JP3250397B2

JP3250397B2 - 無停電電源装置

Info

Publication number: JP3250397B2
Application number: JP32215094A
Authority: JP
Inventors: 浩一田尻; 俊小布施; 定春柳田
Original assignee: 新神戸電機株式会社
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 2002-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JPH08182337A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、常時商用電力給電方式
の交流無停電電源装置に関するものである。

【従来の技術】従来の、常時商用電力給電方式の交流無
停電電源装置を説明するブロック図を図５に示す。図５
において、停電監視手段３は商用電源１の電圧波形と実
効値電圧を監視し、停電を検知した場合には、停電信号
３ａを制御部４に出力する。制御部４は停電信号３ａを
受けるとスイッチ２をＯＦＦ（非導通状態）にするとと
もに、スイッチ１０をＯＮ（導通状態）にする。また制
御部４はインバータ回路５にインバータ駆動信号４ａを
送信する。インバータ回路５はインバータ駆動信号４ａ
を受けると正弦波または正弦波に準じる波形の交流電力
を発生し、負荷１２に対して交流電力を供給する。イン
バータ回路５の出力電力は、インバータ回路５の状態を
インバータの出力電圧を監視することにより判定するイ
ンバータ監視装置としてのインバータ電圧監視回路７に
フィードバックされる。

【０００２】インバータ電圧監視回路７は、インバータ
回路５の出力波形と電圧実効値を監視し、異常を認めた
場合はインバータ停止信号７ａ´を制御部４に出力する
インバータ異常診断手段を備えている。制御部４はイン
バータ停止信号７´ａを受けるとインバータ駆動信号４
ａの送信を停止し、インバータ回路５の駆動を停止する
と同時に、警報手段８に対してインバータ回路異常警報
信号４ｂを送信する。警報手段８はインバータ回路異常
警報信号４ｂを受けると警報を発して、使用者に交流無
停電電源装置が故障していることを通知する。

【０００３】この従来の交流無停電電源装置は、停電し
ていないときには、インバータ回路を駆動しないので交
流無停電電源装置において消費される消費電力を低減で
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の交流無停電電源装置では、停電になって初めてイン
バータ回路が動作するので、仮にインバータ回路に故障
が発生していても、商用電源の交流電力にて負荷給電し
ている状態ではこの故障を検知することができない。そ
のため停電が発生してインバータ回路を駆動してから初
めて故障があったことを検出することになる。そのため
に、停電時に備えて交流無停電電源装置を設置していて
も、インバータ回路に故障があった場合には、停電時に
インバータ回路が動作せずに交流無停電電源装置の本来
の目的を果たすことができない事態が発生する可能性が
あった。

【０００５】このような問題を解決するには、インバー
タ回路を駆動してインバータ回路に故障がないかをチェ
ックすればよいが、インバータ回路の出力は直接負荷に
接続されているので停電していないときにインバータ回
路を駆動すると、商用電源とインバータ回路の出力とが
混触し、この時、両者の間に電位差があると横流電流が
発生して、機器の損傷や、負荷を停止させてしまう恐れ
がありうるため、インバータ回路を安易に駆動すること
はできなかった。

【０００６】本発明の目的は、非停電時にインバータ回
路の故障を早期に検知することができる無停電電源装置
のインバータ回路異常診断方法及び無停電電源装置を提
供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、非停電時にインバー
タ回路の故障を早期に検知し、使用者に警告を発して知
らせ、対応処置をとらせることができる無停電電源装置
のインバータ回路異常診断方法及び無停電電源装置を提
供することにある。

【０００８】本発明の更に他の目的は、非停電時にイン
バータ回路の故障を早期に検知して使用者に警告を発
し、停電時に交流電力を供給できなくなる実態が発生す
ることを防止できる無停電電源装置のインバータ回路異
常診断方法及び無停電電源装置を提供することにある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、非停電時にイン
バータ回路の故障を早期に検知することができて、しか
も消費電力は従来のものと大差のない無停電電源装置及
び無停電電源装置のインバータ回路異常診断方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無停電電源
装置のインバータ回路異常診断方法は、常時は商用電源
から交流電力を負荷に供給し、商用電源の停電を検出す
ると蓄電池を電源としてインバータ回路から交流電力を
負荷に供給する無停電電源装置のインバータ回路の異常
をインバータ異常診断手段を備えたインバータ監視装置
により診断する方法である。

【００１１】この診断方法では、商用電源が非停電状態
にあるときには、インバータ回路を負荷に接続しない状
態でインバータ回路を定期的に運転して、インバータ異
常診断手段によりインバータ回路の異常を定期的に診断
する。そして商用電源が停電状態にあるときには、イン
バータ回路が負荷に接続された状態で、インバータ回路
の異常をインバータ異常診断手段により診断する。

【００１２】また、インバータ異常診断手段がインバー
タ回路の異常を診断すると、警報手段から警報を発生す
るようにすると、インバータ回路の異常を直ちに知るこ
とができて、速やかな対応処置をとることができる。

【００１３】本発明の無停電電源装置は、常時は商用電
源から交流電力を負荷に供給し、商用電源の停電を検出
すると、蓄電池を電源としてインバータ回路から交流電
力を負荷に供給する電源回路と、インバータ回路が運転
されているときに、インバータ回路の異常を診断するイ
ンバータ異常診断手段を備えたインバータ監視装置とを
具備する無停電電源装置を対象とする。

【００１４】本発明では、インバータ監視装置をインバ
ータ回路の出力により動作するように配置する。そし
て、インバータ定期運転手段を設けて、商用電源が非停
電状態にあるときに、インバータ回路を負荷に接続せず
に定期的に運転するようにする。これにより、インバー
タ回路の故障が早期に検知されるので、対応処置が速や
かにとられて、商用電源が停電になった場合、確実に負
荷へ交流電力が供給される。また、本発明の具体的な
無停電電源装置は、以下のように構成されて動作する。
即ち、停電監視手段が商用電源の停電を検出して停電信
号を出力されている間は、インバータ回路に駆動信号発
生手段がインバータ駆動信号を出力する。これによりイ
ンバータ回路は停電信号が出力されている期間、非停電
時に商用電力で充電されていた蓄電池を電源として運転
される。スイッチ回路の切り換え動作により、停電信号
が出力されていない期間は商用電源電力を負荷に供給
し、このときはインバータ回路と負荷とを切り離す。そ
して停電信号が出力されている期間は、インバータ回路
の出力を負荷に供給するようにスイッチ回路が切換わ
る。

【００１５】停電信号が出力されていないとき即ち商用
電源から負荷に電力が供給されているときに、インバー
タ回路はインバータ定期運転手段によって定期的に運転
される。インバータ監視装置のインバータ異常診断手段
は、インバータ回路が運転されている間はインバータ回
路の出力により動作してインバータ回路の異常を診断す
るため、非停電時にインバータ定期運転手段によりイン
バータ回路が定期的に運転されるたびに、インバータ回
路の異常診断が実行される。

【００１６】インバータ定期運転手段は、インバータ回
路の異常診断を予め定めた期間が経過するごとにインバ
ータ回路診断開始指令を出力する診断開始指令出力手段
と、診断開始指令が出力されると予め定めた期間だけイ
ンバータ回路を駆動するインバータ駆動信号を発生する
診断時駆動信号発生手段とから構成することができる。
このように構成すると、診断時期及び診断期間を任意に
設定できる。

【００１７】

【作用】本発明では、商用電源が正常で停電が発生して
いないとき即ち商用電源から負荷に電力が供給されてい
るときに、インバータ回路を負荷に接続しない状態でイ
ンバータ回路を定期的に運転する。インバータ回路が定
期的に運転されるたびに、インバータ監視装置のインバ
ータ異常診断手段はインバータ回路の異常を診断する。
そのため本発明によれば、商用電源が正常で商用電源か
ら負荷に電力が供給されているときに、負荷に影響を与
えることなく、しかも低消費電力という実用的価値を失
わずに、定期的にインバータ回路を駆動して、インバー
タ回路に故障がないかを診断することができる。これに
より、インバータ回路の故障を早期に検出できて、商用
電源の停電時に負荷への給電が中断されるような事故が
発生することを未然に防止できる。

【００１８】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。同図において、１は商用電源、２は常閉
スイッチ、１２は負荷、３は停電監視手段、４は制御部
である。５はインバータ回路、９はインバータ回路５に
電源電力を供給する蓄電池、６はこの蓄電池の充電器で
ある。７はインバータ監視装置として用いられるインバ
ータ電圧監視回路、８は警報手段、１０は常開スイッ
チ、１１は診断開始指令出力手段である。

【００１９】停電監視手段３は、商用電源１の停電を監
視し、停電を検出している間、停電信号３ａを制御部４
に出力する。停電信号３ａが出力されていない間は、ス
イッチ２はＯＮ、スイッチ１０はＯＦＦの状態にあり、
商用電源１の交流電力が負荷１２に供給される。

【００２０】制御部４の主要制御部分はマイクロコンピ
ュータにより構成されている。本実施例では、マイクロ
コンピュータを図４に示すようなアルゴリズムのソフト
ウエーアを用いて駆動して、制御部４に、停電判定手段
４Ａと、スイッチ駆動手段４Ｂと、駆動信号発生手段４
Ｃと、診断時駆動信号発生手段４Ｄと、警報指令発生手
段４Ｅとを実現している。停電判定手段４Ａは、停電監
視手段３から停電信号３ａが出力されているか否かを判
定する。スイッチ駆動手段４Ｂは、停電監視手段３が停
電信号３ａを出力していない期間は、スイッチ２をオン
させて商用電源１からの交流電力を負荷１２に供給し且
つスイッチ１０をオフさせてインバータ回路５と負荷１
２とを切り離し、停電監視手段３が停電信号３ａを出力
している期間はスイッチ２をオフしスイッチ１０をオン
させてインバータ回路５の出力を負荷に供給するように
スイッチ２及び１０を制御する信号４ｃ及び４ｄを出力
する。

【００２１】また駆動信号発生手段４Ｃは、停電監視手
段３が停電信号３ａを出力している期間はインバータ回
路５にインバータ駆動信号４ａを出力する。また診断時
駆動信号発生手段４Ｄは、診断開始指令出力手段１１か
ら予め定めた期間（Ｔ1 ）が経過するごとに即ち定期的
にインバータ回路診断開始指令１１ａが出力されると、
予め定めた期間Ｔ2 だけインバータ回路を駆動するイン
バータ駆動信号４ａを発生する。

【００２２】また本実施例では、インバータ監視装置と
してのインバータ電圧監視回路７に含まれるインバータ
異常診断手段７Ａと、診断開始指令出力手段１１の両方
をマイクロコンピュータを利用して実現している。なお
本実施例においては、診断開始指令出力手段１１とスイ
ッチ駆動手段４Ｂと診断時駆動信号発生手段４Ｄとによ
って、インバータ定期運転手段が構成されている。

【００２３】インバータ電圧監視回路７は、インバータ
回路５の出力がフィードバックされてインバータ回路の
出力により動作するように配置されている。そのためイ
ンバータ電圧監視回路７は、インバータ回路５の負荷と
なる回路と、インバータ回路５の出力電圧を測定する電
圧測定器と、図２に示したインバータ異常診断手段７Ａ
と備えて構成されている。インバータ異常診断手段７Ａ
は、例えば、インバータ回路５の出力電圧の実効値を演
算し、演算した電圧実効値を規定の電圧値と比較して、
両者のズレが所定値以上になった場合にインバータ回路
に異常が発生したと判定するように構成してもよく、ま
たインバータ回路５の出力電圧のデータを基準正弦波電
圧データと比較して、両者のズレが所定値以上になった
場合に、インバータ回路に異常が発生したと判定するよ
うに構成することもできる。インバータ異常診断手段７
Ａによってインバータ回路の異常を診断する場合の監視
対象としては、インバータ回路５の出力電圧だけでな
く、出力波形の歪みや、出力電流等を適宜に選択すれば
よい。またインバータ異常診断手段７Ａにおける異常診
断の方法も任意である。

【００２４】制御部４に停電信号３ａが入力されると、
停電判定手段４Ａが停電を判定して、スイッチ駆動手段
４Ｂ，駆動信号発生手段４Ｃ，及び診断時駆動信号発生
手段４Ｄが動作するかまたは非動作になる。これによ
り、スイッチ駆動手段４Ｂがスイッチ駆動信号４ｃ，４
ｄを出力して、スイッチ２をＯＦＦにするとともに、ス
イッチ１０をＯＮにする。また、駆動信号発生手段４Ｃ
がインバータ駆動信号４ａを出力して、インバータ回路
５を駆動する。これにより、インバータ回路５の交流出
力が負荷１２に供給される。停電信号３ａが入力された
ときに、インバータ回路５の定期診断が行われている場
合には、停電信号３ａの入力により診断時駆動信号発生
手段４Ｄからインバータ駆動信号４ａを出力する。

【００２５】インバータ回路５が運転されるごとに、イ
ンバータ回路５の出力電圧は、インバータ電圧監視回路
７にフィードバックされ、インバータ電圧監視回路７の
インバータ異常診断手段７Ａによってインバータ回路５
の異常の有無が診断される。異常有りと診断された場合
は、インバータ異常診断手段７Ａから制御部４にインバ
ータ回路異常信号７ａが入力され、制御部４の警報指令
発生手段４Ｅからインバータ回路異常警報信号４ｂが出
力される。これにより警報手段８が動作して、本電源装
置の使用者に、インバータ回路の故障を警告する。警報
手段８は、例えばブザー，ＬＥＤ，液晶表示盤，ディス
プレー装置などから構成することができ、ブザー音，Ｌ
ＥＤの点滅，液晶表示盤やディスプレー装置へのメッセ
ージ出力などの手段により交流無停電電源装置の使用者
にインバータ回路に故障があることを知らせる。

【００２６】次に、本発明独特の作用をするインバータ
定期運転手段の動作及びその動作に付随する制御部４の
動作について述べる。インバータ定期運転手段の一部を
構成する診断開始指令出力手段１１は、図３に示したよ
うに、予め定めた期間Ｔ1 が経過するごとにインバータ
回路診断開始指令１１ａを出力する。制御部４は、停電
信号３ａが入力されていないときに、インバータ回路診
断開始指令１１ａが入力されると、診断時駆動信号発生
手段４Ｄが予め定めた期間Ｔ2 だけインバータ駆動信号
４ａを出力して、インバータ回路５を駆動する。このと
きスイッチ駆動手段４Ｂによってスイッチ２はＯＮ、ス
イッチ１０はＯＦＦのままに維持され、インバータ回路
５は負荷１２に接続されない。インバータ回路診断開始
指令１１ａを出力する周期または期間Ｔ1 は比較的長時
間で、例えば１時間，１日，１０日などインバータ回路
５に故障が発生する確立を考慮して設定すればよい。ま
た診断時駆動信号発生手段４Ｄからインバータ駆動信号
４ａを出力する期間Ｔ2 は例えば１０秒，１分という比
較的短時間でよく、インバータ回路５の異常の有無を診
断できる時間であればその長さは任意である。インバー
タ回路５が上記のようにして定期的に運転されるたび
に、インバータ異常診断手段７Ａによりインバータ回路
の異常の有無が診断され、インバータ回路５が異常と診
断されると警報手段８より警報が出される。インバータ
回路５の異常診断中に、停電が発生して停電信号３ａが
制御部４に入力されると、スイッチ駆動手段４Ｂはスイ
ッチ２をオフにしてスイッチ１０をオンにする信号４ｃ
及び４ｄを出力し、駆動信号発生手段４Ｃはインバータ
駆動信号４ａを出力さする。インバータ回路５が運転さ
れているため、この状態でもインバータ異常診断手段７
Ａはインバータ回路５の異常を診断しており、かりにイ
ンバータ回路の異常を検出すると非停電時と同様に警報
を発生させる。なお本実施例では、停電時にインバータ
回路の異常を検出しても、積極的にインバータ回路５の
運転を停止させることは行っていないが、インバータ回
路５の運転を停止させてもよい。

【００２７】図４は、図２に示す各手段を構成するマイ
クロコンピュータを作動させるためのソフトウエアのア
ルゴリズムを示すフローチャートである。このフローチ
ャートのステップＳＴ１，ＳＴ１０によって図２のスイ
ッチ駆動手段４Ｂが実現される。またステップＳＴ２，
ＳＴ６，ＳＴ１３によって停電判定手段４Ａが実現され
る。更にステップＳＴ３，ＳＴ４によって診断開始指令
出力手段１１が実現される。またステップＳＴ５，ＳＴ
８，ＳＴ９によって診断時駆動信号発生手段４Ｄが実現
される。ステップＳＴ１１，ＳＴ１４によって駆動信号
発生手段４Ｃが実現され、ステップＳＴ７，ＳＴ１２に
よってインバータ異常診断手段７Ａが実現され、ステッ
プＳＴ７，ＳＴ１２により警報指令発生手段４Ｅが実現
される。

【発明の効果】本発明の無停電電源装置のインバータ回
路異常診断方法によれば、商用電源が非停電状態にある
ときには、インバータ回路を負荷に接続しない状態で定
期的に運転して、インバータ回路の異常を異常診断手段
により定期的に診断し、商用電源が停電状態にあるとき
には、インバータ回路が負荷に接続された状態で、イン
バータ回路を異常診断手段により診断するようにしたの
で、インバータ回路の故障を早期に検出することができ
て、速やかに対応処置を取り得るので、商用電源が停電
になった場合、確実に負荷へ交流電力を供給することが
できる。

【００２８】また、本発明の無停電電源装置によれば、
本発明のインバータ回路異常診断方法を良好に実施する
ことができ、消費電力は従来の装置と大差がないという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無停電電源装置の一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１の実施例の一部をマイクロコンピュータを
利用して実現するする場合に用いられる機能実現手段を
示す図である。

【図３】本実施例にいて用いるインバータ回路診断開始
指令及びインバータ駆動信号の波形を示す信号波形図で
ある。

【図４】図１の実施例の一部をマイクロコンピュータを
用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズ
ムの一例を示すフローチャートである。

【図５】従来の無停電電源装置の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１商用電源２，１０スイッチ３停電監視手段４制御部４Ａ停電判定手段４Ｂスイッチ駆動手段４Ｃ駆動信号発生手段４Ｄ診断時駆動信号発生手段４Ｅ警報指令発生手段５インバータ回路６充電器７インバータ電圧監視回路７Ａインバータ異常診断手段８警報手段９蓄電池１１診断開始指令出力手段１２負荷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−83860（ＪＰ，Ａ) 特開平６−22559（ＪＰ，Ａ) 特開平６−311672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 H02J 9/00 H02J 9/06 H02M 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】商用電源の停電を検出している間停電信号
を出力する停電監視手段と、前記商用電源からの交流電力により充電される蓄電池
と、前記停電監視手段が前記停電信号を出力している期間は
前記蓄電池を電源として運転されるインバータ回路と、前記停電監視手段が前記停電信号を出力している期間は
前記インバータ回路にインバータ駆動信号を出力する駆
動信号発生手段と、前記停電監視手段が前記停電信号を出力していない期間
は前記商用電源からの交流電力を負荷に供給し且つ前記
インバータ回路と前記負荷とを切り離し、前記停電監視
手段が前記停電信号を出力している期間は前記インバー
タ回路の出力を前記負荷に供給するように動作するスイ
ッチ回路と、前記インバータ回路が運転されているときに前記インバ
ータ回路の異常を診断するインバータ異常診断手段を備
えたインバータ監視装置とを具備する無停電電源装置で
あって、前記インバータ監視装置は前記インバータ回路の負荷と
なる回路と、前記インバータ回路の出力電圧を測定する
電圧測定器と、前記停電信号が出力されていないときに
定期的に前記インバータ回路を運転して前記インバ−タ
回路の負荷となる回路に出力するインバ−タ定期運転手
段を備えていることを特徴とする無停電電源装置。