JPH07106065B2 - インバ−タ装置 - Google Patents
インバ−タ装置Info
- Publication number
- JPH07106065B2 JPH07106065B2 JP61271572A JP27157286A JPH07106065B2 JP H07106065 B2 JPH07106065 B2 JP H07106065B2 JP 61271572 A JP61271572 A JP 61271572A JP 27157286 A JP27157286 A JP 27157286A JP H07106065 B2 JPH07106065 B2 JP H07106065B2
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- inverter device
- converter
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、太陽電池等の高内部インピーダンスを有す
る直流電源の直流出力を交流出力に変換するインバータ
装置の改良に関する。
る直流電源の直流出力を交流出力に変換するインバータ
装置の改良に関する。
（従来の技術） 近年、自然エネルギー利用の一環として、太陽電池の開
発が進められているが、太陽電池はそのエネルギーが無
尽蔵である反面、その出力が直流出力であり、かつ、天
候に左右され易いという問題点がある。このため、家庭
用電灯等の交流負荷の電源としてその太陽電池を使用す
るに際しては、太陽電池の直流出力を交流出力に変換す
ると共に、その出力の安定化を図ることが要請される。
そこで、現実的かつ効果的手段として、直流出力を交流
出力に変換するインバータ装置を介して太陽電池を交流
系統に組み合わせ、その太陽電池を補完用電池として用
い電流電源としての太陽電池からの電力供給の安定化を
図るようにしている。
発が進められているが、太陽電池はそのエネルギーが無
尽蔵である反面、その出力が直流出力であり、かつ、天
候に左右され易いという問題点がある。このため、家庭
用電灯等の交流負荷の電源としてその太陽電池を使用す
るに際しては、太陽電池の直流出力を交流出力に変換す
ると共に、その出力の安定化を図ることが要請される。
そこで、現実的かつ効果的手段として、直流出力を交流
出力に変換するインバータ装置を介して太陽電池を交流
系統に組み合わせ、その太陽電池を補完用電池として用
い電流電源としての太陽電池からの電力供給の安定化を
図るようにしている。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、そのインバータ装置を太陽電池等の直流電源
と組み合わせて家庭等に手軽に設置できるようにするた
めには、そのインバータ装置が、数KW程度の小容量のも
のでかつその回路構成が簡単でしかも安価であることが
望ましい。
と組み合わせて家庭等に手軽に設置できるようにするた
めには、そのインバータ装置が、数KW程度の小容量のも
のでかつその回路構成が簡単でしかも安価であることが
望ましい。
ところが、従来のインバータ装置には、その直流出力を
交流出力に変換する直交変換部のスイッチング素子とし
て、自己消弧能力を有していないサイリスタ素子が専用
されていて、転流回路等を付随して設けなければなら
ず、かつ、そのインバータ装置を交流系統に連系して運
転するに際し、その直交変換器から出力される交流出力
電圧は、その大きさと位相とが交流系統の交流電圧の大
きさと位相とに合致していなければならないという固定
観念があり、その回路構成が複雑でかつ高価なものとな
っており、安価かつ簡単な回路構成のインバータ装置の
開発が望まれている。
交流出力に変換する直交変換部のスイッチング素子とし
て、自己消弧能力を有していないサイリスタ素子が専用
されていて、転流回路等を付随して設けなければなら
ず、かつ、そのインバータ装置を交流系統に連系して運
転するに際し、その直交変換器から出力される交流出力
電圧は、その大きさと位相とが交流系統の交流電圧の大
きさと位相とに合致していなければならないという固定
観念があり、その回路構成が複雑でかつ高価なものとな
っており、安価かつ簡単な回路構成のインバータ装置の
開発が望まれている。
（発明の目的） この発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その
目的とするところは、回路構成が簡単でかつ安価に製作
することのできるインバータ装置を提供することにあ
る。
目的とするところは、回路構成が簡単でかつ安価に製作
することのできるインバータ装置を提供することにあ
る。
（問題点を解決するための手段） この発明は、第３図に示すように短絡電流IS近くなると
その直流出力電圧Ｖが急激に低下するという電圧・電流
特性、すなわち換言すれば高内部インピーダンス特性を
有する太陽電池のような直流電源を、その直流出力を交
流出力に変換するインバータ装置に接続し、そのインバ
ータ装置を直流電源に較べて相対的に内部インピーダン
スが低くてつ十分大きな交流系統に連系して運転させる
場合には、その直交変換器の交流出力電圧の大きさがそ
の直流電源の有する上記の特性から交流系統の確立した
交流電圧の大きさで決まってしまうことに着目して為さ
れたもので、その特徴はその交流系統との連系運転に際
し、その直交変換器の交流出力電圧の大きさは無制御と
しつつ、交流系統の交流電圧が一定の正電圧以上のとき
に、直交変換器の出力電圧を正電圧として出力し、交流
系統の交流電圧が一定の負電圧以下のときに、直交変換
器の出力電圧を負電圧として出力する構成としたところ
にある。
その直流出力電圧Ｖが急激に低下するという電圧・電流
特性、すなわち換言すれば高内部インピーダンス特性を
有する太陽電池のような直流電源を、その直流出力を交
流出力に変換するインバータ装置に接続し、そのインバ
ータ装置を直流電源に較べて相対的に内部インピーダン
スが低くてつ十分大きな交流系統に連系して運転させる
場合には、その直交変換器の交流出力電圧の大きさがそ
の直流電源の有する上記の特性から交流系統の確立した
交流電圧の大きさで決まってしまうことに着目して為さ
れたもので、その特徴はその交流系統との連系運転に際
し、その直交変換器の交流出力電圧の大きさは無制御と
しつつ、交流系統の交流電圧が一定の正電圧以上のとき
に、直交変換器の出力電圧を正電圧として出力し、交流
系統の交流電圧が一定の負電圧以下のときに、直交変換
器の出力電圧を負電圧として出力する構成としたところ
にある。
（作用） この発明に係るインバータ装置によれば、交流系統の交
流電圧の電圧変化に基づいてその直交変換器が制御さ
れ、位相制御のみによって直交変換器から交流電力が取
り出されることになる。また、そのための位相制御手段
が、交流系統の交流電圧が一定の正電圧以上のときに、
前記直交変換器の出力電圧を正電圧とし出力し、前記交
流系統の交流電圧が一定の負電圧以下のときに、前記直
交変換器負電圧として出力するという簡単な構成である
ため、その回路を安価に製作することができる。
流電圧の電圧変化に基づいてその直交変換器が制御さ
れ、位相制御のみによって直交変換器から交流電力が取
り出されることになる。また、そのための位相制御手段
が、交流系統の交流電圧が一定の正電圧以上のときに、
前記直交変換器の出力電圧を正電圧とし出力し、前記交
流系統の交流電圧が一定の負電圧以下のときに、前記直
交変換器負電圧として出力するという簡単な構成である
ため、その回路を安価に製作することができる。
（実施例） 以下に、本発明に係るインバータ装置の実施例を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
第１図において、１は商用交流系統であり、２はインバ
ータ装置である。商用交流系統１は、ここでは、単相10
0ボルト、60Hzであるとして以下の説明を行なうことに
する。インバータ装置２は、直流出力を交流出力に変換
する直交変換器３と、その直交変換器３を制御する位相
制御手段としてのベース駆動回路４とを有している。
ータ装置である。商用交流系統１は、ここでは、単相10
0ボルト、60Hzであるとして以下の説明を行なうことに
する。インバータ装置２は、直流出力を交流出力に変換
する直交変換器３と、その直交変換器３を制御する位相
制御手段としてのベース駆動回路４とを有している。
その直交変換器３の交流出力側3aは遮断器５を介して商
用交流系統１に接続されており、その直流入力側3bは高
内部インピーダンスを有する直流電源としての太陽電池
６に接続され、その直交変換器３と太陽電池６とからな
る直列回路７の途中には、逆流防止用ダイオード８が設
けられている。その太陽電池６は、第３図に示すような
電圧・電流特性を有しており、ここでは、その無負荷開
放電圧は商用交流系統１の確立した交流電圧の最大電
圧の絶対値141ボルトよりも若干大きいものとする。
用交流系統１に接続されており、その直流入力側3bは高
内部インピーダンスを有する直流電源としての太陽電池
６に接続され、その直交変換器３と太陽電池６とからな
る直列回路７の途中には、逆流防止用ダイオード８が設
けられている。その太陽電池６は、第３図に示すような
電圧・電流特性を有しており、ここでは、その無負荷開
放電圧は商用交流系統１の確立した交流電圧の最大電
圧の絶対値141ボルトよりも若干大きいものとする。
直交変換器３は、ここでは、４個の半導体スイッチング
素子９〜12と、その各半導体スイッチング素子９〜12に
それぞれ並列に接続された４個の帰還ダイオード13〜16
とを有し、半導体モジュールとして一体的に構成されて
いる。なお、ここでは、その４個の半導体スイッチング
素子９〜12としては、自己消弧能力を有するパワートラ
ンジスタが用いられている。
素子９〜12と、その各半導体スイッチング素子９〜12に
それぞれ並列に接続された４個の帰還ダイオード13〜16
とを有し、半導体モジュールとして一体的に構成されて
いる。なお、ここでは、その４個の半導体スイッチング
素子９〜12としては、自己消弧能力を有するパワートラ
ンジスタが用いられている。
ベーク駆動回路４は、商用交流系統１に接続されて、そ
の商用交流系統１の確立した交流電圧の大きさ（振幅の
絶対値）の変化に基づいて、半導体スイッチング素子９
〜12をオン・オフさせる機能を有し、第２図（ａ）に示
すように、商用交流系統１の確立した交流電圧の正の半
周期Ｔの間にその交流電圧の大きさが正の閾値Ｈを越え
ると、第２図（ｂ）に示すように半導体スイッチング素
子９、12が同時にオンされ、交流電圧の負の半周期Ｔ′
の間にその交流電圧の大きさが負の閾値Ｈ′を越える
と、第２図（ｃ）に示すように半導体スイッチング素子
10、11が同時にオンされるものであり、遮断器５が開成
状態の無負荷時には、直交変換器３に生じる交流出力電
圧は第２図（ｄ）に示すような矩形波となり、その交流
出力電圧の絶対値は、第３図に示す無負荷開放電圧に
相当するレベルとなる。
の商用交流系統１の確立した交流電圧の大きさ（振幅の
絶対値）の変化に基づいて、半導体スイッチング素子９
〜12をオン・オフさせる機能を有し、第２図（ａ）に示
すように、商用交流系統１の確立した交流電圧の正の半
周期Ｔの間にその交流電圧の大きさが正の閾値Ｈを越え
ると、第２図（ｂ）に示すように半導体スイッチング素
子９、12が同時にオンされ、交流電圧の負の半周期Ｔ′
の間にその交流電圧の大きさが負の閾値Ｈ′を越える
と、第２図（ｃ）に示すように半導体スイッチング素子
10、11が同時にオンされるものであり、遮断器５が開成
状態の無負荷時には、直交変換器３に生じる交流出力電
圧は第２図（ｄ）に示すような矩形波となり、その交流
出力電圧の絶対値は、第３図に示す無負荷開放電圧に
相当するレベルとなる。
また、遮断器５が閉成状態の負荷時には、半導体スイッ
チング素子９、12が同時にオンされると、第１図に矢印
Ｘで示すような電流が負荷17に向かって流れ、半導体ス
イッチング素子10、11が同時にオンされると、第１図に
矢印Ｙで示すような電流が負荷に向かって流れて、結果
として、直交変換器３から出力される電流が交流出力電
流となる。この直交変換器３から出力される交流出力電
流は、太陽電池６がインピーダンスを有していて、直交
変換器３の交流出力電圧の大きさが電圧制御を行なわな
くとも商用交流系統１の確立した交流電圧の大きさに追
従するから、直交変換器３から出力される交流出力電流
は、第３図に示すような電圧・電流特性に基づいて、第
２図（ｅ）に示すようなほぼ矩形波となる。この第２図
（ｅ）において、符号Ｉはその直交変換器３の交流出力
側3aに閾値Ｈ、Ｈ′に相当する交流電圧が生じている
ときに、直交変換器３から出力される電流であり、符号
I1は直交変換器３の交流出力側3aに最大電圧としての
141ボルトの交流電圧が生じているときに、直交変換器
３から出力される電流であり、商用交流系統１の交流電
圧の電圧変化に基づいて、直交変換器３の交流出力電流
はＩ〜I1の範囲で変化するものである。
チング素子９、12が同時にオンされると、第１図に矢印
Ｘで示すような電流が負荷17に向かって流れ、半導体ス
イッチング素子10、11が同時にオンされると、第１図に
矢印Ｙで示すような電流が負荷に向かって流れて、結果
として、直交変換器３から出力される電流が交流出力電
流となる。この直交変換器３から出力される交流出力電
流は、太陽電池６がインピーダンスを有していて、直交
変換器３の交流出力電圧の大きさが電圧制御を行なわな
くとも商用交流系統１の確立した交流電圧の大きさに追
従するから、直交変換器３から出力される交流出力電流
は、第３図に示すような電圧・電流特性に基づいて、第
２図（ｅ）に示すようなほぼ矩形波となる。この第２図
（ｅ）において、符号Ｉはその直交変換器３の交流出力
側3aに閾値Ｈ、Ｈ′に相当する交流電圧が生じている
ときに、直交変換器３から出力される電流であり、符号
I1は直交変換器３の交流出力側3aに最大電圧としての
141ボルトの交流電圧が生じているときに、直交変換器
３から出力される電流であり、商用交流系統１の交流電
圧の電圧変化に基づいて、直交変換器３の交流出力電流
はＩ〜I1の範囲で変化するものである。
したがって、直交変換器３から出力される交流電力の波
形は、商用交流系統１の交流電圧と直交変換器３の交流
出力電流の積として、第２図（ｆ）に示すような形状と
なり、高内部インピーダンスを有する直流電源の場合、
インバータ装置２の位相制御のみを行なってその直流出
力を交流出力に変換して交流電力を取り出したとして
も、位相制御とパルス幅変調等の電圧絶対値制御との双
方を行なって取り出した交流電力と較べて大差がないも
のとなる。なお、第３図において、符号は太陽電池６
から最大出力を取り出すことができる最適動作電圧であ
る。
形は、商用交流系統１の交流電圧と直交変換器３の交流
出力電流の積として、第２図（ｆ）に示すような形状と
なり、高内部インピーダンスを有する直流電源の場合、
インバータ装置２の位相制御のみを行なってその直流出
力を交流出力に変換して交流電力を取り出したとして
も、位相制御とパルス幅変調等の電圧絶対値制御との双
方を行なって取り出した交流電力と較べて大差がないも
のとなる。なお、第３図において、符号は太陽電池６
から最大出力を取り出すことができる最適動作電圧であ
る。
以上、実施例について説明したが、本発明に係るインバ
ータ装置は、商用交流系統との連系運転に限るものでは
なく、ディーゼル発電に基づく交流系統との連系運転に
も用いることができるものである。
ータ装置は、商用交流系統との連系運転に限るものでは
なく、ディーゼル発電に基づく交流系統との連系運転に
も用いることができるものである。
（発明の効果） この発明は、以上説明したように、短絡電流近くになる
とその直流出力電圧が急激に低下するという電圧・電流
特性、すなわち換言すれば高内部インピーダンス特性を
有する太陽電池のような直流電源を、その直流出力を交
流出力に変換するインバータ装置に接続し、そのインバ
ータ装置を直流電流に較べて相対的に内部インピーダン
スが低くてかつ十分大きな交流系統に連系して運転させ
る場合には、その直交変換器の交流出力電圧の大きさが
直流電源の上記特性で決まってしまうことに着目し、そ
の交流系統との連係運転に際し、その直交変換器の交流
出力電圧の大きさは無制御としつつ、位相制御を、交流
系統の交流電圧が一定の正電圧以上のときに、直交変換
器の出力電圧を正電圧として出力し、交流系統の交流電
圧が一定の負電圧以下のときに、直交変換器の出力電圧
を負電圧として出力する構成としたから、インバータ装
置の回路構成の簡単化を図ることができると共に、その
インバータ装置を安価に製作できるという効果を奏す
る。
とその直流出力電圧が急激に低下するという電圧・電流
特性、すなわち換言すれば高内部インピーダンス特性を
有する太陽電池のような直流電源を、その直流出力を交
流出力に変換するインバータ装置に接続し、そのインバ
ータ装置を直流電流に較べて相対的に内部インピーダン
スが低くてかつ十分大きな交流系統に連系して運転させ
る場合には、その直交変換器の交流出力電圧の大きさが
直流電源の上記特性で決まってしまうことに着目し、そ
の交流系統との連係運転に際し、その直交変換器の交流
出力電圧の大きさは無制御としつつ、位相制御を、交流
系統の交流電圧が一定の正電圧以上のときに、直交変換
器の出力電圧を正電圧として出力し、交流系統の交流電
圧が一定の負電圧以下のときに、直交変換器の出力電圧
を負電圧として出力する構成としたから、インバータ装
置の回路構成の簡単化を図ることができると共に、その
インバータ装置を安価に製作できるという効果を奏す
る。
第１図は本発明に係るインバータ装置と商用交流系統と
の接続状態を示す回路図、第２図はそのインバータ装置
の作用を説明するためのタイミングチャート、第３図は
そのインバータ装置に接続される直流電源としての太陽
電池の電圧・電流特性を示す図である。 １……商用交流系統 ２……インバータ装置 ３……直交変換器 ４……ベース駆動回路（位相制御手段） ６……太陽電池
の接続状態を示す回路図、第２図はそのインバータ装置
の作用を説明するためのタイミングチャート、第３図は
そのインバータ装置に接続される直流電源としての太陽
電池の電圧・電流特性を示す図である。 １……商用交流系統 ２……インバータ装置 ３……直交変換器 ４……ベース駆動回路（位相制御手段） ６……太陽電池
Claims (1)
- 【請求項１】高内部インピーダンスを有する直流電源の
直流出力を交流出力に変換する直交変換器を備え、交流
系統と連系して運転されるインバータ装置において、 前記交流系統と連係運転に際し、前記直交変換器の交流
出力電圧の大きさは無制御としつつ、前記交流系統の交
流電圧が一定の正電圧以上のとき、前記直交変換器の出
力電圧を正電圧として出力し、前記交流系統の交流電圧
が一定の負電圧以下のときに、前記直交変換器の出力電
圧を負電圧として出力する、位相制御手段が設けられて
いることを特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271572A JPH07106065B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | インバ−タ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271572A JPH07106065B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | インバ−タ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124771A JPS63124771A (ja) | 1988-05-28 |
| JPH07106065B2 true JPH07106065B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=17501948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61271572A Expired - Lifetime JPH07106065B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | インバ−タ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106065B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5576533A (en) * | 1994-10-17 | 1996-11-19 | Premier Global Corporation Ltd. | Circuit for converting solar energy into AC power |
| US5898585A (en) * | 1997-05-29 | 1999-04-27 | Premier Global Corporation, Ltd. | Apparatus and method for providing supplemental alternating current from a solar cell array |
| JP3478338B2 (ja) * | 1999-05-27 | 2003-12-15 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ | 送電装置 |
| CN105305475B (zh) * | 2014-05-29 | 2018-07-10 | 西宁兆业新能源技术开发有限公司 | 一种适用于光储一体化发电系统的三相并网功率逆变模块 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59209029A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-27 | 三菱電機株式会社 | １次電池を用いた給電装置 |
-
1986
- 1986-11-14 JP JP61271572A patent/JPH07106065B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63124771A (ja) | 1988-05-28 |
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