JPH06507539A - 要求に応じてｄｃ電力を供給するための予備電源システム - Google Patents

要求に応じてｄｃ電力を供給するための予備電源システム

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JPH06507539A JP4507228A JP50722892A JPH06507539A JP H06507539 A JPH06507539 A JP H06507539A JP 4507228 A JP4507228 A JP 4507228A JP 50722892 A JP50722892 A JP 50722892A JP H06507539 A JPH06507539 A JP H06507539A
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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】 要求に応じてＤＣｉ力を供給するだめの予備１ｌｌｓシステム発明の分野 本発明は、商用電力送電網のような電源からの一次電力に障害が発生した場合の バックアップ電力を供給するのに適した電力供給装置に関係する。
発明の背景 コンピュータ、電話システムあるいは医学用装置のような重要な負荷に、商用電 力システムから供給される電力をバックアップするために、無停電電力源あるい は無停電電カシステム（０１”Ｓ）が一般に使用されつつある。商用電力システ ムの停電オなわら外乱の場合、その停電の間、重要な負荷への電力供給はＵＰＳ に引継がれる。様々な設計がＵＰＳシステムには使用されているが、典型的なも のは、電カンステムが故障している時間、停電の間インバータを介して蓄電池か ら＠要な負荷に電力が供給されるものである。
はとんどのＵＰＳシステムがバッテリを利用し、停電の間、重要な負荷に電力を 供給するために蓄積エネルギーを与えるので、Ｕ　Ｉ’　Ｓ作動の実行時間は、 バッテリの蓄電容量によって制限される。したがって、ＵＰＳ実行時間を延長す るために現在用いられている最ら直接的な方法は、単に補助バッテリを使用する ことである。しかし、この方法にはいくつかの問題がある。１つはコストである 。なぜｒｊら、必要とされるバッテリの数が所望の実行時間に一般に比例するか らである。さらに、バッテリの数が増加することによって付随的問題が生しる。
バッチ「月１続は、固定して、腐蝕のない状態に保たれねばならず、これが保守 費用を増加させる。、Ｍ適のバッテリ寿命を得るためには、適切な温度で、バッ テリを完全光１した状嘘で維持しなＩＪればならない。バッテリ格納室には、特 別の通風がしばしば必要とされる。バッテリが古くなるにつれて、多連のバッテ リはしばしば不平衡になる。多数のバッテリは、また、貴重な床面積を占め、バ ッテリの重さのために構造的に荷重かかかるという問題を引起すこともある。更 に、バッテリは一蚊に３〜５年内に交換を必要とするが、この期間が、全体とし て、ＵＰＳシステムの寿命よりかなり短いため、バッテリの寿命の間システムの コストを増加させることになる。
良問停電中に重要な負荷に予備電力を供給するための、補助バッテリに替わるも のとしては、ガソリン燃料による交流発電機（オルタネータ）の使用がある。
ＡＣ発電機は、商用電力システムの長期の電力停止中に、建物全体を含めて、重 要な負荷にバックアップ電力を供給するために、伝統的に使用されてきた。重要 な負荷への電力の瞬間停電を回避するために、ＵＰＳを用いて、短時間の間、重 要な負荷に電力を供給することができよう。ＵＰＳによる電力供給の後、ＡＣ発 電機のガソリンエンジンが始動し、発電機によってこの負荷への電力の供給が引 き継ぎが可能になる。長時間の電力停止中、負荷からＵＰＳを切断し、負荷にＡ Ｃ発電機を直接接続することによって、これを行なってもよい。ＵＰＳシステム によっては、ＡＣ発電機はＵＰＳの入力端子に電源が入り、長時間の電力停止中 、障害ライン電力に取って替わる。ＡＣ発電機のこのような接続はダブルインバ ータＵＰＳシステムにおいて最も典型的に利用され、正常時の作動中においても 、ＵＰＳインバータから重要な負荷に電力が常に供給される。
バックアップ用供給電力を供給するために、補助ガソリンエンジンで駆動される ＡＣ発電機を活用することは、有用ではあるが、これにはあるいくつかの不都合 かある。一般に、発電機に電力を供給するガソリンエンジンは、必要時に始動し ない。頻繁な予防保守が可能でなかったり、便利に行なえない遠隔地に発電機が ある場合、ガソリンエンジンに信頼性がないことは特に問題である。このような 予備発電機がほんの時たま始動され、電力停止中に負荷に電力を供給するために 、エンジンと発電機双方の保存状態が悪くなることがある。たとえば、はんのま れにしか動かされないエンジンは、凝縮、ささえ面の潤滑不足、及び長期の未使 用に関連する他の諸問題によって引起される、腐蝕という問題を受けやすくなる こともある。
ＡＣ発電機を利用して、従来のダブル変換ＵＰＳに電力を供給する場合、典型的 には、２．５〜３倍の率で発電機を大型化しなければならない。このような大型 化か必要とされるのは、ＡＣ電力をＤＣ電力へ変換し、それをまたＡＣ電力へ変 換するダブル変換によって引き起こされる、高い波高率負荷のためである。たと えば、ｌＯキロワット（ｋＷ）のｕｐｓには２５〜３０ＫＷのＡＣ発電機が一般 に必要とされる。追加コストとして、その設置費用及び自動切換スイッチの費用 か加わる。
ＵＰＳからＡＣ発電機へ重要な負荷にスイッチか切替えられる場合、ＡＣ発電機 かいったん立上がり稼働していれば、発電機は滑らかな遷移を維持するためにＵ ＰＳの出力と位相ロックされ、同期されなければならない。高性能で高価な電子 機器が利用されない限り、この遷移はしばしば困難である。このような電子機器 は、システムのコストと復雑さを増すが、不十分な電力遷移は、コンピュータの ような特に重要な負荷への電力の流れを分裂させ、誤作動を引き起こすことにも なりかねない。
負荷に直接接続されたＡＣ発電機の使用に関連する一つの問題は、ＡＣ発電機の 出力がしばしば不安定になることであり、このことによって、システムに追加的 問題がもたらされる結果となる。この出力周波数を安定させるために、エンジン ／発電機装置はしばしば大型化する。機械的或は電子的調速システムが必要とさ れ、それかシステムのコストと複雑さを増し、信頼性を減することになる。ＡＣ 発電機に対する負荷の大きさと位相角が変化する場合、発電機からの出力波形は しばしば歪む。これらの歪みは、より高性能なＵＰＳモデルの作動に影響を与え る可能性があり、このモデルは、その入力波形のたるみを検査し、故障停止と重 大な不足電圧を予想する。バッテリ電力が負荷をサポートする必要が実際にはな い場合でさえ、このような周期的負荷で引き起される発電機波形の変動のために 、このようなＵＰＳシステムのバッテリ作動への復帰か頻繁に引き起こされるこ とかあり得る。その結果、バッテリ消耗及びバックアップ能力の低下が起こる。
ＡＣエンジン／発電機装置は、ＵＰＳが必要でない他のアプリケーション用予備 電源としての利用されてきた。そのようなアプリケージシンとしては、たとえば 、電話システムがあり、電話網に電力を供給するバッテリはＡＣ電力線からの整 流された電力で充電される。補助エンジン／発電機装置を利用して、電力システ ムの障害中にこれらのバッテリに充電電力を供給してもよい。しかし、このよう なエンジン／発電機装置は、上に論したのと同じタイプの信頼性や保守上の問題 を蒙りやすい。
発明の要約 本発明に従って、要求に応じてＤＣ出力電力をＤＣパスラインに供給する予備電 源システムが提供される。このようなりＣパスラインの両端でバッテリか接続さ れ、無停電電力源システム、遠隔通信システムあるいは他の比較できるＤＣ負荷 に電力が供給される。本発明の予備電源には、オルタネータを駆動するために接 続された内燃エンジンが含まれ、このオルタネータによって、ＡＣ電力をＤＣ電 力に変換する整流器に、好適な多相出力電力が与えられる。好ましくは、フィル タを利用し、整流されたＤＣ電力を濾波し、ＤＣパスラインに低い表面張力波出 力電圧を与える。
商用電力システムからの電力か瞬間的に停電中に重要な負荷に電力が供給される ＵＰＳシステムを用いることによって、本発明の予備電源は有効に活用される。
このようなアプリケーションにおいては、正常時の作動中であれば、典型的には 、商用電力システムによって重要な負荷にＡＣ電力が供給される。そして、整ａ 器を介してであれ、ＵＰＳシステムを介してであれ、蓄電池に充電電力が供給さ れ、バッテリの充電条件が維持される。このような正常時の作動中には、予備電 力システムは作動していない。電力停止に際して、ＵＰＳシステムが通常の方法 で作動し、中断なく連続して負荷にＡＣ電力が供給される。本発明の予備電力シ ステムの制御装置によって、ＵＰＳ作動及びＵＰＳバッテリのＤＣ電圧がモニタ され、長期電力停止が生しているかどうか、また、ＵＰＳに電力を供給するバッ テリが、負荷に電力を供給するのに十分な予備エネルギを持っているかどうかが 判断される。ＵＰＳに供給されるバッテリ電力を増強するために、予備電力が必 要であるという判断がなされると、予備電力システムのエンジンが始動される。
初期与熱σ閘は、電力はＡＣ発電機から負荷に全く供給されない。エンジンの適 切な与熱が行なわれると、オルタネータの整流された出力がＤＣパスラインに接 続されて、重要な負荷に転送される電力をＵＰＳに供給し、同時に、少なくとも 部分的に蓄電池を再充電する。蓄電池が接続されているＤＣパスラインに、予備 電力発電機によってその出力電力が供給されるので、予備電力システムからの電 源スィッチが入る間ＵＰＳから与えられる出力に変化は生じない。また、したが って、重要な負荷に供給されるＡＣ電力に中断すなわち外乱も生じない。
予備電力システムを適切に運転させることにより、また、そのシステムを運転さ せている時間の間、及び実際の電力供給作動時にシステム状態をモニタすること により、高い信頼性を持つエンジン／発電機装置を備えた予備軍カッステムを提 供することが、本発明の特別の目的である。予備電力システム内のコンピュータ 制御装置が、システムの最後のターンオンのときからの経過時間をモニタする。
この最後のターンオンは、運転作動中に生じたものかもしれないし、あるいは実 際の電力供給作動中に生じたものかもしれない。経過時間が所定の時間を超過し た場合、制御装置はエンジンを始動させ、ＤＣパスラインから切断された電力で エンジンと発電機装置を作動させる。このエンジンを適切に運転させ、かつ、エ ンジンと発電機双方の稼働部品の適切な潤滑と状態を維持するための十分な時間 、このエンジンは作動する。エンジンの作動時間の長さは、エンジン温度のよう な所望のシステム作動状態を得るために、所定の長さに決めておいてもよい。エ ンジンが作動している時間中、制御装置は、好ましくは、エンジンと発電機のい くつかの状態をモニタする。その状態の中には、運転サイクルの日付と時間、発 電機からのＤＣ出力電圧、エンジンの燃料タンクに残っている燃料レベル、エン ジンに電源を入れるクランキング電力を供給するクランキングバッテリのバッテ リ電圧、エンジンブロック温度、油圧及び周囲温度が含まれる。また、ＤＣパス ライン両端の電圧のようなりＣパスラインの状態、及び、それによってＵＰＳや ＤＣ負荷に電力を供給している主蓄電池の状態も、制御装置によってモニタして もよい。エンジン運転作動中に、制御装置はモニタされたシステム状態の値を不 揮発メモリーに格納し、予備電力システムの現場のオペレータによっても、遠隔 地への遠隔測定によってもこのような値を読出しに使用できるようにする。さら に、制御装置は、モニタされたシステム状態を好適に所定のセットポイント状態 と比較し、検出された状態がセットポイントによって指定された範囲の外にある 場合、エラーあるいは警告信号を発する。この警告は、現場のオペレータに対し ても、あるいは遠隔測定によって遠隔地へ、聴覚的な若しくは視覚的な信号（あ るいはその両方）によって与えてもよい。エンジンの過熱、非常に低い燃料レベ ル、あるいは不十分な発電機出力電圧のようなシステムの重大な誤作動を示すシ ステム状態値か検出されると、制御装置によって予備電力システムか停止され、 ＤＣパスラインから予備電力システムが切断される結果、予備電カッステムにも 、ＤＣハスラインに接続された構成要素のどちらにも損害は与えられない。予備 電力システムの作動に対するこのようなモニタ及び制御は、エンジンの運転サイ クル中、及び、ＤＣパスラインに電力を供給している電力供給作動中に行なわれ る。
本発明の予備電力システムによって、ＤＣバス・ライン両端の電圧か好適にモニ タされ、パスラインに電力を供給する準備をするために、エンジンを始動すべき かどうか、又、いっすべきかが判断される。商用電力送電網によって、負荷及び ＵＰＳへ電力が供給され、バッテリが充電されている正常時の作動中は、ＤＣパ スライン両端の電圧は公称値で一定になる。ライン電力の障害が発生すると、Ｕ ＰＳによって自動的に電源が入り、負荷にバッテリからの電力が供給される。
この結果、バッテリが、一般に指数的に減衰して、消耗するにつれて、パスライ ン両端の電圧低下が生しる。電力停止が比較的短時間の場合には、予備電力シス テムを起動する必要はない。商用電力システムからの電力の供給が再開された場 合、ＵＰＳはバッテリを放置することをやめ、商用電力システムからバッテリに 電力が供給されて、バッテリの再充電が可能になる。相対的短時間の電力停止で は、バッテリは損傷を受けず、別の電力不足に備えるために容易にバッテリを再 充電することが可能になる。しかし、もしＤＣパスライン両端の電圧が所定の値 以下に落ちて、電力停止か長時間のものであることが示されたり、あるいは、Ｕ ＰＳによるバッテリの負荷が十分に大きく、バッテリが急速に消耗されつつある ことか示された場合には、システム制御装置が予備電力システムのエンジンを始 動させる。しかし、オルタネータの整流された出力電圧がＤＣパスラインに直ち に印加されるわけではない。むしろ反対に、事前設定された時間、エンジンを与 熱させる結果、オルタネータの出力がＤＣパスラインに接続されたとき、エンジ ンが正常時の状態で作動しており、また、オルタネータが適切な速度で作動して いるので、オルタネータ出力の電源がＤＣパスラインに入ったとき、エンジンに かかる負荷は、エンジンやオルタネータの作動に逆に影響することがなくなる。
予備電力システムの出力がＤＣパスラインに接続された場合、予備電力システム によって供給される電圧は、その時バッテリから供給される電圧レベルより大き いが、正常時の状態の下で完全に充電されたバッテリ電圧のレベルではない。予 備電力システムからのこのような出力電圧レベルで、ＵＰＳを通って負荷へ送ら れる電力は、全て、予備電力システムから供給され、さらに、バッテリは、補助 システムからの電力で部分的に再充電される。制御装置によって、ＤＣパスライ ン両端の電圧の出力がモニタされ、発電機の出力が制御されてこの電圧が維持さ れる。その結果、予備電力の供給によって、バッテリが過充電されることはあり 得ない。予備電力システムは、必要な隔り、ＵＰＳ　（あるいは他のＤＣ負荷） に電力を供給し続ける。商用ライン電力が回復すると、商用電力が重要な負荷に 供給され、制御装置がＤＣパスラインの負荷電流に対する要求の停止を検出し、 電源が切れる。その後、ＵＰＳ内のバッテリ充電器あるいは補助バッテリ充電器 によって、ＤＣパスラインに商用電力システムからＤＣ電力が供給されて、バッ テリに完全充電が再び行なわれる。その結果、本発明の予備電力システムは、過 充電がなく、また、バッテリの過充電や過度のドレインに伴う水分すなわち電解 質の損失なしに、最適充電でバッテリを維持する目的に適う。予備電力システム の出力は、好ましくは、ＤＣパスラインに接続されたバッテリ及び他の装置を保 護するために、調整電圧と制限電流である。出力ヒユーズによって、外部バッテ リへの偶発的逆接続から生しる損害か回避される。
予備電力システムに利用されるオルタネータは、整流器及びフィルタシステムに その出力を供給する。高周波数（６０ヘルツ以上）多相ブラシレスオルタネータ であることが望ましく、これによって、ＤＣパスラインに非常に滑らかなりＣ電 圧が供給される。滑らかなりＣ出力電圧によって、バッテリへの充電電流のＲＭ Ｓの大きさが小さくなり、ＤＣパスライン両端の精密な電圧調整によって、バッ テリは、バッテリの最適寿命のための正確な電位でフロートされる。
付属図面と関連して考えるとき、本発明のさらに進んだ目的、特徴及び効果は次 の詳細な説明から明白であろう。
図面の簡単な説明 図において：第１〜４図は典型的な構成を示すブロックダイヤグラムで、ＡＣ発 電機装置を使用して、無停電電力源あるいは遠隔通信システムのようなりＣ消費 装置に予備電力が供給される。
第５図は無停電電力源システムへの、本発明の予備電力システムの接続を示すブ ロックダイヤグラムである。
第６図は、遠隔通信システムへの、本発明の予備電力システムの接続を例示する ブロックダイヤグラムである。
第７図は本発明の予備電力システムの主要な構成要素のブロックダイヤグラムで ある。
第８図は、無停電電源につなげるＤＣパスライン両端の電圧を示すグラフであり 、このＤＣパスラインに、電力停止の典型的なサイクル中に本発明の予備電力シ ステムが接続される。
第９図は、本発明の予備電源におけるオルタネータ制御システム及び整流器とフ ィルタの概略回路図である。
発明の詳細な説明 本発明の予備電源の活用を最良に例示するために、ＤＣ消費負荷へのＡＣ発電機 の従来の接続を、第１〜４図にブロックダイヤグラムの形で例示的に示す。第１ 図に、ＤＣ電力線１８と１９間で接続された多数のバッテリ１６からでる電力を 受信する遠隔通信システム１５への接続を示す。バッテリ１６は、正常時には、 ＡＣライン２１から切換スイッチ２２を介して冗長な充電器２３へ供給される電 力で充電され、充電器２３のＤＣ出力がライン１８とＩ９に接続されてバッテリ １６が充電される。ＡＣ１ｌ力線２１からの電力の障害が発生すると、切換スイ ッチ２２のスイッチが入り、ＡＣエンジン／発電機装置２４からＡＣ電力線２５ とスイッチ２２を介して、充電器２３へ電力が供給される。発電機２４は、バッ テリ１６への充電の維持が必要な限り作動する。この装置の変形を第２図に示す 。
この中で、ＡＣ発電機２４の出力が、別個の整流器２６へ供給され、この整流器 からのＤＣ出力がライン２７によってＤＣパスライン１８と１９へ接続されると いう点を除いては、その構成要素は同じである。その後、ＡＣ発電機は、ＡＣラ インと並行しているＤＣパスラインに電力を供給することができる。もっとも、 ＡＣ電力線からの電力か使用可能な限り、通常、発電機は作動されない。典型的 なりＣ負荷１５としては、作動に比較的低いＤＣ電圧を使用する電話システムの ような遠隔通信システムがある。
電力を消費するほとんどの装置は、従来通りに商用電力システムによって供給さ れるような交流で作動するようにつくられている。このような負荷に供給される 電力の連続性を維持するために無停電電力源システムが開発された。この無停電 電力源システムは、重要な負荷に供給される電圧波形の最小中断を一般にともな う障害が電力システムの電力に発生した場合、重要な負荷にＡＣ出力電圧を自動 的に供給する。ＡＣエンジン／発電機装置が無停電電力源システム（ＵＰＳ）に 接続されている典型的な従来の装置を第３と４図に例示する。第３図に示される ように、ライン３１にＡＣ出力を送るＵＰＳ３０は、切換スイッチ３５の位置に 依って、ＡＣ電力１１３３若しくは発電機３４のいずれかからライン３２にＡＣ 入力電力を受信する。正常時の作動の下では、ＡＣ発電機３４は作動しておらず 、正常電力はライン３３からスイッチ３５を介して供給される。電力システム障 害が発生すると、内部蓄電池（不図示）を含むＵＰＳ３０は、内部バッテリから 供給されるＡＣ出力電力を直ちに供給する。それから、ＡＣ発電機３４に電源が 入り、電力が発電機から切換スイッチ３５を介してＡＣ入カライン３２に供給さ れ、ＵＰＳへ達する。ＵＰＳは内部整流器を持っており、これによって、ライン ３２のＡＣ電圧がＤＣ電圧へ整流され、そのＤＣ電圧がＡＣ出力にインバートさ れる。
もっとも、ＵＰＳシステムのなかには、ＡＣ入力電力がＡＣ出カライン３１に直 接接続されて作動するようにつくられているものもある。ダブル変換システムと 呼ばれる普通タイプのＵＰＳシステムは、ライン３２にＡＣ入力電力をＤＣ電圧 に変換し、このＤＣ電圧は、蓄電池電圧と並行して印加される。それから、ＤＣ 電力がＡＣ出力電力にインバートされる結果、ＡＣ出カラインに正常時の電力状 態中であっても、出力インバータは連続的に作動することになる。他のタイプの 無停電電力源システムには、ＤＣ入力電力をＡＣ出力電力へインバートするため の継続作動するインバータを持っていないが、ＡＣ入カラインからの電力に障害 が発生した場合に限りインバータに電源が入るものもある。
従来技術で一般に使用されるＵＰＳ構成の変形を第４図に示す。この装置では、 ＡＣ入カライン３３がＵＰＳの正常時のＡＣ入力接続に接着接続され、たとえば 、ダブル変換システムにおいて、ＵＰＳの内部整流器によってこの電圧がＤＣ電 圧へ整流され、このＤＣ電圧はＵＰＳのバッテリの両端に印加される。しかし、 ＡＣ発電機３４によって供給されるライン３６の出力電力は整流器３７によって ＤＣ電圧へ整流され、このＤＣ電圧はＤＣ出カライン３８に供給されてＵＰＳ３ ０に達する。その後、整流器３７から出るこのＤＣ出力電圧は、ＵＰＳ３０内の 内部蓄電池のＤＣ電圧と並行して印加される。
前述の各々のシステムにおいて、ＡＣエンジン／発電機２４あるいは３４は、必 要時に交流出力電力を供給する従来の発電機装置ではあるが、連続作動してはい ない。電力の供給が必要となるまで、発電機が長期間の間使用されないことによ って、上述の諸理由により発電機装置の劣化が生じる可能性があり、この劣化に よる信頼性の問題か生じて、これらのシステムの過度の保守やモニタが必要とな る。発電機によって出力ラインに交流が直接供給されるように意図されている場 合、このような発電機は、所望の出力電圧（たとえば１２０Ｖあるいは２４０Ｖ ）で６０ヘルツの出力電力を供給するように、アメリカでの典型的な作動用に設 計されなければならない。そして、出力電圧、周波数及び位相の注意深い制御の 準備が必要とされる。このような必要条件によって、発電機ばかりでなくまたエ ンジンの作動も抑制され、またしばしば、これらの必要条件を満たすために、エ ンジン及び発電機の大型化も要求される。
これと対照的に、本発明の予備電力システムでは、特別の設計がなされ、発電機 の出力の整流を利用し、制御された電圧レベルでＤＣ出力電力が供給されるよう になっている。その結果、オルタネータの出力周波数や位相を制御する必要はな いが、もっと正確に言えば、オルタネータの整流された出力から伝えられる有効 なりＣ電圧レベルだけを制御すればよい。その結果、オルタネータの制御は単純 化され、エンジン／発電機装置から必要とされる最大電力出力に合わせて、オル タネータ及びそれを駆動するエンジンのサイズをより適切に決めることができる 。本発明の予備電力システムは、負荷状態を変えることで制御可能なりＣ出力電 圧を供給する、調整ＤＣ電源の役割を有効に果たす。
本発明の予備電力システムの典型的な接続を、第５と６図にブロックダイヤグラ ムの形で示す。第５図に関して述べると、起動された時、ＤＣパスライン４３と ４４に接続されるＤＣ出カライン４１と４２に、本発明の予備電力システム４０ は出力ＤＣ電力を供給する。一つのあるいは複数のバッテリ４５はＤＣパスライ ン４３と４４の両端に接続されている。バッテリ４５は、整流器、インバータ及 び、第５図のブロック４７によって集合的に表わされている制御構成要素も含む 無停止ｌ！電力源システム４６の内部バッテリを形成する場合もある。これらの 構成要素は商用ＡＣ電電システムからのＡＣ入力電力をライン４８で受信し、重 要な負荷に出力ライン４９でＡＣ出力電力を伝える。ＵＰＳ４６は任意のタイプ のＵＰＳ構成でよいが、ＡＣ入力電力４８がＤＣ電圧レベルに整流され、そのＤ Ｃ１！圧レヘルが並行してパスライン４３と４４に印加され、その後継続してラ イン４９てＡＣ電力にインバートされるダブル変換ＵＰＳシステムを含む構成の ものか、あるいは、たとえば、入出力間で鉄共振変圧器を使用することによって 、正常時の状態下でライン４８のＡＣ電力がＤＣ電力に変換されずに、出力ライ ン４９に転送されるシステムを含む構成のものである。ＵＰＳシステムはまた、 正常時の作動中にライン４８の入力電力をＡＣＣ出歩ライン４９直接接続はする が、ＡＣ１ｉｉ力線４８の電力停止中には、ＤＣパスライン４３と４４からライ ン４９ヘインバートされた電力か供給されるタイプのものであってもよい。これ らのタイプの各々のシステムに対して、適切なＡＣ電力がライン４８から供給さ れている限り、正常時には、予備型カンステム４０によってライン４Ｉと４２に ＤＣ電力か供給されることはない。長時間の電力停止がライン４８に発生した場 合、以下にさらに説明するように、システム４０は、長時間の電力停止がいつ生 じたか、あるいは、バッテリ４５が負荷の要求をいつ満たすことができなくなる かを判断し、電源を入れ、ライン４１と４２にＤＣ電力を供給し、ＵＰＳへの電 力の供給を引継く。このようにして、負荷に電力か供給される。
第６図のシステムは、遠隔通信システム５０のような継続的なりＣ負荷を持つ予 備型＃４０を利用したものであり、このシステムでは、正常時には、バ・ツテリ ４５か接続されているＤＣパスライン４３と４４から電力が受信される。ＡＣ電 力が、電力線５１のＡＣ電電システムから使用可能な場合、充電器５２が作動さ れ、パスライン４３と４４へＤＣライン５３の電力が供給されて、バッテリ４５ の充電か維持され、負荷５０へ電力が供給される。ＡＣ電電システムに障害が発 生すると、予備電力システム４０に電源か入りバッテリ４５と負荷５０に充電電 力を供給する作動責務が果たされる。
（第５図のＵＰＳ４６のような）無停電電力源システムに接続された、本発明の 予備電力システム４０のブロックダイヤグラムを第７図に例示する。電力は、シ ャフト６１によってオルタネータ６２に連結された内燃エンジン６０から供給さ れる。オルタネータ６２は、ブリッジ整流器６４に接続された電力線６３に多相 （たとえば３相）出力電力を好適に供給する。特により高い電力の出力が必要と される場合、より多数の位相（たとえば９相）を利用してもよい。整流器６４は 、オルタネータからの交流を整流し、出力ライン６６のＤＣ出力電圧をフィルタ ６７に供給し、このフィルタ６７が、整流された出力電圧で表面張力波濾波し、 ＤＣパスライン４３と４４に接続された出力ライン４１と４２に相対的に一定し た出力電圧を供給する。
予備電源のモニタ及び制御は、関連する読取り専用メモリ（ＦＲＯＭ）７１を備 えたマイクロプロセッサ７０、及びＦＲＯＭ７１の内部プログラムによって制御 されるランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）７２によって行なわれる。マイク ロプロセッサはオペレータ制御パネルからオペレータ入力を受信し、オペレータ か読取ることができる視覚的表示装置１７５に、作動状態や様々なパラメータを 表示し、電話回線や他の遠隔通信接続によって接続された遠隔端末のような遠隔 装置７６と交信する。
内部プログラムの制御の下で作動するマイクロプロセッサ７０は、システムの状 態と作動パラメータをモニタする。特に、マイクロプロセッサは、Ａ／Ｄコンバ ータ８０に接続されているライン７９によって、出力ライン４１と４２、ＤＣパ スライン４３と４４両端の電圧をモニタする。コンバータ８０によって、マイク ロプロセッサ７０につながるＤＣバス両端の電圧を示すディジタル出力データが 供給される。マイクロプロセッサはまた、油圧、及びエンジンブロック温度セン サのようなエンジン状態センサ８２から、燃料タンク９３に残量燃料レベルを示 すセンサから、また、エンジン６０を始動させるために使用される始動モータ８ ５に電力を供給する始動バッテリ８４の電圧を示すセンサから、データ・ライン ８１で度数を受信する。マイクロプロセッサ７０はさらに、出力ライン８８の制 御信号をエンジン制御システム８７に送り、エンジン制御システム８７は、ライ ン８９の出力信号を送って、バッテリ８４から始動モータ８５へ電力が供給され ることにより、エンジン６０が始動されエンジンの速度が制御される。エンジン を作動させ、バッテリ８４を再充電するための電力は、エンジンによって駆動さ れる小型のオルタネータ充電器９０から供給されてもよい。マイクロプロセッサ はまた、オルタネータ制御装置９１にライン８６の出力制御信号を送ってもよい 。オルタネータ制御装置９１によってオルタネータ６２の界磁巻線に電流が供給 され、オルタネータから供給される出力電圧が制御され、それによって出力ライ ン４１と４２の出力電圧か調整される。二者択一的には、ライン４１と４２（あ るいはパスライン４３と４４）の出力電圧は、オルタネータに直接フィードバッ クされ、制御装置９１て従来の方法で基準値と比較されてもよい。
エンジン６０は、この電力供給システムの原動機として働くものであるが、好ま しくは、オルタネ−タンステムによって必要とされるシャフト負荷を支持できる 大きさのものである。エンジン６０は典型的にはガソリン動力エンジン（たとえ ば、オナン・ガス・エレクトリックモデルＰ２１８）であってもよいが、このエ ンジンは、液状の石油、ディーゼル、灯油、天然ガスなとのような他の燃料を使 用できるようにしたものであってもよい。エンジンは、好ましくは、不在時作動 か可能なように、自動空気吸入調節装置と燃料管理装置を利用する標準設計のも のである。また、このようなエンジンの構造及び操作は当業者には公知のもので ある。エンジノは相対的に広い速度範囲にわたって規定の出力電力を生み出す適 切なシャフトトルクを提供するものが選択される。
オルタネータは、エンジンの出力に直接あるいはベルト伝導を介してのいずれか で連結され、トルク変換か与えられる。オルタネータは、好ましくは、多相で、 最小電流整流子を備えた回転式界磁巻線を持ち、たとえば、ミラー電気製造会社 や他のメーカーから入手可能な、ＤＣアーク溶接機用に適するように作られたオ 　フルタ不一夕のような、低圧、高ＴｌｉＬＭＤＣ負荷を駆動するようにしたも のである。
電機子巻線すなわち出力巻線は固定してあり、出力にプランは必要とされない。
電機子巻線は、好ましくは、整流後に高品質ＤＣを生み出すように選択される高 周波（たとえばおよそ１００ヘルツ）多相巻線（典型的には３相）である。所望 であれば、別個の低周波数（ＬＦ）（５０あるいは６０ヘルツ）単相巻線を付は 袖えて付属品へ交流電力を供給してもよい。電機子巻線の出力電圧は、スリップ ・リング電流転換器を介して回転磁界巻線に供給された電流によって制御される 。
オルタネータ界磁巻線は、アーク溶接電源の中で使用される制御装置のような従 来のフィードバック制御装置９１によって制御してもよい。あるいは、ＤＣパス ライン４３と４４のＤＣバス電圧をモニタし、所望の出力電圧を維持するために 界磁巻線に適切なフィードバック制御信号を送るマイクロプロセッサ７ｏによっ て制御されてもよい。
この単数バッテリあるいは複数バッテリ４５は特別のアプリケーションに基いて 選択される。たとえば、主バッテリ４５は、個々のバッテリから成る複数セル直 列、あるいは、直並列接続のものであってもよく、これらのバッテリは、負荷の 、所望電圧とアンペア時間要件をつくりだすように一緒に接続されている。一定 の遠隔通信や他のＤＣ電力負荷の設置のために、予備電源装置１Ｉ４０を装備す ることにより、装備しない場合にシステムの電力要件を適切に処理するのに必要 とされるものと比べて、バッテリ４５をより小さくすることが可能になる。ＵＰ Ｓを作動させるためには、バッテリは、予備電力システム４ｏが長時間の故障停 止中に電力を供給する状態になっていれば、短時間の停止の間重要な負荷を維持 できる大きさであればよい。
整流器６４には、オルタネータ出力電圧を直流に変換する多相固体整流器が含ま れる。フィルタ７６はＬ−Ｃ要素からなる、従来の方法で形成され、高周波表面 張力波を除去し、出力ライン４１と４２のきれいな低い表面張力波直流をＤＣハ スライン４３と４４に供給するようになっていればよい。付加フィルターが電磁 妨害を制御するように接続されていてもよい。
出力ライン４１と４２（あるいは出力ラインが接続されているＤＣパスライン４ ３と４４）の電圧検出は、内部あるいは外部の双方で行なってもよい。内部検出 によって、出力端子からオルタネータ電圧レギュレータ回路にフィードバックか 行なわれ、調整出力電圧が基準値に維持される。外部検出によって、バッテリの 正確な電圧を維持しながら、バッテリ端子からが、あるいは接続負荷における入 力端子からのどちらかから、オルタネータ電圧レギュレータにフィードバックか 行なわれる。後者の接続によって、ケーブルの負荷端子で電位が維持される。
外部検出を利用することによって、ケーブルコネクタの電圧降下に対する補正が 自動的に行なわれ、それによって、電圧センサが設けられている負荷ポイントで の規定の電圧か維持される。好ましくは、ユーザが電圧検出を行なうポイントを 選択することかできることが望ましい。外部検出が使用される場合、発電機出方 電圧か自動的に調整され、その結果、用足の調整電圧がバッテリ端子に現われ、 それによって、予備軍カンステム４０とバッテリ間の、接続ケーブル４１と４２ の電圧降下か補正される。遠隔通信システムか負荷である場合、検出ラインを負 荷の入力端子に接続することかでき、それによって、長いケーブルがバッテリバ ンクと負荷の間で必要とされる場合、バッテリバンクから負荷までのケーブルの 電圧降下か自動的に補正される。
マイクロプロセッサ７０も、好ましくは、予備電源出力電圧と負荷電流をモニタ する。出力電圧か過大になった場合には、警報か鳴り、オペレータはそれを検出 することかできる。また、トリガレベル（たとえば５６ボルトの完全充電バッテ リ電圧に対して６２ホルト）への出力電圧がさらに増加すると、マイクロプロセ 、−ＩＪのシステム停止か引き起され、それによって、バッテリ４５を損害から 保護する。マイクロプロセッサはまた負荷電流をモニタして、負荷電流を安全値 に制限（、でもよい。電力システム４０と出力ライン４１と４２の間にヒユーズ を設けて、電流過負荷に対するさらなる保護が与えられる。バッテリ４５の電圧 も、好ましくは、モニタされ、エンジン作動は適切に制御される。本発明の電カ ンステムか、遠隔通信供給バッテリのバンクに接続されている場合、温度補正電 圧が規定のレベルに達すると、充電中に警報か発せられ続いて電源切断が起こる 。この時占では、予備軍カンステム４０から供給される電力は必要とされず、エ ンジノは止められる。ＵＰＳアプリケーションに対して、負荷電流か検出され、 負荷？４流か小さな値（１０アンペアあるいはそれ以下の、デフォルト設定値） まで低下した場合、システムは、商用ライン電力か回復したことを示すインバー タ停止として、これを解釈し、その後、エンジンは自動的に停止される。
制御装置には、ＦＲＯＭ７１と従来の制御回路に補助的ファームウェアを設けた マイクロプロセッサ７０（たとえばＮＥＣ７８１０８ビツト・マイクロプロセッ サ）か含まれる。様々なエンジン及び作動パラメータを表わす事前設定値がＰＲ ＯＭ中にデフォルト値にセットされ、これらの事前設定値によってシステムの作 動か判断される。多くのパラメータ及び校正定数を予めプログラムすることもで きるか、好ましくは、パスワード制御を利用し、安全管理されたパラメータと定 数を用い、現場でこれらを再プログラムすることもできる。
表示装置７５は、たとえば、真空の蛍光タイプのような、高い可視性をもつ表示 装置であってもよい。それによって、オペレータに、出力電圧、電流、稼働時間 、デフォルト値、及びシステムの電流状態とシステムの状態の履歴を示す、機能 上のログのような、システムの作動に関する重要な情報が提供される。
マイクロプロセッサはＲ３２３２ボートを介してＵＰＳ４７と交信することがで きる。また、Ｒ８２３２ボートあるいは遠隔装置７６につながるＲ３４８５イン タフエースを介して外部遠隔端末と通信を行なってもよい。
電力送電網からの電力か中断され、後に回復したサイクル中の、バッテリ４５に おける、ＤＣパスライン４３と４４両端の電圧を表わす典型的なグラフを、第８ 図に示す。Ａと記したグラフの部分では、バッテリは完全充電状態でフロートし ており、ＵＰＳシステムは正常に機能している電力送電網で重要な負荷をサポー トするようにライン電力を調節している。点Ｂでライン電力に障害が発生し、Ｕ ＰＳにスイッチが入り、パンテリから重要な負荷に電力が供給される。バッテリ 電圧は指数的低下を示して落ち始める。しかし、この時点では、予備電力システ ム４０は、間に合って起動されない。バッテリ電圧か落ち続けるにつれて、それ は選択点Ｃ（たとえば第８図のグラフの４６ボルト）を過ぎる。すると、マイク ロプロセッサ７０かエンジン制御装！Ｉ８７に制御信号を出し、予備電源のエン ジンを始動させる。しかし、この時、オルタネータの出力はＤＣパスラインに供 給されていない。したがって、第８図のＤと記した部分によって示されるように 、ＤＣパスライン両端の電圧は下かり続ける。オルタネータから送られている電 力なしにエンジンか作動している時間が選択されることによって、エンジンが負 荷される前にエンジンを所望の作動温度まで暖めることが可能になる。この時間 間隔をエンジン作動に依って変えることもできるが、典型的には約３０秒であろ う。
与熱時間か経過した後、マイクロプロセッサによってオルタネータ制御９１に信 号か出され、時間ポイントＥでＤＣパスラインにオルタネータの整流された出力 か与えられ、Ｆとラベルをつけられたポイントまでバッテリ電圧がかなり即座に 上げられる（たとえば、第８図に示されるように、約４５ボルトから約５２．５ ボルトまで）。これはバッテリの完全充電電圧（たとえば５６ボルト）未満の電 圧である。この時、ＤＣ電力か予備軍カンステム４０からＵＰＳへ供給され、Ａ Ｃ電力に変換されて、負荷へ伝えられ、さらに電力がシステム４０からバッテリ ヘ供給されて、完全充電の約８０％になるまでバッテリが充電される。ＤＣバス 電圧が、バッテリの完全充電電圧未満に制限されているので、予備電力システム によってバッテリか過充電されることはあり得ない。
第８図にＧと記した一定ラインによ７て例示されているように、必要な限り、予 備電力システム４０はＵＰＳに電力を供給し続ける。商用ライン電力が回復する と、インバータの作動によってＵＰＳにスイッチが入り、ＵＰＳは重要な負荷の ためのライン電力を調節するためだけに機能する。マイクロプロセッサがＤＣパ スラインに対する電流要求の低下を検出し、ＤＣパスラインからオルタネータを 切断し、エンジンの電源を切る。ＵＰＳシステム内のバッテリ充電器が起動され 、電力送電網から電力が供給されることによって、点Ｈで示されるように、充Ｉ Ｋ電圧までＤＣパスラインの電圧が上げられる。ＵＰＳバッテリ充電器が、電力 送電網からの電力を利用して完全充電になるまで、バッテリを充電するにつれて 、第８図のライン■によって示されているように、ＤＣパスライン両端の電圧は 、指数逓減的に急激に増加する。
オルタネータ６２に対する典型的な出力電圧制御回路の概略回路図を第９図に示 す。電圧ｔｌｉ流レギュレータ９１によって、オルタネータ６２の界磁巻線にラ イン１００の制御電流か供給され、出力ライン４１と４２両端に所望の出力電圧 が維持される。オルタネータ６２の多相（たとえば３相）出力が、出力ライン６ ３に供給され、整流器６４へ伝えられる。この整流器６４は、並列キャパシタ１ ０３を持つ整流ダイオード１０２のフルブリッジから構成されていることが例示 的に示されている。出力ライン６６の整流器６４からの出力は、第９図に例示的 に示されているように、フィルタ部分６７に供給される。その構成は、キャパシ タ１０４、抵抗器１０５、出力ライン６６両端で接続されたバリスタ＋０６から なる最初の並列結合、ＤＣライン４１と４２から整流器中への電流の逆流を回避 するための並列キャパシタ１０８と直列接続したダイオード１０７、追加抵抗器 １０９及び出力ライン６６の両端で接続されたバリスタ１１０、直列フィルタ誘 導体＋１２、ヒユーズ＋１３、及びライン４１と４２の両端の出力で接続した出 力フィルタキャパシタ＋１４である。大型並列キャパシタ１ｏ４（たとえば５０ ．０００マイクロ・ファラッド）、出力キャパシタ１１４（たとえば１５０マイ クロ・ファラッド）、及び、直列誘導体１１２は、高周波電磁妨害を濾波すると 同様に、ブリッジ６４の出力の表面張力波をかなり濾波するのに役立つ。大型フ ィルタコンデンサ＋０４への電流逆流はダイオード１０７によって回避される。
出力電圧のフィードバックはライン１１６と第２伝導ライン１１７によって行な われる。ライン１１６は上部伝導ライン６６の接続部から伸びており、ライン＋ １７は、出力ライン４２に電気的に接続されている下部伝導ライン６６に接続さ れている。電流をモニタするために、小型分流器１２０（たとえば５０ミリオー ム）が帰路中に接続される。また、追加伝導ライン１２１が、ライン１１７の接 続部から分流器１２０の反対側の下部ライン６６に接続される。このようにして 、ライン１１７と１２１間の電圧は、帰路の電流と関係づけられる。電圧レギュ レータ９１には、従来通り、ライン１２３でオルタネータ６２がら駆動電流が供 給され、アーク溶接機械用電源のようなこのタイプの電源における、従来方法で のレギュレータの電圧と電流の事前設定された調整に従って、所望のレベルに出 力電圧と出力電流を制御する機能を果たすこともできる。たとえば、レギュレー タは、蓄電池４５の完全充電された電圧が５６ボルトである場合、整流器から５ ２．５ボルトの出力電圧を供給するようにセットしてもよい。過電流か検出され た場合、レギュレータ９１は界磁巻線への電流遮断によって、オルタネータを停 止させることができる。二者択一的には、制御信号が、マイクロプロセッサ７０ から制御ライン８６に送られて、電圧電流レギュレータにフィードバック信号が 伝えられ、整流器の出カポインド以外のシステムのポイントで、システムによっ て維持される所望の電圧あるいは電流レベルが示される。
本発明か当明細書で例示された特別の構造や実施例に限られるものではなく、次 の請求項の範囲内にあるようなその変更された形のものをも包含することは理解 されるべきである。
ＡＣライン ＦＩＧ、　６ ＤＣバス電圧 平成５年８月１１日

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. １．蓄電池が両端に接続されているＤＣバスラインにＤＣ電力を供給するための 予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン及び、前記エンジンを始動させるために制御信号に応答する 手段と、 （ｂ）前記エンジンによって駆動され、該エンジンに連結している、ＡＣ出力端 子を持つオルタネータと、 （ｃ）前記ＤＣバスラインに接続するようになっている、前記オルタネータのＡ Ｃ出力をＤＣ電圧へ整流するための、前記オルタネータの出力端子に接続されて いる整流器と、 （ｄ）前記エンジンが前記ＤＣバスラインに前記整流器から制御されたＤＣ出力 電圧を供給するために作動しているとき、前記オルタネータを制御するための手 段と、 （ｅ）前記ＤＣバスライン両端の電圧が所定の値以下に落ちたとき、エンジンに 電源を入れるための制御信号を送るためと、前記エンジンを与熱させるために前 記エンジンがした後、選択された時間の間ＤＣバスラインに電力を供給しないよ うに、前記オルタネータを制御するための前記手段を制御するためと、前記ＤＣ バスラインに前記整流器からＤＣ出力電力を供給するために、それから、オルタ ネータを起動させるための、前記ＤＣバスラインの電圧をモニタするために接続 された制御手段を含むことを特徴とする前記システム。
  2. ２．請求の範囲１に記載の予備電源システムにおいて、前記整流器の出力が接続 されたときＤＣバスライン両端の電圧が、バッテリの公称開放回路電圧レベル以 下の電圧レベルで維持されることを特徴とする前記システム。
  3. ３．請求の範囲１に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が、ＤＣバ スラインでオルタネータから得られた電流を検出し、また、電流が前記オルタネ ータから得られていないときには、前記制御手段がエンジンの電源を切ることを 特徴とする前記システム。
  4. ４．請求の範囲１に記載の予備電源システムにおいて、商用電力線からの電力を 整流するための手段を含み、かつ、蓄電池を充電するために、商用電カシステム で正常時の電力状態中にＤＣバスライン両端にその整流電力を供給するための手 段を含むことを特徴とする前記システム。
  5. ５．請求の範囲１に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が、前記エ ンジンの最後のターンオフのときからの経過時間をモニタし、もしその経過時間 が所定の時間を超過した場合には、前記制御手段が前記エンジンを始動させるた めに制御信号を出し、電力がオルタネータからＤＣバスラインに流れないように 前記オルタネータを制御し、エンジンを十分に与熱させるために、選択された時 間の間、前記エンジンが作動するように制御し、その後前記エンジンを停止する ことを特徴とする前記システム。
  6. ６．請求の範囲５に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が、エンジ ン温度、油圧、及び、エンジンに燃料を供給する燃料タンク中の燃料レベルから 成るグループから選択される少なくとも１つのエンジン状態をモニタするための 手段を含み、かつ、前記制御手段が、検出されたパラメータの値を記憶装置に格 納し、オペレータによる問い合わせに対して記憶装置の前記の値を与え、また前 記パラメータの値に対する所定の制限値よりパラメータが低下した場合、オペレ ータに警告を与えることを特徴とする前記システム。
  7. ７．請求の範囲１に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が、前記エ ンジンが作動している問、前記整流器のＤＣ電圧出力をモニタするための手段、 及び、出力電圧が所定の制限値以上或は以下の場合に、オペレータに警告信号を 与えるための手段を含んでいることを特徴とする前記システム。
  8. ８．請求の範囲１に記載の予備電源システムにおいて、前記エンジンが、クラン キングバッテリ及び、始動中に、前記クランキングバッテリの出力が供給される 始動モータとを含み、かつ、前記制御手段が、前記クランキングバッテリの電圧 をモニタするための手段を含むこと、かつ、前記制御手段が、前記クランキング バッテリ電圧が所定のレベル以下に落ちた場合に警告を与え、前記クランキング バッテリ電圧が選択されたレベル以下に落ちた場合に所定の時間前記エンジンを 始動させ、かつ、前記システムが、前記クランキングバッテリを充電するために 、エンジンの作動中クランキングバッテリに充電電流を供給するための、前記エ ンジンによって駆動される電力供給手段をさらに含むことを特徴とする前記シス テム。
  9. ９．蓄電池が両端に接続されているＤＣバスラインにＤＣ電力を供給するための 予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン、及び前記エンジンを始動させるための制御信号に応答する ための手段と （ｂ）前記エンジンによって駆動され、該エンジンに連結されていて、ＡＣ出力 端子を有するオルタネータと、 （ｃ）前記ＤＣバスラインに接続されるようになっている、前記オルタネータの ＡＣ出力をＤＣ電圧へ整流するための、前記オルタネータの出力端子に接続され ている整流器と、 （ｄ）前記整流器から前記ＤＣバスラインヘ、制御されたＤＣ出力電圧を供給す るために、前記エンジンが作動しているとき、前記オルタネータを制御するため の手段と、 （ｅ）前記エンジンを始動させるための制御信号に応答するための前記手段に接 続し、前記エンジンの最後のターンオフのときからの経過時間をモニタするため に、もし前記経過時間が所定の時間間隔を超過した場合、前記エンジンを始動さ せるための制御信号を与えるためと、電力が前記オルタネータから前記ＤＣバス ラインに流れないように前記オルタネータを制御するためと、前記エンジンを十 分に与熱させるために、選択された一定の時間、エンジンを制御して作動させ、 その後、前記エンジンを停止するための制御手段とを含むことを特徴とする前記 システム。
  10. １０．請求の範囲９に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が前記Ｄ Ｃバスラインの電圧をモニタするために接続され、前記制御手段がさらに、前記 ＤＣバスライン両端での電圧が所定の値以下に低下した場合、前記エンジンの電 源を入れるための制御信号を与え、前記エンジンを与熱させるために前記エンジ ンが始動した後、選択された一定時間、前記ＤＣバスラインに電力を供給しない ように前記オルタネータを制御するための手段を制御し、それから、前記整流器 から前記ＤＣバスラインへ前記ＤＣ出力電力を供給するために前記オルタネータ を起動させることを特徴とする前記システム。
  11. １１．請求の範囲１０に記載の予備電源システムにおいて、整流器の出力が接続 されたときの前記ＤＣバスライン両端の電圧が前記バッテリの公称開放回路電圧 レベル以下の電圧レベルに維持されることを特徴とする前記システム。
  12. １２．求の範囲１０に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が、前記 ＤＣバスラインの前記オルタネータから得られた電流を検出すること、かつ、前 記オルタネータから電流が得られていない場合には、前記制御手段が前記エンジ ンの電源を切ることを特徴とする前記システム。
  13. １３．請求の範囲９に記載の予備電源システムにおいて、商用電力線からの電力 を整流し、前記蓄電池を充電するために、商用電カシステムの正常時の電力状態 の間、前記ＤＣバスライン両端に前記整流電力を供給するための手段を含むこと を特徴とする前記システム。
  14. １４．請求の範囲９に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が、エン ジン温度、油圧、及び、エンジンに燃料を供給する燃料タンク中の燃料レベルか ら成るグループから選択される少なくとも１つのエンジン状態をモニタするため の手段を含み、かつ、前記制御手段が、検出されたパラメータの値を記憶装置に 格納し、オペレータによる問い合わせに対して記憶装置の前記の値を与え、また 前記パラメータの値に対する所定の制限値よりパラメータが低下した場合、オペ レータに警告を与えることを特徴とする前記システム。
  15. １５．請求の範囲１０に記載の予備電源システムにおいて、前記制御手段が、前 記エンジンが作動している間、前記整流器のＤＣ電圧出力をモニタするための手 段、及び、出力電圧が所定の制限値以上或は以下の場合に、オペレータに警告信 号を与えるための手段を含んでいることを特徴とする前記システム。
  16. １６．請求の範囲９に記載の予備電源システムにおいて、前記エンジンが、クラ ンキングバッテリ及び、始動中に前記クランキングバッテリの出力が供給される 始動モータとを含み、かつ、前記制御手段が、前記クランキングバッテリの電圧 をモニタするための手段を含むこと、かつ、前記制御手段が、前記クランキング バッテリ電圧が所定のレベル以下に落ちた場合に警告を与え、前記クランキング バッテリ電圧が選択されたレベル以下に落ちた場合に所定の一定時間前記エンジ ンを始動させること、かつ、前記クランキングバッテリを充電するためにエンジ ンの作動中に、クランキングバッテリに充電電流を供給するための、前記エンジ ンによって駆動される電力供給手段を、前記システムがさらに含むことを特徴と する前記システム。
  17. １７．無停電電力源システムや遠隔通信システムのような電力消費装置に電力を 供給する蓄電池へＤＣバスライン両端で電力を供給する発電機を駆動する内燃エ ンジンを有する予備電源システムを制御するための方法であって、（ａ）前記エ ンジン及び発電機の最後のターンオン・オフからの経過時間間隔を計り、選択さ れた最大時間間隔と前記間隔を比較し、前記時間間隔が選択された時間長を超え る場合、前記ＤＣバスラインへ電力を供給せずに発電機を作動させるために前記 エンジンを始動させ、（ｂ）前記エンジン及び発電機が始動したとき、前記エン ジンを十分に与熱させるために、予め選択した一定の時間前記エンジン及び発電 機を作動させ、それから、前記エンジンを停止し、 （ｃ）前記ＤＣバスライン両端の電圧をモニタし、前記バッテリから前記電力消 費装置へ電力が流れているということを示す、選択状態が前記ＤＣバスラインに 発生するかどうかを判断し、その後、前記エンジンを始動させ、前記検出された 状態の間、前記ＤＣバスラインに前記発電機から電力を供給するステップを含む ことを特徴とする前記方法。
  18. １８．無停電電力源システムや遠隔通信システムのような電力消費装置に電力を 供給する蓄電池へＤＣバスライン両端で電力を供給する発電機を駆動する内燃エ ンジンを有する予備電源システムを制御するための方法であって、（ａ）前記エ ンジン及び発電機の最後のターンオン・オフからの経過時間間隔を計り、選択さ れた最大時間間隔と前記間隔を比較し、前記時間間隔が選択された時間長を超え る場合、前記ＤＣバスラインへ電力を供給せずに発電機を作動させるために前記 エンジンを始動させ、（ｂ）前記エンジン及び発電機が始動したとき、前記エン ジンを十分に与熱させるために、予め選択した一定の時間前記エンジン及び発電 機を作動させ、（ｃ）前記エンジンが与熱した後、エンジン温度、油圧、及び、 オルタネータ出力電圧から成るグループから選択される、エンジンと発電機の作 動状態をモニタし、検出された状態の値が選択された範囲を超える場合、オペレ ータに警告信号を与えるステップを含むことを特徴とする前記方法。
  19. １９．請求の範囲１８に記載の方法において、オペレータによる後のアクセスの ために記憶装置にエンジン及びオルタネータ作動状態値を格納するステップをさ らに含むことを特徴とする前記方法。
  20. ２０．請求の範囲１９に記載の方法において、遠隔地への通信によってオペレー タに格納値を提供するステップをさらに含むことを特徴とする前記方法。
  21. ２１．蓄電池が両端に接続されているＤＣバスラインにＤＣ出力電力を供給する 発電機に接続されている内燃エンジンを有する予備電源システムを作動する方法 であって、前記蓄電池が、無停電電力源システムや遠隔通信システムのような電 力消費装置にバックアップ電力を供給し、（ａ）前記電力消費装置によって前記 蓄電池から電力が得られていることを示す、前記ＤＣバスライン両端の電圧が、 所定の値以下に落ちるときを判断するために、前記ＤＣバスラインの電圧をモニ タし、（ｂ）前記ＤＣバスライン両端の電圧が所定の値以下に落ちたとき、前記 エンジンを与熱するため、選択された一定の時間の間にエンジンの電源を入れる 。 ただし、この与熱時間中、前記発電機から前記ＤＣバスラインヘは電力は供給さ れない。 （ｃ）その後、前記蓄電池の公称開放回路電圧未満である選択された値までＤＣ バスラインの電圧を上げるために、前記発電機から前記ＤＣバスラインへ電力を 供給し、それによって、第一に発電機から電力消費装置に電力を供給し、そして 、前記蓄電池を部分的に充電し、（ｄ）電力消費装置がもはや前記発電機から電 力を得ていない時を検出し、前記発電機から前記ＤＣバスラインへ電力を供給す ることを止めるために、前記エンジンの電源を切るステップを含むことを特徴と する前記方法。
  22. ２２．蓄電池が両端に接続されているＤＣバスラインにＤＣ電力を供給するため の予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン、及び前記エンジンを始動させるために制御信号に応答する ための手段と、 （ｂ）前記エンジンによって駆動され、該エンジンに連結されていて、ＡＣ出力 端子を有するオルタネータと、 （ｃ）前記オルタネータのＡＣ出力をＤＣ電圧に整流するために、前記オルタネ ータの出力端子に接続されている整流器と、（ｄ）前記ＤＣバスラインに濾波さ れたＤＣ電圧を供給するために、前記整流器から前記ＤＣ電圧を濾波するための 手段と、（ｅ）前記整流器から制御されたＤＣ出力電圧を供給するために、前記 エンジンが作動しているとき、前記オルタネータを制製するための手段、及び、 前記ＤＣバスライン両端の電圧が選択された電圧レベルで維持されるように、前 記ＤＣバスラインへ濾渡するための手段と、（ｆ）前記ＤＣバスライン両端の電 圧が所定の値以下に落ちた時、前記エンジンの電源を入れるための制御信号を送 るために、前記ＤＣバスラインの電圧をモニタするために接続されている制御手 段とを含むことを特徴とする前記システム。
  23. ２３．蓄電池が両端に接続されているＤＣバスラインにＤＣ電力を供給するため の予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン、及び前記エンジンを始動させるための制御信号に応答する ための手段と、 （ｂ）前記エンジンによって駆動され、該エンジンに連結されていて、ＡＣ出力 端子を有するオルタネータと、 （ｃ）前記オルタネータのＡＣ出力をＤＣ電圧に整流するために、前記オルタネ ータの出力端子に接続されている整流器と、（ｄ）前記ＤＣバスラインに濾波さ れたＤＣ電圧を供給するために、前記整流器から前記ＤＣ電圧を濾波するための 手段と、（ｅ）制御されたＤＣ出力電圧を前記整流器から供給するために、前記 エンジンが作動しているとき、前記オルタネータを制御するための手段、及び、 前記ＤＣバスラインへ濾波するための手段と、（ｆ）前記ＤＣバスライン両端の 電圧が所定の値以下に落ちた時、前記エンジンの電源を入れるための制御信号を 送るための、前記ＤＣバスラインの電圧をモニタするために接続されている制御 手段とを含み、前記制御手段がＤＣバスラインのオルタネータから得られた電流 を検出し、かつ、前記オルタネータから得られている電流が選択されたレベル以 下に落ちた場合、前記制御手段が前記エンジンの電源を切ることを特徴とする前 記システム。
  24. ２４．電池が両端に接続されているＤＣバスラインにＤＣ電力を供給するための 予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン、及び前記エンジンを始動させるために制御信号に応答する ための手段と、 （ｂ）前記エンジンによって駆動され、該エンジンに連結されていて、ＡＣ出力 端子を有するオルタネータと、 （ｃ）前記ＤＣバスラインに接続されるようになっている前記オルタネータのＡ Ｃ出力をＤＣ電圧へ整流するために、オルタネータの出力端子に接続される整流 器と、 （ｄ）制御されたＤＣ出力電圧を前記整流器から供給するために、前記エンジン が作動しているとき、前記オルタネータを制御するための手段、及び（ｅ）前記 ＤＣバスライン両端の電圧が所定の値以下に落ちた時、前記エンジンの電源を入 れるための制御信号を送るために、前記ＤＣバスラインの電圧をモニタするため に接続されている制御手段とを含み、かつ、前記制御手段が、エンジン温度、油 圧、及び、前記エンジンに燃料を供給する燃料タンク中の燃料レベルから成るグ ループから選択される少なくとも１つのエンジン状態をモニタするための手段を 含み、かつ、前記制御手段が、検出されたパラメータの値を記憶装置に格納し、 オペレータによる問い合わせに対して記憶装置の前記の使用可能な値を与えるこ とを特徴とする前記システム。
  25. ２５．請求の範囲２４に記載の予備電源システムにおいて、検出されたパラメー タが、前記パラメータの値に対して所定の制限値より低下した場合、前記制御手 段がオペレータにさらに警告を与えることを特徴とする前記システム。
  26. ２６．蓄電池が、その両端に接続されるＤＣバスラインにＤＣ電力を供給するた めの予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン、及び、前記エンジンを始動させるために制御信号に応答す るための手段と、 （ｂ）前記エンジンによって駆動され、該エンジンに連結されていて、ＡＣ出力 端子を有するオルタネータと、 （ｃ）前記オルタネータのＡＣ出力をＤＣ電圧へ整流するために、オルタネータ の出力端子に接続されている整流器と、（ｄ）濾渡されたＤＣ電圧を前記ＤＣバ スラインに供給するために、前記整流器からのＤＣ電圧を濾波するための手段と 、（ｅ）前記整流器から制御されたＤＣ出力電圧を供給するために、前記エンジ ンが作動しているとき、前記オルタネータを制御するための手段、及び（ｆ）前 記ＤＣバスライン両端の電圧が所定の値以下に落ちた時、前記エンジンの電源を 入れるための制御信号を送るために、前記ＤＣバスラインの電圧をモニタするた めに接続されている制御手段とを含み、前記制御手段が、前記整流器の濾渡され たＤＣ電圧出力をモニタするための手段と、前記エンジンが作動している間濾波 するための手段と、前記出力電圧が所定の制限値以上あるいは以下の場合、オペ レータに警告信号を送るための手段とを含むことを特徴とする前記システム。
  27. ２７．蓄電池が、その両端に接続されているＤＣバスラインにＤＣ電力を供給す るための予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン、及び、クランキングバッテリと、前記クランキングバッテ リの出力が始動中に供給される始動モータとを含むエンジンとを始動させるため の制御信号に応答するための手段と、（ｂ）前記エンジンによって駆動され、該 エンジンに連結されていて、ＡＣ出力端子を有するオルタネータと、 （ｃ）前記ＤＣバスラインに接続されるようになっている前記オルタネータのＡ Ｃ出力をＤＣ電圧へ整流するために、オルタネータの出力端子に接続されている 整流器と、 （ｄ）制御されたＤＣ出力電圧を前記整流器から前記ＤＣバスラインに供給する ために、前記エンジンが作動しているとき、前記オルタネータを制御するための 手段、及び （ｅ）前記ＤＣバスライン両端の電圧が所定の値以下に落ちた時、前記エンジン の電源を入れるための制御信号を送るために、前記ＤＣバスラインの電圧をモニ タするために接続されている制御手段とを含み、前記制御手段が、前記クランキ ングバッテリの電圧をモニタするための手段を含み、前記制御手段が、前記クラ ンキングバッテリ電圧が所定のレベル以下に落ちた場合に警告を与え、前記クラ ンキングバッテリ電圧が選択されたレベル以下に落ちた場合に所定の一定の時間 前記エンジンを始動させ、かつ、前記クランキングバッテリを充電するためにエ ンジンを作動させている間、クランキングバッテリに充電電流を供給するための 、前記エンジンによって駆動される電力供給手段を、前記システムがさらに含む ことを特徴とする前記システム。
  28. ２８．蓄電池が、その両端に接続されるＤＣバスラインにＤＣ電力を供給するた めの予備電源システムにおいて、 （ａ）内燃エンジン、及び前記エンジンを始動させるための制御信号に応答する ための手段と、 （ｂ）前記エンジンに駆動され、該エンジンに連結されていて、かつ多相ＡＣ出 力端子を有する多相オルタネータと、 （ｃ）前記オルタネータの多相ＡＣ出力をＤＣ電圧に整流するために、前記オル タネータの出力端子に接続されている整流器と、（ｄ）前記ＤＣバスラインに滑 らかなＤＣ出力電圧を供給するための、前記整流器からの電力を濾波するために 整流器に接続されたフィルタと、（ｅ）制御されたＤＣ出力電圧を前記整流器か ら前記フィルタを介して前記ＤＣバスラインに供給するために、前記エンジンが 作動しているとき、前記オルタネータを制御するための手段、及び、（ｆ）前記 ＤＣバスライン両端の電圧が所定の値以下に落ちた時、前記エンジンの電源を入 れるための制御信号を送るために、前記ＤＣバスラインの電圧をモニタするため に接続されている制御手段とを含むことを特徴とする前記システム。
  29. ２９．請求の範囲２８に記載の予備電源システムにおいて、前記オルタネータの 多相出力の周波数が、６０ヘルツより大きい周波数であることを特徴とする前記 システム。
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