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JP4442150B2 - Grid-connected inverter device - Google Patents

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JP4442150B2
JP4442150B2 JP2003279112A JP2003279112A JP4442150B2 JP 4442150 B2 JP4442150 B2 JP 4442150B2 JP 2003279112 A JP2003279112 A JP 2003279112A JP 2003279112 A JP2003279112 A JP 2003279112A JP 4442150 B2 JP4442150 B2 JP 4442150B2
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Description

本発明は、太陽電池または燃料電池などの直流電力を商用周波数の交流電力に変換して系統に電力を注入する系統連系インバータに関するものである。   The present invention relates to a grid-connected inverter that converts DC power, such as a solar cell or a fuel cell, into AC power having a commercial frequency and injects power into the system.

従来の系統連系インバータでは、コアギャップを有する高周波トランスの1次側に共振コンデンサとスイッチング素子を配置し、低損失化と低ノイズ化のためにスイッチング素子のゼロ電圧スイッチング動作を実現しつつ、出力電流波形の低周波成分が正弦波となるようにスイッチング素子の導通時間を変調している。   In a conventional grid-connected inverter, a resonant capacitor and a switching element are arranged on the primary side of a high-frequency transformer having a core gap, and a zero voltage switching operation of the switching element is realized to reduce loss and noise, The conduction time of the switching element is modulated so that the low frequency component of the output current waveform becomes a sine wave.

図8は、従来使用している系統連系インバータの構成を示す接続図である。直流電源1の出力電力は第1インバータ2で高周波電力に変換された後、コアにギャップを有する高周波トランス3を介して2次側へ電力伝達される。高周波トランス3の2次側に発生した高周波電力は整流手段4で直流または脈流に変換され、第2インバータ5で系統6に同期した商用交流電力に変換されて、系統6に注入されるものである。ここで、第1インバータ2は高周波トランス3とスイッチング素子8と共振コンデンサ7で構成され、第2インバータ5はQ1からQ4の4個のスイッチング素子でフルブリッジ構成されている。   FIG. 8 is a connection diagram showing a configuration of a grid-connected inverter that has been conventionally used. The output power of the DC power source 1 is converted into high frequency power by the first inverter 2 and then transmitted to the secondary side via a high frequency transformer 3 having a gap in the core. The high frequency power generated on the secondary side of the high frequency transformer 3 is converted into direct current or pulsating current by the rectifying means 4, converted into commercial AC power synchronized with the system 6 by the second inverter 5, and injected into the system 6. It is. Here, the first inverter 2 is composed of a high-frequency transformer 3, a switching element 8, and a resonance capacitor 7, and the second inverter 5 is composed of a full bridge with four switching elements Q1 to Q4.

以下に図9の波形図を参照して動作を説明する。第1インバータ2が直流電源1の電力を高周波電力に変換する。これは、第1インバータ2のスイッチング素子8がオンオフを繰り返すことにより実現されるものである。通常、スイッチング素子8がターンオフする際、高周波トランス3に蓄積された励磁エネルギーを共振コンデンサ7との間で充放電することで、スイッチング素子8のコレクタ−エミッタ電圧は図15に示すように共振波形となる。つぎに、コレクターエミッタ電圧がゼロとなりスイッチング素子8に逆並列で接続されたダイオードに電流が流れている期間にスイッチング素子8をターンオンすることで、ゼロ電圧スイッチングを実現している。ここで、高周波トランス1次巻線に流れる電流はスイッチング素子8がオンの時のコレクタ−エミッタ電流、そしてオフ時は共振コンデンサ7を流れる電流と同一であって、直流電源1から出力される商用2倍周波の低周波電流に、第1インバータ2内部で発生する高周波電流成分が重畳された波形である。したがって高周波トランス3は巻線電流に概ね比例した複数の周波数を持つ磁束を発生させている(例えば特許文献1参照)。
特開2000−32751号公報
The operation will be described below with reference to the waveform diagram of FIG. The first inverter 2 converts the power of the DC power source 1 into high frequency power. This is realized by the switching element 8 of the first inverter 2 being repeatedly turned on and off. Normally, when the switching element 8 is turned off, the excitation energy accumulated in the high frequency transformer 3 is charged / discharged to / from the resonance capacitor 7 so that the collector-emitter voltage of the switching element 8 has a resonance waveform as shown in FIG. It becomes. Next, zero voltage switching is realized by turning on the switching element 8 during a period in which the collector-emitter voltage becomes zero and a current flows through a diode connected in reverse parallel to the switching element 8. Here, the current flowing through the primary winding of the high frequency transformer is the same as the collector-emitter current when the switching element 8 is on, and the current flowing through the resonance capacitor 7 when the switching element 8 is off. This is a waveform in which a high frequency current component generated inside the first inverter 2 is superimposed on a low frequency current of double frequency. Therefore, the high frequency transformer 3 generates a magnetic flux having a plurality of frequencies substantially proportional to the winding current (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-32751 A

しかしながら上記従来の構成では、高周波トランスの1次巻線を流れる電流によって発生する磁束は、高周波成分と商用2倍周波の低周波成分を有しているため、特に波長の長い低周波成分は非磁性体の筐体において磁束が透過してしまい、装置外への漏洩磁界を低減するには例えば鉄といった磁性体で外周を囲む必要があり、装置の小形化や軽量化に限界があるという課題を有していた。   However, in the above-described conventional configuration, the magnetic flux generated by the current flowing through the primary winding of the high-frequency transformer has a high-frequency component and a commercial double-frequency low-frequency component. Magnetic flux is transmitted through the housing of the magnetic material, and it is necessary to surround the outer periphery with a magnetic material such as iron to reduce the leakage magnetic field to the outside of the device, and there is a problem that there is a limit to miniaturization and weight reduction of the device Had.

本発明は、高周波トランスに商用2倍周波の低周波電流が流れるインバータ回路構成のような場合でも、大幅に部品を追加することなく簡素な構成で、高周波トランスから発生する低周波磁界を大幅に低減することのできる系統連系インバータを提供することを目的としたものである。   The present invention greatly reduces the low-frequency magnetic field generated from the high-frequency transformer with a simple configuration without adding any parts, even in the case of an inverter circuit configuration in which a commercial double-frequency low-frequency current flows through the high-frequency transformer. An object of the present invention is to provide a grid-connected inverter that can be reduced.

前記目的を達成するために本発明の系統連系インバータは、第1インバータの入力と直流電源との間に直流リアクトルを接続すると共に、コアギャップを有する高周波トランスの1次巻線電流によって周囲に発生する磁束の向きに対して、直流リアクトルに流れる電流が発生する磁束の向きが、高周波トランスによる磁束を打ち消し合う方向になるように直流リアクトルを配置することで、大幅なノイズ低減効果を得られるようにした系統連系インバータを提供するものである。 In order to achieve the above object, the grid-connected inverter of the present invention has a DC reactor connected between the input of the first inverter and the DC power supply and is surrounded by a primary winding current of a high-frequency transformer having a core gap. A significant noise reduction effect can be obtained by arranging the DC reactor so that the direction of the magnetic flux generated by the current flowing in the DC reactor is in the direction of canceling out the magnetic flux generated by the high-frequency transformer with respect to the direction of the generated magnetic flux. A grid-connected inverter as described above is provided.

以上のように本発明によれば、直流リアクトルと高周波トランスとが発生する磁界が互いに打ち消し合うことで、筐体の材質や厚みを制約することのない小形・軽量の系統連系インバータを提供することができる。   As described above, according to the present invention, a small and lightweight grid-connected inverter that does not restrict the material and thickness of the casing is provided by canceling out the magnetic fields generated by the DC reactor and the high-frequency transformer. be able to.

請求項1に記載の発明は、コアギャップを有し直流電力を高周波電力に変換するための高周波トランスとその1次巻線の片端に接続したスイッチング素子と前記1次巻線に並列に接続した共振コンデンサとからなる第1インバータと、高周波トランス2次巻線出力の整流手段と、整流後の電力を商用周波数の電力に変換する第2インバータと、前記第1インバータの入力と直流電源との間に接続してノイズを除去する直流リアクトルと、前記第1インバータと前記整流手段と前記第2インバータと前記直流リアクトルとを収納する筐体とを有し、前記直流リアクトルが発生する商用およびその複数倍周波数の磁界と、前記高周波トランスが発生する商用およびその複数倍周波数の磁界とが互いに打ち消し合う方向とすることにより、前記第1インバータから発生する低周波磁界を低減する系統連系インバータ装置とすることで、近傍への磁束漏洩を低減することができ、筐体の材質や厚みを制約することがないため、装置全体の軽量化も図ることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, a high-frequency transformer having a core gap for converting DC power to high-frequency power, a switching element connected to one end of the primary winding, and the primary winding are connected in parallel. A first inverter comprising a resonant capacitor, a rectifying means for the output of the secondary winding of the high-frequency transformer, a second inverter for converting the rectified power into power of commercial frequency, and an input of the first inverter and a DC power source A DC reactor connected between them to remove noise, a casing for housing the first inverter, the rectifier, the second inverter, and the DC reactor, and a commercial for generating the DC reactor and By setting the magnetic field having a multiple frequency and the commercial generated by the high-frequency transformer and the magnetic field having the multiple frequency to cancel each other, the first By using a grid-connected inverter device that reduces the low-frequency magnetic field generated from the inverter, magnetic flux leakage to the vicinity can be reduced, and there is no restriction on the material and thickness of the housing, so the overall weight of the device is reduced. Can also be achieved.

請求項2に記載の発明は、特に、請求項1に記載の発明において直流リアクトルの内周を高周波トランス外周より大きくして、直流リアクトルで高周波トランスを覆うことで、近傍に発生する磁束の打ち消し効果を高めることができる。   The invention described in claim 2 particularly cancels out magnetic flux generated in the vicinity by making the inner circumference of the DC reactor larger than the outer circumference of the high frequency transformer and covering the high frequency transformer with the DC reactor in the invention described in claim 1. The effect can be enhanced.

請求項3に記載の発明は、特に、請求項1に記載の発明において直流リアクトルを高周波トランス1次巻線の近傍に配置することで、1次巻線から発生する磁束をより効果的に打ち消すことができる。   The invention described in claim 3 particularly effectively cancels out the magnetic flux generated from the primary winding by disposing the DC reactor in the vicinity of the primary winding of the high-frequency transformer in the invention described in claim 1. be able to.

請求項4に記載の発明は、特に、請求項1〜3に記載の発明において直流リアクトルと高周波トランスとの間隙に非磁性体を配置することで、高周波トランスから発生する高周波漏れ磁束が直流リアクトルと鎖交して損失を発生しないようにすることができるため、装置の損失を低減することができる。   In the invention described in claim 4, in particular, in the invention described in claims 1-3, the non-magnetic material is disposed in the gap between the DC reactor and the high-frequency transformer, so that the high-frequency leakage magnetic flux generated from the high-frequency transformer can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the loss of the apparatus.

請求項5に記載の発明は、特に、請求項1〜4に記載の発明において、直流リアクトル、高周波トランスのいずれか一方またはその両方と筐体との間隙に磁性体を配置することで、直流リアクトルから発生する磁束と、高周波トランスとの間で打ち消し合わない低周波磁束を装置外部に漏洩させないようにすることができる。   The invention described in claim 5 is the DC / DC converter according to any one of claims 1 to 4, in which a magnetic substance is disposed in a gap between one or both of a DC reactor and a high-frequency transformer and the casing. It is possible to prevent the low-frequency magnetic flux that does not cancel out between the magnetic flux generated from the reactor and the high-frequency transformer from leaking outside the apparatus.

請求項6に記載の発明は、特に、請求項1〜5に記載の発明において、直流リアクトルの巻線と、高周波トランス1次側の巻線とを同数としたことで低周波電流によってそれぞれが発生する磁束密度を近づけることができるため、低周波漏洩磁束の低減効果を高めることができる。   In the invention described in claim 6, in particular, in the inventions described in claims 1 to 5, each of the windings of the DC reactor and the windings on the primary side of the high-frequency transformer are made the same by the low-frequency current. Since the generated magnetic flux density can be made closer, the effect of reducing the low-frequency leakage magnetic flux can be enhanced.

請求項7に記載の発明は、特に、請求項1〜6に記載の発明において、直流リアクトルのコアと、高周波トランスのコアの材質とを同一にしたことで、低周波電流によってそれぞれが発生する磁束密度を概ね同等とすることができ、低周波漏洩磁束の低減効果をより一層高めることができる。   In the invention described in claim 7, in particular, in the inventions described in claims 1 to 6, the DC reactor core and the high-frequency transformer core are made of the same material, so that each is generated by a low-frequency current. The magnetic flux density can be made substantially equal, and the effect of reducing the low-frequency leakage magnetic flux can be further enhanced.

請求項8に記載の発明は、特に、請求項1〜7に記載の発明において、共に漏れ磁束が集中する直流リアクトルと高周波トランスのそれぞれのコアギャップを近傍に配置したことで、低周波と高周波共に、効率よく漏洩磁束の低減することができる。   The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, in particular, the core gap of each of the direct current reactor and the high frequency transformer where the leakage magnetic flux is concentrated is arranged in the vicinity, so that the low frequency and the high frequency are arranged. In both cases, the leakage magnetic flux can be efficiently reduced.

以下、本発明の実施例について、図1〜7を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

(実施例1)
本実施例は請求項1〜2に係わる。図1は本発明の第1の実施例の回路構成を示すブロック図である。ここで直流電源11で発電した直流電力は第1インバータ12で高周波電力に変換された後、高周波トランス13を介して2次側へ電力伝達される。高周波トランス13の2次側に発生した高周波電力は整流手段14で直流または脈流に変換され、第2インバータ15で系統16に同期した商用交流電力に変換されて、系統16に注入されるものである。ここで、高周波トランス13の1次巻線とスイッチング素子18とは入力電圧に対して直列に接続されている。第2インバータ15はQ1からQ4の4個のスイッチング素子のフルブリッジで構成されている。また、直流電源11と第1インバータ12との間には、直流電源11に流れる高周波電流を制限するための直流リアクトル19が接続されている。
Example 1
This embodiment relates to claims 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a first embodiment of the present invention. Here, the DC power generated by the DC power supply 11 is converted into high-frequency power by the first inverter 12 and then transmitted to the secondary side via the high-frequency transformer 13. The high-frequency power generated on the secondary side of the high-frequency transformer 13 is converted into direct current or pulsating current by the rectifier 14, converted into commercial AC power synchronized with the system 16 by the second inverter 15, and injected into the system 16 It is. Here, the primary winding of the high-frequency transformer 13 and the switching element 18 are connected in series to the input voltage. The second inverter 15 is constituted by a full bridge of four switching elements Q1 to Q4. A DC reactor 19 is connected between the DC power supply 11 and the first inverter 12 to limit the high-frequency current flowing through the DC power supply 11.

以上の様に構成された系統連系インバータについて、図2の波形図と図3の概念図を参照して動作を説明する。第1インバータ12は、スイッチング素子18の1周期において、オン時はQaコレクタ−エミッタ電流が徐々に拡大し、高周波トランス13の2次側に電力を伝達する。スイッチング素子18がターンオフした際、高周波トランス13に蓄積された励磁エネルギーは共振コンデンサ17を充放電することで、第1スイッチング素子18のコレクタ電圧は共振波形となる。次にコレクタ電圧がゼロに到達して、第1スイッチング素子18に逆並列に配置されたダイオードが導通して、一定期間コレクタ電圧がゼロを維持する。その期間中に第1スイッチング素子18をターンオンしてゼロ電圧スイッチングが行われる。ここで、高周波トランス13の1次巻線に流れる電流はスイッチング素子8がオンの時のコレクタ−エミッタ電流、そしてオフ時は共振コンデンサ17を流れる電流と同一であって、直流電源11から出力される商用2倍周波の低周波電流に、第1インバータ2内部で発生する高周波電流成分が重畳された波形となっている。一方、直流リアクトル9は商用2倍周波の低周波電流に高周波成分が重畳した波形となっている。ここで、高周波トランス13と直流リアクトル19に流れる低周波電流は概ね一致しており、共に高周波に加えて同程度の商用2倍周波の磁束が発生する。そこで、どちらかの巻線方向を逆にするか、または電流の流れる向きが逆になるようにして近傍に配置することで、それぞれから発生する磁束を効果的に打ち消している。なお、図3にあるように高周波トランス13全体を直流リアクトル19が覆うように配置することで、磁束の打ち消し効果を高めることができるのは言うまでもない。   The operation of the grid interconnection inverter configured as described above will be described with reference to the waveform diagram of FIG. 2 and the conceptual diagram of FIG. In the first inverter 12, in one cycle of the switching element 18, the Qa collector-emitter current gradually increases when it is on, and transmits power to the secondary side of the high-frequency transformer 13. When the switching element 18 is turned off, the excitation energy accumulated in the high-frequency transformer 13 charges and discharges the resonance capacitor 17, so that the collector voltage of the first switching element 18 becomes a resonance waveform. Next, the collector voltage reaches zero, the diode disposed in antiparallel with the first switching element 18 is turned on, and the collector voltage is maintained at zero for a certain period. During the period, the first switching element 18 is turned on to perform zero voltage switching. Here, the current flowing through the primary winding of the high-frequency transformer 13 is the same as the collector-emitter current when the switching element 8 is on, and the current flowing through the resonance capacitor 17 when the switching element 8 is off. This is a waveform in which a high frequency current component generated inside the first inverter 2 is superimposed on a commercial double frequency low frequency current. On the other hand, the DC reactor 9 has a waveform in which a high frequency component is superimposed on a commercial double frequency low frequency current. Here, the low-frequency currents flowing through the high-frequency transformer 13 and the DC reactor 19 are substantially the same, and in addition to the high-frequency, the same level of commercial double-frequency magnetic flux is generated. Thus, by either reversing the direction of the windings or arranging them in the vicinity so that the direction of current flow is reversed, the magnetic flux generated from each is effectively canceled out. In addition, it cannot be overemphasized that the cancellation effect of magnetic flux can be heightened by arrange | positioning so that the direct current | flow reactor 19 may cover the whole high frequency transformer 13 as shown in FIG.

以上のように本実施例によれば、直流リアクトルおよび高周波トランスが共に発生する商用およびその複数倍周波数の磁界とが互いに打ち消し合う方向に配置することで、特にノイズ除去が困難な低周波磁束の漏れに対して、安価な構成で効果を得られることから、筐体の材質や厚みを制約することがなくなり、装置全体の小形および軽量化を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the low frequency magnetic flux that is particularly difficult to remove noise can be obtained by arranging the DC reactor and the high-frequency transformer generated in the commercial and multiple-frequency magnetic fields to cancel each other. Since an effect can be obtained with an inexpensive configuration against leakage, the material and thickness of the housing are not restricted, and the entire apparatus can be reduced in size and weight.

(実施例2)
本実施例は請求項3に係わる。図4は本発明の第2の実施例における概念図である。図4において図3の構成と異なる点は、直流リアクトルを高周波トランス1次巻線の近傍に配置した点である。上記以外の構成要素は第1の実施例と同等であり、説明を省略する。
(Example 2)
This embodiment relates to claim 3. FIG. 4 is a conceptual diagram in the second embodiment of the present invention. 4 is different from the configuration of FIG. 3 in that a DC reactor is disposed in the vicinity of the high-frequency transformer primary winding. Components other than those described above are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

以上のように構成された系統連系インバータについて図4の概念図を参照して動作を説明する。高周波トランス13の1次巻線に流れる電流は直流に商用2倍周波成分が重畳されており、2次巻線には高周波成分電流だけが流れる。したがって、高周波トランス13の1次巻線が低周波磁界の発生源である。そこで、高周波トランス13の1次巻線近傍に直流リアクトル19を配置して磁束を打ち消している。   The operation of the grid-connected inverter configured as described above will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. The current flowing in the primary winding of the high-frequency transformer 13 has a commercial double frequency component superimposed on the direct current, and only the high-frequency component current flows in the secondary winding. Therefore, the primary winding of the high frequency transformer 13 is a source of the low frequency magnetic field. Therefore, a DC reactor 19 is arranged near the primary winding of the high-frequency transformer 13 to cancel the magnetic flux.

以上のように本実施例によれば、高周波トランス1次巻線の近傍に直流リアクトルを配置することで、巻線長の少ない小形の直流リアクトルでも高周波トランスからの低周波磁束を打ち消すことができるため、より安価な構成で低周波磁束の漏れを低減することが可能となる。   As described above, according to this embodiment, by arranging the DC reactor in the vicinity of the primary winding of the high-frequency transformer, the low-frequency magnetic flux from the high-frequency transformer can be canceled even with a small DC reactor having a small winding length. Therefore, it is possible to reduce the leakage of the low-frequency magnetic flux with a cheaper configuration.

(実施例3)
本実施例は請求項4に係わる。図5は本発明の第3の実施例における回路構成を示すブロック図である。図5において図4の構成と異なるのは高周波トランス13と直流リアクトル19との間隙に非磁性体20を配置した点である。上記以外の構成要素は第2の実施例と同等であり、説明を省略する。
(Example 3)
This embodiment relates to claim 4. FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration in the third embodiment of the present invention. 5 is different from the configuration of FIG. 4 in that a nonmagnetic material 20 is disposed in the gap between the high-frequency transformer 13 and the DC reactor 19. Components other than those described above are the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

以上のように構成された系統連系インバータについて図5の概念図を参照して動作を説明する。高周波トランス13から発生する磁束の中でも、比較的波長の短い高周波磁束の多くは近傍に配置された例えばアルミニウムなどの非磁性体20を通過した際、非磁性体20内に渦電流を発生する。非磁性体内に発生した渦電流によって生み出される磁束は高周波トランス13から発生した磁束とは逆向きの磁束となるため、互いに打ち消し合う。したがって非磁性体20は、高周波トランス13が発生する磁束が、直流リアクトル19を構成する例えば鉄を含む磁性体や銅の巻線と鎖交することを防止している。   The operation of the grid-connected inverter configured as described above will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. Of the magnetic flux generated from the high-frequency transformer 13, most of the high-frequency magnetic flux having a relatively short wavelength generates an eddy current in the non-magnetic body 20 when passing through a non-magnetic body 20 such as aluminum disposed in the vicinity. Since the magnetic flux generated by the eddy current generated in the non-magnetic body becomes a magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux generated from the high-frequency transformer 13, they cancel each other. Therefore, the non-magnetic body 20 prevents the magnetic flux generated by the high-frequency transformer 13 from interlinking with, for example, a magnetic body including iron or a copper winding constituting the DC reactor 19.

以上のように本実施例によれば、直流リアクトルと高周波トランスとの間に非磁性体を配置することによって、装置からの高周波磁束の漏れを小さくすると共に、直流リアクトル内で損失を発生することのない高効率の系統連系インバータとすることができる。   As described above, according to the present embodiment, by disposing a non-magnetic material between the DC reactor and the high-frequency transformer, the leakage of the high-frequency magnetic flux from the device is reduced and a loss is generated in the DC reactor. It is possible to provide a high-efficiency grid-connected inverter without any noise.

(実施例4)
本実施例は請求項5に係わる。図6は本発明の第4の実施例における回路構成を示すブロック図である。図6において図5の構成と異なるのは、直流リアクトル19と筐体22との間に磁性体21を配置した点である。上記以外の構成要素は第3の実施例と同等であり、説明を省略する。
Example 4
This embodiment relates to claim 5. FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration in the fourth embodiment of the present invention. 6 is different from the configuration of FIG. 5 in that a magnetic body 21 is disposed between the DC reactor 19 and the housing 22. Components other than those described above are the same as those in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.

以上のように構成された系統連系インバータについて図6の概念図を参照して動作を説明する。直流リアクトル19および高周波トランス13によって発生する低周波磁束は概ね打ち消し合うが、通常は双方の形状や幾何学的配置がことなるため、完全にゼロとはならず筐体22近傍に達する磁束が存在する。ここで、直流リアクトル19、高周波トランス13のいずれか一方または両方と筐体22との間に磁性体21を配置して、筐体22近傍に磁路を形成し、筐体22外部に低周波磁束が漏れることを防止する。   The operation of the grid interconnection inverter configured as described above will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. The low-frequency magnetic flux generated by the DC reactor 19 and the high-frequency transformer 13 generally cancels each other. However, since both shapes and geometrical arrangements are usually different, there is a magnetic flux that reaches the vicinity of the housing 22 instead of being completely zero. To do. Here, the magnetic body 21 is arranged between one or both of the DC reactor 19 and the high-frequency transformer 13 and the housing 22, a magnetic path is formed in the vicinity of the housing 22, and a low frequency is formed outside the housing 22. Prevents magnetic flux from leaking.

以上のように本実施例によれば、直流リアクトル、高周波トランスのいずれか一方またはその両方と筐体との間隙に磁性体を配置することで、直流リアクトルから発生する磁束と高周波トランスから発生する磁束との間で打ち消し合わずに、装置外部に漏洩する低周波磁束を低減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the magnetic material is disposed in the gap between one or both of the DC reactor and the high frequency transformer and the housing, thereby generating the magnetic flux generated from the DC reactor and the high frequency transformer. The low frequency magnetic flux leaking outside the apparatus can be reduced without canceling out with the magnetic flux.

(実施例5)
本実施例は請求項6〜8に係わる。図7は本発明の第5の実施例における構成を示す概念図である。図7において図4の構成と異なるのは高周波トランス13と直流リアクトル19のターン数とコア材質を同一にして、それぞれが有するコアギャップが近傍になるように配置した点である。上記以外の構成要素は第2の実施例と同等であり、説明を省略する。
(Example 5)
This embodiment relates to claims 6-8. FIG. 7 is a conceptual diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention. 7 is different from the configuration of FIG. 4 in that the number of turns and the core material of the high-frequency transformer 13 and the DC reactor 19 are the same, and the core gaps thereof are arranged close to each other. Components other than those described above are the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

以上のように構成された系統連系インバータについて図7の概念図を参照して動作を説明する。直流リアクトル19と高周波トランス13に流れる低周波電流は概ね一致しているため、さらにターン数とコア材質を同一にすることで、それぞれから発生する低周波磁束は同等となる。これにより打ち消し効果を高め、外部に漏れる低周波磁束を最小化している。さらにコアギャップ近傍は最も磁束が漏洩することから、直流リアクトル19と高周波トランス13のコアギャップ位置が近接するように配置して、磁束密度が高い場所においてシールドすることで、それぞれの外形に対する依存性を減少させて確実に高周波および低周波磁束を打ち消している。   The operation of the grid-connected inverter configured as described above will be described with reference to the conceptual diagram of FIG. Since the low-frequency currents flowing through the DC reactor 19 and the high-frequency transformer 13 are substantially the same, the low-frequency magnetic flux generated from each of them is equivalent by making the number of turns and the core material the same. This enhances the cancellation effect and minimizes the low frequency magnetic flux leaking to the outside. Furthermore, since the magnetic flux leaks most in the vicinity of the core gap, the DC reactor 19 and the high-frequency transformer 13 are arranged so that the core gap positions are close to each other and shielded in a place where the magnetic flux density is high, so that the dependence on the respective external shapes To reduce the high frequency and low frequency magnetic flux.

以上のように本実施例によれば、ターン数とコア材質を同一化とコアギャップの近接配置により、直流リアクトルと高周波トランスから発生する磁束の打ち消し効果を大幅に向上させて、漏洩磁束のシールド効果を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment , the number of turns and the core material are made identical and the core gap is arranged close to each other, so that the effect of canceling the magnetic flux generated from the DC reactor and the high frequency transformer is greatly improved, and the leakage magnetic flux is shielded. The effect can be enhanced.

本発明の第1の実施例である系統連系インバータの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the grid connection inverter which is 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例である系統連系インバータの各部動作を示す波形図The wave form diagram which shows each part operation | movement of the grid connection inverter which is 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例である系統連系インバータの各部動作を示す概念図The conceptual diagram which shows each part operation | movement of the grid connection inverter which is 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例である系統連系インバータの各部動作を示す概念図The conceptual diagram which shows each part operation | movement of the grid connection inverter which is 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例である系統連系インバータの各部動作を示す概念図The conceptual diagram which shows each part operation | movement of the grid connection inverter which is the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例である系統連系インバータの各部動作を示す概念図The conceptual diagram which shows each part operation | movement of the grid connection inverter which is the 4th Example of this invention. 本発明の第5の実施例である系統連系インバータの各部動作を示す概念図The conceptual diagram which shows each part operation | movement of the grid connection inverter which is a 5th Example of this invention. 従来の系統連系インバータの構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional grid-connected inverter 従来の系統連系インバータの各部動作を示す波形図Waveform diagram showing the operation of each part of a conventional grid-connected inverter

11 直流電源
12 第1インバータ
13 高周波トランス
14 整流手段
15 第2インバータ
16 系統
17 共振コンデンサ
18 スイッチング素子
19 直流リアクトル
20 非磁性体
21 磁性体
22 筐体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 DC power supply 12 1st inverter 13 High frequency transformer 14 Rectification means 15 2nd inverter 16 System | strain 17 Resonance capacitor 18 Switching element 19 DC reactor 20 Nonmagnetic material 21 Magnetic material 22 Case

Claims (8)

コアギャップを有し直流電力を高周波電力に変換するための高周波トランスとその1次巻線の片端に接続したスイッチング素子と前記1次巻線に並列に接続した共振コンデンサとからなる第1インバータと、高周波トランス2次巻線出力の整流手段と、整流後の電力を商用周波数の電力に変換する第2インバータと、前記第1インバータの入力と直流電源との間に接続してノイズを除去する直流リアクトルと、前記第1インバータと前記整流手段と前記第2インバータと前記直流リアクトルとを収納する筐体とを有し、前記直流リアクトルが発生する商用およびその複数倍周波数の磁界と、前記高周波トランスが発生する商用およびその複数倍周波数の磁界とが互いに打ち消し合う方向とすることにより、前記第1インバータから発生する低周波磁界を低減する系統連系インバータ装置。 A first inverter comprising a high-frequency transformer having a core gap for converting DC power to high-frequency power, a switching element connected to one end of the primary winding, and a resonant capacitor connected in parallel to the primary winding ; A rectifier for the output of the secondary winding of the high-frequency transformer, a second inverter for converting the rectified power into power at a commercial frequency, and a connection between the input of the first inverter and the DC power source to remove noise. A DC reactor, a housing that houses the first inverter, the rectifier, the second inverter, and the DC reactor, a commercial that the DC reactor generates, and a magnetic field that is a multiple of the frequency, and the high frequency Since the commercial generated by the transformer and the magnetic field of the multiple frequency thereof cancel each other, the low frequency generated from the first inverter is reduced. System interconnection inverter device for reducing waves magnetic field. 直流リアクトルの内周を高周波トランス外周より大きくして、前記直流リアクトルで前記高周波トランスを覆うことを特徴とする請求項1記載の系統連系インバータ装置。 The grid-connected inverter device according to claim 1, wherein an inner circumference of the DC reactor is made larger than an outer circumference of the high-frequency transformer, and the high-frequency transformer is covered with the DC reactor. 直流リアクトルを高周波トランス1次巻線の近傍に配置したことを特徴とする請求項1に記載の系統連系インバータ装置。 2. The grid-connected inverter device according to claim 1, wherein the DC reactor is disposed in the vicinity of the primary winding of the high-frequency transformer. 直流リアクトルと高周波トランスとの間隙に非磁性体を配置したことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の系統連系インバータ装置。 The grid-connected inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein a non-magnetic material is disposed in a gap between the DC reactor and the high-frequency transformer. 直流リアクトル、高周波トランスのいずれか一方またはその両方と、筐体との間隙に磁性体を配置したことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の系統連系インバータ装置。 5. The grid-connected inverter device according to claim 1, wherein a magnetic material is disposed in a gap between one or both of a DC reactor and a high-frequency transformer and the housing. 直流リアクトルの巻線と、高周波トランス1次側の巻線とを同数としたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の系統連系インバータ装置。 The grid-connected inverter device according to any one of claims 1 to 5, wherein the number of windings of the DC reactor and the number of windings on the primary side of the high-frequency transformer are the same. 直流リアクトルのコアと、高周波トランスのコアの材質とを同一にしたことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の系統連系インバータ装置。 The grid-connected inverter device according to any one of claims 1 to 6, wherein the core of the DC reactor and the material of the core of the high-frequency transformer are the same. 直流リアクトルのコアギャップと、高周波トランスのコアギャップとを近傍に配置したことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の系統連系インバータ装置。 The grid-connected inverter device according to any one of claims 1 to 7, wherein a core gap of the DC reactor and a core gap of the high-frequency transformer are arranged in the vicinity.
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