JPH08126329A

JPH08126329A - 電力変換装置

Info

Publication number: JPH08126329A
Application number: JP6260547A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Osada; 記明長田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、装置の点検時／故障時の交換作業を
行なう時にも、装置の運転を停止することなく給電を継
続でき、また活線部による作業の制約もなく、安全でか
つ設備容量の増加を容易に行なうことを最も主要な目的
とする。【構成】交流電力を直流電力に変換するコンバータ、こ
の直流電力を交流電力に逆変換するインバータからなる
変換部と、変換部を駆動する駆動回路と、変換部を冷却
する冷却装置と、変換部、入出力回路を保護する保護回
路と、入出力を所望の電圧・電流波形に制御する制御回
路とから成る電力変換装置において、変換部と駆動回路
を装置容量の複数（ｎ）分の１で構成する順変換・逆変
換機能を有する多機能ユニットを複数（ｎ）個並列接続
し、多機能ユニットの内部に、変換部を保護する第１の
保護回路を各多機能ユニット毎に収納し、入出力回路を
保護する第２の保護回路と制御回路を、各多機能ユニッ
トに共通に一括して設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンバータやインバー
タ等の電力変換装置に係り、特に負荷への給電を停止す
ることなく、電力変換装置を構成する部品等の点検およ
び交換、ならびに定格容量の増減を可能にした電力変換
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、コンバータやインバータ
等の電力変換装置では、これらの電力変換装置を構成す
る部品（電力用半導体素子等）から発生する熱を冷却す
る冷却装置を備えることが必要となる。特に、この熱
は、電力変換装置の容量が増えれば増えるほど、増加す
ることから、冷却装置としては、強制風冷方式や強制水
冷方式のものが採用されている。

【０００３】図４は、この種の従来の電力変換装置とし
てのインバータが組み込まれた無停電電源装置の一構成
例を示すブロック図である。図４において、１は交流入
力電源、２は交流入力電源１の停電や瞬時電圧低下等の
異常時のバックアップ用の蓄電池、３は主交流入力遮断
器、４は主直流入力遮断器、５は交流入力電源１から供
給された交流電力を直流電力に変換するコンバータ、６
はこのコンバータ５で変換された直流電圧を平滑にする
直流コンデンサ、７はコンバータ５で変換された直流電
力、または蓄電池２からの直流電力を交流電力に逆変換
するインバータ、８は主交流出力遮断器、８ａは並列母
線である。

【０００４】また、９は例えば電子計算機等の負荷、１
０はコンバータ５やインバータ７を駆動する駆動回路、
１１はコンバータ５やインバータ７の素子から発生する
熱を冷却する冷却装置、１２はコンバータ５やインバー
タ７を制御する制御回路である。

【０００５】さらに、無停電電源装置の入出力の電流を
検出する電流検出器１６，１７，１８と、入出力の電圧
１ａ，２ａ，９ａを所定の設定値と比較して各種の保護
連動を行なう保護回路１９とから構成される。

【０００６】以上のように構成された無停電電源装置に
おいては、交流入力電源１が正常な時には、この交流入
力電源１から供給された交流電力は、主交流入力遮断器
３を介してコンバータ５に入力され、このコンバータ５
によって直流電力に変換される。そして、この直流電力
の一部は、主直流入力遮断器４を介して蓄電池２を充電
し、その直流電力の大部分は、インバータ７で交流電力
に逆変換され、主交流出力遮断器８を介して負荷９に給
電される。

【０００７】一方、交流入力電源１に異常（例えば、停
電や瞬時電圧降下等）が発生した時には、保護回路１９
は、交流入力電圧１ａと所定の設定値とを比較して、そ
の結果設定値を越える値となった場合には、以下に示す
保護連動を行なうように、制御回路１２に信号を送る。

【０００８】そして、制御回路１２からの信号により、
コンバータ５はゲートシフトをしてゲートブロックを行
ない、蓄電池２からの直流電力が、直流入力遮断器４を
介してインバータ７に供給され、負荷７に交流電力が給
電される。このようにして、負荷７に対して無停電で電
力が供給される。

【０００９】なお、この無停電電源装置に使われる冷却
装置１１には、一般に強制風冷方式が採用され、冷却用
ファンが使用される。次に、図５は、図４で示した無停
電電源装置における交流出力遮断器８の代りに、交流出
力切換器１４とサイリスタスイッチ１５を接続し、予備
交流入力遮断器１３を介して供給される交流電力とイン
バータ７からの交流電力を無瞬断で切り換える機能を付
加した無停電電源装置の他の構成例を示すブロック図で
ある。

【００１０】なお、図５において、保護回路１９に接続
される電圧／電流検出用の回路および接続は、その図示
を省略している。図５において、インバータ７は、交流
入力電源１と同期して運転されており、万一、インバー
タ７が故障した時には、交流出力切換器１４を切り換え
て、無瞬断で交流入力電源１からの給電に切り換えられ
る。この一連の動作により、負荷９への給電を無停電で
行なっている。

【００１１】従って、サイリスタスイッチ１５には、短
時間定格のものが使われるので、発熱量は少ないが、コ
ンバータ５やインバータ７は、連続通電によって発熱す
るので、冷却装置１１で常時冷却するようにしている。

【００１２】ところで、この冷却装置１１に組み込まれ
る冷却用ファンには、その駆動源としてモータが使わ
れ、回転軸には軸受が組み込まれているので、通常約２
年に１度は点検して、必要に応じて部品の交換を行なわ
なければならない。

【００１３】また、コンバータ５とインバータ７とに接
続された直流コンデンサ６についても、通常約５年から
７年に一度は点検して、必要に応じて交換を行なうこと
が、無停電電源装置の給電の信頼性の向上のために必要
である。

【００１４】さらに、コンバータ５とインバータ７から
なる変換部内の部品の故障時にも、部品の交換を行なう
ことが必要となる。しかしながら、このように構成され
た電力変換装置においては、上記のような点検時や故障
時の交換作業に伴なって、次のような種々の問題点があ
る。

【００１５】（ａ）図４に示すような無停電電源装置に
おいては、点検時または故障時には、装置の運転を停止
しなければならず、負荷９に給電を継続するためには、
停止した装置の容量増加分を並列母線８ａで分担しなけ
ればならない。従って、無停電電源装置２台による並列
冗長運転システムの場合では、冗長性がなくなってしま
う。

【００１６】（ｂ）図５に示すような無停電電源装置に
おいては、点検時または故障時には、装置の運転を停止
して、交流入力電源１から予備交流遮断器１３と交流出
力切換器１４を介して負荷９に給電を継続しながら行な
う。しかしながら、点検を行なっている場合に、交流入
力電源１にもし停電または瞬時電圧低下等の異常が発生
した時には、負荷９に給電することが不可能となる。

【００１７】（ｃ）点検のために装置の運転を停止して
も、装置の内部には交流入力電源１や並列母線８ａに接
続された活線部が残るので、点検・交換作業が行ない難
い。（ｄ）コンバータ５やインバータ７や冷却装置１１を構
成する一部の回路異常が発生した場合でも、装置全体を
故障停止して、点検や交換を行なわなければならない。

【００１８】さらに、上記のような点検時または故障時
の交換作業上の問題だけでなく、設備完成の後に、もし
負荷９の容量が１〜２割増えたような時には、さらに１
台の装置を追加するか、もしくはそれに見合った容量の
装置に取り替えなければならないという問題点がある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電力変換装置においては、点検時または故障時に装置の
運転を停止しなければならず給電を継続することができ
ないばかりでなく、設備容量の増加に対処することが難
しいという問題があった。

【００２０】本発明の目的は、冷却ファンや直流コンデ
ンサ等の点検時または故障時の交換作業を行なう時に
も、装置の運転を停止することなく給電を継続すること
ができ、また活線部による作業の制約もなく、安全でか
つ設備容量の増加を容易に行なうことが可能な電力変換
装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項１に係る発明では、交流電力を直流
電力に変換するコンバータ、およびこのコンバータで変
換された直流電力を交流電力に逆変換するインバータか
らなる変換部と、変換部を駆動する駆動回路と、変換部
から発生する熱を冷却する冷却装置と、変換部、および
外部装置との入出力回路を保護する保護回路と、入出力
を所望の電圧・電流波形となるように制御する制御回路
とから構成される電力変換装置において、変換部と駆動
回路を装置容量の複数（ｎ）分の１で構成する順変換お
よび逆変換機能を有する多機能ユニットを複数（ｎ）個
並列に接続し、多機能ユニットの内部に、変換部を保護
する第１の保護回路を各多機能ユニット毎に収納し、か
つ外部装置との入出力回路を保護する第２の保護回路と
上記制御回路を、各多機能ユニットに共通に一括して設
けて成る。

【００２２】また、請求項２に係る発明では、上記請求
項１に係る発明の電力変換装置において、第２の保護回
路に、各多機能ユニットがそれぞれ内蔵する第１の保護
回路のうちのある一つの第１の保護回路からの保護信号
に基づいて、他の残りの多機能ユニットを保護するか否
かの判定を行なう機能を付加して成る。

【００２３】さらに、請求項３に係る発明では、上記請
求項１に係る発明の電力変換装置において、各多機能ユ
ニットの駆動回路に、各多機能ユニット毎に運転／停止
を行なう機能を付加して成る。ここで、特に上記各多機
能ユニットを引き出し自在な構成とする。

【００２４】

【作用】従って、まず、請求項１に係る発明の電力変換
装置においては、装置を構成するコンバータとインバー
タからなる変換部と冷却装置と駆動回路と変換部を保護
する保護回路を、装置容量の複数（ｎ）分の１の複数の
多機能ユニットにすることにより、多機能ユニットに関
する故障時の交換作業を、装置の運転を停止せずに多機
能ユニット単位で行なうことができる。

【００２５】また、請求項２に係る発明の電力変換装置
においては、一つの多機能ユニット内で構成する部品の
異常時には、他の残りの多機能ユニットと関係するかし
ないかを判断し、他の残りの多機能ユニットを保護しな
くてもよいと判断したならば、異常な多機能ユニットの
みを故障停止させることより、装置全体を故障停止せず
に交換作業を行なうことができる。

【００２６】さらに、請求項３に係る発明の電力変換装
置においては、多機能ユニット単位で引き出しを行なう
ことより、多機能ユニット内の部品の点検時または故障
時の交換作業を、活線部無しで安易に行なうことができ
る。

【００２７】さらにまた、請求項４に係る発明の電力変
換装置においては、多機能ユニット単位で運転／停止を
行なうことより、点検時の交換作業を装置の運転を停止
せずに多機能ユニット単位で行なうことができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。（第１の実施例）図１は、請求項１に係る発明に対応す
る電力変換装置としてのインバータが組み込まれた無停
電電源装置の構成例を示すブロック図であり、図４およ
び図５と同一または対応する要素には同一符号を付して
示している。

【００２９】すなわち、図１において、主交流入力しゃ
断器３の負荷側には、電流検出器１６を介して、複数ｎ
（本例では３個）の多機能ユニット２１Ａ〜２１Ｃの接
続端子２５ａ〜２５ｃがそれぞれ並列に接続されてい
る。

【００３０】また、同様に、主直流入力しゃ断器４の負
荷には、電流検出器１７を介して、同じく３個の多機能
ユニット２１Ａ〜２１Ｃの接続端子２６ａ〜２６ｃがそ
れぞれ並列に接続されている。

【００３１】さらに、同様に、主交流出力しゃ断器８の
電源側にも、３個の多機能ユニット２１Ａ〜２１Ｃの接
続端子２８ａ〜２８ｃがそれぞれ並列に接続されてい
る。ここで、主交流入力しゃ断器３側に接続される接続
端子２５ａ〜２５ｃの通電容量は、主交流入力しゃ断器
３のほぼ３分の１としている。

【００３２】また、主直流入力しゃ断器４側の接続端子
２６ａ〜２６ｃの通電容量も、主直流入力しゃ断器４の
ほぼ３分の１、さらに主交流出力しゃ断器８側の接続端
子２８ａ〜２８ｃの通電容量も、主交流出力しゃ断器８
のほぼ３分の１とそれぞれしている。

【００３３】一方、上記接続端子２５ａ〜２５ｃ，２６
ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃは、断路端子となってい
る。また、これら接続端子のうち、多機能ユニット２１
Ａに接続される接続端子２５ａ，２６ａの負荷側と接続
端子２８ａの電源側には、断路部を介して、装置容量の
複数ｎ（本例では３）分の１の容量で内部用品を構成す
るコンバータ５Ａ、インバータ７Ａ、および直流コンデ
ンサ６Ａからなる変換部が接続されている。

【００３４】さらに、この装置容量の３分の１の容量で
構成される変換部を駆動する駆動回路１０Ａ、および冷
却する冷却装置１１Ａが、変換部と共に点線で示す多機
能ユニット２１Ａに組み込まれている。

【００３５】さらにまた、変換部および駆動回路１０Ａ
および冷却装置１１Ａの異常や故障を検出して保護動作
を行なう第１の保護回路２０Ａも組み込まれて、多機能
ユニット２１Ａを構成している。

【００３６】また、この多機能ユニット２１Ａには、駆
動回路１０Ａと外部の制御回路１２を接続する多芯コネ
クタが、接続端子２７ａの断路部を介して接続されてい
る。さらに、第１の保護回路２０Ａは、外部の装置との
入出力回路の保護、および複数ｎ（本例では３個）の多
機能ユニット２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの保護連動を行な
う第２の保護回路２２と、多芯コネクタで接続端子２９
ａの断路部を介して接続されている。

【００３７】なお、同様に、他の残りの２つの多機能ユ
ニット２１Ｂ，２１Ｃも、接続端子２５ｂ〜２９ｃを介
して接続されている。次に、図２は、図１に示す無停電
電源装置における多機能ユニット２１Ａの詳細な構成例
を示すブロック図である。なお、図１と同一の符号を付
したものは、それぞれ同一の要素を示している。

【００３８】すなわち、図２において、接続端子（交流
入力）２５ａの電圧／電流波形を整形する入力フィルタ
ー回路５１Ａ、およびコンバータ入力電流検出器５３Ａ
を介して、半導体素子で構成されるコンバータ回路５２
Ａにより、上記コンバータ５Ａを構成している。

【００３９】また、接続端子（交流出力）２８ａの電圧
波形を整形する出力フィルター回路７１Ａ、およびイン
バータ出力電流検出器７３Ａを介して、半導体素子で構
成されるインバータ回路７２Ａにより、上記インバータ
７Ａを構成している。

【００４０】さらに、コンバータ回路５２Ａ、およびイ
ンバータ回路７２Ａを構成する半導体素子を冷却する目
的で、冷却フィン１１１Ａと、この冷却フィン１１１Ａ
の強制風冷するための冷却ファン１１２Ａ，１１３Ａに
より、上記冷却装置１１Ａを構成している。

【００４１】一方、接続端子（直流入力）２６ａは、直
流入力電流検出器６１Ａを介して、コンバータ回路５２
Ａの出力と直流コンデンサ６Ａとインバータ回路７２Ａ
の入力の直流回路に接続される。

【００４２】また、図示はしていないが、冷却ファン１
１２Ａの異常による冷却フィンの温度高を検出した信
号、およびコンバータ入力電流検出器５３Ａ、インバー
タ出力電流検出器７３Ａ、および直流入力電流検出器６
１Ａの信号を、第１の保護回路２０Ａにそれぞれ入力し
て所定の設定値と比較する。

【００４３】さらに、駆動回路１０Ａ、並びに接続端子
（保護信号）２９ａを介して、外部に比較結果を送出す
る構成としている。次に、以上のように構成した本実施
例の無停電電源装置において、各多機能ユニット２１Ａ
〜２１Ｃのうち、ある一つの多機能ユニット（例えば２
１Ａ）が異常になった際の、点検および部品の交換を行
なう場合の手順について説明する。

【００４４】いま、図１に示すような無停電電源装置が
運転中に、冷却装置１１Ａの異常（例えば図２に示す冷
却ファン１１３Ａの回転停止）が発生したとする。この
場合、負荷９の容量は、無停電電源装置の出力容量の１
／２であるものとする。

【００４５】すると、多機能ユニット２１Ａ内部の冷却
装置１１Ａの異常が第１の保護回路２０Ａで検出され、
この検出した保護信号が、駆動回路１０Ａ、および多機
能ユニット２１Ａ外の第２の保護回路２２にそれぞれ送
出される。

【００４６】これにより、駆動回路１０Ａでは、コンバ
ータ５Ａ、およびインバータ７Ａを故障停止するように
ゲートブロック信号が出される。そして、このゲートブ
ロック信号により、図２に示すコンバータ回路５２Ａ、
およびインバータ回路７２Ａの半導体素子は、その通電
電流がしゃ断される。また、負荷９に対しては、他の残
りの多機能ユニット２１Ｂ，２１Ｃにて、電力の供給が
継続される。

【００４７】一方、第２の保護回路２２では、多機能ユ
ニット２１Ａの第１の保護回路２０Ａからの保護信号を
受けて、人間系に異常が（例えばアラームや故障表示等
で）知らされる。

【００４８】これにより、点検員は、多機能ユニット２
１Ａ内の冷却用ファン１１３Ａの異常であるとわかり、
多機能ユニット２１Ａを、各接続端子２５ａ〜２９ａに
て他の残りの多機能ユニット２１Ｂ，２１Ｃより分離す
る。そして、多機能ユニット２１Ａ内の冷却ファン１１
３Ａを交換する。

【００４９】その後、冷却ファン１１３Ａの交換が完了
したならば、多機能ユニット２１Ａを、各接続端子２５
ａ〜２９ａにて他の残りの多機能ユニット２１Ｂ，２１
Ｃに接続し、通常運転状態に戻る。

【００５０】このことにより、多機能ユニット２１Ａの
冷却ファン１１３Ａの故障時においても、負荷９への給
電を停止しないで、交換を行なうことができる。上述し
たように、本実施例では、交流電力を直流電力に変換す
るコンバータ５、およびこのコンバータ５で変換された
直流電圧を平滑にする直流コンデンサ６、コンバータ５
で変換された直流電力、または蓄電池２からの直流電力
を交流電力に逆変換するインバータ７からなる変換部
と、変換部を駆動する駆動回路１０と、変換部から発生
する熱を冷却する冷却装置１１と、変換部、および外部
装置との入出力回路を保護する保護回路１９と、入出力
を所望の電圧・電流波形となるように制御する制御回路
１２とから構成される電力変換装置において、変換部と
駆動回路１０と冷却装置１１とを装置容量の３分の１で
構成する順変換および逆変換機能を有する多機能ユニッ
ト２１を３個（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）並列に接続
し、この多機能ユニット２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの内部
に、変換部を保護する第１の保護回路２０Ａ，２１Ｂ，
２１Ｃを各多機能ユニット毎に収納し、かつ外部装置と
の入出力回路を保護する第２の保護回路２２と上記制御
回路１２を、各多機能ユニット２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ
に共通に一括して設けるようにしたものである。

【００５１】従って、コンバータ５と直流コンデンサ６
とインバータ７からなる変換部と、駆動回路１０を、装
置容量の３分の１の３個の多機能ユニット２１Ａ，２１
Ｂ，２１Ｃにし、この多機能ユニット２１Ａ，２１Ｂ，
２１Ｃの内部に、変換部を保護する第１の保護回路２０
Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを収納する構成とし、第２の保護回
路２２と制御回路１２を、各多機能ユニット２１Ａ，２
１Ｂ，２１Ｃに共通に一括して設けているため、冷却用
ファンや直流コンデンサ６等の点検時または故障時の交
換を行なう時にも、装置の運転を停止することなく負荷
９への給電を継続することができ、また活線部による作
業の制約もなく、安全でかつ設備容量の増加を容易に行
なうことが可能となる。

【００５２】（第２の実施例）次に、請求項２に係る発
明に対応する電力変換装置としての無停電電源装置は、
前記多機能ユニット２１Ａの異常時に、無停電電源装置
の負荷９の負荷電流を電流検出器１８で検出し、第２の
保護回路２２内の特に詳細は説明しない判断機能によ
り、負荷９の電流と多機能ユニット２１Ａ，２１Ｂ，２
１Ｃの運転台数とを確認することで、他の残りの多機能
ユニット２１Ｂ，２１Ｃの電源容量で給電不可能であれ
ば、多機能ユニット２１Ｂ，２１Ｃも停止させる保護信
号２９ａを制御回路１２に送出するようにしている。さ
らに、これと連動して主交流出力しゃ断器８をオフさせ
ることにより、負荷９に対しては、並列母線８ａに接続
される他の無停電電源装置から給電するようにしてい
る。

【００５３】また、他の残りの多機能ユニット２１Ｂ，
２１Ｃの電源容量で給電可能であれば、前述したよう
に、多機能ユニット２１Ａのみを故障停止させるように
している。

【００５４】かかる構成の無停電電源装置においては、
前記第１の実施例の場合と同様の作用効果が得られる
他、一つの多機能ユニット２１Ａ内で構成する部品の異
常時には、他の残りの多機能ユニット２１Ｂ，２１Ｃと
関係するかしないかを判断し、その結果他の残りの多機
能ユニット２１Ｂ，２１Ｃを保護しなくてもよいと判断
したならば、異常な多機能ユニット２１Ａのみを故障停
止させることができる。

【００５５】これにより、装置全体を故障停止せずに交
換作業を行なうことが可能となる。（第３の実施例）図３は、請求項４に係る発明に対応す
る電力変換装置としてのインバータが組み込まれた無停
電電源装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同
一または対応する要素には同一符号を付して示してい
る。なお、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図、
図３（ｃ）は平面図、図３（ｄ）は背面図をそれぞれ示
している。

【００５６】すなわち、図３において、２１３ａ，２１
４ａは強制風冷構成の排気口、１１２Ａ，１１３Ａは吸
気口および冷却ファンである。また、２１１ａ，２１２
ａは多機能ユニット２１Ａを引き出す際に使用する引き
出しハンドルである。

【００５７】一方、多機能ユニット２１Ａの背面側に
は、接続端子（交流入力）２５ａ、（直流入力）２６
ａ、（交流出力）２８ａが設けてある。図３（ｅ）に、
無停電電源装置全体の構成図を示す。

【００５８】また、多機能ユニット２１Ａの正面側に
は、接続端子（制御信号）２７ａ、（保護信号）２８ａ
が設けてある。そして、この多機能ユニット２１Ａ、お
よび同様な構成の多機能ユニット２１Ｂ，２１Ｃ３個
を、キュービクル２５０に重ねて構成する。

【００５９】さらに、各多機能ユニット２１Ａ〜２１Ｃ
間の並列接続は、キュービクル２５０の背面側で行な
う。かかる構成の無停電電源装置においては、前記第１
の実施例の場合と同様の作用効果が得られる他、多機能
ユニット２１Ａを点検する際には、キュービクル２５０
から引き出して行なうことができ、活線部はキュービク
ル２５０の背面側のみとなることにより、多機能ユニッ
ト２１Ａ内の部品の点検時または故障時の交換作業を、
活線部無しで安易に行なうことが可能となる。

【００６０】（第４の実施例）次に、請求項３に係る発
明に対応する電力変換装置としての無停電電源装置は、
前記駆動回路１０Ａ内に、多機能ユニット２１Ａ，２１
Ｂ，２１Ｃ毎に運転／停止を行なう機能を付加した構成
としている。

【００６１】かかる構成の無停電電源装置においては、
点検を行なう際に、任意の多機能ユニット２１Ａ，２１
Ｂ，２１Ｃのみを運転停止することができる。これによ
り、装置の運転を停止することなく、多機能ユニット２
１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ単位で点検および交換を行なうこ
とが可能となる。

【００６２】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、次のようにしても同様に実施できるもので
ある。（ａ）上記各実施例では、本発明を無停電電源装置に適
用する場合について説明したが、何らこれに限定される
ものではなく、例えば可変電圧変変周波数電源について
も、本発明を同様に適用して前述の場合と同様の効果が
得られるものである。

【００６３】（ｂ）上記各実施例では、コンバータとイ
ンバータとを組み合せた多機能ユニットの場合について
説明したが、何らこれに限定されるものではなく、コン
バータとインバータが別のユニットの場合についても、
本発明を同様に適用して前述の場合と同様の効果が得ら
れるものである。

【００６４】（ｃ）上記実施例では、三相３線の多機能
ユニットの場合について説明したが、何らこれに限定さ
れるものではなく、単相の場合についても、本発明を同
様に適用して前述の場合と同様の効果が得られるもので
ある。

【００６５】（ｄ）上記実施例では、多機能ユニットの
故障を冷却ファンの故障の場合について説明したが、他
の部品の故障（例えば出側の過電流）の場合についてで
もよく、第１の保護回路は、冷却ファン異常や過電流検
出に何ら限定されるものではない。

【００６６】（ｅ）上記第１の実施例において、当初の
計画では多機能ユニットが２個で、負荷９の容量に対し
て十分な場合には、まず２個の多機能ユニット２１Ａ，
２１Ｂのみを取り付けておき、設置後に負荷９の容量が
増えた時点で、多機能ユニットを１個（２１Ｃ）を追加
することより、容易に負荷９の増加に対応することが可
能となる。

【００６７】また、逆に、上記のケースにおいて、当初
から多機能ユニットを３個（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）
取り付けておき、負荷９の容量が少ない間は多機能ユニ
ットの運転を１個（２１Ｃ）停止しておく。そして、負
荷９の運用方法で一時的に負荷９の容量が増加する時に
は、多機能ユニット２１Ｃを運転して、３個の多機能ユ
ニット２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃで負荷９の増加に対応す
ることが可能となる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、交
流電力を直流電力に変換するコンバータ、およびこのコ
ンバータで変換された直流電力を交流電力に逆変換する
インバータからなる変換部と、変換部を駆動する駆動回
路と、変換部から発生する熱を冷却する冷却装置と、変
換部、および外部装置との入出力回路を保護する保護回
路と、入出力を所望の電圧・電流波形となるように制御
する制御回路とから構成される電力変換装置において、
変換部と駆動回路を装置容量の複数（ｎ）分の１で構成
する順変換および逆変換機能を有する多機能ユニットを
複数（ｎ）個並列に接続し、多機能ユニットの内部に、
変換部を保護する第１の保護回路を各多機能ユニット毎
に収納し、かつ外部装置との入出力回路を保護する第２
の保護回路と上記制御回路を、各多機能ユニットに共通
に一括して設け、また必要に応じて、第２の保護回路
に、各多機能ユニットがそれぞれ内蔵する第１の保護回
路のうちのある一つの第１の保護回路からの保護信号に
基づいて、他の残りの多機能ユニットを保護するか否か
の判定を行なう機能を付加し、さらに必要に応じて、各
多機能ユニットの駆動回路に、各多機能ユニット毎に運
転／停止を行なう機能を付加し、さらにまた必要に応じ
て、各多機能ユニットを引き出し自在な構成とするよう
にしたので、冷却ファンや直流コンデンサ等の点検時ま
たは故障時の交換作業を行なう時にも、装置の運転を停
止することなく給電を継続することができ、また活線部
による作業の制約もなく、安全でかつ設備容量の増加を
容易に行なうことが可能な電力変換装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る発明に対応する電力変換装置の
第１の実施例を示すブロック図。

【図２】同第１の実施例の電力変換装置における多機能
ユニットの詳細な構成例を示すブロック図図。

【図３】請求項４に係る発明に対応する電力変換装置の
第３の実施例を示すブロック図。

【図４】従来の電力変換装置の一構成例を示すブロック
図。

【図５】従来の電力変換装置の他の構成例を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１…交流入力電源、１ａ…交流入力電圧、２…蓄電池、２ａ…直流入力電圧、３…主交流入力遮断器、４…主直流入力遮断器、５，５Ａ…コンバータ、６，６Ａ…直流コンデンサ、７，７Ａ…インバータ、８…主交流出力遮断器、８ａ…並列母線、９…負荷、１０，１０Ａ…駆動回路、１１，１１Ａ…冷却装置、１２…制御回路、１３…予備交流入力遮断器、１４…交流出力切換器、１５…サイリスタスイッチ、１６，１７，１８…電流検出器、１９…保護回路、２０Ａ…第１の保護回路、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…多機能ユニット、２２…第２の保護回路、２５ａ〜２５ｃ，２６ａ〜２６ｃ，２７ａ〜２７ｃ，２
８ａ〜２８ｃ…接続端子、２９ａ…保護信号、２１３ａ，２１４ａ…排気口、１１２Ａ，１１３Ａ…吸気口および冷却ファン、２１１ａ，２１２ａ…引き出しハンドル、２５０…キュービクル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｍ 7/155 Ｇ 9472−5Ｈ 7/48 Ｍ 9181−5Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電力を直流電力に変換するコンバー
タ、およびこのコンバータで変換された直流電力を交流
電力に逆変換するインバータからなる変換部と、前記変
換部を駆動する駆動回路と、前記変換部から発生する熱
を冷却する冷却装置と、前記変換部、および外部装置と
の入出力回路を保護する保護回路と、入出力を所望の電
圧・電流波形となるように制御する制御回路とから構成
される電力変換装置において、前記変換部と前記駆動回路を装置容量の複数（ｎ）分の
１で構成する順変換および逆変換機能を有する多機能ユ
ニットを複数（ｎ）個並列に接続し、前記多機能ユニットの内部に、前記変換部を保護する第
１の保護回路を前記各多機能ユニット毎に収納し、かつ前記外部装置との入出力回路を保護する第２の保護
回路と前記制御回路を、前記各多機能ユニットに共通に
一括して設けて成ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】前記請求項１に記載の電力変換装置にお
いて、前記第２の保護回路に、前記各多機能ユニットがそれぞ
れ内蔵する第１の保護回路のうちのある一つの第１の保
護回路からの保護信号に基づいて、他の残りの多機能ユ
ニットを保護するか否かの判定を行なう機能を付加して
成ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】前記請求項１に記載の電力変換装置にお
いて、前記各多機能ユニットの駆動回路に、前記各多機能ユニ
ット毎に運転／停止を行なう機能を付加して成ることを
特徴とする電力変換装置。
【請求項４】前記各多機能ユニットを引き出し自在な
構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
ずれか１項に記載の電力変換装置。