JP2003032913A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＵＰＳ故障時の、連系リアクトルによる電圧
低下を防止するとともに、連系時の、遅れ負荷によるイ
ンバータ容量の増大を抑制する。更に、入力力率の低下
による入力容量の増大を回避するとともに、入力力率の
進みを防止する。 【解決手段】 通常時、直送ＡＣスイッチ６、及びイン
バータＡＣスイッチ４は閉状態であり、インバータ３
は、電圧補償のための無効電力を供給する。この時、検
出器７は、接続点ａ、ｂから検出される直送電圧、及び
負荷電流により、インバータ３の供給する無効電力によ
って電圧補償が可能な範囲（無効電力供給範囲）内であ
るか否かを監視する。そして、無効電力供給範囲を超え
たと判断した場合、直送ＡＣスイッチ６を開放すること
で、ＵＰＳ１０は、並列給電からインバータ単独給電に
移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無停電電源装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、電気系システムにおける無停電電
源装置（Uninterruptible Power System：以下、ＵＰＳ
という。）の設置は、電源供給システムの信頼性向上の
ために不可欠なものとなっている。例えば、このＵＰＳ
の一つとして、商用電源と負荷とが連系用のリアクトル
を介して接続される直送回路と、この直送回路と並列運
転を行うインバータ部とから構成されるＵＰＳがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＵＰＳ
が故障した場合、インバータは停止する。このため、こ
の場合には、直送回路のみによる負荷への電力供給、即
ち、直送給電となり、負荷電圧の定電圧化（電圧補償）
は行われないことになる。更に、電圧補償が行われない
ため、例えば負荷力率が遅れ（遅れ負荷）の場合、直送
回路に挿入された連系リアクトルにより、負荷電圧は、
直送電圧より降圧されることになる。

【０００４】ところで、電圧補償を行う場合、連系リア
クトルのインピーダンスが大きい程、連系時のインバー
タ容量は少なくて済む。一方、ＵＰＳの故障時、即ち直
送給電時には、連系リアクトルのインピーダンスが小さ
い程、直送電圧に対する電圧降下を少なくすることがで
きる。しかし、経済性の面から、連系リアクトルのイン
ピーダンスを大きくし、インバータ容量を少なくするよ
う、装置を設計することが一般的である。このため、Ｕ
ＰＳの故障時には、連系リアクトルに起因する電圧降下
が大きくなってしまい、直送電圧の値によっては、負荷
に悪影響を与えてしまうといった問題がある。そこで、
この問題の改善策の一つとして、ＵＰＳの故障時には連
系リアクトルを短絡させる為のスイッチを設ける方法が
ある。しかし、係るスイッチには高速性（高速動作）が
要求され、高価となってしまう。

【０００５】また、負荷力率が遅れ（遅れ負荷）であ
り、且つ入力電圧が低下した場合、インバータは、遅れ
負荷分の無効電力、及び入力電圧の低下分を補償するた
めの無効電力、の総和を供給する必要が生じる。つま
り、インバータ容量が増大してしまう。

【０００６】また、更に、入力力率が進みになると、電
力系統に対しては、進み電流による同期発電機の自己励
磁現象などの悪影響が発生するという問題がある。加え
て、入力力率が低下すると、入力容量が増加し、入力電
源設備が増大するという問題もある。

【０００７】本発明の課題は、ＵＰＳ故障時の、連系リ
アクトルによる電圧降下を防止するとともに、連系時
の、遅れ負荷によるインバータ容量の増大を抑制するこ
とである。またもう１つの課題は、入力力率の低下によ
る入力容量の増大を回避するとともに、入力力率の進み
を防止することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、連系リアクトルを有する
直送回路と、該直送回路と並列運転を行うインバータと
を備え、該並列運転により負荷電圧の補償動作を行う無
停電電源装置において、前記並列運転による並列給電
と、前記インバータの単独運転によるインバータ単独給
電とを切り換える切換手段（例えば、図１の直送ＡＣス
イッチ６）を更に備えることを特徴とする。

【０００９】この請求項１記載の発明によれば、無停電
電源装置において、並列給電と、インバータ単独給電
と、を切り換えることができる。このことにより、通常
時には並列給電とし、何らかの条件に応じて、並列給電
からインバータ単独給電に切り換えることで、装置効率
の良い無停電電源装置を、容易に実現可能となる。例え
ば、インバータが、並列給電を利用して無効電力を供給
することで電圧補償を図っている場合、インバータの供
給する無効電力に上限を設けておき、この上限値を超え
た場合に、並列給電からインバータ単独給電に切り換え
る。このように、インバータが供給可能な無効電力に上
限を設けることで、連系時のインバータ容量の増加を抑
制することができる。加えて、インバータの供給する無
効電力が、この上限値以下に復帰した場合には、再度切
換動作を行い、インバータ単独給電から再度並列給電に
移行することも可能となる。更に、供給する無効電力に
上限値を設けることで、連系リアクトル値を小さく設計
することができ、ＵＰＳ故障時の、連系リアクトルに起
因する電圧降下を抑制することができる。また、本発明
の無停電電源装置は、インバータ単独給電の場合、いわ
ゆる常時インバータ給電方式のＵＰＳと同様の動作を行
うため、並列給電、及びインバータ単独給電の内の何れ
の給電方法においても、負荷電圧の補償動作を行うこと
が可能となる。

【００１０】また、請求項２記載の発明のように、請求
項１記載の無停電電源装置において、前記直送回路の直
送電圧を検出する直送電圧検出手段（例えば、図１の検
出器７）を備え、前記直送電圧検出手段により検出され
た直送電圧に基づいて、前記切換手段が切り換え動作を
行うこととしてもよい。

【００１１】この請求項２記載の発明によれば、直送電
圧に基づいて、並列給電／インバータ単独給電を切り換
えることができる。このことにより、例えば、インバー
タが、並列給電を利用して無効電力を供給することで電
圧補償を図っている場合、インバータが供給可能な無効
電力には限りがあり、更に、インバータが供給する無効
電力が大きくなると、装置全体としての効率が低下す
る。そのため、無効電力の供給によって電圧補償が可能
な直送電圧の変動分に上限を設ける。そして、検出され
た直送電圧の変動値が、この上限値を超えた場合には、
並列給電からインバータ単独給電に切り換えることがで
きる。

【００１２】また、請求項３記載の発明のように、請求
項１または２記載の無停電電源装置において、負荷力率
を検出する負荷力率検出手段（例えば、図１の変流器
８）を備え、前記負荷力率検出手段により検出された負
荷力率に基づいて、前記切換手段が切り換え動作を行う
こととしてもよい。

【００１３】この請求項３記載の発明によれば、負荷力
率に基づいて、並列給電／インバータ単独給電を切り換
えることができる。このことにより、例えば、検出され
た負荷力率が一定値以下となった場合には、並列給電か
らインバータ単独給電に切り換えることで、遅れ負荷に
よるインバータ容量の増大を防止することができる。

【００１４】また、請求項４記載の発明のように、請求
項１〜３の何れか記載の無停電電源装置において、当該
無停電電源装置の入力力率を検出する入力力率検出手段
を備え、前記入力力率検出手段により検出された入力力
率に基づいて、前記切換手段が切り換え動作を行うこと
としてもよい。

【００１５】この請求項４記載の発明によれば、入力力
率に基づいて、並列給電／インバータ単独給電を切り換
えることができる。このことにより、例えば、検出され
た入力力率が一定値以下となった場合には、並列給電か
らインバータ単独給電に切り換えることで、入力力率の
低下による入力容量の増大を回避することが可能とな
る。また、検出された入力力率が進みとなった場合に
は、同様に、並列給電からインバータ単独給電に切り換
えることで、進み電流による、電力系統への悪影響を防
止することができる。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何
れか記載の無停電電源装置であって、前記切換手段は、
少なくとも前記インバータの無効電力供給範囲に基づい
て、切り換え動作を行うことを特徴とする。

【００１７】ここでインバータの無効電力供給範囲と
は、インバータが、電圧補償のために供給可能な無効電
力の範囲のことである。また、この無効電力供給範囲
は、インバータ容量に深く関わる。即ち、無効電力供給
範囲が大きくなるほど、大きなインバータ容量が必要と
なる。

【００１８】この請求項５記載の発明によれば、インバ
ータの無効電力供給範囲に基づいて、並列給電／インバ
ータ給電を切り換えることができる。このことにより、
例えば、インバータ容量に応じて、無効電力供給範囲を
制限する。そして、インバータの供給する無効電力が、
この無効電力供給範囲を超えたと判断した場合、並列給
電からインバータ単独給電へ切り換える。このように、
無効電力供給範囲を制限することで、連系時のインバー
タ容量を少なくすることができるとともに、装置効率の
良い無停電電源装置の実現が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
例について、図面を参照して説明する。図１は、本発明
を適用した無停電電源装置（ＵＰＳ）１０の構成例を示
すブロック図である。図１において、ＵＰＳ１０の入力
は直送入力２０に、出力は負荷３０に、それぞれ接続さ
れる。この直送入力２０としては、例えば、特定需要家
向けの３相ＡＣ４００Ｖ或いはＡＣ２００Ｖの商用交流
電源が使用される。また、ＵＰＳ１０に接続される負荷
３０は一般的に遅れ負荷であるため、以下においては、
負荷３０を、遅れ負荷として扱う。

【００２０】図１によれば、ＵＰＳ１０は、整流装置
１、電力貯蔵装置２、インバータ３、インバータＡＣス
イッチ４、連系リアクトル５、直送ＡＣスイッチ６、検
出器７、及び変流器８より構成される。

【００２１】整流装置１は、入力端が直送入力２０に、
出力端がインバータ３に、それぞれ接続される。そし
て、入力される直送入力（交流電力）２０を直流電力に
変換し、変換後の直流電力をインバータ３に供給する。
また、整流装置１は、その出力端が電力貯蔵装置２にも
接続され、この電力貯蔵装置２を一定電圧に充電する充
電器としての機能も有する。

【００２２】電力貯蔵装置２は、通常時においては、整
流装置１によって、常時一定電圧を印加され、充電され
る。そして、例えば直送入力２０の停電時などにおいて
は、整流装置１の出力端の電圧レベルが一定以下となる
ため、貯蔵していた直流電力を放出（放電）する。ま
た、この電力貯蔵装置２としては、メンテナンスフリー
化、長寿命化の要求から、シール鉛蓄電池が主として使
用される。更に、シール鉛蓄電池の保護回路として、蓄
電池温度が高くなると充電電圧を下げる維持充電回路
（不図示）が用いられることが一般的である。

【００２３】インバータ３は、入力端が整流装置１に、
出力端がインバータＡＣスイッチ４の一端に、それぞれ
接続される。そして、整流装置１から入力される直流電
力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を、インバー
タＡＣスイッチ４を介して負荷３０に供給する。このイ
ンバータ３の主回路デバイスは、例えばＩＧＢＴ（Insu
lated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポ
ーラトランジスタ）により構成される。また、その制御
方式としては、例えば瞬時値正弦波ＰＷＭ制御により実
現される。

【００２４】通常時、インバータ３は、直送回路との並
列運転を行う。そして、直送電圧の変動に応じて、連系
リアクトル５を利用することで、インバータ出力電流の
位相を制御し、出力電圧の補償のための無効電力を出力
する。また、インバータ３は、その入力端が電力貯蔵装
置２にも接続されている。そして、例えば直送入力２０
の停電時などにおいて、整流装置１からの直流電力の電
圧レベルが一定値以下になると、電力貯蔵装置２から放
出（放電）される直流電力を交流電力に変換し、変換後
の交流電力を、インバータＡＣスイッチ４を介して負荷
３０に供給することになる。

【００２５】また、直送ＡＣスイッチ６が開放され、直
送回路が負荷３０から切り離された場合、インバータ３
は、単独で、定電圧・定周波数運転を行う。そして、直
送電源２０或いは電力貯蔵装置２から供給される直流電
源を、定電圧・定周波数の交流電力となるように変換・
出力する。つまり、この時、ＵＰＳ１０は、いわゆる常
時インバータ給電方式のＵＰＳと同様の動作を行い、入
力電圧の変動に対して、電圧補償を行うことになる。

【００２６】インバータＡＣスイッチ４は、一端がイン
バータ３の出力端に、他端が変流器８の入力端（１次
側）に、それぞれ接続される。通常時、インバータＡＣ
スイッチ４は閉状態であり、インバータ３の出力電力
を、変流器８を介して負荷３０に供給する。そして、例
えばＵＰＳ１０の故障時、即ちインバータ３の停止時に
は、インバータＡＣスイッチ４は開状態となり、インバ
ータ３を負荷３０から切り離すことで、ＵＰＳ１０は、
直送給電に移行する。

【００２７】連系リアクトル５は、一端が直送入力２０
に、他端が直送ＡＣスイッチ６の一端に、それぞれ接続
される。そして、インバータ３が、この連系リアクトル
５を介して直送回路と並列運転することで、無効電力制
御による電圧補償や、負荷３０の高調波に対するアクテ
ィブフィルタ機能等が実現される。また、この連系リア
クトル５は、直送給電時の連系リアクトル５による電圧
降下が負荷３０に与える影響が極力小さくなるよう、そ
の値が設計される。

【００２８】直送ＡＣスイッチ６は、一端が連系リアク
トルの他端に、他端が変流器８の入力端（１次側）に、
それぞれ接続される。通常時、直送ＡＣスイッチ６は閉
状態であり、連系リアクトル５を介した直送入力２０
を、変流器８を介して負荷３０に供給する。そして、例
えば直送入力２０の停電時には、直送ＡＣスイッチ６は
開状態となり、直送回路を負荷３０から切り離すこと
で、ＵＰＳ１０は、インバータ単独給電に移行する。

【００２９】変流器８は、入力端（１次側）が直送ＡＣ
スイッチ６及びインバータＡＣスイッチ４の他端に、出
力端（２次側）が負荷３０に、それぞれ接続される。そ
して、直送回路及びインバータ３から供給される交流電
流を負荷３０に供給する。この時、変流器８は、その２
次側の回路により負荷電流量を検出するとともに、その
検出結果を検出器７に出力する。

【００３０】検出器７は、連系リアクトル５の直送入力
２０側（接続点ａ）、及び変流器８（接続点ｂ）に接続
され、接続点ａからは直送電圧を、また、接続点ｂから
は負荷電流を、それぞれ検出する。そして、検出器７
は、これらの検出値に基づき、直送ＡＣスイッチ６の開
閉を制御する。

【００３１】即ち、検出器７は、詳細は後述するが、検
出した直送電圧及び負荷電流より、インバータ３の供給
する無効電力によって電圧補償が可能な範囲（以下、無
効電力供給範囲という。）であるかを監視している。そ
して、無効電力供給範囲を超えたと判断した場合、直送
ＡＣスイッチ６を開放することで直送回路を負荷３０か
ら切り離し、ＵＰＳ１０を、インバータ単独給電に移行
させる。その後、無効電力供給範囲に復帰したことを確
認すると、検出器７は、直送ＡＣスイッチ６を閉じ、Ｕ
ＰＳ１０を、再度、直送回路とインバータ３との並列運
転による並列給電に移行させる。

【００３２】ところで、上述のように、連系リアクトル
値を小さくすると、連系運転するインバータ３が出力す
る無効電力が大きくなるため、インバータ容量を大きく
する必要がある。そのため、本実施形態においては、連
系時のインバータ容量が少なくて済むように、無効電力
供給範囲、即ち、インバータ３の無効電力供給によって
電圧補償を行う範囲を制限する。具体的には、インバー
タ３が電圧補償のために供給する無効電力がある一定値
を超えた場合、即ち無効電力供給範囲を逸脱したと判断
した場合には、直送ＡＣスイッチ６を開放する。そし
て、インバータ３と直送回路との並列運転を停止させる
ことで、インバータ単独給電に切り換えるよう、構成す
る。

【００３３】次に、上記無効電力供給範囲の制限につい
て、説明する。図２は、入力電圧が低下した場合の、イ
ンバータ３による昇圧動作時の電流ベクトルを示す図で
ある。この時、負荷３０は遅れ負荷であるため、インバ
ータ３は、遅れ負荷分の無効電力、及び低下した負荷電
圧を昇圧するための無効電力、の総和を供給する必要が
ある。

【００３４】即ち、図２において、負荷３０に流れる負
荷電流をＩｚとすると、遅れ電流分、即ち負荷電流Ｉｚ
の虚数成分は、Ｉｘとなる。つまり、遅れ負荷分の無効
電力供給のために必要な進み電流は「Ｉｘ」となる。ま
た、出力電圧低下に対する昇圧補償のために必要な進み
電流（昇圧電流）をＩｙとすると、インバータ３が昇圧
のために流す進み電流は「Ｉｘ＋Ｉｙ」となる。このた
め、この進み電流「Ｉｘ＋Ｉｙ」が、上記無効電流供給
可能範囲内であればよいことになる。

【００３５】しかし、このインバータ３が流す進み電流
「Ｉｘ＋Ｉｙ」、特に負荷電流の虚数成分Ｉｘを検出す
るには複雑な回路を要する。そのため、以下の理由によ
り、直送電圧及び負荷電流Ｉｚを検出することで、無効
電力供給範囲内であるか否かの判定基準とする。

【００３６】即ち、インバータ３が流し得る進み電流
「Ｉｘ＋Ｉｙ」の上限値は、インバータ３の容量（イン
バータ容量）から決定される。また、負荷３０による遅
れ負荷電流Ｉｘを見込むことで、電圧補償のために流す
進み電流（昇圧電流）Ｉｙの上限値が決定される。そし
て、昇圧電流Ｉｙの上限値が決定されると、連系リアク
トル値は既知であるので、入力電圧の変動に対して補償
可能な上限値が定まることになる。例えば、インバータ
３によって電圧補償が可能な範囲は、定格電圧の１０％
であるとする。そして、遅れ負荷に対する補償分として
３％を見込むと、入力電圧の変動に対する電圧補償が可
能な範囲は、定格電圧の７％となる。

【００３７】このことにより、入力電圧の変動から、無
効電力供給範囲内であるか否かを判断する。つまり、入
力電圧の変動が、上記補償可能な上限値を超えた場合、
電圧補償が不可能であると判断することになる。

【００３８】ところで、上述のように、負荷３０による
遅れ負荷電流Ｉｘを見込むことで、昇圧電流Ｉｙが決定
される。そして、昇圧電流Ｉｙが決定されることで、イ
ンバータ３の出力電流（インバータ出力電流）の上限値
が、Ｉｉと定まることになる。このことにより、負荷電
流Ｉｚを検出することで、インバータ出力電流が、定め
られた上限値Ｉｉに達したか否かを判断することができ
る。

【００３９】これらのことにより、直送電圧、及び負荷
電流Ｉｚを検出することで、インバータ３の供給する無
効電力によって電圧補償が可能な範囲、即ち無効電力供
給範囲内であるか否かを判定することができる。そし
て、範囲内でないと判断した場合には、直送ＡＣスイッ
チ６を開放することで、直送回路を負荷から切り離し、
ＵＰＳ１０は、インバータ単独給電に移行する。

【００４０】次に、図1のＵＰＳ１０の動作について、
説明する。ＵＰＳ１０の動作は、その給電方法の違いに
より、（１）並列給電、（２）インバータ給電、そして
（３）直送給電、の３つに分類できる。更に、（２）イ
ンバータ給電は、（２−１）整流装置によるインバータ
給電、（２−２）電力貯蔵装置によるインバータ給電、
の２つに分類できる。以下、これらの給電方法毎に、順
に説明する。

【００４１】（１）並列給電 先ず、直送回路とインバータ３との並列運転による並列
給電について、説明する。この並列給電は、通常時の給
電方法であり、この時、直送ＡＣスイッチ６、及びイン
バータＡＣスイッチ４は、ともに閉状態となっている。
そして、直送入力２０を、連系リアクトル５を介して負
荷３０に直送するとともに、インバータ３が直送回路と
並列運転することで、インバータ３により、出力電圧を
一定とするための無効電力が負荷３０に供給される。

【００４２】即ち、整流装置１は、入力される直送入力
２０（交流電力）を直流電力に変換し、変換後の直流電
力を、インバータ３に出力する。この時、整流装置１
は、電力貯蔵装置２を一定電圧に充電する充電動作も行
う。そして、整流装置１から直流電力を入力されたイン
バータ３は、連系リアクトル５を利用することで出力電
流の位相を制御し、電圧補償のための無効電力を出力す
る。このように、インバータ３が出力する無効電力によ
り、ＵＰＳ１０は、出力電圧の定電圧化（電圧補償）を
図っている。

【００４３】また、検出器７は、接続点ａから直送電圧
を、一方、接続点ｂから負荷電流を、それぞれ検出す
る。そして、検出器７は、これらの検出結果より、イン
バータ３の供給する無効電力によって電圧補償が可能な
範囲、即ち無効電力供給範囲内であるか否かを判断す
る。

【００４４】電圧補償が可能な範囲でないと判断した場
合、検出器７は、閉じられている直送ＡＣスイッチ６を
開放し、直送回路を負荷３０から切り離す。このことに
より、ＵＰＳ１０は、その給電方法が、（１）並列給電
から（２−１）整流装置によるインバータ給電へ移行す
ることになる。

【００４５】（２−１）整流装置によるインバータ給電 次に、整流装置１によるインバータ給電について、説明
する。この時、直送ＡＣスイッチ６は開状態に、一方イ
ンバータＡＣスイッチ４は閉状態となっている。つま
り、ＵＰＳ１０は、いわゆる常時インバータ給電方式の
ＵＰＳ１０と同様の動作となる。即ち、インバータ３に
より、入力電圧の変動に対する電圧補償がなされ、出力
電力は、常に、定格電圧及び定格周波数を維持すること
になる。

【００４６】また、検出器７は、無効電力供給範囲であ
るか否かを、引き続き監視している。そして、検出値
（直送電圧及び負荷電流）より、無効電力供給範囲内に
復帰したと判断すると、開放されている直送ＡＣスイッ
チ６を閉じる。つまり、ＵＰＳ１０は、再度（１）並列
給電に移行することになる。

【００４７】（２−２）電力貯蔵装置によるインバータ
給電 次に、電力貯蔵装置２によるインバータ給電について、
説明する。 （１）並列給電において、図示しない停電検出器によ
り、直送入力２０の停電が検出されると、直送ＡＣスイ
ッチ６は開放される。この時、直送ＡＣスイッチ６は開
状態に、一方インバータＡＣスイッチ４は閉状態となっ
ている。つまり、ＵＰＳ１０は、いわゆる常時インバー
タ給電方式のＵＰＳ１０と同様の動作となる。

【００４８】即ち、直送入力２０の供給は遮断されてい
るため、電力貯蔵装置２は、貯蔵されている電力を放出
（放電）する。そして、インバータ３により、出力電力
は、定格電圧及び定格周波数に維持されることになる。

【００４９】その後、停電検出器によって直送入力２０
の復電が検出されると、開放されている直送ＡＣスイッ
チ６は閉じられる。そして、直送回路からの負荷３０へ
の電力供給を再開するとともに、インバータ３による連
系運転を再開することで、ＵＰＳ１０は、（１）並列給
電へ復帰することになる。

【００５０】（３）直送給電 次に、直送回路単独による直送給電について、説明す
る。 （１）並列給電において、ＵＰＳ１０が故障した場合、
インバータ３は停止する。そして、インバータＡＣスイ
ッチ４が開放されることで、インバータ３は、負荷３０
から切り離される。この時、直送ＡＣスイッチ６は閉状
態に、一方インバータＡＣスイッチ４は開状態となって
いる。また、インバータ３は停止しているため、電圧補
償は行われない。

【００５１】即ち、ＵＰＳ１０は、直送入力２０を、連
系リアクトル５を介して負荷３０に供給することにな
る。尚、連系リアクトル５のインピーダンスは、負荷３
０に対する影響が極力小さくなるよう設計されているた
め、連系リアクトル５による出力電圧の電圧降下の影響
は、最小限に抑えられる。

【００５２】その後、インバータ３が回復すると、開放
されているインバータＡＣスイッチ４は閉じられる。そ
して、インバータ３による連系運転が再開されること
で、ＵＰＳ１０は、（１）並列給電へ復帰することにな
る。

【００５３】以上のように、インバータ３の無効電力供
給範囲に基づいて、ＵＰＳ１０を動作させることで、連
系リアクトル値を小さくし、負荷３０に対する悪影響を
軽減するとともに、インバータ容量の少ないＵＰＳ１０
を実現できる。また、インバータ３の無効電力供給範囲
でない場合であっても、並列給電からインバータ給電に
切り換えることにより、負荷電圧の補償を行うことがで
きる。

【００５４】尚、入力力率に基づいて、インバータ３の
無効電力供給範囲を制限することもできる。即ち、図１
のＵＰＳ１０において、直送入力２０の後段に、直送入
力２０の入力力率を検出するための変流器を接続するよ
うに構成する。そして、この変流器により検出された入
力力率から、検出器７によって、以下の制御を行うこと
とする。

【００５５】（ａ）検出された入力力率が進みとなった
場合、検出器７は、直送ＡＣスイッチ６を開放する。つ
まり、ＵＰＳ１０は、（２−１）整流器によるインバー
タ給電に移行することになる。

【００５６】（ｂ）検出された入力力率が低下し、一定
値以下になった場合、検出器７は、直送ＡＣスイッチ６
を開放する。つまり、ＵＰＳ１０は、（２−１）整流器
によるインバータ給電に移行することになる。

【００５７】このように、入力力率を検出することで、
入力力率が進みになるのを防止するとともに、入力力率
の低下による入力容量の増大を回避することが可能とな
る。尚、上記（ａ）、（ｂ）何れの場合も、検出値よ
り、無効電力供給範囲に復帰したと判断した場合には、
開放した直送ＡＣスイッチ６を再度閉じることで、ＵＰ
Ｓ１０は、（１）並列給電に移行することができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、ＵＰＳ故障時の、連系
リアクトルによる電圧降下を防止するとともに、連系時
の、遅れ負荷によるインバータ容量の増大を抑制するこ
とができる。また、入力力率の低下による入力容量の増
大、入力力率の進みを防止することも可能となる。更
に、並列運転からインバータ運転に切り換わった場合に
おいても、電圧補償を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した無停電電源装置の構成例を示
すブロック図である。

【図２】インバータによる昇圧動作を説明するための電
流ベクトル図である。

【符号の説明】

１０ 無停電電源装置（ＵＰＳ） １ 整流装置 ２ 電力貯蔵装置 ３ インバータ ４ インバータＡＣスイッチ ５ 連系リアクトル ６ 直送ＡＣスイッチ ７ 検出器 ８ 変流器 ２０ 直送入力 ３０ 負荷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚田 龍也 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 澤井 富士男 神奈川県横浜市鶴見区平安町二丁目29番地 の１ 株式会社京三製作所内 (72)発明者 和田 正雄 神奈川県横浜市鶴見区平安町二丁目29番地 の１ 株式会社京三製作所内 Ｆターム(参考） 5G015 FA08 FA10 GA08 HA01 HA16 JA11 JA22 JA34 JA52 5H007 AA02 AA05 AA07 AA17 BB05 CC09 DA05 DA06 DC02 DC05 FA02 FA14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連系リアクトルを有する直送回路と、該直
   送回路と並列運転を行うインバータとを備え、該並列運
   転により負荷電圧の補償動作を行う無停電電源装置にお
   いて、 前記並列運転による並列給電と、前記インバータの単独
   運転によるインバータ単独給電とを切り換える切換手段
   を更に備えることを特徴とする無停電電源装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の無停電電源装置であって、 前記直送回路の直送電圧を検出する直送電圧検出手段を
   備え、 前記直送電圧検出手段により検出された直送電圧に基づ
   いて、前記切換手段が切り換え動作を行うことを特徴と
   する無停電電源装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の無停電電源装置で
   あって、 負荷力率を検出する負荷力率検出手段を備え、 前記負荷力率検出手段により検出された負荷力率に基づ
   いて、前記切換手段が切り換え動作を行うことを特徴と
   する無停電電源装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３の何れか記載の無停電電源装
   置であって、 当該無停電電源装置の入力力率を検出する入力力率検出
   手段を備え、 前記入力力率検出手段により検出された入力力率に基づ
   いて、前記切換手段が切り換え動作を行うことを特徴と
   する無停電電源装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４の何れか記載の無停電電源装
   置であって、 前記切換手段は、少なくとも前記インバータの無効電力
   供給範囲に基づいて、切り換え動作を行うことを特徴と
   する無停電電源装置。