CN109075604B - 不间断电源装置 - Google Patents

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Abstract

该不间断电源装置具备：开关(1a)，其第1电极接受来自交流电源(51)的交流电力，第2电极经由交流母线(2a)连接于负载(52)，在通常时被接通，在停电时被断开；电力转换器(5)，在停电时将来自直流电源(53)的直流电力转换为交流电力而向交流母线输出；以及电力转换器(6)，在负载在进行再生运转的情况下，将从交流母线接受的交流电力转换为直流电力而蓄积于锂离子电池(54)，在负载在进行动力运转的情况下，将锂离子电池的直流电力转换为交流电力而向交流母线供给。

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
在日本特开平11－341686号公报(专利文献1)中公开了一种常时商用供电方式的不间断电源装置。该不间断电源装置具备：第1电极接受来自商用交流电源的交流电力且第2电极连接于负载的开关；以及连接于负载的电力转换器。在从商用交流电源正常地供给交流电力的情况下，开关接通，来自商用交流电源的交流电力经由开关向负载供给。在未从商用交流电源正常地供给交流电力的情况下，开关断开，从直流电源供给的直流电力被电力转换器转换为交流电力而向负载供给。
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
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，在由负载产生了再生电力的情况下，该再生电力经由开关向商用交流电源返回。但是，在不间断电源装置取代商用交流电源而连接于家用发电机的情况下，担心由负载产生的再生电力返回家用发电机而导致家用发电机故障。
所以，本发明的主要目的在于提供一种不间断电源装置，能够抑制由负载产生的再生电力返回交流电源。
用于解决课题的手段
本发明的不间断电源装置在从交流电源正常地供给交流电力的第1情况下向负载供给来自交流电源的交流电力，在未从交流电源正常地供给交流电力的第2情况下将来自直流电源的直流电力转换为交流电力而向负载供给，其中，该不间断电源装置具备：开关，该开关的第1电极接受来自交流电源的交流电力，该开关在第1情况下被接通，在第2情况下被断开；交流母线，连接于开关的第2电极与负载之间；第1电力转换器，在第2情况下将来自直流电源的直流电力转换为交流电力而向交流母线输出；第2电力转换器，具有将从交流母线接受的交流电力转换为直流电力而向第1电力储存装置供给的充电模式、以及将第1电力储存装置的直流电力转换为交流电力而向交流母线输出的放电模式；以及控制电路，执行第1模式。在第1模式中，控制电路在负载在进行再生运转的情况下使第2电力转换器执行充电模式，在负载在进行动力运转的情况下使第2电力转换器执行放电模式。
本发明的其他不间断电源装置在从交流电源正常地供给交流电力的第1情况下向第1负载供给来自交流电源的交流电力，在未从交流电源正常地供给交流电力的第2情况下将来自直流电源的直流电力转换为交流电力而向第1负载供给，其中，该不间断电源装置具备：第1端子，连接于第1负载；第2端子，连接于用于消耗由第1负载产生的再生电力的第2负载；第1开关，该第1开关的第1电极接受来自交流电源的交流电力，该第1开关在第1情况下被接通，在第2情况下被断开；交流母线，连接于第1开关的第2电极与第1端子之间；电力转换器，在第2情况下将来自直流电源的直流电力转换为交流电力而向交流母线输出；第2开关，连接于第1端子与第2端子之间；以及控制电路，执行第1模式。在第1模式中，控制电路在第1负载在进行再生运转的情况下使第2开关接通，在第1负载在进行动力运转的情况下使第2开关断开。
发明效果
在本发明的不间断电源装置中，在交流母线与第1电力储存装置之间设置第2电力转换器，在负载在进行再生运转的情况下使第1电力储存装置充电，因此能够抑制由负载产生再生电力返回交流电源。而且，在负载在进行动力运转的情况下，使第1电力储存装置放电，因此能够有效利用由负载产生的再生电力，能够提高不间断电源装置的输入效率。
在本发明的其他不间断电源装置中，在连接有第1负载的第1端子与连接有消耗由第1负载产生的再生电力的第2负载的第2端子之间连接第1开关，在第1负载在进行再生运转的情况下使第1开关接通，在第1负载在进行动力运转的情况下使第1开关断开。因此，能够使第2负载消耗由负载产生的再生电力，能够抑制再生电力向交流电源返回。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的不间断电源装置的构成的电路框图。
图2是表示图1所示的电力转换器以及滤波器的构成的电路图。
图3是表示本发明的实施方式2的不间断电源装置的构成的电路框图。
图4是表示本发明的实施方式3的不间断电源装置的构成的电路框图。
图5是表示本发明的实施方式4的不间断电源装置的构成的电路框图。
图6是表示本发明的实施方式5的不间断电源装置的构成的电路框图。
具体实施方式
[实施方式1]
图1是表示本发明的实施方式1的不间断电源装置的构成的电路框图。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，具备输入端子TI1～TI3、输出端子TO1～TO3、开关1a～1c、交流母线2a～2c、控制电路3、4、电力转换器5、6、滤波器7、8、以及电流检测器9a～9c。
输入端子TI1～TI3分别接受从交流电源51供给的三相交流电力。交流电源51可以是商用交流电源，也可以是家用发电机。交流电源51例如将商用频率的交流电力向不间断电源装置供给。输出端子TO1～TO3与负载52连接。负载52例如是马达，通过从不间断电源装置供给的交流电力而被驱动。在本实施方式1中，交替地重复使负载52进行动力运转(在此为接受电能而运转，power running)的情况和使负载52进行再生运转的情况。
开关1a～1c的第1电极分别连接于输入端子TI1～TI3，开关1a～1c的第2电极分别连接于交流母线2a～2c的一端，交流母线2a～2c的另一端分别连接于输出端子TO1～TO3。开关1a～1c分别包含例如一对晶闸管。一对晶闸管中的一个晶闸管的阳极以及阴极分别连接于第1以及第2电极，另一个晶闸管的阳极以及阴极分别连接于第2以及第1电极。开关1a～1c也可以分别由机械开关构成。
开关1a～1c由控制电路3控制，在从交流电源51正常地供给三相交流电力的通常时成为接通状态，在未从交流电源51正常地供给三相交流电力的情况下(例如停电时)成为断开状态。
电力转换器5经由滤波器7连接于交流母线2a～2c，并且与直流电源53连接。直流电源53向电力转换器5供给直流电力。电力转换器5通过从控制电路3供给的PWM(PulseWidth Modulation)信号而被控制，并通过从直流电源53供给的直流电力而被驱动。电力转换器5在从交流电源51正常地供给三相交流电力的通常时成为不输出电流的待机状态。
在从交流电源51供给的三相交流电力产生了异常的情况下(例如产生了停电的情况下)，电力转换器5向开关1a～1c施加反向偏置电压而使开关1a～1c迅速断开，之后，将从直流电源53供给的直流电力转换为三相交流电力，将该三相交流电力经由滤波器7向交流母线2a～2c供给。
滤波器7设于电力转换器5与交流母线2a～2c之间。滤波器7是低通滤波器，使商用频率的三相交流电力通过，禁止由电力转换器5产生的开关频率的信号通过。换言之，滤波器7将由电力转换器5生成的矩形波状的交流电压整形为正弦波状的交流电压。
控制电路3基于输入端子TI1～TI3的电压(即从交流电源51供给的三相交流电压)，判定是否正从交流电源51正常地供给三相交流电力，基于判定结果控制开关1a～1c以及电力转换器5。
例如，控制电路3在从交流电源51供给的三相交流电压为允许范围内的情况下，判定为正从交流电源51正常地供给三相交流电力。控制电路3在从交流电源51供给的三相交流电压脱离了允许范围的情况下，判定为未从交流电源51正常地供给三相交流电力。
在正从交流电源51正常地供给三相交流电力的情况下，控制电路3使开关1a～1c接通，并且使电力转换器5成为待机状态。在未从交流电源51正常地供给三相交流电力的情况下，控制电路33使开关1a～1c断开，并且使电力转换器5生成三相交流电力。
例如，控制电路3在从交流电源51正常地供给三相交流电力的情况下，存储来自交流电源51的三相交流电压的相位以及电压值。控制电路3在来自交流电源51的三相交流电力变为异常的情况下，基于存储的三相交流电压的相位以及电压值控制电力转换器5。
电力转换器6经由滤波器8连接于交流母线2a～2c的一端部，并且连接于锂离子电池54。电力转换器6通过从控制电路4供给的PWM信号而被控制，在交流母线2a～2c与锂离子电池54之间接受供给电力。
电力转换器6在负载52在进行再生运转的情况下执行充电模式，在负载52在进行动力运转的情况下执行放电模式。电力转换器6在充电模式时，将从交流母线2a～2c经由滤波器8供给的三相交流电力转换为直流电力而蓄积于锂离子电池54。电力转换器6在放电模式时将锂离子电池54的直流电力转换为三相交流电力，将该三相交流电力经由滤波器8向交流母线2a～2c输出。
另外，锂离子电池54与蓄电池相比，具有价格高这一缺点，另一方面，具有伴随着充放电而产生的劣化小、能够进行多次充放电这一优点。因此，作为每当切换负载52的再生运转与动力运转时进行充放电的电池，使用了锂离子电池54。
滤波器8设于电力转换器6与交流母线2a～2c之间。滤波器8是低通滤波器，使商用频率的三相交流电力通过，禁止由电力转换器5产生的开关频率的信号通过。换言之，滤波器8将由电力转换器6生成的矩形波状的交流电压整形为正弦波状的交流电压。而且，滤波器8使由负载52产生的再生电力通过。
电流检测器9a～9c分别检测流经交流母线2a～2c的另一端部的电流的瞬时值，并输出表示检测值的信号。控制电路4基于电流检测器9a～9c的输出信号和交流母线2a～2c的三相交流电压控制电力转换器6。控制电路4基于电流检测器9a～9c的输出信号判定负载52在进行再生运转还是动力运转。
控制电路4例如对根据3个电流检测器9a～9c的输出信号得到的三相交流电流进行三相－二相转换(例如dq转换)而求出有效电流以及无效电流。控制电路4在有效电流为正的值的情况下(即有效电流正流入负载52的情况下)判定为负载52在进行动力运转，在有效电流为负的值的情况下(即有效电流正从负载52流出的情况下)判定为负载52在进行再生运转。
控制电路4在负载52在进行再生运转的情况下，使电力转换器6执行充电模式，使锂离子电池54充电。控制电路4在负载52在进行动力运转的情况下使电力转换器6执行放电模式，使锂离子电池54放电。
图2是表示电力转换器5、6以及滤波器7、8的构成的电路图。在图2中，电力转换器5包含晶体管Q1～Q6以及二极管D1～D6。滤波器7包含电抗器L1～L3以及电容器C1～C3。晶体管Q1～Q6分别是例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。
晶体管Q1～Q3的集电极都连接于直流电源53的正极，晶体管Q1～Q3的发射极分别连接于晶体管Q4～Q6的集电极，晶体管Q4～Q6的发射极都连接于直流电源53的负极。二极管D1～D6分别与晶体管Q1～Q6反向并联连接。
晶体管Q1～Q6分别由图1的控制电路3进行接通/断开控制。控制电路3在未从交流电源51正常地供给三相交流电力的情况下，使晶体管Q1～Q6按照规定顺序各接通规定时间，使直流电源53的输出电压转换为三相交流电压。
电抗器L1～L3的一方端子分别连接于晶体管Q1～Q3的发射极，其另一方端子分别连接于交流母线2a～2c。电容器C1～C3的一方电极分别连接于交流母线2a～2c，其另一方电极分别连接于交流母线2b、2c、2a。电抗器L1～L3以及电容器C1～C3构成低通滤波器，将由晶体管Q1～Q6生成的矩形波状的交流电压转换为正弦波状的交流电压而向交流母线2a～2c供给。
电力转换器6包含晶体管Q11～Q16以及二极管D11～D16。滤波器8包含电抗器L11～L13以及电容器C11～C13。晶体管Q11～Q16分别例如是IGBT。
晶体管Q11～Q13的集电极都连接于锂离子电池54的正极，晶体管Q11～Q13的发射极分别连接于晶体管Q14～Q16的集电极，晶体管Q14～Q16的发射极都连接于锂离子电池54的负极。二极管D11～D16分别与晶体管Q11～Q16反向并联连接。
电抗器L11～L13的一方端子分别连接于晶体管Q11～Q13的发射极，其另一方端子分别连接于交流母线2a～2c。电容器C11～C13的一方电极分别连接于交流母线2a～2c，其另一方电极分别连接于交流母线2b、2c、2a。电抗器L11～L13以及电容器C11～C13构成低通滤波器，将由晶体管Q11～Q16生成的矩形波状的交流电压转换为正弦波状的交流电压而向交流母线2a～2c供给。
晶体管Q11～Q16分别由图1的控制电路4进行接通/断开控制。控制电路4在负载52在进行再生运转的情况下，使晶体管Q11～Q16按照规定顺序各接通规定时间，使从交流母线2a～2c经由滤波器8供给的再生电力(三相交流电力)转换为直流电力，使锂离子电池54充电。
例如，通过使对晶体管Q11～Q16进行了接通/断开控制时在晶体管Q11～Q13的发射极呈现的三相交流电压的相位比在交流母线2a～2c呈现的三相交流电压的相位延迟，从而从交流母线2a～2c向锂离子电池54流入电流而将锂离子电池54充电。
控制电路4在负载52在进行动力运转的情况下，使晶体管Q11～Q16按照规定顺序各接通规定时间，使锂离子电池54的直流电力转换为三相交流电力，使锂离子电池54放电。
例如，通过使对晶体管Q11～Q16进行了接通/断开控制时在晶体管Q11～Q13的发射极呈现的三相交流电压的相位比在交流母线2a～2c呈现的三相交流电压的相位提前，从而从锂离子电池54向交流母线2a～2c流入电流而使锂离子电池54放电。
接下来，对该不间断电源装置的动作进行说明。在从交流电源51正常地供给三相交流电力的情况下，利用控制电路3使开关1a～1c接通，来自交流电源51的三相交流电力经由开关1a～1c以及交流母线2a～2c向负载52供给。在该情况下，电力转换器5成为待机状态。
若负载52进行再生运转，则由负载52产生再生电力，从负载52向交流母线2a～2c流出有效电流。该有效电流由电流检测器9a～9c以及控制电路4检测，控制电路4使电力转换器6执行充电模式。由此，由负载52产生的再生电力被电力转换器6转换为直流电力而蓄积于锂离子电池54。
若负载52进行动力运转，则从交流母线2a～2c向负载52流入有效电流。该有效电流由电流检测器9a～9c以及控制电路4检测，控制电路4使电力转换器6执行放电模式。即，锂离子电池54的直流电力被电力转换器6转换为三相交流电力，该三相交流电力经由滤波器8以及交流母线2a～2c向负载52供给。由此，由负载52产生的再生电力被有效利用，不间断电源装置的输入效率提高。而且，通过将锂离子电池54放电，做好将接下来由负载52产生的再生电力蓄积于锂离子电池54的准备。
在来自交流电源51的三相交流电力变得异常的情况下，由控制电路3使开关1a～1c断开，并且来自直流电源53的直流电力被电力转换器5转换为三相交流电力，经由滤波器7以及交流母线2a～2c向负载52供给。因此，从直流电源53供给直流电力的期间能够使负载52的运转继续。
在该情况下也是，在负载52在进行再生运转的情况下由负载52产生的再生电力被转换为直流电力而蓄积于锂离子电池54，在负载52在进行动力运转的情况下锂离子电池54的直流电力被转换为三相交流电力而向负载52供给。
如以上那样，在该实施方式1中，交流母线2a～2c经由电力转换器6连接于锂离子电池54，在负载52在进行再生运转的情况下，锂离子电池54被充电，在负载在进行动力运转的情况下，锂离子电池54被放电。因此，能够抑制由负载52产生的再生电力向交流电源51返回。并且，由于能够有效利用由负载52产生的再生电力，因此能够实现不间断电源装置的效率的提高。
另外，也可以取代锂离子电池54而设置双电层电容器，还可以设置电解电容器。
而且，在该实施方式1中，设有用于使电力转换器5驱动的直流电源53，但是也可以设置蓄电池(电力储存装置)作为该直流电源53。在从交流电源51供给的三相交流电压正常的情况下，控制电路3以使蓄电池的端子间电压成为目标电压的方式控制电力转换器5。电力转换器5由控制电路3控制，将从交流电源51经由开关1a～1c供给的三相交流电力转换为直流电力而蓄积于蓄电池。
在从交流电源51供给的三相交流电压变得异常的情况下，电力转换器5将蓄电池的直流电力转换为三相交流电力，将该三相交流电力经由滤波器7以及交流母线2a～2c向负载52供给。因此，例如即使在产生了停电的情况下，也能够在蓄电池中蓄积有直流电力的期间使负载52的运转继续。也可以取代蓄电池而设置电容器。
另外，蓄电池与锂离子电池54相比，具有廉价这一优点，另一方面，具有伴随着充放电而产生的劣化大、不能进行多次充放电这一缺点。虽然产生停电的次数少，但在停电时需要较大的电力，因此优选的是，作为将停电时使用的直流电力储存电池，使用廉价的蓄电池。
[实施方式2]
一般来说，在不间断电源装置连接有不进行再生运转的负载的情况较多，连接有进行再生运转的负载的情况较少。在不进行再生运转的负载连接于不间断电源装置的情况下，在实施方式1的不间断电源装置中，控制电路4、电力转换器6、滤波器8、电流检测器9a～9c及锂离子电池54不被使用，成为浪费。在该实施方式2中，实现该问题的解决。
图3是表示本发明的实施方式2的不间断电源装置的构成的电路框图，并且是与图1对比的图。参照图3，该不间断电源装置与图1的不间断电源装置的不同点在于控制电路3、4分别替换为控制电路3A、4A这一点。
控制电路3A判定从交流电源51供给的三相交流电压是否正常，在该三相交流电压正常的情况下，将异常检测信号φ3设为非激活电平的“L”电平，在该三相交流电压不正常的情况下，将异常检测信号φ3设为激活电平的“H”电平。
换言之，在从交流电源51供给的三相交流电力正常的情况下，异常检测信号φ3成为非激活电平的“L”电平，在从交流电源51供给的三相交流电力不正常的情况下，异常检测信号φ3成为激活电平的“H”电平。
控制电路4A与图1的控制电路4相同，基于电流检测器9a～9c的输出信号判定负载52在进行再生运转还是动力运转。控制电路4A在规定时间内进行负载52的再生运转的情况下，与图1的控制电路4相同地进行动作(即执行第1模式)，在负载52在进行再生运转的情况下，使电力转换器6执行充电模式而使锂离子电池54充电，在负载52在进行动力运转的情况下使电力转换器6执行放电模式而使锂离子电池54放电。这是因为，在进行负载52的再生运转的时间间隔为规定时间内的情况下，推断为进行再生运转的负载52连接到了输出端子TO1～TO3。
控制电路4A在上述规定时间内未进行负载52的再生运转的情况下，与图1的控制电路3相同地进行动作(即执行第2模式)。即，控制电路4A在异常检测信号φ3为非激活电平的“L”电平的情况下，使电力转换器6执行充电模式而使锂离子电池54充电，在异常检测信号φ3为激活电平的“H”电平的情况下，使电力转换器6执行放电模式而使锂离子电池54放电。这是因为，在即使经过规定时间也未进行负载52的再生运转的情况下，推断为连接了仅进行动力运转的负载52。其他的构成以及动作与实施方式1相同，因此不重复其说明。
在该实施方式2中，除了可获得与实施方式1相同的效果之外，即使在连接了仅进行动力运转的负载52的情况下，也能够有效使用电力转换器6、锂离子电池54等，能够增加停电时可供给的电力。
[实施方式3]
在实施方式2中，基于电流检测器9a～9c的检测结果判定负载52在进行再生运转还是动力运转，在负载52未进行再生运转的时间超过规定时间的情况下，将锂离子电池54作为用于停电时供给电力的电池而使用。但是，在即使不使负载52运转也明确负载52是否进行再生运转的情况下，判定未进行再生运转的时间是否超过规定时间的动作变得不必要，担心在控制电路4A中不必要地消耗电流。在该实施方式3中，实现该问题的解决。
图4是表示本发明的实施方式3的不间断电源装置的构成的电路框图，并且是与图3对比的图。参照图4，该不间断电源装置与图3的不间断电源装置的不同点在于控制电路4A被用控制电路4B替换、并追加了设定部10这一点。
设定部10包含供不间断电源装置的使用者操作的按钮等，为了设定负载52是否为进行再生运转的负载而被使用。设定部10在被使用者进行了负载52为进行再生运转的负载的设定的情况下，使控制信号CNT为“L”电平。设定部10在被使用者进行了负载52为不进行再生运转的负载的设定的情况下，使控制信号CNT为“H”电平。设定部10构成用于选择第1模式与第2模式中的某一个模式的选择部。
在控制信号CNT为“L”电平的情况下(即选择了第1模式的情况下)，控制电路4B与图1的控制电路4相同地基于电流检测器9a～9c的输出信号判定负载52在进行再生运转还是动力运转。控制电路4B在负载52在进行再生运转的情况下，使电力转换器6执行充电模式而使锂离子电池54充电，在负载52在进行动力运转的情况下，使电力转换器6执行放电模式而使锂离子电池54放电。
在控制信号CNT为“H”电平的情况下(即选择了第2模式的情况下)，控制电路4B与图1的控制电路3相同地进行动作。即，控制电路4B在异常检测信号φ3为非激活电平的“L”电平的情况下，使电力转换器6执行充电模式而使锂离子电池54充电，在异常检测信号φ3为激活电平的“H”电平的情况下，使电力转换器6执行放电模式而使锂离子电池54放电。其他的构成以及动作与实施方式1相同，因此不重复其说明。
在该实施方式3中，除了可获得与实施方式2相同的效果之外，在连接了仅进行动力运转的负载52的情况下，能够简化控制电路4B的动作，实现控制电路4B的消耗电流的减少。
另外，在该实施方式3中，在控制信号CNT被设为“H”电平的情况下，将锂离子电池54作为用于蓄积停电时使用的电力的电池而使用，但并不限于此，也可以是，即使在控制信号CNT被设为“H”电平的情况下，也可以在负载52进行了再生运转的情况下将锂离子电池54作为用于蓄积再生电力的电池而使用。在该变更例中，即使在连接了进行再生运转的负载与不进行再生运转的负载中的任意一方的负载之后将一方的负载变更成了另一方的负载的情况下，不对设定部10进行操作就能够切换控制电路4B的动作。因此，在将一方的负载变更成了另一方的负载的情况下，即使在忘记设定部10的操作的情况下也能够自动地切换控制电路4B的动作。
[实施方式4]
图5是表示本发明的实施方式4的不间断电源装置的构成的电路框图，且是与图1对比的图。参照图5，该不间断电源装置与图1的不间断电源装置的不同点在于，取代控制电路4、电力转换器6、以及滤波器8而设有设定部10、控制电路20、开关21a～21c、以及负载端子TL1～TL3这一点。
在负载端子TL1～TL3连接有用于消耗由负载52产生的再生电力的负载55。例如，负载55包含3个电阻元件或3个电感器。3个电阻元件(或3个电感器)的一方端子分别连接于负载端子TL1～TL3，它们的另一方端子相互连接。
开关21a～21c的一方端子分别连接于输出端子TO1～TO3，开关21a～21c的另一方端子分别连接于负载端子TL1～TL3。开关21a～21c由控制电路20控制。
设定部10包含供不间断电源装置的使用者操作的按钮等，为了设定负载52是否为进行再生运转的负载而被使用。设定部10在被使用者进行了负载52为进行再生运转的负载的设定的情况下，使控制信号CNT为“L”电平。设定部10在被使用者进行了负载52为不进行再生运转的负载的设定的情况下，使控制信号CNT为“H”电平。
在控制信号CNT为“L”电平的情况下，控制电路20与图1的控制电路4相同地基于电流检测器9a～9c的输出信号判定负载52在进行再生运转还是动力运转。控制电路20在负载52在进行再生运转的情况下，使开关21a～21c接通而使再生电力由负载55消耗，在负载52在进行动力运转的情况下，使开关21a～21c断开而使负载55从负载52电切断。在控制信号CNT为“H”电平的情况下，控制电路20使开关21a～21c为断开状态。其他的构成以及动作与实施方式1相同，因此不重复其说明。
在该实施方式4中，在由负载52产生了再生电力的情况下，使开关21a～21c接通而使再生电力由负载55消耗，因此能够抑制再生电力返回交流电源51。因此，即使在作为交流电源51使用了自家发电机的情况下，也能够防止因由负载52产生的再生电力导致自家发电机故障。而且，在连接了仅进行动力运转的负载52的情况下，通过使用设定部10使控制信号CNT为“H”电平，能够简化控制电路20的动作，能够实现控制电路20的消耗电流的减少。
另外，在该实施方式4中，在控制信号CNT被设为“H”电平的情况下，使开关21a～21c为断开状态，但并不限于此，也可以是，即使在控制信号CNT被设为“H”电平的情况下，在52再生运转的情况下也使开关21a～21c接通。在该变更例中，在连接了进行再生运转的负载与不进行再生运转的负载中的任意一方的负载之后将一方的负载变更成了另一方的负载的情况下，不对设定部10进行操作就能够切换控制电路4B的动作。因此，在将一方的负载变更成了另一方的负载的情况下，即使在忘记设定部10的操作时也能够自动地切换控制电路20的动作。
[实施方式5]
图6是表示本发明的实施方式5的不间断电源装置的构成的电路框图，且是与图5对比的图。参照图6，该不间断电源装置与图5的不间断电源装置的不同点在于，控制电路20被控制电路25替换、且追加了开关22a～22c以及负载端子TL4～TL6这一点。
在负载端子TL4～TL6连接有用于消耗由负载52产生的再生电力的负载56。例如，负载56包含3个电阻元件或3个电感器。3个电阻元件(或3个电感器)的一方端子分别连接于负载端子TL4～TL6，它们的另一方端子相互连接。
开关22a～22c的一方端子分别连接于输出端子TO1～TO3，开关22a～22c的另一方端子分别连接于负载端子TL4～TL6。开关21a～21c、22a～22c由控制电路25控制。
控制电路25在控制信号CNT为“L”电平的情况下，基于电流检测器9a～9c的输出信号求出流经负载52的有效电流，在该有效电流为负的值的情况下(即有效电流从负载52流出的情况下)判定为负载52在进行再生运转，在该有效电流为正的值的情况下(即有效电流流入负载52的情况下)判定为负载52在进行动力运转。
在负载52在进行再生运转的情况下，控制电路25在有效电流的绝对值比阈值电流小时仅使开关21a～21c、22a～22c中的开关21a～21c接通，在有效电流的绝对值比阈值电流大时使开关21a～21c、22a～22c的全部接通。由此，能够构成为，在由负载52产生的再生电流相对较小时，仅使负载55消耗再生电流，在由负载52产生的再生电流相对较大时，使负载55、56消耗再生电流。其他的构成以及动作与实施方式4相同，因此不重复其说明。
在该实施方式5中，除了可获得与实施方式4相同的效果之外，由于根据由负载52产生的再生电流的大小改变再生电力消耗用的负载的数量，因此能够将伴随着开关21a～21c、22a～22c的接通/断开而产生的输出端子TO1～TO3的电压变动抑制为较小。
另外，在该实施方式5中，设有2组的开关21a～21c、22a～22c以及负载55、56，但并不限于此，也可以设置3组以上的开关以及负载，并根据由负载52产生的再生电流的大小来改变接通的开关数量。
此次公开的实施方式应该认为在全部方面都是例示而不是被限制。本发明的范围不是上述的说明而由权利要求书表示，意图包含与权利要求书均等的含义以及范围内的全部变更。
附图标记说明
TI1～TI3 输入端子，TO1～TO3 输出端子，1a～1c、21a～21c、22a～22c 开关，2a～2c 交流母线，3、3A、4、4A、4B、20、25 控制电路，5、6 电力转换器，7、8 滤波器，9a～9c 电流检测器，Q1～Q6、Q11～Q16 晶体管，D1～D6、D11～D16 二极管，L1～L3、L11～L13 电抗器，C1～C3、C11～C13 电容器，10 设定部，51 交流电源，52、55、56 负载，53 直流电源，54锂离子电池。

Claims (9)

1.一种不间断电源装置，在从交流电源正常地供给交流电力的第1情况下向负载供给来自上述交流电源的交流电力，在未从上述交流电源正常地供给交流电力的第2情况下将来自直流电源的直流电力转换为交流电力而向上述负载供给，其中，该不间断电源装置具备：
开关，该开关的第1电极接受来自上述交流电源的交流电力，该开关在上述第1情况下被接通，在上述第2情况下被断开；
交流母线，连接于上述开关的第2电极与上述负载之间；
第1电力转换器，在上述第2情况下将来自上述直流电源的直流电力转换为交流电力而向上述交流母线输出；
第2电力转换器，具有将从上述交流母线接受的交流电力转换为直流电力而向第1电力储存装置供给的充电模式、以及将上述第1电力储存装置的直流电力转换为交流电力而向上述交流母线输出的放电模式；以及
控制电路，执行第1模式，
在上述第1模式中，上述控制电路在上述负载在进行再生运转的情况下使上述第2电力转换器执行上述充电模式，在上述负载在进行动力运转的情况下使上述第2电力转换器执行上述放电模式，
上述控制电路在上述负载未进行再生运转的时间比预先决定的时间短的情况下执行上述第1模式，在上述负载未进行再生运转的时间比上述预先决定的时间长的情况下执行第2模式，
在上述第2模式中，上述控制电路在上述第1情况下使上述第2电力转换器执行上述充电模式，在上述第2情况下使上述第2电力转换器执行上述放电模式。
2.如权利要求1所述的不间断电源装置，其中，
还具备用于检测上述交流母线中流动的电流的电流检测器，
在上述第1模式中，上述控制电路基于上述电流检测器的检测结果判定上述负载在进行再生运转还是动力运转，在判定为上述负载在进行再生运转的情况下，使上述第2电力转换器执行上述充电模式，在判定为上述负载在进行动力运转的情况下，使上述第2电力转换器执行上述放电模式。
3.如权利要求2所述的不间断电源装置，其中，
上述不间断电源装置在从上述交流电源正常地供给三相交流电力的上述第1情况下，向上述负载供给来自上述交流电源的三相交流电力，在未从上述交流电源正常地供给三相交流电力的上述第2情况下，将来自上述直流电源的直流电力转换为三相交流电力而向上述负载供给，
具备3个开关、3条交流母线及3个电流检测器，
上述3个开关的第1电极接受来自上述交流电源的三相交流电力，上述3个开关的第2电极分别连接于上述3条交流母线的一端，上述3条交流母线的另一端连接于上述负载，
上述第1电力转换器在上述第2情况下将来自上述直流电源的直流电力转换为三相交流电力而向上述3条交流母线输出，
上述第2电力转换器具有将从上述3条交流母线接受的三相交流电力转换为直流电力而向上述第1电力储存装置供给的上述充电模式、以及将上述第1电力储存装置的直流电力转换为三相交流电力而向上述3条交流母线输出的上述放电模式，
上述3个电流检测器分别检测上述3条交流母线中流动的三相交流电流，
在上述第1模式中，上述控制电路对由上述3个电流检测器检测出的三相交流电流进行三相－二相转换而求出有效电流以及无效电流，在上述有效电流向上述负载流入的情况下判定为上述负载在进行动力运转，在上述有效电流从上述负载流出的情况下判定为上述负载在进行再生运转。
4.如权利要求1所述的不间断电源装置，其中，
还具备用于选择上述第1模式及第2模式中的任意一个模式的选择部，
在选择了上述第1模式的情况下，上述控制电路执行上述第1模式，
在选择了上述第2模式的情况下，上述控制电路在上述第1情况下使上述第2电力转换器执行上述充电模式，在上述第2情况下使上述第2电力转换器执行上述放电模式。
5.如权利要求4所述的不间断电源装置，其中，
即使在选择了上述第2模式的情况下，上述控制电路也在上述负载进行了再生运转的情况下执行上述第1模式。
6.如权利要求1所述的不间断电源装置，其中，
上述直流电源是第2电力储存装置，
上述第1电力转换器在上述第1情况下将从上述交流母线接受的交流电力转换为直流电力而向上述第2电力储存装置供给，在上述第2情况下将上述第2电力储存装置的直流电力转换为交流电力而向上述交流母线输出。
7.如权利要求1所述的不间断电源装置，其中，
上述第1电力储存装置包含锂离子电池。
8.如权利要求1所述的不间断电源装置，其中，
上述第1电力储存装置包含双电层电容器。
9.如权利要求1所述的不间断电源装置，其中，
上述第1电力储存装置包含电解电容器。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102193826B1 (ko) * 2016-04-14 2020-12-22 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치
US11349382B2 (en) * 2019-03-06 2022-05-31 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Controller
JP7381236B2 (ja) * 2019-07-24 2023-11-15 ファナック株式会社 電力変換装置及びその制御方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010110120A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Fuji Electric Systems Co Ltd 交流電源システム
CN102437597A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 三垦电气株式会社 无停电电源装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0564378A (ja) 1990-11-20 1993-03-12 Mitsubishi Electric Corp 無停電電源装置
JP3406835B2 (ja) 1998-05-21 2003-05-19 東京電力株式会社 分散型電源システム
JP2001008459A (ja) * 1999-06-18 2001-01-12 Hitachi Ltd エレベーターの制御装置
JP2010104173A (ja) 2008-10-24 2010-05-06 Juki Corp モータ駆動装置
US8208276B2 (en) * 2009-02-20 2012-06-26 Toshiba Mitsubishi-Electric Indsutrial Systems Corporation Power conversion device
US20120119583A1 (en) * 2010-11-17 2012-05-17 Allfather Lars P Combined dc power source and battery power converter
US9293923B2 (en) * 2011-12-19 2016-03-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage system and controlling method of the same
JP5559261B2 (ja) * 2012-07-17 2014-07-23 ファナック株式会社 蓄電装置を有するモータ駆動装置
US9793753B2 (en) * 2012-09-21 2017-10-17 Schneider Electric It Corporation Power quality detector
WO2015052807A1 (ja) * 2013-10-10 2015-04-16 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2015140726A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 ナブテスコ株式会社 ピッチ駆動装置
JP2015177603A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社東芝 モータ駆動用インバータ装置
US9731617B2 (en) * 2014-12-04 2017-08-15 Ford Global Technologies, Llc Pattern based charge scheduling
US10112613B2 (en) * 2016-02-12 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for managing torque

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010110120A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Fuji Electric Systems Co Ltd 交流電源システム
CN102437597A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 三垦电气株式会社 无停电电源装置

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