JPH1014247A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH1014247A JPH1014247A JP8167396A JP16739696A JPH1014247A JP H1014247 A JPH1014247 A JP H1014247A JP 8167396 A JP8167396 A JP 8167396A JP 16739696 A JP16739696 A JP 16739696A JP H1014247 A JPH1014247 A JP H1014247A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータの起動時におけるインバータトラ
ンスの偏磁によるインラッシュを抑制し、インバータの
高速起動を可能にする電力変換装置を提供すること。 【解決手段】 交流入力の停電が検出された場合、切換
回路71a,71b,71cは直ちに微分器73a,7
3b,73cからの信号を選択する。起動時鉄心磁束基
準信号生成回路72a,72b,72cは、起動時にお
けるインバータトランス2の鉄心の磁束について基準と
なる信号φref-U ,φref-V ,φref-W を出力し、これ
らの信号を微分器73a,73b,73cが微分する。
トランスの鉄心の磁束φと電圧Vとの間の関係式より、
信号φref-U ,φref-V ,φref-Wを微分した微分器7
3a,73b,73cからの信号は、起動時におけるイ
ンバータトランスの鉄心の磁束を、起動時鉄心磁束基準
信号ともいうべき信号φref-U ,φref-V ,φref-W に
一致させるための電圧基準信号となる。
ンスの偏磁によるインラッシュを抑制し、インバータの
高速起動を可能にする電力変換装置を提供すること。 【解決手段】 交流入力の停電が検出された場合、切換
回路71a,71b,71cは直ちに微分器73a,7
3b,73cからの信号を選択する。起動時鉄心磁束基
準信号生成回路72a,72b,72cは、起動時にお
けるインバータトランス2の鉄心の磁束について基準と
なる信号φref-U ,φref-V ,φref-W を出力し、これ
らの信号を微分器73a,73b,73cが微分する。
トランスの鉄心の磁束φと電圧Vとの間の関係式より、
信号φref-U ,φref-V ,φref-Wを微分した微分器7
3a,73b,73cからの信号は、起動時におけるイ
ンバータトランスの鉄心の磁束を、起動時鉄心磁束基準
信号ともいうべき信号φref-U ,φref-V ,φref-W に
一致させるための電圧基準信号となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、インバ
ータからの交流電力をインバータトランスを介して出力
する無停電電源装置(SPS)として用いられる電力変
換装置に関するものである。
ータからの交流電力をインバータトランスを介して出力
する無停電電源装置(SPS)として用いられる電力変
換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は、常時は商用電力を負荷に直接
供給し、停電時にはインバータからの電力を負荷に供給
する無停電電源装置として用いられている電力変換装置
の構成図である。この図において、インバータ1の出力
側はインバータトランス2の一方の巻線に接続されてい
る。インバータトランス2の他の巻線は本無停電電源装
置の出力側となり、切換回路3に接続されている。切換
回路3は、接触器4及び半導体スイッチ5から構成され
ており、負荷6への電力供給を、本無停電電源装置と商
用電源7との間の切り換えにより行っている。切換回路
3は、接触器4及び半導体スイッチ5により構成されて
いるが、いずれか一方だけでもよい。接触器4の接点
は、常時は、商用電源7から負荷6へ給電が行われる状
態になっているが、交流入力停電等の異常時には、停電
検出回路20の検出により、本無停電電源装置から負荷
6に給電ができるように切り換えが行われる。インバー
タ1の入力側には直流電源8が接続されている。この直
流電源8は、直流電圧源を構成できるものであれば、蓄
電池やコンバータあるいは他のものであってもよい。
供給し、停電時にはインバータからの電力を負荷に供給
する無停電電源装置として用いられている電力変換装置
の構成図である。この図において、インバータ1の出力
側はインバータトランス2の一方の巻線に接続されてい
る。インバータトランス2の他の巻線は本無停電電源装
置の出力側となり、切換回路3に接続されている。切換
回路3は、接触器4及び半導体スイッチ5から構成され
ており、負荷6への電力供給を、本無停電電源装置と商
用電源7との間の切り換えにより行っている。切換回路
3は、接触器4及び半導体スイッチ5により構成されて
いるが、いずれか一方だけでもよい。接触器4の接点
は、常時は、商用電源7から負荷6へ給電が行われる状
態になっているが、交流入力停電等の異常時には、停電
検出回路20の検出により、本無停電電源装置から負荷
6に給電ができるように切り換えが行われる。インバー
タ1の入力側には直流電源8が接続されている。この直
流電源8は、直流電圧源を構成できるものであれば、蓄
電池やコンバータあるいは他のものであってもよい。
【0003】インバータトランス2の他の巻線は、ま
た、電圧検出器9に接続されており、その検出信号がイ
ンバータ制御回路11内の出力電圧制御回路22に出力
電圧フィードバック信号Vfb として送られるようになっ
ている。インバータ制御回路11は、この出力電圧制御
回路22及び前記停電検出回路20の他に、基準発生回
路21、PLL回路23、ゲート制御回路24を有して
いる。基準発生回路21の出力は、出力電圧基準Vrefと
して出力電圧制御回路22に入力されており、出力電圧
制御回路22の出力は出力電圧指令Ecとしてゲート制御
回路24に入力されている。ゲート制御回路24の出力
はゲート信号G としてインバータ1に出力されている。
た、電圧検出器9に接続されており、その検出信号がイ
ンバータ制御回路11内の出力電圧制御回路22に出力
電圧フィードバック信号Vfb として送られるようになっ
ている。インバータ制御回路11は、この出力電圧制御
回路22及び前記停電検出回路20の他に、基準発生回
路21、PLL回路23、ゲート制御回路24を有して
いる。基準発生回路21の出力は、出力電圧基準Vrefと
して出力電圧制御回路22に入力されており、出力電圧
制御回路22の出力は出力電圧指令Ecとしてゲート制御
回路24に入力されている。ゲート制御回路24の出力
はゲート信号G としてインバータ1に出力されている。
【0004】図10において、基準発生回路21は無停
電電源装置が本来出力すべき電圧相当の出力電圧基準信
号Vrefを出力する。出力電圧制御回路22は電圧検出器
9によって検出された出力電圧のフィードバック信号Vf
b が出力電圧基準Vrefと等しくなるように制御を行い、
出力電圧指令Ecを出力する。ゲート制御回路24は、イ
ンバータ1の出力が出力電圧指令Ecに一致するようにゲ
ート信号G を出力する。インバータ1はゲート信号G に
応じた出力を行い、インバータトランス2の巻線構成、
巻線比等で変換された出力が無停電電源装置の出力とな
る。
電電源装置が本来出力すべき電圧相当の出力電圧基準信
号Vrefを出力する。出力電圧制御回路22は電圧検出器
9によって検出された出力電圧のフィードバック信号Vf
b が出力電圧基準Vrefと等しくなるように制御を行い、
出力電圧指令Ecを出力する。ゲート制御回路24は、イ
ンバータ1の出力が出力電圧指令Ecに一致するようにゲ
ート信号G を出力する。インバータ1はゲート信号G に
応じた出力を行い、インバータトランス2の巻線構成、
巻線比等で変換された出力が無停電電源装置の出力とな
る。
【0005】図11はインバータ1の構成例である。直
流電源8の正の極Pは直流コンデンサ41の一端子側に
接続されている。さらに、正の極PはIGBT等のスイ
ッチング素子42a,42c,42e,のコレクタにそ
れぞれ接続されている。また、これらはそれぞれU相,
V相,W相としてインバータ出力となっている。スイッ
チング素子42b,42d,42fのエミッタは直流コ
ンデンサのもう一つの端子に接続され、さらに直流電源
8の負の極Nに接続されている。ゲート駆動回路43に
はゲート信号G が入力されている。各スイッチング素子
42には個別または一括にスイッチング時にサージ電圧
を抑制するためのスナバ回路が設けられているが、ここ
では説明を簡単にするため省略している。ゲート信号G
に対し、ゲート駆動回路43は上下直列に接続されたス
イッチング素子、例えば、42a,42bなどが同時に
オンすることを防止するためのデッドタイムを生成した
り、各スナバ回路の充放電の期間を確保したりする。イ
ンバータ1はパルス幅変調(PWM)により出力電圧を
制御する。図12は、インバータ制御回路11内の基準
発生回路21の構成を示すブロック図である。電圧基準
信号生成回路51a,51b,51cからの各基準信号
は、乗算器53a,53b,53cにおいて、ソフトス
タート信号生成回路52からのソフトスタート信号と乗
算される。ソフトスタート信号は、インバータ1の起動
時に出力電圧をゼロから徐々に立ち上げるための信号で
ある。つまり、ソフトスタート信号は、起動期間中はラ
ンプ関数等の暫時増加関数となっているが、起動完了後
は「1」などの一定値となる。このようなソフトスター
トといわれる手法により、無停電電源装置の起動時にお
ける出力電圧を徐々に増加させる制御が可能になる。な
お、図12の構成は、交流電力がU相,V相,W相の3
相の場合の例であるが、2相または4相以上の場合につ
いても、略同様の構成とすればよい。また、図12の例
は、電圧基準信号生成回路51a,51b,51cから
の各基準信号が正弦波信号である場合を示しているが、
この基準信号は、例えば、可変電圧可変周波数電源に用
いられるような時間と共に変化する信号であってもよ
い。
流電源8の正の極Pは直流コンデンサ41の一端子側に
接続されている。さらに、正の極PはIGBT等のスイ
ッチング素子42a,42c,42e,のコレクタにそ
れぞれ接続されている。また、これらはそれぞれU相,
V相,W相としてインバータ出力となっている。スイッ
チング素子42b,42d,42fのエミッタは直流コ
ンデンサのもう一つの端子に接続され、さらに直流電源
8の負の極Nに接続されている。ゲート駆動回路43に
はゲート信号G が入力されている。各スイッチング素子
42には個別または一括にスイッチング時にサージ電圧
を抑制するためのスナバ回路が設けられているが、ここ
では説明を簡単にするため省略している。ゲート信号G
に対し、ゲート駆動回路43は上下直列に接続されたス
イッチング素子、例えば、42a,42bなどが同時に
オンすることを防止するためのデッドタイムを生成した
り、各スナバ回路の充放電の期間を確保したりする。イ
ンバータ1はパルス幅変調(PWM)により出力電圧を
制御する。図12は、インバータ制御回路11内の基準
発生回路21の構成を示すブロック図である。電圧基準
信号生成回路51a,51b,51cからの各基準信号
は、乗算器53a,53b,53cにおいて、ソフトス
タート信号生成回路52からのソフトスタート信号と乗
算される。ソフトスタート信号は、インバータ1の起動
時に出力電圧をゼロから徐々に立ち上げるための信号で
ある。つまり、ソフトスタート信号は、起動期間中はラ
ンプ関数等の暫時増加関数となっているが、起動完了後
は「1」などの一定値となる。このようなソフトスター
トといわれる手法により、無停電電源装置の起動時にお
ける出力電圧を徐々に増加させる制御が可能になる。な
お、図12の構成は、交流電力がU相,V相,W相の3
相の場合の例であるが、2相または4相以上の場合につ
いても、略同様の構成とすればよい。また、図12の例
は、電圧基準信号生成回路51a,51b,51cから
の各基準信号が正弦波信号である場合を示しているが、
この基準信号は、例えば、可変電圧可変周波数電源に用
いられるような時間と共に変化する信号であってもよ
い。
【0006】図13は、インバータ制御回路11内の出
力電圧制御回路22の構成を示すブロック図である。出
力電圧制御回路22内のPI制御回路54a,54b,
54cは、それぞれ出力電圧基準Vref-U,Vref-V,Vref
-Wと出力電圧フィードバック信号Vfb-U ,Vfb-V ,Vfb-
W との偏差を出力してPI制御演算を行い、出力電圧フ
ィードバック信号が出力電圧基準に追従するように各出
力電圧指令Ec-U,Ec-V,Ec-Wを出力する。なお、この構
成例では、電圧制御をPI制御により行う例を示した
が、PID制御その他の一般的制御手法や現代制御理論
による手法等を用いることとしてもよい。また、出力電
圧制御回路22の後段または前段、あるいは出力電圧制
御回路22と並列に、出力電流についての電流制御を行
う回路を付加することもできるが、ここでは説明を簡単
にするため省略している。
力電圧制御回路22の構成を示すブロック図である。出
力電圧制御回路22内のPI制御回路54a,54b,
54cは、それぞれ出力電圧基準Vref-U,Vref-V,Vref
-Wと出力電圧フィードバック信号Vfb-U ,Vfb-V ,Vfb-
W との偏差を出力してPI制御演算を行い、出力電圧フ
ィードバック信号が出力電圧基準に追従するように各出
力電圧指令Ec-U,Ec-V,Ec-Wを出力する。なお、この構
成例では、電圧制御をPI制御により行う例を示した
が、PID制御その他の一般的制御手法や現代制御理論
による手法等を用いることとしてもよい。また、出力電
圧制御回路22の後段または前段、あるいは出力電圧制
御回路22と並列に、出力電流についての電流制御を行
う回路を付加することもできるが、ここでは説明を簡単
にするため省略している。
【0007】図14は、インバータ制御回路11内のゲ
ート制御回路24の構成を示すブロック図である。出力
電圧指令Ec-U,Ec-V,Ec-Wは、キャリア発生回路55か
らの信号との差分をとられ、コンパレータ56a,56
b,56cに入力される。コンパレータ56a,56
b,56cの出力はゲート信号出力回路57a,57
b,57cに入力され、これからゲート信号G-U ,G-V
,G-W が出力される。なお、この構成例では、ゲート
パルスを発生させる手法として、いわゆる三角波比較方
式を用いた例を示したが、他の手法であってもよい。
ート制御回路24の構成を示すブロック図である。出力
電圧指令Ec-U,Ec-V,Ec-Wは、キャリア発生回路55か
らの信号との差分をとられ、コンパレータ56a,56
b,56cに入力される。コンパレータ56a,56
b,56cの出力はゲート信号出力回路57a,57
b,57cに入力され、これからゲート信号G-U ,G-V
,G-W が出力される。なお、この構成例では、ゲート
パルスを発生させる手法として、いわゆる三角波比較方
式を用いた例を示したが、他の手法であってもよい。
【0008】図15は、従来のソフトスタート方式によ
り起動させた場合におけるインバータ1の出力電圧波形
及びインバータトランス2の鉄心の磁束波形を示したも
のである。この図に示すように、数サイクルのうちにイ
ンバータ1の出力電圧は定格レベルまで徐々に増加し、
インバータトランス2の鉄心の磁束波形もこれに追従す
るように徐々に増加している。このように、数サイクル
から数十サイクルの時間内でゆっくり起動する場合は、
ソフトスタートを行うことができ格別の問題は生じな
い。
り起動させた場合におけるインバータ1の出力電圧波形
及びインバータトランス2の鉄心の磁束波形を示したも
のである。この図に示すように、数サイクルのうちにイ
ンバータ1の出力電圧は定格レベルまで徐々に増加し、
インバータトランス2の鉄心の磁束波形もこれに追従す
るように徐々に増加している。このように、数サイクル
から数十サイクルの時間内でゆっくり起動する場合は、
ソフトスタートを行うことができ格別の問題は生じな
い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来装置では
高速(1サイクル以下)で起動を行った場合に、インバ
ータトランスの鉄心に残留磁束による偏磁と呼ばれる現
象が発生する。図16は、この偏磁と呼ばれる現象を示
した波形図であり、約半サイクルでインバータを起動し
た場合のものである。この図に示すように、インバータ
トランスの鉄心の磁束波形(太線部)は定常状態におけ
る磁束波形(鎖線部)と大きくずれている。このとき、
インバータトランスの鉄心の磁束は飽和領域にかかる場
合があり、インバータから過度の励磁電流(以下、イン
ラッシュという)が流れてしまうことになる。このよう
な場合、電力変換装置の設計にもよるが、一般には、イ
ンバータを構成しているスイッチング素子に許容電流以
上の過大な電流が流れ、素子が破壊されるかまたは装置
の保護停止動作が行われることになる。
高速(1サイクル以下)で起動を行った場合に、インバ
ータトランスの鉄心に残留磁束による偏磁と呼ばれる現
象が発生する。図16は、この偏磁と呼ばれる現象を示
した波形図であり、約半サイクルでインバータを起動し
た場合のものである。この図に示すように、インバータ
トランスの鉄心の磁束波形(太線部)は定常状態におけ
る磁束波形(鎖線部)と大きくずれている。このとき、
インバータトランスの鉄心の磁束は飽和領域にかかる場
合があり、インバータから過度の励磁電流(以下、イン
ラッシュという)が流れてしまうことになる。このよう
な場合、電力変換装置の設計にもよるが、一般には、イ
ンバータを構成しているスイッチング素子に許容電流以
上の過大な電流が流れ、素子が破壊されるかまたは装置
の保護停止動作が行われることになる。
【0010】通常の電力変換装置では、基本周期以下の
短い時間での高速起動は不可能であるが、基本周期の整
数倍の時間で起動を行えば、偏磁現象を抑制しインラッ
シュの発生を防止することができる。ところが、無停電
電源装置の場合は、商用電源の停電が発生したときに、
負荷電力の瞬断及び負荷電圧の低下を避けるために、商
用電源に代わる電力供給の切換が迅速に行われなければ
ならないという要請がある。このような要請は、上記の
基本周期の整数倍での起動によっては満たすことができ
ない。なお、無停電電源装置では、上記のようなインバ
ータ起動の高速化の技術の他に、停電検出の高速化の技
術が必要とされるが、停電検出の高速化の技術について
は、既に特願平8−9649号が提示されている。
短い時間での高速起動は不可能であるが、基本周期の整
数倍の時間で起動を行えば、偏磁現象を抑制しインラッ
シュの発生を防止することができる。ところが、無停電
電源装置の場合は、商用電源の停電が発生したときに、
負荷電力の瞬断及び負荷電圧の低下を避けるために、商
用電源に代わる電力供給の切換が迅速に行われなければ
ならないという要請がある。このような要請は、上記の
基本周期の整数倍での起動によっては満たすことができ
ない。なお、無停電電源装置では、上記のようなインバ
ータ起動の高速化の技術の他に、停電検出の高速化の技
術が必要とされるが、停電検出の高速化の技術について
は、既に特願平8−9649号が提示されている。
【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、インバータの起動時におけるインバータトランス
の偏磁によるインラッシュを抑制し、インバータの高速
起動を可能にする電力変換装置を提供することを目的と
している。
あり、インバータの起動時におけるインバータトランス
の偏磁によるインラッシュを抑制し、インバータの高速
起動を可能にする電力変換装置を提供することを目的と
している。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項1記載の発明は、インバータトラ
ンスを介して交流電力を出力するインバータ、及びこの
インバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷
に交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生し
た場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交
流電力を供給するものであって、前記インバータ制御回
路は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検
出する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検
出信号を入力したときに前記インバータトランスの出力
電圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前
記商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL
回路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力
し前記インバータトランスからの出力電圧フィードバッ
ク信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよ
うに出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、
前記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前
記インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲ
ート制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記
基準発生回路は、前記インバータトランスの起動時の鉄
心の磁束が所定のレベルになるような基準信号を発生す
る起動時鉄心磁束基準信号生成回路と、この起動時鉄心
磁束基準信号生成回路からの基準信号を微分する微分回
路と、を備え、前記インバータの起動時のみ、この微分
回路の出力信号を前記出力電圧基準信号として出力する
ものであること、を特徴とする。
の手段として、請求項1記載の発明は、インバータトラ
ンスを介して交流電力を出力するインバータ、及びこの
インバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷
に交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生し
た場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交
流電力を供給するものであって、前記インバータ制御回
路は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検
出する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検
出信号を入力したときに前記インバータトランスの出力
電圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前
記商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL
回路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力
し前記インバータトランスからの出力電圧フィードバッ
ク信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよ
うに出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、
前記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前
記インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲ
ート制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記
基準発生回路は、前記インバータトランスの起動時の鉄
心の磁束が所定のレベルになるような基準信号を発生す
る起動時鉄心磁束基準信号生成回路と、この起動時鉄心
磁束基準信号生成回路からの基準信号を微分する微分回
路と、を備え、前記インバータの起動時のみ、この微分
回路の出力信号を前記出力電圧基準信号として出力する
ものであること、を特徴とする。
【0013】請求項2記載の発明は、インバータトラン
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記基
準発生回路は、前記インバータトランスの起動時の鉄心
の磁束が所定のレベルになるような出力電圧基準信号を
予め演算し記憶しており、前記インバータの起動時には
この記憶した出力電圧基準信号を出力するものであるこ
と、を特徴とする。
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記基
準発生回路は、前記インバータトランスの起動時の鉄心
の磁束が所定のレベルになるような出力電圧基準信号を
予め演算し記憶しており、前記インバータの起動時には
この記憶した出力電圧基準信号を出力するものであるこ
と、を特徴とする。
【0014】請求項3記載の発明は、インバータトラン
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の磁束を演算すると共に、この演算値から起動完了時に
おける磁束の位相を推定し、この位相に達するまでに前
記インバータの起動が完了するように前記インバータト
ランスの出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制
御回路に出力する位相推定回路を備えたこと、を特徴と
する。
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の磁束を演算すると共に、この演算値から起動完了時に
おける磁束の位相を推定し、この位相に達するまでに前
記インバータの起動が完了するように前記インバータト
ランスの出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制
御回路に出力する位相推定回路を備えたこと、を特徴と
する。
【0015】請求項4記載の発明は、インバータトラン
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の電圧を演算すると共に、この演算値から起動完了時に
おける電圧の位相を推定し、この位相に達するまでに前
記インバータの起動が完了するように前記インバータト
ランスの出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制
御回路に出力する位相推定回路を備えたこと、を特徴と
する。
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の電圧を演算すると共に、この演算値から起動完了時に
おける電圧の位相を推定し、この位相に達するまでに前
記インバータの起動が完了するように前記インバータト
ランスの出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制
御回路に出力する位相推定回路を備えたこと、を特徴と
する。
【0016】請求項5記載の発明は、インバータトラン
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の2軸座標系での磁束ベクトルを演算すると共に、この
演算値から起動完了時における2軸座標系での磁束ベク
トルの位相を推定し、この位相に達するまでに前記イン
バータの起動が完了するように前記インバータトランス
の出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制御回路
に出力する磁束ベクトル推定回路を備えたこと、を特徴
とする。
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の2軸座標系での磁束ベクトルを演算すると共に、この
演算値から起動完了時における2軸座標系での磁束ベク
トルの位相を推定し、この位相に達するまでに前記イン
バータの起動が完了するように前記インバータトランス
の出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制御回路
に出力する磁束ベクトル推定回路を備えたこと、を特徴
とする。
【0017】請求項6記載の発明は、インバータトラン
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の2軸座標系での電圧ベクトルを演算すると共に、この
演算値から起動完了時における2軸座標系での電圧ベク
トルの位相を推定し、この位相に達するまでに前記イン
バータの起動が完了するように前記インバータトランス
の出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制御回路
に出力する電圧ベクトル推定回路を備えたこと、を特徴
とする。
スを介して交流電力を出力するインバータ、及びこのイ
ンバータを制御するインバータ制御回路を有し、負荷に
交流電力を常時供給している商用電源に異常が発生した
場合に、この商用電源に代わって直ちに前記負荷に交流
電力を供給するものであって、前記インバータ制御回路
は、前記商用電源の前記負荷に対する給電の停止を検出
する停電検出回路と、この停電検出回路からの停電検出
信号を入力したときに前記インバータトランスの出力電
圧についての基準信号を発生する基準発生回路と、前記
商用電源からの交流電力の電圧位相を検出するPLL回
路と、前記PLL回路からの電圧位相検出信号を入力し
前記インバータトランスからの出力電圧フィードバック
信号が前記基準発生回路からの基準信号に一致するよう
に出力電圧指令信号を出力する出力電圧制御回路と、前
記出力電圧制御回路からの出力電圧指令信号に基き前記
インバータのスイッチング素子のゲートを制御するゲー
ト制御回路と、を備えた電力変換装置において、前記停
電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路からの信号
を入力し、停電検出時における前記インバータトランス
の2軸座標系での電圧ベクトルを演算すると共に、この
演算値から起動完了時における2軸座標系での電圧ベク
トルの位相を推定し、この位相に達するまでに前記イン
バータの起動が完了するように前記インバータトランス
の出力電圧についての基準信号を前記出力電圧制御回路
に出力する電圧ベクトル推定回路を備えたこと、を特徴
とする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
き説明する。但し、第1及び第2の実施形態において
は、本電力変換装置の全体の構成図は図10と同様なの
でその図示を省略する。図1は、第1の実施形態の要部
である基準発生回路21Aの構成を示すブロック図であ
る。この図において、基準発生回路21Aは、電圧基準
信号生成回路51a,51b,51cの他に起動時鉄心
磁束基準信号生成回路72a,72b,72c及び微分
器73a,73b,73cを有している。そして、電圧
基準信号生成回路51a,51b,51c及び微分器7
3a,73b,73cの出力側は切換回路71a,71
b,71cに接続され、この切換回路71a,71b,
71cからの信号が出力電圧基準Vref-U,Vref-V,Vref
-Wとなる。
き説明する。但し、第1及び第2の実施形態において
は、本電力変換装置の全体の構成図は図10と同様なの
でその図示を省略する。図1は、第1の実施形態の要部
である基準発生回路21Aの構成を示すブロック図であ
る。この図において、基準発生回路21Aは、電圧基準
信号生成回路51a,51b,51cの他に起動時鉄心
磁束基準信号生成回路72a,72b,72c及び微分
器73a,73b,73cを有している。そして、電圧
基準信号生成回路51a,51b,51c及び微分器7
3a,73b,73cの出力側は切換回路71a,71
b,71cに接続され、この切換回路71a,71b,
71cからの信号が出力電圧基準Vref-U,Vref-V,Vref
-Wとなる。
【0019】次に、第1の実施形態の作用につき説明す
る。電圧基準信号生成回路51a,51b,51cは、
起動後の運転の基準となる信号を出力している。例え
ば、一定周波数一定電圧の無停電電源装置を構成する場
合、電圧基準信号生成回路51a,51b,51cから
出力される信号は一定周波数一定電圧の正弦波信号とな
る。一方、起動時鉄心磁束基準信号生成回路72a,7
2b,72cは、起動時におけるインバータトランス2
の鉄心の磁束について基準となる信号φref-U ,φref-
V ,φref-W を出力し、これらの信号を微分器73a,
73b,73cが微分する。一般に、トランスの鉄心の
磁束φと電圧Vとの間には、 V=dφ/ dt なる関係がある。したがって、信号φref-U ,φref-V
,φref-W を微分した微分器73a,73b,73c
からの信号は、起動時におけるインバータトランス2の
鉄心の磁束を、起動時鉄心磁束基準信号ともいうべき信
号φref-U ,φref-V ,φref-W に一致させるための電
圧基準信号となる。
る。電圧基準信号生成回路51a,51b,51cは、
起動後の運転の基準となる信号を出力している。例え
ば、一定周波数一定電圧の無停電電源装置を構成する場
合、電圧基準信号生成回路51a,51b,51cから
出力される信号は一定周波数一定電圧の正弦波信号とな
る。一方、起動時鉄心磁束基準信号生成回路72a,7
2b,72cは、起動時におけるインバータトランス2
の鉄心の磁束について基準となる信号φref-U ,φref-
V ,φref-W を出力し、これらの信号を微分器73a,
73b,73cが微分する。一般に、トランスの鉄心の
磁束φと電圧Vとの間には、 V=dφ/ dt なる関係がある。したがって、信号φref-U ,φref-V
,φref-W を微分した微分器73a,73b,73c
からの信号は、起動時におけるインバータトランス2の
鉄心の磁束を、起動時鉄心磁束基準信号ともいうべき信
号φref-U ,φref-V ,φref-W に一致させるための電
圧基準信号となる。
【0020】そして、停電検出回路20により交流入力
の停電が検出された場合、切換回路71a,71b,7
1cは直ちに微分器73a,73b,73cからの信号
を選択し、インバータ1の起動完了後は電圧基準信号生
成回路51a,51b,51cからの信号を選択するよ
うに切換動作をおこなう。
の停電が検出された場合、切換回路71a,71b,7
1cは直ちに微分器73a,73b,73cからの信号
を選択し、インバータ1の起動完了後は電圧基準信号生
成回路51a,51b,51cからの信号を選択するよ
うに切換動作をおこなう。
【0021】このとき、起動時鉄心磁束基準信号φref-
U ,φref-V ,φref-W につき、インバータトランス2
の鉄心が偏磁を起こさないようなパターンに予め設定し
ておけば、インバータトランス2の鉄心の偏磁を防止す
ることができ、これに伴うインラッシュを起こすことな
く起動を行うことができる。例えば、一定周波数一定電
圧の無停電電源装置では、起動完了直後のインバータト
ランス2の鉄心の磁束の値が定常状態での値に一致する
ように起動時鉄心磁束基準信号φref-U ,φref-V ,φ
ref-W を決定すれば、インラッシュを起こすことなく短
時間で起動を完了することが可能である。この場合、基
本周期以下の短時間でも起動を完了することができる。
図2は、このときのインバータ1の出力電圧波形とイン
バータトランス2の鉄心の磁束波形を示す波形図であ
る。この図からも明らかなように、起動完了時点ではイ
ンバータトランス2の鉄心の磁束波形は定常状態の波形
と一致している。
U ,φref-V ,φref-W につき、インバータトランス2
の鉄心が偏磁を起こさないようなパターンに予め設定し
ておけば、インバータトランス2の鉄心の偏磁を防止す
ることができ、これに伴うインラッシュを起こすことな
く起動を行うことができる。例えば、一定周波数一定電
圧の無停電電源装置では、起動完了直後のインバータト
ランス2の鉄心の磁束の値が定常状態での値に一致する
ように起動時鉄心磁束基準信号φref-U ,φref-V ,φ
ref-W を決定すれば、インラッシュを起こすことなく短
時間で起動を完了することが可能である。この場合、基
本周期以下の短時間でも起動を完了することができる。
図2は、このときのインバータ1の出力電圧波形とイン
バータトランス2の鉄心の磁束波形を示す波形図であ
る。この図からも明らかなように、起動完了時点ではイ
ンバータトランス2の鉄心の磁束波形は定常状態の波形
と一致している。
【0022】図3は、第2の実施形態の要部である基準
発生回路21Bの構成を示すブロック図である。この基
準発生回路21Bは、図1における基準発生回路21A
の起動時鉄心磁束基準信号生成回路72a,72b,7
2c及び微分器73a,73b,73cの代わりに起動
時電圧基準信号生成回路74a,74b,74cを設け
たものである。起動時電圧基準信号生成回路74a,7
4b,74cは、微分器73a,73b,73cが出力
する信号と同等の信号を予め演算して記憶しており、起
動時にはこの記憶した信号が切換回路71a,71b,
71cを介し、基準発生回路21Bからの出力電圧基準
Vref-U,Vref-V,Vref-Wとして出力される。本実施形態
では、起動時に微分操作を行う必要がないので、その分
迅速な起動が期待できる。
発生回路21Bの構成を示すブロック図である。この基
準発生回路21Bは、図1における基準発生回路21A
の起動時鉄心磁束基準信号生成回路72a,72b,7
2c及び微分器73a,73b,73cの代わりに起動
時電圧基準信号生成回路74a,74b,74cを設け
たものである。起動時電圧基準信号生成回路74a,7
4b,74cは、微分器73a,73b,73cが出力
する信号と同等の信号を予め演算して記憶しており、起
動時にはこの記憶した信号が切換回路71a,71b,
71cを介し、基準発生回路21Bからの出力電圧基準
Vref-U,Vref-V,Vref-Wとして出力される。本実施形態
では、起動時に微分操作を行う必要がないので、その分
迅速な起動が期待できる。
【0023】図4は、第3の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。本実施形態におけるインバータ制御回路
11Aは、図10におけるインバータ制御回路11の構
成に位相推定回路25を付加したものである。この位相
推定回路25は、停電検出回路20及びPLL回路23
からの信号を入力し、基準発生回路21からの信号に基
づく電圧基準信号を出力電圧制御回路22に出力するも
のである。
ック図である。本実施形態におけるインバータ制御回路
11Aは、図10におけるインバータ制御回路11の構
成に位相推定回路25を付加したものである。この位相
推定回路25は、停電検出回路20及びPLL回路23
からの信号を入力し、基準発生回路21からの信号に基
づく電圧基準信号を出力電圧制御回路22に出力するも
のである。
【0024】図5は、この位相推定回路25の機能を説
明するためのブロック図である。すなわち、位相推定回
路25は、停電検出回路20及びPLL回路23からの
信号により停電時の電圧位相を知り、そのときの磁束の
大きさを求める。更に、インバータ起動完了時刻tをあ
らかじめ決めておくことにより、停電時(インバータ起
動時)の位相から起動完了時の位相差θを求めることが
できる。これにより起動完了時の位相を推定することが
できる。そして、この位相に達するまでに起動完了でき
るようなスイッチングパターンとなるように、2軸理論
に基づくd軸基準信号Vref-d及びq軸基準信号Vref-qを
出力し、短時間でのインバータ起動を行う。
明するためのブロック図である。すなわち、位相推定回
路25は、停電検出回路20及びPLL回路23からの
信号により停電時の電圧位相を知り、そのときの磁束の
大きさを求める。更に、インバータ起動完了時刻tをあ
らかじめ決めておくことにより、停電時(インバータ起
動時)の位相から起動完了時の位相差θを求めることが
できる。これにより起動完了時の位相を推定することが
できる。そして、この位相に達するまでに起動完了でき
るようなスイッチングパターンとなるように、2軸理論
に基づくd軸基準信号Vref-d及びq軸基準信号Vref-qを
出力し、短時間でのインバータ起動を行う。
【0025】上記の第3の実施形態では、位相推定回路
25が磁束位相を推定していたが、電圧位相を推定する
こともできる。これが第4の実施形態である。公知の技
術であるd−q軸等の2軸理論、及びトランスの鉄心の
磁束φと電圧vとの関係から、ある電圧ベクトルVに対
してπ/ 2遅れの磁束ベクトルФを得ることができる。
図6は、この関係を示したものである。図6における各
ベクトルは、U相,V相,W相に対して位置が決めら
れ、例えば、電圧ベクトルV1はU相方向のみで表され
るので、V1=(1,0,0)となる。第4の実施形態
における位相推定回路25は、このようにして電圧位相
を推定し、d軸基準信号Vref-d及びq軸基準信号Vref-q
を出力電圧制御回路22に出力する。
25が磁束位相を推定していたが、電圧位相を推定する
こともできる。これが第4の実施形態である。公知の技
術であるd−q軸等の2軸理論、及びトランスの鉄心の
磁束φと電圧vとの関係から、ある電圧ベクトルVに対
してπ/ 2遅れの磁束ベクトルФを得ることができる。
図6は、この関係を示したものである。図6における各
ベクトルは、U相,V相,W相に対して位置が決めら
れ、例えば、電圧ベクトルV1はU相方向のみで表され
るので、V1=(1,0,0)となる。第4の実施形態
における位相推定回路25は、このようにして電圧位相
を推定し、d軸基準信号Vref-d及びq軸基準信号Vref-q
を出力電圧制御回路22に出力する。
【0026】図7は、第5の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。本実施形態におけるインバータ制御回路
11Bは、図4のインバータ制御回路11Aの位相推定
回路25の代わりに、磁束ベクトル推定回路26を設け
たものである。
ック図である。本実施形態におけるインバータ制御回路
11Bは、図4のインバータ制御回路11Aの位相推定
回路25の代わりに、磁束ベクトル推定回路26を設け
たものである。
【0027】図8は磁束ベクトル推定回路26の機能を
説明するためのブロック図である。磁束ベクトル推定回
路26は、停電検出回路20及びPLL回路23からの
信号により停電時の磁束ベクトル位置aを演算し、この
演算値とあらかじめ決められた起動完了時刻tとから起
動完了時の磁束ベクトル位置bを推定する。そして、位
置bに近い方のベクトル(1,1,0)と、もう一つの
ベクトル(1,0,0)を作成して、位置bに到達する
ための磁束ベクトルを作成する。この磁束ベクトルによ
って、起動完了時刻tまでの各相の基準信号Vref-U,Vr
ef-V,Vref-Wを生成し、出力電圧制御回路22に出力す
る。このように磁束ベクトルによりt秒後の磁束位置か
ら電圧基準を算出することにより、停電発生後に短時間
でインバータ1の起動を行うことができる。
説明するためのブロック図である。磁束ベクトル推定回
路26は、停電検出回路20及びPLL回路23からの
信号により停電時の磁束ベクトル位置aを演算し、この
演算値とあらかじめ決められた起動完了時刻tとから起
動完了時の磁束ベクトル位置bを推定する。そして、位
置bに近い方のベクトル(1,1,0)と、もう一つの
ベクトル(1,0,0)を作成して、位置bに到達する
ための磁束ベクトルを作成する。この磁束ベクトルによ
って、起動完了時刻tまでの各相の基準信号Vref-U,Vr
ef-V,Vref-Wを生成し、出力電圧制御回路22に出力す
る。このように磁束ベクトルによりt秒後の磁束位置か
ら電圧基準を算出することにより、停電発生後に短時間
でインバータ1の起動を行うことができる。
【0028】図9は第6の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。第5の実施形態では磁束ベクトルを用いて
起動完了時刻までの基準信号を生成したが、この第6の
実施形態では磁束ベクトルの代わりに電圧ベクトルを用
いるようにしている。すなわち、本実施形態におけるイ
ンバータ制御回路11Cは、図7のインバータ制御回路
11Bの磁束ベクトル推定回路26の代わりに、電圧ベ
クトル推定回路27を設けたものである。これによって
電圧ベクトルによりt秒後の電圧基準を算出するように
しても、第5の実施形態と同様の効果を得ることができ
る。
ク図である。第5の実施形態では磁束ベクトルを用いて
起動完了時刻までの基準信号を生成したが、この第6の
実施形態では磁束ベクトルの代わりに電圧ベクトルを用
いるようにしている。すなわち、本実施形態におけるイ
ンバータ制御回路11Cは、図7のインバータ制御回路
11Bの磁束ベクトル推定回路26の代わりに、電圧ベ
クトル推定回路27を設けたものである。これによって
電圧ベクトルによりt秒後の電圧基準を算出するように
しても、第5の実施形態と同様の効果を得ることができ
る。
【0029】なお、上記各実施形態では、無停電電源装
置として用いられる場合を例にとり説明したが、本発明
の電力変換装置の用途が無停電電源装置に限定されない
ことは言うまでもない。
置として用いられる場合を例にとり説明したが、本発明
の電力変換装置の用途が無停電電源装置に限定されない
ことは言うまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インバ
ータの起動時におけるインバータトランスの偏磁による
インラッシュを抑制し、インバータの高速起動を可能に
する電力変換装置を提供することができる。
ータの起動時におけるインバータトランスの偏磁による
インラッシュを抑制し、インバータの高速起動を可能に
する電力変換装置を提供することができる。
【図1】本発明の第1の実施形態の要部である基準発生
回路21Aの構成を示すブロック図。
回路21Aの構成を示すブロック図。
【図2】図1の動作を説明するための波形図。
【図3】本発明の第2の実施形態の要部である基準発生
回路21Bの構成を示すブロック図。
回路21Bの構成を示すブロック図。
【図4】本発明の第3の実施形態の構成を示すブロック
図。
図。
【図5】図4における位相推定回路25の機能を説明す
るためのブロック図
るためのブロック図
【図6】本発明の第4の実施形態についての説明図。
【図7】本発明の第5の実施形態の構成を示すブロック
図。
図。
【図8】図7における磁束ベクトル推定回路26の機能
を説明するためのブロック図。
を説明するためのブロック図。
【図9】本発明の第6の実施形態の構成を示すブロック
図。
図。
【図10】従来装置の構成を示すブロック図。
【図11】図11におけるインバータ1の構成図。
【図12】図11における基準発生回路21の構成図。
【図13】図11における出力電圧制御回路22の構成
図。
図。
【図14】図11におけるゲート制御回路24の構成
図。
図。
【図15】従来装置により起動した場合におけるインバ
ータ1の出力電圧及びインバータトランス2の磁束を示
す波形図。
ータ1の出力電圧及びインバータトランス2の磁束を示
す波形図。
【図16】従来装置により起動した場合におけるインバ
ータトランス2の鉄心の偏磁状態を示す波形図。
ータトランス2の鉄心の偏磁状態を示す波形図。
1 インバータ 2 インバータトランス 3 切換回路 4 接触器 5 半導体スイッチ 6 負荷 7 商用電源 8 直流電源 9 電圧検出器 11,11A,11B,11C インバータ制御回路 20 停電検出回路 21,21A,21B 基準発生回路 22 出力電圧制御回路 23 PLL回路 24 ゲート制御回路 25 位相推定回路 26 磁束ベクトル推定回路 27 電圧ベクトル推定回路 42 スイッチング素子42a〜42f 51a〜51c 電圧基準信号生成回路 53a〜53c 乗算器 71a,71b,71c 切換回路 72a,72b,72c 起動時鉄心磁束基準信号生成
回路 73a,73b,73c 微分器 74a,74b,74c 起動時電圧基準信号生成回路 Vref-U,Vref-V,Vref-W 出力電圧基準 Vfb-U ,Vfb-V ,Vfb-W 出力電圧フィードバック信号 Ec-U,Ec-V,Ec-W 出力電圧指令
回路 73a,73b,73c 微分器 74a,74b,74c 起動時電圧基準信号生成回路 Vref-U,Vref-V,Vref-W 出力電圧基準 Vfb-U ,Vfb-V ,Vfb-W 出力電圧フィードバック信号 Ec-U,Ec-V,Ec-W 出力電圧指令
Claims (6)
- 【請求項1】インバータトランスを介して交流電力を出
力するインバータ、及びこのインバータを制御するイン
バータ制御回路を有し、負荷に交流電力を常時供給して
いる商用電源に異常が発生した場合に、この商用電源に
代わって直ちに前記負荷に交流電力を供給するものであ
って、前記インバータ制御回路は、前記商用電源の前記
負荷に対する給電の停止を検出する停電検出回路と、こ
の停電検出回路からの停電検出信号を入力したときに前
記インバータトランスの出力電圧についての基準信号を
発生する基準発生回路と、前記商用電源からの交流電力
の電圧位相を検出するPLL回路と、前記PLL回路か
らの電圧位相検出信号を入力し前記インバータトランス
からの出力電圧フィードバック信号が前記基準発生回路
からの基準信号に一致するように出力電圧指令信号を出
力する出力電圧制御回路と、前記出力電圧制御回路から
の出力電圧指令信号に基き前記インバータのスイッチン
グ素子のゲートを制御するゲート制御回路と、を備えた
電力変換装置において、 前記基準発生回路は、前記インバータトランスの起動時
の鉄心の磁束が所定のレベルになるような基準信号を発
生する起動時鉄心磁束基準信号生成回路と、この起動時
鉄心磁束基準信号生成回路からの基準信号を微分する微
分回路と、を備え、前記インバータの起動時のみ、この
微分回路の出力信号を前記出力電圧基準信号として出力
するものであること、 を特徴とする電力変換装置。 - 【請求項2】インバータトランスを介して交流電力を出
力するインバータ、及びこのインバータを制御するイン
バータ制御回路を有し、負荷に交流電力を常時供給して
いる商用電源に異常が発生した場合に、この商用電源に
代わって直ちに前記負荷に交流電力を供給するものであ
って、前記インバータ制御回路は、前記商用電源の前記
負荷に対する給電の停止を検出する停電検出回路と、こ
の停電検出回路からの停電検出信号を入力したときに前
記インバータトランスの出力電圧についての基準信号を
発生する基準発生回路と、前記商用電源からの交流電力
の電圧位相を検出するPLL回路と、前記PLL回路か
らの電圧位相検出信号を入力し前記インバータトランス
からの出力電圧フィードバック信号が前記基準発生回路
からの基準信号に一致するように出力電圧指令信号を出
力する出力電圧制御回路と、前記出力電圧制御回路から
の出力電圧指令信号に基き前記インバータのスイッチン
グ素子のゲートを制御するゲート制御回路と、を備えた
電力変換装置において、 前記基準発生回路は、前記インバータトランスの起動時
の鉄心の磁束が所定のレベルになるような出力電圧基準
信号を予め演算し記憶しており、前記インバータの起動
時にはこの記憶した出力電圧基準信号を出力するもので
あること、 を特徴とする電力変換装置。 - 【請求項3】インバータトランスを介して交流電力を出
力するインバータ、及びこのインバータを制御するイン
バータ制御回路を有し、負荷に交流電力を常時供給して
いる商用電源に異常が発生した場合に、この商用電源に
代わって直ちに前記負荷に交流電力を供給するものであ
って、前記インバータ制御回路は、前記商用電源の前記
負荷に対する給電の停止を検出する停電検出回路と、こ
の停電検出回路からの停電検出信号を入力したときに前
記インバータトランスの出力電圧についての基準信号を
発生する基準発生回路と、前記商用電源からの交流電力
の電圧位相を検出するPLL回路と、前記PLL回路か
らの電圧位相検出信号を入力し前記インバータトランス
からの出力電圧フィードバック信号が前記基準発生回路
からの基準信号に一致するように出力電圧指令信号を出
力する出力電圧制御回路と、前記出力電圧制御回路から
の出力電圧指令信号に基き前記インバータのスイッチン
グ素子のゲートを制御するゲート制御回路と、を備えた
電力変換装置において、 前記停電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路から
の信号を入力し、停電検出時における前記インバータト
ランスの磁束を演算すると共に、この演算値から起動完
了時における磁束の位相を推定し、この位相に達するま
でに前記インバータの起動が完了するように前記インバ
ータトランスの出力電圧についての基準信号を前記出力
電圧制御回路に出力する位相推定回路を備えたこと、 を特徴とする電力変換装置。 - 【請求項4】インバータトランスを介して交流電力を出
力するインバータ、及びこのインバータを制御するイン
バータ制御回路を有し、負荷に交流電力を常時供給して
いる商用電源に異常が発生した場合に、この商用電源に
代わって直ちに前記負荷に交流電力を供給するものであ
って、前記インバータ制御回路は、前記商用電源の前記
負荷に対する給電の停止を検出する停電検出回路と、こ
の停電検出回路からの停電検出信号を入力したときに前
記インバータトランスの出力電圧についての基準信号を
発生する基準発生回路と、前記商用電源からの交流電力
の電圧位相を検出するPLL回路と、前記PLL回路か
らの電圧位相検出信号を入力し前記インバータトランス
からの出力電圧フィードバック信号が前記基準発生回路
からの基準信号に一致するように出力電圧指令信号を出
力する出力電圧制御回路と、前記出力電圧制御回路から
の出力電圧指令信号に基き前記インバータのスイッチン
グ素子のゲートを制御するゲート制御回路と、を備えた
電力変換装置において、 前記停電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路から
の信号を入力し、停電検出時における前記インバータト
ランスの電圧を演算すると共に、この演算値から起動完
了時における電圧の位相を推定し、この位相に達するま
でに前記インバータの起動が完了するように前記インバ
ータトランスの出力電圧についての基準信号を前記出力
電圧制御回路に出力する位相推定回路を備えたこと、 を特徴とする電力変換装置。 - 【請求項5】インバータトランスを介して交流電力を出
力するインバータ、及びこのインバータを制御するイン
バータ制御回路を有し、負荷に交流電力を常時供給して
いる商用電源に異常が発生した場合に、この商用電源に
代わって直ちに前記負荷に交流電力を供給するものであ
って、前記インバータ制御回路は、前記商用電源の前記
負荷に対する給電の停止を検出する停電検出回路と、こ
の停電検出回路からの停電検出信号を入力したときに前
記インバータトランスの出力電圧についての基準信号を
発生する基準発生回路と、前記商用電源からの交流電力
の電圧位相を検出するPLL回路と、前記PLL回路か
らの電圧位相検出信号を入力し前記インバータトランス
からの出力電圧フィードバック信号が前記基準発生回路
からの基準信号に一致するように出力電圧指令信号を出
力する出力電圧制御回路と、前記出力電圧制御回路から
の出力電圧指令信号に基き前記インバータのスイッチン
グ素子のゲートを制御するゲート制御回路と、を備えた
電力変換装置において、 前記停電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路から
の信号を入力し、停電検出時における前記インバータト
ランスの2軸座標系での磁束ベクトルを演算すると共
に、この演算値から起動完了時における2軸座標系での
磁束ベクトルの位相を推定し、この位相に達するまでに
前記インバータの起動が完了するように前記インバータ
トランスの出力電圧についての基準信号を前記出力電圧
制御回路に出力する磁束ベクトル推定回路を備えたこ
と、 を特徴とする電力変換装置。 - 【請求項6】インバータトランスを介して交流電力を出
力するインバータ、及びこのインバータを制御するイン
バータ制御回路を有し、負荷に交流電力を常時供給して
いる商用電源に異常が発生した場合に、この商用電源に
代わって直ちに前記負荷に交流電力を供給するものであ
って、前記インバータ制御回路は、前記商用電源の前記
負荷に対する給電の停止を検出する停電検出回路と、こ
の停電検出回路からの停電検出信号を入力したときに前
記インバータトランスの出力電圧についての基準信号を
発生する基準発生回路と、前記商用電源からの交流電力
の電圧位相を検出するPLL回路と、前記PLL回路か
らの電圧位相検出信号を入力し前記インバータトランス
からの出力電圧フィードバック信号が前記基準発生回路
からの基準信号に一致するように出力電圧指令信号を出
力する出力電圧制御回路と、前記出力電圧制御回路から
の出力電圧指令信号に基き前記インバータのスイッチン
グ素子のゲートを制御するゲート制御回路と、を備えた
電力変換装置において、 前記停電検出回路、PLL回路、及び基準発生回路から
の信号を入力し、停電検出時における前記インバータト
ランスの2軸座標系での電圧ベクトルを演算すると共
に、この演算値から起動完了時における2軸座標系での
電圧ベクトルの位相を推定し、この位相に達するまでに
前記インバータの起動が完了するように前記インバータ
トランスの出力電圧についての基準信号を前記出力電圧
制御回路に出力する電圧ベクトル推定回路を備えたこ
と、 を特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8167396A JPH1014247A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8167396A JPH1014247A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 電力変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1014247A true JPH1014247A (ja) | 1998-01-16 |
Family
ID=15848931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8167396A Pending JPH1014247A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1014247A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007295747A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 直列型瞬時電圧低下補償装置 |
US11329486B2 (en) | 2017-04-27 | 2022-05-10 | Nr Electric Co., Ltd | Method for initiating flexible DC transmission system under isolated island condition |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP8167396A patent/JPH1014247A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007295747A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 直列型瞬時電圧低下補償装置 |
JP4648871B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2011-03-09 | 東京電力株式会社 | 直列型瞬時電圧低下補償装置 |
US11329486B2 (en) | 2017-04-27 | 2022-05-10 | Nr Electric Co., Ltd | Method for initiating flexible DC transmission system under isolated island condition |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |