JP2002058176A - Power conversion apparatus - Google Patents

Power conversion apparatus

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JP2002058176A
JP2002058176A JP2000242499A JP2000242499A JP2002058176A JP 2002058176 A JP2002058176 A JP 2002058176A JP 2000242499 A JP2000242499 A JP 2000242499A JP 2000242499 A JP2000242499 A JP 2000242499A JP 2002058176 A JP2002058176 A JP 2002058176A
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power supply
converter
power
load
inverter
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JP2000242499A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Sanada
和法 真田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To substantially reduce power consumption in an ordinary operation and to continue the operation without discharging the energy of a DC power supply even if an AC power supply fluctuates significantly. SOLUTION: If the voltage of an AC power supply 1 is within a set value, the output of the AC power supply 1 is used as the output of this power conversion apparatus. If the voltage of the AC power supply 1 is out of the set value, the output of an inverter 4 is used as the output of the apparatus. If, further the voltage of the AC power supply 1 is out of another set value, the operation of an converter 2 is stopped. A state decision circuit 8 and an operation command generating circuit 9 which generate commands corresponding to these states are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、UPS(無停電
電源装置)などのような、交流電源を入力し、安定した
交流電源を出力する電力変換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device such as a UPS (Uninterruptible Power Supply) that inputs an AC power supply and outputs a stable AC power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、例えば1989年発行『無停電
電源装置(UPS)導入実戦ガイドp45〜50』記載
の従来のUPSを示す回路図であり、図において、31
は交流電源、32は交流電源31が入力され、直流電力
に変換するコンバータ、33はコンバータ32の出力部
に接続された直流電源、34はコンバータ32の出力を
人力とし、交流電力に変換するインバータ、35は交流
電源31と負荷側との間に接続されたスイッチ、36は
インバータ34の出力と負荷側との間に接続されたスイ
ッチで、スイッチ35とスイッチ36は装置負荷側で接
続され、その接続端子から負荷に電力を供給するように
構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional UPS described in, for example, "Uninterruptible Power Supply (UPS) Introductory Battle Guide p45-50" published in 1989.
Is an AC power supply, 32 is a converter to which the AC power supply 31 is input and converts it into DC power, 33 is a DC power supply connected to the output of the converter 32, and 34 is an inverter which converts the output of the converter 32 into AC power and converts it into AC power , 35 are switches connected between the AC power supply 31 and the load side, 36 is a switch connected between the output of the inverter 34 and the load side, and the switch 35 and the switch 36 are connected on the device load side; It is configured to supply power to the load from the connection terminal.

【0003】次に動作について説明する。交流電源31
が正常なときは、交流電源31からコンバータ32とイ
ンバータ34を経由し、スイッチ36を介した経路(図
中の通常時の給電経路)で負荷に電力を供給する。交流
電源31が異常となったとき、直流電源33の電力をイ
ンバータ34で交流に変換し、スイッチ36を介して負
荷に電力を供給する(図中の停電時の給電経路)。ま
た、万が一、コンバータ32やインバータ34が故障し
たとき、スイッチ35を経由して交流電源31の電力を
負荷に供給する(図中の電力変換部故障時の給電経路)
ように動作する。
Next, the operation will be described. AC power supply 31
Is normal, the power is supplied to the load from the AC power supply 31 via the converter 32 and the inverter 34, and via the switch 36 (normal power supply path in the figure). When the AC power supply 31 becomes abnormal, the power of the DC power supply 33 is converted into AC by the inverter 34 and the power is supplied to the load via the switch 36 (the power supply path at the time of a power failure in the figure). In the unlikely event that the converter 32 or the inverter 34 fails, the power of the AC power supply 31 is supplied to the load via the switch 35 (the power supply path at the time of failure of the power converter in the figure).
Works like that.

【0004】図10は別の従来例を示すもので、平成2
年7月発行『電気共同研究第46巻第3号p74〜7
6』記載の従来のUPSを示す回路図である。図におい
て、31は交流電源、33は直流電源、34は入力が直
流電源33に接続され、直流を交流に変換するインバー
タ、37は交流電源31かインバータ34の出力かを選
択し、負荷に接続する選択スイッチである。
FIG. 10 shows another conventional example.
Published in July, “Electric Joint Research Vol. 46, No. 3, p.
6] is a circuit diagram showing a conventional UPS described in [6]. In the figure, 31 is an AC power supply, 33 is a DC power supply, 34 is an inverter whose input is connected to the DC power supply 33 and converts DC to AC, and 37 is an AC power supply 31 or an output of the inverter 34, and is connected to a load. Switch.

【0005】次に動作について説明する。交流電源31
が正常なときは、選択スイッチ37が交流電源31より
負荷に電力を供給するように、交流電源31側を選択
し、負荷に接続する。交流電源31が負荷の許容できる
電圧を逸脱すると、選択スイッチ37はインバータ34
の出力側と負荷を接続し、インバータ34は直流電源3
3を使って交流電力を負荷に供給する。
Next, the operation will be described. AC power supply 31
Is normal, the AC power supply 31 is selected and connected to the load so that the selection switch 37 supplies power from the AC power supply 31 to the load. When the AC power supply 31 deviates from the voltage allowable by the load, the selection switch 37
Of the DC power supply 3
3 to supply AC power to the load.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置は
以上のように構成されているが、最初に示された構成で
は、交流電源31が正常な場合も、コンバータ32やイ
ンバータ34の電力変換回路を経由して電力を供給する
ので、電力変換装置自身で電力を消費してしまい、負荷
電力よりも装置電力が大きく、電気料金のランニングコ
ストが高くなるという問題があった。例えば、100k
VA装置で、定格負荷時の総合効率が90%とすると、
11kWの電力を常に消費していることとなる。また、
2番目に示した構成では、交流電源31が負荷の電圧許
容範囲を逸脱すると、直流電源33から電力を放出して
しまい、直流電源33のエネルギーが尽きると、給電が
ストップしてしまうという間題があった。
The conventional power converter is constructed as described above. However, in the configuration shown first, even when the AC power supply 31 is normal, the power conversion of the converter 32 and the inverter 34 is performed. Since the power is supplied via the circuit, the power conversion device consumes power by itself, and there is a problem that the device power is larger than the load power and the running cost of the electricity bill increases. For example, 100k
Assuming that the VA device has a total efficiency of 90% at the rated load,
This means that 11 kW of power is always consumed. Also,
In the second configuration, when the AC power supply 31 deviates from the allowable voltage range of the load, power is released from the DC power supply 33, and when the energy of the DC power supply 33 runs out, power supply is stopped. was there.

【0007】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、通常運転時の装置消費電力
を大幅に削減するとともに、交流電源が大きく変動して
も、直流電源のエネルギーを放出することなく、運転を
継続することができる電力変換装置を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and greatly reduces the power consumption of the device during normal operation. It is an object of the present invention to provide a power conversion device capable of continuing operation without emitting any gas.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電力変換装置は、交流電源の出力部に接続されたコン
バータと、コンバータの出力部に接続されたインバータ
と、このインバータに入力される直流電源と、交流電源
と負荷側との間に接続されたスイッチと、インバータと
負荷側との間に接続されたスイッチとを有するものであ
って、電圧変動範囲α,β(α<β)を設定する手段
と、交流電源の電圧変動範囲が±α以内であれば交流電
源を負荷に供給する手段と、電圧変動範囲が±αを超え
±β以内であればコンバータを運転する手段と、電圧変
動範囲が±βを超えた場合、コンバータの運転を停止す
る手段を設けたものである。
According to a first aspect of the present invention, a power converter includes a converter connected to an output of an AC power source, an inverter connected to an output of the converter, and an inverter connected to the inverter. A DC power supply, a switch connected between the AC power supply and the load side, and a switch connected between the inverter and the load side, wherein the voltage fluctuation ranges α and β (α <β ), Means for supplying AC power to the load if the voltage fluctuation range of the AC power supply is within ± α, and means for operating the converter if the voltage fluctuation range exceeds ± α and is within ± β. And means for stopping the operation of the converter when the voltage fluctuation range exceeds ± β.

【0009】この発明の請求項2に係る電力変換装置
は、交流電源の出力部に接続されたコンバータと、コン
バータの出力部に接続されたインバータと、このインバ
ータに入力される直流電源と、交流電源と負荷側との間
に接続されたスイッチと、インバータと負荷側との間に
接続されたスイッチとを有するものであって、電圧変動
範囲及び最大許容電流値を設定する手段と、交流電源が
電圧変動範囲内であれば交流電源を負荷に供給する手段
と、電圧変動範囲を超えるとともにコンバータの通電電
流が最大許容電流値以内であればコンバータを運転する
手段と、最大許容電流値を超えた場合コンバータの運転
を停止する手段を設けたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power converter, comprising: a converter connected to an output section of an AC power supply; an inverter connected to an output section of the converter; a DC power supply input to the inverter; Means for setting a voltage fluctuation range and a maximum allowable current value, comprising: a switch connected between the power supply and the load side; and a switch connected between the inverter and the load side; Means for supplying AC power to the load if is within the voltage fluctuation range; means for operating the converter if the current flowing through the converter is within the maximum allowable current value while exceeding the voltage fluctuation range; and In this case, a means for stopping the operation of the converter is provided.

【0010】この発明の請求項3に係る電力変換装置
は、交流電源の周波数が許容範囲内であるときのみ交流
電源を負荷に供給する手段を設けたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power conversion device including means for supplying an AC power supply to a load only when the frequency of the AC power supply is within an allowable range.

【0011】この発明の請求項4に係る電力変換装置
は、交流電源,コンバータ,インバータ,直流電源及び
スイッチからなる回路を複数個並列に設けるとともに、
負荷電流を検出する電流センサと、負荷電流値を1台当
たりが給電できる定格電流値で割算し、回路の必要運点
数を決定する手段とを備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power converter, wherein a plurality of circuits each including an AC power supply, a converter, an inverter, a DC power supply, and a switch are provided in parallel.
It comprises a current sensor for detecting a load current, and means for dividing a load current value by a rated current value that can be supplied per unit to determine a required number of operating points of the circuit.

【0012】この発明の請求項5に係る電力変換装置
は、必要運転数に1を加算する手段を設けたものであ
る。
A power converter according to a fifth aspect of the present invention is provided with means for adding one to the required number of operations.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
一実施形態を図について説明する。図1はこの発明の実
施の形態1による電力変換装置を示す回路図であり、図
において、1は交流電源、2は交流電源1が入力され、
直流電力に変換するコンバータ、3はコンバータ2の出
力側に接続された直流電源、4はコンバータ2の出力を
人力とし、交流電力に変換するインバータ、5は交流電
源1と負荷側との間に接続されたスイッチ、6はインバ
ータ4の出力と負荷側との間に接続されたスイッチ、7
は交流電源1の電圧を検出する電圧センサ、8は条件よ
り運転状態を判定する状態判定回路、9はコンバータ
2、インバータ4、スイッチ5、スイッチ6の動作指令
を作成する動作指令作成回路である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a power converter according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an AC power supply, 2 denotes an AC power supply 1,
A converter for converting to DC power, 3 is a DC power supply connected to the output side of the converter 2, 4 is an inverter for converting the output of the converter 2 to human power, and converting to AC power, 5 is between the AC power supply 1 and the load side. The connected switch 6 is a switch connected between the output of the inverter 4 and the load side, 7
Is a voltage sensor that detects the voltage of the AC power supply 1, 8 is a state determination circuit that determines an operation state from conditions, and 9 is an operation command creation circuit that creates operation commands for the converter 2, the inverter 4, the switch 5, and the switch 6. .

【0014】図2は前記状態判定回路8及び動作指令作
成回路9を示す詳細回路図であり、図において、10は
電圧センサ7の出力を入力とし、負荷許容条件との関係
を判定する比較器、11は電圧センサ7の出力を入力と
し、コンバータ2の運転条件との関係を判定する比較器
である。比較器10は、負荷が許容できる電圧変動範囲
αを比較基準とし、電圧センサ7の電圧の状態がどうで
あるかを判定する回路で、例えば、交流電源1が定格電
圧の±α以内であれば交流電源1を負荷に供給できる状
態とし、比較器10の出力をHレベルとする。
FIG. 2 is a detailed circuit diagram showing the state judging circuit 8 and the operation command generating circuit 9. In the figure, reference numeral 10 denotes a comparator which receives an output of the voltage sensor 7 and judges a relationship with an allowable load condition. , 11 are comparators which receive the output of the voltage sensor 7 and determine the relationship with the operating conditions of the converter 2. The comparator 10 is a circuit that determines the state of the voltage of the voltage sensor 7 based on a voltage variation range α that can be tolerated by the load as a reference. For example, if the AC power supply 1 is within ± α of the rated voltage, For example, the AC power supply 1 can be supplied to the load, and the output of the comparator 10 is set to the H level.

【0015】また、±αを逸脱したとき、交流電源1を
負荷に供給できない状態とし、比較器10の出力をLレ
ベルとする。比較器11はコンバータ2が運転できる電
圧変動範囲βを比較基準とし、電圧センサ7の電圧の状
態がどうであるかを判定回路で、例えば、交流電源1が
定格電圧の±β以内であればコンバータ2が運転可能状
態とし、比較器11の出力をHレベルとする。また、±
βを逸脱したとき、コンバータ2が運転できない状態と
し、比較器11の出力をLレベルとする。
Further, when the value deviates from ± α, the AC power supply 1 cannot be supplied to the load, and the output of the comparator 10 is set to L level. The comparator 11 uses the voltage fluctuation range β in which the converter 2 can operate as a comparison reference, and determines the state of the voltage of the voltage sensor 7 by a determination circuit. For example, if the AC power supply 1 is within ± β of the rated voltage, The converter 2 is set in the operable state, and the output of the comparator 11 is set to the H level. Also, ±
When it deviates from β, the converter 2 is set in a state where it cannot be operated, and the output of the comparator 11 is set to L level.

【0016】動作指令作成回路9には、前記2つの比較
器10,11の出力信号が入力され、比較器10の出力
をスイッチ5のオンオフ指令として出力する。スイッチ
5はこの指令がHのときはオン、Lのときはオフするよ
うに動作する。また、12は反転器で、この反転器12
を介してスイッチ6に比較器10の信号が出力されるた
め、スイッチ6の動作はスイッチ5のオンオフ動作と反
転することとなる。コンバータ2の運転信号として、比
較器11の信号が出力され、コンバータ2は出力がHの
ときは運転、Lのときは停止するように動作する。な
お、インバータ4は常時運転するような指令を出力す
る。
The output signals of the two comparators 10 and 11 are input to the operation command generation circuit 9, and the output of the comparator 10 is output as an on / off command of the switch 5. The switch 5 operates to turn on when this command is H, and to turn off when this command is L. Reference numeral 12 denotes an inverter.
, The signal of the comparator 10 is output to the switch 6, so that the operation of the switch 6 is inverted from the on / off operation of the switch 5. A signal from the comparator 11 is output as an operation signal of the converter 2, and the converter 2 operates so as to operate when the output is H and to stop when the output is L. In addition, the inverter 4 outputs a command such that the inverter 4 always operates.

【0017】次に動作について説明する。比較器10で
交流電源1の電圧が負荷に供給できる正常な状態である
か判定し、正常(‘H’状態)であればスイッチ5をオ
ンして、交流電源1の電力を負荷に直接供給する(図中
の交流電源1正常時の給電経路)。万が一、交流電源1
が負荷許容電圧範囲αを逸脱したとき、比較器10の出
力がLレベルになり、瞬時にスイッチ5がオフになり、
スイッチ6がオンになる。この動作により、インバータ
4により電力を供給することとなる。
Next, the operation will be described. The comparator 10 determines whether the voltage of the AC power supply 1 is in a normal state in which the voltage can be supplied to the load. If the voltage is normal ('H' state), the switch 5 is turned on, and the power of the AC power supply 1 is directly supplied to the load. (The power supply path when the AC power supply 1 is normal in the figure). AC power supply 1
Deviates from the load allowable voltage range α, the output of the comparator 10 becomes L level, the switch 5 is turned off instantaneously,
The switch 6 turns on. With this operation, power is supplied from the inverter 4.

【0018】ここで、コンバータ2の運転可能電圧範囲
βを、αより大きい値に設定できれば、例えば、交流電
源1の電圧低下がα以上かつβ以内の範囲では、コンバ
ータ2が連続運転できることとなるため、図中の交流電
源1低下時の給電経路により、負荷への給電を継続でき
る。
Here, if the operable voltage range β of the converter 2 can be set to a value larger than α, for example, if the voltage drop of the AC power supply 1 is within the range of α or more and within β, the converter 2 can be operated continuously. Therefore, the power supply to the load can be continued by the power supply path when the AC power supply 1 is lowered in the drawing.

【0019】これにより、通常運転はスイッチ5を介し
て、負荷に給電するため、装置の消費電力を削減でき、
交流電源1が大きく変動したときでも、負荷の許容電圧
範囲αによらず、コンバータ2の運転可能電圧範囲βを
広く設計することで、直流電源3からの電力放出なし
に、コンバータ2を介してインバータ4から連続給電で
きる。なお、コンバータ2の運転可能電圧範囲は、上限
値と下限値同じ値で説明したが、目的に合わせてバラバ
ラに設定しても同様の効果が得られる。
Thus, in normal operation, power is supplied to the load via the switch 5, so that the power consumption of the device can be reduced.
Even if the AC power supply 1 fluctuates greatly, the operable voltage range β of the converter 2 is designed to be wide regardless of the allowable voltage range α of the load, so that the DC power supply 3 Power can be continuously supplied from the inverter 4. Although the operable voltage range of converter 2 has been described with the same upper limit value and lower limit value, the same effect can be obtained even if the range is set differently according to the purpose.

【0020】実施の形態2.上記実施の形態1では、コ
ンバータ2の運転可能電圧範囲を広く設定することで、
交流電源1が低下しても、コンバータ2の運転ができる
場合について述べたが、そもそもコンバータ2の運転は
通電電流で制限されるものであるから、前記コンバータ
2の運転可能電圧の下限値は、定格負荷時(定格電力供
給時)に、コンバータ2が流せる最大許容電流になるよ
うな電圧値(定格電力値/最大許容電流値=最小電圧
値)を設定することとなる。この設定値により動作を制
限すると、軽負荷のとき、すなわちコンバータ2の通電
電流が小さいとき、前記条件で設定した電圧以下でもコ
ンバータ2は連続運転可能であるのに、コンバータ2を
停止させてしまうこととなる。本実施形態はこのような
問題を解決するためになされたものである。
Embodiment 2 In the first embodiment, by setting the operable voltage range of converter 2 wide,
Although the description has been given of the case where the converter 2 can be operated even when the AC power supply 1 is lowered, since the operation of the converter 2 is limited by the supplied current, the lower limit value of the operable voltage of the converter 2 is as follows. A voltage value (rated power value / maximum permissible current value = minimum voltage value) is set so that the maximum permissible current that the converter 2 can flow at the time of a rated load (when supplying rated power). If the operation is limited by this set value, when the load is light, that is, when the current flowing through the converter 2 is small, the converter 2 stops even though the converter 2 can be continuously operated even at the voltage set under the above conditions. It will be. The present embodiment has been made to solve such a problem.

【0021】図3はこの発明の実施の形態2による電力
変換装置を示す回路図であり、図において、13は入力
電流を検出する電流センサであり、それ以外は実施の形
態1と同様の構成である。図4は本実施の形態の状態判
定回路8及び動作指令作成回路9の詳細回路図で、14
はコンバータ2が通電できる最大許容電流値と、電流セ
ンサ13の出力信号を比較し、最大許容電流以下であれ
ばHレベルを出力し、そうでなければLレベルを出力す
る比較器である。それ以外は前記実施の形態1と同様の
構成である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a power converter according to a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 13 denotes a current sensor for detecting an input current, and the other components are the same as those in the first embodiment. It is. FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the state determination circuit 8 and the operation command creation circuit 9 of the present embodiment.
Is a comparator that compares the maximum allowable current value that the converter 2 can supply with the output signal of the current sensor 13 and outputs an H level if the current is equal to or less than the maximum allowable current, otherwise outputs an L level. Otherwise, the configuration is the same as that of the first embodiment.

【0022】比較器14を用いてコンバータ2の通電電
流と最大許容電流とを比較することで、コンバータ2が
最大許容電流以下のとき運転を継続するように構成した
ので、コンバータ2の通電電流がコンバータ2の限界で
ある最大電流以上になるまで運転を継続でき、負荷量が
定格以下のとき、前記実施の形態1よりコンバータ2の
運転電圧範囲が広くなる。
By using the comparator 14 to compare the energizing current of the converter 2 with the maximum allowable current, the operation is continued when the converter 2 is equal to or less than the maximum allowable current. The operation can be continued until the current exceeds the maximum current, which is the limit of converter 2, and when the load is below the rating, the operating voltage range of converter 2 is wider than in the first embodiment.

【0023】実施の形態3.上記実施の形態1では、負
荷許容条件として電圧範囲を設定したが、負荷によって
周波数許容範囲があり、実施の形態1の方法では、こう
いった負荷に対応できない。本実施形態はこのような問
題を解決するためになされたものである。
Embodiment 3 FIG. In the first embodiment, the voltage range is set as the load allowable condition. However, the load has a frequency allowable range, and the method of the first embodiment cannot cope with such a load. The present embodiment has been made to solve such a problem.

【0024】図5は本実施の形態の状態判定回路8及び
動作指令作成回路9の詳細回路図であり、図において、
15は交流電源1の周波数を計測する周波数計測回路、
16は負荷が許容できる周波数範囲γと交流電源1の周
波数とを比較し、許容範囲であればHレベル、そうでな
ければLレベルを出力する比較器、17は実施の形態1
と同様に電圧値を比較する比較器10の出力と、前記周
波数値を比較する比較器16の出力信号がともにHレベ
ルのとき、Hレベルを出力するアンド回路である。ま
た、18は電源周波数が負荷許容値を逸脱し、比較器1
6の出力がLレベルになると、インバータ4の運転周波
数を、所定の固定周波数に切り替える指令を出力する固
定周波数指令発生回路である。
FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the state determination circuit 8 and the operation command creation circuit 9 according to the present embodiment.
15 is a frequency measurement circuit for measuring the frequency of the AC power supply 1,
A comparator 16 compares the frequency range γ that can be tolerated by the load with the frequency of the AC power supply 1 and outputs an H level if it is in an allowable range, and outputs an L level otherwise.
The AND circuit outputs an H level when both the output of the comparator 10 for comparing the voltage value and the output signal of the comparator 16 for comparing the frequency value are at the H level. Reference numeral 18 indicates that the power supply frequency deviates from the allowable load value and the comparator 1
6 is a fixed frequency command generation circuit that outputs a command to switch the operating frequency of the inverter 4 to a predetermined fixed frequency when the output of the inverter 6 becomes L level.

【0025】比較器10と比較器16の出力をアンド回
路17で論理和をとることで、電源電圧値と周波数のど
ちらかが負荷許容条件を逸脱したとき、インバータ4の
給電に切り替わる。特に周波数が許容値を逸脱したと
き、固定周波数指令発生回路18によりインバータ4の
出力周波数が所定の周波数固定となり、周波数も考慮し
た安定した電力を負荷に供給できる。
The output of the comparator 10 and the output of the comparator 16 are ORed by the AND circuit 17, so that when either the power supply voltage value or the frequency deviates from the allowable load condition, the power supply is switched to the inverter 4. In particular, when the frequency deviates from the allowable value, the output frequency of the inverter 4 is fixed to a predetermined frequency by the fixed frequency command generation circuit 18, and a stable electric power in consideration of the frequency can be supplied to the load.

【0026】実施の形態4.前記実施の形態1では、軽
負荷時でも定格電力の体格を持った電力変換回路を運転
させており、変換効率が悪い。また、スイッチ5で給電
しているときに、変換器を待機させているので、変換器
の無負荷損があった。そこで、本実施形態はこのような
無負荷損を削減し、装置の変換効率を改善するためにな
されたものである。
Embodiment 4 In the first embodiment, the power conversion circuit having the physique of the rated power is operated even under a light load, and the conversion efficiency is poor. In addition, since the converter is kept on standby while the power is supplied by the switch 5, there is no load loss of the converter. Therefore, the present embodiment is made to reduce such no-load loss and improve the conversion efficiency of the device.

【0027】図6はこの発明の実施の形態4による電力
変換装置を示す回路図であり、図において、19aは交
流電源1が入力され、直流電力に変換するコンバータ2
と、コンバータ2の出力を入力とし、交流電力に変換す
るインバータ4と、インバータ4の出力と負荷側との間
に接続されたスイッチ6とで構成された電力変換回路
で、19b〜19dも電力変換回路19aと同じ構成で
ある。また、各電力変換回路19a〜19dは、入力側
が交流電源1にそれぞれ接続され、インバータ4の入力
が直流電源3にそれぞれ接続され、出力側がスイッチ5
とそれぞれ接続されており、その接続部から負荷に電力
を供給するものである。また、20は負荷電流を検出す
る電流センサで、その出力は本実施形態の動作指令作成
回路9に入力される。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a power converter according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 19a denotes a converter 2 which receives an AC power supply 1 and converts it into DC power.
And an inverter 4 that receives the output of the converter 2 as an input and converts it into AC power, and a switch 6 that is connected between the output of the inverter 4 and the load side. It has the same configuration as the conversion circuit 19a. Each of the power conversion circuits 19a to 19d has an input side connected to the AC power supply 1, an input of the inverter 4 connected to the DC power supply 3, and an output side connected to the switch 5 respectively.
Are respectively connected, and power is supplied to the load from the connection portion. Reference numeral 20 denotes a current sensor for detecting a load current, and its output is input to the operation command generation circuit 9 of the present embodiment.

【0028】又、図7は本実施形態の状態判定回路8及
び動作指令作成回路9の詳細回路図で、状態判定回路8
を構成する比較器10は、前記実施の形態1の比較器1
0と同じものである。21は電流センサ20の出力が入
力され、複数の電力変換回路19a〜19dの運転指令
を発生する運転制御回路である。22は1台当たりが給
電できる定格電流値で電流センサ20の出力値を割り、
端数を切り上げることで必要運転台数を決定する運転台
数決定回路、23はこの運転台数決定回路22の出力に
従い、各電力変換回路19a〜19dへ運転指令を出力
する運転指令発生回路である。
FIG. 7 is a detailed circuit diagram of the state determining circuit 8 and the operation command creating circuit 9 of the present embodiment.
Is the comparator 1 of the first embodiment.
It is the same as 0. Reference numeral 21 denotes an operation control circuit to which an output of the current sensor 20 is input and which generates an operation command for a plurality of power conversion circuits 19a to 19d. 22 divides the output value of the current sensor 20 by the rated current value that can be supplied per unit,
An operation number determination circuit 23 for determining the required operation number by rounding up a fraction is an operation instruction generation circuit that outputs an operation instruction to each of the power conversion circuits 19a to 19d according to the output of the operation number determination circuit 22.

【0029】次に動作について説明する。運転台数決定
回路22で、1台当たりの定格電流×運転台数>負荷電
流となるように必要運転台数を決定し、運転指令発生回
路23で必要運転台数だけ運転させることで、常に負荷
容量に合った容量での運転が可能となる。これにより、
無駄な損失を削減できる。
Next, the operation will be described. The required number of operating units is determined by the operating number determining circuit 22 so that the rated current per unit × the number of operating units> the load current, and the operation command generating circuit 23 operates only the required number of operating units, so that it always matches the load capacity. Operation with the reduced capacity becomes possible. This allows
Useless losses can be reduced.

【0030】実施の形態5.上記実施の形態4では、1
台当たりの定格電流×運転台数>負荷電流となるように
必要運転台数を決定したので、万が一並列運転している
電力変換回路の一台が故障したとき、残りの電力変換回
路が過負荷となり、給電を継続できなくなる。そこで本
実施形態においては、並列運転している1台が故障して
も、給電が継続できるようにしたものである。
Embodiment 5 In the fourth embodiment, 1
Since the required number of operating units was determined so that the rated current per unit × the number of operating units> the load current, in the unlikely event that one of the power conversion circuits operating in parallel fails, the remaining power conversion circuits become overloaded, Power supply cannot be continued. Therefore, in the present embodiment, power supply can be continued even if one of the units operating in parallel fails.

【0031】図8はこの発明の実施の形態5による運転
制御回路21内を示す回路図であり、運転制御回路21
の運転台数決定回路22の出力側に、1を加算する加算
器24を追加したものである。この加算器24により、
常に1台余計に運転することとなり、万が一、故障が発
生しても、給電を続行できる。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an operation control circuit 21 according to a fifth embodiment of the present invention.
The adder 24 for adding 1 is added to the output side of the operating number determination circuit 22 of FIG. With this adder 24,
One extra unit is always operated, and even if a failure occurs, power supply can be continued.

【0032】[0032]

【発明の効果】この発明の請求項1に係る電力変換装置
によれば、交流電源の出力部に接続されたコンバータ
と、コンバータの出力部に接続されたインバータと、こ
のインバータに入力される直流電源と、交流電源と負荷
側との間に接続されたスイッチと、インバータと負荷側
との間に接続されたスイッチとを有するものであって、
電圧変動範囲α,β(α<β)を設定する手段と、交流
電源の電圧変動範囲が±α以内であれば交流電源を負荷
に供給する手段と、電圧変動範囲が±αを超え±β以内
であればコンバータを運転する手段と、電圧変動範囲が
±βを超えた場合、コンバータの運転を停止する手段を
設けたので、装置の消費電力を削減することができる。
According to the power converter according to the first aspect of the present invention, the converter connected to the output of the AC power supply, the inverter connected to the output of the converter, and the DC input to the inverter. A power supply, a switch connected between the AC power supply and the load side, and a switch connected between the inverter and the load side,
Means for setting voltage fluctuation ranges α and β (α <β), means for supplying AC power to the load if the voltage fluctuation range of the AC power supply is within ± α, and voltage fluctuation range exceeding ± α and ± β If it is within the range, a means for operating the converter and a means for stopping the operation of the converter when the voltage fluctuation range exceeds ± β are provided, so that the power consumption of the device can be reduced.

【0033】この発明の請求項2に係る電力変換装置に
よれば、交流電源の出力部に接続されたコンバータと、
コンバータの出力部に接続されたインバータと、このイ
ンバータに入力される直流電源と、交流電源と負荷側と
の間に接続されたスイッチと、インバータと負荷側との
間に接続されたスイッチとを有するものであって、電圧
変動範囲及び最大許容電流値を設定する手段と、交流電
源が電圧変動範囲内であれば交流電源を負荷に供給する
手段と、電圧変動範囲を超えるとともにコンバータの通
電電流が最大許容電流値以内であればコンバータを運転
する手段と、最大許容電流値を超えた場合コンバータの
運転を停止する手段を設けたので、コンバータの運転範
囲を広くすることができる。
According to the power converter according to claim 2 of the present invention, a converter connected to the output of the AC power supply;
An inverter connected to the output of the converter, a DC power supply input to the inverter, a switch connected between the AC power supply and the load side, and a switch connected between the inverter and the load side. Means for setting a voltage fluctuation range and a maximum allowable current value; means for supplying an AC power supply to a load when the AC power supply is within the voltage fluctuation range; Means for operating the converter if is within the maximum allowable current value, and means for stopping the operation of the converter when the current value exceeds the maximum allowable current value, so that the operating range of the converter can be widened.

【0034】この発明の請求項3に係る電力変換装置に
よれば、交流電源の周波数が許容範囲内であるときのみ
交流電源を負荷に供給する手段を設けたので、周波数も
考慮した安定した電力を負荷に供給することができる。
According to the power converter of the third aspect of the present invention, the means for supplying the AC power to the load is provided only when the frequency of the AC power is within the allowable range. Can be supplied to the load.

【0035】この発明の請求項4に係る電力変換装置に
よれば、交流電源,コンバータ,インバータ,直流電源
及びスイッチからなる回路を複数個並列に設けるととも
に、負荷電流を検出する電流センサと、負荷電流値を1
台当たりが給電できる定格電流値で割算し、回路の必要
運点数を決定する手段とを備えたので、無駄な損失を削
減することができる。
According to the power converter of the fourth aspect of the present invention, a plurality of circuits each including an AC power supply, a converter, an inverter, a DC power supply, and a switch are provided in parallel, a current sensor for detecting a load current, and a load sensor. Current value is 1
Means for determining the required number of operating points of the circuit by dividing by the rated current value that can supply power per unit is provided, so that useless loss can be reduced.

【0036】この発明の請求項5に係る電力変換装置に
よれば、必要運転数に1を加算する手段を設けたので、
並列運転している1台が故障しても、給電を継続するこ
とができる。
According to the power converter according to claim 5 of the present invention, since means for adding 1 to the required number of operations is provided,
Even if one of the units operating in parallel fails, power supply can be continued.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による電力変換装置
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a power converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による電力変換装置
の詳細回路図である。
FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the power conversion device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態2による電力変換装置
を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a power converter according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2による電力変換回路
装置の詳細回路図である。
FIG. 4 is a detailed circuit diagram of a power conversion circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態3による電力変換装置
を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a power converter according to Embodiment 3 of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態4による電力変換装置
を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a power converter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態4による電力変換装置
の詳細回路図である。
FIG. 7 is a detailed circuit diagram of a power converter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態5による電力変換装置
を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】 従来の無停電電源装置を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional uninterruptible power supply.

【図10】 従来の無停電電源装置を示す回路図であ
る。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a conventional uninterruptible power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源、2 コンバータ、3 直流電源、4 イ
ンバータ、5,6 スイッチ。
1 AC power supply, 2 converters, 3 DC power supplies, 4 inverters, 5 and 6 switches.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源の出力部に接続されたコンバー
タと、コンバータの出力部に接続されたインバータと、
このインバータに入力される直流電源と、上記交流電源
と負荷側との間に接続されたスイッチと、上記インバー
タと負荷側との間に接続されたスイッチとを有する電力
変換装置であって、電圧変動範囲α,β(α<β)を設
定する手段と、上記交流電源の電圧変動範囲が±α以内
であれば上記交流電源を負荷に供給する手段と、電圧変
動範囲が±αを超え±β以内であれば上記コンバータを
運転する手段と、電圧変動範囲が±βを超えた場合、上
記コンバータの運転を停止する手段を設けたことを特徴
とする電力変換装置。
1. A converter connected to an output of an AC power supply, an inverter connected to an output of the converter,
A power converter having a DC power supply input to the inverter, a switch connected between the AC power supply and the load side, and a switch connected between the inverter and the load side, Means for setting the fluctuation range α, β (α <β); means for supplying the AC power to the load if the voltage fluctuation range of the AC power supply is within ± α; A power converter, comprising: means for operating the converter if β or less, and means for stopping operation of the converter when the voltage fluctuation range exceeds ± β.
【請求項2】 交流電源の出力部に接続されたコンバー
タと、コンバータの出力部に接続されたインバータと、
このインバータに入力される直流電源と、上記交流電源
と負荷側との間に接続されたスイッチと、上記インバー
タと負荷側との間に接続されたスイッチとを有する電力
変換装置であって、電圧変動範囲及び最大許容電流値を
設定する手段と、上記交流電源が上記電圧変動範囲内で
あれば上記交流電源を負荷に供給する手段と、上記電圧
変動範囲を超えるとともに上記コンバータの通電電流が
上記最大許容電流値以内であれば上記コンバータを運転
する手段と、上記最大許容電流値を超えた場合上記コン
バータの運転を停止する手段を設けたことを特徴とする
電力変換装置。
2. A converter connected to the output of the AC power supply, an inverter connected to the output of the converter,
A power converter having a DC power supply input to the inverter, a switch connected between the AC power supply and the load side, and a switch connected between the inverter and the load side, Means for setting a fluctuation range and a maximum allowable current value; means for supplying the AC power supply to a load if the AC power supply is within the voltage fluctuation range; and A power converter, comprising: means for operating the converter when the current is within the maximum allowable current value; and means for stopping operation of the converter when the current exceeds the maximum allowable current value.
【請求項3】 交流電源の周波数が許容範囲内であると
きのみ上記交流電源を負荷に供給する手段を設けたこと
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の電力変換装
置。
3. The power converter according to claim 1, further comprising means for supplying the AC power to a load only when the frequency of the AC power is within an allowable range.
【請求項4】 交流電源,コンバータ,インバータ,直
流電源及びスイッチからなる回路を複数個並列に設ける
とともに、負荷電流を検出する電流センサと、負荷電流
値を1台当たりが給電できる定格電流値で割算し、上記
回路の必要運点数を決定する手段とを備えたことを特徴
とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電
力変換装置。
4. A circuit comprising an AC power supply, a converter, an inverter, a DC power supply, and a switch, wherein a plurality of circuits are provided in parallel, a current sensor for detecting a load current, and a rated current value capable of supplying a load current value per unit. The power converter according to any one of claims 1 to 3, further comprising: means for dividing the number of required points of the circuit.
【請求項5】 必要運転数に1を加算する手段を設けた
ことを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
5. The power converter according to claim 4, further comprising means for adding one to the required number of operations.
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