JPH03112329A - 無停電電源装置 - Google Patents

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、定電圧定周波出力の無停電電源装置に係り、
特に出力過電流に対する保護機能を備えた無停電電源装
置に関するものである。

（従来の技術） 第４図は、従来の過電流保護機能を備えた無停電電源装
置の一例を示すブロック図で、第５図は、第４図の従来
例に対する過電流保護シーケンスの一例を示すタイムチ
ャートである。

第３図において、１は商用電源、２は交流電圧を直流に
変換する整流器、３は直流電力を再び交流に変換するイ
ンバータ、４はインバータ用変圧器、５はインバータ３
の交流出力を改善する交流フィルタ、６，７は直送商用
電源１とインバータ３の出力の切換えを行なうサイリス
タスイッチ。

８は負荷、９は蓄電池、１０はインバータの出力電流を
検出する電流検出器、１１は検出されたインバータの出
力電流のレベルを検出するレベル検出器、２− １２は負荷に供給される負荷電流を検出する電流検出器
、】３は検出された負荷電流のレベルを検出するレベル
検出器、１４は無停電電源装置のシーケンス制御回路、
１５はサイリスクスイッチを制御する切換制御器である
。

次に第４図の無停電電源装置の動作を簡単に説明する。

インバータ３は商用電源１を整流器２にて整流して得ら
れる直流電圧を０Ｎ１０ＦＦすることにより交流電圧を
発生し、インバータ用変圧器４にて電圧レベルを変換し
、交流フィルタ５にて波形を改善し、インバータ側のサ
イリスクスイッチ６を通じて負荷８へ正弦波電圧を供給
する。９は蓄電池で商用電源停電時は本蓄電池より直流
電力を供給する。

レベル検出器１１はインバータ出力の電流検出器１０の
レベルを検出し、所定値以上の電流を検出した場合、イ
ンバータ過電流信号○Ｃ１を出力し、シーケンス制御回
路１４をへてインバータを停止させると共に、切換制御
器】５をへてサイリスタスイッチ６．７をインバータ側
から商用電源側に切換で負荷側には給電を継続するよう
にしている。インバータ過電流信号○Ｃ１は装置内部故
障、例えばインバータ制御異常によるインバータ用変圧
器の偏磁に対する保護機能として設けられている。

一方レベル検出器１３は無停電電源の負荷側の電流検出
器１２のレベルを検出するものであるが所定値以上の電
流を検出した場合の過電流保護シーケンス制御は自動復
帰機能を設けることが多い。第５図の過電流自動復帰機
能シーケンスの一例を示すタイムチャー１〜を用いて説
明する。負荷電流のレベルが第１の負荷電流異常レベル
設定信号ＩＬＩと比較し過電流を検出すると負荷電流異
常信号ＯＣ２を出力しシーケンス制御回路１４より切換
指令ＣＨを出力して切換制御器１５をへてサイリスクス
イッチをインバータ側から直送商用電源側に給電を切換
える。一方シーケンス制御回路１４は故障シーケンス制
御には移行せず、インバータは停止又は運転継続で待機
状態モードとしている。時間が経過し負荷電流のレベル
が第２の負荷電流復帰しベル設定信号ＩＬ２と比較し、
過電流の解除を検出すると、負荷電流異常復帰信号０Ｃ
ＣＩ、を出力し、シーケンス制御回路１４よりの切換指
令ＣＨがリセットされて切換制御器１５をへてサイリス
タスイッチを直送商用電源側からインバータ側に自動的
に復帰し、正常運転モードに戻す。

以上のような負荷電流過電流に対する自動復帰シーケン
スを適用する理由は、インバータ回路に適用される半導
体素子の過電流耐量が小さいことによる。無停電電源装
置の負荷側には種々の機器が接続される。無停電電源装
置の負荷として主流となる計算機、通信機器はコンデン
サインプット形の整流器負荷が多く、負荷接続時の突入
電流は定格時の何十倍にもなることがある。又、負荷側
に変圧器が接続される場合には接続時の励磁突入電流は
十倍を越えるとこが多い。このように負荷接続時の短時
間の過電流に対し無停電電源装置のシステムダウンを防
止するために自動復帰機能が設けられている。

前述の自動復帰シーケンスは、２つのレベル設定器を設
は簡単な論理回路で容易に実現できる。

また無停電電源装置においては、過電流検出レベルに達
しない過負荷状態の継続に対し、半導体素子を中心とし
た内部機器の熱的保護を目的とした過負荷保護を併用す
ることが一般的である。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べた無停電電源装置の過電流保護方式においては
、内部保護を目的としたインバータ出力の過電流保護と
、負荷側異常等外部要因に対する負荷側過電流の２つの
過電流検出要素を設けているが、いずれも高速での検出
機能が要求されることから、両者の保護協調をとるのが
難しいという問題がある。一般にインバータ出力の過電
流検出レベルは負荷電流の検出レベルより高く設定して
いるが、負荷電流波形は途中に交流フィルタ回路を設け
ているため波形が違ってくる。近年は高速スイッチング
素子の出現によりインバータ制御技術が急速に進歩して
いるが、インバータの出力電圧を正弦波に近付ける波形
改善の制御を行なうと負荷によってはインバータ出力電
流のピーク値が負荷電流のピーク値より大幅に高くなり
、本来負荷側に起因する過電流に対し内部保護であるイ
ンバータ出力過電流が動作し、無停電電源装置を故障停
止させてしまうという問題がある。また、前記問題を解
決するために、インバータ出力の過電流検出レベルと負
荷電流の過電流検出レベルの差を大きくとろうとすると
、インバータの半導体素子の利用率が悪くなり、装置が
高価となるという問題があった。

本発明の目的は、前記装置内部の異常に対する保護を目
的としたインバータ出力の過電流保護と負荷側に起因す
る過電流に対する保護を目的とした負荷過電流保護の協
調がとりにくいという問題に鑑みてなされたもので、過
電流に対する保護目的を満足させながら、システムの信
頼性を低下させない保護機能を備えた無停電電源装置を
提供することにある。

〔発明の構成〕

（ｉｌｌ１題を解決するための手段） 本発明は、この目的を達成するために、イン＝７− バークのゲートブロックインバータ給電から直送商用電
源給電への切換等の過電流保護シーケンスをインバータ
出力の過電流検出のみで制御し、負荷電流の過電流検出
は自動復帰シーケンスを行なうか否かの判断として適用
するようにしたものである。

（作用） 本発明においては、過電流発生時、インバータ出力の過
電流検出にてインバータを保護停止し、給電をインバー
タ側から直送商用電源に切換えた後、負荷電流の過電流
検出器の動作をチエツクし、負荷側の過電流を検出して
いる場合は、自動復帰シーケンスに移行して、負荷側過
電流が解除されれば商用電源給電からインバータ給電に
復帰することとし、一方負荷側過電流が検出されていな
い場合は、内部異常として無停電電源装置を故障停止さ
せるようにしたので、負荷側の要因でインバータ出力の
過電流を検出し、装置を故障停止させることが防止する
ことが出来、システムの信頼性を向上することが出来る
。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図を参照して説明する。第１
図において、第４図と同一要素には同一符号を付けその
説明は省略する。図中１６は過電流要因判別回路、０Ｃ
ＩＡはインバータ過電流信号○Ｃ２Ａは負荷電流異常信
号である。

第２図は、過電流要因判別回路１６の一実施例で２１、
２２は夫々インバータ出力過電流信号ＯＣＩ。

負荷電流異常信号○Ｃ２をラッチするフリップフロップ
で、２３はＮＯＴ回路２４．２５はアンド回路である。

今、何等かの原因でインバータ出力電流のレベル検出器
１１が検出動作した場合、インバータ過電流信号ＯＣＩ
を出力すると共に切換制御器１５をへてサイリスクスイ
ッチをインバータ給電から直送商用給電に切換え負荷へ
の給電を継続すると共に過電流要因判別回路１６へ信号
を送信する。この時前述した負荷電流のレベル検出器１
３が動作すれば負荷電流異常信号ＯＣ２を過電流要因判
別回路１６へ送信する。過電流要因判別回路１６はイン
バータ過電流信号ＯＣＩが入力されるとスリップフロッ
プ２１で信号をラッチする。この状態で出力過電流信号
○Ｃ２が動作し、フリップフロップ２２がラッチされて
いる場合アンド回路２５をへて負荷電流異常信号０Ｃ２
Ａを出力し、シーケンス制御回路１４にて前述した自動
復帰シーケンスに移行して負荷側の過電流が解除されれ
ば直送商用電源からインバータへ給電を復帰する。−力
出力過電流信号ＯＣ２が動作していない場合はノット回
路２３、アンド回路２４をへてインバータ過電流信号０
ＣＩＡを出力して、シーケンス制御回路１４にて故障シ
ーケンスに移行する。本保護シーケンスにおいてもイン
バータ出力過電流の設定レベルは負荷側過電流の設定レ
ベルに対し高く設定してお（必要がある。

故障シーケンスは装置の容量、用途、ユーザ仕様等で異
るが入力開閉器の引外し、整流器のゲートブロック等の
保護停止動作を行なう他に、信頼性向上のため再起動を
かける等の動作を行なう場合もある。

以上説明のように、過電流を検出してインバー１０− 夕から直送商用電源へ給電を切換え、給電を継続する保
護シーケンスをインバータの出力電流の過電流検出信号
のみとし、負荷電流の過電流検出信号は過電流の要因が
装置内部か負荷側にあるかの判別に適用したので負荷側
の過電流にてインバータ出力の過電流を検出して装置を
故障停止させることを防ぎ、システムの信頼性を向上さ
せることができる。

前述の説明では、インバータと商用電源の給電の切換回
路はサイリスクスイッチを適用しているが、電磁接触器
等の機械的スイッチを用いた切換回路も適用できること
はいうまでもない。

また、複数台のインバータの並列システムにおいても本
発明は適用出来るものである。第３図に３台の無停電電
源装置（ＣＶＣＦＩ−ＣＶＣＦ３）の並列システムの適
用例を示す。第３図において、第１図と同一要素は同一
符号を付け、その説明は省略するが、３０は無停電電源
装置の出力を共通母線に接続する開閉器、３１は開閉器
操作回路である。

第３図においても、何等かの原因でインバータ出力電流
のレベル検出器１１が検出動作した場合、システムダウ
ンを防止するため開閉器操作回路３１に開閉器開放指令
を５ＷＯＦＦを送り、速かに異常検出機を切離す。その
後前述したように過電流要因判別回路１６にて負荷への
給電する交流フィルタ５の出力側の過電流をチエツクし
て負荷側に過電流が流れない場合は、内部故障と判断さ
れる。又、負荷側に過電流が流れている場合は、並列シ
ステムにおいては単機システムのように簡単に解列機を
自動復帰するわけにはいかないが、負荷へ給電される共
通母線電流等の情報と合せて誤検出と判断される場合は
、再投入する等のシーケンスを組みシステムの信頼性を
あげることが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、インバータ出力の過電流を検出す
る第１の過電流検出手段と、負荷電流の過電流′を検出
する第２の過電流検出手段の２つの過電流検出手段を設
け、前者の検出にてインバータから直送商用電源に給電
を切換え、後者の検出にて過電流要因が装置内部か負荷
側かの判断を１− 行ない、負荷側の要因で過電流が発生したと判断された
場合は過電流解除により給電を直送商用電源からインバ
ータに復帰するようにしたので２つの過電流検出器の検
出動作の協調不具合によるシステム停止を防止し、シス
テムの信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す無停電電源装置のブロ
ック図、第２図は第１図の過電流要因判別回路のブロッ
ク図、第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図、
第４図は従来の無停電電源装置のブロック図、第５図は
、第４図の装置における過電流自動復帰シーケンスのタ
イムチャートである。 １・・・商用電源、　　　　２・・・整流器、３・・・
インバータ回路、 ４・・・インバータ用変圧器、 ５・・・交流フィルタ、 ６．７・・・サイリスタスイッチ、 ８・・・負荷、　　　　　　９・・・蓄電池、１２− １０、１２・・・電流検出器、　１１゜１４・・・シー
ケンス制御回路、 １５・・・切換制御器、 １６・・・過電流要因判別回路、 ２０、２１・・・フリップフロップ、 ２３・・・ＮＯＴ回路、　　　２４．２５・・・アンド
回路。 ３０・・・開閉器、　　　　　３１・・・開閉器操作回
路。 １３・・・レベル検出器、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蓄電池より無停電化された直流を交流に変換するインバ
   ータ回路、該インバータ回路の出力に接続されるインバ
   ータ用変圧器及び波形改善用交流フィルタ回路、前記イ
   ンバータ回路の出力過電流を検出する第１の過電流検出
   手段、該第１の過電流検出手段に応動し、インバータ給
   電から直送商用電源給電に切換える切換手段、負荷に給
   電される電流の過電流を検出する第２の過電流検出手段
   を備えた無停電電源装置において、前記第１の過電流検
   出手段の動作時、前記切換手段により一旦インバータ給
   電から直送商用電源給電に切換えると共に、前記第２の
   過電流検出手段の動作状態の判別結果により、負荷電流
   の過電流が解除された場合は、再び直送商用電源給電か
   らインバータ給電に復帰する機能を設けたことを特徴と
   する無停電電源装置。