JPH01291669A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH01291669A JPH01291669A JP63121287A JP12128788A JPH01291669A JP H01291669 A JPH01291669 A JP H01291669A JP 63121287 A JP63121287 A JP 63121287A JP 12128788 A JP12128788 A JP 12128788A JP H01291669 A JPH01291669 A JP H01291669A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
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- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、例えば空調装置等で使用される交流電動機
を駆動さけるインバータを備えた電力変換装置に関し、
特にインバータに直流電力を供給する太陽電池を具備し
た電力変換装置に関する。
を駆動さけるインバータを備えた電力変換装置に関し、
特にインバータに直流電力を供給する太陽電池を具備し
た電力変換装置に関する。
（ロ）従来の技術
従来のこの種の電力変換装置においては、特開昭６１−
６３１８４号公報に開示されているように、太陽電池の
発電電力が負荷の消費電力に満たない場合に商用電源の
交流出力を整流してインバータに供給し、太陽電池の発
電電力が負荷の消費電力を越える場合にはその余剰分を
商用電源に回生ずるようにしている。第２図は従来の電
力変換装置の基本回路図であり、ＰＳは単相商用電源、
Ｌはりアクドル、ＲＣは整流手段と回生手段とを兼用す
る制御整流回路であり、ダイオードＤＩ、Ｄ２及びコン
デンサＣＩ、Ｃ２からなる倍電圧整流回路のダイオード
Ｄ１．．Ｄ２に並列にそれぞれトランジスタＴＲＩ、Ｔ
Ｒ２を接続して構成される。Ｂは太陽電池、Ｄ３は逆流
防止用ダイオード、ｒｖはインバータ、Ｍはインバータ
の交流側負荷である。
６３１８４号公報に開示されているように、太陽電池の
発電電力が負荷の消費電力に満たない場合に商用電源の
交流出力を整流してインバータに供給し、太陽電池の発
電電力が負荷の消費電力を越える場合にはその余剰分を
商用電源に回生ずるようにしている。第２図は従来の電
力変換装置の基本回路図であり、ＰＳは単相商用電源、
Ｌはりアクドル、ＲＣは整流手段と回生手段とを兼用す
る制御整流回路であり、ダイオードＤＩ、Ｄ２及びコン
デンサＣＩ、Ｃ２からなる倍電圧整流回路のダイオード
Ｄ１．．Ｄ２に並列にそれぞれトランジスタＴＲＩ、Ｔ
Ｒ２を接続して構成される。Ｂは太陽電池、Ｄ３は逆流
防止用ダイオード、ｒｖはインバータ、Ｍはインバータ
の交流側負荷である。
そして、太陽電池Ｂの発電電力が負荷の消費電力に満た
ない場合、即ちカ行運転の場合には、制御整流回路ＲＣ
は昇圧型チジッパー回路として動作し、商用電源ＰＳの
出力電圧を ｅ＝Ｅｓｉｎωｔ とする時、 ２ｎｘ＜ωｔ＜ （２１１＋ １）πの場合には、ｖ
］ ＞ｅ＞Ｏ・・・・・・（１） （２ｎ＋１）π〈ωｔ＜ ２（ｎ＋ １）πの場合に、
０＞ｅ＞ｖ２・・・・・・（２） （但しｎ＝ｏ、！、２．・・・・・・）となる。ここで
、ｖｌ及びｖ２はそれぞれコンデンサＣ１，Ｃ２の端子
電圧である。つまり、回路ＲＣが式（１）、 （２）を
満足させるように昇圧型チョッパー回路として十分に作
動するとき、商用電源ＰＳの出力電流波形ｉは第３図の
（ａ）のように正弦波となり、それに対応する電圧ｅ、
ｖｌ、ｖ２の各波形は第３図（ｂ）のようになる。なお
、ΔＶ−ｖｌ−ｖ２の波形を示している。
ない場合、即ちカ行運転の場合には、制御整流回路ＲＣ
は昇圧型チジッパー回路として動作し、商用電源ＰＳの
出力電圧を ｅ＝Ｅｓｉｎωｔ とする時、 ２ｎｘ＜ωｔ＜ （２１１＋ １）πの場合には、ｖ
］ ＞ｅ＞Ｏ・・・・・・（１） （２ｎ＋１）π〈ωｔ＜ ２（ｎ＋ １）πの場合に、
０＞ｅ＞ｖ２・・・・・・（２） （但しｎ＝ｏ、！、２．・・・・・・）となる。ここで
、ｖｌ及びｖ２はそれぞれコンデンサＣ１，Ｃ２の端子
電圧である。つまり、回路ＲＣが式（１）、 （２）を
満足させるように昇圧型チョッパー回路として十分に作
動するとき、商用電源ＰＳの出力電流波形ｉは第３図の
（ａ）のように正弦波となり、それに対応する電圧ｅ、
ｖｌ、ｖ２の各波形は第３図（ｂ）のようになる。なお
、ΔＶ−ｖｌ−ｖ２の波形を示している。
また、太陽電池Ｂの発電電力が負荷電力を上回る時、つ
まり回年運耘時には、その余剰電力は商用電源ＰＳに回
生されるが、この時、制御整流回路Ｒｅは降圧型チョッ
パー回路として作動し、太陽電池の電圧をＶ、内部抵抗
をＲ１出力電流を■とすると ２ｎπ〈ωｔ＜ （２ｎ＋ １）πの場合にはｖ −Ｉ
Ｒ＞ｖ １−ｅ・−＝（３） （２ｎ＋Ｄπくωｔ＜ ２（ｎ＋ １）πの場合にはｖ
−Ｉ Ｒ＞ｖ ２−、ｅ−（４） となり、商用電源ＰＳへ回生される電流ｉの波形は第７
図の（ａ）と同様に正弦波となる。
まり回年運耘時には、その余剰電力は商用電源ＰＳに回
生されるが、この時、制御整流回路Ｒｅは降圧型チョッ
パー回路として作動し、太陽電池の電圧をＶ、内部抵抗
をＲ１出力電流を■とすると ２ｎπ〈ωｔ＜ （２ｎ＋ １）πの場合にはｖ −Ｉ
Ｒ＞ｖ １−ｅ・−＝（３） （２ｎ＋Ｄπくωｔ＜ ２（ｎ＋ １）πの場合にはｖ
−Ｉ Ｒ＞ｖ ２−、ｅ−（４） となり、商用電源ＰＳへ回生される電流ｉの波形は第７
図の（ａ）と同様に正弦波となる。
（ハ）発明が解決しようとする課題
しかしながら、このような電力変換装置においては、ト
ランジスタＴＲＩ、 ＴＲ２の特性上のバラツキや制御
整流回路の直流オフセットａ圧或いはコンデンサＣＩ、
Ｃ２の容量差等によってコンデンサＣＩ、Ｃ２の充放電
電流の差が累積され、電圧ｖ１とｖ２とに電圧偏差が生
じる。カ行運転時に電圧ｖ１とｖ２との差が生じると、
第４図の（ＦＡ）及び第４５図の（ｂ）に示すように式
（１）及び（２）を満足しない期間、つまり制御整流回
路ＲＣが昇圧型チジッパー回路として作動けずダイオー
ド３またはダイオード４が導通する期間Ｔを生じ、電流
ｉの波形が正弦波ではなく、ひずみ波となる。また、こ
の現象は回生運転時においても同様に制御整流回路ＲＣ
が式（３）及び（４）を常に満足させる降圧チョッパー
回路として作動しない場合に生じる。
ランジスタＴＲＩ、 ＴＲ２の特性上のバラツキや制御
整流回路の直流オフセットａ圧或いはコンデンサＣＩ、
Ｃ２の容量差等によってコンデンサＣＩ、Ｃ２の充放電
電流の差が累積され、電圧ｖ１とｖ２とに電圧偏差が生
じる。カ行運転時に電圧ｖ１とｖ２との差が生じると、
第４図の（ＦＡ）及び第４５図の（ｂ）に示すように式
（１）及び（２）を満足しない期間、つまり制御整流回
路ＲＣが昇圧型チジッパー回路として作動けずダイオー
ド３またはダイオード４が導通する期間Ｔを生じ、電流
ｉの波形が正弦波ではなく、ひずみ波となる。また、こ
の現象は回生運転時においても同様に制御整流回路ＲＣ
が式（３）及び（４）を常に満足させる降圧チョッパー
回路として作動しない場合に生じる。
そして、そのひずみは電流波形の正或いは負の半波成分
に生じるため、偶数高調波成分が発生し、それによって
商用電源系統の変圧器の偏励磁等の原因となる。
に生じるため、偶数高調波成分が発生し、それによって
商用電源系統の変圧器の偏励磁等の原因となる。
この発明はこのような事情を考慮してなさたれもので、
第２図における電圧ｖ１とｖ２との差が常にＯになるよ
う制御整流回路ＲＣを制御するようにした電力変換装置
を提供するものである。
第２図における電圧ｖ１とｖ２との差が常にＯになるよ
う制御整流回路ＲＣを制御するようにした電力変換装置
を提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段
この発明は、単相交流電源をリアクタを介して２つの整
流素子と２つのコンデンサからなる倍電圧整流回路に接
続し、その倍電圧整流回路の直流出力に太陽電池とイン
バータを並列接続すると共に、２つの整流素子の各々に
スイッチング素子を並列接続してなる電力変換装置にお
いて、倍電圧整流回路の直流出力の中点電位を検出する
手段と、２つのコンデンサの接続点と前記中点との電位
差を検出する手段と、前記電位差が０となるようにスイ
ッチング素子を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする電力変換装置である。
流素子と２つのコンデンサからなる倍電圧整流回路に接
続し、その倍電圧整流回路の直流出力に太陽電池とイン
バータを並列接続すると共に、２つの整流素子の各々に
スイッチング素子を並列接続してなる電力変換装置にお
いて、倍電圧整流回路の直流出力の中点電位を検出する
手段と、２つのコンデンサの接続点と前記中点との電位
差を検出する手段と、前記電位差が０となるようにスイ
ッチング素子を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする電力変換装置である。
（ホ）作用
２つのコンデンサの接続点と中点との電位差が検出され
、それらの間に電位差が生じた場合には、それらの各電
位が等しくなるように制御手段がスイッチング素子を制
御する。従って、２つのコンデンサの端子電圧は互いに
等しく維持されるので、単相交流電源から供給される電
流或いは単相交流電源に回生される電流は、共にひずみ
のない正弦波となる。
、それらの間に電位差が生じた場合には、それらの各電
位が等しくなるように制御手段がスイッチング素子を制
御する。従って、２つのコンデンサの端子電圧は互いに
等しく維持されるので、単相交流電源から供給される電
流或いは単相交流電源に回生される電流は、共にひずみ
のない正弦波となる。
（へ）実施例
以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明を詳述す
る。これによって、この発明が限定されるものではない
。
る。これによって、この発明が限定されるものではない
。
第１図はこの発明の一実施例を示す電気回路図であり、
ｌは単相商用電源、２はリアクトル、３゜４はダイオー
ド、５．６はコンデンサ、７はダイオード３，４及びコ
ンデンサ５，６によって構成される倍電圧整流回路であ
り、ダイオード３，４にはそれぞれ並列にトランジスタ
８，９が接続され、それによって制御整流回路７ａが構
成される。
ｌは単相商用電源、２はリアクトル、３゜４はダイオー
ド、５．６はコンデンサ、７はダイオード３，４及びコ
ンデンサ５，６によって構成される倍電圧整流回路であ
り、ダイオード３，４にはそれぞれ並列にトランジスタ
８，９が接続され、それによって制御整流回路７ａが構
成される。
制御整流回路７ａの出力端には、逆流電流を防止するダ
イオード！０を介して太陽電池ＩＩが並列接続されると
共に、電圧変動を検出する直流電圧検出器１２が接続さ
れ、更にノイズフィルタＩ４を介してインバータ１３が
接続される。そして、インバータ１３の出力には空調装
置のコンプレッサ用モータが接続されている。１６はイ
ンバータ制御回路、１７はトランジスタ８．９のＯＮ１
０ＦＦを制御する制御手段、Ｉ９は一方の入力端に直流
電圧検出器１２からの検出信号が入力され他方の入力端
には直流基準電圧１８が入力される誤差増幅器、２０は
単相商用電源ｌの交流電圧を適当な信号レベルに降圧す
る電圧変成器、２１は電圧変成器２０の出力と誤差増幅
器１９の出力とを乗算する掛算器、２２は単相商用電源
ｌの電流を適当な信号レベルに変換して出力する電流変
成器、５７は信号ユと掛算器２Ｉの出力信号すとを加算
する加算器、２３は加算器５７の出力と電流変成器２２
の出力とを比較するヒステリシスコンパレータ、２４は
ヒステリシスコンパレータ２３の出力を所定時間遅延さ
せるパルス整形回路、２５゜２６はパルス整形回路２４
からの信号によってトランジスタ８，９を相互にＯＮ１
０ Ｆ Ｆさせるアイソレーションアンプである。
イオード！０を介して太陽電池ＩＩが並列接続されると
共に、電圧変動を検出する直流電圧検出器１２が接続さ
れ、更にノイズフィルタＩ４を介してインバータ１３が
接続される。そして、インバータ１３の出力には空調装
置のコンプレッサ用モータが接続されている。１６はイ
ンバータ制御回路、１７はトランジスタ８．９のＯＮ１
０ＦＦを制御する制御手段、Ｉ９は一方の入力端に直流
電圧検出器１２からの検出信号が入力され他方の入力端
には直流基準電圧１８が入力される誤差増幅器、２０は
単相商用電源ｌの交流電圧を適当な信号レベルに降圧す
る電圧変成器、２１は電圧変成器２０の出力と誤差増幅
器１９の出力とを乗算する掛算器、２２は単相商用電源
ｌの電流を適当な信号レベルに変換して出力する電流変
成器、５７は信号ユと掛算器２Ｉの出力信号すとを加算
する加算器、２３は加算器５７の出力と電流変成器２２
の出力とを比較するヒステリシスコンパレータ、２４は
ヒステリシスコンパレータ２３の出力を所定時間遅延さ
せるパルス整形回路、２５゜２６はパルス整形回路２４
からの信号によってトランジスタ８，９を相互にＯＮ１
０ Ｆ Ｆさせるアイソレーションアンプである。
このような構成において、加算器５７に入力信号ａを出
力する制御回路Ａ以外の動作については従来例（特開昭
６１−６３１８４号公報参照）と同等であるので、以下
制御回路Ａの構成と動作について説明する。５０と５１
は互いに抵抗値が同一の抵抗であり、両者の接続点はＭ
からホトカブラ５２゜５３の各ホトダイオードを介して
コンデンサ５゜６の接続点Ｎに接続される。ホトカプラ
５２゜５３のホトトランジスタは互いに直列接続され抵
抗５４と５５を介して直流電源に接続されている。
力する制御回路Ａ以外の動作については従来例（特開昭
６１−６３１８４号公報参照）と同等であるので、以下
制御回路Ａの構成と動作について説明する。５０と５１
は互いに抵抗値が同一の抵抗であり、両者の接続点はＭ
からホトカブラ５２゜５３の各ホトダイオードを介して
コンデンサ５゜６の接続点Ｎに接続される。ホトカプラ
５２゜５３のホトトランジスタは互いに直列接続され抵
抗５４と５５を介して直流電源に接続されている。
ここで、コンデンサ５．６の各端子電圧をｖｌ。
ｖ２とし、ｖｌ＞ｖ２の場合には制御整流回路７ａのプ
ラス端子Ｐから抵抗５１、ホトカプラ５３のホトダイオ
ード、コンデンサ６そして制御整流回路７ａのマイナス
端子Ｑへと電流が流れ、その電流値に比例してホトカプ
ラ５２．５３の各トランジスタの接続点Ｒの電位が低下
する。この接続点Ｒの電位は低周波（２０〜３０Ｈｚ程
度）のローパスフィルタ５６を介して信号ａとして加算
器５７に入力される。掛算器２Ｉの出力信号すは制御整
流回路７ａの電流比例信号となる。つまり、この信号す
とローパスフィルタ５６の出力ａとが加算され、ｖ１＝
ｖ２になるように電流指令信号が制御されるフィードバ
ックループが構成される。
ラス端子Ｐから抵抗５１、ホトカプラ５３のホトダイオ
ード、コンデンサ６そして制御整流回路７ａのマイナス
端子Ｑへと電流が流れ、その電流値に比例してホトカプ
ラ５２．５３の各トランジスタの接続点Ｒの電位が低下
する。この接続点Ｒの電位は低周波（２０〜３０Ｈｚ程
度）のローパスフィルタ５６を介して信号ａとして加算
器５７に入力される。掛算器２Ｉの出力信号すは制御整
流回路７ａの電流比例信号となる。つまり、この信号す
とローパスフィルタ５６の出力ａとが加算され、ｖ１＝
ｖ２になるように電流指令信号が制御されるフィードバ
ックループが構成される。
また、ｖ １＜ｖ２の場合には、接続点Ｎがらホトカブ
ラ５２のホトダイオード、抵抗５０．端子９に電流が流
れ、その電流値に比例して接続点Ｒの電位がプラス側に
上昇する。これによってｖｌ＝ｖ２になるように電流指
令信号が制御され“る。
ラ５２のホトダイオード、抵抗５０．端子９に電流が流
れ、その電流値に比例して接続点Ｒの電位がプラス側に
上昇する。これによってｖｌ＝ｖ２になるように電流指
令信号が制御され“る。
（ト）発明の効果
この発明によれば、倍電圧整流回路の２つのコンデンサ
の各端子電圧の偏差によって生ずる商用電源の電流波形
のひずみが防止され、単相交流電源に悪影響を及ぼす偶
数高調波の発生が低減される。更に各コンデンサの充放
電電流の偏りによるストレスの増大が防止され、コンデ
ンサの長寿命化が図られる。
の各端子電圧の偏差によって生ずる商用電源の電流波形
のひずみが防止され、単相交流電源に悪影響を及ぼす偶
数高調波の発生が低減される。更に各コンデンサの充放
電電流の偏りによるストレスの増大が防止され、コンデ
ンサの長寿命化が図られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す電気回路図、第２図
は電力変換装置の基本構成を示す電気回路図、第３図及
び第４図は第２図の電気回路における各部の波形を示す
波形図である。 ５０．５１・・・・・・抵抗、 ５２．５３・・・・・・ホトカブラ、 ５４．５５・・・・・・抵抗、 ５６・・・・・帽−バスフィルタ、 ５７・・・・・・加算器。 第１図 第２図 第 ３ 図 笛４ 図
は電力変換装置の基本構成を示す電気回路図、第３図及
び第４図は第２図の電気回路における各部の波形を示す
波形図である。 ５０．５１・・・・・・抵抗、 ５２．５３・・・・・・ホトカブラ、 ５４．５５・・・・・・抵抗、 ５６・・・・・帽−バスフィルタ、 ５７・・・・・・加算器。 第１図 第２図 第 ３ 図 笛４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、単相交流電源をリアクタを介して２つの整流素子と
２つのコンデンサからなる倍電圧整流回路に接続し、そ
の倍電圧整流回路の直流出力に太陽電池とインバータを
並列接続すると共に、２つの整流素子の各々にスイッチ
ング素子を並列接続してなる電力変換装置において、 倍電圧整流回路の直流出力の中点電位を検出する手段と
、２つのコンデンサの接続点と前記中点との電位差を検
出する手段と、前記電位差が０となるようにスイッチン
グ素子を制御する制御手段と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 |
|---|---|---|---|
| JP63121287A JPH0687666B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63121287A JPH0687666B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291669A true JPH01291669A (ja) | 1989-11-24 |
| JPH0687666B2 JPH0687666B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=14807524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63121287A Expired - Lifetime JPH0687666B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687666B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0479773A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-13 | Fujitsu General Ltd | 空気調和機 |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP63121287A patent/JPH0687666B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0479773A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-13 | Fujitsu General Ltd | 空気調和機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0687666B2 (ja) | 1994-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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