JPH0898542A - インバータの制御方法 - Google Patents

インバータの制御方法

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JPH0898542A
JPH0898542A JP6257455A JP25745594A JPH0898542A JP H0898542 A JPH0898542 A JP H0898542A JP 6257455 A JP6257455 A JP 6257455A JP 25745594 A JP25745594 A JP 25745594A JP H0898542 A JPH0898542 A JP H0898542A
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JP
Japan
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voltage
signal
current
inverter
control signal
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Pending
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JP6257455A
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English (en)
Inventor
Masami Kariyone
正美 苅米
Shigeki Nakajima
茂樹 中嶋
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Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光発電等による直流電力を交流変換する
インバータの制御方法であって、単独で負荷に電力供給
を行うインバータに好適な制御方法である。 【構成】 直流電源1からの直流電力を入力して交流変
換するインバータ2の出力回路に設けた電流変成器33
から検出した負荷電流の検出信号を電流リミッタ回路9
を介して加算器10において無負荷電流指令と加算し、
さらに、フィードバック電流を加算したうえで伝達関数
6を介して出力する電流制御信号と、直流電源1の基準
電圧22に基づいて生成した電圧瞬時値制御信号および
電圧平均値制御信号より成る電圧制御信号と電圧信号発
生器8からの出力信号とを乗算した電圧制御信号と、に
よってPWM制御回路3への制御信号を構成した。 【効果】 負荷短絡,過負荷,過電流等が発生しても、
インバータを連続運転することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽光発電等からの
直流電力を入力して交流電力に変換するインバータの制
御方法であって、特に単独で負荷に交流電力を供給する
インバータに好適な制御方法である。
【0002】
【従来の技術】商用交流電源等と連系運転することなし
に太陽光発電等から入力した直流電力を交流変換し、独
立した負荷に交流電力を供給するインバータ装置は、図
2に示す回路構成によってインバータの制御系を形成し
ていた。図2において、直流電源1からの直流電力はイ
ンバータ2に入力し、交流変換されたうえでリアクトル
31とコンデンサ32より成るフィルタおよびスイッチ
34を介して負荷35に交流電力を供給する。直流電源
1に基づく基準電圧(Vref(DC) )22からの出力信号
は、乗算器12においてCOS信号発生器13の出力信
号と乗算して無負荷電流指令(Ic * )11を生成す
る。インバータ2の出力回路に設けてある電流変成器3
3により検出された負荷電流IL の検出信号と、前記無
負荷電流指令(Ic * )11とは加算器26において加
算され電流瞬時値制御信号Iref となる。また、前記基
準電圧(Vref(DC) )22は乗算器17においてSIN
信号発生器18の出力信号と乗算され、さらに、インバ
ータ2の出力回路におけるスイッチ34のインバータ側
に設けてある電圧変成器35によって検出された出力電
圧V0 の検出信号と加算器16において合算され、比例
要素(K2 )15を介して電圧瞬時値制御信号となる。
この電圧瞬時値制御信号と前記電流瞬時値制御信号I
ref とは加算器25において加算されたうえでリミッタ
回路24に入力する。リミッタ回路24は入力信号を所
定の値に制限する機能を備えており、加算器25から入
力した電圧と電流の瞬時値制御信号の和を所定の制限値
に圧縮した信号として出力する。負荷における短絡等に
起因する過電流が発生した場合には、リミッタ回路24
に入力する電流瞬時値制御信号Iref も増大するが、リ
ミッタ回路24に設定された制限値を越える入力信号は
抑制されるので、Iref の変動分は制限を受けることに
なる。インバータ2の出力回路に設けてある電流変成器
30から検出した出力電流IIの検出信号は、加算器7
において前記リミッタ回路24からの出力信号と合算さ
れ、伝達関数6を介してPWM制御回路3に入力し、イ
ンバータのフィードバック回路を構成する。伝達関数6
を介してPWM制御回路3に入力した信号は別に入力す
る三角波キャリアのパルス幅を変調し、インバータ2を
制御するPWM信号を出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
るインバータの制御方法においては、以下に述べる欠点
が存在する。 (1) 過負荷が発生したときに電流の最大値をリミッタ回
路によって抑制する場合、電流ループの制御性を上げよ
うとすると電圧瞬時値制御のゲインを十分に上げること
は困難となり、出力電圧V0 の波形制御が悪くなる。 (2) リミッタ回路24によって過電流を抑制したうえで
このリミッタ動作を解除する時、応答の遅い電圧平均値
制御があると出力電圧V0 が跳ね上がってしまうので、
この制御は使えない。従って、電圧瞬時値制御しか使え
ないことになるが、電圧平均値制御を使用しないと入力
変動等による出力電圧V0 のレギュレーションが悪くな
る。 (3) 常時、電圧制御が生きているので、リミッタ回路の
性能は制限を受けることになる。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した従
来技術による欠点を解消するためになされたものであっ
て、負荷電流の電流リミッタ回路を介して検出した負荷
電流検出値と無負荷電流指令Ic * より成る電流瞬時値
制御信号に出力電流のフィードバック信号を加えて合成
した電流制御信号と、電圧瞬時値制御信号と電圧平均値
制御信号より成る電圧制御信号に前記電流リミッタ回路
からの信号に基づいて出力信号を変化させる電圧信号発
生器の出力信号とを乗算して生成した電圧制御信号と、
前記2つの電流制御信号と電圧制御信号との和をPWM
制御回路への制御信号とするインバータの制御方法であ
って、過電流が検出された場合には、前記電流リミッタ
回路からのリミッタ動作信号により電圧信号発生器から
の信号レベルを0としてPWM制御回路へ入力する制御
信号は電流制御信号のみとし、リミッタ動作が解除され
た場合には、前記電圧信号発生器からシーケンシャルな
レベル信号を出力させることによってPWM制御回路へ
の制御信号はインバータの電流フィードバック信号を含
めた電流制御信号と前記シーケンシャルな電圧レベル信
号より成る電圧制御信号との和とし、この2つの制御信
号によってインバータをPWM制御する。
【0005】
【作用】電流リミッタ回路が動作していない場合には、
電流制御系と電圧平均値制御と電圧瞬時値制御より成る
電圧制御系とでインバータの制御系が構成される。ま
た、負荷に異常が発生して過電流が発生して電流リミッ
タ回路が動作した場合には、電圧信号発生器を介して電
圧制御信号は瞬時に0となり、インバータは電流源とし
て動作するので負荷電流は所定のリミッタ値に制限され
る。リミッタ動作が解除された場合には、電圧信号発生
器を介してシーケンシャルなレベル電圧信号が出力され
るので、インバータはクッションスタートで電圧制御が
速やかに行なわれ、定常運転に自動復帰する。なお、前
記電圧信号発生器から出力されるシーケンシャルなレベ
ル電圧信号は0または0〜1となり、通常制御時におい
ては1である。
【0006】
【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は、この発明によるインバータの制御方
法における制御系の回路構成を示すブロック図である。
インバータ2の出力回路、基準電圧(Vref(DC) )22
から無負荷電流指令(Ic * )11を生成する回路、電
圧瞬時値制御信号を生成する回路等は従来技術の制御系
と同一構成であり、これらの回路要素に付された符号も
図2における符号をそのまま使用している。従って、こ
の実施例においては従来技術と異なる部分を重点的に説
明し、従来技術との重複説明は避けることにする。
【0007】インバータ2の出力回路に設けた電流変成
器33により検出された負荷電流IL の検出信号は電流
リミッタ回路9に入力する。この電流リミッタ回路9は
入力した電流信号を所定の値に制限する機能を備えてお
り、制限値を越える電流信号が入力した場合にはリミッ
タ動作信号を電圧信号発生器8に出力すると共に、加算
器10に所定の制限値以内の電流信号を出力する。この
電流信号は加算器10において無負荷電流指令Ic *
加算されて電流瞬時値制御信号Iref となる。また、イ
ンバータ2の出力回路に設けた電流変成器30から検出
した出力電流II の検出信号は加算器7において前記電
流瞬時値制御信号Iref と合算され、伝達関数6と加算
器4を介してPWM制御回路3に入力し、インバータの
電流フィードバック回路を構成する。
【0008】インバータ2の出力回路におけるスイッチ
34のインバータ側に設けてある電圧変成器35により
検出された出力電圧V0 の検出信号は整流回路23に入
力して電圧平均値制御信号を出力し、基準電圧(V
ref(DC) )22と加算器21において合算される。この
加算器21の出力信号は比例要素(K1 )20を介して
加算器19に入力し、基準電圧(Vref(DC) )22と加
算される。前記加算器19の出力信号は、乗算器17に
おいてSIN信号発生器18の出力信号と乗算され、そ
の出力信号は前記電圧変成器35の検出信号と加算器1
6において合算されたうえで比例要素(K2 )15を介
して加算器14に入力する。また、加算器14には前記
乗算器17の出力信号も入力しているので、加算器14
からの出力信号は基準電圧(Vref(DC) )に基づいた電
圧瞬時値制御信号と電圧平均値制御信号より成る電圧制
御信号となる。電圧信号発生器8は、電流リミッタ回路
からリミッタ動作信号を入力したときは0レベル信号を
出力し、リミッタ動作解除となったときはシーケンシャ
ルなレベル信号を出力する機能を備えており、過電流発
生に伴う電流リミッタ動作のタイムチャートは図3に示
す通りである。図3において、負荷電流IL がリミッタ
値を越えた時点を検出し(図3における(a) )、この最
初と最後の検出点の期間に相当するパルス幅に所定のパ
ルス幅を加えた期間をリミッタ動作信号のパルス幅とす
る。(図3における(e) )このリミッタ動作信号を入力
した電圧信号発生器8の出力信号はVa =0となり、前
記リミッタ動作信号のパルス幅の期間Va =0を継続す
る(図3における(f) )。電圧制御停止モードが終了す
ると、電圧信号発生器8からはシーケンシャルなレベル
信号が出力され、インバータ2はクッションスタートで
電圧制御される。
【0009】前記伝達関数6の出力信号である電流制御
信号と乗算器5からの出力信号である電圧制御信号とは
加算器4において加算され、PWM制御回路3へ入力す
る制御信号となる。PWM制御回路3において、前記電
流制御信号と電圧制御信号は別に入力する三角波キャリ
アのパルス幅を変調し、インバータ2をPWM制御する
制御信号を出力する。
【0010】図4と図5は、この発明によるインバータ
の運転特性を示す波形図であって、図4は定格運転から
負荷短絡状態となった時の出力電圧と出力電流の波形変
化を示し、図5は負荷短絡状態から電圧制御クッション
スタートに移行し、さらに、定格運転に復帰した時の出
力電圧と出力電流の波形変化を示している。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によるイ
ンバータの制御方法においては、電流リミッタ回路が動
作していない場合には電流制御系と電圧平均値制御信号
および電圧瞬時値制御信号より成る電圧制御系とで制御
系を構成し、インバータの出力電圧V0 の波形制御やレ
ギュレーションおよび過渡応答に優れた定電圧制御のイ
ンバータとして運転される。負荷に異常が発生して過電
流が発生し電流リミッタ回路が動作した場合には、瞬時
に電圧制御信号は0となるのでインバータは電流源とし
て動作し、インバータからの出力電流は電流リミッタ回
路のリミッタ値に抑制される。再びリミッタ動作が解除
された場合には、電圧制御信号はシーケンシャルなレベ
ル信号であるので、インバータはクッションスタートで
電圧が制御され、自動的に定常運転に戻る。従って、負
荷短絡等が発生した場合でも、インバータは停止するこ
となく連続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるインバータの制御系の回路構成
を示すブロック図。
【図2】従来技術によるインバータの回路構成を示すブ
ロック図。
【図3】電流リミッタ回路と電圧信号発生器の動作を示
すタイムチャート。
【図4】この発明によるインバータの運転特性を示す波
形図。
【図5】この発明によるインバータの運転特性を示す波
形図。
【符号の説明】
2 インバータ 3 PWM制御回路 6 伝達関数 8 電圧信号発生器 9 電流リミッタ回路 13 COS信号発生器 18 SIN信号発生器 15,20 比例要素 22 基準電圧(Vref(DC) ) 23 整流回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準電圧に基づいて生成した無負荷電流
    指令とインバータの出力回路における負荷電流検出回路
    に設けた電流リミッタ回路を介して前記出力回路から検
    出した負荷電流検出値とを加えて電流瞬時値制御信号を
    生成し、さらに、この電流瞬時値制御信号に出力電流の
    フィードバック信号を加えて生成した電流制御信号と、 前記基準電圧に基づいて生成した電圧瞬時値制御信号お
    よび電圧平均値制御信号より成る電圧制御信号と前記電
    流リミッタ回路からのリミッタ動作信号に基づいて変化
    する電圧信号発生器からの出力信号とを乗算した電圧制
    御信号とによってインバータへの制御信号を構成し、 前記電流制御信号と電圧制御信号との和をPWM制御回
    路に入力させ、別に入力するキャリア周波数のパルス幅
    を変調して生成したPWM信号を前記PWM制御回路か
    らインバータに出力することによりインバータをPWM
    制御することを特徴とするインバータの制御方法。
  2. 【請求項2】 インバータの出力回路から過電流が検出
    された場合には、電流リミッタ回路が出力するリミッタ
    動作信号により電圧信号発生器の出力信号レベルは瞬時
    に0となり、インバータは前記電流リミッタ回路を介し
    て入力する負荷電流検出値と無負荷電流指令より成る電
    流制御信号によってPWM制御され、 前記電流リミッタ回路のリミッタ動作が解除された場合
    には、前記電圧信号発生器が出力するシーケンシャルな
    レベル信号に電圧瞬時値制御信号および電圧平均値制御
    信号より成る電圧制御信号を乗算した電圧制御信号と前
    記電流制御信号とをPWM制御回路に入力させ、インバ
    ータをPWM制御することを特徴とする請求項1に記載
    のインバータの制御方法。
JP6257455A 1994-09-27 1994-09-27 インバータの制御方法 Pending JPH0898542A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015015838A (ja) * 2013-07-05 2015-01-22 新電元工業株式会社 電力変換装置及び電力変換システム
KR20200102486A (ko) 2018-11-21 2020-08-31 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 전력 변환 장치

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JP2015015838A (ja) * 2013-07-05 2015-01-22 新電元工業株式会社 電力変換装置及び電力変換システム
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US11211880B2 (en) 2018-11-21 2021-12-28 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion device including an inverter and first and second current detectors

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