JP3247879U - Ａｃパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】マスター機とスレーブ機間の通信伝送速度及び信頼性を高め、パワーサプライの出力品質を向上させる、ＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムを提供する。【解決手段】ＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムは、マスター機２０と数台のスレーブ機３０がパラレル接続して成り、シングルフェーズからマルチフェーズまでの交流電源を供給できる。マスター機２０及び各スレーブ機３０に設置される各マスター通信コントロールボード２１、３１と相互に対応するフェーズ通信コントロールボード２２、３２は、通信するように連結される。マスター機２０と隣り合うスレーブ機３０及び隣り合うスレーブ機３０とスレーブ機３０は相互のマスター通信コントロールボード２１、３１の間でそれぞれ１個のネットワーク伝送線３３により相互に通信するように連結される。【選択図】図１

Description

本考案は、パワーサプライに関し、特にシングルフェーズからマルチフェーズまでのＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムに関する。

シングルフェーズ或いはマルチフェーズのＡＣパワーサプライなどの一般的なＡＣパワーサプライは、各種産業領域ですでに広く使用されている。
しかし、ＡＣパワーサプライが、単一機によって構成されている場合に、一旦故障が発生すると、ＡＣパワーサプライ全体が作用を失ってしまう。
さらに、単一機のＡＣパワーサプライが出力するパワーは、しばしば拡充ができない。

そのため、業者は冗長電源システム（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）の方式を採用し、多数のＡＣパワーサプライをパラレル接続し、内一台をマスター機、その他をスレーブ機として設定し、各スレーブ機とマスター機にパラレル接続出力させることで、多数をパラレル接続し拡充できる他、多数の内の一台が故障しても、他が作動を継続できるため、高い信頼性を備える。
しかし、従来のＡＣパワーサプライパラレル接続時の通信伝送方式は、通常はＲＳ-２３２或いはＲＳ-４８５等のシリアルデータ通信インターフェースによりマスター機とスレーブ機を連結し、マスター・スレーブの通信制御を行うものである。

さらには、近年では、コントローラー・エリア・ネットワーク（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＣＡＮｂｕｓ）を通して、マスター機とスレーブ機を連結し、ＡＣパワーサプライのマスター・スレーブ通信制御を行うものもある。
しかし、従来のパラレル接続システムは、ＲＳ-２３２或いはＲＳ-４８５等シリアルデータ通信インターフェースによりマスター機とスレーブ機を連結するものであろうと、コントローラー・エリア・ネットワークを通してマスター機とスレーブ機を連結するものであろうと、マスター・スレーブの通信制御を行うものである時には、制御信号伝送の速度は共に非常に遅く、信号の伝送速度はいずれも１Ｍｂｉｔに満たない。
このため、マスター機とスレーブ機間のマスター・スレーブ通信制御は即時に反応できず、マスター機と各スレーブ機は、ＲＳ-２３２或いはＲＳ-４８５等シリアルデータ通信インターフェースの接続を提供するため、或いはコントローラー・エリア・ネットワークの接続を提供するため、各式シリアルバスを配置する必要があり、他の信号伝送ジャックを配置する必要もある。
これにより、マスター機と各スレーブ機の各式連結構造が数多くなり、配線が複雑になってしまう。

さらに、各スレーブ機とマスター機をパラレル接続した後、マスター機とスレーブ機の間のパラレル接続方式は、通常は各スレーブ機をマスター機に直接それぞれ連結するものであるため、配線の程度が複雑になるばかりか、通信伝送線の長さも過度に長くなり、伝送過程で信号伝送の信頼性が低下してしまい、パワーサプライの出力品質低下を招いてしまう。
よって、本考案者は上記の欠点を観察し、従来のＡＣパワーサプライのパラレル接続システムには改良の必要があると考え、本考案を生み出した。

先行技術は、マスター機と各スレーブ機との連結構造数が多く配線が複雑で、さらに配線の程度が複雑で通信伝送線の長さも過度に長いため、伝送過程で通信信号伝送の信頼性が低下し、パワーサプライの出力品質低下を招いてしまうという欠点がある。

本考案は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号伝送速度を大幅に向上させることで、マスター機とスレーブ機がマスター・スレーブの通信制御を行う時、即時に反応でき、パワーサプライの出力品質を高めることができるシングルフェーズからマルチフェーズまでのＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムを提供することにある。

本考案によるシングルフェーズからマルチフェーズまでのＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムは、マスター機及び複数台のスレーブ機を有する。
前記マスター機は、シングルフェーズからマルチフェーズまでの交流電源を供給でき、前記マスター機内には、マスター通信コントロールボードを設置し、前記マスター機内には、出力交流電源の相数に応じて、少なくとも１個のフェーズ通信コントロールボードを対応して設置し、前記マスター通信コントロールボードと前記フェーズ通信コントロールボードは通信するように連結する。
複数台の前記スレーブ機は、シングルフェーズからマルチフェーズまでの交流電源に対応し、前記マスター機とパラレル接続を形成し、各前記スレーブ機内には、マスター通信コントロールボードを設置し、各前記スレーブ機内は、前記マスター機に対応し少なくとも１個のフェーズ通信コントロールボードを設置し、前記マスター通信コントロールボードと前記フェーズ通信コントロールボードは通信するように連結する。
前記マスター機と隣り合うスレーブ機及び隣り合うスレーブ機とスレーブ機は相互の前記マスター通信コントロールボードの間でのみ、それぞれ１個のネットワーク伝送線により、相互に通信するように連結される。
前記マスター機と各前記スレーブ機がパラレル接続する時、マスター・スレーブの通信伝送を行う。

マスター機と各スレーブ機のパラレル接続時に形成されるネットワーク通信インターフェースにより、信号伝送時にはさらにスムーズとなり、これによりマスター機とスレーブ機がマスター・スレーブの通信制御を行う時、即時に反応でき、スレーブ機とマスター機とはシンクロ作動し、パワーサプライの出力品質を高めることができる。

本考案による実施形態のＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムを三相ＡＣパワーサプライに応用するときのマスター機とスレーブ機のパラレル接続の構成図である。 本考案による別の実施形態のＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムを単相ＡＣパワーサプライに応用するときのマスター機とスレーブ機のパラレル接続の構成図である。

（一実施形態）
本考案による実施形態のＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムを応用するときのマスター機とスレーブ機のパラレル接続のブロックチャートである図１に示す通り、本考案による実施形態はマスター機を有する。
マスター機２０は、シングルフェーズからマルチフェーズまでの交流電源を供給でき、マスター機２０内には、マスター通信コントロールボード２１を設置する。
また、マスター機２０内には、出力交流電源の相数に応じて、少なくとも１個のフェーズ通信コントロールボード２２を対応して設置し、各相パワーモジュールの通信制御用とする。
本実施形態において、マスター機２０は、三相交流電源を出力するため、３個のフェーズ通信コントロールボード２２を有する。マスター通信コントロールボード２１と各フェーズ通信コントロールボード２２それぞれは、通信するように連結され、マスター機２０のマスター通信コントロールボード２１上には、ネットワークポート２１１を設置し、ネットワークポート２１１は、光ファイバー或いはインターネットケーブルが使用する内の一種のポートを選択可能であるが、上述のポートの種類に限定されない。
これにより、マスター機２０は、ネットワークポート２１１により、信号の入力及び出力を行うことができる。
また、ネットワークポート２１１ＬＸＩ（ＬＡＮ ｅＸｔｅｎｓｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ）標準に適合し、これにより、マスター機２０のマスター通信コントロールボード２１は、ネットワークポート２１１により、コントロールユニット２００を連結接され、コントロールユニット２００により、マスター機２０を制御する。
コントロールユニット２００は、コンピューター（ＰＣ）或いはプログラマブルコントローラー（ＰＬＣ）の内の一種である。

各スレーブ機３０は、シングルフェーズからマルチフェーズまでの交流電源を供給でき、マスター機と２０は順番にパラレル接続設置される。
各スレーブ機３０内には、マスター通信コントロールボード３１を設置する。
さらに、各スレーブ機３０は、マスター機２０に対応し、少なくとも１個のフェーズ通信コントロールボード３２を設置する。
本実施形態において、各スレーブ機３０とマスター機２０は同じで、三相交流電源を出力できるため、３個のフェーズ通信コントロールボード３２を有する。
各フェーズ通信コントロールボード３２は、それぞれマスター通信コントロールボード３１と通信するように連結する。
また、各スレーブ機３０のマスター通信コントロールボード３１上には、ネットワークポート３１１を設置し、ネットワークポート３１１は、マスター機２０のネットワークポート２２１に対応する。
同様に、光ファイバー或いはインターネットケーブルが使用する内の一種のポートを選択できるが、上述のポートの種類に限定されない。
これにより、隣り合うマスター機２０とスレーブ機３０及び隣り合うスレーブ機３０とスレーブ機３０は、相互のネットワークポート２１１、３１１間で、それぞれ１個のネットワーク伝送線により相互に連結される。ネットワーク伝送線３３は、ネットワークポートに対応し、２１１、３１１光ファイバー或いはインターネットケーブルを選択できるが、上述のネットワーク伝送線の種類に限定されない。

本考案の構成の特徴、運用技術手段及び達成が予期される効果をさらに説明するため、本考案が運用する技術手段及び達成可能な効果について、詳細に記述する。

１．マスター機２０と各スレーブ機３０の各相信号を、コントロールユニット２００へと伝送する時、各スレーブ機３０の各相信号は、先ずフェーズ通信コントロールボード３２からそれぞれ各スレーブ機３０が相互に対応するマスター通信コントロールボード３１へと伝送され、各スレーブ機３０はさらにそれぞれ各ネットワーク伝送線３３を経て順番にマスター機２０のマスター通信コントロールボード２１へと伝送し、マスター機２０自身が取得したフェーズ通信コントロールボード２２信号も共に、マスター機２０のマスター通信コントロールボード２１を経て集約後、共にマスター機２０のマスター通信コントロールボード２１を経てコントロールユニット２００へと伝送し、逆もまた然りであるため、マスター機２０とスレーブ機３０の間のネットワーク伝送線の長さを短くできるだけでなく、マスター機２０と各スレーブ機３０が各自連結して形成するネットワーク通信インターフェースにより、信号伝送時にはさらにスムーズとなる。

２．本考案のマスター・スレーブパラレル接続方式は、ネットワーク或いは光ファイバー化ネットワークを採用し、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ，Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成するため、信号伝送速度は、１０／１００／１０００Ｍｂｐｓに達し、よって各相の間の伝送速度を加速し、制御信号を迅速に伝送でき、これによりマスター機２０と各スレーブ機３０がマスター・スレーブの通信伝送を行う時には、各スレーブ機３０は即時に反応でき、マスター機１０とシンクロ作動し、ＡＣパワーサプライの出力品質を確保できる。

３．本考案は、多数のＡＣパワーサプライが、マスター・スレーブパラレル接続方式により、負荷が必要とする電源を出力するため、負荷が必要とする電力の大きさに応じて、パラレル接続する機械の台数を調整し、任意に拡充できるという長所を備える。
この他、その内の一台の機械が故障した時にも、他の機械で作動を継続して執行でき、冗長電源システム（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）の長所を備え、電源出力が中断せず、機械が止まることもなく、高い信頼性を備える。

本考案の別の実施形態である図２に示す通り、本実施形態において、マスター機４０及び各スレーブ機５０は、シングルフェーズの交流電源を出力するため、マスター機４０には、マスター通信コントロールボード４１、フェーズ通信コントロールボード４２を設置する。
各スレーブ機５０は、それぞれマスター通信コントロールボード５１及びフェーズ通信コントロールボード５２をそれぞれ設置する。
マスター機４０と各スレーブ機５０のマスター通信コントロールボード４１、５１とフェーズ通信コントロールボード４２、５２は、それぞれ通信するように連結され、マスター機４０と隣り合うスレーブ機５０及び隣り合うスレーブ機５０とスレーブ機５０は相互のマスター通信コントロールボード４１、５１の間で、さらにそれぞれ１個のネットワーク伝送線５３により相互に通信するように連結され、これによりマスター機４０と各スレーブ機５０は、マスター・スレーブの通信伝送を行うことができる。

本考案は同タイプの製品中において極めて優れた進歩実用性を備え、同時にこのタイプの方法に関する内外の技術資料を検索しても、同様の技術の存在は発見されない。

以上、本考案は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

２０ マスター機、
２１ マスター通信コントロールボード、
２１１ ネットワークポート、
２２ フェーズ通信コントロールボード、
３０ スレーブ機、
３１ マスター通信コントロールボード、
３１１ ネットワークポート、
３２ フェーズ通信コントロールボード、
３３ ネットワーク伝送線、
４０ マスター機、
４１ マスター通信コントロールボード、
４２ フェーズ通信コントロールボード、
５０ スレーブ機、
５１ マスター通信コントロールボード、
５２ フェーズ通信コントロールボード、
５３ ネットワーク伝送線、
２００ コントロールユニット。

Claims (5)

1. シングルフェーズからマルチフェーズまでのＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システムであって、
   マスター機及び複数台のスレーブ機を有し、
   前記マスター機は、シングルフェーズからマルチフェーズまでの交流電源を供給でき、前記マスター機内には、マスター通信コントロールボードを設置し、また、前記マスター機内には、出力交流電源の相数に応じて、少なくとも１個のフェーズ通信コントロールボードを対応して設置し、前記マスター通信コントロールボードと前記フェーズ通信コントロールボードは通信するように連結し、
   複数台の前記スレーブ機は、シングルフェーズからマルチフェーズまでの交流電源に対応し、前記マスター機とパラレル接続を形成し、各前記スレーブ機内には、マスター通信コントロールボードを設置し、各前記スレーブ機内は、前記マスター機に対応し少なくとも１個のフェーズ通信コントロールボードを設置し、前記マスター通信コントロールボードと前記フェーズ通信コントロールボードは通信するように連結し、
   前記マスター機と隣り合うスレーブ機及び隣り合うスレーブ機とスレーブ機は、相互の前記マスター通信コントロールボード間でのみ、それぞれ１個のネットワーク伝送線により相互に通信するように連結され、
   前記マスター機と各前記スレーブ機がパラレル接続する時、マスター・スレーブの通信伝送を行うことを特徴とする、ＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システム。
2. 前記マスター機及び前記スレーブ機は、三相の交流電源を出力し、対応して３個のフェーズ通信コントロールボードを有することを特徴とする、請求項１に記載のＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システム。
3. 前記マスター機のネットワークポートと外部のコントロールユニットは通信するように連結することを特徴とする、請求項１に記載のＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システム。
4. 前記コントロールユニットは、コンピューター或いはプログラマブルコントローラーの内の一種であることを特徴とする、請求項４に記載のＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システム。
5. 前記ネットワーク伝送線は、光ファイバーであることを特徴とする、請求項１に記載のＡＣパワーサプライのマスター・スレーブパラレル接続通信システム。

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