CN108370174A - 不间断电源装置 - Google Patents

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Abstract

不间断电源装置的控制电路(6)在来自商用交流电源(51)的三相交流电压(Vi1～Vi3)变得异常的情况下，对第一～第三开关(1a～1c)赋予断开指令信号，并且使得从第一～第三电力转换器(2a～2c)分别输出第一～第三直流电流从而使第一～第三开关(1a～1c)迅速地消弧。此时，第一～第三直流电流的极性分别与正在第一～第三开关(1a～1c)中流动的电流(Is1～Is3)的极性相同，第一～第三直流电流的值的和为0。

Description

不间断电源装置
技术领域
本发明涉及不间断电源装置，特别是涉及常时商用供电方式的不间断电源装置。
背景技术
常时商用供电方式的不间断电源装置具备：开关，第一端子接受来自商用交流电源的交流电力，第二端子与负载连接；以及电力转换器，与负载连接。在来自商用交流电源的交流电压为正常的情况下，开关被设为接通状态，来自商用交流电源的交流电力经由开关被供应给负载。在来自商用交流电源的交流电压变得异常的情况下，开关被设为断开状态，从直流电源供应的直流电力通过电力转换器被转换为交流电力而被供应给负载。
在(日本)特开平11-341686号公报(专利文献1)及(日本)特开2003-333753号公报(专利文献2)中，公开了以下技术：使用不具有自消弧(turn off)能力的开关，在来自商用交流电源的交流电压变得异常的情况下，对电力转换器的输出电流进行控制而使开关中流动的电流减少，使开关迅速地消弧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开平11-341686号公报
专利文献2：(日本)特开2003-333753号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1、2中，公开了单相用的不间断电源装置，但没有公开三相用的不间断电源装置。在构成三相用的不间断电源装置的情况下，如果仅仅是简单地设置了3台单相用不间断电源装置，则三相的动作变得不平衡，动作变得不稳定。
因此，本发明的主要的目的是提供稳定地进行动作的三相用的不间断电源装置。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的不间断电源装置是常时商用供电方式的不间断电源装置，具备：第一～第三输出端子，用于对负载供应三相交流电流；不具有自消弧能力的第一～第三开关，它们的第一端子接受来自商用交流电源的三相交流电压而它们的第二端子分别与第一～第三输出端子连接；第一～第三电力转换器，分别与第一～第三输出端子连接，通过从直流电源供应的直流电力被驱动；异常检测器，对来自商用交流电源的三相交流电压变得异常进行检测；第一～第三电流检测器，分别检测在第一～第三开关中流动的电流的瞬时值；以及控制电路，基于异常检测器及第一～第三电流检测器的检测结果来控制第一～第三开关及第一～第三电力转换器。在来自商用交流电源的三相交流电压为正常的情况下，第一～第三开关被设为接通状态，从商用交流电源经由第一～第三开关对负载供应三相交流电流。在来自述商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，从控制电路对第一～第三开关赋予断开指令信号，并且从第一～第三电力转换器分别输出第一～第三直流电流从而第一～第三开关被消弧，进而，从第一～第三电力转换器对负载供应三相交流电流从而继续负载的运转。若将从第一～第三开关各自的第一端子向第二端子流动的电流的极性设为正极性，将从第一～第三电力转换器分别向第一～第三输出端子流动的电流的极性设为正极性，则第一～第三直流电流的极性分别与正在第一～第三开关中流动的电流的极性相同，第一～第三直流电流的值的和被设为0。
本发明所涉及的其他不间断电源装置是常时商用供电方式的不间断电源装置，具备：第一～第三输出端子，用于对负载供应三相交流电流；不具有自消弧能力的第一～第三开关，它们的第一端子接受来自商用交流电源的三相交流电压而它们的第二端子分别与第一～第三输出端子连接；第一～第三电力转换器，分别与第一～第三输出端子连接，通过从直流电源供应的直流电力被驱动；异常检测器，对来自商用交流电源的三相交流电压变得异常进行检测；第一～第三电流检测器，分别检测在第一～第三开关中流动的电流的瞬时值；以及控制电路，基于异常检测器及第一～第三电流检测器的检测结果来控制第一～第三开关及第一～第三电力转换器。在来自商用交流电源的三相交流电压为正常的情况下，第一～第三开关被设为接通状态，从商用交流电源经由第一～第三开关对负载供应三相交流电流。在来自商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，从控制电路对第一～第三开关赋予断开指令信号，并且第一～第三电力转换器的输出电流被控制以使在第一～第三开关中流动的电流分别成为第一～第三直流电流，从而第一～第三开关被消弧，进而，从第一～第三电力转换器对负载供应三相交流电流从而继续负载的运转。若将从第一～第三开关各自的第一端子向第二端子流动的电流的极性设为正极性，则第一～第三直流电流的极性分别与正在第一～第三开关中流动的电流的极性相反，第一～第三直流电流的值的和被设为0。
发明效果
在本发明所涉及的不间断电源装置中，在来自商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，对第一～第三开关赋予断开指令信号，并且从第一～第三电力转换器分别输出第一～第三直流电流，从而第一～第三开关被消弧，第一～第三直流电流的值的和被设为0。从而，能够使三相的动作平衡，能够实现稳定动作的三相用的不间断电源装置。
在本发明所涉及的其他不间断电源装置中，在来自商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，对第一～第三开关赋予断开指令信号，并且第一～第三电力转换器的输出电流被控制以使在第一～第三开关中流动的电流分别成为第一～第三直流电流，从而第一～第三开关被消弧，第一～第三直流电流的值的和被设为0。从而，能够使三相的动作平衡，能够实现稳定动作的三相用的不间断电源装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式一的不间断电源装置的整体结构的电路框图。
图2是表示图1所示的控制电路的结构的框图。
图3是表示图2所示的电流指令部的结构的电路框图。
图4是表示本发明的实施方式二的不间断电源装置中包含的控制电路的结构的框图。
图5是表示图4所示的开关电流指令部30的结构的电路框图。
具体实施方式
[实施方式一]
图1是表示本发明的实施方式一的不间断电源装置的整体结构的电路框图。在图1中，该不间断电源装置是常时商用供电方式的不间断电源装置，其具备输入端子TI1～TI3、输出端子TO1～TO3、开关1a～1c、电力转换器2a～2c、异常检测器3、电流检测器4a～4c、5a～5c及控制电路6。
输入端子TI1～TI3分别接受从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3。输出端子TO1～TO3为了对负载52供应三相交流电流而与负载52连接。
开关1a～1c的第一端子分别与输入端子TI1～TI3连接，它们的第二端子分别与输出端子TO1～TO3连接。开关1a～1c分别是不具有自消弧能力的开关，例如包含1对晶闸管。一对晶闸管之中的一方的晶闸管的阳极及阴极分别与第一及第二端子连接，另一方的晶闸管的阳极及阴极分别与第二及第一端子连接。开关1a～1c分别也可以由机械开关构成。
开关1a～1c通过控制电路6被控制，在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3为正常的通常时被设为接通状态，在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况(例如停电时)下被设为断开状态。
电力转换器2a～2c分别与输出端子TO1～TO3连接，通过从直流电源53供应的直流电力被驱动。电力转换器2a～2c通过从控制电路6供应的PWM(脉宽调制(Pulse WidthModulation))信号分别被控制。电力转换器2a～2c各自输出正的直流电流、负的直流电流及交流电流之中的期望的电流。
电力转换器2a～2c在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3为正常的通常时，被设为不输出电流的备用(stand-by)状态。电力转换器2a～2c各自在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况下，输出与在对应的开关中流动的电流相同极性的直流电流而使对应的开关迅速地消弧。此时，电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3的和被设为0A。进而，电力转换器2a～2c在使开关1a～1c消弧后，对负载52供应三相交流电流。
异常检测器3检测从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3是否为正常，在三相交流电压Vi1～Vi3为正常的情况下将异常检测信号设为非激活电平的“L”电平，在三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况下将异常检测信号设为激活电平的“H”电平。例如在来自商用交流电源51的三相交流电力的供应停止了的停电时，三相交流电压Vi1～Vi3的有效值减少，异常检测信号被设为激活电平的“H”电平。
电流检测器4a～4c被设置在输入端子TI1～TI3和开关1a～1c之间，分别检测在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3的瞬时值，输出表示检测值的信号在电流检测器4a～4c中，从输入端子TI1～TI3向输出端子TO1～TO3流动的电流的极性(即，从开关1a～1c的第一端子向第二端子流动的电流的极性)被设为正极性。
电流检测器5a～5c被设置在电力转换器2a～2c和输出端子TO1～TO3之间，分别检测电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3的瞬时值，输出表示检测值的信号在电流检测器5a～5c中，从电力转换器2a～2c向输出端子TO1～TO3流动的电流的极性被设为正极性。
控制电路6基于异常检测器3的输出信号电流检测器4a～4c的输出信号电流检测器5a～5c的输出信号输出端子TO1～TO3的电压Vo1～Vo3的瞬时值等，对开关1a～1c及电力转换器2a～2c进行控制。
控制电路6在异常检测信号为非激活电平的“L(低)”电平的情况下，对开关1a～1c赋予接通指令信号而设为接通状态。在该情况下，从商用交流电源51经由开关1a～1c对负载52供应三相交流电流，负载52运转。
控制电路6在异常检测信号被设为激活电平的“H(高)”电平的情况下，对开关1a～1c赋予断开指令信号，并且使得从电力转换器2a～2c对输出端子TO1～TO3输出直流电流而使开关1a～1c迅速地消弧。此时，电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3的极性分别与正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3的极性相同，电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3的值的和被设为0。
控制电路6在使开关1a～1c消弧后，使得从电力转换器2a～2c对负载52供应三相交流电流而使负载52的运转继续。
图2是表示控制电路6的结构的框图。在图2中，控制电路6包含开关控制部10、符号判定部11、电流指令部12、电压指令部13、转换器控制部14及PWM信号生成部15。
开关控制部10在异常检测信号为非激活电平的“L”电平的情况下，对开关1a～1c赋予接通指令信号而将开关1a～1c设为接通状态，在异常检测信号被设为激活电平的“H”电平的情况下，对开关1a～1c赋予断开指令信号而将开关1a～1c设为断开状态。另外，为了将不具有自消弧能力的开关1a～1c设为断开状态，需要对开关1a～1c赋予断开指令信号，且将开关1a～1c中流动的电流设为0。
符号判定部11基于电流检测器4a～4c的输出信号判定正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3各自的极性，输出表示判定结果的信号D1～D3。在电流Is1～Is3为正极性的情况下信号D1～D3被设为“H”电平，在电流Is1～Is3为负极性的情况下信号D1～D3被设为“L”电平。符号判定部11在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3变得充分小而不能判定符号的情况下，将信号D1～D3都设为“L”电平。
电流指令部12在异常检测信号被设为激活电平的“H”电平的情况下被激活，生成电流指令值IC1～IC3以使从电力转换器2a～2c输出与开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3相同极性的直流电流Io1～Io3。由此，负载电流IL1～IL3的至少一部分从电力转换器2a～2c被供应，在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3减少而开关1a～1c迅速地被消弧。此时，电流指令值IC1～IC3的和被设为0，直流电流Io1～Io3的和被设为0。
电压指令部13输出以与从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3相同的频率呈正弦波状变化的三相的电压指令值VCA1～VCA3。电流指令值IC1～IC3及电压指令值VCA1～VCA3被赋予转换器控制部14。
转换器控制部14基于异常检测信号电流指令值IC1～IC3、电压指令值VCA1～VCA3、电流检测器5a～5c的输出信号及输出电压Vo1～Vo3进行动作。
转换器控制部14在异常检测信号为非激活电平的“L”电平的情况下，输出与电压指令值VCA1～VCA3和输出电压Vo1～Vo3的偏差VCA1-Vo1、VCA2-Vo2、VCA3-Vo3相应的电平的电压指令值VC1～VC3。由此，对电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3进行控制以使输出电压Vo1～Vo3分别与电压指令值VCA1～VCA3一致，电力转换器2a～2c被设为备用状态。
转换器控制部14在异常检测信号被设为激活电平的“H”电平的情况下，输出与电流指令值IC1～IC3和电流检测器5a～5c的检测值Io1～Io3的偏差IC1-Io1、IC2-Io2、IC3-Io3相应的电平的电压指令值VC1～VC3。由此，对电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3进行控制以使电流检测器5a～5c的检测值Io1～Io3分别与电流指令值IC1～IC3一致，开关1a～1c迅速地被消弧。
转换器控制部14在使开关1a～1c消弧后，输出与电压指令值VCA1～VCA3和输出电压Vo1～Vo3的偏差VCA1-Vo1、VCA2-Vo2、VCA3-Vo3相应的电平的电压指令值VC1～VC3。由此，对电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3进行控制以使输出电压Vo1～Vo3分别与电压指令值VCA1～VCA3一致，继续负载52的运转。
PWM信号生成部15按照电压指令值VC1～VC3分别生成PWM信号将所生成的PWM信号分别赋予电力转换器2a～2c。
图3是表示电流指令部12的结构的框图。在图3中，电流指令部12包含信号发生器20a～20c、加法器21、乘法器22a～22c、24a～24c、减法器23a～23c及开关25a～25c。
信号发生器20a～20b分别接受符号判定部11的输出信号D1～D3。信号发生器20a在信号D1为“H”电平的情况下输出“1”，在信号D1为“L”电平的情况下输出“0”。信号发生器20b在信号D2为“H”电平的情况下输出“1”，在信号D2为“L”电平的情况下输出“0”。信号发生器20c在信号D3为“H”电平的情况下输出“1”，在信号D3为“L”电平的情况下输出“0”。
加法器21对信号发生器20a～20c的输出值进行相加。乘法器22a～22c分别对信号发生器20a～20c的输出值乘以“3”。减法器23a～23c分别从乘法器22a～22c的输出值减去加法器21的输出值。乘法器24a～24c分别对减法器23a～23c的输出值乘以“K”。K是正的实数。乘法器24a～24c的输出值分别成为电流指令值IC1～IC3。
开关25a～25c的一方端子分别接受乘法器24a～24c的输出值，它们的另一方端子与转换器控制部14连接。开关25a～25c在异常检测信号为非激活电平的“L”电平的情况下被断开，在异常检测信号为激活电平的“H”电平的情况下被接通。
在开关1a～1c被设为接通状态而在开关1a～1c中正在流动三相交流电流Is1～Is3的情况下，信号D1～D3之中的某两个信号被设为“H”电平，另一个信号被设为“L”电平，或信号D1～D3之中的某两个信号被设为“L”电平，另一个信号被设为“H”电平。
在信号D1～D3之中的某两个信号(例如D1、D2)被设为“H”电平，另一个信号(在该情况下D3)被设为“L”电平的情况下，三个信号发生器20a～20c之中的某两个信号发生器(在该情况下20a、20b)的输出值成为“1”，另一个信号发生器(在该情况下20c)的输出值成为“0”，加法器21的输出值成为“2”。三个乘法器22a～22c之中的某两个乘法器(在该情况下22a、22b)的输出值成为“3”，另一个乘法器(在该情况下22c)的输出值成为“0”。
三个减法器23a～23c之中的某两个减法器(在该情况下23a、23b)的输出值成为“1”，另一个减法器(在该情况下23c)的输出值成为“-2”。三个乘法器24a～24c之中的某两个乘法器(在该情况下24a、24b)的输出值成为“K”，另一个乘法器(在该情况下24c)的输出值成为“-2K”。从而，三个电流指令值IC1～IC3之中的某两个电流指令值成为“K”，另一个电流指令值成为“-2K”，三个电流指令值IC1～IC3的和成为K+K-2K＝0。
例如，在开关1a、1b中流动的电流Is1、Is2的极性为正，开关1c中流动的电流Is3的极性为负的情况下，电流指令值IC1、IC2被设为“K”，电流指令值IC3被设为“-2K”。在该情况下，电流指令值IC1～IC3的极性分别与电流Is1～Is3的极性成为相同，电流指令值IC1～IC3的值的和成为0。
在信号D1～D3之中的某两个信号(例如D1、D2)被设为“L”电平，另一个信号(在该情况下D3)被设为“H”电平的情况下，三个信号发生器20a～20c之中的某两个信号发生器(在该情况下20a、20b)的输出值成为“0”，另一个信号发生器(在该情况下20c)的输出值成为“1”，加法器21的输出值成为“1”。三个乘法器22a～22c之中的某两个乘法器(在该情况下22a、22b)的输出值成为“0”，另一个乘法器(在该情况下22c)的输出值成为“3”。
三个减法器23a～23c之中的某两个减法器(在该情况下23a、23b)的输出值成为“-1”，另一个减法器(在该情况下23c)的输出值成为“2”。三个乘法器24a～24c之中的某两个乘法器(在该情况下24a、24b)的输出值成为“-K”，另一个乘法器(在该情况下24c)的输出值成为“2K”。从而，三个电流指令值IC1～IC3之中的某两个电流指令值成为“-K”，另一个电流指令值成为“2K”，三个电流指令值IC1～IC3的和成为-K-K+2K＝0。
例如，在开关1a、1b中流动的电流Is1、Is2的极性为负，开关1c中流动的电流Is3的极性为正的情况下，电流指令值IC1、IC2被设为“-K”，电流指令值IC3被设为“2K”。在该情况下，电流指令值IC1～IC3的极性分别与电流Is1～Is3的极性成为相同，电流指令值IC1～IC3的值的和成为0。
即，在开关1a、1b中流动的电流Is1、Is2的极性为相同的情况下，电流指令值IC1、IC2的绝对值被设为“K”(第一值)，电流指令值IC3的绝对值被设为“2K”(第二值)。在开关1b、1c中流动的电流Is2、Is3的极性为相同的情况下，电流指令值IC2、IC3的绝对值被设为“K”，电流指令值IC1的绝对值被设为“2K”。在开关1c、1a中流动的电流Is3、Is1的极性为相同的情况下，电流指令值IC3、IC1的绝对值被设为“K”，电流指令值IC2的绝对值被设为“2K”。
在开关1a～1c被消弧而在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3变得充分小的情况下，信号D1～D3都被设为“L”电平。在该情况下，信号发生器20a～20c、加法器21、乘法器22a～22c、24a～24c、减法器23a～23c的输出值都成为“0”，电流指令值IC1～IC3都成为0。转换器控制部14在电流指令值IC1～IC3都成为0时，判断为开关1a～1c已消弧。
接着，说明该不间断电源装置的动作。在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3为正常的情况下，由异常检测器3将异常检测信号设为非激活电平的“L”电平。在异常检测信号为“L”电平的情况下，从开关控制部10对开关1a～1c赋予接通指令信号而开关1a～1c被设为接通状态，从商用交流电源51经由开关1a～1c对负载52供应三相交流电流，负载52运转。此时，电力转换器2a～2c被设为备用状态。
在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况下，由异常检测器3将异常检测信号设为激活电平的“H”电平。若异常检测信号被设为“H”电平，则从开关控制部10对开关1a～1c赋予断开指令信号，并且电力转换器2a～2c通过直流电源53的直流电力被驱动，输出直流电流Io1～Io3。
此时，直流电流Io1～Io3的极性分别被设为与正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3的极性相同。直流电流Io1～Io3的值的和被设为0。负载电流IL1～IL3的至少一部分被直流电流Io1～Io3置换而在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3减少，开关1a～1c迅速地被消弧而被设为断开状态。若开关1a～1c被设为断开状态，则从电力转换器2a～2c对负载52供应三相交流电流，继续负载52的运转。
在本实施方式一中，在来自商用交流电源51的三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况下，对开关1a～1c赋予断开指令信号，并且从电力转换器2a～2c输出直流电流Io1～Io3从而开关1a～1c迅速地被消弧。此时，将直流电流Io1～Io3的值的和设为0，因此能够使三相的动作平衡，能够实现稳定动作的三相用的不间断电源装置。
另外，在本实施方式一中，将电流检测器4a～4c设置在开关1a～1c的商用交流电源51侧，通过电流检测器4a～4c检测了从商用交流电源51向开关1a～1c流动的电流Is1～Is3。但是，即使将电流检测器4a～4c设置在开关1a～1c的负载52侧，通过电流检测器4a～4c检测从开关1a～1c向负载52流动的电流Is1～Is3，也能得到相同的结果。
进而，在本实施方式一中，设置了用于使电力转换器2a～2c驱动的直流电源53，但也可以设置电池(蓄电装置)而作为该直流电源53。在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3为正常的情况下，控制电路6对电力转换器2a～2c进行控制以使电池的端子间电压成为目标电池电压。电力转换器2a～2c通过控制电路6被控制，将从商用交流电源51经由开关1a～1c供应的三相交流电力转换为直流电力并积蓄在电池中。
在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况下，电力转换器2a～2c通过电池的直流电力被驱动，在使开关1a～1c消弧后，对负载52供应三相交流电力。从而，例如即使在发生了停电的情况下，在电池中积蓄有直流电力的期间也能够继续负载52的运转。也可以代替电池而设置有电容器。
[实施方式二]
图4是表示本发明的实施方式二的不间断电源装置中包含的控制电路6A的结构的框图，并且是与图2对比的图。不间断电源装置的整体结构如图1所示那样。
控制电路6A基于异常检测器3的输出信号电流检测器4a～4c的输出信号电流检测器5a～5c的输出信号等，对开关1a～1c及电力转换器2a～2c进行控制。
控制电路6A在异常检测信号为非激活电平的“L”电平的情况下，对开关1a～1c赋予接通指令信号而设为接通状态。在该情况下，从商用交流电源51经由开关1a～1c对负载52供应三相交流电流，负载52运转。
控制电路6A在异常检测信号被设为激活电平的“H”电平的情况下，对电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3进行控制以使在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3分别成为直流电流IDC1～IDC3，从而使开关1a～1c消弧。此时，直流电流IDC1～IDC3的极性分别与正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3的极性相反，直流电流IDC1～IDC3的值的和被设为0。直流电流IDC1～IDC3的绝对值被设定为与在开关1a～1c流动的三相交流电流Is1～Is3的振幅相比充分小的值。
控制电路6A在使开关1a～1c消弧后，使得从电力转换器2a～2c对负载52供应三相交流电流而使负载52的运转继续。
在图4中，控制电路6A与图2的控制电路6不同点在于，电流指令部12、电压指令部13及转换器控制部14被置换为开关电流指令部30、31、开关电流控制部32及转换器电流控制部33。
开关电流指令部30在异常检测信号被设为激活电平的“H”电平的情况下被激活，生成电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3的目标值即电流指令值ICA1～ICA3以使与正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3相反极性的直流电流IDC1～IDC3向开关1a～1c流动。正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3分别向直流电流IDC1～IDC3变化的途中成为0A，开关1a～1c迅速地被消弧。此时，电流指令值ICA1～ICA3的和被设为0，直流电流IDC1～IDC3的值的和被设为0。
开关电流指令部31生成电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3的目标值即电流指令值ICB1～ICB3以使以与从商用交流电源51供应的交流电压Vi1～Vi3相同的频率呈正弦波状变化的电流Io1～Io3向开关1a～1c流动。电流指令值ICA1～ICA3、ICB1～ICB3被赋予开关电流控制部32。
开关电流控制部32基于异常检测信号电流指令值ICA1～ICA3及电流检测器4a～4c的输出信号进行动作。
开关电流控制部32在异常检测信号为非激活电平的“L”电平的情况下，输出与电流指令值ICB1～ICB3和电流检测器4a～4c的检测值Is1～Is3的偏差ICB1-Is1、ICB2-Is2、ICB3-Is3相应的电平的电流指令值ICC1～ICC3。由此，对电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3进行控制以使电流检测器4a～4c的检测值Is1～Is3与电流指令值ICB1～ICB3一致，电力转换器2a～2c被设为备用状态。
开关电流控制部32在异常检测信号被设为激活电平的“H”电平的情况下，输出与电流指令值ICA1～ICA3和电流检测器4a～4c的检测值Is1～Is3的偏差ICA1-Is1、ICA2-Is2、ICA3-Is3相应的电平的电流指令值ICC1～ICC3。由此，对于电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3进行控制以使电流检测器4a～4c的检测值Is1～Is3与电流指令值ICA1～ICA3一致，开关1a～1c被消弧。
开关电流控制部32在使开关1a～1c消弧后，输出与电流指令值ICB1～ICB3和电流检测器4a～4c的检测值Is1～Is3的偏差ICB1-Is1、ICB2-Is2、ICB3-Is3相应的电平的电流指令值ICC1～ICC3。由此，对电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3进行控制以使电流检测器4a～4c的检测值Is1～Is3与电流指令值ICB1～ICB3一致，继续负载52的运转。
转换器电流控制部33输出与电流指令值ICC1～ICC3和电流检测器5a～5c的检测值Io1～Io3的偏差ICC1-Io1、ICC2-Io2、ICC3-Io3相应的电平的电压指令值VC1～VC3。
PWM信号生成部15按照电压指令值VC1～VC3而分别生成PWM信号将所生成的PWM信号分别赋予电力转换器2a～2c。
图5是表示开关电流指令部30的结构的框图，并且是与图3对比的图。参照图5，开关电流指令部30与图3的电流指令部12不同点在于，追加反相器40a～40c，且乘法器24a～24c被置换为乘法器41a～41c。反相器40a～40c分别接受符号判定部11的输出信号D1～D3，输出信号D1～D3的反相信号/D1～/D3。乘法器41a～41c分别对减法器23a～23c的输出值乘以“M”。M为正的实数。乘法器41a～41c的输出值分别成为电流指令值ICA1～ICA3。
开关25a～25c的一方端子分别接受乘法器41a～41c的输出值，它们的另一方端子与开关电流控制部32连接。开关25a～25c在异常检测信号为非激活电平的“L”电平的情况下被断开，在异常检测信号为激活电平的“H”电平的情况下被接通。
在开关1a～1c被设为接通状态而在开关1a～1c中正在流动三相交流电流的情况下，信号D1～D3之中的某两个信号被设为“H”电平，另一个信号被设为“L”电平，或信号D1～D3之中的某两个信号被设为“L”电平，另一个信号被设为“H”电平。
在信号D1～D3之中的某两个信号(例如D1、D2)被设为“H”电平，另一个信号(在该情况下D3)被设为“L”电平的情况下，信号/D1～/D3之中的某两个信号(在该情况下/D1、/D2)被设为“L”电平，另一个信号(在该情况下/D3)被设为“H”电平。
在该情况下，三个信号发生器20a～20c之中的某两个信号发生器(在该情况下20a、20b)的输出值成为“0”，另一个信号发生器(在该情况下20c)的输出值成为“1”，加法器21的输出值成为“1”。三个乘法器22a～22c之中的某两个乘法器(在该情况下22a、22b)的输出值成为“0”，另一个乘法器(在该情况下22c)的输出值成为“3”。
三个减法器23a～23c之中的某两个减法器(在该情况下23a、23b)的输出值成为“-1”，另一个减法器(在该情况下23c)的输出值成为“2”。三个乘法器41a～41c之中的某两个乘法器(在该情况下41a、41b)的输出值成为“-M”，另一个乘法器(在该情况下41c)的输出值成为“2M”。从而，三个电流指令值ICA1～ICA3之中的某两个电流指令值(在该情况下ICA1、ICA2)成为“-M”，另一个电流指令值(在该情况下ICA3)成为“2M”，三个电流指令值ICA1～ICA3的和成为-M-M+2M＝0。
例如，在开关1a、1b中流动的电流Is1、Is2的极性为正，开关1c中流动的电流Is3的极性为负的情况下，电流指令值ICA1、ICA2被设为“-M”，电流指令值ICA3被设为“2M”。在该情况下，电流指令值ICA1～ICA3的极性分别与电流Is1～Is3的极性成为相反，电流指令值ICA1～ICA3的值的和成为0。
在信号D1～D3之中的某两个信号(例如D1、D2)被设为“L”电平，另一个信号(在该情况下D3)被设为“H”电平的情况下，信号/D1～/D3之中的某两个信号(在该情况下/D1、/D2)被设为“H”电平，另一个信号(在该情况下/D3)被设为“L”电平。
在该情况下，三个信号发生器20a～20c之中的某两个信号发生器(在该情况下20a、20b)的输出值成为“1”，另一个信号发生器(在该情况下20c)的输出值成为“0”，加法器21的输出值成为“2”。三个乘法器22a～22c之中的某两个乘法器(在该情况下22a、22b)的输出值成为“3”，另一个乘法器(在该情况下22c)的输出值成为“0”。
三个减法器23a～23c之中的某两个减法器(在该情况下23a、23b)的输出值成为“1”，另一个减法器(在该情况下23c)的输出值成为“-2”。三个乘法器41a～41c之中的某两个乘法器(在该情况下41a、41b)的输出值成为“M”，另一个乘法器(在该情况下41c)的输出值成为“-2M”。从而，三个电流指令值ICA1～ICA3之中的某两个电流指令值(在该情况下ICA1、ICA2)成为“M”，另一个电流指令值(在该情况下ICA3)成为“-2M”，三个电流指令值ICA1～ICA3的和成为M+M-2M＝0。
例如，在开关1a、1b中流动的电流Is1、Is2的极性为负，开关1c中流动的电流Is3的极性为正的情况下，电流指令值ICA1、ICA2被设为“M”，电流指令值ICA3被设为“-2M”。在该情况下，电流指令值ICA1～ICA3的极性分别与电流Is1～Is3的极性成为相反，电流指令值ICA1～ICA3的值的和成为0。
即，在开关1a、1b中流动的电流Is1、Is2的极性为相同的情况下，电流指令值ICA1、ICA2的绝对值被设为“M”(第一值)，电流指令值ICA3的绝对值被设为“2M”(第二值)。在开关1b、1c中流动的电流Is2、Is3的极性为相同的情况下，电流指令值ICA2、ICA3的绝对值被设为“M”，电流指令值ICA1的绝对值被设为“2M”。在开关1c、1a中流动的电流Is3、Is1的极性为相同的情况下，电流指令值ICA3、ICA1的绝对值被设为“M”，电流指令值ICA2的绝对值被设为“2M”。
在开关1a～1c被消弧而在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3变得充分小的情况下，信号/D1～/D3都被设为“H”电平。在该情况下，信号发生器20a～20c的输出值都成为“1”，加法器21及乘法器22a～22c的输出值都成为“3”，减法器23a～23c及乘法器41a～41c的输出值都成为“0”，电流指令值ICA1～ICA3都成为0。开关电流控制部32在电流指令值ICA1～ICA3都成为0时，判断为开关1a～1c已消弧。
接着，说明该不间断电源装置的动作。在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3为正常的情况下，由异常检测器3将异常检测信号设为非激活电平的“L”电平。在异常检测信号为“L”电平的情况下，从开关控制部10对开关1a～1c赋予接通指令信号而开关1a～1c被设为接通状态，从商用交流电源51经由开关1a～1c对负载52供应三相交流电流，负载52运转。此时，电力转换器2a～2c被设为备用状态。
在从商用交流电源51供应的三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况下，由异常检测器3将异常检测信号设为激活电平的“H”电平。若异常检测信号被设为“H”电平，则从开关控制部10对开关1a～1c赋予断开指令信号，并且对电力转换器2a～2c进行控制以使与正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3相反极性的直流电流IDC1～IDC3向开关1a～1c流动。电力转换器2a～2c通过直流电源53的直流电力被驱动，输出直流电流Io1～Io3。
此时，直流电流IDC1～IDC3的和被设为0。正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3向逆极性的直流电流IDC1～IDC3变化时，在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3的值减少，开关1a～1c迅速地被消弧而被设为断开状态。若开关1a～1c被设为断开状态，则从电力转换器2a～2c对负载52供应三相交流电流，继续负载52的运转。
另外，在开关1a～1c中流动了直流电流IDC1～IDC3但不能使开关1a～1c消弧的情况下，对电力转换器2a～2c的输出电流Io1～Io3再次进行控制以使与正在开关1a～1c中流动的直流电流IDC1～IDC3相反极性的直流电流IDC1～IDC3向开关1a～1c流动。反复进行该动作直至开关1a～1c消弧为止。
在本实施方式二中，在来自商用交流电源51的三相交流电压Vi1～Vi3变得异常的情况下，对开关1a～1c赋予断开指令信号，并且对电力转换器2a～2c进行控制以使与正在开关1a～1c中流动的电流Is1～Is3相反极性的直流电流IDC1～IDC3向开关1a～1c流动，开关1a～1c迅速地被消弧。此时，将直流电流IDC1～IDC3的值的和设为0A，因此能够使三相的动作平衡，能够实现稳定动作的三相用的不间断电源装置。
应认为此次公开的实施方式在全部方面皆为例示，并非限定性的。本发明的范围意图包含由权利要求书所示而在与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更而不限于上述的说明。
标号说明：
TI1～TI3输入端子，TO1～TO3输出端子，1a～1c、25a～25c开关，2a～2c电力转换器，3异常检测器，4a～4c、5a～5c电流检测器，6、6A控制电路，10开关控制部，11符号判定部，12电流指令部，13电压指令部，14转换器控制部，15PWM信号生成部，20a～20c信号发生器，21加法器，22a～22c、24a～24c、41a～41c乘法器，23a～23c减法器，30、31开关电流指令部，32开关电流控制部，33转换器电流控制部，40a～40c反相器，51商用交流电源，52负载，53直流电源。

Claims (6)

1.一种常时商用供电方式的不间断电源装置，具备：
第一～第三输出端子，用于对负载供应三相交流电流；
不具有自消弧能力的第一～第三开关，各自的第一端子接受来自商用交流电源的三相交流电压，各自的第二端子分别与所述第一～第三输出端子连接；
第一～第三电力转换器，分别与所述第一～第三输出端子连接，通过从直流电源供应的直流电力被驱动；
异常检测器，对来自所述商用交流电源的三相交流电压变得异常进行检测；
第一～第三电流检测器，分别检测在所述第一～第三开关中流动的电流的瞬时值；以及
控制电路，基于所述异常检测器及所述第一～第三电流检测器的检测结果来控制所述第一～第三开关及所述第一～第三电力转换器，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压为正常的情况下，所述第一～第三开关被设为接通状态，从所述商用交流电源经由所述第一～第三开关对所述负载供应三相交流电流，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，从所述控制电路对所述第一～第三开关赋予断开指令信号，并且从所述第一～第三电力转换器分别输出第一～第三直流电流从而所述第一～第三开关被消弧，进而，从所述第一～第三电力转换器对所述负载供应三相交流电流从而继续所述负载的运转，
若将从所述第一～第三开关各自的第一端子向第二端子流动的电流的极性设为正极性，将从所述第一～第三电力转换器分别向所述第一～第三输出端子流动的电流的极性设为正极性，则所述第一～第三直流电流的极性分别与正在所述第一～第三开关中流动的电流的极性相同，所述第一～第三直流电流的值的和被设为0。
2.如权利要求1所述的不间断电源装置，
所述控制电路基于所述第一～第三电流检测器的检测结果来判定在所述第一～第三开关中流动的电流各自的极性，基于该判定结果将所述第一～第三直流电流的极性分别设定为与在所述第一～第三开关中流动的电流的极性相同的极性，
在所述第一及第二开关中流动的电流的极性为相同的情况下，所述控制电路将所述第一及第二直流电流各自的值的绝对值设定为第一值，将所述第三直流电流的值的绝对值设定为所述第一值的2倍的第二值，
在所述第二及第三开关中流动的电流的极性为相同的情况下，所述控制电路将所述第二及第三直流电流各自的值的绝对值设定为所述第一值，将所述第一直流电流的值的绝对值设定为所述第二值，
在所述第三及第一开关中流动的电流的极性为相同的情况下，所述控制电路将所述第三及第一直流电流各自的值的绝对值设定为所述第一值，将所述第二直流电流的值的绝对值设定为所述第二值，
所述第一～第三电力转换器输出由所述控制电路设定的所述第一～第三直流电流。
3.如权利要求1所述的不间断电源装置，
所述直流电源是积蓄直流电力的蓄电装置，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压为正常的情况下，所述第一～第三电力转换器将从所述商用交流电源经由所述第一～第三开关供应的三相交流电力转换为直流电力并积蓄在所述蓄电装置中，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，所述第一～第三电力转换器通过所述蓄电装置的直流电力被驱动，输出所述第一～第三直流电流及三相交流电流。
4.一种常时商用供电方式的不间断电源装置，具备：
第一～第三输出端子，用于对负载供应三相交流电流；
不具有自消弧能力的第一～第三开关，各自的第一端子接受来自商用交流电源的三相交流电压，各自的第二端子分别与所述第一～第三输出端子连接；
第一～第三电力转换器，分别与所述第一～第三输出端子连接，通过从直流电源供应的直流电力被驱动；
异常检测器，对来自所述商用交流电源的三相交流电压变得异常进行检测；
第一～第三电流检测器，分别检测在所述第一～第三开关中流动的电流的瞬时值；以及
控制电路，基于所述异常检测器及所述第一～第三电流检测器的检测结果来控制所述第一～第三开关及所述第一～第三电力转换器，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压为正常的情况下，所述第一～第三开关被设为接通状态，从所述商用交流电源经由所述第一～第三开关对所述负载供应三相交流电流，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，从所述控制电路对所述第一～第三开关赋予断开指令信号，并且所述第一～第三电力转换器的输出电流被控制以使在所述第一～第三开关中流动的电流分别成为第一～第三直流电流，从而所述第一～第三开关被消弧，进而，从所述第一～第三电力转换器对所述负载供应三相交流电流从而继续所述负载的运转，
若将从所述第一～第三开关各自的第一端子向第二端子流动的电流的极性设为正极性，则所述第一～第三直流电流的极性分别与正在所述第一～第三开关中流动的电流的极性相反，所述第一～第三直流电流的值的和被设为0。
5.如权利要求4所述的不间断电源装置，
所述控制电路基于所述第一～第三电流检测器的检测结果来判定在所述第一～第三开关中流动的电流各自的极性，基于该判定结果将所述第一～第三直流电流的极性分别设定为与在所述第一～第三开关中流动的电流的极性相反的极性，
在所述第一及第二开关中流动的电流的极性为相同的情况下，所述控制电路将所述第一及第二直流电流各自的值的绝对值设定为第一值，将所述第三直流电流的值的绝对值设定为所述第一值的2倍的第二值，
在所述第二及第三开关中流动的电流的极性为相同的情况下，所述控制电路将所述第二及第三直流电流各自的值的绝对值设定为所述第一值，将所述第一直流电流的值的绝对值设定为所述第二值，
在所述第三及第一开关中流动的电流的极性为相同的情况下，所述控制电路将所述第三及第一直流电流各自的值的绝对值设定为所述第一值，将所述第二直流电流的值的绝对值设定为所述第二值，
所述第一～第三电力转换器输出由所述控制电路设定的所述第一～第三直流电流。
6.如权利要求4所述的不间断电源装置，
所述直流电源是积蓄直流电力的蓄电装置，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压为正常的情况下，所述第一～第三电力转换器将从所述商用交流电源经由所述第一～第三开关供应的三相交流电力转换为直流电力并积蓄在所述蓄电装置中，
在来自所述商用交流电源的三相交流电压变得异常的情况下，所述第一～第三电力转换器通过所述蓄电装置的直流电力被驱动，输出所述第一～第三直流电流及三相交流电流。
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