衡させるのに、前述のような磁
気結合を利用する場合に、第1図に示す回路において、
この磁気結合を利用した電流バランサの挿入場所は、第
1図に示す以外に各種の組合わせが存在し得るし、単相
インバータの並列運転台数が増加するのに従って、その
組合わせの数は飛躍的に増大することとなるが、いずれ
にしてもすべての単相インバータの交流出力の第1相電
流と第2相電流とが、なんらかの組合わせで磁気結合さ
れるようにすればよいことになる。
In the circuit shown in FIG. 1, when the magnetic coupling as described above is used to balance the AC output currents when a plurality of single-phase inverters are connected in parallel and operated,
Various combinations other than those shown in FIG. 1 may exist at the insertion position of the current balancer using the magnetic coupling, and the number of combinations jumps as the number of parallel-operated single-phase inverters increases. However, in any case, the first phase current and the second phase current of the AC output of all the single phase inverters may be magnetically coupled in some combination. .

第4図は本発明の第1の実施例を示す主回路接続図であ
って、2台の単相インバータを並列接続する場合に、第
1相の交流出力電流が流れる導体と第2相の交流出力電
流が流れる導体とを、可能なかぎり長い距離にわたっ
て、できるかぎり接近して配列することで磁気結合を得
るようにしている。
FIG. 4 is a main circuit connection diagram showing the first embodiment of the present invention. When two single-phase inverters are connected in parallel, the conductor of the first phase AC output current and the second phase are connected. The magnetic coupling is obtained by arranging the conductor through which the AC output current flows through the conductor as long as possible and as close as possible.

この第4図において、4個のMOS FET31〜34の単相ブリ
ッジ接続で構成された第1インバータと、同じく4個の
MOS FET41〜44の単相ブリッジ接続で構成された第2イ
ンバータとを相互に並列に接続し、両者に共通の直流電
源2から供給される直流電力を単相交流電力に変換し
て、胸中の負荷5へ給電するのであるが、第1インバー
タの第1相電流I1が流れる導体51と、同じく第1インバ
ータの第2相電流I2が流れる導体52とを、長い距離にわ
たって極力接近して配置することにより、電流I1とI2
流れるときに磁気結合を生じ、この磁気結合が電流バラ
ンサの役割を果たすことから下記の(6)式に示す電流
平衡条件が得られる。
In FIG. 4, the first inverter composed of a single-phase bridge connection of four MOS FETs 31 to 34 and the same four inverters
The second inverter composed of the single-phase bridge connection of the MOS FETs 41 to 44 is connected in parallel to each other, and the DC power supplied from the DC power supply 2 common to both is converted into the single-phase AC power, and the Power is supplied to the load 5, but the conductor 51 in which the first phase current I 1 of the first inverter flows and the conductor 52 in which the second phase current I 2 of the first inverter also flows are made as close as possible over a long distance. By arranging them, magnetic coupling occurs when the currents I 1 and I 2 flow, and this magnetic coupling serves as a current balancer, so that the current balance condition shown in the following equation (6) is obtained.

I1=−I2 ……(6) この第1インバータの第1相電流I1を上述の導体51に直
列している導体53を介して負荷5へ流すとともに、第2
インバータの第2相電流I4を導体54を介して負荷5へ供
給するにあたって、これら両導体53と54とを極力接近さ
せることで磁気結合を発生させるならば、(7)式に示
す電流平衡条件が得られる。
I 1 = −I 2 (6) The first phase current I 1 of this first inverter is passed to the load 5 via the conductor 53 in series with the above-mentioned conductor 51, and the second
When the second phase current I 4 of the inverter is supplied to the load 5 via the conductor 54, if magnetic coupling is generated by bringing these conductors 53 and 54 close to each other as much as possible, the current balance shown in equation (7) is used. The condition is obtained.

I1=−I4 ……(7) また第1インバータの第2相電流I2を、前述の導体52に
直列している導体55に流すとともに、第2インバータの
第1相電流I3を導体56に流し、これら両導体55と56を極
力接近させることで磁気結合を発生させるならば、
(8)式に示す電流平衡条件が得られる。
I 1 = −I 4 (7) Further, the second phase current I 2 of the first inverter is caused to flow through the conductor 55 in series with the conductor 52, and the first phase current I 3 of the second inverter is changed. If magnetic coupling is generated by flowing it to the conductor 56 and bringing both conductors 55 and 56 as close as possible,
The current equilibrium condition shown in equation (8) is obtained.

−I2=I3 ……(8) これら(6),(7),(8)式から前述の(3)式に
示す電流平衡条件が得られるので、交流出力電流が流れ
る導体を第4図に示すように配置するならば、並列運転
している2台の単相インバータの交流出力電流をバラン
スさせることができる。
-I 2 = I 3 (8) Since the current balance condition shown in the above equation (3) can be obtained from these equations (6), (7) and (8), the conductor through which the AC output current flows is If arranged as shown in the figure, the AC output currents of the two single-phase inverters operating in parallel can be balanced.

第5図は本発明の第2の実施例を示す主回路接続図であ
って、2台の単相インバータを並列接続する場合をあら
わしている。すなわち、4個のMOS FET31〜34の単相ブ
リッジ接続で構成された第1インバータと、同じく4個
のMOS FET41〜44の単相ブリッジ接続で構成された第の
インバータとを相互に並列接続して、両者に共通の直流
電源2からの直流電力を単相交流電力に変換して、共通
の負荷5へ給電するのは第4図に示す第1の実施例回路
と同じである。
FIG. 5 is a main circuit connection diagram showing a second embodiment of the present invention and shows a case where two single-phase inverters are connected in parallel. That is, the first inverter composed of four single-phase bridge connections of four MOS FETs 31 to 34 and the first inverter similarly composed of four single-phase bridge connections of four MOS FETs 41 to 44 are connected in parallel with each other. As in the first embodiment circuit shown in FIG. 4, the DC power from the DC power supply 2 common to both is converted into single-phase AC power and is supplied to the common load 5.

第5図に示す第2の実施例回路では、第1インバータの
第1相電流I1を電線61に、また第2相電流I2を電線62に
それそれ流すのであるが、このとき電線61と62とを撚合
わせることにより、磁気結合を発生させる。同様に電線
61に直列している電線63に第1インバータの第1相電流
I1を流し、この電線63と撚合わされている電線64には第
2インバータの第2相電流I4を流す。また電線62に直列
している電線65に第1インバータの第2相電流I2を流
し、この電線65と撚合わされている電線66には、第2イ
ンバータの第1相電流I3を流すことにより、これら撚合
わされた電線間に磁気結合を生じ、結局(3)式に示す
電流平衡条件が成立するのは第4図に示す第1の実施例
の場合と同じである。
In the second embodiment circuit shown in FIG. 5, the first-phase current I 1 of the first inverter is passed through the electric wire 61, and the second-phase current I 2 is passed through the electric wire 62. The magnetic coupling is generated by twisting and 62. Wire as well
The first phase current of the first inverter on the electric wire 63 that is connected in series with 61
I 1 is made to flow, and the second phase current I 4 of the second inverter is made to flow in the electric wire 64 twisted with this electric wire 63. In addition, the second-phase current I 2 of the first inverter is applied to the electric wire 65 that is in series with the electric wire 62, and the first-phase current I 3 of the second inverter is applied to the electric wire 66 twisted with the electric wire 65. As a result, magnetic coupling is generated between the twisted wires, and the current balance condition shown in the equation (3) is finally satisfied as in the case of the first embodiment shown in FIG.

第1図に示す原理回路に使用している電流バランサは鉄
心に2個の巻線を備えた構成であって、(1)式と
(2)式に示す漏れインダクタンスの値L1とL2が、配線
インダクタンスに比して極めて大であることから、イン
バータの出力インピーダンスを増大させるが、第4図と
第5図に示す実施例回路においては、配線自体を用いて
磁気結合させているので、配線インダクタンスの値をそ
れぞれLA,LBとするならば、このようにして得られる磁
気結合の漏れインダクタンスの値L1,L2は、相互インダ
クタンス値をMとするならば下記の(9)式と(10)式
となる。
The current balancer used in the principle circuit shown in FIG. 1 has a structure in which two windings are provided in the iron core, and the leakage inductance values L 1 and L 2 shown in the equations (1) and (2) are used. However, since it is extremely large compared to the wiring inductance, the output impedance of the inverter is increased. However, in the embodiment circuits shown in FIGS. 4 and 5, the wiring itself is used for magnetic coupling. , And the wiring inductance values are L A and L B , respectively, the magnetic coupling leakage inductance values L 1 and L 2 obtained in this way are the following (9) when the mutual inductance value is M. ) And (10).

L1=LA−M ……(9) L2=LB−M ……(10) すなわち第4図あるいは第5図に示す磁気結合により、
並列接続されているインバータの出力インピーダンスの
方が、インバータ単独運転の場合の出力インピーダンス
よりも小となる。
The magnetic coupling shown in L 1 = L A -M ...... ( 9) L 2 = L B -M ...... (10) i.e. Figure 4 or Figure 5,
The output impedance of the inverters connected in parallel is smaller than the output impedance in the case of independent operation of the inverters.

第1図の原理回路と第4図あるいは第5図の実施例回路
とを対比して見ればあきらかなように、第4図の実施例
回路における導体53と導体54とで構成される磁気結合、
あるいは第5図の実施例回路における電線63と電線64と
で構成される磁気結合は存在しなくても、電流を平衡さ
せるのに支障はないが、上述したように、これらの磁気
結合により各インバータの出力インピーダンスを軽減で
きるし、かつ他方の磁気結合(第4図における導体55と
56、あるいは第5図における電線65と66とで構成される
磁気結合)を補助する役割をも有している。
As apparent from a comparison between the principle circuit of FIG. 1 and the embodiment circuit of FIG. 4 or FIG. 5, it is clear that the magnetic coupling composed of the conductor 53 and the conductor 54 in the embodiment circuit of FIG. ,
Alternatively, even if there is no magnetic coupling formed by the electric wire 63 and the electric wire 64 in the embodiment circuit of FIG. 5, there is no problem in balancing the current, but as described above, these magnetic couplings cause The output impedance of the inverter can be reduced and the other magnetic coupling (with the conductor 55 in FIG. 4).
56, or the magnetic coupling formed by the electric wires 65 and 66 in FIG. 5).

また第4図、第5図に示す実施例回路に用いられている
磁気結合は鉄心を使用していないので、鉄心を使用した
電線バランサにくらべ、相互インダクタンスの値Mが小
となる。従って差電流の変化分、すなわちd(I5−I6
/dtあるいはd(I6−I5)/dtが大きな高周波インバータ
や大容量インバータに適している。
Further, since the magnetic coupling used in the embodiment circuits shown in FIGS. 4 and 5 does not use the iron core, the value M of mutual inductance is smaller than that of the wire balancer using the iron core. Therefore, the change of the difference current, that is, d (I 5 −I 6 ).
It is suitable for high frequency inverters and large capacity inverters with large / dt or d (I 6 −I 5 ) / dt.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明によれば、複数台の単相インバータを同一の動
作信号で動作させつつ並列運転する場合に、あるインバ
ータの第1相交流出力電流と他のインバータの第2相交
流出力電流とを平衡させる磁気結合、あるいはあるイン
バータの第2相交流出力電流と他のインバータの第1相
交流出力電流とを平衡させる磁気結合、さらには特定イ
ンバータの第1相と第2相交流出力電流を平衡させる磁
気結合を備えることで、並列運転中の各インバータの電
流不平衡を、従来の大きなインピーダンスを有するリア
クトル挿入によらずに抑制できるので、インバータの出
力インピーダンスを増大させることがなく、従って当該
インバータの容量も大きくしなくてよい。さらにリアク
トルを不用にすることから装置の大形化を抑制し、コス
トを上昇させずに済む利点を有する。さらに上記の磁気
結合を、インバータ交流出力電流を流す導体や電流の近
接配置あるいは撚合わせにより達成させる場合は、鉄心
を使用する電流バランサに比して、更に小形・低価格化
が実現できるばかりでなく、相互インダクタンスも減少
できるので、特に高周波数でのスイッチング動作を行う
インバータや、大容量のインバータに好適であり、鉄心
を使用しないことから、装置の小形軽量化と低価格化に
寄与できる効果も合わせて有する。
According to the present invention, when a plurality of single-phase inverters are operated in parallel while operating with the same operation signal, the first-phase AC output current of one inverter is balanced with the second-phase AC output current of another inverter. Magnetic coupling, or magnetic coupling that balances the second-phase AC output current of one inverter with the first-phase AC output current of another inverter, and further balances the first-phase and second-phase AC output current of a specific inverter. By providing the magnetic coupling, the current imbalance of each inverter during parallel operation can be suppressed without relying on the conventional reactor insertion having a large impedance, so that the output impedance of the inverter is not increased, and therefore the inverter The capacity does not have to be large. Further, since the reactor is not used, there is an advantage that the size of the device is suppressed and the cost is not increased. Furthermore, when the above magnetic coupling is achieved by a conductor that carries an inverter AC output current or a close arrangement or twisting of the currents, it is possible not only to realize a smaller size and lower cost than a current balancer using an iron core. In addition, since mutual inductance can be reduced, it is particularly suitable for inverters that perform switching operation at high frequencies and large capacity inverters, and because an iron core is not used, it is possible to contribute to downsizing and weight reduction of equipment and cost reduction. Also have.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の原理を示す主回路接続図であり、第2
図は第1図に示す本発明の原理を説明するための説明回
路図、第3図は第2図に示す説明回路を等価的にあらわ
した等価回路図であり、第4図は本発明の第1の実施例
を示す主回路接続図、第5図は本発明の第2の実施例を
示す主回路接続図である。第6図は同一の動作信号を受
けて並列運転する複数台の単相インバータに出力電流の
不平衡を生ぜしめない従来例を示した主回路接続図であ
る。 2,22,26……直流電源、3……第1インバータ、4……
第2インバータ、5,23,27……負荷、11,12,13,14……リ
アクトル、17……磁気結合としての第1電流バランサ、
18……磁気結合としての第2電流バランサ、20……電流
バランサ、20A,20B……バランサ漏れインダクタンス、2
0M……バランサ相互インダクタンス、21,25……スイッ
チ、24,28……インバータ出力抵抗、31〜34,41〜44……
MOS FET、51〜56……導体、61……66……電線。
FIG. 1 is a main circuit connection diagram showing the principle of the present invention.
FIG. 1 is an explanatory circuit diagram for explaining the principle of the present invention shown in FIG. 1, FIG. 3 is an equivalent circuit diagram equivalently showing the explanatory circuit shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a main circuit connection diagram showing the first embodiment, and FIG. 5 is a main circuit connection diagram showing the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a main circuit connection diagram showing a conventional example in which output current unbalance does not occur in a plurality of single-phase inverters that receive the same operation signal and operate in parallel. 2,22,26 …… DC power supply, 3 …… First inverter, 4 ……
2nd inverter, 5,23,27 …… load, 11,12,13,14 …… reactor, 17 …… first current balancer as magnetic coupling,
18 …… Second current balancer as magnetic coupling, 20 …… Current balancer, 20A, 20B …… Balancer leakage inductance, 2
0M …… balancer mutual inductance, 21,25 …… switch, 24,28 …… inverter output resistance, 31 to 34,41 to 44 ……
MOS FET, 51-56 …… conductor, 61 …… 66 …… electric wire.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】単相交流を出力する複数台の単位インバー
タを並列接続し、各単位インバータに同一の動作信号を
与えて同期運転させて、共通の負荷に対して電力を供給
するインバータの並列接続回路において、 前記各単位インバータの、自己の第1相交流出力電流が
流れる第1導体と、残余の単位インバータのうち少なく
とも1台の第2相交流出力電流が流れる第2導体とを近
接させて配線し、自己の第2相交流出力電流が流れる第
2導体と、残余の単位インバータのうち少なくとも1台
の第1相交流出力電流が流れる第1導体とを近接させて
配線し、 かつ、少なくとも1台の単位インバータの第1相交流出
力電流が流れる第1導体と第2相交流出力電流が流れる
第2導体とを近接させて配線することを特徴とするイン
バータの並列接続回路。
1. A plurality of unit inverters that output a single-phase alternating current are connected in parallel, and the same operation signal is given to each unit inverter for synchronous operation to supply electric power to a common load. In the connection circuit, the first conductor of each of the unit inverters, through which the first phase AC output current of its own flows, and the second conductor of at least one of the remaining unit inverters, through which the second phase AC output current flows, are arranged close to each other. The second conductor through which the second-phase AC output current of its own flows, and the first conductor of at least one of the remaining unit inverters through which the first-phase AC output current flows, in close proximity to each other, and A parallel connection circuit for inverters, characterized in that a first conductor through which a first-phase AC output current of at least one unit inverter flows and a second conductor through which a second-phase AC output current flows are arranged close to each other. .
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のインバータの
並列接続回路において、 前記第1導体と第2導体とを絶縁物を介して相互に撚り
合わせて配線することを特徴とするインバータの並列接
続回路。
2. The inverter parallel connection circuit according to claim 1, wherein the first conductor and the second conductor are twisted with each other through an insulator and wired. Parallel connection circuit.
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