JP2009171813A - 並列運転インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 共通部となる同期をとるための専用線を用いる必要がなく、また切替動作を必要とすることなく、複数のインバータユニットを並列運転することができる並列運転インバータ装置を提供する。
【解決手段】 インバータ制御回路ＣＣは、正弦波信号発生回路１と、ＰＷＭ制御信号発生回路３と、位相差検出回路７と、周波数差検出回路９と、フィードバック回路１１とを備えている。フィードバック回路１１は、位相差φに所定のゲインを乗算した値及び周波数差Δｆに所定のゲインを乗算した値を基準周波数指令値ｆに加算した値を正弦波信号発生回路１の入力とする。複数台のインバータユニットの並列運転時に発生する各インバータユニットの出力の位相差を、各インバータユニットの出力周波数を変えることによって小さくする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、並列運転される複数台のインバータユニットを備えた並列運転インバータ装置に関するものである。

特公平０６−４０７０４号公報（特許文献１）に記載された「インバータの並列運転方法」の技術は、並列運転されるインバータユニット間で流れる横流の抑制方法についての技術である。しかしこの技術では、各インバータユニットで使用する基準正弦波信号はほぼ同期していることを前提としている。しかし各インバータユニットにおいて同期信号が与えられずに、各インバータユニットが独自に運転される、いわゆる自走運転をする場合には、各インバータユニットが使用する基準正弦波信号を作成する際の水晶発信回路の誤差により同期ずれが発生すると、インバータユニットの並列運転ができなくなる。

また複数のインバータユニットを並列運転させるための同期に関しては、例えば、特開２００４−１５９２３号公報（特許文献２）「複数台のインバ−タを並列接続した電力変換装置」に、同期信号を各インバータユニットで共有するために専用信号線を設ける技術が開示されている。また特開２００４−３３６８５６号公報（特許文献３）「無停電電源システム」には、基準信号を切替えることにより、並列運転される各インバータユニットの同期をとる技術が開示されている。

また各インバータユニット間を流れる横流を抑制する技術を開示する特許第３８２５６６５号公報（特許文献４）の「従来技術」の欄で述べられているように、有効電力の変化に応じて出力電圧の位相を変化させると、並列運転する各インバータユニットの出力の周波数精度が悪化する。また各インバータユニットが均等に負荷を分担するようにすると、負荷の変化量を各インバータに分配するような共通部となる回路が必要になる。
特公平０６−４０７０４号公報 特開２００４−１５９２３号公報 特開２００４−３３６８５６号公報 特許第３８２５６６５号公報

複数のインバータユニットの並列運転において、共通部（各インバータユニットが共有しなければならない機能、回路）があると、この共通部の故障により並列運転しているインバータユニットがすべて故障した状態となり、信頼性が低下する問題が生じる。また、切替動作を必要とすると、動作が複雑になって、信頼性の低下を招く問題がある。

本発明の目的は、共通部となる同期をとるための専用線を用いる必要がなく、また切替動作を必要とすることなく、各インバータユニットを並列運転することができる並列運転インバータ装置を提供することにある。

上記目的に加えて、本発明の他の目的は、並列運転時の横流を制御するために位相を変化させるが、周波数精度を高く維持できる並列運転インバータ装置を提供することにある。

本発明が改良の対象とする並列運転インバータ装置では、複数台のインバータユニットが並列接続されて構成されて、並列運転された複数台のインバータユニットから負荷に電力を供給する。複数台のインバータユニットのそれぞれは、複数の半導体スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路と、インバータ回路の複数の半導体スイッチング素子をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御信号を出力するインバータ制御回路と、インバータ回路の出力電圧を検出する電圧検出器と、インバータ回路の出力電流を検出する電流検出器とを備えている。

本発明で用いるインバータユニットのインバータ制御回路は、基本的構成要素として、正弦波信号発生回路と、ＰＷＭ制御信号発生回路と、位相差検出回路と、フィードバック回路とを備えている。正弦波信号発生回路は、基準周波数指令値が入力されると基準周波数指令値に応じた周波数の正弦波基信号を発生する。ここで正弦波信号発生回路をカウンタを用いて構成する場合には、このカウンタの精度が水晶発振器等の精度に左右される。したがって各インバータユニットの正弦波信号発生回路から出力される信号の周波数には、多少のバラツキが存在する。ＰＷＭ制御信号発生回路は、基本的に、正弦波信号に所定の係数を乗算して得た基準正弦波信号と電圧検出器の出力との差信号に所定のゲインを乗算した信号を入力としてＰＷＭ制御信号を出力する。位相差検出回路は、電圧検出器の出力と基準正弦波信号とを比較して、電圧検出器の出力と基準正弦波信号との位相差を求める。そしてフィードバック回路は、位相差に所定のゲインを乗算した値を基準周波数指令値に加算した値を正弦波信号発生回路の入力とする。

本発明では、フィードバック回路を設けて、他のインバータユニットの出力の影響を受けて変化する電圧検出器の出力と基準正弦波信号との位相差に所定のゲインを乗算した値を基準周波数指令値に加算した値を正弦波信号発生回路に入力する。このようにすると複数台のインバータユニットの並列運転時に発生する各インバータユニットの出力の位相差を、各インバータユニットの出力周波数を変えることによって小さくすることができる。本発明を実施した場合、各インバータユニットの出力の周波数は、基準周波数指令値と一致するわけでないが、基準周波数指令値によって指令された周波数値に近い値となり、また各インバータユニットの出力も同期がとれた状態になる。したがって各インバータユニットにおいて共通の機能や回路を共有する必要がなく、また各インバータユニットを同期させるための専用線を必要としない。

各インバータユニットの周波数をなるべく一致させるためには（周波数精度を高めるためには）、電圧検出器の出力から周波数を求め、この周波数と基準周波数指令値により指令される周波数との差を検出する周波数差検出回路をさらに設ければよい。そしてフィードバック回路を、位相差に所定のゲインを乗算した値及び周波数差に所定のゲインを乗算した値を基準周波数指令値に加算した値を正弦波信号発生回路の入力とするように構成する。このようにすると周波数差情報もフィードバックされるため、周波数精度を高めることができる。

なお周波数差検出回路を用いるのに代えて、インバータ回路の回路定数によって定まる最大周波数差に相当する値を記憶する最大周波数差記憶手段を設けてもよい。この場合には、フィードバック回路は、位相差に所定のゲインを乗算した値及び最大周波数差に相当する値を基準周波数指令値に加算した値を正弦波信号発生回路の入力とするように構成する。このようにすると、回路定数から定める最大周波数差分の周波数差情報がフィードバックされるので、実際に周波数差を検出する場合よりも、周波数精度は落ちるものの、周波数精度を高めることができる。

また位相差検出回路を、正弦波信号に所定の係数を乗算して得た基準正弦波信号と電圧検出器の出力との差信号に所定のゲインを乗算した信号と基準正弦波信号とを比較して、電圧検出器の出力と基準正弦波信号の位相差に相当する差信号を求める差信号検出回路から構成してもよい。そしてフィードバック回路は、位相差に相当する差信号に所定のゲインを乗算した値及び周波数差に所定のゲインを乗算した値を基準周波数指令値に加算した値を正弦波信号発生回路の入力とするように構成してもよい。このような差信号検出回路を用いても直接位相差を検出する場合と同様の結果を得ることができる。

なお周波数精度を高めるためには、各インバータユニット間で流れる横流を極力小さくすることが望まれる。そこで基準実効値指令値と、電圧検出器の出力に基づいて求めたインバータ回路の出力の実効値とに基づいて、インバータ回路の出力を基準実効値指令値により指令された実効値にするために必要な正弦波信号の振幅値を決定するために用いる所定の係数を定める実効値制御回路をさらに備えるのが好ましい。そしてＰＷＭ制御信号発生回路は、正弦波信号に所定の係数を乗算して得た基準正弦波信号と電圧検出器の出力との差信号に所定のゲインを乗算した信号と基準正弦波信号との加算信号から電流検出器の出力に所定のゲインを乗算した電流検出信号を減算した信号を入力としてＰＷＭ制御信号を出力するように構成するのが好ましい。このようにすると各インバータユニットの出力電圧の実効値に大きな差が生じない。またＰＷＭ制御信号発生回路に各インバータユニットの出力電流をフィードバックすると、横流の発生を抑制するように、各インバータユニットは負荷の分担をして並列運転を実行する。なおこの負荷分担の基本原理については、前述の特許文献１に詳しく説明されている。

また横流を抑制するために、検出電流をＰＷＭ制御信号発生回路にフィードバックしない他の技術を用いてもよいのは勿論である。例えば、インバータユニットのインバータ制御回路に、電圧検出器の出力と電流検出器の出力とに基づいて有効電力成分を求める有効電力成分検出回路を設ける。さらに基準実効値指令値から有効電力成分を減算した値と、電圧検出器の出力に基づいて求めたインバータ回路の出力の実効値とに基づいて、インバータ回路の出力を基準実効値指令により指令された実効値にするために必要な正弦波信号の振幅値を決定するために用いる所定の係数を定める実効値制御回路を設けてもよい。このように有効電力成分を基準実効値指令値から減算しても、横流の発生を抑制することができる。

本発明によれば、基準正弦波信号とインバータユニットの出力電圧の位相差を正弦波信号作成回路にフィードバックすることで、各インバータユニット間で発生する横流を制御するための信号を授受することなく、各インバータユニット間で同期をとることができる。したがって本発明によれば、各インバータユニットを個別制御することによりインバータユニットの並列運転をすることができる。

以下、図面を参照して本発明の並列運転インバータ装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の並列運転インバータ装置の基本構成を示す図である。図１に示すように、この並列運転インバータ装置は、複数台のインバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎが並列接続されて構成されている。複数台のインバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎは、他のインバータユニットとの間で同期を取るための同期信号を授受することなく、実質的に同期した状態でそれぞれ独自に運転を行っている。そして正常時は、並列運転されている複数台のインバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎが、原則的に、ほぼ１／ｎずつの分担率で負荷Ｌに電力を供給する。もし複数台のインバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎのうち、例えば１台のインバータユニットが故障した場合には、残りのインバータユニットが分担率を変更して負荷Ｌに電力を供給する。したがって電源としてみたときに、信頼性が非常高いものとなっている。複数台のインバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎは、それぞれ、図示しない複数の半導体スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路ＩＣ１〜ＩＣｎと、インバータ回路ＩＣ１〜ＩＣｎを構成する複数の半導体スイッチング素子をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御信号を出力するインバータ制御回路ＣＣ１〜ＣＣｎと、インバータ回路ＩＣ１〜ＩＣｎの出力電圧をそれぞれ検出する電圧検出器ＶＤ１〜ＶＤｎと、インバータ回路ＩＣ１〜ＩＣｎの出力電流を検出する電流検出器ＩＤ１〜ＩＤｎとを備えている。

インバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎのインバータ制御回路ＣＣ１〜ＣＣｎは、すべて同じ構成を有している。したがって以下の説明では、１つのインバータユニットＩＵｎで使用する１つのインバータ制御回路ＣＣｎの構成について説明する。図２は、インバータ制御回路ＣＣｎの一例の構成を示すブロック図である。このインバータ制御回路ＣＣｎは、基本的構成要素として、正弦波信号発生回路１と、ＰＷＭ制御信号発生回路３と、実効値制御回路５と、位相差検出回路７と、周波数差検出回路９と、フィードバック回路１１と、瞬時制御系１３とを備えている。正弦波信号発生回路１は、基準周波数指令値ｆが入力されると基準周波数指令値ｆに応じた周波数の正弦波基信号Ｖ_refを出力する。本実施の形態では、基準周波数指令値ｆを、固定値として正弦波信号発生回路１に与えている。具体的には、基準周波数指令値ｆ＝周波数×正弦波のデータ数×サンプリング時間となる。正弦波信号発生回路１は、カウンタ１Ａとテーブル１Ｂとを備えている。カウンタ１Ａは基準周波数指令値ｆの値をカウントし、カウント結果をテーブル１Ｂに出力する。テーブル１Ｂは、カウント値に対応した正弦波の振幅データをテーブルデータとして保有している。したがってテーブル１Ｂは、カウンタ１Ａのカウント値に対応する正弦波の振幅データを出力する。その結果、正弦波信号発生回路１の出力からは、基準周波数指令値ｆによって指令された周波数の正弦波信号Ｖ_refが出力される。カウンタ１Ａは、水晶発振器等の振動源から出力されるクロック信号を基準としてカウントアップするため、正弦波信号発生回路１の出力精度はカウンタ１Ａの精度に影響される。各インバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎには、電源投入時からほぼ同時に基準周波数指令値ｆが入力される。

本実施の形態では、実効値制御回路５が、基準実効値指令値Ｖ_rmsと、電圧検出器ＶＤの出力Ｖ_oに基づいて求めたインバータ回路ＩＣｎの出力の実効値とに基づいて、インバータ回路ＩＣｎの出力を基準実効値指令Ｖ_rmsにより指令された実効値にするために必要な正弦波信号の振幅値を決定するために用いる所定の係数αを定める。この係数αは、いわゆる変調率を示すことになる。この実効値制御回路５としては、例えば、特許第３８２５６６５号公報の図２に示されたインバータ制御回路で使用されている構成を用いることができる。特許第３８２５６６５号公報の図２に示された構成では、インバータ回路（３ａ）からの出力電圧（ＶOUT）が実効値化手段（２７）で実効値化される。そして加え合わせ点（２９）は、実効値指令値（Ｖｏ）から（ＰOUT×Ｇ１又はＧ２）の乗算値が減算された信号から、実効値化された出力電圧を減算する。加え合わせ点（２９）からの出力は、補正された実効値指令値と出力電圧（ＶOUT）の差分である。この差分が実効値制御手段（３１）に入力されて増幅された後出力される。この特許第３８２５６６５号公報の図２に示された実効値制御手段（３１）の出力が、本実施の形態で用いる係数αに相当する。なお特許第３８２５６６５号公報の図２に示された可変ゲイン手段（２３）を除いて、実効値制御手段（３１）内の伝達関数をｋｐのみとし、さらにこの実効値制御手段（３１）の出力と実効値指令値（Ｖｏ）を加算した場合にも係数αを得ることができる。

基準実効値指令値Ｖ_rmsは、予め図示しないメモリに記憶されている固定値である。インバータ回路ＩＣｎの出力の実効値は、公知の実効値演算回路を用いて演算する。実効値制御回路５では、前述のように演算により求めた実効値が基準実効値指令値Ｖ_rmsとなるのに必要な係数αを出力する。乗算器１５は、正弦波信号Ｖ_refに係数αを乗算して、基準正弦波信号Ｖ´_refとして出力する。

位相差検出回路７は、電圧検出器ＶＤｎの出力と基準正弦波信号Ｖ´_refとを比較して、電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oと基準正弦波信号Ｖ´_refとの位相差を求める。横流が大きくなると、電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oと基準正弦波信号Ｖ´_refとの位相差が大きくなる。横流が小さくなると、電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oと基準正弦波信号Ｖ´_refとの位相差が小さくなる。理想的には、この位相差が０になれば、有効電力成分の横流が０になることを意味する。本実施の形態では、この位相差が可能な範囲で０に近づくようにインバータ回路ＩＣｎの正弦波信号発生回路１の周波数を調整する。

本実施の形態では、各インバータユニットの周波数をなるべく一致させるためには（周波数精度を高めるためには）、電圧検出器ＶＤｎの出力からインバータ回路ＩＣｎの出力の周波数ｆ_oを求め、この周波数ｆ_oと基準周波数指令値ｆとの周波数差Δｆを検出する周波数差検出回路９をさらに設けている。電圧検出器ＶＤｎの出力からインバータ回路ＩＣｎの出力の周波数を求める方法としては、本願発明者が先に提案した例えば特開２００４−６４５１５号公報に記載の技術を用いればよい。

本実施の形態では、フィードバック回路１１が、位相差φに所定のゲインＧ１を乗算した値及び周波数差Δｆに所定のゲインＧ２を乗算した値を基準周波数指令値ｆに加算した値を正弦波信号発生回路１の入力とするように構成されている。ここでゲインＧ１とＧ２は、位相差検出回路７の特性と周波数差検出回路９の特性に応じて適宜に定められる調整用のゲインである。このようにすると位相差情報（φ）と一緒に周波数差情報（Δｆ）もフィードバックされるため、周波数精度高めることができる。正弦波信号発生回路１は、位相差をできるだけ０に近づけ、しかも周波数差もできるだけ０に近づけるのに必要な周波数の正弦波信号Ｖ_refを出力する。その結果、本実施の形態では、各インバータユニットの出力の周波数は、それぞれのインバータユニットを流れる微小な横流の影響を受けながら基準周波数指令値の値に近い値になる。

ＰＷＭ制御信号発生回路３は、基本的には、瞬時制御系１３において、正弦波信号Ｖ_refに係数αを乗算して得た基準正弦波信号Ｖ´_refと電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oとの差信号に所定のゲインＧ３を乗算した信号を求め、この信号に基準正弦波信号Ｖ´_refを加算した信号を入力としてＰＷＭ制御信号を出力する。この瞬時制御系１３における制御は、インバータ回路ＩＣｎの出力を基準正弦波信号Ｖ´_refに近づけるフィードバック制御である。ここでゲインＧ３は、通常のフィードバックゲインである。本実施の形態では、正弦波信号Ｖ_refに係数αを乗算して得た基準正弦波信号Ｖ´_refと電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oとの差信号と基準正弦波信号Ｖ_refとの加算信号から、電流検出器ＩＤの出力Ｉ_oに所定のゲインＧ４を乗算した電流検出信号を減算した信号を入力としてＰＷＭ制御信号を出力する。このゲインＧ４は、インバータ制御回路ＣＣｎによって駆動されるインバータ回路ＩＣｎの負荷分担率を調整するために所定の値に定められる。このようにＰＷＭ制御信号発生回路３の入力にインバータユニットＩＵｎの出力電流Ｉ_oをフィードバックすると、横流の発生を抑制するように、各インバータユニットは負荷の分担を自分で定めて、並列運転を実行する。なおこの負荷の分担の基本原理については、前述の特許文献１（特公平０６−４０７０４号公報）に詳しく説明されているので省略する。

図３は、インバータ回路の出力が三相交流出力の場合において使用可能な位相差検出回路７の構成の一例を示すブロック図である。この回路では、三相−二相変換回路７２により、三相交流出力を二相に変換し、変換した二相信号を位相差検出器７１に入力する。正弦波信号発生回路１内のテーブル１Ｂには、予め正弦波（Ｂ_nsin=sin(ω_st)）及び余弦波（Ｂ_ncos=cos(ω_st)）のデータが記憶してある。このうちのＵ相を基準とした余弦波と、正弦波信号発生回路１´から出力される１２０度の位相差を持った三相の正弦波信号のうちＵ相に相当する信号（Ｂ_nsin,Ｂ_ncos）が二相信号として位相差検出器７１に入力される。三相−二相変換回路７２で実行される三相−二相変換は、下記式で表される。

上記式で、ｖ_u、ｖ_v、ｖ_wは、三相交流電圧信号で、次式で表されるものである。

上記式でｖ_u、ｖ_v、ｖ_wは、それぞれＵ相、Ｖ相及びＷ相の交流出力電圧の瞬時値である。

さらに、正弦波信号発生回路１´から出力される正弦波（Ｂ_nsin=sin(ω_st)）及び余弦波（Ｂ_ncos=cos(ω_st)）の角周波数ω_sに従ってインバータユニットの出力の角周波数もω_sとなるはずである。しかし他のインバータユニットの横流制御による位相ずれの影響で出力の角周波数はω_sとはならない。なお、インバータの出力の角周波数ωはω_sに近い値であるので、三相−二相変換された出力電圧信号と正弦波信号発生回路１′から出力される信号との関係は、正弦波信号発生回路１′から出力される信号を基準として考えると次式となる。

インバータの出力の角周波数ω及び正弦波信号発生回路１′の出力角周波数ω_sがほぼ同じであれば、位相差φがゼロ近辺において、位相差φは下記式のように近似できる。

位相差検出器７１では、上記近似式で位相差φを求める。

図４に示す変形例では、正弦波信号発生回路１´の三相出力を三相−二相変換回路７３により二相に変換して、位相差検出器７１に入力している。このようにしても上記式と同様に位相差φを近似して求めることができる。

図５は、単相交流出力信号Ｖ_oから位相差φを検出するための回路構成の一例を示すブロック図である。単相の場合は、単相−二相変換回路７４により単相を二相に変換し、位相差検出器７１´により位相差φを検出する。単相−二相変換については、単相の信号をＡ_nsin=sin(ωt)とするとＡ_ncos=cos(ωt)成分は次式で表され、二相に変換される。

ここで、Δｔはサンプリング時間である。その他にも、図６に示すような単相ＰＬＬ回路（位相差検出回路）７０により位相差を求めることもできる。同図において、交流出力信号と正弦波信号発生回路１″から出力される余弦波を乗算すると次式のようになる。

ここで、インバータ出力信号Ｖ_oと正弦波信号発生回路１の出力の余弦波信号の乗算値をローパスフィルタ７５に通すことによりωの２倍の周波数成分が除去され、上記の式は次式のように表される。

ローパスフィルタ７５の出力は位相差φを示している。

周波数差検出回路９の構成は任意であるが、例えば図６に示した位相差検出器７０を用いる場合には、図７に示す位置から得た出力周波数ｆ_oを得て基準周波数指令値ｆとの差Δｆを求めてもよい。図７のＰＬＬ回路７０は、出力電圧と同期できるＰＬＬ回路である。ＰＬＬ回路７０の出力信号からも出力周波数ｆ_oを求めることができる。

図７の構成のように出力電圧と同期できるＰＬＬ回路を用いると、カウンタ１Ａのアドレスに入力される信号そのものが出力電圧Ｖ_oの周波数ｆ_oそのものの値を示している。そのため、カウンタ１Ａのアドレスへ入力する値ｆ_oと基準周波数指令値ｆとの差を求めても周波数差Δｆを求めることができる。また、前述の交流出力信号を図３の三相−二相変換回路７２または図５の単相−二相変換回路７４により二相に変換した信号を用いて次式から出力周波数ｆ_oを求めることができる。

上記式において、Ｃ_nsinの下付となっているｎは、ｎ番目のサンプリング値を示しているものとし、ｎ−１はｎ−１番目の値を示しているものとする。この出力周波数ｆ_oと基準周波数指令値ｆとの差を求めても周波数差Δｆを求めることができる。

また周波数差検出回路としては、特開２００４−６４５１５号公報「周期性信号制御装置及び周波数検出装置」で説明されている回路を用いても良いのは勿論である。この公報には、下記の式に基づいて、周波数ω_ｓと出力周波数ω_oとの周波数差Δωを求めるために、下記の演算式を用いることが開示されている。

図１に示すインバータ制御回路をそれぞれ備えたインバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎの出力の周波数は、基準周波数指令値ｆによって指令された周波数値に近い値となり、また各インバータユニットＩＵ１〜ＩＵｎの出力も同期がとれた状態になる。したがって本実施の形態を用いる場合には、各インバータユニットを同期させるための専用線を必要としない。

なお図２に示した周波数差検出回路９を用いるのに代えて、図８に示す他のインバータ制御回路ＣＣｎ´のように、インバータ回路ＩＣの回路定数によって定まる最大周波数差に相当する値Δｆ_maxを記憶する最大周波数差記憶手段１９を設けてもよい。図８において、図２に示したインバータ制御回路ＣＣｎと同様の構成部分には、図２に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。図８のインバータ制御回路ＣＣｎ´においては、フィードバック回路１１が、位相差φに所定のゲインＧ１を乗算した値及び最大周波数差Δｆ_maxに相当する値を、基準周波数指令値ｆに加算して得た値を正弦波信号発生回路１の入力とするように構成する。このようにすると、回路定数から定める最大周波数差Δｆ_max分の周波数差情報がフィードバックされるので、実際に周波数差を検出する場合よりも、周波数精度は落ちるものの、周波数精度を高めることができる。

また図９に示すイバータ制御回路ＣＣｎ″のように、図２に示す位相差検出回路７を、正弦波信号Ｖ_refに係数αを乗算して得た基準正弦波信号Ｖ´_refと電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oとの差信号に所定のゲインＧ´１を乗算した信号と基準正弦波信号Ｖ´_refとを比較して、電圧検出器ＤＶｎの出力Ｖ_oと基準正弦波信号Ｖ´_refの位相差φに相当する差信号を求める差信号検出回路１７から構成してもよい。そしてフィードバック回路１１は、位相差に相当する差信号Δｓに所定のゲインＧ´１を乗算した値及び周波数差Δｆに所定のゲインＧ２を乗算した値を、基準周波数指令値ｆに加算して得た値を正弦波信号発生回路１の入力とするように構成する。このような差信号検出回路１７を用いても直接位相差を検出する場合と同様の結果を得ることができる。例えば、基準正弦波信号と出力電圧の位相が僅かにずれた場合には、差信号検出回路１７の出力は、基準正弦波信号や出力電圧（両者は僅かにずれているがほぼ同じ）の位相より９０度遅れまたは進みの交流信号として現れる。つまり、僅かな位相差は大きく現れることになる。これを前述の位相差検出回路７で行うのと同様な演算で位相差をなくすように制御すれば、同様の結果が得られる。

また横流を抑制するために、検出電流をＰＷＭ制御信号発生回路３にフィードバックしない他の技術を用いてもよいのは勿論である。例えば、図１０に示すインバータ制御回路ＣＣｎ″′では、電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oと電流検出器ＩＤｎの出力Ｉ_oに基づいて有効電力成分を求める有効電力成分検出回路１８を設けている。そしてこのインバータ制御回路では、基準実効値指令値Ｖ_rmsから有効電力成分を減算した値と、電圧検出器ＶＤｎの出力Ｖ_oに基づいて求めたインバータ回路の出力の実効値とに基づいて、インバータ回路の出力を基準実効値指令Ｖ_rmsにより指令された実効値にするために必要な正弦波信号の振幅値を決定するために用いる係数αを定める実効値制御回路５´を設けている。このように有効電力成分を基準実効値指令値から減算しても、横流の発生を抑制することができる。横流の発生を抑制するための原理は、特公平６−４０７０４号公報（特許文献１）及び特許第３８２５６６５号（特許文献４）に記載された発明における横流を抑制する原理と同様である。なお特許第３８２５６６５号の図２に示された構成では、出力電流を差動増幅回路（３４）の出力から減算している。これに対して、本実施の形態では、出力電流を減算しなくても同様の効果が得られる。

なお上記の各実施の形態では、周波数差Δｆをフィードバックしているが、位相差φだけをフィードバックするようにしても、十分に効果を得ることができるのは勿論である。

本発明の並列運転インバータ装置の概略構成を示すブロック図である。 インバータ制御回路の一例の構成を示すブロック図である。 位相差検出回路の具体的な回路例を説明するために用いる図である。 位相差検出回路の具体的な回路例を説明するために用いる図である。 位相差検出回路の具体的な回路例を説明するために用いる図である。 位相差検出回路の具体的な回路例を説明するために用いる図である。 ＰＬＬ回路を用いて出力周波数を得る具体的な回路例を説明するために用いる図である。 他のインバータ制御回路の構成を示すブロック図である。 他のインバータ制御回路の構成を示すブロック図である。 他のインバータ制御回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 正弦波信号発生回路
３ ＰＷＭ信号発生回路
５ 実効値制御回路
７ 位相差検出回路
９ 周波数差検出回路
１７ 差信号検出回路
１８ 有効電力成分検出回路
１９ 最大周波数差記憶手段

Claims (6)

1. 複数の半導体スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路と、前記インバータ回路の前記複数の半導体スイッチング素子をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御信号を出力するインバータ制御回路と、前記インバータ回路の出力電圧を検出する電圧検出器と、前記インバータ回路の出力電流を検出する電流検出器とを備えたインバータユニットが、複数台並列接続されて構成されて、並列運転された複数台の前記インバータユニットから負荷に電力を供給する並列運転インバータ装置であって、
   前記インバータユニットの前記インバータ制御回路は、
   基準周波数指令値が入力されると前記基準周波数指令値に応じた周波数の正弦波信号を発生する正弦波信号発生回路と、
   前記正弦波信号に所定の係数を乗算して得た基準正弦波信号と前記電圧検出器の出力との差信号に所定のゲインを乗算した信号と前記基準正弦波信号とを加算した信号を入力として前記ＰＷＭ制御信号を出力するＰＷＭ制御信号発生回路と、
   前記電圧検出器の出力と前記基準正弦波信号との位相差を求める位相差検出回路と、
   前記位相差に所定のゲインを乗算した値を前記基準周波数指令値に加算した値を前記正弦波信号発生回路の入力とするフィードバック回路とを備えていることを特徴とする並列運転インバータ装置。
2. 前記インバータユニットの前記インバータ制御回路は、
   前記電圧検出器の出力から周波数を求め、該周波数と前記基準周波数指令値により指令された周波数との差を検出する周波数差検出回路をさらに備え、
   前記フィードバック回路は、前記位相差に所定のゲインを乗算した値及び前記周波数差に所定のゲインを乗算した値を前記基準周波数指令値に加算した値を前記正弦波信号発生回路の入力とするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の並列運転インバータ装置。
3. 前記インバータ回路の回路定数によって定まる最大周波数差に相当する値を記憶する最大周波数差記憶手段をさらに備え、
   前記フィードバック回路は、前記位相差に所定のゲインを乗算した値及び前記最大周波数差に相当する値を前記基準周波数指令値に加算した値を前記正弦波信号発生回路の入力とするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の並列運転インバータ装置。
4. 前記位相差検出回路が、前記正弦波信号に前記所定の係数を乗算して得た前記基準正弦波信号と前記電圧検出器の出力との差信号に所定のゲインを乗算した信号と前記基準正弦波信号とを比較して、前記電圧検出器の出力と前記基準正弦波信号の位相差に相当する差信号を求める差信号検出回路から構成され、
   前記フィードバック回路は、前記位相差に相当する差信号に所定のゲインを乗算した値及び前記周波数差に所定のゲインを乗算した値を前記基準周波数指令値に加算した値を前記正弦波信号発生回路の入力とするように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の並列運転インバータ装置。
5. 前記インバータユニットの前記インバータ制御回路は、
   基準実効値指令値と前記電圧検出器の出力に基づいて求めた前記インバータ回路の出力の実効値とに基づいて、前記インバータ回路の出力を前記基準実効値指令値により指令された実効値にするために必要な前記正弦波信号の振幅値を決定するために用いる前記係数を定める実効値制御回路をさらに備え、
   前記ＰＷＭ制御信号発生回路は、前記正弦波信号に前記係数を乗算して得た基準正弦波信号と前記電圧検出器の出力との差信号に所定のゲインを乗算した信号と前記基準正弦波信号との加算信号から前記電流検出器の出力に所定のゲインを乗算した電流検出信号を減算した信号を入力として前記ＰＷＭ制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項２，３または４に記載の並列運転インバータ装置。
6. 前記インバータユニットの前記インバータ制御回路は、
   前記電圧検出器の出力と前記電流検出器の出力とに基づいて有効電力成分を求める有効電力成分検出回路と、
   基準実効値指令値から前記有効電力成分を減算した値と、前記電圧検出器の出力に基づいて求めた前記インバータ回路の出力の実効値とに基づいて、前記インバータ回路の出力を前記基準実効値指令値により指令された実効値にするために必要な前記正弦波信号の振幅値を決定するために用いる前記所定の係数を定める実効値制御回路と、
   前記電圧検出器の出力から周波数を求め、該周波数と前記基準周波数指令値により指令された周波数との差を検出する周波数差検出回路とをさらに備え、
   前記フィードバック回路は、前記位相差に所定のゲインを乗算した値及び前記周波数差に所定のゲインを乗算した値を前記基準周波数指令値に加算した値を前記正弦波信号発生回路の入力とするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の並列運転インバータ装置。

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