JP6259992B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
力を重畳する電力変換部を有するインバータ装置が提供されている。電力変換部は、太陽
電池の直流電力の電圧を昇圧する昇圧回路、昇圧回路の昇圧した直流電力を交流電力に変
換するインバータ回路、及びインバータ回路が出力する交流電力の高周波成分を減衰する
フィルタ回路などから構成されている。
ッチ素子、リアクトル、ダイオード、及びコンデンサ)などが発熱しインバータ装置は高
温になる。温度が高温になると、インバータ装置のセンサ類の特性が変化して電力変換の
制御が不安定になったり、電子部品が劣化してインバータ装置が早く寿命を迎えることに
なる。
センサと、インバータ回路へ送風する送風機(ファン)とを設け、この温度が所定値以上
になった場合に送風機を動作させ、温度が所定値未満の場合に送風機を停止するインバー
タ装置が提案されている(特許文献1)。
など周囲の温度が低い状況が続くと、送風機が動作しない状態が長い時間続く場合がある
。このように送風機が動作しない状態が長く続くと、送風機の回転軸を支える軸受け(ベ
アリングなど)の潤滑物質が固くなったり、寒暖の温度差によって軸受けに結露が生じ、
この水分によりさびたりして送風機が正常に動作しなくなる恐れがある。
を動作可能な状態に保つことができるインバータ装置を提供することを目的とする。
力系統へ重畳する電力変換部と、前記電力変換部の温度が所定値以上の場合に前記電力変
換部の温度を下げるように動作する送風機と、を備え、前記送風機の動作が所定期間以上
停止していることを検知した後に前記送風機を強制動作させることを特徴とする。
状態でも定期的に送風機を動作するようにしているため、インバータ装置の電力変換部を
冷却する送風機を動作可能な状態に保つことができる。
S5、温度センサ8、第1送風機FN1、及び第2送風機FN2から構成されている。電
力変換部CNVは、複数の昇圧回路4a〜4e(ここでは5つ)、インバータ回路5、及
びフィルタ回路6から構成されている。
続される。昇圧回路4a〜4eは、夫々太陽電池2a〜2eから入力された直流電力の電
圧を昇圧し、この昇圧した直流電力をインバータ回路5に供給する。
チ素子、ダイオード、コンデンサからなる非絶縁型のチョッパ回路により構成されている
。
る。インバータ回路5は、複数のスイッチ素子をフルブリッジ接続した回路からなる。イ
ンバータ回路5の出力側には、この交流電力の高周波成分を減衰するフィルタ回路6が接
続される。尚、インバータ回路5の構成はブリッジ接続に限らず中性点クランプ方式など
を用いることも可能である。
られている。フィルタ回路6を通った交流電力は、例えば連系用のリレー及び端子台16
を介して商用電力系統3に重畳される。尚、上述の昇圧回路4a〜4e、インバータ回路
5の動作の制御は、制御回路7により行われる。
ら電力供給を受けて動作する。
用電力系統にこの変換した交流電力を重畳する。これによりインバータ装置1は、商用電
力系統に接続されている負荷に交流電力を供給することができる。インバータ装置1が動
作する際には、昇圧回路4a〜4e、インバータ回路5、及びフィルタ回路6を構成する
電子部品(上述のスイッチ素子、ダイオード、直流リアクトル、交流リアクトル、コンデ
ンサなど)が発熱しインバータ装置1の温度上昇につながる。
れる。筺体10はアルミ合金等をダイキャスト加工により成形されている。特に発熱の高
い電子部品(例えば、インバータ回路5のスイッチ素子、昇圧回路の直流リアクトル、ダ
イオード、スイッチ素子、フィルタ回路の交流リアクトル)は直接筺体10に取り付けら
れる。発熱の高い電子部品の熱は、筺体10の外側に設けられるフィンFを介して放熱さ
れる。尚、その他の電子部品は基板17に実装され筺体10に取り付けられる。
送風機が用いられる。第1送風機FN1は筺体10の内部に設けられ、その動作により矢
印P1に示すように筺体10内の空気を循環させる。これにより、電力変換部CVNが発
する熱が筺体10内の様々な個所へ分散されて外部に放熱される。即ち、第1送風機FN
1が動作することで、電力変換装置CNVの放熱が促進され電力変換部CNVの温度を下
げることができる。
送風機が用いられる。第2送風機FN2は筺体10の外側に設けられ、その動作により矢
印P2に示すように外気を筺体10のフィンFへと送る。これにより、筺体10及びフィ
ンFを介して伝わる電力変換部CNVの熱が外部へ放熱されることを促進する。即ち、第
2送風機FN2が動作することで、電力変換装置CNVの放熱が促進され電力変換部CN
Vの温度を下げることができる。
に、制御回路7を介して第1送風機FN1及び第2送風機FN2が動作するために必要な
電力の供給を太陽電池2a〜2eより受ける。制御回路7は、温度センサ8により検出さ
れる温度Tが所定値Tth以上の場合に電力変換部CNVの温度を下げるように第1送風
機FN1、第2送風機FN2を動作させる。また、制御回路7は、第1送風機FN1及び
第2送風機FN2の動作が所定期間以上停止している場合に第1送風機FN1及び第2送
風機FN2を強制動作させる。
イッチ素子)の近くに配置され、この配置された箇所の温度を電力変換部CNVの温度と
して検出する。尚、昇圧回路4a〜4eを構成する電子部品の近くにこの温度センサ8を
配置しても良い。
て詳細に説明する。
(ステップS1)。初期動作では、タイマをリセットして時間Cの計時を開始し、送風機
の動作フラグFlagをゼロへ設定する。
路4a〜4eの入力電圧Vi)を監視しておき、いずれかの太陽電池の電圧が所定の電圧
値以上になった場合に太陽電池2a〜2eが発電開始したと検出することができる。
a〜4eの昇圧動作やインバータ回路5の変換動作などの制御を並行して行う。これらの
制御は、従来から行われるMPPT制御やPWM制御を用いることができるため詳しい内
容については省略する。
ップS2)、この温度Tが所定値Tth以上か否かを判定する(ステップS3)。制御回
路7は、この温度Tが所定値Tth以上であれば、第1送風機FN1及び第2送風機FN
2を動作させて(ステップS4)、送風機の動作フラグFlagを1に変更し(ステップ
S5)ステップS7へ移行する。制御回路7は、温度Tが所定値Tth以上ではない場合
、第1送風機FN1及び第2送風機FN2の動作を停止し(ステップS6)てステップS
7へ移行する。
間Cth以上か否かを判定する(ステップS8)。この時間Cが所定時間Cth以上でな
い場合、制御回路7はステップS2へ戻る。尚、所定時間Cthは5〜8時間程度に設定
される。
する(ステップS9)。そして、動作フラグFlagが0である場合、制御回路7は第1
送風機FN1及び第2送風機FN2の動作が所定期間以上停止していると判断してステッ
プS10へ移行する。
Pが所定の電力閾値Pth以上であるか否かを判定する(ステップS11)。ステップS
11にて太陽電池の発電電力Pが電力閾値Pth以上である場合、第1送風機FN1及び
第2送風機FN2を一定時間(約1分〜5分程度)強制動作させ(ステップS12)て、
動作フラグFlagを1に設定して(ステップS13)ステップS14へ移行する。
電流Iiと入力電圧Viとの掛け算から算出し、算出された入力電力Pi1〜Pi5を加
算して求めることができる。また、インバータ回路5(フィルタ回路6)の出力側に交流
電流、交流電圧を検出するセンサを設けて、検出した交流電流及び交流電圧の掛け算で算
出しても良い。
陽電池の発電電力Pが電力閾値Pth以上でない場合はステップS14へ移行する。
かを判断し、太陽電池2a〜2eの発電が停止していないと判断した場合はステップS2
へ戻る。また、ステップS14において、制御回路7が太陽電池2a〜2eの発電が停止
したと判断した場合、第1送風機FN1及び第2送風機FN2が動作していれば第1送風
機FN1及び第2送風機FN2の動作を停止して処理を終了する。
なったことを検出した場合に太陽電池2a〜2eが発電開始したと検出することができる
。
御される。これによれば、冬場など周囲の温度が低い状況が続いたとしても、太陽電池が
発電開始するとタイマにより時間の計数が開始され、このタイマの計数を開始してから第
1送風機FN1及び第2送風機の動作が所定時間Cth以上停止している場合にこれらの
送風機を定期的に強制動作さている。即ち、太陽電池2a〜2eが発電開始してから停止
するまでの1サイクルの中で第1送風機FN1及び第2送風機FN2を1回は動作するこ
とになる。
によりさびることを抑制し、第1送風機FN1及び第2送風機FN2を動作可能な状態に
保つことができる。
N1及び第2送風機FN2を強制動作させている。電力閾値Pthは、太陽電池2a〜2
eが電力を安定供給可能な電力に設定されている。これにより、第1送風機FN1及び第
2送風機FN2は安定した電力を太陽電池2a〜2eから受け取ることができる。
陽電池が発電を開始して、太陽電池の発電量がピークになった後にタイマによる第1送風
機FN1及び第2送風機FN2の強制動作が行われる。このため、温度によって第1送風
機FN1及び第2送風機FN2が動作した場合には、タイマの計数による第1送風機FN
1及び第2送風機FN2の強制動作が行われない。これにより、第1送風機FN1及び第
2送風機FN2の動作時間を少なくして第1送風機FN1及び第2送風機FN2の寿命を
延ばすことができる。
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
池2a〜2eが発電開始したか否かによって検出していたが、太陽電池2a〜2eが発電
を開始してから所定時刻までの間、第1送風機FN1及び第2送風機FN2が停止してい
た場合に検出するようにしても良い。
定電力値以上になるまで第1送風機FN1及び第2送風機FN2が停止していた場合、第
1送風機FN1及び第2送風機FN2の動作が所定期間以上停止していると検知しても良
い。
送風機を用いたが、様々な送風機を利用することができる。
及び第2送風機FN2が停止してからの時間を計数しても良い。
検知した後に、第1送風機FN1及び第2送風機FN2を強制動作させていたが、定期的
に強制動作する様な所定の条件を満たした際に強制動作させても良い。
(定格出力の8割以上の出力を検出する)毎、所定時刻毎、インバータ装置が動作開始する
(日の出の検出)毎、或いはインバータ装置が停止する(日没の検出)毎などが考えられ
る。
ても利用することができる。
2a〜2e 太陽電池
3 商用電力系統
4a〜4e 昇圧回路
5 インバータ回路
6 フィルタ回路
7 制御回路
8 温度センサ
10 筺体
17 基板
S1〜S5 開閉器
FN1 第1送風機
FN2 第2送風機
Claims (5)
- 直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統へ重畳する電力変換部
と、
前記電力変換部の温度が所定値以上の場合に前記電力変換部の温度を下げるように動作
する送風機と、を備え、
前記送風機の動作が所定期間以上停止していることを検知した後に前記送風機を強制動
作させ、
時間を計時するタイマを備え、
前記直流電力は太陽電池の発電電力であり、前記タイマの時間の計時は、前記太陽電池
が発電を開始した際に開始され、前記タイマが時間の計時を開始してから前記送風機の動
作が所定時間以上停止している場合に前記送風機の動作が所定期間以上停止していると検
知することを特徴とするインバータ装置。 - 前記所定時間は前記太陽電池が発電を開始して5時間〜8時間程度に設定されているこ
とを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 - 直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統へ重畳する電力変換部
と、
前記電力変換部の温度が所定値以上の場合に前記電力変換部の温度を下げるように動作
する送風機と、を備え、
前記送風機の動作が所定期間以上停止していることを検知した後に前記送風機を強制動
作させ、
前記直流電力は太陽電池の発電電力であり前記太陽電池が発電を開始してから所定時刻
まで前記送風機が停止していた場合に、前記送風機の動作が所定期間以上停止していると
検知することを特徴とするインバータ装置。 - 前記直流電力は太陽電池の発電電力であり太陽電池が発電を開始してから前記太陽電池
の発電電力が所定値以上になるまで前記送風機が停止していた場合、前記送風機の動作が
所定期間以上停止していると検知することを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置
。 - 前記直流電力は太陽電池の発電電力でありかつ前記送風機の動作電源であり、
前記発電電力が閾値以上である場合に前記送風機を強制動作させることを特徴とする請
求項1乃至請求項4の何れかに記載のインバータ装置。
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