JPH05184154A - Parallel operation controller for ac output converter - Google Patents

Parallel operation controller for ac output converter

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JPH05184154A
JPH05184154A JP3346066A JP34606691A JPH05184154A JP H05184154 A JPH05184154 A JP H05184154A JP 3346066 A JP3346066 A JP 3346066A JP 34606691 A JP34606691 A JP 34606691A JP H05184154 A JPH05184154 A JP H05184154A
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JP
Japan
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converters
output
current
converter
voltage
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JP3346066A
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Nobuo Sashida
伸夫 佐志田
Touma Yamamoto
融真 山本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To divide a current quickly with good balance in a power supply system comprising a plurality of parallel connected instantaneous control type AC output converters which is operated in parallel with a common load. CONSTITUTION:A transversal current DELTAI1 flowing between converters is detected through a current detecting circuit 406 and delivered to a vertual impedance circuit 405 for limiting transversal current where a value ZXDELTAI1 is determined. A signal representing the value ZXDELTAI1 is then subtracted, by means of a subtractor 504, from a bus voltage command value V* to produce a signal V*1(=V*-ZXDELTAI1) which is employed as a command value for an instantaneous voltage control circuit 403. On the other hand, a converter 411 takes out components substantially dependent on the output phase difference between converters from the transversal current DELTAI1 and varies frequency reference signal outputted from a voltage controlled oscillator 412 so that the traversal current is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインバータのような交流
出力変換器を複数台並列接続し、共通の負荷に対して並
列運転する電源システムにおいて、変換器間の電流バラ
ンスを制御する手段に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a means for controlling the current balance between converters in a power supply system in which a plurality of AC output converters such as inverters are connected in parallel and are operated in parallel for a common load. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、例えば特公昭53-36137及び特
公昭56-13101に示された従来の交流出力変換器の並列運
転システムを示す構成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a block diagram showing a conventional parallel operation system of AC output converters shown in, for example, Japanese Patent Publication Nos. 53-36137 and 56-13101.

【0003】図において1号インバータ装置1は同じ構
成の2号インバータ装置2と出力母線3を通じて並列運
転しつつ負荷4へ電力を供給している。1号インバータ
装置1はインバータ本体100 、フィルタ用リアクトル10
1 、同コンデンサ102 を主要構成要素とし、直流電源5
の電力を交流に変換し、出力開閉器103aを通じて出力母
線3へ接続されている。インバータ装置1と2が並列運
転するためには、1号インバータ装置の出力電流I1
らCT200aにより検出信号I1aを得、同じく2号インバ
ータ装置2から得られた検出信号I2aとの差、即ち横流
に相当する信号ΔI1 を横流検出回路151 により得る。
次に移相器150 より、直交する2つの電圧ベクトルEA
とEB を作り、ΔI1 信号から演算回路152 、153 によ
りそれぞれ無効電力対応成分ΔQと有効電力対応成分Δ
Pを得る。インバータは電圧設定回路7と電圧帰還回路
300 の信号にもとづき、電圧制御回路403 が、パルス幅
変調回路(以下PWM回路)400 を介して、インバータ
本体100 のパルス巾変調を行ない、内部発生電圧を制御
する。
In the figure, the No. 1 inverter device 1 supplies electric power to the load 4 while operating in parallel through the No. 2 inverter device 2 and the output bus 3 having the same structure. The No. 1 inverter device 1 is an inverter body 100 and a filter reactor 10
1, the same capacitor 102 as a main component, DC power supply 5
Is converted into alternating current and is connected to the output bus bar 3 through the output switch 103a. In order for the inverter devices 1 and 2 to operate in parallel, the detection signal I 1a is obtained from the output current I 1 of the No. 1 inverter device by the CT 200a, and the difference from the detection signal I 2a also obtained from the No. 2 inverter device 2, That is, the signal ΔI 1 corresponding to the cross current is obtained by the cross current detection circuit 151.
Next, from the phase shifter 150, two orthogonal voltage vectors E A
And make E B, [Delta] I 1 signal from the arithmetic circuit 152, 153 the active power corresponding component and the reactive power corresponding component ΔQ respectively by Δ
Get P. The inverter is a voltage setting circuit 7 and a voltage feedback circuit
Based on the signal of 300, the voltage control circuit 403 controls the internally generated voltage by performing pulse width modulation of the inverter main body 100 via a pulse width modulation circuit (hereinafter referred to as PWM circuit) 400.

【0004】前述の無効電流対応成分ΔQは電圧制御回
路403 へ補助信号的に与えられ、インバータ本体100 の
内部発生電圧を数%程度調節することにより、ΔQを零
にするように動作する。
The reactive current corresponding component .DELTA.Q is given to the voltage control circuit 403 as an auxiliary signal, and operates by adjusting .DELTA.Q to zero by adjusting the internally generated voltage of the inverter body 100 by several percent.

【0005】一方前述の有効電力対応成分ΔPはPLL
(フェーズロックドループ)回路を構成するアンプ154
を通し、基準発振器155 の周波数の微調整を行うことに
よりインバータ本体100 の内部発生電圧の位相を制御
し、ΔPを零にするように動作する。
On the other hand, the active power corresponding component ΔP is the PLL
(Phase-locked loop) Amplifier 154 that constitutes the circuit
By finely adjusting the frequency of the reference oscillator 155, the phase of the internally generated voltage of the inverter main body 100 is controlled, and the operation is performed so that ΔP becomes zero.

【0006】このようにして、ΔQとΔPをともに零と
するように、電圧と位相を制御するので、2台のインバ
ータ間の横流がなくなり、安定な負荷の分担が行なわれ
る。
In this way, since the voltage and phase are controlled so that both ΔQ and ΔP are zero, cross current between the two inverters is eliminated, and stable load sharing is performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の変換器の並列運
転システムは以上のように構成されているので、次の三
つの問題点があった。第一の問題点は、インバータの内
部発生電圧の位相及び電圧の平均値を制御することによ
って、分担電流をバランスさせるために、制御の応答速
度を向上することが難しく、特に瞬時の横流は制御でき
ないことである。第二の問題点は、横流を有効分と無効
分に分離検出する際にフィルタが必要なため横流制御を
高速にできないことである。このためインバータの出力
を歪の少ない高品質の正弦波に保つ瞬時波形制御などの
高速電圧制御系には適用限界がある。第三の問題点は、
変換器と他の電源とを並列運転することが難しく、特に
変換器と電力系統とを並列運転しようとしても横流を制
御することは難しい。
Since the conventional parallel operation system of converters is constructed as described above, there are the following three problems. The first problem is that it is difficult to improve the control response speed in order to balance the shared currents by controlling the phase of the internally generated voltage of the inverter and the average value of the voltage. This is something that cannot be done. The second problem is that the crossflow control cannot be performed at high speed because a filter is required when separately detecting the crossflow into the effective component and the ineffective component. Therefore, there is a limit to the application of high-speed voltage control systems such as instantaneous waveform control that keeps the output of the inverter a high-quality sine wave with less distortion. The third problem is
It is difficult to operate the converter and the other power source in parallel, and it is particularly difficult to control the cross current even when trying to operate the converter and the power system in parallel.

【0008】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、分担電流を高速にバランスさせ
る交流出力変換器の並列運転制御装置を提供するもので
ある。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a parallel operation control device for an AC output converter that balances shared currents at high speed.

【0009】また、インバータに限らず、他の瞬時制御
形交流出力変換器の並列運転にも汎用的に適用できる手
段を提供することを目的としている。
Another object of the present invention is to provide means that can be applied to not only inverters but also parallel operation of other instantaneous control type AC output converters.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明に係る交流出力
変換器の並列運転制御装置は、変換器相互間に流れる電
流の横流分に応じた信号を瞬時制御形交流出力変換器の
電圧制御回路に与えるとともに、上記変換器の電圧基準
発振機の発振周波数を変化させるように構成したもので
ある。
A parallel operation control device for an AC output converter according to the present invention provides a voltage control circuit for an instantaneous control type AC output converter, which outputs a signal corresponding to a cross current component of a current flowing between the converters. And to change the oscillation frequency of the voltage reference oscillator of the converter.

【0011】[0011]

【作用】この発明における並列運転制御装置による交流
出力変換器の並列運転システムでは、変換器相互間また
は変換器と別の電源との間の横流が少なくなるように電
圧制御回路が動作する。また、変換器相互間または変換
器と別の電源との間の出力電圧位相差に起因する横流が
流れないように、電圧基準発振機の発振周波数を変化さ
せる。
In the parallel operation system of the AC output converter by the parallel operation control device according to the present invention, the voltage control circuit operates so as to reduce the cross current between the converters or between the converter and another power supply. Further, the oscillation frequency of the voltage reference oscillator is changed so that a cross current due to the output voltage phase difference between the converters or between the converter and another power supply does not flow.

【0012】[0012]

【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1において、1号インバータ装置1
は、図示簡略した同じ構成の2号インバータ装置2と出
力母線3を通じて並列運転しつつ、負荷4へ電力を供給
している。5は1号インバータ装置1に接続されている
直流電源、6は2号インバータ装置2に接続されている
直流電源である。そのほか、前述の図10と対応する機
能については同じ番号をつけているが、図10は出力電
圧の平均値を制御する形式のインバータ装置であるのに
対し、図1は出力電圧の瞬時値および平均値を制御する
形式のインバータ装置であるので、同一番号でも必ずし
も同じ機能の回路ではない。
EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, No. 1 inverter device 1
Supplies electric power to the load 4 while operating in parallel through the output busbar 3 and the No. 2 inverter device 2 of the same configuration which is simplified in the drawing. Reference numeral 5 is a DC power source connected to the No. 1 inverter device 1, and 6 is a DC power source connected to the No. 2 inverter device 2. In addition, although the same numbers are given to the functions corresponding to those in FIG. 10 described above, while FIG. 10 shows an inverter device of the type that controls the average value of the output voltage, FIG. Since it is an inverter device of the type that controls the average value, circuits with the same number do not necessarily have the same function.

【0013】100 番以降の番号は、インバータ装置の構
成要素であり、添え字のない番号と添え字がaの番号は
1号インバータ装置1の構成要素、添え字がbの番号は
2号インバータ装置2の構成要素である。
Numbers from 100 onward are constituent elements of the inverter device. Numbers without suffixes and numbers with suffix a are constituent elements of the inverter device 1 and suffixes with number b are inverters 2. It is a component of the device 2.

【0014】100 はインバータ本体であり、例えば高周
波スイッチングの可能なトランジスタやMOSFETなどの自
己消弧形素子により構成され、図2(a)のような3相
ブリッジインバータや図2(b)のような単相ブリッジ
インバータのそれぞれのアームが出力周波数(例えば60
Hz)の10倍から数100 倍程度の高周波でスイッチングす
るもので、直流電圧を正弦波の基本波を含んだ矩形波状
の高周波交流電圧に変換する。101 ,102 は低域通過フ
ィルタを構成するリアクトルとコンデンサであり、イン
バータ本体100 の発生した矩形波状の高周波交流電圧か
ら高調波を除去し、正弦波の出力電圧を得て、出力開閉
器103aを通じて出力母線3へ接続されている。
Reference numeral 100 denotes an inverter body, which is composed of, for example, a self-extinguishing element such as a transistor or a MOSFET capable of high-frequency switching, and is a three-phase bridge inverter as shown in FIG. 2A or as shown in FIG. Each single-phase bridge inverter arm has an output frequency (eg 60
It switches at a high frequency of 10 times to several hundred times of (Hz), and converts a DC voltage to a rectangular high-frequency AC voltage containing a sinusoidal fundamental wave. Reference numerals 101 and 102 denote a reactor and a capacitor that form a low-pass filter, which remove harmonics from the rectangular-wave-shaped high-frequency AC voltage generated by the inverter body 100 to obtain a sine-wave output voltage and output the output switch 103a. It is connected to the output bus bar 3.

【0015】200aは1号インバータ装置の出力電流I1
を、201 はインバータ本体100 の出力電流IA1を検出す
る電流センサである。300 はコンデンサ102 の電圧(並
列運転時は出力母線電圧となる。)を検出する電圧セン
サである。
200a is the output current I 1 of the No. 1 inverter device.
201 is a current sensor for detecting the output current I A1 of the inverter main body 100. Reference numeral 300 is a voltage sensor that detects the voltage of the capacitor 102 (it becomes the output bus voltage during parallel operation).

【0016】400 はインバータ本体100 のスイッチング
のタイミングを決めるPWM回路であり、例えばインバ
ータ本体100 が出力すべき基本波分の電圧指令信号と三
角波キャリアの交点でインバータ本体100 をスイッチン
グさせる三角波比較形PWM回路である。401 はインバ
ータ本体100 の出力電流IA1を制御する瞬時電流制御回
路である。402 はインバータ本体100 の出力電流指令値
を制限するリミッタ回路である。403 はコンデンサ102
の電圧を制御する瞬時電圧制御回路である。404 は所望
の出力電圧を発生する為にコンデンサ102 に流すべき電
流値を出力するコンデンサ電流基準発生回路である。40
5 は1号インバータ装置1と2号インバータ装置2の間
に仮想的にインピーダンスZを挿入し、横流を制限する
ように動作させる為の横流制限用仮想インピーダンス回
路である。406 は1号インバータ装置1が出力している
横流と分担すべき負荷電流値を検出する電流検出回路で
ある。
Reference numeral 400 denotes a PWM circuit that determines the switching timing of the inverter main body 100. For example, a triangular wave comparison type PWM that switches the inverter main body 100 at the intersection of the voltage command signal for the fundamental wave to be output by the inverter main body 100 and the triangular wave carrier. Circuit. 401 is an instantaneous current control circuit for controlling the output current I A1 of the inverter body 100. Reference numeral 402 is a limiter circuit that limits the output current command value of the inverter main body 100. 403 is the capacitor 102
It is an instantaneous voltage control circuit for controlling the voltage of. Reference numeral 404 is a capacitor current reference generation circuit that outputs a current value to be passed through the capacitor 102 to generate a desired output voltage. 40
Reference numeral 5 denotes a cross current limiting virtual impedance circuit for virtually inserting the impedance Z between the No. 1 inverter device 1 and the No. 2 inverter device 2 to operate so as to limit the cross current. Reference numeral 406 is a current detection circuit for detecting a cross current output from the No. 1 inverter device 1 and a load current value to be shared.

【0017】407 は1号インバータ装置1の出力すべき
電圧の瞬時電圧指令値を作成する掛算器である。408 は
1号インバータ1の出力電圧の平均値を制御する平均値
電圧制御回路である。409 は電圧制御回路に平均値の指
令値を与える電圧設定器である。410 は電圧検出器300
の出力からコンデンサ102 の電圧の平均値を導出する平
均値回路である。411 は電流検出回路406 で検出された
横流の電圧位相差に起因する成分を検出する変換器であ
る。412 は411 の検出信号により発振周波数が変化する
電圧制御発振機である。
Reference numeral 407 is a multiplier that creates an instantaneous voltage command value of the voltage to be output from the No. 1 inverter device 1. An average voltage control circuit 408 controls the average value of the output voltage of the No. 1 inverter 1. Reference numeral 409 is a voltage setting device that gives an average command value to the voltage control circuit. 410 is the voltage detector 300
Is an average value circuit for deriving an average value of the voltage of the capacitor 102 from the output of. Reference numeral 411 is a converter that detects a component due to the voltage phase difference of the cross current detected by the current detection circuit 406. 412 is a voltage controlled oscillator whose oscillation frequency changes according to the detection signal of 411.

【0018】500 、501 、502 、503 、504 、505 は加
減算器である。
Reference numerals 500, 501, 502, 503, 504 and 505 are adder / subtractors.

【0019】2号インバータ装置2は、1号インバータ
装置1と同一の構成で、出力が出力母線3を通じて1号
インバータ装置1と並列接続されており、103bは2号イ
ンバータ装置2の出力開閉器、200bは2号インバータ装
置2の出力電流I2 を検出する電流センサである。
The No. 2 inverter device 2 has the same structure as the No. 1 inverter device 1, and the output is connected in parallel with the No. 1 inverter device 1 through the output bus bar 3, and 103b is the output switch of the No. 2 inverter device 2. , 200b are current sensors for detecting the output current I 2 of the No. 2 inverter device 2.

【0020】図3は電流検出回路406 の詳細を示すブロ
ック図である。406s,406tは加減算器、406uは、インバ
ータ装置の並列台数をnとして1/nのゲインを持つ増
幅回路である。加算器406sにて1号インバータ装置1の
出力電流I1 と2号インバータ装置2の出力電流I2
加算して負荷電流IL を求め、この信号を増幅回路406u
に入力して、負荷電流IL を並列台数n(この場合はn
=2)で割った値IL /nを演算し、これを1号インバ
ータ装置1が分担すべき負荷電流IL1 * として出力す
る。また、減算器406tにより、1号インバータ装置1の
出力電流I1 と分担すべき電流IL1 * の差、即ち、横流
ΔI1 (=I1 −IL1 * )を演算出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing the details of the current detection circuit 406. 406s and 406t are adder / subtractors, and 406u is an amplifier circuit having a gain of 1 / n where n is the number of parallel inverter devices. Adder output current I 1 of the No. 1 inverter device 1 and adding the No.2 inverter device 2 of the output current I 2 in search of the load current I L at 406S, amplifying circuit 406u this signal
To the load current I L in parallel with n (in this case n
= 2), the value I L / n is calculated, and this is output as the load current I L1 * to be shared by the No. 1 inverter device 1. Further, the subtracter 406t, 1 No. inverter device 1 of the output current I 1 and the current I L1 * difference to be shared, i.e., the cross current ΔI 1 (= I 1 -I L1 *) to the operation output.

【0021】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.

【0022】このインバータ装置には電流マイナールー
プが設けられており、瞬時電流制御回路401 は、電流セ
ンサ201 によりフィードバックされたインバータ本体10
0 の出力電流IA1がリミッタ回路402 からの電流指令I
A1 * と一致するようにリアクトル101 に印加すべき電圧
の指令値を出力する。出力母線3にはコンデンサ102及
び2号インバータ装置2による電圧があるので、リアク
トル101 に所望の電圧を印加するには、インバータ本体
100 が出力母線3の電圧とリアクトル101 に印加すべき
電圧との和を発生する必要がある。従って、電圧検出器
300 で検出したコンデンサ102 の電圧と電流制御回路40
1 の出力とを加算器500 にて加算し、この信号を電圧指
令として三角波比較形PWM回路400 に与える。
This inverter device is provided with a current minor loop, and the instantaneous current control circuit 401 is connected to the inverter body 10 fed back by the current sensor 201.
The output current I A1 of 0 is the current command I from the limiter circuit 402.
The command value of the voltage to be applied to the reactor 101 is output so as to match A1 * . Since the output bus 3 has a voltage from the capacitor 102 and the No. 2 inverter device 2, in order to apply a desired voltage to the reactor 101,
It is necessary that 100 generate the sum of the voltage of the output bus 3 and the voltage to be applied to the reactor 101. Therefore, the voltage detector
Voltage and current control circuit 40 of capacitor 102 detected by 300
The output of 1 is added by the adder 500, and this signal is given to the triangular wave comparison type PWM circuit 400 as a voltage command.

【0023】コンデンサ電流基準発生回路404 は、コン
デンサに流れるべき電流として、コンデンサ102 の電圧
指令V1 * より90度位相の進んだ正弦波電流基準をコン
デンサ102 の容量に応じて発生する。コンデンサ102 の
電圧指令V1 * は減算器504の出力から得られることは
後述する。瞬時電圧制御回路403 は、コンデンサ102の
電圧指令V1 * と電圧検出器300 で検出したコンデンサ
102 の電圧との偏差を減算器503 にて演算した信号を入
力とし、この偏差を少なくするためにインバータ本体10
0 が出力すべき補正電流信号を出力する。
The capacitor current reference generation circuit 404 generates a sine wave current reference 90 degrees in phase ahead of the voltage command V 1 * of the capacitor 102 according to the capacity of the capacitor 102, as a current to flow through the capacitor. It will be described later that the voltage command V 1 * of the capacitor 102 is obtained from the output of the subtractor 504. The instantaneous voltage control circuit 403 uses the voltage command V 1 * of the capacitor 102 and the capacitor detected by the voltage detector 300.
The signal calculated by the subtractor 503 of the deviation from the voltage of 102 is input, and in order to reduce this deviation, the inverter main unit 10
0 outputs the correction current signal that should be output.

【0024】インバータ本体100 の出力電流指令値IA1
* は、コンデンサ電流基準発生回路404 、瞬時電圧制御
回路403 の出力と、電流検出回路406 が出力する1号イ
ンバータ装置1の負荷電流分担指令値IL1 * を加算器50
2 にて演算し、その結果をリミッタ回路402 にて制限し
た信号である。従って、無負荷状態においては、インバ
ータ本体100 がコンデンサ102 に流れるべき電流を供給
することによって無負荷電圧を確立する。この場合、瞬
時電圧制御回路403 は電流制御の誤差やコンデンサ102
の容量の設計値と実際値との誤差により生じるコンデン
サ電流基準発生回路404 の出力の過不足分を補正する。
次に、負荷4が投入されると、負荷電流IL の1/2を
分担するように電流検出回路406 から電流マイナールー
プへ指令(IL1 * )が与えられ、それぞれのインバータ
が負荷電流を1/2づつ分担することになる。ここでリ
ミッタ回路402 は負荷起動時における突入電流等の過電
流をインバータ本体100 が供給しないように、電流制御
回路401 への指令値をインバータ本体100 の電流許容値
以下に制限するものである。
Output current command value I A1 of the inverter body 100
* Indicates the output of the capacitor current reference generation circuit 404 and the instantaneous voltage control circuit 403, and the load current sharing command value I L1 * of the first inverter device 1 output by the current detection circuit 406 to the adder 50.
The signal is calculated by 2 and the result is limited by the limiter circuit 402. Therefore, in the no-load state, the inverter main body 100 supplies the current that should flow to the capacitor 102 to establish the no-load voltage. In this case, the instantaneous voltage control circuit 403 controls the current control error and the capacitor 102
The excess or deficiency of the output of the capacitor current reference generation circuit 404 caused by the error between the design value and the actual value of the capacitance of is corrected.
Next, when the load 4 is turned on, a command (I L1 * ) is given from the current detection circuit 406 to the current minor loop so as to share 1/2 of the load current I L , and each inverter outputs the load current. It will be divided into halves. Here, the limiter circuit 402 limits the command value to the current control circuit 401 to a current allowable value of the inverter body 100 or less so that the inverter body 100 does not supply an overcurrent such as a rush current at the time of starting the load.

【0025】このように構成することによって、インバ
ータはそれ自身の電流マイナーループで過電流に対し保
護され、また、負荷電流の歪や急変に対して速やかに追
従することにより、出力電圧を常に正弦波に保つことが
できる。この方式の特徴はこのような制御がインバータ
の高周波PWMのスイッチングのたびに行われるため、
応答が非常に速いことである。例えば、10kHz のスイッ
チング周波数を用いると100 μsec 毎に制御が行われる
ので、負荷の急変などの外乱に対する過渡現象はおよそ
100 μsec の10倍程度で完了し、優れた制御性能を得る
ことができる。
With this configuration, the inverter is protected against overcurrent by its own current minor loop, and the output voltage is always sinusoidal by quickly following the distortion or sudden change of the load current. You can keep on the waves. The characteristic of this method is that such control is performed each time the high frequency PWM switching of the inverter is performed.
The response is very fast. For example, when a switching frequency of 10 kHz is used, control is performed every 100 μsec, so transient phenomena due to disturbances such as sudden changes in load are approximately
Completed in about 10 times 100 μsec, and excellent control performance can be obtained.

【0026】1号インバータ装置1と2号インバータ装
置2の電圧制御系の応答と精度が全く同一の場合は、以
上の制御系構成で横流は流れないが、実際には構成部品
の精度、制御ゲイン、主回路定数などのばらつきによ
り、このままでは横流の少ない安定した並列運転が困難
である。例えば、1号インバータ装置1と2号インバー
タ装置2の電圧センサが、それぞれ−0.5 %、+0.5 %
の誤差を持っていたとすると、単独運転時の出力電圧差
ΔVが1%となり、仮にインバータ間の配線インピーダ
ンスが1%以下だとすると、横流が100 %以上流れるこ
とになる。
When the response and accuracy of the voltage control system of the No. 1 inverter device 1 and that of the No. 2 inverter device 2 are exactly the same, the cross current does not flow in the above control system configuration, but in reality the accuracy and control of the components are controlled. Due to variations in gain, main circuit constants, etc., stable parallel operation with less cross current is difficult if left unchanged. For example, the voltage sensors of the first inverter device 1 and the second inverter device 2 are -0.5% and + 0.5%, respectively.
If the wiring impedance between the inverters is 1% or less, the cross current will flow 100% or more.

【0027】本発明は、次のようにして、インバータ間
に流れる横流に対してのみインピーダンスがあたかも存
在するように制御回路を構成することにより、横流を抑
制する。横流制限用仮想インピーダンス回路405 は、Δ
1 ×Z(ΔI1 は横流:I1 −IL1 * 、Zは仮想的な
インピーダンスの伝達関数)を演算し、この信号を減算
器504 により掛算器407 から出力される出力電圧指令値
* から減じ、これをコンデンサ102 の電圧指令V1 *
とする。コンデンサ102 の電圧は前述の電圧制御系によ
り、電圧指令V1 * に瞬時に追従する。
The present invention suppresses the cross current by configuring the control circuit so that the impedance exists only for the cross current flowing between the inverters as follows. The virtual impedance circuit 405 for limiting the cross current is Δ
I 1 × Z (ΔI 1 is a cross current: I 1 −I L1 * , Z is a virtual impedance transfer function) is calculated, and this signal is output by the subtractor 504 from the multiplier 407 to output voltage command value V * Subtract this from voltage command V 1 * of capacitor 102
And The voltage of the capacitor 102 instantaneously follows the voltage command V 1 * by the voltage control system described above.

【0028】ここで図4を用いて、横流制限用仮想イン
ピーダンス回路405 によりインバータが横流に関しての
みZの出力インピーダンスを持ち、横流以外の電流成分
には低インピーダンスの電圧源として動作することを説
明する。図4は図1の瞬時横流制御部を簡略化したブロ
ック図であり、図において、700a、700bはそれぞれ1号
インバータ装置1、2号インバータ装置2の電圧指令値
1 * 及びV2 * から出力電圧までの伝達関数を示し、
701a、701bはそれぞれ1号インバータ装置1、2号イン
バータ装置2の出力電圧基準V* を作成する部分のブロ
ックを示す。その他の番号は前述の図1で既に説明済み
であり、同一機能については同一番号をつけている。既
に使用している記号もあるが、次の記号を改めて定義す
る。 VB :出力母線電圧 V* :出力電圧指令値 V1 * :1号インバータコンデンサ電圧指令値 V2 * :2号インバータコンデンサ電圧指令値 IL :負荷電流 I1 :1号インバータ出力電流 I2 :2号インバータ出力電流 ΔI1 :1号インバータ横流(=I1 −IL /2) ΔI2 :2号インバータ横流(=I2 −IL /2) G1 :1号インバータ電圧制御系伝達関数 G2 :2号インバータ電圧制御系伝達関数 Z :横流制限用仮想インピーダンス値 これらの記号を用いて、次に、横流制限用仮想インピー
ダンスの効果を示す関係式を導く。
Now, with reference to FIG. 4, it will be described that the virtual impedance circuit 405 for limiting the cross current causes the inverter to have an output impedance of Z only for the cross current and operate as a low impedance voltage source for the current components other than the cross current. .. FIG. 4 is a simplified block diagram of the instantaneous cross current control unit of FIG. 1. In the figure, 700a and 700b are derived from the voltage command values V 1 * and V 2 * of the first inverter device 1 and the second inverter device 2, respectively. Shows the transfer function up to the output voltage,
Reference numerals 701a and 701b show blocks of a portion for creating the output voltage reference V * of the first inverter device 1 and the second inverter device 2, respectively. The other numbers have already been described in FIG. 1 described above, and the same numbers are given to the same functions. Some symbols have already been used, but the following symbols will be defined again. V B : Output bus voltage V * : Output voltage command value V 1 * : No. 1 inverter capacitor voltage command value V 2 * : No. 2 inverter capacitor voltage command value IL : Load current I 1 : No. 1 inverter output current I 2 : No. 2 inverter output current ΔI 1 : No. 1 inverter cross current (= I 1 −I L / 2) ΔI 2 : No. 2 inverter cross current (= I 2 −I L / 2) G 1 : No. 1 inverter voltage control system transmission Function G 2 : No. 2 inverter voltage control system transfer function Z: Cross current limiting virtual impedance value Using these symbols, a relational expression showing the effect of the cross current limiting virtual impedance is derived next.

【0029】キルヒホッフの法則より、次式が成立す
る。 IL =I1 +I2 (1) (1)式より、ΔI1 、ΔI2 は次式となる。 ΔI1 =I1 −IL /2=(I1 −I2 )/2 (2) ΔI2 =I2 −IL /2=(I2 −I1 )/2 (3) ΔI2 =−ΔI1 (4) 図4及び(4)式より、V1 * ,V2 * は次式となる。 V1 * =V* −Z×ΔI1 (5) V2 * =V* −Z×ΔI2 =V* +Z×ΔI1 (6) G1 ,G2 の定義より、次式が成立する。 VB =V1 * ×G1 (7) VB =V2 * ×G2 (8) (5)〜(8)式より、次式が成立する。 VB =V* ×G1 −Z×ΔI1 ×G1 (9) VB =V* ×G2 +Z×ΔI1 ×G2 (10) (9)−(10)式より、ΔI1 を求めると次式となる。 (9)+(10)式を求め、2で除すと、次式となる。
From Kirchhoff's law, the following equation holds. I L = I 1 + I 2 (1) From the formula (1), ΔI 1 and ΔI 2 are as follows. ΔI 1 = I 1 −I L / 2 = (I 1 −I 2 ) / 2 (2) ΔI 2 = I 2 −I L / 2 = (I 2 −I 1 ) / 2 (3) ΔI 2 = − ΔI 1 (4) From FIGS. 4 and (4), V 1 * and V 2 * are as follows. V 1 * = V * −Z × ΔI 1 (5) V 2 * = V * −Z × ΔI 2 = V * + Z × ΔI 1 (6) From the definitions of G 1 and G 2 , the following formula is established. V B = V 1 * × G 1 (7) V B = V 2 * × G 2 (8) From the equations (5) to (8), the following equation is established. V B = V * × G 1 -Z × ΔI 1 × G 1 (9) V B = V * × G 2 + Z × ΔI 1 × G 2 (10) (9) - from (10), the [Delta] I 1 The formula is as follows. When the equation (9) + (10) is obtained and divided by 2, the following equation is obtained.

【0030】(11)式より、横流は仮想インピーダンス
値Zにより抑制できることがわかる。即ち、G1 、G2
は電圧制御系を前述のような瞬時電圧制御形などで構成
することにより、出力周波数においてゲインをほぼ1と
することができるので、(11)式は次式となる。 単独運転の場合の個々のインバータ装置の出力電圧差を
ΔVとすると、(13)式は次式となる。 例えば、ΔVが1%の場合は、Z=50%に選ぶと、横流
はΔV/(2×Z)=1%/100 %=1%となる。
From the equation (11), it is understood that the cross current can be suppressed by the virtual impedance value Z. That is, G 1 , G 2
Since the gain can be made approximately 1 at the output frequency by configuring the voltage control system with the instantaneous voltage control type as described above, equation (11) becomes the following equation. When the output voltage difference between the individual inverter devices in the case of the islanding operation is ΔV, the equation (13) becomes the following equation. For example, if ΔV is 1% and Z = 50% is selected, the cross current is ΔV / (2 × Z) = 1% / 100% = 1%.

【0031】次に(12)式の右辺第2項は、(13)式を
代入すると次式となる。 ΔVは1%程度と小さいので、(ΔV)2 ≒0と考える
ことができる。従って、(12)式は右辺第1項のみとな
り、次式となる。 (16)式より、並列運転時の母線電圧VB は、単独運転
時の個々のインバータ装置の出力電圧平均値になり、仮
想インピーダンス値Zの影響はない。
Next, the second term on the right side of the equation (12) becomes the following equation when the equation (13) is substituted. Since ΔV is as small as about 1%, it can be considered that (ΔV) 2 ≈0. Therefore, the equation (12) has only the first term on the right side and becomes the following equation. From the equation (16), the bus voltage V B during parallel operation is the average value of the output voltage of each inverter device during independent operation, and the virtual impedance value Z has no effect.

【0032】Zは出力周波数において横流を制限する為
の適当なインピーダンス値を持っていれば、どのような
伝達関数でもよい。例えば、この回路が比例回路であれ
ばZは抵抗として、微分回路であればZはリアクトルと
して、積分回路であればZはコンデンサとして、比例、
積分、微分の組み合わせ回路であればZは抵抗、コンデ
ンサ、リアクトルの組み合わせた回路として動作する。
また、Zは正負非対象のリミッタなどの非線形要素を含
む回路でも、出力周波数において横流を制限する為の適
当なインピーダンス値さえ持っていれば、安定に横流を
制限することができる。
Z may be any transfer function as long as it has an appropriate impedance value for limiting the cross current at the output frequency. For example, if this circuit is a proportional circuit, Z is a resistor, if it is a differentiating circuit, Z is a reactor, and if it is an integrating circuit, Z is a capacitor.
If it is a combination circuit of integration and differentiation, Z operates as a combination circuit of a resistor, a capacitor, and a reactor.
Further, Z is a circuit including a nonlinear element such as a positive / negative asymmetric limiter, which can stably limit the cross current as long as it has an appropriate impedance value for limiting the cross current at the output frequency.

【0033】以上の説明では単純化のため、電流、電圧
がベクトル量であることを無視した説明となっている
が、ベクトル量であっても同じ関係が成立する。
In the above description, the current and the voltage are vector quantities for the sake of simplification, but the same relationship holds even for vector quantities.

【0034】ところで、1号および2号インバータ装置
が仮想インピーダンスZだけによって並列運転している
とすると、前述のように両者の間には、両者の電圧差Δ
Vに対し、ΔI=ΔV/(2×Z)の横流が流れる。こ
の横流の有効電力成分は、インバータにより可逆変換さ
れるため、例えば2台のインバータが無負荷で並列運転
している場合には、一方のインバータの直流電源から他
方のインバータの直流電源に対して有効電力が流れるこ
とになる。この有効電力横流分がインバータの損失より
も大きくなり、かつ直流電源5、6がサイリスタ整流器
のように電力回生できないものである場合、この有効電
力の流入により直流電圧が上昇してしまい、過電圧にな
る恐れがある。
If the No. 1 and No. 2 inverter devices are operated in parallel only by the virtual impedance Z, the voltage difference Δ between the two is as described above.
A cross current of ΔI = ΔV / (2 × Z) flows with respect to V. This active current component of the cross current is reversibly converted by the inverters. Therefore, for example, when two inverters are operating in parallel with no load, the DC power source of one inverter is changed to the DC power source of the other inverter. Active power will flow. When this active power cross current becomes larger than the loss of the inverter and the DC power supplies 5 and 6 cannot regenerate power like a thyristor rectifier, the inflow of this active power raises the DC voltage, resulting in overvoltage. There is a risk of becoming.

【0035】次に、このような有効電力の流入を抑制し
て直流過電圧にならないで安定に並列運転するための、
ΔI1Pによるインバータ周波数制御について説明する。
Next, in order to suppress such an inflow of active power and stably operate in parallel without a DC overvoltage,
The inverter frequency control by ΔI 1P will be described.

【0036】(14)式より横流ΔI1 である。図5はV1 * およびV2 * の絶対値が完全に一
致しており、V2 * の位相がV1 * の位相よりもθだけ
遅れている場合のベクトル図を示す。ここで、仮想イン
ピーダンスZの抵抗分をR、リアクタンス分をXとする
と、Z=R+jXと表すことができ、そのインピーダン
ス角αを α=argZ=tan-1(X/R) (17) とする。Zがリアクタンス分のみを持つものとすると、
R=0,α=90°となる。
From equation (14), the cross current ΔI 1 is Is. FIG. 5 shows a vector diagram when the absolute values of V 1 * and V 2 * are completely the same and the phase of V 2 * lags the phase of V 1 * by θ. Here, if the resistance component of the virtual impedance Z is R and the reactance component is X, it can be expressed as Z = R + jX, and its impedance angle α is α = argZ = tan −1 (X / R) (17) .. If Z has only reactance,
R = 0 and α = 90 °.

【0037】図5から、各横流成分ΔI1 およびΔI2
のうち両電圧指令値V1 * およびV2 * の電圧位相差に
起因する成分は、負荷母線電圧ベクトルVB をαだけ位
相を遅らせて得た仮想電圧ベクトルErを基準とした各
横流成分ΔI1 、ΔI2 の無効分(Erに垂直な成分)
に等しいことが分かる。
From FIG. 5, each of the cross current components ΔI 1 and ΔI 2
Among the components, the component due to the voltage phase difference between the voltage command values V 1 * and V 2 * is the cross current component ΔI based on the virtual voltage vector Er obtained by delaying the phase of the load bus voltage vector V B by α. 1 , invalid portion of ΔI 2 (component perpendicular to Er)
It turns out to be equal to.

【0038】図1に戻って説明を続ける。411 は電流検
出回路406 によって検出された横流ΔI1 から仮想電圧
ベクトルErに垂直な成分ΔI1P(直流信号)を取り出
す変換器であり、例えば同期整流回路または掛算器と平
滑フィルタにより構成される。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. Reference numeral 411 is a converter that extracts a component ΔI 1P (DC signal) perpendicular to the virtual voltage vector Er from the cross current ΔI 1 detected by the current detection circuit 406, and is composed of, for example, a synchronous rectification circuit or a multiplier and a smoothing filter.

【0039】一方インバータ装置の出力電圧は、電圧検
出器300 、平均値回路410 を介して平均値のフィードバ
ック電圧として加減算器505 により電圧設定器409 から
出力される基準電圧から減算される。
On the other hand, the output voltage of the inverter device is subtracted from the reference voltage output from the voltage setting device 409 by the adder / subtractor 505 as a feedback voltage of the average value via the voltage detector 300 and the average value circuit 410.

【0040】電圧制御発振機412 は、出力電圧の位相基
準となる正弦波信号sinωtを発生する。その発振周
波数ωtは上記ΔI1Pにより変化し、横流の有効電力成
分が正、すなわちインバータから有効電力が流出してい
る場合には周波数を下げる。すると、当該インバータの
出力電圧位相が相対的に遅れるので有効電力の流出が抑
制される。反対に、横流の有効電力成分が負、すなわち
インバータに有効電力が流入している場合には周波数を
上げることにより、有効電力の流入が抑制される。
The voltage controlled oscillator 412 generates a sine wave signal sinωt which serves as a phase reference of the output voltage. The oscillation frequency ωt changes according to ΔI 1P , and when the active power component of the cross current is positive, that is, when the active power is flowing out from the inverter, the frequency is lowered. Then, the output voltage phase of the inverter is relatively delayed, so that the outflow of active power is suppressed. On the contrary, when the active power component of the cross current is negative, that is, when the active power is flowing into the inverter, the frequency is raised to suppress the inflow of the active power.

【0041】掛算器407 には平均値電圧制御回路408 か
ら出力される出力電圧基準の絶対値|V* |と電圧制御
発振機412 から出力される正弦波信号sinωtとが入
力され、出力電圧指令値V* =|V* |・sinωtが
出力される。この信号V* が指令値として減算器504 に
入力される。
The multiplier 407 receives the absolute value of the output voltage reference | V * | output from the average value voltage control circuit 408 and the sine wave signal sinωt output from the voltage controlled oscillator 412, and outputs the output voltage command. The value V * = | V * | .sinωt is output. This signal V * is input to the subtractor 504 as a command value.

【0042】以上のように、横流ΔI1 のインバータ相
互間の電圧絶対値差に起因する成分ΔI1Pにより出力周
波数を制御出力電圧位相を制御することにより、横流が
少なくなるように制御する。なお、この制御は横流分が
有害にならない範囲で比較的ゆっくりと制御すればよ
い。
As described above, the output frequency is controlled by the component ΔI 1P caused by the difference in absolute value of the voltage of the cross current ΔI 1 between the inverters, and the cross current is controlled so as to be reduced. It should be noted that this control may be performed relatively slowly within the range where the cross flow is not harmful.

【0043】以上説明した図1の制御方式は単相インバ
ータの例であるが、各相ごとにあるいは2相分に同様の
制御回路を設けることにより3相インバータにも適用で
きる。
Although the control method of FIG. 1 described above is an example of a single-phase inverter, it can be applied to a three-phase inverter by providing a similar control circuit for each phase or for two phases.

【0044】また以上の説明では簡単のために同じ容量
の2台のインバータで説明したが、異なる容量のn台の
変換器の並列運転にも適用できる。この場合は、全ての
変換器が容量に比例して負荷を分担するように構成すれ
ばよい。
In the above description, two inverters having the same capacity have been described for the sake of simplicity, but the present invention can be applied to parallel operation of n converters having different capacities. In this case, all converters may be configured to share the load in proportion to the capacity.

【0045】実施例2.次に、共通の発振機を持ち個別
の周波数調整機によって周波数制御する方式について、
図6によって説明する。
Example 2. Next, regarding the method that has a common oscillator and controls the frequency by individual frequency adjusters,
This will be described with reference to FIG.

【0046】図において、413 は変換器411 から出力さ
れる信号ΔI1Pを周波数信号に変換する電圧−周波数変
換器である。成分ΔI1Pは電流ΔI1 の電圧Erに垂直
な成分である。
In the figure, 413 is a voltage-frequency converter for converting the signal ΔI 1P output from the converter 411 into a frequency signal. The component ΔI 1P is a component of the current ΔI 1 perpendicular to the voltage Er.

【0047】420 は各インバータの出力周波数の基準と
なる共通の発振器であり、その出力は各インバータ装置
に送られている。411 は周波数加減算器であり、発振器
420の周波数信号に電圧−周波数変換器413 の出
力信号を加算または減算して、出力電圧の位相基準とな
る正弦波信号sinωtを作成する。この信号により掛
算器407 により出力電圧指令値V* =|V* |・sin
ωtが作成されるのは実施例1と同様である。
Reference numeral 420 denotes a common oscillator that serves as a reference for the output frequency of each inverter, and its output is sent to each inverter device. Reference numeral 411 is a frequency adder / subtractor, which adds or subtracts the output signal of the voltage-frequency converter 413 to the frequency signal of the oscillator 420 to create a sine wave signal sinωt serving as the phase reference of the output voltage. With this signal, the output voltage command value V * = | V * | .sin by the multiplier 407
The generation of ωt is the same as in the first embodiment.

【0048】従って、図6の実施例では1号インバータ
装置1と2号インバータ装置2出力周波数は共通の発振
器420 によって制御され、横流の制御のために加減算器
414によってわずかに変化させるので、並列インバータ
装置間の周波数差を一定の範囲内に保つとともに、出力
周波数の精度を向上させることができる。なお、この制
御も、比較的ゆっくりでよい。
Therefore, in the embodiment of FIG. 6, the output frequencies of the No. 1 inverter unit 1 and No. 2 inverter unit 2 are controlled by the common oscillator 420, and the adder / subtractor is used for controlling the cross current.
Since it is slightly changed by 414, the frequency difference between the parallel inverter devices can be maintained within a certain range and the accuracy of the output frequency can be improved. Note that this control may also be relatively slow.

【0049】実施例3.次に、変換器と他の電源系統と
を並列運転するシステムに本発明を適用した例を図7に
より説明する。
Example 3. Next, an example in which the present invention is applied to a system in which a converter and another power supply system are operated in parallel will be described with reference to FIG.

【0050】図7はインバータ装置1と交流電源系統8
とが出力母線3を介して並列運転しながら負荷4に電力
を供給している構成を示すブロック図である。なお、イ
ンバータ1の内部で図1もしくは図6とほぼ同様の部分
は簡略化して表現している。
FIG. 7 shows an inverter device 1 and an AC power supply system 8
6 is a block diagram showing a configuration in which and supply electric power to a load 4 while operating in parallel via an output busbar 3. FIG. It should be noted that parts of the inverter 1 that are substantially similar to those in FIG. 1 or 6 are simplified and shown.

【0051】103sは交流電源系統側の開閉器、200sは交
流電源系統8の電流Isを検出する電流センサ、415 は
インバータ装置1の分担する電流を決める電流分担回
路、415s、415tは加減算器、415uはインバータ装置の分
担する電流の分担率β(0≦β≦1)を決めるゲインβ
を持つ増幅回路、416 は出力母線3に同期するPLL
(フェーズロックドループ)回路、417 はこのPLL回
路の出力に基づき正弦波信号sinωtを発生する発振
器である。
103s is a switch on the AC power supply system side, 200s is a current sensor for detecting the current Is of the AC power supply system 8, 415 is a current sharing circuit for determining the current shared by the inverter device 1, 415s and 415t are adder / subtractors, 415u is a gain β that determines the current sharing ratio β (0 ≦ β ≦ 1) shared by the inverter device.
416 is a PLL circuit synchronized with the output bus 3
A (phase-locked loop) circuit, 417 is an oscillator that generates a sine wave signal sinωt based on the output of the PLL circuit.

【0052】電流分担回路415 ではインバータ装置1の
出力電流I1 と交流電源系統8の電流Isとを加算器41
5sで加算して負荷電流IL を求め、この信号を増幅回路
415uでβ倍してインバータ装置1の分担すべき負荷電流
L1 * として出力する。インバータ装置1は図1の実施
例と同様に電流分担回路415 の出力する指令値IL1 *
供給するように動作する。βはインバータ装置の容量と
負荷の容量との比率から決めればよく、また、外部から
の指令により連続的に変化させれば、インバータ装置と
交流電源系統との間で負荷電流の分担を緩やかに移行さ
せることもできる。
The current sharing circuit 415 adds the output current I 1 of the inverter device 1 and the current Is of the AC power supply system 8 to the adder 41.
The load current I L is calculated by adding for 5 s, and this signal is amplified.
415u is multiplied by β and output as a load current I L1 * to be shared by the inverter device 1. The inverter device 1 operates to supply the command value I L1 * output from the current sharing circuit 415, as in the embodiment of FIG. β may be determined from the ratio of the capacity of the inverter device to the capacity of the load, and if it is continuously changed by a command from the outside, the sharing of the load current between the inverter device and the AC power supply system can be moderated. It can also be transferred.

【0053】この実施例でもインバータ装置と交流電源
系統の電圧の電圧差、位相差が無いように動作するの
で、横流ΔI1 は実質的に零になり、仮想インピーダン
スZによって制御される。
In this embodiment as well, the operation is performed so that there is no voltage difference or phase difference between the voltage of the inverter device and the voltage of the AC power supply system, so that the cross current ΔI 1 becomes substantially zero and is controlled by the virtual impedance Z.

【0054】以上、説明した実施例では、電流マイナー
ループの指令値に、インバータの出力フィルタの並列コ
ンデンサ102 に流れるべき電流値を与えることによっ
て、制御性を向上させているが、図1におけるコンデン
サ電流基準発生回路404 は省略してもよい。これは電圧
制御回路403 が1号インバータ装置1の出力電圧を出力
電圧基準V1 * に一致するように動作し、その結果コン
デンサ電流基準の信号に代わる信号を発生するので、正
弦波インバータの制御系として支障なく動作するからで
ある。この場合は、電圧制御回路403 の増巾率が充分大
きい方が電圧制御に偏差が少なくなる。
In the embodiment described above, the controllability is improved by giving the current minor loop command value the current value that should flow to the parallel capacitor 102 of the output filter of the inverter. The current reference generation circuit 404 may be omitted. This is because the voltage control circuit 403 operates so that the output voltage of the No. 1 inverter device 1 matches the output voltage reference V 1 *, and as a result, generates a signal replacing the capacitor current reference signal, the control of the sine wave inverter is performed. This is because the system operates without any problems. In this case, the deviation of the voltage control becomes smaller when the amplification rate of the voltage control circuit 403 is sufficiently large.

【0055】また、以上の説明では、制御回路の構成が
電流マイナーループを持つ瞬時電圧制御形となっている
場合について説明したが、電流マイナーループを持たな
くとも高速に出力電圧を制御できる電圧制御系であれ
ば、横流制限用仮想インピーダンス回路を追加すること
により、安定に交流出力変換器を並列運転することがで
きる。
Further, in the above description, the case where the control circuit is of the instantaneous voltage control type having the current minor loop has been described, but the voltage control capable of controlling the output voltage at high speed without the current minor loop. If it is a system, the AC output converters can be stably operated in parallel by adding a virtual impedance circuit for limiting the cross current.

【0056】実施例4.以上の説明では本発明をインバ
ータの並列運転に用いる場合について説明したが、他の
変換器でもよく、例えば図8に示すような、高周波のイ
ンバータとサイクロコンバータを組合せ、直流から高周
波短形波さらに低周波正弦波に変換する高周波リンク形
変換器などの瞬時電圧制御の可能な変換器にも同じ原理
を適用できる。
Example 4. In the above description, the case where the present invention is used for parallel operation of inverters has been described. However, other converters may be used, for example, a high frequency inverter and a cycloconverter are combined as shown in FIG. The same principle can be applied to a converter capable of instantaneous voltage control, such as a high frequency link converter for converting to a low frequency sine wave.

【0057】図8に示す変換器では、トランジスタQ1
からQ4のスイッチングによりトランスTRの2次に図
9(a)に示すような矩形波を得る。次に同図(b)に
示すようにインバータのスイッチングと同期した鋸歯状
波を作り、それと図中に線X1 −X2 で示す出力電圧指
令信号との交点を同図(c)のように求める。この信号
とインバータの電圧RSの極性にもとづき、同図(e)
のようにサイクロコンバータのスイッチを選択すること
により同図(d)のように信号X1 −X2 に対応した電
圧を図8のUN間に得ることができる。
In the converter shown in FIG. 8, the transistor Q1
To Q4, a rectangular wave as shown in FIG. 9A is obtained from the secondary side of the transformer TR. Next, as shown in FIG. 7B, a sawtooth wave synchronized with the switching of the inverter is created, and the intersection of the sawtooth wave and the output voltage command signal indicated by line X 1 -X 2 in the drawing is as shown in FIG. Ask for. Based on the polarity of this signal and the voltage RS of the inverter,
By selecting the switch of the cycloconverter as shown in FIG. 10, the voltage corresponding to the signals X 1 -X 2 can be obtained between the UNs of FIG. 8 as shown in FIG.

【0058】以上の説明から明らかなように、図8の回
路は図2の(b)と同等の単相PWM電圧を得ることが
できる。さらに3相出力の場合は図8のトランスTRの
2次側の回路を3組用いた3相高周波リンク変換器を用
いるようにしてもよい。
As is clear from the above description, the circuit of FIG. 8 can obtain a single-phase PWM voltage equivalent to that of FIG. Further, in the case of three-phase output, a three-phase high frequency link converter using three sets of circuits on the secondary side of the transformer TR in FIG. 8 may be used.

【0059】図1、図6、図7に示した原理を実現する
には、アナログ演算増巾器等を用いたディスクリート回
路でもよいし、マイクロプロセッサやディジタルシグナ
ルプロセッサなどによるディジタル制御でソフトウェア
処理により実現することもできる。
In order to realize the principle shown in FIGS. 1, 6, and 7, a discrete circuit using an analog operation amplifier or the like may be used, or software processing by digital control by a microprocessor or a digital signal processor may be performed. It can also be realized.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように、本発明は出力電圧の瞬時
値を制御する瞬時電圧制御回路に、変換器相互間に流れ
る電流の横流分に応じた信号を与えることにより、簡単
な回路構成で、横流を速やかに抑制する効果がある。
As described above, the present invention provides a simple circuit configuration by applying a signal corresponding to the amount of cross current of the current flowing between the converters to the instantaneous voltage control circuit for controlling the instantaneous value of the output voltage. Therefore, there is an effect of promptly suppressing the cross current.

【0061】また、有効電力の横流によりインバータ直
流側電圧が上昇することを避けることができるという効
果もある。
There is also an effect that it is possible to prevent the inverter DC side voltage from rising due to the cross flow of active power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明に用いる変換器の一例を示す回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a converter used in the present invention.

【図3】図1の電流検出回路のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of the current detection circuit of FIG.

【図4】図1を簡略化したブロック図である。FIG. 4 is a simplified block diagram of FIG.

【図5】この発明を説明するベクトル図である。FIG. 5 is a vector diagram for explaining the present invention.

【図6】この発明の実施例2を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例3を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例4の変換器を示す回路図であ
る。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a converter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例4の変換器の動作説明図であ
る。
FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the converter according to the fourth embodiment of the present invention.

【図10】従来方式の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 1号インバータ装置 2 2号インバータ装置 3 出力母線 4 負荷 5、6 直流電源 8 交流電源系統 403 瞬時電圧制御回路 404 コンデンサ電流基準信号発生回路 405 横流制限用仮想インピーダンス回路 406 電流検出回路 408 平均値電圧制御回路 411 変換器 412 電圧制御発振器 413 電圧−周波数変換器 414 周波数加減算器 415 電流分担回路 416 PLL回路 417 、420 発振器 1 Inverter device 1 2 Inverter device 2 Output bus 4 Load 5, 6 DC power supply 8 AC power supply system 403 Instantaneous voltage control circuit 404 Capacitor current reference signal generation circuit 405 Cross-current limiting virtual impedance circuit 406 Current detection circuit 408 Average value Voltage control circuit 411 Converter 412 Voltage control oscillator 413 Voltage-frequency converter 414 Frequency adder / subtractor 415 Current sharing circuit 416 PLL circuit 417, 420 Oscillator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数台の交流出力変換器の出力を共通の
母線に接続し、負荷電流を分担しつつ並列運転する並列
変換器システムにおいて、上記各々の変換器は、変換器
を構成する各相のアームが1サイクルの間に複数回のス
イッチングを行い出力電圧の瞬時値を制御する瞬時電圧
制御形変換器とし、上記各々の変換器はそれぞれ独立し
た電圧基準発振器を持つとともに、上記各々の変換器相
互間に流れる電流の横流分を検出して、この検出信号に
より、上記瞬時電圧制御回路の出力を変化させるととも
に、上記発振器の発振周波数を変化させることにより、
上記変換器相互間に流れる電流の横流分が抑制されるよ
うに上記変換器の出力電圧を制御することを特徴とする
交流出力変換器の並列運転制御装置。
1. A parallel converter system in which outputs of a plurality of AC output converters are connected to a common bus bar and which operates in parallel while sharing a load current, wherein each of the converters constitutes a converter. The phase arm is an instantaneous voltage control type converter that controls the instantaneous value of the output voltage by performing switching a plurality of times during one cycle. Each of the converters has an independent voltage reference oscillator, and By detecting the cross current of the current flowing between the converters, by this detection signal, while changing the output of the instantaneous voltage control circuit, by changing the oscillation frequency of the oscillator,
A parallel operation control device for an AC output converter, wherein an output voltage of the converter is controlled so as to suppress a cross current of a current flowing between the converters.
【請求項2】 複数台の交流出力変換器の出力を共通の
母線に接続し、負荷電流を分担しつつ並列運転する並列
変換器システムにおいて、上記各々の変換器は、変換器
を構成する各相のアームが1サイクルの間に複数回のス
イッチングを行い出力電圧の瞬時値を制御する瞬時電圧
制御形変換器とし、上記各々の変換器はそれぞれ独立し
た電圧基準発振器を持つとともに、上記各々の変換器相
互間に流れる電流の横流分を検出して、この検出信号に
より、上記瞬時電圧制御回路の出力を変化させるととも
に、上記横流分の主として変換器間の位相差に起因する
成分を検出して、この検出信号により上記発振器の発振
周波数を変化させることにより、上記変換器相互間に流
れる電流の横流分が抑制されるように上記変換器の出力
電圧を制御することを特徴とする交流出力変換器の並列
運転制御装置。
2. In a parallel converter system in which outputs of a plurality of AC output converters are connected to a common busbar and are operated in parallel while sharing a load current, each of the converters constitutes a converter. The phase arm is an instantaneous voltage control type converter that controls the instantaneous value of the output voltage by performing switching a plurality of times during one cycle. Each of the converters has an independent voltage reference oscillator, and The cross current component of the current flowing between the converters is detected, the output of the instantaneous voltage control circuit is changed by this detection signal, and the component of the cross current component mainly due to the phase difference between the converters is detected. By controlling the oscillation frequency of the oscillator by the detection signal, the output voltage of the converter is controlled so that the cross current of the current flowing between the converters is suppressed. A parallel operation control device for AC output converters.
【請求項3】 複数台の交流出力変換器の出力を共通の
母線に接続し、負荷電流を分担しつつ並列運転する並列
変換器システムにおいて、上記各々の変換器は、変換器
を構成する各相のアームが1サイクルの間に複数回のス
イッチングを行い出力電圧の瞬時値を制御する瞬時電圧
制御形変換器とし、上記各々の変換器は共通の信号によ
り同期をとるとともにそれぞれの変換器に対応した同期
信号の周波数調整器を持ち、上記各々の変換器相互間に
流れる電流の横流分を検出して、この検出信号により、
上記瞬時電圧制御回路の出力を変化させるとともに、上
記横流分の主として変換器間の位相差に起因する成分を
検出して、この検出信号により上記周波数調整器の調整
量を変化させることにより、上記変換器相互間に流れる
電流の横流分が抑制されるように上記変換器の出力電圧
を制御することを特徴とする交流出力変換器の並列運転
制御装置。
3. A parallel converter system in which outputs of a plurality of AC output converters are connected to a common busbar and which operates in parallel while sharing a load current, wherein each of the converters constitutes a converter. The phase arm is an instantaneous voltage control type converter that controls the instantaneous value of the output voltage by switching a plurality of times during one cycle. Each of the above converters is synchronized by a common signal and It has a frequency regulator for the corresponding synchronization signal, detects the cross current component of the current flowing between each of the converters, and by this detection signal,
By changing the output of the instantaneous voltage control circuit, detecting the component of the cross current mainly due to the phase difference between the converters, and changing the adjustment amount of the frequency adjuster by this detection signal, A parallel operation control device for an AC output converter, characterized in that the output voltage of the converter is controlled so that the cross current of the current flowing between the converters is suppressed.
【請求項4】 1台または複数台の交流出力変換器の出
力と別の電源系統とを共通の母線に接続し、負荷電流を
分担しつつ並列運転する並列変換器システムにおいて、
上記の変換器は、変換器を構成する各相のアームが1サ
イクルの間に複数回のスイッチングを行い出力電圧の瞬
時値を制御する瞬時電圧制御形変換器とするとともに、
上記変換器は上記電源系統の周波数に同期して運転しな
がらわずかに周波数を変化できるように構成し、上記各
々の変換器相互間,変換器と電源系統間に流れる電流の
横流分を検出して、この検出信号により、上記瞬時電圧
制御回路の出力を変化させるとともに、上記横流分の変
換器相互間もしくは変換器と電源系統間の位相差に起因
する成分により上記変換器の出力周波数を変化させるこ
とにより、上記変換器相互間,変換器と電源系統間に流
れる電流の横流分が抑制されるように上記変換器の出力
電圧を制御することを特徴とする交流出力変換器の並列
運転制御装置。
4. A parallel converter system in which the output of one or a plurality of AC output converters and another power supply system are connected to a common bus bar and which operates in parallel while sharing a load current,
The above-mentioned converter is an instantaneous voltage control type converter that controls the instantaneous value of the output voltage by switching the arms of each phase constituting the converter a plurality of times during one cycle.
The converter is constructed so as to be able to slightly change the frequency while operating in synchronization with the frequency of the power supply system, and detects the cross current component of the current flowing between the converters and between the converters and the power supply system. Then, the output of the instantaneous voltage control circuit is changed by this detection signal, and the output frequency of the converter is changed by the component caused by the phase difference between the converters of the cross current or between the converters and the power supply system. By doing so, the parallel operation control of the AC output converters is characterized in that the output voltage of the converters is controlled so that the cross current of the currents flowing between the converters and between the converters and the power supply system is suppressed. apparatus.
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