JPWO2017006427A1 - 無停電電源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、この発明の実施の形態1による無停電電源装置1の構成を示す回路ブロック図である。この無停電電源装置1は、商用交流電源51から変圧器52を介して供給される商用周波数の三相交流電力を負荷53(第1の負荷)とともに受け、商用周波数の三相交流電力を負荷54(第2の負荷)に供給するものであるが、図面および説明の簡単化のため、図1では一相に関連する部分のみが示されている。
図3は、この発明の実施の形態2による無停電電源システムの構成を示すブロック図である。図3において、この無停電電源システムは、無停電電源装置(UPS)31と、複数の無停電電源装置31Aとを備える。無停電電源装置31および複数の無停電電源装置31Aの各々は、商用交流電源51から変圧器52を介して供給される交流電力を負荷53とともに受け、負荷54に交流電力を供給する。
図6は、この発明の実施の形態3による無停電電源装置35の構成を示す回路ブロック図であって、図1と対比される図である。図6を参照して、この無停電電源装置35が図1の無停電電源装置1と異なる点は、電流検出器CD3が追加され、リミッタ13がリミッタ36で置換されている点である。
図7は、この発明の実施の形態4による無停電電源システムの構成を示すブロック図であって、図3と対比される図である。図7において、この無停電電源システムは、無停電電源装置41と、複数の無停電電源装置41Aとを備える。無停電電源装置41および複数の無停電電源装置41Aの各々は、商用交流電源51から変圧器52を介して供給される交流電力を負荷53とともに受け、負荷54に交流電力を供給する。
図10は、この発明の実施の形態5による無停電電源装置45の構成を示す回路ブロック図であって、図6と対比される図である。図10を参照して、この無停電電源装置45が図6の無停電電源装置35と異なる点は、リアクトルL1が除去され、電流検出器CD1の位置が変更され、電流制御器15が電流制御器37で置換されている点である。
図11は、この発明の実施の形態6による無停電電源システムの構成を示すブロック図であって、図3と対比される図である。図11において、この無停電電源システムは、無停電電源装置46と、複数の無停電電源装置46Aとを備える。無停電電源装置46および複数の無停電電源装置46Aの各々は、商用交流電源51から変圧器52を介して供給される交流電力を負荷53とともに受け、負荷54に交流電力を供給する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明でなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Claims (13)
- 交流電源から供給される交流電力を第1の負荷とともに受ける無停電電源装置であって、
前記交流電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータによって生成された直流電力または電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して第2の負荷に供給するインバータと、
前記コンバータで発生する無効電力を制御して前記第1の負荷で発生する無効電力のうちの少なくとも一部を補償する制御部と、
前記コンバータで発生する無効電力を上限電力以下に制限するリミッタとを備え、
前記上限電力は、前記無停電電源装置の定格容量と前記第2の負荷に供給される交流電力との差に応じた値に設定されている、無停電電源装置。 - さらに、前記交流電源から前記第1の負荷に供給される第1の無効電流を検出する第1の検出部と、
前記交流電源から前記コンバータに供給される第2の無効電流を検出する第2の検出部と、
前記第1の検出部の検出結果に基づいて、前記第1の無効電流を補償するための無効電流指令値を生成する無効電流指令部とを備え、
前記リミッタは、前記無効電流指令値を上限値以下の値に制限し、
前記上限値は、前記無停電電源装置の定格電流と前記第2の負荷に供給される交流電流との差に応じた値に設定されており、
前記制御部は、前記第2の検出部の検出結果と前記リミッタによって制限された前記無効電流指令値とに基づいて前記コンバータを制御し、前記第1の無効電流の少なくとも一部を前記第2の無効電流によって補償する、請求項1に記載の無停電電源装置。 - 前記上限値は、前記無停電電源装置の定格電流と前記第2の負荷の定格電流との差に応じた値に設定されている、請求項2に記載の無停電電源装置。
- さらに、前記インバータから前記第2の負荷に供給される交流電流を検出する電流検出器を備え、
前記上限値は、前記無停電電源装置の定格電流と前記電流検出器の検出値との差に応じた値に設定されている、請求項2に記載の無停電電源装置。 - 前記第1の検出部は、
一方端子が前記交流電源から供給される三相交流電流を受け、他方端子が前記第1の負荷に接続される第1の三相リアクトルと、
前記第1の三相リアクトルの他方端子から前記第1の負荷に流れる三相交流電流の瞬時値を検出する第1の電流検出器と、
前記交流電源から供給される三相交流電圧の位相を検出する位相検出器と、
前記第1の電流検出器によって検出された三相交流電流を前記位相検出器の検出値に基づいて座標変換し、前記第1の無効電流に応じた値の第1のq軸電流を生成する第1の座標変換部とを含み、
前記第2の検出部は、
一方端子が前記交流電源から供給される三相交流電流を受け、他方端子が前記コンバータに接続される第2の三相リアクトルと、
前記第2の三相リアクトルの他方端子から前記コンバータに流れる三相交流電流の瞬時値を検出する第2の電流検出器と、
前記第2の電流検出器によって検出された三相交流電流を前記位相検出器の検出値に基づいて座標変換し、前記第2の無効電流に応じた値の第2のq軸電流を生成する第2の座標変換部とを含み、
前記無効電流指令部は、前記第1のq軸電流に基づいて前記無効電流指令値を生成し、
前記制御部は、前記第2のq軸電流が前記リミッタによって制限された前記無効電流指令値に一致するように前記コンバータを制御する、請求項2に記載の無停電電源装置。 - さらに、前記コンバータから前記インバータに供給される直流電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器の検出値が目標直流電圧に一致するように有効電流指令値を生成する有効電流指令部とを備え、
前記第2の座標変換部は、さらに、前記交流電源から前記コンバータに供給される有効電流に応じた値のd軸電流を生成し、
前記制御部は、さらに、前記d軸電流が前記有効電流指令値に一致するように前記コンバータを制御する、請求項5に記載の無停電電源装置。 - 前記コンバータ、前記インバータ、前記制御部、前記リミッタ、前記第2の検出部、および無効電流指令部は無停電電源部を構成し、
複数の無停電電源部を備え、
前記第1の検出部は前記複数の無停電電源部に共通に設けられ、
各無停電電源部の前記無効電流指令部は、前記第1の検出部の検出値を、前記複数の無停電電源部のうちの運転中の無停電電源部の台数で除算した値に基づいて前記無効電流指令値を生成する、請求項2に記載の無停電電源装置。 - さらに、前記交流電源から前記第1の負荷および前記コンバータに供給される第1の無効電流を検出する第1の検出部と、
前記交流電源から前記コンバータに供給される第2の無効電流を検出する第2の検出部と、
前記第1の検出部の検出値に基づいて、前記第1の無効電流を補償するための無効電流指令値を生成する無効電流指令部とを備え、
前記リミッタは、前記無効電流指令値を上限値以下の値に制限し、
前記上限値は、前記無停電電源部の定格電流と前記第2の負荷に供給される交流電流との差に応じた値に設定されており、
前記制御部は、前記第2の検出部の検出結果と前記リミッタによって制限された前記無効電流指令値とに基づいて前記コンバータを制御し、前記第2の無効電流を制御して前記第1の無効電流を減少させる、請求項1に記載の無停電電源装置。 - 前記上限値は、前記無停電電源装置の定格電流と前記第2の負荷の定格電流との差に応じた値に設定されている、請求項8に記載の無停電電源装置。
- さらに、前記インバータから前記第2の負荷に供給される交流電流を検出する電流検出器を備え、
前記上限値は、前記無停電電源装置の定格電流と前記電流検出器の検出値との差に応じた値に設定されている、請求項8に記載の無停電電源装置。 - 前記第1の検出部は、
前記交流電源から前記第1の負荷および前記コンバータに供給される三相交流電流の瞬時値を検出する第1の電流検出器と、
前記交流電源から供給される三相交流電圧の位相を検出する位相検出器と、
前記第1の電流検出器によって検出された三相交流電流を前記位相検出器の検出値に基づいて座標変換し、前記第1の無効電流に応じた値の第1のq軸電流を生成する第1の座標変換部とを含み、
前記第2の検出部は、
一方端子が前記交流電源から供給される三相交流電流を受け、他方端子が前記コンバータに接続される三相リアクトルと、
前記三相リアクトルの他方端子から前記コンバータに流れる三相交流電流の瞬時値を検出する第2の電流検出器と、
前記第2の電流検出器によって検出された三相交流電流を前記位相検出器の検出値に基づいて座標変換し、前記第2の無効電流に応じた値の第2のq軸電流を生成する第2の座標変換部とを含み、
前記無効電流指令部は、前記第1のq軸電流に基づいて前記無効電流指令値を生成し、
前記制御部は、前記第2のq軸電流と前記リミッタによって制限された前記無効電流指令値とに基づいて前記コンバータを制御し、前記第2のq軸電流を制御して前記無効電流指令値を減少させる、請求項8に記載の無停電電源装置。 - さらに、前記コンバータから前記インバータに供給される直流電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器の検出値が目標直流電圧に一致するように有効電流指令値を生成する有効電流指令部とを備え、
前記第2の座標変換部は、さらに、前記交流電源から前記コンバータに供給される有効電流に応じた値のd軸電流を生成し、
前記制御部は、さらに、前記d軸電流が前記有効電流指令値に一致するように前記コンバータを制御する、請求項11に記載の無停電電源装置。 - 前記コンバータ、前記インバータ、前記制御部、前記リミッタ、前記第2の検出部、および無効電流指令部は無停電電源部を構成し、
複数の無停電電源部を備え、
前記第1の検出部は、前記複数の無停電電源部に共通に設けられ、前記交流電源から前記第1の負荷および前記複数の無停電電源部に供給される第1の無効電流を検出し、
各無停電電源部の前記無効電流指令部は、前記第1の検出部の検出値を、前記複数の無停電電源部のうちの運転中の無停電電源部の台数で除算した値に基づいて前記無効電流指令値を生成する、請求項8に記載の無停電電源装置。
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