JPH02230304A - 燃料電池用インバータ装置の電圧制御装置 - Google Patents
燃料電池用インバータ装置の電圧制御装置Info
- Publication number
- JPH02230304A JPH02230304A JP26431488A JP26431488A JPH02230304A JP H02230304 A JPH02230304 A JP H02230304A JP 26431488 A JP26431488 A JP 26431488A JP 26431488 A JP26431488 A JP 26431488A JP H02230304 A JPH02230304 A JP H02230304A
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- tap
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池など電圧降下の大きい直ｆＩＬＩ
Ｅ源の出力を所定電圧の交流電力κ変換して負荷回路Ｋ
供給する燃料電池用インパータ装置の電圧制御装置に関
する． 〔従来の技術〕 従来の装置の接続図を第２図Ｋ示す．燃料電池１で発電
し九厘流電力はインバータ２にて交流電力に変換され、
その出力側Ｋリアクトル３ｔ−介して接続された変圧器
４で商用電圧に変圧され、負荷５に給電される．あるい
は、図中点線で示されるようＫｌ！商用系統８に接続さ
れる場合もちもここに適用されるインパータ２は電圧形
ＰＷＭインバータであ〕、制御率λを変化させることＫ
よ夕出力電圧を変化させることができ、その関係式社イ
ンパータ２の出力電圧をｖ１インパータの入力電圧１ｋ
Ｖｆ，制御率をλとして次式で我わされる． Ｖｉ ＝Ｋ−Ｖｆ．λ（Ｋは定ａ） ・・・・・・
・・自・・（１）この制御率λ社燃料電池１のＶ−１特
性による電圧変動，負荷の大きさくよるリアクタンス降
下などのインピーダンス降下を補償し、交流出力電圧ｖ
１ｔ−常に一定にするように電圧検出器６の検知信号を
受けて制御信号を発する制御部７によって制御される． 〔発明が解決しようとする課題〕 燃料電池の電圧一電流特性線図の一例を第３図に示すよ
うに、初期特性曲線１０１Ｋおいてその出力電圧Ｖｆは
開放電圧Ｖｆｏから電流工ｆの増加に伴なってリアクタ
ンス降下が増加することによ）低下する垂下特性を示す
。また、燃料電池には経年劣化がらり、終期特性曲＃１
０２Ｋ向けて電圧降下が著しくなく傾向を示す。従来装
置Ｋおいては、出力電流ＩＩｆが零から定格電流１ｆｎ
までのりアクタンス降下電圧とその経年変化とをイ
ンバータ２でカバーするために、インパータ２の制御率
λの範囲が広くなる。制御範囲の拡大は発生する高調波
の次数を広げ、ことに経年劣化の終期では低次の高調波
成分が増加する．したがって高調波を阻止するためのフ
ィルターの構成が複雑かつ大型化するという問題が発生
する。また、燃料電池の出力電圧が低下すると、インバ
ータ扛その出力電圧を維持する九めＫ大きな電流を要求
するので、この点を考慮してインバータの容量をあらか
じめ大きくしておく必要があシ、経済的不利益を招く欠
点がある。
Ｅ源の出力を所定電圧の交流電力κ変換して負荷回路Ｋ
供給する燃料電池用インパータ装置の電圧制御装置に関
する． 〔従来の技術〕 従来の装置の接続図を第２図Ｋ示す．燃料電池１で発電
し九厘流電力はインバータ２にて交流電力に変換され、
その出力側Ｋリアクトル３ｔ−介して接続された変圧器
４で商用電圧に変圧され、負荷５に給電される．あるい
は、図中点線で示されるようＫｌ！商用系統８に接続さ
れる場合もちもここに適用されるインパータ２は電圧形
ＰＷＭインバータであ〕、制御率λを変化させることＫ
よ夕出力電圧を変化させることができ、その関係式社イ
ンパータ２の出力電圧をｖ１インパータの入力電圧１ｋ
Ｖｆ，制御率をλとして次式で我わされる． Ｖｉ ＝Ｋ−Ｖｆ．λ（Ｋは定ａ） ・・・・・・
・・自・・（１）この制御率λ社燃料電池１のＶ−１特
性による電圧変動，負荷の大きさくよるリアクタンス降
下などのインピーダンス降下を補償し、交流出力電圧ｖ
１ｔ−常に一定にするように電圧検出器６の検知信号を
受けて制御信号を発する制御部７によって制御される． 〔発明が解決しようとする課題〕 燃料電池の電圧一電流特性線図の一例を第３図に示すよ
うに、初期特性曲線１０１Ｋおいてその出力電圧Ｖｆは
開放電圧Ｖｆｏから電流工ｆの増加に伴なってリアクタ
ンス降下が増加することによ）低下する垂下特性を示す
。また、燃料電池には経年劣化がらり、終期特性曲＃１
０２Ｋ向けて電圧降下が著しくなく傾向を示す。従来装
置Ｋおいては、出力電流ＩＩｆが零から定格電流１ｆｎ
までのりアクタンス降下電圧とその経年変化とをイ
ンバータ２でカバーするために、インパータ２の制御率
λの範囲が広くなる。制御範囲の拡大は発生する高調波
の次数を広げ、ことに経年劣化の終期では低次の高調波
成分が増加する．したがって高調波を阻止するためのフ
ィルターの構成が複雑かつ大型化するという問題が発生
する。また、燃料電池の出力電圧が低下すると、インバ
ータ扛その出力電圧を維持する九めＫ大きな電流を要求
するので、この点を考慮してインバータの容量をあらか
じめ大きくしておく必要があシ、経済的不利益を招く欠
点がある。
容量を増大させることなく補正し、定電圧制御された交
流電力を負荷回路に供給することにある．〔峰題を解決
するための手段〕 上記課題を解決するために、この発明によれば、燃料電
池の出力を電圧形ＰＷＭインパータおよび変圧器により
定電圧制御され九交流電力に変換して負荷回路Ｋ供給す
る装置の出力電圧制御装置であって、前記変圧器がタッ
プ切換装置を備え、燃料電池の出力電圧に大幅な低下が
あったとき、前記タップ切換装置を切換えることによる
昇圧と、前記電圧形ＰＷＭインバータの制御率制御との
兼合により、出力交流電圧を定電圧制御することとする
． 〔作用〕 上記手段は、燃料電池の特性劣化が数ケ月から数年のオ
ーダで徐々に進行することに着目してなされたもので、
外圧変圧器にタップ切換装置を付加して燃料電池の経年
劣化による電圧低下を補償することにより、インバータ
の制御率範囲を主として燃料電池の初期特性をカバーで
きる範囲Ｋ減縮することが可能となク、し九がって高調
波フィルタやインバータ容量に及ぼす悪影書を排除する
ことができる． 〔実施例〕 以下この発明を冥施例に基づいて説明する。
流電力を負荷回路に供給することにある．〔峰題を解決
するための手段〕 上記課題を解決するために、この発明によれば、燃料電
池の出力を電圧形ＰＷＭインパータおよび変圧器により
定電圧制御され九交流電力に変換して負荷回路Ｋ供給す
る装置の出力電圧制御装置であって、前記変圧器がタッ
プ切換装置を備え、燃料電池の出力電圧に大幅な低下が
あったとき、前記タップ切換装置を切換えることによる
昇圧と、前記電圧形ＰＷＭインバータの制御率制御との
兼合により、出力交流電圧を定電圧制御することとする
． 〔作用〕 上記手段は、燃料電池の特性劣化が数ケ月から数年のオ
ーダで徐々に進行することに着目してなされたもので、
外圧変圧器にタップ切換装置を付加して燃料電池の経年
劣化による電圧低下を補償することにより、インバータ
の制御率範囲を主として燃料電池の初期特性をカバーで
きる範囲Ｋ減縮することが可能となク、し九がって高調
波フィルタやインバータ容量に及ぼす悪影書を排除する
ことができる． 〔実施例〕 以下この発明を冥施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例を説明するための装置の接続
図である。図Ｋおいて、変圧器１４はその一次巻線側に
複数のタップ端子１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ等と、これを
選択する無電圧タップ切換装置１５を備える。
図である。図Ｋおいて、変圧器１４はその一次巻線側に
複数のタップ端子１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ等と、これを
選択する無電圧タップ切換装置１５を備える。
このように構成された装置Ｋおいて、負荷５の負荷力率
１ｋ１，燃料電池１の開放電圧をＶｆｏ ，インバータ
の出力電圧ｔ−Ｖｉ，変圧器４の一次電圧ｔ−ＶＯとす
ると、インパータ２の開放時の制御率λ０は次式で表わ
される。
１ｋ１，燃料電池１の開放電圧をＶｆｏ ，インバータ
の出力電圧ｔ−Ｖｉ，変圧器４の一次電圧ｔ−ＶＯとす
ると、インパータ２の開放時の制御率λ０は次式で表わ
される。
λｏｗＶｏ／Ｋ−Ｖｆｏ ・・・・・・・・・
・・・・・・（２）ま九、第３図の筆性線図において、
燃料電池の定格出力電流工ｆｎ に対応する燃料！池
の出力足格電圧を初期特性でＶｆ， ，終期特性でｖ
ｒ，、リアクタンス降下電圧をＶｘとすると、インパー
タの初期制御軍λ！，＃％期制御軍λ重はそれぞれ次式
λｍ．−９Ｔ謂シＫ−ｖｆｌ ・・・・・・・・・（３
）Ａ，＝ Ｖｏ”＋Ｖｘ”／Ｋ−Ｖｆ． ・−・−
”（４）したがって初期と終期の制御率の比λ１／λ８
はＶｆ，／Ｖｆ，となる． 実施例Ｋおいては、変圧器１４がその一次巻線側に最低
タップ端子１７Ａの他にＮ個の昇圧タツプ端子１７Ｂ，
１７０等を備え、１タップ切換えるたびＫλｓ／Ｎ・λ
，づつ制御軍比を縮小できる。
・・・・・・（２）ま九、第３図の筆性線図において、
燃料電池の定格出力電流工ｆｎ に対応する燃料！池
の出力足格電圧を初期特性でＶｆ， ，終期特性でｖ
ｒ，、リアクタンス降下電圧をＶｘとすると、インパー
タの初期制御軍λ！，＃％期制御軍λ重はそれぞれ次式
λｍ．−９Ｔ謂シＫ−ｖｆｌ ・・・・・・・・・（３
）Ａ，＝ Ｖｏ”＋Ｖｘ”／Ｋ−Ｖｆ． ・−・−
”（４）したがって初期と終期の制御率の比λ１／λ８
はＶｆ，／Ｖｆ，となる． 実施例Ｋおいては、変圧器１４がその一次巻線側に最低
タップ端子１７Ａの他にＮ個の昇圧タツプ端子１７Ｂ，
１７０等を備え、１タップ切換えるたびＫλｓ／Ｎ・λ
，づつ制御軍比を縮小できる。
し九がって、燃料電池の経年劣化により、制御率比がλ
ｓ／Ｎ・λ３だけ低下するたびにタップ切換装置１５に
よフ昇圧タップ１ｉ−１段ずつ切換えれば、切換当初は
制御率比を１とすることができ、インパータ２の制御率
範囲を初期特性における範囲に減縮でき、切換直前の制
御率範囲が最も広がる時点でも初期制御率範四にλｓ／
Ｎ・λｓｔ−加えた範囲ですむので、λ１／λ鵞なる経
年劣化Ｋよる制御率範曲全体をカバーする従来装置κ比
べて制御率範囲を大幅に減縮できる． インパータ２０制御率範囲が縮まることκよシ、各次高
調波成分の広がシやその成分比変化も減るので、高周波
フィルターの構成が簡素化され、小型化が司能Ｋなると
ともに、燃料電池の経年劣化κよる電圧降下を補正する
ためＫ，インバータが大きな電流を要求することもなく
なるので、経年劣化を見込んでインバータ容量ｔ−あら
かじめ大きくしておく必要もなくなク、全体としてイン
バータ装置を小型化することができる．変圧器のタップ
は全容量タップとなるため、タップおよびタップ切換装
置ｔ”設けることによって変圧器１４は大型化するが、
容量単価はインバータの方が変圧器のそれに比べて遥か
に高いので、経済性を損なうことなく、インパータ装置
の制御率範囲を減縮することができる． 〔発明の効果〕 この発明は前述のように、変圧器に設けた外圧タッグを
燃料電池の経年劣化《基づく電圧低下に対応して切換制
御し、インバータの制御との兼合によ夕出力交流電力を
定電圧制御するよう構成した．その結果、インパータか
カバーすべき制御率範曲を減縮することが可能となプ、
従来制御率範囲が広いために生じた高調波フィルタの複
雑化，大型化やインバータ容量の増大等の問題点が排除
され、電圧形ＰＷＭインパータ装置を小型かつ問素化で
きる電圧制御装ａｔ−提供することができる．
ｓ／Ｎ・λ３だけ低下するたびにタップ切換装置１５に
よフ昇圧タップ１ｉ−１段ずつ切換えれば、切換当初は
制御率比を１とすることができ、インパータ２の制御率
範囲を初期特性における範囲に減縮でき、切換直前の制
御率範囲が最も広がる時点でも初期制御率範四にλｓ／
Ｎ・λｓｔ−加えた範囲ですむので、λ１／λ鵞なる経
年劣化Ｋよる制御率範曲全体をカバーする従来装置κ比
べて制御率範囲を大幅に減縮できる． インパータ２０制御率範囲が縮まることκよシ、各次高
調波成分の広がシやその成分比変化も減るので、高周波
フィルターの構成が簡素化され、小型化が司能Ｋなると
ともに、燃料電池の経年劣化κよる電圧降下を補正する
ためＫ，インバータが大きな電流を要求することもなく
なるので、経年劣化を見込んでインバータ容量ｔ−あら
かじめ大きくしておく必要もなくなク、全体としてイン
バータ装置を小型化することができる．変圧器のタップ
は全容量タップとなるため、タップおよびタップ切換装
置ｔ”設けることによって変圧器１４は大型化するが、
容量単価はインバータの方が変圧器のそれに比べて遥か
に高いので、経済性を損なうことなく、インパータ装置
の制御率範囲を減縮することができる． 〔発明の効果〕 この発明は前述のように、変圧器に設けた外圧タッグを
燃料電池の経年劣化《基づく電圧低下に対応して切換制
御し、インバータの制御との兼合によ夕出力交流電力を
定電圧制御するよう構成した．その結果、インパータか
カバーすべき制御率範曲を減縮することが可能となプ、
従来制御率範囲が広いために生じた高調波フィルタの複
雑化，大型化やインバータ容量の増大等の問題点が排除
され、電圧形ＰＷＭインパータ装置を小型かつ問素化で
きる電圧制御装ａｔ−提供することができる．
第１図は仁の発明の実施例を説明するための装置の接続
図、第２図は従来装置を説明するための装置の接続図、
第３図は燃料電池の電圧一電流特性庫図である． １・・・燃科ＩＥ池、２・・・電圧形ＰＷＭインバータ
、４・・・変圧器、５・・・負荷、６・・・電圧検出器
、７・・・制御部、１４・・・タップ付変圧器、１６・
・・タップ切換Ｖ 躬２固 第１辺 ■ 第３図
図、第２図は従来装置を説明するための装置の接続図、
第３図は燃料電池の電圧一電流特性庫図である． １・・・燃科ＩＥ池、２・・・電圧形ＰＷＭインバータ
、４・・・変圧器、５・・・負荷、６・・・電圧検出器
、７・・・制御部、１４・・・タップ付変圧器、１６・
・・タップ切換Ｖ 躬２固 第１辺 ■ 第３図
Claims (1)
- １）燃料電池の出力を電圧形ＰＷＭインバータおよび変
圧器により定電圧制御された交流電力に変換して負荷回
路に供給する装置の出力電圧制御装置であって、前記変
圧器がタップ切換装置を備え、燃料電池の出力電圧に大
幅な低下があったとき、前記タップ切換装置を切換える
ことによる昇圧と、前記電圧形ＰＷＭインバータの制御
率制御との兼合により、出力交流電圧を定電圧制御する
ことを特徴とする燃料電池用インバータ装置の電圧制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26431488A JPH02230304A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 燃料電池用インバータ装置の電圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26431488A JPH02230304A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 燃料電池用インバータ装置の電圧制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230304A true JPH02230304A (ja) | 1990-09-12 |
Family
ID=17401462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26431488A Pending JPH02230304A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 燃料電池用インバータ装置の電圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02230304A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5484233A (en) * | 1977-12-16 | 1979-07-05 | Nippon Electric Ind | Inverter system |
| JPS57204927A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | Battery power generating system |
| JPS58165117A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電システムの電圧抑制回路 |
| JPS6253180A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装置 |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP26431488A patent/JPH02230304A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5484233A (en) * | 1977-12-16 | 1979-07-05 | Nippon Electric Ind | Inverter system |
| JPS57204927A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | Battery power generating system |
| JPS58165117A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電システムの電圧抑制回路 |
| JPS6253180A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 交流出力変換装置と商用電源との並列運転制御装置 |
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