JP6396013B2 - Uninterruptible power supply system - Google Patents

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Description

この発明は無停電電源システムに関し、特に、高電圧を出力する無停電電源システムに関する。   The present invention relates to an uninterruptible power supply system, and more particularly to an uninterruptible power supply system that outputs a high voltage.

従来より、無停電電源装置の出力電圧を変圧器で昇圧して負荷に供給する無停電電源システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, an uninterruptible power supply system that boosts an output voltage of an uninterruptible power supply device with a transformer and supplies the boosted voltage to a load is known (for example, see Patent Document 1).

また、主交流電源が故障した場合に、フライホイール装置を含むエネルギー蓄積装置によって発電機を起動させる無停電電源システムも知られている（たとえば、特許文献２参照）。   An uninterruptible power supply system is also known in which a generator is activated by an energy storage device including a flywheel device when a main AC power supply fails (see, for example, Patent Document 2).

特開平５−３８０５５号公報JP-A-5-38055 特表２００１−５０２５１９号公報JP-T-2001-502519

しかし、従来の無停電電源装置では、変圧器における電力損失が大きく、効率が低いという問題があった。   However, the conventional uninterruptible power supply has a problem that the power loss in the transformer is large and the efficiency is low.

それゆえに、この発明の主たる目的は、高電圧を出力することが可能で効率が高い無停電電源システム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 system capable of outputting a high voltage and having high efficiency.

この発明に係る無停電電源システムは、商用交流電源から供給される交流電力を受ける１次巻線と、互いに絶縁された複数の２次巻線とを含む変圧器と、それぞれ複数の２次巻線に対応して設けられ、各々が、対応の２次巻線の端子間電圧を直流電圧に変換するコンバータと、直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを含み、出力電圧の制御が可能なＮ台（ただし、Ｎは２以上の整数である）の無停電電源装置と、Ｎ台の無停電電源装置のうちの正常なＭ台（ただし、Ｍは２以上でＮ以下の整数である）の無停電電源装置を負荷に対して直列接続する切換回路とを備える。切換回路によって直列接続されたＭ台の無停電電源装置において各段の無停電電源装置は前段の出力電圧に自己の出力電圧を加算して次段に出力し、最終段の無停電電源装置はＭ台の無停電電源装置の出力電圧の総和の交流電圧を負荷に出力する。この無停電電源装置は、さらに、最終段の無停電電源装置の出力電圧が目標電圧になるようにＭ台の無停電電源装置の各々を制御する制御装置を備える。   An uninterruptible power supply system according to the present invention includes a transformer including a primary winding that receives AC power supplied from a commercial AC power supply, a plurality of secondary windings insulated from each other, and a plurality of secondary windings. Each of which includes a converter for converting the voltage between the terminals of the corresponding secondary winding into a DC voltage and an inverter for converting the DC voltage into an AC voltage, and can control the output voltage. N (where N is an integer greater than or equal to 2) uninterruptible power supplies and normal M units of the N uninterruptible power supplies (where M is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to N) And a switching circuit for serially connecting the uninterruptible power supply apparatus to the load. In M uninterruptible power supplies connected in series by a switching circuit, the uninterruptible power supply at each stage adds its own output voltage to the output voltage of the previous stage and outputs it to the next stage, and the uninterruptible power supply at the final stage is The sum of the output voltages of the M uninterruptible power supplies is output to the load. The uninterruptible power supply further includes a control device that controls each of the M uninterruptible power supplies so that the output voltage of the last-stage uninterruptible power supply becomes the target voltage.

この発明に係る無停電電源システムでは、Ｍ台の無停電電源装置を負荷に対して直列接続することにより、負荷に高電圧を供給する。したがって、出力変圧器を使用しないので、高い効率が得られる。   In the uninterruptible power supply system according to the present invention, a high voltage is supplied to the load by connecting M uninterruptible power supply apparatuses in series to the load. Therefore, since no output transformer is used, high efficiency can be obtained.

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。It is a circuit block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply system by Embodiment 1 of this invention. 図１に示した入力変圧器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the input transformer shown in FIG. 図１に示した高圧無停電電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high voltage uninterruptible power supply shown in FIG. 図３に示した無停電電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply device shown in FIG. 図１に示した電力変換器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the power converter shown in FIG. 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。It is a circuit block diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply system by Embodiment 2 of this invention. 図６に示した高圧無停電電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high voltage uninterruptible power supply shown in FIG. 図７に示した無停電電源装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the uninterruptible power supply shown in FIG. 図７に示した高圧無停電電源装置のうちのＵ相に関連する部分の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation | movement of the part relevant to the U phase among the high voltage | pressure uninterruptible power supply devices shown in FIG.

[実施の形態１]
本発明の実施の形態１による無停電電源システムは、図１に示すように、入力端子Ｔ１、バイパス端子Ｔ２、出力端子Ｔ３、スイッチＳ１〜Ｓ８、入力変圧器１、高圧無停電電源装置２、およびエネルギー蓄積装置４を備える。この無停電電源システムは、商用交流電源１０およびバイパス交流電源１１から三相三線式の商用交流電力を受けて、三相三線式の商用周波数の交流電力を負荷１２に出力する。たとえば、商用交流電力の線間電圧は３３００Ｖであり、相電圧は１９０５Ｖである。ただし、図面および説明の簡単化のため、図１では一相一線分の回路が示されている。 [Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, the uninterruptible power supply system according to Embodiment 1 of the present invention includes an input terminal T1, a bypass terminal T2, an output terminal T3, switches S1 to S8, an input transformer 1, a high-voltage uninterruptible power supply device 2, And an energy storage device 4. The uninterruptible power supply system receives a three-phase three-wire commercial AC power from the commercial AC power supply 10 and the bypass AC power supply 11 and outputs a three-phase three-wire commercial frequency AC power to the load 12. For example, the line voltage of commercial AC power is 3300V, and the phase voltage is 1905V. However, for simplification of the drawings and description, FIG. 1 shows a circuit for one phase and one line.

入力端子Ｔ１は、商用交流電源１０からの商用交流電力を受ける。バイパス端子Ｔ２は、バイパス交流電源１１からの商用交流電力を受ける。出力端子Ｔ３は、負荷１２に接続される。スイッチＳ１は、たとえばブレーカであり、入力端子Ｔ１と入力変圧器１の１次巻線との間に接続され、通常時はオンされ、無停電電源システムのメンテナンス時にオフされる。   Input terminal T <b> 1 receives commercial AC power from commercial AC power supply 10. The bypass terminal T <b> 2 receives commercial AC power from the bypass AC power supply 11. The output terminal T3 is connected to the load 12. The switch S1 is a breaker, for example, and is connected between the input terminal T1 and the primary winding of the input transformer 1, and is normally turned on and turned off during maintenance of the uninterruptible power supply system.

図２は、入力変圧器１の構成を示す回路図である。図２において、入力変圧器１は、３個の１次巻線ＣＲ，ＣＳ，ＣＴと、互いに絶縁された９組の２次巻線ＣＵ１，ＣＶ１，ＣＷ１；…；ＣＵ９，ＣＶ９，ＣＷ９とを含む。１次巻線ＣＲ，ＣＳ，ＣＴの一方端子はそれぞれＲ相、Ｓ相、およびＴ相の交流電圧ＶＲ，ＶＳ，ＶＴを受け、それらの他方端子は互いに接続されている。交流電圧ＶＲ，ＶＳ，ＶＴは、ともに１９０５Ｖであり、それらの位相は１２０度ずつずれている。   FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the input transformer 1. In FIG. 2, the input transformer 1 includes three primary windings CR, CS, and CT, and nine sets of secondary windings CU1, CV1, and CW1 that are insulated from each other; CU9, CV9, and CW9. Including. One terminals of the primary windings CR, CS, and CT receive R-phase, S-phase, and T-phase AC voltages VR, VS, and VT, respectively, and the other terminals are connected to each other. AC voltages VR, VS, and VT are all 1905 V, and their phases are shifted by 120 degrees.

２次巻線ＣＵ１〜ＣＵ９は、１次巻線ＣＲと電磁結合されている。２次巻線ＣＶ１〜ＣＶ９は、１次巻線ＣＳと電磁結合されている。２次巻線ＣＷ１〜ＣＷ９は、１次巻線ＣＴと電磁結合されている。２次巻線ＣＵ１〜ＣＵ９の一方端子にはそれぞれＵ相の交流電圧ＶＵ１〜ＶＵ９が出力され、それらの他方端子は互いに接続されている。２次巻線ＣＶ１〜ＣＶ９の一方端子にはそれぞれＶ相の交流電圧ＶＶ１〜ＶＶ９が出力され、それらの他方端子は互いに接続されている。２次巻線ＣＷ１〜ＣＷ９の一方端子にはそれぞれＷ相の交流電圧ＶＷ１〜ＶＷ９が出力され、それらの他方端子は互いに接続されている。交流電圧ＶＵ１〜ＶＵ９，ＶＶ１〜ＶＶ９，ＶＷ１〜ＶＷ９は、ともに１９０５Ｖである。Ｕ相の交流電圧ＶＵ１〜ＶＵ９とＶ相の交流電圧ＶＶ１〜ＶＶ９とＷ相の交流電圧ＶＷ１〜ＶＷ９の位相は１２０度ずつずれている。   Secondary windings CU1-CU9 are electromagnetically coupled to primary winding CR. The secondary windings CV1 to CV9 are electromagnetically coupled to the primary winding CS. The secondary windings CW1 to CW9 are electromagnetically coupled to the primary winding CT. The U-phase AC voltages VU1 to VU9 are output to one terminal of the secondary windings CU1 to CU9, respectively, and the other terminals are connected to each other. The V-phase AC voltages VV1 to VV9 are output to one terminals of the secondary windings CV1 to CV9, respectively, and the other terminals are connected to each other. W-phase AC voltages VW1 to VW9 are output to one terminals of the secondary windings CW1 to CW9, respectively, and the other terminals are connected to each other. AC voltages VU1 to VU9, VV1 to VV9, and VW1 to VW9 are all 1905V. The phases of the U-phase AC voltages VU1 to VU9, the V-phase AC voltages VV1 to VV9, and the W-phase AC voltages VW1 to VW9 are shifted by 120 degrees.

図３は、高圧無停電電源装置２の構成を示す回路ブロック図である。図３において、高圧無停電電源装置２は、制御回路１５と、９個の無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３，ＵＶ１〜ＵＶ３，ＵＷ１〜ＵＷ３と、切換回路１６と、３個の出力端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷとを含む。制御回路１５は、高圧無停電電源装置２全体を制御する。   FIG. 3 is a circuit block diagram showing the configuration of the high-voltage uninterruptible power supply 2. In FIG. 3, the high-voltage uninterruptible power supply 2 includes a control circuit 15, nine uninterruptible power supplies UU1 to UU3, UV1 to UV3, UW1 to UW3, a switching circuit 16, and three output terminals TU and TV. , TW. The control circuit 15 controls the entire high voltage uninterruptible power supply 2.

切換回路１６は、スイッチＳＵ１ａ〜ＳＵ１ｃ，ＳＵ２ａ〜ＳＵ２ｃ，ＳＵ３ａ〜ＳＵ３ｃ，ＳＶ１ａ〜ＳＶ１ｃ，ＳＶ２ａ〜ＳＶ２ｃ，ＳＶ３ａ〜ＳＶ３ｃ，ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃ，ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃ，ＳＷ３ａ〜ＳＷ３ｃを含む。スイッチＳＵ１ａ〜ＳＵ１ｃ，ＳＵ２ａ〜ＳＵ２ｃ，ＳＵ３ａ〜ＳＵ３ｃは、制御回路１５によって制御され、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３のうちの正常な無停電電源装置を中性点ＮＰと出力端子ＴＵとの間に直列接続する。   The switching circuit 16 includes switches SU1a to SU1c, SU2a to SU2c, SU3a to SU3c, SV1a to SV1c, SV2a to SV2c, SV3a to SV3c, SW1a to SW1c, SW2a to SW2c, SW3a to SW3c. The switches SU1a to SU1c, SU2a to SU2c, and SU3a to SU3c are controlled by the control circuit 15, and the normal uninterruptible power supply unit among the uninterruptible power supply units UU1 to UU3 is connected between the neutral point NP and the output terminal TU. Connect in series.

スイッチＳＶ１ａ〜ＳＶ１ｃ，ＳＶ２ａ〜ＳＶ２ｃ，ＳＶ３ａ〜ＳＶ３ｃは、制御回路１５によって制御され、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３のうちの正常な無停電電源装置を中性点ＮＰと出力端子ＴＶとの間に直列接続する。スイッチＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃ，ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃ，ＳＷ３ａ〜ＳＷ３ｃは、制御回路１５によって制御され、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３のうちの正常な無停電電源装置を中性点ＮＰと出力端子ＴＷとの間に直列接続する。制御回路１５は、高圧無停電電源装置２の出力電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷが目標電圧になるように無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３，ＵＶ１〜ＵＶ３，ＵＷ１〜ＵＷ３のうちの正常な無停電電源装置を制御する。   The switches SV1a to SV1c, SV2a to SV2c, and SV3a to SV3c are controlled by the control circuit 15, and the normal uninterruptible power supply device among the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 is placed between the neutral point NP and the output terminal TV. Connect in series. The switches SW1a to SW1c, SW2a to SW2c, and SW3a to SW3c are controlled by the control circuit 15, and the normal uninterruptible power supply device among the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 is connected between the neutral point NP and the output terminal TW. Connect in series. The control circuit 15 is a normal uninterruptible power supply among the uninterruptible power supplies UU1 to UU3, UV1 to UV3, and UW1 to UW3 so that the output voltages VU, VV, and VW of the high-voltage uninterruptible power supply 2 become the target voltage. To control.

詳しく説明すると、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３，ＵＶ１〜ＵＶ３，ＵＵ１〜ＵＵ３の入力端子Ｔ１１はそれぞれ２次巻線ＣＵ１〜ＣＵ９の一方端子に接続され、それらの入力端子Ｔ１２はそれぞれ２次巻線ＣＶ１〜ＣＶ９の一方端子に接続され、それらの入力端子Ｔ１３はそれぞれ２次巻線ＣＷ１〜ＣＷ９の一方端子に接続される。無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３の各々は、入力端子Ｔ１１〜Ｔ１３に与えられた三相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を商用周波数のＵ相交流電力に変換する。無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３の出力端子Ｔ１４，Ｔ１５間には、それぞれ商用周波数のＵ相交流電圧ＶＵ１１〜ＶＵ１３が出力される。無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３の出力電圧ＶＵ１１〜ＶＵ１３の各々は制御可能になっている。   More specifically, the input terminals T11 of the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3, UV1 to UV3, UU1 to UU3 are respectively connected to one terminals of the secondary windings CU1 to CU9, and the input terminals T12 are respectively connected to the secondary windings. These terminals are connected to one terminals of CV1 to CV9, and their input terminals T13 are connected to one terminals of secondary windings CW1 to CW9, respectively. Each of uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 converts three-phase AC power applied to input terminals T11 to T13 into DC power, and converts the DC power into U-phase AC power having a commercial frequency. The commercial frequency U-phase AC voltages VU11 to VU13 are output between the output terminals T14 and T15 of the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3, respectively. Each of the output voltages VU11 to VU13 of the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 can be controlled.

スイッチＳＵ１ｃ〜ＳＵ３ｃは、中性点ＮＰと出力端子ＴＵの間に直列接続され、それぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３が正常である場合は非導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３が故障した場合は導通状態にされる。   The switches SU1c to SU3c are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TU. When the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are normal, the switches SU1c to SU3c are turned off, and the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are In case of failure, it is turned on.

スイッチＳＵ１ａ〜ＳＵ３ａの一方端子はそれぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３の出力端子Ｔ１４に接続され、それらの他方端子はそれぞれスイッチＳＵ１ｃ〜ＳＵ３ｃの一方端子（出力端子ＴＵ側の端子）に接続される。スイッチＳＵ１ａ〜ＳＵ３ａは、それぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３が正常である場合は導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３が故障した場合は非導通状態にされる。   One terminals of the switches SU1a to SU3a are respectively connected to the output terminal T14 of the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3, and the other terminals thereof are respectively connected to one terminals (terminals on the output terminal TU side) of the switches SU1c to SU3c. The switches SU1a to SU3a are turned on when the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are normal, and are turned off when the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are broken.

スイッチＳＵ１ｂ〜ＳＵ３ｂの一方端子はそれぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３の出力端子Ｔ１５に接続され、それらの他方端子はそれぞれスイッチＳＵ１ｃ〜ＳＵ３ｃの他方端子（中性点ＮＰ側の端子）に接続される。スイッチＳＵ１ｂ〜ＳＵ３ｂは、それぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３が正常である場合は導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３が故障した場合は非導通状態にされる。   One terminals of switches SU1b to SU3b are connected to output terminals T15 of uninterruptible power supply devices UU1 to UU3, respectively, and the other terminals thereof are connected to the other terminals (terminals on the neutral point NP side) of switches SU1c to SU3c, respectively. . The switches SU1b to SU3b are turned on when the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are normal, and are turned off when the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are broken.

たとえば、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３がともに正常である場合は、図３に示すように、スイッチＳＵ１ａ〜ＳＵ３ａ，ＳＵ１ｂ〜ＳＵ３ｂが導通状態にされ、スイッチＳＵ１ｃ〜ＳＵ３ｃが非導通状態にされる。これにより、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３は中性点ＮＰおよび出力端子ＴＵ間に直列接続される。   For example, when uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are all normal, switches SU1a to SU3a and SU1b to SU3b are turned on and switches SU1c to SU3c are turned off as shown in FIG. Thereby, uninterruptible power supply devices UU1-UU3 are connected in series between neutral point NP and output terminal TU.

無停電電源装置ＵＵ２は、前段の無停電電源装置ＵＵ１の出力電圧ＶＵ１１に自己の出力電圧ＶＵ１２を加算して次段に出力する。無停電電源装置ＵＵ３は、前段の無停電電源装置ＵＵ２の出力電圧ＶＵ１１＋ＶＵ１２に自己の出力電圧ＶＵ１３を加算して出力端子ＴＵに出力する。結局、出力端子ＴＵには、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３の出力電圧ＶＵ１１〜ＶＵ１３の総和の交流電圧ＶＵ＝ＶＵ１１＋ＶＵ１２＋ＶＵ１３が出力される。このとき、交流電圧ＶＵすなわちＵ相電圧ＶＵが１９０５Ｖになるように、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３が制御回路１５によって制御される。このとき、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３の出力電圧ＶＵ１１〜ＶＵ１３の各々は、１９０５／３Ｖに制御される。   The uninterruptible power supply UU2 adds its own output voltage VU12 to the output voltage VU11 of the previous uninterruptible power supply UU1, and outputs it to the next stage. The uninterruptible power supply UU3 adds its own output voltage VU13 to the output voltage VU11 + VU12 of the previous uninterruptible power supply UU2, and outputs it to the output terminal TU. Eventually, the total AC voltage VU = VU11 + VU12 + VU13 of the output voltages VU11 to VU13 of the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 is output to the output terminal TU. At this time, uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are controlled by control circuit 15 so that AC voltage VU, that is, U-phase voltage VU is 1905V. At this time, each of output voltages VU11 to VU13 of uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 is controlled to 1905 / 3V.

また、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３のうちの無停電電源装置ＵＵ３が故障した場合は、スイッチＳＵ１ａ，ＳＵ１ｂ，ＳＵ２ａ，ＳＵ２ｂ，ＳＵ３ｃが導通状態にされ、スイッチＳＵ１ｃ，ＳＵ２ｃ，ＳＵ３ａ，ＳＵ３ｂが非導通状態にされる。これにより、正常な無停電電源装置ＵＵ１，ＵＵ２は中性点ＮＰおよび出力端子ＴＵ間に直列接続される。   Further, when the uninterruptible power supply unit UU3 among the uninterruptible power supply units UU1 to UU3 fails, the switches SU1a, SU1b, SU2a, SU2b, SU3c are turned on, and the switches SU1c, SU2c, SU3a, SU3b are turned off. Put into a state. Thereby, normal uninterruptible power supply units UU1 and UU2 are connected in series between neutral point NP and output terminal TU.

無停電電源装置ＵＵ２は、前段の無停電電源装置ＵＵ１の出力電圧ＶＵ１１に自己の出力電圧ＶＵ１２を加算して次段に出力する。出力端子ＴＵには、無停電電源装置ＵＵ１，ＵＵ２の出力電圧ＶＵ１１，ＶＵ１２の和の交流電圧ＶＵ＝ＶＵ１１＋ＶＵ１２が出力される。このとき、交流電圧ＶＵすなわちＵ相電圧ＶＵが１９０５Ｖになるように、無停電電源装置ＵＵ１，ＵＵ２が制御回路１５によって制御される。このとき、無停電電源装置ＵＵ１，ＵＵ２の出力電圧ＶＵ１１，ＶＵ１２の各々は、１９０５／２Ｖに制御される。   The uninterruptible power supply UU2 adds its own output voltage VU12 to the output voltage VU11 of the previous uninterruptible power supply UU1, and outputs it to the next stage. The output terminal TU outputs an AC voltage VU = VU11 + VU12 which is the sum of the output voltages VU11 and VU12 of the uninterruptible power supply units UU1 and UU2. At this time, uninterruptible power supply units UU1 and UU2 are controlled by control circuit 15 so that AC voltage VU, that is, U-phase voltage VU is 1905V. At this time, each of output voltages VU11 and VU12 of uninterruptible power supply devices UU1 and UU2 is controlled to 1905 / 2V.

なお、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３のうちの無停電電源装置ＵＵ２が故障した場合は、正常な無停電電源装置ＵＵ１，ＵＵ３は切換回路１６によって中性点ＮＰおよび出力端子ＴＵ間に直列接続される。また、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３のうちの無停電電源装置ＵＵ１が故障した場合は、正常な無停電電源装置ＵＵ２，ＵＵ３は切換回路１６によって中性点ＮＰおよび出力端子ＴＵ間に直列接続される。   When uninterruptible power supply unit UU2 out of uninterruptible power supply units UU1 to UU3 fails, normal uninterruptible power supply units UU1 and UU3 are connected in series between neutral point NP and output terminal TU by switching circuit 16. The When the uninterruptible power supply unit UU1 out of the uninterruptible power supply units UU1 to UU3 breaks down, the normal uninterruptible power supply units UU2 and UU3 are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TU by the switching circuit 16. The

同様に、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の各々は、入力端子Ｔ１１〜Ｔ１３に与えられた三相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を商用周波数のＶ相交流電力に変換する。無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の出力端子Ｔ１４，Ｔ１５間には、それぞれ商用周波数のＶ相交流電圧ＶＶ１１〜ＶＶ１３が出力される。無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の出力電圧ＶＶ１１〜ＶＶ１３の各々は制御可能になっている。   Similarly, each of the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 converts three-phase AC power applied to the input terminals T11 to T13 into DC power, and converts the DC power into commercial frequency V-phase AC power. Commercial-phase V-phase AC voltages VV11 to VV13 are output between the output terminals T14 and T15 of the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3, respectively. Each of the output voltages VV11 to VV13 of the uninterruptible power supply UV1 to UV3 can be controlled.

スイッチＳＶ１ｃ〜ＳＶ３ｃは、中性点ＮＰと出力端子ＴＶの間に直列接続され、それぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３が正常である場合は非導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３が故障した場合は導通状態にされる。   The switches SV1c to SV3c are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TV, and are turned off when the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 are normal, respectively. In case of failure, it is turned on.

スイッチＳＶ１ａ〜ＳＶ３ａの一方端子はそれぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の出力端子Ｔ１４に接続され、それらの他方端子はそれぞれスイッチＳＶ１ｃ〜ＳＶ３ｃの一方端子（出力端子ＴＶ側の端子）に接続される。スイッチＳＶ１ａ〜ＳＶ３ａは、それぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３が正常である場合は導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３が故障した場合は非導通状態にされる。   One terminals of the switches SV1a to SV3a are connected to the output terminals T14 of the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3, respectively, and the other terminals thereof are connected to one terminals (terminals on the output terminal TV side) of the switches SV1c to SV3c, respectively. The switches SV1a to SV3a are turned on when the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 are normal, respectively, and are turned off when the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 fail.

スイッチＳＶ１ｂ〜ＳＶ３ｂの一方端子はそれぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の出力端子Ｔ１５に接続され、それらの他方端子はそれぞれスイッチＳＶ１ｃ〜ＳＶ３ｃの他方端子（中性点ＮＰ側の端子）に接続される。スイッチＳＶ１ｂ〜ＳＶ３ｂは、それぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３が正常である場合は導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３が故障した場合は非導通状態にされる。   One terminals of the switches SV1b to SV3b are connected to the output terminals T15 of the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3, respectively, and the other terminals are connected to the other terminals (terminals on the neutral point NP side) of the switches SV1c to SV3c, respectively. . The switches SV1b to SV3b are turned on when the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 are normal, respectively, and are turned off when the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 fail.

たとえば、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３がともに正常である場合は、図３に示すように、スイッチＳＶ１ａ〜ＳＶ３ａ，ＳＶ１ｂ〜ＳＶ３ｂが導通状態にされ、スイッチＳＶ１ｃ〜ＳＶ３ｃが非導通状態にされる。これにより、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３は中性点ＮＰおよび出力端子ＴＶ間に直列接続される。   For example, when uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 are both normal, switches SV1a to SV3a and SV1b to SV3b are turned on and switches SV1c to SV3c are turned off as shown in FIG. Thereby, the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TV.

無停電電源装置ＵＶ２は、前段の無停電電源装置ＵＶ１の出力電圧ＶＶ１１に自己の出力電圧ＶＶ１２を加算して次段に出力する。無停電電源装置ＵＶ３は、前段の無停電電源装置ＵＶ２の出力電圧ＶＶ１１＋ＶＶ１２に自己の出力電圧ＶＶ１３を加算して出力端子ＴＶに出力する。結局、出力端子ＴＶには、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の出力電圧ＶＶ１１〜ＶＶ１３の総和の交流電圧ＶＶ＝ＶＶ１１＋ＶＶ１２＋ＶＶ１３が出力される。このとき、交流電圧ＶＶすなわちＶ相電圧ＶＶが１９０５Ｖになるように、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の各々が制御回路１５によって制御される。このとき、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３の出力電圧ＶＶ１１〜ＶＶ１３の各々は、１９０５／３Ｖに制御される。   The uninterruptible power supply UV2 adds its own output voltage VV12 to the output voltage VV11 of the previous uninterruptible power supply UV1 and outputs it to the next stage. The uninterruptible power supply UV3 adds its own output voltage VV13 to the output voltage VV11 + VV12 of the previous uninterruptible power supply UV2 and outputs it to the output terminal TV. Eventually, the AC voltage VV = VV11 + VV12 + VV13, which is the sum of the output voltages VV11 to VV13 of the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3, is output to the output terminal TV. At this time, each of the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 is controlled by the control circuit 15 so that the AC voltage VV, that is, the V-phase voltage VV becomes 1905V. At this time, each of the output voltages VV11 to VV13 of the uninterruptible power supply devices UV1 to UV3 is controlled to 1905 / 3V.

また、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３のうちの無停電電源装置ＵＶ３が故障した場合は、スイッチＳＶ１ａ，ＳＶ１ｂ，ＳＶ２ａ，ＳＶ２ｂ，ＳＶ３ｃが導通状態にされ、スイッチＳＶ１ｃ，ＳＶ２ｃ，ＳＶ３ａ，ＳＶ３ｂが非導通状態にされる。これにより、正常な無停電電源装置ＵＶ１，ＵＶ２は中性点ＮＰおよび出力端子ＴＶ間に直列接続される。   When the uninterruptible power supply UV3 among the uninterruptible power supplies UV1 to UV3 fails, the switches SV1a, SV1b, SV2a, SV2b, SV3c are turned on, and the switches SV1c, SV2c, SV3a, SV3b are turned off. Put into a state. Thereby, normal uninterruptible power supply UV1 and UV2 are connected in series between neutral point NP and output terminal TV.

無停電電源装置ＵＶ２は、前段の無停電電源装置ＵＶ１の出力電圧ＶＶ１１に自己の出力電圧ＶＶ１２を加算して次段に出力する。出力端子ＴＶには、無停電電源装置ＵＶ１，ＵＶ２の出力電圧ＶＶ１１，ＶＶ１２の和の交流電圧ＶＶ＝ＶＶ１１＋ＶＶ１２が出力される。このとき、交流電圧ＶＶすなわちＶ相電圧ＶＶが１９０５Ｖになるように、無停電電源装置ＵＶ１，ＵＶ２の各々が制御回路１５によってが制御される。このとき、無停電電源装置ＵＶ１，ＵＶ２の出力電圧ＶＶ１１，ＶＶ１２の各々は、１９０５／２Ｖに制御される。   The uninterruptible power supply UV2 adds its own output voltage VV12 to the output voltage VV11 of the previous uninterruptible power supply UV1 and outputs it to the next stage. An AC voltage VV = VV11 + VV12 which is the sum of the output voltages VV11 and VV12 of the uninterruptible power supply devices UV1 and UV2 is output to the output terminal TV. At this time, each of the uninterruptible power supply devices UV1 and UV2 is controlled by the control circuit 15 so that the AC voltage VV, that is, the V-phase voltage VV becomes 1905V. At this time, each of the output voltages VV11 and VV12 of the uninterruptible power supply devices UV1 and UV2 is controlled to 1905 / 2V.

なお、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３のうちの無停電電源装置ＵＶ２が故障した場合は、正常な無停電電源装置ＵＶ１，ＵＶ３は切換回路１６によって中性点ＮＰおよび出力端子ＴＶ間に直列接続される。また、無停電電源装置ＵＶ１〜ＵＶ３のうちの無停電電源装置ＵＶ１が故障した場合は、正常な無停電電源装置ＵＶ２，ＵＶ３は切換回路１６によって中性点ＮＰおよび出力端子ＴＶ間に直列接続される。   If the uninterruptible power supply UV2 of the uninterruptible power supplies UV1 to UV3 fails, the normal uninterruptible power supply UV1 and UV3 are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TV by the switching circuit 16. The When the uninterruptible power supply UV1 out of the uninterruptible power supplies UV1 to UV3 fails, the normal uninterruptible power supply UV2 and UV3 are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TV by the switching circuit 16. The

同様に、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３の各々は、入力端子Ｔ１１〜Ｔ１３に与えられた三相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を商用周波数のＷ相交流電力に変換する。無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３の出力端子Ｔ１４，Ｔ１５間には、それぞれ商用周波数のＷ相交流電圧ＶＷ１１〜ＶＷ１３が出力される。無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３の出力電圧ＶＷ１１〜ＶＷ１３の各々は制御可能になっている。   Similarly, each of uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 converts three-phase AC power applied to input terminals T11 to T13 into DC power, and converts the DC power into commercial-phase W-phase AC power. Commercial-phase W-phase AC voltages VW11 to VW13 are output between the output terminals T14 and T15 of the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3, respectively. Each of output voltages VW11 to VW13 of uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 can be controlled.

スイッチＳＷ１ｃ〜ＳＷ３ｃは、中性点ＮＰと出力端子ＴＷの間に直列接続され、それぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３が正常である場合は非導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３が故障した場合は導通状態にされる。   The switches SW1c to SW3c are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TW. When the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 are normal, the switches SW1c to SW3c are turned off, and the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 are In case of failure, it is turned on.

スイッチＳＷ１ａ〜ＳＷ３ａの一方端子はそれぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３の出力端子Ｔ１４に接続され、それらの他方端子はそれぞれスイッチＳＷ１ｃ〜ＳＷ３ｃの一方端子（出力端子ＴＷ側の端子）に接続される。スイッチＳＷ１ａ〜ＳＷ３ａは、それぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３が正常である場合は導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３が故障した場合は非導通状態にされる。   One terminals of the switches SW1a to SW3a are respectively connected to the output terminals T14 of the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3, and the other terminals thereof are respectively connected to one terminals (terminals on the output terminal TW side) of the switches SW1c to SW3c. The switches SW1a to SW3a are turned on when the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 are normal, and are turned off when the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 fail.

スイッチＳＷ１ｂ〜ＳＷ３ｂの一方端子はそれぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３の出力端子Ｔ１５に接続され、それらの他方端子はそれぞれスイッチＳＷ１ｃ〜ＳＷ３ｃの他方端子（中性点ＮＰ側の端子）に接続される。スイッチＳＷ１ｂ〜ＳＷ３ｂは、それぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３が正常である場合は導通状態にされ、それぞれ無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３が故障した場合は非導通状態にされる。   One terminals of the switches SW1b to SW3b are connected to the output terminals T15 of the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3, respectively, and the other terminals thereof are connected to the other terminals (terminals on the neutral point NP side) of the switches SW1c to SW3c, respectively. . The switches SW1b to SW3b are turned on when the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 are normal, and are turned off when the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 fail.

たとえば、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３がともに正常である場合は、図３に示すように、スイッチＳＷ１ａ〜ＳＷ３ａ，ＳＷ１ｂ〜ＳＷ３ｂが導通状態にされ、スイッチＳＷ１ｃ〜ＳＷ３ｃが非導通状態にされる。これにより、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３は中性点ＮＰおよび出力端子ＴＷ間に直列接続される。   For example, when uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 are all normal, switches SW1a to SW3a and SW1b to SW3b are turned on and switches SW1c to SW3c are turned off as shown in FIG. Thereby, uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 are connected in series between neutral point NP and output terminal TW.

無停電電源装置ＵＷ２は、前段の無停電電源装置ＵＷ１の出力電圧ＶＷ１１に自己の出力電圧ＶＷ１２を加算して次段に出力する。無停電電源装置ＵＷ３は、前段の無停電電源装置ＵＷ２の出力電圧ＶＷ１１＋ＶＷ１２に自己の出力電圧ＶＷ１３を加算して出力端子ＴＷに出力する。結局、出力端子ＴＷには、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３の出力電圧ＶＷ１１〜ＶＷ１３の総和の交流電圧ＶＷ＝ＶＷ１１＋ＶＷ１２＋ＶＷ１３が出力される。このとき、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３の出力電圧ＶＷ１１〜ＶＷ１３の各々は、１９０５／３Ｖに制御される。   The uninterruptible power supply UW2 adds its own output voltage VW12 to the output voltage VW11 of the previous uninterruptible power supply UW1, and outputs it to the next stage. The uninterruptible power supply UW3 adds its own output voltage VW13 to the output voltage VW11 + VW12 of the previous uninterruptible power supply UW2, and outputs it to the output terminal TW. Eventually, the total AC voltage VW = VW11 + VW12 + VW13 of the output voltages VW11 to VW13 of the uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 is output to the output terminal TW. At this time, each of output voltages VW11 to VW13 of uninterruptible power supply devices UW1 to UW3 is controlled to 1905 / 3V.

また、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３のうちの無停電電源装置ＵＷ３が故障した場合は、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ，ＳＷ２ａ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ３ｃが導通状態にされ、スイッチＳＷ１ｃ，ＳＷ２ｃ，ＳＷ３ａ，ＳＷ３ｂが非導通状態にされる。これにより、正常な無停電電源装置ＵＷ１，ＵＷ２は中性点ＮＰおよび出力端子ＴＷ間に直列接続される。   When the uninterruptible power supply UW3 out of the uninterruptible power supplies UW1 to UW3 fails, the switches SW1a, SW1b, SW2a, SW2b, and SW3c are turned on, and the switches SW1c, SW2c, SW3a, and SW3b are turned off. Put into state. Thus, normal uninterruptible power supply devices UW1 and UW2 are connected in series between neutral point NP and output terminal TW.

無停電電源装置ＵＷ２は、前段の無停電電源装置ＵＷ１の出力電圧ＶＷ１１に自己の出力電圧ＶＷ１２を加算して次段に出力する。出力端子ＴＷには、無停電電源装置ＵＷ１，ＵＷ２の出力電圧ＶＷ１１，ＶＷ１２の和の交流電圧ＶＷ＝ＶＷ１１＋ＶＷ１２が出力される。このとき、交流電圧ＶＷすなわちＷ相電圧ＶＷが１９０５Ｖになるように、無停電電源装置ＵＷ１，ＵＷ２の各々が制御回路１５によって制御される。このとき、無停電電源装置ＵＷ１，ＵＷ２の出力電圧ＶＷ１１，ＶＷ１２の各々は、１９０５／２Ｖに制御される。   The uninterruptible power supply UW2 adds its own output voltage VW12 to the output voltage VW11 of the previous uninterruptible power supply UW1, and outputs it to the next stage. The output terminal TW outputs the AC voltage VW = VW11 + VW12, which is the sum of the output voltages VW11 and VW12 of the uninterruptible power supply devices UW1 and UW2. At this time, each of uninterruptible power supply devices UW1 and UW2 is controlled by control circuit 15 so that AC voltage VW, that is, W-phase voltage VW is 1905V. At this time, each of output voltages VW11 and VW12 of uninterruptible power supply devices UW1 and UW2 is controlled to 1905 / 2V.

なお、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３のうちの無停電電源装置ＵＷ２が故障した場合は、正常な無停電電源装置ＵＷ１，ＵＷ３は切換回路１６によって中性点ＮＰおよび出力端子ＴＷ間に直列接続される。また、無停電電源装置ＵＷ１〜ＵＷ３のうちの無停電電源装置ＵＷ１が故障した場合は、正常な無停電電源装置ＵＶＷ，ＵＶＷは切換回路１６によって中性点ＮＰおよび出力端子ＴＷ間に直列接続される。   When uninterruptible power supply UW2 among uninterruptible power supplies UW1 to UW3 fails, normal uninterruptible power supply UW1 and UW3 are connected in series between neutral point NP and output terminal TW by switching circuit 16. The When the uninterruptible power supply UW1 out of the uninterruptible power supplies UW1 to UW3 fails, the normal uninterruptible power supply UVW and UVW are connected in series between the neutral point NP and the output terminal TW by the switching circuit 16. The

端子ＴＵ，ＴＶ間の電圧ＶＵ−ＶＶ、すなわち線間電圧ＶＵＶは１９０５×√３≒３３００Ｖとなる。端子ＴＶ，ＴＷ間の電圧ＶＶ−ＶＷ、すなわち線間電圧ＶＶＷは１９０５×√３≒３３００Ｖとなる。端子ＴＷ，ＴＵ間の電圧ＶＷ−ＶＵ、すなわち線間電圧ＶＷＵは１９０５×√３≒３３００Ｖとなる。線間電圧ＶＵＶ，ＶＶＷ，ＶＷＵの位相は１２０度ずつずれている。   The voltage VU−VV between the terminals TU and TV, that is, the line voltage VUV is 1905 × √3≈3300V. The voltage VV−VW between the terminals TV and TW, that is, the line voltage VVW is 1905 × √3≈3300V. The voltage VW−VU between the terminals TW and TU, that is, the line voltage VWU is 1905 × √3≈3300V. The phases of the line voltages VUV, VVW, VWU are shifted by 120 degrees.

図４は、無停電電源装置ＵＵ１の構成を示す回路図である。図４において、無停電電源装置ＵＵ１は、入力端子Ｔ１１〜Ｔ１３、コンデンサＣ１〜Ｃ３、サイリスタ２０、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３、リアクトルＬ１、トランジスタＱ１〜Ｑ４、ダイオードＤ１〜Ｄ１０、直流正母線ＰＬ１、直流負母線ＮＬ１、および出力端子Ｔ１４，Ｔ１５を含む。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of uninterruptible power supply UU1. In FIG. 4, uninterruptible power supply UU1 includes input terminals T11 to T13, capacitors C1 to C3, thyristor 20, resistance elements R1 to R3, reactor L1, transistors Q1 to Q4, diodes D1 to D10, DC positive bus PL1, DC Negative bus NL1 and output terminals T14 and T15 are included.

ダイオードＤ１〜Ｄ３のアノードはそれぞれ入力端子Ｔ１１〜Ｔ１３に接続され、それらのカソードは互いに接続される。ダイオードＤ４〜Ｄ６のカソードはそれぞれ入力端子Ｔ１１〜Ｔ１３に接続され、それらのアノードはともに直流負母線ＮＬ１に接続される。ダイオードＤ１〜Ｄ６は、入力端子Ｔ１１〜Ｔ１３に与えられた三相交流電圧ＶＵ１，ＶＶ１，ＶＷ１を全波整流する全波整流回路を構成する。   The anodes of the diodes D1 to D3 are connected to the input terminals T11 to T13, respectively, and their cathodes are connected to each other. The cathodes of the diodes D4 to D6 are connected to the input terminals T11 to T13, respectively, and their anodes are all connected to the DC negative bus NL1. Diodes D1-D6 constitute a full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies three-phase AC voltages VU1, VV1, VW1 applied to input terminals T11-T13.

コンデンサＣ１は、ダイオードＤ１〜Ｄ３のカソードと直流負母線ＮＬ１との間に接続され、ダイオードＤ１〜Ｄ６からなる全波整流回路の出力電圧を平滑化させる。サイリスタ２０のアノードはダイオードＤ１〜Ｄ３のカソードに接続され、サイリスタ２０のカソードは直流正母線ＰＬ１に接続される。抵抗素子Ｒ１は、サイリスタ２０に並列接続される。抵抗素子Ｒ２は直流正母線ＰＬ１と基準電圧のラインとの間に接続され、抵抗素子Ｒ３は直流負母線ＮＬ１と基準電圧のラインとの間に接続される。   Capacitor C1 is connected between the cathodes of diodes D1-D3 and DC negative bus NL1, and smoothes the output voltage of the full-wave rectifier circuit composed of diodes D1-D6. The anode of thyristor 20 is connected to the cathodes of diodes D1 to D3, and the cathode of thyristor 20 is connected to DC positive bus PL1. The resistance element R1 is connected to the thyristor 20 in parallel. Resistance element R2 is connected between DC positive bus PL1 and the reference voltage line, and resistance element R3 is connected between DC negative bus NL1 and the reference voltage line.

ダイオードＤ１〜Ｄ６、コンデンサＣ１、サイリスタ２０、および抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３は、三相交流電圧ＶＵ１，ＶＶ１，ＶＷ１を直流電圧に変換するコンバータ２１を構成する。所定の周期でサイリスタ２０のゲートにパルス信号を与えるとサイリスタ２０が導通する。サイリスタ２０に流れる電流が０Ａになると、サイリスタ２０が非導通になる。一周期当たりのサイリスタ２０の導通時間を調整することにより、コンバータ２１の出力電圧、すなわち直流正母線ＰＬ１および直流負母線ＮＬ１間の電圧を調整することが可能となっている。   Diodes D1 to D6, capacitor C1, thyristor 20, and resistance elements R1 to R3 constitute converter 21 that converts three-phase AC voltages VU1, VV1, and VW1 into DC voltages. When a pulse signal is given to the gate of the thyristor 20 at a predetermined cycle, the thyristor 20 becomes conductive. When the current flowing through the thyristor 20 becomes 0 A, the thyristor 20 becomes non-conductive. By adjusting the conduction time of thyristor 20 per cycle, it is possible to adjust the output voltage of converter 21, that is, the voltage between DC positive bus PL1 and DC negative bus NL1.

コンバータ２１は、商用交流電源１０から三相交流電力が供給されている通常時は、対応の２次巻線ＣＵ７，ＣＶ７，ＣＷ７を介して供給される三相交流電力を直流電力に変換し、商用交流電源１０からの三相交流電力の供給が停止された停電時は停止する。換言すると、コンバータ２１は、通常時は、対応の２次巻線ＣＵ７，ＣＶ７，ＣＷ７を介して供給される三相交流電圧ＶＵ７，ＶＶ７，ＶＷ７に基づいて正電圧および負電圧を生成し、生成した正電圧および負電圧をそれぞれ直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬ間に供給し、停電時は停止する。   The converter 21 converts the three-phase AC power supplied through the corresponding secondary windings CU7, CV7, and CW7 into DC power during normal times when the three-phase AC power is supplied from the commercial AC power supply 10. It stops at the time of power failure when the supply of three-phase AC power from the commercial AC power supply 10 is stopped. In other words, the converter 21 normally generates and generates a positive voltage and a negative voltage based on the three-phase AC voltages VU7, VV7, VW7 supplied via the corresponding secondary windings CU7, CV7, CW7. The supplied positive voltage and negative voltage are respectively supplied between the DC positive bus PL and the DC negative bus NL, and are stopped at the time of a power failure.

トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタはともに直流正母線ＰＬ１に接続され、それらのエミッタはそれぞれトランジスタＱ３，Ｑ４のコレクタに接続される。トランジスタＱ３，Ｑ４のエミッタは、ともに直流負母線ＮＬ１に接続される。ダイオードＤ７〜Ｄ１０は、それぞれトランジスタＱ１〜Ｑ４に逆並列に接続される。   The collectors of transistors Q1 and Q2 are both connected to DC positive bus PL1, and their emitters are connected to the collectors of transistors Q3 and Q4, respectively. The emitters of transistors Q3 and Q4 are both connected to DC negative bus NL1. Diodes D7-D10 are connected in antiparallel to transistors Q1-Q4, respectively.

トランジスタＱ１〜Ｑ４およびダイオードＤ７〜Ｄ１０は、２レベルのインバータ２２を構成する。リアクトルＬ１は、トランジスタＱ１のエミッタと出力端子Ｔ１４との間に接続される。コンデンサＣ３の一方電極は出力端子Ｔ１４に接続され、その他方電極はトランジスタＱ２のエミッタと出力端子Ｔ１５に接続される。リアクトルＬ１およびコンデンサＣ３は、出力フィルタ２３を構成する。   Transistors Q1-Q4 and diodes D7-D10 constitute a two-level inverter 22. Reactor L1 is connected between the emitter of transistor Q1 and output terminal T14. One electrode of the capacitor C3 is connected to the output terminal T14, and the other electrode is connected to the emitter of the transistor Q2 and the output terminal T15. Reactor L1 and capacitor C3 constitute output filter 23.

インバータ２２は、通常時は、コンバータ２１で生成された直流電力を交流電力に変換し、停電時は停止する。換言すると、インバータ２２は、直流正母線ＰＬの正電圧および直流負母線ＮＬの負電圧に基づいて、正電圧および負電圧を含む２レベルの交流電圧を生成する。   The inverter 22 normally converts the DC power generated by the converter 21 into AC power, and stops during a power failure. In other words, inverter 22 generates a two-level AC voltage including a positive voltage and a negative voltage based on the positive voltage on DC positive bus PL and the negative voltage on DC negative bus NL.

たとえば、トランジスタＱ１，Ｑ４をオンさせるとともにトランジスタＱ２，Ｑ３をオフさせると、直流正母線ＰＬ１がトランジスタＱ１およびリアクトルＬ１を介して出力端子Ｔ１４に接続されるとともに、直流負母線ＮＬ１がトランジスタＱ４を介して出力端子Ｔ１５に接続され、出力フィルタ２３に正電圧が供給される。   For example, when transistors Q1 and Q4 are turned on and transistors Q2 and Q3 are turned off, DC positive bus PL1 is connected to output terminal T14 via transistor Q1 and reactor L1, and DC negative bus NL1 is connected via transistor Q4. Are connected to the output terminal T15 and a positive voltage is supplied to the output filter 23.

また、トランジスタＱ１，Ｑ４をオフさせるとともにトランジスタＱ２，Ｑ３をオンさせると、直流正母線ＰＬ１がトランジスタＱ２を介して出力端子Ｔ１５に接続されるとともに、直流負母線ＮＬ１がトランジスタＱ３およびリアクトルＬ１を介して出力端子Ｔ１４に接続され、出力フィルタ２３に負電圧が供給される。   When transistors Q1 and Q4 are turned off and transistors Q2 and Q3 are turned on, DC positive bus PL1 is connected to output terminal T15 via transistor Q2, and DC negative bus NL1 is connected to transistor Q3 and reactor L1. Are connected to the output terminal T14, and a negative voltage is supplied to the output filter 23.

したがって、トランジスタＱ１〜Ｑ４を制御することにより正電圧および負電圧のうちの所望の電圧を出力フィルタ２３に供給することができ、正電圧および負電圧の２レベルで変化する交流電圧を出力フィルタ２３に供給することができる。   Therefore, by controlling the transistors Q1 to Q4, a desired voltage of a positive voltage and a negative voltage can be supplied to the output filter 23, and an AC voltage that changes at two levels of the positive voltage and the negative voltage is output to the output filter 23. Can be supplied to.

出力フィルタ２３は、ローパスフィルタであり、商用周波数の交流電圧ＶＵ１１を出力端子Ｔ１４，Ｔ１５に通過させ、インバータ２２で発生したスイッチング周波数の信号が出力端子Ｔ１４，Ｔ１５に通過するのを禁止する。換言すると、出力フィルタ２３は、インバータ２２で生成された２レベルの交流電圧の波形を正弦波に変換し、正弦波の交流電圧ＶＵ１１を出力端子Ｔ１４，Ｔ１５間に出力する。   The output filter 23 is a low-pass filter, and allows the commercial frequency AC voltage VU11 to pass through the output terminals T14 and T15, and prohibits the switching frequency signal generated by the inverter 22 from passing through the output terminals T14 and T15. In other words, the output filter 23 converts the waveform of the two-level AC voltage generated by the inverter 22 into a sine wave, and outputs the sine wave AC voltage VU11 between the output terminals T14 and T15.

他の無停電電源装置ＵＵ２，ＵＵ３，ＵＶ１〜ＵＶ３，ＵＷ１〜ＵＷ３の各々は、無停電電源装置ＵＵ１と同様であるので、その説明は繰り返さない。   Each of the other uninterruptible power supply devices UU2, UU3, UV1 to UV3, UW1 to UW3 is the same as uninterruptible power supply device UU1, and therefore description thereof will not be repeated.

図１に戻って、スイッチＳ２，Ｓ３は、高圧無停電電源装置２の出力端子（たとえばＴＵ）と出力端子Ｔ３との間に直列接続される。スイッチＳ２（第２のスイッチ）は、たとえばコンタクタであり、インバータ２２から負荷１２に交流電力を供給するインバータ給電モード時にオンされ、バイパス交流電源１１からバイパス端子Ｔ２を介して負荷１２に交流電力を供給するバイパス給電モード時にオフされる。   Returning to FIG. 1, the switches S2 and S3 are connected in series between the output terminal (for example, TU) of the high-voltage uninterruptible power supply 2 and the output terminal T3. The switch S2 (second switch) is, for example, a contactor, and is turned on in an inverter power supply mode in which AC power is supplied from the inverter 22 to the load 12, and AC power is supplied from the bypass AC power supply 11 to the load 12 via the bypass terminal T2. It is turned off during the bypass power supply mode.

スイッチＳ３（第３のスイッチ）は、たとえばブレーカであり、通常はオンされ、無停電電源システムのメンテナンス時にオフされる。スイッチＳ４は、たとえばブレーカであり、入力端子Ｔ１とバイパス端子Ｔ２の間に接続され、通常はオフされ、端子Ｔ１，Ｔ２間を短絡したいとき、たとえば、商用交流電源１０が故障したためにバイパス交流電源１１から入力変圧器１に交流電力を供給するときにオンされる。   Switch S3 (third switch) is, for example, a breaker, and is normally turned on and turned off during maintenance of the uninterruptible power supply system. The switch S4 is, for example, a breaker, and is connected between the input terminal T1 and the bypass terminal T2, normally turned off, and when it is desired to short-circuit between the terminals T1 and T2, for example, the bypass AC power supply because the commercial AC power supply 10 has failed. 11 is turned on when AC power is supplied to the input transformer 1.

スイッチＳ５の一方端子はバイパス端子Ｔ２に接続され、その他方端子はスイッチＳ６を介してスイッチＳ２，Ｓ３間のノードＮ１に接続される。スイッチＳ５は、たとえばブレーカであり、通常はオンされ、メンテナンス時にオフされる。スイッチＳ６（第１のスイッチ）は、たとえばコンタクタであり、バイパス給電モード時にオンされ、インバータ給電モード時にオフされる。スイッチＳ７は、たとえばブレーカであり、バイパス端子Ｔ２と出力端子Ｔ３との間に接続され、通常はオフされ、メンテナンス時にオンされる。   One terminal of the switch S5 is connected to the bypass terminal T2, and the other terminal is connected to the node N1 between the switches S2 and S3 via the switch S6. The switch S5 is a breaker, for example, and is normally turned on and turned off during maintenance. Switch S6 (first switch) is, for example, a contactor, and is turned on in the bypass power supply mode and turned off in the inverter power supply mode. The switch S7 is a breaker, for example, and is connected between the bypass terminal T2 and the output terminal T3, normally turned off, and turned on during maintenance.

なお、一般には、無瞬断スイッチがスイッチＳ６に並列接続されている。無瞬断スイッチは、高圧無停電電源装置２が正常である場合はオフし、高圧無停電電源装置２が故障したときに瞬時にオンするものである。また、無瞬断スイッチは、商用交流電源１０から交流電力が正常に供給されている通常時はオフし、商用交流電源１０からの交流電力の供給が停止した場合は瞬時にオンする。しかし、この実施の形態１では、エネルギー蓄積装置４を設けたので、無瞬断スイッチは不要となっている。   In general, an uninterruptible switch is connected in parallel to the switch S6. The uninterruptible switch is turned off when the high-voltage uninterruptible power supply 2 is normal, and is turned on instantaneously when the high-voltage uninterruptible power supply 2 fails. Further, the non-instantaneous switch is turned off when the AC power is normally supplied from the commercial AC power supply 10 and is turned on instantaneously when the supply of AC power from the commercial AC power supply 10 is stopped. However, in the first embodiment, since the energy storage device 4 is provided, an uninterruptible switch is not necessary.

エネルギー蓄積装置４は、変圧器５、電力変換器６、モータ７、およびフライホイール装置８を含む。エネルギー蓄積装置４は、高圧無停電電源装置２また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いる場合は、高圧無停電電源装置２またはバイパス交流電源１１から供給される交流電力をフライホイール装置８の回転エネルギーに変換し、高圧無停電電源装置２およびバイパス交流電源１１からの交流電力の供給が停止された場合は、フライホイール装置８に蓄えられた回転エネルギーを交流電力に変換し、その交流電力をスイッチＳ８，Ｓ３を介して負荷１２に与える。   The energy storage device 4 includes a transformer 5, a power converter 6, a motor 7, and a flywheel device 8. When the AC power is normally supplied from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power supply 11, the energy storage device 4 uses the AC power supplied from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power supply 11 as a flywheel. When the supply of AC power from the high-voltage uninterruptible power supply 2 and the bypass AC power supply 11 is stopped, the rotational energy stored in the flywheel device 8 is converted into AC power. The AC power is applied to the load 12 via the switches S8 and S3.

すなわち、スイッチＳ８は、たとえばブレーカであり、ノードＮ１と変圧器５の１次巻線との間に接続され、通常はオンされ、メンテナンス時にオフされる。変圧器５の２次巻線は、電力変換器６に接続される。変圧器５は、高圧無停電電源装置２また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いる場合は、高圧無停電電源装置２またはバイパス交流電源１１からの交流電力を電力変換器６に供給し、高圧無停電電源装置２およびバイパス交流電源１１からの交流電力の供給が停止された場合は、電力変換器６から供給される交流電力を出力端子Ｔ３を介して負荷１２に供給する。   That is, the switch S8 is, for example, a breaker, and is connected between the node N1 and the primary winding of the transformer 5, normally turned on, and turned off during maintenance. The secondary winding of the transformer 5 is connected to the power converter 6. When the AC power is normally supplied from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power supply 11, the transformer 5 converts the AC power from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power supply 11 to the power converter 6. When the supply of AC power from the high-voltage uninterruptible power supply 2 and the bypass AC power supply 11 is stopped, the AC power supplied from the power converter 6 is supplied to the load 12 via the output terminal T3.

図５は、電力変換器６の構成を示す回路図である。図５において、電力変換器６は、端子Ｔ２１〜Ｔ２５、フィルタ３０，３３、コンバータ３１，３２、およびコンデンサＣ１４、直流正母線ＰＬ２、および直流負母線ＮＬ２を備える。端子Ｔ２１〜Ｔ２３は、高圧無停電電源装置２またはバイパス交流電源１１から変圧器５を介して供給される三相交流電圧を受ける。   FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the power converter 6. In FIG. 5, power converter 6 includes terminals T21 to T25, filters 30, 33, converters 31, 32, capacitor C14, DC positive bus PL2, and DC negative bus NL2. Terminals T21 to T23 receive a three-phase AC voltage supplied from high-voltage uninterruptible power supply 2 or bypass AC power supply 11 via transformer 5.

フィルタ３０は、コンデンサＣ１１〜Ｃ１３およびリアクトルＬ１１〜Ｌ１３を含む。コンデンサＣ１１は端子Ｔ２１，Ｔ２２間に接続され、コンデンサＣ１２は端子Ｔ２２，Ｔ２３間に接続され、コンデンサＣ１３は端子Ｔ２３，Ｔ２１間に接続される。リアクトルＬ１１〜Ｌ１３の一方端子は、それぞれ端子Ｔ２１〜Ｔ２３に接続される。   Filter 30 includes capacitors C11 to C13 and reactors L11 to L13. The capacitor C11 is connected between the terminals T21 and T22, the capacitor C12 is connected between the terminals T22 and T23, and the capacitor C13 is connected between the terminals T23 and T21. Reactors L11-L13 have one terminals connected to terminals T21-T23, respectively.

フィルタ３０は、ローパスフィルタを構成し、商用周波数の交流電圧を通過させ、コンバータ３１で発生するスイッチング周波数の信号を遮断する。また、フィルタ３０は、コンバータ３１がインバータとして動作する場合にコンバータ３１で生成された三相交流電圧の各々の波形を正弦波に変換して端子Ｔ２１〜Ｔ２３に通過させる。   Filter 30 constitutes a low-pass filter, passes an AC voltage of commercial frequency, and blocks a signal of switching frequency generated in converter 31. Further, when the converter 31 operates as an inverter, the filter 30 converts each waveform of the three-phase AC voltage generated by the converter 31 into a sine wave and passes the sine wave through the terminals T21 to T23.

コンバータ３１は、トランジスタＱ１１〜Ｑ１６およびダイオードＤ１１〜Ｄ１６を含む。トランジスタＱ１１〜Ｑ１３のコレクタはともに直流正母線ＰＬ２に接続され、それらのエミッタはそれぞれリアクトルＬ１１〜Ｌ１３の他方端子に接続される。トランジスタＱ１４〜Ｑ１６のコレクタはそれぞれリアクトルＬ１１〜Ｌ１３の他方端子に接続され、それらのエミッタはともに直流負母線ＮＬ２に接続される。ダイオードＤ１１〜Ｄ１６は、それぞれトランジスタＱ１１〜Ｑ１６に逆並列に接続される。   Converter 31 includes transistors Q11-Q16 and diodes D11-D16. Transistors Q11-Q13 have collectors connected to DC positive bus PL2 and emitters connected to the other terminals of reactors L11-L13, respectively. Transistors Q14-Q16 have their collectors connected to the other terminals of reactors L11-L13, respectively, and their emitters are all connected to DC negative bus NL2. Diodes D11-D16 are connected in antiparallel to transistors Q11-Q16, respectively.

コンバータ３１は、高電圧無停電電源装置２またはバイパス交流電源１１から三相交流電圧が正常に供給されている場合は、その三相交流電圧に基づいて正電圧および負電圧を生成し、生成した正電圧および負電圧をそれぞれ直流正母線ＰＬ２および直流負母線ＮＬ２間に出力する。また、コンバータ３１は、高電圧無停電電源装置２およびバイパス交流電源１１からの三相交流電圧の供給が停止された場合は、直流正母線ＰＬ２の正電圧および直流負母線ＮＬ２の負電圧に基づいて三相交流電圧を生成し、フィルタ３０に与える。コンデンサＣ１４は、直流正母線ＰＬ２および直流負母線ＮＬ２間に接続され、直流正母線ＰＬ２および直流負母線ＮＬ２間の電圧を平滑化させる。   When the three-phase AC voltage is normally supplied from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power source 11, the converter 31 generates and generates a positive voltage and a negative voltage based on the three-phase AC voltage. A positive voltage and a negative voltage are output between DC positive bus PL2 and DC negative bus NL2, respectively. Further, converter 31 is based on the positive voltage of DC positive bus PL2 and the negative voltage of DC negative bus NL2 when the supply of three-phase AC voltage from high voltage uninterruptible power supply 2 and bypass AC power supply 11 is stopped. A three-phase AC voltage is generated and applied to the filter 30. Capacitor C14 is connected between DC positive bus PL2 and DC negative bus NL2, and smoothes the voltage between DC positive bus PL2 and DC negative bus NL2.

コンバータ３２は、トランジスタＱ２１〜Ｑ２４およびダイオードＤ２１〜Ｄ２４を含む。トランジスタＱ２１，Ｑ２２のコレクタはともに直流正母線ＰＬ２に接続され、それらのエミッタはそれぞれトランジスタＱ２３，Ｑ２４のコレクタに接続される。トランジスタＱ２３，Ｑ２４のエミッタは、ともに直流負母線ＮＬ２に接続される。ダイオードＤ２１〜Ｄ２４は、それぞれトランジスタＱ２１〜Ｑ２４に逆並列に接続される。   Converter 32 includes transistors Q21 to Q24 and diodes D21 to D24. Transistors Q21 and Q22 have collectors connected to DC positive bus PL2 and emitters connected to collectors of transistors Q23 and Q24, respectively. The emitters of transistors Q23 and Q24 are both connected to DC negative bus NL2. Diodes D21-D24 are connected in antiparallel to transistors Q21-Q24, respectively.

コンバータ３２は、高電圧無停電電源装置２およびバイパス交流電源１１から三相交流電圧が正常に供給されている場合は、直流正母線ＰＬ２の正電圧および直流負母線ＮＬ２の負電圧に基づいて交流電圧を生成し、その交流電圧をフィルタ３３を介してモータ７に与える。また、コンバータ３２は、高電圧無停電電源装置２およびバイパス交流電源１１からの三相交流電圧の供給が停止された場合は、モータ７からフィルタ３３を介して供給される交流電圧に基づいて正電圧および負電圧を生成し、生成した正電圧および負電圧をそれぞれ直流正母線ＰＬ２および直流負母線ＮＬ２間に出力する。   When the three-phase AC voltage is normally supplied from high-voltage uninterruptible power supply 2 and bypass AC power supply 11, converter 32 is AC based on the positive voltage of DC positive bus PL2 and the negative voltage of DC negative bus NL2. A voltage is generated, and the AC voltage is applied to the motor 7 through the filter 33. Further, when the supply of the three-phase AC voltage from the high-voltage uninterruptible power supply 2 and the bypass AC power supply 11 is stopped, the converter 32 is positive based on the AC voltage supplied from the motor 7 via the filter 33. A voltage and a negative voltage are generated, and the generated positive voltage and negative voltage are output between DC positive bus PL2 and DC negative bus NL2, respectively.

フィルタ３３は、リアクトルＬ１４およびコンデンサＣ１５を含む。リアクトルＬ１４は、トランジスタＱ２１のエミッタと端子Ｔ２４との間に接続される。コンデンサＣ１５の一方電極は端子Ｔ２４に接続され、その他方電極はトランジスタＱ２４のエミッタおよび端子Ｔ２５に接続される。   Filter 33 includes a reactor L14 and a capacitor C15. Reactor L14 is connected between the emitter of transistor Q21 and terminal T24. One electrode of capacitor C15 is connected to terminal T24, and the other electrode is connected to the emitter of transistor Q24 and terminal T25.

フィルタ３３は、ローパスフィルタを構成し、商用周波数の交流電圧を通過させ、コンバータ３３で発生するスイッチング周波数の信号を遮断する。また、フィルタ３３は、コンバータ３２がインバータとして動作する場合にコンバータ３２で生成された交流電圧の波形を正弦波に変換して端子Ｔ２４，Ｔ２５に通過させる。   The filter 33 constitutes a low-pass filter, passes an AC voltage having a commercial frequency, and blocks a signal having a switching frequency generated by the converter 33. Further, when the converter 32 operates as an inverter, the filter 33 converts the waveform of the AC voltage generated by the converter 32 into a sine wave and passes it to the terminals T24 and T25.

モータ７は、高圧無停電電源装置２また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いる場合には、高圧無停電電源装置２またはバイパス交流電源１１から変圧器５および電力変換器６を介して供給される交流電力によって駆動され、フライホイール装置８を回転駆動させてフライホイール装置８に回転エネルギーを蓄えさせる。   When the AC power is normally supplied from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power supply 11, the motor 7 supplies the transformer 5 and the power converter 6 from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power supply 11. The flywheel device 8 is driven to rotate, and the flywheel device 8 is rotationally driven to store rotational energy in the flywheel device 8.

また、モータ７は、高圧無停電電源装置２またはバイパス交流電源１１からの交流電力の供給が正常でない場合には、回転エネルギーによって回転し続けるフライホイール装置８によって回転駆動され、交流電力を生成して電力変換器６に供給する。   In addition, when the supply of AC power from the high-voltage uninterruptible power supply 2 or the bypass AC power supply 11 is not normal, the motor 7 is rotationally driven by a flywheel device 8 that continues to rotate by rotational energy to generate AC power. To the power converter 6.

フライホイール装置８は、モータ７によって回転駆動されることによって回転エネルギーを蓄積し、モータ７を回転駆動させることによって回転エネルギーを放出する。   The flywheel device 8 accumulates rotational energy by being rotationally driven by the motor 7, and releases rotational energy by rotationally driving the motor 7.

次に、この無停電電源システムの動作について説明する。ただし、説明の簡単化のため、Ｒ相およびＵ相に関連する部分の動作のみについて説明する。通常は、スイッチＳ１〜Ｓ３，Ｓ５，Ｓ８がオンされ、スイッチＳ４，Ｓ６，Ｓ７はオフされる。商用交流電源１０から入力端子Ｔ１およびスイッチＳ１を介して入力変圧器１の１次巻線ＣＲに交流電圧ＶＲが供給される。これにより、入力変圧器１の２次巻線ＣＵ１〜ＣＵ９にそれぞれ交流電圧ＶＵ１〜ＶＵ９が出力される。   Next, the operation of this uninterruptible power supply system will be described. However, for simplification of description, only the operation of the portion related to the R phase and the U phase will be described. Normally, the switches S1 to S3, S5, and S8 are turned on, and the switches S4, S6, and S7 are turned off. An AC voltage VR is supplied from the commercial AC power supply 10 to the primary winding CR of the input transformer 1 via the input terminal T1 and the switch S1. As a result, AC voltages VU1 to VU9 are output to the secondary windings CU1 to CU9 of the input transformer 1, respectively.

無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３は、それぞれ交流電圧ＶＵ７〜ＶＵ９によって駆動され、それぞれ正弦波形の交流電圧ＶＵ１１〜ＶＵ１３を出力する。交流電圧ＶＵ１１〜ＶＵ１３は、加算されて高圧の交流電圧ＶＵとなる。高圧の交流電圧ＶＵは、スイッチＳ２，Ｓ３および出力端子Ｔ３を介して負荷１２に供給される。この状態は、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３のインバータ２２から負荷１２に交流電力が供給されるので、インバータ給電モードと呼ばれる。   Uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 are driven by AC voltages VU7 to VU9, respectively, and output AC voltages VU11 to VU13 having sinusoidal waveforms, respectively. The AC voltages VU11 to VU13 are added to become a high-voltage AC voltage VU. The high-voltage AC voltage VU is supplied to the load 12 via the switches S2 and S3 and the output terminal T3. This state is called an inverter power supply mode because AC power is supplied from the inverter 22 of the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 to the load 12.

また、このとき、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３からスイッチＳ２，Ｓ８を介してエネルギー蓄積装置４に交流電力が供給され、モータ７によってフライホイール装置８が回転駆動されて回転エネルギーが蓄えられる。   At this time, AC power is supplied from the uninterruptible power supply devices UU1 to UU3 to the energy storage device 4 via the switches S2 and S8, and the flywheel device 8 is rotationally driven by the motor 7 to store rotational energy.

インバータ給電モード時において商用交流電源１０の出力電圧が瞬間的に低下した場合、いわゆる瞬低が発生した場合は、コンデンサＣ２によって直流正母線ＰＬ１および直流負母線ＮＬ１間の直流電圧が維持され、安定した交流電圧が負荷１２に供給され、負荷１２が安定に運転される。   When the output voltage of the commercial AC power supply 10 instantaneously drops in the inverter power supply mode, that is, when a so-called instantaneous drop occurs, the DC voltage between the DC positive bus PL1 and the DC negative bus NL1 is maintained by the capacitor C2, and stable. The AC voltage thus supplied is supplied to the load 12, and the load 12 is stably operated.

また、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３のうちの無停電電源装置ＵＵ３が故障した場合は、フライホイール装置８の回転エネルギーがモータ７によって交流電力に変換される。モータ７によって生成された交流電力は、電力変換器６および変圧器５によって商用交流電力と同じ電圧および周波数の交流電力に変換され、スイッチＳ８，Ｓ３および出力端子Ｔ３を介して負荷１２に供給され、負荷１２の運転が継続される。   Further, when the uninterruptible power supply unit UU3 among the uninterruptible power supply units UU1 to UU3 fails, the rotational energy of the flywheel device 8 is converted into AC power by the motor 7. The AC power generated by the motor 7 is converted into AC power having the same voltage and frequency as the commercial AC power by the power converter 6 and the transformer 5, and supplied to the load 12 via the switches S8 and S3 and the output terminal T3. The operation of the load 12 is continued.

また、図３のスイッチＳＵ３ａ，ＳＵ３ｂが非導通にされるとともに、スイッチＳＵ３ｃが導通状態にされ、故障した無停電電源装置ＵＵ３が切り離され、正常な無停電電源装置ＵＵ２，ＵＵ１がＵ相端子ＴＵおよび中性点ＮＰ間に直列接続される。また、Ｕ相電圧ＶＵが目標電圧になるように、無停電電源装置ＵＵ２，ＵＵ１の出力電圧が調整される。Ｕ相電圧ＶＵが目標電圧に到達すると、無停電電源装置ＵＵ２，ＵＵ１から負荷１２およびエネルギー蓄積装置４の交流電力が供給され、負荷１２が駆動されるとともに、エネルギー蓄積装置４のエネルギーが蓄積される。   Further, the switches SU3a and SU3b in FIG. 3 are made non-conductive, the switch SU3c is made conductive, the failed uninterruptible power supply UU3 is disconnected, and the normal uninterruptible power supply UU2 and UU1 are connected to the U-phase terminal TU. And a neutral point NP. Further, the output voltages of uninterruptible power supply devices UU2 and UU1 are adjusted so that U-phase voltage VU becomes the target voltage. When the U-phase voltage VU reaches the target voltage, the AC power of the load 12 and the energy storage device 4 is supplied from the uninterruptible power supply devices UU2 and UU1, the load 12 is driven, and the energy of the energy storage device 4 is stored. The

また、インバータ給電モード時において、商用交流電源１０からの交流電力の供給が停止された場合（すなわち停電が発生した場合）、または高圧無停電電源装置２全体が故障した場合は、フライホイール装置８の回転エネルギーがモータ７によって交流電力に変換される。モータ７によって生成された交流電力は、電力変換器６および変圧器５によって商用交流電力と同じ電圧および周波数の交流電力に変換され、スイッチＳ８，Ｓ３および出力端子Ｔ３を介して負荷１２に供給され、負荷１２の運転が継続される。したがって、従来のように無瞬断スイッチをオンしてバイパス給電をする必要はないので、無瞬断スイッチは設けられていない。   Further, in the inverter power supply mode, when the supply of AC power from the commercial AC power supply 10 is stopped (that is, when a power failure occurs), or when the entire high-voltage uninterruptible power supply 2 fails, the flywheel device 8 Is converted to AC power by the motor 7. The AC power generated by the motor 7 is converted into AC power having the same voltage and frequency as the commercial AC power by the power converter 6 and the transformer 5, and supplied to the load 12 via the switches S8 and S3 and the output terminal T3. The operation of the load 12 is continued. Therefore, since there is no need to turn on the uninterruptible switch and perform bypass power supply as in the prior art, no uninterruptible switch is provided.

また、スイッチＳ６がオンするとともにスイッチＳ１，Ｓ２がオフするとともに、コンバータ２１およびインバータ２２の運転が停止される。これにより、バイパス交流電源１１からバイパス端子Ｔ２、スイッチＳ５，Ｓ６，Ｓ３、および出力端子Ｔ３を介して負荷１２に交流電力が供給され、負荷１２の運転が継続される。この状態は、バイパス交流電源１１から負荷１２に交流電力が供給されるので、バイパス給電モードと呼ばれる。   Further, the switch S6 is turned on, the switches S1 and S2 are turned off, and the operation of the converter 21 and the inverter 22 is stopped. Thereby, AC power is supplied from the bypass AC power source 11 to the load 12 via the bypass terminal T2, the switches S5, S6, S3, and the output terminal T3, and the operation of the load 12 is continued. This state is called bypass power supply mode because AC power is supplied from the bypass AC power supply 11 to the load 12.

また、このとき、バイパス交流電源１１からバイパス端子Ｔ２およびスイッチＳ５，Ｓ６，Ｓ８を介してエネルギー蓄積装置４に交流電力が供給され、モータ７によってフライホイール装置８が回転駆動されて回転エネルギーが蓄えられる。   At this time, AC power is supplied from the bypass AC power supply 11 to the energy storage device 4 via the bypass terminal T2 and the switches S5, S6, and S8, and the flywheel device 8 is rotationally driven by the motor 7 to store rotational energy. It is done.

バイパス給電モード時において、バイパス交流電源１１からの交流電力の供給が停止されたり、バイパス交流電源１１の出力電圧が瞬間的に低下すると、フライホイール装置８の回転エネルギーがモータ７によって交流電力に変換される。モータ７によって生成された交流電力は、電力変換器６および変圧器５によって商用交流電力と同じ電圧および周波数の交流電力に変換され、スイッチＳ８，Ｓ３および出力端子Ｔ３を介して負荷１２に供給され、負荷１２の運転が継続される。   In the bypass power supply mode, when the supply of AC power from the bypass AC power supply 11 is stopped or the output voltage of the bypass AC power supply 11 decreases momentarily, the rotational energy of the flywheel device 8 is converted into AC power by the motor 7. Is done. The AC power generated by the motor 7 is converted into AC power having the same voltage and frequency as the commercial AC power by the power converter 6 and the transformer 5, and supplied to the load 12 via the switches S8 and S3 and the output terminal T3. The operation of the load 12 is continued.

メンテナンス時は、スイッチＳ７のみがオンされ、他のスイッチＳ１〜Ｓ６，Ｓ８がオフされ、バイパス交流電源１１からバイパス端子Ｔ２、スイッチＳ７および出力端子Ｔ３を介して負荷１２に交流電力が供給され、負荷１２が運転される。交流電源１０，１１のうちの一方の交流電源が故障した場合は、スイッチＳ４がオンされ、他方の交流電源が故障した交流電源の役割も果たす。   At the time of maintenance, only the switch S7 is turned on, the other switches S1 to S6, S8 are turned off, and AC power is supplied from the bypass AC power supply 11 to the load 12 via the bypass terminal T2, the switch S7, and the output terminal T3. The load 12 is operated. When one of the AC power supplies 10 and 11 fails, the switch S4 is turned on, and the other AC power supply also functions as an AC power supply that has failed.

この実施の形態１では、複数の無停電電源装置（たとえばＵＵ１〜ＵＵ３）を負荷１２に対して直列接続することにより、負荷１２に高電圧を供給する。したがって、出力変圧器を使用しないので、高い効率が得られる。   In the first embodiment, a high voltage is supplied to the load 12 by connecting a plurality of uninterruptible power supply devices (for example, UU1 to UU3) in series to the load 12. Therefore, since no output transformer is used, high efficiency can be obtained.

また、低電圧の無停電電源装置によって出力変圧器を駆動する場合は定格電流の大きな無停電電源装置が必要となるが、本実施の形態１では、大容量の無停電電源システムを定格電流が小さな無停電電源装置で構成することができる。   In addition, when the output transformer is driven by a low-voltage uninterruptible power supply, an uninterruptible power supply with a large rated current is required. In the first embodiment, the rated current is applied to a large-capacity uninterruptible power supply system. It can consist of a small uninterruptible power supply.

また、入力変圧器１の複数の２次巻線（たとえばＣＵ７〜ＣＵ９）をそれぞれ複数の無停電電源装置（たとえばＵＵ１〜ＵＵ３）に接続することによって複数の無停電電源装置（たとえばＵＵ１〜ＵＵ３）同士を絶縁したので、低耐圧のトランジスタＱ、ダイオードＤなど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。   Further, a plurality of uninterruptible power supply devices (for example, UU1 to UU3) are connected by connecting a plurality of secondary windings (for example, CU7 to CU9) of the input transformer 1 to a plurality of uninterruptible power supply devices (for example, UU1 to UU3), respectively. Since they are insulated from each other, it is possible to use a low-breakdown-voltage transistor Q, a diode D, and the like, and to reduce the cost of the device.

また、エネルギー蓄積装置４を設けたので、停電時間が長い場合でも負荷１２の運転を継続することができる。また、無瞬断スイッチが不要となるので、装置の低コスト化を図ることができる。   Moreover, since the energy storage device 4 is provided, the operation of the load 12 can be continued even when the power failure time is long. In addition, since a non-instantaneous switch is not required, the cost of the apparatus can be reduced.

また、複数台の無停電電源装置（たとえばＵＵ１〜ＵＵ３）のうちの故障した無停電電源装置（たとえばＵＵ３）を切り離し、残りの正常な無停電電源装置（たとえばＵＵ１，ＵＵ２）を負荷１２に対して直列接続するので、複数の無停電電源装置のうちの一部の無停電電源装置が故障した場合でも、残りの正常な無停電電源装置によって負荷１２を運転することができる。   Further, the uninterruptible uninterruptible power supply unit (for example, UU3) among a plurality of uninterruptible power supply units (for example, UU1 to UU3) is disconnected, and the remaining normal uninterruptible power supply units (for example, UU1, UU2) are connected to the load 12. Therefore, even if some of the uninterruptible power supply units out of the plurality of uninterruptible power supply units break down, the load 12 can be operated by the remaining normal uninterruptible power supply units.

なお、この実施の形態１では、商用交流電源１０からの３．３ＫＶの交流電圧を降圧し、３段の無停電電源装置で１９０５Ｖの相電圧を生成し、３．３ＫＶの線間電圧を再生したが、無停電電源装置の段数を増やすことにより、さらに高圧の無停電電源システムを構成することができる。たとえば、商用交流電源からの６．６ＫＶの交流電圧を降圧し、６段の無停電電源装置で３８１０Ｖの相電圧を生成し、６．６ＫＶの線間電圧を再生してもよい。   In the first embodiment, the AC voltage of 3.3 KV from the commercial AC power supply 10 is stepped down, the phase voltage of 1905 V is generated by the three-stage uninterruptible power supply, and the 3.3 KV line voltage is regenerated. However, an even higher voltage uninterruptible power supply system can be configured by increasing the number of stages of the uninterruptible power supply. For example, a 6.6 KV AC voltage from a commercial AC power supply may be stepped down, a phase voltage of 3810 V may be generated by a six-stage uninterruptible power supply, and a 6.6 KV line voltage may be regenerated.

すなわち、直列接続されたＮ台（ただし、Ｎは２以上の整数である）の無停電電源装置を使用することにより、任意の高電圧を再生することができる。また、Ｎ台の無停電電源装置のうちの故障した無停電電源装置を切り離し、残りの正常なＭ台（ただし、Ｍは２以上でＮ以下の整数である）の無停電電源装置を直列接続することにより、任意の高電圧を再して負荷１２を運転することができる。   That is, an arbitrary high voltage can be regenerated by using N (N is an integer of 2 or more) uninterruptible power supply devices connected in series. Also, disconnect the failed uninterruptible power supply unit from the N uninterruptible power supply units, and connect the remaining normal M units (where M is an integer not less than 2 and not greater than N) in series. By doing so, it is possible to operate the load 12 again with an arbitrary high voltage.

[実施の形態２]
図６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６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、高圧無停電電源装置２が高圧無停電電源装置４０で置換されている点である。 [Embodiment 2]
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of an uninterruptible power supply system according to Embodiment 2 of the present invention, and is a diagram compared with FIG. Referring to FIG. 6, this uninterruptible power supply system is different from the uninterruptible power supply system of FIG. 1 in that high voltage uninterruptible power supply 2 is replaced with high voltage uninterruptible power supply 40.

図７は、高圧無停電電源装置４０の構成を示す回路ブロック図であって、図３と対比される図である。図７を参照して、この高圧無停電電源装置４０が高圧無停電電源装置２と異なる点は、無停電電源装置ＵＵ１〜ＵＵ３，ＵＶ１〜ＵＶ３，ＵＷ１〜ＵＷ３が無停電電源装置ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａ，ＵＶ１Ａ〜ＵＶ３Ａ，ＵＷ１Ａ〜ＵＷ３Ａで置換され、リアクトルＬＵ，ＬＶ，ＬＷおよびコンデンサＣＵ，ＣＶ，ＣＷが追加されている点である。   FIG. 7 is a circuit block diagram showing a configuration of the high-voltage uninterruptible power supply 40, and is a diagram contrasted with FIG. Referring to FIG. 7, this high voltage uninterruptible power supply 40 is different from high voltage uninterruptible power supply 2 in that uninterruptible power supplies UU1 to UU3, UV1 to UV3, UW1 to UW3 are uninterruptible power supplies UU1A to UU3A, It is replaced by UV1A to UV3A, UW1A to UW3A, and reactors LU, LV, and LW and capacitors CU, CV, and CW are added.

図８は、無停電電源装置ＵＵ１Ａの構成を示す回路図であって、図４と対比される図である。図８を参照して、無停電電源装置ＵＵ１Ａは、無停電電源装置ＵＵ１からリアクトルＬ１およびコンデンサＣ３、すなわち出力フィルタ２３を除去したものである。トランジスタＱ１のエミッタは出力端子Ｔ１４に直接接続されている。このため、無停電電源装置ＵＵ１Ａの出力電圧ＶＵ１１Ａは、正弦波にはならず、パルス信号列となる。他の無停電電源装置ＵＵ２Ａ，ＵＵ３Ａ，ＵＶ１Ａ〜ＵＶ３Ａ，ＵＷ１Ａ〜ＵＷ３Ａの各々も、無停電電源装置ＵＵ１Ａと同じ構成である。   FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of uninterruptible power supply UU1A, and is a diagram contrasted with FIG. Referring to FIG. 8, uninterruptible power supply UU1A is obtained by removing reactor L1 and capacitor C3, that is, output filter 23, from uninterruptible power supply UU1. The emitter of the transistor Q1 is directly connected to the output terminal T14. For this reason, the output voltage VU11A of the uninterruptible power supply UU1A is not a sine wave but a pulse signal string. Each of other uninterruptible power supply devices UU2A, UU3A, UV1A to UV3A, UW1A to UW3A has the same configuration as uninterruptible power supply UU1A.

図７に戻って、無停電電源装置ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａがともに正常である場合は、スイッチＳＵ１ａ〜ＳＵ３ａ，ＳＵ１ｂ〜ＳＵ３ｂが導通状態にされ、スイッチＳＵ１ｃ〜ＳＵ３ｃが非導通状態にされる。このとき、無停電電源装置ＵＵ３Ａの出力端子Ｔ１４と無停電電源装置ＵＵ１Ａの出力端子Ｔ１５の間には、無停電電源装置ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａの出力パルス信号列を加算したパルス信号列が出力される。制御回路１５は、加算したパルス信号列の波形を正弦波に近付けるために、無停電電源装置ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａのインバータ２２を所定角度ずつ位相をずらせて制御する。   Returning to FIG. 7, when all of the uninterruptible power supply devices UU1A to UU3A are normal, the switches SU1a to SU3a, SU1b to SU3b are turned on, and the switches SU1c to SU3c are turned off. At this time, a pulse signal sequence obtained by adding the output pulse signal sequences of the uninterruptible power supply devices UU1A to UU3A is output between the output terminal T14 of the uninterruptible power supply device UU3A and the output terminal T15 of the uninterruptible power supply device UU1A. The control circuit 15 controls the inverter 22 of the uninterruptible power supply devices UU1A to UU3A by shifting the phase by a predetermined angle in order to make the waveform of the added pulse signal sequence approach a sine wave.

リアクトルＬＵは、スイッチＳＵ３ａ，ＳＵ３ｃ間のノードと出力端子ＴＵとの間に接続され、コンデンサＣＵは出力端子ＴＵと中性点ＮＰとの間に接続される。リアクトルＬＵおよびコンデンサＣＵは、出力フィルタを構成する。この出力フィルタは、ローパスフィルタであり、商用周波数の交流電圧を出力端子ＴＵおよび中性点ＮＰ間に通過させ、インバータ２２で発生したスイッチング周波数の信号が出力端子ＴＵおよび中性点ＮＰ間に通過するのを禁止する。換言すると、リアクトルＬＵおよびコンデンサＣＵからなる出力フィルタは、加算された無停電電源装置ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａの出力パルス信号列を正弦波に変換し、正弦波の交流電圧ＶＵを出力端子ＴＵおよび中性点ＮＰ間に出力する。   Reactor LU is connected between a node between switches SU3a and SU3c and output terminal TU, and capacitor CU is connected between output terminal TU and neutral point NP. Reactor LU and capacitor CU constitute an output filter. This output filter is a low-pass filter, which passes an AC voltage of commercial frequency between the output terminal TU and the neutral point NP, and a switching frequency signal generated by the inverter 22 passes between the output terminal TU and the neutral point NP. It is prohibited to do. In other words, the output filter composed of the reactor LU and the capacitor CU converts the added output pulse signal sequence of the uninterruptible power supply units UU1A to UU3A into a sine wave, and converts the sinusoidal AC voltage VU into the output terminal TU and the neutral point. Output between NPs.

同様に、無停電電源装置ＵＶ３Ａの出力端子Ｔ１４と無停電電源装置ＵＶ１Ａの出力端子Ｔ１５の間には、無停電電源装置ＵＶ１Ａ〜ＵＶ３Ａの出力パルス信号列を加算したパルス信号列が出力される。制御回路１５は、加算したパルス信号列の波形を正弦波に近付けるために、無停電電源装置ＵＶ１Ａ〜ＵＶ３Ａのインバータ２２を所定角度ずつ位相をずらせて制御する。   Similarly, a pulse signal sequence obtained by adding the output pulse signal sequences of the uninterruptible power supply devices UV1A to UV3A is output between the output terminal T14 of the uninterruptible power supply device UV3A and the output terminal T15 of the uninterruptible power supply device UV1A. The control circuit 15 controls the inverter 22 of the uninterruptible power supply UV1A to UV3A by shifting the phase by a predetermined angle in order to bring the waveform of the added pulse signal sequence closer to a sine wave.

リアクトルＬＶは、スイッチＳＶ３ａ，ＳＶ３ｃ間のノードと出力端子ＴＶとの間に接続され、コンデンサＣＶは出力端子ＴＶと中性点ＮＰとの間に接続される。リアクトルＬＶおよびコンデンサＣＶは、出力フィルタを構成する。この出力フィルタは、ローパスフィルタであり、商用周波数の交流電圧を出力端子ＴＶおよび中性点ＮＰ間に通過させ、インバータ２２で発生したスイッチング周波数の信号が出力端子ＴＶおよび中性点ＮＰ間に通過するのを禁止する。換言すると、リアクトルＬＶおよびコンデンサＣＶからなる出力フィルタは、加算された無停電電源装置ＵＶ１Ａ〜ＵＶ３Ａの出力パルス信号列を正弦波に変換し、正弦波の交流電圧ＶＶを出力端子ＴＶおよび中性点ＮＰ間に出力する。   Reactor LV is connected between a node between switches SV3a and SV3c and output terminal TV, and capacitor CV is connected between output terminal TV and neutral point NP. Reactor LV and capacitor CV constitute an output filter. This output filter is a low-pass filter, and passes an AC voltage of commercial frequency between the output terminal TV and the neutral point NP, and a switching frequency signal generated by the inverter 22 passes between the output terminal TV and the neutral point NP. It is prohibited to do. In other words, the output filter composed of the reactor LV and the capacitor CV converts the added output pulse signal sequence of the uninterruptible power supply UV1A to UV3A into a sine wave, and converts the sinusoidal AC voltage VV into the output terminal TV and the neutral point. Output between NPs.

同様に、無停電電源装置ＵＷ３Ａの出力端子Ｔ１４と無停電電源装置ＵＷ１Ａの出力端子Ｔ１５の間には、無停電電源装置ＵＷ１Ａ〜ＵＷ３Ａの出力パルス信号列を加算したパルス信号列が出力される。制御回路１５は、加算したパルス信号列の波形を正弦波に近付けるために、無停電電源装置ＵＷ１Ａ〜ＵＷ３Ａのインバータ２２を所定角度ずつ位相をずらせて制御する。   Similarly, a pulse signal sequence obtained by adding the output pulse signal sequences of uninterruptible power supply devices UW1A to UW3A is output between output terminal T14 of uninterruptible power supply device UW3A and output terminal T15 of uninterruptible power supply device UW1A. The control circuit 15 controls the inverters 22 of the uninterruptible power supply devices UW1A to UW3A by shifting their phases by a predetermined angle in order to make the waveform of the added pulse signal sequence approach a sine wave.

リアクトルＬＷは、スイッチＳＷ３ａ，ＳＷ３ｃ間のノードと出力端子ＴＷとの間に接続され、コンデンサＣＷは出力端子ＴＷと中性点ＮＰとの間に接続される。リアクトルＬＷおよびコンデンサＣＷは、出力フィルタを構成する。この出力フィルタは、ローパスフィルタであり、商用周波数の交流電圧を出力端子ＴＷおよび中性点ＮＰ間に通過させ、インバータ２２で発生したスイッチング周波数の信号が出力端子ＴＷおよび中性点ＮＰ間に通過するのを禁止する。換言すると、リアクトルＬＷおよびコンデンサＣＷからなる出力フィルタは、加算された無停電電源装置ＵＷ１Ａ〜ＵＷ３Ａの出力パルス信号列を正弦波に変換し、正弦波の交流電圧ＶＷを出力端子ＴＷおよび中性点ＮＰ間に出力する。   Reactor LW is connected between a node between switches SW3a and SW3c and output terminal TW, and capacitor CW is connected between output terminal TW and neutral point NP. Reactor LW and capacitor CW constitute an output filter. This output filter is a low-pass filter, which passes an AC voltage of commercial frequency between the output terminal TW and the neutral point NP, and a switching frequency signal generated by the inverter 22 passes between the output terminal TW and the neutral point NP. It is prohibited to do. In other words, the output filter consisting of the reactor LW and the capacitor CW converts the added output pulse signal sequence of the uninterruptible power supply devices UW1A to UW3A into a sine wave, and converts the AC voltage VW of the sine wave into the output terminal TW and the neutral point. Output between NPs.

図９（ａ）〜（ｄ）は、図７および図８に示した高圧無停電電源装置４０のうちのＵ相に関連する部分の動作を示すタイムチャートである。図９（ａ）は無停電電源装置ＵＵ１Ａの出力電圧ＶＵ１1Ａの波形を示し、図９（ｂ）は無停電電源装置ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａの出力電圧ＶＵ１1Ａ〜ＶＵ１３Ａを加算したＵ相電圧ＶＵの波形を示し、図９（ｃ）はＵ相とＶ相の線間電圧ＶＵＶの波形を示し、図９（ｄ）はＵ相電流ＩＵの波形を示している。   FIGS. 9A to 9D are time charts showing operations of portions related to the U phase in the high voltage uninterruptible power supply 40 shown in FIGS. 7 and 8. 9A shows the waveform of the output voltage VU11A of the uninterruptible power supply UU1A, and FIG. 9B shows the waveform of the U-phase voltage VU obtained by adding the output voltages VU11A to VU13A of the uninterruptible power supply UU1A to UU3A. FIG. 9C shows the waveform of the U-phase and V-phase line voltage VUV, and FIG. 9D shows the waveform of the U-phase current IU.

図９（ａ）に示すように、無停電電源装置ＵＵ１Ａの出力電圧ＶＵ１1Ａは、０〜１８０度では正のパルス信号列となり、１８０〜３６０度では負のパルス信号列となる。正弦波のピークとなる９０度および２７０度付近ではパルス幅は最大になり、正弦波の０点となる０度および１８０度付近ではパルス幅は最小となる。   As shown in FIG. 9A, the output voltage VU11A of the uninterruptible power supply UU1A is a positive pulse signal sequence at 0 to 180 degrees and a negative pulse signal sequence at 180 to 360 degrees. The pulse width is maximum near 90 ° and 270 °, which are the peaks of the sine wave, and the pulse width is minimum near 0 ° and 180 °, which is the zero point of the sine wave.

また図９（ｂ）に示すように、位相のずれた無停電電源装置ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａの出力電圧ＶＵ１1Ａ〜ＶＵ１３Ａを加算したＵ相電圧ＶＵの波形は、無停電電源装置ＵＵ１Ａの出力電圧ＶＵ１1Ａの波形よりも正弦波に近くなる。また図９（ｃ）に示すように、線間電圧ＶＵＶの波形はさらに正弦波に近くなる。また図９（ｄ）に示すように、負荷１２に流れるＵ相電流ＩＵの波形はほぼ正弦波になる。Ｖ相、Ｗ相に関連する部分の動作も、Ｕ相に関連する部分の動作と同じであるので、その説明は繰り返さない。また、他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。   9B, the waveform of the U-phase voltage VU obtained by adding the output voltages VU11A to VU13A of the uninterruptible uninterruptible power supply devices UU1A to UU3A out of phase is the waveform of the output voltage VU11A of the uninterruptible power supply UU1A. Is closer to a sine wave. Further, as shown in FIG. 9C, the waveform of the line voltage VUV is closer to a sine wave. Further, as shown in FIG. 9D, the waveform of the U-phase current IU flowing through the load 12 is substantially a sine wave. Since the operation of the portion related to the V phase and the W phase is the same as the operation of the portion related to the U phase, the description thereof will not be repeated. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will not be repeated.

この実施の形態２では、各相において出力フィルタを３つの無停電電源装置に共通に設け、かつ入力フィルタを除去したので、回路面積を小さくすることができる。   In the second embodiment, the output filter is provided in common for the three uninterruptible power supply devices in each phase, and the input filter is removed, so that the circuit area can be reduced.

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.

Ｔ１，Ｔ１１〜Ｔ１３ 入力端子、Ｔ２ バイパス端子、Ｔ３，Ｔ１４，Ｔ１５，ＴＵ，ＴＶ，ＴＷ 出力端子、Ｔ２１〜Ｔ２５ 端子、Ｓ１〜Ｓ８，ＳＵ１ａ〜ＳＵ１ｃ，ＳＵ２ａ〜ＳＵ２ｃ，ＳＵ３ａ〜ＳＵ３ｃ，ＳＶ１ａ〜ＳＶ１ｃ，ＳＶ２ａ〜ＳＶ２ｃ，ＳＶ３ａ〜ＳＶ３ｃ，ＳＷ１ａ〜ＳＷ１ｃ，ＳＷ２ａ〜ＳＷ２ｃ，ＳＷ３ａ〜ＳＷ３ｃ スイッチ、１ 入力変圧器、２，４０ 高圧無停電電源装置、４ エネルギー蓄積装置、５ 変圧器、６ 電力変換器、７ モータ、８ フライホイール装置、１０ 商用交流電源、１１ バイパス交流電源、１２ 負荷、ＣＲ，ＣＳ，ＣＴ １次巻線、ＣＵ１〜ＣＵ９，ＣＶ１〜ＣＶ９，ＣＷ１〜ＣＷ９ ２次巻線、ＵＵ１〜ＵＵ３，ＵＶ１〜ＵＶ３，ＵＷ１〜ＵＷ３，ＵＵ１Ａ〜ＵＵ３Ａ，ＵＶ１Ａ〜ＵＶ３Ａ，ＵＷ１Ａ〜ＵＷ３Ａ 無停電電源装置、１５ 制御回路、１６ 切換回路、Ｌ１，Ｌ１１〜Ｌ１４，ＬＵ，ＬＶ，ＬＷ リアクトル、Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ１１〜Ｃ１５，ＣＵ，ＣＶ，ＣＷ コンデンサ、Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗素子、Ｑ１〜Ｑ４，Ｑ１１〜Ｑ１６，Ｑ２１〜Ｑ２４ トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２４ ダイオード、２０ サイリスタ、２１，３１，３２ コンバータ、２２ インバータ、２３ 出力フィルタ、３０，３３ フィルタ、ＰＬ１，ＰＬ２ 直流正母線、ＮＬ１，ＮＬ２ 直流負母線。   T1, T11 to T13 input terminal, T2 bypass terminal, T3, T14, T15, TU, TV, TW output terminal, T21 to T25 terminal, S1 to S8, SU1a to SU1c, SU2a to SU2c, SU3a to SU3c, SV1a to SV1c , SV2a to SV2c, SV3a to SV3c, SW1a to SW1c, SW2a to SW2c, SW3a to SW3c switch, 1 input transformer, 2,40 high voltage uninterruptible power supply device, 4 energy storage device, 5 transformer, 6 power converter, 7 motor, 8 flywheel device, 10 commercial AC power supply, 11 bypass AC power supply, 12 load, CR, CS, CT primary winding, CU1-CU9, CV1-CV9, CW1-CW9 secondary winding, UU1-UU3 , UV1-UV3, UW1-UW3, UU1A-UU3A, UV1A -UV3A, UW1A-UW3A Uninterruptible power supply, 15 control circuit, 16 switching circuit, L1, L11-L14, LU, LV, LW reactor, C1-C3, C11-C15, CU, CV, CW capacitors, R1-R3 Resistance element, Q1-Q4, Q11-Q16, Q21-Q24 Transistor, D1-D16, D21-D24 Diode, 20 Thyristor, 21, 31, 32 Converter, 22 Inverter, 23 Output filter, 30, 33 Filter, PL1, PL2 DC positive bus, NL1, NL2 DC negative bus.

Claims (6)

商用交流電源から供給される交流電力を受ける１次巻線と、互いに絶縁された複数の２次巻線とを含む変圧器と、
それぞれ前記複数の２次巻線に対応して設けられ、各々が、対応の２次巻線の端子間電圧を直流電圧に変換するコンバータと、直流電圧を交流電圧に変換するインバータとを含み、出力電圧の制御が可能なＮ台（ただし、Ｎは３以上の整数である）の無停電電源装置と、
前記Ｎ台の無停電電源装置のうちの正常なＭ台（ただし、Ｍは２以上でＮ以下の整数である）の無停電電源装置を負荷に対して直列接続する切換回路とを備え、
前記切換回路によって直列接続されたＭ台の無停電電源装置において各段の無停電電源装置は前段の出力電圧に自己の出力電圧を加算して次段に出力し、最終段の無停電電源装置は前記Ｍ台の無停電電源装置の出力電圧の総和の交流電圧を前記負荷に出力し、
さらに、前記最終段の無停電電源装置の出力電圧が、前記商用交流電源から供給される交流電力と同じ電圧である、所定の目標電圧になるように前記Ｍ台の無停電電源装置の各々を制御する制御回路を備える、無停電電源システム。 A transformer including a primary winding that receives AC power supplied from a commercial AC power source and a plurality of secondary windings that are insulated from each other;
Each provided corresponding to the plurality of secondary windings, each including a converter that converts a voltage between terminals of the corresponding secondary winding into a DC voltage, and an inverter that converts the DC voltage into an AC voltage, N uninterruptible power supply units that can control the output voltage (where N is an integer of 3 or more);
A switching circuit that connects normal M units of the N uninterruptible power supply units (where M is an integer of 2 or more and N or less) in series with a load;
In the M uninterruptible power supply units connected in series by the switching circuit, the uninterruptible power supply unit at each stage adds its own output voltage to the output voltage of the previous stage and outputs it to the next stage. Outputs an alternating voltage of the sum of output voltages of the M uninterruptible power supply devices to the load,
Further, each of the M uninterruptible power supply devices is set so that an output voltage of the uninterruptible power supply device at the final stage is a predetermined target voltage that is the same voltage as the AC power supplied from the commercial AC power supply. An uninterruptible power supply system with a control circuit to control. 各無停電電源装置は、さらに、前記インバータの出力電圧の波形を正弦波に変換するフィルタ回路を含み、
前記Ｍ台の無停電電源装置に含まれるＭ個の前記フィルタ回路の出力電圧が加算されて前記負荷に与えられる、請求項１に記載の無停電電源システム。 Each uninterruptible power supply further includes a filter circuit that converts the waveform of the output voltage of the inverter into a sine wave,
2. The uninterruptible power supply system according to claim 1, wherein output voltages of M filter circuits included in the M uninterruptible power supply devices are added to be applied to the load. さらに、加算された前記Ｍ台の無停電電源装置の出力電圧の波形を正弦波に変換して前記負荷に与えるフィルタ回路を備える、請求項１に記載の無停電電源システム。   2. The uninterruptible power supply system according to claim 1, further comprising a filter circuit that converts a waveform of the added output voltage of the M uninterruptible power supply devices into a sine wave and applies the waveform to the load. Ｍ台の前記インバータの出力電圧の位相は順次ずれている、請求項３に記載の無停電電源システム。   The uninterruptible power supply system according to claim 3, wherein phases of output voltages of the M inverters are sequentially shifted. さらに、前記負荷と並列接続され、前記Ｍ台の無停電電源装置から交流電力が正常に供給されている場合は、前記Ｍ台の無停電電源装置から供給される交流電力をフライホイール装置の回転エネルギーに変換し、前記Ｍ台の無停電電源装置からの交流電力の供給が停止された場合は、前記フライホイール装置に蓄えられた回転エネルギーを交流電力に変換し、その交流電力を前記負荷に与えるエネルギー蓄積装置を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無停電電源システム。   Furthermore, when AC power is normally supplied from the M uninterruptible power supply units connected in parallel with the load, the AC power supplied from the M uninterruptible power supply units is converted to rotation of the flywheel device. When the supply of AC power from the M uninterruptible power supply devices is stopped, the rotational energy stored in the flywheel device is converted into AC power, and the AC power is supplied to the load. The uninterruptible power supply system of any one of Claims 1-4 provided with the energy storage device to give. さらに、一方端子がバイパス交流電源からの交流電力を受け、Ｍ台の前記インバータから前記負荷に交流電力を供給するインバータ給電モード時は非導通になり、前記バイパス交流電源から前記負荷に交流電力を供給するバイパス給電モード時は導通する第１のスイッチと、
一方端子が前記Ｍ台の無停電電源装置からの交流電力を受け、他方端子が前記第１のスイッチの他方端子に接続され、前記インバータ給電モード時は導通し、前記バイパス給電モード時は非導通になる第２のスイッチと、
一方端子が前記第１および第２のスイッチの他方端子に接続され、他方端子が前記負荷に接続され、通常は導通し、メンテナンス時に非導通になる第３のスイッチとを備え、
前記エネルギー蓄積装置は、前記第１および第２のスイッチの他方端子に接続され、前記Ｍ台の無停電電源装置または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は、前記Ｍ台の無停電電源装置または前記バイパス交流電源から供給される交流電力をフライホイール装置の回転エネルギーに変換し、前記Ｍ台の無停電電源装置および前記バイパス交流電源からの交流電力の供給が停止された場合は、前記フライホイール装置に蓄えられた回転エネルギーを交流電力に変換し、その交流電力を前記第３のスイッチを介して前記負荷に与える、請求項５に記載の無停電電源システム。 Further, one terminal receives AC power from the bypass AC power source, and becomes non-conductive in the inverter power supply mode in which AC power is supplied from the M inverters to the load, and AC power is supplied from the bypass AC power source to the load. A first switch that conducts in the bypass power supply mode to be supplied;
One terminal receives AC power from the M uninterruptible power supplies, the other terminal is connected to the other terminal of the first switch, and is conductive in the inverter power supply mode and non-conductive in the bypass power supply mode. A second switch to become,
A third terminal having one terminal connected to the other terminal of the first and second switches, the other terminal connected to the load, normally conducting and non-conducting during maintenance;
The energy storage device is connected to the other terminals of the first and second switches, and when AC power is normally supplied from the M uninterruptible power supply devices or the bypass AC power source, the M storage devices The AC power supplied from the uninterruptible power supply or the bypass AC power is converted into the rotational energy of the flywheel device, and the supply of AC power from the M uninterruptible power supplies and the bypass AC power is stopped. In the case, the uninterruptible power supply system according to claim 5, wherein the rotational energy stored in the flywheel device is converted into AC power, and the AC power is applied to the load via the third switch.
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