JP6092800B2 - 無停電電源システム - Google Patents

Description

この発明は無停電電源システムに関し、特に、負荷に対して並列接続された複数の無停電電源装置を備えた無停電電源システムに関する。

従来より、負荷に対して並列接続された複数の無停電電源装置を備えた無停電電源システムが知られている。各無停電電源装置は、電力変換部とバイパススイッチと制御部を含む。また、各無停電電源装置に対応して電力貯蔵装置が設けられている。

電力変換部は、商用交流電源から交流電力が正常に供給されている通常時は、商用交流電源から受けた交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を対応する電力貯蔵装置に蓄えるとともに交流電力に変換して負荷に供給する。また、電力変換部は、商用交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、対応する電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する。したがって、停電時でも、複数の電力貯蔵装置に直流電力が蓄えられている限りは、負荷の運転を継続することができる。

また、バイパススイッチは、バイパス交流電源と負荷の間に接続される。複数の電力変換部の全てが故障した場合は、最後に故障した電力変換部に対応するバイパススイッチが制御部によってオンされ、バイパス交流電源によって負荷の運転が継続される（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０００−２０１４４０号公報

しかし、特許文献１では、複数の電力変換部が故障した場合に１つのバイパススイッチを介して負荷に電力を供給するので、大容量のバイパススイッチを使用する必要があり、コスト高になるという問題がある。

そこで、最後に故障した電力変換部に対応する制御部から活性化レベルのバイパス給電切換指令信号が出力され、その信号に応答した各制御部が対応するバイパススイッチがオンさせるものとし、全電力変換部が故障した場合に複数のバイパススイッチを介して負荷に電力を供給することが考えられる。この場合は、小容量のバイパススイッチを使用することが可能となり、低コスト化を図ることができる。

しかし、そのような無停電電源システムでは、停電が長時間継続し、複数の電力貯蔵装置の直流電圧が順次低下して複数の電力変換部が順次故障状態となった場合において、最後の電力変換部が故障状態となったときには、他の各電力変換部に対応する電力貯蔵装置の直流電圧がさらに低下し、制御部が正常に動作しなくなることが想定される。この場合は復電時に、最後に故障状態になった電力変換部に対応するバイパススイッチのみがオンされ、そのバイパススイッチに過電流が流れる恐れがある（図４〜図６参照）。

それゆえに、この発明の主たる目的は、停電が長時間継続した後に復電した場合でも正常に動作する低コストの無停電電源システムを提供することである。

この発明に係る無停電電源システムは、負荷に対して並列接続された複数の無停電電源装置を備え、各無停電電源装置は、商用交流電源から交流電力が正常に供給されている通常時は、商用交流電源から受けた交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を電力貯蔵装置に蓄えるとともに交流電力に変換し、商用交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、一方端子が電力変換部によって生成された交流電力を受ける第１のスイッチと、一方端子がバイパス交流電源からの交流電力を受けるバイパススイッチと、第１のスイッチの他方端子およびバイパススイッチの他方端子に接続された出力端子と、停電時において電力変換部の出力電圧が予め定められた下限電圧よりも低下した場合に、バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチするとともに第１のスイッチをオフさせる信号発生回路と、信号発生回路によって活性化レベルのバイパス給電切換指令信号がラッチされ、かつバイパス交流電源から交流電力が正常に供給されている場合に、対応するバイパススイッチをオンさせる給電モード切換回路とを含む。

この発明に係る無停電電源システムでは、各無停電電源装置は、停電時において出力電圧が下限電圧よりも低下した場合は第１のスイッチをオフさせるとともにバイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチし、復電時は活性化レベルのバイパス給電切換指令信号に応答してバイパススイッチをオンさせる。したがって、各無停電電源装置が個別にバイパス給電切換動作を行なうので、停電が長時間継続した後に復電した場合でも正常に動作する。また、復電時は全バイパススイッチをオンさせるので、小容量のバイパススイッチを使用することができ、装置の低コスト化を図ることができる。

本願発明の比較例となる無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。 図１に示した無停電電源システムの通常時の動作を示す回路ブロック図である。 図１に示した無停電電源システムの停電時の動作を示す回路ブロック図である。 図１に示した無停電電源システムの問題点を説明するための回路ブロック図である。 図１に示した無停電電源システムの問題点を説明するための他の回路ブロック図である。 図１に示した無停電電源システムの問題点を説明するためのさらに他の回路ブロック図である。 この発明の実施の形態１による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。 図７に示した制御部のうちの給電モードの切換に関連する部分の構成を示す回路図である。 実施の形態１の変更例を示す回路ブロック図である。 実施の形態１の他の変更例を示す回路ブロック図である。 この発明の実施の形態２による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。 図１１に示した制御部のうちの給電モードの切換に関連する部分の構成を示す回路図である。

[比較例]
図１は、本願発明の比較例となる無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。図１において、この無停電電源システムは、３つの無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３と、３つのバッテリＢ１〜Ｂ３と、出力盤７とを備える。

無停電電源装置Ｕ１は、入力端子Ｔ１、バイパス端子Ｔ２、バッテリ端子Ｔ３、出力端子Ｔ４、スイッチＳ１〜Ｓ４、コンバータ１、双方向チョッパ２、インバータ３、サイリスタスイッチ４、および制御部５を含む。

入力端子Ｔ１は、商用交流電源１０から商用周波数の交流電力を受ける。バイパス端子Ｔ２は、バイパス交流電源１１から商用周波数の交流電力を受ける。バッテリ端子Ｔ３はバッテリＢ１に接続される。

スイッチＳ１は、たとえばコンタクタであり、入力端子Ｔ１とコンバータ１の間に接続される。スイッチＳ１は、商用交流電源１０から交流電力が供給されている通常時はオンされ、商用交流電源１０からの交流電力の供給が停止された停電時はオフされる。

スイッチＳ２は、たとえばブレーカであり、バッテリ端子Ｔ３と双方向チョッパ２との間に接続される。スイッチＳ２は、通常はオンされ、バッテリＢ１などのメンテナンス時にオフされる。

コンバータ１は、通常時は、商用交流電源１０からスイッチＳ１を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、停電時は停止する。双方向チョッパ２は、通常時は、コンバータ１で生成された直流電力をバッテリＢ１に供給し、停電時は、バッテリＢ１の直流電力をインバータ３に供給する。バッテリＢ１は、双方向チョッパ２から供給される直流電力を蓄える。

インバータ３は、通常時は、コンバータ１によって生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換し、停電時は、バッテリＢ１から双方向チョッパ２を介して供給される直流電力を商用周波数の交流電力に変換する。

スイッチＳ３は、たとえばコンタクタであり、インバータ３の出力端子と無停電電源装置Ｕ１の出力端子Ｔ４との間に接続される。スイッチＳ３は、インバータ３によって生成された交流電力を負荷１２に供給するインバータ給電モード時はオンされ、バイパス交流電源１１からの交流電力を負荷１２に供給するバイパス給電モード時はオフされる。

スイッチＳ４は、たとえばコンタクタであり、バイパス端子Ｔ２と出力端子Ｔ４の間に接続される。スイッチＳ４は、インバータ給電モード時はオフされ、バイパス給電モード時はオンされる。サイリスタスイッチ４は、スイッチＳ４に並列接続され、インバータ給電モードからバイパス給電モードに切換える時に所定時間だけ無瞬断でオンする。制御部５は、無停電電源装置Ｕ１全体を制御する。また、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の制御部５は、互いに通信回線６によって結合されており、各制御部５と他の制御部５との間で信号の送受信が可能となっている。

無停電電源装置Ｕ２，Ｕ３の各々は、無停電電源装置Ｕ１と同じ構成である。ただし、無停電電源装置Ｕ２，Ｕ３のバッテリ端子Ｔ３には、それぞれバッテリＢ２，Ｂ３が接続される。

また、出力盤７は、スイッチＳ１１〜Ｓ１３と出力端子Ｔ１１を備える。スイッチＳ１１〜Ｓ１３の各々は、たとえばブレーカである。スイッチＳ１１〜Ｓ１３の一方端子はそれぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の出力端子Ｔ４に接続され、スイッチＳ１１〜Ｓ１３の他方端子はともに出力端子Ｔ１１に接続される。スイッチＳ１１〜Ｓ１３は、それぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３が使用される場合にオンされ、それぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３が使用されない場合にオフされる。出力端子Ｔ１１には、負荷１２が接続される。

次に、この無停電電源システムの動作について説明する。たとえば、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々の容量は５００ｋＶＡであり、負荷１２は１０００ｋＶＡである。通常は３つの無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３から負荷１２に交流電力が供給される。３つの無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のうちの１つが故障しても残りの２つの無停電電源装置によって負荷１２の運転が可能となっている。

まず商用交流電源１０およびバイパス交流電源１１から交流電力が正常に供給されている場合について説明する。負荷１２の運転を開始する場合は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ４をオンさせるとともにスイッチＳ３をオフさせ、出力盤７のスイッチＳ１１〜Ｓ１３をオンさせる。これにより、バイパス交流電源１１から無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のスイッチＳ４および出力盤７のスイッチＳ１１〜Ｓ１３を介して負荷１２に交流電力が供給されて負荷１２が運転される。

また、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々においてコンバータ１、双方向チョッパ２、およびインバータ３を運転させる。バッテリＢ１〜Ｂ３の充電が完了し、かつインバータ３の出力電圧が安定したら、スイッチＳ３をオンさせる。この場合は、バイパス交流電源１１と３つのインバータ３から交流電力が負荷１２に供給される。次に、スイッチＳ４がオフされ、図２に示すように、３つのインバータ３から負荷１２に交流電力が供給される。

交流電源１０，１１から交流電力が正常に供給されなくなった場合、すなわち停電が発生した場合は、スイッチＳ１がオフされるとともにコンバータ１の運転が停止される。また、図３に示すように、バッテリＢ１〜Ｂ３の直流電力が双方向チョッパ２を介してインバータ３に供給され、３つのインバータ３から負荷１２に交流電力が供給される。したがって、停電が発生した場合でも、バッテリＢ１〜Ｂ３の直流電力が蓄えられている限りは、負荷１２の運転が継続される。交流電源１０，１１からの交流電力の供給が短時間で再開された場合、すなわち復電した場合は、図３から図２の状態に戻る。

次に、この無停電電源システムの問題点について説明する。バッテリＢ１〜Ｂ３の電力貯蔵量と無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の電力消費量にはばらつきがあるので、停電が長時間継続した場合は、バッテリＢ１〜Ｂ３の端子間電圧にばらつきが発生する。ここでは、停電が長時間継続し、バッテリＢ１〜Ｂ３の端子間電圧が互いに異なる時刻に順次放電終止電圧に到達するものとする。

まずバッテリＢ１の端子間電圧が放電終止電圧に到達し、インバータ３の出力電圧を目標電圧に調整することが不可能になると、無停電電源装置Ｕ１の制御部５は、インバータ３が故障したと判断してインバータ３の運転を停止させるとともにスイッチＳ３をオフさせる。また、無停電電源装置Ｕ１の制御部５は、スイッチＳ３をオフさせたことを示す信号を他の無停電電源装置Ｕ２，Ｕ３の制御部５に送信する。

次いでバッテリＢ２の端子間電圧が放電終止電圧に到達し、インバータ３の出力電圧を目標電圧に調整することが不可能になると、無停電電源装置Ｕ２の制御部５は、図４に示すように、インバータ３が故障したと判断してインバータ３の運転を停止させるとともにスイッチＳ３をオフさせる。また、無停電電源装置Ｕ２の制御部５は、スイッチＳ３をオフさせたことを示す信号を他の無停電電源装置Ｕ１，Ｕ３の制御部５に送信する。

さらに、バッテリＢ３の端子間電圧が放電終止電圧に到達し、インバータ３の出力電圧を目標電圧に調整することが不可能になると、無停電電源装置Ｕ３の制御部５は、図５に示すように、インバータ３が故障したと判断してインバータ３の運転を停止させるとともにスイッチＳ３をオフさせる。また、無停電電源装置Ｕ３の制御部５は、全無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のインバータ３が故障したと判別し、バイパス給電切換指令信号φＢＰを活性化レベルにしてラッチするとともに他の無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２の制御部５に送信する。

制御部５でも電力が消費されるので、この時点でバッテリＢ１，Ｂ２の端子間電圧がさらに低下し、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２の制御部５の動作が不可能になっている場合は、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２の制御部５は無停電電源装置Ｕ３から送信されたバイパス給電切換指令信号φＢＰを受信およびラッチすることができない。

このため、その後に交流電源１０，１１からの電力供給が再開された場合、図６に示すように、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２のスイッチＳ４はオンされず、無停電電源装置Ｕ３のスイッチＳ４だけがオンされる。したがって、バイパス交流電源１１から１つのスイッチＳ４のみを介して負荷１２に交流電力が供給されるので、そのスイッチＳ４に流れる電流が過大になり、そのスイッチＳ４がオフされて負荷１２の運転が再度停止されるという問題がある。

[実施の形態１]
図７は、この発明の実施の形態１による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図７を参照して、この無停電電源システムが図１の無停電電源システムと異なる点は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々において電圧検出器２０が追加されるとともに制御部５が制御部２１と置換され、出力盤７においてスイッチＳ１１〜Ｓ１３がそれぞれスイッチＳ２１〜Ｓ２３で置換されている点である。

電圧検出器２０は、出力端子Ｔ４における交流電圧の瞬時値を検出し、その検出値を示す信号を制御部２１に与える。スイッチＳ２１〜Ｓ２３の一方端子はそれぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の出力端子Ｔ４に接続され、それらの他方端子はともに出力盤７の出力端子Ｔ１１に接続される。スイッチＳ２１〜Ｓ２３は、それぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３が使用される場合にオンされる。スイッチＳ２１〜Ｓ２３は、たとえば、それぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のメンテナンス時にオフされる。

また、スイッチＳ２１〜Ｓ２３は、信号φ２１〜φ２３を制御部２１に出力する。スイッチＳ２１〜Ｓ２３がオンされている場合はそれぞれ信号φ２１〜φ２３は「Ｈ」レベルにされ、スイッチＳ２１〜Ｓ２３がオフされている場合はそれぞれ信号φ２１〜φ２３は「Ｌ」レベルにされる。

無停電電源装置Ｕ１の制御部２１は、制御部５と同じ機能に加え、対応する電圧検出器２０の検出値が予め定められた下限電圧ＶＬ（たとえば、定格電圧ＶＲの５０％の電圧）よりも低下し、かつ信号φ２１が「Ｈ」レベルである場合に、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルから活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げ、「Ｈ」レベルのバイパス給電指令信号φＢＰＡをラッチする。

同様に、無停電電源装置Ｕ２の制御部２１は、制御部５と同じ機能に加え、対応する電圧検出器２０の検出値が予め定められた下限電圧ＶＬよりも低下し、かつ信号φ２２が「Ｈ」レベルである場合に、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルから活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げ、「Ｈ」レベルのバイパス給電指令信号φＢＰＡをラッチする。

同様に、無停電電源装置Ｕ３の制御部２１は、制御部５と同じ機能に加え、対応する電圧検出器２０の検出値が予め定められた下限電圧ＶＬよりも低下し、かつ信号φ２３が「Ｈ」レベルである場合に、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡを非活性化レベルの「Ｌ」レベルから活性化レベルの「Ｈ」レベルに立ち上げ、「Ｈ」レベルのバイパス給電指令信号φＢＰＡをラッチする。

交流電源１０，１１から交流電力が正常に供給されている通常時において「Ｈ」レベルのバイパス給電切換指令信号φＢＰＡがラッチされた場合は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々においてスイッチＳ３がオフされるとともにサイリスタスイッチ４およびスイッチＳ４がオンされ、インバータ給電からバイパス給電に切換えられる。サイリスタスイッチ４は、所定時間経過後にオフされる。

交流電源１０，１１から交流電力が正常に供給されていない停電時において「Ｈ」レベルのバイパス給電切換指令信号φＢＰＡがラッチされた場合は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々においてスイッチＳ３がオフされ、負荷１２の運転が停止される。

交流電源１０，１１からの交流電力の供給が再開された場合は、各制御部２１に「Ｈ」レベルのバイパス給電切換指令信号φＢＰＡがラッチされているので、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々はバイパス給電モードにされ、スイッチＳ３がオフされるとともにスイッチＳ４，４がオンされ、サイリスタスイッチ４が所定時間後にオフされる。したがって、バイパス交流電源１１から３つのスイッチＳ４を介して負荷１２に交流電力が供給されるので、比較例のように１つのスイッチＳ４のみに過電流が流れてスイッチＳ４がトリップされることはない。

図８は、無停電電源装置Ｕ１の制御部２１のうちの給電モードの切換に関連する部分の構成を示す回路図である。図８において、制御部２１は、コンパレータ３０、ＡＮＤゲート３１、ＯＲゲート３２、ラッチ回路３３、および給電モード切換回路３４を含む。

コンパレータ３０の反転入力端子（−端子）は出力電圧Ｖｏを受け、その非反転入力端子（＋端子）は下限電圧ＶＬを受ける。ＡＮＤゲート３１は、スイッチＳ２１からの信号φ２１と、コンパレータ３０の出力信号との論理積信号を出力する。ＯＲゲート３２は、比較例で説明したバイパス給電切換指令信号φＢＰと、ＡＮＤゲート３１の出力信号との論理和信号をバイパス給電切換指令信号φＢＰＡとして出力する。ラッチ回路３３は、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡを保持および出力する。コンパレータ３０、ＡＮＤゲート３１、ＯＲゲート３２、およびラッチ回路３３は、信号発生回路を構成する。

給電モード切換回路３４は、バイパス交流電源１１から交流電力が正常に供給され、かつバイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｈ」レベルである場合は、スイッチＳ３をオフさせるとともにスイッチＳ４およびサイリスタスイッチ４をオンさせ、サイリスタスイッチ４を所定時間後にオフさせ、バイパス交流電源１１からの交流電力を負荷１２に供給させる。

また、給電モード切換回路３４は、バイパス交流電源１１から交流電力が正常に供給されておらず、かつバイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｈ」レベルである場合は、スイッチＳ３，Ｓ４，４をオフさせ、負荷１２への交流電力の供給を停止する。なお、給電モード切換回路３４は、たとえば、バイパス端子Ｔ２に所定電圧以上の交流電圧が印加されているか否かに基づいて、バイパス交流電源１１から交流電力が正常に供給されているか否かを判別する。

また、給電モード切換回路３４は、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｌ」レベルである場合は、スイッチＳ３をオンさせるとともにスイッチＳ４およびサイリスタスイッチ４をオフさせ、インバータ３で生成された交流電力を負荷１２に供給させる。

商用交流電源１０から交流電源力が正常に供給されている通常時では、出力電圧Ｖｏが下限電圧ＶＬよりも高くなってコンパレータ３０の出力信号は「Ｌ」レベルとなる。停電が発生してバッテリＢ１の端子間電圧が低下した結果、出力電圧Ｖｏが下限電圧ＶＬよりも低下すると、コンパレータ３０の出力信号は「Ｈ」レベルになる。

また、スイッチＳ２１がオンされている場合は、信号φ２１が「Ｈ」レベルになり、コンパレータ３０の出力信号がゲート３１，３２を通過し、ラッチ回路３３でラッチされてバイパス給電切換指令信号φＢＰＡとなる。また、スイッチＳ２１がオフされている場合は、信号φ２１が「Ｌ」レベルになり、ＡＮＤゲート３１の出力信号は「Ｌ」レベルに固定される。したがって、スイッチＳ２１がオンされ、かつ出力電圧Ｖｏが下限電圧ＶＬよりも低下した場合に、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｈ」レベルにされる。

無停電電源装置Ｕ２の制御部２１のうちの給電モードの切換に関連する部分は、信号φ２１が信号φ２２で置換される点を除き、図８で示したものと同じである。無停電電源装置Ｕ３の制御部２１のうちの給電モードの切換に関連する部分は、信号φ２１が信号φ２３で置換される点を除き、図８で示したものと同じである。なお、スイッチＳ２１〜Ｓ２３がオンされている場合は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の出力端子Ｔ４の電圧Ｖｏは同レベルになる。

この実施の形態１では、スイッチＳ２１〜Ｓ２３がオンされ、かつ出力電圧Ｖｏが下限電圧ＶＬよりも低下した場合に、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げられて各制御部２１にラッチされる。したがって、停電が長時間継続した後に交流電源１０，１１からの交流電力の供給が再開された場合は、３つのスイッチＳ４がオンされる。よって、スイッチＳ４として小容量で低価格のスイッチを使用することができ、装置の低コスト化を図ることができる。

図９は、実施の形態１の変更例を示す回路ブロック図であって、図７と対比される図である。図９を参照して、この変更例が図７の無停電電源システムと異なる点は、電圧検出器２０が出力端子Ｔ４の代わりに出力端子Ｔ１１の交流電圧の瞬時値を検出する点である。スイッチＳ２１〜Ｓ２３がオンされている場合は、出力端子Ｔ４の電圧と出力端子Ｔ１１の電圧は同じになるので、この変更例でも、実施の形態１と同じ結果および効果が得られる。

図１０は、実施の形態１の他の変更例を示す回路ブロック図であって、図９と対比される図である。図１０を参照して、この変更例が図９の無停電電源システムと異なる点は、スイッチＳ２１〜Ｓ２３の出力信号φ２１〜φ２３の代わりに「Ｈ」レベルの信号が各制御部２１に与えられる点である。スイッチＳ２１〜Ｓ２３がオンされている場合は、信号φ２１〜φ２３は「Ｈ」レベルにされるので、この変更例でも、実施の形態１と同じ結果および効果が得られる。

[実施の形態２]
図１１は、この発明の実施の形態２による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図１１を参照して、この無停電電源システムが図１の無停電電源システムと異なる点は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々において制御部５が制御部４０と置換され、出力盤７においてスイッチＳ１１〜Ｓ１３がそれぞれスイッチＳ２１〜Ｓ２３で置換されている点である。スイッチＳ２１〜Ｓ２３については、図７で説明した通りである。

各無停電電源装置（たとえばＵ３）の制御部４０は、バイパス給電を実行した後にバイパス給電実行信号（この場合はφＢＰＢ３）を通信回線６を介して他の無停電電源装置（この場合はＵ１，Ｕ２）の制御部４０に送信する。バイパス給電実行信号φＢＰＢ３を受信した他の各無停電電源装置（この場合はＵ１またはＵ２）の制御部４０は、スイッチ（Ｓ２１またはＳ２２）からの信号（φ２１またはφ２２）が「Ｈ」レベルである場合にバイパス切換指令信号φＢＰＡを「Ｈ」レベルにし、スイッチＳ３をオフさせるとともにスイッチＳ４，４をオンさせる。

したがって、図４〜図６で示したように停電が長時間継続してバッテリＢ１〜Ｂ３の端子間電圧が順次放電終止電圧よりも低下した後に交流電源１０，１１からの交流電力の供給が再開された場合、１つの無停電電源装置（たとえばＵ３）でバイパス給電が実行されると、他の無停電電源装置（この場合はＵ１，Ｕ２）でもバイパス給電が実行され、３つのスイッチＳ４がオンされる。よって、スイッチＳ４として小容量で低価格のスイッチを使用することができ、装置の低コスト化を図ることができる。

図１２は、無停電電源装置Ｕ１の制御部４０のうちの給電モードの切換に関連する部分の構成を示す回路図であって、図８と対比される図である。図１２において、制御部４０は、ＯＲゲート４１，４３、ＡＮＤゲート４２、ラッチ回路４４、および給電モード切換回路４５を含む。

ＯＲゲート４１は、無停電電源装置Ｕ２からのバイパス給電実行信号φＢＰＢ２と無停電電源装置Ｕ３からのバイパス給電実行信号φＢＰＢ３との論理和信号を出力する。ＡＮＤゲート４２は、スイッチＳ２１からの信号φ２１と、ＯＲゲート４１の出力信号との論理積信号を出力する。ＯＲゲート４３は、比較例で説明したバイパス給電切換指令信号φＢＰと、ＡＮＤゲート４２の出力信号との論理和信号をバイパス給電切換指令信号φＢＰＡとして出力する。ラッチ回路４４は、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡを保持および出力する。ＯＲゲート４１，４３、ＡＮＤゲート４２、およびラッチ回路４４は、信号発生回路を構成する。

給電モード切換回路４５は、バイパス交流電源１１から交流電力が正常に供給され、かつバイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｈ」レベルである場合は、スイッチＳ３をオフさせるとともにスイッチＳ４およびサイリスタスイッチ４をオンさせ、サイリスタスイッチ４を所定時間後にオフさせ、バイパス交流電源１１からの交流電力を負荷１２に供給させる。また、給電モード切換回路４５は、スイッチＳ４をオンさせた後にバイパス給電実行信号φＢＰＢ１を「Ｈ」レベルにする。「Ｈ」レベルのバイパス給電実行信号φＢＰＢ１は、通信回線６を介して他の無停電電源装置Ｕ２，Ｕ３の制御部４０に送信される。

また、給電モード切換回路４５は、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｌ」レベルである場合は、スイッチＳ３をオンさせるとともにスイッチＳ４およびサイリスタスイッチ４をオフさせ、インバータ３で生成された交流電力を負荷１２に供給させる。なお、給電モード切換回路４５は、たとえば、バイパス端子Ｔ２に所定電圧以上の交流電圧が印加されているか否かに基づいて、バイパス交流電源１１から交流電力が正常に供給されているか否かを判別する。

他の無停電電源装置Ｕ２またはＵ３でバイパス給電が行なわれるとバイパス給電実行信号φＢＰＢ２またはφＢＰＢ３が「Ｈ」レベルにされる。また、スイッチＳ１１がオンされている場合は、信号φ２１が「Ｈ」レベルになり、バイパス給電実行信号φＢＰＢ２またはφＢＰＢ３がゲート４１〜４３を通過し、ラッチ回路４４でラッチされてバイパス給電切換指令信号φＢＰＡとなる。また、スイッチＳ１１がオフされている場合は、信号φ２１が「Ｌ」レベルになり、ＡＮＤゲート４２の出力信号は「Ｌ」レベルに固定される。

したがって、スイッチＳ１１がオンされ、かつバイパス切換実行信号φＢＰＢ２またはφＢＰＢ３が「Ｈ」レベルにされた場合に、バイパス給電切換指令信号φＢＰＡが「Ｈ」レベルにされる。

無停電電源装置Ｕ２の制御部４０では、ＯＲゲート４１は無停電電源装置Ｕ１のバイパス給電実行信号φＢＰＢ１と無停電電源装置Ｕ３のバイパス給電実行信号φＢＰＢ３との論理和信号を出力する。また、ＡＮＤゲート４２は、信号φ２１の代わりに信号φ２２を受ける。また、給電モード切換回路４５は、信号φＢＰＢ１の代わりに信号φＢＰＢ２を出力する。

無停電電源装置Ｕ３の制御部４０では、ＯＲゲート４１は無停電電源装置Ｕ１のバイパス給電実行信号φＢＰＢ１と無停電電源装置Ｕ２のバイパス給電実行信号φＢＰＢ２との論理和信号を出力する。また、ＡＮＤゲート４２は、信号φ２１の代わりに信号φ２３を受ける。また、給電モード切換回路４５は、信号φＢＰＢ１の代わりに信号φＢＰＢ３を出力する。

したがって、図４〜図６で示したように停電が長時間継続してバッテリＢ１〜Ｂ３の端子間電圧が順次放電終止電圧よりも低下した場合、無停電電源装置Ｕ３のラッチ回路４４は「Ｈ」レベルのバイパス給電切換指令信号φＢＰＡをラッチする。交流電源１０，１１からの交流電力の供給が再開された場合、無停電電源装置Ｕ３の給電モード切換回路４５は、スイッチＳ３をオフさせるとともにスイッチＳ４，４をオンさせ、信号φＢＰＢ３を「Ｈ」レベルにする。信号φＢＰＢ３が「Ｈ」レベルにされると、無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２において信号φＢＰＡが「Ｈ」レベルにされ、スイッチＳ３がオフされるとともにスイッチＳ４，４がオンされる。

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。

Ｕ１〜Ｕ３ 無停電電源装置、Ｂ１〜Ｂ３ バッテリ、Ｔ１ 入力端子、Ｔ２ バイパス端子、Ｔ３ バッテリ端子、Ｔ４，Ｔ１１ 出力端子、Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ２１〜Ｓ２３ スイッチ、１ コンバータ、２ 双方向チョッパ、３ インバータ、４ サイリスタスイッチ、５，２１，４０ 制御部、６ 通信回線、７ 出力盤、１０ 商用交流電源、１１ バイパス交流電源、１２ 負荷、２０ 電圧検出器、３０ コンパレータ、３１，４２ ＡＮＤゲート、３２，４１，４２ ＯＲゲート、３３，４４ ラッチ回路、３４，４５ 給電モード切換回路。

Claims (7)

1. 負荷に対して並列接続された複数の無停電電源装置を備え、
   各無停電電源装置は、
   商用交流電源から交流電力が正常に供給されている通常時は、前記商用交流電源から受けた交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を電力貯蔵装置に蓄えるとともに交流電力に変換し、前記商用交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
   一方端子が前記電力変換部によって生成された交流電力を受ける第１のスイッチと、
   一方端子がバイパス交流電源からの交流電力を受けるバイパススイッチと、
   前記第１のスイッチの他方端子および前記バイパススイッチの他方端子に接続された出力端子と、
   前記停電時において前記電力変換部の出力電圧が予め定められた下限電圧よりも低下した場合に、バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチするとともに前記第１のスイッチをオフさせる信号発生回路と、
   前記信号発生回路によって活性化レベルの前記バイパス給電切換指令信号がラッチされ、かつ前記バイパス交流電源から交流電力が正常に供給されている場合に、対応するバイパススイッチをオンさせる給電モード切換回路とを含む、無停電電源システム。
2. 各無停電電源装置は、さらに、前記出力端子の電圧を検出する電圧検出器を含み、
   前記信号発生回路は、前記停電時において前記電圧検出器によって検出された電圧が前記予め定められた下限電圧よりも低下した場合に、前記バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチするとともに対応する第１のスイッチをオフさせる、請求項１に記載の無停電電源システム。
3. さらに、各無停電電源装置に対応して設けられ、一方端子が対応する無停電電源装置の前記出力端子に接続され、他方端子が前記負荷に接続され、対応する無停電電源装置が使用される場合にオンされる第２のスイッチを備え、
   前記信号発生回路は、前記停電時において前記電圧検出器によって検出された電圧が前記予め定められた下限電圧よりも低下し、かつ対応する第２のスイッチがオンされている場合に、前記バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチするとともに前記第１のスイッチをオフさせる、請求項２に記載の無停電電源システム。
4. さらに、各無停電電源装置に対応して設けられ、一方端子が対応する無停電電源装置の前記出力端子に接続され、他方端子が前記負荷に接続され、対応する無停電電源装置が使用される場合にオンされる第２のスイッチを備え、
   各無停電電源装置は、さらに、対応する第２のスイッチの他方端子の電圧を検出する電圧検出器を含み、
   前記信号発生回路は、前記停電時において前記電圧検出器によって検出された電圧が前記予め定められた下限電圧よりも低下した場合に、前記バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチするとともに前記第１のスイッチをオフさせる、請求項１に記載の無停電電源システム。
5. 前記信号発生回路は、前記停電時において前記電圧検出器によって検出された電圧が前記予め定められた下限電圧よりも低下し、かつ対応する第２のスイッチがオンされている場合に、前記バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチするとともに前記第１のスイッチをオフさせる、請求項４に記載の無停電電源システム。
6. 負荷に対して並列接続された複数の無停電電源装置を備え、
   各無停電電源装置は、
   商用交流電源から交流電力が正常に供給されている通常時は、前記商用交流電源から受けた交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を電力貯蔵装置に蓄えるとともに交流電力に変換し、前記商用交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
   一方端子が前記電力変換部によって生成された交流電力を受ける第１のスイッチと、
   一方端子がバイパス交流電源からの交流電力を受けるバイパススイッチと、
   前記第１のスイッチの他方端子および前記バイパススイッチの他方端子に接続された出力端子と、
   前記複数の無停電電源装置に含まれる複数の前記電力変換部の全てが故障したと判別した場合はバイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチする信号発生回路と、
   前記信号発生回路によって活性化レベルの前記バイパス給電切換指令信号がラッチされ、かつ前記バイパス交流電源から交流電力が正常に供給されている場合に、前記第１のスイッチをオフさせ、かつ前記バイパススイッチをオンさせるとともにバイパス給電実行信号を他の各無停電電源装置の前記信号発生回路に出力する給電モード切換回路とを含み、
   前記信号発生回路は、さらに、他の無停電電源装置の前記給電モード切換回路から前記バイパス給電実行信号を受けた場合に前記第１のスイッチをオフさせるとともに前記バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチする、無停電電源システム。
7. さらに、各無停電電源装置に対応して設けられ、一方端子が対応する出力端子に接続され、他方端子が前記負荷に接続され、対応する無停電電源装置が使用される場合にオンされる第２のスイッチを備え、
   各信号発生回路は、さらに、他の無停電電源装置の前記給電モード切換回路から前記バイパス給電実行信号を受け、かつ対応する第２のスイッチがオンされている場合に、対応する第１のスイッチをオフさせるとともに前記バイパス給電切換指令信号を活性化レベルにしてラッチする、請求項６に記載の無停電電源システム。

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