JPH04372538A - 無停電電源装置の電源切替え回路 - Google Patents

無停電電源装置の電源切替え回路

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JPH04372538A
JPH04372538A JP3147683A JP14768391A JPH04372538A JP H04372538 A JPH04372538 A JP H04372538A JP 3147683 A JP3147683 A JP 3147683A JP 14768391 A JP14768391 A JP 14768391A JP H04372538 A JPH04372538 A JP H04372538A
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power
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load
constant
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Kazuyoshi Hosaka
保坂 一喜
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、定電圧・定周波数電
源装置と直送電源とを無停電で切替える無停電電源装置
に接続した負荷が、この無停電電源装置へ電力を回生す
る際の電源切替え回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は定電圧・定周波数電源装置と直送
電源とを無停電で切替える無停電電源装置の従来例を示
した主回路接続図である。この図4において、交流を直
流に変換する整流器3Aと、この直流を一定電圧・一定
周波数の交流に変換する電力変換手段としてのトランジ
スタインバータ3B、ならびに整流器3Aの直流側とト
ランジスタインバータ3Bの直流側とを結合している所
謂直流中間回路に接続した平滑コンデンサ3Cとで構成
している定電圧・定周波数電源装置(以下ではCVCF
電源装置と略記する)3により、交流電源2からの交流
電力を一定電圧・一定周波数の交流電力に変換して負荷
に供給する。一方、直送電源としての商用交流電源4も
、サイリスタの逆並列接続で構成している交流スイッチ
5を介して、前記の負荷へ交流電力を供給出来るように
なっている。尚、可変電圧・可変周波数の交流電力を出
力するVVVFインバータ6と、このVVVFインバー
タ6で駆動される誘導電動機7とで負荷を構成している
。又、CVCF電源装置3の前述した直流中間回路には
、平滑コンデンサ3Cの他にバックアップ用のバッテリ
ーを接続することが多いが、このバッテリーは本発明と
は無関係であるから、その図示は省略している。
【0003】図4に示す無停電電源装置は、通常はCV
CF電源装置3が負荷へ交流電力を供給するのであるが
、このCVCF電源装置3が故障したり過負荷になった
場合には、交流スイッチ5をオンにするのと同時に、ト
ランジスタインバータ3Bを構成している各トランジス
タを一斉にオフにすることで、負荷への供給電力源をC
VCF電源装置3から商用交流電源4へ無停電で切替え
ることが出来る。
【0004】ところで、負荷が図4に図示のようにVV
VFインバータ6と誘導電動機7とで構成されていると
、この負荷の運転状態によっては誘導電動機7が電力を
回生することがあり、この回生電力はVVVFインバー
タ6を経て電源側へ返還されることになる。CVCF電
源装置3が負荷へ電力供給中に負荷が電力を回生すると
、この回生電力はトランジスタインバータ3Bを経て平
滑コンデンサ3Cに流入してこれをを充電し、直流中間
回路を上昇させる不都合がある。そこで、このような電
力回生可能な負荷を接続する場合には、この負荷の回生
電力をCVCF電源装置3の内部損失や、直流中間回路
に接続している平滑コンデンサ3Cや、図示していない
バッテリー等で吸収してしまうように、CVCF電源装
置3を必要以上に大きな容量にして、直流中間回路電圧
の上昇を抑制している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、無停
電電源装置に電力回生可能な負荷を接続すると、■電力
回生時に、CVCF電源装置3を構成しているトランジ
スタインバータ3Bを経て直流中間回路へこの回生電力
が逆流して直流中間回路電圧を上昇させ、この直流中間
回路に接続している機器を破損させる恐れがある、■C
VCF電源装置3は、出力電流が過電流制限値を越える
と電流の増加と共に出力電圧を垂下させる電圧垂下特性
を備えるのが通常であるから、電力回生時の回生電流が
この過電流制限値を越えると、CVCF電源装置3の電
圧が垂下してますますこのCVCF電源装置3に流入す
る電力が増大する、等の不都合を生じる。そこで、この
ような不都合を回避するためには、CVCF電源装置3
の容量を必要以上に大きくしなければならないのが現状
である。
【0006】そこでこの発明の目的は、CVCF電源装
置と直送電源で構成している無停電電源装置に電力回生
可能な負荷を接続した場合でも、CVCF電源装置の容
量を適正な値に維持出来るようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の電源切替え回路は、交流電源に接続した
整流器とこの整流器が出力する直流電圧を一定電圧・一
定周波数の交流電力に変換する電力変換手段とで構成し
た定電圧・定周波数電源装置と、別途に交流電力を出力
する直送電源とを同期の状態で運転し、この定電圧・定
周波数電源装置から負荷へ供給している交流電力を前記
直送電源へ無停電で切替え、或いは直送電源から定電圧
・定周波数電源装置へ無停電で切替えられる構成の無停
電電源装置において、前記負荷への電力の方向を検出す
る電力方向検出手段を備え、前記定電圧・定周波数電源
装置が負荷へ給電中に、電力が負荷から電源方向へ逆流
するのを検出すれば、無停電で前記直送電源へ切替える
指令を与えるものとするが、前記無停電電源装置を構成
している前記電力変換手段の直流側電圧が所定値を越え
たことを検出する直流電圧検出手段と、この直流電圧検
出手段からの電圧上昇検出信号ならびに前記電力方向検
出手段からの電力逆流検出信号とを入力する論理積演算
手段とを備え、この論理積演算手段の出力信号に従って
無停電で前記直送電源へ切替える指令を与えるか、或い
は前記電力方向検出手段が電力逆流を検出すれば、前記
定電圧・定周波数電源装置の出力電圧を出力電流に対応
して垂下させる機能をロックする、電圧垂下ロック手段
を備えるものとする。
【0008】
【作用】この発明は、無停電電源装置を構成しているC
VCF電源装置が負荷へ電力供給中にこの負荷が電力を
回生すれば、電力方向が反転するので、この電力方向反
転を検出して、CVCF電源装置から直送電源へ無停電
で電源切替えを行うか、或いは電力方向が反転し且つC
VCF電源装置の直流中間回路電圧が所定値以上に上昇
した時点でCVCF電源装置から直送電源へ無停電で電
源切替えを行うか、或いは電力方向の反転検出と共にC
VCF電源装置の電圧垂下動作をロックし、電力方向反
転とCVCF電源装置の直流中間回路電圧が所定値以上
の条件で、CVCF電源装置から直送電源へ無停電で電
源切替えを行うことのいずれかにより、当該CVCF電
源装置の容量を適正な値に維持しつつ、無停電電源装置
はその機能を損なうことなく運転を継続出来るようにす
るものである。
【0009】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を表した回路図で
あるが、この第1実施例回路に図示している交流電源2
、整流器3Aと電力変換手段としてのトランジスタイン
バータ3Bと平滑コンデンサ3Cとで構成しているCV
CF電源装置3、直送電源としての商用交流電源4、交
流スイッチ5、及び負荷としてのVVVFインバータ6
と誘導電動機7の名称・用途・機能は、図4で既述の従
来例回路に記載のものと同じであるから、これらの説明
は省略する。
【0010】この図1に図示の第1実施例回路では、変
流器11と計器用変圧器12とにより負荷の電流・電圧
を検出し、電力演算器13がその電力を演算している。 更に電力方向判別器14はこの電力が負荷へ流れている
のか、それとも負荷から電源側へ逆流即ち負荷が電力を
回生しているか否かを判別している。電力方向が反転し
ていることを検出すれば、切替え指令器15は交流スイ
ッチ5へオン指令を与えると共に、トランジスタインバ
ータ3Bに対してはこのトランジスタインバータ3Bを
構成している全トランジスタをオフにする指令を与える
。その結果負荷が電力回生を開始すると、電源はCVC
F電源装置3から商用交流電源4へ無停電で切替わる。
【0011】図2は本発明の第2実施例を表した回路図
であるが、この第2実施例回路に図示している交流電源
2、整流器3Aと電力変換手段としてのトランジスタイ
ンバータ3Bと平滑コンデンサ3Cとで構成しているC
VCF電源装置3、直送電源としての商用交流電源4、
交流スイッチ5、及び負荷としてのVVVFインバータ
6と誘導電動機7の名称・用途・機能は、図4で既述の
従来例回路に記載のものと同じであるから、これらの説
明は省略する。更に変流器11、計器用変圧器12、電
力演算器13、電力方向判別器14、及び切替え指令器
15の名称・用途・機能は、図1の第1実施例回路で既
述しているので、これらの説明も省略する。
【0012】この図2に図示の第2実施例回路では、C
VCF電源装置3を構成している整流器3Aの直流側と
トランジスタインバータ3Bの直流側とを結合している
、所謂直流中間回路の電圧を直流電圧検出器21で検出
している。この直流中間回路電圧が所定値を越えたこと
と前述の電力方向逆転の2つの条件が揃えば、論理積素
子22が切替え指令器15へ信号を送り、切替え指令器
15は交流スイッチ5へオン指令を与えるが、更にトラ
ンジスタインバータ3Bに対してはこのトランジスタイ
ンバータ3Bを構成している全トランジスタにオフ指令
を与える。その結果負荷が電力回生を開始すると、電源
はCVCF電源装置3から商用交流電源4へ無停電で切
替わる。
【0013】図3は本発明の第3実施例を表した回路図
であるが、この第3実施例回路に図示している交流電源
2、整流器3Aと電力変換手段としてのトランジスタイ
ンバータ3Bと平滑コンデンサ3Cとで構成しているC
VCF電源装置3、直送電源としての商用交流電源4、
交流スイッチ5、及び負荷としてのVVVFインバータ
6と誘導電動機7の名称・用途・機能は、図4で既述の
従来例回路に記載のものと同じであるから、これらの説
明は省略する。又、変流器11、計器用変圧器12、電
力演算器13、電力方向判別器14、及び切替え指令器
15は図1に図示の第1実施例回路で、更に直流電圧検
出器21と論理積素子22とは図2に図示の第2実施例
回路で、それぞれ説明済であるから、これらの名称・用
途・機能の記述は省略する。
【0014】この図3に示す第3実施例回路は電圧垂下
ロック回路31を備えており、電力方向判別器14が電
力方向の逆転を検出すると、この電圧垂下ロック回路3
1はトランジスタインバータ3Bに対して、そのが出力
電流の増加に対応して出力電流が垂下する動作をロック
する指令を与えるが、それ以外の動作は図2で既述の第
2実施例回路の場合と同じである。電圧垂下ロック回路
31を設けることにより、回生電力が急激に増加して過
電流設定値を越えるような場合でも、回生電力のCVC
F電源装置3への流入が正帰還的なものとはならないの
で、CVCF電源装置3から商用交流電源4への電源切
替えは円滑に行える。尚、前述の第1、第2、及び第3
実施例回路はいずれも負荷からの電力回生が解消になれ
ば、商用交流電源4から無停電でCVCF電源装置3へ
切替わるのは勿論である。
【0015】
【発明の効果】CVCF電源装置とこれをバックアップ
する直送電源とで構成している無停電電源装置に負荷を
接続し、CVCF電源装置が負荷に電力を供給中にこの
負荷が電力を電源側に回生すると、このCVCF電源装
置を構成している整流器と電力変換手段とを結合してい
る直流中間回路電圧が上昇し、この直流中間回路に接続
している機器を過電圧により損傷させてしまう恐れがあ
るが、本発明の請求項1によれば、電力方向が逆転して
負荷側から電源側へ電力が回生されるのを検出すれば、
CVCF電源装置を無停電で直送電源に切替えるので、
このCVCF電源装置の直流中間回路電圧は上昇せず、
従って機器が過電圧で損傷する恐れが無い。又本発明の
請求項2によれば、電力方向が逆転して負荷側から電源
側へ電力が回生されても、直流中間回路電圧が所定値に
上昇するまでは直送電源に切替わらないので、僅かな電
力回生量で頻繁に切替え動作が行われる煩わしさを排除
出来る。更に、本発明の請求項3によれば、電力方向が
逆転して負荷側から電源側へ電力が回生される際には、
CVCF電源装置の出力電流に対応して出力電圧を垂下
させる垂下特性をロックしているので、回生電流の流入
に従って電圧が低下してますます回生電流の流入が増加
するような不具合を排除出来る。前述の本発明のいずれ
の場合も、回生電力により直流中間回路電圧が所定値以
上に上昇するのを回避出来るので、CVCF電源装置の
容量を負荷の容量に見合った適正な値に維持出来る効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を表した回路図
【図2】本
発明の第2実施例を表した回路図
【図3】本発明の第3
実施例を表した回路図
【図4】定電圧・定周波数電源装
置と直送電源とを無停電で切替える無停電電源装置の従
来例を示した主回路接続図
【符号の説明】
3    CVCF電源装置 3A  整流器 3B  電力変換手段としてのトランジスタインバータ
3C  平滑コンデンサ 4    直送電源としての商用交流電源5    交
流スイッチ 6    負荷としてのVVVFインバータ7    
負荷としての誘導電動機 11    変流器 12    計器用変圧器 13    電力演算器 14    電力方向判別器 15    切替え指令器 21    直流電圧検出器 22    論理積素子 31    電圧垂下ロック回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電源に接続した整流器とこの整流器が
    出力する直流電力を一定電圧・一定周波数の交流電力に
    変換する電力変換手段とで構成した定電圧・定周波数電
    源装置と、別途に交流電力を出力する直送電源とを同期
    した状態で運転し、この定電圧・定周波数電源装置から
    負荷へ供給している交流電力を前記直送電源へ無停電で
    切替え、或いはこれとは逆に直送電源から定電圧・定周
    波数電源装置へ無停電で切替えられる構成の無停電電源
    装置において、前記負荷への電力の方向を検出する電力
    方向検出手段を備え、前記定電圧・定周波数電源装置が
    負荷へ給電中に、電力が負荷から電源方向へ逆流するの
    を検出すれば、無停電で前記直送電源へ切替える指令を
    与えることを特徴とする無停電電源装置の電源切替え回
    路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の無停電電源装置の電源切
    替え回路において、前記無停電電源装置を構成している
    前記電力変換手段の直流側電圧が所定値を越えたことを
    検出する直流電圧検出手段と、この直流電圧検出手段か
    らの電圧上昇検出信号ならびに前記電力方向検出手段か
    らの電力逆流検出信号とを入力する論理積演算手段とを
    備え、この論理積演算手段の出力信号に従って無停電で
    前記直送電源へ切替える指令を与えることを特徴とする
    無停電電源装置の電源切替え回路。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2に記載の無停電電源
    装置の電源切替え回路において、前記電力方向検出手段
    が電力逆流を検出すれば、前記定電圧・定周波数電源装
    置の出力電圧を、出力電流に対応して垂下させる機能を
    ロックする電圧垂下ロック手段を備えていることを特徴
    とする無停電電源装置の電源切替え回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001037086A (ja) * 1999-07-16 2001-02-09 Osaka Gas Co Ltd 電力連係システムにおける保護装置
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