JPH09247952A - 無停電運転方法及び電源装置 - Google Patents
無停電運転方法及び電源装置Info
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- JPH09247952A JPH09247952A JP8047156A JP4715696A JPH09247952A JP H09247952 A JPH09247952 A JP H09247952A JP 8047156 A JP8047156 A JP 8047156A JP 4715696 A JP4715696 A JP 4715696A JP H09247952 A JPH09247952 A JP H09247952A
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- input
- power supply
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータ給電時には周波数精度が高く、バ
イパス給電中にはバイパス電源周波数がインバータの周
波数同期範囲を外れた場合にも無瞬断でバイパスからイ
ンバータへの切換えが可能なＵＰＳを提供する。 【解決手段】 順変換器３、蓄電池４、インバータ５及
び交流入力電圧を直接出力するバイパス回路７、８を備
え、負荷９への給電状態をインバータ給電とバイパス給
電との間で切換える無停電電源装置において、バイパス
電源とインバータとの同期範囲を２つ用意して、インバ
ータ給電中は狭い方の同期範囲にし、バイパス給電中は
広い方の同期範囲に設定する。 【効果】 バイパス給電中に交流電源の周波数が大きく
ずれた場合にも同期の可能性が高くなり、インバータ給
電に戻すことができる。
イパス給電中にはバイパス電源周波数がインバータの周
波数同期範囲を外れた場合にも無瞬断でバイパスからイ
ンバータへの切換えが可能なＵＰＳを提供する。 【解決手段】 順変換器３、蓄電池４、インバータ５及
び交流入力電圧を直接出力するバイパス回路７、８を備
え、負荷９への給電状態をインバータ給電とバイパス給
電との間で切換える無停電電源装置において、バイパス
電源とインバータとの同期範囲を２つ用意して、インバ
ータ給電中は狭い方の同期範囲にし、バイパス給電中は
広い方の同期範囲に設定する。 【効果】 バイパス給電中に交流電源の周波数が大きく
ずれた場合にも同期の可能性が高くなり、インバータ給
電に戻すことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無停電電源装置及
び運転方法に係り、特にインバータ系とバイパス回路
（直送回路）系との切換性能に優れた無停電電源装置及
び運転方法に関する。
び運転方法に係り、特にインバータ系とバイパス回路
（直送回路）系との切換性能に優れた無停電電源装置及
び運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無停電電源装置（ＵＰＳ）は、コンピュ
ータなどの負荷装置へ、安定した電圧で、且つ安定した
周波数の電力を供給することが目的である。このためＵ
ＰＳは、定電圧定周波電源装置（ＣＶＣＦ）とも呼ばれ
ており、出力周波数は定格周波数一定で運転されるのが
理想的である。
ータなどの負荷装置へ、安定した電圧で、且つ安定した
周波数の電力を供給することが目的である。このためＵ
ＰＳは、定電圧定周波電源装置（ＣＶＣＦ）とも呼ばれ
ており、出力周波数は定格周波数一定で運転されるのが
理想的である。
【０００３】一方、電気書院出版の「無停電電源装置
（ＵＰＳ）導入実践ガイド」にあるように信頼性を上げ
るために、バイパス回路（直送回路）を設けて、無瞬断
でインバータからバイパスへ、または無瞬断でバイパス
からインバータへ切換えられる機能を備えているのが一
般的であるが、そのためにはバイパス電源とインバータ
出力とを同期制御する必要がある。即ち、バイパス電源
の周波数が変化すると、インバータ出力の周波数もそれ
に合わせて変化させ、バイパス電源とインバータ出力が
同期した状態に保つようにしている。ＵＰＳ本来の目的
である一定周波数を供給するということと、バイパスと
同期をとるためにインバータの周波数同期範囲を比較的
狭い範囲（例えば、定格周波数±１％）以内に制限して
いる。
（ＵＰＳ）導入実践ガイド」にあるように信頼性を上げ
るために、バイパス回路（直送回路）を設けて、無瞬断
でインバータからバイパスへ、または無瞬断でバイパス
からインバータへ切換えられる機能を備えているのが一
般的であるが、そのためにはバイパス電源とインバータ
出力とを同期制御する必要がある。即ち、バイパス電源
の周波数が変化すると、インバータ出力の周波数もそれ
に合わせて変化させ、バイパス電源とインバータ出力が
同期した状態に保つようにしている。ＵＰＳ本来の目的
である一定周波数を供給するということと、バイパスと
同期をとるためにインバータの周波数同期範囲を比較的
狭い範囲（例えば、定格周波数±１％）以内に制限して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、イ
ンバータの周波数同期範囲を比較的狭い範囲（例えば、
定格周波数±１％）以内に制限しているので、バイパス
電源周波数がインバータの周波数同期範囲を外れた場合
（例えば、定格周波数±２％）には、無瞬断でインバー
タとバイパスとの間の切換えができないという問題があ
った。上記「無停電電源装置（ＵＰＳ）導入実践ガイ
ド」に記載されるように、バイパス回路を備えるＵＰＳ
では一般に、負荷の始動突入電流などで、過電流が発生
したら、インバータ系からこれに比べて過電流耐量が大
きいバイパス系へ自動切り換えし、バイパス電源から過
電流供給を行い、電流が正常に戻ったら再びインバータ
系へ自動切換えを行う（オートリターン）ことにより、
異常な過電流が発生しても負荷システムへ電力供給を続
けることができるようになっている。このようなＵＳＰ
において、過電流が発生してバイパス系へ自動切換えし
た後に、バイパス系の周波数がインバータの周波数同期
範囲から外れてしまった場合、バイパス系からインバー
タ系へオートリターンすることができない。また手動操
作の場合、インバータ系からバイパス系へ無瞬断切換え
して保守点検などを実施した後、再びインバータ系に戻
そうとしたときにバイパス電源の周波数が周波数同期範
囲から外れてしまった場合には、インバータ系へ無瞬断
切換えすることができない。
ンバータの周波数同期範囲を比較的狭い範囲（例えば、
定格周波数±１％）以内に制限しているので、バイパス
電源周波数がインバータの周波数同期範囲を外れた場合
（例えば、定格周波数±２％）には、無瞬断でインバー
タとバイパスとの間の切換えができないという問題があ
った。上記「無停電電源装置（ＵＰＳ）導入実践ガイ
ド」に記載されるように、バイパス回路を備えるＵＰＳ
では一般に、負荷の始動突入電流などで、過電流が発生
したら、インバータ系からこれに比べて過電流耐量が大
きいバイパス系へ自動切り換えし、バイパス電源から過
電流供給を行い、電流が正常に戻ったら再びインバータ
系へ自動切換えを行う（オートリターン）ことにより、
異常な過電流が発生しても負荷システムへ電力供給を続
けることができるようになっている。このようなＵＳＰ
において、過電流が発生してバイパス系へ自動切換えし
た後に、バイパス系の周波数がインバータの周波数同期
範囲から外れてしまった場合、バイパス系からインバー
タ系へオートリターンすることができない。また手動操
作の場合、インバータ系からバイパス系へ無瞬断切換え
して保守点検などを実施した後、再びインバータ系に戻
そうとしたときにバイパス電源の周波数が周波数同期範
囲から外れてしまった場合には、インバータ系へ無瞬断
切換えすることができない。
【０００５】バイパス給電中にバイパス電源周波数がイ
ンバータの周波数同期範囲を外れた場合、インバータが
健全であるにもかかわらずインバータへ戻すことができ
ず、そのまま周波数のずれたバイパス電源での電力供給
を継続せざるを得ない。この状態で、もし停電が発生す
れば負荷への電力供給は途切れてしまう。従って、負荷
装置に対しては、周波数精度も悪く停電バックアップも
できない質の悪い電力を供給し続けなければならないと
いう問題がある。
ンバータの周波数同期範囲を外れた場合、インバータが
健全であるにもかかわらずインバータへ戻すことができ
ず、そのまま周波数のずれたバイパス電源での電力供給
を継続せざるを得ない。この状態で、もし停電が発生す
れば負荷への電力供給は途切れてしまう。従って、負荷
装置に対しては、周波数精度も悪く停電バックアップも
できない質の悪い電力を供給し続けなければならないと
いう問題がある。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決することであり、インバータ系による給電時には周
波数精度が高く、バイパス系による給電中には、バイパ
ス電源周波数がインバータの周波数同期範囲を外れた場
合にも、無瞬断でバイパスからインバータへ切り換える
ことが可能なＵＰＳ及びその運転方法を提供することに
ある。
解決することであり、インバータ系による給電時には周
波数精度が高く、バイパス系による給電中には、バイパ
ス電源周波数がインバータの周波数同期範囲を外れた場
合にも、無瞬断でバイパスからインバータへ切り換える
ことが可能なＵＰＳ及びその運転方法を提供することに
ある。
【０００７】ところで、ＵＰＳの入力電源は商用電源と
自家発電機との切換えシステムになる場合が多い。一般
に商用電源は周波数精度が高く、自家発電機は周波数精
度が低い。インバータの周波数同期範囲を狭く（例え
ば、定格周波数±１％）しておくと商用電源から受電し
ているときは同期できるが、自家発電機から受電してい
るときは同期できないという問題が生じる。バイパス回
路を設けたＵＰＳにおいて高い信頼性を確保するために
は、上記のようにインバータ系がバイパス系と同期して
いることが必要であり、非同期状態が長く続くことは問
題である。
自家発電機との切換えシステムになる場合が多い。一般
に商用電源は周波数精度が高く、自家発電機は周波数精
度が低い。インバータの周波数同期範囲を狭く（例え
ば、定格周波数±１％）しておくと商用電源から受電し
ているときは同期できるが、自家発電機から受電してい
るときは同期できないという問題が生じる。バイパス回
路を設けたＵＰＳにおいて高い信頼性を確保するために
は、上記のようにインバータ系がバイパス系と同期して
いることが必要であり、非同期状態が長く続くことは問
題である。
【０００８】本発明の目的は、平時の商用電源からの受
電時には周波数精度が高く、自家発電機運転中という特
定の期間では無瞬断でバイパスからインバータへの切り
換えが可能であり、信頼性に優れた商用電源−自家発電
機切換型のＵＰＳ及び運転方法を提供することにある。
電時には周波数精度が高く、自家発電機運転中という特
定の期間では無瞬断でバイパスからインバータへの切り
換えが可能であり、信頼性に優れた商用電源−自家発電
機切換型のＵＰＳ及び運転方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明では通常運転時等でのインバータ系による給
電中におけるインバータの周波数同期範囲に比べ、バッ
クアップ運転時等でのバイパス系による給電中における
インバータの周波数同期範囲を広くした。また、自家発
電機からＵＰＳへの受電時には、平時の商用電源からの
受電時におけるインバータの周波数同期範囲よりも、同
期範囲を広くした。
め、本発明では通常運転時等でのインバータ系による給
電中におけるインバータの周波数同期範囲に比べ、バッ
クアップ運転時等でのバイパス系による給電中における
インバータの周波数同期範囲を広くした。また、自家発
電機からＵＰＳへの受電時には、平時の商用電源からの
受電時におけるインバータの周波数同期範囲よりも、同
期範囲を広くした。
【００１０】バイパス系による給電中にバイパス電源周
波数が、通常のインバータの周波数同期範囲（例えば、
定格周波数±１％）から外れても、バイパス給電中専用
の広いインバータの周波数同期範囲（例えば、定格周波
数±５％）に入っていれば、無瞬断でバイパスからイン
バータへ切換えることができる。また、通常（インバー
タ給電又は交流電源給電）は高い周波数精度（例えば、
定格周波数±１％）の電力を供給し、自家発電機運転中
という緊急の場合に限り周波数精度を少し落とす（例え
ば、定格周波数±５％）ことにより、自家発電機と非同
期状態になることを回避して、システムの信頼性を上げ
ることができる。
波数が、通常のインバータの周波数同期範囲（例えば、
定格周波数±１％）から外れても、バイパス給電中専用
の広いインバータの周波数同期範囲（例えば、定格周波
数±５％）に入っていれば、無瞬断でバイパスからイン
バータへ切換えることができる。また、通常（インバー
タ給電又は交流電源給電）は高い周波数精度（例えば、
定格周波数±１％）の電力を供給し、自家発電機運転中
という緊急の場合に限り周波数精度を少し落とす（例え
ば、定格周波数±５％）ことにより、自家発電機と非同
期状態になることを回避して、システムの信頼性を上げ
ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のＵＰＳの一実施の形態を
図１を用いて説明する。交流電源２（これは例えば通常
運転時の電源）からの交流電力を順変換器３で直流に変
換する。順変換器３は、その直流出力で蓄電池４を充電
すると共にインバータ５へ直流電力を供給する。インバ
ータ５は、順変換器３又は蓄電池４からの直流を交流に
変換する。インバータの交流出力は、開閉器６を介して
負荷装置９へ供給される。一方、交流電源１（これは例
えば交流電源２の停電やインバータ事故等でのバックア
ップ電源）は、開閉器７とサイリスタスイッチ８との並
列回路を介して負荷装置９へ接続され、交流電源１から
直接負荷装置９へ電力を供給する回路（バイパス回路）
を備えている。ここで、バイパスとは、インバータを経
由しないでとの意味であり、直送と同義である。バイパ
ス切換制御回路１０はインバータ給電とバイパス給電の
切換制御を行うもので、開閉器６、７とサイリスタ８へ
オン・オフ信号を与えると共に、アナログスイッチ２１
へバイパス給電状態信号を与える。ここで、開閉器７に
並列にサイリスタスイッチ８を設けたのは円滑且つ切換
えのためである。即ち開閉器７は急激なＯＮ／ＯＦＦは
不可能である故に、過度的な無停電をなくするために、
先ず高速切換えが可能なサイリスタ８をＯＮ又はＯＦＦ
し、ある時間遅れで開閉器７を確実にＯＮ又はＯＦＦに
するやり方をとった。
図１を用いて説明する。交流電源２（これは例えば通常
運転時の電源）からの交流電力を順変換器３で直流に変
換する。順変換器３は、その直流出力で蓄電池４を充電
すると共にインバータ５へ直流電力を供給する。インバ
ータ５は、順変換器３又は蓄電池４からの直流を交流に
変換する。インバータの交流出力は、開閉器６を介して
負荷装置９へ供給される。一方、交流電源１（これは例
えば交流電源２の停電やインバータ事故等でのバックア
ップ電源）は、開閉器７とサイリスタスイッチ８との並
列回路を介して負荷装置９へ接続され、交流電源１から
直接負荷装置９へ電力を供給する回路（バイパス回路）
を備えている。ここで、バイパスとは、インバータを経
由しないでとの意味であり、直送と同義である。バイパ
ス切換制御回路１０はインバータ給電とバイパス給電の
切換制御を行うもので、開閉器６、７とサイリスタ８へ
オン・オフ信号を与えると共に、アナログスイッチ２１
へバイパス給電状態信号を与える。ここで、開閉器７に
並列にサイリスタスイッチ８を設けたのは円滑且つ切換
えのためである。即ち開閉器７は急激なＯＮ／ＯＦＦは
不可能である故に、過度的な無停電をなくするために、
先ず高速切換えが可能なサイリスタ８をＯＮ又はＯＦＦ
し、ある時間遅れで開閉器７を確実にＯＮ又はＯＦＦに
するやり方をとった。
【００１２】更に、零点検出回路１１、１２、位相比較
器１３、リミッタ２４、ＶＣＯ２２、基準正弦波発生器
２３とでＰＬＬ回路が構成される。このＰＬＬ回路は、
交流入力の位相と基準周波数の位相とを合わせる（同期
をとる）ように働く。ＰＬＬ回路の個々について以下述
べる。零点検出回路１１は、バイパスの交流電源１の電
圧を入力して、その零点（ゼロクロス点）を検出する。
同様に、零点検出回路１２は、インバータ５の出力電圧
の基準となる基準正弦波発生器２３の出力を入力して、
その零点（ゼロクロス点）を検出する。位相比較器１３
は零点検出回路１１の出力位相と零点検出回路１２の出
力位相とを比較して位相差に比例した電圧を出力する。
その出力は、演算増幅器１４と抵抗器１５、１６とツェ
ナーダイオード１７〜２０とアナログスイッチ２１とで
構成されるリミッタ回路２４によってある電圧範囲に制
限される。ＶＣＯ（電圧制御発振器）２２は、先のリミ
ッタ回路２４の出力を入力してそれに比例した周波数の
信号を出力する。基準正弦波発生器２３は、ＶＣＯ２２
の出力信号に同期した基準正弦波を出力する。この出力
の基準正弦波をもとにインバータ５は制御される。
器１３、リミッタ２４、ＶＣＯ２２、基準正弦波発生器
２３とでＰＬＬ回路が構成される。このＰＬＬ回路は、
交流入力の位相と基準周波数の位相とを合わせる（同期
をとる）ように働く。ＰＬＬ回路の個々について以下述
べる。零点検出回路１１は、バイパスの交流電源１の電
圧を入力して、その零点（ゼロクロス点）を検出する。
同様に、零点検出回路１２は、インバータ５の出力電圧
の基準となる基準正弦波発生器２３の出力を入力して、
その零点（ゼロクロス点）を検出する。位相比較器１３
は零点検出回路１１の出力位相と零点検出回路１２の出
力位相とを比較して位相差に比例した電圧を出力する。
その出力は、演算増幅器１４と抵抗器１５、１６とツェ
ナーダイオード１７〜２０とアナログスイッチ２１とで
構成されるリミッタ回路２４によってある電圧範囲に制
限される。ＶＣＯ（電圧制御発振器）２２は、先のリミ
ッタ回路２４の出力を入力してそれに比例した周波数の
信号を出力する。基準正弦波発生器２３は、ＶＣＯ２２
の出力信号に同期した基準正弦波を出力する。この出力
の基準正弦波をもとにインバータ５は制御される。
【００１３】以上の構成のＰＬＬ回路（位相同期回路）
によって、リミッタ回路２４がリミッタ動作しない範囲
（制限電圧以下のリミッタ回路への入力値の時）におい
てはインバータ５はバイパスの交流電源１に同期して運
転する。バイパスの交流電源１の周波数が大きくずれる
と位相比較器１３の出力が大きくなるが、その後段のリ
ミッタ回路２４によってＶＣＯ２２へ伝わる電圧は制限
される。従って、この場合はインバータ５とバイパスの
交流電源１とは同期できずに非同期で運転する。リミッ
タ回路２４の制限幅（制限電圧）によってインバータ５
の同期範囲が決まることになる。
によって、リミッタ回路２４がリミッタ動作しない範囲
（制限電圧以下のリミッタ回路への入力値の時）におい
てはインバータ５はバイパスの交流電源１に同期して運
転する。バイパスの交流電源１の周波数が大きくずれる
と位相比較器１３の出力が大きくなるが、その後段のリ
ミッタ回路２４によってＶＣＯ２２へ伝わる電圧は制限
される。従って、この場合はインバータ５とバイパスの
交流電源１とは同期できずに非同期で運転する。リミッ
タ回路２４の制限幅（制限電圧）によってインバータ５
の同期範囲が決まることになる。
【００１４】アナログスイッチ２１はバイパス切換制御
回路１０からのバイパス給電状態信号が来るとオフす
る。すると、リミッタ回路２４の出力はツェナーダイオ
ード１９、２０できまるリミッタ電圧（これをＶ2とす
る）に制限される。アナログスイッチ２１はバイパス切
換制御回路１０からのバイパス給電状態信号が来ないと
オンし、リミッタ回路２４の出力はツェナーダイオード
１７、１８できまるリミッタ電圧（これをＶ1とする）
に制限される。但し、｜Ｖ1｜＜｜Ｖ2｜である。インバ
ータ給電時は、アナログスイッチ２１がオンし、リミッ
タ回路２４の出力は±Ｖ1に制限され、インバータ５の
周波数同期範囲は狭くなる。そして、バイパス給電時
は、アナログスイッチ２１がオフし、リミッタ回路２４
の出力は±Ｖ2（＞Ｖ1）に制限され、インバータ５の周
波数同期範囲は広くなる。
回路１０からのバイパス給電状態信号が来るとオフす
る。すると、リミッタ回路２４の出力はツェナーダイオ
ード１９、２０できまるリミッタ電圧（これをＶ2とす
る）に制限される。アナログスイッチ２１はバイパス切
換制御回路１０からのバイパス給電状態信号が来ないと
オンし、リミッタ回路２４の出力はツェナーダイオード
１７、１８できまるリミッタ電圧（これをＶ1とする）
に制限される。但し、｜Ｖ1｜＜｜Ｖ2｜である。インバ
ータ給電時は、アナログスイッチ２１がオンし、リミッ
タ回路２４の出力は±Ｖ1に制限され、インバータ５の
周波数同期範囲は狭くなる。そして、バイパス給電時
は、アナログスイッチ２１がオフし、リミッタ回路２４
の出力は±Ｖ2（＞Ｖ1）に制限され、インバータ５の周
波数同期範囲は広くなる。
【００１５】ＵＰＳは、通常の運転では開閉器６がオ
ン、開閉器７とサイリスタスイッチ８がオフしていてイ
ンバータ５から負荷装置９へ電力を供給している。同期
状態であれば、順変換器３やインバータ５が故障したと
き、あるいは出力過電流になったとき、あるいは保守点
検時にサイリスタスイッチ８と開閉器７をオンし同時に
開閉器６をオフすることによって無瞬断でインバータ５
からバイパス回路へ切換えることができる。また、故障
復旧後、あるいは出力過電流状態から定格電流以下に戻
ったとき、あるいは保守点検終了時には同期状態であれ
ば開閉器６をオンすると同時サイリスタスイッチ８と開
閉器７をオフすることによって無瞬断でバイパス回路か
らインバータ５へ切り換えることができる。ＵＰＳにと
ってインバータ給電中は、電圧と周波数の安定した電力
を負荷へ供給することが第１使命であり、出力周波数の
精度を上げるためにインバータの周波数同期範囲は狭く
している。一方、バイパス給電中はいち早くインバータ
給電に戻すことが要求される。本実施の形態によれば、
バイパス給電中は、インバータ５の周波数同期範囲が広
いので無瞬断切換えがしやすい状態にすることができ
る。
ン、開閉器７とサイリスタスイッチ８がオフしていてイ
ンバータ５から負荷装置９へ電力を供給している。同期
状態であれば、順変換器３やインバータ５が故障したと
き、あるいは出力過電流になったとき、あるいは保守点
検時にサイリスタスイッチ８と開閉器７をオンし同時に
開閉器６をオフすることによって無瞬断でインバータ５
からバイパス回路へ切換えることができる。また、故障
復旧後、あるいは出力過電流状態から定格電流以下に戻
ったとき、あるいは保守点検終了時には同期状態であれ
ば開閉器６をオンすると同時サイリスタスイッチ８と開
閉器７をオフすることによって無瞬断でバイパス回路か
らインバータ５へ切り換えることができる。ＵＰＳにと
ってインバータ給電中は、電圧と周波数の安定した電力
を負荷へ供給することが第１使命であり、出力周波数の
精度を上げるためにインバータの周波数同期範囲は狭く
している。一方、バイパス給電中はいち早くインバータ
給電に戻すことが要求される。本実施の形態によれば、
バイパス給電中は、インバータ５の周波数同期範囲が広
いので無瞬断切換えがしやすい状態にすることができ
る。
【００１６】本発明の第２の実施の形態を図２を用いて
説明する。交流電源２と発電機２５があり、それぞれの
出力の内どちらか一方を選択する切換開閉器２６が設け
られている。切換開閉器２６は、通常交流電源２を選択
し、交流電源の停電時には発電機２５を選択する。切換
開閉器２６の出力が順変換器３とバイパス回路（開閉器
７とサイリスタスイッチ８）の入力となる。通常運転で
は開閉器６がオン、開閉器７とサイリスタスイッチ８が
オフしていてインバータ５から負荷装置９へ電力を供給
している。同期状態であれば、順変換器３やインバータ
５が故障したとき、あるいは出力過電流になったとき、
あるいは保守点検時にサイリスタスイッチ８と開閉器７
をオンし同時に開閉器６をオフすることによって無瞬断
でインバータ５からバイパス回路へ切換えることができ
る。また、故障復旧後、あるいは出力過電流状態から定
格電流以下に戻ったとき、あるいは保守点検終了時には
同期状態であれば開閉器６をオンすると同時にサイリス
タスイッチ８と開閉器７をオフすることによって無瞬断
でバイパス回路からインバータ５へ切換えることができ
る。
説明する。交流電源２と発電機２５があり、それぞれの
出力の内どちらか一方を選択する切換開閉器２６が設け
られている。切換開閉器２６は、通常交流電源２を選択
し、交流電源の停電時には発電機２５を選択する。切換
開閉器２６の出力が順変換器３とバイパス回路（開閉器
７とサイリスタスイッチ８）の入力となる。通常運転で
は開閉器６がオン、開閉器７とサイリスタスイッチ８が
オフしていてインバータ５から負荷装置９へ電力を供給
している。同期状態であれば、順変換器３やインバータ
５が故障したとき、あるいは出力過電流になったとき、
あるいは保守点検時にサイリスタスイッチ８と開閉器７
をオンし同時に開閉器６をオフすることによって無瞬断
でインバータ５からバイパス回路へ切換えることができ
る。また、故障復旧後、あるいは出力過電流状態から定
格電流以下に戻ったとき、あるいは保守点検終了時には
同期状態であれば開閉器６をオンすると同時にサイリス
タスイッチ８と開閉器７をオフすることによって無瞬断
でバイパス回路からインバータ５へ切換えることができ
る。
【００１７】順変換器３、蓄電池４、インバータ５、開
閉器６、７、サイリスタスイッチ８、負荷装置９、零点
検出器１１、１２、位相比較器１３、リミッタ回路２
４、ＶＣＯ（電圧制御発振器）２２及び基準正弦波発生
器２３の構成は図１と同じである。リミッタ回路２４内
のアナログスイッチ２１の切換条件は図１の場合と異な
る。アナログスイッチ２１は切換開閉器２６の発電機給
電信号が来るとオフする。すると、リミッタ回路２４の
出力はツェナーダイオード１９、２０できまるリミッタ
電圧（これをＶ2とする）に制限される。アナログスイ
ッチ２１は切換開閉器２６の発電機給電信号が来ないと
オンし、リミッタ回路２４の出力はツェナーダイオード
１７、１８できまるリミッタ電圧（これをＶ1とする）
に制限される。但し、Ｖ1＜Ｖ2である。交流電源２から
受電している時は、アナログスイッチ２１がオンし、リ
ミッタ回路２４の出力は±Ｖ1に制限され、インバータ
５の周波数同期範囲は狭くなる。そして、発電機２５か
ら受電している時はアナログスイッチ２１がオフし、リ
ミッタ回路２４の出力は±Ｖ2（＞Ｖ1）に制限され、イ
ンバータ５の周波数同期範囲は広くなる。
閉器６、７、サイリスタスイッチ８、負荷装置９、零点
検出器１１、１２、位相比較器１３、リミッタ回路２
４、ＶＣＯ（電圧制御発振器）２２及び基準正弦波発生
器２３の構成は図１と同じである。リミッタ回路２４内
のアナログスイッチ２１の切換条件は図１の場合と異な
る。アナログスイッチ２１は切換開閉器２６の発電機給
電信号が来るとオフする。すると、リミッタ回路２４の
出力はツェナーダイオード１９、２０できまるリミッタ
電圧（これをＶ2とする）に制限される。アナログスイ
ッチ２１は切換開閉器２６の発電機給電信号が来ないと
オンし、リミッタ回路２４の出力はツェナーダイオード
１７、１８できまるリミッタ電圧（これをＶ1とする）
に制限される。但し、Ｖ1＜Ｖ2である。交流電源２から
受電している時は、アナログスイッチ２１がオンし、リ
ミッタ回路２４の出力は±Ｖ1に制限され、インバータ
５の周波数同期範囲は狭くなる。そして、発電機２５か
ら受電している時はアナログスイッチ２１がオフし、リ
ミッタ回路２４の出力は±Ｖ2（＞Ｖ1）に制限され、イ
ンバータ５の周波数同期範囲は広くなる。
【００１８】本実施の形態によれば、平時の商用電源か
らの受電時には周波数精度が高く、自家発電機運転中と
いう特定の期間では無瞬断でバイパスからインバータへ
の切換えが可能であり、信頼性に優れた商用電源−自家
発電機切換型のＵＰＳを提供することができる。
らの受電時には周波数精度が高く、自家発電機運転中と
いう特定の期間では無瞬断でバイパスからインバータへ
の切換えが可能であり、信頼性に優れた商用電源−自家
発電機切換型のＵＰＳを提供することができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、バイパス給電中にバイ
パス電源周波数が、通常のインバータの周波数同期範囲
（例えば、定格周波数の±１％）から外れたとしても、
バイパス給電中の拡大されたインバータの周波数同期範
囲（例えば、定格周波数の±５％）に入っていれば、イ
ンバータはバイパスと同期運転でき、無瞬断でバイパス
系による給電からインバータ系による給電へ切換えるこ
とができる。インバータへ戻さず、通常のインバータの
周波数同期範囲から外れた周波数（例えば、定格周波数
の±２％）でバイパス給電を続けた場合に比べ、インバ
ータ給電へ戻ると、通常の周波数同期範囲（例えば、定
格周波数の±１％）で運転するので、負荷へ供給される
電力の周波数精度は向上する。更に、バイパス給電のま
まであれば停電時にバックアップはされず負荷は停止し
てしまうが、インバータ給電であれば停電バックアップ
が行われ負荷は運転継続する。従って、いち早くインバ
ータへ戻すことは信頼性の向上にもつながる。
パス電源周波数が、通常のインバータの周波数同期範囲
（例えば、定格周波数の±１％）から外れたとしても、
バイパス給電中の拡大されたインバータの周波数同期範
囲（例えば、定格周波数の±５％）に入っていれば、イ
ンバータはバイパスと同期運転でき、無瞬断でバイパス
系による給電からインバータ系による給電へ切換えるこ
とができる。インバータへ戻さず、通常のインバータの
周波数同期範囲から外れた周波数（例えば、定格周波数
の±２％）でバイパス給電を続けた場合に比べ、インバ
ータ給電へ戻ると、通常の周波数同期範囲（例えば、定
格周波数の±１％）で運転するので、負荷へ供給される
電力の周波数精度は向上する。更に、バイパス給電のま
まであれば停電時にバックアップはされず負荷は停止し
てしまうが、インバータ給電であれば停電バックアップ
が行われ負荷は運転継続する。従って、いち早くインバ
ータへ戻すことは信頼性の向上にもつながる。
【００２０】商用電源から電力の供給を受ける通常の状
態では、高い周波数精度（例えば、定格周波数の±１
％）の電力負荷装置へ供給し、自家発電機から電力の供
給を受けて運転するという緊急の場合に限り周波数精度
を少し落とす（例えば、定格周波数の±５％）ことによ
って、非同期状態になることを回避して、システムの信
頼性を上げることができる。
態では、高い周波数精度（例えば、定格周波数の±１
％）の電力負荷装置へ供給し、自家発電機から電力の供
給を受けて運転するという緊急の場合に限り周波数精度
を少し落とす（例えば、定格周波数の±５％）ことによ
って、非同期状態になることを回避して、システムの信
頼性を上げることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
１、２ 交流電源 ３ 順変換器 ４ 蓄電池 ５ インバータ ６、７ 開閉器 ８ サイリスタスイッチ ９ 負荷装置 １０ バイパス切換制御装置 １１、１２ 零点検出器 １３ 位相比較器 １４ 演算増幅器 １５、１６ 抵抗器 １７〜２０ ツェナーダイオード ２１ アナログスイッチ ２２ ＶＣＯ（電圧制御発振器） ２３ 基準正弦波発生器 ２４ リミッタ回路 ２５ 発電機 ２６ 切換開閉器
Claims (10)
- 【請求項１】 通常時はインバータ出力を負荷へ供給
し、バックアップ時にはバックアップ用電源に切換えて
負荷へ供給する無停電運転方法において、 インバータ出力を負荷へ供給する場合とバックアップ用
電源を負荷に供給する場合とで、後者におけるインバー
タでの周波数同期範囲を、前者におけるインバータでの
周波数同期範囲に比べて大きくするものとした無停電運
転方法。 - 【請求項２】 第１の交流入力を直流に変換する順変換
器と、 前記順変換器の出力に接続された蓄電器と、 前記順変換器の出力に蓄電器と並列に接続され、直流を
交流に変換するインバータと、 第２の交流入力を直接出力するバイパス回路と、 インバータ出力とバイパス回路出力とを切換えていずれ
か一方を選択して負荷への給電を行う切換回路と、 第２の交流入力に対するインバータとでの周波数同期範
囲を、第１の交流入力に対するインバータでの周波数同
期範囲に比べ、大きくする周波数同期範囲可変手段と、 を備えた無停電電源装置。 - 【請求項３】 第１、第２の交流入力を選択切換えてい
ずれか一方を出力する第１の切換手段と、 該切換出力を直流に変換する順変換器と、 該順変換器の出力に接続された蓄電器と、 該順変換器の出力に蓄電器と並列に接続され、直流を交
流に変換するインバータと、 上記切換出力を直接出力するバイパス回路と、 インバータ出力とバイパス回路出力とを切換えていずれ
か一方を選択して負荷への給電を行う切換手段と、 上記第１の切換手段で、第２の交流入力に選択切換えた
場合のインバータの周波数同期範囲を、第１の交流入力
に選択切換えた場合のインバータの周波数同期範囲に比
べ大きくする周波数同期範囲可変手段と、 を備えた無停電電源装置。 - 【請求項４】 第１の交流入力を直流に変換する順変換
器と、 該順変換器の出力に接続された蓄電器と、 前記順変換器の出力に蓄電器と並列に接続され、直流を
交流に変換するインバータと、 第２の交流入力を直接出力するバイパス回路と、 上記インバータ出力かバイパス回路出力かのいずれか一
方を選択して負荷へ供給する切換回路と、 第１、第２の位相を比較する位相比較器と、この位相比
較出力を入力し、制限値以下の入力ではそのまま出力
し、制限値以上の入力では制限値に抑えて出力するリミ
ッタと、リミッタ出力に対応する周波数を発生するＶＣ
Ｏと、ＶＣＯ出力周波数の基準正弦波を発生する基準正
弦波発生器と、この発生器の基準正弦波の位相を第１の
位相とし、上記第２の交流入力の位相を第２の位相とし
て、上記位相比較器に入力する入力手段と、上記基準正
弦波発生器の出力を上記インバータへ基準周波数信号と
して出力する手段と、を具え、上記第１、第２の位相を
合わせるようにインバータ制御するＰＬＬ回路と、 上記切換回路で、負荷への給電をインバータにした場合
に上記リミッタの制限電圧をＶ1とし、負荷への給電を
バイパス回路にした場合にリミッタの制限電圧をＶ
2（但し、｜Ｖ1｜＜｜Ｖ2｜）とするようにリミッタ制
限電圧を制御する制御手段と、 を備えた無停電電源装置。 - 【請求項５】 上記切換回路では、通常運転時にはイン
バータ出力を選択し、停電又はインバータ故障時等の非
常時のみバイパス回路を選択するものとした請求項４の
無停電電源装置。 - 【請求項６】 第１の交流入力か第２の交流入力を選択
切換える第１の切換手段と、 該第１の切換手段で選択した交流入力を直流に変換する
順変換器と、 該順変換器の出力に接続された蓄電器と、 前記順変換器の出力に蓄電器と並列に接続され、直流を
交流に変換するインバータと、 第１の切換手段で選択した交流入力を直接出力するバイ
パス回路と、 上記インバータ出力かバイパス回路出力かのいずれか一
方を選択して負荷へ供給する第２の切換手段と、 第１、第２の位相を比較する位相比較器と、この位相比
較出力を入力し、制限値以下の入力ではそのまま出力
し、制限値以上の入力では制限値に抑えて出力するリミ
ッタと、リミッタ出力に対応する周波数を発生するＶＣ
Ｏと、ＶＣＯ出力周波数の基準正弦波を発生する基準正
弦波発生器と、この発生器の基準正弦波の位相を第１の
位相とし、上記第１の切換手段で選択したパイパス回路
へ入力する交流入力の位相を第２の位相として、上記位
相比較器に入力する入力手段と、上記基準正弦波発生器
の出力を上記インバータへ基準周波数信号として出力す
る手段と、を具え、上記第１、第２の位相を合わせるよ
うにインバータ制御するＰＬＬ回路と、 上記第１の切換手段で、第１の交流入力に選択切換えた
場合に上記リミッタの制限電圧をＶ1とし、第２の交流
入力に選択切換えた場合にリミッタの制限電圧をＶ
2（但し、｜Ｖ1｜＜｜Ｖ2｜）とするようにリミッタ制
限電圧を制御する制御手段と、 を備えた無停電電源装置。 - 【請求項７】 上記第１の切換手段では、通常運転時に
は第１の交流入力を選択し、停電等の非常時のみ第２の
交流入力を選択するものとし、 上記第２の切換手段では、通常運転時にはインバータ出
力を選択し、インバータ故障時又はインバータ点検時に
はバイパス回路出力を選択するものとした請求項３又は
６の無停電電源装置。 - 【請求項８】 上記第１の交流入力は商用電源とし、上
記第２の交流入力はパックアップ用発電機出力とする請
求項３又は６又は７の無停電電源装置。 - 【請求項９】 上記切換回路は、開閉器とサイリスタス
イッチとの並列回路とする請求項２又は４の無停電電源
装置。 - 【請求項１０】 上記第２の切換手段は、開閉器とサイ
リスタスイッチとの並列回路とする請求項３又は６の無
停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8047156A JPH09247952A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 無停電運転方法及び電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8047156A JPH09247952A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 無停電運転方法及び電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247952A true JPH09247952A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12767232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8047156A Pending JPH09247952A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 無停電運転方法及び電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09247952A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008182775A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Chubu Electric Power Co Inc | 停電補償機能を備えた電源装置 |
| JP2008228392A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置 |
| JP2012070590A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Meidensha Corp | 交直変換装置の同期制御装置 |
| JP2016021801A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
| JP2016049011A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | サンケン電気株式会社 | 無停電電源装置 |
| JP2017518732A (ja) * | 2014-06-03 | 2017-07-06 | エッジ エレクトロンズ リミテッド | 節電高周波数直列降圧ａｃ電圧レギュレータ・システム |
| JP2018170877A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 新電元工業株式会社 | 電源装置、及び制御装置 |
| JP2020078214A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
| JP2020120569A (ja) * | 2019-01-25 | 2020-08-06 | メリー エレクトロニクス（シンセン）コンパニー リミテッド | 電力供給装置および電力供給方法 |
| EP3631965A4 (en) * | 2017-06-02 | 2021-01-27 | Edge Electrons Limited | DEVICE FOR Bypassing A LOAD CURRENT THROUGH AN AC-AC SERIES VOLTAGE REGULATOR UNDER OVERCURRENT CONDITIONS |
| CN112542879A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-23 | 深圳供电局有限公司 | 切换控制装置、方法和供电系统 |
| JP2021180538A (ja) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 位相同期制御回路およびそれを用いた電力変換装置 |
| JP2022079577A (ja) * | 2017-03-30 | 2022-05-26 | 新電元工業株式会社 | 電源装置、及び制御装置 |
| RU221961U1 (ru) * | 2023-10-10 | 2023-12-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергосервис" | Универсальный блок питания с накопителем для источника оперативного тока напряжением 110 или 230 в |
| WO2024002228A1 (zh) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 施耐德电器工业公司 | 快速自动转换开关装置及其操作方法 |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP8047156A patent/JPH09247952A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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