JPH02303334A

JPH02303334A - 交流電源装置

Info

Publication number: JPH02303334A
Application number: JP1118705A
Authority: JP
Inventors: Akio Hirata; 平田　昭生
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-05-15
Filing date: 1989-05-15
Publication date: 1990-12-17

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１１号（昭和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点を中心に以下説明する。

第３図において、１１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はバッテリ、１７はスイ
ッチ、１８はＤＣフィルタコンデンサ、　１９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、２３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はヒユーズ、３１は分流器、３２は入力電圧検出器
、３３は直流電圧検出器、３４はヒユーズ断検出器、３
５は直流過電流検出器、３６はインバータ過電流検出器
、３７は出力過電流検出器、３Ｂ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の正常時には、これを整流器１２で直流電力に変換し
、ＤＣフィルタコンデンサ１８で平滑してインバータ１
３で交流電力に逆変換し、インバータ変圧器Ｉ４及びＡ
Ｃ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２４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ＰＷＭｉ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１例えば定常値の１０％以下に低下すると、入力文流
電１Ｋ１１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１
７を導通させ、バッテリ１６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１１の電
圧低下時にはバッテリ１６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１４を介して出
力端子１５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。

一般的にはバッチ１月６は５〜ｌＯ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、整流器１２
の出力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１３の入力過電流検出用の分流器３１と直流
過電流検出器３５．またこの直流過電流保護用のヒユー
ズ３０とヒユーズ断検出器３４．インバータ１３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Ｉ５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。これら前記する保護検
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５１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へ電力を給電する。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１
１の瞬停や過電圧の影響などを除去した良質の電力を負
荷５２供給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。

■　故障保護検出して無停電電源装！１５１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、メーカの保守員が到着して原因
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５１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。

−次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一過性の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を
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、
内部故障が永久故障か一過性の故障かを判別して、一過
性の内部故障に対しては前記するように交流電源装置を
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、こ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
、故障検出回路２９でこれを検出して運転停止回路２７
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、故障判別回路で一過性の故障が
どうかを判別して、一過性の故障の場合には再び交流電
源装置を再起動して負荷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置５１より
行なわれる。

第２図は無停電電源装置５１の故障保護検出を行なった
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へ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５１
が故障保護検出した時、無停電電源袋！！！５１よりの
負荷５２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。

一過性の故障かどうかを判定する。第３図に図示した各
種の故障検出器の故障保護要因としては種々のものがあ
る。

例えばヒユーズ断検出器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
作することは永久故障であり無停電電源装置！５１を修
理しなければ再運転できなし１゜他方直流電圧検出器３３が動作する場合は入力交流電源
１１の異常やバッテリ１６の電圧低下などが故障要因と
して考えられる。またインバータ過電流検出器３６や直
流過電流検出器３５が動作する場合はインバータ１３が
ノイズなどにより一時的に誤動作した場合や負荷５２が
実際に重くなった場合が−考えられる。このような保護
検出器の動作は永久に接続するものではなく、一過性の
故障と考えられ、故障発生後の所定時間後には故障原因
は除去される。

このような一過性の故障か、永久故障かを故障検出回路
２９の故障検出信号によって故障判別回路５７は判別し
、一過性の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
て運転停止された無停電電源袋Ｗ１５１を、故障判別回
路５７の指令で運転停止回路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
を接続させる。

本発明で述べる一過性の故障かどうかは、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保護機
能や前記するように各保護検出器の相互の動作状況で故
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、ｐ！＃。

停電電源装置がその装置の内部故障を故障検出回路で検
出し、一旦負荷への給電をバイパス回路側へ切換るが故
障判別回路の作用で一過性の故障と判断される場合に、
！！停電電源装置よりの負荷給電を再開することができ
る。前記する内部故障は一般に大部分が一過性の故障で
あるため、この結果無停電電源装置よりの負荷給電が再
開されるため１本来の目的通り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図を
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や断器５
３と６０．出力しゃ断器５８と６１を閉して無停電電源
袋［１５１と５９を運転して負荷５２に給電する。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一過性の故障ならば、第１図
の実施例と同様に無停電電源装置５１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、電源の信頼性が向上
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１６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。

その他事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一過性の故
障である場合が多いので、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、次の効果を持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、
前記故障停止に伴な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Ｗ（無停電電源装Ｍ）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、１３・・
・インバータ、　　　　１４・・・インバータ変圧器、
１５・・・出力端子、１６・・・バッテリ、１７・・・
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・・・ヒユーズ、　　　　３１・・・分流器。３２・・・入力電圧検出器、３３・・・直流電圧検出器
。３４・・・ヒユーズ断検出器、３５・・・直流過電流検
出器、３６・・・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。６１・・・出力しゃ断器。代理人　弁理士　　則　近　憲　佑同　　　　　第子丸　　　健第１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、負荷への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、前記故障が永久故障か或いは
一過性の故障かを判別する故障判別手段と、前記故障が
一過性の故障である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
源側から行なうように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永久故障か或いは一過性の
故障かを判別する故障判別手段と、前記故障が一過性の
故障であると判断された場合に故障停止した無停電電源
装置を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。