JPH09331682A - 電力変換器 - Google Patents

電力変換器

Info

Publication number
JPH09331682A
JPH09331682A JP8150529A JP15052996A JPH09331682A JP H09331682 A JPH09331682 A JP H09331682A JP 8150529 A JP8150529 A JP 8150529A JP 15052996 A JP15052996 A JP 15052996A JP H09331682 A JPH09331682 A JP H09331682A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
current
time
output
power converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8150529A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Yamamoto
康弘 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP8150529A priority Critical patent/JPH09331682A/ja
Priority to EP97109484A priority patent/EP0813292A3/en
Priority to US08/873,923 priority patent/US5852554A/en
Priority to CN97113217A priority patent/CN1067188C/zh
Priority to KR1019970024390A priority patent/KR100276545B1/ko
Publication of JPH09331682A publication Critical patent/JPH09331682A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • 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
    • H02M7/505—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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515—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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/525—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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
    • H02M7/527—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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency by pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力容量の拡大のための３台以上のＰＷＭイ
ンバータユニットの並列接続構造及び電流バランス制御
は、実現されていない。 【解決手段】 ３台のインバータユニット２Ａ，２Ｂ，
２Ｃの同じ相（Ｕ相のみ示す）の出力を相間リアクトル
１０Uで結合してその中性点からＵ相出力を得、ＰＷＭ
発生回路５からのＰＷＭ波形の前縁又は後縁を電流バラ
ンス制御回路１１の遅れ補正回路２０ＡUP，２１ＡDOWN
等で遅れ補正する。この補正時間は、各ユニットの出力
電流の平均値を加算回路２４と割算器２５によって求
め、この平均値と各ユニットの出力電流との差分を偏差
検出回路２６A等で求め、偏差制御アンプ２７A等で比例
積分演算し、偏差の正負に応じてリミッタ回路２２
ＡP，２３ＡN等で偏差に相当する時間として求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタやＩＧＢＴといった電力スイッチング素子を使用
して、ＰＷＭ（パルス幅変調方式）と呼ぱれるスイッチ
ング制御方式により出力電圧を制御する電力変換器に係
り、特に出力容量を拡大するために電力変換（インバー
タ）ユニットを並列接続する場合の各ユニットの出力電
流をバランスさせる電力変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電圧をスイッチング素子により時分
割にオン／オフすることにより、交流に電力変換するイ
ンバータがある。このインバータを大容量化する方法と
して、電力スイッチング素子自体を大容量化する方法が
あるが、素子の容量による限界がある。それ以上に容量
を拡大する方式として、下記の並列運転（リアクトル多
重）方式を本願出願人は既に提案している。
【０００３】特開平５−３０６６１号公報 この提案の要部構成は、図１４に示すようになる。１台
の交流−直流電力変換器１に得る直流電力を２台のイン
バータユニット２Ａ、２ＢによってそれぞれＰＷＭ制御
による交流電力に変換し、両インバータユニット２Ａ、
２Ｂの各相出力を相間リアクトル３U，３V，３Wで結合
することで出力容量を拡大し、負荷としての誘導電動機
４に供給する。
【０００４】インバータユニット２Ａ、２ＢのＰＷＭ制
御は、ＰＷＭ発生回路５からの各相ＰＷＭ波形の指令信
号をデッドタイム補償回路を持つゲートドライブ回路６
Ａ、６Ｂに与えることで両ゲートドライブ回路６Ａ、６
ＢにＰＷＭ波形のゲート信号を得る。
【０００５】両インバータユニット２Ａ、２Ｂの各相電
流をバランスさせるための電流バランス制御回路７U，
７V，７Wは、電流検出器８U，８V，８W，９U，９V，９W
で検出した各相の出力電流の偏差に応じてＰＷＭ発生回
路５からのＰＷＭ波形の前縁又は後縁を遅れ補正する。
【０００６】この構成の要点は次のような内容である。
【０００７】（１）２台のインバータユニットの各相出
力を中間タップ方式の相間リアクトルで結合して並列接
続する。
【０００８】（２）２台のインバータの出力電流のアン
バランスを抑制するバランス制御を適用した。また、従
来のアナログ回路による方式でＰＷＭ演算の前段にアン
バランス抑制を行っていたが、この提案ではＰＷＭ演算
後のＰＷＭパターン出力部に補正を行う構成とした。こ
れによりＶ／ｆ制御のインバータでも、ベクトル制御な
どの電流制御を行うインバータでも同じ回路構成でユニ
ットの並列接続が実現できている。
【０００９】（３）電流のバランスを補正するために、
各ユニットに対するスイッチング指令に遅れ時間を挿入
することにより実現している。ここで、遅れ時間の挿入
方法として、どちらかのみ遅らせる方法と、２ユニット
に挿入する遅延時間の和を一定に保つ方法を提案してい
る。遅れ時間の和を一定に保つと、相間リアクトルから
の合成出力電圧の平均遅れ時間が、電流アンバランス抑
制による遅延時間によって干渉を受けないようになる。
【００１０】（４）遅延時間の非干渉化を行った回路
に、さらに２ユニットの出力電圧を時分割で検出する平
均化回路を適用することにより、並列運転におけるデッ
ドタイム補償も実現できる。これにより、ＰＷＭパター
ンと合成出力電圧の時間遅れがほぼ一定となり、出力相
間の相対時間のズレが抑制され、正確なＰＷＭ電圧が出
力できている。
【００１１】このように、前回提案している技術によ
り、インバータユニットの２台並列運転にも、電流バラ
ンスと電圧精度のどちらも良好なシステムが実現でき
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、さらに出力
容量を拡大しようとすると、ユニットの並列台数を２台
よりも多くする必要がでてくる。このための３台以上の
インバータユニットを並列接続する電力変換器を実現す
るには、従来の中間タップ方式の相間リアクトルをその
まま利用できるものではない。また、３台以上のインバ
ータユニットの各相電流出力をバランスさせる電流バラ
ンス制御回路もそのまま利用できるものではない。
【００１３】本発明の目的は、３台以上のＰＷＭインバ
ータユニットを電流バランスさせて並列運転するための
電力変換器を提供することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、３台以上のＰＷＭイ
ンバータユニットを電流バランスさせて並列運転するの
に、デッドタイム補償及びスイッチング時間のバラツキ
を補償するための電力変換器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（第１の発明）本発明は、３台以上のＰＷＭインバータ
ユニットと、前記各インバータユニットの各相出力電流
を合成して負荷に供給する相間リアクトルと、前記各イ
ンバータユニットのＰＷＭ波形の遅れ補正によってイン
バータユニット間の各相電流をバランスさせる電流バラ
ンス制御回路とを備えた電力変換器において、前記相間
リアクトルは、各インバータユニットの並列数Ｎと同じ
数の脚を並列に構成した鉄心と、前記鉄心の各脚に鎖交
するＮ個のコイルとで構成され、各コイルの同一方向の
片方の端子群を一括に接続して負荷への出力端子とし、
各コイルの反対の端子を各インバータユニットの同じ相
の出力に接続した構造を特徴とする。
【００１６】（第２の発明）前記相間リアクトルは、各
インバータユニットの並列数Ｎと同じ数の２脚鉄心と、
前記各鉄心のうち２つの鉄心と鎖交しかつ順に鉄心とコ
イルを鎖状に接続するＮ個のコイルとで構成され、各コ
イルの同一方向の片方の端子群を一括に接続して負荷へ
の出力端子とし、各コイルの反対の端子を各インバータ
ユニットの同じ相の出力に接続した構造を特徴とする。
【００１７】（第３の発明）前記相間リアクトルは、鉄
芯の脚数又は２脚鉄心が並列回路数Ｎより１個以上多い
構成とし、前記コイルが巻回されない脚部に鎖交磁束の
変化を抑制する短絡還を設けた構造を特徴とする。
【００１８】（第４の発明）前記電流バランス制御回路
は、前記各インバータユニットの各相の出力電流をそれ
ぞれ検出する電流検出器と、同じ相の前記電流検出器の
検出電流の平均値を求める演算回路と、前記電流検出器
の検出電流から前記平均値を差分して各インバータユニ
ット間の相毎のアンバランス電流を求める偏差検出回路
と、前記アンバランス電流と前記平均値との差に相当す
る時間の補償量を該差の正負別に求める補償量演算回路
と、前記差が正のときに前記補償量だけ各インバータユ
ニットのＰＷＭ波形の立ち上がり時間を遅らせ、負のと
きに前記補償量だけＰＷＭ波形の立ち下がり時間を遅ら
せる遅れ補正回路とを備えたことを特徴とする。
【００１９】（第５の発明）前記補償量演算回路は、補
償量を正負の一定時間±ＴＢＯに相当するリミッタ値以
内に制限するリミッタを通して求め、該リミッタの出力
に一定時間ＴＢＯに相当する信号を加算して補償量を求
める構成にしたことを特徴とする。
【００２０】（第６の発明）前記各インバータユニット
間の同じ相の出力電圧を時分割で順に選択してサンプル
することにより出力電圧の平均値を求める平均化回路を
設け、前記平均値によって前記ＰＷＭ波形に対してデッ
ドタイム補償を行い、該デッドタイムを前記平均値によ
って補正するデッドタイム補償回路とを備えたことを特
徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
要部回路図であり、３台のインバータユニットを並列接
続する場合である。本実施形態では、３台以上のインバ
ータユニットの並列接続に適用できるものであり、従来
の図１４の構成に比べて、大きくには次の２つの点で異
なる。
【００２２】（Ａ）従来の中間タップ方式の相間リアク
トルを、３台のインバータユニットの並列接続を可能に
した構造とする。また、その相間リアクトルも多脚の１
個の鉄芯で構成する場合と、複数の鉄芯で構成する場合
とで実現できる構成としている。
【００２３】（Ｂ）各ユニット間の電流バランス制御方
式については、従来の技術を拡張して３台のインバータ
ユニットの並列接続で電流バランスが可能な回路に拡張
する。これは、従来の電流のアンバランス検出部分を一
部改造するだけで実現したものである。そのため、前提
案のＰＷＭ演算の後に電流バランスフードバック回路を
構成する利点はそのまま有効になっている。
【００２４】以下、本実施形態を詳細に説明する。
【００２５】（１）３ユニット並列運転の回路構成と相
間リアクトル構造 図１が図１４と異なる部分を説明する。３台のインバー
タユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれデッドタイム
回路を持つゲートドライブ回路６Ａ，６Ｂ，６Ｃによっ
てそれぞれＰＷＭ波形のゲート信号が与えられ、各ユニ
ットの同じ相出力は相間リアクトル１０U，１０V，１０
Wによってそれぞれ結合されて誘導電動機４に電流を供
給する。
【００２６】電流バランス制御回路１１は、各インバー
タユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各相電流出力を検出器１
２U，１２V，１２W，１３U，１３V，１３W，１４U，１
４V，１４Wを通して取り込み、これら検出信号にしたが
ってＰＷＭ発生回路５からのＰＷＭ波形を電流バランス
のための補正をし、各ゲートドライブ回路６Ａ，６Ｂ，
６Ｃに与える。
【００２７】ここで、各インバータユニット２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの各相出力の結合に使用される相間リアクトル
は、図２にＵ相の回路構成を示すように、鉄心で磁気結
合されたコイルのスター結線にされ、その中性点を合成
出力端としている。
【００２８】この相間リアクトルの構造は、ユニットの
並列数Ｎと同じ数の脚を並列に構成した鉄心と、各脚に
鎖交するＮ個のコイルとで構成され、かくコイルの同一
方向の片方の端子群を一括に接続して負荷への出力端子
とし、各コイルの反対の端子を各インバータの出力に接
続するものであり、Ｎ＝３の場合の構造を図３に示すよ
うに、各ユニット用のコイル１５U，１５V，１５Wと３
脚鉄心１６の脚１６Aと突き合わせ鉄心１６B及びそれら
のギャップＧを対称にした構造とする。
【００２９】この構造において、コイル１５U，１５V，
１５Wには、各ユニットの電流がバランスした同一値で
あれば、電流による起磁力がお互いに逆向きの方向とな
るため、磁束は発生せずインダクタンスの値は零とみな
すことができる。
【００３０】ところが、各ユニットの出力電流が異なる
アンバランスが発生すると、コイル１５U，１５V，１５
Wには起磁力の差成分の磁束が発生し、この横流成分に
ついてはインダクタンスとして動作する。この横流に対
するインダクタンス成分により、電流アンバランス量が
増加するのを抑制することができる。
【００３１】したがって、図１４で示す従来の回路で
は、２個のインバータユニットの出力を並列接続した回
路構成であったが、本実施形態では図１のように、３個
のユニットを並列に接続して容量拡大する主回路構成と
するにおいて、図３に示すような相間リアクトルを適用
することにより、２個以上のユニットを並列に接続した
場合の横流の抑制効果を発生することができる。
【００３２】図４は、相間リアクトルの他の構造を示
す。同図は、図３の場合に比べて、コイルの構成は同一
であるが鉄芯の形状が異なり、２脚の鉄心１７1、１
７2、１７3を３個使用し、各鉄心は２つのコイル（例え
ば鉄心１７2はコイル１５Uと１５V）に鎖交しておりか
つ順に鉄心とコイルを鎖状に接続して環状とした構成と
する。
【００３３】図５は、相間リアクトルの他の構造を示
す。同図は、図３の場合に比べて、鉄芯の脚数が並列回
路数３より１個多い構成において、並列接続に使用しな
い１個の脚部に短絡したコイル１８を設けた短絡還を設
けている。
【００３４】この短絡還は、鎖交磁束の変化を抑制する
ように働くため、過渡的な磁束の変動に対してはあたか
も余分な１個の脚が存在しないように動作し、インバー
タユニットの並列台数の違いにも同じ相間リアクトルを
使用できる。
【００３５】図６は、相間リアクトルの他の構造を示
す。同図は、図５の短絡還による不要な鉄芯の脚を等価
的に存在しないようにするもので、図４における２脚鉄
心を４つ（１７1〜１７4）設け、そのうちの鉄心１７1
と１７4に短絡環用コイル１８を設けた場合である。
【００３６】（２）３ユニット並列運転の電流バランス
制御方式（その１） 図１では、上記のような相間リアクトルを利用して３個
のインバータユニットの並列回路を構成している。しか
し、この相間リアクトルは横流電流の変化分は抑制でき
るものの、直流成分までは抑制することができない。そ
のため、直流成分の電流偏差が発生する場合には、各相
の電流を検出し電流バランス制御を行う必要がある。こ
の電流バランス制御を以下に説明する。
【００３７】図７は、３並列回路の電流バランス制御回
路をＵ相分のみ示す。同図が従来回路と基本的に異なる
部分は、次の３点である。
【００３８】（Ａ）３ユニット分の電流検出器１２U，
１２V，１２Wを設ける。
【００３９】（Ｂ）電流のアンバランスを検出するた
め、３台のインバータユニットの電流の総和を求め、そ
れを１／３倍することにより、平均電流Ｉuaveを演算す
る。そして各電流検出からこの平均電流を減算した成分
を誤差（アンバランス）電流と見なす。
【００４０】（Ｃ）前述の誤差電流を補正ゲインＫp倍
し、スイッチングの遅延時間を補正する回路を３回路設
ける。
【００４１】図７の電流バランス制御を説明する。立上
り補正回路２０ＡUP，２０ＢUP，２０ＣUPはＰＷＭ発生
回路５からのＰＷＭ波形の各パルスの立上り時間を遅ら
せ、立下り補正回路２１ＡDOWN，２１ＢDOWN，２１Ｃ
DOWNはパルスの立下り時間を遅らせることでインバータ
ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの出力電流を補正する。
【００４２】これら立上り補正回路２０ＡUP，２０
ＢUP，２０ＣUPの遅れ時間は、正極性アンプ２２ＡP，
２２ＢP，２２ＣPの出力により制御される。また、立ち
下がり補正回路２１ＡDOWN，２１ＢDOWN，２１ＣDOWNの
遅れ時間は、負極性アンプ２３ＡN，２３ＢN，２３ＣN
の出力により制御される。
【００４３】これらアンプの入力信号は、インバータユ
ニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの出力電流ＩAU，ＩBU，Ｉ
CUと、これら電流の平均電流Ｉuaveとの偏差と極性によ
って求められる。平均電流Ｉuaveは、各電流ＩAU，
ＩBU，ＩCUの総和を加算器２４で求め、この加算結果を
割算器２５によりユニット数（Ｎ＝３）で割算して求め
られる。
【００４４】偏差検出回路２６A，２６B，２６Cは、各
インバータユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの出力電流ＩAU，
ＩBU，ＩCUと平均電流Ｉuaveとの偏差を極性も含めて求
める。偏差制御アンプ２７A，２７B，２７Cは、各偏差
検出回路２６A，２６B，２６Cの出力を比例係数ＫPを有
して比例積分（ＰＩ）演算し、この結果を各アンプ２２
ＡP，２２ＢP，２２ＣP及び２３ＡN，２３ＢN，２３ＣN
の入力とする。
【００４５】上述の構成において、偏差制御アンプ２７
A，２７B，２７Cは、インバータユニット２Ａ，２Ｂ，
２Ｃの出力電流と平均電流Ｉuaveの偏差を極性も含めて
個々に検出し、この検出信号が正極性のときにはアンプ
２２ＡP，２２ＢP，２２ＣPを通して各ユニットの偏差
に応じて立ち上がり補正回路２０ＡUP，２０ＢUP，２０
ＣUPの立上りを遅らせる。
【００４６】逆に、検出信号が負極性のときにはアンプ
２３ＡN，２３ＢN，２３ＣNを通して各ユニットの偏差
に応じて立ち下がり補正回路２１ＡDOWN，２１ＢDOWN，
２１ＣDOWNの立ち下がりを遅らせる。
【００４７】図８は、電流バランス制御の波形図を示
し、斜線部分が電流バランス制御で補正された時間領域
を示し、図示の例ではインバータユニット２Ａ，２Ｃが
ＰＷＭ波形の前縁を遅らせ、インバータユニット２Ｂが
ＰＷＭ波形の後縁を遅らせた場合である。
【００４８】これら補正制御により、各インバータユニ
ット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの出力電流のアンバランスは、Ｐ
ＷＭ波形の立ち上がり又は立ち下がりの遅れ制御によ
り、電流バランスを得る。
【００４９】（３）３ユニット並列運転の電流バランス
制御方式（その２） 図７の電流バランス制御方式において、電流のアンバラ
ンス発生には、ＰＷＭ波形の立ち上がり又は立ち下がり
時間を遅らせるため、インバータユニット２Ａ，２Ｂ，
２Ｃからの出力を相間リアクトルで合成する出力電圧は
アンバランス量によってそのスイッチング遅れ時間が変
動する。
【００５０】この遅れ時間の変動を抑制するための電流
バランス制御回路を図９に示す。同図は、電流バランス
制御のために生じる合成出力電圧のスイッチング遅れ時
間が、電流のアンバランス量に寄らず一定となるように
するために、各遅延時間に対して一定時間Ｔboをオフセ
ットとして加算しておき、さらに電流がバランスするよ
うに各ユニットの遅延時間を正負の値として加算してい
る。
【００５１】この部分は、図８におけるリミッタ回路３
０ＡPL，３０ＢPL，３０ＣPL，３１ＡNL，３１ＢNL，３
１ＣNLと加算回路３２ＡPA，３２ＢPA，３２ＣPA，３３
ＡNA，３３ＢNA，３３ＣNAになる。
【００５２】リミッタ回路３０ＡPL，３０ＢPL，３０Ｃ
PLは、偏差制御アンプ２７A，２７B，２７Cからの遅れ
制御信号をリミッタ値を持って制限した遅れ制御信号を
得、これらに加算回路３２ＡPA，３２ＢPA，３２ＣPAで
一定時間Ｔboに相当するオフセット信号を加算して立ち
上がり補正回路２０ＡUP，２０ＢUP，２０ＣUPの遅れ補
正信号とする。
【００５３】リミッタ回路３１ＡNL，３１ＢNL，３１Ｃ
NLは、偏差制御アンプ２７A，２７B，２７Cからの遅れ
制御信号をリミッタ値を持って制限した逆極性の遅れ制
御信号を得、これらに加算回路３３ＡPA，３３ＢPA，３
３ＣPAで一定時間Ｔboに相当するオフセット信号を加算
して立ち下がり補正回路２１ＡDOWN，２１ＢDOWN，２１
ＣDOWNの遅れ補正信号とする。
【００５４】この電流バランス制御の波形図を図１０に
示し、一定時間Ｔboに斜線部分で示す補正時間を加算又
は減算した部分が電流バランス制御で補正された時間領
域を示し、図示の例ではインバータユニット２Ａ，２Ｃ
がＰＷＭ波形の前縁を遅らせると共に一定時間Ｔbo分の
オフセット信号を加えた後縁の遅れ時間になり、インバ
ータユニット２ＢがＰＷＭ波形の後縁を一定時間Ｔbo分
のオフセット信号を加えた遅れ時間になると共に前縁を
一定時間Ｔboとの差分だけ遅らせた場合である。
【００５５】本実施形態においても電流誤差成分を検出
していることから、これをＫp倍した遅延時間成分の３
回路分の和は常に零となり、３回路の平均的な遅延時間
を常に一定とすることができる。
【００５６】（４）３ユニット並列運転の電流バランス
制御方式（その３） 図７又は図９の電流バランス制御方式において、ゲート
ドライブ回路６Ａ，６Ｂ，６Ｃに持つデッドタイム補償
回路は、電流バランス制御回路１１で遅れ時間補正した
ＰＷＭ波形を基準にし、これとインバータユニット２
Ａ，２Ｂ，２Ｃの出力電圧位相との位相比較によってデ
ッドタイム補償したＰＷＭ波形出力を得る。このとき、
インバータユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃのスイッチング素
子のスイッチング時間のバラツキも補償される。
【００５７】このデッドタイム補償及びスイッチング時
間補償のための電圧検出をＮ並列電流バランス制御方式
で実現するための実施形態を図１１に示す。同図は、図
９におけるゲートドライブ回路６Ａ，６Ｂ，６Ｃに設け
ていたデッドタイム補償回路３５を電流バランス制御回
路１１の前段に設け、このデッドタイム補償回路３５の
補償値を出力電圧平均化回路３６により得る。
【００５８】出力電圧平均化回路３６は、図１２に原理
的に示すように、各インバータユニット２Ａ，２Ｂ，２
Ｃの出力電圧ＶUA，ＶUB，ＶUCを基準クロック毎に時分
割で順次取り込み、これら出力電圧ＶUA，ＶUB，ＶUCの
平均値Ｖｕａｖｅを得る。
【００５９】この動作タイミングは、図１３に示すよう
に時分割処理を行うことで各インバータユニット２Ａ，
２Ｂ，２Ｃの出力電圧検出波形が異なっていても各イン
バータユニットの平均電圧とほぼ等価な平均化出力を得
ることができる。
【００６０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、３台以
上のＰＷＭインバータユニットを並列運転するための相
間リアクトル構造及び電流バランス制御回路を実現でき
る効果がある。
【００６１】また、電流バランス制御は、直流成分まで
含めた電流のアンバランスが抑制できる。このため、各
ユニットの電流のアンバランス量を少なくすることが出
来るため、個々のユニットの容量の和に対して、実際に
出力可能な電流の割合を大きく取ることができる。
【００６２】また、電流バランス制御において、合成電
圧出力の遅延時間を一定に保つ機能や、デッドタイム補
償も実現できるため、電圧精度のよい並列運転が実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す３並列の回路構成図。
【図２】実施形態における相間リアクトル回路。
【図３】実施形態における相間リアクトル構造例。
【図４】実施形態における相間リアクトル構造例。
【図５】実施形態における相間リアクトル構造例。
【図６】実施形態における相間リアクトル構造例。
【図７】本発明の実施形態を示す３並列電流バランス制
御回路。
【図８】図７における電流バランス制御の波形図。
【図９】本発明の他の実施形態を示す３並列電流バラン
ス制御回路。
【図１０】図９における電流バランス制御の波形図。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す３並列電流バラ
ンス制御回路。
【図１２】図１１における電圧検出平均化回路の原理的
説明図。
【図１３】図１１における電圧検出平均化回路の動作タ
イミングチャート。
【図１４】従来の２並列の回路構成図。
【符号の説明】
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…インバータユニット ５…ＰＷＭ発生回路 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…ゲートドライブ回路 １０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ…相間リアクトル １１…電流バランス制御回路 １５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ…コイル １６A，１６B，１７1，１７2，１７3，１７4…鉄心 １８…短絡環用コイル ２０ＡUP，２０ＢUP，２０ＣUP…前縁の遅れ補正回路 ２１ＡDOWN，２１ＢDOWN，２１ＣDOWN…後縁の遅れ補正
回路 ２２ＡP，２２ＢP，２２ＣP…正極性アンプ ２３ＡN，２３ＢN，２３ＣN…負極性アンプ ２４…加算器 ２５…割算器 ２６A，２６B，２６C…偏差検出回路 ２７A，２７B，２７C…偏差制御アンプ ３０ＡPL，３１ＡNL…リミッタ回路 ３２ＡPA，３３ＣNA…加算器 ３５…デッドタイム補償回路 ３６…出力電圧平均化回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３台以上のＰＷＭインバータユニット
    と、前記各インバータユニットの各相出力電流を合成し
    て負荷に供給する相間リアクトルと、前記各インバータ
    ユニットのＰＷＭ波形の遅れ補正によってインバータユ
    ニット間の各相電流をバランスさせる電流バランス制御
    回路とを備えた電力変換器において、 前記相間リアクトルは、各インバータユニットの並列数
    Ｎと同じ数の脚を並列に構成した鉄心と、前記鉄心の各
    脚に鎖交するＮ個のコイルとで構成され、各コイルの同
    一方向の片方の端子群を一括に接続して負荷への出力端
    子とし、各コイルの反対の端子を各インバータユニット
    の同じ相の出力に接続した構造を特徴とする電力変換
    器。
  2. 【請求項２】 前記相間リアクトルは、各インバータユ
    ニットの並列数Ｎと同じ数の２脚鉄心と、前記各鉄心の
    うち２つの鉄心と鎖交しかつ順に鉄心とコイルを鎖状に
    接続するＮ個のコイルとで構成され、各コイルの同一方
    向の片方の端子群を一括に接続して負荷への出力端子と
    し、各コイルの反対の端子を各インバータユニットの同
    じ相の出力に接続した構造を特徴とする請求項１に記載
    の電力変換器。
  3. 【請求項３】 前記相間リアクトルは、鉄芯の脚数又は
    ２脚鉄心が並列回路数Ｎより１個以上多い構成とし、前
    記コイルが巻回されない脚部に鎖交磁束の変化を抑制す
    る短絡還を設けた構造を特徴とする請求項１又は２に記
    載の電力変換器。
  4. 【請求項４】 前記電流バランス制御回路は、 前記各インバータユニットの各相の出力電流をそれぞれ
    検出する電流検出器と、 同じ相の前記電流検出器の検出電流の平均値を求める演
    算回路と、 前記電流検出器の検出電流から前記平均値を差分して各
    インバータユニット間の相毎のアンバランス電流を求め
    る偏差検出回路と、 前記アンバランス電流と前記平均値との差に相当する時
    間の補償量を該差の正負別に求める補償量演算回路と、 前記差が正のときに前記補償量だけ各インバータユニッ
    トのＰＷＭ波形の立ち上がり時間を遅らせ、負のときに
    前記補償量だけＰＷＭ波形の立ち下がり時間を遅らせる
    遅れ補正回路とを備えたことを特徴とする請求項１乃至
    ３の何れか１つに記載の電力変換器。
  5. 【請求項５】 前記補償量演算回路は、補償量を正負の
    一定時間±ＴＢＯに相当するリミッタ値以内に制限する
    リミッタを通して求め、該リミッタの出力に一定時間Ｔ
    ＢＯに相当する信号を加算して補償量を求める構成にし
    たことを特徴とする請求項４に記載の電力変換器。
  6. 【請求項６】 前記各インバータユニット間の同じ相の
    出力電圧を時分割で順に選択してサンプルすることによ
    り出力電圧の平均値を求める平均化回路を設け、前記平
    均値によって前記ＰＷＭ波形に対してデッドタイム補償
    を行い、該デッドタイムを前記平均値によって補正する
    デッドタイム補償回路とを備えたことを特徴とする請求
    項１乃至５の何れか１つに記載の電力変換器。
JP8150529A 1996-06-12 1996-06-12 電力変換器 Pending JPH09331682A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8150529A JPH09331682A (ja) 1996-06-12 1996-06-12 電力変換器
EP97109484A EP0813292A3 (en) 1996-06-12 1997-06-11 Power inverter having three or more parallel driven PWM-type power inverting units
US08/873,923 US5852554A (en) 1996-06-12 1997-06-12 Power inverter having three or more parallel driven PWM-type power inverting units
CN97113217A CN1067188C (zh) 1996-06-12 1997-06-12 带三个以上并联驱动脉宽调制电力变换单元的电力变换器
KR1019970024390A KR100276545B1 (ko) 1996-06-12 1997-06-12 3 이상의 병렬 구동 pwm-형 전력 반전 유닛을 가진 전력 인버터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8150529A JPH09331682A (ja) 1996-06-12 1996-06-12 電力変換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09331682A true JPH09331682A (ja) 1997-12-22

Family

ID=15498873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8150529A Pending JPH09331682A (ja) 1996-06-12 1996-06-12 電力変換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5852554A (ja)
EP (1) EP0813292A3 (ja)
JP (1) JPH09331682A (ja)
KR (1) KR100276545B1 (ja)
CN (1) CN1067188C (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011525102A (ja) * 2009-05-07 2011-09-08 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 電力変換装置および電力供給装置
KR20120111614A (ko) * 2011-04-01 2012-10-10 엘에스산전 주식회사 고압 인버터 시스템
JP2016226282A (ja) * 2015-06-01 2016-12-28 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. インバータ並列運転システム

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2330254B (en) 1997-10-09 2000-10-18 Toshiba Kk Multiple inverter system
KR100319932B1 (ko) * 1998-10-07 2002-04-22 장병우 전동기의과전압방지장치
US6111329A (en) 1999-03-29 2000-08-29 Graham; Gregory S. Armature for an electromotive device
US6377478B1 (en) 1999-05-28 2002-04-23 Toshiba International Corporation Inverter device
AT502269B1 (de) * 2000-08-28 2008-12-15 Thomas M Wolbank Verfahren zur erkennung von asymmetrien in umrichtergespeisten drehfeldmaschinen während des betriebes durch auswertung von transienten stromänderungen
WO2002095913A2 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Marconi Intellectual Property (Ringfence) Inc. Power systems power circuits and components for power systems
CN1170354C (zh) * 2001-12-25 2004-10-06 艾默生网络能源有限公司 并联逆变器系统
FI113720B (fi) * 2002-06-13 2004-05-31 Abb Oy Menetelmä suuntaajasiltojen yhteydessä
US6535402B1 (en) * 2002-07-12 2003-03-18 Delta Electronics Inc. Adaptive compensation of dead time for inverter and converter
JP4112930B2 (ja) * 2002-09-04 2008-07-02 東芝三菱電機産業システム株式会社 インバータ装置
US20040071003A1 (en) * 2002-09-04 2004-04-15 G & G Technology, Inc. Split phase polyphase inverter
CN1312645C (zh) * 2002-11-14 2007-04-25 新巨企业股份有限公司 压电式转换驱动装置
JP4581574B2 (ja) * 2004-09-08 2010-11-17 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
CN100337379C (zh) * 2005-11-17 2007-09-12 上海思源电气股份有限公司 基于磁控电抗器的电压无功综合控制装置
JP4742989B2 (ja) * 2006-05-26 2011-08-10 株式会社日立製作所 モータ駆動用半導体装置とそれを有するモータ及びモータ駆動装置並びに空調機
US7692938B2 (en) * 2006-09-06 2010-04-06 Northern Power Systems, Inc. Multiphase power converters and multiphase power converting methods
GB2449427B (en) 2007-05-19 2012-09-26 Converteam Technology Ltd Control methods for the synchronisation and phase shift of the pulse width modulation (PWM) strategy of power converters
DE102007063434A1 (de) 2007-06-29 2009-01-02 Enasys Gmbh Wechselrichtersystem und Steuerverfahren
KR101265854B1 (ko) * 2008-01-24 2013-05-20 어드밴스드 퓨젼 시스템스 엘엘씨 고전압 인버터
US8036004B2 (en) * 2008-10-01 2011-10-11 Toshiba International Corporation Uninterruptible power supply with total isolation
US9059603B2 (en) * 2008-12-11 2015-06-16 Sunline Jamaica Limited Solar powered electrical energy generating device
DE102009018143A1 (de) * 2009-04-08 2010-10-14 Aesculap Ag Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung, chirurgisches Antriebssystem und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit
KR20120060271A (ko) * 2010-12-01 2012-06-12 한국전기연구원 전류 밸런서를 이용한 인버터 병렬운전 풍력발전 시스템
US10757830B1 (en) * 2011-03-11 2020-08-25 Lex Products Corp Power management and distribution system and method
RU2518905C2 (ru) * 2011-05-17 2014-06-10 Хонда Мотор Ко., Лтд. Управляющее устройство обеспечения параллельной работы для инверторного генератора
JP5745931B2 (ja) * 2011-05-17 2015-07-08 本田技研工業株式会社 インバータ発電機の制御装置
RU2515474C2 (ru) * 2011-05-17 2014-05-10 Хонда Мотор Ко., Лтд. Инверторный генератор
RU2540416C2 (ru) * 2011-05-17 2015-02-10 Хонда Мотор Ко., Лтд. Инверторный генератор
CN103312187B (zh) * 2012-03-09 2016-02-03 台达电子工业股份有限公司 一种变流器系统
IN2014DN08162A (ja) * 2012-03-30 2015-05-01 Toshiba Mitsubishi Elec Inc
US9030174B2 (en) 2012-09-14 2015-05-12 General Electric Company Current balance control in converter for doubly fed induction generator wind turbine system
US10698430B2 (en) 2012-12-19 2020-06-30 Intel Corporation Method and apparatus of current balancing for multiple phase power converter
US9787217B2 (en) 2013-08-30 2017-10-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Power conversion circuit and power conversion system
DK178199B1 (en) * 2013-10-23 2015-08-03 Wind Solutions As Kk Method for controlling the shape of the rising and falling edges of an output voltage pulse of a PWM converter
KR101610469B1 (ko) 2014-05-15 2016-04-07 현대자동차주식회사 다상 인터리브 컨버터 및 이의 제어 방법
US9857812B2 (en) 2014-08-01 2018-01-02 General Electric Company Systems and methods for advanced diagnostic in modular power converters
WO2016037623A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Vestas Wind Systems A/S Choke for interleaved switching
US9991778B2 (en) * 2016-02-29 2018-06-05 The Boeing Company Balancing current within a modular converter system
WO2018051433A1 (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 国立大学法人横浜国立大学 電力供給システム
CN106684907B (zh) * 2016-11-28 2019-06-18 国网青海省电力公司 提高并网逆变器弱电网暂态运行下系统动态响应的控制方法
US10050531B1 (en) 2017-01-24 2018-08-14 General Electric Company Direct flux control power converter
EP3574579B1 (en) 2017-01-30 2023-11-08 Carrier Corporation Paralleled passive front-end rectifiers with and without interleaving
EP3574580B1 (en) 2017-01-30 2024-02-28 Carrier Corporation Method of controlling paralleled passive front-end rectifiers
US11128212B1 (en) * 2020-03-02 2021-09-21 The Boeing Company Current ripple reduction for a direct current source powering an alternating current load
US11374501B1 (en) * 2021-03-26 2022-06-28 Product Development Associates, Inc. Phase balancer including power conversion circuits
EP4106178A1 (en) 2021-06-16 2022-12-21 Goodrich Control Systems Compensation technique for parallel motor drives
EP4429099A1 (en) * 2023-03-10 2024-09-11 Abb Schweiz Ag Arrangement for current sharing of parallel-connected inverters

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2843886C2 (de) * 1978-10-07 1982-06-09 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung mit einem Stromteiler für parallelbetriebene Wechselrichter
JP2515903B2 (ja) * 1990-03-02 1996-07-10 株式会社日立製作所 交流電動機駆動システムとその制御方法
DE4111733C1 (en) * 1991-04-08 1992-09-17 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt, De Universal symmetrising method for current distribution in parallel three=phase inverters - controlling pulse formation w.r.t. shunt or zero current thresholds by supplying corresp. null vectors
JP3185257B2 (ja) * 1991-07-23 2001-07-09 株式会社明電舎 電力変換ユニットの並列運転装置
US5245525A (en) * 1991-10-24 1993-09-14 Sundstrand Corporation DC current control through an interphase transformer using differential current sensing
JP2846203B2 (ja) * 1992-12-09 1999-01-13 三菱電機株式会社 並列多重インバータ装置
KR100272395B1 (ko) * 1994-03-02 2000-11-15 기구치 고 다중결합된 전력변환장치 및 그 제어방법
US5705909A (en) * 1995-12-14 1998-01-06 General Motors Corporation Control for AC motor having parallel sets of three-phase windings with only one current sensor per set

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011525102A (ja) * 2009-05-07 2011-09-08 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 電力変換装置および電力供給装置
KR20120111614A (ko) * 2011-04-01 2012-10-10 엘에스산전 주식회사 고압 인버터 시스템
JP2016226282A (ja) * 2015-06-01 2016-12-28 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. インバータ並列運転システム
US9853566B2 (en) 2015-06-01 2017-12-26 Lsis Co., Ltd. System for driving inverters in parallel

Also Published As

Publication number Publication date
CN1169610A (zh) 1998-01-07
US5852554A (en) 1998-12-22
EP0813292A2 (en) 1997-12-17
KR100276545B1 (ko) 2000-12-15
CN1067188C (zh) 2001-06-13
EP0813292A3 (en) 1999-05-19
KR980006770A (ko) 1998-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09331682A (ja) 電力変換器
US5212630A (en) Parallel inverter system
US10666163B2 (en) Electric-power conversion apparatus
JP2526992B2 (ja) 交流出力変換器の並列運転システム
CA2285846C (en) Power converting system multiplexed with voltage dividing transformers, the voltage transformers, and controller for the system
US20100019702A1 (en) Current sensing for a multi-phase dc/dc boost converter
US9537427B2 (en) Pulse-width modulation control of paralleled inverters
EP1617555A2 (en) Current sensing in a two-phase motor
Le Bolloch et al. New masterless modular current-sharing technique for DC/DC parallel converters
WO2021186524A1 (ja) 電力変換装置
US5436823A (en) Parallel operation controller for power converters
JP4675573B2 (ja) 交流電動機の制御装置
US7831402B2 (en) Method and related device for estimating two currents flowing simultaneously through respective windings of a poly-phase electrical load driven in SVM mode
JPH11113256A (ja) ３相力率改善形コンバータ
JP2906616B2 (ja) 並列多重インバータ
KR20220043388A (ko) 다상 인터리브 전압 밸런서를 포함하는 전력 변환 장치 및 그 제어 방법
JPH01270769A (ja) コンバータ装置
JP3246584B2 (ja) Ａｃ／ｄｃコンバータ
JP2875587B2 (ja) パルス幅変調インバータ及び無停電電源装置
JPH03117369A (ja) インバータの電圧制御装置
JP2835165B2 (ja) ３相変圧器の直流偏磁抑制制御を備えたインバータ制御装置
JP4582933B2 (ja) 多相中性点付きｐｗｍ変換装置の制御回路
JPH09247958A (ja) 電力変換装置の偏磁抑制制御回路
FI123771B (en) Transformer control
JP2003259650A (ja) 変圧器の励磁電流検出装置およびそれを用いた自励式変換器の制御装置