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JP6300785B2 - Inverter system - Google Patents

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JP6300785B2
JP6300785B2 JP2015507750A JP2015507750A JP6300785B2 JP 6300785 B2 JP6300785 B2 JP 6300785B2 JP 2015507750 A JP2015507750 A JP 2015507750A JP 2015507750 A JP2015507750 A JP 2015507750A JP 6300785 B2 JP6300785 B2 JP 6300785B2
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和徳 畠山
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崇 山川
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Description

本発明は、インバータシステムに関する。 The present invention relates to Lee down inverter system.

近年、災害時等の非常時における供給電力量の低下への対策として、分散型の電源システムが検討されている。このような分散型の電源システムは、需用電力量の小さい時間（例えば、夜間等）に直流電力を蓄え、蓄えた直流電力を電力変換装置によって交流電力に変換して使用することが一般的である。例えば、特許文献１には、商用電力供給源、太陽光発電部、燃料電池発電部及び蓄電部の少なくとも一つから電力を供給する電力供給システムであって、商用電力供給源の停電等が発生した場合、スイッチにより商用電力供給源を解列して、蓄電部が自立運転を開始し別スイッチを経由して負荷に電力を供給することが開示されている。   In recent years, a distributed power supply system has been studied as a countermeasure against a decrease in the amount of power supplied in an emergency such as a disaster. Such a distributed power supply system generally stores DC power when the amount of power required is small (for example, at night) and converts the stored DC power into AC power using a power converter. It is. For example, Patent Document 1 discloses a power supply system that supplies power from at least one of a commercial power supply source, a solar power generation unit, a fuel cell power generation unit, and a power storage unit, and a blackout or the like of the commercial power supply source occurs. In such a case, it is disclosed that a commercial power supply source is disconnected by a switch, and the power storage unit starts a self-sustained operation and supplies power to a load via another switch.

特開２０１１−１８８６０７号公報JP 2011-188607 A

しかしながら、従来の技術によれば、分散型の電源システムで宅内負荷を動作させる場合には、直流電圧を昇降圧するＤＣ−ＤＣ変換器と、直流を交流に変換するＤＣ−ＡＣ変換器にて、電力系統と同等の例えば交流１００Ｖなどの電圧を生成した後に、宅内負荷に供給する必要がある。また、冷蔵庫や空気調和機は、近年の消費電力削減の観点からインバータを搭載したものが大多数を占めており、交流を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換器及びＤＣ−ＡＣ変換器を備えているため、計４つの変換器による電力損失が発生してしまう。   However, according to the prior art, when operating a residential load with a distributed power supply system, a DC-DC converter that steps up and down a DC voltage and a DC-AC converter that converts DC to AC, For example, it is necessary to supply a voltage to an in-home load after generating a voltage such as AC 100V equivalent to the power system. Most refrigerators and air conditioners are equipped with inverters from the viewpoint of reducing power consumption in recent years, and include AC-DC converters and DC-AC converters that convert alternating current into direct current. Therefore, power loss due to a total of four converters occurs.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、商用電源及び分散電源システムによりインバータシステムを動作させる際の電力損失を低減することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at reducing the power loss at the time of operating an inverter system by a commercial power source and a distributed power supply system.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のインバータシステムは、交流電源からの交流を直流に変換して出力する第１の交流直流変換部と、直流電源からの直流を交流に変換して誘導性負荷に出力する直流交流変換部と、を備え、前記誘導性負荷には前記交流電源及び前記直流電源の一方または双方から電力の供給が可能であり、前記直流電源には前記交流電源から電力の供給が可能であるインバータシステムであって、前記第１の交流直流変換部は、開閉制御部に制御される交流開閉部を介して前記交流電源に電気的に接続され、前記直流交流変換部は、前記開閉制御部に制御される、前記交流開閉部とは別個に設けられた直流開閉部を介して前記直流電源に電気的に接続され、前記第１の交流直流変換部は、前記直流交流変換部を介して前記誘導性負荷に電気的に接続され、前記開閉制御部は、前記交流開閉部及び前記直流開閉部の双方を閉状態として、前記交流電源から前記第１の交流直流変換部に電力を供給し、前記直流電源から前記直流交流変換部に電力を供給し、前記交流電源から供給される電力が制限値を超えないように制御し、前記交流電源には、電源切替するインバータを非搭載の電源切替インバータ非搭載装置が並列接続され、前記電源切替インバータ非搭載装置は、前記第１の交流直流変換部とは別個に設けられた第２の交流直流変換部を介して、前記直流電源に接続されて前記直流電源からの電力供給が可能である。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an inverter system according to the present invention includes a first AC / DC converter that converts an alternating current from an alternating current power source into a direct current, and outputs the direct current from the direct current power source. A direct current to alternating current converter that converts the current into an inductive load, and the inductive load can be supplied with power from one or both of the alternating current power source and the direct current power source An inverter system capable of supplying power from the AC power source, wherein the first AC / DC conversion unit is electrically connected to the AC power source via an AC switching unit controlled by an switching control unit, The DC / AC converter is electrically connected to the DC power source via a DC switch provided separately from the AC switch, controlled by the switch controller, and the first AC / DC converter. Part is the direct current alternating current It is electrically connected to the inductive load via a conversion unit, and the switching control unit sets both the AC switching unit and the DC switching unit in a closed state from the AC power source to the first AC / DC conversion unit. To the DC / AC converter from the DC power source, and the AC power source is controlled so that the power supplied from the AC power source does not exceed a limit value. Are connected in parallel, and the power switching inverter non-mounting device is connected via the second AC / DC conversion unit provided separately from the first AC / DC conversion unit, It is connected to the DC power supply and can be supplied with power from the DC power supply.

本発明によれば、商用電源及び分散電源システムによりインバータシステムを動作させる際の電力損失を低減することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to reduce power loss when operating an inverter system with a commercial power source and a distributed power source system.

図１は、実施の形態１に係るインバータシステムを示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an inverter system according to the first embodiment. 図２は、実施の形態１に係るインバータシステムに含まれるインバータ装置、交流電源及び直流電源の詳細な構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the inverter device, the AC power source, and the DC power source included in the inverter system according to the first embodiment. 図３−１は、比較例における通常運転時の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 3A is a diagram illustrating a power supply path during normal operation in the comparative example. 図３−２は、実施の形態１に係る構成における通常運転時の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 3-2 is a diagram for explaining a power supply path during normal operation in the configuration according to the first embodiment. 図４−１は、比較例における非常時の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 4-1 is a diagram for explaining an emergency power supply path in a comparative example. 図４−２は、実施の形態１に係る構成における非常時の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 4B is a diagram for explaining an emergency power supply path in the configuration according to the first embodiment. 図５は、実施の形態１に係る構成における交流電源と直流電源の双方から電力を供給する場合の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a power supply path when power is supplied from both the AC power supply and the DC power supply in the configuration according to the first embodiment. 図６は、実施の形態２に係るインバータシステムを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an inverter system according to the second embodiment. 図７は、実施の形態２に係る構成における通常運転時の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a power supply path during normal operation in the configuration according to the second embodiment. 図８は、実施の形態２に係る構成における非常時の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an emergency power supply path in the configuration according to the second embodiment. 図９は、実施の形態２に係る構成における交流電源と直流電源の双方から電力を供給する場合の電力の供給経路を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a power supply path when power is supplied from both the AC power supply and the DC power supply in the configuration according to the second embodiment.

以下に、本発明にかかるインバータシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 It will be described below in detail with reference to the accompanying drawings of embodiments of Louis down inverter system has all the present invention. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るインバータシステムを示す図である。図１に示す電源切替インバータシステム１００は、インバータ装置２００と、開閉部３００と、開閉制御部４００と、を備え、交流電源５００及び直流電源６００に電気的に接続されている。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an inverter system according to the present embodiment. A power supply switching inverter system 100 shown in FIG. 1 includes an inverter device 200, an opening / closing unit 300, and an opening / closing control unit 400, and is electrically connected to an AC power source 500 and a DC power source 600.

インバータ装置２００は、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０（交流直流変換部）と、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０（直流交流変換部）と、誘導性負荷２３０と、直流開閉部接続端子２４０と、を備える。ＤＣ−ＡＣ変換部２２０には、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０及び誘導性負荷２３０が、それぞれ電気的に接続されている。   The inverter device 200 includes an AC-DC conversion unit 210 (AC / DC conversion unit), a DC-AC conversion unit 220 (DC / AC conversion unit), an inductive load 230, and a DC switching unit connection terminal 240. An AC-DC converter 210 and an inductive load 230 are electrically connected to the DC-AC converter 220, respectively.

開閉部３００は、交流開閉部３１０及び直流開閉部３２０を備える。交流開閉部３１０は、交流電源５００とＡＣ−ＤＣ変換部２１０に電気的に接続されている。また、直流開閉部３２０は、直流電源６００と、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０と、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０と、に電気的に接続されている。   The opening / closing part 300 includes an AC opening / closing part 310 and a DC opening / closing part 320. The AC switching unit 310 is electrically connected to the AC power source 500 and the AC-DC conversion unit 210. In addition, the DC switching unit 320 is electrically connected to the DC power source 600, the AC-DC conversion unit 210, and the DC-AC conversion unit 220.

交流開閉部３１０及び直流開閉部３２０は、開状態または閉状態のいずれかとなるよう開閉制御部４００によって制御される。すなわち、インバータ装置２００に入力される配線系統には、交流電力が供給される配線系統と直流電力が供給される配線系統があり、電力の供給に際して、どちらの配線系統を用いるかを開閉制御部４００が開閉部３００を制御して決定する。   The AC opening / closing unit 310 and the DC opening / closing unit 320 are controlled by the opening / closing control unit 400 so as to be in an open state or a closed state. That is, the wiring system input to the inverter device 200 includes a wiring system to which AC power is supplied and a wiring system to which DC power is supplied. 400 is determined by controlling the opening and closing unit 300.

交流電源５００は、商用電源５１０及びＡＣ−ＤＣ変換部５２０を備える。交流電源５００は、商用電源５１０による交流電圧、または直流電源６００の直流電圧をＡＣ−ＤＣ変換部５２０によって変換した交流電圧を交流開閉部３１０に供給する。   The AC power supply 500 includes a commercial power supply 510 and an AC-DC converter 520. The AC power supply 500 supplies the AC voltage generated by the commercial power supply 510 or the AC voltage obtained by converting the DC voltage of the DC power supply 600 by the AC-DC conversion unit 520 to the AC switching unit 310.

直流電源６００は、直流電圧源６１０（バッテリ等）及びＤＣ−ＤＣ変換部６２０を備える。直流電源６００は、直流電圧源６１０の直流電圧をＤＣ−ＤＣ変換部６２０により所定の直流電圧に変換し、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０及び直流開閉部３２０に供給する。なお、直流電圧源６１０は、電気自動車に搭載された蓄電池であってもよい。   The DC power supply 600 includes a DC voltage source 610 (battery or the like) and a DC-DC converter 620. The DC power supply 600 converts the DC voltage of the DC voltage source 610 into a predetermined DC voltage by the DC-DC conversion unit 620 and supplies it to the AC-DC conversion unit 520 and the DC switching unit 320. Note that the DC voltage source 610 may be a storage battery mounted on an electric vehicle.

図２は、電源切替インバータシステム１００に含まれるインバータ装置２００、交流電源５００及び直流電源６００の詳細な構成を示す図である。ＡＣ−ＤＣ変換部２１０は、リアクトル２１１と、ダイオード２１２ａ〜２１２ｄと、コンデンサ２１３と、を備え、交流電源５００から交流開閉部３１０を介して供給される交流電圧を直流電圧に変換する。ただし、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０は、図示した構成に限定されず、交流から直流に変換可能な構成であればよい。   FIG. 2 is a diagram illustrating detailed configurations of the inverter device 200, the AC power supply 500, and the DC power supply 600 included in the power supply switching inverter system 100. The AC-DC conversion unit 210 includes a reactor 211, diodes 212a to 212d, and a capacitor 213, and converts an AC voltage supplied from the AC power supply 500 through the AC switching unit 310 into a DC voltage. However, the AC-DC conversion unit 210 is not limited to the illustrated configuration, and may be any configuration that can convert AC to DC.

また、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０は、６つのスイッチング素子２２１ａ〜２２１ｆによって、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０からの直流を所定の電圧値及び周波数の交流に変換する。ただし、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０は、図示した構成に限定されず、直流から交流に変換可能な構成であればよい。   The DC-AC converter 220 converts the direct current from the AC-DC converter 210 into alternating current having a predetermined voltage value and frequency by using the six switching elements 221a to 221f. However, the DC-AC conversion unit 220 is not limited to the illustrated configuration, and may be any configuration that can convert from direct current to alternating current.

さらに、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０とＤＣ−ＡＣ変換部２２０の間は、直流開閉部接続端子２４０（端子２４１及び端子２４２）に電気的に接続されている。直流開閉部接続端子２４０は、直流開閉部３２０を介して直流電源６００に電気的に接続されている。直流電源６００は、特定の構成に限定されず、直流電圧を供給可能なものであればよい。直流電源６００としては、ニッケル水素電池及びリチウムイオン電池等の蓄電池、太陽電池並びに燃料電池を例示することができる。   Further, the AC-DC conversion unit 210 and the DC-AC conversion unit 220 are electrically connected to the DC switching unit connection terminal 240 (terminal 241 and terminal 242). The DC switch connection terminal 240 is electrically connected to the DC power supply 600 through the DC switch 320. The DC power supply 600 is not limited to a specific configuration, and may be any one that can supply a DC voltage. Examples of the DC power supply 600 include storage batteries such as nickel metal hydride batteries and lithium ion batteries, solar batteries, and fuel cells.

また、誘導性負荷２３０は、例えば電動機である。誘導性負荷２３０が電動機である場合には、誘導性負荷２３０は、固定子（ステータ）２３１と、回転子（ロータ）２３２と、負荷２３３と、を備え、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０からの交流によって固定子２３１の巻線にて回転磁界を発生させることで、回転子２３２を回転させて負荷２３３を駆動する。なお、ここでは、誘導性負荷２３０として電動機を例示しているが、これに限定されない。誘導性負荷２３０としては、誘導加熱用のコイルを例示することができる。   The inductive load 230 is, for example, an electric motor. When the inductive load 230 is an electric motor, the inductive load 230 includes a stator (stator) 231, a rotor (rotor) 232, and a load 233, and an alternating current from the DC-AC conversion unit 220. By generating a rotating magnetic field in the winding of the stator 231, the rotor 232 is rotated and the load 233 is driven. In addition, although the electric motor is illustrated here as the inductive load 230, it is not limited to this. As the inductive load 230, a coil for induction heating can be exemplified.

交流電源５００のＡＣ−ＤＣ変換部５２０は、４つのスイッチング素子５２１ａ〜５２１ｄと、フィルタ部５２２と、を備える。ＡＣ−ＤＣ変換部５２０は、直流電源６００からの直流を４つのスイッチング素子５２１ａ〜５２１ｄとフィルタ部５２２によって商用電源５１０と同等の振幅及び同等の周波数の交流に変換する。   The AC-DC conversion unit 520 of the AC power supply 500 includes four switching elements 521a to 521d and a filter unit 522. The AC-DC converter 520 converts the direct current from the direct-current power supply 600 into alternating current having the same amplitude and the same frequency as that of the commercial power supply 510 by using the four switching elements 521a to 521d and the filter unit 522.

なお、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０は、交流電源５００の交流を４つのスイッチング素子５２１ａ〜５２１ｄによって構成されたダイオードにて整流することで、直流に変換することも可能である。   Note that the AC-DC conversion unit 520 can also convert the alternating current of the alternating current power supply 500 into direct current by rectifying with a diode configured by the four switching elements 521a to 521d.

直流電源６００のＤＣ−ＤＣ変換部６２０は、４つのスイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄと、トランス６２２と、４つのスイッチング素子６２３ａ〜６２３ｄと、平滑コンデンサ６２４と、を備える。ＤＣ−ＤＣ変換部６２０では、４つのスイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄの開閉状態を制御することで、直流電圧源６１０の直流を交流に変換し、トランス６２２の１次側から２次側に交流電力が伝達される。伝達された交流電力は、４つのスイッチング素子６２３ａ〜６２３ｄによって構成されたダイオードにて整流され、平滑コンデンサ６２４にて平滑されて所定の電圧の直流に変換される。   The DC-DC converter 620 of the DC power supply 600 includes four switching elements 621a to 621d, a transformer 622, four switching elements 623a to 623d, and a smoothing capacitor 624. The DC-DC converter 620 converts the direct current of the direct current voltage source 610 into alternating current by controlling the open / closed states of the four switching elements 621a to 621d, and alternating current power is transferred from the primary side to the secondary side of the transformer 622. Communicated. The transmitted AC power is rectified by a diode constituted by four switching elements 623a to 623d, smoothed by a smoothing capacitor 624, and converted into a DC of a predetermined voltage.

また、逆にＤＣ−ＤＣ変換部６２０では、４つのスイッチング素子６２３ａ〜６２３ｄの開閉状態を制御することで、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０から供給される直流を交流に変換し、トランス６２２の２次側から１次側に交流電力を伝達することも可能である。伝達された交流電力は、４つのスイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄによって構成されたダイオードにて整流され、直流電圧源６１０に供給される。このようにして、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０は、双方向型として動作させることもできるため、直流電圧源６１０が例えば蓄電池である場合には、交流開閉部３１０及び直流開閉部３２０の双方を開状態として充電を行うことも可能である。   Conversely, the DC-DC conversion unit 620 converts the direct current supplied from the AC-DC conversion unit 520 into alternating current by controlling the open / closed states of the four switching elements 623 a to 623 d, and the secondary of the transformer 622. It is also possible to transmit AC power from the side to the primary side. The transmitted AC power is rectified by a diode constituted by four switching elements 621 a to 621 d and supplied to the DC voltage source 610. Thus, since the DC-DC conversion unit 620 can be operated as a bidirectional type, when the DC voltage source 610 is a storage battery, for example, both the AC switching unit 310 and the DC switching unit 320 are opened. It is also possible to charge as a state.

なお、ここではＤＣ−ＤＣ変換部６２０は双方向型に限定されず、昇圧型、降圧型または昇降圧型であってもよく、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０は、直流電圧を調整することが可能であれば、特定の構成に限定されない。   Here, the DC-DC conversion unit 620 is not limited to the bidirectional type, and may be a step-up type, a step-down type, or a step-up / step-down type, and the DC-DC conversion unit 620 can adjust a DC voltage. If there is, it is not limited to a specific configuration.

ここで、インバータ装置２００の動作について説明する。まず、交流電源５００を電源としてインバータ装置２００を動作させる場合について、比較例の構成と本実施の形態の構成を対比させて説明する（通常運転時）。   Here, the operation of the inverter device 200 will be described. First, the case where inverter device 200 is operated using AC power supply 500 as a power source will be described by comparing the configuration of the comparative example with the configuration of the present embodiment (during normal operation).

図３−１は、比較例の構成における通常運転時の電力の供給経路を説明する図である。通常運転時には、交流電源５００の交流電力は、交流開閉部３１０を介して、インバータ装置２００に供給される（図３−１中の太矢印）。インバータ装置２００に供給された交流電力は、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０及びＤＣ−ＡＣ変換部２２０を介して、誘導性負荷２３０に供給される。このような経路を辿ることで、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０及びＤＣ−ＡＣ変換部２２０において電力損失が発生する。   FIG. 3A is a diagram illustrating a power supply path during normal operation in the configuration of the comparative example. During normal operation, AC power from the AC power supply 500 is supplied to the inverter device 200 via the AC switching unit 310 (thick arrow in FIG. 3A). The AC power supplied to the inverter device 200 is supplied to the inductive load 230 via the AC-DC converter 210 and the DC-AC converter 220. By following such a path, power loss occurs in the AC-DC converter 210 and the DC-AC converter 220.

図３−２は、本実施の形態の構成における通常運転時の電力の供給経路を説明する図である。通常運転時には、交流開閉部３１０を閉状態とし、直流開閉部３２０は開状態とする。このとき、交流電源５００の交流電力は、交流開閉部３１０を介して、インバータ装置２００に供給される（図３−２中の太矢印）。インバータ装置２００に供給された交流電力は、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０及びＤＣ−ＡＣ変換部２２０を介して、誘導性負荷２３０に供給される。このような経路を辿ることで、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０及びＤＣ−ＡＣ変換部２２０において電力損失が発生する。   FIG. 3-2 is a diagram for explaining a power supply path during normal operation in the configuration of the present embodiment. During normal operation, the AC switch 310 is closed and the DC switch 320 is open. At this time, the AC power of the AC power supply 500 is supplied to the inverter device 200 via the AC switching unit 310 (thick arrow in FIG. 3-2). The AC power supplied to the inverter device 200 is supplied to the inductive load 230 via the AC-DC converter 210 and the DC-AC converter 220. By following such a path, power loss occurs in the AC-DC converter 210 and the DC-AC converter 220.

すなわち、交流電源５００からの電力は、本実施の形態の構成においても、比較例の構成においても、同じ経路を辿ることになる。   That is, the power from the AC power source 500 follows the same path in both the configuration of the present embodiment and the configuration of the comparative example.

次に、交流電源５００の商用電源５１０からの電力の供給が停止（停電）した場合について、説明する（非常時）。   Next, the case where the supply of power from the commercial power supply 510 of the AC power supply 500 is stopped (power failure) will be described (emergency).

図４−１は、比較例の構成における非常時の電力の供給経路について説明する図である。非常時には、直流電源６００を電源とし、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０により直流を交流に変換する。このとき、直流電圧源６１０からの電力には、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０及びＤＣ−ＡＣ変換部２２０において電力損失が発生するため、通常運転時と比較して消費電力が大きいという問題がある。   FIG. 4A is a diagram for explaining an emergency power supply path in the configuration of the comparative example. In an emergency, the DC power source 600 is used as a power source, and the AC-DC conversion unit 520 converts direct current into alternating current. At this time, power loss from the DC voltage source 610 occurs in the DC-DC converter 620, the AC-DC converter 520, the AC-DC converter 210, and the DC-AC converter 220. There is a problem that power consumption is larger than time.

そこで、本実施の形態では、非常時には直流開閉部３２０を閉じて、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０が直流開閉部３２０を介してＤＣ−ＡＣ変換部２２０に電気的に接続されるため、電力損失発生箇所をＤＣ−ＤＣ変換部６２０とＤＣ−ＡＣ変換部２２０のみとすることができる。このように、消費電力を抑えることができるため、例えば、直流電圧源６１０が蓄電池の場合には、電池残容量の低下を抑制することができ、インバータ装置２００の長時間の駆動が可能となる。また、バッテリの劣化も抑制することができる。   Therefore, in this embodiment, the DC switching unit 320 is closed in an emergency, and the DC-DC conversion unit 620 is electrically connected to the DC-AC conversion unit 220 via the DC switching unit 320, so that power loss occurs. The location can be only the DC-DC converter 620 and the DC-AC converter 220. Thus, since power consumption can be suppressed, for example, when the DC voltage source 610 is a storage battery, it is possible to suppress a decrease in the remaining battery capacity and to drive the inverter device 200 for a long time. . Moreover, deterioration of the battery can also be suppressed.

図４−２は、本実施の形態の構成における非常時の電力の供給経路について説明する図である。非常時には、交流開閉部３１０を開状態とし、直流開閉部３２０は閉状態とする。このとき、直流電源６００の直流電力は、直流開閉部３２０を介して、インバータ装置２００に供給される（図４−２中の実線の太矢印）。インバータ装置２００に供給された交流電力は、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０を介して、誘導性負荷２３０に供給される。このような経路を辿ることで、直流電圧源６１０からの電力には、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０及びＤＣ−ＡＣ変換部２２０において電力損失が発生するが、比較例の構成と比較して電力損失が小さく、消費電力を抑えることができる。なお、比較例の構成における経路を点線で示す。   FIG. 4B is a diagram for explaining an emergency power supply path in the configuration of the present embodiment. In an emergency, the AC switch 310 is opened and the DC switch 320 is closed. At this time, the DC power of the DC power supply 600 is supplied to the inverter device 200 via the DC switching unit 320 (solid thick arrow in FIG. 4-2). The AC power supplied to the inverter device 200 is supplied to the inductive load 230 via the DC-AC conversion unit 220. By following such a path, power loss occurs in the DC-DC conversion unit 620 and the DC-AC conversion unit 220 in the power from the DC voltage source 610. Compared with the configuration of the comparative example, the power loss The power consumption can be reduced. In addition, the path | route in the structure of a comparative example is shown with a dotted line.

以上説明したように、本実施の形態の構成によれば、非常時において比較例よりも電力損失を抑えることができる。   As described above, according to the configuration of the present embodiment, power loss can be suppressed more than in the comparative example in an emergency.

なお、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０が出力する直流の電圧を、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０が出力する直流の電圧よりも高くしてＤＣ−ＡＣ変換部２２０に供給すると、誘導性負荷２３０に供給する電圧を高くすることができ、誘導性負荷２３０の駆動能力を高くすることもできる。   When the DC voltage output from the DC-DC converter 620 is set higher than the DC voltage output from the AC-DC converter 210 and is supplied to the DC-AC converter 220, the DC voltage is supplied to the inductive load 230. The voltage can be increased, and the driving capability of the inductive load 230 can be increased.

また、交流電源５００の商用電源５１０のみによってインバータ装置２００を動作させると、商用電源５１０の消費電力が増大し、電流の増加により配電盤のブレーカ（図示せず）が遮断されることがある。また、商用電源５１０の電力供給能力が低下した場合には、周辺地域において同時に大電力を消費した場合に、需用電力が供給電力を上回り、大規模な停電等を引き起こす恐れがある。   Further, when inverter device 200 is operated only by commercial power supply 510 of AC power supply 500, the power consumption of commercial power supply 510 increases, and a breaker (not shown) of the switchboard may be interrupted due to an increase in current. Further, when the power supply capacity of the commercial power supply 510 is reduced, when large power is consumed at the same time in the surrounding area, the demand power may exceed the supply power and cause a large-scale power outage or the like.

そこで、本実施の形態の構成のインバータシステムでは、非常時でなくとも、直流電源６００を補助電源として動作させてもよい。すなわち、交流電源５００と直流電源６００の双方から給電し、交流電源５００の交流電圧は交流開閉部３１０を介して供給するとともに、直流電源６００からの直流電圧は直流開閉部３２０を介して供給して誘導性負荷２３０を駆動すると、商用電源５１０で消費する電力が抑えられ、上記の問題を解決することが可能となる。   Therefore, in the inverter system having the configuration of the present embodiment, the DC power supply 600 may be operated as an auxiliary power supply even in an emergency. That is, power is supplied from both the AC power source 500 and the DC power source 600, the AC voltage of the AC power source 500 is supplied via the AC switching unit 310, and the DC voltage from the DC power source 600 is supplied via the DC switching unit 320. When the inductive load 230 is driven, the power consumed by the commercial power supply 510 is suppressed, and the above problem can be solved.

図５は、このように、交流電源５００と直流電源６００の双方から給電する場合の電力の供給経路について説明する図である。交流電源５００と直流電源６００の双方から給電する場合には、図５に示すように交流開閉部３１０及び直流開閉部３２０の双方が閉状態となる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a power supply path when power is supplied from both the AC power supply 500 and the DC power supply 600 as described above. When power is supplied from both the AC power source 500 and the DC power source 600, both the AC switching unit 310 and the DC switching unit 320 are closed as shown in FIG.

なお、商用電源５１０の電力供給能力が低下した場合でなくとも、図５の構成とすると、交流電源５００と直流電源６００の最大電力でインバータ装置２００を駆動して、誘導性負荷２３０が出力する能力（回転数等）を高くして動作させることが可能である。   Even if the power supply capability of the commercial power supply 510 is not reduced, the configuration of FIG. 5 drives the inverter device 200 with the maximum power of the AC power supply 500 and the DC power supply 600 and outputs the inductive load 230. It is possible to operate with an increased capability (such as the number of revolutions).

なお、図５のように動作させる場合にも、直流電圧源６１０からの電力損失は図４−２と同様に低く抑えられる。   Even when the operation is performed as shown in FIG. 5, the power loss from the DC voltage source 610 can be kept low as in FIG.

以上説明したように、本実施の形態の構成によれば、非常時でなくても、補助電源として動作する直流電源の電力損失を抑えることができる。   As described above, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to suppress power loss of a DC power supply that operates as an auxiliary power supply even in an emergency.

なお、本実施の形態の開閉部３００が備える交流開閉部３１０及び直流開閉部３２０としては、リレーまたはコンタクタなどの一般的なものを用いればよく、例えば開閉制御部４００により励磁コイルを制御して開閉部３００の開閉状態を切り替えることが可能である。   In addition, as the AC switching unit 310 and the DC switching unit 320 provided in the switching unit 300 of the present embodiment, a general unit such as a relay or a contactor may be used. For example, the excitation coil is controlled by the switching control unit 400. The open / close state of the open / close unit 300 can be switched.

開閉制御部４００は、例えばマイクロコンピュータ（マイコン）などで構成すればよい。開閉制御部４００は、例えば外部からの入力信号（電流、電圧または温度等）や外部コントローラ（図示せず）によって動作させる構成とすればよい。   The opening / closing control unit 400 may be configured by, for example, a microcomputer (microcomputer). The open / close control unit 400 may be configured to be operated by, for example, an external input signal (current, voltage, temperature, etc.) or an external controller (not shown).

また、開閉制御部４００は、停電等によって交流電源５００からの電力の供給が停止したことを電圧値等から検知する構成を備え、交流電源５００からの電力の供給が停止したことを検知した場合には、交流開閉部３１０を開状態とし、直流開閉部３２０を閉状態とすることで、上記の効果を得ることが可能となる。   In addition, the opening / closing control unit 400 has a configuration that detects from the voltage value or the like that the supply of power from the AC power supply 500 has stopped due to a power failure or the like, and detects that the supply of power from the AC power supply 500 has stopped In this case, the above-described effect can be obtained by setting the AC switch 310 to the open state and the DC switch 320 to the closed state.

なお、交流電源５００は、交流電力を供給可能であれば発電機等であってもよく、特定の構成に限定されない。また、直流電源６００についても、直流電力を供給可能であれば直流給電コンセント等であってもよく、特定の構成に限定されない。ただし、交流電源５００と直流電源６００の電力系統は異なるものとする。   The AC power source 500 may be a generator or the like as long as AC power can be supplied, and is not limited to a specific configuration. Also, the DC power supply 600 may be a DC power supply outlet or the like as long as DC power can be supplied, and is not limited to a specific configuration. However, the power systems of the AC power supply 500 and the DC power supply 600 are different.

また、開閉部３００及び開閉制御部４００は、図示したようにインバータ装置２００と同一の筐体内に搭載されていなくてもよい。開閉部３００及び開閉制御部４００は、例えば配電盤や分電盤に搭載されていてもよいし、交流電源５００または直流電源６００に搭載されていてもよい。   Moreover, the opening / closing part 300 and the opening / closing control part 400 may not be mounted in the same housing as the inverter device 200 as shown in the figure. The opening / closing unit 300 and the opening / closing control unit 400 may be mounted on, for example, a switchboard or distribution board, or may be mounted on the AC power supply 500 or the DC power supply 600.

なお、ＡＣ−ＤＣ変換部２１０を構成する４つのダイオード２１２ａ〜２１２ｄ、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０を構成する６つのスイッチング素子２２１ａ〜２２１ｆ、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０を構成する４つのスイッチング素子５２１ａ〜５２１ｄ、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０を構成する４つのスイッチング素子６２１ａ〜６２１ｄ及び４つのスイッチング素子６２３ａ〜６２３ｄは、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）またはダイヤモンドを材料とするワイドギャップ半導体によって形成されていてもよい。   The four diodes 212a to 212d constituting the AC-DC converter 210, the six switching elements 221a to 221f constituting the DC-AC converter 220, and the four switching elements 521a to 521 constituting the AC-DC converter 520 are illustrated. 521d, the four switching elements 621a to 621d and the four switching elements 623a to 623d constituting the DC-DC converter 620 are formed of a wide gap semiconductor made of silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), or diamond. May be.

このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成されたスイッチング素子及びダイオードは、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、素子自体の小型化が可能であり、これらの素子を組み込んだ半導体モジュールの小型化も可能となる。   Switching elements and diodes formed of such wide bandgap semiconductors have high voltage resistance and high allowable current density, so that the elements themselves can be miniaturized, and the semiconductor modules incorporating these elements can be miniaturized. It becomes possible.

また、耐熱性も高いため、ヒートシンクの放熱フィンの小型化や、水冷部の空冷化が可能であるため、半導体モジュールのさらなる小型化が可能となる。   In addition, since the heat resistance is high, the heat dissipating fins of the heat sink can be downsized and the water cooling section can be air cooled, so that the semiconductor module can be further downsized.

さらに、電力損失が低いため、スイッチング素子及びダイオードの高効率化が可能であり、半導体モジュールの高効率化も可能になる。   Furthermore, since the power loss is low, the efficiency of the switching element and the diode can be increased, and the efficiency of the semiconductor module can also be increased.

または、高効率なスイッチング素子として知られているスーパージャンクション構造のＭＯＳＦＥＴを用いることでも同様の効果を得ることが可能である。   Alternatively, a similar effect can be obtained by using a MOSFET having a super junction structure known as a highly efficient switching element.

実施の形態２．
図６は、本実施の形態に係るインバータシステムを示す図である。図６には、複数台の電源切替インバータシステム１００ａ（１台目），１００ｂ（２台目）、電源切替インバータ非搭載装置７００及び外部コントローラ８００が示されており、複数台の電源切替インバータシステム１００ａ，１００ｂ及び電源切替インバータ非搭載装置７００は、交流電源５００及び直流電源６００に電気的に接続されている。複数台の電源切替インバータシステム１００ａ，１００ｂは、それぞれインバータ装置２００ａ，２００ｂ、開閉部３００ａ，３００ｂ、及び開閉制御部４００ａ，４００ｂを備える。Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an inverter system according to the present embodiment. FIG. 6 shows a plurality of power source switching inverter systems 100a (first unit), 100b (second unit), a power source switching inverter non-equipment device 700 and an external controller 800. A plurality of power source switching inverter systems are shown. The devices 100a and 100b and the power supply switching inverter non-mounting device 700 are electrically connected to the AC power source 500 and the DC power source 600. The plurality of power supply switching inverter systems 100a and 100b include inverter devices 200a and 200b, opening and closing units 300a and 300b, and opening and closing control units 400a and 400b, respectively.

まず、図６に示す構成において、交流電源５００を電源としてインバータ装置２００ａ，２００ｂを動作させる場合について説明する（通常運転時）。   First, the case where inverter devices 200a and 200b are operated using AC power source 500 as a power source in the configuration shown in FIG. 6 will be described (during normal operation).

図７は、図６に示す構成の通常運転時の電力の供給経路について説明する図である。通常運転時には、インバータ装置２００ａ，２００ｂは、交流開閉部３１０ａ，３１０ｂを閉状態として交流電源５００と電気的に接続され、直流開閉部３２０ａ，３２０ｂは開状態として直流電源６００とは非接続とされる。   FIG. 7 is a diagram for explaining a power supply path during normal operation of the configuration shown in FIG. During normal operation, the inverter devices 200a and 200b are electrically connected to the AC power source 500 with the AC switching units 310a and 310b closed, and the DC switching units 320a and 320b are opened and disconnected from the DC power source 600. The

交流電源５００の交流電力は、図７中の矢印に示す経路で交流開閉部３１０ａ，３１０ｂを介して、インバータ装置２００ａ，２００ｂに供給される。また、交流電源５００から電源切替インバータ非搭載装置７００にも交流電力が供給される。   The AC power of the AC power source 500 is supplied to the inverter devices 200a and 200b via the AC switching units 310a and 310b along the path indicated by the arrow in FIG. AC power is also supplied from AC power supply 500 to power supply switching inverter non-mounting apparatus 700.

次に、非常時について説明する。図８は、図６に示す構成の非常時の電力の供給経路について説明する図である。商用電源５１０から電力の供給が行われない非常時には、インバータ装置２００ａ，２００ｂは、交流開閉部３１０ａ，３１０ｂを開状態として交流電源５００と非接続とされ、直流開閉部３２０ａ，３２０ｂは閉状態として直流電源６００と電気的に接続される。   Next, an emergency will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining an emergency power supply path having the configuration shown in FIG. In an emergency in which power is not supplied from the commercial power source 510, the inverter devices 200a and 200b are disconnected from the AC power source 500 with the AC switching units 310a and 310b open, and the DC switching units 320a and 320b are closed. It is electrically connected to the DC power supply 600.

直流電源６００の電力は、図８中の矢印に示す経路で、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０及び直流開閉部３２０ａ，３２０ｂを介して、インバータ装置２００ａ，２００ｂに供給される。また、電源切替インバータ非搭載装置７００には、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０及びＡＣ−ＤＣ変換部５２０を介して直流電源６００から電力が供給される。   The power of the DC power supply 600 is supplied to the inverter devices 200a and 200b through the DC-DC conversion unit 620 and the DC switching units 320a and 320b along the path indicated by the arrow in FIG. Further, power is supplied from the DC power supply 600 to the power supply switching inverter non-mounting apparatus 700 via the DC-DC conversion unit 620 and the AC-DC conversion unit 520.

図８に示すように、非常時にも電源切替インバータ非搭載装置７００の動作を停止することなく、インバータ装置２００ａ，２００ｂに直流電圧を供給可能である。図８に示す構成においても、実施の形態１と同様に電力損失を抑制することが可能であり、直流電圧源６１０から供給される直流電力の消費電力を抑えることができる。このように、消費電力を抑えることができるため、例えば、直流電圧源６１０が蓄電池の場合には、電池残容量の低下を抑制することができ、長時間の駆動を行うことが可能となるだけでなく、バッテリの劣化も抑制することが可能となる。   As shown in FIG. 8, a DC voltage can be supplied to the inverter devices 200a and 200b without stopping the operation of the non-power-switching inverter device 700 even in an emergency. In the configuration shown in FIG. 8 as well, the power loss can be suppressed as in Embodiment 1, and the power consumption of the DC power supplied from DC voltage source 610 can be suppressed. Thus, since power consumption can be suppressed, for example, when the DC voltage source 610 is a storage battery, it is possible to suppress a decrease in the remaining battery capacity and to perform long-time driving. In addition, it is possible to suppress deterioration of the battery.

また、実施の形態１の図５と同様に、本実施の形態の構成においても交流電源５００と直流電源６００の双方を用いることが可能である。   Similarly to FIG. 5 of the first embodiment, both the AC power source 500 and the DC power source 600 can be used in the configuration of the present embodiment.

図９は、交流電源５００と直流電源６００の双方から給電する場合の電力の供給経路について説明する図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a power supply path when power is supplied from both the AC power supply 500 and the DC power supply 600.

図９において、交流開閉部３１０ａ，３１０ｂ及び直流開閉部３２０ａ，３２０ｂの双方を閉状態とすると、交流電源５００及び直流電源６００の双方より給電が可能となる。ただし、直流電源６００の直流をＡＣ−ＤＣ変換部５２０で交流に変換すると、交流開閉部３１０ａ，３１０ｂから電力が供給されるため、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０による電力損失が発生する。そのため、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０のスイッチング素子５２１ａ〜５２１ｄの動作を停止させると、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０による電力損失を抑制することができる。   In FIG. 9, when both the AC switching units 310 a and 310 b and the DC switching units 320 a and 320 b are closed, power can be supplied from both the AC power source 500 and the DC power source 600. However, if the direct current of the direct current power supply 600 is converted into alternating current by the AC-DC conversion unit 520, power is supplied from the AC switching units 310a and 310b, and thus power loss by the AC-DC conversion unit 520 occurs. Therefore, when the operation of the switching elements 521a to 521d of the AC-DC conversion unit 520 is stopped, power loss due to the AC-DC conversion unit 520 can be suppressed.

図９において、インバータ装置２００ａ，２００ｂは、交流電源５００及び直流電源６００の双方から電力供給されるため、実施の形態１にて説明したように、交流電源５００の負担が抑えられ、交流電源５００を構成する商用電源５１０の需用電力を低下させることができ、電力不足による大規模停電などを回避することが可能である。   In FIG. 9, since the inverter devices 200a and 200b are supplied with power from both the AC power supply 500 and the DC power supply 600, as described in the first embodiment, the burden on the AC power supply 500 is suppressed, and the AC power supply 500 is reduced. It is possible to reduce the power demand for the commercial power supply 510 that constitutes a large-scale power outage due to power shortage.

また、外部コントローラ８００は、交流電源５００、直流電源６００、電源切替インバータシステム１００ａ，１００ｂ及び電源切替インバータ非搭載装置７００の電力、電圧、電流の状況を検出する構成（図示せず）を備えているとよく、交流電源５００の電力使用量が過度に多い場合には、非常時でなくとも、交流開閉部３１０ａ，３１０ｂの一方または双方を開状態として、直流電源６００のみから電力を供給するように動作させてもよい。   In addition, the external controller 800 includes a configuration (not shown) that detects the power, voltage, and current status of the AC power supply 500, the DC power supply 600, the power supply switching inverter systems 100a and 100b, and the power supply switching inverter non-equipment 700. If the amount of power used by the AC power source 500 is excessively large, one or both of the AC switching units 310a and 310b may be opened to supply power only from the DC power source 600, even in an emergency. May be operated.

また、逆に、直流電源６００の電力使用量が多く、例えば直流電圧源６１０を構成する蓄電池の残容量が少ない場合には、直流開閉部３２０ａ，３２０ｂの一方または双方を開状態として、交流電源５００のみから電力を供給するように動作させてもよい。   Conversely, when the amount of power used by the DC power source 600 is large, for example, when the remaining capacity of the storage battery constituting the DC voltage source 610 is small, one or both of the DC switching units 320a and 320b are opened to open the AC power source. You may operate | move so that electric power may be supplied only from 500.

さらには、交流開閉部３１０ａ，３１０ｂ及び直流開閉部３２０ａ，３２０ｂを開状態とし、ＡＣ−ＤＣ変換部５２０及びＤＣ−ＤＣ変換部６２０を介して、直流電圧源６１０を充電してもよい。   Furthermore, the AC switching units 310a and 310b and the DC switching units 320a and 320b may be opened, and the DC voltage source 610 may be charged via the AC-DC conversion unit 520 and the DC-DC conversion unit 620.

なお、図示していないが、本実施の形態のインバータ装置２００ａ，２００ｂにも、直流開閉部３２０ａ，３２０ｂに電気的に接続される直流開閉部接続端子が設けられていてもよい。   Although not shown, the inverter devices 200a and 200b of the present embodiment may also be provided with a DC switching unit connection terminal that is electrically connected to the DC switching units 320a and 320b.

以上、実施の形態１，２で説明したインバータシステムは、交流電圧を直流電圧に変換し、再度振幅及び周波数の異なる交流電圧に変換するインバータ装置全般に適用することができる。一般家庭用としては、インバータを搭載している空気調和機、冷蔵庫、電磁調理器、ヒートポンプ式の給湯器、換気及び送風ファン等を例示することができ、消費電力が特に大きい空気調和機や電磁調理器に適用することが特に好ましい。   As described above, the inverter systems described in the first and second embodiments can be applied to all inverter devices that convert an AC voltage into a DC voltage and convert it again into an AC voltage having a different amplitude and frequency. Examples of general household use include air conditioners equipped with inverters, refrigerators, electromagnetic cookers, heat pump water heaters, ventilation and blower fans, and air conditioners and electromagnetics that consume particularly large amounts of power. It is particularly preferable to apply to a cooker.

なお、空気調和機に適用する場合には、直流電源６００のＤＣ−ＤＣ変換部６２０の出力電圧を高めて供給すると、空気調和機内の誘導性負荷２３０である圧縮機モータの運転周波数を高めることができ、短時間で冷房や暖房効果を得ることも可能となる。   In addition, when applying to an air conditioner, if the output voltage of the DC-DC converter 620 of the DC power supply 600 is increased and supplied, the operating frequency of the compressor motor, which is the inductive load 230 in the air conditioner, is increased. It is possible to obtain a cooling or heating effect in a short time.

また、室内温度が安定すると運転周波数が低下して高い直流電圧が不要となるため、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０が出力する電圧を低下させて、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０を構成するスイッチング素子２２１ａ〜２２１ｆのスイッチングによる電力損失を低下させることが可能となるため、消費電力を削減して省エネルギー化が可能となる。   Further, when the room temperature is stabilized, the operating frequency is reduced and a high DC voltage is not required. Therefore, the voltage output from the DC-DC converter 620 is reduced to form the switching elements 221a to 221a constituting the DC-AC converter 220. Since power loss due to switching of 221f can be reduced, power consumption can be reduced and energy can be saved.

また、ＩＨクッキングヒータなどの電磁調理器に適用する場合には、直流電源６００のＤＣ−ＤＣ変換部６２０の出力電圧を高めて供給すると、電磁調理器内の誘導性負荷である加熱用コイルによる鍋等の発熱量が増加し、調理時間の短縮をすることも可能となる。   In addition, when applied to an electromagnetic cooker such as an IH cooking heater, when the output voltage of the DC-DC conversion unit 620 of the DC power supply 600 is increased and supplied, a pot with a heating coil that is an inductive load in the electromagnetic cooker. As a result, the cooking time can be shortened.

また、保温時や低温での調理の場合には、高い直流電圧が不要であるため、ＤＣ−ＤＣ変換部６２０が出力する電圧を低下させると、ＤＣ−ＡＣ変換部２２０を構成するスイッチング素子２２１ａ〜２２１ｆのスイッチングによる電力損失を抑制することができるため、消費電力を削減して省エネルギー化が可能となる。   In addition, in the case of keeping warm or cooking at a low temperature, a high DC voltage is not necessary. Therefore, when the voltage output from the DC-DC converter 620 is reduced, the switching element 221a constituting the DC-AC converter 220 is used. Since power loss due to switching of ˜221f can be suppressed, it is possible to reduce power consumption and save energy.

１００ 電源切替インバータシステム、２００，２００ａ，２００ｂ インバータ装置、２１０ ＡＣ−ＤＣ変換部、２１１ リアクトル、２１２ａ〜２１２ｄ ダイオード、２１３ コンデンサ、２２０ ＤＣ−ＡＣ変換部、２２１ａ〜２２１ｆ スイッチング素子、２３０ 誘導性負荷、２３１ 固定子、２３２ 回転子、２３３ 負荷、２４０ 直流開閉部接続端子、２４１，２４２ 端子、３００ 開閉部、３１０ 交流開閉部、３２０ 直流開閉部、４００ 開閉制御部、５００ 交流電源、５１０ 商用電源、５２０ ＡＣ−ＤＣ変換部、５２１ａ〜５２１ｄ スイッチング素子、５２２ フィルタ部、６００ 直流電源、６１０ 直流電圧源、６２０ ＤＣ−ＤＣ変換部、６２１ａ〜６２１ｄ スイッチング素子、６２２ トランス、６２３ａ〜６２３ｄ スイッチング素子、６２４ 平滑コンデンサ、７００ 電源切替インバータ非搭載装置、８００ 外部コントローラ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Power supply switching inverter system, 200, 200a, 200b Inverter apparatus, 210 AC-DC conversion part, 211 reactor, 212a-212d diode, 213 capacitor | condenser, 220 DC-AC conversion part, 221a-221f Switching element, 230 Inductive load, 231 Stator, 232 Rotor, 233 Load, 240 DC switching unit connection terminal, 241, 242 terminal, 300 switching unit, 310 AC switching unit, 320 DC switching unit, 400 switching control unit, 500 AC power source, 510 commercial power source, 520 AC-DC conversion unit, 521a to 521d switching element, 522 filter unit, 600 DC power supply, 610 DC voltage source, 620 DC-DC conversion unit, 621a to 621d switching element, 622 transformer, 623a to 23d switching element, 624 a smoothing capacitor, 700 the power switching inverter non-mounting device, 800 external controller.

Claims (7)

交流電源からの交流を直流に変換して出力する第１の交流直流変換部と、直流電源からの直流を交流に変換して誘導性負荷に出力する直流交流変換部と、を備え、前記誘導性負荷には前記交流電源及び前記直流電源の一方または双方から電力の供給が可能であり、前記直流電源には前記交流電源から電力の供給が可能であるインバータシステムであって、
前記第１の交流直流変換部は、開閉制御部に制御される交流開閉部を介して前記交流電源に電気的に接続され、
前記直流交流変換部は、前記開閉制御部に制御される、前記交流開閉部とは別個に設けられた直流開閉部を介して前記直流電源に電気的に接続され、
前記第１の交流直流変換部は、前記直流交流変換部を介して前記誘導性負荷に電気的に接続され、
前記開閉制御部は、前記交流開閉部及び前記直流開閉部の双方を閉状態として、前記交流電源から前記第１の交流直流変換部に電力を供給し、前記直流電源から前記直流交流変換部に電力を供給し、前記交流電源から供給される電力が制限値を超えないように制御し、
前記交流電源には、電源切替するインバータを非搭載の電源切替インバータ非搭載装置が並列接続され、
前記電源切替インバータ非搭載装置は、前記第１の交流直流変換部とは別個に設けられた第２の交流直流変換部を介して、前記直流電源に接続されて前記直流電源からの電力供給が可能である電源切替インバータシステム。 A first AC / DC converter that converts an alternating current from an alternating current power source into a direct current and outputs the direct current; and a direct current / AC converter that converts the direct current from the direct current power source into an alternating current and outputs the alternating current to an inductive load, The inverter load system can be supplied with power from one or both of the AC power supply and the DC power supply, and the DC power supply can be supplied with power from the AC power supply,
The first AC / DC conversion unit is electrically connected to the AC power source via an AC switching unit controlled by an switching control unit,
The DC / AC converter is electrically connected to the DC power source via a DC switching unit provided separately from the AC switching unit, which is controlled by the switching controller.
The first AC / DC converter is electrically connected to the inductive load via the DC / AC converter.
The open / close control unit supplies power from the AC power source to the first AC / DC conversion unit with both the AC switching unit and the DC switching unit closed, and from the DC power source to the DC / AC conversion unit. Supply power, and control so that the power supplied from the AC power supply does not exceed the limit value,
The AC power source is connected in parallel with a power switching inverter non-equipped device that does not have an inverter for power switching,
The power switching inverter not equipped device, said first AC-DC converter unit via a second AC-DC converter unit provided separately, power supply from the DC power source is connected to the DC power supply Power switching inverter system that is possible. 前記誘導性負荷に前記直流電源から出力される直流電力の損失は、前記交流電源から出力される交流電力の損失よりも小さくする請求項１に記載の電源切替インバータシステム。   The power switching inverter system according to claim 1, wherein a loss of DC power output from the DC power source to the inductive load is smaller than a loss of AC power output from the AC power source. 前記交流電源から電力が供給されている場合には、
前記開閉制御部が、前記交流開閉部を閉状態とし、前記直流開閉部を開状態とし、前記交流電源から前記第１の交流直流変換部に電力を供給し、
前記交流電源から電力が供給されていない場合には、
前記開閉制御部が、前記交流開閉部を開状態とし、前記直流開閉部を閉状態とし、前記直流電源から前記直流交流変換部に電力を供給する請求項１または請求項２に記載の電源
切替インバータシステム。 When power is supplied from the AC power source,
The open / close control unit closes the AC open / close unit, opens the DC open / close unit, and supplies power from the AC power source to the first AC / DC conversion unit,
When power is not supplied from the AC power source,
3. The power switching according to claim 1, wherein the switching control unit sets the AC switching unit to an open state, closes the DC switching unit, and supplies power from the DC power source to the DC / AC conversion unit. Inverter system. 前記直流電源は、蓄電池または蓄電池を搭載した電気自動車である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電源切替インバータシステム。   The power supply switching inverter system according to any one of claims 1 to 3, wherein the DC power supply is a storage battery or an electric vehicle equipped with a storage battery. 前記開閉制御部は、前記交流開閉部及び前記直流開閉部の双方を開状態として前記蓄電池を充電する請求項４に記載の電源切替インバータシステム。   5. The power switching inverter system according to claim 4, wherein the open / close control unit charges the storage battery with both the AC switch and the DC switch open. 前記第１の交流直流変換部と前記直流交流変換部を構成する半導体素子はワイドバンドギャップ半導体により形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電源切替インバータシステム。   6. The power supply switching inverter system according to claim 1, wherein the first AC / DC conversion unit and the semiconductor element constituting the DC / AC conversion unit are formed of a wide band gap semiconductor. 7. 前記開閉制御部は、外部コントローラにより操作される請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電源切替インバータシステム。   The power switching inverter system according to any one of claims 1 to 6, wherein the open / close control unit is operated by an external controller.
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