JPS6123755B2 - - Google Patents

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JPS6123755B2
JPS6123755B2 JP54165980A JP16598079A JPS6123755B2 JP S6123755 B2 JPS6123755 B2 JP S6123755B2 JP 54165980 A JP54165980 A JP 54165980A JP 16598079 A JP16598079 A JP 16598079A JP S6123755 B2 JPS6123755 B2 JP S6123755B2
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JP
Japan
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inverter
inverter device
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power source
devices
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JP54165980A
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Yoshiaki Myazawa
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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

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  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数台のインバータ装置の並列運転シ
ステムにおいて、1台のインバータ装置の制御回
路の異常時、その異常を生じているインバータ装
置を共通母線から切り離すインバータ装置の並列
運転制御方式に関する。
電子計算機や通信設備等の重要負荷の無停電電
源として使用されるインバータ装置においては、
電源システムの信頼性を向上させる目的で複数台
のインバータ装置を並列接続して運転するのが一
つの目的である。
上述の如き並列運転システムにおいては、複数
台のインバータ装置のうち1台のインバータ装置
が制御回路等の異常により故障となつた場合、そ
の故障したインバータ装置を切り離して残りの健
全なインバータ装置にて給電を継続することによ
り冗長化が達成される。
第1図は従来のインバータ装置の3台の並列運
転システムを示すブロツク図、第2図は従来のイ
ンバータ装置の2台の並列運転システムを示すブ
ロツク図である。第1図及び第2図において、1
と2,3は交流出力を発生するインバータ装置、
11,21,31は事故機の高速しや断、復帰投
入を行なうための半導体しや断器(サイリスタし
や断器)、4は負荷、12,22,32は各イン
バータ装置の出力電流を検出するCT,13,2
3,33は各インバータ装置の出力電流がインバ
ータ装置の過負荷耐量を越えたことを検出して半
導体しや断器11,21,31にトリツプ指令を
与える過電流検出回路、5は各インバータ装置の
交流入力となる商用電源、6は商用電源5の停電
時、インバータ装置の出力を無停電とするための
蓄電池である。各インバータ装置1,2,3は例
えば商用電源5からの交流入力電圧を整流する整
流器、整流器からの直接電圧を交流電圧に変換す
るサイリスタインバータと、その整流器とインバ
ータとの間に設けられた直流フイルタと、インバ
ータ出力側に設けられ波形改善用の交流フイルタ
から構成される。また蓄電池6は商用電源5の停
電時直流フイルタを通してインバータに電力を供
給するよう構成される。通常、各インバータ装置
の出力は図示されない各インバータ装置の制御回
路により電圧及び位相が一致するよう制御され
て、各インバータ装置はそれぞれバランスよく負
荷を分担する。
しかるに、例えばこれらの並列運転システムに
おいて、1台のインバータ装置の制御回路の異常
によりその出力と他の健全なインバータ装置の出
力とに電圧差または位相差が生じた場合、各イン
バータ装置間に横流が発生し負荷分担のバランス
が崩れる。前者の電圧差による横流は無効横流、
後者の位相差による横流は有効横流と称される
が、この横流により各インバータ装置の出力電流
がインバータの過負荷耐量を超えて転流失販した
り、各インバータ装置のインバータの入力電圧が
上昇しインバータを構成するサイリスタ等の半導
体素子が破損したりして健全なインバータ装置と
もどもシステムダウンに致る恐れがある。
並列冗長システムの目的を達成するためには、
異常を生じているインバータ装置を切り離して他
の健全なインバータ装置にて給電を継続する必要
がある。第3図及び第4図は、第1図及び第2図
のシステムにおいてインバータ装置1に異常を生
じた場合の動作を説明する動作説明図である。
I1,I2,I3はインバータ装置1,2,3の出力電
流である。第3図において、時刻t1にてインバー
タ装置1に異常を生じてその出力電圧または位相
がずれた場合、横流がインバータ装置2,3へ流
出するかあるいはインバータ装置2,3より流入
することによりインバータ装置1の出力I1は徐々
に増加する。一方インバータ装置2,3の出力電
流I2,I3もインバータ装置1への横流により増加
するが、横流を互いに分相するのでその増加の割
合はインバータ装置1の出力電流I1に比し少ない
(理想的には1/2)。やがて時刻t2において、イ
ンバータ装置1の出力電流I1は過電流検出回路1
3の検出レベルIT(ITはインバータ装置の過負
荷耐量に応じて設定される)に達し、半導体しや
断器11にトリツプ指令が与えられインバータ装
置1は共通母線より切り離される。インバータ装
置2,3の出力電流I2,I3は時刻t2において過電
流検出回路23,33の検出レベルITに達せ
ず、インバータ装置1の切り離しにより横流が除
去され出力電流I2,I3は第3図の破線の如く減衰
し、インバータ装置2,3により給電は継続され
る。尚、I2,I3の破線のレベルが時刻t1までのレ
ベルと異なるのは、負荷分担の割合が1/3から
1/2になることによる。
しかるに2台並列運転システムにおいては、第
4図のように時刻t1にてインバータ装置1に異常
を生じた場合、横流はインバータ装置1,2の間
を流れるので出力電流I1,I2は双方共同じぐらい
の割合で増加する。時刻t2にて仮にインバータ装
置1の出力電流I1が過電流検出回路13の検出レ
ベルITに達し半導体しや断器11がトリツプし
たとしても、インバータ装置2の出力電流I2も過
電流検出回路23の検出レベルIT付近まで増加
しているので、半導体しや断器21も引き続きト
リツプしシステムダウンに陥つてしまう恐れがあ
る。また異常の発生モードあるいは過電流検出回
路の検出レベルのばらつきによつては、健全な方
のインバータ装置2の出力電流I2が先に過電流検
出回路23の検出レベルITに達し、半導体しや
断器11のトリツプにより切り離されてしまう可
能性もある。
すなわち、3台以上のインバータ装置による並
列運転システムにおいては、上述の如き制御方式
により異常機の切り離しにて並列冗長化の目的は
達成されるが、2台のインバータ装置による並列
運転システムの場合、上述の如き制御方式では異
常機を切り離して健全機にて給電を継続すること
は困難であり、並列冗長化の目的は達成されず、
結局従来よりインバータ装置の2台並列運転シス
テムはあまり採用されていなかつた。
本発明の目的は上述の点に鑑みなされたもの
で、インバータ装置の2台並列運転システムにお
いても、任意の1台に異常が生じてもその異常機
を切り離して残りの健全機で給電することにより
並列冗長化を達成しうるインバータ装置の並列運
転制御方式を提供することにある。
以下、第5図を参照して本発明の一実施例を説
明する。同図において、1〜6,11,12,2
1,22は第2図と同様の部分であり、7は直送
商用電源、8は直送商用電源を共通母線に接続す
るための半導体スイツチ(サイリスタスイツ
チ)、14と24は第2図の13,23と同様に
各インバータ装置の出力電流が過電流であること
を検出して半導体しや断器にトリツプ指令を与え
る第二の過電流検出回路、15,25は第二の過
電流検出回路14,24の検出レベルよりも低い
レベルで各インバータ装置の出力過電流を検出す
る第一の過電流検出回路、16,26は各インバ
ータ装置の出力位相を直送商用電源7に位相に一
致すべく各インバータ装置を制御する商用同期回
路、51は第1の過電流検出回路15,25の一
方または双方が過電流を検出した半導体スイツチ
8に投入指令を与える半導体スイツチ制御回路で
ある。なお商用同期回路16,26は例えば公知
の技術であるPLL(Phass Locked Loop)回路
にて構成される。
本発明は並列運転するインバータ装置1,2の
一方に異常を生じた場合、直送商用電源7を利用
して異常機を検出し切り離すことにより並列冗長
化を達成するものである。第6図は第5図の実施
例において、インバータ装置1に異常を生じた場
合の動作を説明する動作説明図である。通常イン
バータ装置1,2は直送商用電源7と同期運転し
ており、半導体スイツチはOFFしている。時刻t1
にてインバータ装置1に異常を生ずると、第4図
の場合と同様に横流により出力電流I1,I2は双方
共同じくらいの割合で増加する。時刻t2にてイン
バータ装置1の出力電流I1が第1の過電流検出回
路14の検出レベルIT1に達すると、半導体スイ
ツチ制御回路51に投入指令が与えられ半導体ス
イツチ8がONする。インバータ装置2の出力電
流I2も出力電流I1と同程度なので、第1の過電流
検出回路24も引き続きインバータ装置2の出力
過電流を検出するが、半導体スイツチ8がONす
ることにより直送商用電源7と異常を生じている
インバータ装置1との間に横流が発生し直送商用
電源7の出力電流I7が増加する。インバータ装置
1の出力電流I1はこれによりインバータ装置2の
出力電流I2に比しかなり大きい傾きで(理想的に
は2倍)増加し、時刻t3にて第二の過電流検出回
路14の検出レベルIT2に達する(IT2>IT1)。
第二の過電流検出回路14が過電流を検出するこ
とにより半導体しや断器11にトリツプ指令が与
えられ、インバータ装置1は共通母線より切離さ
れる。一方インバータ装置2の出力電流I2は時刻
t3において第2の過電流検出回路24の検出レベ
ルIT2には達せず、インバータ装置1の切り離し
により横流が除去されるので破線の如く減衰し給
電を続ける。また出力電流I1,I2が減衰するの
で、第一の過電流検出回路15,25から半導体
スイツチ制御回路51への投入指令が解除される
ことにより半導体スイツチ8はOFFし、直送商
用電源7の出力電流I7は減衰する。
このようにして並列運転するインバータ装置の
何れかに異常が発生した場合、直送商用電源を共
通母線に接続して異常を生じているインバータ装
置を判別して共通母線より切り離す本発明による
制御方式によれば、従来困難であつたインバータ
装置の2台並列運転システムの並列冗長化が確実
になり信頼性の高い電源システムを構成出来る。
また、直送商用電源は通常無停電電源システム
の1つのコンポーネントとして必ず設置されるも
のであり、半導体スイツチも元々設置されること
が多いので安価で簡単な構成となる。仮に本発明
実施のために半導体スイツチを付加するとして
も、半導体スイツチは並列運転システム異常の際
に一時的に使用するものであるから短時間過負荷
耐量の高いサイリスタスイツチにて構成すれば安
価なものとなる。
次に第7図に本発明の他の実施例を示す。すな
わち、第7図の実施例は第5図の実施例に負荷電
流を検出するCT71を追加して、第一の過電流
検出回路15,25の代わりに負荷電流と各イン
バータ装置の出力電流との差電流を検出する差電
流検出回路17,27を設けたものである。つま
り、1台のインバータ装置の異常によつて生ずる
横流を、負荷電流と各インバータ装置の出力電流
との差電流の増加として検出し、差電流が所定の
レベルを越えた時半導体スイツチ8を投入して直
送商用電源7を共通母線に接続することにより異
常を生じているインバータ装置の出力電流を更に
大きい傾きで増加させて過電流検出回路14また
は24により異常を生じているインバータ装置の
半導体しや断器をトリツプさせて切り離すもので
ある。本実施例によれば、半導体スイツチ8を投
入するための第一段階の検出レベルはインバータ
装置の定格付近あるいは定格以下のレベルに下げ
ることが出来るので、インバータ装置の出力電流
がそれほど増加しなくても異常が生じている初期
の段階から検出することが可能になる。
更にインバータ装置の並列運転システムの出力
として高い周波数精度が要求される場合、すなわ
ち商用同期運転をしない場合は通常は水晶発振器
等により高い周波数精度で運転し、インバータ装
置に異常を生じて第5図における第一の過電流検
出回路15,25あるいは第7図における差電流
検出回路17,27が動作したことにより先ず各
インバータ装置を商用同期運転に切換え、その後
半導体スイツチ8を投入するようにすれば同様な
効果が得られる。
前述の説明はインバータ装置の2台並列運転シ
ステムについて述べているが、3台以上の複数台
並列運転システムにおいても勿論同様な効果によ
り並列冗長化の信頼性を高めることが出来る。
また上記実施例では他の交流電源として商用電
源を使用した場合について述べたが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、他の交流電
源として種々の電源を用いても同様な効果を得る
ことは言うまでもない。例えば他の交流電源は自
動定電圧装置(AVR)を介した商用電源あるい
は自家用発電機であつてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のインバータ装置の3台並列運転
システムを示すブロツク図、第2図は従来のイン
バータ装置の2台並列運転システムを示すブロツ
ク図、第3図は第1図の従来システムにおいて1
台異常発生時の制御作動を示す動作説明図、第4
図は第2図の従来システムにおいて1台異常発生
時の制御動作を示す動作説明図、第5図は本発明
によるインバータ装置の並列運転制御方式の実施
例を示すブロツク図、第6図は第5図の実施例の
制御動作を示す動作説明図、第7図は本発明の他
の実施例を示すブロツク図である。 1,2,3…インバータ装置、4…負荷、5…
インバータ装置用商用電源、6…蓄電池、7…直
送商用電源、8…半導体スイツチ、11,21,
31…半導体しや断器、12,22,32…
CT、13,23,33…過電流検出回路、1
4,24…第二の過電流検出回路、15,25…
第一の過電流検出回路、16,26…商用同期回
路、17,27…差電流検出回路、51…半導体
スイツチ制御回路、71…CT。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 それぞれ半導体しや断器を介して共通母線に
    接続された複数台のインバータ装置において、他
    の交流電源を設け、通常は前記インバータ装置を
    前記交流電源に同期させながら並列運転させて負
    荷へ電力を供給し、前記インバータ装置のうち1
    台に異常が生じた際に各インバータ装置の出力電
    流の増加を第一の検出レベルにて検出して直ちに
    前記交流電源を前記共通母線に接続し、その後異
    常を生じているインバータ装置の出力電流の増加
    を前記第一の検出レベルよりも高い第二の検出レ
    ベルにて検出することにより異常を生じているイ
    ンバータ装置を判別して前記共通母線より切り離
    すことを特徴とするインバータ装置の並列運転制
    御方式。 2 それぞれ半導体しや断器を介して共通母線に
    接続された複数台のインバータ装置において、他
    の交流電源を設け、通常は前記インバータ装置を
    前記交流電源に同期させながら並列運転させて負
    荷へ電力を供給し、前記インバータ装置のうち1
    台に異常が生じた際に各インバータ装置の出力電
    流と負荷電流との差電流の増加を検出して直ちに
    前記交流電源を前記共通母線に接続し、その後異
    常を生じているインバータ装置の出力電流の増加
    を検出することにより異常を生じているインバー
    タ装置を判別して前記共通母線より切り離すこと
    を特徴とするインバータ装置の並列運転制御方
    式。 3 それぞれ半導体しや断器を介して共通母線に
    接続された複数台のインバータ装置において、他
    の交流電源を設け、高い周波数精度で前記交流電
    源とは非同期にて並列運転させて負荷へ電力を供
    給し、前記インバータ装置のうち1台に異常が生
    じた際に、各インバータ装置の出力電流の増加を
    第一の検出レベルにて検出し、直ちに前記インバ
    ータ装置を前記交流電源との同期運転に切換えた
    後前記交流電源と前記共通母線に接続し、その後
    異常を生じているインバータ装置の出力電流の増
    加を前記第一の検出レベルよりも高い第二の検出
    レベルにて検出することにより異常を生じている
    インバータ装置を判別して前記共通母線より切り
    離すことを特徴とするインバータ装置の並列運転
    制御方式。 4 それぞれ半導体しや断器を介して共通母線に
    接続された複数台のインバータ装置において、他
    の交流電源を設け、通常は前記インバータ装置を
    高い周波数精度で前記交流電源と非同期にて並列
    運転させて負荷へ電力を供給し、前記インバータ
    装置のうち1台に異常が生じた際に各インバータ
    装置の出力電流と負荷電流との差電流の増加を検
    出して直ちに前記インバータ装置を前記交流電源
    との同期運転に切換えた後前記交流電源を前記共
    通母線に接続し、その後異常を生じているインバ
    ータ装置の出力電流の増加を検出することにより
    異常を生じているインバータ装置を判別して前記
    共通母線より切り離すことを特徴とするインバー
    タ装置の並列運転制御方式。
JP16598079A 1979-12-20 1979-12-20 Control system for parallel operation of inverter Granted JPS5688676A (en)

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JPH02228153A (ja) * 1989-03-01 1990-09-11 Taiko Denki Seisakusho:Kk Isdnにおける三者通話方式

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