JPS6338944B2 - - Google Patents
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- JPS6338944B2 JPS6338944B2 JP56046236A JP4623681A JPS6338944B2 JP S6338944 B2 JPS6338944 B2 JP S6338944B2 JP 56046236 A JP56046236 A JP 56046236A JP 4623681 A JP4623681 A JP 4623681A JP S6338944 B2 JPS6338944 B2 JP S6338944B2
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- JP
- Japan
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- power supply
- current
- voltage
- load sharing
- phase
- Prior art date
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、負荷が接続される共通母線にそれ
ぞれ開閉器を介して２系統の電源を接続してなる
給電設備において、負荷に対する各系統からの給
電を任意の比率で分担するようにした負荷分担制
御方式に関するものである。
ぞれ開閉器を介して２系統の電源を接続してなる
給電設備において、負荷に対する各系統からの給
電を任意の比率で分担するようにした負荷分担制
御方式に関するものである。
一般に、重要な負荷に対する給電は、静止形イ
ンバータで構成された無停電電源によつて行われ
ている。しかし、このような無停電電源において
も、インバータの一部を保守点検等のために運転
を停止させることが必要となることがあるが、こ
の場合負荷への給電を定格に保持することができ
なくなる。従つて、このような場合には、無停電
電源の一部運転停止に際して負荷の一部を商用電
源等の他の電源で分担させてから行う必要があ
る。
ンバータで構成された無停電電源によつて行われ
ている。しかし、このような無停電電源において
も、インバータの一部を保守点検等のために運転
を停止させることが必要となることがあるが、こ
の場合負荷への給電を定格に保持することができ
なくなる。従つて、このような場合には、無停電
電源の一部運転停止に際して負荷の一部を商用電
源等の他の電源で分担させてから行う必要があ
る。
出願人は先に、無停電電源の運転停止に際し、
負荷を商用電源へ移動させる給電設備の負荷移動
制御方式を開発し特許出願を行つた（特開昭54−
23943号公報）。すなわち、先に提案した負荷移動
制御方式は、負荷が接続される共通母線にそれぞ
れ開閉器を介して２系統の電源が接続されている
給電設備において、第１の電源の電圧を第２の電
源の電圧に一致させる第１の調節ループと、第２
の電源の位相を第２の電源の位相に一致させる第
２の調節ループとを設け、いずれか一方の電源か
ら他方の電源へ負荷を移動する際に、前記両調節
ループの作用により両電源の電圧および位相を一
致させた後に他方の電源を共通母線に投入し、そ
の後前記一方の電源の出力電流に応じて第１およ
び第２の調節ループにそれぞれ補助目標値を与え
ることにより前記一方の電源の出力電流を絞り込
むように構成することを特徴とするものである。
このように構成される負荷移動制御方式は、負荷
移動時の過渡変動の影響（例えば突入電流）や負
荷への影響が皆無であり、極めて円滑な負荷移動
を行うことができ、しかも負荷移動を無瞬断で行
うことができる等の優れた利点を有する。
負荷を商用電源へ移動させる給電設備の負荷移動
制御方式を開発し特許出願を行つた（特開昭54−
23943号公報）。すなわち、先に提案した負荷移動
制御方式は、負荷が接続される共通母線にそれぞ
れ開閉器を介して２系統の電源が接続されている
給電設備において、第１の電源の電圧を第２の電
源の電圧に一致させる第１の調節ループと、第２
の電源の位相を第２の電源の位相に一致させる第
２の調節ループとを設け、いずれか一方の電源か
ら他方の電源へ負荷を移動する際に、前記両調節
ループの作用により両電源の電圧および位相を一
致させた後に他方の電源を共通母線に投入し、そ
の後前記一方の電源の出力電流に応じて第１およ
び第２の調節ループにそれぞれ補助目標値を与え
ることにより前記一方の電源の出力電流を絞り込
むように構成することを特徴とするものである。
このように構成される負荷移動制御方式は、負荷
移動時の過渡変動の影響（例えば突入電流）や負
荷への影響が皆無であり、極めて円滑な負荷移動
を行うことができ、しかも負荷移動を無瞬断で行
うことができる等の優れた利点を有する。
しかしながら、先に提案した負荷移動制御方式
は、一方の電源から他方の電源へ全面的に負荷移
動を行うものであるため、前述したような他方の
電源により負荷の一部を分担させて安定かつ連続
的に運転制御するには満足し得るものではなかつ
た。
は、一方の電源から他方の電源へ全面的に負荷移
動を行うものであるため、前述したような他方の
電源により負荷の一部を分担させて安定かつ連続
的に運転制御するには満足し得るものではなかつ
た。
そこで、本発明者は、２系統の電源により負荷
を任意の給電比率で運転することができる負荷分
担制御方式を得るべく種々検討を重ねた結果、例
えばインバータから商用電源へ負荷の一部を分担
させるべく移動する際に、インバータの出力母線
の電流をそれぞれ検出してその差電流が零になる
ようにインバータの振幅制御ループ系と位相制御
ループ系との作用下にインバータの内部誘起電圧
を制御して両電源の振幅および位相を一致させ、
その後商用電源を共通母線に投入した後負荷分担
比率設定器を介してインバータの出力母線と共通
母線の電流をそれぞれ検出してその差電流が零に
なるようにインバータの振幅制御ループ系と位相
制御ループ系にそれぞれ補助目標値を与えてイン
バータの内部誘起電圧を制御することにより、イ
ンバータと商用電源により負荷を所定の比率によ
り分担することができることを突き止めた。
を任意の給電比率で運転することができる負荷分
担制御方式を得るべく種々検討を重ねた結果、例
えばインバータから商用電源へ負荷の一部を分担
させるべく移動する際に、インバータの出力母線
の電流をそれぞれ検出してその差電流が零になる
ようにインバータの振幅制御ループ系と位相制御
ループ系との作用下にインバータの内部誘起電圧
を制御して両電源の振幅および位相を一致させ、
その後商用電源を共通母線に投入した後負荷分担
比率設定器を介してインバータの出力母線と共通
母線の電流をそれぞれ検出してその差電流が零に
なるようにインバータの振幅制御ループ系と位相
制御ループ系にそれぞれ補助目標値を与えてイン
バータの内部誘起電圧を制御することにより、イ
ンバータと商用電源により負荷を所定の比率によ
り分担することができることを突き止めた。
従つて、本発明の目的は、負荷が接続される共
通母線にそれぞれ開閉器を介して２系統の電源を
接続してなる給電設備において、２系統の電源に
より任意の比率で負荷を分担制御することができ
る負荷分担制御方式を提供するにある。
通母線にそれぞれ開閉器を介して２系統の電源を
接続してなる給電設備において、２系統の電源に
より任意の比率で負荷を分担制御することができ
る負荷分担制御方式を提供するにある。
前記の目的を達成するため、本発明において
は、負荷が接続される共通母線にそれぞれ開閉器
を介して２系統の電源を接続した給電設備からな
り、第１の電源の電圧を第２の電源の電圧に一致
させる第１の調節ループと、第１の電源の位相を
第２の電源の位相に一致させる第２の調節ループ
とを設け、いずれか一方の電源から他方の電源へ
負荷を移動する際に、前記両調節ループの作用下
に両電源の電圧および位相を一致させて他方の電
源を共通母線に投入した後、前記両調節ループに
補助目標値を与えることにより前記一方の電源の
出力電流を絞り込むように構成した給電設備の負
荷移動制御方式において、 第１の電源の出力母線にそれぞれ逆極性に第１
変流器と第２変流器とを直列接続し、共通母線に
第３変流器を接続し、第２変流器と第３変流器の
出力側の一端を共通接続して基準電位点を設ける
と共に他端を第１リレーを介して接続し、第２変
流器の出力側を負荷分担比率設定器と第２リレー
との直列回路で短絡し、第１変流器の出力側より
差電流検出端子を導出した電流検出器を設けて、
第１の電源の出力母線と共通母線の電流をそれぞ
れ検出してその差電流が零になるよう前記両調節
ループの作用下に両電源の電圧および位相を一致
させ、 両電源の負荷分担比率に応じて第１の電源の出
力母線と共通母線の電流をそれぞれ検出してその
差電流が零になるよう前記両調節ループに補助目
標値を与えることを特徴とする。
は、負荷が接続される共通母線にそれぞれ開閉器
を介して２系統の電源を接続した給電設備からな
り、第１の電源の電圧を第２の電源の電圧に一致
させる第１の調節ループと、第１の電源の位相を
第２の電源の位相に一致させる第２の調節ループ
とを設け、いずれか一方の電源から他方の電源へ
負荷を移動する際に、前記両調節ループの作用下
に両電源の電圧および位相を一致させて他方の電
源を共通母線に投入した後、前記両調節ループに
補助目標値を与えることにより前記一方の電源の
出力電流を絞り込むように構成した給電設備の負
荷移動制御方式において、 第１の電源の出力母線にそれぞれ逆極性に第１
変流器と第２変流器とを直列接続し、共通母線に
第３変流器を接続し、第２変流器と第３変流器の
出力側の一端を共通接続して基準電位点を設ける
と共に他端を第１リレーを介して接続し、第２変
流器の出力側を負荷分担比率設定器と第２リレー
との直列回路で短絡し、第１変流器の出力側より
差電流検出端子を導出した電流検出器を設けて、
第１の電源の出力母線と共通母線の電流をそれぞ
れ検出してその差電流が零になるよう前記両調節
ループの作用下に両電源の電圧および位相を一致
させ、 両電源の負荷分担比率に応じて第１の電源の出
力母線と共通母線の電流をそれぞれ検出してその
差電流が零になるよう前記両調節ループに補助目
標値を与えることを特徴とする。
前記の負荷分担制御方式において、第１の調節
ループは振幅制御ループ系とし、第２の調節ルー
プは位相制御ループ系とすれば好適である。
ループは振幅制御ループ系とし、第２の調節ルー
プは位相制御ループ系とすれば好適である。
この場合、電流検出器で得られる差電流成分を
共通母線電圧に対し平行な成分と直角な成分に演
算し、平行な成分を振幅制御ループ系の補助目標
値とすると共に直角な成分を位相制御ループ系の
補助目標値とすれば好適である。
共通母線電圧に対し平行な成分と直角な成分に演
算し、平行な成分を振幅制御ループ系の補助目標
値とすると共に直角な成分を位相制御ループ系の
補助目標値とすれば好適である。
さらに、前記の負荷分担制御方式において、負
荷分担比率設定器は可変抵抗により１〜100％の
任意の範囲に調節することができる。
荷分担比率設定器は可変抵抗により１〜100％の
任意の範囲に調節することができる。
次に、本発明に係る給電設備の負荷分担制御方
式の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
式の実施例につき添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
第１図は、本発明方式を実施する回路の基本構
成を示すブロツク結線図である。すなわち、第１
図において、参照符号１０はインバータで構成さ
れる第１の電源に接続される出力母線を示し、ま
た参照符号１２は例えば商用電源等の第２の電源
に接続される出力母線を示す。これらの出力母線
１０，１２は、それぞれ開閉器１４，１６を介し
て共通母線１８に接続され、この共通母線１８に
負荷２０が接続される。
成を示すブロツク結線図である。すなわち、第１
図において、参照符号１０はインバータで構成さ
れる第１の電源に接続される出力母線を示し、ま
た参照符号１２は例えば商用電源等の第２の電源
に接続される出力母線を示す。これらの出力母線
１０，１２は、それぞれ開閉器１４，１６を介し
て共通母線１８に接続され、この共通母線１８に
負荷２０が接続される。
第１の電源を構成するインバータは、その相数
によつて複数のインバータ部から構成される。し
かるに、第１図の実施例において、参照符号２２
は個別に構成されるインバータ部を示す。このイ
ンバータ部２２は、サイリスタ等から構成される
変換素子２４と、出力電圧を定格値に保持するた
めの電圧調節器２６と、交換素子２４の制御パル
スを形成するためのパルス分配器（リングカウン
タ）２８と、点弧角調整器３０およびパルス増幅
器３２とから構成される。
によつて複数のインバータ部から構成される。し
かるに、第１図の実施例において、参照符号２２
は個別に構成されるインバータ部を示す。このイ
ンバータ部２２は、サイリスタ等から構成される
変換素子２４と、出力電圧を定格値に保持するた
めの電圧調節器２６と、交換素子２４の制御パル
スを形成するためのパルス分配器（リングカウン
タ）２８と、点弧角調整器３０およびパルス増幅
器３２とから構成される。
インバータ部２２の出力電圧を第２の電源（以
下本実施例では商用電源とする）の電圧と一致さ
せることを可能にするため、別の電圧調節器３４
を設け、この電圧調節器３４の出力端をスイツチ
S1を介してインバータ部２２の電圧調節器２６側
の入力端子ａに接続する。この電圧調節器３４に
は、目標値として電圧検出器３６によつて検出さ
れた商用電源の電圧値を導き、実際値として電圧
検出器３８によつて検出されたインバータ出力電
源値を導く。一方、インバータ部２２を精度よく
定格周波数で運転し得るよう、水晶発振器４０を
設け、この水晶発振器４０の出力を波形整形器４
２で波形整形した後切換スイツチS2を介してイン
バータ部２２のパルス分配器２８側の入力端子ｂ
に導入するよう構成する。また、インバータ部２
２の出力周波数を商用電源の周波数に一致させる
ことを可能にするため、前記切換スイツチS2を介
して電圧周波数変換器４４が接続配置され、さら
にインバータ部２２の位相を商用電源の位相と一
致させるための位相調節器４６を設けて、この位
相調節器４６の出力電圧を前記電圧―周波数変換
器４４に入力するよう構成する。なお、位相調節
器４６の入力端は位相差検出器４８および切換ス
イツチS3を介して位相判別器５０，５２のいずれ
かの出力端と接続するよう構成される。この場
合、位相判別器５０は、前記電圧検出器３６，３
８を介して検出された両電源の電圧を導いて両電
圧間の位相を判別し、位相差検出器４８で位相差
を検出し、位相調節器４６で位相を一致させる調
節動作を行う。これに対して、位相判別器５２
は、水晶発振器４０からの出力パルスと電圧―周
波数変換器４４の出力パルスとの間の位相を判別
し、位相差検出器４８で位相差を検出し、位相調
節器４６で両出力パルスの発生時点を一致させる
調節動作を行う。これにより、切換スイツチS2の
切換によるインバータ部２２へのシヨツクを完全
に避けることができる。
下本実施例では商用電源とする）の電圧と一致さ
せることを可能にするため、別の電圧調節器３４
を設け、この電圧調節器３４の出力端をスイツチ
S1を介してインバータ部２２の電圧調節器２６側
の入力端子ａに接続する。この電圧調節器３４に
は、目標値として電圧検出器３６によつて検出さ
れた商用電源の電圧値を導き、実際値として電圧
検出器３８によつて検出されたインバータ出力電
源値を導く。一方、インバータ部２２を精度よく
定格周波数で運転し得るよう、水晶発振器４０を
設け、この水晶発振器４０の出力を波形整形器４
２で波形整形した後切換スイツチS2を介してイン
バータ部２２のパルス分配器２８側の入力端子ｂ
に導入するよう構成する。また、インバータ部２
２の出力周波数を商用電源の周波数に一致させる
ことを可能にするため、前記切換スイツチS2を介
して電圧周波数変換器４４が接続配置され、さら
にインバータ部２２の位相を商用電源の位相と一
致させるための位相調節器４６を設けて、この位
相調節器４６の出力電圧を前記電圧―周波数変換
器４４に入力するよう構成する。なお、位相調節
器４６の入力端は位相差検出器４８および切換ス
イツチS3を介して位相判別器５０，５２のいずれ
かの出力端と接続するよう構成される。この場
合、位相判別器５０は、前記電圧検出器３６，３
８を介して検出された両電源の電圧を導いて両電
圧間の位相を判別し、位相差検出器４８で位相差
を検出し、位相調節器４６で位相を一致させる調
節動作を行う。これに対して、位相判別器５２
は、水晶発振器４０からの出力パルスと電圧―周
波数変換器４４の出力パルスとの間の位相を判別
し、位相差検出器４８で位相差を検出し、位相調
節器４６で両出力パルスの発生時点を一致させる
調節動作を行う。これにより、切換スイツチS2の
切換によるインバータ部２２へのシヨツクを完全
に避けることができる。
以上の構成は、従来の負荷移動制御方式を実施
する回路と実質的に共通する回路構成である。
する回路と実質的に共通する回路構成である。
本発明においては、さらに電流検出器５４と演
算器５６を設ける。電流検出器５４は、インバー
タ出力母線１０の電流を検出する変流器５８と共
通母線１８の電流を検出する変流器６０とを備え
ている。また、演算器５６は、電流検出器５４の
出力電圧に応じて、電圧調節器３４および位相調
節器４６のための補助入力電圧を形成する。
算器５６を設ける。電流検出器５４は、インバー
タ出力母線１０の電流を検出する変流器５８と共
通母線１８の電流を検出する変流器６０とを備え
ている。また、演算器５６は、電流検出器５４の
出力電圧に応じて、電圧調節器３４および位相調
節器４６のための補助入力電圧を形成する。
第２図は、第１図に示す電流検出器５４の具体
的構成例を示すものである。すなわち、インバー
タ出力母線１０には、２つの変流器CT1，CT2が
接続され、両変流器CT1，CT2の出力側は互いに
逆極性に直列接続されている。一方、共通母線１
８には１つの変流器CT3が接続されている。これ
らの変流器CT1，CT2，CT3の出力側にはそれぞ
れ負荷抵抗Ｒが接続され、変流器CT2の出力側の
一端と変流器CT3の出力側の一端は共通接続され
て基準電位点（OV）に置かれ、両変流器CT2，
CT3の出力側の他端はリレーRy1を介して接続可
能に構成される。さらに、変流器CT2の出力側
は、負荷分担比率を設定する可変抵抗Rvとリレ
ーRy2との直列回路により短絡可能に構成され
る。従つて、変流器CT1の出力側の他端より電流
検出器５４の出力端子Ａが導出される。変流器
CT1，CT2は、それぞれインバータ出力電流I〓Rに
比例した出力電圧を発生し、変流器CT3は共通母
線電流I〓Lに比例した電圧を発生する。図示のよう
に、リレーRy1，Ry2が開状態にあるときは、電
流検出器５４の出力端子Ａに現われる出力電流△
I〓は零である。リレーRy1が閉成されると、第２
図に示す回路は、第３図に示すような等価回路と
なり、インバータ出力電流I〓Rと共通母線電流I〓Lと
の間の差電流に比例した出力電流△I〓が得られる。
しかるに、第３図に示す等価回路において、リレ
ーRy2が開状態の場合の各端子Ａ，Ｃ，Ｏ間のベ
クトル関係は第４図に示す通りである。第４図に
おいて、I〓R＝I〓LであればE〓1＝I〓2従つて△I〓＝
Ｏとな
る。また、第３図に示す等価回路において、リレ
ーRy2が閉成された場合の各端子Ａ，Ｃ，Ｏ間の
ベクトル関係は第５図に示す通りである。この場
合、端子Ｏ―Ｃ間の電圧E〓1は E1＝Ｒ・RV／Ｒ＋2RV（i〓R＋i〓L） となる。この状態で△I〓→Ｏなる制御が行われる
と、結果的にはE〓2＝E〓1となる。すなわち、i〓R＝
ki〓Lとなり、従つてI〓R＝kI〓L（但しｋ＝RV／Ｒ＋RV
）と なる。以上から、共通母線電流I〓Lは一定のため、
このうち100k％だけインバータ出力電流I〓Rが給電
され、残り100（１−ｋ）％は商用電流I〓Cが給電さ
れる。すなわち、前記給電比率によりインバータ
電源と商用電源とで負荷分担制御を行うことがで
きる。
的構成例を示すものである。すなわち、インバー
タ出力母線１０には、２つの変流器CT1，CT2が
接続され、両変流器CT1，CT2の出力側は互いに
逆極性に直列接続されている。一方、共通母線１
８には１つの変流器CT3が接続されている。これ
らの変流器CT1，CT2，CT3の出力側にはそれぞ
れ負荷抵抗Ｒが接続され、変流器CT2の出力側の
一端と変流器CT3の出力側の一端は共通接続され
て基準電位点（OV）に置かれ、両変流器CT2，
CT3の出力側の他端はリレーRy1を介して接続可
能に構成される。さらに、変流器CT2の出力側
は、負荷分担比率を設定する可変抵抗Rvとリレ
ーRy2との直列回路により短絡可能に構成され
る。従つて、変流器CT1の出力側の他端より電流
検出器５４の出力端子Ａが導出される。変流器
CT1，CT2は、それぞれインバータ出力電流I〓Rに
比例した出力電圧を発生し、変流器CT3は共通母
線電流I〓Lに比例した電圧を発生する。図示のよう
に、リレーRy1，Ry2が開状態にあるときは、電
流検出器５４の出力端子Ａに現われる出力電流△
I〓は零である。リレーRy1が閉成されると、第２
図に示す回路は、第３図に示すような等価回路と
なり、インバータ出力電流I〓Rと共通母線電流I〓Lと
の間の差電流に比例した出力電流△I〓が得られる。
しかるに、第３図に示す等価回路において、リレ
ーRy2が開状態の場合の各端子Ａ，Ｃ，Ｏ間のベ
クトル関係は第４図に示す通りである。第４図に
おいて、I〓R＝I〓LであればE〓1＝I〓2従つて△I〓＝
Ｏとな
る。また、第３図に示す等価回路において、リレ
ーRy2が閉成された場合の各端子Ａ，Ｃ，Ｏ間の
ベクトル関係は第５図に示す通りである。この場
合、端子Ｏ―Ｃ間の電圧E〓1は E1＝Ｒ・RV／Ｒ＋2RV（i〓R＋i〓L） となる。この状態で△I〓→Ｏなる制御が行われる
と、結果的にはE〓2＝E〓1となる。すなわち、i〓R＝
ki〓Lとなり、従つてI〓R＝kI〓L（但しｋ＝RV／Ｒ＋RV
）と なる。以上から、共通母線電流I〓Lは一定のため、
このうち100k％だけインバータ出力電流I〓Rが給電
され、残り100（１−ｋ）％は商用電流I〓Cが給電さ
れる。すなわち、前記給電比率によりインバータ
電源と商用電源とで負荷分担制御を行うことがで
きる。
第６図は、第１図に示す演算器５６の等価回路
を示すものである。第６図に示す等価回路からイ
ンバータ内部誘起電圧E〓iと出力共通母線電圧（基
準母線電圧）E〓Oとの間には次の関係式が成立す
る。
を示すものである。第６図に示す等価回路からイ
ンバータ内部誘起電圧E〓iと出力共通母線電圧（基
準母線電圧）E〓Oとの間には次の関係式が成立す
る。
E〓1＝V〓X＋V〓R＋E〓O＝△I〓（Ｘ＋Ｒ）＋E〓
O 但し、E〓O：出力共通母線電圧 △I〓：差電流（I〓R−I〓Lに相当する量） E〓i：△I〓に帰因するインバータ内部誘起電圧 V〓X：インダクタンス（Ｘ）分による電圧降下
分 V〓R：抵抗（Ｒ）分による電圧降下分 いま、出力共通母線電圧E〓Oと差電流△I〓の位相
角をとすると、前記関係式はベクトル関係で第
７図に示すようになる。そこで、第７図に示すベ
クトル図において、インダクタンス分による電圧
降下分V〓Xと抵抗分による電圧降下分V〓Rを出力共
通母線電圧E〓Oに平行な成分と直角な成分にそれ
ぞれ分解すると第８図に示すようになる。
O 但し、E〓O：出力共通母線電圧 △I〓：差電流（I〓R−I〓Lに相当する量） E〓i：△I〓に帰因するインバータ内部誘起電圧 V〓X：インダクタンス（Ｘ）分による電圧降下
分 V〓R：抵抗（Ｒ）分による電圧降下分 いま、出力共通母線電圧E〓Oと差電流△I〓の位相
角をとすると、前記関係式はベクトル関係で第
７図に示すようになる。そこで、第７図に示すベ
クトル図において、インダクタンス分による電圧
降下分V〓Xと抵抗分による電圧降下分V〓Rを出力共
通母線電圧E〓Oに平行な成分と直角な成分にそれ
ぞれ分解すると第８図に示すようになる。
すなわち、第８図から明らかなように差電流△
I〓によるインバータ内部のインダクタンス分と抵
抗分による電圧降下分V〓X，V〓Rを出力共通母線電
圧E〓Oに平行な成分と直角な成分に分解すると、 平行な成分は a〓＝△I〓（Xsin＋Rcos） 直角な成分は b〓＝△I〓（Xcos−Rsin） となり、インバータの内部誘起電圧を制御対象と
した場合、平行な成分a〓は振幅制御系統の制御ル
ープの系を構成し、直角な成分b〓は位相制御系統
の制御ループの系を構成し、それぞれインバータ
の内部誘起電圧を合理的に制御することができ
る。
I〓によるインバータ内部のインダクタンス分と抵
抗分による電圧降下分V〓X，V〓Rを出力共通母線電
圧E〓Oに平行な成分と直角な成分に分解すると、 平行な成分は a〓＝△I〓（Xsin＋Rcos） 直角な成分は b〓＝△I〓（Xcos−Rsin） となり、インバータの内部誘起電圧を制御対象と
した場合、平行な成分a〓は振幅制御系統の制御ル
ープの系を構成し、直角な成分b〓は位相制御系統
の制御ループの系を構成し、それぞれインバータ
の内部誘起電圧を合理的に制御することができ
る。
従つて、演算器５６では、前述したように、電
流検出器５４で検出された差電流△I〓成分を出力
共通母線電圧E〓Oに対し平行な成分a〓と直角な成分
b〓をそれぞれ演算し、平行な成分成分a〓は振幅制
御ループ系の電圧調節器３４に対し補助目標値と
して与えられ、直角な成分b〓は位相制御ループ系
の位相調節器４６に対し補助目標値として与えら
れ、インバータの内部誘起電圧が制御される。
流検出器５４で検出された差電流△I〓成分を出力
共通母線電圧E〓Oに対し平行な成分a〓と直角な成分
b〓をそれぞれ演算し、平行な成分成分a〓は振幅制
御ループ系の電圧調節器３４に対し補助目標値と
して与えられ、直角な成分b〓は位相制御ループ系
の位相調節器４６に対し補助目標値として与えら
れ、インバータの内部誘起電圧が制御される。
以上、第１図に示す実施例の部分的な構成およ
び動作について説明したが、次に本発明に係る負
荷分担制御方式の全体的な動作について説明す
る。
び動作について説明したが、次に本発明に係る負
荷分担制御方式の全体的な動作について説明す
る。
インバータ給電から一部商用電源を行う場合
(1) インバータ給電
まず、開閉器１４が閉成され、開閉器１６
が開状態にあつて、負荷２０はインバータ出
力母線１０のみから給電されているものとす
る。この場合、スイツチS1，S2，S3は第１図
に示す状態にあり、電流検出器５４のリレー
Ry1，Ry2（第２図参照）も開状態にある。イ
ンバータ部２２は、内蔵の電圧調節器２６に
より定格電圧で、しかも水晶発振器４０によ
り定格周波数で運転される。
が開状態にあつて、負荷２０はインバータ出
力母線１０のみから給電されているものとす
る。この場合、スイツチS1，S2，S3は第１図
に示す状態にあり、電流検出器５４のリレー
Ry1，Ry2（第２図参照）も開状態にある。イ
ンバータ部２２は、内蔵の電圧調節器２６に
より定格電圧で、しかも水晶発振器４０によ
り定格周波数で運転される。
この状態から、インバータ電源より商用電
源へ一部負荷分担すべき際には、まず商用給
電指令が発せられ、この指令により商用同期
指令信号が生じる。この指令信号によりスイ
ツチS1が閉成され、電圧調節器３４よりイン
バータ部２２の出力電圧を商用電圧に一致さ
せる調節動作が開始されると同時に切換スイ
ツチS2，S3が図示と逆の状態に切換えられて
インバータ部２２の出力電圧の位相を商用電
源電圧の位相に一致させる調節動作が開始さ
れる。さらに、商用同期指令信号により、電
流検出器５４内のリレーRy1（第２図）が閉
成され、差電流平衡制御（I〓R＝I〓Lすなわち△I〓
＝Ｏ）が行われる〔第３図、第４図参照〕。
共通母線電圧E〓O（この時は、インバータ出力
電圧に等しい）が待機中の商用電圧と振幅位
相共に完全に一致したことをもつて、負荷分
担の準備が完了する。
源へ一部負荷分担すべき際には、まず商用給
電指令が発せられ、この指令により商用同期
指令信号が生じる。この指令信号によりスイ
ツチS1が閉成され、電圧調節器３４よりイン
バータ部２２の出力電圧を商用電圧に一致さ
せる調節動作が開始されると同時に切換スイ
ツチS2，S3が図示と逆の状態に切換えられて
インバータ部２２の出力電圧の位相を商用電
源電圧の位相に一致させる調節動作が開始さ
れる。さらに、商用同期指令信号により、電
流検出器５４内のリレーRy1（第２図）が閉
成され、差電流平衡制御（I〓R＝I〓Lすなわち△I〓
＝Ｏ）が行われる〔第３図、第４図参照〕。
共通母線電圧E〓O（この時は、インバータ出力
電圧に等しい）が待機中の商用電圧と振幅位
相共に完全に一致したことをもつて、負荷分
担の準備が完了する。
(2) 商用給電による負荷分担
商用同期指令信号の発生後所定の時間、例
えば10秒が経過した時点で開閉器１６が投入
される。この開閉器１６の投入直前におい
て、共通母線電圧E〓Oと商用電圧とは振幅お
よび位相が一致しているので、開閉器１６の
投入直後における突入電流は生じない。従つ
て、この場合、電流検出器５４による差電流
平衡制御により、負荷２０へは100％インバ
ータより給電され、商用電源側からは給電さ
れない。
えば10秒が経過した時点で開閉器１６が投入
される。この開閉器１６の投入直前におい
て、共通母線電圧E〓Oと商用電圧とは振幅お
よび位相が一致しているので、開閉器１６の
投入直後における突入電流は生じない。従つ
て、この場合、電流検出器５４による差電流
平衡制御により、負荷２０へは100％インバ
ータより給電され、商用電源側からは給電さ
れない。
開閉器１６の投入指令発生時点から所定時
間が経過した時点で、負荷分担制御指令信号
が発せられ、これにより電流検出器５４内の
リレーRy2（第２図）を閉成すると、△I〓＝E〓2
−E〓1なる差電流が検出される〔第５図参
照〕。このように電流検出器５４で検出され
た差電流△I〓は、演算器５６において振幅、
位相共に各制御系ループにより△I〓→Ｏにな
るようインバータ内部誘起電圧が制御される
〔第６図乃至第８図参照〕。
間が経過した時点で、負荷分担制御指令信号
が発せられ、これにより電流検出器５４内の
リレーRy2（第２図）を閉成すると、△I〓＝E〓2
−E〓1なる差電流が検出される〔第５図参
照〕。このように電流検出器５４で検出され
た差電流△I〓は、演算器５６において振幅、
位相共に各制御系ループにより△I〓→Ｏにな
るようインバータ内部誘起電圧が制御される
〔第６図乃至第８図参照〕。
この場合、△I〓→Ｏなるためには、E〓2＝E〓1
すなわちI〓R＝kI〓L （但しｋ＝RV／Ｒ＋RV） となり、インバータ出力電流I〓Rは共通母線電
流I〓Lの100k％となる。従つてI〓L（一定）＝I〓C＋
I〓RであるからI〓P＝kI〓LすなわちI〓C＝（１−ｋ）I
〓L
となり、負荷２０に対し商用電源側より100
（１−ｋ）％給電され、インバータからは
100k％給電されるようにインバータ内部誘
起電圧が制御される。
すなわちI〓R＝kI〓L （但しｋ＝RV／Ｒ＋RV） となり、インバータ出力電流I〓Rは共通母線電
流I〓Lの100k％となる。従つてI〓L（一定）＝I〓C＋
I〓RであるからI〓P＝kI〓LすなわちI〓C＝（１−ｋ）I
〓L
となり、負荷２０に対し商用電源側より100
（１−ｋ）％給電され、インバータからは
100k％給電されるようにインバータ内部誘
起電圧が制御される。
一部負荷分担完了確認後は、インバータ給
電と商用給電が前記比率で継続して行われ
る。なお、負荷分担の比率は抵抗値RVを可
変にすることにより、前記ｋを自由に変える
ことができる。
電と商用給電が前記比率で継続して行われ
る。なお、負荷分担の比率は抵抗値RVを可
変にすることにより、前記ｋを自由に変える
ことができる。
インバータ給電と一部商用給電とからインバ
ータ給電を行う場合 (1) 商用給電による負荷分担 まず、インバータ給電指令が発せられる。
この状態では、開閉器１４，１６は閉成した
ままで、スイツチS1，S2，S3は第１図に示す
状態と逆の状態にあり、電流検出器５４内で
はリレーRy1，Ry2（第２図参照）も閉成し、
インバータおよび商用電源はそれぞれ負荷分
担制御を行つている。そして、一部商用給電
中の出力共通母線電圧E〓Oが待機中のインバ
ータ電圧と振幅、位相共に完全に一致したこ
とをもつて負荷移動の準備が完了する。
ータ給電を行う場合 (1) 商用給電による負荷分担 まず、インバータ給電指令が発せられる。
この状態では、開閉器１４，１６は閉成した
ままで、スイツチS1，S2，S3は第１図に示す
状態と逆の状態にあり、電流検出器５４内で
はリレーRy1，Ry2（第２図参照）も閉成し、
インバータおよび商用電源はそれぞれ負荷分
担制御を行つている。そして、一部商用給電
中の出力共通母線電圧E〓Oが待機中のインバ
ータ電圧と振幅、位相共に完全に一致したこ
とをもつて負荷移動の準備が完了する。
(2) インバータ給電
負荷移動準備完了後、負荷分担制御指令が
リセツトされ、これにより電流検出器５４内
のリレーRy2（第２図）が開状態となる。こ
の結果、電流検出器５４は差電流平衡制御が
開始され、演算器５６において、I〓R＝kI〓L、I〓C
＝（１−ｋ）I〓Lの状態からI〓R→I〓L（I〓C→Ｏ）に
なるようにインバータ内部誘起電圧が制御さ
れる〔第３図乃至第８図参照〕。
リセツトされ、これにより電流検出器５４内
のリレーRy2（第２図）が開状態となる。こ
の結果、電流検出器５４は差電流平衡制御が
開始され、演算器５６において、I〓R＝kI〓L、I〓C
＝（１−ｋ）I〓Lの状態からI〓R→I〓L（I〓C→Ｏ）に
なるようにインバータ内部誘起電圧が制御さ
れる〔第３図乃至第８図参照〕。
このようにして、今まで負荷２０に対し、
商用電源側より100（１−ｋ）％、インバータ
側より100k％給電されていたが、インバー
タ側より給電され、商用電源側からは給電さ
れなくなるまでインバータ内部誘起電圧が制
御される。負荷移動完了確認後、開閉器１６
を遮断することにより、100％インバータ給
電に切換わる。
商用電源側より100（１−ｋ）％、インバータ
側より100k％給電されていたが、インバー
タ側より給電され、商用電源側からは給電さ
れなくなるまでインバータ内部誘起電圧が制
御される。負荷移動完了確認後、開閉器１６
を遮断することにより、100％インバータ給
電に切換わる。
その後、所定時間経過後に商用同期指令信
号がリセツトされ、これにより電流検出器５
４のリレーRy1（第２図）を開状態にすると
共にスイツチS1を開路する。そして、所定時
限後に切換スイツチS2，S3も第１図に示す状
態に切換えられる。この結果、今までインバ
ータ出力母線電圧は振幅、位相共に商用母線
電圧に同期していたが、振幅はインバータ内
部の電圧調節器２６で制御され、位相は水晶
発振器４０に同期する。
号がリセツトされ、これにより電流検出器５
４のリレーRy1（第２図）を開状態にすると
共にスイツチS1を開路する。そして、所定時
限後に切換スイツチS2，S3も第１図に示す状
態に切換えられる。この結果、今までインバ
ータ出力母線電圧は振幅、位相共に商用母線
電圧に同期していたが、振幅はインバータ内
部の電圧調節器２６で制御され、位相は水晶
発振器４０に同期する。
前述した実施例から明らかなように、本発
明によれば、負荷が接続される共通母線に対
し、インバータ給電および商用給電を行う場
合、電流検出器による差電流平衡制御と演算
器によるインバータ内部誘起電圧制御によ
り、負荷分担率を０〜100％自由にしかも円
滑に変化させることができる。特に負荷の分
担移動は無瞬断で行われる。
明によれば、負荷が接続される共通母線に対
し、インバータ給電および商用給電を行う場
合、電流検出器による差電流平衡制御と演算
器によるインバータ内部誘起電圧制御によ
り、負荷分担率を０〜100％自由にしかも円
滑に変化させることができる。特に負荷の分
担移動は無瞬断で行われる。
また、商用母線電圧とインバータ母線電圧
とを振幅、位相共に一致させた状態で負荷分
担制御を漸次的に行うため、負荷分担時の過
渡変動の影響および負荷への影響が皆無であ
る。従つて、本発明は大容量システムの系統
間の一部負荷移動に適用しても充分信頼性を
高めることができる。
とを振幅、位相共に一致させた状態で負荷分
担制御を漸次的に行うため、負荷分担時の過
渡変動の影響および負荷への影響が皆無であ
る。従つて、本発明は大容量システムの系統
間の一部負荷移動に適用しても充分信頼性を
高めることができる。
以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明方式は制御対象をインバータ
に限定することなく、回転機等の制御量が振
幅と位相とを有する種々の制御対象に応用す
ることができ、その他本発明の精神を逸脱し
ない範囲内において種々の設計変更をなし得
ることは勿論である。
したが、本発明方式は制御対象をインバータ
に限定することなく、回転機等の制御量が振
幅と位相とを有する種々の制御対象に応用す
ることができ、その他本発明の精神を逸脱し
ない範囲内において種々の設計変更をなし得
ることは勿論である。
第１図は本発明に係る負荷分担制御方式の一実
施例を示すブロツク結線図、第２図は第１図に示
す電流検出器の回路図、第３図は第２図に示す電
流検出器の等価回路図、第４図および第５図は第
３図に示す等価回路の関係を示すベクトル図、第
６図は第１図に示す演算器の等価回路図、第７図
および第８図は第６図に示す等価回路の関係を示
すベクトル図である。 １０…商用出力母線、１２…インバータ出力母
線、１４…開閉器、１６…開閉器、１８…共通母
線、２０…負荷、２２…インバータ部、２４…変
換素子、２６…電圧調節器、２８…パルス分配
器、３０…点弧角調整器、３２…パルス増幅器、
３４…電圧調節器、３６…電圧検出器、３８…電
圧検出器、４０…水晶発振器、４２…波形整形
器、４４…電圧―周波数変換器、４６…位相調節
器、４８…位相差検出器、５０…位相判別器、５
２…位相判別器、５４…電流検出器、５６…演算
器、５８…変流器、６０…変流器、S1…スイツ
チ、S2，S3…切換スイツチ、CT1，CT2，CT3…
変流器、Ry1，Ry2…リレー。
施例を示すブロツク結線図、第２図は第１図に示
す電流検出器の回路図、第３図は第２図に示す電
流検出器の等価回路図、第４図および第５図は第
３図に示す等価回路の関係を示すベクトル図、第
６図は第１図に示す演算器の等価回路図、第７図
および第８図は第６図に示す等価回路の関係を示
すベクトル図である。 １０…商用出力母線、１２…インバータ出力母
線、１４…開閉器、１６…開閉器、１８…共通母
線、２０…負荷、２２…インバータ部、２４…変
換素子、２６…電圧調節器、２８…パルス分配
器、３０…点弧角調整器、３２…パルス増幅器、
３４…電圧調節器、３６…電圧検出器、３８…電
圧検出器、４０…水晶発振器、４２…波形整形
器、４４…電圧―周波数変換器、４６…位相調節
器、４８…位相差検出器、５０…位相判別器、５
２…位相判別器、５４…電流検出器、５６…演算
器、５８…変流器、６０…変流器、S1…スイツ
チ、S2，S3…切換スイツチ、CT1，CT2，CT3…
変流器、Ry1，Ry2…リレー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 負荷が接続される共通母線にそれぞれ開閉器
を介して２系統の電源を接続した給電設備からな
り、第１の電源の電圧を第２の電源の電圧に一致
させる第１の調節ループと、第１の電源の位相を
第２の電源の位相に一致させる第２の調節ループ
とを設け、いずれか一方の電源から他方の電源へ
負荷を移動する際に、前記両調節ループの作用下
に両電源の電圧および位相を一致させて他方の電
源を共通母線に投入した後、前記両調節ループに
補助目標値を与えることにより前記一方の電源の
出力電流を絞り込むよう構成した給電設備の負荷
移動制御方式において、 第１の電源の出力母線にそれぞれ逆極性に第１
変流器と第２変流器とを直列接続し、共通母線に
第３変流器を接続し、第２変流器と第３変流器の
出力側の一端を共通接続して基準電位点を設ける
と共に他端を第１リレーを介して接続し、第２変
流器の出力側を負荷分担比率設定器と第２リレー
との直列回路で短絡し、第１変流器の出力側より
差電流検出端子を導出した電流検出器を設けて、
第１の電源の出力母線と共通母線の電流をそれぞ
れ検出してその差電流が零になるよう前記両調節
ループの作用下に両電源の電圧および位相を一致
させ、 両電源の負荷分担比率に応じて第１の電源の出
力母線と共通母線の電流をそれぞれ検出してその
差電流が零になるよう前記両調節ループに補助目
標値を与えることを特徴とする給電設備の負荷分
担制御方式。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の負荷分担制御方
式において、第１の調節ループは振幅制御ループ
系からなり、第２の調節ループは位相制御ループ
系からなる給電設備の負荷分担制御方式。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の負荷分担制御方
式において、電流検出器で得られる差電流成分を
共通母線電圧に対し平行な成分と直角な成分に演
算し、平行な成分を振幅制御ループ系の補助目標
値とすると共に直角な成分を位相制御ループ系の
補助目標値とすることからなる給電設備の負荷分
担制御方式。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の負荷分担制御方
式において、負荷分担比率設定器を可変抵抗で構
成してなる給電設備の負荷分担制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56046236A JPS57162920A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Load transfer control system for power source facility |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56046236A JPS57162920A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Load transfer control system for power source facility |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57162920A JPS57162920A (en) | 1982-10-06 |
| JPS6338944B2 true JPS6338944B2 (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=12741482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56046236A Granted JPS57162920A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Load transfer control system for power source facility |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57162920A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842695B2 (ja) * | 1977-07-25 | 1983-09-21 | 富士電機株式会社 | 給電設備の負荷移動制御方式 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP56046236A patent/JPS57162920A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57162920A (en) | 1982-10-06 |
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