JPH0456538B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は静止形無停電電源装置に実装される半
導体素子の保護対策を施した静止形無停電電源装
置の制御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

交流電力を整流器で直流に変換し、これを再び
インバータで交流に逆変換することによつて良質
の交流電力を作り、また交流電源が停電したとき
に早急に電池電源からインバータに直流を無停電
で供給する方式の静止形無停電電源装置は、計算
機システム等瞬時停電及び電源電圧、周波数の変
動により大きな影響を受けやすい重要電子機器の
電源装置として使用されている。

従来の静止形無停電電源装置は、第１図に示す
ように構成されている。すなわち、交流電源１か
らの交流電力は、整流器２により直流電力に変換
され、更にインバータ３にて逆変換され、静止形
切換装置４を介して負荷５に供給される。何らか
の理由で交流電源１が停電した場合、交流電源１
の交流電力を整流器２によつて整流して作つてい
た直流電力は無くなる。このとき、図示しない制
御装置により自動的にサイリスタスイツチ６が閉
路し、別途用意されている蓄電池７の直流電力を
インバータ３に入力するようになつている。した
がつて、交流電源１が停電した場合にもインバー
タ３が蓄電池７の直流電力を交流電力に逆変換し
て出力することにより負荷５に無停電の交流電力
を供給することができる。

また上記の構成には別途交流電源１より静止形
切換装置４を介して直接負荷５に交流電力を供給
するバイパス回路１２が用意されている。これ
は、前記インバータ３側の保守・点検時および故
障時に、図示しない制御装置により前記静止形切
換装置４を制御しインバータ３側による負荷５へ
の電力供給からバイパス回路１２による負荷５へ
の電力供給に無瞬時で切換えられるようになつて
いる。

ところで、一般に上記のように構成された静止
形無停電電源装置１００は、整流器２及びインバ
ータ３に使用している半導体素子（以下素子とい
う）を風冷方式にて冷却している。このため素子
冷却用フアン１１が何らかの理由で故障停止した
場合、素子の接合温度が上昇し、素子が永久故障
を起す可能性がある。

従来は、素子冷却用フアン１１が故障した場合
に、(1)直ちにインバータ３を停止し静止形切換装
置４により無瞬断で負荷５をバイパス回路１２側
からの電力供給電に切換える。(2)素子近傍の温度
監視を行いこの監視温度が設定値を超えた時点で
インバータ３を停止し、静止形切換装置４により
無瞬断で負荷５をバイパス回路１２側からの電力
給電に切換える。という方式が行われていた。

しかしながら前記方式には次の欠点がある。す
なわち、静止形無停電電源装置１００は、負荷５
側のあらゆる運転モードに対して充分な容量を有
するよう計画されている。このため負荷の通常運
転容量は小さく、素子冷却用フアン１１が停止し
ても素子の自冷容量で運転継続可能な場合が多
い。よつて上記(1)の素子冷却用フアン１１の故障
で直ちにインバータ３を停止し、バイパス回路１
２側から負荷電力を給電する方式は、直ちに交流
電源１の電力を負荷５へ給電することとなり、定
電圧・定周波数の電源入力を必要とする計算機シ
ステム等の負荷は、商用電源の擾乱で運転不能に
陥る可能性が大である。従つて素子冷却用フアン
１１の故障で直ちにバイパス回路１２に切換える
ことは必ずしも得策ではない。

また上記(2)素子近傍の温度を監視して素子冷却
用フアン１１の故障後バイパス回路１２へ切換え
るタイミングを決定する方式は、常に負荷容量が
素子の自冷容量近傍で変動している場合は問題な
いが、負荷５の運転モードが急に変化し急激に素
子の自冷容量を超過した場合、素子の接合温度は
急激に上昇し永久故障に到ることになるが、素子
近傍の温度上昇は、温度時定数のため時間遅れを
もつて上昇する。このため監視温度が設定値を超
過し、インバータを停止させた時には既に素子が
永久故障に到つている可能性がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、素子冷却用フアンが故障して
も、可能な限りインバータを運転し、かつ素子が
永久故障に到るのを防止し、負荷に対して定電
圧、定周波数の電力を供給し得る静止形無停電電
源装置の制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明の静止形無停電電源装置の制御
装置は交流電源に整流器とインバータを縦続して
負荷に給電し、かつ前記交流電源が喪失したとき
前記インバータの入力を電池電源に切換えて給電
を継続する第１の系統と、この系統ををバイパス
して前記交流電源を直接負荷に供給する第２の系
統とを切換え制御できる静止形無停電電源装置の
制御装置において、前記整流器とインバータに設
けられた半導体素子の冷却用フアンが停止したと
き、前記半導体素子の近傍温度と前記インバータ
の出力電流とのいずれか一方が設定値を超過した
場合、前記第１の系統より前記第２の系統へ切換
え制御するようになされたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第２図に示す一実施例について説
明する。本発明の制御装置で制御される静止形無
停電電源装置１００の回路構成は、第１図と同様
であるので、そのまま使用し、その切換装置４の
制御装置を示す第２図について説明する。第２図
において、接点２２はインバータが運転中に閉に
するスタートリレー（図示せず）の接点、接点２
３は素子冷却用フアンが故障したことを検出する
冷却用フアン付属の速度リレー（図示せず）が故
障を検出した時に閉する速度リレーの接点、補助
継電器２４は前記接点２２，２３が閉路した場合
に励磁される。

接点２４ａは前記補助継電器２４の励磁で閉す
る接点、接点２５は素子近傍に設置された感熱素
子（図示せず）が素子の許容温度超過を検出した
時に閉じる接点、接点２６はインバータの出力電
流を検出するためインバータ出力部に設置され、
素子の自冷容量以上のインバータ出力電流を検出
した時に閉じる電流検出リレー（図示せず）の接
点、補助継続器２７は前記接点２４ａが閉路し、
かつ前記接点２５，２６のいずれかが閉路した場
合励磁される。

接点２４ｂは前記補助継続器２４の励磁で閉じ
る接点、警報器２８は前記接点２４ｂの閉路で励
磁され、素子冷却用フアン故障表示を出力する警
報器である。接点２７ａは前記補助継電器２７の
励磁で閉じる接点、警報器２９は前記接点２７ａ
の閉路で励磁され、インバータが停止してバイパ
ス回路に切換つたことを表示する警報器、補助継
電器３０は前記接点２７ａの閉路で励磁され、イ
ンバータに停止指令を、また静止形切換装置にイ
ンバータからバイパス回路への切換指令を出力す
る。

以上のように構成された本発明の静止形無停電
電源装置の制御装置において、インバータの運転
中に素子冷却用フアンが何らかの原因により故障
し停止すると、図示しない冷却用フアン付属の速
度リレーが動作し、接点２３が閉路し、インバー
タの運転で閉する接点２２は閉路しているので補
助継電器２４が励磁される。

これにより前記補助継電器２４の励磁で閉する
接点２４ａ，２４ｂが閉路し、警報器２８が励磁
され、運転員に対して素子冷却用フアンの故障を
表示するとともに、補助継電器２４の励磁で閉す
る接点２４ａが閉路する。

こゝで素子近傍に設置された感熱素子が設定温
度を超過したことを検出すると接点２５が閉路
し、前記のとおり接点２４ａは閉路しているので
補助継電器２７を励磁する。この補助継電器２７
の励磁により、接点２７ａが閉路し、補助継電器
３０を励磁し、インバータに停止指令を出力して
停止させると同時に、静止形切換装置にインバー
タからバイパス回路への切換指令を出力し、負荷
への電力給電をバイパス回路からの給電に無瞬断
で切換える。

またインバータの出力電流が設定値を超過し、
前記接点２６が閉路した場合も、上述の接点２５
が閉路した場合と全く同様に作用する。

上記何れの場合においても補助継電器２７の励
磁により閉する接点２７ａの閉路により、前記警
報器２９が励磁され、運転員に対して素子の自冷
容量超過によりインバータを停止し、バイパスに
よる負荷電力給電に切換えたことを表示する。

本発明は、以上のように構成されているので、
整流素子の冷却用フアンが故障した場合にも、直
ちにはバイパス回路側に電源が切換らず、運転員
に冷却用フアン故障の警報を表示するため、運転
員の判断により、交流電源系統の擾乱の可能性の
ある時には、静止形無停電電源装置の負荷制限を
行い、整流素子の自冷容量以内でインバータ等を
運転することが可能となる。また、負荷制限処理
が遅れ負荷容量が素子自冷容量を超過した場合に
は、直ちにバイパス回路側に電源が切換るため、
インバータ等に使用されている素子が永久故障に
到るのを防止することが可能となる。また交流電
源系統が安定している時には、バイパス回路側に
電源を切換え、素子冷却用フアンの故障復旧作業
を行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、インバータ運転
中に素子冷却用フアンが故障した場合、状況に応
じて適切な運転処置がとれ、かつ急激な負荷容量
増大時にもインバータ等に使用されている素子を
確実に保護することができ、併せて負荷に対して
定電圧、定周波数の電力を供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は静止形無停電電源装置を示す回路図、
第２図は本発明による無停電電源装置の制御装置
の一実施例の要部を示す回路図である。 １００…静止形無停電電源装置、１…交流電
源、２…整流器、３…インバータ、４…静止形切
換装置、５…負荷、６…サイリスタスイツチ、７
…蓄電池、１１…素子冷却用フアン、１２…バイ
パス回路、２２…スタートスイツチ、２３…速度
リレー接点（冷却用フアン故障検出）、２４，２
７，３０…補助リレー、２５…整流素子近傍の感
熱素子接点、２６…インバータ電流検出リレー接
点、２８，２９…警報器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源に整流器とインバータを縦続して負
   荷に給電し、かつ前記交流電源が喪失したとき前
   記インバータの入力を電池電源に切換えて給電を
   継続する第１の系統と、この系統をバイパスして
   前記交流電源を直接負荷に供給する第２の系統と
   を切換え制御できる静止形無停電電源装置の制御
   装置において、前記整流器とインバータに設けら
   れた半導体素子の冷却用フアンが停止したとき、
   前記半導体素子の近傍温度と前記インバータの出
   力電流とのいずれか一方が設定値を超過した場
   合、前記第１の系統より前記第２の系統へ切換え
   制御する装置を設けたことを特徴とする静止形無
   停電電源装置の制御装置。