JP2016135017A - Power supply control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部給電機能を持つ給電装置から負荷に給電するために使用される給電制御システムに関するものである。 The present invention relates to a power supply control system used to supply power to a load from a power supply apparatus having an external power supply function.
蓄電池、燃料電池のような外部給電機能を持つ給電装置から、停電時に住宅側の負荷に給電するシステムが従来から使用されており、その一例が特許文献1に記載されている。
A system for supplying power to a load on the house side at the time of a power failure from a power supply device having an external power supply function such as a storage battery or a fuel cell has been conventionally used, and an example thereof is described in
このような外部給電機能を持つ給電装置から住宅側への給電を行なう場合には、給電装置側で発生したノイズやサージ電圧が負荷側に伝わらないように、給電装置と負荷との間に絶縁トランスを配置することが好ましい。しかし給電開始時にそれまで使用していない状態の絶縁トランスに電圧が印加された瞬間に、変圧器鉄心を励磁するための大きい励磁突入電流が流れ、その電流値が絶縁トランスの定格電流の数倍に達することがある。 When power is supplied to the house from a power supply device with such an external power supply function, insulation between the power supply device and the load is avoided so that noise and surge voltage generated on the power supply device side are not transmitted to the load side. It is preferable to arrange a transformer. However, at the moment when voltage is applied to the insulation transformer that has not been used until the start of power supply, a large inrush current flows to excite the transformer core, and the current value is several times the rated current of the insulation transformer. May reach.
従来のシステムにおいては、給電元(給電装置側)から順に開閉器を投入して行くことにより、過大な励磁突入電流の発生を防止している。しかし家庭で使用する際には必ずしもこの投入手順が守られるとは限らず、例えば開閉器を全て投入した状態で充電プラグを給電装置に差し込むことも考えられる。この場合には、過大な励磁突入電流と負荷装置の突入電流の重畳が給電装置側に流れ、給電装置の電源回路を故障させる原因となる。またこの故障を防止するために、給電が停止されることがある。 In the conventional system, the occurrence of an excessive magnetizing inrush current is prevented by turning on the switches in order from the power supply source (power supply device side). However, when used at home, this charging procedure is not always followed. For example, it is conceivable that the charging plug is inserted into the power feeding device with all the switches turned on. In this case, an excessive superimposition of the magnetizing inrush current and the inrush current of the load device flows to the power supply device side, causing a failure of the power supply circuit of the power supply device. In addition, in order to prevent this failure, power supply may be stopped.
本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、外部給電機能を持つ給電装置と住宅等の負荷との間に絶縁トランスを配置した場合にも、給電開始時における過大な励磁突入電流と負荷装置の突入電流の重畳による給電装置側への悪影響を軽減、及び配線用遮断器の不要トリップを防止することを目的とした給電制御システムを提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and even when an insulating transformer is arranged between a power supply device having an external power supply function and a load such as a house, an excessive excitation inrush current at the start of power supply It is an object of the present invention to provide a power supply control system for the purpose of reducing an adverse effect on a power supply device side due to superimposition of an inrush current of a load device and preventing an unnecessary trip of a circuit breaker for wiring.
上記の課題を解決するためになされた本発明は、外部給電機能を備えた給電装置と、給電対象となる負荷装置を備え、絶縁トランスを介して給電装置から負荷装置へ電力を供給する給電制御システムであって、給電装置と絶縁トランスとの間に設けられ電路を開閉する給電側開閉部と、絶縁トランスと負荷装置との間に設けられ電路を開閉する負荷側開閉部と、給電側開閉部の閉路を検出した後に負荷側開閉部を閉路する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。 The present invention made in order to solve the above-described problems is a power supply control that includes a power supply device having an external power supply function and a load device to be supplied with power, and supplies power from the power supply device to the load device via an insulating transformer. A power supply side opening / closing unit that opens and closes an electric circuit provided between a power supply device and an insulating transformer, a load side opening / closing unit that is provided between an insulating transformer and a load device, and that opens and closes a power supply side And a control device for closing the load side opening / closing part after detecting the closing of the part.
好ましい実施形態においては、前記制御装置は、給電側開閉部の一次側の電圧を検出したときに給電側開閉部を閉路させる制御を行なうものである。また前記制御装置は、負荷側開閉部を開路させた後、または、負荷側開閉部の開路を確認した後に、給電側開閉部を閉路させる制御を行なうものである。前記給電側開閉部もしくは負荷側開閉部は、電路の開閉を行なう開閉器と、過電流または漏電を検出したとき回路を遮断する配線用遮断器とからなり、前記制御装置は開閉器の開閉動作制御を行なう。 In a preferred embodiment, the control device performs control to close the power supply side opening / closing part when a voltage on the primary side of the power supply side opening / closing part is detected. The control device performs control to close the power supply side opening / closing part after opening the load side opening / closing part or after confirming the opening of the load side opening / closing part. The power supply side switching unit or the load side switching unit includes a switch that opens and closes an electric circuit and a circuit breaker that cuts off a circuit when an overcurrent or leakage is detected, and the control device performs an opening and closing operation of the switch Take control.
本発明の給電制御システムを用いれば、制御装置が給電側開閉部と負荷側開閉部を順次開閉するため、過大な励磁突入電流と負荷装置の突入電流が重畳して給電装置側に流れることを防止でき、安全に給電可能である。このためユーザーの操作方法を限定する必要がない。 If the power supply control system of the present invention is used, the control device sequentially opens and closes the power supply side opening and closing unit and the load side opening and closing unit, so that an excessive excitation inrush current and a load device inrush current are superimposed and flow to the power supply device side. It can be prevented and power can be supplied safely. For this reason, it is not necessary to limit a user's operation method.
給電側開閉部の一次側の電圧を検出したときに給電側開閉部を閉路させる制御を行なうようにすれば、ユーザーは接続手順を考慮する必要がなく、単に給電装置を動作させるだけでよい。 If control is performed to close the power supply side opening / closing section when the primary side voltage of the power supply side opening / closing section is detected, the user does not need to consider the connection procedure, and the user need only operate the power supply apparatus.
制御装置は、負荷側開閉部を開路させた後、または、負荷側開閉部の開路を確認した後に、給電側開閉部を閉路させる制御を行なうようにすれば、給電システムの安全性を高めることができる。 If the control device performs control to close the power supply side opening / closing part after opening the load side opening / closing part or after confirming the opening of the load side opening / closing part, the safety of the power supply system is improved. Can do.
給電側開閉部もしくは負荷側開閉部を、電路の開閉を行なう開閉器と、過電流または漏電を検出したとき回路を遮断する配線用遮断器とからなるものとし、制御装置は開閉器の開閉動作制御を行なうようにすれば、頻繁に行われる開閉操作は開閉器により行い、短絡時や漏電時には配線用遮断器を動作させることができる。特に電磁接触器・継電器は電磁石によって電路を開閉する機構であるため摩耗が少なく、開閉操作を繰り返しても故障が発生しない利点がある。 The power supply side switch or load side switch is composed of a switch that opens and closes the circuit, and a circuit breaker that shuts off the circuit when an overcurrent or leakage is detected. If control is performed, the frequently performed switching operation is performed by the switch, and the circuit breaker for wiring can be operated at the time of short circuit or electric leakage. In particular, the electromagnetic contactor / relay is a mechanism that opens and closes an electric circuit with an electromagnet, so that it is less worn and has the advantage that no failure occurs even if the opening and closing operation is repeated.
以下に本発明の実施形態を示す。
図1は本発明の実施形態を示す回路説明図であり、1は外部給電機能を備えた給電装置、2は給電対象となる負荷装置、3は制御用機器が収納された筐体である。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is an explanatory diagram of a circuit showing an embodiment of the present invention, in which 1 is a power supply device having an external power supply function, 2 is a load device to be supplied with power, and 3 is a casing in which control equipment is housed.
外部給電機能を備えた給電装置1としては、燃料電池、太陽電池や商用電源により充電された蓄電池などを例示することができる。本実施形態では、給電装置1は蓄電池である。負荷装置2は住宅の非常用電灯や冷蔵庫などの、停電時にも動作を継続させることが望まれる負荷を例示することができる。
Examples of the
筐体3の内部には、絶縁トランス4と、給電側開閉部5と、負荷側開閉部6と、制御装置7が収納されている。絶縁トランス4は給電装置1と負荷装置2との間に設置され、発生したノイズやサージ電圧が他方に伝わることを防止する機能を持つ装置である。
An
給電側開閉部5は給電装置1と絶縁トランス4との間に配置されるもので、電磁接触器や継電器などの開閉器8と、過電流または漏電を検出したとき回路を遮断する配線用遮断器9とからなる。負荷側開閉部6は絶縁トランス4と負荷装置2との間に配置されるもので、電磁接触器や継電器などの開閉器10と、過電流または漏電を検出したとき回路を遮断する配線用遮断器11とからなる。しかし必ずしも開閉器と配線用遮断器とを必要とするものではなく、何れか一方とすることもできる。制御装置7はこれらの給電側開閉部5と負荷側開閉部6との開閉制御を行なう機器であり、その詳細は後述する。
The power supply side opening /
図1に示すように、本実施形態では筐体3は絶縁トランス4のほか、給電側開閉部5、負荷側開閉部6、制御装置7等を収納され、その他、給電装置1に接続するためのケーブル12の巻取り部13を収納し、ケーブル12の余長収納用の空間とすることも可能である。ただし給電側開閉部5や負荷側開閉部6は筐体3の外部に設けることもできるし、一方の開閉部のみを筐体3内に配置するものであっても良い。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
前記したように、絶縁トランス4を使用していない状態、且つ、給電側開閉部5と負荷側開閉部6が閉路した状態において給電装置1から負荷装置2への給電を開始すると、過大な励磁突入電流と、負荷装置2の突入電流が重畳して給電装置1の電源回路を故障させる問題があった。これを避けるために本発明では制御装置7により、給電側開閉部5の閉路を検出した後に負荷側開閉部6を閉路する制御を行なう。すなわち、まず給電側開閉部5のみを閉路して絶縁トランス4を励磁する。その後に、負荷側開閉部6を閉路して負荷装置2への給電を開始するものである。このように、制御装置7が給電側開閉部5と負荷側開閉部6を順次開閉するため、過大な励磁突入電流と負荷装置2の突入電流の重畳を防止することができ給電装置1への悪影響を防止する。なお、制御装置7により給電側開閉部5と負荷側開閉部6の開閉制御を行うため、ユーザーの操作方法を限定する必要がない。
As described above, when power supply from the
詳細な動作ステップは次の通りである。
(1)ユーザーがケーブル12を筐体3から引出し、ケーブル先端のプラグ14を給電装置1に接続する。
(2)制御装置7は給電側開閉部5の一次側の電圧を検出し、給電装置1への接続を確認する。(図2)
(3)一次側の電圧を検出したのち、給電側開閉部5のみを閉路する。
(4)絶縁トランス4が励磁される。(図3)
(5)励磁突入電流の減衰を検出したのち、制御装置7は負荷側開閉部6を閉路する。
(6)負荷装置2への給電が開始される。(図4)
(7)給電終了後には、負荷側開閉部6を開路したうえで給電側開閉部5を開路し、給電を終了する。
Detailed operation steps are as follows.
(1) The user pulls out the
(2) The
(3) After detecting the voltage on the primary side, only the power supply side opening /
(4) The
(5) After detecting the decay of the magnetizing inrush current, the
(6) Power supply to the
(7) After the end of power supply, the load side opening /
上記の(2)のステップにおける給電側開閉部5の一次側の電圧検出は、制御装置7の一次側の動作検出部により、配線用遮断器9の一次側端子部の電圧、もしくはプラグ14の電圧を検出すればよい。
In the step (2), the voltage on the primary side of the power supply
(3)の給電側開閉部5の閉路は、制御装置7の二次側の動作検出部により、負荷側開閉部6が開路されていることを検出するか、負荷側開閉部6を開路させた後に行なうものとし、給電システムの安全性を高めることが望ましい。または、制御装置7は給電側開閉部5が開路されている場合には、負荷側開閉部6も開路するように制御するものであっても良い。なお、給電側開閉部5は常に閉路されている場合があり、この場合にはプラグ14を給電装置1に接続することや、給電装置1のON動作が絶縁トランス4の励磁の始まりとなる。給電側開閉部5は常に閉路されている場合には、給電装置1が動作していない状態もしくは、給電側開閉部5の電圧を検出しない場合では制御装置7は負荷側開閉部6を開路させておく制御を行なう。
The closing of the power supply side opening /
(4)で絶縁トランス4の電圧が確立した後に(5)で制御装置7は負荷側開閉部6を閉路するのであるが、絶縁トランス4の励磁電流は数百ミリ秒で減衰するので、制御装置7は給電側開閉部5を閉路した後、所定時間経過後に負荷側開閉部6を閉路する制御を行なうこともできる。
After the voltage of the
この実施形態では、負荷側開閉部6を開閉器10と配線用遮断器11とからなるものとしたが、図5に示すように、配線用遮断器11のみとすることもできる。しかし上記したように負荷側開閉部6は何度も開閉動作を行うため、回路の開閉動作に優れた電磁接触器・継電器となる開閉器10を組み込むことが好ましい。特に電磁接触器・継電器として、電磁石の吸引によって電路を開閉する機構を用いる場合、配線用遮断器11のように機械的に電路を開閉する構造よりも機械的な摩耗が少ない利点がある。ただし電磁接触器・継電器は短絡電流等の保護機能を有しないので、漏電や過電流を検出して電路を遮断する配線用遮断器11を接続し、短絡事故対策を行うことが好ましい。この配線用遮断器11は常に閉路しておけばよい。
In this embodiment, the
給電側開閉部5は配線用遮断器9のみとしてもよいが、負荷側開閉部6と同様に開閉器8と配線用遮断器9との組み合わせとすることが好ましい。負荷側開閉部6の配線用遮断器9は、何らかの理由で短絡電流や漏電が発生したときなどに、給電装置1を保護することができる。
The power
以上に説明したように、本発明によれば、給電開始時における過大な励磁突入電流と負荷装置2の突入電流による給電装置側への悪影響を軽減することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the adverse effects on the power feeding device side due to the excessive magnetizing inrush current and the inrush current of the
1 給電装置
2 負荷装置
3 筐体
4 絶縁トランス
5 給電側開閉部
6 負荷側開閉部
7 制御装置
8 開閉器
9 配線用遮断器
10 開閉器
11 配線用遮断器
12 ケーブル
13 巻取り部
14 プラグ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
給電装置と絶縁トランスとの間に設けられ電路を開閉する給電側開閉部と、絶縁トランスと負荷装置との間に設けられ電路を開閉する負荷側開閉部と、給電側開閉部の閉路を検出した後に負荷側開閉部を閉路する制御装置とを備えたことを特徴とする給電制御システム。 A power supply control system including a power supply device having an external power supply function and a load device to be supplied with power, and supplying power from the power supply device to the load device via an insulation transformer,
A power supply side opening / closing part provided between the power supply device and the insulation transformer for opening and closing the electric circuit, a load side opening / closing part provided between the insulation transformer and the load device for opening and closing the electric circuit, and a closing of the power supply side opening / closing part are detected. And a control device that closes the load side opening / closing section after the operation.
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- 2015-01-20 JP JP2015008552A patent/JP6552202B2/en active Active
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