JPH06296329A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JPH06296329A
JPH06296329A JP5082337A JP8233793A JPH06296329A JP H06296329 A JPH06296329 A JP H06296329A JP 5082337 A JP5082337 A JP 5082337A JP 8233793 A JP8233793 A JP 8233793A JP H06296329 A JPH06296329 A JP H06296329A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、整流器の出力が共通の蓄電池へ直
結された複数台の無停電電源装置において、負荷の大小
に拘らず各整流器の出力電流を平衡させることの出来る
無停電電源装置を提供することにある。 【構成】 電圧及び電流の制御機能を有する整流器、該
整流器の直流出力を交流に変換すると共に交流出力電圧
及び電流の制御機能を有するインバ―タで構成され、前
記整流器の直流出力が共通の蓄電池へ直結されると共に
前記インバ―タの交流出力が共通母線を介して並列接続
された無停電電源装置において、前記整流器の電流制御
回路の電流基準を前記インバ―タの出力電流有効分に応
じて変化させる手段を具備した無停電電源装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、整流器、インバ―タ及
び蓄電池で構成された無停電電源装置係り、特に、整流
器の出力が共通の蓄電池へ直結された複数台の無停電電
源装置において、各整流器の出力電流を平衡させるため
の制御機能を備えた無停電電源装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体素子で構成される静止形の無停電
電源装置では、電源として信頼性を向上させるために複
数台の無停電電源装置を設置して並列冗長化を図ること
が多い。 図4は、従来の複数台の無停電電源装置の並
列システム及びその制御装置の一例を示すブロック図で
あり、各装置の直流母線が、共通に設けられた蓄電池へ
直結された構成の無停電電源装置の並列システムを示す
ものである。同図において、1は商用電源等の入力交流
電源、2は蓄電池、3は直流母線、4は負荷、5は交流
出力母線、11,21,…N1は蓄電池2の充電機能を
有する整流器、12.22,…N2はインバ―タ、1
3,23,…N3は該インバ―タの出力の交流母線5へ
の投入、解列を行うためのスイッチ、14,24,…N
4は直流変流器、10,20,N0は1号機,2号機,
…N号機の整流器、11,21,…N1の制御回路を示
している。10,20…N0の各整流器制御回路の内部
構成は全て同じなので、1号機の整流器制御回路につい
て代表して説明すると、101は整流器11の出力電圧
(直流母線3の電圧に相当)を一定に制御する定電圧制
御回路、102は整流器11の出力電流が定格電流以下
の場合には動作しないが、定格電流以上の電流が流れよ
うとすると、それを所定の制限電流以下に抑えるべく定
電圧制御回路101の出力レベルを制限する定電流制御
回路、103は定電圧制御回路101の出力に応じて整
流器11の点弧位相を決める移送器である。インバ―タ
12,22,…N2は図示していない制御回路により、
出力電圧及び位相が各号機共一致するように制御され、
その出力電流の平衡が保たれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、直流母線3にて
蓄電池2に直結された整流器11,21,…N1は、前
述の整流器制御回路10,20,…N0の動作により定
電圧制御されるが、例えば、1号機の定電圧制御回路1
01の電圧設定が他号機の定電圧制御回路201,…N
01の電圧設定に比し、ほんの僅かでも高いと、定電圧
制御のための帰還信号を各号機とも共通母線3より得て
いるので、他号機の定電圧制御回路201,…N01
は、その閉ル―プ制御の作用により、他号機の整流器2
1,…N1の出力電圧を絞るように動作してしまう可能
性がある。このような動作に陥れば、インバ―タ12,
22…N2及び蓄電池2へ供給する直流電流は、整流器
11のみが分担することになる。
【0004】上記のような現象は、定電流制御回路10
3,203…N03の動作によりある程度解消される。
例えばN=3として、各装置の容量100%に対し、負
荷4が200%(1台停止しても支障のない負荷定格)
の場合、定電流制御回路103,203,303の制限
電流を定格の120%にとると、定電圧制御回路の電圧
設定が一番高い整流器が120%、二番目に高い整流器
が80%の直流電流を分担することになり、3台の装置
の整流器の出力電流分担は120%,80%,0%とな
る。また、負荷4が120%以下であれば、前述の如
く、1台の整流器のみが分担することになる。
【0005】いずれにしても、整流器11,21,…N
1の出力電流の分担の度合は悪く、負荷が軽い程その傾
向が強くなり、装置を長期間運転する上で、信頼性、寿
命の点で各装置にアンバランスが生じることになり、好
ましくない。
【0006】上記不具合を解消する制御装置としては、
図5(1号機についてのみ示している。)の如き制御装
置が考えられる。即ち、各整流器の出力電流の偏差を検
出する電流偏差検出回路121の出力により、出力電流
偏差を低減すべく定電圧制御回路122の出力レベルを
制限するように構成したものがある。
【0007】しかるに、図5の如き構成にあっては、並
列各号機間の信号の授受が必要であり、並列運転台数が
多くなるにつれて複雑になり、バランスの調整も容易で
ない。また、出力電流偏差を制御するル―プは一種の閉
ル―プを形成しているので、定電圧制御の閉ル―プと応
答の協調を良く取らないと動作が不安定になり易いの
で、応答の調整も容易でない。
【0008】本発明の目的は、前述の点に鑑みなされた
もので、整流器の出力が共通の蓄電池へ直結された複数
台の無停電電源装置において、負荷の大小に拘らず各整
流器の出力電流を容易に平衡させることの出来る無停電
電源装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は請求項1
に記載のように、電圧及び電流の制御機能を有する整流
器、該整流器の直流出力を交流に変換すると共に交流出
力電圧及び電流の制御機能を有するインバ―タで構成さ
れ、前記整流器の直流出力が共通の蓄電池へ直結される
と共に前記インバ―タの交流出力が共通母線を介して並
列接続された無停電電源装置において、前記整流器の電
流制御回路の電流基準を前記インバ―タの出力電流有効
分に応じて変化させる手段を具備することによって達成
される。
【0010】更に、前記目的は請求項2に記載のよう
に、電圧及び電流の制御機能を有する整流器、該整流器
の直流出力を交流に変換すると共に交流出力電圧及び電
流の制御機能を有するインバ―タで構成され、前記整流
器の直流出力が共通の蓄電池へ直結されると共に前記イ
ンバ―タの交流出力が共通母線を介して並列接続された
無停電電源装置において、前記整流器の電流制御回路の
電流基準を並列運転される前記インバ―タの出力電流有
効分を平衡させるための電流制御回路の有効電流基準に
応じて変化される手段を具備することによっても達成で
きる。
【0011】
【作用】請求項1の発明によれば、並列運転制御される
各インバ―タは並列運転制御機能によりそれぞれの負荷
電流は平衡しているため、各インバ―タの出力電流の有
効電流成分を検出し、この検出信号をそれぞれの整流器
の電流基準信号として与えれば、各整流器は負荷の大小
にかかわらず電流を平衡状態を保って分担することがで
きる。
【0012】更に、請求項2の発明によれば、並列運転
制御される各インバ―タは並列運転制御機能によりそれ
ぞれの負荷電流は平衡しているため、各インバ―タの電
流制御回路の有効電流基準に応じた信号を、それぞれの
整流器の電流基準信号として与えれば、各整流器は負荷
の大小にかかわらず電流を平衡状態を保って分担するこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を参照して説
明する。図1において、図4と同一番号を付した構成要
素は図3と同一機能のものであり、その説明は省略す
る。同図において、15,15…N5は各インバ―タの
出力電流を検出するCT、各整流器の制御回路18,2
8,…N8の内部構成は同じであり、各インバ―タの制
御回路19,29,…N9の内部構成も同じあり、各々
の内部構成については、1号機を代表して説明する。1
31は、図4の102と同様の動作する定電流制御回
路、141はインバ―タ12の出力電流を他号機と平衡
するように制御する並列制御回路、142はCT15に
より検出されたインバ―タ12の出力電流から有効成分
(出力電圧と同相の成分)を検出して並列制御回路へ与
えると共に、この出力電流有効成分に応じて定電流制御
回路131にその動作レベルを変化させるように信号を
与える有効電流検出回路である。
【0014】次に、前述のように構成された本発明の無
停電電源装置の動作を説明する。インバ―タ12は、並
列制御回路141の動作により他のインバ―タと出力電
流が平衡するように並列運転制御されるが、この並列運
転制御の動作原理は、例えば特許第1215332号
「インバ―タの並列運転装置」等によって周知の技術で
あるので、その詳細説明はここでは省略する。
【0015】インバ―タ12の出力電流は、負荷の皮相
電力(KVA)によって決まるが、整流器の出力電流は
負荷の有効電力(KW)によって決まることから、CT
15を介して検出されたインバ―タ12の出力電流の有
効成分を有効電流検出回路142により検出し、この検
出出力に応じて整流器11の定電流制御回路131の動
作レベルを変えるように制御する。
【0016】定電流制御回路131の動作レベルの補正
の特性は、例えば図2のように設定される。図2におい
て、横軸はインバ―タ出力電流の有効成分を、縦軸は定
電流制御回路131の動作レベルを表しており、インバ
―タ出力電流有効成分100%で動作レベルは105%
(5%は蓄電池2への充電電流に相当)となるように設
定している。例えば負荷率を定格容量の80%、負荷力
率90%とすると、動作レベルは80×0.9+5=7
7%となる。
【0017】このようにして、平衡するように並列運転
制御されたインバ―タの出力電流の有効成分に応じて、
整流器の出力電流を制御することにより、負荷の大小に
拘らず間接的に整流器の出力電流も平衡するように制御
されることになる。蓄電池2の充電電流も適正なレベル
へ制限することができる。また、各装置間の信号の授受
は不要であるので、並列台数が増えても簡単な構成とす
ることができる。
【0018】図1の実施例では、並列運転制御されたイ
ンバ―タの出力電流の有効成分に応じて整流器の定電流
制御回路の動作レベルを補正するようにしているが、イ
ンバ―タの出力電流制御のための並列制御回路142の
内部の有効電流基準に応じて補正するようにしても良
い。
【0019】図3は、この有効電流基準151を含めて
並列運転制御回路142の詳細を示したもので、151
は負荷電流と並列運転台数に応じた基準レベルを出力す
る電流基準、152は電流基準151の有効成分のみを
取出した有効電流基準、153は出力電流有効成分と有
効電流基準との偏差を検出する電流偏差検出回路、15
4は、電流偏差に応じてインバ―タの出力位相を制御す
る位相制御回路、155は、電圧制御回路であり、有効
電流基準152の出力が動作レベル補正のために定電流
制御回路131に与えられる。
【0020】又、近年、整流器として、入力力率改善と
入力高調波低減のためにGTOやIGBT等の自己消弧
素子によるPWMコンバ―タも使われるようになってき
ているが、この場合、入力力率1.0となるように制御
されるので、図1の整流器出力電流制御を入力電流制御
に置換えて、本発明を適用することも可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、並列運転制御される各インバ―タは並列運転制
御機能によりそれぞれのインバ―タの負荷電流は平衡し
ているため、各インバ―タの出力電流の有効電流成分を
検出し、この検出信号をそれぞれの整流器の電流基準信
号として与えているので、各整流器は負荷の大小にかか
わらず電流を平衡状態を保って分担することができる。
【0022】更に、請求項2の発明によれば、並列運転
制御される各インバ―タは並列運転制御機能によりそれ
ぞれのインバ―タの負荷電流は平衡しているため、各イ
ンバ―タの電流制御回路の有効電流基準に応じた信号
を、それぞれの整流器の電流基準信号として与えれば、
各整流器は負荷の大小にかかわらず電流を平衡状態を保
って分担することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図2】[図1]の定電流制御回路の動作レベル補正の
特性例を示す特性曲線図。
【図3】本発明の他の実施例を説明するための並列制御
回路詳細図。
【図4】従来の無停電電源装置の並列システム及びその
制御装置の一実施例を示すブロック図。
【図5】従来の無停電電源装置の並列システム及びその
制御装置の他の実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
1 …交流入力電源 2
…蓄電池 3 …直流母線 4
…負荷 5 …交流出力母線 11,21,〜N1
…整流器器 12,22〜N2…交流フィルタ 13,23〜N3
…スイッチ 14,24〜N4…直流変流器 15,25〜N5
…変流器 18,28〜N8…整流器制御回路 19,29〜N9
…インバ―タ制御回路 101 …定電圧制御回路 103
…移送器 131 …定電流制御回路 141
…並列制御回路 142 …有効電流検出回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧及び電流の制御機能を有する整流
    器、該整流器の直流出力を交流に変換すると共に交流出
    力電圧及び電流の制御機能を有するインバ―タで構成さ
    れ、前記整流器の直流出力が共通の蓄電池へ直結される
    と共に前記インバ―タの交流出力が共通母線を介して並
    列接続された無停電電源装置において、前記整流器の電
    流制御回路の電流基準を前記インバ―タの出力電流有効
    分に応じて変化させる手段を具備した無停電電源装置。
  2. 【請求項2】 電圧及び電流の制御機能を有する整流
    器、該整流器の直流出力を交流に変換すると共に交流出
    力電圧及び電流の制御機能を有するインバ―タで構成さ
    れ、前記整流器の直流出力が共通の蓄電池へ直結される
    と共に前記インバ―タの交流出力が共通母線を介して並
    列接続された無停電電源装置において、前記整流器の電
    流制御回路の電流基準を並列運転される前記インバ―タ
    の出力電流有効分を平衡させるための電流制御回路の有
    効電流基準に応じて変化される手段を具備した無停電電
    源装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100740336B1 (ko) * 2006-04-14 2007-07-19 주식회사 피에스텍 무정지형 유도가열 전원장치 및 그를 제어하기 위한 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100740336B1 (ko) * 2006-04-14 2007-07-19 주식회사 피에스텍 무정지형 유도가열 전원장치 및 그를 제어하기 위한 방법

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