JPH0746778A - 無停電電源装置の切換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２台のインバータシステムおよび直送送電部を
平置させて無負荷運転損失を生ぜずランニングコストを
低減した無停電電源装置を実現し得る方法を提供するも
のである。 【構成】２台のインバータシステムおよび直送送電部が
並列接続された無瞬断切換方式の無停電電源装置におい
て、 （１）常時１台のインバータシステムにて負荷に給電を
行い、まず直送送電部に無瞬断切換をしたのち、停止し
ていたインバータシステムが給電状態になつてから直送
送電部より無瞬断切換を行うようにした （２）常時１台のインバータシステムにて負荷に給電を
行い、直送送電部の入力に停電が発生した場合、停止し
ていたインバータシステムを送電しているインバータシ
ステムに同期運転状態にて待機させ、２台のインバータ
システム間にて直接無瞬断切換を行うようにした 構成のものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２台のインバータシステ
ムおよび直送送電部が並置されている無停電電源装置の
切換方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無停電電源装置については、「ＪＥＣ−
２４３１」や「無停電電源装置、田中信也，中村萬太郎
共著、オーム社」等の文献に詳しく述べられ、さらには
慣用されているところである。一般的に用いられている
並置された無停電電源装置の運転方法は図３または図４
に示す如くである。

【０００３】図３は従来例の並列運転方式を示すもの
で、上段は系統を，下段は給電具合を示している。すな
わち、インバータシステム31，32が並列動作しており、
負荷４に対して各インバータシステムが50％ずつ電力の
供給を行うものである。各インバータシ311 ，321 は商
用電源１および蓄電池２の入力を得て（ＡＣ／ＤＣ）お
よび（ＤＣ／ＡＣ）変換を行う。並列運転運転制御部31
2 ，322 は、インバータシステム31，32が並列運転状態
にあるとき、負荷４に対して電力の供給が各々50％とな
るよう制御するものである。

【０００４】ここで、１台のインバータシステムをメン
テナンスために停止させたりあるいは故障が発生して停
止した場合は、もう１台のインバータシステムが負荷に
対し100 ％の電力を供給するようになる。すなわち図示
の如くに、時点Ｔ11まではインバータシステム31，32が
並列運転状態にあり、時点Ｔ11でインバータシステム31
が停止状態となって、負荷４にはインバータシステム32
のみで100 ％の電力の供給を行う。

【０００５】図４は従来例の無瞬断切換方式を図３に類
して示したものである。すなわち、インバータシステム
51，52はインバータ511 ，521 の後段に電力の供給のオ
ンオフ制御を行うスイッチ512 ，522 が配設され、スイ
ッチ512 ，522のいずれか片方から負荷４に対して電力
を供給するものである。

【０００６】１台のインバータシステムが常時送電機と
して負荷４に対し100 ％の電力の供給を行い、もう１台
のインバータシステムは送電機に対して同期運転を行っ
ているが、出力時のスイッチ部がオフ状態にあるためス
タンバイ状態となり、負荷に対して電力の供給を行って
いない。送電機を停止させたりまたは故障が発生した場
合、スタンバイ機に対して無瞬断切換を行うことから、
スタンバイ状態にあったインバータシステムが負荷に対
し100 ％の電力の供給を行い送電機となる。

【０００７】図４の切換シーケンスの一例は、時点Ｔ12
まではインバータシステム51が負荷４に対し電力の供給
が行われている。インバータシステム52はインバータシ
ステム51の出力に対し同期運転状態にあるが、スイッチ
522 がオフ状態にあるため負荷４に対して電力の供給を
行っていない（ＮＬは無負荷運転量を示す）。時点Ｔ12
にてスイッチ512 がオフしてスイッチ522 がオンする
と、この切換により負荷４に対しインバータシステム52
によって電力が供給される。このとき、インバータシス
テム51，52のスイッチ切換は同時になされるため、負荷
４に対して、無瞬断にて切換が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かくの如き従来の制御
方法にはつぎのような欠点があった。すなわち、図３の
並列運転方式および図４の無瞬断切換方式は、いずれも
常時２台のインバータシステムが動作している。図３の
並列運転方式は２台で負荷に対して送電しているので当
然であり、図４の無瞬断切換方式もスタンバイ機は常時
送電機に対して同期運転状態にあって、スタンバイとい
いながらもインバータ部は無負荷運転状態にある。

【０００９】２台のインバータ部が常時運転状態にある
ということは、インバータ部の発生する損失が常に２台
分あるということになる。一般に、インバータ部は入力
トランス，（ＡＣ／ＤＣ）変換のための電力用半導体装
置，（ＤＣ／ＡＣ）変換のための電力用半導体装置，フ
イルタ回路および出力トランスにより構成される。この
ため、インバータ部は無負荷運転であっても各電力用半
導体装置ならびに入出力各トランスにて損失を発生す
る。

【００１０】また、無停電電源装置は24時間連続運転の
オンライン電子機器に接続されることが多いため、２台
のインバータ部によって発生する損失も24時間発生し続
けることになる。インバータ部の容量が大きくなるに従
い、ここで発生する損失も比例して大きくなり、損失分
の電気料金も無視できない金額となる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであり、その骨子とするところは
図４に見られるような、無瞬断切換方式のものに、特に
直送無瞬断切換回路を付設させた装置を実現し得る格別
な方法を提供せんとするものである。

【００１２】さらに具体的なその第１は、商用電源が正
常な場合、スタンバイ機は常時停止状態で待機させる。
送電機を現状の送電機からスタンバイ機に切り換える必
要が生じたら、送電機からまず直送送電部に無瞬断で切
り換え、直送送電を行っている間にスタンバイ機を立ち
上げ送電可能状態にすることにより、その後直送送電部
よりスタンバイ機に無瞬断で切換を行うようにしたもの
である。

【００１３】その第２は、商用電源に停電が発生した場
合は、それまで停止していたスタンバイ機を立ち上げ送
電可能な状態として待機させる。送電機をスタンバイ機
に切り換える必要が生じたら、インバータシステム間に
て直接無瞬断切換を行うようにしたものである。

【００１４】

【作用】しかしてかかる解決手段により、送電機からス
タンバイ機に切り換える際に直送送電部を介するため、
スタンバイ機は常時無負荷運転をするのでなく停止状態
にあり、スタンバイ機の無負荷運転による損失は発生せ
ず損失発生は送電機１台のみとし得る。さらに、商用電
源に停電が発生した場合は、インバータシステム間にて
無瞬断切換を行うため、停電中に切換をする必要が生じ
ても負荷には瞬断なく電力を供給し得る。

【００１５】さらに図５を用いて詳述する。図５上段の
系統図においては、51は図４に示したものと同様のイン
バータシステムであり、53は直送送電部である。ここ
に、直送送電部53は商用電源１より電力の供給を受け、
スイッチ531 を介して負荷４に接続されてなり、商用電
源が直接送電されるものであることは明らである。

【００１６】通常、負荷４はインバータシステム51より
送電されるが、そのインバータシステム51のメンテナン
スを行う場合もしくは故障が発生した場合には、スイッ
チ531 により無瞬断にて直送送電部53に切り換えて送電
することができる。また、インバータ511 は直送送電部
53の電圧波形と同期するように運転させることにより、
負荷４には切換による過渡変動は発生せず連続した波形
となることは勿論である。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例の要部構成を示すも
ので、上段は系統を，下段は給電具合を示している。図
中、図３〜図５と同符号のものは同じ機能を有する部分
を示す。すなわち、２台のインバータシステム51，52お
よび直送送電部53が並列接続されてなり、いずれからも
負荷４に送電可能になっている。

【００１８】また、下段は送電機をインバータシステム
51からインバータシステム52に切り換える例を示してい
る。時点Ｔ1 まではインバータシステム51が負荷４に送
電し、インバータシステム52は停止状態にある。時点Ｔ
1 にてまず送電機をインバータシステム51から直送送電
部53へ切り換え、切換Ｔ3 時点でインバータシステム52
のインバータ521 を立ち上げる。さらに、インバータ52
1 の出力が安定したところで、送電機を直送送電部53か
らインバータシステム52に切り換える。ここで、インバ
ータシステム51から直送送電部53、さらに直送送電部53
からインバータシステム52への切換は、各々のスイッチ
を同時にオンもしくはオフさせているため、負荷４には
瞬断のない連続のた電力が供給される。

【００１９】また、商用電源１に停電が発生した場合に
はスタンバイ機のインバータシステムのインバータ521
を立ち上げ、送電機の出力に対して同期運転させる。こ
の状態にスイッチ522 のみオフ状態として待機させ、切
換が必要のなった場合には、図示の如きシーケンスと同
様に、インバータシステム51，52の間で直接切換を行う
ことにより、商用電源１の停電時にも切換可能となるも
のである。

【００２０】図２は本発明の別の実施例を図１に類して
示したものであり、54はインバータシステム51および直
送送電部53に対応してインバータシステム52に並設され
た直送送電部である。これは図５に示したシステムが２
組並列に接続された構成のものである。よって、図１例
では直送送電部53がインバータシステム51，52の両方と
無瞬断切換を行う必要がわるに対し、これは対応してい
るインバータシステムと直送送電部との間のみ無瞬断切
換ができればよく、実用上図１例よりも切換手段を構成
し易い場合もある。

【００２１】図下段の切換シーケンス例においてはイン
バータシステム51からインバータシステム52に切り換え
る状態を示したものどある。すなわち、時点Ｔ1 までの
間はインバータシステム51が送電機であって、インバー
タシステム52は停止状態にあり、また直送送電部53，54
も停止している。時点Ｔ1 にてまずインバータシステム
51から直送送電部53へ無瞬断切換が行われ、時点Ｔ1 か
ら時点Ｔ21までの間は直送送電部53のみで負荷４に送電
される。

【００２２】時点Ｔ21にて直送送電部54が起動して時点
Ｔ22までの間は直送送電部53と並列運転状態となる。時
点Ｔ22で直送送電部53をオフさせ、時点Ｔ3 までの間直
送送電部54のみで負荷４に送電する。時点Ｔ3 にて直送
送電部54からインバータシステム52に無瞬断切換を行
う。かくの如き切換シーケンスにより負荷４に対しては
連続的に電力を供給しながら、インバータシステム51か
らインバータシステム52への切換を行うことができる。

【００２３】なお、時点Ｔ21および時点Ｔ22の間は直送
送電部53，54の並列運転となっているが、同じ商用電源
１を入力している直送部分であるから何ら差しつかえな
く、勿論直送送電部53，54間の切換を無瞬断切換方式と
しもかまわない。直送送電中に商用電源１に停電が発生
した場合は、負荷４に対する送電も途切れてしまうが、
送電機をインバータシステム51から直送送電部53もしく
は直送送電部53，54を経由して停止状態にて待機してい
るインバータシステム52に切り換える時間はたかだか数
秒間であるから、この間に商用電源に停電が発生する確
率は極めて低い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
台のインバータシステムおよび直送送電部を並置し、ス
タンバイ機は常時停止状態で待機させることによって無
負荷運転損失を生ぜずランニングコストを低減できると
ともに、過負荷時ならびにメンテナンス時には直送送電
部に待避可能になり、従来の並列運転制御部が除去し得
る実用上顕著なかつ簡便な構成の装置を提供できること
は明らかである。なお、本発明は単相，三相のシステム
いずれにも適用することができることは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の要部構成を示す説明
図である。

【図２】図２は本発明の別の実施例を示す説明図であ
る。

【図３】図３は従来例の並列運転方式を示す説明図であ
る。

【図４】図４は従来例の無瞬断切換方式を示す説明図で
ある。

【図５】図５は本発明の作用の説明のため示した説明図
である。

【符号の説明】

１ 商用電源 ２ 蓄電池 31 インバータシステム 32 インバータシステム ４ 負荷 51 インバータシステム 52 インバータシステム 53 直送送電部 54 直送送電部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２台のインバータシステムおよび直送送
   電部が並列接続された無瞬断切換方式の無停電電源装置
   において、常時１台のインバータシステムにて負荷に給
   電を行いかつ残りの１台は停止状態にあって送電機を切
   り換える必要が生じた場合、まず直送送電部に無瞬断切
   換をしたのちに停止していたインバータシステムを立ち
   上げるとともに、該インバータシステムが給電可能な状
   態になってから直送送電部より無瞬断切換を行うことを
   特徴とする無停電電源装置の切換方法。
2. 【請求項２】 前記直送送電部の入力に停電が発生し場
   合、前記停止していたインバータシステムを送電してい
   るインバータシステムに対して同期運転を行った状態に
   て待期させるとともに、送電機を切り換える必要が生じ
   た場合には２台のインバータシステム間にて直接無瞬断
   切換を行うようにした請求項１項記載の無停電電源装置
   の切換方法。