JP2001178023A - フライホイール式無停電電源装置 - Google Patents
フライホイール式無停電電源装置Info
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- JP2001178023A JP2001178023A JP35277499A JP35277499A JP2001178023A JP 2001178023 A JP2001178023 A JP 2001178023A JP 35277499 A JP35277499 A JP 35277499A JP 35277499 A JP35277499 A JP 35277499A JP 2001178023 A JP2001178023 A JP 2001178023A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】巻線形誘動機とインバータ，コンバータの容量
が少なくてすむフライホイール式無停電電源装置を提供
すること。 【解決手段】巻線形誘動機にフライホイールを連結して
フライホイール発電機を構成し、巻線形誘動機の一次巻
線は負荷側に接続され、その二次巻線は商用電源からコ
ンバータとインバータを介して電力を供給し、商用電源
の安定時には商用電源より電力供給を受けてフライホイ
ールに電力を蓄え、商用電源の電圧低下時には遮断器を
遮断して負荷に電力を供給するフライホイール式無停電
電源装置において、巻線形誘動機を同期速度より高速に
回転させ、その二次巻線にフライホイールの回転速度と
系統の周波数で決まる励磁電流を与えて可変速制御する
ので、従来のフライホイール式無停電電源装置に比べ
て、巻線形誘動機とインバータ，コンバータの容量が少
なくて済む。
が少なくてすむフライホイール式無停電電源装置を提供
すること。 【解決手段】巻線形誘動機にフライホイールを連結して
フライホイール発電機を構成し、巻線形誘動機の一次巻
線は負荷側に接続され、その二次巻線は商用電源からコ
ンバータとインバータを介して電力を供給し、商用電源
の安定時には商用電源より電力供給を受けてフライホイ
ールに電力を蓄え、商用電源の電圧低下時には遮断器を
遮断して負荷に電力を供給するフライホイール式無停電
電源装置において、巻線形誘動機を同期速度より高速に
回転させ、その二次巻線にフライホイールの回転速度と
系統の周波数で決まる励磁電流を与えて可変速制御する
ので、従来のフライホイール式無停電電源装置に比べ
て、巻線形誘動機とインバータ，コンバータの容量が少
なくて済む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フライホイール式
無停電電源装置に係わり、特に商用電源の電圧低下時に
電力の放出動作を行って負荷に電力を供給するフライホ
イール式無停電電源装置に関する。
無停電電源装置に係わり、特に商用電源の電圧低下時に
電力の放出動作を行って負荷に電力を供給するフライホ
イール式無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】商用電源において、瞬時的に電圧低下が
発生する場合がある。これは瞬時電圧低下と呼ばれてお
り、その主な原因は送電線への落雷によるものである。
送電線への落雷により瞬時電圧低下が発生すると、コン
ピュータが停止するなどの障害が発生することが知られ
ている。
発生する場合がある。これは瞬時電圧低下と呼ばれてお
り、その主な原因は送電線への落雷によるものである。
送電線への落雷により瞬時電圧低下が発生すると、コン
ピュータが停止するなどの障害が発生することが知られ
ている。
【０００３】このような障害の発生を防止する一つにフ
ライホイール式無停電電源装置が用いられている。この
フライホイール式無停電電源装置は、瞬時電圧低下時に
フライホイールの運動エネルギを発電機によって電気エ
ネルギに変換し、負荷に商用電源周波数の電力を供給す
るものである。
ライホイール式無停電電源装置が用いられている。この
フライホイール式無停電電源装置は、瞬時電圧低下時に
フライホイールの運動エネルギを発電機によって電気エ
ネルギに変換し、負荷に商用電源周波数の電力を供給す
るものである。
【０００４】図７は従来のフライホイール式無停電電源
装置の全体を示す構成図である。図において、１はフラ
イホイールであり、回転エネルギの形態でエネルギを貯
える。２は誘動機であり、電動機としてフライホイール
１を駆動し、また、発電機としてフライホイールの運動
エネルギを電力に変換する。３はパワートランジスタな
どのスイッチング素子で構成されるインバータであり、
誘動機２が電動運転時はコンバータ４より直流電流の供
給を受け、誘動機２へ交流電流を供給し制御する。誘動
機２が発電運転時はフライホイール１から電力を回生し
コンバータ４に供給する。コンバータ４はパワートラン
ジスタなどのスイッチング素子で構成され、誘動機２が
電動運転時は遮断器７、トランス９を介して商用電源５
より交流電力の供給を受け、インバータ３に直流電力を
供給する。誘動機２が発電運転時はインバータ３より直
流電力の供給を受け、トランス９を介して負荷６に電力
を供給する。
装置の全体を示す構成図である。図において、１はフラ
イホイールであり、回転エネルギの形態でエネルギを貯
える。２は誘動機であり、電動機としてフライホイール
１を駆動し、また、発電機としてフライホイールの運動
エネルギを電力に変換する。３はパワートランジスタな
どのスイッチング素子で構成されるインバータであり、
誘動機２が電動運転時はコンバータ４より直流電流の供
給を受け、誘動機２へ交流電流を供給し制御する。誘動
機２が発電運転時はフライホイール１から電力を回生し
コンバータ４に供給する。コンバータ４はパワートラン
ジスタなどのスイッチング素子で構成され、誘動機２が
電動運転時は遮断器７、トランス９を介して商用電源５
より交流電力の供給を受け、インバータ３に直流電力を
供給する。誘動機２が発電運転時はインバータ３より直
流電力の供給を受け、トランス９を介して負荷６に電力
を供給する。
【０００５】通常は、商用電源５が所定の電圧を維持し
て安定している。この場合、インバータ３の出力周波数
をフライホイール１の回転速度に対応する周波数より高
くすることにより、誘動機２を電動機領域で運転する。
フライホイール１を所定の回転速度まで加速し、電気エ
ネルギをフライホイール１の運動エネルギの形で蓄え
る。
て安定している。この場合、インバータ３の出力周波数
をフライホイール１の回転速度に対応する周波数より高
くすることにより、誘動機２を電動機領域で運転する。
フライホイール１を所定の回転速度まで加速し、電気エ
ネルギをフライホイール１の運動エネルギの形で蓄え
る。
【０００６】また、送電線への落雷等により瞬時電圧低
下が発生すると、インバータ３の出力周波数をフライホ
イール１の回転速度に対応する周波数より低くすること
により、誘動機２を発電機領域で運転する。これにより
フライホイール１のエネルギが取り出され電力に変換さ
れる。
下が発生すると、インバータ３の出力周波数をフライホ
イール１の回転速度に対応する周波数より低くすること
により、誘動機２を発電機領域で運転する。これにより
フライホイール１のエネルギが取り出され電力に変換さ
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、イン
バータで誘動機を制御する制御システムでは、一般にイ
ンバータとコンバータの容量が誘動機の容量以上必要と
なり、システムの導入コストが高くなるという問題があ
る。
バータで誘動機を制御する制御システムでは、一般にイ
ンバータとコンバータの容量が誘動機の容量以上必要と
なり、システムの導入コストが高くなるという問題があ
る。
【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は巻線形誘動機とインバータ，コ
ンバータの容量が少なくて済むフライホイール式無停電
電源装置を提供することにある。
れたもので、その目的は巻線形誘動機とインバータ，コ
ンバータの容量が少なくて済むフライホイール式無停電
電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１は、巻線形誘動機にフライホイー
ルを連結してフライホイール発電機を構成し、商用電源
から遮断器を介して負荷に電力を供給し、前記巻線形誘
動機の一次巻線は負荷側に接続され、前記巻線形誘動機
の二次巻線は前記商用電源からコンバータとインバータ
を介して電力を供給し、前記商用電源の安定時には当該
商用電源より電力供給を受けてフライホイールに電力を
蓄え、前記商用電源の電圧低下時には前記遮断器を遮断
して負荷に電力を供給するフライホイール式無停電電源
装置において、前記巻線形誘動機を同期速度より高速に
回転させ、前記巻線形誘動機の二次巻線に前記フライホ
イールの回転速度と系統の周波数で決まる励磁電流を与
えて可変速制御することを特徴とする。
に、本発明の請求項１は、巻線形誘動機にフライホイー
ルを連結してフライホイール発電機を構成し、商用電源
から遮断器を介して負荷に電力を供給し、前記巻線形誘
動機の一次巻線は負荷側に接続され、前記巻線形誘動機
の二次巻線は前記商用電源からコンバータとインバータ
を介して電力を供給し、前記商用電源の安定時には当該
商用電源より電力供給を受けてフライホイールに電力を
蓄え、前記商用電源の電圧低下時には前記遮断器を遮断
して負荷に電力を供給するフライホイール式無停電電源
装置において、前記巻線形誘動機を同期速度より高速に
回転させ、前記巻線形誘動機の二次巻線に前記フライホ
イールの回転速度と系統の周波数で決まる励磁電流を与
えて可変速制御することを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項２は、請求項１記載のフラ
イホイール式無停電電源装置において、前記商用電源の
電流を検出する電流検出器を設け、電圧と電流より有効
電力を演算し、この有効電力が商用電源側に流れ出すの
を検出して前記遮断器を遮断して負荷に一定周波数の電
力を供給することを特徴とする。
イホイール式無停電電源装置において、前記商用電源の
電流を検出する電流検出器を設け、電圧と電流より有効
電力を演算し、この有効電力が商用電源側に流れ出すの
を検出して前記遮断器を遮断して負荷に一定周波数の電
力を供給することを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項３は、請求項１記載のフラ
イホイール式無停電電源装置において、前記フライホイ
ールの速度が所定値より下がると重要度の低い負荷を遮
断して電力供給時間を延ばすことを特徴とする。
イホイール式無停電電源装置において、前記フライホイ
ールの速度が所定値より下がると重要度の低い負荷を遮
断して電力供給時間を延ばすことを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項４は、請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載のフライホイール式無停電電源装置
において、前記巻線形誘導機と商用電源と負荷の間に中
間タップリアクトルを設置し、商用電源の電圧低下時に
流れる事故電流を制御することを特徴とする。
３のいずれかに記載のフライホイール式無停電電源装置
において、前記巻線形誘導機と商用電源と負荷の間に中
間タップリアクトルを設置し、商用電源の電圧低下時に
流れる事故電流を制御することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１実施例（請求
項１対応）のフライホイール式無停電電源装置の構成図
である。
参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１実施例（請求
項１対応）のフライホイール式無停電電源装置の構成図
である。
【００１４】図に示すように、本実施例では巻線形誘動
機８にフライホイール１が直結されており、巻線形誘動
機８の一次巻線は遮断器７を介して商用電源５に接続さ
れ、その二次巻線は図示しないスリップリングを介して
インバータ３に接続されている。インバータ３はトラン
ス９とコンバータ４を介して商用電源５より電力の供給
を受ける。６は負荷、１０は巻線形誘動機の二次電流を
検出する電流検出器、１１は巻線形誘動機８の回転速度
と位相を検出する速度検出器、１２は商用電源５の周波
数と位相を検出する周波数検出器、１３は商用電源５の
電圧を検出する電圧検出器、１４は電圧検出器、１７は
遮断器７を遮断する保護回路、１００はインバータ３を
制御するインバータ制御回路である。
機８にフライホイール１が直結されており、巻線形誘動
機８の一次巻線は遮断器７を介して商用電源５に接続さ
れ、その二次巻線は図示しないスリップリングを介して
インバータ３に接続されている。インバータ３はトラン
ス９とコンバータ４を介して商用電源５より電力の供給
を受ける。６は負荷、１０は巻線形誘動機の二次電流を
検出する電流検出器、１１は巻線形誘動機８の回転速度
と位相を検出する速度検出器、１２は商用電源５の周波
数と位相を検出する周波数検出器、１３は商用電源５の
電圧を検出する電圧検出器、１４は電圧検出器、１７は
遮断器７を遮断する保護回路、１００はインバータ３を
制御するインバータ制御回路である。
【００１５】図２は図１のインバータ制御回路１００の
詳細な構成図である。図において、３０は回転速度基準
設定器であり、フライホイール１の回転速度基準Ｎ* を
与える。３１は減算器であり、回転速度基準Ｎ* とフラ
イホイール１の回転速度Ｎの差ΔＮを演算する。３２は
速度制御回路であり、巻線形誘動機８の二次電流のｑ軸
成分の電流Ｉq の指令値Ｉq *を出力する。３４は比例増
幅器であり、回転速度Ｎを周波数ｆn に変換する。３５
は周波数基準設定器であり、巻線形誘動機８の出力周波
数の基準（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を与える。３６は
減算器であり、商用電源の周波数から周波数ｆn を減じ
て周波数ｆ2 を出力する。３３は電流制御回路であり、
電流指令値Ｉq *と巻線形誘動機８の二次電流と周波数ｆ
2 を入力し、インバータ３が出力すべき電圧Ｖｕ* ，Ｖ
ｖ* ，Ｖｗ* を演算する。３７は電圧基準設定器であ
り、巻線形誘動機８の出力電圧基準を与える。３８は減
算器であり、電圧基準値Ｖ* と巻線形誘動機８の出力電
圧の差ΔＶを演算する。３９は出力電圧制御回路であ
り、出力電圧差ΔＶから電流指令値Ｉq *を演算する。４
０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂはスイッチである。
詳細な構成図である。図において、３０は回転速度基準
設定器であり、フライホイール１の回転速度基準Ｎ* を
与える。３１は減算器であり、回転速度基準Ｎ* とフラ
イホイール１の回転速度Ｎの差ΔＮを演算する。３２は
速度制御回路であり、巻線形誘動機８の二次電流のｑ軸
成分の電流Ｉq の指令値Ｉq *を出力する。３４は比例増
幅器であり、回転速度Ｎを周波数ｆn に変換する。３５
は周波数基準設定器であり、巻線形誘動機８の出力周波
数の基準（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を与える。３６は
減算器であり、商用電源の周波数から周波数ｆn を減じ
て周波数ｆ2 を出力する。３３は電流制御回路であり、
電流指令値Ｉq *と巻線形誘動機８の二次電流と周波数ｆ
2 を入力し、インバータ３が出力すべき電圧Ｖｕ* ，Ｖ
ｖ* ，Ｖｗ* を演算する。３７は電圧基準設定器であ
り、巻線形誘動機８の出力電圧基準を与える。３８は減
算器であり、電圧基準値Ｖ* と巻線形誘動機８の出力電
圧の差ΔＶを演算する。３９は出力電圧制御回路であ
り、出力電圧差ΔＶから電流指令値Ｉq *を演算する。４
０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂはスイッチである。
【００１６】次に、インバータ制御回路の動作について
説明する。まず、商用電源が所定の電圧を維持して安定
している通常の場合の動作を説明する。
説明する。まず、商用電源が所定の電圧を維持して安定
している通常の場合の動作を説明する。
【００１７】通常、スイッチ４０Ｂとスイッチ４１Ａは
オン、スイッチ４０Ａとスイッチ４１Ｂはオフになって
いる。
オン、スイッチ４０Ａとスイッチ４１Ｂはオフになって
いる。
【００１８】比例増幅器３４は次式により回転速度Ｎを
周波数ｆn に換算する。
周波数ｆn に換算する。
【００１９】
【数１】
【００２０】減算器３６は周波数検出器１２で検出した
系統の周波数からｆn を減算し、二次側周波数ｆ2 を演
算する。減算器３１は回転速度目標値Ｎ* と速度検出器
１１で検出した回転速度Ｎとの差ΔＮを演算する。速度
制御回路３２は回転速度差ΔＮの大きさと極性に基づ
き、巻線形誘動機８の二次電流のｑ軸成分の電流Ｉq の
指令値Ｉq *を演算する。電流制御回路３３は巻線形誘動
機８の二次電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと電流指令値Ｉq *と二
次側周波数ｆ2 を入力し、インバータ３が出力すべき電
圧Ｖｕ* ，Ｖｖ* ，Ｖｗ* を演算する。
系統の周波数からｆn を減算し、二次側周波数ｆ2 を演
算する。減算器３１は回転速度目標値Ｎ* と速度検出器
１１で検出した回転速度Ｎとの差ΔＮを演算する。速度
制御回路３２は回転速度差ΔＮの大きさと極性に基づ
き、巻線形誘動機８の二次電流のｑ軸成分の電流Ｉq の
指令値Ｉq *を演算する。電流制御回路３３は巻線形誘動
機８の二次電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと電流指令値Ｉq *と二
次側周波数ｆ2 を入力し、インバータ３が出力すべき電
圧Ｖｕ* ，Ｖｖ* ，Ｖｗ* を演算する。
【００２１】このような演算により、フライホイール１
の回転速度がＮ* より遅ければ、巻線形誘動機８の二次
電流のｑ軸成分の電流Ｉq を増加させる。すると巻線形
誘動機８は商用電源５より有効電力を吸収し、回転子を
加速するトルクが働く。
の回転速度がＮ* より遅ければ、巻線形誘動機８の二次
電流のｑ軸成分の電流Ｉq を増加させる。すると巻線形
誘動機８は商用電源５より有効電力を吸収し、回転子を
加速するトルクが働く。
【００２２】そして、フライホイール１の回転速度が所
定の値になると、フライホイール１の損失分だけの電力
を商用電源から吸収し、フライホイール１の回転速度を
一定に維持する。
定の値になると、フライホイール１の損失分だけの電力
を商用電源から吸収し、フライホイール１の回転速度を
一定に維持する。
【００２３】次に、商用電源に瞬時電圧低下が発生した
場合の動作を説明する。商用電源に瞬時電圧低下が発生
すると、保護回路１７は商用電源５の電圧が低下したこ
とを検出し、遮断器７を遮断する。遮断器７が遮断する
と、スイッチ４０Ｂとスイッチ４１Ａをオフ、スイッチ
４０Ａとスイッチ４１Ｂをオンにする。減算器３６は周
波数設定器３５の出力信号から速度検出器１１で検出し
た巻線形誘動機８の周波数を減算し，二次電流の周波数
ｆ2 を出力する。
場合の動作を説明する。商用電源に瞬時電圧低下が発生
すると、保護回路１７は商用電源５の電圧が低下したこ
とを検出し、遮断器７を遮断する。遮断器７が遮断する
と、スイッチ４０Ｂとスイッチ４１Ａをオフ、スイッチ
４０Ａとスイッチ４１Ｂをオンにする。減算器３６は周
波数設定器３５の出力信号から速度検出器１１で検出し
た巻線形誘動機８の周波数を減算し，二次電流の周波数
ｆ2 を出力する。
【００２４】電圧検出器１４では巻線形誘動機８の出力
電圧を検出し、減算器３８では前記検出値と電圧基準値
Ｖ＊との差ΔＶを演算する。出力電圧制御回路３９では
電圧差ΔＶの大きさと極性に基づき巻線形誘動機８の二
次電流のｑ軸成分の電流Ｉqの指令値Ｉq *を演算する。
電圧を検出し、減算器３８では前記検出値と電圧基準値
Ｖ＊との差ΔＶを演算する。出力電圧制御回路３９では
電圧差ΔＶの大きさと極性に基づき巻線形誘動機８の二
次電流のｑ軸成分の電流Ｉqの指令値Ｉq *を演算する。
【００２５】商用電源５からの電力供給が停止し負荷へ
の出力電源が低下すると、巻線形誘導機８の二次電流の
ｑ軸成分の電流Ｉq を増加させる。すると，巻線形誘動
機８は負荷に有効電力を供給する。回転子には減速トル
クが働く。そして商用電源５の電圧が回復すると遮断器
７を投入し、通常の動作に戻る。
の出力電源が低下すると、巻線形誘導機８の二次電流の
ｑ軸成分の電流Ｉq を増加させる。すると，巻線形誘動
機８は負荷に有効電力を供給する。回転子には減速トル
クが働く。そして商用電源５の電圧が回復すると遮断器
７を投入し、通常の動作に戻る。
【００２６】巻線形誘動機８の回転速度の初期値を同期
速度のｎ0 倍とし、同期速度のｎ1倍まで変化させてフ
ライホイール１の回転エネルギを電力に変換する。（ｎ
0 >ｎ1 > １） 巻線形誘動機において、一次巻線より出力される電力Ｐ
1 と二次巻線に入力する電力Ｐ2 と、すべりｓの関係
は、Ｐ2 ＝Ｐ1 ×ｓとなる。また負荷に供給する電力Ｐ
は、Ｐ＝Ｐ1 −Ｐ2 ＝Ｐ1 −Ｐ1 ×ｓとなる。
速度のｎ0 倍とし、同期速度のｎ1倍まで変化させてフ
ライホイール１の回転エネルギを電力に変換する。（ｎ
0 >ｎ1 > １） 巻線形誘動機において、一次巻線より出力される電力Ｐ
1 と二次巻線に入力する電力Ｐ2 と、すべりｓの関係
は、Ｐ2 ＝Ｐ1 ×ｓとなる。また負荷に供給する電力Ｐ
は、Ｐ＝Ｐ1 −Ｐ2 ＝Ｐ1 −Ｐ1 ×ｓとなる。
【００２７】電力Ｐの変化を図３に示す。この図から分
るように、電力Ｐが最小になるのは回転速度が同期速度
のｎ1 倍まで下がったときで、Ｐ＝Ｐ1 −（１−ｎ1 ）
Ｐ1＝ｎ1 Ｐ1 となり、常に巻線形誘動機の定格容量の
ｎ1 倍以上の出力が得られる。つまり、従来の構成に比
べて巻線形誘動機の容量が１／ｎ1 倍で済む効果があ
る。インバータ，コンバータの容量はＰ2 の最大値（＝
（ｎ0 −１）Ｐ1 ）で決まり、出力Ｐ（＝ｎ0 Ｐ1 ）に
対して（ｎ0 −１）／ｎ0 倍となる。
るように、電力Ｐが最小になるのは回転速度が同期速度
のｎ1 倍まで下がったときで、Ｐ＝Ｐ1 −（１−ｎ1 ）
Ｐ1＝ｎ1 Ｐ1 となり、常に巻線形誘動機の定格容量の
ｎ1 倍以上の出力が得られる。つまり、従来の構成に比
べて巻線形誘動機の容量が１／ｎ1 倍で済む効果があ
る。インバータ，コンバータの容量はＰ2 の最大値（＝
（ｎ0 −１）Ｐ1 ）で決まり、出力Ｐ（＝ｎ0 Ｐ1 ）に
対して（ｎ0 −１）／ｎ0 倍となる。
【００２８】（第２の実施の形態）図４は本発明の第２
実施例（請求項２対応）のフライホイール式無停電電源
装置の構成図である。
実施例（請求項２対応）のフライホイール式無停電電源
装置の構成図である。
【００２９】図に示すように、本実施例が、図１の第１
実施例と異なる構成は、遮断器７の入力側に電流検出器
２０を設け、この電流検出器２０により商用電源５から
の受電電流と、電圧検出器１３により検出される受電電
圧を保護回路２１に取り込むように構成した点である。
その他の構成は同一であるので、同一構成部分には同一
符合を付して説明する。
実施例と異なる構成は、遮断器７の入力側に電流検出器
２０を設け、この電流検出器２０により商用電源５から
の受電電流と、電圧検出器１３により検出される受電電
圧を保護回路２１に取り込むように構成した点である。
その他の構成は同一であるので、同一構成部分には同一
符合を付して説明する。
【００３０】本実施例では、商用電源５からの受電電流
と商用電源５の電圧を保護回路２１に入力し、受電有効
電力を演算する。商用電源５に電圧低下が発生した場
合、商用電源側に有効電力が流れ出すので受電有効電力
は負となる。受電有効電力が負となると、遮断器７を遮
断する。これによりフライホイール１のエネルギを負荷
側のみに有効に供給できる。その他の動作は第１実施例
と同様であるので説明を省略する。
と商用電源５の電圧を保護回路２１に入力し、受電有効
電力を演算する。商用電源５に電圧低下が発生した場
合、商用電源側に有効電力が流れ出すので受電有効電力
は負となる。受電有効電力が負となると、遮断器７を遮
断する。これによりフライホイール１のエネルギを負荷
側のみに有効に供給できる。その他の動作は第１実施例
と同様であるので説明を省略する。
【００３１】（第３の実施の形態）図５は本発明の第３
の実施例（請求項３対応）のフライホイール式無停電電
源装置の構成図である。
の実施例（請求項３対応）のフライホイール式無停電電
源装置の構成図である。
【００３２】図に示すように、本実施例が、図１の第１
実施例と異なる構成は、負荷６Ａ，６Ｂと遮断器２２
Ａ，２２Ｂと選択遮断回路２３を設けた点であり、負荷
６Ａは負荷６Ｂより重要な負荷であるとする。その他の
構成は同一であるので同一構成部分には同一符合を付し
て説明する。
実施例と異なる構成は、負荷６Ａ，６Ｂと遮断器２２
Ａ，２２Ｂと選択遮断回路２３を設けた点であり、負荷
６Ａは負荷６Ｂより重要な負荷であるとする。その他の
構成は同一であるので同一構成部分には同一符合を付し
て説明する。
【００３３】本実施例では、選択遮断回路２３は速度検
出器１１よりフライホイール１の回転速度を入力してお
り、回転速度が所定値より下がると遮断器２２Ｂを遮断
する。これにより、重要度の低い負荷６Ｂを遮断して、
重要な負荷６Ａに対する電力供給時間を延ばすようにな
っている。その他の動作は第１実施例と同様であるので
説明を省略する。
出器１１よりフライホイール１の回転速度を入力してお
り、回転速度が所定値より下がると遮断器２２Ｂを遮断
する。これにより、重要度の低い負荷６Ｂを遮断して、
重要な負荷６Ａに対する電力供給時間を延ばすようにな
っている。その他の動作は第１実施例と同様であるので
説明を省略する。
【００３４】（第４の実施の形態）図６は本発明の第４
実施例（請求項４対応）のフライホイール式無停電電源
装置の構成図である。
実施例（請求項４対応）のフライホイール式無停電電源
装置の構成図である。
【００３５】図に示すように、本実施例が、図１の第１
実施例と異なる構成は、遮断器７と負荷６との間に中間
タップリアクトル２４を配置し、この中間タップリアク
トル２４の中間に巻線形誘動機８の一次巻線が接続され
た点にある。他の構成要素は第１実施例と同様であり、
同一構成要素には同一番号を付してその説明を省略す
る。
実施例と異なる構成は、遮断器７と負荷６との間に中間
タップリアクトル２４を配置し、この中間タップリアク
トル２４の中間に巻線形誘動機８の一次巻線が接続され
た点にある。他の構成要素は第１実施例と同様であり、
同一構成要素には同一番号を付してその説明を省略す
る。
【００３６】本実施例では、商用電源５の電圧が低下し
た場合、負荷６に出力する電圧も低下する。しかし、リ
アクトル２４の限流効果により事故電流を抑制するの
で、負荷に出力する電圧の低下を抑制するようになって
いる。
た場合、負荷６に出力する電圧も低下する。しかし、リ
アクトル２４の限流効果により事故電流を抑制するの
で、負荷に出力する電圧の低下を抑制するようになって
いる。
【００３７】その他の動作は第１実施例と同様であるの
で説明を省略する。なお、本実施例は第１実施例に対し
て中間タップリアクトルを設けたものであるが、第２実
施例及び第３実施例に対しても同様に適用可能である。
で説明を省略する。なお、本実施例は第１実施例に対し
て中間タップリアクトルを設けたものであるが、第２実
施例及び第３実施例に対しても同様に適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフライホ
イール式無停電電源装置（請求項１乃至４対応）によれ
ば、従来のフライホイール式無停電電源装置に比べて、
誘動機とインバータ，コンバータの容量が少なくて済
む、という効果がある。
イール式無停電電源装置（請求項１乃至４対応）によれ
ば、従来のフライホイール式無停電電源装置に比べて、
誘動機とインバータ，コンバータの容量が少なくて済
む、という効果がある。
【００３９】また、商用電源の瞬時電圧低下が長引いた
場合、本発明のフライホイール式無停電電源装置（請求
項３対応）によれば、重要度の低い負荷を遮断すること
によって電力供給時間を延ばすことができる、という効
果がある。
場合、本発明のフライホイール式無停電電源装置（請求
項３対応）によれば、重要度の低い負荷を遮断すること
によって電力供給時間を延ばすことができる、という効
果がある。
【００４０】さらに、本発明のフライホイール式無停電
電源装置（請求項４対応）によれば、商用電源の電圧低
下時にリアクトルの限流効果により事故電流を抑制し、
負荷に供給する電圧の低下を抑制できる、という効果が
ある。
電源装置（請求項４対応）によれば、商用電源の電圧低
下時にリアクトルの限流効果により事故電流を抑制し、
負荷に供給する電圧の低下を抑制できる、という効果が
ある。
【図１】本発明の第１実施例であるフライホイール式無
停電電源装置の構成図。
停電電源装置の構成図。
【図２】図１のインバータ制御回路の構成図。
【図３】図１の電力の変化を説明するための特性図。
【図４】本発明の第２実施例であるフライホイール式無
停電電源装置の構成図。
停電電源装置の構成図。
【図５】本発明の第３実施例であるフライホイール式無
停電電源装置の構成図。
停電電源装置の構成図。
【図６】本発明の第４実施例であるフライホイール式無
停電電源装置の構成図。
停電電源装置の構成図。
【図７】従来のフライホイール式無停電電源装置の構成
図。
図。
１…フライホイール、２…誘動機、３…インバータ、４
…コンバータ、５…商用電源、６，６Ａ，６Ｂ…負荷、
７，２２Ａ，２２Ｂ…遮断器、８…巻線形誘動機、９…
トランス、１０，２０…電流検出器、１１…回転速度検
出器、１２…周波数検出器、１３，１４…電圧検出器、
１７…保護回路、２１…保護回路、２３…選択遮断回
路、２４…中間タップリアクトル、３０…回転速度基準
設定器、３１，３６，３８…減算器、３２…速度制御回
路、３３…電流制御回路、３４…比例増幅器、35…周波
数基準設定器、３７…電圧基準設定器、３９…電圧制御
回路、４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ…スイッチ、１
００…インバータ制御回路。
…コンバータ、５…商用電源、６，６Ａ，６Ｂ…負荷、
７，２２Ａ，２２Ｂ…遮断器、８…巻線形誘動機、９…
トランス、１０，２０…電流検出器、１１…回転速度検
出器、１２…周波数検出器、１３，１４…電圧検出器、
１７…保護回路、２１…保護回路、２３…選択遮断回
路、２４…中間タップリアクトル、３０…回転速度基準
設定器、３１，３６，３８…減算器、３２…速度制御回
路、３３…電流制御回路、３４…比例増幅器、35…周波
数基準設定器、３７…電圧基準設定器、３９…電圧制御
回路、４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ…スイッチ、１
００…インバータ制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記１名の代理人 100083161 弁理士 外川 英明 （外２名） (72)発明者 谷口 健 兵庫県姫路市網干区浜田1000番地 西芝電 機株式会社内 (72)発明者 伊藤 整 兵庫県姫路市網干区浜田1000番地 西芝電 機株式会社内 (72)発明者 野宮 成生 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 渡辺 俊三 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 岡土 千尋 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 Ｆターム(参考） 5G015 FA08 FA16 JA02 JA10 JA27 JA32 JA34 JA35 JA64
Claims (4)
- 【請求項１】 巻線形誘動機にフライホイールを連結し
てフライホイール発電機を構成し、商用電源から遮断器
を介して負荷に電力を供給し、前記巻線形誘動機の一次
巻線は負荷側に接続され、前記巻線形誘動機の二次巻線
は前記商用電源からコンバータとインバータを介して電
力を供給し、前記商用電源の安定時には当該商用電源よ
り電力供給を受けてフライホイールに電力を蓄え、前記
商用電源の電圧低下時には前記遮断器を遮断して負荷に
電力を供給するフライホイール式無停電電源装置におい
て、前記巻線形誘動機を同期速度より高速に回転させ、
前記巻線形誘動機の二次巻線に前記フライホイールの回
転速度と系統の周波数で決まる励磁電流を与えて可変速
制御することを特徴とするフライホイール式停電電源装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載のフライホイール式無停電
電源装置において、前記商用電源の電流を検出する電流
検出器を設け、電圧と電流より有効電力を演算し、この
有効電力が商用電源側に流れ出すのを検出して前記遮断
器を遮断して負荷に一定周波数の電力を供給することを
特徴とするフライホイール式無停電電源装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のフライホイール式無停電
電源装置において、前記フライホイールの速度が所定値
より下がると重要度の低い負荷を遮断して電力供給時間
を延ばすことを特徴とするフライホイール式無停電電源
装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
のフライホイール式無停電電源装置において、前記巻線
形誘導機と商用電源と負荷の間に中間タップリアクトル
を設置し、商用電源の電圧低下時に流れる事故電流を制
御することを特徴とするフライホイール式無停電電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35277499A JP2001178023A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | フライホイール式無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35277499A JP2001178023A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | フライホイール式無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001178023A true JP2001178023A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18426353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35277499A Pending JP2001178023A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | フライホイール式無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001178023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429914B1 (ko) * | 2002-01-09 | 2004-05-03 | 학교법인 포항공과대학교 | 플라이휠을 이용한 비상발전시스템 |
| WO2013001768A1 (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | 株式会社 東芝 | 電磁ポンプ補償電源装置および電磁ポンプシステム |
-
1999
- 1999-12-13 JP JP35277499A patent/JP2001178023A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429914B1 (ko) * | 2002-01-09 | 2004-05-03 | 학교법인 포항공과대학교 | 플라이휠을 이용한 비상발전시스템 |
| WO2013001768A1 (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-03 | 株式会社 東芝 | 電磁ポンプ補償電源装置および電磁ポンプシステム |
| JPWO2013001768A1 (ja) * | 2011-06-27 | 2015-02-23 | 株式会社東芝 | 電磁ポンプ補償電源装置および電磁ポンプシステム |
| RU2554120C1 (ru) * | 2011-06-27 | 2015-06-27 | Кабусики Кайся Тосиба | Источник питания для компенсации электромагнитного насоса и система электромагнитного насоса |
| US9397544B2 (en) | 2011-06-27 | 2016-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electromagnetic pump compensation power supply apparatus and electromagnetic pump system |
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