JP4703251B2 - 電源装置の運転方法及び電源装置 - Google Patents
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Description
また、複数のインバータ装置の並列運転において、各負荷電流対応値と各インバータ装置の出力電流対応値とをそれぞれの横流検出回路に入力して、インバータ装置間を流れる横流に対応する横流電流対応値を出力し、この横流電流対応値とインバータ装置の出力電圧対応値とから有効電力偏差、無効電力偏差を出力し、その有効電力偏差によって電圧制御値を出力し、前記無効電力偏差から位相制御値を出力することによって、各インバータ装置の内部インピーダンスを等価的にゼロにする瞬時値制御を行い、出力電圧の位相や振幅の過渡的な偏差に対しても安定に制御して横流電流を抑制するものも提案されている(例えば、特許文献7参照)。
また、前記特許文献8〜10の発明で開示されている定サンプリング型の誤差追従式電源技術はいろいろな技術的優位性を有しているが、単一のインバータ装置に関する基本的な技術の開示が主であって、インバータ装置の並列運転に関する技術については未だ開示されていない。
図1、図2によって本発明を実施するための最良の実施形態1について説明する。図1は、本発明が採用する制御パラメータのみによって等価内部インピーダンスを可変できるインバータ装置の代表的な1例である定サンプリング型の誤差追従式インバータ装置80を説明するための図であり、図2は定サンプリング型の誤差追従式インバータ装置80を並列接続してなる第1の実施形態の電源装置100を説明するための図である。先ず、図1により定サンプリング型の誤差追従式単相インバータ装置80について説明すると、直流電源1の両端にインバータ2が接続される。直流電源1は一般的なものであって、例えば、商用交流電源の電力を整流して交流を直流に変換する整流装置、又は太陽電池パネルなどである。インバータ2は、フルブリッジ接続してなる4個のIGBTのような半導体素子S1〜S4とそれら半導体素子のそれぞれに逆極性に並列接続されたダイオードD1〜D4とからなる単相用のインバータである。ただし、インバータ2はフルブリッジ構成のものに限られることは無く、例えば、IGBT又はMOSFETなどのような半導体素子2個とコンデンサ2個とをフルブリッジ構成に接続したハーフブリッジ型の単相インバータ、あるいは特許文献8に示されているように、直流電源1を2個直列に接続して単相倍電圧構成としてなるインバータ単相倍電圧型のインバータなどであってもよい。なお、直流電源1とインバータ2との間には電源スイッチSWが設けられている。
(1)スイッチングモード1として、Δt=Δi1−J(t)≦0のとき、半導体素子S3とS4とがオンであって、半導体素子S1とS2とがオフである。
(2)スイッチングモード2として、Δt=Δi1−J(t)>0のとき、半導体素子S1とS2とがオンであって、半導体素子S3とS4とがオフである。
(3)スイッチングモード3として、直流電源1からの電力供給は行わない環流モードがあり、この場合には、半導体素子S1、S4がオンで、半導体素子S2、S3がオフ、又は半導体素子S2、S3がオンで、半導体素子S1、S4がオフである。
以上の実施形態では、制御パラメータのみによって等価内部インピーダンスを可変できるインバータ装置として、単相構成の定サンプリング型の誤差追従式インバータ装置、それらの並列接続した定サンプリング型の誤差追従式電源装置について説明したが、三相交流の定サンプリング型の誤差追従式インバータ装置90を複数台並列に接続してなる電源装置200における横流電流の制限も実施形態1と同様に行えるので、図3、図4を利用して三相交流の定サンプリング型の誤差追従式インバータ装置90、及び電源装置200について説明する。この実施形態2の電源装置200もマイクロコンピュータを使用するのに好適であり、特にA/D変換回路を示さないが、各アナログ検出信号はディジタル検出信号に変換され、その後の各処理についてはディジタル処理が行われるものとする。
(1)スイッチングモード1は、Δa≧0、Δb<0、Δc<0の場合である。このとき、スイッチ素子U、Y、Zがオンで、スイッチ素子V、W、Xがオフであり、各相の出力フィルタ回路の入力側(インバータ側)では、a相の電流保持用のインダクタLp1を流れる電流が増加する。
(2)スイッチングモード2は、Δa≧0、Δb≧0、Δc<0の場合である。このとき、スイッチ素子U、V、Zがオンで、スイッチ素子W、X、Yがオフであり、各相の出力フィルタ回路の入力側では、a相の電流保持用のインダクタLp1とb相の電流保持用のインダクタLp2とを流れる電流が増加する。
(3)スイッチングモード3は、Δa<0、Δb≧0、Δc<0の場合である。このとき、スイッチ素子V、X、Zがオンで、スイッチ素子U、W、Yがオフであり、各相の出力フィルタ回路の入力側では、b相の電流保持用のインダクタLp2を流れる電流が増加する。
(4)スイッチングモード4は、Δa<0、Δb≧0、Δc≧0の場合である。このとき、スイッチ素子V、W、Xがオンで、スイッチ素子U、Y、Zがオフであり、各相の出力フィルタ回路の入力側では、b相の電流保持用のインダクタLp2とc相の電流保持用のインダクタLp3とを流れる電流が増加する。
(5)スイッチングモード5は、Δa<0、Δb<0、Δc≧0の場合である。このとき、スイッチ素子W、X、Yがオンで、スイッチ素子U、V、Zがオフであり、各相の出力フィルタ回路の入力側では、c相の電流保持用のインダクタLp3を流れる電流が増加する。
(6)スイッチングモード6は、Δa≧0、Δb<0、Δc≧0の場合である。このとき、スイッチ素子U、W、Yがオンで、スイッチ素子V、X、Zがオフであり、各相の出力フィルタ回路の入力側では、a相の電流保持用のインダクタLp1とc相の電流保持用のインダクタLp3とを流れる電流が増加する。
2・・・インバータ
3・・・インバータ電流検出器
4・・・出力フィルタ回路
5・・・フィルタ電圧検出器
6・・・出力電流検出器
7・・・出力端子
8・・・電流目標値形成部
8A・・・電圧指令手段
8B・・・電流利得手段
8C・・・減算手段
8D・・・電圧利得手段
8E・・・加算手段
8a・・・フィルタ電圧指令手段
8b・・・コンデンサ電流指令手段
8c・・・PWM電流誤差補償手段
8d・・・座標変換手段
8e・・・ローパスフィルタ
8f・・・減算手段
8g・・・電圧リミッタ
8h・・・電圧帰還手段
8i・・・加算手段
8j・・・座標変換手段
8k・・・電流利得手段
8l・・・電流利得手段
8m・・・信号リミッタ
8n・・・加算手段
8p・・・座標変換手段
9・・・ゲート指令・PWM制御部
9A・・・減算手段
9B・・・ゲート指令・PWM回路
10・・・同期信号発生回路
50・・・負荷回路
Claims (4)
- 出力電圧フィードバックゲインをα、出力電流フィードフォワードゲインをβ、インバータ電流ゲインをGとするとき、(1−β・G)/(α・G)で表される直流抵抗値を等価内部インピーダンスとするインバータ装置を複数台並列接続して構成した電源装置の運転方法であって、
互いに同期した指令電圧を前記インバータ装置それぞれに与え、前記指令電圧と前記インバータ装置の出力電圧の電圧検出信号との差の電圧に正の数値である前記出力電圧フィードバックゲインαを乗じて得られる信号と、前記インバータ装置の出力電流の電流検出信号に1以下の数値である前記出力電流フィードフォワードゲインβを乗じて得られる信号とを加算して前記インバータ装置の電流目標値を形成し、
前記インバータ装置の出力電圧及び出力電流の定格値によって定められる直流抵抗値を100%の等価内部インピーダンスとし、前記インバータ装置間を流れる横流の許容される電流値によって、前記インバータ装置の制御パラメータである前記出力電圧フィードバックゲインαと前記出力電流フィードフォワードゲインβの双方又はいずれか一方を調整して前記等価内部インピーダンスの値を変化させることを特徴とする電源装置の運転方法。 - 前記インバータ装置の出力電圧及び出力電流の定格値によって定められる前記等価内部インピーダンスに対して、2〜10%の範囲で前記等価内部インピーダンスを変化させることを特徴とする請求項1に記載の電源装置の運転方法。
- 出力電圧フィードバックゲインをα、出力電流フィードフォワードゲインをβ、インバータ電流ゲインをGとするとき、(1−β・G)/(α・G)で表される直流抵抗値を等価内部インピーダンスとするインバータ装置を複数台並列接続して構成した電源装置であって、
互いに同期した指令電圧を与える電圧指令手段と、前記指令電圧と前記インバータ装置の出力電圧の電圧検出信号との差の電圧に正の数値である前記出力電圧フィードバックゲインαを乗じる電圧利得手段と、前記インバータ装置の出力電流の電流検出信号に1以下の数値である前記出力電流フィードフォワードゲインβを乗じる電流利得手段と、前記電圧利得手段の出力信号と前記電流利得手段の出力信号とを加算する加算手段と、を有する電流目標形成部を備え、
前記インバータ装置の出力電圧及び出力電流の定格値によって定められる直流抵抗値を100%の等価内部インピーダンスとし、前記インバータ装置間を流れる横流の許容される電流値によって、前記インバータ装置の制御パラメータである前記出力電圧フィードバックゲインαと前記出力電流フィードフォワードゲインβの双方又はいずれか一方を調整して前記等価内部インピーダンスの値を変化させることを特徴とする電源装置。 - 前記インバータ装置の出力電圧及び出力電流の定格値によって定められる前記等価内部インピーダンスに対して、2〜10%の範囲で前記等価内部インピーダンスを変化させることを特徴とする請求項3に記載の電源装置。
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