JP2002218672A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷への供給電力の電圧値の変動を抑制す
る。 【解決手段】 交流電力の入力端子とメインインバータ
１０とを交流スイッチＡＣＳＷを介して接続すると共
に、メインインバータ１０の直流出力側に、ハーフブリ
ッジ形のΔインバータ４２を並列に接続し、メインイン
バータ１０と並列に接続したコンデンサ接続部２５のコ
ンデンどうしの接続点の電位を基準電圧としてこれとΔ
インバータ４２の出力電圧との電位差を変圧器４４ａ及
び４４ｂの一次側に互いに逆相となるように印加し、そ
の二次側はＵ相、Ｖ相の電圧線とそれぞれ接続されたＵ
相、Ｖ相の電源ラインｌｕ、ｌｖに介挿する。そして、
Δインバータ４２の出力電圧が、この出力電圧と前記基
準電圧との電圧が変圧器４４ａ、４４ｂの一次側に印加
され、その二次側出力が電源ラインｌｕ、ｌｖに作用し
たときに、実入力電圧Ｖ_REL を規定電圧Ｖ^* に補正し得
る電圧値となるように、Δインバータ４２を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、交流電源からの
入力電力を負荷に供給すると共に、前記交流電源の停電
時には、蓄電手段に蓄えられたエネルギを用いて負荷に
電力供給を行うようにした無停電電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の無停電電源装置では、商
用電源から供給される商用電圧が、例えば定格電圧の±
１０％以内であれば、商用電源は健全であると判断し
て、供給される商用電圧をそのまま負荷に供給するよう
にしている。また、このとき、商用電源から供給される
商用電圧を、直流電力及び交流電力との間での双方向へ
の電力変換が可能なインバータで直流電力に変換しこれ
を蓄電手段に蓄電している。

【０００３】そして、商用電源が停電した場合等、供給
される商用電圧が、定格電圧の±１０％以内に収まらな
いときに、商用電源は健全ではないと判断して、商用電
圧の負荷への供給路を遮断するためのスイッチを作動さ
せ、負荷への商用電圧の供給を停止し、商用電圧に替え
て、前記蓄電手段に蓄電されたエネルギを前記インバー
タで交流電力に変換しこれを負荷への供給電圧として出
力するようにしている。

【０００４】このようにすることによって、商用電源が
停電した場合、或いは何らかの異常によってその出力電
圧が低下した場合等であっても、負荷に対して継続して
電力供給を行うことができるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の無停電電源装置にあっては、商用電源からの供給電
圧が定格電圧の±１０％以内に収まらないときには、商
用電源は健全ではないと判断するようにしている。した
がって、実際には停電していない状態であっても、商用
電源は健全ではないと判断されて蓄電手段による負荷へ
の給電が行われることになるという問題がある。

【０００６】また、蓄電手段の容量によっては、この蓄
電手段のエネルギをインバータで変換したとしても得ら
れる交流電圧が、負荷への定格の出力電圧を満足するこ
とができないため、インバータの出力電圧を昇圧させる
ための変圧器を別に設け、インバータの出力電圧を変圧
器で昇圧してこれを負荷に供給しなければならない。そ
こで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目して
なされたものであり、負荷への供給電力の電圧変動を抑
制すると共に、蓄電手段の容量の変更に対する汎用性を
拡げることの可能な無停電電源装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る無停電電源装置は、入力さ
れる入力交流電力が健全なときには前記入力交流電力を
負荷への供給電力として出力し、前記入力交流電力が健
全でないときには蓄電手段の蓄電エネルギをもとに前記
供給電力を生成してこれを出力するようにした無停電電
源装置において、前記入力交流電力が健全でないときに
当該入力交流電力を前記負荷に供給するための電源ライ
ンを遮断する遮断スイッチと、前記電源ラインの前記遮
断スイッチの下流に接続され且つ直流と交流との間で双
方向の電力変換が可能な電力変換手段と、当該電力変換
手段の直流電力側に接続され前記入力交流電力が健全で
あるときには前記蓄電手段への充電を行い前記入力交流
電力が健全でないときには前記蓄電手段の蓄電エネルギ
を所定の直流電圧に昇圧して前記電力変換手段に供給す
る昇圧回路と、前記入力交流電力の入力電圧と同位相で
あり且つ前記入力電圧と前記負荷に供給されるべき規定
電圧との差を抑制し得る補償交流電圧を生成しこれを前
記遮断スイッチの交流電力入力側に直列に印加する直列
補償手段と、を備え、前記電力変換手段は、前記入力交
流電力が健全なときには当該入力交流電力を直流電力に
変換し、前記入力交流電力が健全でないときには前記昇
圧回路で昇圧された蓄電エネルギを所定の交流電力に変
換しこれを前記電源ラインに出力するようになっている
ことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に係る無停電電源装置は、
請求項１に係る無停電電源装置において、前記入力交流
電力は単相三線式の電力線を介して入力され、前記直列
補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路との間に
接続されたハーフブリッジ形のインバータと当該インバ
ータの出力電圧を変圧する二つの変圧器とから構成さ
れ、当該変圧器の一次側には前記インバータの出力電圧
がそれぞれ印加され、その二次側は前記単相三線式の電
力線のうちの二相の電圧線にそれぞれ直列に接続され且
つその二次側出力は逆相となることを特徴としている。

【０００９】また、請求項３に係る無停電電源装置は、
請求項１に係る無停電電源装置において、前記入力交流
電力は三相三線式の電力線を介して入力され、前記直列
補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路との間に
接続された三相のフルブリッジ形のインバータと当該イ
ンバータの出力電圧を変圧する三つの変圧器とから構成
され、当該変圧器の一次側には前記インバータの三相の
出力電圧がそれぞれ印加され、その二次側は前記三相三
線式の電力線のそれぞれに直列に接続され且つ当該電力
線の交流電圧の位相と前記インバータの出力電圧の位相
とが一致するように接続されることを特徴としている。

【００１０】また、請求項４に係る無停電電源装置は、
請求項１に係る無停電電源装置において、前記入力交流
電力は三相三線式の電力線を介して入力され、前記直列
補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路との間に
接続された三相のフルブリッジ形のインバータと当該イ
ンバータの出力電圧を変圧する二つの変圧器とから構成
され、当該変圧器の一次側には前記インバータの三相の
出力電圧のうちの一相を基準相としてこれと他の二相と
の間の線間電圧がそれぞれ印加され、その二次側は前記
三相三線式の電力線のうちの二相の電圧線にそれぞれ直
列に接続され且つ当該電力線の交流電圧の位相と前記イ
ンバータから出力される基準相を除く二相の出力電圧の
位相とがそれぞれ一致するように接続されることを特徴
としている。

【００１１】さらに、請求項５に係る無停電電源装置
は、請求項１に係る無停電電源装置において、前記入力
交流電力は三相四線式の電力線を介して入力され、前記
直列補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路との
間に接続された三相のフルブリッジ形のインバータと当
該インバータの出力電圧を変圧する三つの変圧器とから
構成され、当該変圧器の一次側には前記インバータの三
相の出力電圧がそれぞれ印加され、その二次側は前記三
相四線式の電力線のうちの中性線を除く三相の電圧線に
それぞれ直列に接続され且つ当該三相の電圧線の交流電
圧の位相と前記インバータから出力される三相の出力電
圧の位相とが一致するように接続されることを特徴とし
ている。

【００１２】この請求項１乃至請求項５に係る無停電電
源装置は、入力される入力交流電力が健全なときには、
この入力交流電力が負荷への供給電力として出力される
が、入力電圧が規定電圧の範囲外である場合等入力交流
電力が健全でないときには、入力交流電力を負荷に出力
するための電源ラインが遮断スイッチによって遮断さ
れ、替わりに、蓄電手段の蓄電エネルギが昇圧されてこ
の昇圧されたエネルギから負荷への供給電力が生成され
てこれが電源ラインに出力されて負荷への電力供給が行
われる。

【００１３】このとき、入力交流電力は負荷への供給電
力として出力されると共に、直列補償手段によって、入
力交流電力の入力電圧と負荷に供給されるべき規定電圧
との差を抑制し得る補償交流電圧が生成されてこれが、
電源ラインの遮断スイッチの交流電力入力側に直列に印
加される。したがって、入力交流電力の入力電圧が変動
した場合であっても、入力電圧は、補償交流電圧によっ
て規定電圧となるように補正され、その後これが供給電
力として負荷に供給されることになるから、入力電圧の
変動に係わらず、負荷には常に規定電圧が供給されるこ
とになる。

【００１４】また、入力交流電力が健全でないときに
は、蓄電手段の蓄電エネルギを昇圧回路によって所定電
圧に昇圧した後に、電力変換手段に供給するようにして
いるから、例えば、蓄電手段の容量が変更されたとして
も、例えば昇圧チョッパ回路等で構成される昇圧回路の
昇圧比の制御を行い、昇圧比を変化させることによって
容易に対処することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。図１は、第１の実施の形態における無停電電源
装置を示す概略構成図であって、単相三線式の交流電源
からの交流電力を無停電電源装置に供給するようにした
ものである。

【００１６】図１に示すように、無停電電源装置１００
は、交流電力の入力端子ｔ_I とメインインバータ１０と
が、交流スイッチＡＣＳＷを介して接続され、前記メイ
ンインバータ１０は、昇圧チョッパ回路２０を介して蓄
電手段３０に接続されている。また、メインインバータ
１０と昇圧チョッパ回路２０との間に、交流電力補償用
の補償回路４０が接続されている。

【００１７】前記交流スイッチＡＣＳＷは、ＳＣＲ等の
半導体制御素子を互いに逆並列に接続して構成された交
流電路の無接点開閉を行うスイッチである。前記メイン
インバータ１０は、整流動作及びインバータ動作が可能
な双方向インバータであって、スイッチング素子Ｓ１１
及びＳ１２が直列に接続され且つこれらスイッチング素
子Ｓ１１及びＳ１２のそれぞれにダイオードＤ１１及び
Ｄ１２が逆並列に接続された直列接続部１０ａと、スイ
ッチング素子Ｓ１３及びＳ１４が直列に接続され且つこ
れらスイッチング素子Ｓ１３及びＳ１４のそれぞれにダ
イオードＤ１３及びＤ１４が逆並列に接続された直列接
続部１０ｂとから構成され、これら直列接続部１０ａ及
び１０ｂは並列に接続されて、いわゆる二相のフルブリ
ッジ形インバータを構成している。

【００１８】また、前記昇圧チョッパ回路２０は、スイ
ッチング素子Ｓ２１及びＳ２２が直列に接続され且つこ
れらスイッチング素子Ｓ２１及びＳ２２のそれぞれにダ
イオードＤ２１及びＤ２２が逆並列に接続された直列接
続部２０ａと、スイッチング素子Ｓ２１及びＳ２２の接
続点に一端が接続されたリアクトルＤＣＬと、から構成
されている。

【００１９】そして、メインインバータ１０及び昇圧チ
ョッパ回路２０を構成する各スイッチング素子の直列接
続部１０ａ，１０ｂ及び２０ａが並列に接続されると共
に、二つの同一容量値を有する平滑用のコンデンサＣ１
及びＣ２が直列に接続されたコンデンサ接続部２５が、
メインインバータ１０の直列接続部１０ｂと昇圧チョッ
パ回路２０の直列接続部２０ａとの間に、これらと並列
に接続されている。また、前記コンデンサ接続部２５の
コンデンサどうしの接続点が、前記昇圧チョッパ回路２
０を構成するスイッチング素子Ｓ２１及びＳ２２の接続
点に接続されている。

【００２０】そして、スイッチング素子２１及びＳ２２
の接続点に接続されたリアクトルＤＣＬとスイッチング
素子Ｓ２１及びＳ２２の直列接続部２０ａの低電位側と
の間に蓄電手段３０が接続されている。一方、図示しな
い商用電源等から単相三線式で供給される交流電力のＵ
相の電圧線と接続される入力端子ｔ_IUは交流スイッチＡ
ＣＳＷを介して前記メインインバータ１０を構成するス
イッチング素子Ｓ１１及びＳ１２の接続点に接続され、
また、交流電力配線のＶ相の電圧線と接続される入力端
子ｔ_IVは交流スイッチＡＣＳＷを介して前記メインイン
バータ１０を構成するスイッチング素子Ｓ１３及びＳ１
４の接続点に接続されている。また、交流電力配線の中
性線Ｎと接続される入力端子ｔ_INは交流スイッチＡＣＳ
Ｗを介して、前記コンデンサ接続部２５のコンデンサど
うしの接続点に接続されている。

【００２１】そして、入力端子ｔ_IUとメインインバータ
１０とを接続するＵ相の電源ラインｌｕの交流スイッチ
ＡＣＳＷと直列接続部１０ａのスイッチング素子どうし
の接続点との間にはリアクトルＬｕが介挿され、入力端
子ｔ_IVとメインインバータ１０とを接続するＶ相の電源
ラインｌｖの交流スイッチＡＣＳＷと直列接続部１０ｂ
のスイッチング素子どうしの接続点との間にはリアクト
ルＬｖが介挿されている。さらに、交流スイッチＡＣＳ
ＷとリアクトルＬｕとの間の、Ｕ相の電源ラインｌｕと
入力端子ｔ_IN及びコンデンサ接続部２５とを接続する中
性の電源ラインｌｎとの間には、コンデンサＣｕが接続
され、同様に、交流スイッチＡＣＳＷとリアクトルＬｖ
との間の、Ｖ相の電源ラインｌｖと前記中性の電源ライ
ンｌｎとの間には、前記コンデンサＣｕと同一容量値を
有するコンデンサＣｖが接続されている。そして、リア
クトルＬｕ及びコンデンサＣｕ、リアクトルＬｖ及びコ
ンデンサＣｖはそれぞれフィルタを構成している。

【００２２】さらに、前記入力端子ｔ_IU、ｔ_IN、ｔ_IVと
交流スイッチＡＣＳＷとの間の各電源ラインｌｕ、ｌ
ｎ、ｌｖには、配線遮断用の配線遮断器ＭＣＣＢの接点
（以下、配線遮断器という。）が介挿され、また、交流
スイッチＡＣＳＷとコンデンサＣｕ及びＣｖの接続点と
の間の各電源ラインｌｕ、ｌｎ、ｌｖには、これら電源
ラインｌｕ、ｌｎ、ｌｖから、メインインバータ１０、
昇圧チョッパ回路２０及び補償回路４０を切り離すため
の電磁接触器の接点（以下、電磁接触器という。）ＭＣ
が介挿されている。

【００２３】そして、交流スイッチＡＣＳＷ及び電磁接
触器ＭＣ間の各電源ラインｌｕ、ｌｎ、ｌｖと、出力端
子ｔ_OU、ｔ_ON、ｔ_OVとがそれぞれ接続され、これが交流
出力として出力されるようになっている。一方、前記補
償回路４０は、Δインバータ４２と、直列補償変圧器４
４とから構成され、前記Δインバータ４２は、二つのス
イッチング素子Ｓ４１及びＳ４２が直列に接続され且つ
各スイッチング素子Ｓ４１及びＳ４２に逆並列にダイオ
ードＤ４１、Ｄ４２が接続されたいわゆるハーフブリッ
ジ形のインバータで構成され、前記スイッチング素子Ｓ
４１及びＳ４２の直列接続部４２ａは、前記メインイン
バータ１０とコンデンサ接続部２５との間にこれらと並
列に接続されている。

【００２４】一方、前記直列補償変圧器４４は、二つの
変圧器４４ａ及び４４ｂから構成され、変圧器４４ａの
二次側はＵ相の電源ラインｌｕの配線遮断器ＭＣＣＢと
交流スイッチＡＣＳＷとの間に直列に介挿され、変圧器
４４ｂの二次側はＶ相の電源ラインｌｖの配線遮断器Ｍ
ＣＣＢと交流スイッチＡＣＳＷとの間に直列に介挿され
ている。

【００２５】そして、変圧器４４ａの一次側には、その
二次側の二つの端子のうち交流電力の上流側の端子と対
向する端子に、Δインバータ４２を構成する直列接続部
４２ａのスイッチング素子どうしの接続点が接続され、
他端には、前記コンデンサ接続部２５のコンデンサどう
しの接続点が接続される。前記変圧器４４ｂの一次側に
は、その二次側の二つの端子のうち交流電力の下流側の
端子と対向する端子に、前記直列接続部４２ａのスイッ
チング素子どうしの接続点が接続され、他端には、前記
コンデンサ接続部２５のコンデンサどうしの接続点が接
続される。つまり、Ｕ相及びＶ相の電源ラインｌｕ及び
ｌｖには、コンデンサ接続部２５の中間電位を基準電圧
としてΔインバータ４２の出力電圧を変圧した電圧値が
互いに逆相となるように印加される。

【００２６】さらに、Δインバータ４２の直列接続部４
２ａのスイッチング素子どうしの接続点と直列補償変圧
器４４とを接続する補償用電圧ラインｌｄにはリアクト
ルＬ１１が介挿され、この補償用電圧ラインｌｄと、前
記コンデンサ接続部２５のコンデンサどうしの接続点及
び直列補償変圧器４４を接続する補償用電圧ラインｌ ₀
との間の、前記リアクトルＬ１１の直列補償変圧器４４
側にはコンデンサＣ１１が接続され、このコンデンサＣ
１１とリアクトルＬ１１とでフィルタを構成している。

【００２７】そして、これらスイッチング素子Ｓ１１〜
Ｓ４２及び交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器ＭＣは、
制御回路２によって制御されるようになっている。この
制御回路２は、前記配線遮断器ＭＣＣＢと前記直列補償
変圧器４４の二次側との間に接続された電圧検出器４で
検出される、入力された交流電力の実際の電圧値である
実交流電圧Ｖ_REL 、すなわち、Ｕ相の電圧線及びＶ相の
電圧線間の電圧に基づいて、各種スイッチを制御する。

【００２８】すなわち、起動時に電磁接触器ＭＣを導通
状態に制御すると共に、実交流電圧Ｖ_REL が、予め設定
した許容範囲であるときには、交流スイッチＡＣＳＷを
導通状態に制御する。また、前記メインインバータ１０
を整流動作させると共に、実交流電圧Ｖ_REL と無停電電
源装置１００から出力すべき交流電力の規定電圧Ｖ^*と
の差に基づいて、Δインバータ４２を制御して補償用電
圧を出力させる。つまり、Δインバータ４２の出力電圧
とコンデンサ接続部２５の中点電位である補償用電圧ラ
インｌ₀ との電位差を、直列補償変圧器４４で変圧しこ
れがＵ相の電源ラインｌｕ及びＶ相の電源ラインｌｖに
それぞれ逆相となるように印加されたときの、電源ライ
ンｌｕ及びｌｖ間の交流電圧が規定電圧Ｖ^* となり得
る、単相の交流電圧が、Δインバータ４２から出力され
るように、Δインバータ４２の制御を行う。

【００２９】また、昇圧チョッパ回路２０のスイッチン
グ素子Ｓ２１を導通状態、スイッチング素子Ｓ２２を非
導通状態に制御して非昇圧状態にし、蓄電手段３０への
充電を行う。一方、前記実出力電圧Ｖ_REL が許容範囲を
越えたとき、つまり、入力される交流電力の電圧変動が
大きいとき、或いは交流電力の供給元の交流電源が停電
しているとき等には、前記交流スイッチＡＣＳＷを非導
通状態に制御する。

【００３０】また、前記昇圧チョッパ回路２０を昇圧動
作させ、蓄電手段３０の蓄電電圧を、コンデンサ接続部
２５の両端電位と整合をとるように昇圧させると共に、
メインインバータ１０をインバータとして動作させ、蓄
電手段３０のエネルギを電流源として、単相の交流電力
を生成する。また、Δインバータ４２のスイッチング素
子Ｓ４１及びＳ４２を非導通状態に制御してΔインバー
タ４２を停止させる。

【００３１】なお、前記直列補償変圧器４４の変圧比
は、Δインバータ４２で出力可能な補償用電圧から、実
出力電圧Ｖ_REL を規定電圧Ｖ^* に補正し得る二次側出力
電圧を生成可能な変圧比に設定される。また、前記実出
力電圧Ｖ_REL の許容範囲は、前記交流電源の出力電圧の
±１０％程度に設定される。前記制御回路２は、また、
前記メインインバータ１０、Δインバータ４２、昇圧チ
ョッパ回路２０の異常を、図示しない監視装置等によっ
て検出したときには、前記電磁接触器ＭＣを非導通状態
に制御する。

【００３２】ここで、交流スイッチＡＣＳＷが遮断スイ
ッチに対応し、メインインバータ１０が電力変換手段に
対応し、昇圧チョッパ回路２０が昇圧回路に対応し、補
償回路４０が直列補償手段に対応している。次に、上記
第１の実施の形態の動作を図２を伴って説明する。今、
図示しない交流電源が正常に動作しており、電圧検出器
４で検出される実入力電圧Ｖ_REL が許容範囲内にある場
合には、制御回路２は、前記交流スイッチＡＣＳＷ及び
電磁接触器ＭＣを導通状態に制御し、前記メインインバ
ータ１０を整流動作させると共に、昇圧チョッパ回路２
０を非昇圧状態に制御し、またΔインバータ４２を制御
する。

【００３３】これによって、入力された交流電力は図２
（ａ）に示すように、入力端子ｔ_I、配線遮断器ＭＣＣ
Ｂ、直列補償変圧器４４の二次側、交流スイッチＡＣＳ
Ｗを経て、出力端子ｔ_O に供給されて図示しない負荷へ
の給電が行われると共に、交流スイッチＡＣＳＷから電
磁接触器ＭＣを経てメインインバータ１０に供給され、
ここで直流電力に変換され、これによって昇圧チョッパ
回路２０を経て蓄電手段３０への充電が行われる。

【００３４】また、このとき、制御回路２では、Δイン
バータ４２の出力電圧が、この出力電圧とコンデンサ接
続部２５のコンデンサどうしの接続点との間の電圧が直
列補償変圧器４４の二つの変圧器４４ａ及び４４ｂの一
次側に互いに逆相となるように印加されたときの、電源
ラインｌｕ及びｌｖ間の交流電圧が規定電圧Ｖ^* となる
ようにΔインバータ４２を制御する。つまり、実入力電
圧Ｖ_REL と位相の等しい単相交流電圧であり、且つ、そ
の電圧値とコンデンサ接続部２５のコンデンサどうしの
接続点の電位、すなわち、中性の電源ラインｌｎの電位
との差を直列補償変圧器４４で変圧したときの二次側出
力が、実入力電圧Ｖ_REL と規定電圧Ｖ^*との差の１／２
の電圧値となるようにΔインバータ４２を制御する。

【００３５】また、昇圧チョッパ回路２０が、コンデン
サ接続部２４の上下のコンデンサＣ１及びＣ２の電圧値
を一定にさせるいわゆるバランサ制御を行うように、昇
圧チョッパ回路２０のスイッチング素子Ｓ２１を導通状
態、スイッチング素子Ｓ２２を非導通状態に制御する。
したがって、メインインバータ１０の出力側の直流電圧
を二分割した電位とΔインバータ４２の出力電位との差
が、変圧器４４ａ及び４４ｂの一次側に印加され、且
つ、このとき変圧器４４ａ及び４４ｂが互いに逆相とな
るように印加される。このとき、変圧器４４ａ及び４４
ｂの二次側出力は、Ｕ相及びＶ相の電源ラインｌｕ及び
ｌｖに直列に接続されているから、中性の電源ラインｌ
ｎを基準とするＵ相及びＶ相の電源ラインｌｕ及びｌｖ
の電圧が補正されることになる。Δインバータ４２は、
変圧器４４ａ及び４４ｂの二次側電圧が、実入力電圧Ｖ
_RELと規定電圧Ｖ^* との差の１／２の電圧値となるよう
に制御されるから、変圧器４４ａ及び４４ｂの二次側の
電圧がＵ相及びＶ相の電源ラインｌｕ及びｌｖに逆相に
作用することによって、すなわち入力交流電圧が規定電
圧Ｖ^* となるように補正されることになる。

【００３６】したがって、この電圧補正が行われた交流
電力が交流スイッチＡＣＳＷを経て出力端子ｔ_O から出
力されることになって、負荷には、規定電圧Ｖ^* の交流
電力が供給されることになる。この状態から、図示しな
い交流電源に停電等の異常が発生してその実交流電圧Ｖ
_REL が低下し、これが許容範囲を下回ると、制御回路２
では交流電力が健全ではないものと判定し、交流スイッ
チＡＣＳＷを遮断すると共に、Δインバータ４２を停止
させ、つまりスイッチング素子Ｓ４１及びＳ４２を非導
通状態にする。また、昇圧チョッパ回路２０を昇圧動作
させ、蓄電手段３０の蓄電電圧を、コンデンサ接続部２
５の両端電圧と整合をとるように昇圧させ、さらに、メ
インインバータ１０をインバータ動作させる。

【００３７】これによって、図２（ｂ）に示すように、
入力端子ｔ_I と出力端子ｔ_O との間の電源ラインが遮断
される。また、蓄電手段３０の蓄電電圧が昇圧チョッパ
回路２０で昇圧され、これをメインインバータ１０がイ
ンバータ動作して単相交流電力に変換する。昇圧チョッ
パ回路２０では、コンデンサ接続部２５の両端電圧と整
合をとるように昇圧させるから、メインインバータ１０
で変換された交流電力の交流電圧はほぼ規定電圧Ｖ^* と
なる。そして、メインインバータ１０の出力交流電力が
リアクトルＬｕ、Ｌｖ及びコンデンサＣｕ、Ｃｖで構成
されるフィルタを介してＵ相及びＶ相の電源ラインｌｕ
及びｌｖに供給され、中性の電源ラインｌｎは、コンデ
ンサ接続部２５のコンデンサどうしの接続点に接続され
ているから、これら電源ラインｌｕ、ｌｎ、ｌｖと接続
される出力端子ｔ_OU、ｔ_ON、ｔ_OVのうち、ｔ_OU及びｔ_OV
間の電圧は、ほぼ規定電圧Ｖ^* を有する単相交流電圧と
なり、また、ｔ_OU及びｔ_ON間の電圧、及びｔ_ON及びｔ_OV
間の電圧は、コンデンサ接続部２５のコンデンサどうし
の接続点の電位を基準電圧とする、ほぼ規定電圧Ｖ ^* の
１／２の電圧値の単相交流電圧となり、且つ互いに逆位
相となって、単相三線式の交流電力が得られることにな
る。

【００３８】したがって、交流電源から健全な交流電力
が入力されない場合であっても、負荷に対しては継続し
て規定電圧Ｖ^* の交流電力が供給されることになる。そ
して、この状態から、図示しない交流電源が正常状態に
復帰すると、電圧検出器４で検出される電圧が許容範囲
内に戻るから、制御回路２では、交流スイッチＡＣＳＷ
を導通状態に切り換え、また、メインインバータ１０を
整流動作させる。さらに、昇圧チョッパ回路２０を非昇
圧状態に切り換え、Δインバータ４２を、電圧検出器４
で検出した実入力電圧Ｖ_REL と規定電圧Ｖ^* との差に応
じて制御し、入力された交流電力が規定電圧Ｖ^* を有す
る交流電力となるように補正する。

【００３９】これによって、実入力電圧Ｖ_REL の変動分
が直流補償変圧器４４の二次側出力によって補正される
から、出力端子ｔ_OU、ｔ_ON、ｔ_OVには、規定電圧Ｖ^* を
有する交流電力が出力される。また、メインインバータ
１０の直流出力によって、蓄電手段３０への充電が行わ
れ、蓄電手段３０によって負荷への電力供給を行うこと
によって減少した蓄電手段３０の蓄電電圧が再度増加
し、満充電状態に制御される。

【００４０】そして、メインインバータ１０、或いは昇
圧チョッパ回路２０、Δインバータ４２に短絡異常等が
生じ、図示しない監視装置等によってこれらの異常を検
出した場合には、制御回路２では、電磁接触器ＭＣを非
導通状態に切り換え、これらを電力系から切り離す。し
たがって、メインインバータ１０側に異常が生じた場合
であっても、負荷への電力供給は継続して行われること
になる。

【００４１】このように、入力される交流電力の電圧が
低下した場合であっても、その変動分を補正することが
できるから、負荷への供給電圧を規定電圧Ｖ^* に維持す
ることができる。このとき、Δインバータ４２は、その
制御電圧範囲は定格電圧の１０％程度でよいから、Δイ
ンバータ４２の容量も装置容量の１０％程度でよい。

【００４２】また、入力される交流電力の変動分を補正
することができるから、入力される交流電力の電圧の変
動が定格電圧の１０％以上であった場合でも、定格電圧
の１０％以内に収めることができる。したがって、補償
電圧をより広く設定することができるから、停電と判定
されて停電時の動作へ移行する頻度、つまり、蓄電手段
３０による給電に切り替える頻度を低減することがで
き、蓄電手段３０の使用頻度を低減させ、信頼性をより
向上させることができる。

【００４３】また、昇圧チョッパ回路２０によって、蓄
電手段３０の蓄電電圧を昇圧するようにしているから、
例えば蓄電手段３０をバッテリ電圧セル等で構成した場
合には、バッテリのセル数によっては、規定電圧Ｖ^* の
交流電力を得るために十分な直流電圧を得ることができ
ないため、変圧器等を別に設けてこれによって昇圧させ
る必要があるが、上記第１の実施の形態では、昇圧チョ
ッパ回路２０を設けているから、変圧器等を別に設ける
必要はない。また、電圧セル数の変更等に対しても昇圧
チョッパ回路３０での昇圧比を変更するだけでよく、す
なわち制御手順を変更するだけでよいから、蓄電手段３
０の容量の変化に対し容易に対処することができ、蓄電
手段３０に対する汎用性を拡げることができる。

【００４４】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。この第２の実施の形態は、図３に示すように、三相
三線式の交流電源からの交流電力を無停電電源装置に供
給するようにしたものである。基本的な構成は第１の実
施の形態と同様であるので、同一部には同一符号を付与
しその詳細な説明は省略する。

【００４５】第２の実施の形態における無停電電源装置
１００は、図３に示すように、メインインバータ１０及
び補償回路４０が三相に構成され、また、直列補償変圧
器４４は３つの変圧器４４ａ、４４ｂ、４４ｃから構成
されている。すなわち、この第２の実施の形態における
メインインバータ１０は、三相のフルブリッジ形のイン
バータで構成されている。つまり、上記第１の実施の形
態における直列接続部１０ａ及び１０ｂと、スイッチン
グ素子Ｓ１５及びＳ１６が直列に接続され且つこれらス
イッチング素子Ｓ１５及びＳ１６のそれぞれにダイオー
ドＤ１５及びＤ１６が逆並列に接続された直列接続部１
０ｃとから構成されている。

【００４６】そして、図示しない商用電源等の交流電源
と接続された交流電力配線のＵ相の電圧線は入力端子ｔ
_IUに接続され、この入力端子ｔ_IUは、配線遮断器ＭＣＣ
Ｂ、交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器ＭＣを介して直
列接続部１０ａのスイッチング素子どうしの接続点に接
続される。また、交流電力配線のＶ相の電圧線は入力端
子ｔ_IVに接続され、この入力端子ｔ_IVは、配線遮断器Ｍ
ＣＣＢ、交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器ＭＣを介し
て直列接続部１０ｂのスイッチング素子どうしの接続点
に接続される。さらに、交流電力配線のＷ相の電圧線は
入力端子ｔ_IWに接続され、この入力端子ｔ_IWは、配線遮
断器ＭＣＣＢ、交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器ＭＣ
を介して直列接続部１０ｃのスイッチング素子どうしの
接続点に接続されている。

【００４７】そして、入力端子ｔ_IU、ｔ_IV、ｔ_IWと、メ
インインバータ１０とを接続するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各
電源ラインｌｕ、ｌｖ、ｌｗの、前記電磁接触器ＭＣと
メインインバータ１０との間には、それぞれにリアクト
ルＬ２１が介挿され、また、電磁接触器ＭＣとリアクト
ルＬ２１との間の各電源ラインｌｕ、ｌｖ、ｌｗ間、つ
まり、電源ラインｌｕ及びｌｖ間、ｌｖ及びｌｗ間、ｌ
ｗ及びｌｕ間には、それぞれにコンデンサＣ２１が設け
られ、これらリアクトルＬ２１とコンデンサＣ２１とで
フィルタを構成している。

【００４８】そして、メインインバータ１０、平滑用の
コンデンサＣ３と第１の実施の形態と同様に構成された
昇圧チョッパ回路２０とが、並列に接続されている。ま
た、Δインバータ４２は、三相のフルブリッジ形のイン
バータで構成され、上記第１の実施の形態における直列
接続部４２ａと、スイッチング素子Ｓ４３及びＳ４４が
直列に接続され且つこれらスイッチング素子Ｓ４３及び
Ｓ４４のそれぞれにダイオードＤ４３及びＤ４４が接続
された直列接続部４２ｂと、スイッチング素子Ｓ４５及
びＳ４６が直列に接続され且つこれらスイッチング素子
Ｓ４５及びＳ４６のそれぞれにダイオードＤ４５及びＤ
４６が接続された直列接続部４２ｃとが並列に接続され
て構成される。

【００４９】また、前記直列補償変圧器４４は、３つの
変圧器４４ａ、４４ｂ、４４ｃから構成され、直列補償
変圧器４４の変圧器４４ａの二次側は、Ｕ相の電源ライ
ンｌｕの配線遮断器ＭＣＣＢと交流スイッチＡＣＳＷと
の間に直列に介挿され、変圧器４４ｂの二次側はＶ相の
電源ラインｌｖの配線遮断器ＭＣＣＢと交流スイッチＡ
ＣＳＷとの間に直列に介挿され、変圧器４４ｃの二次側
はＷ相の電源ラインｌｗの配線遮断器ＭＣＣＢと交流ス
イッチＡＣＳＷとの間に直列に介挿されている。

【００５０】そして、変圧器４４ａの一次側には、その
二次側の二つの端子のうち交流電力の上流側の端子と対
向する端子に、Δインバータ４２の直列接続部４２ａの
スイッチング素子どうしの接続点が接続され、変圧器４
４ｂの一次側には、その二次側の二つの端子のうち交流
電力の上流側の端子と対向する端子に、前記直列接続部
４２ｂのスイッチング素子どうしの接続点が接続され、
変圧器４４ｃの一次側には、その二次側の二つの端子の
うち交流電力の上流側の端子と対向する端子に、前記直
列接続部４２ｃのスイッチング素子どうしの接続点が接
続される。そして、各変圧器４４ａ〜４４ｃの一次側の
他方の端子どうしが接続されている。

【００５１】つまり、Ｕ相〜Ｗ相の電源ラインｌｕ〜ｌ
ｗには、Δインバータ４２が出力する交流電力の各相電
圧が印加されるようになっている。さらに、Δインバー
タ４２の各直列接続部４２ａ〜４２ｃのスイッチング素
子どうしの接続点と直列補償変圧器４４とを接続する補
償用電圧ラインｌdu、ｌdv、ｌdwには、それぞれリアク
トルＬ２２が介挿され、このリアクトルＬ２２と直列補
償変圧器４４との間の各補償用電圧ラインｌdu、ｌdv、
ｌdw間、つまり、補償用電圧ラインｌdu及びｌdv間、補
償用電圧ラインｌdv及びｌdw間、補償用電圧ラインｌdw
及びｌdu間にコンデンサＣ２２がそれぞれ接続され、こ
のコンデンサＣ２２とリアクトルＬ２２とでフィルタを
構成している。

【００５２】そして、これらスイッチング素子Ｓ１１〜
Ｓ４６及び交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器ＭＣは、
制御回路２によって制御されるようになっている。この
第２の実施の形態における電圧検出器４では入力される
交流電力の実交流電圧Ｖ_REL を検出し、制御回路２で
は、メインインバータ１０を、インバータ動作時には直
流電力を三相の交流電力に変換するように制御する。ま
た、Δインバータ４２を三相の交流電力を出力するよう
に制御し、且つその交流電力が入力された交流電力と同
位相となるように、且つ、Δインバータ４２が出力する
交流電力を直列補償変圧器４４で変圧したときの二次側
出力が、実交流電圧Ｖ_REL と規定電圧Ｖ^* との差を抑制
し得る電圧となるように、Δインバータ４２を制御す
る。

【００５３】したがって、実入力電圧Ｖ_REL が許容範囲
にあるときには、交流スイッチＡＣＳＷは導通状態に制
御され、メインインバータ１０は整流動作を行って蓄電
手段３０への充電が行われると共に、Δインバータ４２
がメインインバータ１０の直流電圧出力側の直流電力を
三相の交流電力に変換し、このとき、実入力電圧Ｖ_{RE L}
と規定電圧Ｖ^* との差を抑制し得る電圧が直列補償変圧
器４４の各変圧器の二次側から出力されるように、Δイ
ンバータ４２が制御される。

【００５４】このΔインバータ４２が出力する各相電圧
はそれぞれ変圧器４４ａ〜４４ｃの一次側に印加され、
このとき、変圧器４４ａ〜４４ｃの二次側出力は、Ｕ相
〜Ｗ相に直列に接続されているから、各相の電源ライン
ｌｕ〜ｌｗの相電圧が補正されることになる。そして、
変圧器４４ａ〜４４ｃの出力電圧が、前記実入力電圧Ｖ
_REL と規定電圧Ｖ^* との差を抑制するようにΔインバー
タ４２の出力制御が行われるから、変圧器４４ａ〜４４
ｃの二次側の電圧がＵ相〜Ｗ相に作用することによっ
て、すなわち、実交流電圧Ｖ_REL が規定電圧Ｖ^* となる
ように補正されることになる。

【００５５】したがって、供給された交流電力は入力端
子ｔ_I を経て、直列補償変圧器４４でその電圧が規定電
圧Ｖ^* となるように補正され、これが交流スイッチＡＣ
ＳＷを経て出力端子ｔ_O から出力されることになって、
負荷には、規定電圧Ｖ^* の交流電力が供給されることに
なる。そして、実入力電圧Ｖ_REL が許容範囲を越える
と、制御回路２では、交流入力が健全ではないものと判
定し、交流スイッチＡＣＳＷを遮断すると共に、Δイン
バータ４２を停止させ、昇圧チョッパ回路２０を昇圧動
作させ、蓄電手段３０の蓄電電圧を、コンデンサ接続部
２５の両端電圧と整合をとるように、昇圧させさらに、
メインインバータ１０をインバータ動作させる。

【００５６】これによって、蓄電手段３０の蓄電電圧が
昇圧され、これがメインインバータ１０で三相の交流電
力に変換され、このほぼ規定電圧Ｖ^* となる交流電力が
出力端子ｔ_O を介して負荷に供給されることになる。し
たがって、この場合も、上記第１の実施の形態と同等の
作用効果を得ることができる。

【００５７】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。この第３の実施の形態は、上記第２の実施の形態と
同様に、三相三線式の交流電源からの交流電力を無停電
電源装置に供給するようにしたものである。前記第１の
実施の形態では、相間電圧を補正するようにしたのに対
し、この第３の実施の形態では、線間電圧を補正するよ
うにしている。

【００５８】直列補償変圧器４４の構成が異なること以
外は同一であるので、同一部には同一符号を付与しその
詳細な説明は省略する。すなわち、第３の実施の形態に
おける直列補償変圧器４４は、図４に示すように、二つ
の変圧器４４ａ及び４４ｂで構成されている。そして、
直列補償変圧器４４の変圧器４４ａの二次側は、Ｕ相の
電源ラインｌｕの配線遮断器ＭＣＣＢと交流スイッチＡ
ＣＳＷとの間に直列に介挿され、変圧器４４ｂの二次側
はＷ相の電源ラインｌｗの配線遮断器ＭＣＣＢと交流ス
イッチＡＣＳＷとの間に直列に介挿されている。

【００５９】前記変圧器４４ａの一次側には、その二次
側の二つの端子のうち交流電力の上流側の端子と対向す
る端子に、Δインバータ４２の直列接続部４２ａのスイ
ッチング素子どうしの接続点が接続され、他端には、Δ
インバータ４２の直列接続部４２ｂのスイッチング素子
どうしの接続点が接続される。逆に、変圧器４４ｂの一
次側には、その二次側の二つの端子のうち交流電力の上
流側の端子と対向する端子に、前記直列接続部４２ｃの
スイッチング素子どうしの接続点が接続され、他端に
は、直列接続部４２ｂのスイッチング素子どうしの接続
点が接続される。つまり、Ｕ相及びＷ相の電源ラインｌ
ｕ及びｌｗには、Δインバータ４２の直列接続部４２ｂ
の出力電圧と、Δインバータ４２の直列接続部４２ａ及
び４２ｃの出力電圧との差が互いに逆相となるように印
加される。

【００６０】さらに、Δインバータ４２の各直列接続部
４２ａ〜４２ｃのスイッチング素子どうしの接続点と直
列補償変圧器４４とを接続する補償用電圧ラインｌdu、
ｌdv、ｌdwには、それぞれリアクトルＬ２２が介挿さ
れ、このリアクトルＬ２２と直列補償変圧器４４との間
の各補償用電圧ラインｌdu、ｌdv、ｌdw間、つまり、補
償用電圧ラインｌdu及びｌdv間、補償用電圧ラインｌdv
及びｌdw間、補償用電圧ラインｌdw及びｌdu間にコンデ
ンサＣ２２がそれぞれ接続され、このコンデンサＣ２２
とリアクトルＬ２２とでフィルタを構成している。

【００６１】そして、制御回路２は、電圧検出器４で検
出された実交流電圧Ｖ_REL に基づいて各種スイッチを制
御し、メインインバータ１０を、そのインバータ動作時
には、直流電力を三相の交流電力に変換するように制御
する。また、Δインバータ４２を、実交流電圧Ｖ_REL と
規定電圧Ｖ^* とに基づいて、Δインバータ４２の出力が
直列補償変圧器４４に作用したときの、直列補償変圧器
４４の下流における交流電圧が規定電圧Ｖ^* となるよう
に制御する。

【００６２】したがって、実入力電圧Ｖ_REL が許容範囲
にあるときには、交流スイッチＡＣＳＷは導通状態に制
御され、メインインバータ１０は整流動作を行って蓄電
手段３０への充電が行われると共に、Δインバータ４２
がメインインバータ１０の直流電圧出力側の直流電力を
三相の交流電力に変換し、このとき、直列補償変圧器４
４の二次側出力が電源ラインｌｕ及びｌｗに作用するこ
とによって入力された交流電力の実入力電圧Ｖ_REL を規
定電圧Ｖ^* に補正し得る交流電力を出力するよう制御す
る。

【００６３】したがって、Δインバータ４２の直列接続
部４２ｂのスイッチング素子どうしの接続点の電位を基
準として、これと直列接続部４２ａ及び４２ｃのスイッ
チング素子どうしの接続点の電位との差が、それぞれ変
圧器４４ａ及び４４ｂの一次側に印加され、つまり、Δ
インバータ４２の直列接続部４２ｂの出力電圧を基準と
する直列接続部４２ａ及び４２ｃの出力電圧の線間電圧
が、直列補償変圧器４４の二つの変圧器の一次側にそれ
ぞれ逆位相となるように、且つ入力される交流電力の位
相と同相となるように印加される。このとき、変圧器４
４ａ及び４４ｂの二次側出力は、Ｕ相及びＷ相の電源ラ
インｌｕ及びｌｗに直列に接続されているから、Ｕ相及
びＶ相の電源ラインｌｕ及びｌｗの線間電圧と、Ｖ相及
びＷ相の電源ラインｌｖ及びｌｗの線間電圧とが補正さ
れることになり、また、変圧器４４ａ及び４４ｂの出力
電圧が、前記実入力電圧Ｖ_REL と規定電圧Ｖ^* との差と
なるように、Δインバータ４２の出力制御が行われるか
ら、変圧器４４ａ及び４４ｂの二次側の電圧がＵ相及び
Ｗ相の電源ラインｌｕ及びｌｗに作用することによっ
て、すなわち、規定電圧Ｖ^* となるように補正されるこ
とになる。

【００６４】したがって、入力された交流電力は入力端
子ｔ_I を経て、直列補償変圧器４４で規定電圧Ｖ^* とな
るように補正され、これが交流スイッチＡＣＳＷを経て
出力端子ｔ_O から出力されることになって、負荷には、
規定電圧Ｖ^* が供給されることになる。そして、実入力
電圧Ｖ_REL が許容範囲を越えると、制御回路２では、交
流入力が健全ではないものと判定し、交流スイッチＡＣ
ＳＷを遮断すると共に、Δインバータ４２を停止させ、
昇圧チョッパ回路２０を昇圧動作させ、蓄電手段３０の
蓄電電圧を、コンデンサ接続部２５の両端電圧と整合を
とるように、つまり、この直流電圧を交流電圧に変換し
たときに規定電圧Ｖ^* となる直流電圧に昇圧させ、さら
に、メインインバータ１０をインバータ動作させる。

【００６５】これによって、蓄電手段３０の蓄電電圧が
昇圧され、これがメインインバータ１０で三相の交流電
圧に変換されて、これが規定電圧Ｖ^* となって出力端子
ｔ_OU、ｔ_ON、ｔ_OVに供給されて負荷に供給される。した
がって、この場合も、上記第１の実施の形態と同等の作
用効果を得ることができる。

【００６６】なお、第３の実施の形態では、線間電圧を
補正するようにしているので、直列補償変圧器４４とし
て、二つの変圧器４４ａ及び４４ｂを設ければよい。し
たがって、第２の実施の形態のように、相電圧を補正す
るようにした場合に比較して、変圧器の個数を削減する
ことができる。また、Ｕ相及びＶ相の線間電圧及びＷ相
及びＶ相の線間電圧を補正するようにしているから、入
力される交流電力の各相の電圧がアンバランスであって
も、的確に電圧補償をすることができる。

【００６７】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。この第４の実施の形態は、図４に示すように、三相
四線式の交流電源からの交流電力を無停電電源装置に供
給するようにしたものである。基本的な構成は第１の実
施の形態と同様であるので、同一部には同一符号を付与
しその詳細な説明は省略する。

【００６８】第４の実施の形態における無停電電源装置
１００は、図５に示すように、メインインバータ１０及
び補償回路４０が三相に構成され、また、直列補償変圧
器４４は３つの変圧器４４ａ、４４ｂ、４４ｃから構成
されている。すなわち、この第４の実施の形態における
メインインバータ１０は、三相のフルブリッジ形のイン
バータで構成され、上記第１の実施の形態における直列
接続部１０ａ及び１０ｂと、スイッチング素子Ｓ１５及
びＳ１６が直列に接続された直列接続部１０ｃとから構
成され、これらスイッチング素子Ｓ１５及びＳ１６のそ
れぞれには逆並列にダイオードＤ１５及びＤ１６が接続
されている。

【００６９】そして、交流電力のＵ相の電圧線は、配線
遮断器ＭＣＣＢ、交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器Ｍ
Ｃを介して直列接続部１０ａのスイッチング素子どうし
の接続点に接続され、交流電力のＶ相の電圧線は、配線
遮断器ＭＣＣＢ、交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器Ｍ
Ｃを介して直列接続部１０ｂのスイッチング素子どうし
の接続点に接続され、交流電力のＷ相の電圧線は、配線
遮断器ＭＣＣＢ、交流スイッチＡＣＳＷ、電磁接触器Ｍ
Ｃを介して直列接続部１０ｃのスイッチング素子どうし
の接続点に接続され、交流電力の中性線Ｎは、同一容量
値を有する二つのコンデンサＣ１及びＣ２が直列に接続
されたコンデンサ接続部２５のコンデンサどうしの接続
点に接続されている。

【００７０】さらに、電磁接触器ＭＣとメインインバー
タ１０の間のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各電源ラインｌｕ、ｌ
ｖ、ｌｗにはそれぞれリアクトルＬ２１が介挿され、ま
た、各相の電源ラインｌｕ、ｌｖ、ｌｗ間には、それぞ
れコンデンサＣ２１が設けられ、リアクトルＬ２１とコ
ンデンサＣ２１とでフィルタを構成している。また、Δ
インバータ４２は、三相のフルブリッジ形のインバータ
で構成され、上記第１の実施の形態における直列接続部
４２ａと、スイッチング素子４３及びＳ４４が直列に接
続された直列接続部４２ｂと、スイッチング素子４５及
びＳ４６が直列に接続された直列接続部４２ｃとが並列
に接続されて構成され、各スイッチング素子４３〜Ｓ４
６には、ダイオードＤ４３〜Ｄ４６が逆並列にそれぞれ
接続されている。

【００７１】また、前記直列補償変圧器４４は、３つの
変圧器４４ａ〜４４ｃから構成され、直列補償変圧器４
４の変圧器４４ａの二次側は、Ｕ相の電源ラインｌｕの
配線遮断器ＭＣＣＢと交流スイッチＡＣＳＷとの間に直
列に介挿され、変圧器４４ｂの二次側はＶ相の電源ライ
ンｌｖの配線遮断器ＭＣＣＢと交流スイッチＡＣＳＷと
の間に直列に介挿され、変圧器４４ｃの二次側はＷ相の
電源ラインｌｗの配線遮断器ＭＣＣＢと交流スイッチＡ
ＣＳＷとの間に直列に介挿されている。そして、変圧器
４４ａの一次側には、その二次側の二つの端子のうち交
流電力の上流側の端子と対向する端子に、Δインバータ
４２の直列接続部４２ａのスイッチング素子どうしの接
続点が接続され、変圧器４４ｂの一次側には、その二次
側の二つの端子のうち交流電力の上流側の端子と対向す
る端子に、前記直列接続部４２ｂのスイッチング素子ど
うしの接続点が接続され、変圧器４４ｃの一次側には、
その二次側の二つの端子のうち交流電力の上流側の端子
と対向する端子に、前記直列接続部４２ｃのスイッチン
グ素子どうしの接続点が接続され、各一次側の他方の端
子は、前記コンデンサ接続部２５のコンデンサどうしの
接続点に接続されている。

【００７２】つまり、各変圧器４４ａ〜４４ｃの一次側
には、コンデンサ接続部２５のコンデンサどうしの接続
点の電位を基準電圧として、これと、Δインバータ４２
が出力する交流電圧の各相電圧との電位差が印加され、
これを所定の変圧比で変圧した電圧値が、各電源ライン
ｌｕ、ｌｖ、ｌｗに印加されるようになっている。さら
に、Δインバータ４２の各直列接続部４２ａ〜４２ｃの
スイッチング素子どうしの接続点と直列補償変圧器４４
とを接続する補償用電圧ラインｌdu、ｌdv、ｌdwには、
それぞれリアクトルＬ２２が介挿され、このリアクトル
Ｌ２２と直列補償変圧器４４との間の各補償用電圧ライ
ンｌdu、ｌdv、ｌdw間、つまり、補償用電圧ラインｌdu
及びｌdv間、補償用電圧ラインｌdv及びｌdw間、補償用
電圧ラインｌdw及びｌdu間にコンデンサＣ２２がそれぞ
れ接続され、このコンデンサＣ２２とリアクトルＬ２２
とでフィルタを構成している。

【００７３】そして、制御回路２では、これらスイッチ
ング素子Ｓ１１〜Ｓ４６及び交流スイッチＡＣＳＷ、電
磁接触器ＭＣを上記第１の実施の形態と同様に制御する
が、この第４の実施の形態では、メインインバータ１０
を、そのインバータ動作時には、直流電圧を三相の交流
電圧に変換するように制御する。また、Δインバータ４
２を制御し、すなわち、メインインバータ１０の直流出
力側の直流電力を、入力される交流電力と同位相の三相
の交流電力に変換し、且つその交流電圧を直列補償変圧
器４４の一次側に印加したときの二次側出力が、実交流
電圧Ｖ_REL と規定電圧Ｖ^* との差を抑制し得る電圧とな
るように、制御する。

【００７４】したがって、実入力電圧Ｖ_REL が許容範囲
にあるときには、交流スイッチＡＣＳＷは導通状態に制
御され、メインインバータ１０は整流動作を行って蓄電
手段３０への充電が行われると共に、Δインバータ４２
がメインインバータ１０の直流電圧出力側の直流電圧を
三相の交流電圧に変換し、このとき、実入力電圧Ｖ_{RE L}
と規定電圧Ｖ^* との差が直列補償変圧器４４の各変圧器
の二次側から出力されるように、且つその位相が、入力
される交流電力の位相と一致するように、Δインバータ
４２を制御する。

【００７５】したがって、Δインバータ４２が出力する
各相電圧とコンデンサ接続部２５のコンデンサどうしの
接続点の電位である基準電位との電位差がそれぞれ変圧
器４４ａ〜４４ｃの一次側に印加され、このとき、変圧
器４４ａ〜４４ｃの二次側出力は、Ｕ相〜Ｗ相に直列に
接続されているから、入力される交流電圧の各相電圧が
補正されることになる。そして、変圧器４４ａ〜４４ｃ
の出力電圧が、前記実入力電圧Ｖ_REL と規定電圧Ｖ^* と
の差となるように、Δインバータ４２の出力制御が行わ
れるから、変圧器４４ａ〜４４ｃの二次側の電圧がＵ相
〜Ｗ相に作用することによって、すなわち、入力された
交流電圧が規定電圧Ｖ^* となるように補正されることに
なる。

【００７６】したがって、入力された交流電力は入力端
子ｔ_I を経て、直列補償変圧器４４で規定電圧Ｖ^* とな
るように補正され、これが交流スイッチＡＣＳＷを経て
出力端子ｔ_O から出力されることになって、負荷には、
規定電圧Ｖ^* が供給されることになる。そして、実入力
電圧Ｖ_REL が許容範囲を越えると、制御回路２では、交
流入力が健全ではないものと判定し、交流スイッチＡＣ
ＳＷを遮断すると共に、Δインバータ４２を停止させ、
昇圧チョッパ回路２０を昇圧動作させ、蓄電手段３０の
蓄電電圧を、コンデンサ接続部２５の両端電圧と整合を
とるように、つまり、この直流電圧を交流電圧に変換し
たときに規定電圧Ｖ^* となる直流電圧に昇圧させ、さら
に、メインインバータ１０をインバータ動作させる。

【００７７】これによって、蓄電手段３０の蓄電電圧が
昇圧され、これがメインインバータ１０で三相の交流電
圧に変換されて、これが規定電圧Ｖ^* となって出力端子
ｔ_OU、ｔ_ON、ｔ_OVに供給されて負荷に供給される。した
がって、この場合も、上記第１の実施の形態と同等の作
用効果を得ることができる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
乃至請求項５に係る無停電電源装置によれば、直列補償
手段によって、入力交流電力の入力電圧と、負荷に供給
されるべき規定電圧との差を抑制し得る補償交流電圧を
生成し、これを入力交流電力に直列に印加した後負荷へ
の供給電力として出力するようにしたから、入力交流電
力の変圧変動に係わらず負荷への供給電圧を一定に維持
することができる。また、蓄電手段の蓄電エネルギを昇
圧回路を用いて昇圧するようにしているから、蓄電手段
の容量を変更した場合等であっても昇圧回路における昇
圧比を変化させるだけで容易に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における無停電電源装置の概
略構成図である。

【図２】第１の実施の形態の動作説明に供する説明図で
ある。

【図３】第２の実施の形態における無停電電源装置の概
略構成図である。

【図４】第３の実施の形態における無停電電源装置の概
略構成図である。

【図５】第４の実施の形態における無停電電源装置の概
略構成図である。

【符号の説明】

２ 制御回路 ４ 電圧検出器 １０ メインインバータ ２０ 昇圧チョッパ回路 ３０ 蓄電手段 ４０ 補償回路 ４２ Δインバータ ４４ 直列補償変圧器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 俊一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CC02 DA06 DA15 GB06 5G015 FA13 GA04 HA03 HA15 JA01 JA07 JA21 JA34 JA60 5H007 BB05 CA01 CB04 CB12 CC12 CC14 CC23 CC32 DA06 DC02 DC05 FA02 FA14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される入力交流電力が健全なときに
   は前記入力交流電力を負荷への供給電力として出力し、
   前記入力交流電力が健全でないときには蓄電手段の蓄電
   エネルギをもとに前記供給電力を生成してこれを出力す
   るようにした無停電電源装置において、 前記入力交流電力が健全でないときに当該入力交流電力
   を前記負荷に供給するための電源ラインを遮断する遮断
   スイッチと、 前記電源ラインの前記遮断スイッチの下流に接続され且
   つ直流と交流との間で双方向の電力変換が可能な電力変
   換手段と、 当該電力変換手段の直流電力側に接続され前記入力交流
   電力が健全であるときには前記蓄電手段への充電を行い
   前記入力交流電力が健全でないときには前記蓄電手段の
   蓄電エネルギを所定の直流電圧に昇圧して前記電力変換
   手段に供給する昇圧回路と、 前記入力交流電力の入力電圧と同位相であり且つ前記入
   力電圧と前記負荷に供給されるべき規定電圧との差を抑
   制し得る補償交流電圧を生成しこれを前記遮断スイッチ
   の交流電力入力側に直列に印加する直列補償手段と、を
   備え、 前記電力変換手段は、前記入力交流電力が健全なときに
   は当該入力交流電力を直流電力に変換し、前記入力交流
   電力が健全でないときには前記昇圧回路で昇圧された蓄
   電エネルギを所定の交流電力に変換しこれを前記電源ラ
   インに出力するようになっていることを特徴とする無停
   電電源装置。
2. 【請求項２】 前記入力交流電力は単相三線式の電力線
   を介して入力され、 前記直列補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路
   との間に接続されたハーフブリッジ形のインバータと当
   該インバータの出力電圧を変圧する二つの変圧器とから
   構成され、 当該変圧器の一次側には前記インバータの出力電圧がそ
   れぞれ印加され、 その二次側は前記単相三線式の電力線のうちの二相の電
   圧線にそれぞれ直列に接続され且つその二次側出力は逆
   相となることを特徴とする請求項１記載の無停電電源装
   置。
3. 【請求項３】 前記入力交流電力は三相三線式の電力線
   を介して入力され、 前記直列補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路
   との間に接続された三相のフルブリッジ形のインバータ
   と当該インバータの出力電圧を変圧する三つの変圧器と
   から構成され、 当該変圧器の一次側には前記インバータの三相の出力電
   圧がそれぞれ印加され、 その二次側は前記三相三線式の電力線のそれぞれに直列
   に接続され且つ当該電力線の交流電圧の位相と前記イン
   バータの出力電圧の位相とが一致するように接続される
   ことを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。
4. 【請求項４】 前記入力交流電力は三相三線式の電力線
   を介して入力され、 前記直列補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路
   との間に接続された三相のフルブリッジ形のインバータ
   と当該インバータの出力電圧を変圧する二つの変圧器と
   から構成され、 当該変圧器の一次側には前記インバータの三相の出力電
   圧のうちの一相を基準相としてこれと他の二相との間の
   線間電圧がそれぞれ印加され、 その二次側は前記三相三線式の電力線のうちの二相の電
   圧線にそれぞれ直列に接続され且つ当該電力線の交流電
   圧の位相と前記インバータから出力される基準相を除く
   二相の出力電圧の位相とがそれぞれ一致するように接続
   されることを特徴とする請求項１記載の無停電電源装
   置。
5. 【請求項５】 前記入力交流電力は三相四線式の電力線
   を介して入力され、 前記直列補償手段は、前記電力変換手段と前記昇圧回路
   との間に接続された三相のフルブリッジ形のインバータ
   と当該インバータの出力電圧を変圧する三つの変圧器と
   から構成され、 当該変圧器の一次側には前記インバータの三相の出力電
   圧がそれぞれ印加され、 その二次側は前記三相四線式の電力線のうちの中性線を
   除く三相の電圧線にそれぞれ直列に接続され且つ当該三
   相の電圧線の交流電圧の位相と前記インバータから出力
   される三相の出力電圧の位相とが一致するように接続さ
   れることを特徴とする請求項１記載の無停電電源装置。