JPS61210845A - 無停電電源装置の保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、無停電電源装置の電流・・電圧検出回路の故
障を診断して適切な保繰処置を行なう無停電電源装置の
保一方法（−関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、電力変換装置の制御回路（；マイ゛クロコンピユ
ータが急速喀；導入されている。その結果、磁力変換装
置のスイッチング素子のゲート制御やシーケンス制御さ
らには保護もソフトフェアＣ二より行なわれるよう（二
なった。例えば、ソフトウェア（二よる保護は次のよう
（二して行なわれる。題力変゛換装置の各部の電流・電
圧を検出回路：二より絶縁／レベル変換し、これをある
サンプリング周期毎ｉニアナログ／ディジタル変換し、
変換後のデータをあらかじめ設定された基準データと比
較し、これらのデータの大小関係から磁力変換装置の故
障を検知して適切な保護を行なわしめる。従来技術の問
題は検出回路自体が故障し−場合にそれを門出しうる手
段が備えられておらず、適切な処置がとれないこと（二
ある。

例えば、磁力変換装置が成子計算機などを負荷とする無
停４峨源装置である場合（二は検出回路の故障を検知し
て適切な処置をとることがシステム信頼性（二人きく寄
与する。無停砥砥源装置が単機システムによシ構成され
る場合（二は検出回路の故障を検出しても醤報のみを発
し、他力運転を継続すべきである。そして、負荷をまず
安全Ｃ：停止させた後（二あるいは負荷を停止できる時
間まで待ってから無停、！１１１装置を停止して修復し
た方がよい。一方、無停４峨源装置が並列システム（；
より構成される場合Ｃ二は考え方が異なってくる。検出
回路Ｉ：よシ検出される一流・電圧の中（：は並列運転
される各無停４峨源装置間の負荷バランスをとる制御Ｃ
二側用されるものがあるが、それらの電流・電圧を検出
する検出回路が故障した場合には極力速やか（二故障機
を切り離す必要がある。さもなくば、バランス制御が異
常となり、健全な無停４峨源装置ｔまでもが過負荷など
（＝より故障停止してしまう危険がある。並列システム
の場合（二は並列運転中の１台の無停ａＸ源装置が万一
故障しても浅シの無停峨４源装置が安全（二負荷（＝４
力を供給し続けることができる冗長システムがとられる
ので、故障機を速やかに切り離すことはシステムの信頼
性を向上させること（二なる。

しかる（＝、従来の無停題ｆ＠源装Ｈｔニーおい、では
第１（二検出回路の故障を検知する手段を持たないし、
第２に単機・並列のシステム（二よらず故障を検知する
と無停砥砥源装置を停止させてしまう。しかも、故障検
知の中（二は不足電圧検出のよう（＝誤動作防止のため
（二ある時限をとって故障とみなすものがあシ、このよ
うな故障の場合（二は、たとえ、それが検出回路の故Ｉ
Ｘｇｔｔ二よる場合であってもちる時間の後にしか停止
しないこと（：な９、これは並列システム（＝おいては
信頼性の点から好しくない。

〔発明の目的〕

本発明は上記の従来技術の欠点（二鑑みてなされたもの
で、第１（二は無停４峨源装置の主回路の電流・電圧を
検出する検出回路の故障を検知できる機能と、ｉ２には
前記検出回路の故障を検出した場合に無停４峨源装置の
運転システムに最適な処置を行なうことができる機能と
を有する無停＠電源装置の保護方法を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

このため本発明は、検出回路の出力信号の変化の傾きを
逐次チェックし、主回路の動作上あシえない変化をした
場合（二は検出回路の故障と判断する。更（二無停亀颯
源装置が並列運転中か単機運転中かを判断して、並列運
転中であれば直ち（二装眞を停止し、単機運転中であれ
ば誉報のみを発して装置の運転を継続し、無停４砥源装
置システムの信頼度を向上させようとするものである。

〔発明の貝施例〕

以下、本発明を図面を参照して説明する。

弗１図は本発明の一実施例を示す図で、無停４峨源装置
の並列システムを例（二とったものである。

１は商用電源で、この４源が正常な時にはこの電源から
各無停４峨源装置（二尾力が供給される。２は蓄電池で
、商用峨源１が停題し九時に各無停醒４源装置ｔに磁力
を供給する。３は整流器で商用電源１からの交流電圧を
直流（；変換する。４はチョッパで整流器３からの直流
電圧を適当な電圧レベルの直流電圧（二置換する働きを
する。無停４峨源装置の出力電圧の一定制御は導通角制
御Ｃ：よるチョッパの出力電圧の＃Ｊ４ｆｉｌ二より行
なわれる。５はコンデンサであり、チョッパの出力電圧
を平滑する働きをする。６はインバータでチョッパ４で
変換された直流電圧を交流（＝変換する。インバータ６
の出力電圧波形は矩形波であり、図示していないがイン
バータ６の出力（＝交流フィルタがあり、ここで正弦ａ
投影（二平滑する。７は出力しゃ断器であり、出力のオ
ン／オフ、並び（＝無停電電源装置が故障した時の並列
システムからの切り離しを行なう。ｌＯはチョッパ４０
入力電流を検出する電流検出器であシ、例えば、ホール
ＣＴと増幅回路からなる。１１はコンデンサ５の電圧を
検出する鎮圧検出器で６９、例えば、絶縁増幅器からな
る。

１２はマイクロコンピュータであり、本発明に係わる診
断並び（＝保護シーケンスの実行を司どる。１３はＡ／
Ｄ変換器でらり、検出回路ｌＯ及び１１で検出されたチ
ョッパ４の入力域流及びコンデンサ４の電圧をアナログ
量からディジタル量（＝変換する。ディジタル量に変換
されたデータは逐次マイクロコンピュータ１２（二人力
され、適当な処理が行なわれる。１４はディジタル出力
で、マイクＣｘコンピュータ１２からの指令（二よシイ
ンバータゲート回路１６及びチョッパゲート回路１７（
二停止指令を与えると共（ユ出力しゃ断器７１ニしゃ断
指令を与える。さらにＮｏ、　２無停４−源装置（二自
分が故障又は停止操作により並列システムから切夛離さ
れたという情報を外線１０４を介して出力する。１５は
ディジタル入力回路で６９、ＮＯ１２無停礒峨源装置が
故障又は停止操作により並列システムから切ｐｍされた
時にその旨の情報が外線１０３を介して入力される。

１６はインバータゲート制御回路及び１７はチョッパゲ
ート制御回路であり、各々インバータ６及びチョッパ４
にスイッチングのためのゲート信号を出力する。１８は
定峨圧制御回路で無停電Ｍｉ源装置の出力電圧を一定（
二制御するための回路である。１９は並列制御回路で、
後述する方＠＋；よ、！７　Ｎｏ、　１とＮＯ，２の無
停電電源装置の負荷分担が等しくなるよう（二制御する
ための回路である。Ｎｏ、　２無停屯４源装置も同様（
＝して構成されている。

並列制御は次のよう（＝シて行なわれる。図示していな
いがＮＯ，１とＮｏ、　２の無停電Ｊ１！源装置のイン
バータゲート回路は互い纏；信号のやりと９をしており
、両方のゲート信号の位相が同一（二なるよう（二して
いる（特願昭５２−１１６０５８　　「発振装置」）。

従って、ＮＯ，１とＮＯ，２の無停４＃Ｌ＃装置の出力
電圧の位相は常（＝一致している。並列運転を可能（ニ
するため（二は並列運転される各無停４磁源装置の出力
電圧の位相と大きさを互い６二等しくする必要があるが
、前記のことから前者の条件は満たされていることζ：
なる。インバータ６を一定Ｉ＠でスイッチングする場合
には後者の条件を満たすため（＝インバータ６０入力題
圧即ちコンデンサ５の電圧を等しくすればよい。このた
め他の無停磁４源装置の４圧検出器の出力電圧を外＠　
１０１を介して入力し、自分自身の電圧検出器１１の出
力電圧と共ζ＝並列制御回路１９（二人力し、並列制御
回路１９両者の電圧が互い（二等しくなるよう（二定電
圧制御回路１８Ｃ：電圧補正信号を出力する。この信号
（：よυチョッパ４の導通角を調整し、インバータ６０
入力（圧がＮ００２無停止ｊ＆峨源装置のインバータの
入力礒圧と等しくなるよう（＝する。

次（二マイクロコンピュータ１２（二よる保護シーケン
スの動作にりいてチョッパゲート回＃Ｆ１７の故障を例
（＝と９説明する。時刻ｔ。においてチョッパゲート回
路１７の故障（二上りチョツパ４（ニオンゲートが与え
られなぐなると、チョッパ４が停止状態となり、第２図
の実線の曲線のよう（＝その出力電圧が低下する。即ち
、電圧検出器１１の出力１圧が低下するので、Ａ／１）
変＊　！＃１３　（二よりディジタル化されたデータも
それ（＝対応して小さくなる。マイクロコンピュータ１
２は逐次このデータを入力して、あらかじめ設定された
基準データと比較している。

入力データが基準データよυ小さくなシ、それがらる時
間継続するとｉイクロコンピュータ１２は「直流不足蹴
圧」と判断し、ディジタル出力回路１４を介してインバ
ータゲート回路１６とチョッパゲート回路１７６：停止
指令を与えて、インバータ６及びチョッパ４を停止する
と共（二出力しゃ断器７をしゃ断する。

本発明の一実施例の作用題：ついて題凪検出！！１１の
故障を例（二と９説明する。Ｎｏ、　１　ｆｉ停４４源
装置の電圧検出器１１が故障すると、コンデンサ５の１
圧が正常でおるにもかかわらず電圧検出器１１の出力電
圧は第２図の点線の曲線のようζ二はとんど不連続的に
変化する。この変化はＡ／Ｄ変換器１３のディジタルデ
ータ出力（＝もそのまま現われる。マイクロコンピュー
タ１２はＡ／Ｌ）　ｆ換器１３のディジタルデータの変
化を逐次計算しているので、その値があらかじめ定めら
れた値を越えた時（；「電圧検出器故障」と診耐する。

次１ニデイジタル入力回路１５のデータを調べ、ＮＯ，
２無停罐峨源装置が負荷電；給越中であるかあるいは解
列中でろるかを―べる。もし、負荷（二給峨中であれば
、ＮＯ，１とＮＯ１２無停岨砥源装置は現在並列運転中
であり０、しかも、電圧検出器１１の出力電圧は並列制
御（＝使用されており、異常電圧（二よる並列制御を硯
けること″は共倒れ（二波及する危険があるので、ＮＯ
・１無停嵐Ｉｌ＆ｃ源装置を直ち（二並列システムから
解列する。

負荷にはＮｏ、　２無停ＮＬ峨源装置が安全（二給磁し
続ける。

もし、Ｎｏ・２無停砥４源装置が解列中でおる場合（：
は、Ｎ００１無停電電源装置が停止することは直ち（＝
負荷への給電停止となり、また、電圧検出器１１の故障
自体は無停４磁源装置の運転継続（二は支障ないので、
警報のみを発して運転を継続すると共（二負荷へ給題を
し続けさせる。以上のマイクロコンピュータの動作を７
０−チャート（＝示すと第３図のようになる。

コンデンサ５の短絡故障を考えると電圧検出器１１の出
力電圧は電圧検出器１１が正常でも第２図の点線の曲線
のような変化なしうるが、コンデンサ５の短絡故障の場
合にはチョッパ４の入力電流が過大（二増大するので、
これの過電流検出（＝より無停４磁源装置を直ちに故障
停止させることができる。従って、電流検出器１０の出
力電圧をＡ／ｉ）変換器１３によシデイジタル化したデ
ータが電圧検出器１１の出力電圧が急減した時（＝ある
値以上（；増大しているか否かＣ二よシ、コンデンサ５
の短絡故障Ｃ二より実際（ニコンデンテ嵯圧が急減した
のかあるいは電圧検出器１１が故障したのかを判別する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明（＝よれば、従来困難で
あった一流・電圧検出回路の故障を直ちＣ二検知でき、
しかも、故障時のシステムの運転状態Ｃ二最適な処置を
行なわしめるので、無停４磁源装置の信頼匿向上（＝薔
与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一笑施例な示す＃ｌ成図、！Ｊ１２図
は電圧検出器の正常時及び故障時の出力電圧波形の一例
を示す図、第３図は本発明（二係わる診断フローチャー
トでらる。 １１・・・電圧検出器、　　１２・・・マイクロコンピ
ュータ１３・・・Ａ／Ｄ変換回路、　１４・・・ディジ
タル出力回路１５・・・ディジタル入力回路、１５・・
・インバータゲート回路１７・・・チョッパゲート回路
、１８・・・定峨圧制御回路１９・・・並列制御回路、
　　７・・・出力しゃ断器（７３１７）代理人　弁理士
　則　近　憲　佑（ほか１名）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 無停電電源装置内の電流あるいは電圧を検出する検出回
   路と、該検出回路の出力電圧をアナログ量からディジタ
   ル量に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力
   量であるディジタル量の大きさをあらかじめ設定された
   第１の基準データと比較判別することにより無停電電源
   装置の故障を検知して保護動作を行なう無停電電源装置
   の保護方法において、前記検出回路の出力電圧の変化の
   大きさがあらかじめ設定された第２の基準データを越え
   る時に前記検出回路の故障と診断し、故障した無停電電
   源装置が停止しても残りの無停電電源装置により負荷に
   給電しうる場合には故障した無停電電源装置を直ちに負
   荷から切り離し、故障した無停電電源装置を停止させる
   と負荷への給電が停止する場合には警報を発して運転を
   継続することを特徴とする無停電電源装置の保護方法。