JP4007063B2

JP4007063B2 - Parallel control apparatus and parallel control method for inverter

Info

Publication number: JP4007063B2
Application number: JP2002148017A
Authority: JP
Inventors: 隆二山田; 英俊海田
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: JP2003348851A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のインバータによって負荷分担を行うためのインバータの並列制御装置および並列制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、負荷容量の増加、あるいは、故障時に出力停止となることを防ぐため、インバータを複数台並列接続する方法が用いられている。
図５は、従来のインバータの並列制御装置（以下、単に「並列制御装置」と言う。）１００を示す図である。図５において、並列制御装置１００は、インバータ１１０，１２０，１３０と、共通電流検出器１４０と、分配器１５０と、出力負荷１６０とを含んで構成される。
【０００３】
インバータ１１０，１２０，１３０は、互いに負荷の分担を行いつつ、直流電圧を所定周波数の交流電圧にそれぞれ変換する。
共通電流検出器１４０は、出力負荷に入力される並列制御装置１００の総合的な出力電流を検出し、検出した電流値を分配器１５０に出力する。
分配器１５０は、接続されたインバータの総数を検出するため、各インバータから運転信号が入力される。そして、分配器１５０は、共通電流検出器１４０により検出された電流値を接続されたインバータの総数により等分し、インバータ１台あたりの負荷電流値（電流指令値）を算出する。さらに、分配器１５０は、その電流指令値を各インバータに備えられた電流制御装置に出力する。
【０００４】
このような構成により、各インバータの出力負荷を均等化することができる。したがって、共通電流検出器１４０あるいは分配器１５０等を設けず、単純にインバータ１１０，１２０，１３０を並列接続した場合に、各インバータの出力電圧差や位相差によって、インバータ間に横流が流れ、出力電流が不均等になることを防止できる。また、さらには、出力電流が不均等になった場合に、インバータの１台が過電流により停止し、他のインバータの電流分担値が増加することにより、連鎖的に過電流によってインバータが停止し、ひいては、全インバータが停止してしまう自体を防ぐことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成による従来の並列制御装置１００は、並列接続されたインバータを制御するため、共通電流検出器１４０および分配器１５０が必要となり、インバータ１１０，１２０，１３０と分配器１５０との間に敷設される配線数も多くなることから、並列制御装置１００全体が大型化、高価格化するという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、低コストかつ容易にインバータの並列制御を行うことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
並列に接続された複数のインバータによって負荷分担を行うためのインバータの並列制御装置であって、前記インバータは、該インバータの出力電流に対応する所定電流を出力する電流信号源（例えば、図１の電流信号源１１，２１，３１）と、該電流信号源と直列に接続され、所定負荷を有する負荷素子（例えば、図１の抵抗１２，２２，３２あるいは図２の可変コンダクタンス素子１３，２３，３３）とを含み、前記複数のインバータそれぞれにおける前記電流信号源の出力電流を、前記負荷素子の前段で、前記複数のインバータ間で共通とした線に流入させると共に、前記複数のインバータそれぞれの前記負荷素子を並列に接続し、前記負荷素子に印加される共通の電圧に基づいて、前記複数のインバータに対する電流指令値を定め、前記複数のインバータそれぞれは、前記共通の電圧に基づく電流指令値に対応する所定電流を出力し、前記複数のインバータのうち少なくとも１つは、前記負荷素子を可変コンダクタンス素子（例えば、図２の可変コンダクタンス素子１３，２３，３３）によって構成され、該インバータについて設定された電流分担率（例えば、段落番号００３１に記載の電流分担率ａ）に応じて該負荷素子のコンダクタンスを設定し、該負荷素子の両端電圧と該インバータの電流分担率との乗算値を、該インバータの電流指令値とすることにより、前記複数のインバータ全体の出力電流における各インバータの負担割合を調整可能であるることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載のインバータの並列制御装置であって、
並列に接続された前記複数のインバータにおいて、一のインバータを追加あるいは解列することが可能であり、追加時あるいは解列時に、該一のインバータの前記電流分担率を零とすることにより該一のインバータの負担割合を零とすることが可能であることを特徴としている。
【００１１】
例えば、各インバータにおいて、負荷素子を可変コンダクタンス素子とし、その可変コンダクタンス素子に乗算器を接続しておく。そして、所定値Ａ（例えば、発明の実施の形態中の「電流分担率ａ」）を定めておき、従前より接続されているインバータの可変コンダクタンス素子のコンダクタンスをＢ、乗算器の乗算係数を所定値Ａとし、新たに追加あるいは解列されるインバータの可変コンダクタンス素子のコンダクタンスをＡ×Ｂ、乗算器の乗算係数を所定値Ａとしておく。
【００１２】
ここで、Ａ＝０とすることにより、新たに追加あるいは解列されるインバータの負担割合は“０”となる。また、所定値Ａを０〜１の間で徐々に増加あるいは減少させることにより、各インバータの負担割合を均等化させたり、特定のインバータの負担割合を“０”としたりすることが可能である。
請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載のインバータの並列制御装置であって、
前記複数のインバータの前記負荷素子を環状に並列接続し、一の前記負荷素子と他の前記負荷素子との接続が切断された場合にも、前記負荷素子それぞれの並列接続状態を維持することを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、
並列に接続された複数のインバータによって負荷分担を行うためのインバータの並列制御方法であって、前記インバータは、該インバータの出力電流に対応する所定電流を出力する電流信号源と、該電流信号源と直列に接続され、所定負荷を有する負荷素子とを含み、前記複数のインバータそれぞれにおける前記電流信号源の出力電流を、前記負荷素子の前段で、前記複数のインバータ間で共通とした線に流入させると共に、前記複数のインバータそれぞれの前記負荷素子を並列に接続し、前記負荷素子に印加される共通の電圧に基づいて、前記複数のインバータに対する電流指令値を定め、前記複数のインバータそれぞれは、前記共通の電圧に基づく電流指令値に対応する所定電流を出力し、前記複数のインバータのうち少なくとも１つは、前記負荷素子を可変コンダクタンス素子によって構成し、該インバータについて設定された電流分担率に応じて該負荷素子のコンダクタンスを設定し、該負荷素子の両端電圧と該インバータの電流分担率との乗算値を、該インバータの電流指令値とすることにより、前記複数のインバータ全体の出力電流における各インバータの負担割合を調整可能であることを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明は、
請求項４記載のインバータの並列制御方法であって、
並列に接続された前記複数のインバータにおいて、一のインバータを追加あるいは解列する際に、該一のインバータの前記電流分担率を零とすることにより該一のインバータの負担割合を零とすることを特徴としている。
【００１６】
請求項６記載の発明は、
請求項４または５記載のインバータの並列制御方法であって、
前記複数のインバータの前記負荷素子を環状に並列接続し、一の前記負荷素子と他の前記負荷素子との接続を切断した場合に、前記負荷素子それぞれの並列接続状態を維持することを特徴としている。
本発明によれば、インバータに備えられる電流信号源と負荷素子とを直列に接続し、複数のインバータそれぞれにおける電流信号源の出力電流を、負荷素子の前段で、複数のインバータ間で共通とした線に流入させると共に、各インバータの負荷素子を互いに並列に接続する。
【００１７】
そのため、インバータの負荷素子それぞれの両端に発生する電圧が等しくなり、この電圧に基づいて、各インバータを適切に制御することが可能となる。
即ち、例えば、各インバータに備えられる負荷素子の負荷はそれぞれ等しい値とできる。
このとき、並列接続されたインバータの稼動時に、各インバータの負荷素子両端に発生する電圧が等しくなり、この電圧値は、インバータの並列数に対応する値となる。そのため、各インバータの出力電流は均等化され、インバータを並列接続した場合の電流分担を適切に行うことが可能となる。
また、本発明によれば、並列接続されるインバータに備えられる電流信号源に対し、負荷素子を直列に接続し、さらに、複数のインバータのうちの少なくとも１つにおいて、負荷素子を可変コンダクタンス素子によって構成している。そして、そのインバータについて設定された電流分担率に応じて負荷素子のコンダクタンスを設定し、負荷素子の両端電圧とそのインバータの電流分担率との乗算値を、該インバータの電流指令値とすることにより、各インバータの出力電流を調整可能である。さらに、インバータを追加投入あるいは解列する際、そのインバータの電流分担率を零とすることにより、そのインバータの負担割合を零とすることができる。
【００１８】
これにより、インバータの追加投入あるいは解列を行う際、全出力電流を急激に変化させることなく、新たに接続されたインバータの出力電流を徐々に増加させると同時に、従前より接続されていたインバータの出力電流を徐々に減少させ、最終的に各インバータの出力電流を均等化することや、解列されるインバータの出力電流を徐々に減少させると同時に、他のインバータの出力電流を徐々に増加させ、最終的に残されたインバータの出力電流を均等化することができる。
【００１９】
したがって、低コストかつ容易にインバータの追加投入あるいは解列を行うことができる。
また、本発明によれば、負荷素子の負荷を適切に変化させることにより、各インバータの電流分担を所定の割合に調整することが可能となる。例えば、容量の異なるインバータが接続されている場合に、容量の小さいインバータの出力電流を少なくしたり、冷却性能が低下する等して、温度上昇が大きいインバータの負担を軽減しつつ並列運転を続行するといったことが容易に行える。
【００２０】
上述のように、本発明によれば、低コストかつ容易にインバータの並列制御を行うことが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明に係るインバータの並列制御装置の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係るインバータの並列制御装置１の構成を示す図である。なお、以下、インバータの並列制御装置を単に「並列制御装置」と言う。
【００２２】
図１において、並列制御装置１は、インバータ１０，２０，３０と、出力負荷４０とを含んで構成される。
また、インバータ１０は、電流信号源１１と、抵抗１２とを含んで構成され、インバータ２０，３０も同様に、電流信号源２１，３１および抵抗２２，３２を含む構成である。
【００２３】
電流信号源１１，２１，３１は、各インバータの出力電流の検出器としての機能を有しており、それぞれが備えられたインバータ１０，２０，３０の出力電流に比例した電流信号を出力する。
また、抵抗１２，２２，３２は、互いに並列に接続されており、それぞれの抵抗値は等しいことから、これらの合成抵抗値は抵抗１２，２２，３２の抵抗値の１／３となる。そして、その合成抵抗値と、各電流信号の合計値である並列制御装置１の全出力電流との積に相当する電圧が、抵抗１２，２２，３２それぞれの両端に生ずる。
【００２４】
そして、抵抗１２，２２，３２それぞれの両端電圧に基づいて、不図示の電流制御部が各インバータの出力電流を制御する。
したがって、インバータ１０，２０，３０それぞれを同様に制御することにより、それぞれが同一の電流信号を出力することとなり、インバータ１０，２０，３０の出力電流は均等となる。
【００２５】
つまり、抵抗１２，２２，３２それぞれの両端電圧は、インバータの並列数に応じて変化し、各インバータにおける電流分担を規定する値、即ち、インバータ１０，２０，３０の電流指令値（出力電流を決定する値）として機能することとなる。
なお、図１においては、インバータ１０，２０，３０の３つが並列に接続されているため、合成抵抗値は各抵抗値の１／３となり、インバータの並列数がｎ（ｎは自然数）である場合には、合成抵抗値は各抵抗値の１／ｎとなる。
【００２６】
以上のように、本第１の実施の形態に係る並列制御装置１は、インバータに備えられる電流信号源と抵抗とを直列に接続し、並列接続されるインバータそれぞれの抵抗を互いに並列に接続する。ここで、各インバータに備えられる抵抗の抵抗値はそれぞれ等しい値とする。
したがって、並列接続されたインバータの稼動時に、各インバータの抵抗両端に発生する電圧が等しくなり、各インバータの電流指令値が等しいものとなる。そのため、各インバータの出力電流は均等化され、インバータを並列接続した場合の電流分担を適切に行うことが可能となる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明を適用した第２の実施の形態に係る並列制御装置２について説明する。
【００２７】
図２は、並列制御装置２の構成を示す図である。なお、図２は、並列接続されるインバータ１０，２０，３０のうち、インバータ３０が未接続の状態を示している。
図２において、並列制御装置２の構成は、インバータ１０，２０，３０と、出力負荷４０とを含んで構成される点で、並列制御装置１と同様である。したがって、以下、異なる点であるインバータ１０，２０，３０の内部構成について説明する。
【００２８】
インバータ１０は、電流信号源１１と、可変コンダクタンス素子１３と、乗算器１４とを含んで構成され、インバータ２０，３０も同様に、電流信号源２１，３１と、可変コンダクタンス素子２３，３３と、乗算器２４，３４とを含む構成である。
電流信号源１１，２１，３１は、それぞれが備えられたインバータ１０，２０，３０の出力電流に比例した電流信号を出力する。
【００２９】
また、可変コンダクタンス素子１３，２３，３３は、互いに並列に接続され、そのコンダクタンスをそれぞれ変化させることが可能な素子である。なお、可変コンダクタンス素子１３，２３，３３のコンダクタンスを同一とすることにより、第１の実施の形態における機能が実現される。
乗算器１４，２４，３４は、後述する電流分担率ａとコンダクタンス素子１３，２３，３３の両端電圧とを乗算し、インバータ１０，２０，３０それぞれの電流指令値を出力可能である。
【００３０】
このような構成の下、並列制御装置２は、並列接続された稼動中のインバータに対し、出力電流の急激な変化を与えることなく、インバータの追加投入あるいはインバータの一部を解列（並列接続からの離脱）させることを可能とする。
以下、インバータ１０，２０が稼動中に、インバータ３０を追加投入する場合を例に挙げて説明する。
【００３１】
初めに、インバータ１０，２０が並列接続され、出力電流が均等な状態で運転されている（図２の状態）。このとき、インバータ１０，２０の電流指令値がＩ、可変コンダクタンス素子のコンダクタンスがＧであることとし、乗算器１４，２４の乗算係数を１、乗算器３４の乗算係数を０とする。
ここで、電流分担率ａを定め、電流分担率ａに基づいて、乗算器３４の乗算係数および可変コンダクタンス素子３３のコンダクタンスを調整する。具体的には、乗算器３４の乗算係数として電流分担率ａを設定し、可変コンダクタンス素子３３のコンダクタンスを可変コンダクタンス素子１３，２３のコンダクタンスＧに対し、ａ倍（ａＧ）とする。
【００３２】
このように設定することにより、インバータ３０をインバータ１０，２０と並列に接続する際、インバータ１０，２０の電流指令値は、Ｉ／（ｎ＋ａ）となり、インバータ３０の電流指令値は、ａ×Ｉ／（ｎ＋ａ）となる。ここで、“ｎ”は、従前のインバータの並列数であり、図２ではｎ＝２である。
このとき、並列制御装置２の全出力電流は、（インバータ１０，２０の出力電流）＋（インバータ３０の出力電流）＝ｎ×Ｉ／（ｎ＋ａ）＋ａ×Ｉ／（ｎ＋ａ）＝Ｉとなり、インバータ３０を追加した場合にも、全出力電流が維持される。
【００３３】
また、ａ＝０として、インバータ３０をインバータ１０，２０と並列に接続（追加投入）すると、ａ＝０であるから、インバータ１０，２０の電流指令値はＩ／ｎ（ｎ＝２）であり、従前の電流指令値から変化しない。また、インバータ３０の電流指令値は０である。
即ち、電流分担率ａ＝０としてインバータ３０を追加投入することで、全出力電流を急激に変化させることなく並列接続でき、さらに、電流分担率ａを徐々に増加させ、ａ＝１とすることにより、各インバータの電流指令値はＩ／（ｎ＋１）となり、追加投入されたインバータ３０を含む全てのインバータの出力電流が均等となる。
なお、図２において、可変コンダクタンス素子１３，２３，３３は、例えば、以下のような構成とすることが可能である。
【００３４】
図３は、可変コンダクタンス素子の構成の一例を示す図である。図３において、可変コンダクタンス素子は、２のべき乗倍の抵抗値を有する複数の抵抗を含み、これらの抵抗をスイッチを用いて並列に接続可能な構成である。
このような構成の下、電流分担率ａを２進数で設定し、可変コンダクタンス素子のスイッチを電流分担率ａに応じて接続することで、コンダクタンスを適宜変更することが可能となる。また、そのため、インバータの制御に用いるマイコン等により、可変コンダクタンス素子を直接制御することが容易となる。
【００３５】
また、複数のインバータを並列に接続する方法として、各インバータをループ状に接続することにより、インバータの追加投入および解列がさらに容易となる。
図４は、インバータ１０，２０，３０をループ状に並列接続した場合の概念を示す図である。
【００３６】
図４において、インバータ１０，２０，３０の電流信号線（可変コンダクタンス素子を並列に接続する線）によって、インバータ１０，２０，３０が環状に接続されており、任意のインバータ間（例えば、インバータ１０，２０間）の電流信号線が切断された場合であっても、各インバータの可変コンダクタンス素子が並列接続である状態は維持される。
【００３７】
したがって、従前より接続されているインバータの並列接続状態を維持しつつ、任意の位置にインバータを追加投入し、あるいは、任意の場所のインバータを解列させることができる。また、そのために要する接続線の数を必要最低限とすることができる。
以上のように、本第２の実施の形態に係る並列制御装置２は、並列接続されるインバータに備えられる電流信号源に対し、可変コンダクタンス素子を直列に接続し、さらに、インバータ３０において、可変コンダクタンス素子３３のコンダクタンスを変化させることが可能である。そして、その変化量に対応して電流指令値を変化させることにより、各インバータの出力電流を調整可能である。そして、インバータを追加投入する際、乗算器の乗算係数および追加投入されるインバータのコンダクタンスを規定する電流分担率ａを設定し、ａ＝０として並列接続した後、徐々にａ＝１へと増加させる。これにより、インバータの追加投入を行う際、全出力電流を急激に変化させることなく、新たに接続されたインバータの出力電流を徐々に増加させると同時に、従前より接続されていたインバータの出力電流を徐々に減少させ、最終的に各インバータの出力電流を均等化することができる。また、このような処理を逆に行うことにより、全出力電流の急激な変化を伴うことなく、並列接続されたインバータの一部を解列させることも可能である。
【００３８】
したがって、低コストかつ容易にインバータの追加投入あるいは解列を行うことができる。
また、電流分担率ａを適切に調整することにより、各インバータの電流分担を所定の割合に調整することが可能となる。例えば、容量の異なるインバータが接続されている場合に、容量の小さいインバータの出力電流を少なくしたり、冷却性能が低下する等して、温度上昇が大きいインバータの負担を軽減しつつ並列運転を続行するといったことが容易に行える。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータに備えられる電流信号源と負荷素子とを直列に接続し、並列接続されたインバータそれぞれの負荷素子を互いに並列に接続する。そのため、インバータの負荷素子それぞれの両端に発生する電圧が等しくなり、この電圧に基づいて、各インバータを適切に制御することが可能となる。
【００４０】
即ち、例えば、各インバータに備えられる負荷素子の負荷はそれぞれ等しい値とできる。
このとき、並列接続されたインバータの稼動時に、各インバータの負荷素子両端に発生する電圧が等しくなり、この電圧値は、インバータの並列数に対応する値となる。そのため、各インバータの出力電流は均等化され、インバータを並列接続した場合の電流分担を適切に行うことが可能となる。
【００４１】
また、本発明によれば、並列接続されるインバータに備えられる電流信号源に対し、負荷素子を直列に接続し、さらに、複数のインバータのうちの少なくとも１つにおいて、その負荷素子の負荷を変化させることが可能である。そして、その変化量に対応して電流指令値を変化させることにより、各インバータの出力電流を調整可能である。さらに、インバータを追加投入あるいは解列の際、そのインバータの負担割合を零とすることができる。
【００４２】
これにより、インバータの追加投入あるいは解列を行う際、全出力電流を急激に変化させることなく、新たに接続されたインバータの出力電流を徐々に増加させると同時に、従前より接続されていたインバータの出力電流を徐々に減少させ、最終的に各インバータの出力電流を均等化することや、解列されるインバータの出力電流を徐々に減少させると同時に、他のインバータの出力電流を徐々に増加させ、最終的に残されたインバータの出力電流を均等化することができる。
【００４３】
したがって、低コストかつ容易にインバータの追加投入あるいは解列を行うことができる。
また、本発明によれば、負荷素子の負荷を適切に変化させることにより、各インバータの電流分担を所定の割合に調整することが可能となる。例えば、容量の異なるインバータが接続されている場合に、容量の小さいインバータの出力電流を少なくしたり、冷却性能が低下する等して、温度上昇が大きいインバータの負担を軽減しつつ並列運転を続行するといったことが容易に行える。
上述のように、本発明によれば、低コストかつ容易にインバータの並列制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態に係るインバータの並列制御装置１の構成を示す図である。
【図２】並列制御装置２の構成を示す図である。
【図３】可変コンダクタンス素子の構成の一例を示す図である。
【図４】インバータ１０，２０，３０をループ状に並列接続した場合の概念を示す図である。
【図５】従来のインバータの並列制御装置１００を示す図である。
【符号の説明】
１，２，１００並列制御装置
１０，２０，３０，１１０，１２０，１３０インバータ
１１，２１，３１電流信号源
１２，２２，３２抵抗
１３，２３，３３可変コンダクタンス素子
１４，２４，３４乗算器
４０，１６０出力負荷
１５０分配器
１００並列制御装置
１４０共通電流検出器
１５０分配器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter parallel control device and a parallel control method for performing load sharing by a plurality of inverters.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a method of connecting a plurality of inverters in parallel has been used to prevent an increase in load capacity or an output stop at the time of failure.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional inverter parallel control device (hereinafter simply referred to as “parallel control device”) 100. In FIG. 5, the parallel control device 100 includes inverters 110, 120, and 130, a common current detector 140, a distributor 150, and an output load 160.
[0003]
Inverters 110, 120, and 130 each convert a DC voltage into an AC voltage having a predetermined frequency while sharing the load with each other.
The common current detector 140 detects the total output current of the parallel control device 100 that is input to the output load, and outputs the detected current value to the distributor 150.
The distributor 150 receives an operation signal from each inverter in order to detect the total number of connected inverters. Then, distributor 150 equally divides the current value detected by common current detector 140 by the total number of connected inverters, and calculates a load current value (current command value) per inverter. Furthermore, distributor 150 outputs the current command value to a current control device provided in each inverter.
[0004]
With such a configuration, the output load of each inverter can be equalized. Therefore, when the inverters 110, 120, and 130 are simply connected in parallel without providing the common current detector 140 or the distributor 150 or the like, a cross current flows between the inverters due to the output voltage difference or phase difference between the inverters. It is possible to prevent the current from becoming uneven. Furthermore, when the output current becomes uneven, one of the inverters stops due to overcurrent, and the current sharing value of the other inverter increases, so that the inverter stops in a chained manner due to overcurrent. As a result, it is possible to prevent the entire inverter itself from being stopped.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional parallel control device 100 having the above-described configuration requires the common current detector 140 and the distributor 150 in order to control the inverters connected in parallel, and between the inverters 110, 120, and 130 and the distributor 150. Since the number of wirings laid on the network increases, there is a problem that the parallel control device 100 as a whole becomes large and expensive.
[0006]
An object of the present invention is to perform parallel control of inverters easily at low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
An inverter parallel control apparatus for performing load sharing by a plurality of inverters connected in parallel, wherein the inverter is a current signal source (for example, FIG. 1) that outputs a predetermined current corresponding to the output current of the inverter. Current signal sources 11, 21, 31) and load elements connected in series with the current signal source and having a predetermined load (for example, the resistors 12, 22, 32 of FIG. 1 or the variable conductance elements 13, 23, FIG. 33), and the output current of the current signal source in each of the plurality of inverters is caused to flow into a common line between the plurality of inverters in the preceding stage of the load element, and the output current of each of the plurality of inverters load elements connected in parallel, based on common voltage applied to the load element, determines the current command value for said plurality of inverters, Each of the plurality of inverters outputs a predetermined current corresponding to a current command value based on the common voltage, and at least one of the plurality of inverters serves as a variable conductance element (for example, the variable conductance element in FIG. 2). Conductance elements 13, 23, 33), and the conductance of the load element is set according to the current share ratio set for the inverter (for example, current share ratio a described in paragraph 0031), and the load element The load value of each inverter in the output current of the whole of the plurality of inverters can be adjusted by setting the product of the voltage between both ends of the inverter and the current sharing ratio of the inverter as the current command value of the inverter. It is said.
[0010]
The invention according to claim 2
A parallel control device for an inverter according to claim 1 ,
In the plurality of inverters connected in parallel, it is possible to add or disconnect one inverter , and at the time of addition or disconnection, the current sharing ratio of the one inverter is reduced to zero. It is characterized in that the burden ratio of the inverter can be made zero.
[0011]
For example, in each inverter, the load element is a variable conductance element, and a multiplier is connected to the variable conductance element. Then, a predetermined value A (for example, “current sharing ratio a” in the embodiment of the invention) is determined, the conductance of the variable conductance element of the inverter connected from before is B, and the multiplication coefficient of the multiplier is predetermined. A value A is set, and the conductance of a variable conductance element of an inverter newly added or disconnected is set to A × B, and a multiplication coefficient of a multiplier is set to a predetermined value A.
[0012]
Here, by setting A = 0, the burden ratio of the newly added or disconnected inverter becomes “0”. Further, by gradually increasing or decreasing the predetermined value A between 0 and 1, it is possible to equalize the burden ratio of each inverter or to set the burden ratio of a specific inverter to “0”. .
The invention described in claim 3
A parallel control device for an inverter according to claim 1 or 2 ,
The load elements of the plurality of inverters are connected in parallel in a ring shape, and even when the connection between one load element and the other load element is disconnected, maintaining the parallel connection state of each of the load elements It is a feature.
[0013]
The invention according to claim 4
An inverter parallel control method for performing load sharing by a plurality of inverters connected in parallel, wherein the inverter includes a current signal source that outputs a predetermined current corresponding to an output current of the inverter, and the current signal source And a load element having a predetermined load, and the output current of the current signal source in each of the plurality of inverters flows into a line common to the plurality of inverters before the load element The load elements of each of the plurality of inverters are connected in parallel, and based on a common voltage applied to the load elements, current command values for the plurality of inverters are determined , and each of the plurality of inverters is A predetermined current corresponding to a current command value based on the common voltage is output, and at least one of the plurality of inverters is The load element is composed of a variable conductance element, the conductance of the load element is set according to the current sharing ratio set for the inverter, and the product of the voltage across the load element and the current sharing ratio of the inverter is By setting the current command value of the inverter, it is possible to adjust the burden ratio of each inverter in the output current of the plurality of inverters as a whole .
[0015]
The invention according to claim 5
A parallel control method for inverters according to claim 4 ,
In the plurality of inverters connected in parallel, when one inverter is added or disconnected, the current sharing ratio of the one inverter is set to zero so that the burden ratio of the one inverter is set to zero. It is characterized by.
[0016]
The invention described in claim 6
A method for parallel control of inverters according to claim 4 or 5 ,
The load elements of the plurality of inverters are connected in parallel in a ring shape, and when the connection between one load element and the other load element is cut off, the parallel connection state of each of the load elements is maintained. Yes.
According to the present invention, the current signal source provided in the inverter and the load element are connected in series, and the output current of the current signal source in each of the plurality of inverters is made common among the plurality of inverters in the previous stage of the load element. The load elements of each inverter are connected in parallel with each other while flowing into the line.
[0017]
Therefore, the voltages generated at both ends of each load element of the inverter become equal, and each inverter can be appropriately controlled based on this voltage.
That is, for example, the load of the load element provided in each inverter can be equal to each other.
At this time, when the inverters connected in parallel are operated, the voltages generated at both ends of the load elements of each inverter are equal, and this voltage value is a value corresponding to the number of parallel inverters. Therefore, the output current of each inverter is equalized, and current sharing when the inverters are connected in parallel can be performed appropriately.
According to the present invention, a load element is connected in series to a current signal source provided in an inverter connected in parallel, and in at least one of the plurality of inverters, the load element is a variable conductance element. It is composed. Then, the conductance of the load element is set according to the current sharing ratio set for the inverter, and the product of the voltage across the load element and the current sharing ratio of the inverter is used as the current command value of the inverter. The output current of each inverter can be adjusted. Furthermore, when the inverter is additionally turned on or disconnected, the current sharing ratio of the inverter is set to zero, so that the burden ratio of the inverter can be set to zero.
[0018]
As a result, when additional inverters are connected or disconnected, the output current of the newly connected inverter is gradually increased without abruptly changing the total output current, and at the same time, Gradually decrease the output current, eventually equalize the output current of each inverter, gradually decrease the output current of the inverter being disconnected, and gradually increase the output current of other inverters Finally, the remaining output current of the inverter can be equalized.
[0019]
Therefore, it is possible to easily add or disconnect inverters at low cost and easily.
Further, according to the present invention, it is possible to adjust the current sharing of each inverter to a predetermined ratio by appropriately changing the load of the load element. For example, if inverters with different capacities are connected, continue parallel operation while reducing the burden on inverters with large temperature rises by reducing the output current of inverters with small capacities or reducing cooling performance. Can be easily done.
[0020]
As described above, according to the present invention, it is possible to easily perform parallel control of inverters at low cost.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a parallel control device for an inverter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an inverter parallel control device 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied. Hereinafter, the parallel control device of the inverter is simply referred to as “parallel control device”.
[0022]
In FIG. 1, the parallel control device 1 includes inverters 10, 20, 30 and an output load 40.
The inverter 10 includes a current signal source 11 and a resistor 12, and the inverters 20 and 30 similarly include current signal sources 21 and 31 and resistors 22 and 32.
[0023]
The current signal sources 11, 21, 31 have a function as detectors of output currents of the inverters, and output current signals proportional to the output currents of the inverters 10, 20, 30 provided therein.
Further, the resistors 12, 22 and 32 are connected in parallel to each other, and since the respective resistance values are equal, these combined resistance values are 1/3 of the resistance values of the resistors 12, 22, and 32. A voltage corresponding to the product of the combined resistance value and the total output current of the parallel control device 1 that is the total value of the current signals is generated at both ends of the resistors 12, 22, and 32.
[0024]
A current control unit (not shown) controls the output current of each inverter based on the voltage across each of the resistors 12, 22, and 32.
Therefore, by controlling each of the inverters 10, 20, and 30 in the same manner, each outputs the same current signal, and the output currents of the inverters 10, 20, and 30 become equal.
[0025]
That is, the voltage across each of the resistors 12, 22, and 32 varies depending on the number of inverters in parallel, and is a value that defines the current sharing in each inverter, that is, the current command value (output current of the inverters 10, 20, and 30). Function as a value to be determined).
In FIG. 1, since three inverters 10, 20, and 30 are connected in parallel, the combined resistance value is 1/3 of each resistance value, and the parallel number of inverters is n (n is a natural number). In this case, the combined resistance value is 1 / n of each resistance value.
[0026]
As described above, the parallel control device 1 according to the first embodiment connects the current signal source and the resistor provided in the inverter in series, and connects the resistances of the inverters connected in parallel to each other in parallel. . Here, the resistance value of the resistor provided in each inverter is assumed to be the same value.
Therefore, when the inverters connected in parallel are operated, the voltages generated across the resistances of the inverters are equal, and the current command values of the inverters are equal. Therefore, the output current of each inverter is equalized, and current sharing when the inverters are connected in parallel can be performed appropriately.
(Second Embodiment)
Next, a parallel control device 2 according to a second embodiment to which the present invention is applied will be described.
[0027]
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the parallel control device 2. 2 shows a state in which the inverter 30 is not connected among the inverters 10, 20, and 30 connected in parallel.
In FIG. 2, the configuration of the parallel control device 2 is the same as that of the parallel control device 1 in that it includes inverters 10, 20, 30 and an output load 40. Therefore, the internal configuration of inverters 10, 20, and 30, which are different points, will be described below.
[0028]
The inverter 10 includes a current signal source 11, a variable conductance element 13, and a multiplier 14. Similarly, the inverters 20 and 30 have current signal sources 21 and 31, variable conductance elements 23 and 33, The configuration includes multipliers 24 and 34.
The current signal sources 11, 21, 31 output current signals proportional to the output currents of the inverters 10, 20, 30 provided therein.
[0029]
The variable conductance elements 13, 23, and 33 are elements that are connected in parallel to each other and can change their conductances. In addition, the function in 1st Embodiment is implement | achieved by making the conductance of the variable conductance elements 13, 23, and 33 the same.
Multipliers 14, 24, and 34 can output current command values of inverters 10, 20, and 30 by multiplying a current sharing ratio “a”, which will be described later, and a voltage across both conductance elements 13, 23, and 33.
[0030]
Under such a configuration, the parallel control device 2 does not give an abrupt change in output current to an operating inverter connected in parallel without adding an additional inverter or disconnecting a part of the inverter (parallel connection). To leave).
Hereinafter, a case where the inverter 30 is additionally input while the inverters 10 and 20 are operating will be described as an example.
[0031]
First, the inverters 10 and 20 are connected in parallel and are operated with the output currents being equal (the state of FIG. 2). At this time, the current command value of the inverters 10 and 20 is I, the conductance of the variable conductance element is G, the multiplication coefficient of the multipliers 14 and 24 is 1, and the multiplication coefficient of the multiplier 34 is 0.
Here, the current sharing ratio a is determined, and the multiplication coefficient of the multiplier 34 and the conductance of the variable conductance element 33 are adjusted based on the current sharing ratio a. Specifically, the current sharing ratio a is set as the multiplication coefficient of the multiplier 34, and the conductance of the variable conductance element 33 is set to a times (aG) with respect to the conductance G of the variable conductance elements 13 and 23.
[0032]
By setting in this way, when the inverter 30 is connected in parallel with the inverters 10 and 20, the current command value of the inverters 10 and 20 is I / (n + a), and the current command value of the inverter 30 is a × I / (N + a). Here, “n” is the number of parallel inverters, and n = 2 in FIG.
At this time, the total output current of the parallel control device 2 is (output current of the inverters 10 and 20) + (output current of the inverter 30) = n × I / (n + a) + a × I / (n + a) = I. Even when 30 is added, the total output current is maintained.
[0033]
When a = 0 and the inverter 30 is connected in parallel with the inverters 10 and 20 (additional input), since a = 0, the current command value of the inverters 10 and 20 is I / n (n = 2). The current command value does not change. Further, the current command value of the inverter 30 is zero.
That is, by adding the inverter 30 with the current sharing ratio a = 0, it is possible to connect in parallel without suddenly changing the total output current, and further, the current sharing ratio a is gradually increased to a = 1. Thus, the current command value of each inverter becomes I / (n + 1), and the output currents of all inverters including the additionally supplied inverter 30 become equal.
In FIG. 2, the variable conductance elements 13, 23, and 33 can be configured as follows, for example.
[0034]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the variable conductance element. In FIG. 3, the variable conductance element includes a plurality of resistors having a resistance value that is a power of two, and these resistors can be connected in parallel using a switch.
Under such a configuration, the conductance can be appropriately changed by setting the current share a in binary and connecting the switches of the variable conductance elements according to the current share a. For this reason, it becomes easy to directly control the variable conductance element by a microcomputer or the like used for controlling the inverter.
[0035]
In addition, as a method of connecting a plurality of inverters in parallel, by connecting the inverters in a loop shape, the addition and disconnection of the inverters can be further facilitated.
FIG. 4 is a diagram showing a concept when inverters 10, 20, and 30 are connected in parallel in a loop shape.
[0036]
In FIG. 4, inverters 10, 20, 30 are connected in a ring shape by current signal lines (lines connecting variable conductance elements in parallel) of inverters 10, 20, 30. , 20), the state where the variable conductance elements of the respective inverters are connected in parallel is maintained.
[0037]
Therefore, while maintaining the parallel connection state of the inverters that have been connected, the inverters can be additionally input at arbitrary positions, or the inverters at arbitrary positions can be disconnected. In addition, the number of connection lines required for this can be minimized.
As described above, the parallel control device 2 according to the second embodiment has the variable conductance element connected in series to the current signal source provided in the inverter connected in parallel. The conductance of the conductance element 33 can be changed. The output current of each inverter can be adjusted by changing the current command value corresponding to the amount of change. When an inverter is additionally supplied, a current sharing ratio a that defines the multiplication coefficient of the multiplier and the conductance of the additionally supplied inverter is set. After a parallel connection with a = 0, the current gradually increases to a = 1. Let As a result, when adding additional inverters, the output current of the newly connected inverter is gradually increased without changing the total output current abruptly. It can be gradually reduced and finally the output current of each inverter can be equalized. Further, by reversely performing such processing, it is possible to disconnect a part of the inverters connected in parallel without causing a sudden change in the total output current.
[0038]
Therefore, it is possible to easily add or disconnect inverters at low cost and easily.
Further, by appropriately adjusting the current sharing ratio a, the current sharing of each inverter can be adjusted to a predetermined ratio. For example, if inverters with different capacities are connected, continue parallel operation while reducing the burden on inverters with large temperature rises by reducing the output current of inverters with small capacities or reducing cooling performance. Can be easily done.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, the current signal source provided in the inverter and the load element are connected in series, and the load elements of the inverters connected in parallel are connected in parallel to each other. Therefore, the voltages generated at both ends of each load element of the inverter become equal, and each inverter can be appropriately controlled based on this voltage.
[0040]
That is, for example, the load of the load element provided in each inverter can be equal to each other.
At this time, when the inverters connected in parallel are operated, the voltages generated at both ends of the load elements of each inverter are equal, and this voltage value is a value corresponding to the number of parallel inverters. Therefore, the output current of each inverter is equalized, and current sharing when the inverters are connected in parallel can be performed appropriately.
[0041]
According to the present invention, a load element is connected in series to a current signal source provided in an inverter connected in parallel, and the load of the load element is changed in at least one of the plurality of inverters. It is possible to make it. The output current of each inverter can be adjusted by changing the current command value corresponding to the amount of change. Furthermore, when the inverter is additionally turned on or disconnected, the burden ratio of the inverter can be made zero.
[0042]
As a result, when additional inverters are connected or disconnected, the output current of the newly connected inverter is gradually increased without abruptly changing the total output current, and at the same time, Gradually decrease the output current, eventually equalize the output current of each inverter, gradually decrease the output current of the inverter being disconnected, and gradually increase the output current of other inverters Finally, the remaining output current of the inverter can be equalized.
[0043]
Therefore, it is possible to easily add or disconnect inverters at low cost and easily.
Further, according to the present invention, it is possible to adjust the current sharing of each inverter to a predetermined ratio by appropriately changing the load of the load element. For example, if inverters with different capacities are connected, continue parallel operation while reducing the burden on inverters with large temperature rises by reducing the output current of inverters with small capacities or reducing cooling performance. Can be easily done.
As described above, according to the present invention, it is possible to easily perform parallel control of inverters at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an inverter parallel control device 1 according to a first embodiment to which the present invention is applied.
2 is a diagram showing a configuration of a parallel control device 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a variable conductance element.
FIG. 4 is a diagram illustrating a concept when inverters 10, 20, and 30 are connected in parallel in a loop shape.
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional inverter parallel control device 100;
[Explanation of symbols]
1, 2, 100 Parallel control devices 10, 20, 30, 110, 120, 130 Inverters 11, 21, 31 Current signal sources 12, 22, 32 Resistors 13, 23, 33 Variable conductance elements 14, 24, 34 Multiplier 40 160 Output load 150 Distributor 100 Parallel controller 140 Common current detector 150 Distributor

Claims

A parallel control device of an inverter for performing load sharing by a plurality of inverters connected in parallel,
The inverter includes a current signal source that outputs a predetermined current corresponding to the output current of the inverter, and a load element that is connected in series with the current signal source and has a predetermined load.
The output current of the current signal source in each of the plurality of inverters is caused to flow into a common line between the plurality of inverters before the load element, and the load elements of the plurality of inverters are connected in parallel. And, based on a common voltage applied to the load elements, determine current command values for the plurality of inverters ,
Each of the plurality of inverters outputs a predetermined current corresponding to a current command value based on the common voltage, and at least one of the plurality of inverters includes the load element as a variable conductance element. The conductance of the load element is set according to the set current sharing ratio, and the multiplication value of the voltage across the load element and the current sharing ratio of the inverter is used as the current command value of the inverter, thereby A parallel control device for an inverter, wherein a load ratio of each inverter in an output current of the entire inverter can be adjusted .

In the plurality of inverters connected in parallel, it is possible to add or disconnect one inverter , and at the time of addition or disconnection, the current sharing ratio of the one inverter is reduced to zero. The inverter parallel control device according to claim 1 , wherein the burden ratio of the inverter is zero.

The load elements of the plurality of inverters are connected in parallel in a ring shape, and even when the connection between one load element and the other load element is disconnected, maintaining the parallel connection state of each of the load elements 3. The parallel control device for an inverter according to claim 1 , wherein the inverter is a parallel control device.

An inverter parallel control method for performing load sharing by a plurality of inverters connected in parallel,
The inverter includes a current signal source that outputs a predetermined current corresponding to the output current of the inverter, and a load element that is connected in series with the current signal source and has a predetermined load.
The output current of the current signal source in each of the plurality of inverters is caused to flow into a common line between the plurality of inverters before the load element, and the load elements of the plurality of inverters are connected in parallel. And, based on a common voltage applied to the load elements, determine current command values for the plurality of inverters ,
Each of the plurality of inverters outputs a predetermined current corresponding to a current command value based on the common voltage, and at least one of the plurality of inverters includes the load element configured by a variable conductance element. The conductance of the load element is set according to the set current sharing ratio, and the multiplication value of the voltage across the load element and the current sharing ratio of the inverter is used as the current command value of the inverter, thereby A parallel control method for inverters, wherein the burden ratio of each inverter in the output current of the entire inverter can be adjusted .

In the plurality of inverters connected in parallel, when one inverter is added or disconnected, the current sharing ratio of the one inverter is set to zero so that the burden ratio of the one inverter is set to zero. The inverter parallel control method according to claim 4 .

The load elements of the plurality of inverters are connected in parallel in a ring shape, and when the connection between one load element and the other load element is disconnected, the parallel connection state of each of the load elements is maintained. A method for parallel control of inverters according to claim 4 or 5 .