JPH11178216A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JPH11178216A
JPH11178216A JP9362149A JP36214997A JPH11178216A JP H11178216 A JPH11178216 A JP H11178216A JP 9362149 A JP9362149 A JP 9362149A JP 36214997 A JP36214997 A JP 36214997A JP H11178216 A JPH11178216 A JP H11178216A
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JP
Japan
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converter
power supply
power
voltage
switch
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JP9362149A
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English (en)
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Keizo Shimada
恵三 嶋田
Hideaki Kunisada
秀明 国貞
Hideyasu Umetsu
秀恭 梅津
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来型の装置では、定電圧化のために無効電
流を変換器に流す必要があるため、入力力率及び装置全
体の効率が低下するという問題がある。本発明は、この
問題を解決することにある。 【解決手段】 直流電力貯蔵装置5と負荷装置3の間に
接続した順逆両方向に電力変換可能な第1の変換器4
と、交流電源1を開閉するスイッチ2と、交流電源にス
イッチとその交流出力側をシリーズ接続した逆変換可能
な第2の変換器6を設け、電源が正常時には、スイッチ
を閉じて、第2の変換器をその交流出力電圧と前記交流
電源電圧との和が一定になるように制御し、第1の変換
器を第2の変換器と電力貯蔵装置に電力供給すると共に
負荷装置が必要とする高調波電流を含む無効電流を供給
するように制御し、電源が許容電圧以下に低下した時に
は、スイッチを開いて、第1の変換器を負荷装置に印加
する交流電圧が一定になるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無停電電源装置に
係わり、入力電流の正弦波および入力力率1を実現する
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】無停電電源装置の回路方式として、電気
学会技術報告第596号「無停電電源システム(UP
S)の動向」(新型電源システム調査専門委員会 19
96年7月発行 No.ISSN 0919−919
5)の13頁3.3.1項にあるように、パラレルプロ
セッシングという方式がある。この方式の回路図を図5
に示す。電源1が正常な時には、変換器4が、蓄電池
5の充電を行う、無効電力の授受によってリアクトル
27の電圧降下を制御して、負荷装置3へ供給する出力
電圧の定電圧制御を行う、負荷装置3が非線形負荷の
場合には、高調波電流を供給するアクティブフィルタと
して働く、という3つの働きを同時に行う。また、電源
1が停電した時には、スイッチ2をオフし、変換器4が
蓄電池5の直流電力を交流に逆変換して負荷装置3へ供
給する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術による無
停電電源装置(UPS)は、一つの変換器で済むという
利点があるが、前項の定電圧制御のために、常に変換
器4に無効電流を流し続ける必要がある。例えば、リア
クトル27を10%として、入力電圧が定格の90%と
低い場合を想定すると、10%の電圧調整が必要になる
ので、100%の無効電流を変換器4に流すと、リアク
トル27に10%電圧が発生して出力電圧の定電圧化が
実現できる。この場合、変換器4には常時100%の電
流が流れるので、装置全体の効率が低下する、という問
題が生じる。特に、負荷装置3が軽負荷の場合には、出
力電流が少ないにもかかわらず、変換器4には100%
の電流を流す必要があるため、効率の低下は著しい。ま
た、電圧調整のために、変換器に流す無効電流は電源か
ら流れ込むので、UPSの入力力率は、その無効電流分
だけ悪くなる、という問題が生じる。また、効率の低下
や力率の低下を抑えるために、無効電流を減らそうとす
れば、リアクトル27が大きくなる(変換器に10%の
無効電流を流して10%の電圧調整をしようとすると、
100%のリアクトルが必要になる。)、という問題が
生じる。
【0004】本発明の課題は、装置全体の効率の低下お
よび入力力率の低下を抑制するに好適な無停電電源装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、直流電力貯
蔵装置と負荷装置の間に接続した順逆両方向に電力変換
可能な第1の変換器と、交流電源を開閉するスイッチ
と、交流電源にスイッチとその交流出力側をシリーズ接
続した逆変換可能な第2の変換器を設け、交流電源が正
常時には、スイッチを閉じて、第2の変換器をその交流
出力電圧と前記交流電源電圧との和が一定になるように
制御し、第1の変換器を第2の変換器と直流電力貯蔵装
置に電力供給すると共に負荷装置が必要とする高調波電
流を含む無効電流を供給するように制御し、交流電源の
電圧が許容電圧以下に低下した時には、スイッチを開い
て、第1の変換器を負荷装置に印加する交流電圧が一定
になるように制御することによって、解決される。ま
た、直流電力貯蔵装置と負荷装置の間に接続した順逆両
方向に電力変換可能な第1の変換器と、交流電源を開閉
するスイッチと、交流電源にスイッチとその交流出力側
をシリーズ接続すると共に、交流電源の両端にその交流
入力側を接続した第2の変換器を設け、交流電源が正常
時には、スイッチを閉じて、第2の変換器をその交流出
力電圧と前記交流電源電圧との和が一定になるように制
御し、第1の変換器を直流電力貯蔵装置に電力供給する
と共に負荷装置が必要とする高調波電流を含む無効電流
を供給するように制御し、交流電源の電圧が許容電圧以
下に低下した時には、スイッチを開いて、第1の変換器
を前記負荷装置に印加する交流電圧が一定になるように
制御することによって、解決される。
【0006】本発明では、従来技術(図5)のパラレル
プロセッシング方式回路の変換器(第1の変換器)は、
電源正常時、蓄電池の充電を行う、非線形負荷の高
調波電流を供給するアクティブフィルタとして働く、と
いう2つの働きのみを行うようにする。そして、に関
する入力電圧の変動による出力電圧の変動を抑えるため
の定電圧化の機能は、この第1の変換器とは別の変換器
(第2の変換器)を設け、この第2の変換器を入力電圧
にシリーズ接続すると共に、その交流出力電圧と交流電
源電圧との和が一定になるように制御して行うようにす
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態による無
停電電源装置を示す。図1において、交流電源1にスイ
ッチ2と変換器6の交流側をシリーズ接続し、その出力
を負荷装置3に供給する。負荷装置3には並列に変換器
4の交流側を接続する。変換器4の直流側と変換器6の
直流側と蓄電池5とは並列に接続する。電源1が正常時
には、変換器4は、負荷装置3に接続される出力交流を
入力として直流電力を出力し、蓄電池5を充電すると共
に変換器6へも直流を供給する。また、同時に変換器4
は、負荷装置3に流れ込む高調波電流や無効電流がある
場合、これらを供給する。変換器6は、変換器4からの
直流を入力して、電源1と同位相の基本波を持ち、か
つ、電源1の電圧との和が一定の正弦波になるような交
流出力を発生するように制御される。スイッチ2は、閉
じた状態にしておく。このようにすると、電源1と変換
器6の交流出力の和が一定になるように負荷装置3に供
給されるので、安定した電圧が負荷装置3に供給される
ことになる。電源1が停電したときには、スイッチ2を
オフして、変換器4は蓄電池5の直流電力を交流に変換
して、負荷装置3に供給する。以上によって、本実施形
態によれば、電源正常には、入力電流が正弦波で力率1
の制御をしながら、負荷装置には定電圧を供給する無停
電電源装置を構成することができる。このため、装置全
体の効率の低下を抑制することができ、また、入力力率
の低下を防ぐことができる。また、このとき、無停電電
源装置の定格出力容量を100とした場合、変換器4の
容量は停電したときのことを考慮すると、100必要で
ある。一方、電源1の許容変動範囲を±10%とする
と、変換器6の容量は10でよく、無停電電源装置の定
格出力容量に対して変換器6の定格容量を小さくするこ
とができる。また、本実施形態では、特に軽負荷におい
ても、変換器4と変換器6には軽負荷相当の電流しか流
れないので、効率が低下することはない。また、電源1
から無効電流を流し込む必要がないので、入力力率が低
下することもない。
【0008】図2に、図1の実施形態の変換器4と変換
器6とをハーフブリッジ型の変換器により実現した具体
例を示す。図1の変換器4に相当する回路は、トランジ
スタ7,8とそれらに逆並列接続されたダイオード9,
10とからなるハーフブリッジ回路と、その交流側に接
続されたリアクトル11とコンデンサ12からなる交流
フィルタと、先のハーフブリッジ回路の直流側に接続さ
れた二つの直列コンデンサ13,14とからなる。ま
た、図1の変換器6に相当する回路は、トランジスタ1
5,16とそれらに逆並列接続されたダイオード17,
18とからなるハーフブリッジ回路と、その交流側に接
続されたリアクトル19とコンデンサ20からなる交流
フィルタと、交流フィルタ出力に接続された変圧器21
とからなる。負荷装置3への定格出力容量が100V、
10Aの無停電電源装置を考えると、部品7〜14から
構成される変換器4は、交流出力100V、10Aの容
量が必要である。一方、変圧器21の変圧比を100V
/10Vとしておけば、部品15〜20から構成される
変換器6は、100V、1Aの容量があればよい。
【0009】図3は、本発明の他の実施形態を示す。交
流電源1とスイッチ2と変換器22の交流出力側をシリ
ーズ接続し、その出力を負荷装置3に供給する。負荷装
置3には並列に変換器4の交流側を接続する。変換器4
の直流側に蓄電池5を並列接続する。変換器22の交流
入力側は、交流電源1とスイッチ2のシリーズ接続した
両端に接続する。電源1が正常時には、変換器4は、負
荷装置3に接続される出力交流を入力として直流電力を
出力し、蓄電池5を充電する。また、同時に変換器4
は、負荷装置3に流れ込む高調波電流や無効電流がある
場合、これらを供給する。変換器22は、電源1の交流
を入力して、電源1と同位相の基本波を持ち、かつ、電
源1の電圧との和が一定の正弦波になるような出力を発
生するように制御される。スイッチ2は、閉じた状態に
しておく。このようにすると、電源1と変換器22の交
流出力の和が負荷装置3に供給されるので、安定した電
圧が負荷装置3に供給されることになる。電源1が停電
したときには、スイッチ2をオフして、変換器4は蓄電
池5の直流電力を交流に変換して、負荷装置3に供給す
る。この図3の実施形態では、出力電圧調整用の変換器
22の入力を、変換器4を介することなく、電源1から
直接とるので、変換器4によるロス分がなくなり、図1
の実施形態の場合に比し、効率がよくなる、という効果
がある。
【0010】図4に、図3実施形態の変換器4と変換器
22とをハーフブリッジ型の変換器により実現した具体
例を示す。図3の変換器4に相当する回路は、部品7〜
12によって構成されるが、この構成は図2と同じであ
るので、説明を省略する。図3の変換器22に相当する
回路は、ダイオード23,24とコンデンサ25,26
とからなる倍電圧整流回路と、その出力に接続されるト
ランジスタ15,16とそれらに逆並列接続されたダイ
オード17,18とからなるハーフブリッジ回路と、そ
の交流側に接続されたリアクトル19とコンデンサ20
からなる交流フィルタと、交流フィルタ出力に接続され
た変圧器21とからなる。この場合は、部品23〜26
によって構成される倍電圧整流回路が高調波電流を流す
ので、入力電流は完全な正弦波にはならない。ただし、
装置全体の容量に対する、この倍電圧整流回路の容量比
は小さいので、ほぼ正弦波に近い入力電流にすることは
可能である。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1の変換器とは別に設けた第2の変換器を入力電圧に
シリーズ接続することにより、電源正常には、入力電流
が正弦波で力率1の制御をしながら、負荷装置には定電
圧を供給するので、装置全体の効率の低下を抑制するこ
とができ、また、入力力率の低下を防ぐことができる。
さらに、このとき、無停電電源装置の定格出力容量を1
00とし、交流電源の許容変動範囲を±10%とする
と、第2の変換器の容量は10でよく、第2の変換器の
容量を無停電電源装置の定格出力容量に対して小さくす
ることができる。また、本発明によれば、特に軽負荷に
おいて、第1の変換器と第2の変換器には軽負荷相当の
電流しか流れないので、装置全体の効率が低下すること
はなく、また、電源から無効電流を流し込む必要がない
ので、入力力率が低下することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による無停電電源装置
【図2】図1の具体例を示す回路図
【図3】本発明の他の実施形態
【図4】図3の具体例を示す回路図
【図5】従来技術による無停電電源装置を示す回路図
【符号の説明】
1…交流電源、2…スイッチ、3…負荷装置、4…変換
器(AC→DC、DC→ACの両方向の変換可)、5…
蓄電池、6…逆変換器(DC→ACの変換)、7,8…
トランジスタ、9,10…ダイオード、11…リアクト
ル、12…コンデンサ、13,14…コンデンサ、1
5,16…トランジスタ、17,18…ダイオード、1
9…リアクトル、20…コンデンサ、21…変圧器、2
2…変換器(AC→ACの変換)、23,24…ダイオ
ード、25,26…コンデンサ、27…リアクトル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を入力して負荷装置に交流を出
    力し、内部に直流電力貯蔵装置を有する無停電電源装置
    において、前記直流電力貯蔵装置と負荷装置の間に接続
    した順逆両方向に電力変換可能な第1の変換器と、前記
    交流電源を開閉するスイッチと、前記交流電源に前記ス
    イッチとその交流出力側をシリーズ接続した逆変換可能
    な第2の変換器を設け、前記交流電源が正常時には、前
    記スイッチを閉じて、前記第2の変換器をその交流出力
    電圧と前記交流電源電圧との和が一定になるように制御
    し、前記第1の変換器を前記第2の変換器と前記直流電
    力貯蔵装置に電力供給すると共に負荷装置が必要とする
    高調波電流を含む無効電流を供給するように制御し、前
    記交流電源の電圧が許容電圧以下に低下した時には、前
    記スイッチを開いて、前記第1の変換器を前記負荷装置
    に印加する交流電圧が一定になるように制御することを
    特徴とする無停電電源装置。
  2. 【請求項2】 交流電源を入力して負荷装置に交流を出
    力し、内部に直流電力貯蔵装置を有する無停電電源装置
    において、前記直流電力貯蔵装置と負荷装置の間に接続
    した順逆両方向に電力変換可能な第1の変換器と、前記
    交流電源を開閉するスイッチと、前記交流電源に前記ス
    イッチとその交流出力側をシリーズ接続すると共に、前
    記交流電源の両端にその交流入力側を接続した第2の変
    換器を設け、前記交流電源が正常時には、前記スイッチ
    を閉じて、前記第2の変換器をその交流出力電圧と前記
    交流電源電圧との和が一定になるように制御し、前記第
    1の変換器を前記直流電力貯蔵装置に電力供給すると共
    に負荷装置が必要とする高調波電流を含む無効電流を供
    給するように制御し、前記交流電源の電圧が許容電圧以
    下に低下した時には、前記スイッチを開いて、前記第1
    の変換器を前記負荷装置に印加する交流電圧が一定にな
    るように制御することを特徴とする無停電電源装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
    第2の変換器は、複数のスイッチング素子とそれらに逆
    並列接続されたダイオードとからなるブリッジ回路と、
    その交流側に接続された交流フィルタと、この交流フィ
    ルタに接続された変圧器を有することを特徴とする無停
    電電源装置。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001128390A (ja) * 1999-11-01 2001-05-11 Tokyo Gas Co Ltd 無停電電源システム
WO2003075430A1 (fr) * 2002-03-06 2003-09-12 Fuji Electric Co., Ltd. Alimentation non interruptible
WO2005041384A1 (ja) * 2003-10-27 2005-05-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 電源装置
JP2006109627A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp 無瞬断電源装置
WO2007105613A1 (ja) * 2006-03-14 2007-09-20 The University Of Tokushima 電源補償装置、電源補償設備、無停電電源装置、および無停電電源設備
JP2008099464A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
KR101158928B1 (ko) * 2005-07-09 2012-06-21 엘지전자 주식회사 단상 인버터
WO2013132545A1 (ja) 2012-03-09 2013-09-12 富士電機株式会社 電力変換装置
WO2013136378A1 (ja) 2012-03-15 2013-09-19 富士電機株式会社 電力変換装置
WO2013153571A1 (ja) * 2012-04-10 2013-10-17 富士電機株式会社 電力変換装置
WO2014030181A1 (ja) 2012-08-21 2014-02-27 富士電機株式会社 電力変換装置
CN107769221A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 新能动力(北京)电气科技有限公司 一种供电质量优化装置及方法

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001128390A (ja) * 1999-11-01 2001-05-11 Tokyo Gas Co Ltd 無停電電源システム
WO2003075430A1 (fr) * 2002-03-06 2003-09-12 Fuji Electric Co., Ltd. Alimentation non interruptible
US8502415B2 (en) 2003-10-27 2013-08-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Uninterrupted power supply unit
WO2005041384A1 (ja) * 2003-10-27 2005-05-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 電源装置
CN100414811C (zh) * 2003-10-27 2008-08-27 三菱电机株式会社 电源装置
JP2009201350A (ja) * 2003-10-27 2009-09-03 Mitsubishi Electric Corp 電源装置
US7964990B2 (en) 2003-10-27 2011-06-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power supply apparatus
JP4493460B2 (ja) * 2004-10-06 2010-06-30 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2006109627A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp 無瞬断電源装置
KR101158928B1 (ko) * 2005-07-09 2012-06-21 엘지전자 주식회사 단상 인버터
JP5028631B2 (ja) * 2006-03-14 2012-09-19 国立大学法人徳島大学 電源補償装置、電源補償設備、無停電電源装置、および無停電電源設備
WO2007105613A1 (ja) * 2006-03-14 2007-09-20 The University Of Tokushima 電源補償装置、電源補償設備、無停電電源装置、および無停電電源設備
JP2008099464A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
CN104081644A (zh) * 2012-03-09 2014-10-01 富士电机株式会社 功率转换装置
US9705362B2 (en) 2012-03-09 2017-07-11 Fuji Electric Co., Ltd. Power converter
WO2013132545A1 (ja) 2012-03-09 2013-09-12 富士電機株式会社 電力変換装置
WO2013136378A1 (ja) 2012-03-15 2013-09-19 富士電機株式会社 電力変換装置
CN104115389A (zh) * 2012-03-15 2014-10-22 富士电机株式会社 功率转换装置
CN104115389B (zh) * 2012-03-15 2017-06-23 富士电机株式会社 功率转换装置
WO2013153571A1 (ja) * 2012-04-10 2013-10-17 富士電機株式会社 電力変換装置
JP5565527B2 (ja) * 2012-04-10 2014-08-06 富士電機株式会社 電力変換装置
US9571001B2 (en) 2012-04-10 2017-02-14 Fuji Electric Co., Ltd. Power conversion device, including serial switching element, that compensates for voltage fluctuations
WO2014030181A1 (ja) 2012-08-21 2014-02-27 富士電機株式会社 電力変換装置
US9735705B2 (en) 2012-08-21 2017-08-15 Fuji Electric Co., Ltd. Power conversion device
CN107769221A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 新能动力(北京)电气科技有限公司 一种供电质量优化装置及方法

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