專利名稱：功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，尤其涉及具備與負(fù)載并聯(lián)連接的多臺功率轉(zhuǎn)換裝置的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，已知有具備與負(fù)載并聯(lián)連接的多個功率轉(zhuǎn)換裝置的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在這種功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，若多個功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓不一致，則在功率轉(zhuǎn)換裝置之間流過橫流。為了降低橫流，現(xiàn)有的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的各功率轉(zhuǎn)換裝置包括電流傳感器，該電流傳感器對對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載電流值進(jìn)行檢測；運(yùn)算電路，該運(yùn)算電路基于多個功率轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載電流值，求出對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的分擔(dān)電流(shared current)和橫流；以及控制電路，該控制電路對逆變器進(jìn)行控制，以便從對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置向負(fù)載提供分擔(dān)電流，且消除橫流(例如，參照專利文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平5-15070號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題然而，在現(xiàn)有的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，由于利用信號線將各功率轉(zhuǎn)換裝置的運(yùn)算電路和其它各功率轉(zhuǎn)換裝置的電流傳感器相連接，因此，存在的問題有若增加功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)，則信號線的條數(shù)增多，功率轉(zhuǎn)換裝置之間的布線變復(fù)雜。因此，本發(fā)明的主要目的在于，提供即使增加功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)、布線也簡單的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括與負(fù)載并聯(lián)連接的η臺(這里，η為2以上的整數(shù))功率轉(zhuǎn)換裝置；以及與η臺功率轉(zhuǎn)換裝置相連接的通信線路。各功率轉(zhuǎn)換裝置包含逆變器，該逆變器將直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率并提供給負(fù)載；電流傳感器，該電流傳感器對負(fù)載電流值進(jìn)行檢測；通信電路，該通信電路經(jīng)由通信線路將電流傳感器所檢測出的負(fù)載電流值發(fā)送給其它各(η-1)臺功率轉(zhuǎn)換裝置，并且接收從其它(η-1)臺功率轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)由通信線路發(fā)送的(η-1)個負(fù)載電流值；運(yùn)算電路，該運(yùn)算電路基于對應(yīng)的電流傳感器所檢測出的負(fù)載電流值、由通信電路所接收的(η-1)個負(fù)載電流值，求出對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的分擔(dān)電流和橫流；以及控制電路，該控制電路對逆變器進(jìn)行控制，以便從對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置向負(fù)載提供分擔(dān)電流，且消除橫流。優(yōu)選為通信線路與各功率轉(zhuǎn)換裝置相對應(yīng)設(shè)置，并且包含與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的通信電路相連接的第一及第二連接器；以及設(shè)于η臺功率轉(zhuǎn)換裝置之間的(η-1)條多芯電纜。各多芯電纜的一端與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的一個功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第一連接器相連接，另一端與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的另一功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第二連接器相連接。各通信電路經(jīng)由(n-1)條多芯電纜，將負(fù)載電流值發(fā)送給其它各通信電路， 并且接收來自其它各通信電路的負(fù)載電流值。更優(yōu)選為第一及第二連接器分別具有2η個端子。第一連接器的2η個端子分別與第二連接器的2η個端子相連接，并且與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的通信電路相連接。各多芯電纜包含2η條布線。各多芯電纜的2η條布線的一端分別與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的一個功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第一連接器的2η個端子相連接。各多芯電纜的2η條布線的另一端分別與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的另一功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第二連接器的2η個端子相連接。各通信電路經(jīng)由2η個端子中的預(yù)先分配的2個端子，將表示負(fù)載電流值的差動信號串發(fā)送給其它各通信電路，并且經(jīng)由余下的2個端子，接收來自其它(n-1)個通信電路的表示(n-1)個負(fù)載電流值的差動信號串。更優(yōu)選為各通信電路經(jīng)由通信線路將負(fù)載電流值和拍頻信號一同發(fā)送給其它各通信電路，運(yùn)算電路包括加法器，該加法器將對應(yīng)的電流傳感器所檢測出的負(fù)載電流值、 和由通信電路所接收的(n-1)個負(fù)載電流值相加，求出η臺功率轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載電流值的總和；運(yùn)算器，該運(yùn)算器基于從其它各通信電路發(fā)送的拍頻信號，求出運(yùn)轉(zhuǎn)中的功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)；除法器，該除法器將由加法器求出的η臺功率轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載電流值的總和除以由運(yùn)算器求出的功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)，從而求出各功率轉(zhuǎn)換裝置的分擔(dān)電流值；以及減法器，該減法器從電流傳感器所檢測出的負(fù)載電流值減去分擔(dān)電流值，從而求出橫流。發(fā)明效果在本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，各功率轉(zhuǎn)換裝置包含通信電路，該通信電路經(jīng)由通信線路將電流傳感器所檢測出的負(fù)載電流值發(fā)送給其它各功率轉(zhuǎn)換裝置，并且接收從其它各功率轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)由通信線路發(fā)送的負(fù)載電流值。因而，即使功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)增加，布線也不會變復(fù)雜。


圖1是表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示圖1所示的接口板的結(jié)構(gòu)及功率轉(zhuǎn)換裝置的主要部分的電路框圖。圖3是表示圖1所示的終端電阻器的結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖4是表示圖2所示的功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的通信電路及運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)和動作的電路框圖。圖5是表示圖2所示的功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ2的通信電路及運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)和動作的電路框圖。圖6是表示圖2所示的功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ3的通信電路及運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)和動作的電路框圖。圖7是表示圖2所示的功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ4的通信電路及運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)和動作的電路框圖。圖8是表示圖1所示的功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的整體結(jié)構(gòu)的電路框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本申請的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括多臺(圖中為4臺)功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4、振蕩器1、通信線路2、以及母線3。各功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4與振蕩器1所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號同步而進(jìn)行動作，將直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率，經(jīng)由母線3將該交流功率提供給負(fù)載 4。此外，各功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4檢測出自己的負(fù)載電流值，經(jīng)由通信線路2將該檢測值發(fā)送給其它功率轉(zhuǎn)換裝置，并且經(jīng)由通信線路2接收其它功率轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載電流值。各功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4基于功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4的負(fù)載電流值，求出自己的分擔(dān)電流及橫流，對內(nèi)置的逆變器進(jìn)行控制，以便將分擔(dān)電流提供給負(fù)載4，且消除橫流。通信線路2包括4個接口板IBl IB4、2個終端電阻器TRl和TR2、以及5條 LAN(局域網(wǎng)Local Area Network)電纜Ll L5。接口板IBl IB4分別固定于功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4。各接口板IBl IB4中，設(shè)有2個連接器Cl、C2。各連接器Cl、C2經(jīng)由形成于對應(yīng)的接口板的布線群與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置相連接。接口板IBl IB3的連接器 C2分別經(jīng)由LAN電纜Ll L3與接口板IB2 IB4的連接器Cl相連接。各終端電阻器TR1、TR2中，設(shè)有連接器C3。終端電阻器TR1、TR2分別固定于接口板IB1、IB2。終端電阻器TRl的連接器C3經(jīng)由LAN電纜L4與接口板IBl的連接器Cl相連接。終端電阻器TR2的連接器C3經(jīng)由LAN電纜L5與接口板IB4的連接器C2相連接。如圖2所示，各連接器C1、C2包含8個端子Tl T8。在各接口板IBl IB4中， 連接器Cl的端子Tl T8分別與連接器C2的端子Tl T8相連接。各LAN電纜Ll L5包含8條布線、以及設(shè)于它們兩端的2個插頭。LAN電纜Ll 的一端的插頭插入于接口板IBl的連接器C2，LAN電纜Ll的另一端的插頭插入于接口板 IB2的連接器Cl。LAN電纜L2的一端的插頭插入于接口板IB2的連接器C2，LAN電纜L2的另一端的插頭插入于接口板IB3的連接器Cl。LAN電纜L3的一端的插頭插入于接口板IB3的連接器C2，LAN電纜L3的另一端的插頭插入于接口板IB4的連接器Cl。由此，各接口板IB的連接器Cl的端子Tl T8分別與其它各接口板IB的連接器Cl的端子Tl T8相連接。此外，如圖3所示，終端電阻器TRl的連接器C3包含8個端子Tl T8。終端電阻器TRl包含4個終端電阻元件5 8。終端電阻元件5連接于端子Tl、T2之間，終端電阻元件6連接于端子T3、T4之間，終端電阻元件7連接于端子Τ5、Τ6之間，終端電阻元件8連接于端子Τ7、Τ8之間。LAN電纜L4的一端的插頭插入于終端電阻器TRl的連接器C3，LAN 電纜L4的另一端的插頭插入于接口板IBl的連接器Cl。終端電阻器TR2的結(jié)構(gòu)與終端電阻器TRl的結(jié)構(gòu)相同。LAN電纜L5的一端的插頭插入于終端電阻器TR2的連接器C3，LAN電纜L5的另一端的插頭插入于接口板IB4的連接器C2。由此構(gòu)成通信線路2。返回到圖2，各功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4包含通信電路10和運(yùn)算電路11。功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的通信電路10經(jīng)由連接器Cl的端子T1、T2，將自己的負(fù)載電流值ILl發(fā)送給其它功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ2 Ρ3的通信電路10。功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ2的通信電路10經(jīng)由連接器Cl的端子Τ3、Τ4，將自己的負(fù)載電流值IL2發(fā)送給其它功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ1、Ρ3、Ρ4的通信電路10。功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ3的通信電路10經(jīng)由連接器Cl的端子Τ5、Τ6，將自己的負(fù)載電流值IL3發(fā)送給其它功率轉(zhuǎn)換裝置PI、Ρ2、Ρ4的通信電路10。功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ4的通信電路10經(jīng)由連接器Cl的端子T7、T8，將自己的負(fù)載電流值IL4發(fā)送給其它功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P3的通信電路10。此外，功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的通信電路10接收從其它功率轉(zhuǎn)換裝置P2 P4的通信電路10經(jīng)由連接器Cl的端子T3 T8發(fā)送來的負(fù)載電流值IL2 IL4，將它們的負(fù)載電流值IL2 IL4與自己的負(fù)載電流值ILl提供給運(yùn)算電路11。功率轉(zhuǎn)換裝置P2的通信電路 10接收從其它功率轉(zhuǎn)換裝置PI、P3、P4的通信電路10經(jīng)由連接器Cl的端子Tl、T2、T5 T8發(fā)送來的負(fù)載電流值IL1、IL3、IL4，將它們的負(fù)載電流值IL1、IL3、IL4與自己的負(fù)載電流值IL2提供給運(yùn)算電路11。功率轉(zhuǎn)換裝置P3的通信電路10接收從其它功率轉(zhuǎn)換裝置P1、P2、P4的通信電路 10經(jīng)由連接器Cl的端子Tl T4、T7、T8發(fā)送來的負(fù)載電流值IL1、IL2、IL4，將它們的負(fù)載電流值IL1、IL2、IL4與自己的負(fù)載電流值IL3提供給運(yùn)算電路11。功率轉(zhuǎn)換裝置P4的通信電路10接收從其它功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P3的通信電路10經(jīng)由連接器Cl的端子Tl T6發(fā)送來的負(fù)載電流值ILl IL3，將它們的負(fù)載電流值ILl IL3與自己的負(fù)載電流值 IL4提供給運(yùn)算電路11。此外，功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的運(yùn)算電路11對從通信電路10提供的負(fù)載電流值ILl IL4進(jìn)行平均來求出自己的分擔(dān)電流值IL0，從自己的負(fù)載電流值ILl減去分擔(dān)電流值ILO 來求出橫流IC1。功率轉(zhuǎn)換裝置P2的運(yùn)算電路11對從通信電路10提供的負(fù)載電流值ILl IL4進(jìn)行平均來求出自己的分擔(dān)電流值IL0，從自己的負(fù)載電流值IL2減去分擔(dān)電流值ILO 來求出橫流IC2。功率轉(zhuǎn)換裝置P3的運(yùn)算電路11對從通信電路10提供的負(fù)載電流值ILl IL4 進(jìn)行平均來求出自己的分擔(dān)電流值IL0，從自己的負(fù)載電流值IL3減去分擔(dān)電流值ILO來求出橫流IC3。功率轉(zhuǎn)換裝置P4的運(yùn)算電路11對從通信電路10提供的負(fù)載電流值ILl IL4進(jìn)行平均來求出自己的分擔(dān)電流值IL0，從自己的負(fù)載電流值IL4減去分擔(dān)電流值ILO 來求出橫流IC4。圖4是表示功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的通信電路10和運(yùn)算電路11的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖4 中，通信電路10包括發(fā)送電路12、選擇器13、信號轉(zhuǎn)換電路14 17、以及接收電路20。發(fā)送電路12包含緩沖器BFO及移位寄存器SR0。將表示對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的負(fù)載電流值ILl的多比特并行信號(并行傳輸?shù)亩啾忍匦盘?輸入到緩沖器BF0。緩沖器BFO將多比特并行信號傳輸給移位寄存器SR0。移位寄存器SRO將來自緩沖器BFO的多比特并行信號轉(zhuǎn)換成多比特串行信號(串行傳輸?shù)亩啾忍匦盘?。移位寄存器SRO的輸出信號是具有 “H”電平和“L”電平中的任一種電平的單端(single end)信號。各信號轉(zhuǎn)換電路14 17包含副信號轉(zhuǎn)換電路18、19。副信號轉(zhuǎn)換電路18將從移位寄存器SRO經(jīng)由選擇器13而提供的各單端信號轉(zhuǎn)換成由彼此互補(bǔ)的1對信號構(gòu)成的差動信號，并提供到連接器Cl的對應(yīng)的端子對之間。副信號轉(zhuǎn)換電路19將提供到連接器Cl 的對應(yīng)的端子對之間的差動信號轉(zhuǎn)換成單端信號，并提供給接收電路20。將信號轉(zhuǎn)換電路14 17分別與功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4相對應(yīng)設(shè)置。選擇器13 將來自移位寄存器SRO的多比特串行信號提供給與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置Pl相對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換電路14的副信號轉(zhuǎn)換電路18。信號轉(zhuǎn)換電路14的副信號轉(zhuǎn)換電路18將從發(fā)送電路12經(jīng)由選擇器13而提供的各單端信號轉(zhuǎn)換成差動信號，經(jīng)由連接器Cl的端子Tl、T2發(fā)送給其它功率轉(zhuǎn)換裝置P2 P4。此外，信號轉(zhuǎn)換電路14的副信號轉(zhuǎn)換電路19將從副信號轉(zhuǎn)換電路18輸出到連接器Cl 的端子Tl、T2的各差動信號轉(zhuǎn)換成單端信號。由于沒有信號輸入到信號轉(zhuǎn)換電路15 17的副信號轉(zhuǎn)換電路18，因此，信號轉(zhuǎn)換電路15 17的副信號轉(zhuǎn)換電路18的各輸出節(jié)點(diǎn)對成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。信號轉(zhuǎn)換電路15的副信號轉(zhuǎn)換電路19將從功率轉(zhuǎn)換裝置P2的信號轉(zhuǎn)換電路15經(jīng)由連接器Cl的端子T3、T4 而提供的各差動信號轉(zhuǎn)換成單端信號。信號轉(zhuǎn)換電路16的副信號轉(zhuǎn)換電路19將從功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ3的信號轉(zhuǎn)換電路16 經(jīng)由連接器Cl的端子Τ5、Τ6而提供的各差動信號轉(zhuǎn)換成單端信號。信號轉(zhuǎn)換電路17的副信號轉(zhuǎn)換電路19將從功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ4的信號轉(zhuǎn)換電路15經(jīng)由連接器Cl的端子Τ7、Τ8而提供的各差動信號轉(zhuǎn)換成單端信號。因而，信號轉(zhuǎn)換電路14 17的副信號轉(zhuǎn)換電路19的輸出信號成為分別表示負(fù)載電流值ILl IL4的多比特串行信號。接收電路20包含移位寄存器SRl SR4以及緩沖器BFl BF4。移位寄存器SRl SR4分別接收信號轉(zhuǎn)換電路14 17的輸出信號。各移位寄存器SRl SR4將來自對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換電路的多比特串行信號轉(zhuǎn)換成多比特并行信號。緩沖器BFl BF4分別接收移位寄存器SRl SR4的輸出信號。各緩沖器BFl BF4將由對應(yīng)的移位寄存器所產(chǎn)生的多比特并行信號(即負(fù)載電流值)傳輸?shù)竭\(yùn)算電路11。運(yùn)算電路11包含加法器21、22、除法器23、選擇器M以及減法器25。多比特并行信號中，附加有拍頻信號。加法器21求出從緩沖器BFl BF4輸出的拍頻信號的數(shù)量(即運(yùn)轉(zhuǎn)中的功率轉(zhuǎn)換裝置P的臺數(shù)η)。所有功率轉(zhuǎn)換裝置Pl Ρ4處于運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下成為 η = 4，然而，例如，1臺功率轉(zhuǎn)換裝置Ρ4發(fā)生故障的情況下成為η = 3。加法器22將從緩沖器BFl BF4提供的負(fù)載電流值ILl IL4相加來求出總負(fù)載電流值IL。除法器23將由加法器22求出的總負(fù)載電流值IL除以由加法器21求出的功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)η (例如為4臺)，從而求出各功率轉(zhuǎn)換裝置Pl Ρ4要分擔(dān)的電流值 ILO = IL/n。選擇器M將緩沖器BFl BF4中的與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置Pl相對應(yīng)的緩沖器BF 1的輸出信號(即負(fù)載電流值ILl)提供給減法器25。減法器25從負(fù)載電流值ILl減去分擔(dān)電流值ILO來求出橫流值IC1，其中負(fù)載電流值ILl是從緩沖器BFl經(jīng)由選擇器M而提供的。功率轉(zhuǎn)換裝置Pl對內(nèi)置的逆變器進(jìn)行控制，以便提供與分擔(dān)電流值ILO相等的電流， 且橫流值ICl成為0。功率轉(zhuǎn)換裝置P2 P4的結(jié)構(gòu)與功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的結(jié)構(gòu)也相同。然而，如圖5所示，功率轉(zhuǎn)換裝置P2的選擇器13將來自移位寄存器SRO的多比特串行信號提供給與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置P2相對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換電路15的副信號轉(zhuǎn)換電路18。此外，功率轉(zhuǎn)換裝置 P2的選擇器M將緩沖器BFl BF4中的與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置P2相對應(yīng)的緩沖器BF2的輸出信號(即負(fù)載電流值IU)提供給減法器25。減法器25從負(fù)載電流值IL2減去分擔(dān)電流值ILO來求出橫流值IC2，其中負(fù)載電流值IL2是從緩沖器BF2經(jīng)由選擇器M而提供的。功率轉(zhuǎn)換裝置P2對內(nèi)置的逆變器進(jìn)行控制，以便提供與分擔(dān)電流值ILO相等的電流， 且橫流值IC2成為0。此外，如圖6所示，功率轉(zhuǎn)換裝置P3的選擇器13將來自移位寄存器SRO的多比特串行信號提供給與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置P3相對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換電路16的副信號轉(zhuǎn)換電路 18。而且，功率轉(zhuǎn)換裝置P3的選擇器M將緩沖器BFl BF4中的與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置 P3相對應(yīng)的緩沖器BF3的輸出信號(即負(fù)載電流值IU)提供給減法器25。減法器25從負(fù)載電流值IL3減去分擔(dān)電流值ILO來求出橫流值IC3，其中負(fù)載電流值IL3是從緩沖器 BF3經(jīng)由選擇器M而提供的。功率轉(zhuǎn)換裝置P3對內(nèi)置的逆變器進(jìn)行控制，以便提供與分擔(dān)電流值ILO相等的電流，且橫流值IC3成為0。此外，如圖7所示，功率轉(zhuǎn)換裝置P4的選擇器13將來自移位寄存器SRO的多比特串行信號提供給與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置P4相對應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換電路17的副信號轉(zhuǎn)換電路 18。而且，功率轉(zhuǎn)換裝置P4的選擇器M將緩沖器BFl BF4中的與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置 P4相對應(yīng)的緩沖器BF4的輸出信號(即負(fù)載電流值IL4)提供給減法器25。減法器25從負(fù)載電流值IL4減去分擔(dān)電流值ILO來求出橫流值IC4，其中負(fù)載電流值IL4是從緩沖器 BF4經(jīng)由選擇器M而提供的。功率轉(zhuǎn)換裝置P4對內(nèi)置的逆變器進(jìn)行控制，以便提供與分擔(dān)電流值ILO相等的電流，且橫流值IC4成為0。圖8是表示功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的整體結(jié)構(gòu)的電路框圖。在圖8中，功率轉(zhuǎn)換裝置Pl 除了通信電路10和運(yùn)算電路11之外，包括電池30、逆變器31、電流傳感器32、37、檢測電路 33、35、38、電抗器34、電容器36、以及開關(guān)39。電池30中，存儲有直流功率。逆變器31將從電池30提供的直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率。由逆變器31生成的交流功率經(jīng)由電抗器34、開關(guān)39和母線3而提供給負(fù)載4。電抗器34和電容器36構(gòu)成低通濾波器，使由逆變器31生成的交流功率通過，而切斷由逆變器31產(chǎn)生的載波頻率的信號。電流傳感器32對逆變器31的輸出電流進(jìn)行檢測。檢測電路33將電流傳感器32 的檢測值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。檢測電路35對電容器36的電壓(開關(guān)39接通時為母線3的電壓)進(jìn)行檢測，輸出表示該檢測值的數(shù)字信號。電流傳感器37對負(fù)載電流值ILl進(jìn)行檢測。檢測電路38將負(fù)載電流值ILl轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(多比特并行信號)。此外，功率轉(zhuǎn)換裝置Pl包括轉(zhuǎn)換器40、相位調(diào)整器41、相移器42、以及橫流限制用虛擬阻抗電路(Z)43。轉(zhuǎn)換器41將橫流ICl轉(zhuǎn)換成有功分量Δ IP和無功分量Δ IQ。相位調(diào)整器41基于無功分量△ IQ，來生成相位信號。相移器42基于相位信號對振蕩器1的輸出信號的相位進(jìn)行調(diào)整，生成成為輸出電壓的相位基準(zhǔn)的正弦波信號sin cot。橫流限制用虛擬阻抗電路43在功率轉(zhuǎn)換裝置Pl和其它功率轉(zhuǎn)換裝置之間虛擬地插入阻抗Z，對橫流進(jìn)行限制。此外，功率轉(zhuǎn)換裝置Pl包括電壓設(shè)定器44、減法器45、46、50、52、56、平均值電路 47、平均值電壓控制電路48、乘法器49、電容器電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路51、瞬時電壓控制電路 53、加法器M、58、限幅器電路55、瞬時電流控制電路57、以及PWM電路59。電壓設(shè)定器44產(chǎn)生功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的輸出電壓的平均值的指令值。平均值電路 47基于檢測電路35的輸出信號，導(dǎo)出電容器36的端子間電壓的平均值。減法器45、46從電壓設(shè)定器44的輸出值減去橫流ICl的有功分量△ IP和平均值電路47的輸出值，并提供給平均值電壓控制電路48。平均值電壓控制電路48基于減法器46的輸出值，對功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的輸出電壓的平均值進(jìn)行控制。乘法器49將由相移器42生成的正弦波信號sin ω t和平均值電壓控制電路48的輸出值相乘，來生成功率轉(zhuǎn)換裝置Pl要輸出的瞬時電壓指令值。減法器50從乘法器49的輸出值減去橫流限制用虛擬阻抗電路43的輸出值，并提供給電容器電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路51。 電容器電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路51基于減法器50的輸出值，輸出為了產(chǎn)生期望的輸出電壓而要流過電容器36的電流值。減法器52從減法器50的輸出值減去平均值電路47的輸出值，并提供給瞬時電壓控制電路53。瞬時電壓控制電路53基于減法器50的輸出值，對電容器36的端子間電壓進(jìn)行控制。加法器M將分擔(dān)電流值IL0、電容器電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路51的輸出值和瞬時電壓控制電路53的輸出值相加。經(jīng)由限幅器電路55，將加法器M的輸出值提供給減法器56。限幅器電路陽對逆變器31的輸出電流指令值進(jìn)行限制。減法器56從限幅器電路55的輸出值減去檢測電路33的輸出值，并提供給瞬時電流控制電路57。瞬時電流控制電路57對逆變器31的輸出電流進(jìn)行控制。加法器58將檢測電路35的輸出值和瞬時電流控制電路57的輸出值相加，并提供給PWM電路59。PWM電路59基于加法器58的輸出值，對逆變器31進(jìn)行控制。接著，對功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的動作進(jìn)行說明。功率轉(zhuǎn)換裝置Pl中，設(shè)有電流局部回路(minor loop)，瞬時電流控制電路57輸出要施加于電抗器34的電壓的指令值，使得利用電流傳感器32進(jìn)行反饋的逆變器31的輸出電流與來自限幅器電路55的電流指令值相一致。此外，由于輸出母線3中，存在電容器36和其它功率轉(zhuǎn)換裝置的輸出電壓，因此，為了向電抗器34施加期望的電壓，逆變器31需要產(chǎn)生輸出母線3的電壓與要施加于電抗器34 的電壓之和的電壓。因而，利用加法器58將由檢測電路35檢測出的電容器36的電壓值和瞬時電流控制電路57的輸出值相加，將加法器58的輸出值作為電壓指令值而提供給PWM 電路59。此外，電容器電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路51根據(jù)電容器36的電容值，產(chǎn)生比電容器36的電壓指令值要超前90度相位的正弦波電流基準(zhǔn)作為要流入電容器36的電流。從減法器50 的輸出值獲得電容器36的電壓指令值。此外，瞬時電壓控制電路53接收電容器36的電壓指令值和由檢測電路35檢測出的電容器36的電壓值之間的偏差(減法器52的輸出值)， 輸出逆變器31要輸出的校正電流信號以便減小該偏差。對于逆變器31的輸出電流指令值為利用加法器M將電容器電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路51 的輸出值、瞬時電壓控制電路53的輸出值、和分擔(dān)電流值ILO相加、且利用限幅器電路55 對該相加值進(jìn)行限制的信號。因而，在無負(fù)載狀態(tài)下，通過使逆變器31提供要流入電容器 36的電流，來確立無負(fù)載電壓。在該情況下，瞬時電壓控制電路53對由電流控制的誤差或電容器36的電容值的設(shè)計(jì)值與實(shí)際值之間的誤差而產(chǎn)生的電容器電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路51的輸出的過度或不足部分進(jìn)行校正。接著，若開關(guān)39接通從而接入負(fù)載4，則從運(yùn)算電路11將分擔(dān)電流值ILO提供給電流局部回路以便分擔(dān)1/4的負(fù)載電流IL，從而4臺電流轉(zhuǎn)換裝置Pl P4各分擔(dān)1/4的負(fù)載電流IL。此處，限幅器電路55將對于瞬時電流控制電路57的指令值限制在逆變器31 的電流容許值以下，以使逆變器31不提供負(fù)載啟動時的浪涌電流等過電流。此外，在該電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，構(gòu)成控制電路使得猶如對于在逆變器31之間流過的橫流僅存在阻抗，從而抑制橫流。橫流限制用虛擬阻抗電路43對ICl X Z進(jìn)行運(yùn)算，利用減法器50從乘法器49的輸出值減去該信號，將其作為電容器36的電壓指令值。利用上述的電壓控制系統(tǒng)，使電容器36的電壓瞬時跟蹤電壓指令值。其它功率轉(zhuǎn)換裝置P2 P4的結(jié)構(gòu)與功率轉(zhuǎn)換裝置Pl的結(jié)構(gòu)也相同。由此，各功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4將分擔(dān)電流ILO提供給負(fù)載，且消除橫流。在本實(shí)施方式中，各功率轉(zhuǎn)換裝置包含通信電路10，該通信電路10經(jīng)由通信線路 2將電流傳感器37所檢測出的負(fù)載電流值發(fā)送給其它各功率轉(zhuǎn)換裝置，并且接收從其它各功率轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)由通信線路2發(fā)送的負(fù)載電流值。此外，通信線路2包含分別設(shè)于功率轉(zhuǎn)換裝置Pl P4的接口板IBl IB4、以及在接口板IBl IB4之間進(jìn)行連接的LAN電纜 Ll L3。因而，即使功率轉(zhuǎn)換裝置的數(shù)量增加，布線也不會變復(fù)雜。應(yīng)該認(rèn)為這里所揭示的實(shí)施方式在所有方面都是舉例示出，而不是限制性的。可以認(rèn)為本發(fā)明的范圍并不是由上述說明來示出，而是由權(quán)利要求的范圍來示出，且包含與權(quán)利要求的范圍同等的含義及范圍內(nèi)的所有變更。標(biāo)號說明Pl P4功率轉(zhuǎn)換裝置；1振蕩器；2通信線路；3母線；4負(fù)載；IBl IB4接口板； TRUTR2終端電阻器；11 L5LAN電纜；Cl C3連接器；Tl T8端子；5 8終端電阻元件；10通信電路；11運(yùn)算電路；12發(fā)送電路；13J4選擇器；14 17信號轉(zhuǎn)換電路；18、19 副信號轉(zhuǎn)換電路；20接收電路；BFO BF4緩沖器；SRO SR4移位寄存器；21、22、54、58加法器；23除法器；25、45、46、50、52、56減法器；30電池；31逆變器；32,37電流傳感器；33、 35,38檢測電路；34電抗器；36電容器；39開關(guān)；40轉(zhuǎn)換器；41相位調(diào)整器；42相移器；43 橫流限制用虛擬阻抗電路；44電壓設(shè)定器；47平均值電路；48平均值電壓控制電路；49乘法器；51電流基準(zhǔn)產(chǎn)生電路；53瞬時電壓控制電路；55限幅器電路；57瞬時電流控制電路； 59PWM電路。
權(quán)利要求
1.一種功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括與負(fù)載(4)并聯(lián)連接的η臺(這里，η是2以上的整數(shù))功率轉(zhuǎn)換裝置(Pl Ρ4)；以及與所述η臺功率轉(zhuǎn)換裝置(Pl Ρ4)相連接的通信線路(2)， 各功率轉(zhuǎn)換裝置包含逆變器(31)，該逆變器(31)將直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率并提供給所述負(fù)載； 電流傳感器(37)，該電流傳感器(37)對負(fù)載電流值進(jìn)行檢測； 通信電路(10)，該通信電路(10)經(jīng)由所述通信線路( 將所述電流傳感器(37)所檢測出的負(fù)載電流值發(fā)送給其它各(n-1)臺功率轉(zhuǎn)換裝置，并且接收從其它(n-1)臺功率轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)由所述通信線路(2)發(fā)送的(n-1)個負(fù)載電流值；運(yùn)算電路(11)，該運(yùn)算電路(11)基于對應(yīng)的電流傳感器(37)所檢測出的負(fù)載電流值、 由所述通信電路(10)所接收的所述(n-1)個負(fù)載電流值，求出對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的分擔(dān)電流和橫流；以及控制電路(32 36、38 59)，該控制電路(32 36、38 59)對所述逆變器(31)進(jìn)行控制，以便從對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置向所述負(fù)載(4)提供所述分擔(dān)電流，且消除所述橫流。
2.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于， 所述通信線路( 包含第一及第二連接器(Cl、C2)，該第一及第二連接器(Cl、C2)與各功率轉(zhuǎn)換裝置相對應(yīng)設(shè)置，與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的所述通信電路(10)相連接；以及(n-1)條多芯電纜(Li L3)，該(n-1)條多芯電纜(Li L3)設(shè)于所述η臺功率轉(zhuǎn)換裝置(Pl Ρ4)之間，各多芯電纜的一端與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的一個功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第一連接器(Cl)相連接，另一端與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的另一功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第二連接器(以)相連接，各通信電路(10)經(jīng)由所述(n-1)條多芯電纜(Li L3)，將所述負(fù)載電流值發(fā)送給其它各通信電路(10)，并且接收來自其它各通信電路(10)的負(fù)載電流值。
3.如權(quán)利要求2所述的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述第一及第二連接器(Cl、C2)分別具有2η個端子(Tl Τ8)， 所述第一連接器(Cl)的2η個端子(Tl Τ8)分別與所述第二連接器(以)的2η個端子(Tl Τ8)相連接，并且與對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的所述通信電路(10)相連接， 各多芯電纜包含2η條布線，各多芯電纜的2η條布線的一端分別與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的一個功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第一連接器(Cl)的2η個端子(Tl Τ8)相連接，各多芯電纜的2η條布線的另一端分別與對應(yīng)的2臺功率轉(zhuǎn)換裝置中的另一功率轉(zhuǎn)換裝置所對應(yīng)的第二連接器(以)的2η個端子(Tl Τ8)相連接，各通信電路(10)經(jīng)由所述2η個端子(Tl Τ8)中的預(yù)先分配的2個端子，將表示所述負(fù)載電流值的差動信號串發(fā)送給其它各通信電路(10)，并且經(jīng)由余下的2 (n-1)個端子， 接收來自其它(n-1)個通信電路(10)的表示(n-1)個負(fù)載電流值的差動信號串。
4.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，各通信電路(10)經(jīng)由所述通信線路( 將所述負(fù)載電流值與拍頻信號一同發(fā)送給其它各通信電路(10)，所述運(yùn)算電路(11)包含加法器(22)，該加法器0 將對應(yīng)的電流傳感器(37)所檢測出的負(fù)載電流值、和由所述通信電路(10)所接收的(n-1)個負(fù)載電流值相加，從而求出η臺功率轉(zhuǎn)換裝置(Pl Ρ4)的負(fù)載電流值的總和；運(yùn)算器(21)，該運(yùn)算器基于從其它各通信電路(10)發(fā)送的拍頻信號，求出運(yùn)轉(zhuǎn)中的功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)；除法器(23)，該除法器將由所述加法器0 求出的所述η臺功率轉(zhuǎn)換裝置(Pl Ρ4)的負(fù)載電流值的總和除以由所述運(yùn)算器求出的所述功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)，從而求出各功率轉(zhuǎn)換裝置的分擔(dān)電流值；以及減法器(25)，該減法器0 從所述電流傳感器(37)所檢測出的負(fù)載電流值減去所述分擔(dān)電流值，從而求出所述橫流。
全文摘要
該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括與負(fù)載(4)并聯(lián)連接的n臺(這里，n是2以上的整數(shù))功率轉(zhuǎn)換裝置(P1～P4)、以及與n臺功率轉(zhuǎn)換裝置(P1～P4)相連接的通信線路(2)，各功率轉(zhuǎn)換裝置包含通信電路(10)，該通信電路(10)經(jīng)由通信線路(2)將電流傳感器(37)所檢測出的負(fù)載電流值發(fā)送給其它各(n-1)臺功率轉(zhuǎn)換裝置，并且接收從其它(n-1)臺功率轉(zhuǎn)換裝置經(jīng)由通信線路(2)發(fā)送的(n-1)個負(fù)載電流值；以及運(yùn)算電路(11)，該運(yùn)算電路(11)基于n個負(fù)載電流值，求出對應(yīng)的功率轉(zhuǎn)換裝置的分擔(dān)電流和橫流。因而，即使功率轉(zhuǎn)換裝置的臺數(shù)增加，布線也不會變復(fù)雜。
文檔編號H02M7/493GK102577074SQ20098016180
公開日2012年7月11日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者佐藤愛德華多和秀, 安保達(dá)明, 山本融真, 木下雅博, 池田勝己 申請人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社