JP7091804B2 - 電源システム - Google Patents
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Description
図3において、100Aはマスタとして動作する電源ユニット、100Bはスレーブとして動作する電源ユニット、101A,101Bはコンバータ部、102A,102Bはスイッチング素子Q1を制御するスイッチング制御回路、103A,103Bはドループ生成回路、104A,104Bは出力電圧検出回路、105AはMCU(マスタ)、105BはMCU(スレーブ)、106A,106Bは出力電流検出回路、Viは電源システムの入力電圧、Voは出力電圧である。
図5において、MCU105Aは、電源ユニット100Aの起動後に出力電流取得部112を介して自己の出力電流を検出し(ステップS11,S12)、電流検出値が閾値以上であれば、他の電源ユニット100B等を含む全ユニットを駆動する(ステップS13YES,S14)。また、出力電流検出値が閾値未満であれば、他の電源ユニット100B等の出力電流を通信部111を介して取得し、加算部114により自己の出力電流と加算して負荷電流を算出する(ステップS13NO,S15)。
次に、MCU105Aは、算出した負荷電流に基づいて電源ユニットの動作台数を決定し、スレーブとしての他の電源ユニット100B等を駆動/停止させる(ステップS16,S17)。
上記の処理は、電源システム全体の電源がオフされるまで繰り返し実行される。(ステップS18)。
このような場合には、マスタ側の電源ユニット100Aが、各電源ユニットの出力電流検出値に基づく負荷電流の算出や、スレーブ側の電源ユニットの駆動台数の決定等を適切に行うことができなくなり、一部の電源ユニットが過負荷状態になって装置の故障や破壊を招く恐れがあった。
前記電源ユニットは、前記電源システム内の他の電源ユニットの停止可能性情報を含む判定信号を生成する動作判定部をそれぞれ備え、
前記動作判定部は、
自己の電源ユニットの出力を測定したユニット測定値の所定時間内の変化率であるユニット測定値変化率と、前記電源ユニットの全台数のうち前記制御・監視部により設定された運転指令台数N(Nは2以上の整数)と(N-1)との比率である出力増加率と、を算出し、前記ユニット測定値変化率と前記出力増加率との差が所定の判定値以上である時に前記判定信号を前記制御・監視部に送信すると共に、
前記制御・監視部は、前記判定信号の受信時に、前記他の電源ユニットの故障による停止または負荷の変動を検出することを特徴とする。
また、電源ユニットの故障による停止と負荷の変動とを判別可能であるため、故障検出精度を高めることが可能である。
図1は、この実施形態に係る電源システムの構成図である。同図において、電源システムPSは、三相電力系統41に接続された変圧器42の二次側の単相交流電力を直流電力に変換して負荷50に供給する3台の電源ユニットPSU1,PSU2,PSU3を備え、これらの電源ユニットPSU1,PSU2,PSU3は互いに並列に接続されている。
ここで、電源ユニットの台数は任意の複数台であれば良い。
また、電源ユニットPSU1,PSU2,PSU3には、他の電源ユニットが停止していること、または停止している可能性が高いことを判定する動作判定部11,12,13がそれぞれ設けられている。これらの動作判定部11,12,13には、対応するユニット出力測定部21,22,23による電力測定値(以下、ユニット測定値という)P1,P2,P3がそれぞれ入力されると共に、後述する制御・監視部30から運転指令台数Nが入力されている。
この実施形態では、2台の電源ユニットPSU1,PSU2が運転されているものとし(すなわち、N=2)、残りの電源ユニットPSU3は、制御・監視部30から送信された停止指令により停止しているものと仮定する。
なお、本実施形態ではユニット出力測定部21,22,23が電力を測定しているが、それぞれ電流を測定して動作判定部11,12,13における判定処理に用いても良い。
図2は、電源ユニットPSU1,PSU2,PSU3の動作判定部11,12,13及び制御・監視部30の動作を示すフローチャートである。ここでは、2台の電源ユニットPSU1,PSU2が運転されていて負荷電力を均等に分担しており、残りの電源ユニットPSU3は制御・監視部30からの停止指令により、もともと運転を停止している。
以下、図2に基づいて、電源ユニットPSU1の動作判定部11の動作を制御・監視部30の動作と共に説明する。
なお、ユニット出力測定部21,22,23が電流を測定する場合、動作判定部11は、過去時刻(t-1)及び時刻tにおける出力電流測定値に基づいてユニット測定値変化率Kを算出する。
[数式1]
X=N/(N-1)
この出力増加率Xは、仮に1台の電源ユニットが停止した時に、運転中の各電源ユニットが分担する出力が増加する比率に相当する。
[数式2]
|K-X|≧eps
つまり、制御・監視部30は、電源ユニットPSU1,PSU2が何れも故障しておらず健全であれば、各ユニットPSU1,PSU2の分担出力が何れもほぼ同じ値だけ変化した結果、判定信号SB1,SB2を発生させたと判断するものである。
21,22,23:ユニット出力測定部
30:制御・監視部
41:三相電力系統
42:変圧器
50:負荷
PS:電源システム
PSU1,PSU2,PSU3:電源ユニット
Claims (7)
- 互いに並列に接続された複数台の電源ユニットにより負荷に電力を供給する電源システムであって、各電源ユニットに対する起動停止指令を送信可能な制御・監視部を備えた電源システムにおいて、
前記電源ユニットは、前記電源システム内の他の電源ユニットの停止可能性情報を含む判定信号を生成する動作判定部をそれぞれ備え、
前記動作判定部は、
自己の電源ユニットの出力を測定したユニット測定値の所定時間内の変化率であるユニット測定値変化率と、前記電源ユニットの全台数のうち前記制御・監視部により設定された運転指令台数N(Nは2以上の整数)と(N-1)との比率である出力増加率と、を算出し、前記ユニット測定値変化率と前記出力増加率との差が所定の判定値以上である時に前記判定信号を前記制御・監視部に送信すると共に、
前記制御・監視部は、前記判定信号の受信時に、前記他の電源ユニットの故障による停止または負荷の変動を検出することを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載した電源システムにおいて、
前記制御・監視部は、
前記運転指令台数Nのうちの一部の電源ユニットから前記判定信号を受信した時に、当該電源ユニットを除く他の電源ユニットの故障による停止を検出することを特徴とする電源システム。 - 請求項2に記載した電源システムにおいて、
前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットの故障を検出した時に、前記電源システム内の起動可能な電源ユニットに対して起動指令を送信することを特徴とする電源システム。 - 請求項2または3に記載した電源システムにおいて、
前記制御・監視部は、前記他の電源ユニットが故障により停止したことを示すアラームを発生することを特徴とする電源システム。 - 請求項1に記載した電源システムにおいて、
前記制御・監視部は、
前記運転指令台数Nに等しい台数の電源ユニットから前記判定信号を受信した時に、負荷の変動を検出することを特徴とする電源システム。 - 請求項1~5の何れか1項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記ユニット測定値が電力または電流であることを特徴とする電源システム。 - 請求項1~6の何れか1項に記載した記載した電源システムにおいて、
前記電源ユニットが交流/直流変換を行う電力変換器であることを特徴とする電源システム。
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