JP5141594B2 - 共通バッテリを有する無停電電源システム、その無停電電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、共通バッテリを有する無停電電源システムに関する。

図２に、既存の無停電電源システムの概略構成図を示す。
この無停電電源システムは、共通バッテリ４０を有するものである。
図示の例の“共通バッテリを有する無停電電源システム”は、Ｎｏ．１ＵＰＳ（無停電電源装置）２０、Ｎｏ．２ＵＰＳ（無停電電源装置）３０、共通バッテリ４０、並列盤５０等を有する。Ｎｏ．１ＵＰＳ２０またはＮｏ．２ＵＰＳ３０から出力される電力は、並列盤５０を介して、不図示の負荷へと供給される。Ｎｏ．１ＵＰＳ２０、Ｎｏ．２ＵＰＳ３０からの出力線は、並列盤５０内の図示の１本の母線５１にまとめられて、不図示の負荷に繋がっている。つまり、各ＵＰＳ２０，３０は、当該複数のＵＰＳ２０，３０に共通の母線５１を介して、不図示の負荷への電力供給を行うものである。

各ＵＰＳ２０，３０は、その構成自体は略同様であってよい。
Ｎｏ．１ＵＰＳ２０は、コンバータ（パワーユニット）２１、インバータ（パワーユニット）２２、制御装置２３、Ｉ／Ｏユニット２４、並列インタフェース２５等を有する。また、図示のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３を有する。

同様に、Ｎｏ．２ＵＰＳ３０は、コンバータ（パワーユニット）３１、インバータ（パワーユニット）３２、制御装置３３、Ｉ／Ｏユニット３４、並列インタフェース３５等を有する。また、図示のスイッチＳ４，Ｓ５，Ｓ６を有する。

各ＵＰＳ２０，３０には２系統の電力（交流電力）が入力している。まず、ＵＰＳ２０，３０の両方に、商用入力Ａが入力している。この商用入力Ａは、ＵＰＳ２０，３０両方とも、そのスイッチＳ１又はＳ４がＯＮされることでそのまま母線５１を介して負荷側へと出力されるので、直送電圧と呼ぶ。商用入力Ａは一般的な商用電源からの電力が入力されるものであり、例えばコンセントから入力される。

ＵＰＳ２０には、他の電力入力として、そのコンバータ２１に商用入力Ｂが入力している。ＵＰＳ３０には、他の電力入力として、そのコンバータ３１に発電機入力Ｃが入力している。この様に、各ＵＰＳでコンバータに入力される電力(電源)が異なるものを“多系統受電”と呼ぶ。一方、各ＵＰＳで入力される電力（電源）が同じである場合は“同系統受電”と呼ぶ。

尚、コンバータ２１，３１は、上記外部から入力される交流電力を直流電力に変換する。インバータ２２，３２は、この直流電力を入力して交流電力に変換して、母線５１を介して負荷側へと出力させる。例えば、ＵＰＳ２０は、インバータ給電状態とするときには、所定の制御指示信号を出力してコンバータ２１を運転状態とすると共にインバータ２２を動作させてスイッチＳ２をＯＮすることで、インバータ２２出力が母線５１を介して負荷側へと出力される。

ここでは、“多系統受電”の場合において生じる課題を扱うので、“多系統受電”であることを前提として説明を行う。
尚、ＵＰＳ２０において商用入力Ｂの代わりに、例えば発電機入力Ｄ等をコンバータ２１に入力する場合等も、“多系統受電”である。尚、発電機入力Ｄは、発電機が２台ある場合に、一方の発電機出力が上記発電機入力Ｃとなり、他方の発電機出力が発電機入力Ｄとなるものである。

また、並列インタフェース２５，３５は、通信線４１に接続しており、各ＵＰＳ２０，３０は、通信線を介してシリアル通信により相互に通信可能となっている。
ここで、各ＵＰＳ２０，３０は、共通バッテリ４０に充電する場合、コンバータ（整流器）２１、３１が運転状態でスイッチＳ３，Ｓ６をＯＮする。共通バッテリ４０への充電は、商用入力（直送電圧）を負荷へ出力しているときでも、行われる場合がある。

この充電には、均等充電モード、浮動充電モードの２種類の充電モードがある。均等充電モード、浮動充電モードについては、特に説明しない。重要な点は、充電モードが２種類あり、且つ複数のＵＰＳ（２０，３０）で充電モードを一致させる必要があることである。例えば、ＵＰＳ２０が均等充電モードで共通バッテリ４０に充電するときには、ＵＰＳ３０も均等充電モードで共通バッテリ４０に充電する必要がある。

この為、共通バッテリ方式のシステムの場合、各ＵＰＳが多号機（他のＵＰＳ）の状態を把握し動作モード（充電モード）を一致させて動作する必要がある。この様な複数のＵＰＳで動作モード（充電モード）を一致させる為に必要な信号を、各ＵＰＳにおける各制御装置（２３，３３）が生成して、これを自己のＩ／Ｏユニット（２４，３４）及び並列インタフェース（２５，３５）を介して、通信線４１上に送信する。各ＵＰＳにおける各制御装置（２３，３３）は、他のＵＰＳの制御装置（３３，２３）が通信線４１に送信した上記信号（シリアル信号）を受信して、これと自己が生成した上記信号とに基づいて、動作モード（充電モード）判定の為の判定信号（後述する並列オンライン）を生成して、他号機の状態を把握し動作モード（充電モード）を決定／変更する。

各号機（各ＵＰＳ）同時に他号機の状態を把握する必要がある為、上記シリアル信号は、何等かの信号に同期を掛けて各号機が一斉に信号をやり取りし判断する必要がある。この“何等かの信号”は、例えば上記入力電力の信号である。すなわち、図２に示すＵＰＳ２０の場合には、上記商用入力Ａ（直送電圧）、商用入力Ｂの何れか一方の信号に同期させて上記信号をやり取りし且つ判断する必要がある。同様に、ＵＰＳ３０の場合には、上記商用入力Ａ（直送電圧）、発電機入力Ｃの何れか一方の信号に同期させて上記信号をやり取りし且つ判断する必要がある。

図３に、上記動作モード（充電モード）判定／変更に係る信号の一例を示す。
図３に示す例では、Ｎｏ．１ＵＰＳ２０、Ｎｏ．２ＵＰＳ３０の両方とも、自機に入力する商用入力Ａに同期させて、上記動作モード（充電モード）判定／決定（変更）の為の信号を生成している。図３（ａ）にはＮｏ．１ＵＰＳ２０に入力する商用入力Ａ、図３（ｉ）にはＮｏ．２ＵＰＳ３０に入力する商用入力Ａの信号例を示す。この様に、この例では、ＵＰＳ２０、３０の両方とも同期対象信号は商用入力Ａであるので、図３（ａ）、（ｉ）に示すように、同期対象信号の周波数、位相は同じである。

そして、ＵＰＳ２０、３０は、それぞれ、自己の同期対象信号に同期させて浮動・均等信号を生成して通信線４１上に出力する。すなわち、ＵＰＳ２０は図３（ａ）に示す商用入力Ａに同期させて図３（ｂ）に示す浮動・均等信号を生成・出力する。同様に、ＵＰＳ３０は図３（ｉ）に示す商用入力Ａに同期させて図３（ｈ）に示す浮動・均等信号を生成・出力する。

浮動・均等信号の生成方法は、自己の動作モードが浮動の場合には同期対象信号がＬでＬ、同期対象信号ＨでＨとなる浮動・均等信号を生成し、均等の場合には同期対象信号がＬでＨ、ＨでＬとなる浮動・均等信号を生成する。自己の動作モードが均等の場合には、浮動の場合の逆となる。図３（ｂ）に示す例では、浮動・均等信号は、ＵＰＳ２０は最初は浮動モードであったので商用入力ＡがＬのときにＬとなる信号であったが、途中で作業員等が均等モードへの切り替え操作を行った為、均等モードへ移行した為、商用入力ＡがＬのときにＨとなる信号に変わっている。

尚、動作モード（充電モード）は、図３（ｃ）、（ｄ）（あるいは図３（ｇ）、（ｆ））に示すように、内部モードと実動作モードの２種類がある。内部モードは仮の動作モードと考えればよい。すなわち、上記自機に対する操作が行われるか又は他機の動作モードが切り替わったことを認識した場合、まず、内部モードを切り替え、後述する図３（ｅ）に示す並列オンライン信号によって動作モードが一致したことを確認したら、実動作モードも切り換える。よって、図３（ｃ）、（ｄ）、（ｇ）、（ｆ）に示すように、内部モードの切り替えタイミングは異なっても、実動作モードの切り替えタイミングは同じとなる。

ここで、上記図３（ｅ）に示す並列オンライン信号について説明する。
全てのＵＰＳの並列インタフェース（２５，３５）は、図３（ｅ）に示す並列オンライン信号を生成する不図示の並列オンライン信号生成回路を備えている。この並列オンライン信号生成回路は、例えば一例としてはＡＮＤ回路である（ＯＲ論理を用いる回路構成であってもよい）。このＡＮＤ回路の入力は、自機が生成した浮動・均等信号と、他機が生成して通信線４１を介して送信してきた浮動・均等信号である。よって、上記の例ではＵＰＳ２０、３０の両方とも、その並列オンライン信号生成回路（ここではＡＮＤ回路）には、図３（ｂ）に示す浮動・均等信号と図３（ｈ）に示す浮動・均等信号が入力している。そして、ＡＮＤ回路の出力が、図３（ｅ）に示す並列オンライン信号となる。

よって、ＵＰＳ２０とＵＰＳと３０とで動作モードが一致している場合には、並列オンライン信号は、両方の浮動・均等信号と同じ信号となるが、どちらか一方のＵＰＳで動作モードが切り換えられると、他方のＵＰＳでは自己が生成する浮動・均等信号と並列オンライン信号とが同じではなくなることになる。

図示の例では、ＵＰＳ２０側で動作モードの切り替えが行われたときに、ＵＰＳ３０においては自己が生成する図３（ｈ）に示す浮動・均等信号がＨのときに、並列オンライン信号はＬとなっており、ＵＰＳ３０は他機（この例ではＵＰＳ２０）で動作モードの切り替えが行われたことを認識できる。あるいは、後述する図４、図５の動作モード判定による動作モード判定結果が変わることで、他機で動作モードの切り替えが行われたことを認識できる。これより自己の動作モードも変更することで（上記の通り、まず内部モードのみ変更して自己が生成する浮動・均等信号を変更する）、再び自己が生成する浮動・均等信号と並列オンライン信号とが同じとなったことを確認したら、実動作モードも変更する。

ここで、各ＵＰＳ２０、３０は、この並列オンライン信号を用いて、自己の同期対象信号に同期したタイミングで浮動／均等の判定を行う。Ｎｏ．１ＵＰＳ２０では、並列オンライン信号に対して、図３（ａ）に示す商用入力Ａに同期したタイミングで浮動／均等の判定を行う。同様に、Ｎｏ．２ＵＰＳ３０では、並列オンライン信号に対して、図３（ａ）に示す商用入力Ａに同期したタイミングで浮動／均等の判定を行う。

この浮動／均等の判定方法の一例について、図４を参照して説明する。
図４（ａ）には各ＵＰＳにおける同期対象信号を示し、上記の例では商用入力Ａとなりその電圧波形例を示している。図４（ｂ）には上記並列オンライン信号の一例を示す。

各ＵＰＳの制御装置は、図４（ａ）に示す電圧波形のプラス側期間（特に“山”の頂上）において均等判定を行い、マイナス側期間（特に“山”の頂上）において浮動判定を行う。すなわち、プラス側期間（特に“山”の頂上）において並列オンライン信号がＬの場合には均等モードと判定し、マイナス側期間（特に“山”の頂上）において並列オンライン信号がＬの場合には浮動モードと判定する。

尚、当然、同期対象信号は、入力電力をそのまま用いるのではなく、例えば電圧レベル変換用のインバータ装置等により低い電圧の信号へと変換したものを用いる。
また、特許文献１記載の従来技術が知られている。

特許文献１には、無停電電源装置での入力交流電源の停電に対するバックアップ時間を支配する蓄電池は、常に浮動充電されるが、所定の期間は均等充電する必要があることが開示されている。特許文献１の発明は、入力交流電源が停電した際に、蓄電池から負荷に無停電で電力を供給できる無停電電源装置において、停電等によって蓄電池が放電した電荷に関係する電気信号に応じて、蓄電池の均等充電のモードと時間を決定し、効率的に均等充電を行えるようにするものである。

特開平４−１１７１４３号公報

上記図３に示す例のように、複数のＵＰＳで同期対象信号が同じであれば（上記の例では何れも商用入力Ａ）、特に問題はない。しかしながら、何等かの理由（停電等）で商用入力Ａが入力しなくなる等して、各ＵＰＳで同期対象信号が異なることになった場合に、以下に説明する問題が生じる。

すなわち、この場合、例えば図２の例では、同期対象信号が、Ｎｏ．１ＵＰＳ２０では商用入力Ｂ（あるいは上記他の例のように発電機入力Ｄ）となり、Ｎｏ．２ＵＰＳ３０では発電機入力Ｃとなる。

図５（ａ）〜（ｅ）に、このような場合の各同期対象信号、各浮動・均等信号、並列オンライン信号の一例を示す。
まず、図５（ａ）には、この様な場合におけるＮｏ．２ＵＰＳ３０での同期対象信号である発電機入力Ｃの電圧波形を示す。図５（ｅ）にはＮｏ．１ＵＰＳ２０での同期対象信号である商用入力Ｂの電圧波形を示す。図５（ｂ）にはＮｏ．２ＵＰＳ３０が生成する浮動・均等信号を示し、図５（ｄ）にはＮｏ．１ＵＰＳ２０が生成する浮動・均等信号を示す。図５（ｃ）には並列オンライン信号を示す。

また、図５に示す例では、ＵＰＳ２０、３０は両方とも動作モード（充電モード）は浮動モードであり、また動作モードの変更はないものとする。
図５（ａ）、（ｅ）に示すように、発電機入力Ｃの電圧波形と商用入力Ｂの電圧波形とでは、両者が異なる信号であり且つ非同期であることから（偶然一致しない限り）位相が異なるものであり、また周波数はほぼ同じであるが完全に同じとは限らない。この為、各ＵＰＳがそれぞれの同期対象信号に同期させて生成する浮動・均等信号も、図５（ｂ）、（ｄ）に示すように、相互にズレが生じることになる。この為、図５（ｂ）及び（ｄ）の２つの浮動・均等信号のＡＮＤ出力である並列オンライン信号が、図５（ｃ）に示すように、異常な状態となってしまう（正常であれば、上記の通り、他機で動作モードの変更が無い限り、並列オンライン信号は自己の浮動・均等信号とほぼ同じ信号となる）。

この為、図５に示す例では、Ｎｏ．１ＵＰＳ２０が自己の同期対象信号である商用入力Ｂに同期させて上記図４で説明した浮動／均等の判定を行うと、図５に示すように、商用入力Ｂがプラス側期間（特に“山”の頂上）において並列オンライン信号がＬとなっている場合が存在し、均等モードと判定されてしまう。上記のように、ＵＰＳ２０、３０は両方とも動作モード（充電モード）は浮動モードであり、また動作モードの変更はないにも係らず、均等モードと誤判定する可能性があった。また、この為、Ｎｏ．１ＵＰＳ２０が、他機が均等モードに変更したものと誤認識して、自己の動作モードを均等モードに変更してしまう可能性がある。

上述したように、共通バッテリを有する無停電電源システムでは、複数のＵＰＳが同じ動作モード（充電モード）で共通バッテリへの充電を行う必要があるが、“多系統受電”の無停電電源システムでは、共通バッテリへの充電モード判定に用いる同期対象信号が各ＵＰＳで異なることになったときに、動作モードを誤判定する場合があり、必要のない動作モードの切り替えが行われる可能性があり、複数のＵＰＳで動作モードが不一致となってしまう可能性がある。

また、図示の例では、均等モードと誤判定した後、浮動モード→均等モード→浮動モードというように充電モード判定結果が定まらない状況になってしまう。
本発明の課題は、共通バッテリを有する“多系統受電”の無停電電源システムにおいて、共通バッテリへの充電モード判定に用いる同期対象信号を、どのような状況になった場合でも全てのＵＰＳで同一となるようにすることで、充電モードの誤判定や誤ったモード切換が生じないようにできる無停電電源システム、その無停電電源装置等を提供することにある。

本発明の共通バッテリを有する無停電電源システムは、多系統受電の複数の無停電電源装置を有し、該各無停電電源装置から該各無停電電源装置に共通の母線を介して負荷へ電力供給し、該複数の無停電電源装置で共通のバッテリを有する無停電電源システムであって、前記各無停電電源装置は、各無停電電源装置で共通の第１の電力を入力して第１スイッチを介して該第１の電力を前記母線へ出力する構成と、各無停電電源装置で異なる第２の電力を入力して整流器とインバータとにより該インバータ出力を第２スイッチを介して前記母線へ出力する構成と、前記整流器を運転して前記共通バッテリの充電を行う場合に、均等モード／浮動モードの何れかの充電モードにより充電を行う共通バッテリ充電手段と、同期対象信号に同期させて前記均等モード／浮動モードの判定を行い、全ての無停電電源装置で充電モードが同一となるように必要に応じて充電モードを変更する充電モード判定／変更手段と、前記同期対象信号として前記第１の電力の信号と前記母線上の信号の何れか一方を選択させる同期対象信号選択手段とを有する。

上記各無停電電源装置で共通の第１の電力は、例えば商用電源からの商用入力であり、上記各無停電電源装置で異なる第２の電力は、例えば発電機からの電力である。従来では、例えば停電等により第１の電力が入力しない状況では、第２の電力の信号を同期対象信号としていた為、各無停電電源装置で同期対象信号が異なることになった為、上述した問題が発生していた。これに対して、各無停電電源装置に共通の母線上の信号を同期対象信号とすることで、各無停電電源装置の同期対象信号は同じとなり、問題は生じなくなる。

上記無停電電源システムにおいて、例えば前記同期対象信号選択手段は、前記複数の無停電電源装置のうちの何れか１つでもインバータ給電状態のときには前記同期対象信号として前記母線上の信号を選択させ、前記複数の無停電電源装置の全てが前記インバータ給電状態以外の状態のときには前記同期対象信号として前記第１の電力の信号を選択させる。

本発明の無停電電源システム、その無停電電源装置等によれば、共通バッテリを有する“多系統受電”の無停電電源システムにおいて、共通バッテリへの充電モード判定に用いる同期対象信号を、どのような状況になった場合でも全てのＵＰＳで同一となるようにすることで、充電モードの誤判定や誤切換が生じないようにできる。

本例の無停電電源システムによる同期対象信号選択回路の一例である。 既存の無停電電源システムの概略構成図である。 （ａ）〜（ｉ）は充電モード判定に係る信号の一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は浮動／均等の判定方法の一例について説明する為の図である。 （ａ）〜（ｅ）は従来の問題を説明する為の図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本例の無停電電源システムの全体構成自体は、従来と同じであってよく、例えば上記図２の構成であってよい。よって、ここでは無停電電源システムの全体構成は特に示さず、必要に応じて図２を参照して説明するものとする。すなわち、図２の構成も本実施例に含まれるものである。

また、既に述べた通り、本例の無停電電源システムは、共通バッテリを有する“多系統受電”の無停電電源システムであり、複数のＵＰＳ（無停電電源装置）が同じ動作モード（充電モード）で共通バッテリへの充電を行う必要があることを前提とする。

また、浮動／均等の判定方法自体も、従来と同様であり特に詳細には説明しないが、上記の通り、同期対象信号に基づいて自機の浮動・均等信号を生成・出力すると共に他機の生成した浮動・均等信号を入力し、これら２つの浮動・均等信号を入力するＡＮＤ回路等により並列オンライン信号を生成し、この並列オンライン信号と上記同期対象信号とにより浮動／均等の判定を行うものである。

本例の無停電電源システムが従来と異なる点は、まず同期対象信号であり、更に同期対象信号を選択する同期対象信号選択回路を設けた点である。
まず、従来では、上記の通り、各ＵＰＳ（無停電電源装置）毎に充電モード（浮動モード／均等モード）判定の為に用いる同期対象信号は、２種類の電力入力の何れか一方を用いていた。

これに対して、本例では、各ＵＰＳで用いる同期対象信号が２種類のうちの１つである点は従来と同じであり、更に２種類のうちの一方が上記直送電圧（商用入力Ａ）である点も従来と同じであるが、２種類のうちの他方を母線信号としている点が異なる。母線信号は、上記の通り、並列盤５０内の母線５１に出力される信号である。よって、図２には示していないが、本例のシステム構成では、図２の構成において、更に、各ＵＰＳの各制御装置２３，３３が母線５１上の信号を入力する為の不図示の構成（電圧レベル変換用のインバータ装置、信号線等）を備えているものである。

そして、本例では、各ＵＰＳにおける制御装置２３、３３は、それぞれ、図１に示す同期対象信号選択回路１０を備えている。
同期対象信号選択回路１０の構成・動作については後に説明するが、同期対象信号選択回路１０の動作によって、各制御装置２３、３３は、インバータ給電状態のときには同期対象信号を上記母線信号とし、インバータ給電以外の状態で整流器（コンバータ２１、３１）が運転状態の場合には同期対象信号を上記直送電圧（商用入力Ａ）とする。

上記「インバータ給電状態のとき」とは、自機がインバータ給電状態のときに限らず他機がインバータ給電状態のときも含まれる。よって、換言すれば、各制御装置２３、３３は、複数のＵＰＳのうちの何れか１つでもインバータ給電状態のときには、同期対象信号を上記母線信号とするものである。また、これより、上記「インバータ給電以外の状態」とは、自機に限らず他機も全てインバータ給電以外の状態であることを意味する。よって、換言すれば、各制御装置２３、３３は、複数のＵＰＳの全てにおいてインバータ給電以外の状態であり、更に整流器（コンバータ２１、３１）が運転状態の場合には、同期対象信号を上記直送電圧（商用入力Ａ）とするものである。

インバータ給電状態とは、自機のインバータ（２２又は３２）から負荷へ給電を行っている状態であり、例えば何等かの原因で商用入力Ａが入力しない状態となったときには、インバータ給電状態に切り替わることになる。勿論、これに限らず、商用入力Ａ入力が正常のときにもインバータ給電状態に切り替わることはある。

インバータ給電以外の状態とは、例えば直送電圧（商用入力Ａ）によって負荷へ給電を行っている状態である。尚、「整流器が運転状態」の条件が付いているのは、上記従来の問題（課題）が共通バッテリ４０への充電モードに係るものであり、共通バッテリ４０への充電が行われる場合には「整流器が運転状態」となっていることを言っているものである。よって、共通バッテリ４０への充電が行われていることを前提にするならば、「インバータ給電以外の状態では同期対象信号を上記直送電圧（商用入力Ａ）とする」と言い換えてもよい。尚、インバータ給電状態のときには、当然、整流器は運転状態となっている。

以下、図１に示す同期対象信号選択回路１０の構成・動作について説明する。
図示の同期対象信号選択回路１０は、“インバータ給電時”信号、“入力側多系統モード”信号、“整流器運転”信号の３つの信号を入力し、“母線電圧選択”信号、“バイパス電圧選択”信号の２つの信号を出力する。各制御装置２３、３３は、自機の同期対象信号選択回路１０の出力が、“母線電圧選択”信号が‘１’（Ｈ）のときには同期対象信号として上記母線信号を選択し、“バイパス電圧選択”信号 が‘１’（Ｈ）のときには同期対象信号として上記直送電圧（商用入力Ａ）を選択する。

“入力側多系統モード”信号は、各制御装置２３、３３が予め設定される設定内容に応じて出力する信号であり、上記“多系統受電”の場合には‘１’、上記“同系統受電”の場合には‘０’が出力されるが、本手法は“多系統受電”の場合に生じる問題を解決するものであるので、ここでは“入力側多系統モード”信号は常に‘１’であるものとして説明する。

“整流器運転”信号は、各制御装置２３、３３による整流器（コンバータ２１、３１）に対する運転指示信号を入力しているものであり、「整流器を運転状態」とするときには‘１’となっている。ここでは上記の通り共通バッテリ４０への充電が行われる場合における問題を解決するものであり、上記の通りこの場合は「整流器が運転状態」となっているので、ここでは“整流器運転”信号 は常に‘１’であるものとして説明する。

“インバータ給電時”信号は、制御装置２３、３３がインバータ給電状態とする指示を行う為のインバータ給電指示信号に基づいて生成される信号である。すなわち、制御装置２３によるインバータ給電指示信号と制御装置３３によるインバータ給電指示信号とを入力する不図示のＯＲ回路の出力が、“インバータ給電時”信号となる。インバータ給電指示信号は、インバータ給電状態においては‘１’となる。

よって、“インバータ給電時”信号は、少なくともＵＰＳ２０、３０の何れか一方で（よって両方の場合も含まれる）インバータ給電状態となっているときには、‘１’となり、それ以外は‘０’となっている。つまり、ＵＰＳ２０、３０の両方ともがインバータ給電状態以外の状態の場合には‘０’となる。

そして、図示の同期対象信号選択回路１０は、ＡＮＤ回路１１、ＡＮＤ回路１２、ＡＮＤ回路１３、ＡＮＤ回路１４を有する。
ＡＮＤ回路１１は、上記“インバータ給電時”信号と“入力側多系統モード”信号とを入力して、両者のＡＮＤ出力を上記“母線電圧選択”信号として出力する。上記の通り、ここでは“入力側多系統モード”信号が常に‘１’とすると、“インバータ給電時”信号が‘１’のとき、すなわちインバータ給電状態では“母線電圧選択”信号が‘１’となるので、同期対象信号として上記母線信号が選択されることになる。尚、当然、“インバータ給電時”信号が‘０’のときには“母線電圧選択”信号は‘０’となる。

また、ＡＮＤ回路１２，１３，１４によって上記“バイパス電圧選択”信号が生成・出力される。すなわち、まず、ＡＮＤ回路１２には上記“整流器運転”信号が入力すると共に上記“インバータ給電時”信号が反転入力する。また、ＡＮＤ回路１３にはこのＡＮＤ回路１２の出力と上記“入力側多系統モード”信号とが入力される。また、ＡＮＤ回路１４にはこのＡＮＤ回路１３出力を入力すると共に上記ＡＮＤ回路１１出力が反転入力しており、両者のＡＮＤ出力を上記“バイパス電圧選択”信号として出力する。

上記の通り、ここでは“入力側多系統モード”信号及び“整流器運転”信号が常に‘１’とすると、“インバータ給電時”信号が‘０’の場合、すなわち「インバータ給電以外の状態」では、ＡＮＤ回路１２の出力は‘１’となり、これよりＡＮＤ回路１３の出力は‘１’となり、これよりＡＮＤ回路１４の出力は‘１’となる。つまり、“バイパス電圧選択”信号は‘１’となる。当然、このとき、“母線電圧選択”信号は‘０’となっている。

尚、“入力側多系統モード”信号及び“整流器運転”信号が本当に常に‘１’ならば、上記回路構成にはしないで、例えば、ＡＮＤ回路１１、１２のみとしてもよい（この場合、ＡＮＤ回路１２の出力がそのまま上記“バイパス電圧選択”信号となる）。図１の構成は、“入力側多系統モード”信号または“整流器運転”信号が‘０’となるときに（つまり、本手法には直接関係のない状況のとき）、“バイパス電圧選択”信号、“母線電圧選択”信号の両方とも‘０’となるようにすることで、意味なく同期対象信号の選択処理が行われるようなことがないようにする為の回路構成を示しているものである。

すなわち、“入力側多系統モード”信号が‘０’の場合、すなわちその無停電電源システムが上記“同系統受電”である場合には、本手法を適用しなくても特に問題は生じない。図１の回路では、“入力側多系統モード”信号が‘０’の場合、当然、“母線電圧選択”信号は常に‘０’となり、またＡＮＤ回路１２の出力に関係なくＡＮＤ回路１３の出力は０になることから、“バイパス電圧選択”信号も常に‘０’となる。

また、“整流器運転”が‘０’のときには、当然、インバータ２２，３２は動作できないことから“インバータ給電時”信号は ‘０’であり、“母線電圧選択”信号は‘０’となる。また、“整流器運転”が‘０’のときには、ＡＮＤ回路１２の出力は常に‘０’となるので、“バイパス電圧選択”信号も常に‘０’となる。

全てのＵＰＳで正常に商用入力Ａが入力されている場合には、全てのＵＰＳで商用入力Ａを同期対象信号としていれば、従来で説明したように特に問題はない。一方、複数のＵＰＳの少なくとも１つでインバータ給電状態となった場合、この場合でも全てのＵＰＳで正常に商用入力Ａが入力されているかもしれないが、停電等で商用入力Ａが正常に入力されなくなったことからインバータ給電状態に切り替わったのかもしれない。後者の場合には、そのＵＰＳは、同期対象信号を商用入力Ａのままにし続けることはできない。そうかといって、従来のように他方の入力（発電機入力など）を同期対象信号とすると、上述した問題が生じる。

これに対して本手法では、複数のＵＰＳの少なくとも１つでインバータ給電状態となった場合には、当該複数のＵＰＳの全てにおいて同期対象信号が上記母線信号となるようにしたので、上述した問題の発生を回避できる。すなわち、図２で説明したように、各ＵＰＳ２０，３０の何れかから並列盤５０内の母線５１を介して負荷へ電力供給されるものであり、この母線５１上の信号が母線信号である。本手法では、この母線信号が何であるかは関係ない。

すなわち、図２の構成において例えばスイッチＳ１がＯＮになっているときには母線信号は商用入力Ａとなるし、スイッチＳ５がＯＮになっているときにはインバータ３２の出力信号が母線信号になるが、同期対象信号として母線信号が選択されたときに母線信号が商用入力Ａであるかインバータ３２の出力信号であるか、等ということは関係ない。

重要な点は、上述した問題を解決する為には、例えば停電等になった場合でも全てのＵＰＳで同じ信号を同期対象信号とすることであり（すなわち母線信号を同期対象信号とする）、これにより各ＵＰＳで異なる同期対象信号を用いる為に生じる上記問題を解決できる。すなわち、たとえ全てのＵＰＳに共通に入力される商用入力Ａ（直送電圧）を、少なくとも１つのＵＰＳにおいて同期対象信号として用いることができない状況となった場合でも、充電モードの誤判定や誤ったモード切換が生じないようにできる。

１０ 同期対象信号選択回路
１１ ＡＮＤ回路
１２ ＡＮＤ回路
１３ ＡＮＤ回路
１４ ＡＮＤ回路
２０ Ｎｏ．１ＵＰＳ
２１ コンバータ
２２ インバータ
２３ 制御装置
２４ Ｉ／Ｏユニット
２５ 並列インタフェース
３０ Ｎｏ．２ＵＰＳ
３１ コンバータ
３２ インバータ
３３ 制御装置
３４ Ｉ／Ｏユニット
３５ 並列インタフェース
４０ 共通バッテリ
４１ 信号線（シリアル通信）
５０ 並列盤
５１ 母線

Claims (3)

1. 多系統受電の複数の無停電電源装置を有し、該各無停電電源装置から該各無停電電源装置に共通の母線を介して負荷へ電力供給し、該複数の無停電電源装置で共通のバッテリを有する無停電電源システムであって、
   前記各無停電電源装置は、
   各無停電電源装置で共通の第１の電力を入力して第１スイッチを介して該第１の電力を前記母線へ出力する構成と、各無停電電源装置で異なる第２の電力を入力して整流器とインバータとにより該インバータ出力を第２スイッチを介して前記母線へ出力する構成と、
   前記整流器を運転して前記共通バッテリの充電を行う場合に、均等モード／浮動モードの何れかの充電モードにより充電を行う共通バッテリ充電手段と、
   同期対象信号に同期させて前記均等モード／浮動モードの判定を行い、全ての無停電電源装置で充電モードが同一となるように必要に応じて充電モードを変更する充電モード判定／変更手段と、
   前記同期対象信号として前記第１の電力の信号と前記母線上の信号の何れか一方を選択させる同期対象信号選択手段と、
   を有することを特徴とする共通バッテリを有する無停電電源システム。
2. 前記同期対象信号選択手段は、前記複数の無停電電源装置のうちの何れか１つでもインバータ給電状態のときには前記同期対象信号として前記母線上の信号を選択させ、前記複数の無停電電源装置の全てが前記インバータ給電状態以外の状態のときには前記同期対象信号として前記第１の電力の信号を選択させることを特徴とする請求項１記載の共通バッテリを有する無停電電源システム。
3. 多系統受電の複数の無停電電源装置を有し、該各無停電電源装置から該各無停電電源装置に共通の母線を介して負荷へ電力供給し、該複数の無停電電源装置で共通のバッテリを有する無停電電源システムにおける前記無停電電源装置であって、
   各無停電電源装置で共通の第１の電力を入力して第１スイッチを介して該第１の電力を前記母線へ出力する構成と、各各無停電電源装置で異なる第２の電力を入力して整流器とインバータとにより該インバータ出力を第２スイッチを介して前記母線へ出力する構成と、
   前記整流器を運転して前記共通バッテリの充電を行う場合に、均等モード／浮動モードの何れかの充電モードにより充電を行う共通バッテリ充電手段と、
   同期対象信号に同期させて前記均等モード／浮動モードの判定を行い、全ての無停電電源装置で充電モードが同一となるように必要に応じて充電モードを変更する充電モード判定／変更手段と、
   前記同期対象信号として前記第１の電力の信号と前記母線上の信号の何れか一方を選択させる同期対象信号選択手段と、
   を有することを特徴とする無停電電源装置。
   

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