JPH11164482A - インバータ電源装置 - Google Patents

インバータ電源装置

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JPH11164482A
JPH11164482A JP34067797A JP34067797A JPH11164482A JP H11164482 A JPH11164482 A JP H11164482A JP 34067797 A JP34067797 A JP 34067797A JP 34067797 A JP34067797 A JP 34067797A JP H11164482 A JPH11164482 A JP H11164482A
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JP
Japan
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voltage
power supply
signal
inverter
load
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Application number
JP34067797A
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English (en)
Inventor
Mitsuru Matsukawa
満 松川
Norio Sakae
紀雄 栄
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力電圧一定制御方式のインバータ電源装置
において、負荷のインラッシ電流によるインバータ動作
の停止を回避し、負荷給電を継続し得るようにする。 【解決手段】 制御部2に、直流電源4の電圧を検出す
る電圧検出器12と、検出器12の検出電圧が設定され
た下限電圧より低下したときに下限電圧と検出電圧との
差の補正係数の信号Vαを出力する誤差演算手段と、補
正係数の信号Vαを基準信号VS に乗算し,直流電源4
の電圧が低下したときにインバータ1から出力される交
流電源の電圧を引下げるように基準信号VS を補正して
インバータ部1の出力電流を抑制する乗算手段とを備え
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、配電系統の無停電
工事の電源装置や非常電源装置等に用いられるインバー
タ電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、各戸の引込線の取換等の配電工事
を無停電で行うため、インバータ電源装置を用いた小型
軽量の電源装置として、特願平9−101072号の出
願の明細書,図面等に記載の無停電工事用電源装置が発
明されている。
【0003】この電源装置は例えば引込線の取換え工事
の際、電池電源等の直流電源をインバータ部(DC/A
C変換部)により交流電源に変換し、この交流電源を配
電系統から切離された負荷(工事対象戸)に給電し、負
荷の停電を防止して無停電工事を実施する。
【0004】また、この無停電工事用電源装置は、災害
時の非常用電源装置としても用いられる。
【0005】そして、前記無停電工事用電源装置等の従
来のこの種インバータ電源装置は、出力電圧一定制御に
より負荷に一定電圧の交流電源を給電するため、従来、
ほぼ図3に示すように形成される。
【0006】同図は無停電工事用電源装置に用いられた
場合を示し、IGBT,電力用FET等のブリッジ回路
からなるインバータ部(DC/AC変換部)1は、制御
部2のアンドゲート3から与えられたPWM制御のパル
ス信号により高周波スイッチング動作する。
【0007】このスイッチング動作により2次電池等の
直流電源4が系統周波数の規定電圧の交流電源に変換さ
れ、この交流電源が連系スイッチ5を介して負荷6に供
給される。
【0008】なお、工事中は解放スイッチ7が開放され
て負荷6が系統電源8から切離され、インバータ電源装
置は連系運転から自立運転に切換わる。
【0009】そして、制御部2は前記のPWM制御のパ
ルス信号を形成して出力電圧一定制御を行うため、基準
信号発生器9,搬送波発生器10及び比較器11を有
し、基準信号発生器9から比較器11に系統基本波周波
数の所定振幅の正弦波形の基準信号(電圧信号)VS
供給し、搬送波発生器10から比較器11にインバータ
部1のスイッチング周波数で交流変化する所定周波数の
三角波形又は鋸歯状波形の搬送波信号(電圧信号)VC
(VC ≫VS )を供給する。
【0010】そして、比較器11により基準信号VS
搬送波信号VC とを絶対値比較し、基準信号VS の振幅
でパルス幅が定まる前記のPWM制御のパルス信号を形
成し、このパルス信号を比較器11からアンドゲート3
を介してインバータ部1に供給し、インバータ部1を基
準信号VS の振幅に基づいて出力電圧一定制御する。
【0011】また、負荷の地絡,短絡等の異常発生時
に、この異常をインバータ部1の直流入力側で検出して
インバータ部1の運転を停止するため、制御部2に電圧
検出器12,電圧判定器13が設けられ、電圧検出器1
2は直流電源4の電圧を検出して検出電圧VDCX の信号
dcx を電圧判定器13に供給する。
【0012】この電圧判定器13はいわゆる不足電圧の
検出器からなり、設定された不足判定電圧Vuvと電圧検
出器12の検出電圧VDCX を比較する。
【0013】そして、前記異常発生時、インバータ部1
の交流の出力電流が過電流になり、この過電流出力によ
り直流電源4からインバータ部1に供給される直流が過
電流になり、直流電源4の内部インピーダンス4’によ
り直流電源4の電圧が低下し、電圧検出器12の検出電
圧VDCX が電圧判定器13の不足判定電圧VUVより低く
なると、電圧判定器13からアンドゲート3に供給され
ているゲート信号がハイレベルからローレベルに変化す
る。
【0014】このゲート信号のローレベルによりアンド
ゲート13がオフし、アンドゲート3からインバータ部
1に供給されていたPWM制御のパルス信号が遮断さ
れ、インバータ部1が動作を停止し、インバータ部1の
異常な過電流出力を阻止して直流電源4の過放電等を防
止する。
【0015】なお、インバータ部1の交流出力側に過電
流遮断器等が設けられている場合には、前記異常発生
時、それらの過電流トリップの開放によってもインバー
タ部1の動作が停止する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】前記無停電工事用電源
装置等の従来のこの種インバータ電源装置は、例えば図
3の負荷6がモータ起動等により瞬時インラッシュ電流
が流れる負荷の場合、直流電源4のエネルギ残量が十分
であっても、負荷6への給電が停止する問題点がある。
【0017】すなわち、前記の瞬時的なインラッシュ電
流は地絡,短絡等の異常時の過電流程は大きくはない
が、インラッシュ電流による直流電源4の電圧低下によ
り電圧判定器13が作動してそのゲート信号がローレベ
ルになると、アンドゲート3がオフしてインバータ部1
が停止し、負荷6への給電が停止する。
【0018】また、インバータ部1の交流側に過電流遮
断器等が設けられていると、これらの過電流トリップに
よってもインバータ部1が防止して負荷6への給電が停
止する。
【0019】そして、負荷6への給電が停止すると、無
停電工事等が行えなくなり、電源装置の信頼性等が著し
く低下する。
【0020】本発明は、配電系統の無停電工事の電源装
置等に用いられるこの種出力電圧一定制御方式のインバ
ータ電源装置において、負荷のインラッシュ電流による
インバータ動作の停止を回避して負荷給電を継続し得る
ようにすることを課題とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明のインバータ電源装置においては、制御部
に、直流電源の電圧を検出する電圧検出器と、この電圧
検出器の検出電圧が設定された下限電圧より低下したと
きに下限電圧と検出電圧との差の補正係数の信号を出力
する誤差演算手段と、補正係数の信号を基準信号に乗算
し,直流電源の電圧が低下したときに交流電源の電圧を
引下げるように基準信号を補正してインバータ部の出力
電流を抑制する乗算手段とを備える。
【0022】したがって、負荷のインラッシュ電流によ
りインバータ部の入力側の直流電源の電圧が設定された
下限電圧より低下すると、電圧検出器により検出された
直流電源の電圧と設定された下限電圧との差の補正係数
の信号が誤差演算手段から乗算手段に出力される。
【0023】そして、乗算手段により補正係数の信号が
交流電源の電圧を設定する基準信号に乗算され、基準信
号の振幅が補正係数の信号によって補正される。
【0024】この基準信号の振幅補正により、直流電流
の電圧低下に応じて交流電源の電圧を引下げるように、
インバータ部のスイッチング動作が制御され、その交流
の出力電流が抑制される。
【0025】そして、この出力電流の抑制により、負荷
の瞬時的なインラッシュ電流に基づく直流電源の過電流
出力が抑制されてその電圧の急激な低下が阻止され、イ
ンバータ部の停止が回避されて負荷への給電が継続され
る。
【0026】このとき、インバータ部の交流の出力電流
が抑制されるため、インバータ部の交流側に過電流継電
器等が設けられていても、これらの過電流トリップによ
るインバータ部の停止も回避される。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の実施の1形態につき、図
1及び図2を参照して説明する。図1は無停電工事用電
源装置に適用した場合を示し、同図において、図3と異
なる点は、制御部2に、破線枠内の下限電圧の設定器1
4,減算器15,リミッタ16及び乗算器17を付加
し、基準信号発生器9の基準信号VS を乗算器17を介
して比較器11に供給するようにした点である。
【0028】そして、負荷6の瞬時的なインラッシュ電
流に基づく直流電源4の電圧低下を、電圧判定器13の
判定によってアンドゲート3がオフする前に検出するた
め、直流電圧発生器等からなる設定器14は、電圧判定
器13の不足判定電圧VUVより高い適当な大きさに設定
された下限電圧VLOW の信号(電圧信号)Vlow を減算
器15に供給する。
【0029】この減算器15は設定器14,リミッタ1
6とともに誤差演算手段を形成し、電圧検出器12の検
出電圧VDCX の信号Vdcx と下限電圧VLOW の信号V
low とに基づき、差ΔV(=Vlow −Vdcx )を演算
し、この差ΔVの信号をリミッタ16に供給する。
【0030】このリミッタ16は差ΔVの信号をV
L (=0(V))〜VH (VH >VL )の正電圧範囲に
制限し、負荷6のインラッシュ電流により直流電源4の
電圧が下限電圧VLOW より低下し、Vlow >Vdcx にな
ったときに、差ΔVの信号を基準信号VS の補正係数の
信号Vαとして乗算器17に供給する。
【0031】この補正係数の信号Vαはリミッタ16の
制限により、直流電源4の電圧が高く補正の必要がない
(Vlow −Vdcx )≦0の範囲では0(V)の下限電圧
Lに保持され、地絡,短絡等の異常が発生してアンド
ゲート3がオフする(Vlow−Vdcx )≧VH の範囲で
は上限電圧VH に保持され、(Vlow −VH )≦Vdc x
≦Vlow の範囲でVH ≧Vα≧VL に変化する。
【0032】そして、乗算手段を形成する乗算器17は
補正係数の信号Vαを基準信号VSに乗算し、負荷6の
インラッシュ電流により検出電圧VDCX の信号Vdcx
下限電圧VLOW の信号Vlow より低下したときに、基準
信号VS の振幅をVα倍に補正し、補正された基準信号
S ’を出力する。
【0033】ところで、この形態においては、リミッタ
16の下限電圧VL を0(V)としたため、検出電圧V
DCX の信号Vdcx が下限電圧VLOW の信号Vlow より大
きくなる常時は、乗算器17から出力される補正後の基
準信号VS ’が0(V)の直流信号になる。
【0034】このとき、比較器11から出力されるPW
M制御のパルス信号は、搬送波信号VC の0(V)のパ
ルス幅になる。
【0035】そして、負荷6のインラッシュ電流により
検出電圧VDCX の信号Vdcx が下限電圧VLOW の信号V
low より低下すると、乗算器17の補正後の基準信号V
S ’が正弦波形変化し、比較器11から出力されるPW
M制御のパルス信号のパルス幅が基準信号VS ’の振幅
の逆に変化して常時より小さくなる。
【0036】このパルス幅の変化によりインバータ部1
のスイッチングのデューティ比が減少し、インバータ部
1から負荷6に供給される交流電源の電圧が引下げられ
てインバータ部1の交流の出力電流が制限され、この電
流制限により直流電源4からインバータ部1に供給され
る直流電源4が過電流出力にならず、直流電源4の電圧
の不足判定電圧VUVへの低下が阻止される。
【0037】したがって、負荷6のインラッシュ電流に
よっては電圧判定器13が作動せず、そのゲート信号が
ハイレベルに保たれてアンドゲート3がオンし続け、負
荷6のインラッシュ電流によるインバータ部1の停止が
回避されて負荷6への給電が継続する。
【0038】このとき、インバータ部1の交流の出力電
流が制限されてこの電流の過電流が防止されるため、イ
ンバータ部1の交流出力側に過電流継電器等が設けられ
ていても、これらの過電流トリップが防止されて発生せ
ず、この過電流トリップに基づくインバータ部1の停止
も回避される。
【0039】そのため、負荷6がインラッシュ電流を発
生する負荷であっても、このインラッシュ電流によるイ
ンバータ部1の停止を回避してインバータ部1から負荷
6への給電を継続して無停電工事を行うことができる。
【0040】そして、図2に示すように直流電源4の実
線イの電圧変化に対する電流特性は、従来装置の場合
は、負荷6のインラッシュ電流で停止するため、電圧V
LOW までの1点破線ロの特性であったが、本形態の装置
の場合は、負荷6のインラッシュ電流では停止しないた
め、電圧VUVまでの1点破線ハの特性になる。
【0041】なお、図2の1点破線ロ,ハ間が補正係数
の信号Vαによる補正制御有効区間である。
【0042】そして、地絡、短絡等の異常の発生時は、
従来装置と同様、アンドゲート3のオフ,過電流継電器
の過電流トリップによりインバータ部1が停止して負荷
6が停電する。
【0043】ところで、前記実施の形態では補正係数の
信号Vαをリミッタ16により0(V)以上の電圧範囲
の信号としたが、補正係数の信号Vαは適当な正電圧範
囲の信号であってよく、その下限値VL は0(V)でな
くてもよい。
【0044】また、補正係数の信号Vαの電圧範囲を0
(V)<Vα≦1(V)とし、Vdc x ≧Vlow のときに
補正係数の信号Vαを1(V)とし、検出電圧の信号V
dcxが大きくなる程、補正係数の信号を0(V)に近づ
けるようにし、補正係数の信号Vαにより、基準信号V
S の振幅を検出電圧の信号Vdcx が大きくなる程小さく
補正して交流電源の電圧を引下げるようにしてもよい。
【0045】そして、このインバータ電源装置は無停電
工事用電源装置として用いた場合だけでなく、災害時の
非常用電源装置等として用た場合等にも、負荷のインラ
ッシュ電流よるインバータ部1の運転停止を回避して安
定な負荷給電を継続することができる。
【0046】さらに、このインバータ電源装置は、例え
ば車載電池(蓄電池)を直流電源とする車載交流電源装
置等の種々の用途の出力電圧一定制御方式の電源装置等
として用いることができ、これらの場合にも負荷のイン
ラッシュ電流によるインバータ部の停止を回避して負荷
給電を継続することができ、電源装置の信頼性等を著し
く向上することができる。
【0047】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。制御部2に電圧検出器12,誤差演算手段(設定器
14,減算器15,リミッタ16)及び乗算手段(乗算
器17)を備えたため、負荷6のインラッシュ電流によ
りインバータ部1の入力側の直流電源4の電圧が設定さ
れた下限電圧より低下したときに、電圧検出器12によ
り検出された直流電源4の電圧と設定された下限電圧と
の差の補正係数の信号Vαを誤差演算手段から乗算手段
に出力することができる。
【0048】そして、乗算手段により補正係数の信号V
αを基準信号VS に乗算し、基準信号VS の振幅を補正
係数の信号Vαによって補正し、直流電源4の電圧低下
に応じてインバータ部1から負荷6に給電される交流電
源の電圧を引下げるように、インバータ部1のスイッチ
ング動作を制御し、その交流の出力電流を抑制すること
ができる。
【0049】そして、この出力電流の抑制により、負荷
6の瞬時的なインラッシュ電流に基づく直流電源4の過
電流出力を抑制してその電圧の急激な低下を阻止し、イ
ンバータ部1の停止を回避して負荷6への給電を継続す
ることができる。
【0050】このとき、インバータ部1の交流の出力電
流が抑制されるため、インバータ部1の交流側に過電流
継電器等が設けられていても、これらの過電流トリップ
によるインバータ部1の停止も回避することができる。
【0051】したがって、例えば無停電工事用電源装置
に用いた場合、インラッシュ電流が生じる負荷であって
も無停電で工事をすることができ、電源装置の信頼性等
が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の1形態の結線図である。
【図2】図1の直流電源の電流,電圧の特性図である。
【図3】従来装置の結線図である。
【符号の説明】
1 インバータ部 2 制御部 4 直流電源 6 負荷 12 電圧検出器 14 下限電圧の設定器 15 減算器 16 リミッタ 17 乗算器 VS 基準信号 Vα 補正係数の信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02M 7/48 H02M 7/48 M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源を交流電源に変換して負荷に給
    電するインバータ部と、 前記インバータ部のスイッチング動作を制御して前記交
    流電源を基準信号により設定された電圧に制御する制御
    部とを備えた出力電圧一定制御方式のインバータ電源装
    置において、 前記制御部に、 前記直流電源の電圧を検出する電圧検出器と、 前記電圧検出器の検出電圧が設定された下限電圧より低
    下したときに前記下限電圧と前記検出電圧との差の補正
    係数の信号を出力する誤差演算手段と、 前記補正係数の信号を前記基準信号に乗算し,前記直流
    電源の電圧が低下したときに前記交流電源の電圧を引下
    げるように前記基準信号を補正して前記インバータ部の
    出力電流を抑制する乗算手段とを備えたことを特徴とす
    るインバータ電源装置。
JP34067797A 1997-11-25 1997-11-25 インバータ電源装置 Pending JPH11164482A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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