JPH0783560B2

JPH0783560B2 - 無停電電源制御装置

Info

Publication number: JPH0783560B2
Application number: JP1196984A
Authority: JP
Inventors: 治義森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPH0365031A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、同一の交流電源に接続された無停電電源及
びバイパス回路を切換えて、良質の交流を負荷に供給す
る無停電電源制御装置に関し、特に電路切換時の出力電
圧変動を抑制した無停電電源制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］従来より、コンピュータシステム等に対しては、良質な
交流電源を供給する必要があるため、商用の交流電源を
一旦直流に変換した後、インバータを介して良質な交流
電流を出力する無停電電源が用いられている。この種の
無停電電源には、停電バックアップ用にエネルギ蓄積手
段（蓄電池）が内蔵されているが、更に、無停電電源の
故障時のバックアップ用に、商用の交流電源を直接負荷
に接続するためのバイパス回路が設けられている。

第９図は、例えば田中信也及び中村萬太郎共著による
「無停電電源」（オーム社、新OHM文庫、昭和61年８月2
5日発行）の第12頁の表2.3に記載された、従来の無停電
電源制御装置を示す構成図である。

図において、商用の交流電源（１）には、トランスのイ
ンピーダンス等からなる電源インピーダンス（２）を介
して、UPS（Uninterruptible Power Supply）と呼ばれ
る無停電電源（以下、UPSという）（３）が接続されて
いる。

UPS（３）は、交流の直流に変換する交流直流変換器即
ち整流器（31）と、この整流器（31）に直流回路（32）
を介して接続されて直流を交流に変換するインバータ
（33）と、直流回路（32）に接続されたエネルギ蓄積手
段即ち蓄電池（34）と、整流器（31）の入力側に挿入さ
れたサーキットブレーカ（以下、開閉器という）（35）
と、整流器（31）に供給される整流器電流i_Rを検出する
変流器（36）とを備えている。尚、開閉器（35）は、サ
ーキットブレーカに限らず、電磁継電器などで構成する
こともできる。又、変流器（36）は、整流器（31）の交
流側に限らず、直流回路（32）側に設けてもよい。

交流電源（１）には、UPS（３）と並列配置の交流電路
となるバイパス回路（４）が接続されており、UPS
（３）及びバイパス回路（４）の出力側には、これら交
流電路の一方を選択して負荷（６）に接続する切換回路
（５）が設けられている。

切換回路（５）は、並列配置された２個の交流スイッチ
（51）及び（52）を備えており、各交流スイッチ（51）
及び（52）は、逆並列接続された双方向のサイリスタ対
からなっている。一方の交流スイッチ（51）は、UPS
（３）と負荷（６）との間に挿入され、通常時に導通さ
れてインバータ（33）から負荷（６）への給電を行い、
他方の交流スイッチ（52）は、バイパス回路（４）と負
荷（６）との間に挿入されており、UPS（３）の故障時
などに導通されて、交流電源（１）からバイパス回路
（４）を介した負荷（６）への給電を行うようになって
いる。

UPS（３）内のインバータ（33）からの交流出力は、同
期制御回路（図示せず）により、電路切換時に交流電源
（１）からの交流出力と同期するように位相制御されて
いる。

UPS（３）及び切換回路（５）には、両者を制御するた
めの無停電電源制御回路（以下、UPS制御回路という）
（７）が接続されており、通常はUPS（３）が負荷
（６）に接続され、UPS（３）の故障時等にはUPSが交流
電源（１）及び負荷（６）から切り離されると共に、バ
イパス回路（４）が負荷（６）に接続されるようになっ
ている。

UPS制御回路（７）は、開閉器制御信号TC、整流器制御
信号RC、インバータ制御信号IC及び切換制御信号SC等を
生成するシーケンス制御部（70）と、整流器（31）及び
他要因の故障信号Ｅを出力する故障信号生成部（71）
と、開閉器制御信号TCと故障信号Ｅとの論理和をとるオ
アゲートG1と、整流器制御信号RCと故障信号Ｅの否定信
号との論理積をとるアンドゲートG2と、インバータ制御
信号ICと故障信号Ｅの否定信号との論理積をとるアンド
ゲートG3と、切換制御信号SCと故障信号Ｅとの論理和を
とるオアゲートG4と、オアゲートG1の出力に基づいて開
閉器（35）を閉成又はトリップ（遮断）させるトリップ
回路（72）と、アンドゲートG2の出力に基づいて整流器
（31）を駆動又は停止させる整流器制御部（73）と、ア
ンドゲートG3の出力に基づいてインバータ（33）を駆動
又は停止させるインバータ制御部（74）と、オアゲート
G4の出力に基づいて切換回路（５）内の交流スイッチ
（51）及び（52）を切換える切換制御部（75）とを備え
ている。

故障信号生成部（71）は、変流器（36）の出力に基づい
て整流器電流i_Rの過電流即ち整流器（31）の短絡などを
検出する整流器故障検出部（76）と、整流器（31）以外
の他の要因による故障を検出する他要因故障検出部（7
7）と、整流器故障検出部（76）からの整流器故障検出
信号Ａと他要因故障検出部（77）からの他要因故障検出
信号との論理和をとるオアゲートG5と、オアゲートG5の
出力に基づいて故障信号Ｅを出力するフリップフロップ
FFとを備えている。

第10図は第９図内の整流器（31）及び整流器故障検出部
（76）を具体化した構成図であり、図において、交流電
源（１）からの入力電圧V_Pは２本の給電配線間に印加さ
れ、各給電配線には連動する開閉器（35）が挿入され、
給電配線の一方には整流器電流i_Rを検出する変流器（3
6）が設けられている。

整流器（31）は、互いに同方向に接続された２対のサイ
リスタSR1及びSR2、SR3及びSR4からなる単相整流部と、
サイリスタSR1及びSR3のカソード側に接続されたフィル
タリアクトルL_Fと、フィルタリアクトルL_Fとサイリスタ
SR2及びSR4のアノードとの間に挿入されたフィルタコン
デンサC_Fとを含み、ゲート駆動回路（図示せず）によっ
て単相整流部が常時位相制御されることにより、フィル
タコンデンサC_Fの両端間から所定の直流電圧を出力する
ようになっている。尚、整流器（31）は、単相整流器に
限らず三相整流器であってもよい。又、整流素子として
サイリスタでなくダイオードなどを用いてもよい。

変流器（36）に接続された整流器故障検出部（76）は、
変流器（36）の出力電流を整流する２対のダイオードD1
及びD2、D3及びD4と、ダイオードD2及びD4のアノードと
ダイオードD1及びD3のカソードとの間に挿入された負荷
抵抗器R1と、基準電圧V_Rを生成する一対の分圧抵抗器R2
及びR3と、負荷抵抗器R1の入力端子に表われる電圧と基
準電圧V_Rとを比較して過電流を検出し、整流器故障検出
信号Ａを出力する比較器CMとを備えている。

次に、第11図の波形図を参照しながら、第９図及び第10
図に示した従来の無停電電源（UPS）制御装置の動作に
ついて説明する。ここでは、整流器（31）の短絡故障発
生時の動作に注目し、他要因故障検出部（77）について
は特に説明しない。

通常状態においては、UPS制御回路（７）内のシーケン
ス制御部（70）は、手動操作等により、UPS（３）を選
択駆動するための各制御信号TC、RC、IC及びSCを出力し
ている。又、整流器電流i_Rに過電流はなく、故障信号Ｅ
は「Ｌ」レベルであり、各アンドゲートG2及びG3は有効
（導通状態）となっている。この結果、UPS（３）にお
いては、開閉器（35）が閉成されると共に、整流器（3
1）及びインバータ（33）が動作し、切換回路（５）に
おいては、交流スイッチ（51）が導通し、交流スイッチ
（52）が切り離される。従って、負荷（６）はUPS
（３）を介した交流電路に接続され、UPS（３）は、第1
1図のインバータ給電区間に示すように、入力電圧V_Pの
位相に同期した交流出力電圧V_Lを生成する。このとき、
直流回路（32）に接続された蓄電池（34）は、整流器
（31）からの直流電圧を蓄えており、交流電源（１）に
停電又は瞬停などが発生しても、インバータ（33）を動
作させて、安定で良質な交流出力電圧V_Lを常に負荷
（６）に供給し続けるようにする。

いま、時刻T₁（第11図参照）において、整流器（31）内
のサイリスタSR3（第10図参照）が、逆導通モードで破
損したとする。

この状態で、サイリスタSR1を点孤させると、整流器（3
1）内の単相整流部が交流短絡状態となり、交流電源
（１）が電源インピーダンス（２）を介して短絡され、
入力電圧V_Pは０となる。これと同時に、整流器（31）に
入力される電流i_Rは、第11図のように、定常状態より非
常に大きい値となる。この整流器電流i_Rは、整流器故障
検出部（76）内で電圧レベルに変換され、比較器CMにお
いて、過電流検出レベルに相当する基準電圧V_Rと比較さ
れる。比較器CMは、整流器電流i_Rのレベルが基準電圧V_R
を越えた時点例えば時刻T₂で動作し、整流器故障検出信
号Ａを「Ｈ」レベルにする。

整流器故障検出信号Ａは、オアゲートG5を介してフリッ
プフロップFFのセット端子Ｓに入力され、フリップフロ
ップFFの出力を「Ｈ」レベルにする。続いて、整流器電
流i_Rのレベルが基準電圧V_R以下となった時刻T₃で、整流
器故障検出信号Ａは「Ｌ」レベルとなるが、フリップフ
ロップFFは、「Ｈ」レベルの故障信号Ｅを出力してこれ
を保持し続ける。

この故障信号Ｅは、オアゲートG1及びG4を介してトリッ
プ回路（72）及び切換制御部（75）に入力され、開閉器
（35）をトリップすると共に、切換回路（５）内の交流
スイッチ（51）を切り離して交流スイッチ（52）を導通
させる。又、故障信号Ｅは、アンドゲートG2及びG3を無
効にして、各制御信号RC及びICの状態にかかわらず整流
器制御部（73）及びインバータ制御部（74）を停止さ
せ、整流器（31）及びインバータ（33）を停止させる。

このように、UPS（３）の故障時のバックアップとして
電路が切換えられ、負荷（６）への給電はバイパス回路
（４）を介して行われる。このとき、切換回路（５）
は、UPS（３）と交流電源（１）との間で同期した無瞬
断切換えを行う。

しかし、故障信号Ｅによるトリップ指令が発生してから
開閉器（35）の主接点が実際にオフするまでは遅れ時間
がある。又、整流器（31）内の単相整流部を構成するサ
イリスタは、一旦点孤されると電流が０になるまではオ
フされない。

従って、故障信号Ｅが発生した後も、整流器電流i_Rは第
11図のように流れ続け、交流短絡状態は整流器電流i_Rが
０となる時刻T₄まで続く。このため、バイパス給電状態
となった時刻T₂から交流短絡状態が解除される時刻T₄ま
での間、負荷（７）に対する出力電圧V_Lが喪失し、負荷
（６）が1/2サイクル程度の瞬時電圧低下も許容できな
い場合は、負荷（６）が誤動作してしまう。

又、このような出力電圧V_Lの変動は、過負荷時などにイ
ンバータ（33）を保護するため、切換回路（５）を切換
えた場合にも発生する。

第12図は、例えば「三菱電機技報（1988年、第62巻、第
６号）」の第12頁に記載された、従来のUPS制御装置の
別の例を示す構成図であり、ここでは簡略化のため、第
９図に示した故障信号生成部（71）及び各ゲートG1〜G4
などは図示していない。

第12図において、UPS（３）内の直流回路（32）と蓄電
池（34）との間には、常閉の開閉器（37）が挿入されて
いる。又、図示しないが、負荷（６）に供給される負荷
電流i_Lに基づいて過負荷状態を検出する過負荷検出回路
が設けられている。そして、シーケンス制御部（70）
は、負荷電流i_Lが過負荷を示すときに、自動的又は手動
により、交流スイッチ（52）を導通させるための切換制
御信号SCを生成するようになっている。

次に、第13図の波形図を参照しながら、第12図に示した
従来のUPS制御装置の動作について説明する。尚、第13
図において、各交流電圧及び交流電流は便宜的に実効値
で示されている。

通常動作中は、切換制御信号SCがオフで、交流スイッチ
（51）が導通（オン）しており、負荷（６）に対する出
力電圧V_Lとしては、インバータ（33）の出力電圧Iiが表
われる。このとき、インバータ（33）の出力電流Iiは負
荷電流i_Lの実効値I_Lと等しく、又、交流電源（１）から
供給される電源電流i_S（＝バイパス電流i_B＋整流器電流
i_R）は、i_B＝０であるため、整流器電流i_Rの実効値I_Rと
等しい。従って、交流電源電圧をV_S、電源インピーダン
ス（２）の値をＺとすると、インバータ給電時における
整流器（31）の入力電圧V_Pは、 V_P＝V_S−I_R・Ｚ … で表わされる。式から明らかなように、入力電圧V
_Pは、交流電源電圧V_Sから電源インピーダンス（２）に
よる電圧降下分を減算した値となる。

ここで、例えば時刻T₁₁において、過負荷が検出される
と、UPS（３）からバイパス回路（４）への切換制御信
号SCがシーケンス制御部（70）から生成される。これに
より、切換制御部（75）が動作して交流スイッチ（51）
がオフされ且つ交流スイッチ（52）がオンされ、電路が
バイパス回路（４）に切換わる。従って、負荷電流i_Lの
値は、インバータ出力電流Iiから、バイパス回路（４）
を介した電源電流i_Sに、同期的に且つ無瞬断で切換えら
れる。

この切換動作により、インバータ（33）は無負荷状態と
なり、同時に、インバータ（33）に電力供給していた整
流器（31）も無負荷状態となる。しかし、整流器制御信
号RCが特に生成されないので、第13図に示すように整流
器（31）はオンされたままである。従って、整流器（3
1）の出力電圧を一定に保持するための整流器制御部（7
3）は、インバータ（33）に対する供給電流の減少に応
じて整流器電流i_Rを減少させる。そして、整流器制御部
（73）の制御応答遅れに相当する時間、即ち、交流電源
（１）の数サイクルに相当する時間だけ経過した後の時
刻T₁₂においてほとんど０になる。

一方、バイパス電流i_Bは、時刻T₁₁から既に流れ続けて
いるので、（i_B＋i_R）で表わされる電源電流i_Sは、時刻
T₁₁からT₁₂までの間に過渡的に大きな値となる。ここ
で、負荷電流i_L（この場合、バイパス電流i_Bに相当す
る）及び整流器電流i_Rのベクトル値をそれぞれＩ_Ｌ及び
Ｒ_Ｒとすると、時刻T₁₁からT₁₂までの間の電源電流i
_Sは、 i_S＝｜Ｉ_Ｒ＋Ｉ_Ｌ｜で表わされる。又、時刻T₁₁からT₁₂までの間の整流器
（31）の入力電圧V_Pは、 V_P＝V_S−｜Ｉ_Ｒ＋Ｉ_Ｌ｜・Ｚ … となる。

時間T₁₂以降は、I_R＝０となるため、電源電流i_Sは負荷
電流の実効値I_Lと等しくなり、入力電圧V_Pの値は、 V_P＝V_S−I_L・Ｚとなる。

式から明らかなように、時刻T₁₁からT₁₂までの間のバ
イパス回路（４）による給電切換直後において、入力電
圧V_Pの電源インピーダンス（２）による電圧降下（＝｜
Ｉ_Ｒ＋Ｉ_Ｌ｜・Ｚ）は、式に参照されるインバータ給
電時の電圧降下（＝I_R・Ｚ）より大きくなっている。こ
の入力電圧V_Pの電圧降下は、バイパス回路（４）を介し
て、負荷（６）に対する出力電圧V_Lにも影響する。従っ
て、出力電圧V_Lは、第13図に示すように時刻T₁₁からT₁₂
の間で大きく減少し、時刻T₁₂以降において入力電圧V_P
と等しくなる。

［発明が解決しようとする課題］従来の無停電電源制御装置は以上のように、整流器（3
1）の短絡故障時には、UPS（３）を交流電源（１）から
切り離すと同時に、負荷（６）に対する電路をバイパス
回路（４）に切換え、又、インバータ（33）の過負荷時
には、整流器制御部（73）を動作させながら、負荷
（６）に対する電路をバイパス回路（４）に切換えてい
る。

しかし、UPS（３）及びバイパス回路（４）の電源とし
て同一の交流電源（１）を用いた場合、整流器短絡故障
時にUPS（３）を交流電源（１）から切り離すと、開閉
器（35）（第９図参照）のトリップ動作の遅れ時間だけ
整流器（31）に交流短絡電流が流れ続けるため、入力電
圧V_Pが喪失する。従って、第11図に参照されるように、
入力電圧V_Pの影響により、出力電圧V_Lも喪失してしまう
という問題点があった。

又、過負荷時に電路をバイパス回路（４）に切換える
と、整流器制御部（73）の制御遅れにより過渡的に整流
器電流i_Rが流れるため、電源インピーダンス（２）によ
る入力電圧V_Pの電圧降下が大きくなる。従って、第13図
に参照されるように、入力電圧V_Pの電圧降下の影響によ
り、出力電圧V_Lも大きく減少してしまうという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、整流器故障時の電路切換における出力電圧変
動を抑制し、安定な電圧を負荷に供給することのできる
無停電電源制御装置を得ることを目的とする。

又、この発明の別の発明は上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、インバータ過負荷時の電路切
換における出力電圧変動を抑制し、安定な電圧を負荷に
供給することのできる無停電電源制御装置を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る無停電電源制御装置は、開閉器の開閉動
作と連動して開閉判定信号を出力するための開閉判定手
段を設け、無停電電源制御回路は、交流直流変換器故障
検出部からの故障検出信号と開閉判定手段からの開閉判
定信号との論理積をとる論理積手段を含み、交流直流変
換器からの故障信号に基づいて交流直流変換器が停止さ
れた場合に、開閉判定手段からの開閉判定信号により開
閉器の開放が判定された時点で、論理積手段の出力信号
に基づいて、交流電源から負荷に対する給電を無停電電
源からバイパス回路に切換えるように切換回路を動作さ
せるものである。

又、この発明の別の発明に係る無停電電源制御装置は、
開閉器の開閉判定手段を設け、切換制御信号が生成され
た場合に、開閉判定手段からの開閉判定信号が開閉器の
閉成を示していれば、整流器を停止させるようにしたも
のである。

［作用］この発明においては、整流器故障検出時に、バイパス回
路への切換動作を瞬時に行わず、整流器の入力側に挿入
された開閉器が確実に遮断されて整流器が交流電源から
切り離された後に、負荷に対する給電電路をバイパス回
路に切換える。このため、切換制御信号は、整流器故障
検出信号と開閉器の開放を示す開閉判定信号との論理積
に基づいて生成される。

又、この発明の別の発明においては、インバータ過負荷
によるバイパス回路への切換動作時に、インバータに蓄
電池が接続されている場合は整流器を停止させる。この
ため、整流器停止用の制御信号は、直流回路と蓄電池と
の間に挿入された開閉器の閉成を示す開閉判定信号と切
換制御信号との論理積に基づいて生成される。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、図におい
て、交流電源（１）、電源インピーダンス（２）及びバ
イパス回路（４）〜負荷（６）は前述と同様のものであ
る。又、UPS（3A）、UPS制御回路（7A）及び故障信号生
成部（71A）は、第９図に示したUPS（３）及びUPS制御
回路（７）とそれぞれ対応している。

UPS（3A）は、開閉器（35）の開閉動作と連動して開閉
判定信号Ｈを出力するための開閉判定手段として、補助
接点（35A）を更に備えている。

UPS制御回路（7A）内の故障信号生成部（71A）は、各故
障検出部（76）及び（77）の出力端子にそれぞれ接続さ
れたフリップフロップFF1及びFF2と、補助接点（35A）
の出力端子に接続されたプルアップ抵抗器R4と、フリッ
プフロップFF1の出力信号Ｂ及び補助接点（35A）からの
開閉判定信号Ｈの論理積をとるアンドゲートG6と、フリ
ップフロップFF2及びアンドゲートG6の各出力信号の論
理和をとるオアゲートG7とを更に備えている。

故障信号生成部（71A）内のオアゲートG5は、各フリッ
プフロップFF1及びFF2の出力信号の論理和を故障信号Ｅ
として出力しており、この故障信号Ｅは、閉器トリップ
用のオアゲートG1及び整流器停止用のアンドゲートG2に
印加されている。又、オアゲートG7の出力信号Ｅ′は、
インバータ停止用のアンドゲートG3及び電路切換用のオ
アゲートG4に印加されている。

次に、第２図の波形図を参照しながら、第１図に示した
この発明の一実施例の動作について説明する。

前述と同様に、時刻T₁において整流器（31）が短絡故障
し、入力電圧V_Pが０となって整流器電流i_Rが過電流とな
った場合、整流器電流レベルが基準電圧V_Rを越えた時刻
T₂において、整流器故障検出信号Ａは「Ｈ」レベルとな
る。これと同時に、フリップフロップFF1の出力信号Ｂ
は「Ｈ」レベルとなり、オアゲートG5を介して故障信号
Ｅとして出力され、開閉器（35）をトリップすると共に
整流器（31）の動作を停止させる。

このとき、開閉器（35）が確実にトリップ（開放）され
るまでは、補助接点（35A）が短絡されているため、開
閉判定信号Ｈが「Ｌ」レベルであり、アンドゲートG6が
無効となっている。従って、オアゲートG7の出力信号
Ｅ′は「Ｌ」レベルのままであり、インバータ（33）は
蓄電池（34）からの給電により動作し、又、切換回路
（５）はUPS（3A）を選択している。これにより、出力
電圧V_Lは、喪失することなく負荷（６）に印加され続け
る。

そして、時刻T₂から開閉器（35）の動作遅れ時間τ経過
後の時刻T₅において、開閉器（35）が実際にトリップさ
れると、補助接点（35A）も開放される。このとき、補
助接点（35A）の開閉判定信号Ｈは、プルアップ抵抗器R
4により「Ｈ」レベルとなり、アンドゲートG6を有効に
する。

従って、時刻T₅の時点で、アンドゲートG6の出力信号は
「Ｈ」となり、オアゲートG7を介してＥ′として出力さ
れる。これにより、アンドゲートG3が無効となってイン
バータ（33）が停止すると共に、オアゲートG4を介して
切換制御部（75）が動作し、給電電路がバイパス回路
（４）に切換えられる。このとき、開閉器（35）が確実
にトリップされているので、入力電圧V_Pは安定な波形と
なっており、負荷（６）に対する出力電圧V_Lが喪失、又
は変動することは全くない。

尚、上記実施例では、開閉器（35）の開閉判定手段とし
て補助接点（35A）を用いたが、開閉器（35）の動作遅
れ時間τが予め分かっている場合は、第３図の要部構成
図に示すように、フリップフロップFF1の出力信号Ｂを
遅れ時間τだけ遅延させる遅延回路（78）を用いてもよ
い。この場合、遅延回路（78）は、抵抗器R_D及びコンデ
ンサC_Dからなる時定数τのCR回路と、出力信号Ｂ及びCR
回路を介した出力信号Ｂの論理積をとる波形整形用アン
ドゲートG9とを備え、アンドゲートG9の出力信号が開閉
判定信号ＨとなってアンドゲートG6に入力される。

又、第４図のように、蓄電池（34）の端子電圧V_Tを基準
電圧V_ARと比較する比較器（79）を用いてもよい。この
場合、基準電圧V_ARが蓄電池（34）の放電時の端子電圧
以上に設定され、開閉器（35）が完全に開放されて整流
器電流i_Rが０になると、蓄電池（34）の放電により端子
電圧V_Tが低下するため、基準電圧V_AR以下となる。従っ
て、この電圧低下により、比較器（79）は、開閉器（3
5）の開放を判定し、開閉判定信号Ｈを「Ｈ」レベルに
することができる。

次に、インバータ過負荷時において切換制御信号SCが生
成され、バイパス回路（４）に切換えられた場合に、出
力電圧V_Lの変動を抑制できるこの発明の別の発明の一実
施例について説明する。

第５図はこの発明の別の発明の一実施例を示す構成図で
あり、図において、交流電源（１）、電源インピーダン
ス（２）及びバイパス回路（４）〜負荷（６）は前述と
同様のものである。又、UPS（3B）及びUPS制御回路（7
B）は、第12図に示したUPS（３）及びUPS制御回路
（７）とそれぞれ対応している。

UPS（3B）は、開閉器（37）の開閉動作と連動して開閉
判定信号Ｊを出力するための開閉判定手段として、補助
接点（37B）を更に備えている。

UPS制御回路（7B）は、補助接点（37B）の出力端子に接
続されたプルアップ抵抗器R10と、切換制御信号SCと開
閉判定信号Ｊの論理否定との論理積をとるナンドゲート
G10と、整流器制御信号RCとナンドゲートG10の出力信号
との論理積をとって整流器制御部（73）に入力するアン
ドゲートG11とを更に備えている。

次に、第６図の波形図を参照しながら、第５図に示した
この発明の別の発明の一実施例の動作について説明す
る。

通常は、整流器制御信号RC及びインバータ制御信号ICは
「Ｈ」レベル、切換制御信号SCは「Ｌ」レベルであり、
図示した状態で、UPS（3B）内の整流器（31）及びイン
バータ（33）が運転され、切換回路（５）はUPS（3B）
を選択して負荷（６）に給電している。又、開閉器（3
7）は閉成され、蓄電池（34）は直流回路（32）に接続
されている。

前述と同様に、時刻T₁₁においてインバータ（33）の過
負荷が発生した場合、切換制御信号SCが「Ｈ」レベルと
なって切換回路（５）が図示した状態から切換わり、交
流電源（１）と同期運転されていたインバータ（33）か
らバイパス回路（４）に無瞬断で切換えられる。

このとき、補助接点（37B）からの開閉判定信号Ｊが開
閉器（37）の閉成を示す場合、即ち、開閉判定信号Ｊが
「Ｌ」レベルの場合、ナンドゲートG10は有効となり、
その出力信号が「Ｌ」となる。従って、アンドゲートG1
1は直ちに無効となり、整流器制御部（73）を停止させ
て、整流器（31）の動作を停止させる。これにより、切
換制御信号SCの発生と同時に整流器（31）の動作が停止
し、整流器電流i_Rは速やかに０に減少する。整流器（3
1）がサイリスタで構成されている場合は、厳密には、
交流電源（１）の半サイクル分に相当する時間だけ整流
器電流i_Rが流れるが、出力電圧V_Lの変動に特に影響する
ことはない。

又、給電電路がバイパス回路（４）に切換えられたと
き、バイパス電流i_Bは負荷（６）に対する出力電流の実
効値I_Lとなり、電源電流I_Sの実効値は、整流器電流の実
効値I_Rから出力電流の実効値I_Lに切換わる。

このとき、負荷（６）に印加される出力電圧V_Lは、時刻
T₁₁より以前はインバータ（33）による安定な交流電圧
であるが、時刻T₁₁以降は交流電源電圧V_Sから電圧イン
ピーダンス（２）による電圧降下（＝I_L・Ｚ）を減算し
た値となる。しかし、切換時刻T₁₁以降の過渡的な整流
器電流i_Rが発生しないため、出力電圧V_Lの変動は、従来
（第13図参照）と比べて著しく抑制される。

もし、切換制御信号SCが発生したときに、開閉器（37）
が開放されていて、蓄電池（34）が直流回路（32）に接
続されていなければ、補助接点（37B）からの開閉判定
信号Ｊが「Ｈ」レベルとなり、ナンドゲートG10は無効
となる。従って、アンドゲートG11の出力信号は「Ｈ」
レベルのままであり、整流器（31）は停止されることな
く動作し続ける。

尚、上記実施例では、時刻T₁₁以降のバイパス給電中、
即ち、切換制御信号SCによりバイパス回路（４）による
給電状態に切換わった後は、整流器（31）を停止し続け
るようにしたが、第７図の要部構成図に示すように、ナ
ンドゲートG10とアンドゲートG11との間にワンショット
マルチバイブレータ（80）を挿入してもよい。

この場合、バイパス給電に切換わってから所定時間後
に、ワンショットマルチバイブレータ（80）の出力信号
が「Ｈ」レベルに復帰するため、整流器（31）が再び動
作して蓄電池（34）が充電され、蓄電池（34）の過放電
が防止できる。このとき、インバータ（33）は停止して
いるので、整流器（31）を動作させても入力電圧V_Pの変
動は発生しない。

又、切換制御信号SCの発生時に、バイパス給電に切換え
ると同時に整流器（31）を停止させたが、第８図のよう
に、シーケンス制御部（70）と切換制御部（75）との間
に遅延回路（81）を挿入し、整流器（31）を先に停止さ
せてから切換回路（５）を動作させてもよい。この場
合、切換制御信号SCの発生と同時に、まず整流器（31）
が停止し、整流器（31）が確実に停止した所定時間後に
バイパス給電に切換えられるので、出力電圧V_Lの変動は
更に抑制される。

このとき、バイパス切換動作前即ち整流器（31）の停止
時においては、直流回路（32）に接続された蓄電池（3
4）によりインバータ（33）が動作するので、UPS（3B）
内の損失で直流電圧が大幅に低下するなどの現象によっ
てUPS（3B）が故障停止することもなく、何ら支障は生
じない。

尚、切換制御信号が生成された場合に、補助接点（35
A）、（37B）により開閉器（35）、（37）の閉成が確認
されたとき、整流器（31）を停止させてから切換回路
（５）を動作させてもよく、又、整流器（31）の停止と
同時に切換回路（５）を動作させてもよい。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、整流器の入力側に挿入
された開閉器の開閉動作と連動して開閉判定信号を出力
するための開閉判定手段を設け、無停電電源制御回路
は、交流直流変換器故障検出部からの故障検出信号と開
閉判定手段からの開閉判定信号との論理積をとる論理積
手段を含み、交流直流変換器からの故障信号に基づいて
交流直流変換器が停止された場合に、開閉判定手段から
の開閉判定信号により開閉器の開放が判定された時点
で、論理積手段の出力信号に基づいて、交流電源から負
荷に対する給電を無停電電源からバイパス回路に切換え
るように切換回路を動作させるようにしたので、整流器
故障時の電路切換における出力電圧変動を抑制し、安定
な電圧を負荷に供給することのできる無停電電源制御装
置を得られる効果がある。

又、この発明の別の発明によれば、直流回路と蓄電池と
の間に挿入された開閉器の開閉判定手段を設け、バイパ
ス回路への切換制御信号が生成された場合に、開閉判定
手段により開閉器の閉成を確認して整流器を停止させる
ようにしたので、電源インピーダンスが大きい場合でも
インバータ過負荷によるバイパス回路への電路切換時
に、出力電圧変動を抑制し、安定な電圧を負荷に供給す
ることのできる無停電電源制御装置が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の装置の動作を説明するための波形図、第３図及び
第４図はこの発明のそれぞれ異なる実施例を示す要部構
成図、第５図はこの発明の別の発明の一実施例を示す構
成図、第６図は第５図の装置の動作を説明するための波
形図、第７図及び第８図はこの発明の別の発明のそれぞ
れ異なる実施例を示す要部構成図、第９図は従来の無停
電電源制御装置を示す構成図、第10図は第９図内の整流
器及び整流器故障検出部を具体的に示す構成図、第11図
は第９図の装置の動作を説明するための波形図、第12図
は従来の別の無停電電源制御装置を示す構成図、第13図
は第12図の装置の動作を説明するための波形図である。（１）……交流電源（3A）、（3B）……UPS（無停電電源）（31）……整流器（交流直流変換器）（32）……直流回路、（33）……インバータ（34）……蓄電池（エネルギ蓄積手段）（35）、（37）……開閉器（35A）、（37B）……補助接点（開閉判定手段）（４）……バイパス回路、（５）……切換回路（６）……負荷（7A）、（7B）……無停電電源制御回路（76）……整流器故障検出部（78）……遅延回路（開閉判定手段）Ａ……整流器故障検出信号、G6……アンドゲート、Ｈ、
Ｊ……開閉判定信号尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源に接続され交流を直流に変換する
交流直流変換器と、この交流直流変換器に直流回路を介
して接続され直流を交流に変換するインバータと、前記
直流回路に接続されたエネルギ蓄積手段と、前記交流直
流変換器の入力側に挿入された開閉器と、を有する無停
電電源と、この無停電電源と並列に前記交流電源に接続された交流
電路となるバイパス回路と、前記無停電電源及び前記バイパス回路の一方を選択して
負荷に接続する切換回路と、前記交流直流変換器の故障を検出する交流直流変換器故
障検出部を含み、前記無停電電源及び前記切換回路を制
御する無停電電源制御回路と、を備えた無停電電源制御装置において、前記開閉器の開閉動作と連動して開閉判定信号を出力す
るための開閉判定手段を設け、前記無停電電源制御回路は、交流直流変換器故障検出部からの故障検出信号と前記開
閉判定手段からの開閉判定信号との論理積をとる論理積
手段を含み、前記交流直流変換器からの故障信号に基づいて前記交流
直流変換器が停止された場合に、前記開閉判定手段から
の開閉判定信号により前記開閉器の開放が判定された時
点で、前記論理積手段の出力信号に基づいて、前記交流
電源から前記負荷に対する給電を前記無停電電源から前
記バイパス回路に切換えるように前記切換回路を動作さ
せることを特徴とする無停電電源制御装置。
【請求項２】交流電源に接続され交流を直流に変換する
交流直流変換器と、この交流直流変換器に直流回路を介
して接続され直流を交流に変換するインバータと、前記
直流回路に接続されたエネルギ蓄積手段と、前記直流回
路と前記エネルギ蓄積手段との間に挿入された開閉器
と、を有する無停電電源と、この無停電電源と並列に前記交流電源に接続された交流
電路となるバイパス回路と、前記無停電電源及び前記バイパス回路の一方を選択して
負荷に接続する切換回路と、前記インバータの過負荷時に前記切換回路を切換えるた
めの切換制御信号を生成するシーケンス制御部を含み、
前記無停電電源及び前記切換回路を制御する無停電電源
制御回路と、を備えた無停電電源制御装置において、前記開閉器の開閉判定手段を設け、前記切換制御信号が生成された場合に、前記開閉判定手
段からの開閉判定信号により前記開閉器の閉成が確認さ
れれば、前記交流直流変換器を停止させるようにしたこ
とを特徴とする無停電電源制御装置。