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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023081648
(43)【公開日】2023-06-13
(54)【発明の名称】電源装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20230606BHJP
H02M 7/493 20070101ALI20230606BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 E
H02M7/493
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021195524
(22)【出願日】2021-12-01
(71)【出願人】
【識別番号】000002037
【氏名又は名称】新電元工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森下 泰輔
(72)【発明者】
【氏名】南 祐輔
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA29
5H770DA22
5H770DA24
5H770DA26
5H770DA30
5H770FA01
(57)【要約】
【課題】インバータの接続台数の自由度を高くすることができ、多様な出力構成の形態を実現することができる電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置は、第１信号線を介して電気的に接続された、制御回路と、複数のインバータと、を含む。制御回路は、一定の周期で変化する基準信号を第１信号線に出力する。複数のインバータの各々は、基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧を出力する。
【選択図】図２
【解決手段】電源装置は、第１信号線を介して電気的に接続された、制御回路と、複数のインバータと、を含む。制御回路は、一定の周期で変化する基準信号を第１信号線に出力する。複数のインバータの各々は、基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧を出力する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１信号線を介して電気的に接続された、制御回路と、複数のインバータと、
を含み、
前記制御回路は、
一定の周期で変化する基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、電源装置。
を含み、
前記制御回路は、
一定の周期で変化する基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、電源装置。
【請求項2】
前記制御回路は、
前記複数のインバータのいずれかに含まれている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。
前記複数のインバータのいずれかに含まれている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。
【請求項3】
前記制御回路と、前記複数のインバータとは、第２信号線を介して電気的に接続され、
前記制御回路は、
第１の基準信号と同期して、交流電圧の出力を開始することを指示する信号である電圧出力開始指示信号を前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第１の基準信号の後の第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電源装置。
前記制御回路は、
第１の基準信号と同期して、交流電圧の出力を開始することを指示する信号である電圧出力開始指示信号を前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第１の基準信号の後の第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項4】
前記複数のインバータの各々は、
前記電圧出力開始指示信号の受信時を起点とした一定時間内に、交流電圧の出力動作に参加することを表す信号であり予め設定された識別子を含む参加信号、及び、アクノリッジ信号を、前記第２信号線に出力し、
前記制御回路は、
前記アクノリッジ信号を交流電圧の出力動作に参加するインバータから受信した後に、前記第２の基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の電源装置。
前記電圧出力開始指示信号の受信時を起点とした一定時間内に、交流電圧の出力動作に参加することを表す信号であり予め設定された識別子を含む参加信号、及び、アクノリッジ信号を、前記第２信号線に出力し、
前記制御回路は、
前記アクノリッジ信号を交流電圧の出力動作に参加するインバータから受信した後に、前記第２の基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の電源装置。
【請求項5】
前記制御回路は、
出力電圧を指示する信号であり、前記識別子で宛先を特定した出力電圧指示信号を、前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
宛先が自身の前記識別子である前記出力電圧指示信号に応じた電圧の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の電源装置。
出力電圧を指示する信号であり、前記識別子で宛先を特定した出力電圧指示信号を、前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
宛先が自身の前記識別子である前記出力電圧指示信号に応じた電圧の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の電源装置。
【請求項6】
前記複数のインバータの内の前記基準信号に対して０°以外の位相で交流電圧を出力するインバータは、
目標である交流電圧に達するまでは、一定の変化率で出力電圧を変化させるソフトスタートを行う、
ことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の電源装置。
目標である交流電圧に達するまでは、一定の変化率で出力電圧を変化させるソフトスタートを行う、
ことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項7】
前記複数のインバータは、第１インバータから第６インバータまでを含み、
前記第１インバータ及び前記第２インバータは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力し、
前記第３インバータ及び前記第４インバータは、前記基準信号に対して１２０°遅れの位相の交流電圧を出力し、
前記第５インバータ及び前記第６インバータは、前記基準信号に対して１２０°進みの位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の電源装置。
前記第１インバータ及び前記第２インバータは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力し、
前記第３インバータ及び前記第４インバータは、前記基準信号に対して１２０°遅れの位相の交流電圧を出力し、
前記第５インバータ及び前記第６インバータは、前記基準信号に対して１２０°進みの位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項8】
前記複数のインバータは、第１インバータから第６インバータまでを含み、
前記第１インバータから前記第６インバータまでは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の電源装置。
前記第１インバータから前記第６インバータまでは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、複数のインバータが直並列接続されたインバータ発電機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－２４４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１記載のインバータ発電機では、１個のインバータがマスタ機となり、残りのインバータがスレーブ機となり、同期を取っている。そのため、特許文献１記載のインバータ発電機では、複数のインバータの相互間に配線が必要である。
【0005】
インバータ台数が増えると、配線も増え、複数のインバータに夫々実装される信号線コネクタの数も増える。よって、想定したインバータ台数（例えば、３台）に応じた数の信号線コネクタを複数のインバータに夫々実装したとすると、後でインバータ台数（例えば、６台）を増やすことができない。つまり、特許文献１記載のインバータ発電機は、接続台数の自由度が制限されてしまう。
【0006】
これを防ぐためには、予め想定される最大のインバータ台数を確定し、最大のインバータ台数に応じた数の信号線コネクタを複数のインバータに夫々実装しておかなければならない。
【0007】
本発明は、インバータの接続台数の自由度を高くすることができ、多様な出力構成の形態を実現することができる、電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様の電源装置は、
第１信号線を介して電気的に接続された、制御回路と、複数のインバータと、
を含み、
前記制御回路は、
一定の周期で変化する基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
第１信号線を介して電気的に接続された、制御回路と、複数のインバータと、
を含み、
前記制御回路は、
一定の周期で変化する基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
【0009】
前記電源装置において、
前記制御回路は、
前記複数のインバータのいずれかに含まれている、
ことを特徴とする。
前記制御回路は、
前記複数のインバータのいずれかに含まれている、
ことを特徴とする。
【0010】
前記電源装置において、
前記制御回路と、前記複数のインバータとは、第２信号線を介して電気的に接続され、
前記制御回路は、
第１の基準信号と同期して、交流電圧の出力を開始することを指示する信号である電圧出力開始指示信号を前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第１の基準信号の後の第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする。
前記制御回路と、前記複数のインバータとは、第２信号線を介して電気的に接続され、
前記制御回路は、
第１の基準信号と同期して、交流電圧の出力を開始することを指示する信号である電圧出力開始指示信号を前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第１の基準信号の後の第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする。
【0011】
前記電源装置において、
前記複数のインバータの各々は、
前記電圧出力開始指示信号の受信時を起点とした一定時間内に、交流電圧の出力動作に参加することを表す信号であり予め設定された識別子を含む参加信号、及び、アクノリッジ信号を、前記第２信号線に出力し、
前記制御回路は、
前記アクノリッジ信号を交流電圧の出力動作に参加するインバータから受信した後に、前記第２の基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする。
前記複数のインバータの各々は、
前記電圧出力開始指示信号の受信時を起点とした一定時間内に、交流電圧の出力動作に参加することを表す信号であり予め設定された識別子を含む参加信号、及び、アクノリッジ信号を、前記第２信号線に出力し、
前記制御回路は、
前記アクノリッジ信号を交流電圧の出力動作に参加するインバータから受信した後に、前記第２の基準信号を前記第１信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
前記第２の基準信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する、
ことを特徴とする。
【0012】
前記電源装置において、
前記制御回路は、
出力電圧を指示する信号であり、前記識別子で宛先を特定した出力電圧指示信号を、前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
宛先が自身の前記識別子である前記出力電圧指示信号に応じた電圧の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
前記制御回路は、
出力電圧を指示する信号であり、前記識別子で宛先を特定した出力電圧指示信号を、前記第２信号線に出力し、
前記複数のインバータの各々は、
宛先が自身の前記識別子である前記出力電圧指示信号に応じた電圧の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
【0013】
前記電源装置において、
前記複数のインバータの内の前記基準信号に対して０°以外の位相で交流電圧を出力するインバータは、
目標である交流電圧に達するまでは、一定の変化率で出力電圧を変化させるソフトスタートを行う、
ことを特徴とする。
前記複数のインバータの内の前記基準信号に対して０°以外の位相で交流電圧を出力するインバータは、
目標である交流電圧に達するまでは、一定の変化率で出力電圧を変化させるソフトスタートを行う、
ことを特徴とする。
【0014】
前記電源装置において、
前記複数のインバータは、第１インバータから第６インバータまでを含み、
前記第１インバータ及び前記第２インバータは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力し、
前記第３インバータ及び前記第４インバータは、前記基準信号に対して１２０°遅れの位相の交流電圧を出力し、
前記第５インバータ及び前記第６インバータは、前記基準信号に対して１２０°進みの位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
前記複数のインバータは、第１インバータから第６インバータまでを含み、
前記第１インバータ及び前記第２インバータは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力し、
前記第３インバータ及び前記第４インバータは、前記基準信号に対して１２０°遅れの位相の交流電圧を出力し、
前記第５インバータ及び前記第６インバータは、前記基準信号に対して１２０°進みの位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
【0015】
前記電源装置において、
前記複数のインバータは、第１インバータから第６インバータまでを含み、
前記第１インバータから前記第６インバータまでは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
前記複数のインバータは、第１インバータから第６インバータまでを含み、
前記第１インバータから前記第６インバータまでは、前記基準信号に対して０°の位相の交流電圧を出力する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明の一態様の電源装置は、インバータの接続台数の自由度を高くすることができ、多様な出力構成の形態を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明の電源装置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本発明が限定されるものではない。
【0019】
＜第１の実施の形態＞
以下、第１の実施の形態について説明するが、第１の実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。
以下、第１の実施の形態について説明するが、第１の実施の形態の理解を容易にするため、先に比較例について説明する。
【0020】
（比較例）
図１は、比較例の電源装置の構成を示す図である。電源装置１００は、制御回路１０１と、第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までと、を含む。
図１は、比較例の電源装置の構成を示す図である。電源装置１００は、制御回路１０１と、第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までと、を含む。
【0021】
第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までの内の第１インバータ１０２が、マスタであり、第２インバータ１０３及び第３インバータ１０４が、スレーブである。
【0022】
制御回路１０１は、通信部１０１ａを含む。通信部１０１ａは、信号線１１１を介して、第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までに、電気的に接続されている。通信部１０１ａは、信号線１１１を介して、第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までと通信を行う。
【0023】
第１インバータ１０２は、制御部１０２ａと、電力変換部１０２ｅと、を含む。制御部１０２ａは、通信部１０２ｂと、第１同期信号生成部１０２ｃと、第２同期信号生成部１０２ｄと、を含む。
【0024】
通信部１０２ｂは、信号線１１１を介して通信部１０１ａに電気的に接続され、通信部１０１ａと通信を行う。制御部１０２ａは、通信部１０１ａから受信する信号に基づいて、電力変換部１０２ｅを制御する。電力変換部１０２ｅは、制御部１０２ａの制御下で、直流電圧ＤＣＩＮをＲ相の交流電圧に変換して出力する。
【0025】
第１同期信号生成部１０２ｃは、第１同期信号を生成する。第１同期信号生成部１０２ｃは、Ｒ相の交流電圧のゼロクロス位置から１２０°遅れの第１同期信号を生成する。
【0026】
第１同期信号生成部１０２ｃは、信号線１１２を介して第２インバータ１０３に電気的に接続され、信号線１１３を介して第３インバータ１０４に電気的に接続されている。第１同期信号生成部１０２ｃは、第１同期信号を、信号線１１２を介して第２インバータ１０３に出力し、信号線１１３を介して第３インバータ１０４に出力する。
【0027】
第２同期信号生成部１０２ｄは、第２同期信号を生成する。第２同期信号生成部１０２ｄは、Ｒ相の交流電圧のゼロクロス位置から１２０°進みの第２同期信号を生成する。
【0028】
第２同期信号生成部１０２ｄは、信号線１１４を介して第２インバータ１０３に電気的に接続され、信号線１１５を介して第３インバータ１０４に電気的に接続されている。第２同期信号生成部１０２ｄは、第２同期信号を、信号線１１４を介して第２インバータ１０３に出力し、信号線１１５を介して第３インバータ１０４に出力する。
【0029】
第２インバータ１０３は、制御部１０３ａと、電力変換部１０３ｅと、を含む。制御部１０３ａは、通信部１０３ｂと、第１同期信号受信部１０３ｃと、第２同期信号受信部１０３ｄと、を含む。
【0030】
通信部１０３ｂは、信号線１１１を介して通信部１０１ａに電気的に接続され、通信部１０１ａと通信を行う。
【0031】
第１同期信号受信部１０３ｃは、信号線１１２を介して、第１同期信号を第１インバータ１０２の第１同期信号生成部１０２ｃから受信する。制御部１０３ａは、第１同期信号に同期して、電力変換部１０３ｅを制御する。電力変換部１０３ｅは、制御部１０３ａの制御下で、直流電圧ＤＣＩＮをＳ相の交流電圧に変換して出力する。
【0032】
第２同期信号受信部１０３ｄは、信号線１１４を介して、第２同期信号を第１インバータ１０２の第２同期信号生成部１０２ｄから受信する。
【0033】
第３インバータ１０４は、制御部１０４ａと、電力変換部１０４ｅと、を含む。制御部１０４ａは、通信部１０４ｂと、第１同期信号受信部１０４ｃと、第２同期信号受信部１０４ｄと、を含む。
【0034】
通信部１０４ｂは、信号線１１１を介して通信部１０１ａに電気的に接続され、通信部１０１ａと通信を行う。
【0035】
第１同期信号受信部１０４ｃは、信号線１１３を介して、第１同期信号を第１インバータ１０２の第１同期信号生成部１０２ｃから受信する。
【0036】
第２同期信号受信部１０４ｄは、信号線１１５を介して、第２同期信号を第１インバータ１０２の第２同期信号生成部１０２ｄから受信する。制御部１０４ａは、第２同期信号に同期して、電力変換部１０４ｅを制御する。電力変換部１０４ｅは、制御部１０４ａの制御下で、直流電圧ＤＣＩＮをＴ相の交流電圧に変換して出力する。
【0037】
第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までの交流出力を直並列接続する場合、第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までの交流出力は同期が取れている必要がある。電源装置１００では、マスタである第１インバータ１０２が、第１同期信号及び第２同期信号を第２インバータ１０３及び第３インバータ１０４に送信することにより、第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までの交流出力の同期を取っている。
【0038】
この場合、第２インバータ１０３及び第３インバータ１０４は、制御速度に対して十分速い速度で、第１同期信号及び第２同期信号を受信する必要がある。そのため、第２インバータ１０３は、信号線１１２及び１１４を介して、第１インバータ１０２に電気的に接続されている。また、第３インバータ１０４は、信号線１１３及び１１５を介して、第１インバータ１０２に電気的に接続されている。
【0039】
インバータ台数が増えると、配線も増え、第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までに夫々実装される信号線コネクタの数も増える。よって、想定したインバータ台数（例えば、３台）に応じた数の信号線コネクタを第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までに夫々実装したとすると、後でインバータ台数（例えば、６台）を増やすことができない。つまり、電源装置１００は、接続台数の自由度が制限されてしまう。
【0040】
これを防ぐためには、予め想定される最大のインバータ台数（例えば、６台）を確定し、最大のインバータ台数に応じた数の信号線コネクタを第１インバータ１０２から第３インバータ１０４までに夫々実装しておかなければならない。これにより、実装スペース及びコストが増大する。
【0041】
【0042】
第１の実施の形態では、制御回路２は、第１インバータ３から第３インバータ５までとは別体としたが、本開示はこれに限定されない。制御回路２は、第１インバータ３から第３インバータ５までのいずれかに搭載（内蔵）されても良い。これにより、電源装置１は、設置スペース及びコストを抑制できる。
【0043】
第１の実施の形態では、インバータの台数を３台としたが、本開示はこれに限定されない。インバータの台数は、２台又は４台以上であっても良い。
【0044】
第１の実施の形態では、比較例とは異なり、第１インバータ３から第３インバータ５までは、マスタ又はスレーブに分けられていない。
【0045】
制御回路２は、通信部２ａと、同期信号送信部２ｂと、を含む。制御回路２は、第１インバータ３から第３インバータ５までとは別体の場合、ＥＣＵ（Engine Control Unit）であることが例示されるが、本開示はこれに限定されない。
【0046】
通信部２ａは、信号線１１を介して、第１インバータ３から第３インバータ５までに、電気的に接続されている。信号線１１は、ＣＡＮ（Controller Area Network、ＩＳＯ １１８９８）が例示されるが、本開示はこれに限定されない。通信部２ａは、信号線１１を介して、第１インバータ３から第３インバータ５までと通信を行う。
【0047】
信号線１１が、本開示の「第２信号線」の一例に相当する。
【0048】
同期信号送信部２ｂは、信号線１２を介して、第１インバータ３から第３インバータ５までに、電気的に接続されている。同期信号送信部２ｂは、信号線１２を介して、一定の周期で変化する同期信号を第１インバータ３から第３インバータ５までに送信する。同期信号は、５０Ｈｚの５０％デューティの矩形波信号が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
【0049】
信号線１２が、本開示の「第１信号線」の一例に相当する。同期信号が、本開示の「基準信号」の一例に相当する。
【0050】
第１インバータ３は、制御部３ａと、電力変換部３ｅと、を含む。制御部３ａは、通信部３ｂと、同期信号受信部３ｃと、ＩＤ設定部３ｄと、を含む。
【0051】
ＩＤ設定部３ｄには、第１インバータ３を一意に特定する識別子が、予め設定されている。ＩＤ設定部３ｄは、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ（登録商標））、ディップスイッチ等が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
【0052】
通信部３ｂは、信号線１１を介して通信部２ａに電気的に接続され、通信部２ａと通信を行う。通信部３ｂは、通信を行う際、ＩＤ設定部３ｄに設定されている識別子を使用する。
【0053】
同期信号受信部３ｃは、信号線１２を介して同期信号送信部２ｂに電気的に接続され、同期信号を受信する。制御部３ａは、同期信号に応じたタイミングで、電力変換部３ｅを制御する。電力変換部３ｅは、制御部３ａの制御下で、直流電圧ＤＣＩＮをＲ相の交流電圧に変換して出力する。
【0054】
第２インバータ４は、制御部４ａと、電力変換部４ｅと、を含む。制御部４ａは、通信部４ｂと、同期信号受信部４ｃと、ＩＤ設定部４ｄと、を含む。
【0055】
ＩＤ設定部４ｄには、第２インバータ４を一意に特定する識別子が、予め設定されている。
【0056】
通信部４ｂは、信号線１１を介して通信部２ａに電気的に接続され、通信部２ａと通信を行う。通信部４ｂは、通信を行う際、ＩＤ設定部４ｄに設定されている識別子を使用する。
【0057】
同期信号受信部４ｃは、信号線１２を介して同期信号送信部２ｂに電気的に接続され、同期信号を受信する。制御部４ａは、同期信号に応じたタイミングで、電力変換部４ｅを制御する。電力変換部４ｅは、制御部４ａの制御下で、直流電圧ＤＣＩＮをＳ相の交流電圧に変換して出力する。
【0058】
第３インバータ５は、制御部５ａと、電力変換部５ｅと、を含む。制御部５ａは、通信部５ｂと、同期信号受信部５ｃと、ＩＤ設定部５ｄと、を含む。
【0059】
ＩＤ設定部５ｄには、第３インバータ５を一意に特定する識別子が、予め設定されている。
【0060】
通信部５ｂは、信号線１１を介して通信部２ａに電気的に接続され、通信部２ａと通信を行う。通信部５ｂは、通信を行う際、ＩＤ設定部５ｄに設定されている識別子を使用する。
【0061】
同期信号受信部５ｃは、信号線１２を介して同期信号送信部２ｂに電気的に接続され、同期信号を受信する。制御部５ａは、同期信号に応じたタイミングで、電力変換部５ｅを制御する。電力変換部５ｅは、制御部５ａの制御下で、直流電圧ＤＣＩＮをＴ相の交流電圧に変換して出力する。
【0062】
なお、第１インバータ３から第３インバータ５までには、出力電圧（例えば、１００Ｖ、２４０Ｖ等）のデフォルト値が予め設定されていることとしても良い。そして、出力電圧をデフォルト値から変更する必要がある場合に、制御回路２が、信号線１１を介して、出力電圧を第１インバータ３から第３インバータ５までに指示しても良い。
【0063】
同様に、第１インバータ３から第３インバータ５までには、位相（例えば、０°、１２０°遅れ、１２０°進み等）のデフォルト値が予め設定されていることとしても良い。そして、位相をデフォルト値から変更する必要がある場合に、制御回路２が、信号線１１を介して、位相を第１インバータ３から第３インバータ５までに指示しても良い。
【0064】
［起動時の動作］
図３は、第１の実施の形態の電源装置の起動時の動作を示すフローチャートである。
図３は、第１の実施の形態の電源装置の起動時の動作を示すフローチャートである。
【0065】
制御回路２の同期信号送信部２ｂは、ステップＳ１００において、信号線１２を介して、第１の同期信号を第１インバータ３から第３インバータ５までに出力する。第１の同期信号は、同期信号送信部２ｂが出力する第１番目の同期信号が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
【0066】
制御回路２の通信部２ａは、第１の同期信号の立ち上がり又は立ち下がりと同期して、交流電圧の出力動作に参加する第１インバータ３から第３インバータ５までの識別子を夫々含む複数の電圧出力開始指示信号を、信号線１１を介して、第１インバータ３から第３インバータ５までの通信部３ｂから５ｂまでに、送信する。
【0067】
なお、このとき、制御回路２の通信部２ａは、出力電圧を指示する信号であり、識別子で宛先を特定した出力電圧指示信号（例えば、１００Ｖ指示、２４０Ｖ指示等）、位相を指示する信号であり、識別子で宛先を特定した位相指示信号等をも、第１インバータ３から第３インバータ５までに送信しても良い。
【0068】
第１インバータ３の通信部３ｂは、電圧出力開始指示信号の受信時を起点とした一定時間内に、ステップＳ２００において、交流電圧の出力動作に参加することを表す信号であり、ＩＤ設定部３ｄに設定されている識別子を含む参加信号を、信号線１１を介して、通信部２ａに送信する。これにより、第１インバータ３は、交流電圧の出力動作に参加する。第２インバータ４の通信部４ｂは、ＩＤ設定部４ｄに設定されている識別子を含む参加信号を、信号線１１を介して、通信部２ａに送信する。これにより、第２インバータ４は、交流電圧の出力動作に参加する。第３インバータ５の通信部５ｂは、ＩＤ設定部５ｄに設定されている識別子を含む参加信号を、信号線１１を介して、通信部２ａに送信する。これにより、第３インバータ５は、交流電圧の出力動作に参加する。
【0069】
制御回路２は、第１インバータ３から第３インバータ５までから夫々送信される参加信号によって、交流電圧の出力動作に参加するインバータを把握できる。これにより、制御回路２は、アクノリッジ信号を第１インバータ３から第３インバータ５までから受信する必要があることを把握できる。
【0070】
第１インバータ３から第３インバータ５までの通信部３ｂから５ｂまでは、電圧出力開始指示信号の受信時を起点とした一定時間内に、ステップＳ２０２において、信号線１１を介して、識別子を含むアクノリッジ信号を制御回路２の通信部２ａに送信する。アクノリッジ信号は、次の基準信号（第２の基準信号）の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングから交流電圧を出力する旨を表す。
【0071】
制御回路２の同期信号送信部２ｂは、アクノリッジ信号を第１インバータ３から第３インバータ５までから受信した場合に、ステップＳ１０２において、第１の同期信号の周期が終わったタイミングで次の同期信号（第２の同期信号）を信号線１２に出力する。第２の同期信号は、同期信号送信部２ｂが出力する第２番目の同期信号が例示されるが、本開示はこれに限定されない。
【0072】
第１インバータ３から第３インバータ５までの制御部３ａから５ａまでは、第２の同期信号の立ち上がり又は立ち下がりを受信した場合に、ステップＳ２０４において、第２の同期信号の立ち上がり又は立ち下がりに対して、設定又は指示された位相で同期する交流電圧の出力を開始する制御を行う。
【0073】
これにより、第１インバータ３から第３インバータ５までは、第２の同期信号の立ち上がり又は立ち下がりにおいて、交流電圧の出力を開始できる。
【0074】
【0075】
波形２０１は、第１インバータ３が出力するＲ相の電圧を示す。波形２０２は、第２インバータ４が出力するＳ相の電圧を示す。波形２０２は、波形２０１と比較して、１２０°遅れている。波形２０３は、第３インバータ５が出力するＴ相の電圧を示す。波形２０３は、波形２０１と比較して、１２０°進んでいる。
【0076】
波形２０４は、Ｓ相の目標（理想）電圧を示す。波形２０５は、Ｔ相の目標（理想）電圧を示す。
【0077】
基準信号が５０Ｈｚの場合、基準信号の１周期は２０ｍｓである。制御回路２から第１インバータ３から第３インバータ５までへの指示信号の送信及び第１インバータ３から第３インバータ５までから制御回路２へのアクノリッジ信号の送信は、１ｍｓから２ｍｓ程度で可能である。従って、第１インバータ３から第３インバータ５までは、第２の基準信号の立ち上がりのタイミングｔ０から、一斉に電圧を出力できる。
【0078】
従って、第２インバータ４は、出力電圧が目標（理想）電圧に達する点２０６までは、一定の変化率で変化する電圧を出力し、点２０６以降は、Ｓ相の交流電圧を出力できる。また、第３インバータ５は、出力電圧が目標（理想）電圧に達する点２０７までは、一定の変化率で変化する電圧を出力し、点２０７以降は、Ｔ相の交流電圧を出力できる。
【0079】
つまり、電源装置１は、ソフトスタートを実現することが可能である。
【0080】
図５は、第１の実施の形態の電源装置の定常時の交流出力電圧波形を示す図である。
【0081】
波形２１１は、同期信号を示す。波形２１１で示すように、同期信号は、タイミングｔ１０で立ち上がり、タイミングｔ１１で立ち下がり、タイミングｔ１２で立ち上がる。
【0082】
タイミングｔ１０からタイミングｔ１２までが、交流電圧の１周期である。
【0083】
波形２１２は、第１インバータ３が出力するＲ相の電圧を示す。波形２１２で示す様に、Ｒ相の電圧は、上昇しながらタイミングｔ１０でゼロクロスし、下降しながらタイミングｔ１１でゼロクロスし、上昇しながらタイミングｔ１２でゼロクロスする。
【0084】
波形２１３は、第２インバータ４が出力するＳ相の電圧を示す。波形２１３で示す様に、Ｓ相の電圧は、タイミングｔ１０で位相が－１２０°であり、タイミングｔ１１で位相が６０°であり、タイミングｔ１２で位相が－１２０°である。
【0085】
波形２１４は、第３インバータ５が出力するＴ相の電圧を示す。波形２１４で示す様に、Ｔ相の電圧は、タイミングｔ１０で位相が１２０°であり、タイミングｔ１１で位相が３００°であり、タイミングｔ１２で位相が１２０°である。
【0086】
また各インバータは、同期信号の立ち上がり（又は立ち下がり）のタイミングで、各インバータが出力している電圧の位相と、設定又は指示された位相とのズレを矯正することで、位相が安定した出力が得られる。
【0087】
なお、上記では、第１インバータ３から第３インバータ５までは、同期信号の立ち上がりのタイミングに対して、０°、－１２０°及び１２０°の位相の交流電圧を出力することとしたが、本開示はこれに限定されない。第１インバータ３から第３インバータ５までは、同期信号の立ち下がりのタイミングに対して、０°、－１２０°及び１２０°の位相の交流電圧を出力することとしても良い。
【0088】
また、第１インバータ３から第３インバータ５までは、何らかのトラブルが発生した場合には、信号線１１を介して、トラブルが発生した旨の通知信号を制御回路２に送信すると良い。制御回路２は、トラブルが発生した旨の通知信号を受信した場合、信号線１１を介して、交流電圧出力を停止する指示信号を、第１インバータ３から第３インバータ５までに送信すると良い。これにより、電源装置１は、第１インバータ３から第３インバータ５までのいずれかにトラブルが発生しても、第１インバータ３から第３インバータ５までを停止できる。
【0089】
［まとめ］
［１］電源装置１では、第１インバータ３から第３インバータ５までは、信号線１１及び１２と電気的に接続されていれば良い。つまり、第１インバータ３から第３インバータ５までは、２個の信号線コネクタを有していれば足りる。そのため、後でインバータの台数が増えても、第１インバータ３から第３インバータ５までは、信号線コネクタを増やす必要がない。これにより、電源装置１は、接続台数の自由度を高くすることができる。
［１］電源装置１では、第１インバータ３から第３インバータ５までは、信号線１１及び１２と電気的に接続されていれば良い。つまり、第１インバータ３から第３インバータ５までは、２個の信号線コネクタを有していれば足りる。そのため、後でインバータの台数が増えても、第１インバータ３から第３インバータ５までは、信号線コネクタを増やす必要がない。これにより、電源装置１は、接続台数の自由度を高くすることができる。
【0090】
［２］特許文献１では、マスタが交流電圧出力→１２０°経過（ゼロクロス）→１つのスレーブが交流電圧出力→１２０°経過（ゼロクロス）→もう１つのスレーブが交流電圧出力、となる。つまり、特許文献１では、３相の電圧が出揃うまでに時間が掛かる。また、特許文献１では、３相の電圧がばらばらのタイミングで出始めるので、後段にブレーカを設け、３相の電圧が出揃ったらブレーカをオンにする必要がある。つまり、特許文献１では、後段にブレーカが必要である。
【0091】
一方、電源装置１では、同期信号が５０Ｈｚの場合、同期信号の１周期は２０ｍｓである。制御回路２から第１インバータ３から第３インバータ５までへの指令信号の送信及び第１インバータ３から第３インバータ５までから制御回路２へのアクノリッジ信号の送信は、１ｍｓから２ｍｓ程度で可能である。従って、図４のタイミングｔ０に示すように、第１インバータ３から第３インバータ５までは、第２の基準信号の立ち上がりのタイミングから、一斉に電圧を出力できる。これにより、電源装置１は、ソフトスタートを実現することが可能である。また、電源装置１は、後段にブレーカが不要である。
【0092】
＜第２の実施の形態＞
図６は、第２の実施の形態の電源装置の構成を示す図である。
図６は、第２の実施の形態の電源装置の構成を示す図である。
【0093】
第２の実施の形態の電源装置１Ａは、第１の実施の形態の電源装置１と比較して、第４インバータ６から第６インバータ８までを、更に含む。
【0094】
第４インバータ６から第６インバータ８までの内部構成は、第１インバータ３から第３インバータ５までの内部構成（図２参照）と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【0095】
第１インバータ３から第６インバータ８までの出力端子は、端子モジュール２１に電気的に接続されている。端子モジュール２１は、第１インバータ３から第６インバータ８までの出力端子の接続関係を変更できる。
【0096】
端子モジュール２１は、外部から供給される制御信号に応じて、第１インバータ３から第６インバータ８までの出力端子の接続関係を変更できるようにしても良い。
【0097】
図７は、第２の実施の形態の電源装置の端子モジュールの第１接続例を示す図である。第１接続例では、第１インバータ３及び第２インバータ４の出力電圧の位相は０°に指示又は設定され、第３インバータ５及び第４インバータ６の出力電圧の位相は１２０°遅れに指示又は設定され、第５インバータ７及び第６インバータ８の出力電圧の位相は１２０°進みに指示又は設定されている。
【0098】
端子モジュール２１は、第１インバータ３の一端及び第２インバータ４の一端を、ノードＮ１に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第１インバータ３の他端及び第２インバータ４の他端を、ノードＮ２に電気的に接続する。
【0099】
端子モジュール２１は、第３インバータ５の一端及び第４インバータ６の一端を、ノードＮ２に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第３インバータ５の他端及び第４インバータ６の他端を、ノードＮ３に電気的に接続する。
【0100】
端子モジュール２１は、第５インバータ７の一端及び第６インバータ８の一端を、ノードＮ２に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第５インバータ７の他端及び第６インバータ８の他端を、ノードＮ４に電気的に接続する。
【0101】
つまり、端子モジュール２１は、第１インバータ３及び第２インバータ４と、第３インバータ５及び第４インバータ６と、第５インバータ７及び第６インバータ８と、を３相Ｙ（スター）結線する。
【0102】
これにより、ノードＮ１からＲ相の交流電圧が出力され、ノードＮ３からＳ相の交流電圧が出力され、ノードＮ４からＴ相の交流電圧が出力される。
【0103】
図８は、第２の実施の形態の電源装置の端子モジュールの第２接続例を示す図である。第２接続例では、第１インバータ３及び第２インバータ４の出力電圧の位相は０°に指示又は設定され、第３インバータ５及び第４インバータ６の出力電圧の位相は１２０°遅れに指示又は設定され、第５インバータ７及び第６インバータ８の出力電圧の位相は１２０°進みに指示又は設定されている。
【0104】
端子モジュール２１は、第３インバータ５の一端及び第４インバータ６の一端を、ノードＮ５に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第３インバータ５の他端及び第４インバータ６の他端を、ノードＮ６に電気的に接続する。
【0105】
端子モジュール２１は、第５インバータ７の一端及び第６インバータ８の一端を、ノードＮ６に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第５インバータ７の他端及び第６インバータ８の他端を、ノードＮ７に電気的に接続する。
【0106】
つまり、端子モジュール２１は、第３インバータ５及び第４インバータ６と、第５インバータ７及び第６インバータ８と、を３相Ｖ結線する。
【0107】
これにより、ノードＮ５からＲ相の交流電圧が出力され、ノードＮ６からＳ相の交流電圧が出力され、ノードＮ７からＴ相の交流電圧が出力される。
【0108】
端子モジュール２１は、第１インバータ３の一端及び第２インバータ４の一端を、ノードＮ８に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第１インバータ３の他端及び第２インバータ４の他端を、ノードＮ９に電気的に接続する。
【0109】
つまり、端子モジュール２１は、第１インバータ３と、第２インバータ４と、を並列接続する。
【0110】
これにより、ノードＮ８からＲ’相の交流電圧が出力され、ノードＮ９からＳ’相の交流電圧が出力される。
【0111】
図９は、第２の実施の形態の電源装置の端子モジュールの第３接続例を示す図である。第３接続例では、第１インバータ３から第６インバータ８までの出力電圧の位相は０°に指示又は設定されている。
【0112】
端子モジュール２１は、第１インバータ３の一端及び第２インバータ４の一端を、ノードＮ１０に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第１インバータ３の他端及び第２インバータ４の他端を、ノードＮ１１に電気的に接続する。
【0113】
端子モジュール２１は、第３インバータ５の一端及び第４インバータ６の一端を、ノードＮ１１に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第３インバータ５の他端及び第４インバータ６の他端を、ノードＮ１２に電気的に接続する。
【0114】
つまり、端子モジュール２１は、第１インバータ３及び第２インバータ４と、第３インバータ５及び第４インバータ６と、を単相３線結線する。
【0115】
これにより、ノードＮ１０からＲ相の交流電圧が出力され、ノードＮ１１からＮ相の交流電圧が出力され、ノードＮ１２からＳ相の交流電圧が出力される。
【0116】
端子モジュール２１は、第５インバータ７の一端及び第６インバータ８の一端を、ノードＮ１３に電気的に接続する。端子モジュール２１は、第５インバータ７の他端及び第６インバータ８の他端を、ノードＮ１４に電気的に接続する。
【0117】
つまり、端子モジュール２１は、第５インバータ７と、第６インバータ８と、を並列接続する。
【0118】
これにより、ノードＮ１３からＲ’相の交流電圧が出力され、ノードＮ１４からＳ’相の交流電圧が出力される。
【0119】
このように、電源装置１Ａは、第１インバータ３から第６インバータ８までが設定又は指示された位相で交流電圧を出力することにより、種々の結線及び種々の出力電圧を得ることが可能である。
【0120】
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0121】
１、１Ａ、１００ 電源装置
２、１０１ 制御回路
３ａ、４ａ、５ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０４ａ 制御部
２ａ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、１０１ａ、１０２ｂ、１０３ｂ、１０４ｂ 通信部
２ｂ 同期信号送信部
３、１０２ 第１インバータ
３ｃ、４ｃ、５ｃ 同期信号受信部
３ｄ、４ｄ、５ｄ ＩＤ設定部
３ｅ、４ｅ、５ｅ、１０２ｅ、１０３ｅ、１０４ｅ 電力変換部
４、１０３ 第２インバータ
５、１０４ 第３インバータ
６ 第４インバータ
７ 第５インバータ
８ 第６インバータ
１１、１２、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５ 信号線
２１ 端子モジュール
１０２ｃ 第１同期信号生成部
１０２ｄ 第２同期信号生成部
１０３ｃ、１０４ｃ 第１同期信号受信部
１０３ｄ、１０４ｄ 第２同期信号受信部
２、１０１ 制御回路
３ａ、４ａ、５ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０４ａ 制御部
２ａ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、１０１ａ、１０２ｂ、１０３ｂ、１０４ｂ 通信部
２ｂ 同期信号送信部
３、１０２ 第１インバータ
３ｃ、４ｃ、５ｃ 同期信号受信部
３ｄ、４ｄ、５ｄ ＩＤ設定部
３ｅ、４ｅ、５ｅ、１０２ｅ、１０３ｅ、１０４ｅ 電力変換部
４、１０３ 第２インバータ
５、１０４ 第３インバータ
６ 第４インバータ
７ 第５インバータ
８ 第６インバータ
１１、１２、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５ 信号線
２１ 端子モジュール
１０２ｃ 第１同期信号生成部
１０２ｄ 第２同期信号生成部
１０３ｃ、１０４ｃ 第１同期信号受信部
１０３ｄ、１０４ｄ 第２同期信号受信部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】