JPH02294237A

JPH02294237A - 交流電源装置

Info

Publication number: JPH02294237A
Application number: JP1112071A
Authority: JP
Inventors: Akio Hirata; 平田　昭生
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1990-12-05
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH0755031B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は入力交流電源の瞬時停電時などにも安定した交
流出力電力を供給することができる無停電電源装置など
に係り、その装置内部に故障が発生した時，一旦負荷給
電を停止し、故障の内容によって再度負荷給電をリトラ
イすることができる交流電源装置に関するものである。

（従来の技術）本発明の交流電源装置としては種々のタイプがあるが、
ここではその代表として無停電電源装置により説明する
。

無停電電源装置は東芝レビュー４２巻１ｌ号（昭６２年
１１月号）　ｐｐ８７７〜８８０などにも紹介されてお
り，その機能，動作概要については公知であるため，こ
こでは第３図を使用して、無停電電源装置の出力電圧制
御方法及び従来技術の問題ハを中心に以下説明する。

第３図において、ｌ１は入力交流電源、１２は整流器、
１３はインバータ．１４はインバータ変圧器，１５は無
停電電源装置の出力端子、１６はバツテリ、ｌ７はスイ
ッチ、ｌ８はＤＣフィルタコンデンサ、ｌ９はＡＣフィ
ルタコンデンサ、２０は電圧基準設定器、２１は出力電
圧検出回路、２２は電圧制御器、ｚ３は周波数制御器，
２４はＰＷＭ制御器，２５はゲート増幅器、また２６は
制御回路電源、２７は運転停止回路，２８は運転停止指
令、２９は故障検出回路である．更に保護のために設け
られた回路構成要素として、３０はヒューズ、３１は分
流器、３２は入力電圧検出器、３３は直流電圧検出器、
３４はヒューズ断検出器、３５は直流過電流検出器、３
６はインパータ過電流検出器、３７は出力過電流検出器
、３８は出力過電圧検出器、３９はバッテリ電圧検出器
、４０は制御電源そう失検出器である。

この図に示す無停電電源装置の構成で、入力交流電源１
１の正常時岬こは，これを整流器１２で直流電力１；変
換し，ＤＣフィルタコンデンサ１８で平滑してインパー
タ１３で交流電力に逆変換し、インバータ変圧器１４及
びＡＣフィルタコンデンサ１９を介して、出力端子１５
には正弦波形の交流電力を供給する。この出力される交
流電力の電圧は電圧基準ｖｒと出力電圧検出回路２１の
検出信号を電圧制御器２２で比較制御し、この出力信号
と周波数制御器２３の出力信号とＰＷＭ制御器ｚ４で合
成し、ゲート増幅器２５を介して、インバータ１３の主
回路素子をＰＷＭ制御することによって制御され，出力
電圧は電圧基準２０に、出力周波数は周波数制御器２３
によって決定されている．他方入力交流電源１１の電圧が落雷や地絡事故などによ
り，例えば定常値の１０％以下に低下すると、入力交流
電源１１からは電力供給を継続することができなくなる
ため，このような場合にはこれを検出してスイッチ１７
を導通させ，バツテ１月６よりスイッチ１７を介して直
流電力を供給する．このように入力交流電源ｌ１の電圧
低下時にはバッチ１月６より電力を供給することにより
インバータ１３及びインバータ変圧器ｌ４を介して出力
端子Ｉ５には所定の安定化された交流電力を出力するこ
とができる．一般的にはパッテリ１６は５〜１０分程度
このような停電補償することができる。

以上のように機能する無停電電源装置の動作を監視し、
保護するため、運転停止回路２７は運転停止指令２８の
指令によって無停電電源装置として動作させる他に、故
障検出回路２９での保護指令で運転を停止する。保護検
出回路２９は無停電電源装置内の各部の保護検出器によ
って検出された検出信号に支配される。これらの保護検
出器の一例を第３図に示す。入力交流電源１１の過電圧
や不足電圧を検出する入力電圧検出器３２，Ｍ流器１２
の出力電圧の過電圧や不足電圧を検出する直流電圧検出
器３３、インバータｌ３の入力過電流検出用の分流器３
１と直流過電流検出器３５、またこの直流過電流保護用
のヒューズ３０とヒューズ断検出器３４，インバータ１
３の出力過電流を検出するインバータ過電流検出器３６
、出力端子１５より出力する電圧の過電圧を検出する出
力過電圧検出器３８や出力過電流を検出保護する出力過
電流検出器３７，またバッテリ１６の電圧低下を検出す
るバッテリ電圧検出器３９などの主回路の保護検出器や
、制御回路電源２６の電源そう失を検出する制御電源そ
う失検出器４０などの保護検出器がある。これらの保護
検出器が保護検出し、検出信号を出力して故障検出回路
２９に信号を与えた場合には運転指令２８の状態に関係
なく最終的には無停電電源装置の運転が停止されていた
。

このような無停電電源装置を使用した電源システム例を
第４図に示す．この図で５１は無停電電源装置、５２は
負荷、５３は入力しゃ断器，５４は出力切換器、５５は
バイパス回路、５６は切換回路である．この図で無停電
電源装置５１内の故障検出回路２９が故障保護検出し、
運転停止指令２８の状態に関係なく運転停止回路２７を
介して無停電電源装置５ｌを故障停止させた時、入力し
ゃ断器５３を開放し、出力切換器５４を切換回路５６で
指令し、入力交流電源１１よりバイパス回路５５を介し
て負荷５２へ給電する。

このようにバイパス回路５５を介して負荷５２に給電す
ると負荷５５の運転を維持することはできるが、入力交
流電源Ｉ１の瞬時や過電圧の影響などを除去した良質の
電力を負荷５２に給電できない問題があった・（発明が解決しようとする課題）第３図及び第４図を使用して説明したように、従来技術
の無停電電源装置５１は、その内部の故障検出回路２９
が故障保護検出を行なった時，無停電電源装置５１の負
荷給電を停止し、故障検出回路２９を人為的にリセット
する（故障原因調査及び復旧修理などを行なった後リセ
ットする。）まで負荷給電を行なうことができず、次の
問題があった。

■　故障保護検出により長期間良質の電力を負荷５２に
給電することができない。

（２）故障保護検出して無停電電源装置５１が停止する
と、負荷５２が大型コンピュータなど公共性の非常に高
い負荷のため社会的影響度が非常に高く、 ■　長時間の停止はユーザに非常に大きな不安を与える
。

■　このため早急に復旧させる必要があるが、ユーザも
分散化傾向にあるため、メーカの保守負が到着して原因
調査復旧するまでに長時間を必要とする。

などの理由から、無停電電源装置５ｌの故障保護検出に
よる停止は社会不安を発生する危険性があった。

本発明は前述の従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
、交流電源装置が故障保護検出しても、一時的にバイパ
ス回路や他の交流電源装置より負荷給電し、故障内容を
判別して外的要因による故障に対しては故障検出回路を
自動リセットして再び負荷給電を継続できる交流電源装
置を提供することを目的としている．〔発明の構成〕（課題を解決するための手段）本発明はその実施例を第１図や第２図に示すように，無
停電電源装置などの交流電源装置において、その内部に
設けられた故障検出回路が故障保護検出を行なって，装
置を停止させた時、故障検出回路で検出した故障内容や
他の保護検呂器の検出レベルより判別して、交流電源装
置の故障検出回路を故障判別回路によって自動リセット
して良いかどうかを判別し、自動リセット可能な外的要
因による故障に対しては故障判別回路より運転停止回路
や切換回路に指令を与えて再び交流電源装置を運転して
負荷給電を継続する。

故障判別回路は、交流電源装置の内部故障が発生した時
、この内部故障がこの装置の外的要因に起因する内部故
障か、装置内の内的要因に起因する内部故障かを判別し
，前者の内部故障に対しては交流電源装置を再始動して
負荷給電を再開させる。

（作用）本発明はその実施例を第１図や第２図に示すように、交
流電源装置において，その交流電源装置の内部で故障保
護検出して、運転を継続することができなくなった時、
故障検出回′Ｊ６２９でこれを検出して運転停止回路２
７を介して交流電源装置の運転を一旦停止し、負荷への
給電を他の電源で行ない，故障判別回路で装置の外的要
因による故障が内的要因による故障かを判別し、外的要
因による故障の場合には再び交流電源装置を起動して、
負荷５２への給電を継続することができる。

第１図は無停電電源装置５１の故障保護検出を行なった
場合に、負荷５２への給電をバイパス回路５５より一次
的に行なう方法で、無停電電源装置５１を再始動した場
合には再び負荷５２への給電は無停電電源装霞５１より
行なわれる。

第２図は無停電電源装置５１の故障保護検呂を行なった
場合に、負荷５２への給電を他の交流電源装置（無停電
電源装置）のみで行なう方法で、無停電電源装置５１を
再始動した場合には再び負荷５２八の給電は他の交流電
源装置と無停電電源装置５１で並列給電される．（実施例）本発明の実施例を第１図に示す．この図で従来技術の実
施例である第４図と同一の番号を符した構成要素は同一
機能の構成要素であるため、説明は省略する。実施例と
して第１図で付加した構成要素として５６は切換回路、
５７は故障判別回路である。

本発明の第１図の実施例において、無停電電源装置５ｌ
が故障保護検出した時無停電電源装置５１よりの負荷５
２への給電をバイパス回路５５よりの給電に切換るとと
もに、故障検出回路２９で検出した保護検出器の内容を
故障判別回路５７で故障判別し、外的要因による故障か
どうかを判定する．第３図に図示した各種の保護検出器
の故障保護要因としては種々のものがある．例えばヒューズ断検出器３４が動作する場合はインバー
タ１３の内部部品が劣化したような故障であり、制御電
源そう失検出器４０が動作する場合は制御回路電源２６
が異常となった場合である。このような保護検出器が動
作することは無停電電源装置５ｌの内的要因による故障
であり、このような内的要因による内部故障は故障原因
を除去しなければ無停電電源装置５ｌを再運転すること
ができない。

他方直流検出器３３が動作する場合は、入力交流電源１
１の異常やバッテリｌ６の電圧低下などが故障要因とし
て考えられ、この要因かどうかは入力電圧検出器３２あ
るいはバッテリ電圧検出器３９の検出レベルの変化より
判断できる。またインバータ過電流検出器３６や直流過
電流検出器３５が動作する場合は、負荷５２が実際に重
くなった場合が考えられ、この要因かどうかは出力過電
流検出器３８の検出レベルの変化より判断できる。この
ような保護検出器の動作は無停電電源装置５１の外的要
因による故障であり，このような外的要因による故障は
装置内部に故障要因があるわけではないので、当然外的
要因が除去されると無停電電源装置５ｌは再運転して負
荷５２に給電しても、再運転を継続することができる．このような内的要因による故障か、外的要因による故障
かを故障検出回路２９での故障検出した保護検出器や他
の保護検出器の検出レベルを故障判別回路５７で判別し
、外的要因による故障と判別される保護検出器の動作に
対しては、故障検出器２９及び運転停止回路２７の作用
によって運転停止されていた無停電電源装置５ｌを，故
障判別回路５７の作用で運転停止回路２７及び切換回路
５６を介して再始動し、バイパス回路５５への給電に切
換えられていた負荷５２への給電を再び無停電電源装置
５１よりの給電に切換えて、再び無停電電源装置５１よ
りの給電を持続させる．本発明で述べる外的要因による故障かどうかは、無停電
電源装置５１の内部に設けられた各部の保護検出器の検
出レベルと故障検出した保護検出器、あるいは故障検出
した保護検出器相互の動作状況より故障判別回路５７で
判別することができる．以上述べるように本発明の実施
例によれば，無停電電源装置が故障検出した時，一旦負
荷への給電をバイパス回路側へ切換えるが、故障判別回
路の作用で外的要因による故障と判断される場合には、
無停電電源装置よりの負荷給電を再開させることができ
る．一般に無停電電源装置の故障は外的要因による故障
が多いため、無停電電源装置よりの負荷給電を行なえる
場合が多く，本来の目的通りに無停電電源装置より良質
の電力を長期間給電することができ、電源の信頼性を向
上させることができることが明らかである。

本発明の他の実施例を第２図に示す。この図で第１図と
異なる構成要素は、５８は出力しゃ断器、５９は無停電
電源装置、６０は入力しゃ断器、６１は出力しゃ断器で
ある。この構成では通常は入力しゃ断器５３と６０．出
力しゃ断器５８と６１を閉して無停電電源装置５１と５
９を運転して負荷５２に給電する６第１図と同様に無停
電電源装置５１に内部故障が発生すると、無停電電源装
置５１よりの負荷５２への給電を停止する。しかし前記
内部故障が外的要因による故障ならば、第１図の実施例
と同様に無停電電源装置５ｌよりの負荷５２への給電を
再開する．無停電電源装置５１が故障停止していても無
停電電源装置５９より良質の電力の給電は継続されるが
、無停電電源装置５１よりの負荷５２への給電を再開す
ると電源の冗長度が増し、ｆｆｉ源の信頼性が向上する
ことが明らかである。

本発明は無停電電源装置のみに適用されるものではなく
、第３図でバッテリ】６を有しないような交流電源装置
にも適用することができるのは明らかであり、この交流
電源装置の種類や構成を特に限定するものではない。

その他本発明の要旨内において種々の変形例を構成する
ことができることは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、無停電電源装置などの交流電源装置の
内部故障が発生しても、大部分の内部故障が外的要因に
よる場合が多いので、この故障に対して、交流電源装置
を再起動して負荷給電を再び継続して行なうことができ
る。この結果、次の効果をもった交流電源装置が本発明
により実現できることが明らかである。

■　交流電源装置を設けた本来の目的である良質の電力
を負荷に給電する目的を、従来技術に比較してより多く
達成することができる。

■　従来の如く長期間交流電源装置が故障停止すること
が大幅に減少するから、電源の信頼性が大幅に向上し、
前記故障停止に伴う社会的不安や混乱も防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のそれぞれ異なる実施例を示
すブロック図、第３図及び第４図は従来技術の交流電源
装置（無停電電源装置）の構成を示すブロック図である
。１１・・・入力交流電源、　　１２・・・整流器、ｌ３
・・・インバータ、　　　　１４・・・インバータ変圧
器，１５・・・出力端子、　　　　１６・・・バッテリ
、ｌ７・・・スイッチ、１８・・・ＤＣフィルタコンデンサ、１９・・・ＡＣフィルタコンデンサ、２０・・・電圧基準，　　　　　２１・・・出力電圧検
出器、２２・・・電圧制御器、　　　２３・・・出力周
波数制御器、２４・・・ＰＷＭ制御器、　　２５・・・
ゲート増幅器、２６・・・制御回路電源、　　２７・・
・運転停止回路、２８・・・運転停止指令、　　２９・
・・故障検出回路、３０・・・ヒューズ、　　　　３１
・・・分流器、３２・・・入力電圧検出器、　３３・・
・直流電圧検出器、３４・・・ヒューズ断検出器、３５
・・・直流過電流検出器５３６・・・インバータ過電流
検出器、３７・・・出力過電流検出器、３８・・・出力過電圧検
出器、３９・・・バッテリ電圧検出器、４０・・・制御電源そう失検出器、５１・・・無停電電源装置、　５２・・・負荷、５３・
・・入力しゃ断器、　　５４・・・出力切換器、５５・
・・バイパス回路、　　５６・・・切換回路、５７・・
・故障判別回路、　　５８・・・出力しゃ断器、５９・
・・無停電電源装置，　　６０・・・入力しゃ断器、６
１・・・出力しゃ断器．代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　弟子丸　健第１図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも一方の交流電源は入力交流電源から供
給される交流電力を安定化した交流電力に変換する無停
電電源装置で構成され、他方の交流電源は前記入力交流
電源から得られる別の交流電源で構成され、負荷には切
換器によっていずれの交流電源からでも給電出来る交流
電源装置において、前記一方の交流電源で負荷へ給電し
ている時に故障が発生した場合、一方の交流電源の運転
を停止し、負荷へ給電を一時的に前記他方の交流電源側
から行なう切換手段と、前記故障が前記一方の交流電源
の内的要因によるものか又は外的要因によるものかを判
別する故障判別手段と、前記故障が外的要因によるもの
と判断された場合に前記一方の交流電源を再始動して再
び負荷への給電を前記一方の交流電源側へ切換える手段
を具備して成る交流電源装置。
（２）並列接続され負荷に安定化した交流電力を供給す
る少なくとも２台の無停電電源装置で構成される交流電
源装置において、前記無停電電源装置のいずれか一方に
故障が発生した場合、故障した無停電電源装置の運転を
停止させると共に負荷給電から一時的に切離す手段と、
前記故障が無停電電源装置の内的要因によるものか又は
外的要因によるものかを判別する故障判別手段と、前記
故障が外的要因によるものと判断された場合に再始動し
て再び健全側の無停電電源装置と並列運転する手段とを
具備して成る交流電源装置。