JP2000358379A - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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- JP2000358379A JP2000358379A JP11166882A JP16688299A JP2000358379A JP 2000358379 A JP2000358379 A JP 2000358379A JP 11166882 A JP11166882 A JP 11166882A JP 16688299 A JP16688299 A JP 16688299A JP 2000358379 A JP2000358379 A JP 2000358379A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 復電時に、内部発振器出力を商用電力に急速
に同期させる。 【解決手段】 停電状態から商用電力が復電すると、商
用電力に対する内部発振器２１の出力の位相ずれをずれ
検出部３１で検出し、そのずれθｄに応じてレジスタ２
９に設定する値を変更し、タイマカウンタ２７がフルカ
ウント値になる値を変更し、フルカウントごとのパルス
の周期を変化し、このパルスをステップカウンタ２３で
計数し、ステップカウンタ２３が所定数計数ごとに内部
発振器２１の発振１周期が決定される。つまりずれθｄ
に応じて内部発振器２１の発振周波数がθｄを小さくす
るように変更される。
に同期させる。 【解決手段】 停電状態から商用電力が復電すると、商
用電力に対する内部発振器２１の出力の位相ずれをずれ
検出部３１で検出し、そのずれθｄに応じてレジスタ２
９に設定する値を変更し、タイマカウンタ２７がフルカ
ウント値になる値を変更し、フルカウントごとのパルス
の周期を変化し、このパルスをステップカウンタ２３で
計数し、ステップカウンタ２３が所定数計数ごとに内部
発振器２１の発振１周期が決定される。つまりずれθｄ
に応じて内部発振器２１の発振周波数がθｄを小さくす
るように変更される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は商用電力を受電中
は商用電力を負荷へ供給し、停電になると蓄電池の出力
をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する無停
電電源装置、特に停電時のインバータ出力から商用電力
への切替えのための構成に係わる。
は商用電力を負荷へ供給し、停電になると蓄電池の出力
をインバータで交流電力に変換して負荷へ供給する無停
電電源装置、特に停電時のインバータ出力から商用電力
への切替えのための構成に係わる。
【０００２】
【従来の技術】この種の無停電電源装置において、停電
状態から商用電源が復電した時に、直ちにインバータ出
力から、商用電力を負荷へ供給するように切替えると、
商用電力とインバータ出力との間に位相のずれがある場
合は、トランスが飽和したりするなどの問題が生じる。
従って従来から、インバータ出力が、復電した商用電力
と位相同期した時点で商用電力への切替えを行ってい
る。
状態から商用電源が復電した時に、直ちにインバータ出
力から、商用電力を負荷へ供給するように切替えると、
商用電力とインバータ出力との間に位相のずれがある場
合は、トランスが飽和したりするなどの問題が生じる。
従って従来から、インバータ出力が、復電した商用電力
と位相同期した時点で商用電力への切替えを行ってい
る。
【０００３】この切替えのために従来においては、図４
Ａに示すように商用電力の復電が検出され、２秒間の確
認した時点ｔ0 の直後の商用電力のゼロ交差点と、図４
Ｂのインバータ出力のゼロ交差点との位相差θｄを検出
し、位相差θｄが所定値以上であれば、インバータを駆
動する発振器の発振周波数と商用電力周波数とは必ずわ
ずかのずれがあり、インバータ出力は例えば５９．８Ｈ
ｚであるため、時間の経過と共に位相差θｄが徐々に小
となることを利用して、商用電力の各ゼロ交差ごとに、
インバータ出力との位相差θｄが所定値（商用電力の２
０分の１周期）以下になったか否かを調べ、θｄが所定
値以下になったらインバータ出力が商用電力と同期した
とみなして、負荷への電力供給を商用電力側に切替えて
いた。
Ａに示すように商用電力の復電が検出され、２秒間の確
認した時点ｔ0 の直後の商用電力のゼロ交差点と、図４
Ｂのインバータ出力のゼロ交差点との位相差θｄを検出
し、位相差θｄが所定値以上であれば、インバータを駆
動する発振器の発振周波数と商用電力周波数とは必ずわ
ずかのずれがあり、インバータ出力は例えば５９．８Ｈ
ｚであるため、時間の経過と共に位相差θｄが徐々に小
となることを利用して、商用電力の各ゼロ交差ごとに、
インバータ出力との位相差θｄが所定値（商用電力の２
０分の１周期）以下になったか否かを調べ、θｄが所定
値以下になったらインバータ出力が商用電力と同期した
とみなして、負荷への電力供給を商用電力側に切替えて
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来においては商用電
力の周波数に対しインバータ出力周波数がずれているこ
とを利用しているが、このずれはごくわずかであるため
インバータ出力が商用電力と位相同期状態になるには復
電確認時点から４秒乃至８秒程度もの長い時間がかか
り、しかも、同期状態になるまでの時間が毎日違うた
め、本当に同期するのか不安になるという問題があっ
た。
力の周波数に対しインバータ出力周波数がずれているこ
とを利用しているが、このずれはごくわずかであるため
インバータ出力が商用電力と位相同期状態になるには復
電確認時点から４秒乃至８秒程度もの長い時間がかか
り、しかも、同期状態になるまでの時間が毎日違うた
め、本当に同期するのか不安になるという問題があっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明によれば復電を
検出すると、内部発振器の発振波形と商用電力波形との
位相ずれが周期的に検出され、その検出したずれに応じ
て、そのずれが小さくなるように内部発振器の発振周波
数が周波数補正手段で制御され、位相ずれが所定値以下
であると負荷への給電がインバータ出力から商用電力へ
切替えられる。
検出すると、内部発振器の発振波形と商用電力波形との
位相ずれが周期的に検出され、その検出したずれに応じ
て、そのずれが小さくなるように内部発振器の発振周波
数が周波数補正手段で制御され、位相ずれが所定値以下
であると負荷への給電がインバータ出力から商用電力へ
切替えられる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１はこの発明の実施例の機能構成
を示す。商用電源１１からの商用電力を受電中は商用電
力がスイッチ１２を通じて負荷１３へ供給される。また
充電器１４を通じて商用電力により蓄電池１５が充電さ
れる。停電検出回路１６により停電が検出されると制御
部１７によりインバータ１８が起動され、またスイッチ
１２がインバータ１８側へ切替えられ、蓄電池１５の電
力がインバータ１８により交流に変換されて負荷１３へ
供給される。
参照して説明する。図１はこの発明の実施例の機能構成
を示す。商用電源１１からの商用電力を受電中は商用電
力がスイッチ１２を通じて負荷１３へ供給される。また
充電器１４を通じて商用電力により蓄電池１５が充電さ
れる。停電検出回路１６により停電が検出されると制御
部１７によりインバータ１８が起動され、またスイッチ
１２がインバータ１８側へ切替えられ、蓄電池１５の電
力がインバータ１８により交流に変換されて負荷１３へ
供給される。
【０００７】内部発振器２１の発振出力が駆動回路２２
へ供給され、駆動回路２２によりインバータ１８が駆動
される。内部発振器２１は例えばステップカウンタ２３
がパルスを計数し、その計数値により波形メモリ２４の
正弦波データが読み出され、その読み出された正弦波デ
ータはＤ／Ａ変換器２５でアナログの正弦波信号に変換
され、この正弦波信号が内部発振器２１の出力として駆
動回路２２へ供給される。ステップカウンタ２３は最大
計数値が例えば１９９のリングカウンタであり、前記正
弦波信号の１周期はステップカウンタ２３の一巡周期で
ある。
へ供給され、駆動回路２２によりインバータ１８が駆動
される。内部発振器２１は例えばステップカウンタ２３
がパルスを計数し、その計数値により波形メモリ２４の
正弦波データが読み出され、その読み出された正弦波デ
ータはＤ／Ａ変換器２５でアナログの正弦波信号に変換
され、この正弦波信号が内部発振器２１の出力として駆
動回路２２へ供給される。ステップカウンタ２３は最大
計数値が例えば１９９のリングカウンタであり、前記正
弦波信号の１周期はステップカウンタ２３の一巡周期で
ある。
【０００８】このステップカウンタ２３に与えるパルス
の周波数を変更して、内部発振器２１の発信周波数を変
更できるようにされている。即ち、クロック発生器２６
よりのクロックがタイマカウンタ２７で計数され、タイ
マカウンタ２７の計数値は比較器２８によりレジスタ２
９の設定値と比較され、両者が一致するとパルスがステ
ップカウンタ２３へ供給され、これが計数される。また
比較器２８よりの一致パルスによりタイマカウンタ２７
がリセットされる。よってタイマカウンタ２７はレジス
タ２９の設定値をフルカウント値とするリングカウンタ
として動作する。レジスタ２９の設定値を変更すること
により一致パルスの周期（周波数）が変化することにな
る。例えばレジスタ２９の設定値を１３３３とすると、
内部発振器２１の発振周波数が６０Ｈｚになるようにさ
れている。
の周波数を変更して、内部発振器２１の発信周波数を変
更できるようにされている。即ち、クロック発生器２６
よりのクロックがタイマカウンタ２７で計数され、タイ
マカウンタ２７の計数値は比較器２８によりレジスタ２
９の設定値と比較され、両者が一致するとパルスがステ
ップカウンタ２３へ供給され、これが計数される。また
比較器２８よりの一致パルスによりタイマカウンタ２７
がリセットされる。よってタイマカウンタ２７はレジス
タ２９の設定値をフルカウント値とするリングカウンタ
として動作する。レジスタ２９の設定値を変更すること
により一致パルスの周期（周波数）が変化することにな
る。例えばレジスタ２９の設定値を１３３３とすると、
内部発振器２１の発振周波数が６０Ｈｚになるようにさ
れている。
【０００９】停電状態から商用電力が復電するとこれが
停電検出回路１６で検出され（図２、Ｓ１）ずれ検出部
３１で商用電力の波形に対するインバータ１８の出力波
形のずれ、つまり位相差θｄが検出される（Ｓ２）。図
３Ａに示すように商用電力のゼロ交差点（負から正へ
の）ごとに、インバータ１８の出力波形、つまり内部発
振器２１の発振出力のゼロ交差点（負から正への）との
位相差θｄが検出される。ずれ、つまり位相差θｄが規
定値以上、例えば商用電力の周期の２００分の１以上で
あれば（Ｓ３）、そのずれが小さくなるように内部発振
器２１の発振周波数を補正する（Ｓ４）。
停電検出回路１６で検出され（図２、Ｓ１）ずれ検出部
３１で商用電力の波形に対するインバータ１８の出力波
形のずれ、つまり位相差θｄが検出される（Ｓ２）。図
３Ａに示すように商用電力のゼロ交差点（負から正へ
の）ごとに、インバータ１８の出力波形、つまり内部発
振器２１の発振出力のゼロ交差点（負から正への）との
位相差θｄが検出される。ずれ、つまり位相差θｄが規
定値以上、例えば商用電力の周期の２００分の１以上で
あれば（Ｓ３）、そのずれが小さくなるように内部発振
器２１の発振周波数を補正する（Ｓ４）。
【００１０】この周波数補正を、この例ではずれに応じ
た大きさで行う。つまり、ずれθｄが所定値、例えば商
用電力の周期の２０／２００以上であれば（Ｓ５）、ス
テップカウンタ２３へ供給するパルスの周期を比較的大
きく、例えば１６／１３３３だけ変化させる（Ｓ６）。
内部発振周波数が高く、商用電力より進んでいる場合は
パルス周期を１６／１３３３だけ長くし、つまりレジス
タ２９に１３４９を設定し、逆に内部発振周波数が低
く、商用電力より遅れている場合はパルス周期を１６／
１３３３だけ短くし、つまりレジスタ２９に１３１７を
設定する。
た大きさで行う。つまり、ずれθｄが所定値、例えば商
用電力の周期の２０／２００以上であれば（Ｓ５）、ス
テップカウンタ２３へ供給するパルスの周期を比較的大
きく、例えば１６／１３３３だけ変化させる（Ｓ６）。
内部発振周波数が高く、商用電力より進んでいる場合は
パルス周期を１６／１３３３だけ長くし、つまりレジス
タ２９に１３４９を設定し、逆に内部発振周波数が低
く、商用電力より遅れている場合はパルス周期を１６／
１３３３だけ短くし、つまりレジスタ２９に１３１７を
設定する。
【００１１】ずれθｄが２０／２００以下であれば、ス
テップカウンタ２３へ供給するパルスの周期を、θｄが
所定値以上の場合（Ｓ６）よりも小さな値、例えば４／
１３３３だけ変化させる（Ｓ７）。この場合も、内部発
振出力が進んでいるか遅れているかにより、周期を長く
又は短くする。このようにずれ検出部３１のずれ検出状
態に応じて、ステップカウンタ２３へ入力するパルスの
周期を変化させるため、レジスタ２９に対する設定値が
変更される。つまりタイマカウンタ２７、比較器２８、
レジスタ２９はステップカウンタ２３に入力するパルス
に対する周波数補正手段３２を構成している。
テップカウンタ２３へ供給するパルスの周期を、θｄが
所定値以上の場合（Ｓ６）よりも小さな値、例えば４／
１３３３だけ変化させる（Ｓ７）。この場合も、内部発
振出力が進んでいるか遅れているかにより、周期を長く
又は短くする。このようにずれ検出部３１のずれ検出状
態に応じて、ステップカウンタ２３へ入力するパルスの
周期を変化させるため、レジスタ２９に対する設定値が
変更される。つまりタイマカウンタ２７、比較器２８、
レジスタ２９はステップカウンタ２３に入力するパルス
に対する周波数補正手段３２を構成している。
【００１２】このように構成されているから、図３Ａに
示す商用電力に対し、内部発振出力が図３Ｂに示すよう
に進んでいれば、商用電力の負から正へのゼロ交差ごと
にレジスタ２９に設定される値が所定値ずつ加算され、
内部発振出力の周波数は約５９Ｈｚ、５８Ｈｚ…と変化
し、商用電力との位相差θｄは急速に小さくなり、この
差θｄが商用１周期の２０／２００以下になると内部発
振出力の周波数変化はわずかな値となり、θｄが商用１
周期の１／２００以下になると同期状態と判定され、こ
の状態でレジスタ２９の値が規定の値、つまり６０Ｈｚ
の時の値、前記例では１３３３に設定され（Ｓ８）、従
って商用電力と内部発振出力との同期状態が保持され、
この状態で制御部１７により負荷１３への供給がインバ
ータ出力から商用電力にスイッチ１２により切替えられ
る（Ｓ９）。
示す商用電力に対し、内部発振出力が図３Ｂに示すよう
に進んでいれば、商用電力の負から正へのゼロ交差ごと
にレジスタ２９に設定される値が所定値ずつ加算され、
内部発振出力の周波数は約５９Ｈｚ、５８Ｈｚ…と変化
し、商用電力との位相差θｄは急速に小さくなり、この
差θｄが商用１周期の２０／２００以下になると内部発
振出力の周波数変化はわずかな値となり、θｄが商用１
周期の１／２００以下になると同期状態と判定され、こ
の状態でレジスタ２９の値が規定の値、つまり６０Ｈｚ
の時の値、前記例では１３３３に設定され（Ｓ８）、従
って商用電力と内部発振出力との同期状態が保持され、
この状態で制御部１７により負荷１３への供給がインバ
ータ出力から商用電力にスイッチ１２により切替えられ
る（Ｓ９）。
【００１３】内部発振出力が図３Ｃに示すように比較的
大きく、例えば商用周期の８０／２００遅れている場合
は、商用電力の負から正へのゼロ交差ごとにレジスタ２
９の値が次々と変更設定され、内部発振出力の周波数が
６０Ｈｚより、６１Ｈｚ、６２Ｈｚ、６３Ｈｚと変化
し、内部発振出力が商用電力に対し進んでいる状態にな
ってしまい、これより内部発振出力周波数が６３Ｈｚ、
６４Ｈｚ、６３Ｈｚと変化させられ、商用電力との位相
差θｄが小さくなり、同期引込み状態になる。
大きく、例えば商用周期の８０／２００遅れている場合
は、商用電力の負から正へのゼロ交差ごとにレジスタ２
９の値が次々と変更設定され、内部発振出力の周波数が
６０Ｈｚより、６１Ｈｚ、６２Ｈｚ、６３Ｈｚと変化
し、内部発振出力が商用電力に対し進んでいる状態にな
ってしまい、これより内部発振出力周波数が６３Ｈｚ、
６４Ｈｚ、６３Ｈｚと変化させられ、商用電力との位相
差θｄが小さくなり、同期引込み状態になる。
【００１４】また、ずれθｄが一定の値より小さくなっ
た時にステップカウンタ２３へ供給するパルス周期を一
度１３３３にリセットしてやっても良い。何れの状態に
あっても１秒以内に同期状態になる。従って復電検出か
ら２秒後に復電を確定するが、この発明ではその復電確
定する時には内部発振出力は商用電力に同期しており、
復電確定時に商用電力への切替えをすることができ、常
に復電から所定時間で切替えを行うことができる。
た時にステップカウンタ２３へ供給するパルス周期を一
度１３３３にリセットしてやっても良い。何れの状態に
あっても１秒以内に同期状態になる。従って復電検出か
ら２秒後に復電を確定するが、この発明ではその復電確
定する時には内部発振出力は商用電力に同期しており、
復電確定時に商用電力への切替えをすることができ、常
に復電から所定時間で切替えを行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、商
用電力と内部発振出力との位相差に応じて内部発振周波
数を補正して、内部発振出力を商用電力に急速に同期さ
せているため、従来よりも同期検出、切替えに到る時間
を著しく短縮でき、復電から所定時間で商用電力への切
替えを行うことが可能となる。
用電力と内部発振出力との位相差に応じて内部発振周波
数を補正して、内部発振出力を商用電力に急速に同期さ
せているため、従来よりも同期検出、切替えに到る時間
を著しく短縮でき、復電から所定時間で商用電力への切
替えを行うことが可能となる。
【図１】この発明の実施例の機能構成を示す図。
【図２】図１の復電時の内部発振器同期制御手順を示す
図。
図。
【図３】復電時の内部発振出力の変化の様子を示す図。
【図４】従来の復電時の内部発振出力が商用電力と同期
状態になる様子を示す図。
状態になる様子を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 商用電力を受電中は蓄電池を充電すると
共に、負荷へ商用電力を供給し、停電検出回路が停電を
検出すると、内部発振器の発振出力によりインバータを
駆動し、そのインバータにより上記蓄電池の出力を交流
に変換して上記負荷へ供給する無停電電源装置におい
て、 上記停電検出回路が復電を検出すると、上記内部発振器
の発振波形と、上記商用電力の波形との位相ずれを検出
するずれ検出手段と、 上記検出したずれに応じてそのずれが小さくなるように
上記内部発振器の発振周波数を制御する周波数補正手段
と、 上記位相ずれが所定値以下であると、上記負荷への給電
をインバータ出力から上記商用電力に切替える手段とを
具備する無停電電源装置。 - 【請求項２】 上記周波数補正手段は上記ずれの大きさ
が大きければ発振周波数を大きく変化する手段であるこ
とを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11166882A JP2000358379A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11166882A JP2000358379A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000358379A true JP2000358379A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15839376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11166882A Pending JP2000358379A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000358379A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009106101A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電源装置の同期制御装置および電源装置の並列運転方法 |
| JP2017158222A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社明電舎 | 電力変換装置とバイパス用遮断器の投入方法 |
| JP2019017170A (ja) * | 2017-07-05 | 2019-01-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置および無停電電源装置の制御方法 |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP11166882A patent/JP2000358379A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009106101A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電源装置の同期制御装置および電源装置の並列運転方法 |
| JP2017158222A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | 株式会社明電舎 | 電力変換装置とバイパス用遮断器の投入方法 |
| JP2019017170A (ja) * | 2017-07-05 | 2019-01-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置および無停電電源装置の制御方法 |
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