CN106471704B - 不间断电源装置 - Google Patents

Abstract

不间断电源装置在选择从交流电源(50)经由旁路开关(14)向负载(52)供给交流电的经济模式的情况下，发生交流电源(50)的停电时，转移到从逆变器(9)向负载(52)供给交流电的逆变器供电。切换控制部(17)在通常时使旁路开关(14)及接触器(2、16)导通，另一方面，在停电时使旁路开关(14)截止。功率转换控制部(19)通过切换控制部(17)使旁路开关(14)截止时，使转换器(5)执行逆转换，将蓄电池(53)输出的直流电转换为交流电向节点(N1)输出，并且使逆变器(9)执行逆转换，将蓄电池(53)输出的直流电转换为交流电向输出端子(T4)输出。功率转换控制部(19)控制转换器(5)及逆变器(9)中的逆转换，使分别向节点(N1)及输出端子(T4)输出的交流电压的相位及大小相等。

Description

不间断电源装置

技术领域

本发明涉及不间断电源装置，尤其涉及具备经由旁路开关向负载供给交流电的经济模式的不间断电源装置。

背景技术

以往，不间断电源装置具备：将来自交流电源的交流电转换为直流电的转换器；将转换器生成的直流电或蓄电装置的直流电转换为交流电供给负载的逆变器；包含在交流电源和负载之间并联的晶闸管开关及接触器的旁路开关；以及控制这些的控制装置。

上述的不间断电源装置中，在从交流电源正常供给交流电的通常时使用转换器及逆变器，在来自交流电源的交流电的供给停止的停电时由逆变器继续供电。这样的电路方式称为常时逆变器供电方式。常时逆变器供电方式在交流电源正常时停电时都经由直流链接由逆变器对负载供电，因此，与输入电源的品质无关，容易确保输出的电源品质，对负载的供电稳定性佳。另一方面，常时逆变器供电方式在通常时由于能量通过转换器及逆变器，因此发生功耗，运转效率的提高成为问题。

近年，作为效率化的对策，提出了具备经济模式的不间断电源装置[参照例如美国专利第7372177号说明书(专利文献1)]。据此，不间断电源装置在通常时执行从交流电源经由作为偏置电路的晶闸管开关向负载供给交流电的旁路供电。在旁路供电的执行中，在旁路通路检测到异常时，从旁路供电切换到从逆变器向负载供给交流电的逆变器供电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第7372177号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

上述的专利文献1记载的不间断电源装置中，在旁路供电的执行过程中，停止转换器及逆变器的运转。控制台若在旁路通路检测到异常，则使旁路开关即晶闸管开关截止，在延迟规定时间后，启动逆变器。因此，从旁路供电向逆变器供电切换时，存在发生向负载输出的电压瞬间降低的瞬时电压降(骤降)的问题。

将旁路开关与晶闸管开关及接触器组合构成时，为了使接触器的响应时间比晶闸管开关的响应时间长，使接触器与晶闸管开关相比较晚截止。因此，瞬时电压降的程度(骤降时间及电压降低率)变大，可能对负载造成大的影响。

因此，本发明的主要目的是提供，能够防止从经由旁路开关向负载供给交流电的经济模式的供电切换到逆变器供电时的瞬时电压降的发生的不间断电源装置。

解决技术问题所采用的技术手段

本发明所涉及的不间断电源装置，连接于交流电源及旁路交流电源和负载之间。不间断电源装置具备：从交流电源接受交流电的输入端子；从旁路交流电源接受交流电的旁路端子；向负载输出交流电的输出端子；将输入输入端子的交流电顺转换为直流电的转换器；将转换器输出的直流电或蓄电装置输出的直流电逆转换为交流电，向输出端子输出的逆变器；控制转换器及逆变器中的功率转换的功率转换控制部；一个端子与输出端子连接的旁路开关；连接于旁路端子和旁路开关的另一个端子之间的第1开关；连接于位于输入端子及转换器的交流侧端子之间的第1节点和旁路开关的另一个端子之间的第2开关；连接于输入端子及第1节点之间的第3开关；以及控制旁路开关和第1到第3开关的导通截止的切换控制部。不间断电源装置具有从逆变器向负载供给交流电的第1动作模式和从交流电源或旁路交流电源经由旁路开关向负载供给交流电的第2动作模式。不间断电源装置构成为在选择第2动作模式的情况下，在来自交流电源或旁路交流电源的交流电的供给停止的停电发生时，转移到第1动作模式。切换控制部在选择第2动作模式的情况下，在从交流电源或旁路交流电源正常供给交流电的通常时，使旁路开关、第2开关以及第1及第3开关之一导通，另一方面，在停电时使旁路开关截止。功率转换控制部通过切换控制部使旁路开关截止时，使转换器执行逆转换，将蓄电装置输出的直流电转换为交流电，向第1节点输出，并且使逆变器执行逆转换，将蓄电装置输出的直流电转换为交流电，向输出端子输出，且控制转换器及逆变器中的逆转换，使向第1节点及输出端子分别输出的交流电压的相位及大小相等。

优选为，旁路开关包含一个端子与输出端子连接，另一个端子与第1及第2开关连接的接触器。

优选为，第2动作模式中，切换控制部通过使旁路开关和第2及第3开关导通且使第1开关截止，向负载供给从交流电源供给的交流电。

优选为，功率转换控制部通过切换控制部使旁路开关截止时，控制转换器中的逆转换，使向转换器的交流侧端子输出的交流电压与从停电前的交流电源供给的交流电压同步。功率转换控制部还控制逆变器中的逆转换，使向输出端子输出的交流电压与从停电前的交流电源供给的交流电压同步。

优选为，功率转换控制部构成为生成用于控制逆变器的栅极信号，使向输出端子输出的交流电压与从交流电源供给的交流电压同步。第2动作模式中，功率转换控制部在通常时，通过停止栅极信号的输出，将逆变器设为逆转换的待机状态，另一方面，通过切换控制部使旁路开关截止时，向逆变器输出栅极信号。

优选为，不间断电源装置构成为，在转移到第1动作模式后，发生来自交流电源的交流电的供给重开的恢复供电时，返回第2动作模式。功率转换控制部响应检测到交流电源的恢复供电的情形，使转换器执行顺转换，并且控制逆变器中的逆转换，使向输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的交流电源供给的交流电压同步。切换控制部在向输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的交流电源供给的交流电压同步时，使旁路开关导通。

优选为，第2动作模式中，切换控制部通过使旁路开关和第1及第2开关导通且使第3开关截止，向负载供给从旁路交流电源供给的交流电。

优选为，功率转换控制部通过切换控制部使旁路开关截止时，控制转换器中的逆转换，使向转换器的交流侧端子输出的交流电压与从停电前的旁路交流电源供给的交流电压同步。功率转换控制部还控制逆变器中的逆转换，使向输出端子输出的交流电压与从停电前的旁路交流电源供给的交流电压同步。

优选为，功率转换控制部构成为生成用于控制逆变器的栅极信号，使向输出端子输出的交流电压与从旁路交流电源供给的交流电压同步。第2动作模式中，功率转换控制部在通常时，通过停止栅极信号的输出，将逆变器设为逆转换的待机状态，另一方面，通过切换控制部使旁路开关截止时，向逆变器输出栅极信号。

优选为，不间断电源装置构成为，在转移到第1动作模式后，发生来自旁路交流电源的交流电的供给重开的恢复供电时，返回第2动作模式。功率转换控制部响应检测到旁路交流电源的恢复供电的情形，使转换器执行顺转换，并且控制逆变器中的逆转换，使向输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的旁路交流电源供给的交流电压同步。切换控制部在向输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的旁路交流电源供给的交流电压同步时，使旁路开关导通。

优选为，不间断电源装置还具备：一个端子与输入端子连接，另一个端子与转换器的交流侧端子连接的电抗器。第1节点位于电抗器的另一个端子和转换器的交流侧端子之间。

优选为，不间断电源装置，还具备：一个端子与输入端子连接，另一个端子与转换器的交流侧端子连接的电抗器。第1节点位于输入端子和电抗器的一个端子之间。

优选为，不间断电源装置还具备：连接于交流电源和输入端子之间的第1变压器；以及连接于旁路交流电源和旁路端子之间的第2变压器。

发明效果

根据本发明，具有经由旁路开关向负载供给交流电的经济模式的不间断电源装置中，能够防止从经济模式的供电切换到逆变器供电时的瞬时电压降低的发生。从而，能够确保到负载的供电稳定性的同时，提高不间断电源装置的运转效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的不间断电源装置的整体结构图。

图2是用于说明经济模式的执行中的电力的流向的图。

图3是用于说明经济模式的执行中检测到交流电源的停电时的电力的流向的图。

图4是表示用于从本发明的实施方式1所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电切换到逆变器供电的控制结构的功能方框图。

图5是用于说明逆变器供电的执行中的电力的流向的图。

图6是用于说明逆变器供电的执行中检测到交流电源的恢复供电时的电力的流向的图。

图7是表示本实施方式1所涉及的不间断电源装置的其他构成例的整体结构图。

图8是本发明的实施方式2所涉及的不间断电源装置的整体结构图。

图9是表示用于从本发明的实施方式2所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电切换到逆变器供电的控制结构的功能方框图。

图10是表示本实施方式2所涉及的不间断电源装置的其他构成例的整体结构图。

图11是本发明的实施方式3所涉及的不间断电源装置的整体结构图。

图12是表示用于从本发明的实施方式3所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电切换到逆变器供电的控制结构的功能方框图。

图13是表示本实施方式3所涉及的不间断电源装置的其他构成例的整体结构图。

图14是本发明的实施方式4所涉及的不间断电源装置的整体结构图。

图15是表示用于从本发明的实施方式4所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电切换到逆变器供电的控制结构的功能方框图。

具体实施方式

以下，参照图面详细说明本发明的实施方式。另外，同一或相当部分附上同一参照符号，不重复其说明。

[实施方式1]

图1是本发明的实施方式1所涉及的不间断电源装置的全体结构图。参照图1，本发明的实施方式1所涉及的不间断电源装置与交流电源50、旁路交流电源51及负载52连接。

交流电源50及旁路交流电源51是向不间断电源装置供给交流电的交流电源。这些交流电源各自由例如商用交流电源或者自用发电机等构成。图1及以后说明的图中，作为交流电源的一例，说明了三相三线式。为了简化图面及说明，图1中，仅仅代表地表示了一相电路。但是，交流电源的种类不限于三相三线式，例如也可以是三相四线式的电源，也可以是单相三线式的电源。

不间断电源装置具备框体1、收纳在框体1内部的主体部、与主体部电气连接的蓄电池53、设于框体1的旁路端子T1、输入端子T2、蓄电池端子T3及输出端子T4。

旁路端子T1接受来自旁路交流电源51的交流电。输入端子T2接受来自交流电源50的交流电。蓄电池端子T3与蓄电池53的正极连接。蓄电池53收纳在不同于框体1的其他框体。输出端子T4与负载52连接。

不间断电源装置具备电磁接触器(接触器)2、7、12、14、15、16、保险丝3、6、电抗器4、10、转换器(顺转换器)5、电解电容8、逆变器(逆转换器)9、电容11、晶闸管开关13、切换控制部17、经济模式设定部18、功率转换控制部19、电压检测电路20、变流器32、36，作为主体部。其中，接触器2、保险丝3、电抗器4、转换器5、逆变器9、电抗器10及接触器12在输入端子T2和输出端子T4之间串联。

接触器2连接到输入端子T2和转换器5之间的通电通路。接触器2在从交流电源50正常供给三相交流电的通常时闭合(导通)，在例如不间断电源装置的保养时断开(截止)。保险丝3为了防止过电流从交流电源50流入而插入输入端子T2和转换器5之间的通电通路。电抗器4设置为使来自交流电源50的交流电通过并防止由转换器5发生的开关频率的信号传送到交流电源50。

转换器5及逆变器9由半导体开关元件构成。作为半导体开关元件，采用例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)。另外，作为半导体开关元件的控制方式，能够运用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制。

转换器5在通常时将交流电源50供给的三相交流电转换(顺转换)为直流电。由转换器5生成的直流电供给逆变器9及蓄电池53。另一方面，在来自交流电源50的三相交流电的供给停止的停电时，转换器5的运转停止。但是，在后述经济模式的执行过程中，转换器5在停电时，将蓄电池53的直流电转换(逆转换)为商用频率的三相交流电。即，转换器5构成为能够双向功率转换。经济模式时的转换器5的功率转换将后述。

电解电容8与转换器5的输出端子连接，使转换器5的输出电压平滑化。逆变器9在通常时将电解电容8平滑化的直流电转换为商用频率的三相交流电。另一方面，停电时，逆变器9将蓄电池53的直流电转换为商用频率的三相交流电。转换器5及逆变器9中的功率转换由功率转换控制部19控制。

电抗器10及电容11构成用于除去从逆变器9输出的交流电所包含的开关频率的分量的滤波器。

接触器12在从逆变器9向负载52供给交流电的逆变器供电时导通。另一方面，从旁路交流电源51经由晶闸管开关13及接触器14向负载52供给交流电的旁路供电时，接触器12截止。

晶闸管开关13及接触器14在旁路端子T1和输出端子T4之间并联。晶闸管开关13在来自切换控制部17的控制信号φD为H(逻辑高)电平时导通，控制信号φD为L(逻辑低)电平时截止。晶闸管开关13响应控制信号φD，从逆变器供电转移到旁路供电时仅仅导通规定时间。接触器14在来自切换控制部17的控制信号φC为H电平时导通，控制信号φC为L电平时截止。接触器14响应控制信号φC，在逆变器供电时截止，旁路供电时导通。

晶闸管开关13及接触器14构成旁路开关。旁路开关的一个端子与输出端子T4连接。接触器15连接于旁路端子T1和旁路开关的另一个端子之间。接触器15在来自切换控制部17的控制信号φA为H电平时导通，控制信号φA为L电平时截止。

接触器16连接于位于输入端子T2和转换器5的交流侧端子之间的节点N1(第1节点)和旁路开关的另一个端子之间。接触器16在来自切换控制部17的控制信号φB为H电平时导通，控制信号φB为L电平时截止。

蓄电池53是用于停电时向逆变器9供给直流电的蓄电装置。蓄电池53在通常时积蓄由转换器5生成的直流电。保险丝6及接触器7在转换器5的直流侧端子和蓄电池端子T3之间串联。接触器7在通常时导通，在例如不间断电源装置及蓄电池53的保养时截止。保险丝6防止过电流流入转换器5及蓄电池53。

本发明的实施方式1所涉及的不间断电源装置具有经济模式，作为运转模式。经济模式是指从交流电源50正常供给三相交流电的通常时，重视不间断电源装置的高运转效率的运转模式。图2是用于说明经济模式执行中的电力的流向的图。

一般来说，不间断电源装置构成为在通常时将从交流电源50供给的三相交流电用转换器5转换为直流电，将该直流电由逆变器9转换为三相交流电并供给负载52。但是，上述的构成中，对负载的供电稳定性较佳，另一方面，在转换器5及逆变器9的各自中发生伴随功率转换的功耗，因此存在不间断电源装置难以高效率化的问题。

经济模式中，如图2中实线箭头所示，将交流电源50供给的三相交流电经由旁路开关供给负载52。即，不通过转换器5及逆变器9，向负载52供给三相交流电。从而，转换器5及逆变器9中的功耗的发生被抑制，因此能够提高不间断电源装置的运转效率。另外，在经济模式执行中，根据需要，也能够通过使转换器5运转而预先在蓄电池53积蓄直流电，如图2中虚线箭头所示。

再次参照图1，经济模式设定部18从上位的控制部(未图示)接受请求经济模式的执行的经济模式运转指令。对于经济模式的请求，例如，也可以在框体1的外部预先设置用于请求经济模式的开关，由使用者操作该开关使其导通时，激活经济模式运转指令。或，也可以不设置开关等，而按照预定的时间表等，自动地激活经济模式运转指令。

经济模式设定部18接受经济模式运转指令后，将不间断电源装置的运转模式设定成经济模式。经济模式设定部18生成表示运转模式设定成经济模式的经济模式设定信号φ18，将生成的经济模式设定信号φ18向切换控制部17及功率转换控制部19输出。

切换控制部17从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，将运转模式从将来自交流电源50的三相交流电经由转换器5及逆变器9供给负载52的通常模式切换到经济模式。具体地说，切换控制部17接受经济模式设定信号φ18后，控制接触器14、15、16及晶闸管开关13，使交流电源50和负载52之间形成图2所示电力通路。切换控制部17将控制信号φB、φC、φD设为H电平，使接触器16、14及晶闸管开关13导通。

晶闸管开关13的响应时间极短，将控制信号φC设为H电平后，晶闸管开关13瞬时导通。另一方面，接触器14的响应时间比晶闸管开关13的响应时间长，将控制信号φD设为H电平并经过规定的响应时间后实际导通。接触器14导通后，切换控制部17将控制信号φD设为L电平，使晶闸管开关13截止。从而，从交流电源50供给的三相交流电通过电抗器4后，经由节点N1及接触器14传导到输出端子T4为止。

功率转换控制部19从经济模式设定部18接受经济模式设定信号后，为了在蓄电池53积蓄直流电，使转换器5运转。具体地说，功率转换控制部19根据蓄电池53的剩余容量，控制转换器5中的顺转换，使蓄电池53成为规定的满充电状态。

功率转换控制部19在经济模式的执行过程中，还生成用于使构成逆变器9的半导体开关元件导通截止的栅极信号。功率转换控制部19生成栅极信号，使与从交流电源50供给的三相交流电压同步的三相交流电压从逆变器9输出。但是，功率转换控制部19在经济模式的执行中，不向逆变器9内部的栅极驱动电路输出生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行过程中不运转，成为待机状态(栅极信号输入等待状态)，直到从功率转换控制部19输入栅极信号为止。

电压检测电路20检测从交流电源50供给的三相交流电压的瞬时值，将表示检测值的信号提供给切换控制部17。变流器32检测供给转换器5的交流电流，将表示检测值的信号提供给功率转换控制部19。变流器36检测从逆变器9供给输出端子T4的交流电流，将表示检测值的信号提供给功率转换控制部19。

切换控制部17在经济模式的执行中，根据电压检测电路20的输出信号，检测交流电源50的停电。例如切换控制部17在由电压检测电路20检测的三相交流电压的实效值低于规定的阈值时检测到交流电源50的停电。切换控制部17检测到交流电源50的停电后，生成用于启动待机状态的逆变器9的启动指令φ9。切换控制部17将生成的启动指令φ9向功率转换控制部19输出。响应该启动指令φ9，逆变器9启动，从而，不间断电源装置从经济模式的供电切换到逆变器供电。

这里，为了从经济模式的供电切换到逆变器供电，必须使接触器14截止。接触器14是机械式断路器，在通过切断通电而使主接点断开时截止。因此，切换控制部17将控制信号φC设为L电平后，在交流的每半个周期访问的电流值成为零的时刻，接触器14实际截止。这样，由于接触器14的关断花费时间，因此，检测到交流电源50的电压降低后，难以立即切换到逆变器供电。其结果，从经济模式的供电切换到逆变器供电时，存在发生由输出端子T4输出的电压瞬间降低的瞬时电压降低(骤降)的问题。

因而，本实施方式中，从经济模式的供电向逆变器供电切换时，通过控制转换器5及逆变器9中的功率转换，能够使接触器14短时间截止。从而，防止瞬时电压降低的发生。

图3是用于说明经济模式的执行中检测到交流电源50的停电时的电力的流向的图。参照图3，在经济模式的执行中，响应来自切换控制部17的控制信号，接触器16、14导通。

切换控制部17(图1)在经济模式的执行中检测到交流电源50的停电后，生成用于使转换器5进行逆转换的逆转换指令φ5。切换控制部17将生成的逆转换指令φ5向功率转换控制部19(图1)输出。转换器5接受逆转换指令φ5后，从迄今为止的顺转换切换为逆转换。具体地说，转换器5如图3中单点划线箭头所示，将蓄电池53积蓄的直流电转换为商用频率的三相交流电。向转换器5的交流侧端子输出的三相交流电经由接触器16传递到接触器14为止。

此时，功率转换控制部19控制转换器5中的逆转换，使向转换器5的交流侧的节点N1输出的三相交流电压与停电发生前从交流电源50供给的三相交流电压同步。

切换控制部17向转换器5提供逆转换指令φ5的同时，如上所述，向待机状态的逆变器9提供启动指令φ9。接受该启动指令φ9，逆变器9启动后，功率转换控制部19将经济模式的执行中生成的栅极信号向逆变器9内部的栅极驱动电路输出。构成逆变器9的半导体开关元件分别按照栅极信号而导通截止。从而，逆变器9如图3中实线箭头所示，将蓄电池53的直流电转换为商用频率的三相交流电。从逆变器9输出的三相交流电供给输出端子T4。

这里，接触器14在一次侧与转换器5的交流侧端子连接，且在二次侧与逆变器9的交流侧端子连接。响应来自切换控制部17的逆转换指令φ5，转换器5执行逆转换，从而，与来自停电发生前的交流电源50的三相交流电压同步的三相交流电压提供给接触器14的一次侧。另一方面，响应来自切换控制部17的启动指令φ9，逆变器9执行逆转换，从而，与来自停电发生前的交流电源50的三相交流电压同步的三相交流电压提供给接触器14的二次侧。通过使一次侧的三相交流电压和二次侧的三相交流电压的相位及大小相等，接触器14实质地成为通电被切断的状态。从而，将控制信号φD设为L电平后，接触器4瞬时使主接点开路而截止。

这样，通过切断对接触器14的通电，将控制信号φC设为L电平后不用等待规定的响应时间，接触器14瞬时截止。从而，在接触器14关断期间，能够使输出端子T4维持从逆变器9输出的三相交流电压。从而，从经济模式的供电向逆变器供电切换时，能够防止向输出端子T4输出的电压瞬间地降低。

另外，接触器14截止后，功率转换控制部19在从转换器5输出的交流电流迎来零点的时刻停止转换器5的运转。

图4是表示用于从本发明的实施方式1所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电切换到逆变器供电的控制结构的功能方框图。

参照图4，功率转换控制部19包含转换器控制电路30、逆变器控制电路34、电压检测电路31、33、35以及正弦波发生电路38。

电压检测电路31检测提供给节点N1的三相交流电压的瞬时值，将检测值提供给转换器控制电路30。电压检测电路33检测电解电容8的端子间电压，将检测值提供给转换器控制电路30。转换器控制电路30从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，根据变流器32及电压检测电路33的输出信号，控制转换器5中的顺转换，使规定的直流电压供给蓄电池53。

电压检测电路35检测从逆变器9输出的三相交流电压的瞬时值，将检测值提供给逆变器控制电路34。正弦波发生电路38根据电压检测电路20的输出信号，与从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号φ38。该规定振幅设定成例如使正弦波信号的实效值成为交流电源50的额定电压的90％。另外，交流电源50的额定电压的90％相当于停电时不间断电源装置应该补偿的补偿电压。正弦波发生电路38将生成的正弦波信号φ38提供给逆变器控制电路34。

逆变器控制电路34从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，根据变流器36及电压检测电路35的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制逆变器9中的逆转换。具体地说，逆变器控制电路34根据电压检测电路35的输出信号和由正弦波发生电路38生成的正弦波信号φ38的偏差，生成电流指令值。逆变器控制电路34进一步求出生成的电流指令值和变流器36的输出信号的偏差后，生成电压指令值，使该偏差消失。逆变器控制电路34根据生成的电压指令值，对逆变器9进行PWM控制。此时，逆变器控制电路34控制逆变器9，使由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压同步。

逆变器控制电路34在经济模式的执行中，通过上述的PWM控制，生成用于使构成逆变器9的半导体开关元件导通截止的栅极信号。但是，逆变器控制电路34不向逆变器9内部的栅极驱动电路输出生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行中不运转，成为逆转换的待机状态(栅极信号输入等待状态)。这样，在经济模式的执行中，转换器5将来自交流电源50的三相交流电转换为直流电，供给蓄电池53。另一方面，逆变器9成为待机状态。

在经济模式的执行中，切换控制部17根据电压检测电路20的输出信号，判定交流电源50是否停电。切换控制部17在由电压检测电路20检测的三相交流电压的实效值低于规定的阈值时检测到交流电源50的停电。检测到交流电源50的停电时，切换控制部17向转换器控制电路30提供逆转换指令φ5。切换控制部17还对逆变器控制电路34提供启动指令φ9。

转换器控制电路30从切换控制部17接受逆转换指令φ5后，根据变流器32及电压检测电路31的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制转换器5中的逆转换。具体地说，正弦波发生电路38在检测到交流电源50的停电后，与停电发生前从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号。规定振幅设定成例如使正弦波信号的实效值成为交流电源50的额定电压的90％(补偿电压)。转换器控制电路30根据电压检测电路31的输出信号和由正弦波发生电路38生成的正弦波信号φ38的偏差，生成电流指令值。转换器控制电路30进一步求出生成的电流指令值和变流器32的输出信号的偏差后，生成电压指令值，使该偏差消失。转换器控制电路30根据生成的电压指令值，对转换器5进行PWM控制。此时，转换器控制电路30控制转换器5，使由电压检测电路31检测的三相交流电压与来自停电发生前的交流电源50的三相交流电压同步。

转换器控制电路30通过PWM控制生成用于使构成转换器5的半导体开关元件导通截止的栅极信号，将生成的栅极信号向转换器5内部的栅极驱动电路输出。从而，转换器5将蓄电池53积蓄的直流电转换为商用频率的三相交流电。与停电发生前从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率向节点N1供给规定振幅的三相交流电压。向节点N1供给的三相交流电经由接触器16传递到接触器14为止。

逆变器控制电路34从切换控制部17接受启动指令φ9后，在经济模式的执行中，向逆变器9输出由PWM控制生成的栅极信号。从而，逆变器9将蓄电池53积蓄的直流电转换为商用频率的三相交流电。逆变器9与停电发生前从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率输出规定振幅的三相交流电压。从逆变器9输出的三相交流电压供给输出端子T4。

切换控制部17将控制信号φC设为L电平，使接触器14截止。与来自停电发生前的交流电源50的三相交流电压同步，经由节点N1向接触器14的一次侧用商用频率提供规定振幅的三相交流电压。另一方面，与来自停电发生前的交流电源50的三相交流电压同步，经由输出端子T4向接触器14的二次侧用商用频率提供规定振幅的三相交流电压。通过使一次侧的电压和二次侧的电压成为相等，接触器14成为通电切断的状态。从而，将控制信号φC设为L电平后，不必等待交流的每半个周期访问的电流值成为零的时刻，接触器14瞬时截止。从而，在接触器14关断期间，能够将输出端子T4维持在从逆变器9输出的三相交流电压。从而，从经济模式的供电向逆变器供电切换时，能够防止发生瞬时电压降低。另外，转换器控制电路30在接触器14关断后从转换器5输出的交流电流迎来零点的时刻，停止转换器5的运转。

图5是用于说明逆变器供电的执行中的电力的流向的图。参照图5，在逆变器供电的执行中，响应来自切换控制部17的控制信号，接触器16导通，接触器15、14及晶闸管开关13截止。逆变器9如图5中实线箭头所示，将蓄电池53的直流电转换为商用频率的三相交流电。逆变器控制电路34(图4)在蓄电池53的剩余容量达到预定下限值时停止逆变器9的运转。从而，不间断电源装置结束逆变器供电。

而且，本实施方式1所涉及的不间断电源装置还在逆变器供电的执行中，在来自交流电源50的三相交流电的供给重开时，即恢复供电时，能够从逆变器供电自动地返回经济模式的供电。图6是用于说明逆变器供电的执行中检测到交流电源50的恢复供电时的电力的流向的图。参照图6，切换控制部17(图4)在逆变器供电的执行中，根据电压检测电路20(图4)的输出信号，检测交流电源50的恢复供电。例如，由电压检测电路20检测的三相交流电压的实效值成为规定的阈值以上时，切换控制部17检测到交流电源50的恢复供电。

切换控制部17检测到交流电源50的恢复供电后，生成用于启动转换器5的启动指令。切换控制部17将生成的启动指令向转换器控制电路30(图4)输出。响应启动指令，转换器5启动后，转换器控制电路30生成用于控制转换器5中的顺转换的的栅极信号，向转换器5输出。从而，转换器5如图6中虚线箭头所示，将恢复供电后的交流电源50供给的三相交流电转换为直流电。由转换器5生成的直流电供给逆变器9及蓄电池53。

正弦波发生电路38(图4)根据电压检测电路20的输出信号，与恢复供电后的交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号φ38。正弦波发生电路38将生成的正弦波信号φ38提供给逆变器控制电路34(图4)。

逆变器控制电路34根据变流器36及电压检测电路35的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制逆变器9中的逆转换。此时，逆变器控制电路34控制逆变器9，使由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自恢复供电后的交流电源50的三相交流电压同步。

这里，停电前从交流电源50供给的三相交流电压和恢复供电后从交流电源50供给的三相交流电压之间发生相位差时，如上所述，通过控制逆变器9使由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压同步，恢复供电后从逆变器9输出的三相交流电压存在急剧变化的可能性。在这样的情况下，经由输出端子T4供给负载52的三相交流电压变得不稳定，因此，存在影响负载52的运转的危险。因此，逆变器控制电路34在恢复供电后，使逆变器9输出的三相交流电压逐渐与来自交流电源50的三相交流电压同步。具体地说，逆变器控制电路34将控制周期间的电压指令值的变化量限制在预定上限值以下。该上限值例如通过实验等调节为不影响负载52的运转。

逆变器控制电路34检测由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压是否同步，将表示检测结果的同步检测信号φ34提供给切换控制部17。由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压同步时，同步检测信号φ34设为激活电平的H电平。另一方面，由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压不同步时，同步检测信号φ34设为非激活电平的L电平。

切换控制部17在同步检测信号φ34激活为H电平后，将控制信号φD设为H电平，使晶闸管开关13导通。接着，切换控制部17将控制信号φC设为H电平，使接触器14导通。将控制信号φC设为H电平并经过规定的响应时间后，接触器14实际导通。然后，切换控制部17将控制信号φD设为L电平，使晶闸管开关13截止。

而且，逆变器控制电路34通过停止栅极信号输出到逆变器9内部的栅极驱动电路，使逆变器9的运转停止。从而，从交流电源50经由接触器14向负载52供给三相交流电。

这样，交流电源50恢复供电后，逆变器控制电路34控制逆变器9，使逆变器9输出的三相交流电压和从恢复供电后的交流电源50供给的三相交流电压同步。从逆变器9输出的三相交流电压和从交流电源50供给的三相交流电压同步时，切换控制部17通过使晶闸管开关13及接触器14导通，从逆变器供电切换到经济模式的供电。从而，从逆变器供电返回经济模式的供电时，能够防止供给负载52的三相交流电压变动。

不间断电源装置的运转模式返回经济模式后，逆变器控制电路34继续通过PWM控制，生成用于使构成逆变器9的半导体开关元件导通截止的栅极信号。但是，逆变器控制电路34不向逆变器9输出生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行中不运转，成为逆转换的待机状态。

以上，根据本发明的实施方式1所涉及的不间断电源装置，能够防止从经济模式的供电切换到逆变器供电时发生瞬时电压降低。

另外，转移到逆变器供电后，交流电源恢复供电时，能够在防止瞬时电压降低的同时，自动地返回经济模式的供电。从而，能够在确保对负载的供电稳定性的同时，提高不间断电源装置的运转效率。

另外，上述的实施方式1中，逆变器供电与“第1动作模式”对应，经济模式与“第2动作模式”对应。另外，接触器15与“第1开关”对应，接触器16与“第2开关”对应，接触器2与“第3开关”对应。晶闸管开关13及接触器14构成“旁路开关”。

另外，上述的实施方式1中，例示了用于积蓄直流电的蓄电装置采用蓄电池53的构成，但是例如图7所示，也可以采用电气双层电容器54等的蓄电池以外的蓄电要素。

[实施方式2]

图8是本发明的实施方式2所涉及的不间断电源装置的整体结构图。图9是表示用于从本发明的实施方式2所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电向逆变器供电切换的控制结构的功能方框图。实施方式2所涉及的不间断电源装置与图1所示的实施方式1所涉及的不间断电源装置比较，接触器16的连接不同。实施方式2所涉及的不间断电源装置中进行逆变器供电的构成与图1同样，因此不重复详细说明。另外，对于不间断电源装置的控制结构，除了功率转换控制部19的控制结构外与图4同样，因此不重复详细的说明。

参照图8，接触器16的一个端子与旁路开关连接。接触器16的另一个端子与位于输入端子T2和接触器2之间的节点N2连接。

本实施方式2所涉及的不间断电源装置中，切换控制部17从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，将控制信号φC、φD设为H电平，使接触器16、14及晶闸管开关13导通。从而，从交流电源50供给的三相交流电经由节点N2、接触器16、晶闸管开关13及接触器14供给负载52。

根据本实施方式2，在经济模式的执行中，不经由电抗器4，向负载52供给三相交流电。从而，与实施方式1中的经济模式的供电比较，抑制了电抗器4中的功耗的发生，因此，能够进一步提高不间断电源装置的运转效率。另外，在经济模式的执行中，也可以根据需要，通过使转换器5运转，预先在蓄电池53积蓄直流电。

切换控制部17在经济模式的执行中，根据电压检测电路20的输出信号，检测交流电源50的停电。检测到交流电源50的停电后，切换控制部17与实施方式1的说明同样，通过使接触器14截止，从经济模式的供电切换到逆变器供电。

具体地说，参照图9，切换控制部17检测到交流电源50的停电后，向逆变器控制电路34提供启动指令φ9，并且向转换器控制电路30提供逆转换指令φ5。逆变器控制电路34接受启动指令φ9后，与实施方式1的说明同样，在经济模式的执行中，将由PWM控制生成的栅极信号向逆变器9输出。逆变器9与停电发生前从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率输出规定振幅的三相交流电压。规定振幅设定成使三相交流电压的实效值成为交流电源50的额定电压的90％。

转换器控制电路30接受逆转换指令φ5后，根据变流器32及电压检测电路20的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制转换器5中的逆转换。具体地说，对转换器5进行PWM控制，使电压检测电路20的输出信号和正弦波信号φ38的偏差消失。转换器控制电路30控制转换器5，使由电压检测电路20检测的三相交流电压与来自停电发生前的交流电源50的三相交流电压同步。从而，与停电发生前从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率将规定振幅的三相交流电压供给节点N2。向节点N2供给的三相交流电压经由接触器16传递到接触器14为止。

本实施方式2中，也与实施方式1同样，提供给接触器14的一次侧的电压和提供给接触器14的二次侧的电压相等。从而，切换控制部17将控制信号φC设为L电平后，接触器14瞬时截止。从而，从经济模式的供电向逆变器供电切换时，能够防止输出端子T4的输出电压瞬间地停止。

这里，本实施方式2中，将接触器16的一个端子与输入端子T2和接触器2之间的节点N2连接。因此，通过转换器5中的逆转换供给节点N2的电压由从节点N2到节点N2上游侧的故障点为止的电气距离即阻抗与从节点N2到转换器5的交流侧端子为止的阻抗的比率来决定。例如，若转换器5的交流侧端子的电压设为V1，从节点N2到故障点为止的阻抗设为Z1，从节点N2到转换器5的交流侧端子为止的阻抗设为Z2，则故障点的电压成为0V时向节点N2供给的电压成为V1×Z1/(Z1+Z2)。从而，为了将与交流电源50的额定电压的90％相当的电压供给节点N2，转换器5必须输出交流电源50的额定电压的90％的(Z1+Z2)/Z1倍的电压。从而，阻抗Z1和阻抗Z2的比率Z1/Z2越小，转换器5要输出的电压越高。

为了使转换器5要输出的电压不超过转换器5的能力，如图10所示，通过在交流电源50和输入端子T2之间设置变压器61来增大阻抗Z1是有效的。图10是表示本实施方式2所涉及的不间断电源装置的其他构成例的整体结构图。参照图10，在不间断电源装置与交流电源50、旁路交流电源51及负载52之间设置输入输出板70。输入输出板70包含变压器61、63和断路器60、62、64、65、66、67。

断路器60及变压器61在交流电源50和输入端子T2之间串联。断路器60在从交流电源50正常供给交流电的通常时导通，在来自交流电源50的交流电的供给停止的停电时截止。变压器61使来自交流电源50的三相交流电压降压，提供给输入端子T2。

断路器64及变压器63在旁路交流电源51和旁路端子T1之间串联。断路器64在从旁路交流电源51正常供给交流电的通常时导通，在来自旁路交流电源51的交流电的供给停止的停电时截止。变压器63使来自旁路交流电源51的三相交流电压降压，提供给旁路端子T1。

断路器65及断路器66在输出端子T4及负载52之间串联。断路器65、66在通常时导通，在例如不间断电源装置的保养时截止。在断路器65和断路器66的连接点与旁路交流电源51之间配设电力线68。断路器67插入连接到电力线68。断路器67在不间断电源装置正常时截止，在不间断电源装置故障时导通。

通过采用这样的构成，从节点N2到故障点为止的阻抗Z1通过加上变压器61、断路器60及布线等具有的阻抗而增大。从而，阻抗Z1和阻抗Z2的比率Z1/Z2增大，因此能够降低转换器5要输出的电压。从而，在转换器5的能力的范围内，转换器5能够向节点N2输出电压。

[实施方式3]

上述的实施方式1及2所涉及的不间断电源装置中，说明了在经济模式中将来自交流电源50的三相交流电供给负载52的构成，但是也可以供给来自旁路交流电源51的三相交流电。本发明的实施方式3中，说明在经济模式中供给来自旁路交流电源51的三相交流电的构成。

图11是本发明的实施方式3所涉及的不间断电源装置的整体结构图。实施方式3所涉及的不间断电源装置在图1所示的实施方式1所涉及的不间断电源装置中，取代电压检测电路20而设置了电压检测电路21。实施方式3所涉及的不间断电源装置中进行逆变器供电的构成与图1同样，因此不重复详细的说明。

参照图11，接触器2连接到输入端子T2和转换器5之间的通电通路。接触器2在来自切换控制部17的控制信号φE为H电平时导通，控制信号φE为L电平时截止。

接触器16连接于位于接触器2与保险丝3之间的节点N3和旁路开关的一个端子之间。接触器16在来自切换控制部17的控制信号φB为H电平时导通，控制信号φB为L电平时截止。

切换控制部17从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，将运转模式从由交流电源50经由转换器5及逆变器9向负载52供给三相交流电的通常模式切换到从旁路交流电源51经由晶闸管开关13及接触器14向负载52供给三相交流电的经济模式。

具体地说，切换控制部17接受经济模式设定信号φ18后，控制接触器2、14、15、16及晶闸管开关13，使在旁路交流电源51和负载52之间形成电力通路。切换控制部17接受经济模式设定信号φ18后，将控制信号φA设为H电平，使接触器15导通。控制信号φA设为H电平并经过规定的响应时间后，接触器15实际导通。

接着切换控制部17将控制信号φD设为H电平，使晶闸管开关13导通，将控制信号φE设为L电平，使接触器2截止。将控制信号φD设为H电平后，晶闸管开关13瞬时导通。另一方面，将控制信号设为L电平并经过规定的响应时间后接触器2截止。接触器2截止后，交流电源50从不间断电源装置切离，从旁路交流电源51经由晶闸管开关13向负载52供给三相交流电。

接着，切换控制部17将控制信号φB、φC设为H电平，使接触器16、14分别导通。控制信号φB、φC设为H电平并经过规定的响应时间后接触器16、14导通。然后，切换控制部17将控制信号φD设为L电平，使晶闸管开关13截止。从而，从旁路交流电源51经由接触器14向负载52供给三相交流电。另外，节点N3经由接触器16与接触器14的一个端子连接。

功率转换控制部19从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，为了在蓄电池53积蓄直流电，使转换器5运转。具体地说，功率转换控制部19根据蓄电池53的剩余容量控制转换器5中的顺转换，使蓄电池53成为规定的满充电状态。

功率转换控制部19还在经济模式的执行中，生成用于使构成逆变器9的半导体开关元件导通截止的栅极信号。功率转换控制部19生成栅极信号，使与从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步的三相交流电压从逆变器9输出。但是，功率转换控制部19在经济模式的执行中，不向逆变器9内部的栅极驱动电路输出生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行中不运转，成为待机状态(栅极信号输入等待状态)，直到从功率转换控制部19输入栅极信号为止。

电压检测电路21检测从旁路交流电源51供给的三相交流电压的瞬时值，将表示检测值的信号提供给切换控制部17。切换控制部17在经济模式的执行中，根据电压检测电路21的输出信号，检测旁路交流电源51的停电。例如，在由电压检测电路21检测的三相交流电压的实效值低于规定的阈值时，切换控制部17检测到旁路交流电源51的停电。切换控制部17在检测到旁路交流电源51的停电后，生成用于启动待机状态的逆变器9的启动指令φ9。切换控制部17将生成的启动指令φ9向功率转换控制部19输出。响应该启动指令φ9，逆变器9启动，从而，不间断电源装置从经济模式的供电切换到逆变器供电。

图12是表示用于从本发明的实施方式3所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电切换逆变器供电的控制结构的功能方框图。参照图12，功率转换控制部19包含转换器控制电路30、逆变器控制电路34、电压检测电路31、33、35以及正弦波发生电路38。

电压检测电路31检测提供给节点N3的三相交流电压的瞬时值，将检测值提供给转换器控制电路30。电压检测电路33检测电解电容8的端子间电压，将检测值提供给转换器控制电路30。转换器控制电路30从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，根据变流器32及电压检测电路33的输出信号，控制转换器5中的顺转换，使规定的直流电压供给蓄电池53。

电压检测电路35检测从逆变器9输出的三相交流电压的瞬时值，将检测值提供给逆变器控制电路34。正弦波发生电路38根据电压检测电路21的输出信号，与从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号φ38。该规定振幅设定成例如使正弦波信号的实效值成为交流电源50的额定电压的90％。正弦波发生电路38将生成的正弦波信号φ38提供给逆变器控制电路34。

逆变器控制电路34从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，根据变流器36及电压检测电路35的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制逆变器9中的逆转换。此时，逆变器控制电路34控制逆变器9，使由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自旁路交流电源51的三相交流电压同步。但是，逆变器控制电路34在经济模式的执行中，不向逆变器9内部的栅极驱动电路输出由PWM控制生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行中不运转，成为待机状态。这样，在经济模式的执行中，转换器5将来自旁路交流电源51的三相交流电转换为直流电，供给蓄电池53。另一方面，逆变器9成为逆转换的待机状态。

在经济模式的执行中，切换控制部17根据电压检测电路21的输出信号，判定旁路交流电源51是否停电。检测到旁路交流电源51的停电时，切换控制部17向转换器控制电路30提供逆转换指令φ5。切换控制部17还向逆变器控制电路34提供启动指令φ9。

转换器控制电路30从切换控制部17接受逆转换指令φ5后，根据变流器32及电压检测电路31的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制转换器5中的逆转换。具体地说，正弦波发生电路38在检测到旁路交流电源51的停电后，与停电发生前从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号。规定振幅设定成例如使正弦波信号的实效值成为交流电源50的额定电压的90％。转换器控制电路30对转换器5进行PWM控制，使电压检测电路31的输出信号和由正弦波发生电路38生成的正弦波信号φ38的偏差消失。此时，转换器控制电路30控制转换器5，使由电压检测电路31检测的三相交流电压和来自停电发生前的旁路交流电源51的三相交流电压同步。

转换器5将蓄电池53积蓄的直流电转换为商用频率的三相交流电。与停电发生前旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率向节点N3供给规定振幅的三相交流电压。向节点N3供给的三相交流电经由接触器16传递到接触器14为止。

逆变器控制电路34从切换控制部17接受启动指令φ9后，在经济模式的执行中，向逆变器9输出由PWM控制生成的栅极信号。从而，逆变器9将蓄电池53积蓄的直流电转换为商用频率的三相交流电。逆变器9与停电发生前从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率输出规定振幅的三相交流电压。从逆变器9输出的三相交流电压供给输出端子T4。

切换控制部17将控制信号φC设为L电平，使接触器14截止。与来自停电发生前的旁路交流电源51的三相交流电压同步的三相交流电压经由节点N1提供给接触器14的一次侧。另一方面，与来自停电发生前的旁路交流电源51的三相交流电压同步的三相交流电压经由输出端子T4提供给接触器14的二次侧。通过使一次侧的电压和二次侧的电压成为相等，接触器14成为通电切断的状态。从而，将控制信号φC设为L电平后，不必等待交流的每半个周期访问的电流值成为零的时刻，接触器14瞬时截止。从而，在接触器14关断期间，能够将输出端子T4维持在从逆变器9输出的三相交流电压。从而，从经济模式的供电向逆变器供电切换时，能够防止输出端子T4的输出电压瞬间地降低。转换器控制电路30在接触器14截止后从转换器5输出的交流电流迎来零点的时刻，停止转换器5的运转。

本实施方式3所涉及的不间断电源装置还在转移到逆变器供电后来自旁路交流电源51的三相交流电的供给重开时即恢复供电时，能够从逆变器供电自动地返回经济模式的供电。

具体地说，在逆变器供电的执行中，切换控制部17根据电压检测电路21的输出信号，检测旁路交流电源51的恢复供电。例如，由电压检测电路21检测的三相交流电压的实效值在规定的阈值以上时，切换控制部17检测到旁路交流电源51的恢复供电。

切换控制部17检测到旁路交流电源51的恢复供电后，生成用于启动转换器5的启动指令。切换控制部17向转换器控制电路30输出生成的启动指令。响应启动指令，转换器5启动后，转换器控制电路30生成用于控制转换器5中的顺转换的栅极信号，向转换器5输出。从而，转换器5将恢复供电后的旁路交流电源51供给的三相交流电转换为直流电。

正弦波发生电路38根据电压检测电路21的输出信号，与从恢复供电后的旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号φ38。正弦波发生电路38将生成的正弦波信号φ38提供给逆变器控制电路34。

逆变器控制电路34根据变流器36及电压检测电路35的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制逆变器9中的逆转换。具体地说，逆变器控制电路34对逆变器9进行PWM控制，使电压检测电路35的输出信号和由正弦波发生电路38生成的正弦波信号φ38的偏差消失。此时，逆变器控制电路34控制逆变器9，使由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自旁路交流电源51的三相交流电压同步。另外，逆变器控制电路34在恢复供电后，使从逆变器9输出的三相交流电压逐渐与来自旁路交流电源51的三相交流电压同步。具体地说，逆变器控制电路34将控制周期间的电压指令值的变化量限制在预定上限值以下。该上限值例如通过实验等调节为不影响负载52的运转。

逆变器控制电路34检测由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压是否同步，将表示检测结果的同步检测信号φ34提供给切换控制部17。由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压同步时，同步检测信号φ34设为激活电平的H电平。另一方面，由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压不同步时，同步检测信号φ34设为非激活电平的L电平。

切换控制部17在同步检测信号φ34激活为H电平后，将控制信号φD设为H电平，使晶闸管开关13导通。接着，切换控制部17将控制信号φC设为H电平，使接触器14导通。将控制信号φC设为H电平并经过规定的响应时间后，接触器14实际导通。然后，切换控制部17将控制信号φD设为L电平，使晶闸管开关13截止。

逆变器控制电路34还通过停止栅极信号输出到逆变器9内部的栅极驱动电路，使逆变器9的运转停止。从而，从旁路交流电源51经由接触器14向负载52供给三相交流电。

这样，旁路交流电源51恢复供电后，逆变器控制电路34控制逆变器9，使从逆变器9输出的三相交流电压和从恢复供电后的旁路交流电源51供给的三相交流电压同步。在从逆变器9输出的三相交流电压和从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步时，切换控制部17通过使晶闸管开关13及接触器14导通，从逆变器供电切换到经济模式的供电。从而，从逆变器供电返回经济模式的供电时，能够防止向负载52供给的三相交流电压变动。

不间断电源装置的运转模式返回经济模式后，逆变器控制电路34继续通过PWM控制生成用于使构成逆变器9的半导体开关元件导通截止的栅极信号。但是，逆变器控制电路34不向逆变器9输出生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行中不运转，成为待机状态。

这里，本实施方式3中，通过转换器5中的逆转换供给节点N3的电压由从节点N3到故障点为止的阻抗和从节点N3到转换器5的交流侧端子为止的阻抗的比率决定。如上述的实施方式2的说明，从节点N3到故障点为止的阻抗设为Z1，从节点N3到转换器5的交流侧端子为止的阻抗设为Z2时，若这些阻抗的比率Z1/Z2小，则转换器5要输出的电压变高。

因而，本实施方式3中，如图13所示，也通过在旁路交流电源51和旁路端子T1之间设置变压器63，增大阻抗Z1。图13是表示本实施方式3所涉及的不间断电源装置的其他构成例的整体结构图。从而，从节点N3到故障点为止的阻抗Z1通过加上变压器63、断路器64及布线等具有的阻抗而增大，因此，阻抗Z1和阻抗Z2的比率Z1/Z2增大。从而，能够降低转换器5要输出的电压，因此，在转换器5的能力的范围内，转换器5能够向节点N2输出电压。

如上所述，根据本发明的实施方式3所涉及的不间断电源装置，从经济模式的供电向逆变器供电切换时，能够防止向输出端子T4输出的电压瞬间地降低。

另外，转移到逆变器供电后，旁路交流电源51恢复供电时，能够防止向输出端子T4输出的电压瞬间地降低，同时能够自动地返回经济模式的供电。从而，能够确保对负载52的稳定电力供给，同时提高不间断电源装置的运转效率。

[实施方式4]

上述的实施方式1及2所涉及的不间断电源装置中，说明了经济模式时向负载52供给来自交流电源50的交流电的构成。实施方式3所涉及的不间断电源装置中，说明了经济模式时向负载52供给来自旁路交流电源51的交流电的构成。本发明的实施方式4中，说明经济模式时选择交流电源50及旁路交流电源51之一并从选择的交流电源向负载52供给交流电的构成。

图14是本发明的实施方式4所涉及的不间断电源装置的整体结构图。实施方式4所涉及的不间断电源装置是在图1所示的实施方式1所涉及的不间断电源装置中，取代电压检测电路20而设置电压检测电路22及电源选择部23。实施方式4所涉及的不间断电源装置中进行逆变器供电的构成与图1同样，因此不重复详细说明。

参照图14，电源选择部23在经济模式时选择交流电源50及旁路交流电源51之一，将表示选择的交流电源的选择信号φ23向切换控制部17及电压检测电路22输出。选择交流电源的手法例如可以是在框体1设置接受选择交流电源的使用者的操作的开关，电源选择部23输出由该开关接受的交流电源。选择交流电源50时，选择信号φ23设为H电平，选择旁路交流电源51时，选择信号φ23设为L电平。

选择信号为H电平即选择了交流电源50时，电压检测电路22检测从交流电源50供给的三相交流电压的瞬时值，将表示检测值的信号提供给切换控制部17。另一方面，选择信号为L电平即选择了旁路交流电源51时，电压检测电路22检测从旁路交流电源51供给的三相交流电压的瞬时值，将表示检测值的信号提供给切换控制部17。

切换控制部17从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18，从电源选择部23接受选择信号φ23。切换控制部17接受经济模式设定信号φ18后，将运转模式从由交流电源50经由转换器5及逆变器9向负载52供给三相交流电的通常模式切换到经济模式。

此时，切换控制部17在选择信号φ23为H电平时，控制接触器14、15、16及晶闸管开关13，使在交流电源50和负载52之间形成电力通路。切换控制部17将控制信号φC、φD设为H电平，使接触器16、14及晶闸管开关13导通，将控制信号φA设为L电平，使接触器15截止。

相对地，选择信号为L电平时，切换控制部17控制接触器2、14、15、16及晶闸管开关13，使在旁路交流电源51和负载52之间形成电力通路。切换控制部17将控制信号φB、φC、φD设为H电平，使接触器15、16、14及晶闸管开关13导通，将控制信号φE设为L电平，使接触器2截止。

功率转换控制部19从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，为了在蓄电池53积蓄直流电，使转换器5运转。功率转换控制部19还在经济模式的执行中，生成用于使构成逆变器9的半导体开关元件导通截止的栅极信号。功率转换控制部19在选择信号φ23为H电平时，生成栅极信号，使与从交流电源50供给的三相交流电压同步的三相交流电压从逆变器9输出。另一方面，功率转换控制部19在选择信号φ23为L电平时，生成栅极信号，使与从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步的三相交流电压从逆变器9输出。但是，功率转换控制部19在经济模式的执行中，不向逆变器9内部的栅极驱动电路输出生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行中不运转，成为待机状态(栅极信号输入等待状态)，直到从功率转换控制部19输入栅极信号为止。

电压检测电路22在选择信号φ23为H电平时，检测从交流电源50供给的三相交流电压的瞬时值，将表示检测值的信号提供给切换控制部17。切换控制部17在经济模式的执行中，根据电压检测电路22的输出信号，检测交流电源50的停电。切换控制部17检测到交流电源50的停电后，生成启动指令φ9，向功率转换控制部19输出生成的启动指令φ9。

另一方面，电压检测电路22在选择信号φ23为L电平时，检测从旁路交流电源51供给的三相交流电压的瞬时值，将表示检测值的信号提供给切换控制部17。切换控制部17在经济模式的执行中，根据电压检测电路22的输出信号，检测旁路交流电源51的停电。切换控制部17检测到旁路交流电源51的停电后，生成启动指令φ9，将生成的启动指令φ9向功率转换控制部19输出。响应该启动指令φ9，逆变器9启动，从而不间断电源装置从经济模式的供电切换到逆变器供电。

图15是表示用于从本发明的实施方式4所涉及的不间断电源装置中的经济模式的供电向逆变器供电切换的控制结构的功能方框图。参照图15，功率转换控制部19包含转换器控制电路30、逆变器控制电路34、电压检测电路31、33、35以及正弦波发生电路38。

电压检测电路31检测提供给节点N3的三相交流电压的瞬时值，将检测值提供给转换器控制电路30。电压检测电路33检测电解电容8的端子间电压，将检测值提供给转换器控制电路30。转换器控制电路30从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，根据变流器32及电压检测电路33的输出信号，控制转换器5中的顺转换，使规定的直流电压供给蓄电池53。

电压检测电路35检测从逆变器9输出的三相交流电压的瞬时值，将检测值提供给逆变器控制电路34。正弦波发生电路38在选择信号φ23为H电平时，根据电压检测电路22的输出信号，与从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号φ38。规定振幅设定成例如使正弦波信号的实效值成为交流电源50的额定电压的90％。另一方面，正弦波发生电路38在选择信号φ23为L电平时，根据电压检测电路22的输出信号，与从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号φ38。规定振幅设定成例如使正弦波信号的实效值成为旁路交流电源51的额定电压的90％。正弦波发生电路38将生成的正弦波信号φ38提供给逆变器控制电路34。

逆变器控制电路34从经济模式设定部18接受经济模式设定信号φ18后，根据变流器36及电压检测电路35的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制逆变器9中的逆转换。此时，逆变器控制电路34在选择信号φ23为H电平时，控制逆变器9，使由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50的三相交流电压同步。另一方面，逆变器控制电路34在选择信号φ23为L电平时，控制逆变器9，使由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自旁路交流电源51的三相交流电压同步。但是，逆变器控制电路34在经济模式的执行中，不向逆变器9内部的栅极驱动电路输出生成的栅极信号。这样，在经济模式的执行中，转换器5将来自交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电转换为直流电，供给蓄电池53。另一方面，使逆变器9的运转停止。

在经济模式的执行中，切换控制部17在选择信号φ23为H电平时，根据电压检测电路22的输出信号，判定交流电源50是否停电。另一方面，选择信号为L电平时，切换控制部17根据电压检测电路22的输出信号，判定旁路交流电源51是否停电。检测到交流电源50或旁路交流电源51停电时，切换控制部17向转换器控制电路30提供逆转换指令φ5。切换控制部17还向逆变器控制电路34提供启动指令φ9。

转换器控制电路30从切换控制部17接受逆转换指令φ5后，根据变流器32及电压检测电路31的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制转换器5中的逆转换。具体地说，正弦波发生电路38在选择信号φ23为H电平时，检测到交流电源50的停电后，与停电发生前从交流电源50供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号。另一方面，正弦波发生电路38在选择信号φ23为L电平时，检测到旁路交流电源51的停电后，与停电发生前从旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号。转换器控制电路30对转换器5进行PWM控制，使电压检测电路31的输出信号和由正弦波发生电路38生成的正弦波信号φ38的偏差消失。转换器5将蓄电池53积蓄的直流电转换为商用频率的三相交流电。与停电发生前从交流电源50或旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率将规定振幅的三相交流电压供给节点N3。向节点N3供给的三相交流电经由接触器16传递到接触器14为止。

逆变器控制电路34从切换控制部17接受启动指令φ9后，在经济模式的执行中向逆变器9输出由PWM控制生成的栅极信号。从而，逆变器9将蓄电池53积蓄的直流电转换为商用频率的三相交流电。逆变器9与停电发生前从交流电源50或旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率输出规定振幅的三相交流电压。从逆变器9输出的三相交流电压供给输出端子T4。

切换控制部17将控制信号φC设为L电平，使接触器14截止。与来自停电发生前的交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电压同步的三相交流电压经由节点N1，提供给接触器14的一次侧。另一方面，与来自停电发生前的交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电压同步的三相交流电压经由输出端子T4，提供给接触器14的二次侧。通过使一次侧的电压和二次侧的电压相等，接触器14成为通电切断的状态。从而，将控制信号φC设为L电平后，不必等待交流的每半个周期访问的电流值成为零的时刻，接触器14瞬时截止。从而，在接触器14关断期间，能够将输出端子T4维持在从逆变器9输出的三相交流电压。从而，从经济模式的供电向逆变器供电切换时，能够防止输出端子T4的输出电压瞬间地降低。转换器控制电路30在接触器14截止后，在从转换器5输出的交流电流迎来零点的时刻使转换器5的运转停止。

本实施方式4所涉及的不间断电源装置还在逆变器供电的执行中，来自交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电的供给重开即恢复供电时，能够从逆变器供电自动地返回经济模式的供电。

具体地说，在逆变器供电的执行中，切换控制部17在选择信号φ23为H电平时，根据电压检测电路22的输出信号，检测交流电源50的恢复供电。另一方面，选择信号为L电平时，切换控制部17根据电压检测电路22的输出信号，检测旁路交流电源51的恢复供电。

切换控制部17检测到交流电源50或旁路交流电源51的恢复供电后，生成用于启动转换器5的启动指令。切换控制部17将生成的启动指令向转换器控制电路30输出。响应启动指令，转换器5启动后，转换器控制电路30生成用于控制转换器5中的顺转换的栅极信号，向转换器5输出。从而，转换器5将从恢复供电后的交流电源50或旁路交流电源51供给的三相交流电转换为直流电。

正弦波发生电路38根据电压检测电路22的输出信号，与从恢复供电后的交流电源50或旁路交流电源51供给的三相交流电压同步，用商用频率生成规定振幅的正弦波信号φ38。正弦波发生电路38将生成的正弦波信号φ38提供给逆变器控制电路34。

逆变器控制电路34根据变流器36及电压检测电路35的输出信号和来自正弦波发生电路38的正弦波信号φ38，控制逆变器9中的逆转换。逆变器控制电路34在恢复供电后，使从逆变器9输出的三相交流电压逐渐与来自交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电压同步。具体地说，逆变器控制电路34将控制周期间的电压指令值的变化量限制在预定上限值以下。该上限值例如通过实验等调节为不影响负载52的运转。

逆变器控制电路34检测由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电压是否同步，将表示检测结果的同步检测信号φ34提供给切换控制部17。由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电压同步时，同步检测信号设为激活电平的H电平。另一方面，由电压检测电路35检测的三相交流电压和来自交流电源50或旁路交流电源51的三相交流电压不同步时，同步检测信号设为非激活电平的L电平。

切换控制部17在同步检测信号φ34激活为H电平后，将控制信号φD设为H电平，使晶闸管开关13导通。接着切换控制部17将控制信号φC设为H电平，使接触器14导通。将控制信号φC设为H电平并经过规定的响应时间后接触器14实际导通。然后，切换控制部17将控制信号φD设为L电平，使晶闸管开关13截止。

逆变器控制电路34还通过停止栅极信号输出到逆变器9内部的栅极驱动电路，使逆变器9的运转停止。从而，从旁路交流电源51经由接触器14向负载52供给三相交流电。

这样，交流电源50或旁路交流电源51恢复供电后，逆变器控制电路34控制逆变器9，使从逆变器9输出的三相交流电压和从恢复供电后的交流电源50或旁路交流电源51供给的三相交流电压同步。从逆变器9输出的三相交流电压和从交流电源50或旁路交流电源51供给的三相交流电压同步时，切换控制部17通过使晶闸管开关13及接触器14导通，从逆变器供电切换到经济模式的供电。从而，从逆变器供电返回经济模式的供电时，能够防止供给负载52的三相交流电压变动。

不间断电源装置的运转模式返回经济模式后，逆变器控制电路34继续通过PWM控制生成使构成逆变器9的半导体开关元件导通截止的栅极信号。但是，逆变器控制电路34不向逆变器9输出生成的栅极信号。因此，逆变器9在经济模式的执行中不运转，成为待机状态。

应该理解为本次公开的实施方式全部只是例示而不是限制。本发明的范围不是上述的说明，而由权利要求的范围来描述，包含与权利要求的范围均等的意味及范围内的全部的变更。

标号说明

1框体，2，7，12，14，15，16接触器，3，6保险丝，4，10电抗器，5转换器，8电解电容，9逆变器，11电容，13晶闸管开关，17切换控制部，18经济模式设定部，19功率转换控制部，20，21，22，31，33，35电压检测电路，23电源选择部，30转换器控制电路，32，36变流器，34逆变器控制电路，50交流电源，51旁路交流电源，52负载，53蓄电池，54电气双层电容器，60，62，64，65，66，67断路器，61，63变压器，68电力线，70输入输出板。

Claims (13)

1.一种连接于交流电源及旁路交流电源和负载之间的不间断电源装置，其特征在于，具备：

从所述交流电源接受交流电的输入端子；

从所述旁路交流电源接受交流电的旁路端子；

向所述负载输出交流电的输出端子；

将输入所述输入端子的交流电顺转换为直流电的转换器；

将所述转换器输出的直流电或蓄电装置输出的直流电逆转换为交流电，并向所述输出端子输出的逆变器；

控制所述转换器及所述逆变器中的功率转换的功率转换控制部；

一个端子与所述输出端子连接的旁路开关；

连接于所述旁路端子和所述旁路开关的另一个端子之间的第1开关；

连接于位于所述输入端子及所述转换器的交流侧端子之间的第1节点和所述旁路开关的另一个端子之间的第2开关；

连接于所述输入端子及所述第1节点之间的第3开关；以及

控制所述旁路开关和所述第1到第3开关的导通截止的切换控制部，

所述不间断电源装置构成为具有从所述逆变器向所述负载供给交流电的第1动作模式和从所述交流电源或所述旁路交流电源经由所述旁路开关向所述负载供给交流电的第2动作模式，在选择所述第2动作模式的情况下，在来自所述交流电源或所述旁路交流电源的交流电的供给停止的停电发生时，转移到所述第1动作模式，

所述切换控制部在选择所述第2动作模式的情况下，在从所述交流电源正常供给交流电的通常时，使所述旁路开关、所述第2开关以及所述第3开关导通，或者，在从所述旁路交流电源正常供给交流电的通常时，使所述旁路开关、所述第2开关以及所述第1开关导通，另一方面，在停电时使所述旁路开关截止，

所述功率转换控制部通过所述切换控制部使所述旁路开关截止时，使所述转换器执行逆转换，将所述蓄电装置输出的直流电转换为交流电，向所述第1节点输出，并且使所述逆变器执行逆转换，将所述蓄电装置输出的直流电转换为交流电，向所述输出端子输出，且控制所述转换器及所述逆变器中的逆转换，使向所述第1节点及所述输出端子分别输出的交流电压的相位及大小相等。

2.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述旁路开关包含一个端子与所述输出端子连接，另一个端子与所述第1及第2开关连接的接触器。

3.如权利要求1或2所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述第2动作模式中，所述切换控制部通过使所述旁路开关和所述第2及第3开关导通且使所述第1开关截止，从而向所述负载供给从所述交流电源供给的交流电。

4.如权利要求3所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述功率转换控制部在检测到所述交流电源停电的情况下通过所述切换控制部使所述旁路开关截止时，控制所述转换器中的逆转换，使向所述转换器的交流侧端子输出的交流电压与从停电前的所述交流电源供给的交流电压同步，且控制所述逆变器中的逆转换，使向所述输出端子输出的交流电压与从停电前的所述交流电源供给的交流电压同步。

5.如权利要求4所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述第2动作模式中，所述功率转换控制部在从所述交流电源正常供给交流电的通常时，生成用于控制所述逆变器的栅极信号，所述栅极信号是当其被输出至所述逆变器时能够使得向所述输出端子输出的交流电压与从所述交流电源供给的交流电压同步的信号，但是，通过停止所述栅极信号的输出，将所述逆变器设为逆转换的待机状态，另一方面，在检测到所述交流电源停电的情况下通过所述切换控制部使所述旁路开关截止时，向所述逆变器输出所述栅极信号。

6.如权利要求3所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述不间断电源装置构成为，在转移到所述第1动作模式后，发生来自所述交流电源的交流电的供给重开的恢复供电时，返回所述第2动作模式，

所述功率转换控制部响应检测到所述交流电源的恢复供电的情形，使所述转换器执行顺转换，并且控制所述逆变器中的逆转换，使向所述输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的所述交流电源供给的交流电压同步，

所述切换控制部在向所述输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的所述交流电源供给的交流电压同步时，使所述旁路开关导通。

7.如权利要求1或2所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述第2动作模式中，所述切换控制部通过使所述旁路开关和所述第1及第2开关导通且使所述第3开关截止，从而向所述负载供给从所述旁路交流电源供给的交流电。

8.如权利要求7所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述功率转换控制部在检测到所述旁路交流电源停电的情况下通过所述切换控制部使所述旁路开关截止时，控制所述转换器中的逆转换，使向所述转换器的交流侧端子输出的交流电压与从停电前的所述旁路交流电源供给的交流电压同步，且控制所述逆变器中的逆转换，使向所述输出端子输出的交流电压与从停电前的所述旁路交流电源供给的交流电压同步。

9.如权利要求8所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述第2动作模式中，所述功率转换控制部在从所述旁路交流电源正常供给交流电的通常时，生成用于控制所述逆变器的栅极信号，所述栅极信号是当其被输出至所述逆变器时能够使得向所述输出端子输出的交流电压与从所述旁路交流电源供给的交流电压同步的信号，但是，通过停止所述栅极信号的输出，来将所述逆变器设为逆转换的待机状态，另一方面，在检测到所述旁路交流电源停电的情况下通过所述切换控制部使所述旁路开关截止时，向所述逆变器输出所述栅极信号。

10.如权利要求7所述的不间断电源装置，其特征在于，

所述不间断电源装置构成为，在转移到所述第1动作模式后，发生来自所述旁路交流电源的交流电的供给重开的恢复供电时，返回所述第2动作模式，

所述功率转换控制部响应检测到所述旁路交流电源的恢复供电的情形，使所述转换器执行顺转换，并且控制所述逆变器中的逆转换，使向所述输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的所述旁路交流电源供给的交流电压同步，

所述切换控制部在向所述输出端子输出的交流电压与从恢复供电后的所述旁路交流电源供给的交流电压同步时，使所述旁路开关导通。

11.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，还具备：

一个端子与所述输入端子连接，另一个端子与所述转换器的交流侧端子连接的电抗器，

所述第1节点位于所述电抗器的另一个端子和所述转换器的交流侧端子之间。

12.如权利要求1所述的不间断电源装置，其特征在于，还具备：

一个端子与所述输入端子连接，另一个端子与所述转换器的交流侧端子连接的电抗器，

所述第1节点位于所述输入端子和所述电抗器的一个端子之间。

13.如权利要求12所述的不间断电源装置，其特征在于，还具备：

连接于所述交流电源和所述输入端子之间的第1变压器；以及

连接于所述旁路交流电源和所述旁路端子之间的第2变压器。