JP6699887B2 - インバータおよびインバータ装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態のインバータ装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
第1インバータ1乃至第4インバータ4は、切替器を介して負荷14に対して並列に接続されている。第1インバータ1乃至第4インバータ4は、図示しないバッテリなどの直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換して負荷14へ出力する。
制御装置1aは、電圧制御部21aと、PWM処理部21bと、を備えている。
電圧制御部21aは、減算器21cと、PI(比例積分)制御器21dと、リミッタ21eと、減算器21fと、ゲイン乗算器21gと、減算器21hと、を備えている。
リミッタ21eには、検出器1bで検出された電流値が入力される。リミッタ21eは、入力された電流値が所定の上限閾値を超えた場合、もしくは所定の下限閾値を下回った場合、所定の上限閾値、もしくは下限閾値を出力する。
なお、制御装置2a〜4aは同様の構成であるため、以下では、制御装置2aの構成について説明し、制御装置3a、4aについては説明を省略する。
電流指令値補償部22cには、検出器2bで検出された電圧値が入力される。電流指令値補償部22cは、入力された電圧値に応じた電流指令値の補償量を出力する。
本実施形態では、電流指令値補償部22cは、補償開始電圧を下回った場合には出力電圧の低下度合いに応じた電流指令値の補償量を決定する。補償開始電圧は、定格電圧よりも低い電圧値である。電流指令値の補償量は、第2インバータ2の出力電圧と補償開始電圧との差が大きくなる程大きくなる。
ここでは、例えば、4台の10kW定格のインバータ1〜4を並列に接続したインバータ装置に、無負荷状態から30kWの負荷14を投入した場合を例として説明する。
比較例のインバータ装置では負荷投入によって負荷電圧が変動しないと仮定し、通信遅延をTDELAYとすると、各インバータは図5に示したような電流分担となる。すなわち、通信遅延の期間TDELAYは第2インバータ2乃至第4インバータ4の電流指令値は更新されず、第2インバータ2乃至第4インバータ4の出力電流は0のままとなる。よって、この通信遅延期間TDELAYは、インバータの定格電流に対して300%の負荷電流を第1インバータ1のみで負担することとなる。しかしながら、インバータの定格電流を大幅に超える電流は、瞬時的でもインバータ破壊を引き起こすおそれがある。
この例では、例えば、負荷投入後の最初の通信遅延期間TDELAYにおいて、負荷電流を150%に抑制するために、第1インバータ1の電圧制御で瞬時的に負荷電圧を50%まで低減させている。
最初の通信遅延期間TDELAYが経過すると、第2インバータ2乃至第4インバータ4への電流指令値が例えば67.5%(=270%の負荷電流/4台)となり、定格負荷電流300%を出力するために必要な第1インバータ1の電流は、300%−67.5%×3台=97.5%で電流リミッタ以下となる。この時点で、並列回路から定格電圧・電流が出力可能な状態となる。
上記のように、本実施形態のインバータおよびインバータ装置によれば、故障を回避するとともに、出力電圧の低減を回避することができる。
本実施形態のインバータ装置は、第1インバータ1の制御装置1aから第2インバータ2乃至第4インバータ4の制御装置2a〜4aへ電流指令を供給している。すなわち、本実施形態のインバータ装置では、第1インバータ1の制御装置1aが第1実施形態のインバータ装置の上位指令装置11を兼ねている。
制御装置1aは、電圧制御部21a´と、電流制御部21jと、PWM処理部21bと、を備えている。電圧制御部21a´は、減算器21cと、PI制御部21dと、電流リミッタ21iと、を備えている。
本実施形態のインバータ装置では、制御装置2a〜4aの指令値入力部22e〜24eに制御装置1aの電圧制御部21a´から出力された電流指令値が入力される。上記以外の点は、上述の第1実施形態と同様の構成である。
なお、上述の実施形態では、第1インバータ1が電圧源として動作する構成を備え、第2インバータ2乃至第4インバータ4が電流源として動作する構成を備えていたが、第1インバータ1乃至第4インバータ4が電圧源として動作する構成と電流源として動作する構成との両方を備え、外部から供給される信号等に基づいて電圧源として動作するか電流源として動作するか選択可能に構成されていても良い。この場合には、例えば、電圧源として動作しているインバータが故障した際に、電流源として動作しているインバータを電圧源として動作するように切り替えて、インバータ装置が停止することを回避することが可能となる。
Claims (4)
- 出力電圧の値と出力電流の値とを検出する検出器と、
電流指令値を受け取る指令値入力部と、
前記検出器で検出された出力電圧の値が所定値以下となった時に、前記電流指令値を補償する補償電流値を演算する電流指令値補償部と、
前記電流指令値に前記補償電流値を加算して補償後の電流指令値を出力する加算器と、
前記補償後の電流指令値と前記検出器で検出された出力電流の値との差がゼロとなるように電圧指令値を演算する電流制御部と、を備えたことを特徴とするインバータ。 - 前記補償電流値は、前記検出器で検出された電圧値と前記所定値との差に比例して大きくなることを特徴とする請求項1記載のインバータ。
- 負荷電圧が所定の値および周波数となるように電圧制御を行う第1インバータと、
負荷に対して前記第1インバータと並列に接続した少なくとも1つの請求項1記載のインバータと、
前記第1インバータと請求項1記載の前記インバータとから前記負荷へ供給される負荷電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器で検出された値を、前記第1インバータと、請求項1記載の前記インバータとの台数で除した値を電流指令値として請求項1記載の前記インバータへ出力する上位指令装置と、を備えたことを特徴とするインバータ装置。 - 負荷電圧が所定の値および周波数となるように電圧制御を行う第1インバータと、
負荷に対して前記第1インバータと並列に接続した少なくとも1つの請求項1記載のインバータと、を備え、
前記第1インバータは、電圧指令値に基づいて前記第1インバータの電流指令値を演算する電圧制御部と、前記第1インバータの電流指令値に基づいて前記第1インバータの電圧指令値を演算する電流制御部と、を備え、
請求項1記載の前記インバータの電流指令値は、前記電圧制御部から出力された前記第1インバータの電流指令値であることを特徴とするインバータ装置。
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