JPH10243558A - 無停電電源装置 - Google Patents
無停電電源装置Info
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- JPH10243558A JPH10243558A JP9040439A JP4043997A JPH10243558A JP H10243558 A JPH10243558 A JP H10243558A JP 9040439 A JP9040439 A JP 9040439A JP 4043997 A JP4043997 A JP 4043997A JP H10243558 A JPH10243558 A JP H10243558A
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- Japan
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- current
- power supply
- waveforms
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- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高調波電流の発生を確実に抑制すること。
【解決手段】商用電源からの電流、電圧波形を波形記憶
手段１１で記憶する。記憶した電流、電圧波形から、力
率演算手段１２で力率を演算して力率向上のための波形
を形成し、その波形に補正を加え、記憶した電流波形か
ら高調波電流成分の周期を演算し、制御する高調波電流
成分の波形をパターン化して高調波周期演算手段１３で
記憶する。力率演算手段１２、高調波周期演算手段１３
で形成された波形を波形合成手段１４で合成し、遅延を
かけて次の波形に対してＰＷＭ変換器５を制御してフィ
ルタ動作する。
手段１１で記憶する。記憶した電流、電圧波形から、力
率演算手段１２で力率を演算して力率向上のための波形
を形成し、その波形に補正を加え、記憶した電流波形か
ら高調波電流成分の周期を演算し、制御する高調波電流
成分の波形をパターン化して高調波周期演算手段１３で
記憶する。力率演算手段１２、高調波周期演算手段１３
で形成された波形を波形合成手段１４で合成し、遅延を
かけて次の波形に対してＰＷＭ変換器５を制御してフィ
ルタ動作する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブフィル
タの機能を備えた無停電電源装置に関する。
タの機能を備えた無停電電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアクティブフィルタの機能を備え
た無停電電源装置は、特開平４−１１７１３５号公報の
ようにインバータをアクティブフィルタとして動作させ
高調波電流の発生を抑制していた。図６は、特開平４−
１１７１３５号公報の主要部分を記述した図であり、以
下説明する。商用電源正常時は、商用電源１からの電流
をスイッチ６を介して負荷９に供給する。流れる負荷電
流から高調波、無効電流等の障害電流成分を補償電流検
出回路５２で検出し、ＰＷＭ変換器５の出力電流を出力
電流検出器５３で検出して、これらを電流制限回路５１
に入力する。電流制限回路５１は、補償電流と逆位相の
電流がＰＷＭ変換器５に流すようにＰＷＭ制御回路３３
を制御していた。
た無停電電源装置は、特開平４−１１７１３５号公報の
ようにインバータをアクティブフィルタとして動作させ
高調波電流の発生を抑制していた。図６は、特開平４−
１１７１３５号公報の主要部分を記述した図であり、以
下説明する。商用電源正常時は、商用電源１からの電流
をスイッチ６を介して負荷９に供給する。流れる負荷電
流から高調波、無効電流等の障害電流成分を補償電流検
出回路５２で検出し、ＰＷＭ変換器５の出力電流を出力
電流検出器５３で検出して、これらを電流制限回路５１
に入力する。電流制限回路５１は、補償電流と逆位相の
電流がＰＷＭ変換器５に流すようにＰＷＭ制御回路３３
を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出し
た電流に対し瞬時に対応し、負帰還制御すると発振を起
こす可能性があり、オーバーシュートも発生しやすくな
る問題があった。
た電流に対し瞬時に対応し、負帰還制御すると発振を起
こす可能性があり、オーバーシュートも発生しやすくな
る問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、高調波電流成分の周期を求め、制御する高調波電
流成分の波形をパターン化し、遅延をかけて、次の波形
に対しインバータをアクティブフィルタとして動作させ
高調波電流の発生を抑制する。
めに、高調波電流成分の周期を求め、制御する高調波電
流成分の波形をパターン化し、遅延をかけて、次の波形
に対しインバータをアクティブフィルタとして動作させ
高調波電流の発生を抑制する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、商用電源と蓄電池とイ
ンバータで構成される。このインバータは、商用電源正
常時はアクティブフィルタの機能と蓄電池を充電する機
能を備え、停電時等の商用電源異常時には、蓄電池から
の直流を交流に変換して負荷に供給する機能を持ってお
り、マイクロコンピュータなどの制御部とスイッチング
素子などのＰＷＭ変換器で構成される。このインバータ
の制御部には、商用電源からの電流、電圧波形を記憶す
る波形記憶手段がある。記憶した電流、電圧波形から力
率を演算し、力率向上のための波形を記憶する手段も備
える。また、記憶した電流波形から高調波電流成分の周
期を演算し、制御する高調波電流成分の波形をパターン
化して記憶する手段も備える。記憶した力率向上のため
の波形と高調波成分を除去するための波形から、制御す
る基本の波形を形成し、遅延をかけて、次の波形に対し
制御する。制御部からＰＷＭ変換器を制御し、インバー
タが取り込んだ電力を用いて蓄電池を充電する。商用電
源が停電などで異常となった場合、スイッチを遮断し
て、蓄電池の直流を交流に変換し、負荷に電源を供給す
る。
ンバータで構成される。このインバータは、商用電源正
常時はアクティブフィルタの機能と蓄電池を充電する機
能を備え、停電時等の商用電源異常時には、蓄電池から
の直流を交流に変換して負荷に供給する機能を持ってお
り、マイクロコンピュータなどの制御部とスイッチング
素子などのＰＷＭ変換器で構成される。このインバータ
の制御部には、商用電源からの電流、電圧波形を記憶す
る波形記憶手段がある。記憶した電流、電圧波形から力
率を演算し、力率向上のための波形を記憶する手段も備
える。また、記憶した電流波形から高調波電流成分の周
期を演算し、制御する高調波電流成分の波形をパターン
化して記憶する手段も備える。記憶した力率向上のため
の波形と高調波成分を除去するための波形から、制御す
る基本の波形を形成し、遅延をかけて、次の波形に対し
制御する。制御部からＰＷＭ変換器を制御し、インバー
タが取り込んだ電力を用いて蓄電池を充電する。商用電
源が停電などで異常となった場合、スイッチを遮断し
て、蓄電池の直流を交流に変換し、負荷に電源を供給す
る。
【０００６】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において本発明は、商用電源１と蓄電池２とインバ
ータ３とスイッチ６で構成される。商用電源１の電流は
電流検出器７及び１０、電圧は電圧検出器８で検出さ
れ、インバータ３で制御されて負荷９に供給される。こ
のインバータ３は、商用電源１からの電流、電圧波形を
記憶する波形記憶手段１１、記憶した電流、電圧波形か
ら力率を演算して力率向上のための波形を形成し、その
波形に補正を加え、その結果を記憶する力率演算手段１
２、記憶した電流波形から高調波電流成分の周期を演算
し、制御する高調波電流成分の波形をパターン化して記
憶する高調波周期演算手段１３、力率演算手段１２、高
調波周期演算手段１３で形成された波形を合成する波形
合成手段１４からなる制御部４と、制御部４により制御
されるＰＷＭ変換器５で構成される。波形合成手段１４
でのパターンを元にＰＷＭ変換器５を制御し、商用電源
１の正常時には、蓄電池６に充電する。蓄電池６の残存
容量の状態により充電する電流は異なるが、ＰＷＭ変換
器５を制御する部分と同様のところで充電する電流を制
御する。商用電源１が停電などで異常となった場合、ス
イッチ６を遮断し、蓄電池２の直流を交流に変換し、負
荷に電源を供給する。力率を向上させるためには、電流
の波形と電圧の波形にずれがなくなるようにすればよい
ため、本実施例では、力率を向上させるようにする波形
と、高調波を除去させる波形を波形合成手段１４で合成
し、ＰＷＭ変換器５を制御するようにした。
図１において本発明は、商用電源１と蓄電池２とインバ
ータ３とスイッチ６で構成される。商用電源１の電流は
電流検出器７及び１０、電圧は電圧検出器８で検出さ
れ、インバータ３で制御されて負荷９に供給される。こ
のインバータ３は、商用電源１からの電流、電圧波形を
記憶する波形記憶手段１１、記憶した電流、電圧波形か
ら力率を演算して力率向上のための波形を形成し、その
波形に補正を加え、その結果を記憶する力率演算手段１
２、記憶した電流波形から高調波電流成分の周期を演算
し、制御する高調波電流成分の波形をパターン化して記
憶する高調波周期演算手段１３、力率演算手段１２、高
調波周期演算手段１３で形成された波形を合成する波形
合成手段１４からなる制御部４と、制御部４により制御
されるＰＷＭ変換器５で構成される。波形合成手段１４
でのパターンを元にＰＷＭ変換器５を制御し、商用電源
１の正常時には、蓄電池６に充電する。蓄電池６の残存
容量の状態により充電する電流は異なるが、ＰＷＭ変換
器５を制御する部分と同様のところで充電する電流を制
御する。商用電源１が停電などで異常となった場合、ス
イッチ６を遮断し、蓄電池２の直流を交流に変換し、負
荷に電源を供給する。力率を向上させるためには、電流
の波形と電圧の波形にずれがなくなるようにすればよい
ため、本実施例では、力率を向上させるようにする波形
と、高調波を除去させる波形を波形合成手段１４で合成
し、ＰＷＭ変換器５を制御するようにした。
【０００７】商用電源は、図２において通常５０Ｈｚ又
は６０Ｈｚの周波数の交流の波形２１である。この波形
２１に高調波成分の電流が加わると波形２２のようにな
る。この高調波成分の電流波形を検出すると、波形２３
のようになり、波形２２に波形２３の逆位相の波形を加
えると波形２１を得ることができる。このため、ＰＷＭ
変換器５を制御して波形２３の逆位相の波形がインバー
タ３に流れるようにすることで高調波電流成分を商用電
源から取り除くことができる。このとき、検出した高調
波成分の電流を検出した波形に対して負帰還制御すると
発振を起こす可能性があり、オーバーシュートも発生し
やすくなる。そこで、遅延をかけて検出した次の波形に
対し制御する。高調波電流成分はある一定の周期で発生
するため追従するように制御するようにしても問題はな
い。
は６０Ｈｚの周波数の交流の波形２１である。この波形
２１に高調波成分の電流が加わると波形２２のようにな
る。この高調波成分の電流波形を検出すると、波形２３
のようになり、波形２２に波形２３の逆位相の波形を加
えると波形２１を得ることができる。このため、ＰＷＭ
変換器５を制御して波形２３の逆位相の波形がインバー
タ３に流れるようにすることで高調波電流成分を商用電
源から取り除くことができる。このとき、検出した高調
波成分の電流を検出した波形に対して負帰還制御すると
発振を起こす可能性があり、オーバーシュートも発生し
やすくなる。そこで、遅延をかけて検出した次の波形に
対し制御する。高調波電流成分はある一定の周期で発生
するため追従するように制御するようにしても問題はな
い。
【０００８】図３は図１の本発明の詳細な回路構成を示
す。本実施例では、制御部にＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、
ＲＡＭ４３、Ａ／Ｄ変換器４４、タイマ４５、ＩＯポー
ト４６、演算器４７などを内蔵しているマイクロコンピ
ュータ３１を用いた。電流検出器７と電圧検出器８から
のデータをレベル変換器３４を通してマイクロコンピュ
ータ３１に入力する。レベル変換器３４は、マイクロコ
ンピュータ３１内にあるＡ／Ｄ変換器４４の入力許容レ
ベルにあわせるための変換器である。ＣＰＵ４１は、Ｒ
ＯＭ４２に書かれたプログラムを実行し、Ａ／Ｄ変換器
４４やタイマ４５からのデータを入手したり、演算器４
７で演算させたり、ＲＡＭ４３にデータを記憶またはＲ
ＡＭ４３から入手したりしながら、ＩＯポート４６を通
し、マイクロコンピュータ３１内でソフト的に遅延をか
け、検出した次の波形に対しＰＷＭ制御回路３３をもち
いてＰＷＭ変換器５を制御する。また、商用電源１の通
常時は、蓄電池２の状態を蓄電池データ検出器３２で確
認しながら充放電制御もする。さらに商用電源１の異常
時には、スイッチ６を遮断し、ＰＷＭ制御回路３３をも
ちいてＰＷＭ変換器５を制御して蓄電池２からの直流を
交流に変換し、負荷９に電源を供給する。通常は遅延を
かけて次の波形に対し制御しているが、負荷９に供給す
る電源を商用電源１から蓄電池２に切り換える際には、
この遅延をなくし処理するようにする。また、遅延分の
出力を負荷に供給できるコンデンサーなどを用いれば、
遅延時間分はコンデンサーから出力することができるた
め、蓄電池２の負担を軽減できる。商用電源１の復帰時
は、蓄電池２からの電源の波形を商用電源波形と同期を
取りながら、あわせ込んでいき、切り換える瞬間の停電
をなくすようにすることができる。実施例での遅延時間
は、切り換える際の瞬間の停電を１０ｍｓ以内にしたか
ったため、商用電源１の半サイクル以内としたが、商用
電源異常時または復帰時に要求される切り換え時間のか
ね合いにより決められる。
す。本実施例では、制御部にＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、
ＲＡＭ４３、Ａ／Ｄ変換器４４、タイマ４５、ＩＯポー
ト４６、演算器４７などを内蔵しているマイクロコンピ
ュータ３１を用いた。電流検出器７と電圧検出器８から
のデータをレベル変換器３４を通してマイクロコンピュ
ータ３１に入力する。レベル変換器３４は、マイクロコ
ンピュータ３１内にあるＡ／Ｄ変換器４４の入力許容レ
ベルにあわせるための変換器である。ＣＰＵ４１は、Ｒ
ＯＭ４２に書かれたプログラムを実行し、Ａ／Ｄ変換器
４４やタイマ４５からのデータを入手したり、演算器４
７で演算させたり、ＲＡＭ４３にデータを記憶またはＲ
ＡＭ４３から入手したりしながら、ＩＯポート４６を通
し、マイクロコンピュータ３１内でソフト的に遅延をか
け、検出した次の波形に対しＰＷＭ制御回路３３をもち
いてＰＷＭ変換器５を制御する。また、商用電源１の通
常時は、蓄電池２の状態を蓄電池データ検出器３２で確
認しながら充放電制御もする。さらに商用電源１の異常
時には、スイッチ６を遮断し、ＰＷＭ制御回路３３をも
ちいてＰＷＭ変換器５を制御して蓄電池２からの直流を
交流に変換し、負荷９に電源を供給する。通常は遅延を
かけて次の波形に対し制御しているが、負荷９に供給す
る電源を商用電源１から蓄電池２に切り換える際には、
この遅延をなくし処理するようにする。また、遅延分の
出力を負荷に供給できるコンデンサーなどを用いれば、
遅延時間分はコンデンサーから出力することができるた
め、蓄電池２の負担を軽減できる。商用電源１の復帰時
は、蓄電池２からの電源の波形を商用電源波形と同期を
取りながら、あわせ込んでいき、切り換える瞬間の停電
をなくすようにすることができる。実施例での遅延時間
は、切り換える際の瞬間の停電を１０ｍｓ以内にしたか
ったため、商用電源１の半サイクル以内としたが、商用
電源異常時または復帰時に要求される切り換え時間のか
ね合いにより決められる。
【０００９】図４にマイクロコンピュータ３１での商用
電源通常時におけるフローチャートを示す。電流、電圧
の波形を取得すると力率の演算をし、高調波の周期の演
算をして、形成された波形を合成し、出力する波形のパ
ターンを決める。また、蓄電池の情報を取得し、残存容
量などを求め、充電方法も決める。演算順序は、問わな
いが一連の流れを決められた遅延の時間内に終了する必
要がある。このフローチャートにはＰＷＭ制御の信号出
力も一連の流れに入れてあり、遅延の時間は、信号出力
のタイミングで調整する。
電源通常時におけるフローチャートを示す。電流、電圧
の波形を取得すると力率の演算をし、高調波の周期の演
算をして、形成された波形を合成し、出力する波形のパ
ターンを決める。また、蓄電池の情報を取得し、残存容
量などを求め、充電方法も決める。演算順序は、問わな
いが一連の流れを決められた遅延の時間内に終了する必
要がある。このフローチャートにはＰＷＭ制御の信号出
力も一連の流れに入れてあり、遅延の時間は、信号出力
のタイミングで調整する。
【００１０】図５に商用電源通常時におけるタイミング
チャートを示す。各項目は図４のフローチャートに対応
している。電流電圧の波形を取得してから信号出力まで
の時間ｔ１が遅延の時間となる。
チャートを示す。各項目は図４のフローチャートに対応
している。電流電圧の波形を取得してから信号出力まで
の時間ｔ１が遅延の時間となる。
【００１１】
【発明の効果】高調波電流成分を除去するときに対応の
ずれがないため、確実に制御することができる。また、
マイクロコンピュータを用いることで構成を簡単にする
ことができる。
ずれがないため、確実に制御することができる。また、
マイクロコンピュータを用いることで構成を簡単にする
ことができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の基本となる波形の処理を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例を示す詳細な回路構成図であ
る。
る。
【図４】本発明の実施例のフローチャートを示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施例のタイミングチャートを示す図
である。
である。
【図６】従来例を示すブロック図である。
１：商用電源 ２：蓄電池 ３：インバータ ４：制御部 ５：ＰＷＭ変換器 ６：スイッチ ７、１０、５３：電流検出器 ８：電圧検出器 ９：負荷 １１：波形記憶手段 １２：力率演算手段 １３：高調波周期演算手段 １４：波形合成手段 ２１、２２、２３：波形 ３１：マイクロコンピュータ ３２：蓄電池データ検出器 ３３：ＰＷＭ制御回路 ３４：レベル変換器 ４１：ＣＰＵ ４２：ＲＯＭ ４３：ＲＡＭ ４４：Ａ／Ｄ変換器 ４５：タイマ ４６：ＩＯポート ４７：演算器 ５１：電流制限回路 ５２：補償電流検出回路
Claims (1)
- 【請求項１】商用電源の正常時にアクティブフィルタの
機能を備え、商用電源の異常時に蓄電池からの直流を交
流に変えて出力する機能を備えたインバータをもつ無停
電電源装置において、電流の高調波電流成分の波形をパ
ターン化し、遅延をかけて次の波形に対してフィルタ動
作をし、高調波電流の発生を抑制することを特徴とする
無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9040439A JPH10243558A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9040439A JPH10243558A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10243558A true JPH10243558A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12580684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9040439A Pending JPH10243558A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10243558A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101144737B1 (ko) | 2011-12-08 | 2012-05-14 | 주식회사 맥스컴 | 무 정전 기능을 가지는 ｅｓｓ장치 및 그에 따른 ｐｗｍ 보정 방법 |
| CN107991532A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-04 | 厦门理工学院 | 一种基于多种运行方式下的谐波阈值合并方法 |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP9040439A patent/JPH10243558A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101144737B1 (ko) | 2011-12-08 | 2012-05-14 | 주식회사 맥스컴 | 무 정전 기능을 가지는 ｅｓｓ장치 및 그에 따른 ｐｗｍ 보정 방법 |
| CN107991532A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-04 | 厦门理工学院 | 一种基于多种运行方式下的谐波阈值合并方法 |
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