JP2001245442A - 交流無停電電源装置 - Google Patents

交流無停電電源装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電池の放電が停止する前に負荷の待避処理
を確実に実行することができる交流無停電電源装置の提
供。 【解決手段】 常時は交流電力を直接または整流器とイ
ンバータを介して負荷に供給し、停電時は蓄電池からの
直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷に供給
する交流無停電電源装置に、停電時に蓄電池の放電電気
量を算出し、その放電電気量を蓄電池の定格放電電気量
と比較し、その比較結果に基づいて放電終止電圧まで放
電した場合の保持時間を求め、その保持時間が所定時間
以下になった時に送出す警報信号によって負荷の待避処
理を実行する機能を付加したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用交流電源が停
電しても安定した電圧および周波数を確保するための無
停電電源システムに係り、より詳しくは停電時に蓄電池
の放電電気量に基づいて放電終止電圧までの蓄電池の保
持時間を求め、この保持時間が所定時間以下になった時
に負荷の待避処理を実行する機能を有する交流無停電電
源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の交流無停電電源装置は、図2にそ
の一例を示すごとく、常時は商用電源1からの交流電力
を直送ライン10を介して直接、または整流器2によっ
て整流された直流電力をインバータ3によって変換して
得た交流電力を負荷4に供給するとともに、前記交流電
力を充電器7で変換して得た充電電力、または前記整流
器2からの直流電力によって充電される蓄電池6を設
け、停電時に前記蓄電池6からの直流電力をインバータ
3によって交流電力に変換して前記負荷4に供給するよ
うにしたものである。
【0003】上記した、従来の交流無停電電源装置で
は、停電時に前記蓄電池6からの直流電力をインバータ
3によって交流電力に変換して負荷4に供給している
が、停電が長時間になると、蓄電池6は放電終止電圧近
くまで放電することがあるため、通常は蓄電池6が過放
電によって損傷しないように、放電終止電圧に達した時
に放電を停止させるとともに、放電を停止させる前に負
荷4に警報信号を送出することにより、その警報信号を
受けた負荷4が自動的に待避処理を実行するようにして
いる。
【0004】従来、このような、放電終止電圧に達した
時に放電を停止させること、放電を停止させる前に負荷
4に待避処理を実行させることは、放電時の蓄電池6の
端子電圧を検出し、この検出した端子電圧の対応値を基
準値と比較することによって行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した、
放電終止電圧に達した時に放電を停止させることに関し
ては、放電終止電圧は、蓄電池6の種類やセル数によっ
て変化するだけであるが、放電を停止させる前に負荷4
に待避処理を実行させることに関しては、蓄電池6の端
子電圧が待避処理を実行する時の電圧に達してから放電
終止電圧に達するまでの時間は、それまでの負荷4に対
する蓄電池6の放電電気量、蓄電池6の放電時の周囲温
度、放電までの蓄電池6の使用期間、蓄電池6の充電電
圧に応じて変化するため、待避処理に要する時間はほぼ
一定であるにもかかわらず、待避処理の実行中に蓄電池
6の放電が停止してしまったり、これを避けるために待
避処理の実行を早く設定すると、蓄電池6の容量が十分
に引き出せないという問題があった。
【0006】本発明はこのような従来の問題を解決する
ためになされたもので、蓄電池の放電が停止する前に負
荷の待避処理を確実に実行することができる交流無停電
電源装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、停電時に蓄電
池の放電電流を一定の時間ごとにサンプリングして算出
した放電電気量に基づいて、放電終止電圧までの蓄電池
の保持時間を求め、この保持時間が所定時間以下になっ
た時に負荷の待避処理を実行する機能を有するもので、
その要旨は、商用電源からの交流電力を整流する整流器
と、この整流器からの直流電力を交流電力に変換するイ
ンバータと、前記整流器とインバータとの接続点に接続
され、前記整流器からの直流電力または商用電源からの
交流電力を充電器で変換して得た充電電力で充電される
蓄電池とを有し、常時は前記交流電力を直接または前記
整流器とインバータを介して負荷に供給し、停電時は前
記蓄電池からの直流電力をインバータで交流電力に変換
して負荷に供給する交流無停電電源装置において、停電
時に蓄電池の放電電流を一定の時間ごとにサンプリング
して放電電気量を算出する放電電気量算出手段と、この
放電電気量算出手段によって算出された放電電気量を蓄
電池の定格放電電気量と比較する比較手段と、この比較
手段による比較結果に基づいて放電終止電圧まで放電し
た場合の保持時間を算出する保持時間算出手段と、この
保持時間算出手段による保持時間が所定時間以下になっ
た時に警報信号を送出する警報信号送出手段とを設け、
前記警報信号によって負荷の待避処理を実行する機能を
具備したことを特徴とするものである。
【0008】また、本発明は上記の交流無停電電源装置
に、比較手段による比較結果に基づいて放電終止電圧ま
での残容量を算出する残容量算出手段、負荷の待避処理
の実行後、蓄電池の放電を停止させる放電制御手段、蓄
電池の定格放電電気量を、サンプリングする蓄電池の放
電電流に対応させて補正する補正手段、蓄電池の定格放
電電気量を、蓄電池の放電時の周囲温度に対応させて補
正する補正手段、蓄電池の定格放電電気量を、蓄電池の
使用期間に対応させて補正する補正手段をそれぞれ単
独、もしくは組合わせて付設することを特徴とするもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る交流無停電電
源装置の一実施例を示すブロック図で、図2と同じ機能
を有する部分には同じ符号を付して以下の説明は省略す
る。
【0010】すなわち、図1に示す交流無停電電源装置
は、図2に示す従来の交流無停電電源装置に、停電時の
蓄電池6の放電電流を一定の時間ごとにサンプリングし
て放電電気量を算出する放電電気量算出手段5と、この
放電電気量算出手段5によって算出された放電電気量を
蓄電池6の定格放電電気量と比較する比較手段8と、こ
の比較手段8による比較結果に基づいて放電終止電圧ま
で放電した場合の保持時間を算出する保持時間算出手段
9と、この保持時間算出手段9による保持時間が所定時
間以下になった時に警報信号を送出する警報信号送出手
段11とを設け、前記警報信号によって負荷の待避処理
を実行する機能を付加した構成となしたもので、前記放
電電気量算出手段5は、蓄電池6の放電電流を一定の時
間、たとえば1秒ごとにサンプリングして現時点までの
放電電気量を算出する機能を有し、前記比較手段8は、
蓄電池6の定格放電電気量に対する現時点までの放電電
気量の比率を算出する機能を有する。そして、前記比較
手段8によって算出された比率により、現時点、すなわ
ちサンプリング時点での蓄電池6の放電電流で放電終止
電圧までの残容量を、残容量算出手段13によって算出
するとともに、現時点での蓄電池6の放電電流で放電終
止電圧まで継続放電した場合の保持時間を、保持時間算
出手段9によって算出し、この保持時間が所定時間以下
になった時に警報信号送出手段11によって警報信号を
送出するとともに、この警報信号によって負荷4の待避
処理を実行するように構成されている。さらに、前述し
た待避処理を実行した後、放電制御手段12によって蓄
電池6の放電終止電圧を検出して放電を停止させる仕組
みとなっている。
【0011】なお、前記警報信号は、保持時間が負荷4
の待避処理に要する時間以上である時に送出されるよう
にしておくことはいうまでもないが、この保持時間は蓄
電池6の放電電流の大小、放電時の周囲温度の高低、放
電までの使用期間の長短によって定格放電電気量が変化
するため、蓄電池6の定格放電電気量はこれらの要素を
加味して補正したうえで比較手段8による、現時点まで
の放電電気量の比率の算出に用いるのがよい。
【0012】すなわち、蓄電池6は、現時点までの放電
容量が同じであっても、それまでの放電電流が大であれ
ば残容量は小さくなって保持時間は短くなり、放電電流
が小であれば残容量は大きくなって保持時間は長くな
り、放電時の周囲温度が低ければ残容量は小さくなって
保持時間は短くなり、放電時の周囲温度が高ければ残容
量は大きくなって保持時間は長くなり、放電までの使用
期間が長ければ残容量は小さくなって保持時間は短くな
り、放電までの使用期間が短ければ残容量は大きくなっ
て保持時間は長くなるので、定格放電電気量を放電電流
の大小、放電時の周囲温度の高低、放電までの使用期間
の長短によって補正し、上述のような残容量と保持時間
が得られるように補正係数を定めるのがよい。
【0013】例えば、放電電流の大小に関する補正係数
は、20時間率容量が38AHの密閉形鉛蓄電池であれ
ば、放電電流が1.9A(1/20C)以下の時に1.
0になるようにして未補正の定格放電電気量に基づいて
残容量と保持時間を算出し、放電電流が1.9A(1/
20C)を超えると1.0より小さくなるようにして補
正後の定格放電電気量に基づいて残容量と保持時間を算
出すればよい。なお、この場合、サンプリング時点ごと
に、その時点までの放電電流の平均値に基づいて補正し
ても、最大値に基づいて補正してもよいが、警報信号に
よる負荷4の待避処理を確実に実行するためには、最大
値に基づいて補正するのがよい。
【0014】同様に、放電時の周囲温度の高低に関する
補正係数は、放電時の周囲温度が25℃の時に1.0に
なるようにして未補正の定格放電電気量に基づいて残容
量と保持時間を算出し、放電時の周囲温度が25℃未満
であれば、1.0より小さく、放電時の周囲温度が25
℃を超えると1.0より大きくなるようにして補正後の
定格放電電気量に基づいて残容量と保持時間を算出すれ
ばよい。
【0015】同様に、放電までの使用期間の長短に関す
る補正係数は、使用期間が、放電容量が半減するまでの
平均的な使用期間の2分の1までは1.0になるように
して未補正の定格放電電気量に基づいて残容量と保持時
間を算出し、放電容量が半減するまでの平均的な使用期
間の2分の1を超えると1.0より小さくなるようにし
て補正後の定格放電電気量に基づいて残容量と保持時間
を算出すればよい。
【0016】上述した補正係数は相互に関連するので、
残容量と保持時間は、定格放電電気量/(放電電流の大
小に関する補正係数×周囲温度の高低に関する補正係数
×放電までの使用期間の長短に関する補正係数)によっ
て補正した定格放電電気量に基づいて算出するのが好ま
しい。
【0017】
【発明の効果】上記した如く、本発明によれば、蓄電池
の使用条件に対応して残容量と保持時間を定めるととも
に、この保持時間が負荷の待避処理を実行するのに要す
る時間以上である時に警報信号を送出することができる
から、蓄電池の放電が停止する前に負荷の待避処理を確
実に実行することができ、交流無停電電源装置の信頼性
の向上に寄与するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る交流無停電電源装置の一実施例を
示すブロック図である。
【図2】本発明の対象とする従来の交流無停電電源装置
の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 交流電源 2 整流器 3 インバータ 4 負荷 5 放電電気量算出手段 6 蓄電池 7 充電器 8 比較手段 9 保持時間算出手段 10 直送ライン 11 警報信号送出手段 12 放電制御手段 13 残容量算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉澤 晋吾 東京都港区三田一丁目4番28号 日本電気 フィールドサービス株式会社内 (72)発明者 加納 克彦 大阪府高槻市古曽部町二丁目3番21号 株 式会社ユアサコーポレーション内 Fターム(参考) 5G015 GA07 JA21 JA32 JA34 JA35 JA37 JA53 JA55 JA59 KA06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用電源からの交流電力を整流する整流
    器と、この整流器からの直流電力を交流電力に変換する
    インバータと、前記整流器とインバータとの接続点に接
    続され、前記整流器からの直流電力または商用電源から
    の交流電力を充電器で変換して得た充電電力で充電され
    る蓄電池とを有し、常時は前記交流電力を直接または前
    記整流器とインバータを介して負荷に供給し、停電時は
    前記蓄電池からの直流電力をインバータで交流電力に変
    換して負荷に供給する交流無停電電源装置において、停
    電時に蓄電池の放電電流を一定の時間ごとにサンプリン
    グして放電電気量を算出する放電電気量算出手段と、こ
    の放電電気量算出手段によって算出された放電電気量を
    蓄電池の定格放電電気量と比較する比較手段と、この比
    較手段による比較結果に基づいて放電終止電圧まで放電
    した場合の保持時間を算出する保持時間算出手段と、こ
    の保持時間算出手段による保持時間が所定時間以下にな
    った時に警報信号を送出する警報信号送出手段とを設
    け、前記警報信号によって負荷の待避処理を実行する機
    能を具備したことを特徴とする交流無停電電源装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の交流無停電電源装置にお
    いて、比較手段による比較結果に基づいて放電終止電圧
    までの残容量を算出する残容量算出手段をさらに設けた
    ことを特徴とする交流無停電電源装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の交流無停電電源
    装置において、負荷の待避処理の実行後、蓄電池の放電
    を停止させる放電制御手段を設けたことを特徴とする交
    流無停電電源装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載の交流
    無停電電源装置において、蓄電池の定格放電電気量を、
    サンプリングする蓄電池の放電電流に対応させて補正す
    る補正手段を設けたことを特徴とする交流無停電電源装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項記載の交流
    無停電電源装置において、蓄電池の定格放電電気量を、
    蓄電池の放電時の周囲温度に対応させて補正する補正手
    段を設けたことを特徴とする交流無停電電源装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項記載の交流
    無停電電源装置において、蓄電池の定格放電電気量を、
    蓄電池の使用期間に対応させて補正する補正手段を設け
    たことを特徴とする交流無停電電源装置。
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