JPH0629352U

JPH0629352U - 無停電電源装置

Info

Publication number: JPH0629352U
Application number: JP6448092U
Authority: JP
Inventors: 尚西尾; 亨荒井; 勝西塚
Original assignee: 株式会社三社電機製作所
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-04-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】逆相接地の場合逆相を表示し商用電源と無停電
電源装置の入力端子の接続を切り換える。また、逆相接
地時直送回路で負荷側機器に電力を供給するため負荷側
機器のサージアブソーバの損傷を防止する。【構成】単相商用電源を開閉する入力開閉器２０、単相
商用電源を倍電圧整流する倍電圧整流回路、その出力を
交流に変換するインバータ回路６、インバータ回路をＰ
ＷＭ制御するインバータ制御装置１１、単相商用電源を
直接負荷に送る直送開閉器１２、インバータの出力を開
閉するインバータ出力開閉器１３、インバータ回路の出
力と接地間に挿入されたサージアブソーバ１４，１５、
インバータ出力の零相電流を検出する零相電流検出器１
６、逆相接地時に警報を表示する表示器１８、零相電流
検出器の検出量により逆相を検出し、インバータ停止信
号、出力開閉信号、警報表示信号を出力する逆相検出時
制御回路により構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、無停電電源装置の入力接地状態が逆相時に、接続されている負荷側機器のサージアブソーバの保護に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、従来の常時インバータ駆動型無停電電源装置の回路構成を示す図である。従来の常時インバータ駆動型無停電電源装の構成を、図４において説明する。入力開閉器４０は、入力される単相商用電源を開閉する。前記入力された単相商用電源を倍電圧整流する倍電圧整流回路４１は、ダイオード４２・４３、コンデンサ４４・４５により構成されている。前記倍電圧整流回路４１の出力を交流に変換するインバータ回路４６は、スイッチイング素子４７・４８・４９・５０により構成されている。前記インバータ回路４６を制御するインバータ制御装置５１は、ＰＷＭなどの制御方法により前記スイッチイング素子４７・４８・４９・５０をＯＮ・ＯＦＦ制御する。直送開閉器５２は、前記入力された単相商用電源を負荷側機器への供給を開閉する。インバータ出力開閉器５３は、前記インバータの出力を負荷側機器への供給を開閉する。

【０００３】次に、動作について説明する。入力された単相商用電源は、入力開閉器４０を介して倍電圧整流回路に入力される。倍電圧整流回路に入力された前記単相商用電源は、Ｄ点における電圧が正である場合ダイオード４２を通してコンデンサ４４に図示の極性に電荷が蓄えられる。コンデンサ４４の両端間の電圧Ｖ_C1は、入力電源のピーク電圧となる。次にＤ点における電圧が負になるとダイオード４３を通してコンデンサ４５に図示の極性に電荷が蓄えられる。コンデンサ４５の両端間の電圧Ｖ_C2は、入力電源のピーク電圧となる。Ｖ_C1とＶ_C2は、入力電源となる単相商用電源のピーク電圧となるためＶ_C1＝Ｖ_C2 の関係がある。また、コンデンサ４４・４５は、直列に接続されているため倍電圧整流回路の出力は、コンデンサ４４・４５の両端子電圧の和となるため入力電源のピーク電圧の２倍となりインバータ回路に入力される。インバータ回路に入力された電圧は、制御装置５１のＰＷＭ等の制御方法によりスイッチイング素子４７・４８・４９・５０のＯＮ・ＯＦＦを制御し交流に変換して出力する。インバータ回路の出力は、切換部に入力される。ここで、無停電電源装置において入力のＳ相がケース接地されている場合（図５）には、コンデンサ４５の両端間の電圧Ｖ_C2は、入力電源のピーク電圧となる。

【０００４】入力電源電圧をＥ_m1ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、Ｃ点より見た接地線Ｅの電圧は、Ｃ点より見たＡ点の電圧と同じＶ_C2である。また、インバータ出力電圧をＥ_m2ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、接地線Ｅより見た出力端子Ｕ・Ｖは、 −Ｖ_C2±Ｅ_m2ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【０００５】切換部において直送開閉器５２が閉の状態で、インバータ出力開閉器５３が開の状態のときは、単相商用電源を直接負荷に送電する。また、直送開閉器５２が開の状態で、インバータ出力開閉器５３が閉の状態のときは、インバータ回路の出力を負荷に送電する。なお、商用電源が停電した場合には、図４に図示されていない蓄電池を入力電源としてインバータ４６を動作させて負荷に交流を供給する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、無停電電源装置において入力のＲ相がケース接地されている場合（図６）には、コンデンサ４５の両端間の電圧Ｖ_C2は、入力のＳ相がケース接地されている場合と同じく入力電源のピーク電圧となる。

【０００７】入力電源電圧をＥ_m1ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、Ｃ点より見た接地線Ｅの電圧は、Ｖ_C2±Ｅ_m1ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【０００８】また、インバータ出力電圧をＥ_m2ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、接地線Ｅより見た出力端子Ｕ・Ｖは、Ｖ_C2±Ｅ_m1ｓｉｎ（ωｔ）±Ｅ_m2ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【０００９】ところで、無停電電源装置は、負荷としてコンピュータが接続されることが多く、負荷側機器の入力には、サージ対策のためのサージアブソーバが対地間に挿入されていることが多い。このような機器を負荷として接続する場合は、入力のＳ相がケース接地（正相接地）されている場合に比べ入力のＲ相がケース接地（逆相接地）されている場合、上記の式よりＥ_m1ｓｉｎ（ωｔ）高いサージアブソーバが必要となり負荷側機器のサージアブソーバを損傷する欠点があった。

【００１０】この考案の目的は、入力接地が逆相接地の場合に入力にサージアブソーバを対地間に挿入している負荷側機器のサージアブソーバの損傷を防止する無停電電源装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この考案の無停電電源装置は、インバータ出力と接地間にサージアブソーバと、前記インバータ出力の零相電流を検出する零相電流検出器と、警報を表示する表示器と、前記零相電流検出器の検出量により逆相を検出し、逆相の検出時前記インバータを停止させ、切換器を制御して単相商用電源を負荷側機器に直送し、前記表示器に警報を表示させる逆相検出時制御回路を有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】

この考案の無停電電源装置は、インバータ出力と接地間に設けられたサージアブソーバに流れる電流を零相電流検出回路により検出する。前記零相電流検出回路により検出された検出量は、逆相検出時制御回路に入力される。逆相検出時制御回路は、入力された検出量により正相接地か逆相接地どちらの接地であるかを判定する。判定された接地が正相接地である時には、前記インバータ出力を負荷側機器に供給する。また判定された接地が逆相接地である時には、前記インバータを停止させ、切換器を制御して単相商用電源を負荷側機器に供給し、前記表示器に警報を表示する。

【００１３】これにより逆相接地時には、警報を表示して知らせるとともに負荷側機器のサージアブソーバの損傷を防止することができる。

【００１４】

【実施例】

図１は、この発明の実施例である無停電電源装置の回路構成を示す図である。

【００１５】図２は、この発明の実施例である無停電電源装置の正相接地時のタイムチャートを示す図である。図３は、この発明の実施例である無停電電源装置の逆相接地時のタイムチャートを示す図である。

【００１６】この発明の実施例である無停電電源装置の構成を、図１において説明する。入力開閉器２０は、入力される単相商用電源を開閉する。前記入力された単相商用電源を倍電圧整流する倍電圧整流回路１は、ダイオード２・３、コンデンサ４・５により構成されている。前記倍電圧整流回路１の出力を交流に変換するインバータ回路６は、スイッチイング素子７・８・９・１０により構成されている。前記インバータ回路６を制御するインバータ制御装置１１は、ＰＷＭなどの制御方法により前記スイッチイング素子７・８・９・１０をＯＮ・ＯＦＦ制御する。直送開閉器１２は、前記入力された単相商用電源を負荷側機器への供給を開閉する。インバータ出力開閉器１３は、前記インバータの出力を負荷側機器への供給を開閉する。サージアブソーバ１４・１５は、インバータ回路６の出力と接地間に挿入されている。前記インバータ出力の零相電流を検出する零相電流検出器１６は、インバータ回路６の出力とサージアブソーバ１４・１５間に挿入されている。前記零相電流検出器１６の検出量により接地相を判定する逆相検出器を含む逆相検出器時制御回路１７は、逆相接地時表示器１８に警報を表示させたり、インバータ停止信号および出力開閉信号を出力する。

【００１７】次に、動作について説明する。単相商用電源と無停電電源装置と負荷側機器を接続する。入力開閉器２０を閉とし単相商用電源を倍電圧整流回路１に入力する。この時逆相検出時制御回路１７は、直送開閉器１２を閉、インバータ出力開閉器１３を開とする。これにより入力された単相商用電源は、入力開閉器２０、直送開閉器１２を介して負荷側機器に供給される。また倍電圧整流回路１に入力された単相商用電源は、Ｄ点における電圧が正である場合ダイオード２を通してコンデンサ４に図示の極性に電荷が蓄えられる。コンデンサ４の両端間の電圧Ｖ_C1 は、入力電源のピーク電圧となる。次にＤ点における電圧が負になるとダイオード３を通してコンデンサ５に図示の極性に電荷が蓄えられる。コンデンサ５の両端間の電圧Ｖ_C2は、入力電源のピーク電圧となる。Ｖ_C1とＶ_C2は、入力電源となる単相商用電源のピーク電圧となるためＶ_C1＝Ｖ_C2 の関係がある。またコンデンサ４・５は、直列に接続されているため倍電圧整流回路の出力は、コンデンサ４・５の両端子電圧の和となるため入力電源のピーク電圧の２倍となりインバータ回路に入力される。

【００１８】これ以後の動作については、ケース接地されている接地相により場合分けして説明する。

【００１９】まず、無停電電源装置において入力のＳ相がケース接地されている場合の動作について説明する。コンデンサ５の両端間の電圧Ｖ_C2は、入力電源のピーク電圧である。この時に、Ｃより見たＡとＥは、等電位である。ここでインバータ制御装置１１によりインバータ回路１のスイッチング素子７・１０をＯＮし、スイッチング素子８・９をＯＦＦする。

【００２０】入力電源電圧をＥ_m1ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、Ｃ点より見た接地線Ｅの電圧は、Ｃ点より見たＡ点の電圧と同じＶ_C2である。また、インバータ出力電圧をＥ_m2ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、接地線Ｅより見たインバータ出力は、 −Ｖ_C2±Ｅ_m2ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【００２１】これより、サージアブソーバ１４・１５に印加される電圧は、 −Ｖ_C2±Ｅ_m2ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【００２２】この場合は、サージアブソーバ１４・１５に正常の電圧が印加されている。この時、零相電流検出器１６は、０を逆相検出時制御回路１７に入力する。逆相検出時制御回路１７は、インバータ制御装置１１、直送開閉器１２、インバータ出力開閉器１３に信号を送る。インバータ制御装置１１は、ＰＷＭなどの制御方法によりスイッチイング素子７・８・９・１０をＯＮ・ＯＦＦ制御してインバータ回路を動作させる。その後、逆相検出時制御回路１７により直送開閉器１２を開とし、またインバータ出力開閉器１３を閉とする。また表示器１８は、逆相検出時制御回路１７より信号を入力されないので警報表示を行わない。これにより負荷側機器には、正常に接地された交流が供給されることになる。

【００２３】次に、無停電電源装置において入力のＲ相がケース接地されている場合には、コンデンサ５の両端間の電圧Ｖ_C2は、入力電源のピーク電圧である。

【００２４】入力電源電圧をＥ_m1ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、Ｃ点より見た接地線Ｅの電圧は、Ｖ_C2±Ｅ_m1ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【００２５】ここでインバータ制御装置１１によりインバータ回路６のスイッチング素子７・１０をＯＮし、スイッチング素子８・９をＯＦＦする。

【００２６】また、インバータ出力電圧をＥ_m2ｓｉｎ（ωｔ）とするとき、接地線Ｅより見たインバータ出力は、 −Ｖ_C2±Ｅ_m1ｓｉｎ（ωｔ）±Ｅ_m2ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【００２７】これより、サージアブソーバ１４・１５に印加される電圧は、Ｓ相接地に比べ入力電源分高い −Ｖ_C2±Ｅ_m1ｓｉｎ（ωｔ）±Ｅ_m2ｓｉｎ（ωｔ）となる。

【００２８】これにより、零相電流検出器１６は、スイッチング素子７→零相電流検出器１６ →サージアブソーバ１４に流れる電流を検出する。零相電流検出器１６の検出信号により逆相検出時制御回路１７は、インバータ制御装置１１に停止信号を送る。インバータ制御装置１１は、インバータ回路を停止させる。その後、入力開閉器２０が開となるまで逆相検出時制御回路１７により直送開閉器１２を閉、インバータ出力開閉器１３を開の状態に固定する。また表示器１８は、逆相検出時制御回路１７より信号を入力され警報表示を行う。前記警報を受けることにより逆相接地の状態となっていることを知ることができる。これにより、入力開閉器２０を開し商用電源と無停電電源装置の入力端子の接続を切り換えることにより負荷側機器に正常に接地された交流を供給することができる。なお、商用電源が停電した場合には、図４に図示されていない蓄電池を入力電源としてインバータ４６を動作させて負荷に交流を供給する。

【００２９】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、逆相接地時直送回路で負荷側機器に電力を供給するため負荷側機器のサージアブソーバの損傷を防止できる。また、逆相接地の表示により現在の接地状態を知ることができ、商用電源と無停電電源装置の入力端子の接続を切り換えて正相接地にて使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である無停電電源装置の回路
構成を示す図である。

【図２】この発明の実施例である無停電電源装置の正相
接地時のタイムチャートを示す図である。

【図３】この発明の実施例である無停電電源装置の逆相
接地時のタイムチャートを示す図である。

【図４】従来の無停電電源装置の回路構成を示す図であ
る。

【図５】Ｓ相接地時を示す図である。

【図６】Ｒ相接地時を示す図である。

【符号の説明】

１・４１−倍電圧整流回路２・３・４２・４３−ダイオード４・５・４４・４５−コンデンサ６・４６−インバータ回路７・８・９・１０・４７・４８・４９・５０−スイッチ
ング素子１１・５１−インバータ制御装置１２・５２−直送開閉器１３・５３−インバータ出力開閉器１４・１５−サージアブソーバ１６−零相電流検出器１７−逆相検出器１８−表示器２０・４０−入力開閉器

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】単相商用電源を入力とし、前記単相商用
電源を倍電圧整流する整流回路と、前記整流回路の出力
を交流に変換するインバータと、前記インバータの制御
をするインバータ制御回路と、前記単相商用電源を直接
出力する直送回路と、前記インバータ出力と前記直送回
路の出力を切り換える切換器を有する無停電電源装置に
おいて、前記インバータ出力と接地間にサージアブソー
バと、前記インバータ出力の零相電流を検出する零相電
流検出器と、警報を表示する表示器と、前記零相電流検
出器の検出量により逆相を検出し、逆相の検出時前記イ
ンバータを停止させ、前記切換器を制御して単相商用電
源を負荷側機器に直送し、前記表示器に警報を表示させ
る逆相検出時制御回路とを有することを特徴とする無停
電電源装置。