JPH0715970A - 並列構成電力変換器の制御装置 - Google Patents

並列構成電力変換器の制御装置

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JPH0715970A
JPH0715970A JP5178626A JP17862693A JPH0715970A JP H0715970 A JPH0715970 A JP H0715970A JP 5178626 A JP5178626 A JP 5178626A JP 17862693 A JP17862693 A JP 17862693A JP H0715970 A JPH0715970 A JP H0715970A
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JP5178626A
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Shinobu Takeda
忍 竹田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、各々の電力変換器が出力する
電流の不平行を抑制し、電力変換器の経済的運用を可能
にすることである。 【構成】本発明の並列構成電力変換器の制御装置は、複
数個の電力変換器が並列接続された個々の電力変換器に
ぞれぞれ個別電流検出器を設け、この個別電流転出器で
検出した個々の電流変換器の出力電流が、個別目標値算
出手段にて算出された個別電流目標値になるように、個
々の電力変換器にそれぞれ与えられるゲートパルス信号
に補正を加えるための補正信号を電流制御器にて算出す
るようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個の電力変換器を
並列接続して直流電力からの直流電力を所定の交流電力
に変換する並列構成電力変換器の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】大容量の変換電力を得ようとする場合、
複数個の電力変換器を並列接続して用いる場合がある。
図5にそのような並列構成の電力変換器の構成を示す。
直流電圧源1からの直流を可変周波数の交流に変換する
電力変換器2は図5に示すように、複数個(図5ではN
個)のものが並列接続されている。これら電力変換器2
-1,2-2,…2-nは、直流電圧源1より与えられる直流
を可変周波数の交流に変換する自己消弧型のスイッチン
グ手段を有するn個の電圧型電力変換器であり、図5で
は電力変換器の一例として電圧型三相インバータを用い
た場合を示している。各電力変換器の入力側は直流電圧
源1に対してn並列構成に接続されており、出力側は並
列用リアクトル3-1,3-2……3-nを介して結合されて
いる。制御装置4は電流検出器5より電力変換器に2-
1,2-2,…2-nが出力する総合出力電流を検出し、こ
れを目標値である電流指令値と一致するようにフィード
バック制御を行う。
【0003】図6に制御装置4の制御ブロックを示す。
先ず電流設定器401より電力変換器2-1,2-2,…2
-nの出力の目標値である電流指令Iが与えられる。次
に電流検出器5より総合出力電流Iを検出し、加減算器
402にて電流指令I と総合出力電流Iとの偏差を
とった後、電流制御器403にてその偏差をゼロとする
ような電圧指令Vを作成する。この電圧指令Vをも
とにしてパルス発生器404-1,404-2…404-nに
てパルス信号S-1,S-2,…S-nを作成し、このパルス
信号を電力変換器2-1,2-2,…2-nにゲートパルス信
号として与え、各電力変換器の出力電圧を調整する。図
7にパルス発生器の動作の一例として基準信号Cと電圧
指令Vを比較し、電圧指令Vに応じてパルス信号の
時間的幅を変調させ各電力変換器の出力電圧V-1,V-
2,…V-nを調整する手法を用いたスイッチング状態を
示す。
【0004】図7中のS-1〜S-nは、電力変換器2-1〜
2-nのサイリスタの導通期間を示すものであり、図8に
はそれに対応して、各々の時間T1〜T4における電力
変換器2-1〜2-nのサイリスタの導通状態を示してい
る。
【0005】かくして、電力変換器2-1,2-2,…2-n
の総合出力電流Iが電流指令Iとなるように各電力変
換器の出力電圧V-1,V-2,…V-nが調整され、総合出
力電流Iが制御される。
【0006】ところで、前記のような並列構成電力変換
器を用いた電力変換装置においては、電力変換器2-1,
2-2,…2-nが全く同一の挙動を示すとすれば図8に示
すように各電力変換器の出力電流I-1,I-2,…I-nの
総和が総合出力電流Iとなり各電力変換器の出力電流は
互いに等しくなる。すなわち次式の関係が成立する。 I=I-1+I-2+…+−nの条件下でI-1=I-2=…=
I-n=1/nI
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は各電力変換器のスイッチング手段のスイッチング特性
がパルス発生器の特性のばらつき、および制御装置4の
演算誤差や応答速度のわずかな違い等の原因により電力
変換器2-1,2-2,…2-nが全く同一の挙動を示すこと
はない。図9および図10にその一例として各電力変換
器2-1〜2-nのスイッチング特性の相違により各電力変
換器2-1〜2-n間に横流が発生した場合のスイッチング
状態を示す。図9に示すように電力変換器2-1〜2-nの
サイリスタの導通期間S-1〜S-nに、ばらつきが生じた
場合の時間T5および時間T6におけるその導通特性
は、図10に示すように各電力変換器2-1〜2-nの出力
電流I-1〜I-nの総和が総合出力電流Iとなるが、点線
で示すような横流が発生しているため各電力変換器2-1
〜2-nの出力電流I-1〜I-nは互いに等しくはならな
い。
【0008】すなわち、次式のような挙動を示すように
なる。 I=I-1+I-2+…+I-nの条件下でI-1≠I-2≠…≠
I-n≠1/nIこの現象は、各電力変換器の間に不平衡
が生じていることを示すものであり、不平衡の度合いは
1.5〜2倍にもなる場合がある。
【0009】以上のように、電力変換器をm並列に接続
してその総合出力電流を従来の方法で制御しようとする
場合、理想的には、一並列当りの電力変換器の容量は要
求される変換電力の容量に対して1/n(以下これを必
要容量とよぶ)であればよいわけであるが、前記の如く
に実際には不平衡が生ずるため、その分余裕をもった容
量(以下この余裕分を余剰容量とよぶ)としなくてはな
らなかった。これに対する一般的手法としてパルス発生
器の特性のばらつきがスイッチング手段の特性のばらつ
きおよびこれらの経年変化に起因する不平衡状態の時間
Δtを予測しておき、この時間に発生する横流が前記余
剰容量の範囲に収まるように次式により並列用リアクト
ルの定数を決定するという方法をとっていた。 Leq=ΔI/Δt/VDC(なぜならば VDC=L
eqΔt/ΔI) ここでLeq:並列回路上での等価的な並列用リアクト
ルの定数、VDC:直流電圧源の電圧、ΔI:発生する
横流電流、Δt:不平衡状態の時間である。
【0010】このことは、例えば電力変換器2-1,2-
2,…2-nより要求される変換電力を出力させた場合、
ある電力変換器は変換器定格の電流を出力しているが、
別の電力変換器は変換器定格以下の電流しか出力してい
ないということであり、換言すると、各電力変換器が効
率よく使用されていないということである。
【0011】本発明は各電力変換器が出力する電流の不
平衡を抑制し、電力変換器を必要容量で並列構成させる
ことを図り、電力変換器の経済的運用を可能にすること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の並列構成電力変
換器の制御装置は、複数個の電力変換器を並列接続しそ
の並列接続した個々の電力変換器にゲートパルス信号を
与えて個々の電力変換器の出力電流の総和が予め定めた
総合電流目標値になるように直流電源からの直流電力を
所定の交流電力に変換するものであって、総合電流目標
値に基づいて個々の電力変換器がそれぞれ出力すべき個
別電流目標値を算出する個別目標値算出手段と、個々の
電力変換器の出力電流をそれぞれ検出する個別電流検出
器と、個々の電力変換器の出力電流が前記個別電流目標
値になるようにゲートパルス信号に補正を加えるための
補正信号を算出する電流制御器とを備えている。
【0013】
【作用】このような構成とすることにより、本発明の並
列構成電力変換器の制御装置では、出力すべき電流の目
標値である電流指令を電力変換器の並列数で等分して個
別電流指令を作成し、この個別電流指令と各電力変換器
の出力である個別出力電流との偏差を算出して、この偏
差をゼロとするように各電力変換器の出力電圧を補正し
調整することにより、各電力変換器の不平衡を抑制す
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図1
は、本発明の制御装置のブロック構成図を示すものであ
り、図2は本発明における並列構成電力変換器の構成図
である。本発明では図2からわかるように従来の並列構
成電力変換器に対し、各々の電力変換器の出力電流を検
出するための個別電流検出器6-1〜6-nが設けられてい
る。これに伴ない図1に示す本発明の制御装置も個別電
流指令を作成する除算器405と、不平衡を算出するた
めの加減算器406-1,406-2,…406-nと、個別
出力電流を制御するための電流制御器407-1,407
-2,…407-nおよび個別に出力電流を補正するための
加減算器408-1,408-2,…408-nが追加されて
いる。
【0015】電力変換器2の制御においては、電圧指令
を作成するところまでは従来例と同様である。以
下、従来例と相違する点について詳細に説明をする。先
ず、電流指令Iを除算器405にて電力変換器の並列
数n1一等分し個別電流指令Inを作成する。次に電
流検出器6-1,6-2,…6-nより個別出力電流I-1,I
-2,…I-nを検出し、加減算器406-1,406-2,…
406-nにて個別電流指令と個別出力電流との偏差すな
わち不平衡を算出した後、電流制御器407-1,407
-2…407-nにて不平衡をゼロとするような電圧補正値
Ve-1,Ve-2,…Ve-nを作成する。
【0016】さらに、加減算器408-1,408-2,…
408-nにて電圧指令Vに電圧補正を加え電圧指令を
補正し、個別電圧指令V-1,V-2,…V-nを作成
する。この個別電圧指令をもとにパルス発生器404-
1,404-2,404-nにてパルス信号S-1,S-2,…
S-nを作成し、このパルス信号を電力変換器2-1,2-
2,…2-nに与え、各電力変換器の出力電圧を個別に調
整する。以上のことにより並列構成されている各電力変
換器2はI=I-1+I-2+…+I-nの条件下でI-1=I
-2=…=I-n=1/nIとなるように、すなわち各電力
変換器は常に互いに等しい出力となるように制御される
ため、各電力変換器の不平衡が抑制される。
【0017】図3および図4は本発明を適用した一例と
して従来例での不平衡状態を解消し各電力変換器2のス
イッチングの挙動を同一にしたスイッチング状態の場合
を示している。すなわち、パルス発生器404-1,40
4-2,…404-nへの入力V-1,V-2,…V-n
同一の場合に図3に示すように点線で示したパルス信号
の立ち上がり立ち下がりのタイミングでスイッチングさ
れるものとすると、従来例では図10に示すように各電
力変換器間に横流が発生するが本発明で各電力変換器2
の出力電圧を個別に調整するので、パルス発生器404
-1,404-2,…404-nへの入力V-1,V-2,…
V-nが補正され、図3の実線で示したパルス信号のタ
イミングでスイッチングされるようになり、図4に示す
ように各電力変換器2間の横流が抑制されるようにな
る。
【0018】かくして、各電力変換器の不平衡が抑制さ
れるため、電力変換器を必要容量で並列構成にすること
ができ、電力変換器の経済的運用が可能となる。
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、並列
構成された各電力の変換器の不平衡が抑制されるため、
電力変換器を必要容量で並列構成にすることができ、電
力変換器の経済的運用が可能となる。これは、従来例の
ものでは余剰容量を確保するために電力変換器の並列数
を増さなければならないことろを、必要容量で並列構成
にすることができ、並列数を削減できる。したがって、
電力変換器の収納面積も縮小化できる。特に予め収納面
積に制約がある場合などには、極めて大きな効果をもた
らす。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック構成図
【図2】本発明における並列構成電力変換器の構成図
【図3】本発明における電力変換器に与えられるパルス
信号の説明図
【図4】本発明における電力変換器のサイリスタの導通
状態の説明図
【図5】従来例における並列構成電力変改器の構成図
【図6】従来例のブロック構成図
【図7】電力変換器に与えられるパルス信号の発生を示
す説明図
【図8】電力変換器のサイリスタの導通状態の説明図
【図9】従来例における電力変換器に与えられるパルス
信号の説明図
【図10】従来例における電力変換器のサイリスタの導
通状態の説明図
【符号の説明】
1 直流電圧源 2-1〜2-n 電力変換器 3-1〜3-n 並列用リアクトル 4 制御装置 401 電流設定器 402 加減算器 403 電流制御器 404-1〜404-n パルス発生器 405 除算器 406-1〜406-n 加減算器 407-1〜407-n 電流制御器 408-1〜408-n 加減算器 5 電流検出器 6-1〜6-n 電流検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の電力変換器を並列接続しその並
    列接続した個々の電力変換器にゲートパルス信号を与え
    て前記個々の電力変換器の出力電流の総和が予め定めた
    総合電流目標値になるように直流電源からの直流電力を
    所定の交流電力に変換する並列構成電力変換器の制御装
    置において、前記総合電流目標値に基づいて前記個々の
    電力変換器がそれぞれ出力すべき個別電流目標値を算出
    する個別目標値算出手段と、前記個々の電力変換器の出
    力電流をそれぞれ検出する個別電流検出器と、前記個々
    の電力変換器の出力電流が前記個別電流目標値になるよ
    うに前記ゲートパルス信号に補正を加えるための補正信
    号を算出する電流制御器とを備えたことを特徴とする並
    列構成電力変換器の制御装置。
JP5178626A 1993-06-28 1993-06-28 並列構成電力変換器の制御装置 Pending JPH0715970A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT509828B1 (de) * 2010-03-30 2016-05-15 Siemens Ag Steuerungsverfahren einer stromrichterparallelschaltung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT509828B1 (de) * 2010-03-30 2016-05-15 Siemens Ag Steuerungsverfahren einer stromrichterparallelschaltung

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