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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-25
(45)【発行日】2024-12-03
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 3/155 20060101AFI20241126BHJP
【ＦＩ】
H02M3/155 W
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023170162
(22)【出願日】2023-09-29
【審査請求日】2024-09-12
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006105
【氏名又は名称】株式会社明電舎
(74)【代理人】
【識別番号】100086232
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 博通
(74)【代理人】
【識別番号】100092613
【弁理士】
【氏名又は名称】富岡 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100104938
【弁理士】
【氏名又は名称】鵜澤 英久
(74)【代理人】
【識別番号】100210240
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 友幸
(72)【発明者】
【氏名】毛塚 信貴
(72)【発明者】
【氏名】小山 孝
(72)【発明者】
【氏名】小太刀 圭一
(72)【発明者】
【氏名】池邉 啓文
(72)【発明者】
【氏名】小堀 賢司
(72)【発明者】
【氏名】柴田 翔
(72)【発明者】
【氏名】テイ クアンチュン
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 康司
(72)【発明者】
【氏名】濱田 鎮教
【審査官】尾家 英樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－１８０５３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２２０７９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平２－１２５５９７（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ３／００－ ３／４４
Ｈ０２Ｍ ７／４２－ ７／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する第１の電磁接触器と、前記第１の電磁接触器の両端間に直列に接続された、前記第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器、第２のリアクトル、前記第２の電流検出器を選択する第２の電磁接触器と、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、予め設定された第１の電磁接触器の開閉設定信号および第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第１電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第２電磁接触器側論理積回路と、前記第１電磁接触器側論理積回路の出力および前記第２電磁接触器側論理積回路の出力を入力とする第１の排他的論理和回路と、前記第１の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の開閉設定信号を入力とする第２の排他的論理和回路と、前記第１の排他的論理和回路の出力および第２の排他的論理和回路の出力の論理積をとって、論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路と、を有した負荷接続許可判定処理部と、
前記負荷接続許可判定処理部から出力される負荷接続許可信号および第１の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとって第１の電磁接触器の開閉指令を出力する第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路と、前記負荷接続許可判定処理部から出力される負荷接続許可信号および第２の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとって第２の電磁接触器の開閉指令を出力する第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路と、前記第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力および第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力の論理和処理を行って電流制御許可信号を生成する電流制御許可信号生成用論理和回路と、を有した開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された第１電磁接触器開閉指令信号および第２電磁接触器開閉指令信号が入力される排他的論理和回路と、前記排他的論理和回路の出力と前記第２電磁接触器開閉指令信号の論理積をとる論理積回路を有し、前記論理積回路の出力に応じて前記第１の電流検出器又は第２の電流検出器の各電流検出値を選択する電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が制御許可である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器と、を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項2】
前記電力変換装置の主回路は、前記第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電磁接触器からなる直列回路を、電力変換装置の設置台数分前記第１の電磁接触器の両端間に並列に接続して構成されており、前記負荷接続許可判定処理部の第２電磁接触器側論理積回路は、第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可信号の論理積をとる論理積回路を電力変換装置の設置台数分有し、
前記第１、第２の排他的論理和回路および前記負荷接続許可信号生成用論理積回路に代えて、前記第１電磁接触器側論理積回路および電力変換装置の設置台数分の第２電磁接触器側論理積の各論理積結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器と、第１の電磁接触器の開閉設定信号および電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の開閉設定信号が閉である数を加算する開閉設定側加算器と、前記運転許可設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第１比較器と、前記開閉設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第２比較器と、第１比較器および第２比較器の出力の論理積をとって論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路と、を設けて構成されており、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部の第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路は、負荷接続許可信号と第２の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路を電力変換装置の設置台数分有し、前記電流制御許可信号生成用論理和回路は、前記第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力および前記電力変換装置の設置台数分の第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の各出力の論理和処理を行う論理和回路で構成され、
前記電流レンジ切換え処理部は、前記排他的論理和回路に代えて、第１の電磁接触器の開閉指令および電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の開閉指令が閉指令である数を加算する加算器を有し、前記加算器の加算結果に応じて前記第１の電流検出器又は電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の各電流検出値を選択するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する第１の電磁接触器、第４のリアクトル、出力側電磁接触器と、前記第１のリアクトルおよび第１の電磁接触器の直列回路に各々並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電流検出器を選択する第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電流検出器を選択する第３の電磁接触器から成る直列回路と、第１のリアクトルおよび第１の電磁接触器の直列回路と前記第４のリアクトルの共通接続点と、電力変換装置の負極端の間に接続された出力フィルタコンデンサと、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、予め設定された第１の電磁接触器の開閉設定信号および第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第１電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第２電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第３の電磁接触器の開閉設定信号および第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第３電磁接触器側論理積回路と、前記第１～第３電磁接触器側論理積回路の各論理積結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器と、第１～第３の電磁接触器の開閉設定信号が閉である数を加算する開閉設定側加算器と、前記運転許可設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第１比較器と、前記開閉設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第２比較器と、前記出力フィルタコンデンサの電圧を検出した電圧検出値と前記出力側電磁接触器の負荷側の電圧を検出した電圧検出値の差分の絶対値が、設定した電圧判定レベルよりも小さいとき１を出力する第３比較器と、前記第１～第３比較器の出力の論理積をとって論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路とを有した負荷接続許可判定処理部と、
予め設定された、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器での運転許可設定、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器での運転許可設定、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器での運転許可設定が各々許可である数を加算する運転許可設定側第２加算器と、運転許可設定側第２加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第４比較器と、
前記第１の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第１論理積回路と、前記第２の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第２論理積回路と、前記第３の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第３論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第１の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第４論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第２の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第５論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第３の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第６論理積回路と、
前記第１論理積回路および第４論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第１の電磁接触器の開閉指令を出力する第１論理和回路と、前記第２論理積回路および第５論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第２の電磁接触器の開閉指令を出力する第２論理和回路と、前記第３論理積回路および第６論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第３の電磁接触器の開閉指令を出力する第３論理和回路と、
前記第１、第２、第３論理積回路の各出力の論理和処理を行い、結果が０ときは０を、結果が１のときは１を出力する第１選択回路と、前記第４、第５、第６論理積回路の各出力の論理和処理を行い、結果が０ときは０を、結果が１のときは１を出力する第２選択回路と、
前記第１選択回路および第２選択回路の各出力を加算し、加算結果に応じて電流制御不許可、電流制御、出力フィルタコンデンサ電圧制御のいずれかの電流制御許可信号を出力する電流制御許可信号生成用加算器とを有した開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記第１論理和回路から出力される第１の電磁接触器の開閉指令および第１の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第１論理積回路と、
前記第２論理和回路から出力される第２の電磁接触器の開閉指令および第２の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第２論理積回路と、
前記第３論理和回路から出力される第３の電磁接触器の開閉指令および第３の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第３論理積回路と、
前記負荷接続許可信号が許可であるとき１を、不許可であるとき０を出力する第１選択器と、前記第１選択器の出力信号と、前記第１～第３論理積回路の各出力の論理和処理を行った結果の信号との論理積をとって出力側電磁接触器開閉指令を出力する第４論理積回路と、を有した出力側電磁接触器開閉指令生成部と、
前記第１の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は１を出力し、前記第２の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は２を出力し、前記第３の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は３を出力する第２選択器と、前記第２選択器の出力を加算する加算器と、を有し、前記加算器の出力に応じて前記第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が電流制御である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器と、を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項4】
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する出力フィルタ前側第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第１の電磁接触器、出力フィルタ後側第１の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第１の電磁接触器、第１の電流定格を有する出力フィルタ後側第１の電流検出器、第４のリアクトル、出力側電磁接触器と、前記第１のリアクトルおよび出力フィルタ前側第１の電磁接触器の直列回路に各々並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する出力フィルタ前側第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する出力フィルタ前側第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第３の電磁接触器から成る直列回路と、
前記出力フィルタ前側第１の電磁接触器と出力フィルタ後側第１の電磁接触器の共通接続点と、電力変換装置の負極端の間に接続された出力フィルタコンデンサと、
前記出力フィルタ後側第１の電磁接触器の両端間に並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する出力フィルタ後側第２の電流検出器および第２の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する出力フィルタ後側第３の電流検出器および第３の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第３の電磁接触器から成る直列回路と、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、
前記請求項３に記載された負荷接続許可判定処理部と開閉指令・電流制御許可信号生成部であって、負荷接続許可判定処理部内で用いる前記第１の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉設定に変更し、前記第２の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉設定に変更し、前記第３の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉設定に変更し、
前記第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、前記第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、前記第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、
前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器での運転許可設定に変更し、前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器での運転許可設定に変更し、前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器での運転許可設定に変更し、
前記第１論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更し、前記第２論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更し、前記第３論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更して構成した負荷接続許可判定処理部と、開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記請求項３に記載された出力側電磁接触器開閉指令生成部であって、出力側電磁接触器開閉指令生成部内で用いる、前記第１の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令に変更し、第１の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の状態信号に変更し、
前記第２の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令に変更し、第２の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の状態信号に変更し、
前記第３の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令に変更し、第３の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の状態信号に変更して構成した出力側電磁接触器開閉指令生成部と、
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は１を出力し、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は２を出力し、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は３を出力する第２選択器と、前記第２選択器の出力を加算する加算器と、を有し、前記加算器の出力に応じて前記出力フィルタ前側第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する出力フィルタ前側選択器と、前記加算器の出力に応じて前記出力フィルタ後側第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する出力フィルタ後側選択器と、備えた電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が電流制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように、設定した電流制御用の比例ゲインにより比例制御を施し、
前記出力フィルタ後側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように設定した電流制御用の積分ゲインにより積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、
前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した出力フィルタコンデンサ電圧制御用の比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器を、備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項5】
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部から電流制御を指定する電流制御許可信号が出力された場合、並列接続されている全ての電力変換装置の主回路に接続されている出力側電磁接触器の状態が全て閉状態になったときのみ、前記電流制御器の入力側の電流指令を有効にする電流指令有効・無効選択回路を備えたことを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項6】
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の状態信号、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の状態信号、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の状態信号を基に、各電磁接触器の開閉回数を計数し、開閉回数が最小である電磁接触器に対して、前記負荷接続許可判定処理部で用いる電磁接触器閉での運転許可設定を決定する運転許可設定決定部を、電力変換装置の並列運転台数に応じて設け、設定した並列運転台数に応じて前記運転許可設定決定部を選択するように構成したことを特徴とする請求項４又は５に記載の電力変換装置。
【請求項7】
複数の電力変換装置のうち、いずれか１つの電力変換装置と負荷の間の回路を有効とし、その他の電力変換装置と負荷の間の回路については、第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電磁接触器、第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電磁接触器を削除し、前記電流レンジ切換え処理部を削除し、電流制御器へのフィードバック入力を第１の電流検出器の電流検出値のみとし、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器の閉での運転許可設定と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器の閉での運転許可設定を不許可としたことを特徴とする請求項４又は５に記載の電力変換装置。
【請求項8】
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第１キャリア周波数選択部と、電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第２キャリア周波数選択部と、
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第３キャリア周波数選択部と、
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器が選択された場合は前記第１キャリア周波数選択部の出力を設定し、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器が選択された場合は前記第２キャリア周波数選択部の出力を設定し、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器が選択された場合は前記第３キャリア周波数選択部の出力を設定するキャリア周波数設定部と、を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電流を高精度に制御するために定格の異なる複数の電流検出器（以下、ＨＣＴと称することもある）を有した電力変換装置を並列に接続した場合の運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
大容量かつ複数の電流定格を搭載した電力変換装置が要求されている。このため、複数の電流定格を持つ複数台の電力変換装置に関する並列運転方式を開発する必要がある。
【0003】
定格の異なる複数の電流検出器を切換えて電力変換装置を運転する先行技術として、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。
【0004】
【0005】
図１において、ＦＣ（フライングキャパシタ）を有する電力変換器１００と負荷２００を結ぶ電路には、ＨＣＴ１（第１の電流検出器）とＨＣＴ１を選択するための電磁接触器（以下、ＭＣと称することもある）ＭＣ１が直列に介挿されている。ＭＣ１の両端間には、ＨＣＴ１とは定格の異なるＨＣＴ２（第２の電流検出器）とＨＣＴ２を選択するための電磁接触器ＭＣ２が直列に接続されている。
【0006】
尚、特許文献１では、電流定格の異なる複数のＨＣＴを備えた電力変換装置の出力を結合して複数台で運転を行う記述が無い。
【0007】
【0008】
図２において、負荷２００に対して複数の電力変換装置１、２が並列に設けられ、電力変換装置１と負荷２００を結ぶ電路には、電力変換装置１から負荷２００にかけて、第１の電流定格を有する第１の電流検出器ＨＣＴ＿１１を選択する第１の電磁接触器ＭＣ１１、ＨＣＴ＿１１、リアクトルＬ１１が順次直列に接続されている。
【0009】
ＭＣ１１の両端間には、前記ＨＣＴ＿１１よりも小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器ＨＣＴ＿２１およびＨＣＴ＿２１を選択する第２の電磁接触器ＭＣ２１が直列に接続されている。
【0010】
電力変換装置２と負荷２００の間にも、前記と同様に、第１の電磁接触器ＭＣ１２、第１の電流検出器ＨＣＴ＿１２、リアクトルＬ１２が直列に接続され、ＭＣ１２の両端間には第の２電流検出器ＨＣＴ＿２２および第２の電磁接触器ＭＣ２２が直列に接続されている。
【0011】
図２のように電力変換装置を並列にした場合には、出力電圧の誤差に応じて装置間を流れる電流（以下、横流と称する）が発生する。横流を抑制するために、装置間にリアクトルＬ１１，Ｌ１２を接続している。
【0012】
制御構成例を図３に示す。電力変換装置１と２で他方の電流検出値をフィードバックせず独立して電流制御を実施する。また電力変換装置１と２でキャリア同期を実施しない構成とする。電流制御指令は指令生成部より各電力変換装置に送られる構成とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】特開２０２１－１８０５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
図４に電流指令に対する出力電流波形例を示す。ここでは、電力変換装置１の出力ＭＣが閉じて次に電力変換装置２のＭＣが閉じる場合を示す。ＭＣの開閉動作には部品による個体差がある。大容量のＭＣにおいては、開閉信号が入力されてから実際に動作するまで数十～数百ｍｓ程度要するものがある。ＭＣが閉じてからでないと電流を出力できない。このため各並列された装置の出力電流が立ち上がるタイミングが異なる。出力電流合計値が指令値まで達する時間が長くなる問題がある。
【0015】
キャリア同期を実施しない場合の各電力変換装置の出力電流と負荷電流の定常状態における電流波形例を図５に示す。キャリアリプルを三角波として記載している。装置間でのキャリア同期を実施しないため、キャリアリプルが装置間で同じように発生する場合がある。この時には、負荷に流れる電流には各装置のキャリアリプルが重畳される。２台分のキャリアリプルが負荷電流に発生するためキャリアリプルは１台で運転する場合に比べると大きくなる。
【0016】
先行技術をそのまま出力結合して複数台運転する場合の課題を下記にまとめる。１．並列間での出力電流指令の同期構成がないため、指令に対する応答性が悪くなる。
２．複数台運転時には電力変換装置の出力リプルが並列台数分増えていく。このため、出力電流のリプル成分が増えるため高調波が増加し、負荷側で意図しない損失が発生する。出力電流が小さくていい場合は、１台分の運転で実施することにより、出力リプルを抑制できる。
３．出力にフィルタを持つ構成の場合、負荷と回路を切り離すために負荷とフィルタ間に出力開閉器を設置する場合がある。先行技術では、電流レンジ切換え開閉器と出力開閉器のある回路を考慮していない。このため、電流レンジ切換え開閉器と出力開閉器の開閉タイミング次第では電流制御を行うと電流制御の積分項が発散し電流制御が異常となり過電流故障となり電力変換装置が故障停止し意図した制御ができない。
２．複数台運転時には電力変換装置の出力リプルが並列台数分増えていく。このため、出力電流のリプル成分が増えるため高調波が増加し、負荷側で意図しない損失が発生する。出力電流が小さくていい場合は、１台分の運転で実施することにより、出力リプルを抑制できる。
３．出力にフィルタを持つ構成の場合、負荷と回路を切り離すために負荷とフィルタ間に出力開閉器を設置する場合がある。先行技術では、電流レンジ切換え開閉器と出力開閉器のある回路を考慮していない。このため、電流レンジ切換え開閉器と出力開閉器の開閉タイミング次第では電流制御を行うと電流制御の積分項が発散し電流制御が異常となり過電流故障となり電力変換装置が故障停止し意図した制御ができない。
【0017】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、電流定格の大きさに応じて適切な並列台数での運転を実施し、出力リプルを抑制することができる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記課題を解決するための請求項１に記載の電力変換装置は、
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する第１の電磁接触器と、前記第１の電磁接触器の両端間に直列に接続された、前記第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器、第２のリアクトル、前記第２の電流検出器を選択する第２の電磁接触器と、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、
予め設定された第１の電磁接触器の開閉設定信号および第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第１電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第２電磁接触器側論理積回路と、前記第１電磁接触器側論理積回路の出力および前記第２電磁接触器側論理積回路の出力を入力とする第１の排他的論理和回路と、前記第１の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の開閉設定信号を入力とする第２の排他的論理和回路と、前記第１の排他的論理和回路の出力および第２の排他的論理和回路の出力の論理積をとって、論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路と、を有した負荷接続許可判定処理部と、
前記負荷接続許可判定処理部から出力される負荷接続許可信号および第１の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとって第１の電磁接触器の開閉指令を出力する第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路と、前記負荷接続許可判定処理部から出力される負荷接続許可信号および第２の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとって第２の電磁接触器の開閉指令を出力する第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路と、前記第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力および第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力の論理和処理を行って電流制御許可信号を生成する電流制御許可信号生成用論理和回路と、を有した開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された第１電磁接触器開閉指令信号および第２電磁接触器開閉指令信号が入力される排他的論理和回路と、前記排他的論理和回路の出力と前記第２電磁接触器開閉指令信号の論理積をとる論理積回路を有し、前記論理積回路の出力に応じて前記第１の電流検出器又は第２の電流検出器の各電流検出値を選択する電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が制御許可である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器と、を備えたことを特徴とする。
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する第１の電磁接触器と、前記第１の電磁接触器の両端間に直列に接続された、前記第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器、第２のリアクトル、前記第２の電流検出器を選択する第２の電磁接触器と、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、
予め設定された第１の電磁接触器の開閉設定信号および第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第１電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第２電磁接触器側論理積回路と、前記第１電磁接触器側論理積回路の出力および前記第２電磁接触器側論理積回路の出力を入力とする第１の排他的論理和回路と、前記第１の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の開閉設定信号を入力とする第２の排他的論理和回路と、前記第１の排他的論理和回路の出力および第２の排他的論理和回路の出力の論理積をとって、論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路と、を有した負荷接続許可判定処理部と、
前記負荷接続許可判定処理部から出力される負荷接続許可信号および第１の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとって第１の電磁接触器の開閉指令を出力する第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路と、前記負荷接続許可判定処理部から出力される負荷接続許可信号および第２の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとって第２の電磁接触器の開閉指令を出力する第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路と、前記第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力および第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力の論理和処理を行って電流制御許可信号を生成する電流制御許可信号生成用論理和回路と、を有した開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された第１電磁接触器開閉指令信号および第２電磁接触器開閉指令信号が入力される排他的論理和回路と、前記排他的論理和回路の出力と前記第２電磁接触器開閉指令信号の論理積をとる論理積回路を有し、前記論理積回路の出力に応じて前記第１の電流検出器又は第２の電流検出器の各電流検出値を選択する電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が制御許可である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器と、を備えたことを特徴とする。
【0019】
請求項２に記載の電力変換装置は、請求項１において、
前記電力変換装置の主回路は、前記第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電磁接触器からなる直列回路を、電力変換装置の設置台数分前記第１の電磁接触器の両端間に並列に接続して構成されており、
前記負荷接続許可判定処理部の第２電磁接触器側論理積回路は、第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可信号の論理積をとる論理積回路を電力変換装置の設置台数分有し、
前記第１、第２の排他的論理和回路および前記負荷接続許可信号生成用論理積回路に代えて、前記第１電磁接触器側論理積回路および電力変換装置の設置台数分の第２電磁接触器側論理積の各論理積結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器と、第１の電磁接触器の開閉設定信号および電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の開閉設定信号が閉である数を加算する開閉設定側加算器と、前記運転許可設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第１比較器と、前記開閉設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第２比較器と、第１比較器および第２比較器の出力の論理積をとって論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路と、を設けて構成されており、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部の第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路は、負荷接続許可信号と第２の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路を電力変換装置の設置台数分有し、前記電流制御許可信号生成用論理和回路は、前記第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力および前記電力変換装置の設置台数分の第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の各出力の論理和処理を行う論理和回路で構成され、
前記電流レンジ切換え処理部は、前記排他的論理和回路に代えて、第１の電磁接触器の開閉指令および電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の開閉指令が閉指令である数を加算する加算器を有し、前記加算器の加算結果に応じて前記第１の電流検出器又は電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の各電流検出値を選択するように構成されていることを特徴とする。
前記電力変換装置の主回路は、前記第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電磁接触器からなる直列回路を、電力変換装置の設置台数分前記第１の電磁接触器の両端間に並列に接続して構成されており、
前記負荷接続許可判定処理部の第２電磁接触器側論理積回路は、第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可信号の論理積をとる論理積回路を電力変換装置の設置台数分有し、
前記第１、第２の排他的論理和回路および前記負荷接続許可信号生成用論理積回路に代えて、前記第１電磁接触器側論理積回路および電力変換装置の設置台数分の第２電磁接触器側論理積の各論理積結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器と、第１の電磁接触器の開閉設定信号および電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の開閉設定信号が閉である数を加算する開閉設定側加算器と、前記運転許可設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第１比較器と、前記開閉設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第２比較器と、第１比較器および第２比較器の出力の論理積をとって論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路と、を設けて構成されており、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部の第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路は、負荷接続許可信号と第２の電磁接触器の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路を電力変換装置の設置台数分有し、前記電流制御許可信号生成用論理和回路は、前記第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の出力および前記電力変換装置の設置台数分の第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路の各出力の論理和処理を行う論理和回路で構成され、
前記電流レンジ切換え処理部は、前記排他的論理和回路に代えて、第１の電磁接触器の開閉指令および電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の開閉指令が閉指令である数を加算する加算器を有し、前記加算器の加算結果に応じて前記第１の電流検出器又は電力変換装置の設置台数分の第２の電磁接触器の各電流検出値を選択するように構成されていることを特徴とする。
【0020】
請求項３に記載の電力変換装置は、
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する第１の電磁接触器、第４のリアクトル、出力側電磁接触器と、前記第１のリアクトルおよび第１の電磁接触器の直列回路に各々並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電流検出器を選択する第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電流検出器を選択する第３の電磁接触器から成る直列回路と、第１のリアクトルおよび第１の電磁接触器の直列回路と前記第４のリアクトルの共通接続点と、電力変換装置の負極端の間に接続された出力フィルタコンデンサと、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、
予め設定された第１の電磁接触器の開閉設定信号および第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第１電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第２電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第３の電磁接触器の開閉設定信号および第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第３電磁接触器側論理積回路と、前記第１～第３電磁接触器側論理積回路の各論理積結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器と、第１～第３の電磁接触器の開閉設定信号が閉である数を加算する開閉設定側加算器と、前記運転許可設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第１比較器と、前記開閉設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第２比較器と、前記出力フィルタコンデンサの電圧を検出した電圧検出値と前記出力側電磁接触器の負荷側の電圧を検出した電圧検出値の差分の絶対値が、設定した電圧判定レベルよりも小さいとき１を出力する第３比較器と、前記第１～第３比較器の出力の論理積をとって論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路とを有した負荷接続許可判定処理部と、
予め設定された、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器での運転許可設定、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器での運転許可設定、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器での運転許可設定が各々許可である数を加算する運転許可設定側第２加算器と、運転許可設定側第２加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第４比較器と、
前記第１の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第１論理積回路と、前記第２の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第２論理積回路と、前記第３の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第３論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第１の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第４論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第２の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第５論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第３の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第６論理積回路と、
前記第１論理積回路および第４論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第１の電磁接触器の開閉指令を出力する第１論理和回路と、前記第２論理積回路および第５論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第２の電磁接触器の開閉指令を出力する第２論理和回路と、前記第３論理積回路および第６論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第３の電磁接触器の開閉指令を出力する第３論理和回路と、
前記第１、第２、第３論理積回路の各出力の論理和処理を行い、結果が０ときは０を、結果が１のときは１を出力する第１選択回路と、前記第４、第５、第６論理積回路の各出力の論理和処理を行い、結果が０ときは０を、結果が１のときは１を出力する第２選択回路と、
前記第１選択回路および第２選択回路の各出力を加算し、加算結果に応じて電流制御不許可、電流制御、出力フィルタコンデンサ電圧制御のいずれかの電流制御許可信号を出力する電流制御許可信号生成用加算器とを有した開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記第１論理和回路から出力される第１の電磁接触器の開閉指令および第１の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第１論理積回路と、
前記第２論理和回路から出力される第２の電磁接触器の開閉指令および第２の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第２論理積回路と、
前記第３論理和回路から出力される第３の電磁接触器の開閉指令および第３の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第３論理積回路と、
前記負荷接続許可信号が許可であるとき１を、不許可であるとき０を出力する第１選択器と、前記第１選択器の出力信号と、前記第１～第３論理積回路の各出力の論理和処理を行った結果の信号との論理積をとって出力側電磁接触器開閉指令を出力する第４論理積回路と、を有した出力側電磁接触器開閉指令生成部と、
前記第１の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は１を出力し、前記第２の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は２を出力し、前記第３の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は３を出力する第２選択器と、前記第２選択器の出力を加算する加算器と、を有し、前記加算器の出力に応じて前記第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が電流制御である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器と、を備えたことを特徴とする。
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する第１の電磁接触器、第４のリアクトル、出力側電磁接触器と、前記第１のリアクトルおよび第１の電磁接触器の直列回路に各々並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電流検出器を選択する第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電流検出器を選択する第３の電磁接触器から成る直列回路と、第１のリアクトルおよび第１の電磁接触器の直列回路と前記第４のリアクトルの共通接続点と、電力変換装置の負極端の間に接続された出力フィルタコンデンサと、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、
予め設定された第１の電磁接触器の開閉設定信号および第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第１電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第２の電磁接触器の開閉設定信号および第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第２電磁接触器側論理積回路と、予め設定された第３の電磁接触器の開閉設定信号および第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第３電磁接触器側論理積回路と、前記第１～第３電磁接触器側論理積回路の各論理積結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器と、第１～第３の電磁接触器の開閉設定信号が閉である数を加算する開閉設定側加算器と、前記運転許可設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第１比較器と、前記開閉設定側加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第２比較器と、前記出力フィルタコンデンサの電圧を検出した電圧検出値と前記出力側電磁接触器の負荷側の電圧を検出した電圧検出値の差分の絶対値が、設定した電圧判定レベルよりも小さいとき１を出力する第３比較器と、前記第１～第３比較器の出力の論理積をとって論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路とを有した負荷接続許可判定処理部と、
予め設定された、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器での運転許可設定、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器での運転許可設定、出力フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器での運転許可設定が各々許可である数を加算する運転許可設定側第２加算器と、運転許可設定側第２加算器の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する第４比較器と、
前記第１の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第１論理積回路と、前記第２の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第２論理積回路と、前記第３の電磁接触器の開閉設定信号および負荷接続許可信号の論理積をとる第３論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第１の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第４論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第２の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第５論理積回路と、
前記負荷接続許可信号を論理反転した信号、前記第４比較器の出力信号および出力フィルタコンデンサ電圧制御時における、第３の電磁接触器での運転許可信号の論理積をとる第６論理積回路と、
前記第１論理積回路および第４論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第１の電磁接触器の開閉指令を出力する第１論理和回路と、前記第２論理積回路および第５論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第２の電磁接触器の開閉指令を出力する第２論理和回路と、前記第３論理積回路および第６論理積回路の出力の論理和処理を行って前記第３の電磁接触器の開閉指令を出力する第３論理和回路と、
前記第１、第２、第３論理積回路の各出力の論理和処理を行い、結果が０ときは０を、結果が１のときは１を出力する第１選択回路と、前記第４、第５、第６論理積回路の各出力の論理和処理を行い、結果が０ときは０を、結果が１のときは１を出力する第２選択回路と、
前記第１選択回路および第２選択回路の各出力を加算し、加算結果に応じて電流制御不許可、電流制御、出力フィルタコンデンサ電圧制御のいずれかの電流制御許可信号を出力する電流制御許可信号生成用加算器とを有した開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記第１論理和回路から出力される第１の電磁接触器の開閉指令および第１の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第１論理積回路と、
前記第２論理和回路から出力される第２の電磁接触器の開閉指令および第２の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第２論理積回路と、
前記第３論理和回路から出力される第３の電磁接触器の開閉指令および第３の電磁接触器の開閉状態信号の論理積をとる第３論理積回路と、
前記負荷接続許可信号が許可であるとき１を、不許可であるとき０を出力する第１選択器と、前記第１選択器の出力信号と、前記第１～第３論理積回路の各出力の論理和処理を行った結果の信号との論理積をとって出力側電磁接触器開閉指令を出力する第４論理積回路と、を有した出力側電磁接触器開閉指令生成部と、
前記第１の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は１を出力し、前記第２の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は２を出力し、前記第３の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は３を出力する第２選択器と、前記第２選択器の出力を加算する加算器と、を有し、前記加算器の出力に応じて前記第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が電流制御である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御である場合、前記電流レンジ切換え処理部で選択された電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器と、を備えたことを特徴とする。
【0021】
請求項４に記載の電力変換装置は、
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する出力フィルタ前側第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第１の電磁接触器、出力フィルタ後側第１の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第１の電磁接触器、第１の電流定格を有する出力フィルタ後側第１の電流検出器、第４のリアクトル、出力側電磁接触器と、
前記第１のリアクトルおよび出力フィルタ前側第１の電磁接触器の直列回路に各々並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する出力フィルタ前側第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する出力フィルタ前側第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第３の電磁接触器から成る直列回路と、
前記出力フィルタ前側第１の電磁接触器と出力フィルタ後側第１の電磁接触器の共通接続点と、電力変換装置の負極端の間に接続された出力フィルタコンデンサと、
前記出力フィルタ後側第１の電磁接触器の両端間に並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する出力フィルタ後側第２の電流検出器および第２の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する出力フィルタ後側第３の電流検出器および第３の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第３の電磁接触器から成る直列回路と、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、
前記請求項３に記載された負荷接続許可判定処理部と開閉指令・電流制御許可信号生成部であって、負荷接続許可判定処理部内で用いる前記第１の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉設定に変更し、前記第２の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉設定に変更し、前記第３の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉設定に変更し、
前記第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、前記第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、前記第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、
前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器での運転許可設定に変更し、前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器での運転許可設定に変更し、前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器での運転許可設定に変更し、
前記第１論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更し、前記第２論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更し、前記第３論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更して構成した負荷接続許可判定処理部と、開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記請求項３に記載された出力側電磁接触器開閉指令生成部であって、出力側電磁接触器開閉指令生成部内で用いる、前記第１の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令に変更し、第１の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の状態信号に変更し、
前記第２の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令に変更し、第２の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の状態信号に変更し、
前記第３の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令に変更し、第３の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の状態信号に変更して構成した出力側電磁接触器開閉指令生成部と、
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は１を出力し、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は２を出力し、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は３を出力する第２選択器と、前記第２選択器の出力を加算する加算器と、を有し、前記加算器の出力に応じて前記出力フィルタ前側第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する出力フィルタ前側選択器と、前記加算器の出力に応じて前記出力フィルタ後側第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する出力フィルタ後側選択器と、備えた電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が電流制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように、設定した電流制御用の比例ゲインにより比例制御を施し、
前記出力フィルタ後側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように設定した電流制御用の積分ゲインにより積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、
前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した出力フィルタコンデンサ電圧制御用の比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器を、備えたことを特徴とする。
負荷に対して複数の電力変換装置を並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて順次直列に接続された第１の電流定格を有する出力フィルタ前側第１の電流検出器、第１のリアクトル、前記第１の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第１の電磁接触器、出力フィルタ後側第１の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第１の電磁接触器、第１の電流定格を有する出力フィルタ後側第１の電流検出器、第４のリアクトル、出力側電磁接触器と、
前記第１のリアクトルおよび出力フィルタ前側第１の電磁接触器の直列回路に各々並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する出力フィルタ前側第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する出力フィルタ前側第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第３の電磁接触器から成る直列回路と、
前記出力フィルタ前側第１の電磁接触器と出力フィルタ後側第１の電磁接触器の共通接続点と、電力変換装置の負極端の間に接続された出力フィルタコンデンサと、
前記出力フィルタ後側第１の電磁接触器の両端間に並列に接続された、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する出力フィルタ後側第２の電流検出器および第２の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第第２の電磁接触器から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する出力フィルタ後側第３の電流検出器および第３の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第３の電磁接触器から成る直列回路と、を備えて電力変換装置の主回路を構成し、
前記請求項３に記載された負荷接続許可判定処理部と開閉指令・電流制御許可信号生成部であって、負荷接続許可判定処理部内で用いる前記第１の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉設定に変更し、前記第２の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉設定に変更し、前記第３の電磁接触器の開閉設定を出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉設定に変更し、
前記第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、前記第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、前記第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号を、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の閉での運転許可設定信号に変更し、
前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器での運転許可設定に変更し、前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器での運転許可設定に変更し、前記フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器での運転許可設定を、フィルタコンデンサ電圧制御時における出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器での運転許可設定に変更し、
前記第１論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更し、前記第２論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更し、前記第３論理和回路の出力は、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令を出力することに変更して構成した負荷接続許可判定処理部と、開閉指令・電流制御許可信号生成部と、
前記請求項３に記載された出力側電磁接触器開閉指令生成部であって、出力側電磁接触器開閉指令生成部内で用いる、前記第１の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令に変更し、第１の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の状態信号に変更し、
前記第２の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令に変更し、第２の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の状態信号に変更し、
前記第３の電磁接触器の開閉指令を、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令に変更し、第３の電磁接触器の状態信号を出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の状態信号に変更して構成した出力側電磁接触器開閉指令生成部と、
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は１を出力し、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は２を出力し、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の開閉指令に応じて０又は３を出力する第２選択器と、前記第２選択器の出力を加算する加算器と、を有し、前記加算器の出力に応じて前記出力フィルタ前側第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する出力フィルタ前側選択器と、前記加算器の出力に応じて前記出力フィルタ後側第１～第３の電流検出器のいずれかの電流検出値を選択する出力フィルタ後側選択器と、備えた電流レンジ切換え処理部と、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部で生成された電流制御許可信号が電流制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように、設定した電流制御用の比例ゲインにより比例制御を施し、
前記出力フィルタ後側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように設定した電流制御用の積分ゲインにより積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、
前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した出力フィルタコンデンサ電圧制御用の比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える電流制御器を、備えたことを特徴とする。
【0022】
請求項５に記載の電力変換装置は、請求項４において、
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部から電流制御を指定する電流制御許可信号が出力された場合、並列接続されている全ての電力変換装置の主回路に接続されている出力側電磁接触器の状態が全て閉状態になったときのみ、前記電流制御器の入力側の電流指令を有効にする電流指令有効・無効選択回路を備えたことを特徴とする。
前記開閉指令・電流制御許可信号生成部から電流制御を指定する電流制御許可信号が出力された場合、並列接続されている全ての電力変換装置の主回路に接続されている出力側電磁接触器の状態が全て閉状態になったときのみ、前記電流制御器の入力側の電流指令を有効にする電流指令有効・無効選択回路を備えたことを特徴とする。
【0023】
請求項６に記載の電力変換装置は、請求項４又は５において、
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の状態信号、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の状態信号、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の状態信号を基に、各電磁接触器の開閉回数を計数し、開閉回数が最小である電磁接触器に対して、前記負荷接続許可判定処理部で用いる電磁接触器閉での運転許可設定を決定する運転許可設定決定部を、電力変換装置の並列運転台数に応じて設け、設定した並列運転台数に応じて前記運転許可設定決定部を選択するように構成したことを特徴とする。
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器の状態信号、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器の状態信号、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器の状態信号を基に、各電磁接触器の開閉回数を計数し、開閉回数が最小である電磁接触器に対して、前記負荷接続許可判定処理部で用いる電磁接触器閉での運転許可設定を決定する運転許可設定決定部を、電力変換装置の並列運転台数に応じて設け、設定した並列運転台数に応じて前記運転許可設定決定部を選択するように構成したことを特徴とする。
【0024】
請求項７に記載の電力変換装置は、請求項４又は５において、
複数の電力変換装置のうち、いずれか１つの電力変換装置と負荷の間の回路を有効とし、その他の電力変換装置と負荷の間の回路については、第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電磁接触器、第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電磁接触器を削除し、前記電流レンジ切換え処理部を削除し、電流制御器へのフィードバック入力を第１の電流検出器の電流検出値のみとし、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器の閉での運転許可設定と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器の閉での運転許可設定を不許可としたことを特徴とする。
複数の電力変換装置のうち、いずれか１つの電力変換装置と負荷の間の回路を有効とし、その他の電力変換装置と負荷の間の回路については、第２の電流検出器、第２のリアクトル、第２の電磁接触器、第３の電流検出器、第３のリアクトル、第３の電磁接触器を削除し、前記電流レンジ切換え処理部を削除し、電流制御器へのフィードバック入力を第１の電流検出器の電流検出値のみとし、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器の閉での運転許可設定と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器の閉での運転許可設定を不許可としたことを特徴とする。
【0025】
請求項８に記載の電力変換装置は、請求項４又は５において、
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第１キャリア周波数選択部と、
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第２キャリア周波数選択部と、
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第３キャリア周波数選択部と、
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器が選択された場合は前記第１キャリア周波数選択部の出力を設定し、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器が選択された場合は前記第２キャリア周波数選択部の出力を設定し、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器が選択された場合は前記第３キャリア周波数選択部の出力を設定するキャリア周波数設定部と、を備えたことを特徴とする。
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器および後側第１の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第１の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第１キャリア周波数選択部と、
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および後側第２の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第２の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第２キャリア周波数選択部と、
電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第１の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果と、電力変換装置の定格電流を第２の設定数で除算した電流と、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および後側第３の電磁接触器選択時の定格電流を比較し、前記第３の電磁接触器選択時の定格電流が小となる比較結果の合計値に応じて、周波数を順次高く設定した第１～第３のキャリア周波数のいずれかを選択する第３キャリア周波数選択部と、
出力フィルタ前側第１の電磁接触器および出力フィルタ後側第１の電磁接触器が選択された場合は前記第１キャリア周波数選択部の出力を設定し、出力フィルタ前側第２の電磁接触器および出力フィルタ後側第２の電磁接触器が選択された場合は前記第２キャリア周波数選択部の出力を設定し、出力フィルタ前側第３の電磁接触器および出力フィルタ後側第３の電磁接触器が選択された場合は前記第３キャリア周波数選択部の出力を設定するキャリア周波数設定部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0026】
（１）請求項１～８に記載の発明によれば、電流定格の大きい複数台運転が必要な領域では複数台並列運転を実施し運転可能な電流の小さい運転領域では電流定格に応じて適切な台数での運転を実施することが可能となる。このため、キャリアリプルが減少するのでキャリアに起因する高調波を低減することができる。
（２）請求項３に記載の発明によれば、電力変換装置の出力側にフィルタコンデンサを有する装置において、前記（１）と同様の効果が得られる。
（３）請求項４に記載の発明によれば、電力変換装置の出力側にフィルタコンデンサを設け、その前側と後側に各々リアクトルを設けてＬＣＬ型のフィルタを構成した装置において、前記（１）と同様の効果が得られる。
（４）請求項５に記載の発明によれば、指令値が変化してから出力電流が目標電流に達するまでの時間で応答速度が規定される場合において、出力電流の応答速度を
速めることができる。
（５）請求項６に記載の発明によれば、各電磁接触器の開閉回数が決められ、開閉回数が均一化できるので、装置の長寿命化が期待できる。
（６）請求項７に記載の発明によれば、不要な回路削除による部品点数削減が可能となり、これによってコストダウン及び盤サイズを減少することができる。
（７）請求項８に記載の発明によれば、負荷へ発生する電流脈動を発生させることなくキャリア周波数を変化させることが可能であり、電流が急変するための高調波やキャリア周波数を高周波化させることなくキャリアリプル低減が可能である。
（２）請求項３に記載の発明によれば、電力変換装置の出力側にフィルタコンデンサを有する装置において、前記（１）と同様の効果が得られる。
（３）請求項４に記載の発明によれば、電力変換装置の出力側にフィルタコンデンサを設け、その前側と後側に各々リアクトルを設けてＬＣＬ型のフィルタを構成した装置において、前記（１）と同様の効果が得られる。
（４）請求項５に記載の発明によれば、指令値が変化してから出力電流が目標電流に達するまでの時間で応答速度が規定される場合において、出力電流の応答速度を
速めることができる。
（５）請求項６に記載の発明によれば、各電磁接触器の開閉回数が決められ、開閉回数が均一化できるので、装置の長寿命化が期待できる。
（６）請求項７に記載の発明によれば、不要な回路削除による部品点数削減が可能となり、これによってコストダウン及び盤サイズを減少することができる。
（７）請求項８に記載の発明によれば、負荷へ発生する電流脈動を発生させることなくキャリア周波数を変化させることが可能であり、電流が急変するための高調波やキャリア周波数を高周波化させることなくキャリアリプル低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】先行技術の、電流定格の異なる複数のＨＣＴを備えた電力変換装置の一例を示す構成図。
【図2】先行技術の電力変換装置の出力を結合して複数台の電力変換装置で運転する場合の構成図。
【図3】先行技術を結合した場合における制御構成図。
【図6】本発明の実施例１における電力変換装置の主回路構成図。。
【図7】本発明の実施例１におけるＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御構成図。
【図8】本発明の実施例１における電力変換装置の基本制御構成図。
【図9】本発明の実施例２における電力変換装置の主回路構成図。
【図10】本発明の実施例２におけるＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御構成図。
【図11】本発明の実施例２における電力変換装置の基本制御構成図。
【図12】本発明の実施例３における電力変換装置の主回路構成図。。
【図13】本発明の実施例３におけるＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御構成図。
【図14】本発明の実施例３における出力ＭＣ開閉制御構成図。
【図15】本発明の実施例３における電力変換装置の基本制御構成図。
【図16】本発明の実施例４における電力変換装置の主回路構成図。
【図17】本発明の実施例４におけるＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御構成図。。
【図18】本発明の実施例４における出力ＭＣ開閉制御構成図。
【図19】本発明の実施例４における電力変換装置の基本制御構成図。
【図20】本発明の実施例５における電力変換装置の基本制御構成図。
【図21】全ての出力ＭＣがオンする前に電流指令を受け取り、電流制御を実施した場合の出力電流波形図。
【図22】本発明の実施例５の制御を実施した場合の出力電流波形図。
【図23】本発明の実施例６における各ＭＣ開閉回数処理構成図。
【図24】本発明の実施例６における各ＭＣ閉での運転許可設定構成図。
【図25】本発明の実施例６における並列台数１の運転許可設定構成図。
【図26】本発明の実施例６における並列台数２の運転許可設定構成図。
【図27】本発明の実施例６における並列台数３の運転許可設定構成図。
【図28】本発明の実施例７における電力変換装置の主回路構成図。
【図29】本発明の実施例８における第１の電磁接触器選択時のキャリア周波数選択構成図。
【図30】本発明の実施例８におけるキャリア周波数設定構成図。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。本発明の前提条件として、下記回路構成を対象として記載する。
【0029】
１．並列された電力変換装置間でのキャリア同期は実施しない。
２．フライングキャパシタを有する電力変換装置に限定しない。
上記に示す前提条件において並列運転方式の達成と制御精度の向上および、キャリアリプルの増加を防止しながら複数の電流定格を持つ複数台の電力変換装置に関する並列運転方式を開発する必要がある。
２．フライングキャパシタを有する電力変換装置に限定しない。
上記に示す前提条件において並列運転方式の達成と制御精度の向上および、キャリアリプルの増加を防止しながら複数の電流定格を持つ複数台の電力変換装置に関する並列運転方式を開発する必要がある。
【実施例1】
【0030】
図６に、実施例１における電力変換装置の主回路構成を示す。
【0031】
図６において、負荷２００に対して複数の電力変換装置１、２が並列に設けられ、電力変換装置１と負荷２００を結ぶ電路には、電力変換装置１から負荷２００にかけて、第１の電流定格を有する第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１、第１のインダクタンス値を有する第１のリアクトルＬ＿Ａ１１、第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１を選択する第１の電磁接触器ＭＣ１１が順次直列に接続されている。
【0032】
第１の電磁接触器ＭＣ１１の両端間には、ＨＣＴ＿Ａ１１よりも電流定格の小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ２１、第２のインダクタンス値を有する第２のリアクトルＬ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ２１を選択する第２の電磁接触器ＭＣ２１から成る直列回路が並列に接続されている。
【0033】
電力変換装置２と負荷２００を結ぶ電路の主回路も前記と同様に構成され、ＨＣＴ＿Ａ、Ｌ＿Ａ、ＭＣの各末尾の添え字が「１」→「２」に変更されている。本実施例では、電流定格の大きい状態で運転を実施する場合にはＨＣＴ＿Ａ１１とＨＣＴ＿Ａ１２を使用し、電流定格の小さい状態で運転する場合にはＨＣＴ＿Ａ２１とＨＣＴ＿Ａ２２を使用する。ＭＣの開閉とＨＣＴの選択を表１に定義する。
【0034】
【表1】
【0035】
表１では電力変換装置１の場合を示しているが電力変換装置２の場合も添え字を２に変更するだけで同じである。
【0036】
図７にＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御構成図を示す。１０は負荷接続許可判定処理部、２０は開閉指令・電流制御許可信号生成部である。１１は、予め設定された第１の電磁接触器ＭＣ１１の開閉設定信号および第１の電磁接触器ＭＣ１１の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第１電磁接触器側論理積回路である。１２は、予め設定された第２の電磁接触器ＭＣ２１の開閉設定信号および第２の電磁接触器ＭＣ２１の閉での運転許可設定信号の論理積をとる第２電磁接触器側論理積回路である。
【0037】
１３は、前記第１電磁接触器側論理積回路１１の出力および前記第２電磁接触器側論理積回路１２の出力を入力とする第１の排他的論理和回路であり、１４は、前記第１の電磁接触器ＭＣ１１の開閉設定信号および第２の電磁接触器ＭＣ２１の開閉設定信号を入力とする第２の排他的論理和回路である。
【0038】
１５は、第１の排他的論理和回路１３の出力および第２の排他的論理和回路１４の出力の論理積をとって、論理積条件成立時に負荷接続を許可する信号（許可１；不許可；０）を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路である。
【0039】
１６は、負荷接続許可判定処理部１０から出力される負荷接続許可信号および第１の電磁接触器ＭＣ１１の開閉設定信号の論理積をとって第１の電磁接触器ＭＣ１１の開閉指令を出力する第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路である。
【0040】
１７は、前記負荷接続許可判定処理部１０から出力される負荷接続許可信号および第２の電磁接触器ＭＣ２１の開閉設定信号の論理積をとって第２の電磁接触器ＭＣ２１の開閉指令を出力する第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路である。
【0041】
１８は、第１電磁接触器開閉指令生成用論理積回路１６の出力および第２電磁接触器開閉指令生成用論理積回路１７の出力の論理和処理を行って電流制御許可信号を生成する電流制御許可信号生成用論理和回路である。
【0042】
図８に実施例１における電力変換装置の基本制御構成図を示す。ここでは電力変換装置１台分で記載されており、他の電力変換装置も同様の構成を取る。
【0043】
図８において、３０は電流レンジ切換え処理部であり、次のように構成されている。前記開閉指令・電流制御許可信号生成部２０で生成されたＭＣ１１開閉指令信号およびＭＣ２１閉指令信号が入力される排他的論理和回路３１と、排他的論理和回路３１の出力と前記ＭＣ２１開閉指令信号の論理積をとる論理積回路３２とを有し、前記論理積回路３２の出力（０：ＭＣ１１閉、１：ＭＣ２１閉）に応じて前記第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１又は第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ２１の各電流検出値を選択する。電流レンジ切換え処理部３０の出力電流は電流制御器４０のフィードバック信号とされる。
【0044】
４１は、前記開閉指令・電流制御許可信号生成部２０の電流制御許可信号生成用論理和回路１８から出力される電流制御許可信号が、制御許可１の場合電流指令１を、制御不許可０である場合０を各々選択する選択器である。
【0045】
電流制御器４０は、前記電流制御許可信号が制御許可である場合、前記電流レンジ切換え処理部３０で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える。４２は遅延器、４３はリミッタである。
【0046】
電流制御器はＰＩ制御器のような積分処理を持った構成としている。電流制御の構成として、電流制御許可信号が０の場合は、電流指令と電流制御の比例ゲインを０とする。積分項も積分項初期値を設定する。ここでは、比例ゲインを０としたが積分ゲインを０としても問題はない。電流レンジ切換え処理で電流検出値を決定する。電流検出値は選択したMC開閉指令に応じて適切な検出値を切換える構成とする。
【0047】
表２にＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御の真理値表を示す。
【0048】
【表2】
【0049】
表２によれば、運転許可が設定されるＭＣと該当ＭＣの開閉設定が１となる場合にのみ負荷接続許可信号と該当MC開閉指令、電流制御許可信号が１がとなることがわかる。ＭＣ１１とＭＣ２１の開閉設定が両方とも１の場合は負荷接続許可信号と各ＭＣ開閉指令、電流制御許可信号が０となることがわかる。ＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御で意図したＭＣに対して開閉指令を与えることが可能となる。また、両方のＭＣに対して開閉設定が１となってもＭＣ開閉指令が０となるので誤動作することもない。制御構成の作用・動作について説明する。
【0050】
電流レンジ切換え処理部３０について記す。電流レンジ切換え処理の真理値表は表３となる。
【0051】
【表3】
【0052】
本処理を行うことにより、ＨＣＴとＭＣの選択の関係が適切に選択可能となる。また、選択無しと、ＭＣ１１とＭＣ２１選択の場合にはＨＣＴ＿Ａ１１を選択するようにする。これは、ＭＣ１１とＭＣ２１どちらが開でも構成上必ずＨＣＴ＿Ａ１１では電流を検出するため誤動作防止として設定する。ＭＣが切換るときや運転許可していないＭＣで運転する場合にはＭＣ１１とＭＣ２１のどちらともが開状態の場合がある。
【0053】
ＭＣ１１とＭＣ２１がどちらとも開の場合、電流検出値は０となる。このため、電流指令が与えられ電流制御の積分項が動作していると偏差が発生したものが積分項で積分され異常な値となり電流制御が異常となる。結果として、過電流故障などが発生し、装置が故障停止する。電流制御許可信号が０の場合には、電流指令と電流制御比例ゲインを０とし、積分項に積分項初期値を設定することにより積分動作を止める。ＭＣ１１とＭＣ２１がどちらとも開の場合に、積分項が停止するため電流制御が異常とならない。運転したいＭＣが閉指令となっている時には電流制御許可信号が１となるため、電流制御が正常動作となる。
【0054】
例えば、電力変換装置１はＭＣ１１とＭＣ２１での運転許可、電力変換装置２はＭＣ１２の運転は許可、ＭＣ２２の運転は不許可と設定する。この場合は、前述の通りに各制御が動作するため電流定格が大きい場合は電力変換装置１と２両方で運転し、電流定格が小さい場合には電力変換装置１のみで運転が可能となる。
【0055】
以上のように実施例１によれば、電流定格の大きい複数台運転が必要な領域では、２台並列での運転が実施可能となる。１台分の電流定格で運転可能な電流の小さい運転領域では、１台で運転を実施することが可能となる。このためキャリアリプルが減少するのでキャリアに起因する高調波を低減できる。
【実施例2】
【0056】
図９に実施例２における電力変換装置の基本回路構成図を示す。図９において実施例１の図６と異なる点は、負荷２００に対してＮ台の電力変換装置１～Ｎを設け、前記第１の電磁接触器ＭＣ１１の両端間に並列に接続される、第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ２１、第２のリアクトルＬ＿Ａ２１、第２の電磁接触器ＭＣ２１から成る直列回路を、電力変換装置の設置台数分並列に接続して構成したことにあり、その他の部分は図６と同様に構成されている。
【0057】
本実施例では、電流定格の大きい状態で運転を実施する場合にはＨＣＴ＿Ａ１１とＨＣＴ＿Ａ１２、・・ＨＣＴ１Ｎを使用し、電流定格の小さい状態で運転する場合にはＨＣＴ＿ＡＮ１とＨＣＴ＿ＡＮ２、・・ＨＣＴＮＮを使用する。ＭＣの開閉とＨＣＴの選択を表４に定義する。
【0058】
【表4】
【0059】
表４では電力変換装置１の場合を示しているが電力変換装置２の場合は添え字を２に、電力変換装置Ｎの場合には添え字をＮに変更するだけで同じである。図１０にＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御構成図を示す。
【0060】
図１０において、実施例２における負荷接続許可判定処理部５０は次のように構成されている。５１ａは、あらかじめ設定された電磁接触器ＭＣ１１の開閉設定信号と、ＭＣ１１閉での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。５１ｂは、あらかじめ設定されたＭＣ２１の開閉設定信号と、ＭＣ２１閉での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。論理積回路５１は同様にＮ台分設けられており、５１ｎは、あらかじめ設定されたＭＣＮ１の開閉設定信号と、ＭＣＮ１閉での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0061】
５２ａ～５２ｎは、論理積回路５１ａ～５１ｎの各出力が０のときは０を、１のときは１を各々選ぶ選択器であり、５３は、選択器５２ａ～５２ｎの選択結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器である。
【0062】
５４ａは、前記ＭＣ１１の開閉設定信号が０のときは０を、１のときは１を各々選ぶ選択器であり、５４ｂは、前記ＭＣ２１の開閉設定信号が０のときは０を、１のときは１を各々選ぶ選択器である。選択器５４は同様にＮ台分設けられており、５４ｎは、前記ＭＣＮ１の開閉設定信号が０のときは０を、１のときは１を各々選ぶ選択器である。
【0063】
５５は、選択器５４ａ～５４ｎの選択結果が１である数を加算する開閉設定側加算器である。
【0064】
５６は、運転許可設定側加算器５３の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する比較器、５７は開閉設定側加算器５５の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する比較器である。
【0065】
５８は、比較器５６，５７の出力の論理積をとり、論理積条件成立時に許可１を指定し、論理積条件不成立時に不許可０を指定する負荷接続許可信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路である。
【0066】
５９ａは、前記負荷接続許可信号とＭＣ１１開閉設定信号の論理積をとりＭＣ１１開閉指令信号を出力する論理積回路である。５９ｂは、前記負荷接続許可信号とＭＣ２１開閉設定信号の論理積をとりＭＣ２１開閉指令信号を出力する論理積回路である。
【0067】
論理積回路５９は同様にＮ台分設けられており、５９ｎは前記負荷接続許可信号とＭＣＮ１開閉設定信号の論理積をとりＭＣＮ１開閉指令信号を出力する論理積回路である。
【0068】
６０は、論理積回路５９ａ～５９ｎの出力の論理和処理を行って電流制御許可信号を出力する電流制御許可信号生成用論理和回路である。
【0069】
前記論理積回路５９ａ～５９ｎおよび前記論理和回路６０によって開閉指令・電流制御許可信号生成部６１を構成している。
【0070】
図１０において、負荷接続許可判定処理では、下記処理を行う。
（１）各ＭＣの開閉設定と閉での運転許可設定の論理積を取る（５１ａ～５１ｎ）。論理積の結果が０の場合は０を１の場合は１を出力する。全てのＭＣに対する出力を加算処理し、結果を１と比較し等しければ１を等しくなければ０を出力する。
（２）ＭＣの開閉設定が０の時は０を１の時は１を出力し全てのＭＣに対する結果を加算処理（５５）し、その結果を１と比較し等しければ１を等しくなければ０を出力する。
（３）（１）と（２）の結果の論理積をとり負荷接続許可信号とする（５８）。負荷接続許可信号とＭＣ開閉設定の論理積を取って各ＭＣ開閉指令とする（５９ａ～５９ｎ）。このＭＣ開閉指令の論理和を電流制御許可信号（６０）とする構成である。
（１）各ＭＣの開閉設定と閉での運転許可設定の論理積を取る（５１ａ～５１ｎ）。論理積の結果が０の場合は０を１の場合は１を出力する。全てのＭＣに対する出力を加算処理し、結果を１と比較し等しければ１を等しくなければ０を出力する。
（２）ＭＣの開閉設定が０の時は０を１の時は１を出力し全てのＭＣに対する結果を加算処理（５５）し、その結果を１と比較し等しければ１を等しくなければ０を出力する。
（３）（１）と（２）の結果の論理積をとり負荷接続許可信号とする（５８）。負荷接続許可信号とＭＣ開閉設定の論理積を取って各ＭＣ開閉指令とする（５９ａ～５９ｎ）。このＭＣ開閉指令の論理和を電流制御許可信号（６０）とする構成である。
【0071】
図１１に実施例２における基本制御構成図を示す。実施例２における電流レンジ切換え処理部７０は次のように構成されている。７１ａは、第１の電磁接触器ＭＣ１１の開閉指令が０のとき０を、１のとき（閉指令のとき）１を選ぶ選択器、７１ｂは、第２の電磁接触器ＭＣ２１の開閉指令が０のとき０を、１のとき（閉指令のとき）２を選ぶ選択器、選択器７１はＮ台分設けられ、７１ｎは、第Ｎの電磁接触器ＭＣＮ１の開閉指令が０のとき０を、１のとき（閉指令のとき）Ｎを選ぶ選択器である。
【0072】
７２は選択器７１ａ～７１ｎの出力を加算（閉指令である数を加算）する加算器である。７３は加算器７２の出力に応じて、第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１の電流検出値、第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ２１の電流検出値、…、ＨＣＴ＿ＡＮ１の電流検出値のいずれかを設定する電流検出値設定器である。
【0073】
実施例２における電流制御器４０とその入力側の回路は、実施例１の図８と同一に構成されている。
【0074】
図１１では、電力変換装置１台分で記載している。他の電力変換装置も同様の構成を取ればよい。電流制御器４０はＰＩ制御器のような積分処理を持った構成としている。電流制御の構成として、電流制御許可信号が０の場合は、電流指令と電流制御の比例ゲインを０とする。積分項も積分項初期値を設定する。ここでは、比例ゲインを０としたが積分ゲインを０としても問題はない。
【0075】
電流レンジ切換え処理部７０では電流検出値を決定する。ＭＣの開閉指令に応じて対応した数字を出力し、対応した数字が設定されることによりＨＣＴの電流検出値が適切に設定される構成とする。例えばＭＣ１１開閉指令が１の場合は１を、ＭＣ２１開閉指令が１の場合は２を、ＭＣＮ１開閉指令が１の場合はＮを出力する。その出力結果を加算器７２で加算する。加算結果が１の場合はＨＣＴ＿Ａ１１の電流検出値を、２の場合はＨＣＴ＿Ａ２１の電流検出値を、Ｎの場合はＨＣＴ＿ＡＮ１の電流検出値を設定するように構成している。
【0076】
表５，表６，表７に、実施例２における負荷許可接続判定処理についての真理値表を記載する。
【0077】
【表5】
【0078】
【表6】
【0079】
【表7】
【0080】
運転許可が設定されるＭＣと該当ＭＣの開閉設定が１となる場合にのみ負荷接続許可信号が１がとなることがわかる。複数のＭＣ開閉設定が１となったとしても負荷接続許可信号が０となることがわかる。
【0081】
また、各ＭＣの開閉指令は、各ＭＣ開閉設定と負荷接続許可信号の論理積である。ＭＣ開閉指令は、運転許可設定とＭＣ開閉設定に応じて適切に０もしくは１となることが表５から明らかである。電流制御許可信号は各MC開閉指令の論理和処理を行うので、いずれかのＭＣ開閉指令が１となった場合にのみ１となる信号であることも明らかである。尚、他の部分は実施例１と同様に構成されている。
【0082】
制御構成の作用・動作について説明する。電流レンジ切換え処理について記す。先ほど記した通り、ＭＣ開閉指令はいずれか一つの信号が１となる。このＭＣ開閉指令に応じて適切な数字が選択され、それに応じて電流検出値が選択される。例えば、ＭＣ１１開閉指令が１となれば、１が選択されＨＣＴ＿Ａ１１の電流検出値が選択される。同様にＭＣ２１開閉指令が１となれば、２が選択されＨＣＴ＿Ａ２１の電流検出値が選択され、ＭＣＮ１開閉指令が１となれば、Ｎが選択されＨＣＴ＿ＡＮ１の電流検出値が選択される。
【0083】
実施例１と同様に電流制御許可信号が０の場合には、電流指令と電流制御比例ゲイン、積分項に積分項初期値を設定することにより積分動作を止める。運転したいＭＣが閉指令となっている時には電流制御許可信号が１となるため、電流制御が正常動作となる。
【0084】
例えば、電力変換装置１はＭＣ１１とＭＣ２１とＭＣＮ１での運転を許可、電力変換装置２はＭＣ１２、ＭＣ２２の運転を許可、電力変換装置ＮはＭＣＮ１の運転を許可と設定する。この場合は、前述の通りに各制御が動作するため電流定格が大きい場合は電力変換装置１と２、Ｎで運転し、次に電流定格が小さい場合には電力変換装置１と２で運転し、一番電流定格が小さい場合には電力変換装置１のみで運転が可能となる。
【0085】
以上のように実施例２によれば、２台並列のみでなく、２～Ｎ台までの複数台における並列装置にも適用可能な構成であるため、電流定格の大きい複数台運転が必要な領域では、Ｎ台並列で運転を実施可能となる。各電流定格に応じて、運転可能な電流の小さい運転領域では、適切な台数での運転を実施することができるので、キャリアリプルが減少するのでキャリアに起因する高調波を低減できる。
【実施例3】
【0086】
図１２に実施例３における電力変換装置の主回路構成図を示す。実施例３では、電流定格は３つとしているため、１台当たりのＨＣＴとＭＣの数はそれぞれ３つとしている。また、電力変換装置の並列数は３台としている。ただ、実施例２と同様に、１台当たりのＨＣＴとＭＣの数、電力変換装置の並列台数はＮ個まで対応可能である。本実施例の主回路構成としては、出力にコンデンサを有しているものを対象とする。本例では、出力フィルタの形をＬＣＬの形としている。また、ＬＣＬの最終段のＬの後には負荷と切り離すための開閉器を有している構成とする。
【0087】
図１２において、負荷２００に対して３台の電力変換装置１，２，３が設けられ電力変換装置１と負荷２００を結ぶ電路には、電力変換装置１から負荷２００にかけて、第１の電流定格を有する第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１、第１のリアクトルＬ＿Ａ１１、第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１、第４のリアクトルＬ＿Ｂ１１、負荷を切離すための出力側電磁接触器ＭＣ＿Ｃ１１が順次直列に接続されている。
【0088】
前記ＭＣ＿Ａ１１およびＬ＿Ｂ１１の共通接続点と電力変換装置１の負極側の間には、出力フィルタコンデンサＣ１１が接続されている。
【0089】
前記Ｌ＿Ａ１１およびＭＣ＿Ａ１１の直列回路には、ＨＣＴ＿Ａ１１よりも電流定格の小さい第２の電流定格を有する第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ２１、第２のリアクトルＬ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ２１を選択する第２の電磁接触器ＭＣ＿Ａ２１から成る直列回路と、ＨＣＴ＿Ａ２１よりも電流定格の小さい第３の電流定格を有する第３の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ３１、第３のリアクトルＬ＿Ａ３１、ＨＣＴ＿Ａ３１を選択する第３の電磁接触器ＭＣ＿Ａ３１から成る直列回路が並列に接続されている。
【0090】
電力変換装置２、３と負荷の間の主回路も前記と同様に構成され、各部の末尾の添え字を１→２，３に各々変更している。
【0091】
図１３において、８０は負荷接続を許可するか不許可とするかを判定する負荷接続許可判定処理部であり、次のように構成されている。
【0092】
８１は、予め設定されたＭＣ＿Ａ１１の開閉設定信号とＭＣ＿Ａ１１閉での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0093】
８２は、予め設定されたＭＣ＿Ａ２１の開閉設定信号とＭＣ＿Ａ２１閉での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0094】
８３は、予め設定されたＭＣ＿Ａ３１の開閉設定信号とＭＣ＿Ａ３１閉での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0095】
８４～８６は、論理積回路８１～８３の各出力が０のときは０を、１のときは１を各々選ぶ選択器であり、８７は選択器８４～８６の選択結果が１である数を加算する運転許可設定側加算器である。
【0096】
８８～９０は、前記ＭＣ＿Ａ１１の開閉設定信号、ＭＣ＿Ａ２１の開閉設定信号、ＭＣ＿Ａ３１の開閉設定信号が０のときは０を、１のときは１を各々選ぶ選択器であり、９１は選択器８８～９０の選択結果が１である数を加算する開閉設定側加算器である。
【0097】
９２は、運転許可設定側加算器８７の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する比較器、９３は開閉設定側加算器９１の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する比較器である。
【0098】
９４は、出力フィルタコンデンサＣ１１の電圧検出値と出力側電磁接触器ＭＣ＿Ｃ１１の二次側電圧検出値の差分をとる減算器、９５は減算器９４の差分出力の絶対値をとる絶対値処理器である。
【0099】
９６は絶対値処理器９５の絶対値が設定した電圧判定レベルよりも小さいとき１を出力する比較器である。
【0100】
９７は、比較器９２，９３，９６の出力の論理積をとり、論理積条件成立時に許可１を指定し、論理積条件不成立時に不許可０を指定する負荷接続許可信号を出力する負荷接続許可信号生成用論理積回路である。
９８は、フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１での運転許可設定信号が不許可であるときは０を、許可であるときは１を各々選ぶ選択器である。
９９は、フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器ＭＣ＿Ａ２１での運転許可設定信号が不許可であるときは０を、許可であるときは１を各々選ぶ選択器である。
１００は、フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器ＭＣ＿Ａ３１での運転許可設定信号が不許可であるときは０を、許可であるときは１を各々選ぶ選択器である。
１０１は、前記選択器９８～１００の各選択結果が１である数を加算する運転許可設定側第２加算器であり、１０２は前記加算器１０１の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する比較器である。
１０３は前記論理積回路９７から出力される負荷接続許可信号と、前記ＭＣ＿Ａ１１の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路、１０４は前記論理積回路９７から出力される負荷接続許可信号と、前記ＭＣ＿Ａ２１の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路、１０５は前記論理積回路９７から出力される負荷接続許可信号と、前記ＭＣ＿Ａ３１の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路である。
９８は、フィルタコンデンサ電圧制御時における第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１での運転許可設定信号が不許可であるときは０を、許可であるときは１を各々選ぶ選択器である。
９９は、フィルタコンデンサ電圧制御時における第２の電磁接触器ＭＣ＿Ａ２１での運転許可設定信号が不許可であるときは０を、許可であるときは１を各々選ぶ選択器である。
１００は、フィルタコンデンサ電圧制御時における第３の電磁接触器ＭＣ＿Ａ３１での運転許可設定信号が不許可であるときは０を、許可であるときは１を各々選ぶ選択器である。
１０１は、前記選択器９８～１００の各選択結果が１である数を加算する運転許可設定側第２加算器であり、１０２は前記加算器１０１の加算出力が１と等しいときのみ１を出力する比較器である。
１０３は前記論理積回路９７から出力される負荷接続許可信号と、前記ＭＣ＿Ａ１１の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路、１０４は前記論理積回路９７から出力される負荷接続許可信号と、前記ＭＣ＿Ａ２１の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路、１０５は前記論理積回路９７から出力される負荷接続許可信号と、前記ＭＣ＿Ａ３１の開閉設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0101】
１０６～１０８は、前記負荷接続許可信号を各々論理反転させる否定回路である。
１１０は、否定回路１０６の出力と、比較器１０２の出力と、前記フィルタコンデンサ電圧制御時におけるＭＣ＿Ａ１１での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
１１０は、否定回路１０６の出力と、比較器１０２の出力と、前記フィルタコンデンサ電圧制御時におけるＭＣ＿Ａ１１での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0102】
１１１は、否定回路１０７の出力と、比較器１０２の出力と、前記フィルタコンデンサ電圧制御時におけるＭＣ＿Ａ２１での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0103】
１１２は、否定回路１０８の出力と、比較器１０２の出力と、前記フィルタコンデンサ電圧制御時におけるＭＣ＿Ａ３１での運転許可設定信号の論理積をとる論理積回路である。
【0104】
１１３は、論理積回路１０３および論理積回路１１０の出力の論理和処理を行って第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１の開閉指令を出力する論理和回路である。
【0105】
１１４は、論理積回路１０４および論理積回路１１１の出力の論理和処理を行って第２の電磁接触器ＭＣ＿Ａ２１の開閉指令を出力する論理和回路である。
【0106】
１１５は、論理積回路１０５および論理積回路１１２の出力の論理和処理を行って第３の電磁接触器ＭＣ＿Ａ３１の開閉指令を出力する論理和回路である。
【0107】
１１６は、前記論理積回路１０３～１０５の各出力の論理和処理を行い、結果が０のときは０を、結果が１のときは１を出力する第１選択回路である。
【0108】
１１７は、前記論理積回路１１０～１１２の各出力の論理和処理を行い、結果が０のときは０を、結果が１のときは２を出力する第２選択回路である。
【0109】
１１８は、前記第１選択回路１１６および第２選択回路１１７の各出力を加算し、加算結果に応じて電流制御不許可、電流制御、出力フィルタコンデンサ電圧制御のいずれかの電流制御許可信号を出力する電流制御許可信号生成用加算器である。
尚、選択器９８～１００～前記加算器１１８までの回路によって開閉指令・電流制御許可信号生成部１１９を構成している。
図１３では、電力変換装置１の構成図を示しているが、電力変換装置２、３も同様の構成で良い。
尚、選択器９８～１００～前記加算器１１８までの回路によって開閉指令・電流制御許可信号生成部１１９を構成している。
図１３では、電力変換装置１の構成図を示しているが、電力変換装置２、３も同様の構成で良い。
【0110】
図１３において、下記構成が実施例２とは異なる。他の箇所については同じである。
（１）出力フィルタコンデンサ電圧検出値とＭＣ＿Ｃ１１二次側電圧検出値の差分を絶対値処理する。処理した結果が電圧判定レベルより小さければ１大きければ０とする（９４～９６）。
（２）前記（１）の結果を実施例２の負荷接続許可信号生成処理のＡＮＤ条件の一つとして加える（９７）。
（３）フィルタコンデンサを負荷の電圧と等しくするための電圧制御時におけるＭＣ運転許可設定を追加している。
（４）フィルタコンデンサ電圧制御時のＭＣ運転許可設定に対して０だったら０を、１だったら１とし、各MCの運転許可設定の出力を加算し１となったら１を、１以外の時は０とする構成（９８～１０２）。
（５）前記（３）の信号と（４）の信号、負荷接続許可信号の論理反転した信号の論理積を実施（１１０～１１２）。
（６）各ＭＣに関する（５）の結果に対して論理和を取り０だったら０を、１だったら２とする構成（１１７）。
（７）実施例２と同様に各ＭＣの開閉指令に対して論理和を取り０だったら０を１だったら１とする構成（１１６）。
（８）前記（６）と（７）の結果に対して加算処理（１１８）を実施し、結果を電流制御許可信号とする構成。
（１）出力フィルタコンデンサ電圧検出値とＭＣ＿Ｃ１１二次側電圧検出値の差分を絶対値処理する。処理した結果が電圧判定レベルより小さければ１大きければ０とする（９４～９６）。
（２）前記（１）の結果を実施例２の負荷接続許可信号生成処理のＡＮＤ条件の一つとして加える（９７）。
（３）フィルタコンデンサを負荷の電圧と等しくするための電圧制御時におけるＭＣ運転許可設定を追加している。
（４）フィルタコンデンサ電圧制御時のＭＣ運転許可設定に対して０だったら０を、１だったら１とし、各MCの運転許可設定の出力を加算し１となったら１を、１以外の時は０とする構成（９８～１０２）。
（５）前記（３）の信号と（４）の信号、負荷接続許可信号の論理反転した信号の論理積を実施（１１０～１１２）。
（６）各ＭＣに関する（５）の結果に対して論理和を取り０だったら０を、１だったら２とする構成（１１７）。
（７）実施例２と同様に各ＭＣの開閉指令に対して論理和を取り０だったら０を１だったら１とする構成（１１６）。
（８）前記（６）と（７）の結果に対して加算処理（１１８）を実施し、結果を電流制御許可信号とする構成。
【0111】
図１４に出力ＭＣ開閉制御構成を示す。図１４において、出力側電磁接触器開閉指令生成部１２０は次のように構成されている。前記図１３の論理和回路１１３から出力されるＭＣ＿Ａ１１の開閉指令と、ＭＣ＿Ａ１１の状態信号の論理積を論理積回路１２１でとる。前記ＭＣ＿Ａ２１の開閉指令と、ＭＣ＿Ａ２１の状態信号の論理積を論理積回路１２２でとる。ＭＣ＿Ａ３１の開閉指令と、ＭＣ＿Ａ３１の状態信号の論理積を論理積回路１２３でとる。
【0112】
前記論理積回路１２１～１２３の各論理積結果の論理和を論理和回路１２４でとる。前記図１３で述べた負荷接続許可信号が不許可０のときはＭＣ＿Ｃ１１開指令０を、負荷接続許可信号が許可１のときはＭＣ＿Ｃ１１閉指令１を各々選択器１２５によって選択する。
【0113】
前記論理和回路１２４および選択器１２５の出力の論理積を論理積回路１２６でとってＭＣ＿Ｃ１１開閉指令を出力する。
【0114】
図１４において、
（１）電流定格を選択するＭＣの開閉指令と状態信号の論理積をとる（１２１～１２３）。
（２）各ＭＣにおいて（１）の結果に対して論理和を取る（１２４）。
（３）負荷接続許可信号が０の場合にＭＣ＿Ｃ１１開指令、１の場合にＭＣ＿Ｃ１１閉指令とする（１２５）。
（４）前記（２）と（３）の論理積を取り（１２６）、ＭＣ＿Ｃ１１開閉指令とする。
（１）電流定格を選択するＭＣの開閉指令と状態信号の論理積をとる（１２１～１２３）。
（２）各ＭＣにおいて（１）の結果に対して論理和を取る（１２４）。
（３）負荷接続許可信号が０の場合にＭＣ＿Ｃ１１開指令、１の場合にＭＣ＿Ｃ１１閉指令とする（１２５）。
（４）前記（２）と（３）の論理積を取り（１２６）、ＭＣ＿Ｃ１１開閉指令とする。
【0115】
図１５に実施例３における電力変換装置の基本制御構成図を示す。実施例３における電流レンジ切換え処理部１３０は次のように構成されている。１３１は、第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１の開閉指令が０のときは０を、１のとき（閉指令のとき）は１を選ぶ選択器、１３２は、第２の電磁接触器ＭＣ＿Ａ２１の開閉指令が０のときは０を、１のとき（閉指令のとき）は２を選ぶ選択器、１３３は、第３の電磁接触器ＭＣ＿３１の開閉指令が０のときは０を、１のとき（閉指令のとき）は３を選ぶ選択器である。
【0116】
１３４は、選択器１３１～１３３の出力を加算（閉指令である数を加算）する加算器である。１３５は加算器１３４の出力に応じて、第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１の電流検出値、第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ２１の電流検出値、第３の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ３１の電流検出値のいずれかを設定する電流検出値設定器である。
【0117】
１３６は、図１３の加算器１１８から出力される電流制御許可信号が、０：電流制御不許可の場合０を選択し、１：電流制御の場合電流指令１を選択し、２：フィルタコンデンサ電圧制御の場合フィルタコンデンサ電圧制御時の出力電流指令２を選択する選択器である。
【0118】
実施例３における電流制御器１４０は、前記電流制御許可信号が電流制御１である場合、前記電流レンジ切換え処理部１３０で選択された電流検出値が、設定された電流指令値となるように、設定した比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御２である場合、前記電流レンジ切換え処理部１３０で選択された電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可０である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える。４２は遅延器、４３はリミッタである。
【0119】
本実施例の主回路構成の場合、主回路と負荷２００を接続するときに出力フィルタコンデンサ（Ｃ１１～Ｃ１３）と負荷２００の電圧が等しくないと下記状態となる。このため、主回路と負荷を接続する前に出力フィルタコンデンサと負荷の電圧が等しくなるように出力フィルタコンデンサ電圧制御を実施する必要がある。
（１）出力フィルタコンデンサの電圧が負荷の電圧よりも高い場合、負荷側に電流が流れて負荷が破損する恐れがある。
（２）出力フィルタコンデンサの電圧が負荷の電圧よりも低い場合、主回路側に電流が流れて出力フィルタコンデンサと負荷の間に接続されている部品に異常な電流が流れて部品が破損する恐れがある。
（１）出力フィルタコンデンサの電圧が負荷の電圧よりも高い場合、負荷側に電流が流れて負荷が破損する恐れがある。
（２）出力フィルタコンデンサの電圧が負荷の電圧よりも低い場合、主回路側に電流が流れて出力フィルタコンデンサと負荷の間に接続されている部品に異常な電流が流れて部品が破損する恐れがある。
【0120】
次にＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御について説明する。電流制御時の動作は実施例２から変更はない。本例では、３台並列で記載している。本実施例での負荷接続許可信号の真理値表を表８に示す。
【0121】
【表8】
【0122】
本実施例では負荷接続許可信号の０，１となる条件に、出力フィルタコンデンサ電圧検出値とＭＣ＿Ｃ１１二次側電圧検出値の差分が電圧判定レベル以下となることが加わっていることである（図１３の９４，９５，９６）。この追加された処理は、出力フィルタコンデンサの電圧が負荷の電圧と等しくなったことを確認する処理である。
【0123】
真理値表８を確認すると、出力フィルタコンデンサ電圧検出値とＭＣ＿Ｃ１１二次側電圧検出値の差分が電圧判定レベル以下かつ実施例２における負荷接続許可信号が１の場合に、実施例３における負荷接続許可信号が１となることがわかる。これより、本実施例の負荷接続許可信号を用いれば前記（１）、（２）のような状態を回避できる。
【0124】
負荷接続許可信号が０のときに関するＭＣ開閉指令の真理値表を表９に、電流制御許可信号の真理値表を表１０に各々示す。
【0125】
【表9】
【0126】
【表10】
【0127】
負荷接続許可信号が０の場合は表９に示すように、フィルタコンデンサ電圧制御での運転が許可されているＭＣのＭＣ開閉指令が１となることがわかる。また、表１０において、電流制御許可信号は、負荷接続許可信号が１の時には各ＭＣ開閉指令のいずれかが１となった場合に１となる。１の場合は電流制御許可を意味する。負荷接続許可信号が０のときには各ＭＣ開閉指令のいずれかが１となった場合に２となる。２の場合は出力フィルタコンデンサ電圧制御用の電流制御許可を意味する。その他の場合は０となる。０の場合は電流制御不許可を意味する。
【0128】
負荷接続許可信号が０の場合は電流制御許可信号が０もしくは２となることが確認できる。負荷接続許可信号が１の場合は電流制御許可信号が０もしくは１となることが確認できる。
【0129】
出力ＭＣ開閉制御における真理値表を表１１に示す。
【0130】
【表11】
【0131】
各ＭＣ開閉指令であるが、ＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御で排他的処理がなされているので、２つ以上同時に１となることはない信号である。負荷接続許可信号が１かつ各ＭＣの開閉指令が１で状態信号も１の場合にのみＭＣ＿Ｃ１１が１となることがわかる。ＨＣＴ選択が適切にされてから出力のＭＣが動作し、負荷と接続されることを意味する。
【0132】
次に制御構成の作用・動作について説明する。電流レンジ切換え処理については実施例２から変更はない。電流制御許可信号が０，１の場合の動作は実施例２から変更はない。電流制御許可信号が２の場合において動作が異なる。
【0133】
電流制御許可信号が２の場合を説明する。この場合には、フィルタコンデンサ電圧制御を行う。図１５の電流検出器１４０の入力部はフィルタコンデンサ電圧制御から出力される電流指令が設定される。比例ゲインはＫｐが設定され、積分項は前回値のフィードバックが行われる構成となる。
【0134】
例えば、電力変換装置１はＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ａ２１、ＭＣ＿Ａ３１での運転許可、電力変換装置２はＭＣ＿Ａ１２、ＭＣ＿Ａ２２の運転許可、電力変換装置３はＭＣ＿Ａ１３の運転許可と設定する。この場合は、前述の通りに各制御が動作するため電流定格が大きい場合は電力変換装置１と２、３で運転する。次に電流定格が小さい場合には電力変換装置１と２で運転し、電力変換装置３は出力フィルタコンデンサ電圧制御を行う。一番電流定格が小さい場合には電力変換装置１のみで運転し、電力変換装置２と３は出力フィルタコンデンサ電圧制御を行う。これにより、出力部にコンデンサを有する回路構成となった場合にも電流定格を切換えての運転が可能となる。
【0135】
以上のように実施例３によれば、電力変換装置の出力にコンデンサを有する装置において複数台並列にした構成で、電流定格の大きい複数台運転が必要な領域では、複数台並列で運転を実施可能。各電流定格に応じて、運転可能な電流の小さい運転領域では、適切な台数での運転が実施できる。これによって、キャリアリプルが減少するのでキャリアに起因する高調波を低減できる。
【実施例4】
【0136】
図１６に実施例４における電力変換装置の主回路構成図を示す。図１６において、負荷２００には３台の電力変換装置１，２，３が並列に設けられている。電力変換装置１と負荷２００を結ぶ電路には、電力変換装置１から負荷２００にかけて、第１の電流定格を有する出力フィルタ前側第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１、第１のリアクトルＬ＿Ａ１１、前記第１の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１、出力フィルタ後側第１の電流検出器を選択する出力フィルタ後側第１の電磁接触器ＭＣ＿Ｂ１１、第１の電流定格を有する出力フィルタ後側第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ｂ１１、第４のリアクトルＬ＿Ｂ１１、出力側電磁接触器ＭＣ＿Ｃ１１が順次直列に接続されている。
【0137】
前記Ｌ＿Ａ１１およびＭＣ＿Ａ１１の直列回路には、第１の電流検出器よりも小さい第２の電流定格を有する出力フィルタ前側第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ２１、第２のリアクトルＬ＿Ａ２１、第２の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第２の電磁接触器ＭＣ＿Ａ２１から成る直列回路と、第２の電流検出器よりも小さい第３の電流定格を有する出力フィルタ前側第３の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ３１、第３のリアクトルＬ＿Ａ３１、第３の電流検出器を選択する出力フィルタ前側第３の電磁接触器ＭＣ＿Ａ３１から成る直列回路が並列に接続されている。
【0138】
前記ＭＣ＿Ａ１１およびＭＣ＿Ｂ１１の共通接続点と、電力変換装置の負極端の間には出力フィルタコンデンサＣ１１が接続されている。
【0139】
前記ＭＣ＿Ｂ１１の両端間には、第２の電流定格を有する出力フィルタ後側第２の電流検出器ＨＣＴ＿Ｂ２１およびＭＣ＿Ｂ２１から成る直列回路と、第３の電流定格を有する出力フィルタ後側第３の電流検出器ＨＣＴ＿Ｂ３１およびＭＣ＿Ｂ３１から成る直列回路が並列に接続されている。
【0140】
電力変換装置２、３と負荷２００の間の回路も、前記と同様に構成されており、各部の末尾の数字を１→２、３に変更している。
【0141】
図１６では、電流定格は３つとし電力変換装置の並列数は３台としている。ただ、実施例２と同様に、１台当たりのＨＣＴとＭＣの数、電力変換装置の並列台数はＮ個まで対応可能である。主回路構成図の特徴は下記である。
（１）出力フィルタの前後にＨＣＴを有している。フィルタ前がＨＣＴ＿Ａ、フィルタ後がＨＣＴ＿Ｂである。
（２）電流定格と ＨＣＴ、ＭＣの組み合わせは表１２に示すように定義する。
（１）出力フィルタの前後にＨＣＴを有している。フィルタ前がＨＣＴ＿Ａ、フィルタ後がＨＣＴ＿Ｂである。
（２）電流定格と ＨＣＴ、ＭＣの組み合わせは表１２に示すように定義する。
【0142】
【表12】
【0143】
表１２は１台分で示しているが、他の電力変換装置も同様に定義する。
【0144】
本実施例の主回路構成としては、出力にコンデンサを有しているものを対象とする。本例では、出力フィルタの形をＬＣＬとしている。また、ＬＣＬの最終段のＬの後には負荷と切り離すための開閉器を有している構成とする。
【0145】
図１７に、実施例４におけるＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御構成図を示す。図１７において図１３と同一部分は同一符号をもって示している。図１７において、下記構成が実施例３とは異なる。他の箇所については同じである。ここでは、電力変換装置１の構成図を示しているが、電力変換装置２と３も同様の構成で良い。
（１）ＭＣ＿Ａ１１に関する、開閉設定と閉での運転許可設定、フィルタコンデンサ電圧制御での運転許可設定、開閉指令についてＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１に変更。
（２）ＭＣ＿Ａ２１に関する、開閉設定と閉での運転許可設定、フィルタコンデンサ電圧制御での運転許可設定、開閉指令についてＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１に変更。
（３）ＭＣ＿Ａ３１に関する、開閉設定と閉での運転許可設定、フィルタコンデンサ電圧制御での運転許可設定、開閉指令についてＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１に変更。
（１）ＭＣ＿Ａ１１に関する、開閉設定と閉での運転許可設定、フィルタコンデンサ電圧制御での運転許可設定、開閉指令についてＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１に変更。
（２）ＭＣ＿Ａ２１に関する、開閉設定と閉での運転許可設定、フィルタコンデンサ電圧制御での運転許可設定、開閉指令についてＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１に変更。
（３）ＭＣ＿Ａ３１に関する、開閉設定と閉での運転許可設定、フィルタコンデンサ電圧制御での運転許可設定、開閉指令についてＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１に変更。
【0146】
図１８に出力ＭＣ開閉制御構成を示す。図１８において図１４と同一部分は同一符号をもって示している。図１８において、実施例３からの変更点は下記となる。
（１）ＭＣ＿Ａ１１に関する開閉指令と状態信号を、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１に変更。
（２）ＭＣ＿Ａ２１に関する開閉指令と状態信号を、ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１に変更。
（３）ＭＣ＿Ａ３１に関する開閉指令と状態信号を、ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１に変更。
（１）ＭＣ＿Ａ１１に関する開閉指令と状態信号を、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１に変更。
（２）ＭＣ＿Ａ２１に関する開閉指令と状態信号を、ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１に変更。
（３）ＭＣ＿Ａ３１に関する開閉指令と状態信号を、ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１に変更。
【0147】
【0148】
１５１は、出力フィルタ前側第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１および出力フィルタ後側第１の電磁接触器ＭＣ＿Ｂ１１の開閉指令に応じて０又は１を出力する選択器、１５２は、出力フィルタ前側第２の電磁接触器ＭＣ＿Ａ２１および出力フィルタ後側第２の電磁接触器ＭＣ＿Ｂ２１の開閉指令に応じて０又は２を出力する選択器、１５３は、出力フィルタ前側第３の電磁接触器ＭＣ＿Ａ３１および出力フィルタ後側第３の電磁接触器ＭＣ＿Ｂ３１の開閉指令に応じて０又は３を出力する選択器である。
【0149】
１５４は、選択器１５１～１５３の出力を加算する加算器である。１５５は、前記加算器１５４の出力に応じて出力フィルタ前側電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１，ＨＣＴ＿Ａ２１, ＨＣＴ＿Ａ３１の各電流検出値を選択する出力フィルタ前側選択器である。
【0150】
１５６は前記加算器１５４の出力に応じて出力フィルタ後側電流検出器ＨＣＴ＿Ｂ１１，ＨＣＴ＿Ｂ２１, ＨＣＴ＿Ｂ３１の各電流検出値を選択する出力フィルタ後側選択器である。
【0151】
前記出力フィルタ前側選択器１５５の選択出力（電流検出値）は電流制御器１５８の比例制御側のフィードバック信号とされる。
【0152】
前記出力フィルタ後側選択器１５６の出力（電流検出値）側は、前記電流制御許可信号の０，１，２に応じて電流検出値を切換える選択器１５７の１側端子に接続されている。選択器１５７の０側端子および２側端子は前記出力フィルタ前側選択器１５５の出力端子に接続されている。
【0153】
選択器１５７の選択出力（電流検出値）は電流制御器１５８の積分制御側のフィードバック信号とされる。
【0154】
実施例４における電流制御器１５８は次の動作を行う。電流制御許可信号が電流制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器１５５で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように、設定した電流制御用の比例ゲインにより比例制御を施し、前記出力フィルタ後側選択器１５６で選択された出力フィルタ後側電流検出器の電流検出値が、設定した電流指令値となるように設定した電流制御用の積分ゲインにより積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が出力フィルタコンデンサ電圧制御である場合、前記出力フィルタ前側選択器１５５で選択された出力フィルタ前側電流検出器の電流検出値が、設定された出力フィルタコンデンサ電圧制御時の電流指令値となるように、設定した出力フィルタコンデンサ電圧制御用の比例ゲイン、積分ゲインにより比例制御、積分制御を施して電力変換装置の電圧指令を生成し、前記電流制御許可信号が電流制御不許可である場合、電流指令と、比例ゲイン、積分ゲインを零に切換える。
【0155】
図１９において、実施例３との違いは下記となる。
（１）電流制御許可信号が０の場合は、電流指令と電流制御の比例ゲインおよび積分ゲインを０とする。
（２）電流制御の比例制御と積分制御に使用されるフィードバック信号が異なる。（３）電流制御の比例制御に使用されるフィードバック信号はＨＣＴ＿Ａ１１もしくはＨＣＴ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ３１である。
（４）電流制御の積分制御に使用されるフィードバック信号は、電流制御許可信号に応じて切換える。電流制御許可信号が０と２の場合には、ＨＣＴ＿Ａ１１もしくはＨＣＴ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ３１である。電流制御許可信号が１の場合には、ＨＣＴ＿Ｂ１１もしくはＨＣＴ＿Ｂ２１、ＨＣＴ＿Ｂ３１である。
（１）電流制御許可信号が０の場合は、電流指令と電流制御の比例ゲインおよび積分ゲインを０とする。
（２）電流制御の比例制御と積分制御に使用されるフィードバック信号が異なる。（３）電流制御の比例制御に使用されるフィードバック信号はＨＣＴ＿Ａ１１もしくはＨＣＴ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ３１である。
（４）電流制御の積分制御に使用されるフィードバック信号は、電流制御許可信号に応じて切換える。電流制御許可信号が０と２の場合には、ＨＣＴ＿Ａ１１もしくはＨＣＴ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ３１である。電流制御許可信号が１の場合には、ＨＣＴ＿Ｂ１１もしくはＨＣＴ＿Ｂ２１、ＨＣＴ＿Ｂ３１である。
【0156】
ＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御であるが、基本的な動作は実施例３と同じである。実施例３からは下記が変更点となる。
・ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ａ２１、ＭＣ＿Ａ３１と同時に前記表１２に示した定格の組み合わせのＭＣを開閉制御する。
・ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ａ２１、ＭＣ＿Ａ３１と同時に前記表１２に示した定格の組み合わせのＭＣを開閉制御する。
【0157】
・開閉動作が同じになる組み合わせとしては「ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１」、「ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１」の開閉動作、「ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１」となる。これにより、選択する電流定格に応じて適切なＭＣの開閉が行われる。
【0158】
出力ＭＣ開閉制御であるが、基本的な動作は実施例３と同じである。本構成では主回路で追加されたＭＣである、ＭＣ＿Ｂ１１とＭＣ＿Ｂ２１、ＭＣ＿Ｂ３１の開閉指令と状態信号も考慮されている。このため、本主回路においてもＨＣＴ選択が適切にされてから出力のＭＣが動作し、負荷と接続されることを可能としている。
【0159】
電流制御の動作を説明する。電流制御時について説明する。比例制御は応答を速めるために支配的な制御であるため、フィードバック信号として高周波成分が除去されていないフィルタ前のＨＣＴで検出した電流検出値を設定する。積分制御は定常偏差をなくすために支配的な制御であるため、フィードバック信号として高周波成分が除去され低周波領域が精度良く検出できるフィルタ後のＨＣＴで検出した電流検出値を設定する。これにより、高応答・高精度な電流制御が実現できる。一方、出力フィルタコンデンサの電圧制御時については、フィルタコンデンサに流れ込む電流値を制御したいため比例制御と積分制御のフィードバック信号としてフィルタ前のＨＣＴで検出した電流検出値を設定する。
【0160】
以上のように実施例４によれば、電流制御精度を向上させるために、本実施形態の主回路構成とした場合にも、複数台並列にした構成で電流定格の大きい複数台運転が必要な領域では、複数台並列で運転を実施可能。各電流定格に応じて、運転可能な電流の小さい運転領域では、適切な台数での運転が実施できる。これによってキャリアリプルが減少するのでキャリアに起因する高調波を低減できる。
【実施例5】
【0161】
実施例５では、複数の電力変換装置と負荷の間の主回路構成、ＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御、出力ＭＣ開閉制御の構成について、実施例４からの変更はなく、基本制御構成に変更がある。図２０に実施例５における電力変換装置の基本制御構成図を示す。
【0162】
図２０において図１９と同一部分は同一符号をもって示している。１６０は、電流制御を指定する電流制御許可信号が出力された場合、並列接続されている出力側電磁接触器の状態が全て閉状態になったときのみ、電流制御器１５８の入力側の電流指令（選択器１３６の１側端子）を有効にする電流指令有効・無効選択回路であり、次のように構成されている。
【0163】
１６１は出力側電磁接触器ＭＣ＿Ｃ１１、ＭＣ＿Ｃ１２、ＭＣ＿Ｃ１３の状態信号（０：開、１：閉）の論理積をとる論理積回路である。１６２は、論理積回路１６１の出力に応じて、０の場合は０を、１の場合は電流指令を選択する選択器であり、選択器１６２の出力側は前記選択器１３６の１側端子に接続されている。その他の部分は図１９と同一に構成されている。
【0164】
出力ＭＣの開閉動作には部品による個体差がある。大容量のＭＣにおいては、開閉信号が入力されてから実際に動作するまで数十～数百ｍｓ程度要するものがある。このため、全ての出力ＭＣがＯＮしてから電流指令を受け取らないと各並列された装置の出力電流が立ち上がるタイミングが異なる。出力電流合計値が指令値まで達する時間が長くなる問題がある。図２１に全ての出力ＭＣがＯＮしていない場合の電流波形を示す。ここでは、電力変換装置１の出力ＭＣがＯＮし次に電力変換装置３の出力ＭＣがＯＮ、最後に電力変換装置２の出力ＭＣがＯＮする場合を示す。
【0165】
本実施例の構成を適用した場合の電流波形を図２２に示す。出力ＭＣが全て閉してから電流指令が変化するため、出力電流の合計値に関して、指令値が変化してから目標値に達するまでの時間が短くなることがわかる。
【0166】
以上のように実施例５によれば、指令値が変化してから出力電流が目標電流に達するまでの時間で応答速度が規定される場合において、出力電流の応答速度を速めることができる。
【実施例6】
【0167】
実施例６では、複数の電力変換装置と負荷の間の主回路構成とＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御、出力ＭＣ開閉制御、制御構成について、実施例５からの変更はない。ＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御の各ＭＣ閉での運転許可設定を決定する処理を新規に追加した。ここでは、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３について記載するが他のＭＣに関しても同様の構成を取ることにより、並列装置間のＭＣに関して開閉回数を均一化できる。図２３に各ＭＣ開閉回数処理構成図を示す。
【0168】
図２３において、１６５ａはＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の状態信号（０：開、１：閉）に応じて０又は１を選択する選択器、１６５ｂはＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の状態信号（０：開、１：閉）に応じて０又は１を選択する選択器、１６５ｃはＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の状態信号（０：開、１：閉）に応じて０又は１を選択する選択器である。
【0169】
１６６ａは選択器１６５ａの１出力の回数を計数してＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数を出力する計数器、１６６ｂは選択器１６５ｂの１出力の回数を計数してＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数を出力する計数器、１６６ｃは選択器１６５ｃの１出力の回数を計数してＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数を出力する計数器である。
【0170】
図２３では、ＭＣの状態信号に応じてカウント処理を行う。状態信号が０の場合にはカウント処理は行わず、状態信号が１の場合は１ずつ回数を増加させていく構成である。
図２４に各ＭＣ閉での運転許可設定構成図を示す。ＭＣ閉時における並列台数設定に応じた運転許可設定を選択器１６７によって選択し、各ＭＣでの運転許可設定を出力する構成である。並列運転台数を最大３台としているので、１台または２台、３台それぞれの場合に応じて選択する。
図２４に各ＭＣ閉での運転許可設定構成図を示す。ＭＣ閉時における並列台数設定に応じた運転許可設定を選択器１６７によって選択し、各ＭＣでの運転許可設定を出力する構成である。並列運転台数を最大３台としているので、１台または２台、３台それぞれの場合に応じて選択する。
【0171】
図２５に並列台数１の運転許可設定を示す。並列間のＭＣに関して、開閉回数を比較し最小となる回数のＭＣに対して閉での運転許可設定を１とする設定である。開閉回数が最小以外のＭＣは閉での運転許可設定は０とする。また、開閉回数が同一の時に閉での運転許可設定が１となるものに優先順位をつけて台数以上のＭＣがＯＮしない構成としている。
【0172】
図２５において、１６８は、図２３の計数器１６６ａで計数されたＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数と、図２３の計数計数器１６６ｂで計数されたＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数を比較する比較器であり、１６９は比較器１６８の比較結果に応じて、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数（０）か、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数（１）を選択する選択器である。
【0173】
１７０は、図２３の計数器１６６ｃで計数されたＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数と、選択器１６９の出力を比較する比較器であり、１７１は比較器１７０の比較結果に応じて、前記選択器１６９の出力（０）か、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数（１）を選択する選択器である。
【0174】
１７２ａは、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数と、前記選択器１７１の出力が等しいか否かを判定する判定器、１７２ｂは、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数と、前記選択器１７１の出力が等しいか否かを判定する判定器、１７３ｃはＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数と、前記選択器１７１の出力が等しいか否かを判定する判定器である。
【0175】
１７３ａは、判定器１７２ａの判定出力に応じて０又は１を選択する選択器、１７３ｂは、判定器１７２ｂの判定出力に応じて０又は１を選択する選択器、１７３ｃは、判定器１７２ｃの判定出力に応じて０又は１を選択する選択器である。
【0176】
１７４は、選択器１７３ａの選択出力に応じて、前記選択器１７３ｂの選択出力か、０かを選択する選択器である。
【0177】
１７５は、前記選択器１７３ａおよび選択器１７４の各出力の論理和処理を行う論理和回路である。
【0178】
１７６は、論理和回路１７５の出力に応じて、前記選択器１７３ｃの選択出力又は０を選択する選択器である。
【0179】
前記選択器１７３ａの選択出力が、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１閉での運転許可設定信号となり、前記選択器１７４の選択出力が、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２閉での運転許可設定信号となり、前記選択器１７６の選択出力が、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３閉での運転許可設定信号となる。
【0180】
図２６に並列台数２の運転許可設定を示す。並列間のＭＣに関して、開閉回数を比較し最小となる回数と２番目に開閉回数が少ないＭＣに対して閉での運転許可設定を１とする設定である。一番開閉回数が多いＭＣは閉での運転許可設定は０とする。また、開閉回数が同一の時に閉での運転許可設定が１となるものに優先順位をつけて台数以上のＭＣがＯＮしない構成としている。
【0181】
図２６において、１７７は、前記ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数と、前記ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数を比較する比較器であり、１７８は、比較器１７７の比較結果に応じて、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数（１）か、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数（０）を選択する選択器である。
【0182】
１７９は、前記選択器１７８の選択出力と、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数を比較する比較器であり、１８０は、比較器１７９の比較結果に応じて、前記選択器１７８の選択出力（０）か、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数（１）を選択する選択器である。
【0183】
１８１は、比較器１７７の比較結果に応じて、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数（０）か、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数（１）を選択する選択器である。
【0184】
１８２は、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数と前記選択器１８１の選択出力が等しいか否かを判定する判定器、１８３は、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数と前記選択器１８１の選択出力が等しいか否かを判定する判定器である。
【0185】
１８４ａは、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数と前記選択器１８０の選択出力が等しいか否かを判定する判定器、１８４ｂは、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数と前記選択器１８０の選択出力が等しいか否かを判定する判定器、１８４ｃは、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数と前記選択器１８０の選択出力が等しいか否かを判定する判定器である。
【0186】
１８５は、判定器１８４ａと判定器１８２の各判定出力の論理和処理を行う論理和回路、１８６は、判定器１８４ｂと判定器１８３の各判定出力の論理和処理を行う論理和回路である。
【0187】
１８７ａは、論理和回路１８５の出力に応じて０か１を選択する選択器、１８７ｂは、論理和回路１８６の出力に応じて０か１を選択する選択器、１８７ｃは、判定器１８４ｃの判定出力に応じて０か１を選択する選択器である。
【0188】
１８８は、選択器１８７ａの選択出力と選択器１８７ｂの選択出力の論理積をとる論理和回路であり、１８９は、論理和回路１８８の出力に応じて、前記選択器１８７ｃの選択出力か０かを選択する選択器である。
【0189】
前記選択器１８７ａの選択出力が、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１閉での運転許可設定信号となり、前記選択器１８７ｂの選択出力が、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２閉での運転許可設定信号となり、前記選択器１８９の選択出力が、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３閉での運転許可設定信号となる。
【0190】
図２７に並列台数３の運転許可設定を示す。この場合、並列台数と同じであるので開閉回数は装置間で等しくなる。このため、運転許可を１とする。図２３の各ＭＣ開閉回数処理ではＭＣの状態信号に応じて開閉回数をカウントする処理を行う。状態信号に基づいてカウントするので、実際のＭＣ開閉回数を正しくカウントすることができる。
【0191】
各ＭＣ閉での運転許可設定を説明する。並列台数に応じて開閉回数均一化の処理が異なる。３並列の場合では、並列台数が１の場合は開閉回数が最小のものを常に選択すれば開閉回数を均一化できる。並列台数が２の場合には、開閉回数が最小もしくは２番目に多い数のＭＣを選択すれば開閉回数を均一化できる。並列台数が３の場合には、装置間での開閉回数が偏ることはないので開閉回数均一化のために特別な処理が不要である。このように、並列台数の設定に応じて均一化するためにＭＣ運転許可設定が異なる。図２４に示す構成であれば最適な処理が選択できるように予め設定されるＭＣ運転時の並列台数に応じて運転許可設定の処理を変更可能である。
【0192】
並列台数１の場合における運転許可設定について説明する。図２５において、初めにＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数とＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数を比較する。比較した結果の回数が少ないＭＣの開閉回数とＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数を比較する。この比較結果で開閉回数が少ないＭＣが最小の開閉回数となる。開閉回数が最小のＭＣにおける閉での運転許可設定を１と設定する。その他のＭＣにおける閉での運転許可設定は０とする。開閉回数が等しい場合は、運転許可設定に優先順位をつける。本例では、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１1、ＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の順で優先順位を高くしている。
【0193】
表１３に、並列台数１の場合における開閉回数の変化前と変化後の例を示す。
【0194】
【表13】
【0195】
並列台数２の場合における運転許可設定について説明する。図２６において、初めにＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１の開閉回数とＭＣ＿Ａ１２とＭＣ＿Ｂ１２の開閉回数を比較する。比較した結果の回数が少ない開閉回数のＭＣは開閉回数が最小もしくは２番目に多い数のＭＣとなるので閉での運転許可設定を１と設定する。比較した結果の回数が多い方とＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３の開閉回数を比較する。比較した結果の回数が少ない開閉回数のＭＣは開閉回数が最小もしくは２番目に多い数のＭＣとなるので閉での運転許可設定を１と設定する。その他のＭＣにおける閉での運転許可設定は０とする。開閉回数が等しい場合は、運転許可設定に優先順位をつける。本例では、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３のみが優先順位を低くしている。
【0196】
表１４に並列台数２の場合における開閉回数の変化前と変化後の例を示す。
【0197】
【表14】
【0198】
並列台数３の場合における運転許可設定について説明する。この場合は、装置間でのＭＣ開閉回数に差異は発生しないのでＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１、ＭＣ＿Ａ１２とMＣ＿Ｂ１２、ＭＣ＿Ａ１３とＭＣ＿Ｂ１３閉での運転許可設定を１と設定する。
【0199】
以上のように実施例６によれば、各ＭＣは開閉回数が決められ、開閉回数を均一化できるため装置の長寿命化が期待できる。
【実施例7】
【0200】
本実施例の主回路構成図を図２８に示す。ここでは装置を３並列とし、電力変換装置２と電力変換装置３の出力には電流レンジ切換え回路を設けない構成としている。
【0201】
図２８において図１６と同一部分は同一符号をもって示している。図２８において図１６と異なる点は、電力変換装置２、３と負荷２００の間の、ＨＣＴ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ３１、Ｌ＿Ａ２１、Ｌ＿Ａ３１、ＭＣ＿Ａ２１、ＭＣ＿Ａ３１、ＭＣ＿Ｂ２１、ＭＣ＿Ｂ３１、ＨＣＴ＿Ｂ２１、ＨＣＴ＿Ｂ３１を削除し、電力変換装置２、３においては前記電流レンジ切換え処理部を削除し、電流制御器へのフィードバック入力を、第１の電流検出器の電流検出値のみとしたことにあり、その他の部分は図１６と同一に構成されている。その他の部分で実施例５からＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御、出力ＭＣ開閉制御、制御構成に関する変更はない。
【0202】
図２８において、電流定格が中と小において、電力変換装置１台分の定格電流より小さい場合は並列運転する必要がない。この場合、１台で駆動していた方がキャリアリプルを小さくできるため制御精度が向上する。特定の電力変換装置の出力のみに電流定格を切換える回路を設ける（本実施例では、電力変換装置１側）。この回路を駆動する際には、ＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御において電流定格が中と小を選択する場合のＭＣ（ＭＣ＿Ａ２１、ＭＣ＿Ａ３１、ＭＣ＿Ｂ２１、ＭＣ＿Ｂ３１）が閉での運転許可設定を不許可と設定すれば運転が可能である。
【0203】
以上のように実施例７によれば、不要な回路削除による部品点数削減が可能となり、これによってコストダウン及び盤サイズを減少することができる。
【実施例8】
【0204】
実施例８において、実施例５から主回路構成とＨＣＴ選択ＭＣ開閉制御、出力ＭＣ開閉制御、制御構成に関する変更はない。図２９にＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時のキャリア周波数選択処理を記載する。
【0205】
図２９において、１９１は、電力変換装置の定格電流と、出力フィルタ前側第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１と後側第１の電磁接触器ＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流を比較する比較器、１９２は、電力変換装置の定格電流を第１の設定数（２）で除算した電流と、第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流を比較する比較器、１９３は、電力変換装置の定格電流を第２の設定数（３）で除算した電流と、第１の電磁接触器ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流を比較する比較器である。
【0206】
１９４ａは、比較器１９１の比較結果が、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流の方が小さければ１を、大きければ０を選択する選択器、１９４ｂは、比較器１９２の比較結果が、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流の方が小さければ２を、大きければ０を選択する選択器、１９４ｃは、比較器１９３の比較結果が、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流の方が小さければ４を、大きければ０を選択する選択器である。
【0207】
１９５は、選択器１９４ａ～１９４ｃの各選択出力を加算する加算器であり、１９６は、加算器１９５の加算出力が、０又は１の場合、キャリア周波数１を選び、３の場合、キャリア周波数１よりも高いキャリア周波数２を選び、７の場合、キャリア周波数２よりも高いキャリア周波数３を選ぶ選択器である。選択器１９６の選択出力がＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時のキャリア周波数となる。
【0208】
ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１選択時、 ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１選択時のキャリア周波数選択も図２９と同様の構成となる。
【0209】
図２９において、電力変換装置の定格電流とＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流を比較し、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流が小さければ１を大きければ０を選択する。電力変換装置の定格電流の１／２倍とＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流を比較し、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流が小さければ２を大きければ０を選択する。電力変換装置の定格電流の１／３倍とＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流を比較し、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流が小さければ４を大きければ０を選択する。各比較結果を加算処理し加算結果が０，１の場合はキャリア周波数１を３であればキャリア周波数２を７であればキャリア周波数３をＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時のキャリア周波数と設定する。各ＭＣ選択時のキャリア周波数選択も同様の構成とすればよい。図３０に実施例８におけるキャリア周波数設定を示す。
【0210】
図３０において、１９７は、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１開閉指令が１のときに、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１1選択時のキャリア周波数（図２９の回路により選択されたキャリア周波数）を選択する選択器である。
１９８は、ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１開閉指令が１のときに、ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１選択時のキャリア周波数（図２９と同様の回路により選択されたキャリア周波数）を選択する選択器である。
１９９は、ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１開閉指令が１のときに、ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１選択時のキャリア周波数（図２９と同様の回路により選択されたキャリア周波数）を選択する選択器である。
１９８は、ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１開閉指令が１のときに、ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１選択時のキャリア周波数（図２９と同様の回路により選択されたキャリア周波数）を選択する選択器である。
１９９は、ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１開閉指令が１のときに、ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３１選択時のキャリア周波数（図２９と同様の回路により選択されたキャリア周波数）を選択する選択器である。
【0211】
図３０において、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１開閉指令が１の場合はＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時のキャリア周波数を、ＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１開閉指令が１の場合はＭＣ＿Ａ２１とＭＣ＿Ｂ２１選択時のキャリア周波数を、ＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３1開閉指令が１の場合はＭＣ＿Ａ３１とＭＣ＿Ｂ３1選択時のキャリア周波数を、キャリア周波数と設定する。
【0212】
電力変換装置１台における定格電流を出力していた時に装置が連続で問題なく動作できるキャリア周波数を電力変換装置の定格電流キャリア周波数とする。キャリア周波数が高くなると電力変換装置としての損失は大きくなり、流せる電流値は小さくなる。言い換えると電流が小さい場合には、キャリア周波数を高くすることが可能である。
【0213】
図２９のＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時のキャリア周波数選択処理では、ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流と電力変換装置の定格電流、定格電流の１／２、定格電流の１／３とを比較している。ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流が定格電流の１／２より小さければキャリア周波数を高くすることが可能となる。設計にもよるが電力変換装置の定格電流キャリア周波数の約２倍とすることが可能となる。この値をキャリア周波数２とする。ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流が定格電流の１／２より小さい場合は設計にもよるが電力変換装置の定格電流キャリア周波数の約３倍とすることが可能となる。この値をキャリア周波数３とする。ＭＣ＿Ａ１１とＭＣ＿Ｂ１１選択時の定格電流値に応じてキャリア周波数を高くする。
【0214】
装置としてのキャリア周波数は、各ＭＣ選択時の定格電流に応じてキャリア周波数を適切に設定する必要がある。図３０に示す処理を行えば、各ＭＣの開閉選択に応じて、各ＭＣ選択時の定格電流に応じたキャリア周波数を設定することができる。負荷と接続するためのＭＣは各ＭＣの開閉状態が確定してから指令を受けて開閉する。このため、各ＭＣの開閉指令に応じてキャリア周波数の設定を行えば、出力ＭＣが開閉する前にキャリア周波数を変更可能となる。例えば、キャリア周波数変更時に電流脈動が発生したとしても出力ＭＣが開閉していないので負荷に影響を与えない。
【0215】
以上のように実施例８によれば、負荷へ発生する電流脈動を発生させることなくキャリア周波数を変化させることが可能であり、電流が急変するための高調波やキャリア周波数を高周波化させることなくキャリアリプル低減が可能である。
【符号の説明】
【0216】
１、２、３…電力変換装置
２００…負荷
ＨＣＴ＿Ａ１１、ＨＣＴ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ３１…電流検出器
ＭＣ＿Ａ１１、ＭＣ＿Ａ２１、ＭＣ＿Ａ３１、、ＭＣ＿Ｃ１１…電磁接触器
Ｌ＿Ａ１１、Ｌ＿Ａ１２、Ｌ＿Ｂ１１、Ｌ＿Ｂ１２、Ｌ＿Ａ２１…リアクトル
１０,５０，８０…負荷接続許可判定処理部
１１、１２，１５，３２，５１ａ～５１ｎ、５８，５９ａ～５９ｎ、８１～８３，９７，１１８，１２６…論理積回路
３０，７０，１３０，１５０…電流レンジ切換え処理部
４０，１４０，１５８…電流制御器
５３，５５，７２，８７，９１，１０１，１１８，１３４，１５４…加算器
５６，５７，９２，９３，９６，１０２…比較器
６０，１１３～１１５，１２４…論理和回路
６１，１１９…開閉指令・電流制御許可信号生成部
１２０…出力側電磁接触器開閉指令生成部
１５５…出力フィルタ前側選択器
１５６…出力フィルタ後側選択器
２００…負荷
ＨＣＴ＿Ａ１１、ＨＣＴ＿Ａ２１、ＨＣＴ＿Ａ３１…電流検出器
ＭＣ＿Ａ１１、ＭＣ＿Ａ２１、ＭＣ＿Ａ３１、、ＭＣ＿Ｃ１１…電磁接触器
Ｌ＿Ａ１１、Ｌ＿Ａ１２、Ｌ＿Ｂ１１、Ｌ＿Ｂ１２、Ｌ＿Ａ２１…リアクトル
１０,５０，８０…負荷接続許可判定処理部
１１、１２，１５，３２，５１ａ～５１ｎ、５８，５９ａ～５９ｎ、８１～８３，９７，１１８，１２６…論理積回路
３０，７０，１３０，１５０…電流レンジ切換え処理部
４０，１４０，１５８…電流制御器
５３，５５，７２，８７，９１，１０１，１１８，１３４，１５４…加算器
５６，５７，９２，９３，９６，１０２…比較器
６０，１１３～１１５，１２４…論理和回路
６１，１１９…開閉指令・電流制御許可信号生成部
１２０…出力側電磁接触器開閉指令生成部
１５５…出力フィルタ前側選択器
１５６…出力フィルタ後側選択器
【要約】
【課題】電流定格の大きさに応じて適切な並列台数での運転を実施し、出力リプルを抑制することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】負荷２００に対して複数の電力変換装置１～Ｎを並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて、第１の電流定格を有する第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１、第１のリアクトルＬ＿Ａ１１、ＨＣＴ＿Ａ１１を選択するＭＣ１１を順次直列に接続し、ＭＣ１１の両端間に電流定格の小さい第２のＨＣＴ＿Ａ２１、Ｌ＿Ａ２１、ＭＣ２１から成る直列回路を、電力変換装置の設置台数分並列に接続する。電流定格の大きい複数台運転が必要な領域ではＮ台並列で運転し、各電流定格に応じて運転可能な電流の小さい領域では適切な台数での運転を実施する。
【選択図】 図９
【解決手段】負荷２００に対して複数の電力変換装置１～Ｎを並列に設け、前記各電力変換装置と負荷を結ぶ電路に各々介挿され、電力変換装置から負荷にかけて、第１の電流定格を有する第１の電流検出器ＨＣＴ＿Ａ１１、第１のリアクトルＬ＿Ａ１１、ＨＣＴ＿Ａ１１を選択するＭＣ１１を順次直列に接続し、ＭＣ１１の両端間に電流定格の小さい第２のＨＣＴ＿Ａ２１、Ｌ＿Ａ２１、ＭＣ２１から成る直列回路を、電力変換装置の設置台数分並列に接続する。電流定格の大きい複数台運転が必要な領域ではＮ台並列で運転し、各電流定格に応じて運転可能な電流の小さい領域では適切な台数での運転を実施する。
【選択図】 図９
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】