JPH03118726A - インバータの並列制御装置 - Google Patents

インバータの並列制御装置

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JPH03118726A
JPH03118726A JP1254910A JP25491089A JPH03118726A JP H03118726 A JPH03118726 A JP H03118726A JP 1254910 A JP1254910 A JP 1254910A JP 25491089 A JP25491089 A JP 25491089A JP H03118726 A JPH03118726 A JP H03118726A
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steady
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Yoshiaki Miyazawa
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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】 〔発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は高周波電源・等の周波数基準信号に同期し、且
つ複数台並列運転を行なうインバータの並列制御装置に
関する。
(従来の技術) インバータを用いる無停電電源では、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で結合し、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に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。同図においては、2台のイン
バータを1号機と2号機として並列運転する場合を示し
、1号機には添字a、2号機には添字すを付して区別し
ている。la、lbは直流母線であり、これらの母線1
a、lb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は直流母線1a
、lbを通して供給される電圧を交流に変換するインバ
ータ、3g、3bはインバータ出力を正弦波に波形改善
する交流フィルタ、4a。
4bは各インバータ2a、2bの並列投入あるいは解列
を行なうためのしゃ断器、5は直送商用電源、6,7は
インバータ2a、2bと直送商用電源5との切換を無瞬
断で行な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、1
llb、o−パスフィルタ(L P F)112a、1
12b、電圧制御発振器(V C0)113a、113
bからなるフェーズロックループ(PLL)[1lil
路11a、llbと、このPLL回路11a、llbの
出力を分周して各インバータ2a、2b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2a。
2b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、llb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13
a、13bおよび位相補正回路14a、14b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、無効電力を補正するための電圧制御も必要であ
るが、ここではその説明を省略する。
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細動作については特許第121
5332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
力の分担の偏差が零となるように電圧制御発振器113
a、113bの出力周波数、つまり位相を自動制御する
ものである。
ところで、このようなインバータの並列制御装置におい
て、通常用いられている位相差検出器(PHD) 11
1 a、  11 l bは第4図に示すタイムチャー
トの一例からも分かるように、位相差を連続的に検出す
るものではなく1周期に1回程度の割合で検出するもの
であり、またPLL回路自体はもともとPHDの出力に
応じて電圧制御発振器(VCO)113a、113bの
出力周波数を変化させた状態を維持しながら位相を制御
する、いわゆる積分制御(e−jfdt、e;位相、f
;周波数)を行なっている。
従って、PLL回路11a、llbの応答時間は通常電
圧制御系等に比べ遅く設定されている。
この場合、PLL回路11a、llbの応答は主にロー
パスフィルタ(LPF)112a。
112bの特性によって決定される。
(発明が解決しようとする課題) しかし、前述したようにこのPLL回路11a、llb
のローパスフィルタ112a。
112bに位相補正回路14a、14bを通して有効電
力偏差(ΔP)を与えて位相補正制御を行なう場合、ロ
ーパスフィルタ112g、112bの特性およびPLL
回路が積分制御であることにより、十分に高い位相補正
制御の応答を得ることができない。このため、並列投入
時等の位相偏差に起因してインバータ各号機間に発生す
る過渡的な横流に対しては、この横流を急速に抑制する
ための位相補正制御が十分行われず、また最悪の場合に
は横流過大でインバータがトリップ停止してしまうとい
う問題があった。
本発明は並列投入時等の位相偏差に起因する過渡的な横
流に対し、十分に高い位相補正制御の応答をもって検流
を抑制することができるインバータの並列制御装置を提
供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は上記の目的を達成するため、所定の周波数基準
信号に同期し、且つ複数台並列運転するインバータの並
列運転制御装置において、前記各ンバータの出力周波数
および位相を前記周波数基準信号の周波数および位相に
定常的に同期させるように制御するフェーズロックルー
プ回路と、前記インバータの各号機間の有効電力偏差が
検出されると前記フェーズロックループ回路に位相補正
信号を与えて定常的な位相に補正する定常位相補正回路
と、前記フェーズロックループ回路より出力される前記
周波数基準信号の位相を前記インバータの各号機間の有
効電力偏差に応じて過渡的に変化させる移相器とを備え
た構成とするものである。
(作 用) 従って、このような構成のインバータの並列制御装置に
あっては、インバータ間の横流発生により有効電力偏差
ΔPが検出されると、このΔPに対する定常的な位相補
正はフェーズロックループ回路により行われ、過渡的な
位相補正はフェーズロックループ回路より出力される前
記周波数基準信号・の位相をΔPに応じて変化させる移
相器により行われるので、位相補正制御の応答を高速化
することが可能となり、過渡的な横流を急速に抑制する
ことができる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明によるインバータの並列制御装置の構成
例を示すブロック図で、第3図と同一部分には同一記号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について
のみ述べる。本実施例では第1図に示すようにPLL回
路11a、llbより出力される周波数基準信号に対し
、有効電力偏差(ΔP)検出回路13a、13bより出
力されるΔP検出信号の大きさに応じて位相を変化させ
た信号をリングカウンタ12a、12bへ与える移相器
21a、21bを設けるようにしたものである。この場
合、有効電力偏差(ΔP)検出回路13a、13bより
出力されるΔP検出信号を過渡位相補正回路22a、2
2bに与えて移相器21a、21bへ人力されるΔP検
出信号に対する位相変化の傾き(ゲイン)を調整するよ
うにしている。
なお、上記過渡位相補正回路22a、22bに対して位
相補正回路14a、14bを、ここでは定常位相補正回
路と呼ぶ。
次にこのように構成されたインバータの並列制御装置の
作用を第2図に示すタイムチャートを用いて説明する。
いま、過渡位相補正回路22a、22bのゲインGと定
常位相補正回路14a、14bのゲインKを調整して移
相器21a、21bによる過渡的な位相補正動作がPL
L回路11a、llbの閉ループ制御としての安定性に
影響を与えないようにしであるものとする。
まず、インバータ2a、2bの有効電力分担が等しく、
有効電力偏差ΔPが零の場合には第2図に示すように移
相器21a、21bの出力パルスは電圧制御発振器(V
CO)113a、113bの出力パルスに対し、Δe0
だけ遅れるように動作している。
このような状態にあるとき、例えば並列投入時等のよう
に過渡的にインバータ間に横流が発生し、1号機の有効
電力偏差検出回路13aで検出される有効電力偏差ΔP
が負のレベルとなると、VC0113Hの出力パルスに
対する移相器21aの出力パルスの位相遅れはΔθ1(
Δe1くΔeo)となり、ΔPが零の場合に比べ進み方
向に急速に変化し、リングカウンタ12aに与えられる
パルスの位相は横流を抑制する方向に補正される。逆に
2号機の有効電力偏差ΔPは正のレベルとなり、VCO
113bの出力パルスに対する移相器21bの出カバ、
ルスの位相遅れはΔPが零の場合に比べ遅れ方向に変化
する。
また、有効電力偏差ΔPが正のレベルとなった場合には
VCO113aの出力パルスに対する移相器21aの出
力パルスの位相遅れはΔe2(Δe2〉Δθ0)となり
、ΔPが零の場合に比べ、遅れ方向に急速に変化し、リ
ングカウンタ12aに与えられるパルスの位相は横流を
抑制する方向に補正される。逆に2号機の有効電力偏差
ΔPは負のレベルとなり、VCO113bの出力パルス
に対する移相器21bの出力パルスの位相遅れはΔPが
零の場合に比べ進み方向に変化する。
なお、有効電力偏差ΔPに対する定常的な位相補正はP
LL回路11a、llbで行なわれ、また定常的な安定
性はPLL回路の特性およびゲインにで決定される。
このように本実施例ではPLL回路11a。
11bの出力側に設けられた移相器21a。
21bにより有効電力偏差ΔPに応じてPLL回路11
a、llbの出力パルス位相に対する位相遅れを急速に
変化させて過渡的な位相補正を行なうようにしたので、
並列投入時等に発生する過渡的なインバータ間の横流を
速やかに抑制することができる。また、過大横流でイン
バータがトリップ停止することもないので、精密な位相
調整を行なう必要もない。
なお、上記実施例では移相器21a、21bの特性をΔ
Pに応じて遅れ時間を変化させるようにしたが、ΔPが
零で遅れ零とし、ΔPの極性に応じて進み、遅れ方向に
変化させるようにした移相器を用いても前述と同様な効
果を得ることができる。
また、第1図では2台のインバータを並列運転する場合
について述べたが、並列運転台数としては3台以上の場
合でも前述同様に実施することができるものである。
[発明の効果] 以上述べた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、且つ複数台並列運転を行なうインバ
ータの並列制御装置において、並列投入時等の位相偏差
に起因する過渡的な横流に対し十分に高い位相補正制御
応答を有し、定常的にも安定に位相制御を行なうことが
できるインバータの並列制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるインバータの並列制御装置の一実
施例を示すブロック回路図、第2図は同実施例の作用を
説明するためのタイムチャートを示す図、第3図は従来
のインバータの並列制御装置の一例を示すブロック回路
図である。 la、lb・・・直流母線、2a、2b・・・インバー
タ、3a、3b交流フイルタ、4a、4b・・・しゃ断
器、5・・・直送商用電源、6.7・・・切換スイッチ
、11 a、11 b−PLL回路、111 a *1
11 b ・・・位相差検出回路、112a、112b
・・・ローパスフィルタ、113a、113b・・・電
圧制御発振器、12 a、  12 b・・・リングカ
ウンタ、13g、13b・・・有効電力偏差検出回路、
14a。 14b・・・定常位相補正回路、21a、21b・・・
移相器、22a、22b・・・過渡位相補正回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定の周波数基準信号に同期し、且つ複数台並列運転す
    るインバータの並列制御装置において、前記各ンバータ
    の出力周波数および位相を前記周波数基準信号の周波数
    および位相に定常的に同期させるように制御するフェー
    ズロックループ回路と、前記インバータの各号機間の有
    効電力偏差が検出されると前記フェーズロックループ回
    路に位相補正信号を与えて定常的な位相に補正する定常
    位相補正回路と、前記フェーズロックループ回路より出
    力される前記周波数基準信号の位相を前記インバータの
    各号機間の有効電力偏差に応じて過渡的に変化させる移
    相器とを具備したことを特徴とするインバータの並列制
    御装置。
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