JPH0429527A - 同期制御回路および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インバータ装置の同期制御方法に係り、特に
周波数が変動する交流電源に対し安定したスムーズな追
従性能をえる制御方式に関する。

〔従来の技術〕

同期制御機能を有する交流電源の一例として無停電電源
装置を取り上げ第２図で従来例を説明する。無停電電源
装置は、通常は交流人力１から、また停電時には蓄電池
３から直流電力を得てインバータ４で安定した交流電力
に変換して負荷に給電するものであるが、保守点検ある
いは故障時には交流スイッチ５で別系統のバイパス交流
電源６に切り換えて負荷に給電する。この切り換えの時
、インバータの交流出力がバイパス交流電源に同期して
いれば擾乱の少ない安定した交流電力を給電することが
できる。

バイパス交流電源６とインバータ４の同期制御は、次の
ように構成される。すなわち、各々の電圧から位相差検
出回路７で位相差を検出し、演算回路８は入力された位
相差信号から位相差が零になるような電圧信号を演算し
、周波数指令回路９では電圧信号を周波数信号に変換し
てＰＷＭ生成回路１０を経てインバータ４に信号を与え
る。このようにインバータの出力周波数を制御すること
で位相差を零にして同期状態を達成しようとするもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、バイパス交流源６の周波数が変動した
ときやインバータ出力との位相差が大きくなったときな
どは位相差検出回路７の検出値が大きくなり演算回路８
の電圧信号も大きくなるので、結果としてインバータ４
の出力周波数の変動率が大きくなる。さらにバイパス交
流電源がディーゼル発電機などでは商用電源周波数との
偏差が大きくなることもありインバータ周波数もそれに
追従して変化することになる。いずれの場合も電源の質
の低下となり好ましくない。

また、バイパス交流電源６が時々刻々変動する場合には
位相差検出回路７．演算回路８９周波数指令回路９も連
続的に変化してインバータ４の周波数を制御するので、
インバータ出力電圧の正半波と負半波に時間差が生じ非
対象となって直流成分を発生させることになる。インバ
ータの負荷側に変圧器が接続された場合には、この直流
成分によって変圧器が直流偏磁し変圧器の一次巻線に過
大な偏磁電流が流れインバータ４を破損することがある
。

本発明の目的は、周波数が変動する交流電源に可制御な
交流電源を同期制御あるいは追従制御するときに周波数
変動の少ない、かつ直流成分を発生させることなく両型
源を同期状態にすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、位相差検出回路で検出した
位相差信号に位相リミッタ手段を設けるこ′とでインバ
ータ出力周波数の変動率を抑制しさらに周波数指令回路
に周波数リミッタ手段を設けることでバイパス交流電源
が大きく変動してもインバータ出力周波数をある設定値
以内に制限することができる。また、周波数指令回路の
周波数信号を正弦波生成回路で正半波と負半波が対象に
なるように１サイクルの正弦波パターンを生成すればイ
ンバータ出力電圧の直流成分をなくすことができる。

〔作用〕

位相差リミッタ手段において、位相差検出回路の位相差
信号がリミッタ値より小さければ位相差信号に従い、リ
ミッタ値より大きければリミッタ値を演算回路に出力す
るのでインバータの周波数変動率を抑制することができ
る。また、周波数リミッタ手段においても同様であり周
波数指令回路の周波数信号がリミッタ値より小さければ
周波数信号に従い、リミッタ値より太きければリミッタ
値を出力するのでインバータの周波数をリミッタ値に抑
制することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図に示す。本実施例は第２図の従
来例に、位相差リミッタ回路１１と周波数リミッタ回路
１２と周波数リミッタ回路１２の出力から正半波と負半
波が対象になるように１サイクルの正弦波を生成する正
弦波生成回路１３とバイパス交流電源が無いときなどに
インバータの周波数指令を出す内部周波数指令回路であ
る。

バイパス交流電源６とインバータ４の電圧から位相差検
出回路７で位相差を検出し位相差リミッタ回路１１で検
出信号をリミッタ値以下になるようにする。演算回路８
は入力された位相差信号が零になるような電圧を演算し
、これを周波数指令回路９で周波数信号に変換する。周
波数リミッタ回路１２は周波数信号がリミッタ値をこえ
ないように制限して、正弦波生成回路１３では直流成分
を発生させないような正弦波パターンを生成しＰＷＭ生
成回路１ｏを経てインバータ４に信号を与える。

また、バイパス交流電源６が無い場合には、位相差検出
回路７の出力が不定となりインバータの周波数を制御で
きなくなるが、位相差検出回路７のバイパス交流電源６
を内部周波数指令回路１４に切り換えることでインバー
タを内部周波数指令回路の周波数に制御することができ
る。

第３図は本実施例による同期制御例を示したものである
。同図に於てバイパス交流電源の周波数をＦｂ、インバ
ータの周波数をＦｌで示しており周波数リミッタの上限
値がＦｈ、下限値がＦｌ。

内部周波数指令回路の周波数がＦｃである。ｔ〈ｔｌで
はバイパス交流電源が無い状態でありＦｉ＝Ｆｃとなっ
ている。ｔ＝ｔ　１でバイパス交流電源が入り、ｔ　１
＜ｔ＜ｔ　２期間でインバータ周波数Ｆｉは位相リミッ
タに制限された変化率で周波数を変化させｔ＝ｔ２で同
期状態になる。ｔ２＜ｔ＜ｔ　３でＦｂが変化してもＦ
ｉは同期追従しＦｂ＞Ｆｈとなったｔ３＜ｔ＜ｔ４では
周波数リミッタ制御によってＦｉ＝Ｆｈとなる。ｔ＝ｔ
４でＦｂが急激に変化した場合でも位相リミッタに制限
された変化率で徐々にＦｂに近づきｔ＝ｔ５で同期状態
となる。

このように、バイパス交流電源が急激に変化したときや
周波数の変動が大きくても、変動率の少ない安定した追
従制御ができる。

第４図は正弦波生成回路の実施例である。第１図で示し
たように正弦波生成回路は、周波数リミッタ回路の周波
数信号から正弦波パターンを生成するが、周波数信号か
ら得られる正弦波１サイクルの時間Ｔを半分が正半波、
半分が負半波の時間となるように、すなわちＴ１＝Ｔ２
＝Ｔ／２となるように正弦波パターンを生成する。この
ようにすれば、正負半波が対象となるのでインバータ出
力電圧に直流成分を発生させることが無い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、急峻な周波数変動があっても一定の周
波数変化率で同期状態とすることができ、また周波数追
従範囲に制限をもたせることで周波数変化範囲を任意に
制限することができる。さらに、同期制御過程に於てイ
ンバータ出力電圧に直流成分を発生させることが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は従来例を示
す図、第３図は本実施例による同期制御例を示す図、第
４図は正弦波生成回路の実施例を示す図である。 １・交流入力、２・・・整流器、３・・・蓄電池、４・
・インバータ、５・交流スイッチ、６・・・バスパス交
流電源、７・位相差検出回路、８・・・演算器、９・・
周波数指令回路、１０−ＰＷＭ生成回路、１１・・・位
相リミッタ回路、１２・・周波数リミッタ回路、１３・
正弦波生成回路、１４・内部周波数指令回第 図 竿２図 ζ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周波数が変動する第１の交流電源と、直流電源を交
   流電源に変換するインバータ及び該インバータの出力周
   波数を制御するための周波数指令回路と周波数指令回路
   に従つて正弦波を発生する正弦波発生回路と正弦波発生
   回路の出力をインバータを駆動するために必要なＰＷＭ
   信号に変換するＰＷＭ生成回路からなる第二の交流電源
   において、第一の交流電源と第二の交流電源の位相差を
   検出する手段を設け、その位相差が零になるように前記
   周波数指令回路を制御することを特徴とする同期制御方
   法。 ２、請求項第１項の正弦波発生回路において、正弦波の
   正半波と負半波の時間が等しくなるように正弦波の周波
   数を制御することを特徴とする同期制御方法。 ３、請求項第１項において、第一の交流電源がない場合
   に周波数指令回路が予め設定した指令値を出力する機能
   を具備したことを特徴とする同期制御方法。 ４、請求項第１項において、指令周波数がある一定値を
   越えないように周波数指令回路に周波数リミッタ機能を
   設けたことを特徴とする同期制御回路。 ５、請求項第１項において、第一の交流電源と第二の交
   流電源の位相差をある一定値になるように制御するとき
   第二の交流電源の周波数変化率がある一定値を越えない
   ように周波数指令回路に位相リミッタ機能を設けたこと
   を特徴とする同期制御回路。