JP5792697B2 - Uninterruptible power system - Google Patents

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Description

この発明は無停電電源装置に関し、特に、交流電源と負荷の間に並列接続される無停電電源モジュールとバイパス回路を備えた無停電電源装置に関する。   The present invention relates to an uninterruptible power supply, and more particularly to an uninterruptible power supply including an uninterruptible power supply module and a bypass circuit connected in parallel between an AC power supply and a load.

従来より、無停電電源装置は、交流電源と負荷の間に並列接続される無停電電源モジュールとバイパス回路を備えている。無停電電源モジュールは、交流電源から与えられる交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換して負荷に与えるインバータとを含む。バイパス回路は、交流電源と負荷の間に並列接続されるバイパススイッチとサイリスタを含む。インバータ給電モード時は、インバータから負荷に交流電力が供給される。バイパス給電モード時は、交流電源からバイパス回路を介して負荷に交流電力が供給される(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, an uninterruptible power supply device includes an uninterruptible power supply module and a bypass circuit connected in parallel between an AC power supply and a load. The uninterruptible power supply module includes a converter that converts AC power supplied from an AC power source into DC power, and an inverter that converts DC power from the converter or the power storage device to AC power and applies the load to a load. The bypass circuit includes a bypass switch and a thyristor connected in parallel between the AC power supply and the load. In the inverter power supply mode, AC power is supplied from the inverter to the load. In the bypass power supply mode, AC power is supplied from the AC power source to the load via the bypass circuit (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−278755号公報JP 2009-278755 A

しかし、従来の無停電電源装置では、バイパス給電モード時にバイパス回路が故障すると、負荷に対する給電が停止されてしまうという問題があった。   However, the conventional uninterruptible power supply has a problem that power supply to the load is stopped when the bypass circuit fails in the bypass power supply mode.

それゆえに、この発明の主たる目的は、負荷に対する給電の信頼性が高い無停電電源装置を提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply device with high reliability of power supply to a load.

この発明に係る無停電電源装置は、交流電源と負荷の間に並列接続される無停電電源モジュールとバイパス回路を備えたものである。無停電電源モジュールは、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換して負荷に与えるインバータとを含む。バイパス回路は、交流電源と負荷の間に接続されるバイパススイッチと、複数のバイパスモジュールとを含む。各バイパスモジュールは、交流電源と負荷の間に接続されるサイリスタと、交流電源からの交流電力を負荷に与えるバイパス給電モード時はバイパススイッチをオンさせ、インバータからの交流電力を負荷に与えるインバータ給電モード時はバイパススイッチをオフさせ、インバータ給電モード時に無停電電源モジュールが故障した場合はサイリスタおよびバイパススイッチをオンさせる制御部とを含む。   The uninterruptible power supply according to the present invention includes an uninterruptible power supply module connected in parallel between an AC power supply and a load, and a bypass circuit. The uninterruptible power supply module includes a converter that converts AC power from an AC power source into DC power, and an inverter that converts DC power from the converter or the power storage device to AC power and applies the AC power to a load. The bypass circuit includes a bypass switch connected between the AC power source and the load, and a plurality of bypass modules. Each bypass module has a thyristor connected between the AC power supply and the load, and an inverter power supply that turns on the bypass switch in the bypass power supply mode that supplies the AC power from the AC power supply to the load and supplies the AC power from the inverter to the load. A control unit that turns off the bypass switch in the mode and turns on the thyristor and the bypass switch when the uninterruptible power supply module fails in the inverter power supply mode.

好ましくは、複数のバイパスモジュールのうちの選択された1つのバイパスモジュールであるマスターモジュールの制御部のみがバイパススイッチをオンまたはオフさせるPreferably, only the control unit of the master module is a one bypass module selected among the plurality of bypass modules to turn on or off the bypass switch.

また好ましくは、マスターモジュールが故障した場合は、残りの1または2以上のバイパスモジュールのうちの選択された1つのバイパスモジュールがマスターモジュールとなる。   Preferably, when the master module fails, one bypass module selected from the remaining one or two or more bypass modules becomes the master module.

また好ましくは、無停電電源モジュールは複数設けられ、複数の無停電電源モジュールは交流電源と負荷の間に並列接続される。   Preferably, a plurality of uninterruptible power supply modules are provided, and the plurality of uninterruptible power supply modules are connected in parallel between an AC power supply and a load.

この発明に係る無停電電源装置では、バイパス回路はバイパススイッチと複数のバイパスモジュールを含む。したがって、故障し易いバイパスモジュールを複数設けたので、バイパス回路が故障するのを防止することができ、負荷に対する給電の信頼性の向上を図ることができる。   In the uninterruptible power supply according to the present invention, the bypass circuit includes a bypass switch and a plurality of bypass modules. Therefore, since a plurality of bypass modules that are likely to fail are provided, it is possible to prevent the bypass circuit from failing and to improve the reliability of power supply to the load.

この発明の一実施の形態による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply by one embodiment of this invention. 図1に示した無停電電源モジュールの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply module shown in FIG. 図1に示したバイパスモジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the bypass module shown in FIG. 図1に示した2つのバイパスモジュールの関係を示す回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating a relationship between two bypass modules illustrated in FIG. 1. 図4に示した信号φB,φI,φFの生成に関連する部分の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a portion related to generation of signals φB, φI, and φF illustrated in FIG. 4. 図1に示したバイパススイッチを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the bypass switch shown in FIG. 図1〜図6に示した無停電電源装置における手動によるインバータ給電とバイパス給電の切換動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the switching operation | movement of manual inverter electric power feeding and bypass electric power feeding in the uninterruptible power supply device shown in FIGS. 図1〜図6に示した無停電電源装置における故障によるインバータ給電とバイパス給電の切換動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the switching operation | movement of the inverter electric power feeding and bypass electric power feeding by the failure in the uninterruptible power supply device shown in FIGS.

本願発明の一実施の形態による無停電電源装置は、図1に示すように、入力端子TI、出力端子TO、バッテリ端子TB、複数(図では3つ)の無停電電源モジュールU1〜U3、複数(図では2つ)のバイパスモジュールB1,B2、およびバイパススイッチBSとを備える。入力端子TIは、交流電源1からの商用周波数の交流電力を受ける。出力端子TOは、負荷2に接続される。バッテリ端子TBは、バッテリ3に接続される。   As shown in FIG. 1, an uninterruptible power supply according to an embodiment of the present invention includes an input terminal TI, an output terminal TO, a battery terminal TB, a plurality (three in the figure) of uninterruptible power supply modules U1 to U3, a plurality It includes two bypass modules B1 and B2 and a bypass switch BS. The input terminal TI receives commercial frequency AC power from the AC power source 1. The output terminal TO is connected to the load 2. The battery terminal TB is connected to the battery 3.

複数の無停電電源モジュールU1〜U3は、入力端子TIおよび出力端子TO間に並列接続される。複数のバイパスモジュールB1,B2は、入力端子TIおよび出力端子TO間に並列接続される。バイパススイッチBSは、入力端子TIおよび出力端子TO間に接続される。複数のバイパスモジュールB1,B2とバイパススイッチBSは、バイパス回路を構成する。   The plurality of uninterruptible power supply modules U1 to U3 are connected in parallel between the input terminal TI and the output terminal TO. The plurality of bypass modules B1 and B2 are connected in parallel between the input terminal TI and the output terminal TO. The bypass switch BS is connected between the input terminal TI and the output terminal TO. The plurality of bypass modules B1 and B2 and the bypass switch BS constitute a bypass circuit.

図2は、無停電電源モジュールU1の構成を示す回路ブロック図である。図2において、無停電電源モジュールU1は、入力端子T1、出力端子T2、バッテリ端子T3、スイッチS1〜S3、コンデンサC1〜C4、リアクトルL1〜L3、コンバータ5、インバータ6、および双方向チョッパ7を含む。   FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration of the uninterruptible power supply module U1. In FIG. 2, the uninterruptible power supply module U1 includes an input terminal T1, an output terminal T2, a battery terminal T3, switches S1 to S3, capacitors C1 to C4, reactors L1 to L3, a converter 5, an inverter 6, and a bidirectional chopper 7. Including.

端子T1〜T3は、それぞれ端子TI,TO,TBに接続される。スイッチS1およびリアクトルL1は、入力端子T1とコンバータ5の入力ノード5aとの間に直列接続される。コンデンサC1は、スイッチS1およびリアクトルL1間のノードと基準電圧のラインとの間に接続される。スイッチS1は、通常時はオンされ、たとえば無停電電源モジュールU1のメンテナンス時にオフされる。コンデンサC1およびリアクトルL1は、交流電源1からの交流電力をコンバータ5に通過させ、コンバータ5で発生するキャリア周波数の信号が交流電源1側に漏れるのを防止する交流入力フィルタ(低域通過フィルタ)を構成する。   Terminals T1 to T3 are connected to terminals TI, TO, and TB, respectively. Switch S1 and reactor L1 are connected in series between input terminal T1 and input node 5a of converter 5. Capacitor C1 is connected between a node between switch S1 and reactor L1 and a reference voltage line. Switch S1 is normally turned on, and is turned off, for example, during maintenance of uninterruptible power supply module U1. Capacitor C1 and reactor L1 allow the AC power from AC power supply 1 to pass through converter 5 and prevent the carrier frequency signal generated by converter 5 from leaking to AC power supply 1 side (low-pass filter). Configure.

コンバータ5は、交流電源1からの交流電力を直流電力に変換する。コンデンサC4は、コンバータ5の出力ノード5bと基準電圧のラインとの間に接続され、コンバータ5の出力電圧を平滑化させる。コンバータ5の出力ノード5bとインバータ6の入力ノード6aと双方向チョッパ7の第1入出力ノード7aとは互いに接続される。インバータ6は、コンバータ5または双方向チョッパ7からの直流電力を商用周波数の交流電力に変換する。   Converter 5 converts AC power from AC power supply 1 into DC power. Capacitor C4 is connected between output node 5b of converter 5 and the reference voltage line, and smoothes the output voltage of converter 5. Output node 5b of converter 5, input node 6a of inverter 6, and first input / output node 7a of bidirectional chopper 7 are connected to each other. The inverter 6 converts the DC power from the converter 5 or the bidirectional chopper 7 into AC power having a commercial frequency.

リアクトルL2およびスイッチS2は、インバータ6の出力ノード6bと出力端子T2との間に直列接続される。コンデンサC2は、リアクトルL2およびスイッチS2間のノードと基準電圧のラインとの間に接続される。リアクトルL2およびコンデンサC2は、インバータ6からの交流電力を負荷2に通過させ、インバータ6で発生するキャリア周波数の信号が負荷2側に漏れるのを防止する交流出力フィルタ(低域通過フィルタ)を構成する。   Reactor L2 and switch S2 are connected in series between output node 6b of inverter 6 and output terminal T2. Capacitor C2 is connected between a node between reactor L2 and switch S2 and a reference voltage line. Reactor L2 and capacitor C2 constitute an AC output filter (low-pass filter) that allows AC power from inverter 6 to pass through load 2 and prevents a carrier frequency signal generated by inverter 6 from leaking to load 2 side. To do.

スイッチS2は、インバータ6で生成された交流電力を負荷2に供給するインバータ給電モード時はオンされ、交流電源1からの交流電力をバイパススイッチBSを介して負荷2に供給するバイパス給電モード時はオフされる。また、スイッチS2は、無停電電源モジュールU1のメンテナンス時や故障時にオフされる。   The switch S2 is turned on in the inverter power supply mode in which the AC power generated by the inverter 6 is supplied to the load 2, and in the bypass power supply mode in which the AC power from the AC power source 1 is supplied to the load 2 via the bypass switch BS. Turned off. Further, the switch S2 is turned off at the time of maintenance or failure of the uninterruptible power supply module U1.

スイッチS3およびリアクトルL3は、バッテリ端子T3と双方向チョッパ7の第2入出力ノード7bとの間に直列接続される。コンデンサC3は、スイッチS3およびリアクトルL3間のノードと基準電圧のラインとの間に接続される。スイッチS3は、通常時はオンされ、たとえば無停電電源モジュールU1またはバッテリ3のメンテナンス時にオフされる。コンデンサC3およびリアクトルL3は、直流電力を通過させ、双方向チョッパ7で発生するキャリア周波数の信号がバッテリ3側に漏れるのを防止する低域通過フィルタを構成する。   Switch S3 and reactor L3 are connected in series between battery terminal T3 and second input / output node 7b of bidirectional chopper 7. Capacitor C3 is connected between a node between switch S3 and reactor L3 and a reference voltage line. The switch S3 is normally turned on, and is turned off, for example, when the uninterruptible power supply module U1 or the battery 3 is maintained. Capacitor C3 and reactor L3 constitute a low-pass filter that passes DC power and prevents a carrier frequency signal generated by bidirectional chopper 7 from leaking to battery 3 side.

双方向チョッパ7は、交流電源1から交流電力が供給されている通常時は、コンバータ5で生成された直流電力をバッテリ3に供給し、交流電源3からの交流電力の供給が停止された停電時は、バッテリ3の直流電力をインバータ6に供給する。   The bi-directional chopper 7 supplies the DC power generated by the converter 5 to the battery 3 during normal times when the AC power is supplied from the AC power source 1, and the power failure in which the supply of AC power from the AC power source 3 is stopped. At that time, the DC power of the battery 3 is supplied to the inverter 6.

ここで、無停電電源モジュールU1の動作について簡単に説明する。交流電源1から交流電力が供給されている通常時は、交流電力はコンバータ5によって直流電力に変換される。直流電力は、インバータ6によって交流電力に変換されて負荷2に供給されるとともに、双方向チョッパ7によってバッテリ3に蓄えられる。   Here, the operation of the uninterruptible power supply module U1 will be briefly described. During normal times when AC power is supplied from the AC power source 1, the AC power is converted into DC power by the converter 5. The DC power is converted into AC power by the inverter 6 and supplied to the load 2, and is stored in the battery 3 by the bidirectional chopper 7.

停電が発生して交流電源1からの交流電力の供給が停止されると、コンバータ5の運転が停止され、バッテリ3の直流電力が双方向チョッパ7によってインバータ6に供給され、インバータ6によって交流電力に変換されて負荷2に供給される。したがって、停電が発生した場合でも、バッテリ3に直流電力が蓄えられている期間は、負荷2の運転を継続することができる。無停電電源モジュールU2,U3も、無停電電源モジュールU1と同じ構成である。   When a power failure occurs and the supply of AC power from the AC power supply 1 is stopped, the operation of the converter 5 is stopped, the DC power of the battery 3 is supplied to the inverter 6 by the bidirectional chopper 7, and the AC power is supplied by the inverter 6. To be supplied to the load 2. Therefore, even when a power failure occurs, the operation of the load 2 can be continued during the period in which the DC power is stored in the battery 3. The uninterruptible power supply modules U2 and U3 have the same configuration as the uninterruptible power supply module U1.

なお、この無停電電源装置では、3つの無停電電源モジュールU1〜U3のうちのいずれか1つの無停電電源モジュールUが故障した場合でも、残りの2つの無停電電源モジュールUによって負荷2の運転を継続することが可能な冗長方式が採用されている。   In this uninterruptible power supply, even when any one of the three uninterruptible power supply modules U1 to U3 fails, the remaining two uninterruptible power supply modules U operate the load 2. The redundancy method that can continue is adopted.

図3は、バイパスモジュールB1の構成を示すブロック図である。図3において、バイパスモジュールB1は、入力端子Ta、出力端子Tb、サイリスタ10、および制御部11を含む。端子Ta,Tbは、それぞれ端子TI,TOに接続される。サイリスタ10は、端子Ta,Tb間に接続され、制御部11によって制御され、オン状態またはオフ状態にされる。サイリスタ10は、インバータ給電モード時において、2つ以上の無停電電源モジュールUが故障した場合にオンされる。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the bypass module B1. In FIG. 3, the bypass module B <b> 1 includes an input terminal Ta, an output terminal Tb, a thyristor 10, and a control unit 11. Terminals Ta and Tb are connected to terminals TI and TO, respectively. The thyristor 10 is connected between the terminals Ta and Tb and controlled by the control unit 11 to be turned on or off. The thyristor 10 is turned on when two or more uninterruptible power supply modules U fail in the inverter power supply mode.

制御部11は、バイパス給電指令信号φB、インバータ給電指令信号φI、故障検出信号φF、およびアンサーバック信号BSAXに基づいて、サイリスタ10を制御するとともに、バイパススイッチ制御信号φBS1、オン指令信号φS2ON1、およびオフ指令信号φS2OFF1を出力する。   The control unit 11 controls the thyristor 10 based on the bypass power supply command signal φB, the inverter power supply command signal φI, the failure detection signal φF, and the answerback signal BSAX, as well as the bypass switch control signal φBS1, the on command signal φS2ON1, and An off command signal φS2OFF1 is output.

バイパスモジュールB2は、バイパスモジュールB1と同じ構成である。バイパスモジュールB2の制御部9は、バイパス給電指令信号φB、インバータ給電指令信号φI、故障検出信号φF、およびアンサーバック信号BSAXに基づいて、サイリスタ10を制御するとともに、バイパス制御信号φBS2、オン指令信号φS2ON2、およびオフ指令信号φS2OFF2を出力する。   The bypass module B2 has the same configuration as the bypass module B1. The control unit 9 of the bypass module B2 controls the thyristor 10 based on the bypass power supply command signal φB, the inverter power supply command signal φI, the failure detection signal φF, and the answerback signal BSAX, and also controls the bypass control signal φBS2 and the on command signal. φS2ON2 and off command signal φS2OFF2 are output.

図4は、バイパスモジュールB1の出力信号φBS1,φS2ON1,φS2OFF1とバイパスモジュールB2の出力信号φBS2,φS2ON2,φS2OFF2との関係を示す回路ブロック図である。図4において、無停電電源装置は、ORゲート12〜14を備える。ORゲート12は、信号φBS1,φBS2の論理和信号を信号φBSとして出力する。ORゲート13は、信号φS2ON1,φS2ON2の論理和信号を信号φS2ONとして出力する。ORゲート14は、信号φS2OFF1,φS2OFF2の論理和信号を信号φS2OFFとして出力する。   FIG. 4 is a circuit block diagram showing the relationship between the output signals φBS1, φS2ON1, φS2OFF1 of the bypass module B1 and the output signals φBS2, φS2ON2, φS2OFF2 of the bypass module B2. 4, the uninterruptible power supply includes OR gates 12 to 14. OR gate 12 outputs a logical sum signal of signals φBS1 and φBS2 as signal φBS. OR gate 13 outputs a logical sum signal of signals φS2ON1 and φS2ON2 as signal φS2ON. The OR gate 14 outputs a logical sum signal of the signals φS2OFF1 and φS2OFF2 as a signal φS2OFF.

図5は、図4に示した信号φB,φI,φFの生成に関連する部分を示すブロック図である。この無停電電源装置は、操作部15、制御部16、および故障検出部17を備える。操作部15には、バイパス給電モードとインバータ給電モードを切換えるためのボタンが設けられている。無停電電源装置のユーザは、操作部15を操作してバイパス給電モードとインバータ給電モードを手動によって切換えることが可能となっている。故障検出部17は、無停電電源モジュールU1〜U3の各々の故障の有無を検出し、検出結果を示す信号を出力する。   FIG. 5 is a block diagram showing a portion related to generation of signals φB, φI, and φF shown in FIG. The uninterruptible power supply device includes an operation unit 15, a control unit 16, and a failure detection unit 17. The operation unit 15 is provided with a button for switching between the bypass power supply mode and the inverter power supply mode. The user of the uninterruptible power supply can manually switch between the bypass power supply mode and the inverter power supply mode by operating the operation unit 15. The failure detection unit 17 detects the presence or absence of each failure of the uninterruptible power supply modules U1 to U3, and outputs a signal indicating the detection result.

制御部16は、操作部15においてバイパス給電モードが設定された場合はバイパス給電指令信号φBを出力し、インバータ給電モードが設定された場合はインバータ給電指令信号φIを出力する。また、制御部16は、故障検出部17の検出結果に基づき、インバータ給電モード時において2台以上の無停電電源モジュールUが故障した場合は、故障検出信号φFを「L」レベルから「H」レベルに立ち上げる。   The control unit 16 outputs a bypass power supply command signal φB when the operation unit 15 sets the bypass power supply mode, and outputs an inverter power supply command signal φI when the inverter power supply mode is set. Further, based on the detection result of the failure detection unit 17, the control unit 16 changes the failure detection signal φF from “L” level to “H” when two or more uninterruptible power supply modules U fail in the inverter power supply mode. Launch to level.

図6は、バイパススイッチBSを示すブロック図である。図6において、バイパススイッチBSは、入力端子TIと出力端子TOの間に接続され、バイパス制御信号φBSが「H」レベルにされた場合はオンし、信号φBSが「L」レベルにされた場合はオフする。また、バイパススイッチBSは、信号φBSに応答して実際にオンした場合にアンサーバック信号BSAXを「H」レベルにし、信号φBSに応答して実際にオフした場合にアンサーバック信号BSAXを「L」レベルにする。アンサーバック信号BSAXは、バイパスモジュールB1,B2の制御部11に与えられる。   FIG. 6 is a block diagram showing the bypass switch BS. In FIG. 6, the bypass switch BS is connected between the input terminal TI and the output terminal TO, and is turned on when the bypass control signal φBS is set to the “H” level, and when the signal φBS is set to the “L” level. Turn off. The bypass switch BS sets the answer back signal BSAX to “H” level when actually turned on in response to the signal φBS, and sets the answer back signal BSAX to “L” when actually turned off in response to the signal φBS. To level. The answerback signal BSAX is given to the control unit 11 of the bypass modules B1 and B2.

無停電電源モジュールUの制御部(図示せず)は、制御部9からのオン指令信号φS2ONに応答してスイッチS2をオンさせ、制御部9からのオフ指令信号φS2OFFに応答してスイッチS2をオフさせる。   The control unit (not shown) of the uninterruptible power supply module U turns on the switch S2 in response to the on command signal φS2ON from the control unit 9, and turns on the switch S2 in response to the off command signal φS2OFF from the control unit 9. Turn off.

図7(a)〜(i)は、手動によるインバータ給電とバイパス給電の切換動作を示すタイムチャートである。初期状態では、無停電電源装置はバイパス給電モードに設定されているものとする。インバータ6は正常に運転されており、故障検出信号φFは「L」レベルにされている。バイパス制御信号φBSが「H」レベルにされてアンサーバック信号BSAXは「H」レベルにされており、バイパススイッチBSは実際にオンしている。また、サイリスタ10はオフしている。   FIGS. 7A to 7I are time charts showing a switching operation between manual inverter power feeding and bypass power feeding. In the initial state, the uninterruptible power supply device is set to the bypass power supply mode. Inverter 6 is operating normally, and failure detection signal φF is at “L” level. Bypass control signal φBS is set to “H” level, answerback signal BSAX is set to “H” level, and bypass switch BS is actually turned on. Further, the thyristor 10 is off.

ある時刻に操作部15においてバイパス給電モードからインバータ給電モードへの切換えが指示されると、インバータ給電指令信号φIが所定時間だけ「H」レベルにされる。インバータ給電指令信号φIの立下りエッジに応答してオン指令信号φS2ONが所定時間だけ「H」レベルにされ、各無停電電源モジュールUのスイッチS2がオンする。   When switching from the bypass power supply mode to the inverter power supply mode is instructed at the operation unit 15 at a certain time, the inverter power supply command signal φI is set to the “H” level for a predetermined time. In response to the falling edge of the inverter power supply command signal φI, the ON command signal φS2ON is set to the “H” level for a predetermined time, and the switch S2 of each uninterruptible power supply module U is turned on.

また、オン指令信号φS2ONの立下りエッジに同期してバイパス制御信号φBSが「H」レベルから「L」レベルに立ち下げられる。バイパス制御信号φBSが「L」レベルに立ち下げられると、所定の応答時間後にバイパススイッチBSがオフし、アンサーバック信号BSAXが「H」レベルから「L」レベルに立ち下げられる(時刻t0)。これにより、バイパス給電からインバータ給電への切換えが終了する。   Further, the bypass control signal φBS falls from the “H” level to the “L” level in synchronization with the falling edge of the ON command signal φS2ON. When the bypass control signal φBS is lowered to the “L” level, the bypass switch BS is turned off after a predetermined response time, and the answer back signal BSAX is lowered from the “H” level to the “L” level (time t0). Thereby, switching from bypass power supply to inverter power supply is completed.

次に、ある時刻t1に操作部15においてインバータ給電モードからバイパス給電モードへの切換えが指示されると、バイパス給電指令信号φBが所定時間だけ「H」レベルにされる。バイパス給電指令信号φBの立下りエッジに応答してバイパス制御信号φBSが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられる。バイパス制御信号φBSが「H」レベルに立ち上げられると、所定の応答時間後にバイパススイッチBSがオンし、アンサーバック信号BSAXが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられる。アンサーバック信号BSAXの立ち上りエッジに応答してオフ指令信号φS2OFFが所定時間だけ「H」レベルに立ち上げられ、各無停電電源モジュールUのスイッチS2がオフされる。これにより、インバータ給電からバイパス給電への切換えが終了する。   Next, when switching from the inverter power supply mode to the bypass power supply mode is instructed at the operation unit 15 at a certain time t1, the bypass power supply command signal φB is set to the “H” level for a predetermined time. In response to the falling edge of bypass power supply command signal φB, bypass control signal φBS is raised from the “L” level to the “H” level. When bypass control signal φBS is raised to “H” level, bypass switch BS is turned on after a predetermined response time, and answerback signal BSAX is raised from “L” level to “H” level. In response to the rising edge of the answer back signal BSAX, the off command signal φS2OFF is raised to “H” level for a predetermined time, and the switch S2 of each uninterruptible power supply module U is turned off. Thereby, the switching from the inverter power supply to the bypass power supply ends.

図8(a)〜(i)は、故障によるインバータ給電からバイパス給電への切換動作を示すタイムチャートである。ある時刻t1においてインバータ給電中に2台以上の無停電電源モジュールUのインバータ6が故障して停止すると、故障検出信号φFが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられる。故障検出信号φFの立ち上りエッジに応答して2つのバイパスモジュールB1,B2のサイリスタ10がオンし、交流電源1から2つのサイリスタ10を介して負荷2に交流電力が供給される。これにより、インバータ給電からバイパス給電への切換えが無瞬断で行なわれる。   FIGS. 8A to 8I are time charts showing a switching operation from inverter power supply to bypass power supply due to a failure. If inverters 6 of two or more uninterruptible power supply modules U fail and stop during power feeding at a certain time t1, failure detection signal φF is raised from “L” level to “H” level. In response to the rising edge of the failure detection signal φF, the thyristors 10 of the two bypass modules B1 and B2 are turned on, and AC power is supplied from the AC power supply 1 to the load 2 via the two thyristors 10. As a result, switching from inverter power supply to bypass power supply is performed without instantaneous interruption.

また、故障検出信号φFの立ち上りエッジに応答してバイパス制御信号φBSが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられる。バイパス制御信号φBSが「H」レベルに立ち上げられると、所定の応答時間後にバイパススイッチBSがオンし、アンサーバック信号BSAXが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられる。アンサーバック信号BSAXの立ち上りエッジに応答してオフ指令信号φS2OFFが所定時間だけ「H」レベルに立ち上げられ、各無停電電源モジュールUのスイッチS2がオフされる。これにより、故障によるインバータ給電からバイパス給電への切換えが終了する。   In response to the rising edge of failure detection signal φF, bypass control signal φBS is raised from the “L” level to the “H” level. When bypass control signal φBS is raised to “H” level, bypass switch BS is turned on after a predetermined response time, and answerback signal BSAX is raised from “L” level to “H” level. In response to the rising edge of the answer back signal BSAX, the off command signal φS2OFF is raised to “H” level for a predetermined time, and the switch S2 of each uninterruptible power supply module U is turned off. Thereby, the switching from the inverter power supply to the bypass power supply due to the failure ends.

この実施の形態では、バイパス回路はバイパススイッチBSと複数のバイパスモジュールB1,B2を含む。したがって、故障し易いバイパスモジュールBを複数設けたので、1個のバイパスモジュールBが故障した場合でもバイパス給電を行なうことができ、負荷2に対する給電の信頼性の向上を図ることができる。   In this embodiment, the bypass circuit includes a bypass switch BS and a plurality of bypass modules B1 and B2. Therefore, since a plurality of bypass modules B that are prone to failure are provided, bypass power feeding can be performed even when one bypass module B fails, and the reliability of power feeding to the load 2 can be improved.

なお、この実施の形態では、2つのバイパスモジュールB1,B2を同様に動作させたが、一方のバイパスモジュール(たとえばB1)をマスターモジュールとし、他方のバイパスモジュール(この場合はB2)をスレーブモジュールとしてもよい。この場合は、マスターモジュールB1が信号φBS1,φS2ON1,φS2OFF1を出力し、スレーブモジュールB2は信号φBS2,φS2ON2,φS2OFF2を出力しない。したがって、バイパススイッチBSおよびスイッチS2は、マスターモジュールB1のみによって制御される。ただし、この場合でも、2つ以上の無停電電源モジュールUが故障した場合は、2つのバイパスモジュールB1,B2のサイリスタ10がオンする。   In this embodiment, the two bypass modules B1 and B2 are operated in the same manner, but one bypass module (for example, B1) is used as a master module and the other bypass module (in this case, B2) is used as a slave module. Also good. In this case, the master module B1 outputs signals φBS1, φS2ON1, and φS2OFF1, and the slave module B2 does not output signals φBS2, φS2ON2, and φS2OFF2. Therefore, the bypass switch BS and the switch S2 are controlled only by the master module B1. However, even in this case, when two or more uninterruptible power supply modules U fail, the thyristors 10 of the two bypass modules B1 and B2 are turned on.

マスターモジュールB1が故障した場合は、バイパスモジュールB2がマスターモジュールとなる。この場合は、スレーブモジュールB2が信号φBS2,φS2ON2,φS2OFF2を出力する。したがって、バイパススイッチBSおよびスイッチS2は、マスターモジュールB2のみによって制御される。   When the master module B1 fails, the bypass module B2 becomes the master module. In this case, the slave module B2 outputs signals φBS2, φS2ON2, and φS2OFF2. Therefore, the bypass switch BS and the switch S2 are controlled only by the master module B2.

また、バイパスモジュールB1,B2のうちのいずれのバイパスモジュールをマスターモジュールにするかは、互いに通信回線で接続されたバイパスモジュールB1,B2間で決定するとよい。あるいは、図5の操作部15および制御部16においてマスタースレーブの選択が可能になっていても構わない。   Also, which of the bypass modules B1 and B2 is to be the master module may be determined between the bypass modules B1 and B2 connected to each other via a communication line. Alternatively, the master / slave may be selected in the operation unit 15 and the control unit 16 in FIG.

また、この実施の形態では、2つのバイパスモジュールB1,B2を設けたが、3つ以上(たとえば5個)のバイパスモジュールBが設けられていてもよい。この場合は、5個のバイパスモジュールBのうちの1つのバイパスモジュールがマスターモジュールBとして選択され、残りの4つのバイパスモジュールの各々がスレーブモジュールとして使用される。マスターモジュールBが故障した場合は、残りの4つのバイパスモジュールBのうちの1つのバイパスモジュールBがマスターモジュールとして選択され、残りの3つのバイパスモジュールBの各々がスレーブモジュールとして使用される。以下同様にして、最後の1つのバイパスモジュールBが故障するまで、バイパス回路が動作する。   In this embodiment, two bypass modules B1 and B2 are provided, but three or more (for example, five) bypass modules B may be provided. In this case, one bypass module among the five bypass modules B is selected as the master module B, and each of the remaining four bypass modules is used as a slave module. When the master module B fails, one of the remaining four bypass modules B is selected as a master module, and each of the remaining three bypass modules B is used as a slave module. Similarly, the bypass circuit operates until the last one bypass module B fails.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 交流電源、2 負荷、3 バッテリ、5 コンバータ、6 インバータ、7 双方向チョッパ、10 サイリスタ、11,16 制御部、12〜14 ORゲート、15 操作部、16 故障検出部、TI,T1,Ta 入力端子、TO,T2,Tb 出力端子、TB,T3 バッテリ端子、U1〜U3 無停電電源モジュール、B1,B2 バイパスモジュール、BS バイパススイッチ、S1〜S3 スイッチ、L1〜L3 リアクトル、C1〜C4 コンデンサ。   1 AC power source, 2 load, 3 battery, 5 converter, 6 inverter, 7 bidirectional chopper, 10 thyristor, 11, 16 control unit, 12-14 OR gate, 15 operation unit, 16 failure detection unit, TI, T1, Ta Input terminal, TO, T2, Tb output terminal, TB, T3 battery terminal, U1-U3 uninterruptible power supply module, B1, B2 bypass module, BS bypass switch, S1-S3 switch, L1-L3 reactor, C1-C4 capacitor.

Claims (4)

交流電源と負荷の間に並列接続される無停電電源モジュールとバイパス回路を備え、
前記無停電電源モジュールは、
前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータまたは電力貯蔵装置からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷に与えるインバータとを含み、
前記バイパス回路は、
前記交流電源と前記負荷の間に接続されるバイパススイッチと、
複数のバイパスモジュールとを含み、
各バイパスモジュールは、
前記交流電源と前記負荷の間に接続されるサイリスタと、
前記交流電源からの交流電力を前記負荷に与えるバイパス給電モード時は前記バイパススイッチをオンさせ、前記インバータからの交流電力を前記負荷に与えるインバータ給電モード時は前記バイパススイッチをオフさせ、前記インバータ給電モード時に前記無停電電源モジュールが故障した場合は前記サイリスタおよび前記バイパススイッチをオンさせる制御部とを含む、無停電電源装置。
Equipped with an uninterruptible power supply module and bypass circuit connected in parallel between the AC power supply and the load,
The uninterruptible power supply module is
A converter that converts AC power from the AC power source into DC power;
An inverter that converts DC power from the converter or the power storage device into AC power and applies the AC power to the load,
The bypass circuit is:
A bypass switch connected between the AC power source and the load;
Including a plurality of bypass modules,
Each bypass module
A thyristor connected between the AC power source and the load;
The bypass switch is turned on in a bypass power supply mode for supplying AC power from the AC power source to the load, and the bypass switch is turned off in an inverter power supply mode for supplying AC power from the inverter to the load. An uninterruptible power supply comprising: a controller that turns on the thyristor and the bypass switch when the uninterruptible power supply module fails in mode.
前記複数のバイパスモジュールのうちの選択された1つのバイパスモジュールであるマスターモジュールの前記制御部のみが前記バイパススイッチをオンまたはオフさせる、請求項1に記載の無停電電源装置。 Wherein only the control unit of the master module is selected one bypass modules were of the plurality of bypass modules to turn on or off the bypass switch, the uninterruptible power supply of claim 1. 前記マスターモジュールが故障した場合は、残りの1または2以上のバイパスモジュールのうちの選択された1つのバイパスモジュールが前記マスターモジュールとなる、請求項2に記載の無停電電源装置。   The uninterruptible power supply according to claim 2, wherein, when the master module fails, a selected one bypass module among the remaining one or two or more bypass modules becomes the master module. 前記無停電電源モジュールは複数設けられ、
複数の前記無停電電源モジュールは前記交流電源と前記負荷の間に並列接続される、請求項1から請求項3までのいずれかに記載の無停電電源装置。
A plurality of the uninterruptible power supply modules are provided,
The uninterruptible power supply according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of uninterruptible power supply modules are connected in parallel between the AC power supply and the load.
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