特許 7494765 連系インバータおよび連系インバータの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】連系インバータおよび連系インバータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240528BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 R

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021040343

(22)【出願日】2021-03-12

(65)【公開番号】P2022139804

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】朝川 幸二朗

(72)【発明者】

【氏名】林 和仁

(72)【発明者】

【氏名】中村 育弘

【審査官】冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１４３０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－７３４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２４３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／３３９７２４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路から前記交流電力線への出力電圧の電圧値を取得する電圧センサによってそれぞれ取得された電圧値を、前記出力電圧に関する位相の角度を示す電気角情報に変換するレゾルバデジタルコンバータと、
前記レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度が所定角度となるタイミングを用いて前記交流電力線を流れる交流に同期した交流を出力するよう前記インバータ回路を制御する制御ユニットとを備える、連系インバータ。

【請求項2】

前記インバータ回路、前記レゾルバデジタルコンバータ、および、前記制御ユニットは、モータ駆動用のシステムからの転用である、請求項１に記載の連系インバータ。

【請求項3】

前記モータ駆動用のシステムは、車両である、請求項２に記載の連系インバータ。

【請求項4】

前記交流電力線は、三相交流の電力線である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の連系インバータ。

【請求項5】

前記制御ユニットは、前記レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度が０度または±１８０度となるタイミングを用いて前記交流電力線を流れる交流電力に同期した交流電力を出力するよう前記インバータ回路を制御する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の連系インバータ。

【請求項6】

前記交流電力線は、単相交流の電力線である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の連系インバータ。

【請求項7】

連系インバータの製造方法であって、
前記製造方法は、
直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路からの交流電力を用いて駆動力を発生するモータと、前記モータの回転に関する値を検出するレゾルバと、前記レゾルバからの値を、回転に関する位相の角度を示す電気角情報に変換するレゾルバデジタルコンバータと、前記レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度を用いて前記インバータ回路を制御する制御ユニットとを備えるシステムに搭載されていた、前記レゾルバデジタルコンバータと前記インバータ回路と前記制御ユニットとを転用する方法であり、
前記インバータ回路への直流電力の入力を直流電源に接続するための端子を設ける工程と、
前記モータに接続されていた前記インバータ回路からの出力を交流電力線に接続するための端子を設ける工程と、
前記交流電力線への出力電圧の電圧値を取得する電圧センサからの信号線を前記レゾルバデジタルコンバータに接続するための端子を設ける工程と、
前記レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度が所定角度となるタイミングを用いて前記交流電力線を流れる交流に同期した交流を出力するよう前記インバータ回路を制御するように、前記制御ユニットによる制御方法を変更する工程とを含む、連系インバータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、連系インバータおよび連系インバータの製造方法に関し、特に、直流電力を交流電力の電力線に連系させるのに適した連系インバータおよび連系インバータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、直流電力から、交流電力系統の交流電圧に同期した交流電力に変換する系統連系インバータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このような系統連系インバータは、系統側の受電点で三相交流の電圧と同期するために、電圧センサ値を受けるためのＡ／Ｄポートを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－２７１１７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、車両に搭載されたインバータは一般的に電圧センサ値を受けるためのＡ／Ｄポートを有さないため、車載のインバータを系統連系インバータに転用しようとした場合、Ａ／Ｄポートを新設することが必要となる。このため、このような転用には、コストが余分に掛かるといった問題があった。

【0005】

この開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、転用に掛かる余分なコストを削減することが可能な連系インバータおよび連系インバータの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この開示に係る連系インバータは、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ回路と、インバータから交流電力線への出力電圧の電圧値を取得する電圧センサによってそれぞれ取得された電圧値を、出力電圧に関する位相の角度を示す電気角情報に変換するレゾルバデジタルコンバータと、レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度が所定角度となるタイミングを用いて交流電力線を流れる交流に同期した交流を出力するようインバータ回路を制御する制御ユニットとを備える。

【0007】

このような構成によれば、電圧センサによって取得された交流電力線の交流電力の電圧値がレゾルバデジタルコンバータに入力されると、交流電力の電気角と、レゾルバデジタルコンバータから出力される電気角とが、特定の角度において同期する。交流電力線の交流電力の周波数は既知（たとえば、５０Ｈｚ，６０Ｈｚ）である場合、特定の角度で同期が取れれば、インバータ回路の出力と、交流電力線の交流電力とを同期させることができる。これにより、電圧センサの電圧値を受けるＡ／Ｄポートを新設しなくてよくなる。その結果、転用に掛かる余分なコストを削減することができる。

【0008】

インバータ回路、レゾルバデジタルコンバータ、および、制御ユニットは、モータ駆動用のシステムからの転用であるようにしてもよい。モータ駆動用のシステムは、車両であるようにしてもよい。その結果、転用によりコストを削減することができる。

【0009】

交流電力線は、三相交流の電力線であるようにしてもよい。制御ユニットは、レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度が０度または±１８０度となるタイミングを用いて交流電力線を流れる交流電力に同期した交流電力を出力するようインバータ回路を制御するようにしてもよい。交流電力が三相交流である場合、レゾルバデジタルコンバータからは、交流電力の電気角（電圧位相）の０度または±１８０度となるタイミングで同期する信号が出力される。このため、これらのタイミングを用いることで正確に同期をとることができる。交流電力線は、単相交流の電力線であるようにしてもよい。

【0010】

この開示の他の局面によれば、連系インバータの製造方法は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路からの交流電力を用いて駆動力を発生するモータと、モータの回転に関する値を検出するレゾルバと、レゾルバからの値を、回転に関する位相の角度を示す電気角情報に変換するレゾルバデジタルコンバータと、レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度を用いてインバータ回路を制御する制御ユニットとを備えるシステムに搭載されていた、レゾルバデジタルコンバータとインバータ回路と制御ユニットとを転用する方法である。

【0011】

連系インバータの製造方法は、インバータ回路への直流電力の入力を直流電源に接続するための端子を設ける工程と、モータに接続されていたインバータ回路からの出力を交流電力線に接続するための端子を設ける工程と、交流電力線への出力電圧の電圧値を取得する電圧センサからの信号線をレゾルバデジタルコンバータに接続するための端子を設ける工程と、レゾルバデジタルコンバータから与えられる電気角情報で示される角度が所定角度となるタイミングを用いて交流電力線を流れる交流に同期した交流を出力するようインバータ回路を制御するように、制御ユニットによる制御方法を変更する工程とを含む。このような構成によれば、転用に掛かる余分なコストを削減することができる。

【発明の効果】

【0012】

この開示によれば、転用に掛かる余分なコストを削減することが可能な連系インバータおよび連系インバータの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この実施の形態における車載時のインバータ周辺のシステムの構成の概略を示す図である。

【図2】この実施の形態のレゾルバから出力されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号ならびにそれらから得られる回転角度を示すグラフである。

【図3】第１実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータ周辺のシステムの構成の概略を示す図である。

【図4】第１実施形態においてＲＤＣに三相交流の２つの相の電圧を入力した場合に出力される信号を示すグラフである。

【図5】第２実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータ周辺のシステムの構成の概略を示す図である。

【図6】第２実施形態においてＲＤＣに互いに逆位相の２つの単相交流の電圧を入力した場合に出力される信号を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しつつ、この開示の実施の形態は説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。

【0015】

［第１実施形態］
図１は、この実施の形態における車載時のインバータ周辺のシステムの構成の概略を示す図である。図１を参照して、車両１は、ＰＣＵ（Power Control Unit）１０と、蓄電装置２０と、モータジェネレータ３０と、レゾルバ３１と、電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗとを備える。ＰＣＵ１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１０と、インバータ１２０と、昇圧コンバータ１３０と、レゾルバデジタルコンバータ（以下「ＲＤＣ」という）１４０と、コンデンサ１５０と、電圧センサ１５１とを含む。ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）およびメモリ（不図示）に加えて、アナログデジタル変換回路１１１と、デューティ指令値演算部１１２とを含む。

【0016】

蓄電装置２０は、複数のセルを含む組電池を含む。各セルは、たとえば、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。蓄電装置２０は、車両１の駆動力を発生させるための電力をモータジェネレータ３０に供給するとともに、モータジェネレータ３０により発電された電力を蓄える。

【0017】

昇圧コンバータ１３０は、蓄電装置２０からインバータ１２０に印加される電圧を昇圧する一方、インバータ１２０から蓄電装置２０に充電される電圧を降圧する。コンデンサ１５０は、昇圧コンバータ１３０で昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１５１は、コンデンサ１５０の両端子間の電圧ＶHを検出して、検出した電圧ＶHを示すアナログ信号を出力する。

【0018】

インバータ１２０は、昇圧コンバータ１３０からの直流電力を、ＥＣＵ１１０からの制御信号に応じた出力の交流電力に変換して、モータジェネレータ３０に供給する一方、モータジェネレータ３０によって回生された交流電力を直流電力に変換して、昇圧コンバータ１３０を介して蓄電装置２０に供給する。

【0019】

モータジェネレータ３０は、インバータ１２０から供給された交流電力に応じて回転することによって車両１の車輪を駆動する一方、車輪からの減速力を回生することによって回生された交流電力をインバータ１２０に供給する。

【0020】

レゾルバ３１は、ロータの回転角度を２相の交流電圧（アナログ信号）として出力する角度センサであり、励磁コイルと、中継コイルを含むロータと、ロータの回転軸を中心として９０度をなすように配置される２相の出力コイルとを含む。この実施においては、レゾルバ３１のロータは、モータジェネレータ３０の回転軸に接続されているため、レゾルバ３１は、モータジェネレータ３０の角度センサとして機能する。

【0021】

レゾルバ３１において、一次側の励磁コイルに励磁信号を印加すると、モータジェネレータ３０の軸に接続されたロータが回転し、励磁信号が回転するロータの中継コイルに誘導起電力を発生させ、中継コイルの誘導起電力が、出力コイルに誘導起電力を発生させることで、ロータの角度に対応したｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号が、二次側の２相の出力コイルからそれぞれ出力される。

【0022】

図２は、この実施の形態のレゾルバ３１から出力されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号ならびにそれらから得られる回転角度を示すグラフである。図２を参照して、１段目のグラフがｓｉｎ信号の変化を示し、２段目のグラフがｃｏｓ信号の変化を示し、３段目のグラフが回転角度を示す。図２の１段目のグラフにおいては、波形の振幅を示す線がサインカーブとなっている。図２の２段目のグラフにおいては、波形の振幅を示す線がコサインカーブとなっている。

【0023】

図１に戻って、ＲＤＣ１４０は、レゾルバ３１から入力された信号を用いてレゾルバ３１のロータの回転角度（以下「レゾルバ角」という。）を算出し、回転角度を示すデジタル信号を出力するＩＣ（Integrated Circuit）である。この実施の形態においては、レゾルバ３１のロータは、モータジェネレータ３０の回転軸に接続されているため、ＲＤＣ１４０は、モータジェネレータ３０の回転角度を算出する。

【0024】

図２を再び参照して、３段目のグラフにおいては、ＲＤＣ１４０によって算出されたレゾルバ角の変化が示されている。１段目のグラフで示されるサインカーブの値が０となる点が、レゾルバ角の０度、１８０度および３６０度の点として算出され、２段目のグラフで示されるコサインカーブの値が０となる点が、レゾルバ角の９０度および２７０度の点として算出されている。

【0025】

図１に戻って、電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗは、それぞれ、インバータ１２０とモータジェネレータ３０との間を流れる三相交流のＵ相、Ｖ相およびＷ相の電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出し、検出した電流Ｉu，Ｉv，Ｉwを示すアナログ信号を出力する。

【0026】

アナログデジタル変換回路１１１は、電圧センサ１５１および電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗから入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。

【0027】

デューティ指令値演算部１１２は、ＥＣＵ１１０のＣＰＵによってメモリに記憶されたプログラムが実行されることによってＥＣＵ１１０の内部に仮想的に構成される部分である。デューティ指令値演算部１１２は、ＲＤＣ１４０から入力された信号で示されるレゾルバ角と、電圧センサ１５１からの信号で示される電圧ＶHと、電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗからの信号でそれぞれ示される電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとを用いて、車両１の運転者によるアクセル操作などに応じた駆動力をモータジェネレータ３０が発生するようにインバータ１２０を制御するデューティ指令値を演算し、演算したデューティ指令値をインバータ１２０に出力する。

【0028】

従来、直流電力から、交流電力系統の交流電圧に同期した交流電力に変換する系統連系インバータが知られている。このような系統連系インバータは、系統側の受電点で三相交流の電圧と同期するために、電圧センサ値を受けるためのＡ／Ｄポートを備えている。

【0029】

しかし、上述した車両１に搭載されたインバータ１２０を制御するＥＣＵ１１０は、一般的に電圧センサ値を受けるためのＡ／Ｄポートを有さないため、車載のインバータ１２０を系統連系インバータに転用しようとした場合、Ａ／Ｄポートを新設することが必要となる。このため、このような転用には、コストが余分に掛かるといった問題があった。

【0030】

また、ＲＤＣ１４０を転用しない場合、電圧位相の演算のためのソフトウェアをＥＣＵ１１０に追加したり、電圧位相の演算のためのハードウェアを別途設けたりすることが考えられる。このため、ソフトウェアの改造またはハードウェアの増設（ＥＣＵ１１０の制御基板の改造）のための手間が掛かるといった問題があった。

【0031】

そこで、この開示においては、車両１に搭載されたインバータから転用された系統連系用のインバータのシステムは、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ１２０と、インバータ１２０から交流電力線への出力電圧の電圧値を取得する電圧センサによってそれぞれ取得された電圧値を、出力電圧に関する位相の角度を示す電気角情報に変換するＲＤＣ１４０と、ＲＤＣ１４０から与えられる電気角情報で示される角度が所定角度となるタイミングを用いて交流電力線を流れる交流に同期した交流を出力するようインバータ回路を制御するＥＣＵ１１０とを備えるようにする。

【0032】

これにより、電圧センサの電圧値を受けるＡ／Ｄポートを新設しなくてよくなる。また、ＲＤＣ１４０に変わるソフトウェアまたはハードウェアを設ける手間を無くすることができる。その結果、転用に掛かる余分なコストおよび手間を削減することができる。

【0033】

図３は、第１実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータ周辺のシステムの構成の概略を示す図である。図３を参照して、系統連系用のシステムの、ＰＣＵ１０の内部、および、電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗは、図１で示した車載用のシステムと同様であるので、重複する説明は繰返さない。

【0034】

まず、系統連系用のシステムには、車載用のシステムに加えて、昇圧コンバータ１３０の電池側に、端子５１Ｐ，５１Ｍが設けられ、インバータ１２０の出力側の三相の電線に、それぞれ端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗが設けられ、ＲＤＣ１４０のｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の入力線に、それぞれ端子７２Ｓ，７２Ｃが設けられる。

【0035】

電力系統９０には、インバータ１２０の電圧を電力系統９０の電圧に変換するための変圧器８０が接続される。変圧器８０の電力系統９０と反対の側には、コイル６０Ｕ，６０Ｖ，６０Ｗおよびコンデンサ７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗでそれぞれ構成される三相の各相用のＬＣフィルタが接続される。ＬＣフィルタは、インバータ１２０からの三相交流の高周波成分を除去する。端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗは、それぞれ、ＬＣフィルタのコイル６０Ｕ，６０Ｖ，６０Ｗの変圧器８０と反対の側に接続される。電圧センサ７１Ｕ，７１Ｖは、それぞれ、ＬＣフィルタのコンデンサ７０Ｕ，７０Ｖの両端子間の電圧Ｖu，Ｖvを検出して、検出した電圧Ｖu，Ｖvを示すアナログ信号を出力する。

【0036】

系統連系用のシステムに転用するときに、端子５１Ｐ，５１Ｍに、一次電池、二次電池、太陽電池および燃料電池などの電池５０を接続し、端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗに、それぞれ、コイル６０Ｕ，６０Ｖ，６０Ｗの変圧器８０と反対の側を接続し、端子７２Ｓ，７２Ｃに、それぞれ、電圧センサ７１Ｕ，７１Ｖからの信号線を接続する。また、電池５０に替えてキャパシタを端子５１Ｐ，５１Ｍに接続するようにしてもよい。

【0037】

これにより、ＲＤＣ１４０には、電力系統９０の三相交流のＵ相の電圧信号およびＶ相の電圧信号が、ＲＤＣ１４０に本来入力されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号に替えて入力される。

【0038】

図４は、第１実施形態においてＲＤＣ１４０に三相交流の２つの相の電圧を入力した場合に出力される信号を示すグラフである。図４を参照して、図１で示したように、モータジェネレータ３０のレゾルバ３１からのｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号がＲＤＣ１４０に入力される場合は、図２の３段目のグラフで示した波形と同様の図４の理想角で示されるグラフで示される信号が、ＲＤＣ１４０からデューティ指令値演算部１１２に出力される。

【0039】

図３のように、電力系統９０の三相交流のＵ相の電圧信号およびＶ相の電圧信号がＲＤＣ１４０に入力される場合、図４のＵＶ角のグラフで示される信号が、ＲＤＣ１４０からデューティ指令値演算部１１２に出力される。

【0040】

なお、電力系統９０の三相交流のＵ相の電圧信号およびＷ相の電圧信号がＲＤＣ１４０に入力された場合、図４のＵＷ角のグラフで示される信号が、ＲＤＣ１４０からデューティ指令値演算部１１２に出力される。

【0041】

デューティ指令値演算部１１２は、このようなＵＶ角の出力信号の変化またはＵＷ角の出力信号の変化から、電力系統９０の三相交流の位相が０度または±１８０度となるタイミングを検出することができる。これにより、１周期の時間が算出できるため、電圧位相の変化の角速度が算出できる。電力系統９０の三相交流の周波数は既知（たとえば、日本国内においては５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）であるため、デューティ指令値演算部１１２は、電力系統９０の三相交流に同期した電圧位相の三相交流を出力するデューティ指令値を、生成して、インバータ１２０に出力することができる。

【0042】

なお、このようなデューティ指令値を出力するために、デューティ指令値演算部１１２を構成するためのソフトウェアを変更することが考えられる。具体的には、車載時のソフトウェアは、ＲＤＣ１４０から入力された信号で示されるレゾルバ角と、電圧センサ１５１からの信号で示される電圧ＶHと、電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗからの信号でそれぞれ示される電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとを用いて、車両１の運転者によるアクセル操作などに応じた駆動力をモータジェネレータ３０が発生するようにインバータ１２０を制御するデューティ指令値を演算し、このデューティ指令値をインバータ１２０に出力する、ように構成される。

【0043】

このように構成されていた車載時のソフトウェアを、ＲＤＣ１４０から入力された信号で示される電圧位相角と、電圧センサ１５１からの信号で示される電圧ＶHと、電流センサ３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗからの信号でそれぞれ示される電流Ｉu，Ｉv，Ｉwとを用いて、電力系統９０の三相交流の０度または±１８０度のタイミングを特定し、このタイミングに合った、電力系統９０の三相交流と同じ電圧位相の三相交流を発生するようにインバータ１２０を制御するデューティ指令値を演算し、このデューティ指令値をインバータ１２０に出力する、ように変更する。

【0044】

［第２実施形態］
第１実施形態においては、車載のインバータ周辺のシステムを、三相交流の電力系統９０と系統連系するためのシステムに転用する場合について説明した。第２実施形態においては、車載のインバータ周辺のシステムを、単相交流の電力系統９１，９２と系統連系するためのシステムに転用する場合について説明する。

【0045】

図５は、第２実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータ周辺のシステムの構成の概略を示す図である。図５を参照して、系統連系用のシステムの、ＰＣＵ１０の内部、および、電流センサ３２Ｕ，３２Ｗは、図１で示した車載用のシステムと同様であるので、重複する説明は繰返さない。単相交流の系統連系用のシステムの、端子５１Ｐ，５１Ｍ，６１Ｕ，６１Ｗ，７２Ｓ，７２Ｃ、および、コイル６０Ｕ，６０Ｗは、図３で示した三相交流の系統連系用のシステムと同様であるので、重複する説明は繰返さない。

【0046】

なお、図５においては、単相三線式の単相交流について説明しているが、図５において、Ｗ相に関する部分を取除いて、Ｕ相に関する部分のみとすることにより、単相二線式の単相交流にも同様に適用することができる。

【0047】

単相交流の系統連系用のシステムは、三相交流の系統連系用のシステムの三相交流の電力系統９０ではなく、単相三線式の第１相の単相交流の電力系統９１および第１相と逆位相の第２相の単相交流の電力系統９２と連系される。電圧センサ９３Ｕ，９３Ｗは、それぞれ、電力系統９１，９２の電圧Ｖu，Ｖwを検出して、検出した電圧Ｖu，Ｖwを示すアナログ信号を出力する。

【0048】

電力系統９１，９２には、グランドと反対側に、コイル６０Ｕ，６０Ｗが接続される。コイル６０Ｕ，６０Ｗは、インバータ１２０からの交流の高周波成分を除去する。端子６１Ｕ，６１Ｗは、それぞれ、コイル６０Ｕ，６０Ｗの電力系統９１，９２と反対の側に接続される。

【0049】

系統連系用のシステムに転用するときに、端子５１Ｐ，５１Ｍに、一次電池、二次電池、太陽電池および燃料電池などの電池５０を接続し、端子６１Ｕ，６１Ｗに、それぞれ、コイル６０Ｕ，６０Ｗの電力系統９１，９２と反対の側を接続し、端子７２Ｓ，７２Ｃに、それぞれ、電圧センサ９３Ｕ，９３Ｗからの信号線を接続する。

【0050】

これにより、ＲＤＣ１４０には、電力系統９１，９２の単相交流の電圧信号が、ＲＤＣ１４０に本来入力されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号に替えて入力される。

【0051】

図６は、第２実施形態においてＲＤＣ１４０に互いに逆位相の２つの単相交流の電圧を入力した場合に出力される信号を示すグラフである。図６を参照して、図１で示したように、モータジェネレータ３０のレゾルバ３１からのｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号がＲＤＣ１４０に入力される場合は、図２の３段目のグラフで示した波形と同様の図６の理想角で示されるグラフで示される信号が、ＲＤＣ１４０からデューティ指令値演算部１１２に出力される。

【0052】

図５のように、電力系統９１，９２の互いに逆位相の単相交流の電圧信号がＲＤＣ１４０に入力される場合、図６の入力角のグラフで示される信号が、ＲＤＣ１４０からデューティ指令値演算部１１２に入力される。

【0053】

デューティ指令値演算部１１２は、このような入力角の信号の変化から、電力系統９１，９２の単相交流の位相が９０度または－９０度となるタイミングを検出することができる。これにより、１周期の時間が算出できるため、電圧位相の変化の角速度が算出できる。電力系統９１，９２の単相交流の周波数は既知（たとえば、日本国内においては５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）であるため、デューティ指令値演算部１１２は、電力系統９１，９２の単相交流に同期した電圧位相の単相交流を出力するデューティ指令値を、生成して、インバータ１２０に出力することができる。

【0054】

なお、このようなデューティ指令値を出力するために、デューティ指令値演算部１１２を構成するためのソフトウェアを変更することが考えられる。具体的には、車載時のソフトウェアは、ＲＤＣ１４０から入力された信号で示されるレゾルバ角と、電圧センサ１５１からの信号で示される電圧ＶHと、電流センサ３２Ｕ，３２Ｗからの信号でそれぞれ示される電流Ｉu，Ｉwとを用いて、車両１の運転者によるアクセル操作などに応じた駆動力をモータジェネレータ３０が発生するようにインバータ１２０を制御するデューティ指令値を演算し、このデューティ指令値をインバータ１２０に出力する、ように構成される。

【0055】

このように構成されていた車載時のソフトウェアを、ＲＤＣ１４０から入力された信号で示される電圧位相角と、電圧センサ１５１からの信号で示される電圧ＶHと、電流センサ３２Ｕ，３２Ｗからの信号でそれぞれ示される電流Ｉu，Ｉwとを用いて、電力系統９１，９２の単相交流の９０度または－９０度のタイミングを特定し、このタイミングに合った、電力系統９１，９２の単相交流と同じ電圧位相の単相交流を発生するようにインバータ１２０を制御するデューティ指令値を演算し、このデューティ指令値をインバータ１２０に出力する、ように変更する。

【0056】

［変形例］
（１） 前述した実施の形態においては、図１で示したように、モータジェネレータ３０は発電機能を有することにした。しかし、これに替えて、発電機能を有さないモータであるようにしてもよい。

【0057】

（２） 前述した実施の形態においては、図１で示したように、車両１に搭載されていたモータジェネレータ３０のインバータのシステムを転用することを説明した。しかし、これに限定されず、車両１と異なる装置に搭載されていたモータのインバータのシステムを転用するようにしてもよい。

【0058】

（３） 前述した第１実施形態においては、図３で示したように、三相交流のＵ相，Ｖ相の電圧Ｖu，Ｖvを示す信号がＲＤＣ１４０に入力されるようにした。しかし、これに限定されず、ＲＤＣ１４０に入力される信号は、三相交流のＶ相，Ｗ相の電圧Ｖv，Ｖwを示す信号であってもよいし、三相交流のＷ相，Ｕ相の電圧Ｖw，Ｖuを示す信号であってもよい。

【0059】

（４） 前述した第２実施形態においては、図５で示したように、単相三線式の単相交流の場合について説明した。しかし、これに限定されず、図５において、Ｗ相に関する部分を取除いて、Ｕ相に関する部分のみとすること、または、Ｕ相に関する部分を取除いて、Ｗ相に関する部分のみとすることにより、単相二線式の単相交流にも第２実施形態を同様に適用することができる。

【0060】

（５） 前述した実施の形態においては、図３および図５で示したように、電力系統９０，９１，９２に連系する場合について説明した。しかし、これに限定されず、電力系統から独立した電力線にインバータ１２０から交流を出力するものであってもよい。

【0061】

（６） 前述した実施の形態においては、図３および図５で示したように、電池５０の直流電力を、車載から転用したインバータ１２０で交流電力に変換して、電力系統９０，９１，９２等の交流の電力線に供給することを説明した。しかし、これに限定されず、交流の電力線の交流電力を、車載から転用したインバータ１２０で直流電力に変換して、電池５０に充電するようにしてもよい。

【0062】

（７） 前述した実施の形態を、図３または図５で示したような連系インバータ（電力系統９０，９１，９２に連系するものだけでなく、電力系統から独立した電力線に連系するものも含む。）のシステムの開示と捉えてもよいし、車載用のインバータシステムを連系インバータのシステムに転用することにより連系インバータを製造する方法の開示と捉えてもよいし、車載用のインバータシステムを連系インバータのシステムに転用する方法の開示と捉えてもよいし、連系インバータにより電力系統または独立電力線に連系する方法の開示と捉えてもよい。

【0063】

［まとめ］
（１） 図３および図５で示したように、連系インバータのシステムは、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ１２０と、インバータ１２０から交流電力線（たとえば、電力系統９０，９１，９２）への出力電圧のうちの２つ（単相二線式の場合、１つ）の電圧値をそれぞれ取得する２つ（単相二線式の場合、１つ）の電圧センサ７１Ｕ，７１Ｖ，９３Ｕ，９３Ｗによってそれぞれ取得された２つ（単相二線式の場合、１つ）の電圧値を、出力電圧に関する位相の角度を示す電気角情報に変換するＲＤＣ１４０と、ＲＤＣ１４０から与えられる電気角情報で示される角度が所定角度となるタイミングを用いて交流電力線を流れる交流に同期した交流を出力するようインバータ１２０を制御するＥＣＵ１１０とを備える。

【0064】

これにより、電圧センサ７１Ｕ，７１Ｖ，９３Ｕ，９３Ｗによって取得された交流電力線の交流電力の電圧値がＲＤＣ１４０に入力されると、交流電力の電気角と、ＲＤＣ１４０から出力される電気角とが、特定の角度（たとえば、図４では０度または１８０度，図６では９０度または－９０度）において同期する。電力系統９０，９１，９２等の交流電力線の交流電力の周波数は既知（たとえば、５０Ｈｚ，６０Ｈｚ）である場合、特定の角度で同期が取れれば、インバータ１２０の出力と、交流電力線の交流電力とを同期させることができる。これにより、電圧センサ７１Ｕ，７１Ｖ，９３Ｕ，９３Ｗの電圧値を受けるＡ／Ｄポートを新設しなくてよくなる。その結果、転用に掛かる余分なコストを削減することができる。

【0065】

（２） 図１、図３および図５で示したように、インバータ１２０、ＲＤＣ１４０、および、ＥＣＵ１１０は、モータ駆動用のシステムからの転用であるようにしてもよい。その結果、転用によりコストを削減することができる。

【0066】

（３） 図１で示したように、モータ駆動用のシステムは、車両１であるようにしてもよい。その結果、転用によりコストを削減することができる。

【0067】

（４） 図３で示したように、交流電力線は、三相交流の電力線（たとえば、電力系統９０）であるようにしてもよい。

【0068】

（５） 図３および図４で示したように、ＥＣＵ１１０は、ＲＤＣ１４０から与えられる電気角情報で示される角度が０度または±１８０度となるタイミングを用いて交流電力線を流れる交流電力に同期した交流電力を出力するようインバータ１２０を制御するようにしてもよい。交流電力が三相交流である場合、ＲＤＣ１４０からは、交流電力の電気角（電圧位相）の０度または±１８０度となるタイミングで同期する信号が出力される。このため、これらのタイミングを用いることで正確に同期をとることができる。

【0069】

（６） 図５で示したように、交流電力線は、単相交流の電力線（たとえば、電力系統９１，９２）であるようにしてもよい。

【0070】

（７） 図１、図３および図５で示したように、連系インバータの製造方法は、直流電源（たとえば、蓄電装置２０）からの直流電力を交流電力に変換するインバータ１２０と、インバータ１２０からの交流電力を用いて駆動力を発生するモータジェネレータ３０と、モータジェネレータ３０の回転に関する値を検出するレゾルバ３１と、レゾルバ３１からの値を、回転に関する位相の角度を示す電気角情報に変換するＲＤＣ１４０と、ＲＤＣ１４０から与えられる電気角情報で示される角度を用いてインバータ１２０を制御するＥＣＵ１１０とを備えるシステムに搭載されていた、ＲＤＣ１４０とインバータ１２０とＥＣＵ１１０とを転用する方法である。

【0071】

連系インバータの製造方法は、インバータ１２０への直流電力の入力を直流電源（たとえば、電池５０）に接続するための端子５１Ｐ，５１Ｍを設ける工程と、モータジェネレータ３０に接続されていたインバータ１２０からの出力を交流電力線（たとえば、電力系統９０，９１，９２）に接続するための端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗを設ける工程と、交流電力線への出力電圧のうちの２つ（単相二線式の場合、１つ）の電圧値をそれぞれ取得する２つ（単相二線式の場合、１つ）の電圧センサ（たとえば、電圧センサ７１Ｕ，７１Ｖ，９３Ｕ，９３Ｗ）からの信号線をＲＤＣ１４０に接続するための端子７２Ｓ，７２Ｃを設ける工程と、ＲＤＣ１４０から与えられる電気角情報で示される角度が所定角度となるタイミングを用いて交流電力線を流れる交流に同期した交流を出力するようインバータ１２０を制御するように、ＥＣＵ１１０による制御方法を変更する工程とを含む。これにより、転用に掛かる余分なコストを削減することができる。

【0072】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0073】

１ 車両、１０ ＰＣＵ、２０ 蓄電装置、３０ モータジェネレータ、３１ レゾルバ、３２Ｕ，３２Ｖ，３２Ｗ 電流センサ、５０ 電池、５１Ｍ，５１Ｐ，６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗ，７２Ｃ，７２Ｓ 端子、６０Ｕ，６０Ｖ，６０Ｗ コイル、７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗ，１５０ コンデンサ、７１Ｕ，７１Ｖ，９３Ｕ，９３Ｗ，１５１ 電圧センサ、８０ 変圧器、９０，９１，９２ 電力系統、１１０ ＥＣＵ、１１１ アナログデジタル変換回路、１１２ デューティ指令値演算部、１２０ インバータ、１３０ 昇圧コンバータ、１４０ ＲＤＣ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】