JP6265441B2 - 入力側emcフィルタを有するマルチストリング型インバータ - Google Patents
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Description
図1は、2つの入力部2および出力部3を有するインバータ1を示す。入力部2は、インバータ1の直流入力側に位置し、直流源を接続するために設けられる。図1は、入力部2のそれぞれに接続された太陽光発電機4を示す。2つの電流供給線路5および6が、各入力部2からこの入力部2に割り当てられているDC/DC変換器7に延びている。電流供給線路5は、それぞれの入力部2の専用電流供給線路であり、一方電流供給線路6は、すべての入力部2からともに、すべてのDC/DC変換器7まで延びて、EMCフィルタ9の下流にある地点8ではじめて、それらは個々のDC/DC変換器7に枝分かれする。EMCフィルタ9は、入力部2と、すべての電流供給線路5および6用のDC/DC変換器7との間に設けられるが、これについては以下のパラグラフで詳述する。DC/DC変換器7は、出力側で、DC/AC変換器11の入力側の直流中間回路10に並列に接続される。DC/AC変換器11はその一部分が、任意選択で介在する、(図示されない)1つまたは複数のさらなるフィルタ、変圧器、保護装置などによって出力部3に接続されている。インバータ1は、出力部3を経由して、太陽光発電機4から交流電流網12へと電気エネルギーを供給する。図1は、3相DC/AC変換器11を示し、DC/AC変換器11の出力部3は、交流電流網12の3相へと電力を供給する。しかしながら、本発明を、1相DC/AC変換器11を有するインバータ1で使用することもできる。交流電流網12へと供給される電気エネルギーを最大限にするために、インバータ1を使用して、個々の太陽光発電機4のそれぞれについて独立した電力最大点(MPP:maximum power point)追従制御を実行することが可能である。この目的のために、DC/DC変換器7は、太陽光発電機4が最適電圧で動作する方法で、制御装置13によって制御される。その結果、2つの入力部2の両端間で異なる電圧が優勢であることが可能である。DC/DC変換器7が別々に動作可能であることにより、インバータ1は、いわゆるマルチストリング型インバータである。しかしながら、2つの入力部2をインバータ1の外部で、または前記インバータ1の内部でブリッジ接続すること、すなわち、破線で図示された任意選択の電気的接続14によって示される配線で固定することも可能である。2つのDC/DC変換器7は、出力側で直流中間回路10に並列に接続されているだけでなく、入力側でブリッジ接続された入力部2にも並列に接続されている。この場合、均一に利用できるように、したがって均一な負荷が得られるように、制御装置13は、DC/DC変換器7を同期して制御し、理想的に、2つのDC/DC変換器7を経由して流れる電流の均衡を保つ。それにもかかわらず、単にコンポーネント間の避けられない不均衡の結果、線路5のうちの1つを経由して、DC/DC変換器7のうちの1つへと順方向に流れている電流が、他のDC/DC変換器7を経由して地点8へと逆流することが起こり得る。しかしながら、2つのDC/DC変換器7が、地点8で互いと、電流供給線路6と、に接続されているので、EMCフィルタ9の領域でのこの対称性の欠如による影響はない。
− 干渉信号発生器として作用するDC/DC変換器でのHF干渉信号を、可能な限り良好に分断すること。
− 依然として存在し続ける、換言すれば、速やかに分断されない干渉電流および、これにより誘導される干渉電流を、可能な限り良好に減衰させること。
2 入力部
3 出力部
4 太陽光発電機
5 線路
6 線路
7 DC/DC変換器
8 地点
9 EMCフィルタ
10 DC中間回路
11 DC/AC変換器
12 交流電流網
13 制御装置
14 任意選択の電気的接続
15 チョーク
16 チョーク
17 電流補償チョーク
18 コア
19 フィルタキャパシタ
20 フィルタキャパシタ
21 フィルタキャパシタ
22 フィルタキャパシタ
23 抵抗器
24 HF干渉信号
25 チョーク巻線
26 チョーク巻線
27 漂遊磁界
28 漂遊磁界
29 電圧計測装置
30 計測装置
31 チョーク
32 キャパシタ
33 計測抵抗器
PE 地電位
L1 インダクタンス
L2 インダクタンス
L3 インダクタンス
Claims (15)
- DC/AC変換器(11)と、
前記DC/AC変換器の直流入力側のDC中間回路(10)と、
複数のDC/DC変換器(7)であって、互いに並列に、出力側で前記DC中間回路(10)に接続される、複数のDC/DC変換器(7)と、
複数の入力部(2)であって、いずれも前記DC/DC変換器(7)のうちの1つに通じる入力部(2)と、
前記入力部(2)と前記DC/DC変換器との間に接続されるEMCフィルタ(9)と、
を備えるインバータ(1)において、
前記EMCフィルタ(9)が、
前記入力部(2)と前記DC/DC変換器(7)との間のすべての電流供給線路(5、6)のチョーク(15、16)と、
前記入力部(2)と前記DC/DC変換器(7)との間の前記すべての電流供給線路(5、6)から接地まで通じるフィルタキャパシタ(19、20)と、を備えるとともに、
前記すべての電流供給線路(5、6)が、少なくとも2つの入力部(2)のそれぞれの一方の端子から、関連するDC/DC変換器(7)の一方の端子まで通じる、それぞれの専用電流供給線路(5)に加えて、少なくとも2つの入力部(2)のそれぞれの他方の端子から、前記関連するDC/DC変換器(7)の他方の端子まで通じる、共通の電流供給線路(6)を備え、
すべての電流供給線路(5、6)の前記チョーク(15、16)が、前記少なくとも2つの入力部(2)から、電流補償チョーク(17)の共通のコア(18)上のチョーク巻線(25、26)によって形成されることを特徴とするインバータ(1)。 - 請求項1に記載のインバータ(1)において、前記チョーク(15、16)がいずれも、0.2mHから4.0mHまでのインダクタンスを備えることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項1または2に記載のインバータ(1)において、前記共通の電流供給線路(6)の前記チョーク(16)に対する前記チョーク巻線(26)が、nが前記少なくとも2つの入力部(2)の数である場合に、前記少なくとも2つの入力部(2)の前記専用電流供給線路(5)のうちの1つの中の、それぞれのチョーク(15)に対する前記チョーク巻線(25)のn倍の大きさの線断面を備えることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項3に記載のインバータ(1)において、前記共通の電流供給線路(6)の前記チョーク(16)に対する、前記チョーク巻線(26)の前記n倍の大きさの線断面が、個々の太線の導体の線断面であることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項3に記載のインバータ(1)において、前記共通の電流供給線路(6)の前記チョーク(16)に対する、前記チョーク巻線(26)の前記n倍の大きさの線断面が、複数の並行誘導線導体の合計線断面であることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のインバータ(1)において、前記チョーク巻線(25、26)が、前記共通のコア(18)上に対称的に巻き付けられることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のインバータ(1)において、前記共通のコア(18)が、スロットが設けられていないコアであることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のインバータ(1)において、前記共通のコア(18)が、前記インバータ(1)のハウジング内に垂直に配置されるとともに、前記共通の電流供給線路(6)の前記チョーク(16)に対する前記チョーク巻線(26)が、前記専用電流供給線路(5)のうちの1つの中のそれぞれのチョーク(15)に対する前記チョーク巻線(25)と比較してより容易に、前記電流補償チョーク(17)のための冷却用空気流に到達可能な部位に配置されることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のインバータ(1)において、前記チョーク(25、26)と前記DC/DC変換器(7)との間の前記フィルタキャパシタ(19)が、接地(PE)に通じることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項9に記載のインバータ(1)において、前記フィルタキャパシタ(19)が、直列に接続された抵抗器(23)によって接地(PE)まで減衰されることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項10に記載のインバータ(1)において、前記フィルタキャパシタ(19)の静電容量が少なくとも47nFである場合に、前記抵抗器(23)が、0.5から10オームまでのオーム抵抗を有することを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項9〜11のいずれか1項に記載のインバータ(1)において、前記入力部(2)と、前記チョーク(15、16)との間のさらなるフィルタキャパシタ(20)が、接地(PE)に通じるとともに、前記さらなるフィルタキャパシタ(20)が、前記チョーク(15、16)と前記DC/DC変換器(7)との間を、接地(PE)へと通じる、前記フィルタキャパシタ(19)よりも小さい静電容量を備え、かつ、減衰されないことを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項12に記載のインバータ(1)において、前記さらなるフィルタキャパシタ(20)が、0.2nFから33nFまでの静電容量を備えることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載のインバータ(1)において、前記少なくとも2つの入力部(2)が、前記少なくとも2つの入力部(2)の専用電流供給線路(5)間を配線で接続することによって並列に接続される場合に、前記関連するDC/DC変換器(7)の切り換えを同期して制御する制御装置(13)が設けられることを特徴とするインバータ(1)。
- 請求項14に記載のインバータ(1)の使用において、前記少なくとも2つの入力部(2)が、前記少なくとも2つの入力部(2)の専用電流供給線路(5)間を配線で接続することによって並列に接続される場合に、前記関連するDC/DC変換器(7)の前記切り換えが、同期して制御されることを特徴とするインバータ(1)の使用。
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