[发明专利]逆变器系统

说明书

本发明涉及一种由若干并联工作的逆变器组成的逆变器系统，即一种即便在负载经历突然变化的情况下，亦能保持各逆变器上负载均衡分配的逆变器系统。

当所需容量为单个逆变器所不能保障，或当可靠性需要加强，比如在使用逆变器的供电系统中，常常使用多个逆变器并联工作，在这种场合，为使逆变器系统有一个与并联工作的逆变器之数目相应的容量，要求使各个逆变器均等地承担负载。

参照图1，所示的例子是一通常的控制系统的线路结构旨在保持各个逆变器间负载的均衡（见日本专利公开公报（JP-B）No.46955/1983）。这个控制系统旨在使用两个并联工作的逆变器3a及3b。第一逆变器3a包含于第一逆变器单元1a，第二逆变器3b包含在第二逆变器单元1b。这两个逆变器单元1a及1b将从直流电源2得来的直流电源转换成交流并送至负载20。必须注意到，在这份说明书中，后缀a被附到标号上表示属于逆变器单元1a的部件，后缀b被附加到标号上表示属于逆变器单元1b的部件，借以区分两逆变器单元的部件，直流电源2亦可以由一交流电源和一整流器构成，或由电池构成。更进一步，这种直流电源2也可采用上述两种电源系统的合适组合，而且，直流电源还可以分别加到逆变器单元1a和1b上。在逆变器3a及3b的输出端子上分别连有交流滤波器4a及4b以改进波形。在许多实例中，这种滤波器由扼流线圈及电容器构成。但是，如果有变压器分别接在逆变器3a与负载12以及3b与负载12之间，各变压器本身的阻抗可替代分立的扼流线圈。

逆变器3a及3b的输出电流Ia及Ib分别由在交流滤波器4a及4b输出端的电流检测器11a及11b检测。在第一逆变器单元1a中，电流增量△Ia＝Ia-Ib由减法器12a提供。同样，在第二逆变器单元1b中，电流增量△Ib＝Ib-Ia由减法器12b提供。电压检测器13a及13b检测来自逆变器单元1a及1b的公共输出电压V。基于该电压V以及检出的电流增量△Ia及△Ib，有效功率检测器9a计算出有效功率增量△Pa＝V·△Ia·Cosθ，有效功率检测器9b计算出有效功率增量△Pb＝V·△Ib·Cosθ。更进一步，基于上述同样的检测值，无功功率检测器10a计算出无功功率增量△Qa＝V·△Ia·Sinθ，无功功率检测器10b计算出无功功率增量△Qb＝V·△Ib·Sinθ。必须注意式中θ是检测出的电压与检测出的电流间的相位差。从由一个基准频率发生器（OSC）7a和一个同步控制器（PLL）8a构成的同步控制电路来的输出，根据有效功率增量△Pa加以控制。同样从由一个基准频率发生器（OSC）7b和一个同步控制器（PLL）8b构成的同步控制电路来的输出，根据有效功率增量△Pb加以控制。功率增量△Pa，△Pb，△Qa和△Qb中的每一个对应于和相应功率检测器中变换系数相乘变换得到的电压信号。频率发生器7a及7b将基准频率fr送至同步控制器8a及8b。同步控制器8a及8b分别产生频率控制信号供给选通信号发生器（PWM）5a及5b以便为PWM（脉宽调制）控制产生控制脉冲。更进一步，电压控制器（VC）6a及6b基本上用于使由电压检测器13a及13b所检测的电压V与基准电压Vr保持一致。在本例中，电压控制器6a及6b将根据无功功率增量△Qa及△Qb来校正各逆变器输出电压的幅度，以便平衡两逆变器3a及3b的输出电流Ia及Ib分别为到选通信号发生器5a及5b的电压幅度提供控制信号。基于从同步控制器8a及8b及电压控制器6a及6b得到的控制信号，选通信号发生器5a和5b控制相应逆变器3a及3b的输出电压。

在图1的逆变器系统中，基于有效功增量△Pa及△Pb以及无功功率增量△Qa及△Qb实施控制，使得各逆变器单元1a及1b均衡获得功率、亦即，到负载20的电流。用于检测有效功率增量△Pa及△Pb的有效功率检测器9a及9b，以及用来检测无功功率增量△Qa及△Qb的无功功率检测器10a及10b将检测出功率的平均值而非瞬态值。换言之，该控制系统，基于上述检测，用来控制功率算平均值，而不是功率的瞬间值。因此，这个控制系统不仅需要时间来计的平均值，而且包括功率检测系统中的一个作为延时元件的滤波器。相应地，有了这个控制系统以后，检测中的延时将会增加。因此，例如，在负载20突然变化时，将有可能出现瞬间的在各逆变器单元1a和1b上负载分配的不均衡，在极端的情况下，那个分到较多电流的逆变器单元可能会进入过载状态，导致工作的中止。