JPS61109120A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPS61109120A JPS61109120A JP59231612A JP23161284A JPS61109120A JP S61109120 A JPS61109120 A JP S61109120A JP 59231612 A JP59231612 A JP 59231612A JP 23161284 A JP23161284 A JP 23161284A JP S61109120 A JPS61109120 A JP S61109120A
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- JP
- Japan
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- voltage
- solar cell
- output
- inverter
- irradiation energy
- Prior art date
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
-
- 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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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、太陽電池を電源°とし、可変周波インバー
タ（ｖｒ ｖｔ ｖｒ ’ ）と組合せ交流モータを駆
動する電源装置に関する。
タ（ｖｒ ｖｔ ｖｒ ’ ）と組合せ交流モータを駆
動する電源装置に関する。
太陽電池を電源として負荷に電力を供給する場合、太陽
電池が第２図に示すような電圧−電流特性を持つので太
陽光の照射エネルギを効率よく利用するためには照射エ
ネルギに応じ変化する最大電力点（Ｐｍ）で運転するよ
うにしなければならない＠ このために、従来のこの種電源装置などでも太陽電池の
出力全最大限に引出すために各種の制御が考案されてい
る。
電池が第２図に示すような電圧−電流特性を持つので太
陽光の照射エネルギを効率よく利用するためには照射エ
ネルギに応じ変化する最大電力点（Ｐｍ）で運転するよ
うにしなければならない＠ このために、従来のこの種電源装置などでも太陽電池の
出力全最大限に引出すために各種の制御が考案されてい
る。
第４図は例えば特開昭５６−１１２１７４号公報゛ に
示された従来の太陽電池で駆動される電源装置を示す回
路図であり、図においてＩＩＩは太陽電池、（２）は可
変周波インバータ、（３１は交流モータ、１４１は交流
モータ（３）と連結駆動されるポンプ、（５１゜（６）
は太陽電池ＩＩ＋の出力電圧を検出するための抵抗、（
７）は基準電源、（８）は基準電圧設定抵抗器、（９）
は基準電圧設定値と太陽電池…の出力電圧の検出値との
偏差を生ぜしめる比哉手段、（１ｏ１は前記偏差の増巾
器、間は可変周波インバータ（２１の周波数制御器、凹
は電圧制御器、＋１３１は可変間波インバータ（２）に
周波数制御器（１１）と電圧制御器■で定める周波数と
電圧出力を発生させるパルス発生回路である。
示された従来の太陽電池で駆動される電源装置を示す回
路図であり、図においてＩＩＩは太陽電池、（２）は可
変周波インバータ、（３１は交流モータ、１４１は交流
モータ（３）と連結駆動されるポンプ、（５１゜（６）
は太陽電池ＩＩ＋の出力電圧を検出するための抵抗、（
７）は基準電源、（８）は基準電圧設定抵抗器、（９）
は基準電圧設定値と太陽電池…の出力電圧の検出値との
偏差を生ぜしめる比哉手段、（１ｏ１は前記偏差の増巾
器、間は可変周波インバータ（２１の周波数制御器、凹
は電圧制御器、＋１３１は可変間波インバータ（２）に
周波数制御器（１１）と電圧制御器■で定める周波数と
電圧出力を発生させるパルス発生回路である。
第４図に示した回路において可変周波インバータ（２）
は太陽光の照射エネルギーの変化に無関係に太陽電池＋
１１の出力電圧をほぼ一定にするように可変周波インバ
ータ（２）の周波数と電圧を制御している。
は太陽光の照射エネルギーの変化に無関係に太陽電池＋
１１の出力電圧をほぼ一定にするように可変周波インバ
ータ（２）の周波数と電圧を制御している。
この従来例では第２図の太陽電池の電圧−電流特性で分
かるように照射エネルギの変化に対して、太陽電池１１
１の最大出力（Ｐｍ）ｔ−（ｌる最適電圧Ｖｏｐの変化
が小さいことに着目して、基準電圧設定抵抗器（８）で
設定した電圧を基準に、照射エネルギーの変化に無関係
に太陽電池＋１１の出力電圧をほぼ一定にするように、
可変開成インバータ（２）の周波数を制御したことを特
徴としている。
かるように照射エネルギの変化に対して、太陽電池１１
１の最大出力（Ｐｍ）ｔ−（ｌる最適電圧Ｖｏｐの変化
が小さいことに着目して、基準電圧設定抵抗器（８）で
設定した電圧を基準に、照射エネルギーの変化に無関係
に太陽電池＋１１の出力電圧をほぼ一定にするように、
可変開成インバータ（２）の周波数を制御したことを特
徴としている。
このように照射エネルギーの変化に無関係に太陽電ａ
ｌｌ＋の出力′電圧をほぼ一定にする制御で汀、基準電
圧の設定の仕方で変化するが照射エネルギーの全範囲を
最大出力に制御することは不可能であり、照射エネルギ
ーの平均値またに運転上、最も重要な鎖酸で最大出力が
ＩＡＩられるように基準を設定電圧制御することになる
。
ｌｌ＋の出力′電圧をほぼ一定にする制御で汀、基準電
圧の設定の仕方で変化するが照射エネルギーの全範囲を
最大出力に制御することは不可能であり、照射エネルギ
ーの平均値またに運転上、最も重要な鎖酸で最大出力が
ＩＡＩられるように基準を設定電圧制御することになる
。
この場合最大出力が付られるようにされた照射エネルギ
ー相反以外の照射エネルギー密度に対しては、を通勤作
電圧の近似値に定電圧制御されることになり、一定電圧
を基準に定電圧制御して全照射エネルギー範囲で最大出
力を得ることはできない。特に照射エネルギーの密度の
低い唄域では基準電圧が最適動作電圧より高くなシ太陽
電池（Ｈの出力は急速に減少する傾向になる。
ー相反以外の照射エネルギー密度に対しては、を通勤作
電圧の近似値に定電圧制御されることになり、一定電圧
を基準に定電圧制御して全照射エネルギー範囲で最大出
力を得ることはできない。特に照射エネルギーの密度の
低い唄域では基準電圧が最適動作電圧より高くなシ太陽
電池（Ｈの出力は急速に減少する傾向になる。
そのうえにｌ１１ｍ偏差が電圧をなお高める方向に生じ
たりすると、太陽電池の出力はなお一層急速に低下し数
分の−に減少したりする欠点があった。
たりすると、太陽電池の出力はなお一層急速に低下し数
分の−に減少したりする欠点があった。
この発明は、従来例のかかる欠点を改善しようとするも
のである。
のである。
この発明は、制御用太陽電池により照射エネルギー密度
に比例した電流を検出し、かつ可変周波インバータの入
力電圧を検出し、上記検出電流と太陽電池の出力電流と
が一定の関係になるように、かつ可変周波インバータの
入力電圧が一定の値以上になるように、可変周波インバ
ータの周波数及び出力電圧を制限するものである。
に比例した電流を検出し、かつ可変周波インバータの入
力電圧を検出し、上記検出電流と太陽電池の出力電流と
が一定の関係になるように、かつ可変周波インバータの
入力電圧が一定の値以上になるように、可変周波インバ
ータの周波数及び出力電圧を制限するものである。
このようにすることにより、最大出力制御に伴なう制御
系の不安足利が除去でき安定度の高い電源装置が情られ
る。
系の不安足利が除去でき安定度の高い電源装置が情られ
る。
第１図にこの発明の一実施例の回路図全示す。
図において、（ｌａ ）は照射エネルギー割戻を検出す
るために設けた制御用太陽電池で、＋１４ＱＩｌｉｌは
制御用太陽電ａ（ｌａ）で検出した照射エネルギー密度
から可変周波インバータ（２）を制御するた灼の基準電
圧を得るための抵抗器、αｅｒｉ太陽電池ＩＩ＋の出力
電流を基準電圧と比較するために設けた出力電流検出装
置、ｆ１ηは検出抵抗（６）で検出された太陽電池Ｉｌ
＋の出力電圧が所定値以上では出力しない制限（リミッ
タ１回路である。その能能＋１ｔ〜（Ｉ３ハ従来システ
ムと同一部品を示す。
るために設けた制御用太陽電池で、＋１４ＱＩｌｉｌは
制御用太陽電ａ（ｌａ）で検出した照射エネルギー密度
から可変周波インバータ（２）を制御するた灼の基準電
圧を得るための抵抗器、αｅｒｉ太陽電池ＩＩ＋の出力
電流を基準電圧と比較するために設けた出力電流検出装
置、ｆ１ηは検出抵抗（６）で検出された太陽電池Ｉｌ
＋の出力電圧が所定値以上では出力しない制限（リミッ
タ１回路である。その能能＋１ｔ〜（Ｉ３ハ従来システ
ムと同一部品を示す。
次に動作について説明する。
この発明は先ず第２図において、太陽電池＋１１の電流
は太陽電池Ｉｌ＋の開放重子（ＶＯＣ）の７０パーセン
ト以下の電圧においては全ての照射エネルギー密度に肘
してほぼ一定と做し得る定電流特性を持っていること、
及び照射エネルキー密度と電圧、電流、出力の関係？示
した第８図において、照射エネルギー密度の変化に対し
太陽電池…の電流と出力はどちらも比例して菱化、して
いることの二点ＫＮ目し、照射エネルギー密度を検出す
るために制御用太陽′融池（ｌａ）を設け、これに抵抗
器０４１ 、 ｔ１５１を接続して′＠流を流す。この
場合その抵抗値（Ｒ）けｌ１ｌａｌ用太陽電也（１ａ）
の動作電圧が開放電圧（ＶＯＣ）の７０パーセント以下
となり太陽電池ｉｌ＋の電流が一定値となる例えば第２
図Ｏ−ぎの範囲に選定する。
は太陽電池Ｉｌ＋の開放重子（ＶＯＣ）の７０パーセン
ト以下の電圧においては全ての照射エネルギー密度に肘
してほぼ一定と做し得る定電流特性を持っていること、
及び照射エネルキー密度と電圧、電流、出力の関係？示
した第８図において、照射エネルギー密度の変化に対し
太陽電池…の電流と出力はどちらも比例して菱化、して
いることの二点ＫＮ目し、照射エネルギー密度を検出す
るために制御用太陽′融池（ｌａ）を設け、これに抵抗
器０４１ 、 ｔ１５１を接続して′＠流を流す。この
場合その抵抗値（Ｒ）けｌ１ｌａｌ用太陽電也（１ａ）
の動作電圧が開放電圧（ＶＯＣ）の７０パーセント以下
となり太陽電池ｉｌ＋の電流が一定値となる例えば第２
図Ｏ−ぎの範囲に選定する。
前記条件で抵抗器Ｑ５１に発生する電子降下を基準電圧
として収り出すとこの基準電圧は常に照射エネルギー密
度に比例して変化しており上記基準電圧は照射エネルギ
ーを表わしている。
として収り出すとこの基準電圧は常に照射エネルギー密
度に比例して変化しており上記基準電圧は照射エネルギ
ーを表わしている。
次に太陽電池ｉｌ＋の出力電流を出力電流検出装置（１
υで検出し、比較手段（９）にて基準電圧と比較すると
共に、太陽電池ｆｉ＋の出力電圧（インバータ（２１の
入力電圧）検出抵抗（２）で検出された値も所定値以下
になれば、制限回路ｆｊ７１より出力され同じく比較手
段（９）にて比較される。この偏差信号は、増巾器（１
αで増巾され、可変周波インバータ（２）の周波数及び
出力電圧を制御している。
υで検出し、比較手段（９）にて基準電圧と比較すると
共に、太陽電池ｆｉ＋の出力電圧（インバータ（２１の
入力電圧）検出抵抗（２）で検出された値も所定値以下
になれば、制限回路ｆｊ７１より出力され同じく比較手
段（９）にて比較される。この偏差信号は、増巾器（１
αで増巾され、可変周波インバータ（２）の周波数及び
出力電圧を制御している。
即ち、出力電圧が所定の値以上では、単に出力電流が基
準電圧に等しくなるように制御され所定値以下では、電
圧帰還作用により、電圧値を制限している。
準電圧に等しくなるように制御され所定値以下では、電
圧帰還作用により、電圧値を制限している。
ところで、太陽電池で、交流モータである誘４ｃ電動機
を駆動する場合、前述のごとく、太陽電池にＶ（、Ｃの
７０％以下では、はぼ定電流特性を示す為、通常の電圧
源％、源で駆動する場合と異なり、電動機の発生トルク
特性は、すべりが′増加すれば急速に低下する（いわゆ
る電流源駆動特性を示す）。ＩＪＩＪち、十分なトルク
を発生させ、安定な運転を確保するには、すべりが所定
の値以内に収まる様にしなければならない。例えば、照
射エネルギーが十分ある時に起動する場合、初め、太陽
電池１°！）の電流は零である為、比較手段（９）の偏
差出力値は大きく、逆に、定常動作点を越えれば、電流
の偏差出力は非常に小さくなる。この為オーバーシュー
トｋｆれば、すべりが増大し、その１ま脱調に到る可能
性もある。しかしこの場合、太陽電池…の電圧は急速に
低下し、所定の噛（＠２図のＶ □ ｐより少し低い目
に選定された値）を越えると、制限回路１１ηより、成
田信号が出力され、この増中度（ゲイン）１に大きくし
ておけば、電流の帰還量が減少しても周波数の増加、即
ちすべりの増大を抑制し、脱調等の不安定性を防止する
ことが出来る。
を駆動する場合、前述のごとく、太陽電池にＶ（、Ｃの
７０％以下では、はぼ定電流特性を示す為、通常の電圧
源％、源で駆動する場合と異なり、電動機の発生トルク
特性は、すべりが′増加すれば急速に低下する（いわゆ
る電流源駆動特性を示す）。ＩＪＩＪち、十分なトルク
を発生させ、安定な運転を確保するには、すべりが所定
の値以内に収まる様にしなければならない。例えば、照
射エネルギーが十分ある時に起動する場合、初め、太陽
電池１°！）の電流は零である為、比較手段（９）の偏
差出力値は大きく、逆に、定常動作点を越えれば、電流
の偏差出力は非常に小さくなる。この為オーバーシュー
トｋｆれば、すべりが増大し、その１ま脱調に到る可能
性もある。しかしこの場合、太陽電池…の電圧は急速に
低下し、所定の噛（＠２図のＶ □ ｐより少し低い目
に選定された値）を越えると、制限回路１１ηより、成
田信号が出力され、この増中度（ゲイン）１に大きくし
ておけば、電流の帰還量が減少しても周波数の増加、即
ちすべりの増大を抑制し、脱調等の不安定性を防止する
ことが出来る。
この制御方法においては、
１１１基準電圧が照射エネルギー密度に等しいこと。
（２１太陽電池Ｉｌ＋の最大出力（Ｐｍ）ｆ、＃る電流
は常に短絡電流（工ｓｃ）の約９０パーセントであるこ
と。
は常に短絡電流（工ｓｃ）の約９０パーセントであるこ
と。
からこの制御は太陽光の照射エネルギーの全範囲にわた
り正確に最大電力（Ｐｍ］制御を行ないかつ電圧制御作
用により脱調等の不安定性もなく交流ポンプを駆動して
いることになる。
り正確に最大電力（Ｐｍ］制御を行ないかつ電圧制御作
用により脱調等の不安定性もなく交流ポンプを駆動して
いることになる。
従ってこの発明は従来システムに制御用太陽電ａ（ｌａ
）ｔ”追那して従来システムでは不可能とされていた低
照射エネルギー鎖酸まで太陽光エネルギーを何効に利用
して揚水等に役立てることができる高性能の電源装置ｔ
−提供することができる。
）ｔ”追那して従来システムでは不可能とされていた低
照射エネルギー鎖酸まで太陽光エネルギーを何効に利用
して揚水等に役立てることができる高性能の電源装置ｔ
−提供することができる。
この発明のその他の実施例として制御用太陽電池（ｌａ
） ２照射エネルギー検出と制御電源に共用すること
もできる。
） ２照射エネルギー検出と制御電源に共用すること
もできる。
この発明は以上説明したように、太陽光の照射エネルギ
ー密度を検知する制御用太陽電池、可変８波インバータ
の入力電圧を検出する検出器、及び上記制御用太陽電池
の電流と太陽電池の出力電流とが一定の関係になるよう
に、かつ上記可変周波インバータの入力電圧が一定の値
以上になるように上記可）゛１波インバータの周波数及
び出力電圧を制御する手段を備えたものであるので、照
射エネルギー相反の如何にか＼わらず、常に安定に太陽
電池の最大出力音引き出すことが出来るという効果があ
る。
ー密度を検知する制御用太陽電池、可変８波インバータ
の入力電圧を検出する検出器、及び上記制御用太陽電池
の電流と太陽電池の出力電流とが一定の関係になるよう
に、かつ上記可変周波インバータの入力電圧が一定の値
以上になるように上記可）゛１波インバータの周波数及
び出力電圧を制御する手段を備えたものであるので、照
射エネルギー相反の如何にか＼わらず、常に安定に太陽
電池の最大出力音引き出すことが出来るという効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例における電源装置の構成図
、第２図は一般の太陽電池のそれぞれ電圧−電流特性（
実線）及び電圧−５出力特性（点線）を示す図、第３図
は一般の太陽電池の照射エネルギー密質と電圧・電流・
出力の関係を示す図、第４図は従来の電源装；ｄの構成
図、である。図において、■は太陽電池、（”ａ）は制
御用太陽電池、（２）は可変周波インバータ、（９）は
比較手段、１１１）は周波数制御器、（口は電圧制御器
、（１４［１５１け抵抗器、（ｌυは出力電流検出装置
、ＩＩηｌ−ｉ電圧信号の制限（リミッタ）回路である
。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
、第２図は一般の太陽電池のそれぞれ電圧−電流特性（
実線）及び電圧−５出力特性（点線）を示す図、第３図
は一般の太陽電池の照射エネルギー密質と電圧・電流・
出力の関係を示す図、第４図は従来の電源装；ｄの構成
図、である。図において、■は太陽電池、（”ａ）は制
御用太陽電池、（２）は可変周波インバータ、（９）は
比較手段、１１１）は周波数制御器、（口は電圧制御器
、（１４［１５１け抵抗器、（ｌυは出力電流検出装置
、ＩＩηｌ−ｉ電圧信号の制限（リミッタ）回路である
。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 太陽電池を電源として可変周波インバータを介して交流
モータを駆動するものにおいて、太陽光の照射エネルギ
ー密度を検知する制御用太陽電池、上記可変周波インバ
ータの入力電圧を検出する検出器、及び上記制御用太陽
電池の電流と上記太陽電池の出力電流とが一定の関係に
なるように、かつ上記可変周波インバータの入力電圧が
一定の値以上になるように上記可変周波インバータの周
波数及び出力電圧を制御する手段を備えたことを特徴と
する電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59231612A JPS61109120A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59231612A JPS61109120A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109120A true JPS61109120A (ja) | 1986-05-27 |
Family
ID=16926237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59231612A Pending JPS61109120A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109120A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6339718U (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-15 |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP59231612A patent/JPS61109120A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6339718U (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-15 |
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