JPS62147962A - インバ−タの制御装置 - Google Patents

インバ−タの制御装置

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JPS62147962A
JPS62147962A JP60286931A JP28693185A JPS62147962A JP S62147962 A JPS62147962 A JP S62147962A JP 60286931 A JP60286931 A JP 60286931A JP 28693185 A JP28693185 A JP 28693185A JP S62147962 A JPS62147962 A JP S62147962A
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output
phase
circuit
dpll
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宮沢　芳明
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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】 ［発明の技術分野１ 本発明は、商用電源等の周波数基準信号に同期し、かつ
他の電源と並列運転を行うインバータの制御装置に関す
るものである。
［発明の技術的背景と問題点］ インバータを用いる無停′ＩＩ！電源では、システムと
しての信頼性を向上させる目的で、複数台のインバータ
の並列運転システムとすることが多・い。
また、このような並列運転インバータの出力と直送商用
電源とを切換スイッチにて結合し、万一この並列運転イ
ンバータにシステムダウンが生じた場合あるいはインバ
ータシステム全体を保守点検する場合に、この切換スイ
ッチを無瞬断で直送商用電源へ切換えて負荷へ連続給電
するようにして電源システムとしての信頼性を更に向上
させる方式も広く用いられている。このようなシステム
においては、各インバータの出力位相が互いに一致して
いるとともに、インバータの出力位相は直送商用電源位
相にも一致していることが必要である。
第３図はアナログ技術を応用した従来のこの種の並列運
転インバータの制御装置を示すブロック図である。同図
において、１号器と２号器は添字ａ、ｂを付して区別し
ている。１ａ、１ｂは直流母線であり、これには図示し
ていない交流を直流に変換する整流器または蓄電池ある
いはこれら両者を併用して得られる直流電圧が供給され
ている。
２ａ、２ｂはこの直流母線の電圧を交流に交換するイン
バータ、３ａ　、３ｂはインバータ出力を正弦波に波形
改善するための交流フィルタ、４ａ。
４ｂは各インバータの並列投入あるいは解列を行うため
のしゃ断器、５は直送商用電源、６．７はインバータと
直送商用電源との切換を無瞬断で行うための静止形の切
換スイッチ（半導体スイッチ）、８は負荷である。
一方、制御回路は位相差検出器（ＰＨＤ）１１１ａ　、
　１１１ｂ　、　ｏ−パスフィルタ（Ｐ　Ｉ−Ｉ　Ｄ　
）１１２ａ、１１２ｂ、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１
３ａ、１１３ｂから成るフェーズロックループ（ＰＬＬ
）回路１１ａ、１１ｂと、該ＰＬＬ回路の出力を分周し
て各インバータのゲートパルスを発生するリングカウン
タ１２ａ、１２ｂと、各インバータが供給する有効電力
の偏差を補正するための信号をＰＬＬ回路１１ａ、１１
ｂのローパスフィルタ１１２ａ、１１２ｂに与える有効
電力偏差（ΔＰ）検出回路１３ａ、１３ｂとで構成され
る。
なお、実際にはインバータを並列運転するための制御と
しては、無効電力の偏差を補正するための電圧制御も必
要であるが、ここでは省略する。
ＰＬＬ回路は公知の技術であり、また、上述のごとき各
インバータの出力の有効電力偏差をＰＬＬ回路に帰還し
て偏差を補正する構成の詳ｗＡ動作については特許第１
２１５３３２号「インバータの並列運転装置」に示され
ている。すなわち、各インバータの制御回路動作の不揃
い、主回路インピーダンスの不揃い等によって生ずる有
効電力の分担の偏差をローパスフィルタ１１２ａ　、　
　１１２ｂに与えてその偏差が零となるように電圧制御
発振器１１３ａ、１１３ｂの出力周波数すなわち位相を
自動制御するものである。
しかしながら、上Ｊの如きアナログ技術を用いた制御装
置にあっては、演算増幅器その他の回路部品のオフセッ
ト、特性のばらつき、温度ドリフト、経時変化等がある
ため、その補正のための複雑な回路あるいは精密な調整
が必要であった。また、装置を長期に渡って安定した状
態で運転するには、特性の経時変化の補正のために比較
的短い周期で装置を点検調整する必要があった。
［発明の目的］ 本発明の目的は、以上の点に鑑みなされたもので、商用
電源等の周波数基準信号に同期し、かつ他の電源と並列
運転を行うインバータの制御装置において、ディジタル
技術により、その回路構成を簡略化し、調整が容易で常
に安定した特性が得られるインバータの制御装置を提供
するものである。
［発明の概要］ 本発明は、この目的を達成するために、商用電源等の周
波数基準信号に同期制御するために従来のアナログＰＬ
Ｌに代りディジタルフェーズロックループ（ＤＰＬＬ）
発振器を設け、該ＤＰＬＬ発撮器発出器パルスを分周し
、有効電力偏差に応じてその分周比を変えるプログラマ
ブル・デイバイダでインバータを付勢するようにしたも
のである。
［発明の実施例コ 以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。
第１図において、第３図と同一符号を付したものは、第
３図と同一のものを表わすので、その説明は省略するが
、２１ａ　、２１ｂはディジタル回路で構成され、各イ
ンバータの出力位相を直送商用電源５の位相に一致させ
るように発振パルスを出力するディジタルフェーズロッ
クループ（ＤＰＬＬ）発振器、２３ａ　、２３ｂは有効
電力偏差検出回路ｉ３ａ、１３ｂのアナログ出力をディ
ジタル信号に変換するＡＤコンバータ、２２ａ、２２ｂ
はＤＰＬＬ発撮器発振ａ、２１ｂの出力パルスを分周し
、その分周比ＮをＡＤコンバータ２３ａ。
２３ｂの出力に応じて変えるプログラマブルディバイダ
である（すなわらＤＰＬＬ発１辰１９２１ａ。
２１ｂの出力周波数は、第３図のＰＬＬ回路１１ａ。
１１ｂの出力周波数のＮ倍となるように設定されている
。）。
なお、Ｄ’ＰＬＬ発撮器は発振のものであるが、その−
例は第２図に示される。第２図において２１１は位相差
検出器として動作するエクスクル−シブＯＲ（ＥＸ−Ｏ
Ｒ）回路、２１２．２１３はわずかながら互いに周波数
が異なる水晶発振器、２１４．２１５はＡＮＤ回路、２
１６はＮＯＴ回路、２１７はＯＲ回路である。すなわち
、本回路の動作としては、位相差検出器であるＥＸ−Ｏ
Ｒ回路２１１の出力に応じて、周波数が異なる水晶発振
器２１２，２１３の出力をセレクトするデユーティを変
えることによりＤＰＬＬ発振器から出力されるパルスの
、数、すなわち周波数を変えるものである。
またプログラマブルディバイダ２２ａ、２３ｂは、有効
電力偏差ΔＰに応じて分周比ＮをＮ６±ΔＮに変えるよ
うに動作する（△Ｐ＝○でΔＮ＝○、ΔＰが正でＮが大
きくなるように構成されている）。
次に前述の如く構成された制御装置の動作にっいて説明
する。ＤＰＬＬ発振器２１ａ、２１ｂは前述の如き動作
原理により各インバータの出力と直送商用電源５どの位
相差に応じて出力周波数を変えることにより、両者の位
相を一致させるように動作する（すなわち、位相誤差Δ
θで周波数ｆを制御することにより、位相誤差Δθが積
分されＫ・Δθｄｔ、　Ｋは定数）。例えば、１号器に
おける有効電力分担ΔＰが正（１号器の有効電力分担が
大きい）の場合、ΔＰはＡＤコンバータ２３ａによりデ
ィジタルコードに変換され、そのコードはプログラマブ
ルディバイダ２２ａに分周比Ｎとして与えられ、ΔＰが
正でＮ（Ｎ＞、Ｎｏ）を大きくするように動作するので
、プログラマブルディバイダ２２ａがリングカウンタ１
２ａに与える信号の周波数は低下し、インバータ２ａの
出力位相が遅れる方向に動作し、ΔＰを低減するように
動作する。
一方、この場合２号器においては、ΔＰは負として検出
され、プログラマブルディバイダ２２ｂは分周比Ｎ　（
Ｎ＜Ｎｏ　）を小さくするように動作して、リングカウ
ンタ１２ｂに与える信号の周波数を上昇させて、インバ
ータ２ｂの出力位相を進めてΔＰを低減するように動作
する。
すなわち、ΔＰに応じてプログラマブルディバイダ２２
ａ、２２ｂの分周比を変えることにより、各インバータ
の分担する有効電力が適正な量となるように制御される
。
このようにしてディジタル技術を用いたＤＰＬし発振器
により各インバータの出力を直送商用電源５の位相に一
致させるように周期制御をして、該ＤＰＬＬ発振器の出
力を分周して各インバータのリングカウンタへ周波数基
準信号を与えるプログラマブルディバイダの分周比を有
効電力偏差ΔＰを補正するように変えることにより、従
来制御ｉＩ装置のように、回路部品のオフセット電圧、
特性の温度ドリフト、あるいは経時変化を補正するため
の複雑な回路、あるいは精密な調整は不要となり、点検
調整に頼ることなく長期に渡って安定した特性を維持す
ることができる。
第１図の実施例では、２台の並列運転インバータについ
て説明しているが、インバータの台数は３台以上であっ
ても同様な効果が得られる。また、インバータ以外の′
Ｎｉ源と並列運転するインバータ、例えば燃料電池、太
陽電池等の電源を入力として商用電源系統と並列運転す
る系統連系用のインバータへ適用しても同様な効果が得
られる。
更に、インバータが同期する周波数基準信号は、直送商
用電源に限定されず、例えば水晶発振器の出力であって
もよい。
［発明の効果］ 以上の説明のように、本発明によれば、商用電源等の周
波数基準信号に同期し、かつ他の電源と並列運転するイ
ンバータの制御装置において、回路部品特性の温度ドリ
フト、経時変化等の影響を受けない安定した特性のイン
バータの制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の実施例におけるディジタルフエ−ズロツクルー
プ発掘器の具体的構成例を示すブロック図、第３図は従
来の並列運転インバータの制御装置の一例を示すブロッ
ク図である。 １ａ、Ｉｂ・・・直流母線、２ａ、２ｂ・・・インバー
タ、３ａ、３ｂ・・・交流フィルタ、４ａ、４ｂ・・・
しヤ断器、５・・・直送商用電源、６，７・・・切換ス
イッチ、８・・・負荷、１２ａ、１２ｂ・・・リングカ
ウンタ、１３ａ、１３ｂ・・・有効電力偏差検出回路、
２１８゜２１ｂ・・・ディジタルフェーズロックループ
発振器、２２ａ、２２ｂ・・・プログラマブルディバイ
ダ、２３ａ　、２３ｂ　・ＡＤ］ンバータ、２２１　・
ＩタスクルーシブＯＲ回路、２１２，２１３・・・水晶
発成器、２１４．２１５・・・ＡＮＤ回路、２１６・・
・Ｎ０７回路、２１７・・・ＯＲ回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定の周波数基準信号に同期し、かつ他の電源と並列運
    転を行うインバータの制御装置において、該インバータ
    の出力位相を前記周波数基準信号の位相に一致させるよ
    うに出力周波数を変えるディジタルフェーズロックルー
    プ発振器と、該ディジタルフェーズロックループ発振器
    の出力を分周し、前記インバータの出力と前記他の電源
    との有効電力偏差を補正すべく分周比を変えるプログラ
    マブルディバイダとを具備し、該プログラマブルディバ
    イダの出力で前記インバータを制御して前記他の電源と
    の有効電力分担を制御することを特徴とするインバータ
    の制御装置。
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