TWI661653B

TWI661653B - 不斷電電源裝置及不斷電電源裝置的試驗方法

Info

Publication number: TWI661653B
Application number: TW106120893A
Authority: TW
Inventors: 李定安; 豊田勝
Original assignee: 日商東芝三菱電機產業系統股份有限公司
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2019-06-01
Also published as: JP6744477B2; KR102281416B1; CN110383624A; JPWO2018163397A1; KR20190117736A; CN110383624B; TW201834355A; WO2018163397A1

Abstract

在本發明的不斷電電源裝置(100)中，控制裝置(4)係構成為在沒有於第4端子(T4)連接負載的狀態下進行不斷電電源裝置(100)的電氣試驗時，令第1及第2開關(S2、S3)接通，並且遵循電流指令值控制反向器(2)的輸出電流。控制裝置(4)係根據對電流指令值進行座標轉換而得的d軸電流指令值及q軸電流指令值、與對輸出電流進行座標轉換而得的d軸電流值及q軸電流值之偏差，產生電壓指令值。控制裝置係根據電壓指令值，產生反向器(2)的控制信號。控制裝置係以使遵循控制信號而由反向器(2)產生的交流電壓的相位同步於交流電源(5)的相位之方式控制控制信號的頻率。

Description

不斷電電源裝置及不斷電電源裝置的試驗方法

本發明係有關不斷電電源裝置及不斷電電源裝置的試驗方法。

為了符合對不斷電電源裝置的可靠度的要求，有進行供確認不斷電電源裝置的性能之用的電氣試驗。例如，日本特開2009-232541號公報(專利文獻1)揭示了一種試驗方法，係不用於交流輸出端子連接模擬負載機器即進行不斷電電源裝置的電氣試驗。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2009-232541號公報

在專利文獻1所記載的不斷電電源裝置的試驗方法中，係在不使用模擬負載機器的情形下，將反向器(inverter；亦稱為「逆變器」)所產生的交流電力經由旁路(bypass)電路再生給交流電源。藉此，能夠將電氣試驗所需的電力抑制為上述電力路徑內產生的損失。

另一方面，在前述專利文獻1所記載的試驗方法中，係以使從反向器輸出的三相交流電流的檢測值一致於電流指令值的方式控制反向器。該電流控制的控制增益(gain)係重疊三相交流電流的額定頻率，故控制增益必須為高增益。因此，要實現高速響應性及高控制精度，係有控制複雜化的問題。

因此，本發明的主要目的為提供能夠藉由容易的控制，以高速響應性及高控制精度進行電氣試驗的不斷電電源裝置及不斷電電源裝置的試驗方法。

依據本發明一態樣，不斷電電源裝置係具備：第1及第2端子，係連接至交流電源；第3端子，係連接至蓄電裝置；第4端子；轉換器(converter)；反向器；第1及第2開關(switch)；及控制裝置。轉換器係構成為將從交流電源經由第1端子供給的交流電力轉換成直流電力。反向器係構成為將由轉換器所產生的直流電力或蓄電裝置的直流電力轉換成交流電力。第1開關係連接在反向器的輸出節點(node)與第4端子之間。第2開關係連接在第2端子與第4端子之間。控制裝置係構成為在沒有於第4端子連接負載的狀態下進行不斷電電源裝置的電氣試驗時，令第1及第2開關接通，並且遵循電流指令值控制反向器的輸出電流。控制裝置係根據對電流指令值進行座標轉換而得的d軸電流指令值及q軸電流指令值、與對輸出電流進行座標轉換而得的d軸電流值及q軸電流值之偏差，產生電壓指令值。控制裝置係根據電壓指令值，產生反向器的控制信號。控制裝置係以使遵循控制信號而由反向器產生的交流電壓的相位同步於交流電源的相位之方式控制控制信號的頻率。

依據本發明，能夠藉由容易的控制，以高速響應性及高控制精度進行不斷電電源裝置的電氣試驗。

1‧‧‧轉換器

2‧‧‧反向器

3‧‧‧雙向截波器

4‧‧‧控制裝置

5‧‧‧商用交流電源

6‧‧‧蓄電池

7‧‧‧直流母線

10‧‧‧電壓基準產生部

11、13‧‧‧減法器

12、27‧‧‧電壓控制部

14、24、25‧‧‧電流控制部

15、28‧‧‧PWM控制部

20‧‧‧d軸電流指令產生部

21‧‧‧q軸電流指令產生部

26、31‧‧‧座標轉換部

29‧‧‧頻率控制部

30‧‧‧同步控制部

100‧‧‧不斷電電源裝置

C1至C3‧‧‧電容器

CD1、CD2‧‧‧電流檢測器

F1、F2‧‧‧交流濾波器

f*‧‧‧額定頻率

f#‧‧‧頻率指令

I1‧‧‧轉換器1的輸入電流

I1*、Ir‧‧‧電流指令值

I2‧‧‧反向器2的輸出電流

Id‧‧‧d軸電流

Idr‧‧‧d軸電流指令值

Iq‧‧‧q軸電流

Iqr‧‧‧q軸電流指令值

L1、L2‧‧‧電抗器

S1至S3‧‧‧開關

ST‧‧‧啟動指令

t1、t2‧‧‧時刻

T1‧‧‧輸入端子

T2‧‧‧旁路端子

T3‧‧‧電池端子

T4‧‧‧輸出端子

V*、Vo*、Vo#‧‧‧電壓指令值

V1‧‧‧輸入端子T1的電壓

V2‧‧‧旁路端子T2的電壓

V3‧‧‧直流母線7的電壓

V3R‧‧‧基準電壓

V4‧‧‧電池端子T3的電壓

V5‧‧‧輸出端子T4的電壓

Vd*‧‧‧d軸電壓指令值

Vq*‧‧‧q軸電壓指令值

Vu*‧‧‧U相電壓指令值

Vv*‧‧‧V相電壓指令值

Vw*‧‧‧W相電壓指令值

VD1至VD5‧‧‧電壓檢測器

θ‧‧‧相位

‧‧‧功率因數

△Id‧‧‧d軸電流指令值與d軸電流值之偏差

△Iq‧‧‧q軸電流指令值與q軸電流值之偏差

第1圖係顯示本發明實施形態的不斷電電源裝置的構成之電路方塊(block)圖。

第2圖係顯示控制裝置中與轉換器的控制關聯的部分的構成之方塊圖。

第3圖係顯示控制裝置中與反向器的控制關聯的部分的構成之方塊圖。

第4圖係說明d軸電流指令值及q軸電流指令值的設定方法之圖。

第5圖係用以說明電氣試驗時的反向器的控制的波形圖。

第6圖係用以說明本發明實施形態的不斷電電源裝置的試驗方法的電路方塊圖。

以下，針對本發明的實施形態，參照圖式詳細進行說明。另外，相同或相當的部分係給予相同的的元件符號而不再重複其說明。

第1圖係顯示本發明之實施形態的不斷電電源裝置的構成之電路方塊圖。商用交流電源5係將商用頻率的交流電力供給至不斷電電源裝置100。不斷電電源裝置100從商用交流電源5實際上係接受三相交流電力，但為了圖式及說明的簡單化，在第1圖中係僅顯示一相份的電路。

不斷電電源裝置100係具備：輸入端子T1、旁路端子T2、電池(battery)端子T3、及輸出端子T4。輸入端子T1及旁路端子T2係連接至商用交流電源5。輸出端子T4係能夠連接至未圖示的負載。負載係由從不斷電電源裝置100供給的商用頻率的交流電力所驅動。

電池端子T3係連接至蓄電池6。蓄電池6係能夠進行直流電力的充電及放電之電池。蓄電池6係對應蓄積直流電力的「蓄電裝置」的一實施例。在電池端子T3係亦可改成連接電容器(雙電層電容器、電解電容器等)取代蓄電池6。

不斷電電源裝置100係復具備：開關S1至S3、電抗器(reactor)L1、L2、轉換器1、電容器C1、C2、雙向截波器(chopper)3、電流檢測器CD1、CD2、電壓檢測器VD1至VD5、及控制裝置4。開關S1、電抗器L1、轉換器1、反向器2、電抗器L2及開關S2係串聯連接在輸入端子T1與輸出端子T4之間。

開關S1的一方端子係連接至輸入端子T1，另一方端子係經由電抗器L1而連接至轉換器1的輸入節點。電容器C1係連接至開關S1的另一方端子。轉換器1的輸出節點係經由直流母線7而連接至反向器2的輸入節點，並且經雙向截波器3而連接至電池端子T3。電容器C3係連接至直流母線7。

反向器2的輸出節點係經由電抗器L2而連接至開關S2的一方端子，開關S2的另一方端子係連接至輸出端子T4。電容器C2係連接至開關S2的一方端子。

開關S1係在從商用交流電源5正常地供給有交流電力的通常時接通(on)，例如在不斷電電源裝置100的維護(maintenance)時斷開(off)。開關S1的接通/斷開係由控制裝置4控制。

電容器C1及電抗器L1係構成交流濾波器(filter)F1。交流濾波器F1係低通濾波器(low-pass filter)，使供給自商用交流電源的商用頻率的交流電力通過，阻擋轉換器產生的切換(switching)頻率的信號通過。

轉換器1係構成為在從商用交流電源5供給有交流電力的通常時將供給自商用交流電源5的交流電力轉換成直流電力。轉換器1產生的直流電力係輸出至直流母線7。此時，轉換器1係以使直流母線7的電壓V3成為預定的基準電壓V3R之方式輸出直流電流至直流母線7。轉換器1的電力轉換係由控制裝置4控制。在來自商用交流電源5的交流電力的供給停止的斷電時，轉換器1的運轉係停止。轉換器1係由控制裝置4控制。電容器C3係將直流母線7的電壓V3予以平滑化。

雙向截波器3係構成為執行雙向的直流電壓轉換(升壓及降壓)。雙向截波器3係在通常時將由轉換器1產生的直流電力蓄積至蓄電池6。雙向截波器3係在斷電時將蓄電池6的直流電力供給至直流母線7。雙向截波器3係由控制裝置4控制。雙向截波器3係對應「DC/DC轉換器」的一實施例。

反向器2係構成為在通常時將由轉換器1產生的直流電力轉換成商用頻率的交流電力。反向器2係構成為在斷電時將蓄電池6的直流電力轉換成商用頻率的交流電力。反向器2係由控制裝置4控制。

轉換器1及反向器2係以半導體切換元件構成。就半導體切換元件而言，例如使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor；絕緣閘雙極性電晶體)。就半導體切換元件的控制方式而言，能夠使用PWM(Pulse Width Modulation；脈波寬度調變)控制。

電抗器L2及電容器C2係構成交流濾波器F2。交流濾波器F2係低通濾波器，使由反向器2產生的商用流波數的交流電力通過，阻擋反向器2產生的切換頻率的信號通過。換言之，交流濾波器F2係將反向器2的輸出電壓的波形轉換成正弦波。

開關S2(第1開關)係在旁路供電模式(mode)時斷開，在反向器供電模式時接通。旁路供電模式係將來自商用交流電源5的交流電力供給至負載之模式。將旁路端子T2與輸出端子T4連接起來的電路也稱為「旁路電路」。反向器供電模式係將由反向器2所產生的交流電力供給至負載之模式。

開關S3(第2開關)係在旁路供電模式時接通，在反向器供電模式時斷開。開關S2、S3的接通/斷開係由控制裝置4控制。

電壓檢測器VD1係檢測輸入端子T1的交流電壓V1(亦即從商用交流電源5供給的交流電壓)的瞬間值，將表示該檢測值的信號提供給控制裝置4。控制裝置4係根據電壓檢測器VD1的輸出信號，判定是否從商用交流電源5正常地供給有交流電力(亦即判定是否有發生斷電)。

電流檢測器CD1係檢測流往電抗器L1的交流電流I1(亦即轉換器1的輸入電流)的瞬間值，將表示該檢測值的信號提供給控制裝置4。電壓檢測器VD3係檢測直流母線7的直流電壓V3的瞬間值，將表示該檢測值的信號提供給控制裝置4。

控制裝置4係根據電壓檢測器VD1、VD3及電流檢測器CD1的輸出信號控制轉換器1。換言之，轉換器1係以在通常時使直流母線7的直流電壓V3成為基準電壓V3R之方式供給直流電力至直流母線7。在斷電時，轉換器1的運轉係停止。

電壓檢測器VD4係檢測電池端子T3的直流電壓V4(亦即蓄電池6的端子間電壓)的瞬間值，將表示該檢測值的信號提供給控制裝置4。控制裝置4係根據電壓檢測器VD3、VD4的輸出信號控制雙向截波器3。換言之，雙向截波器3係以在通常時使電池端子T3的直流電壓成為預定的目標電池電壓之方式供給直流電力至蓄電池6。雙向截波器3係以在斷電時使直流母線7的直流電壓V3成為基準電壓V3R之方式供給直流電力至直流母線7。

電壓檢測器VD2係檢測旁路端子T2的交流電壓V2(亦即從商用交流電源5供給的交流電壓)的瞬間值，將表示該檢測值的信號提供給控制裝置4。電壓檢測器VD4係檢測輸出端子T4的交流電壓V4的瞬間值，將表示該檢測值的信號提供給控制裝置4。

電流檢測器CD2係檢測流往電抗器L2的電流I2(亦即反向器2的輸出電流)的瞬間值，將表示該檢測值的信號提供給控制裝置4。控制裝置4係根據電壓檢測器VD2、VD4及電流檢測器CD2的輸出信號控制反向器2。

特別是，在反向器供電模式時，控制裝置4係根據電壓檢測器VD2的檢測值V2(亦即從商用交流電源5供給的交流電壓)產生電壓指令值，以使電壓檢測器VD5的檢測值V5(亦即輸出端子T4的交流電壓)一致於該電壓指令值之方式對反向器2進行電壓回授(feed back)控制，並且以供給電流檢測器CD2的檢測值的電流(負載電流)之方式對反向器2進行電流前授(feed forward)控制。

[不斷電電源裝置的電氣試驗]

為了保有不斷電電源裝置100的可靠度，進行供確認不斷電電源裝置100的性能之用的電氣試驗。在進行不斷電電源裝置100的電氣試驗時，係在不使用負載或摸擬負載的情形下運轉不斷電電源裝置100。具體而言，如第1圖所示，在沒有於輸出端子T4連接負載的狀態下，控制裝置4係令轉換器1及反向器2運轉。在第1圖中，使用虛線箭頭表示電氣試驗時的電力的流通。

此時，控制裝置4係令開關S2、S3皆接通，藉此，令供給自反向器2的交流電力經由旁路電路再生給商用交流電源5。如此一來，電氣試驗所需的電力係成為僅為第1圖中所示電力路徑內產生的損失，因此能夠將從商用交流電源5提供的電力抑制為該損失量。

第2圖係顯示控制裝置4中與轉換器1的控制關聯的部分的構成之方塊圖。第2圖係顯示電氣試驗時的轉換器1的控制。

在電氣試驗時，控制裝置4係與反向器供電模式時同樣地根據電壓檢測器VD1、VD3及電流檢測器CD1的輸出信號控制轉換器1。換言之，轉換器1係以使直流母線7的直流電壓V3成為基準電壓V3R之方式供給直流電力至直流母線7。

具體而言，如第2圖所示，控制裝置4係含有：電壓基準產生部10、電壓控制部12、電流控制部14、減法器11、13、及PWM控制部15。電壓基準產生部10係產生直流母線7的目標直流電壓即基準電壓V3R。

減法器11係從基準電壓V3R減去直流電壓V3(電壓檢測器VD3的檢測值)，求取V3R與V3之偏差V3R-V3。

電壓控制部12係以使偏差V3R-V3成為0之方式產生電流指令值I1*。電壓控制部12係例如至少含有比例要素(P：proportional element)及積分要素(I：integral element)，以偏差V3R-V3為輸入進行比例積分運算。電壓控制部12係產生電流指令值I1*作為其運算結果。

減法器13係從電流指令值I1*減去電流I1(電流檢測器CD1的檢測值)，求取I1*與I1之偏差I1*-I1。

電流控制部14係以使偏差I1*-I1成為0之方式產生電壓指令值V*。電流控制部14係例如含有比例要素及積分要素，以偏差I1*-I1為輸入進行比例積分運算。電流控制部14係產生電壓指令值V*作為其運算結果。

另外，在本實施形態中雖係在電壓控制及電流控制使用PI控制，但亦可使用含有比例要素(P)、積分要素(I)及微分要素(D：derivative element)的PID控制。此外，亦可改成使用其他一般性的控制手法取代PI控制。

PWM控制部15係當從電流控制部14接收到電壓指令值V*，便藉由比較電壓指令值V*與三角波的載波(carrier)信號而產生將轉換器1的半導體切換元件導通/關斷(on/off)之用的控制信號。由PWM控制部15所產生的控制信號係提供給轉換器1。

第3圖係顯示控制裝置4中與反向器2的控制關聯的部分的構成之方塊圖。第3圖係顯示電氣試驗時的反向器2的控制。

在電氣試驗時，控制裝置4係根據針對不斷電電源裝置100所應輸出的視在功率S[VA]及功率因數而預設的目標值，產生電流指令值Ir。控制裝置4係以使電流檢測器CD2的檢測值(亦即反向器2的輸出電流I2)一致於所產生的電流指令值Ir之方式對反向器2進行電流回授控制。

具體而言，參照第3圖，控制裝置4係包含：d軸電流指令產生部20、q軸電流指令產生部21、電流控制部24、25、座標轉換部26、31、電壓控制部27、PWM控制部28、頻率控制部29、及同步控制部30。

d軸電流指令產生部20係產生電流指令值Ir的d軸成分即d軸電流指令值Idr。q軸電流指令產生部21係產生電流指令值Ir的q軸成分即q軸電流指令值Iqr。

具體而言，電流指令值Ir係例如能夠根據不斷電電源裝置100的額定功率即最大視在功率S[VA]進行設定。關於最大視在功率S[VA]，當將從不斷電電源裝置100輸出的交流電壓(亦即輸出端子T4的交流電壓V5)的有效值設為V、將電流指令值Ir的有效值設為I，則以S=V×I表示。

另外，在反向器供電模式時，輸出端子T4 的交流電壓V5係同步於從商用交流電源5供給的交流電壓V1。亦即，最大視在功率S[VA]係以從商用交流電源5供給的交流電壓(交流電源電壓)V1的有效值V與電流指令值Ir的基本波有效值I之積表示。因此，能夠根據最大視在功率S[VA]及交流電源電壓V1的有效值V來運算電流指令值Ir。

接著，設定不斷電電源裝置100的功率因數。功率因數係例如能夠設定為預定連接至輸出端子T4的負載的功率因數。如此一來，便能夠實質地確認於輸出端子T4連接有負載的狀態下的不斷電電源裝置100的性能。或者，亦能夠預先設定複數個功率因數，切換功率因數來進行電氣試驗。另外，功率因數乘以最大視在功率S[VA]而成的(S×)係成為不斷電電源裝置100的最大有效功率。

當設定功率因數，如第4圖所示，電流指令值Ir便能夠使用功率因數而轉換成d軸電流指令值Idr及q軸電流指令值Iqr。d軸電流指令值Idr及q軸電流指令值Iqr係分別以下式(1)、(2)給定。

d軸電流指令產生部20係當獲得電流指令值Ir及功率因數的提供，便使用上式(1)產生d軸電流指令值Idr。所產生的d軸電流指令值Idr係提供給減法器22。q軸電流指令值21係當獲得電流指令值Ir及功率因數的提供，便使用上式(2)產生q軸電流指令值Iqr。所產生的q軸電流指令值Iqr係提供給減法器23。

藉由將電流指令值Ir轉換成d軸電流指令值Idr及q軸電流指令值Iqr，控制裝置4係以使反向器2的輸出電流I2的d軸成分Id及q軸成分Iq分別一致於d軸電流指令值Idr及q軸電流指令值Iqr一致之方式對反向器2進行電流回授控制。

此處，在習知技術的電流回授控制中，係以使電流檢測器CD2的檢測值I2(三相交流電流)一致於電流指令值Ir之方式控制反向器2。因此，回授控制的控制增益係重疊交流電流的額定頻率。在第1圖的情形中，根據商用交流電源5的頻率(例如50Hz)，在控制迴路(loop)的響應角頻率係重疊ω c=314rad/sec。因此，控制迴路的增益係必須為高增益。具體而言，至少必須為比ω c大一位數的增益(亦即3140rad/sec以上)。另外，在遵循由該電流回授控制而產生的電壓指令值進行的電壓控制(PWM控制)中，係必須為再大一位數的增益(亦即31400rad/sec)。因此，要實現高速響應性及高控制精度，係有必須進行複雜的控制之問題。

相對於此，在本實施形態中，如上述，在電流回授控制中，能夠分別獨立控制d軸電流Id及q軸電流Iq。由於在各成分的電流回授控制中，能夠將電流指令值視為直流量，故能夠將交流電流的額定頻率(亦即ω c) 去除。因此，能夠將控制迴路的增益設為低增益。因此，能夠容易實現高速響應性及高控制精度。

以下，利用第3圖，針對控制裝置4的電流回授控制詳細進行說明。

同步控制部30係根據電壓檢測器VD1的檢測值(亦即從商用交流電源5供給的交流電壓V1)，檢測交流電源電壓V1的相位θ。同步控制部30係例如為PLL(Phase Locked Loop；鎖相迴路)電路，以使反向器2的輸出電壓V5與交流電源電壓V1之相位差成為0之方式進行控制。藉由令反向器2的輸出電壓V2的相位與交流電源電壓V1的相位同步，如第1圖所示，能夠令供給自反向器2的交流電力經由旁路電路再生給商用交流電源5。

座標轉換部31係藉由使用由同步控制部30檢測出的相位θ進行的座標轉換(三相/二相轉換)，根據電流檢測器CD2的檢測值(亦即反向器2的輸出電流I2)，算出d軸電流Id及q軸電流Iq。

減法器22係從由d軸電流指令產生部20產生的d軸電流指令值Idr減去d軸電流Id，求取Idr與Id之偏差△Id。減法器23係從由q軸電流指令產生部21產生的q軸電流指令值Iqr減去q軸電流Iq，求取Iqr與Iq之偏差△Iq。

電流控制部24係以使偏差△Id成為0之方式產生d軸電壓指令值Vd*。具體而言，電流控制部24係針對偏差△Id，進行以預定增益進行的比例積分運算求取控制偏差，產生相應於該控制偏差的d軸電壓指令值Vd*。

電流控制部25係以使偏差△Iq成為0之方式產生q軸電壓指令值Vq*。具體而言，電流控制部25係針對偏差△Iq，進行以預定增益進行的比例積分運算求取控制偏差，產生相應於該控制偏差的q軸電壓指令值Vq*。

座標轉換部26係藉由使用交流電源電壓的相位θ進行的座標轉換(三相/二相轉換)，將d軸電壓指令值Vd*及q軸電壓指令值Vq*轉換成U相、V相、W相的各相電壓指令值Vu*、Vv*、Vw*。交流電壓指令值Vo*係總括代表Vu*、Vv*、Vw*。

如上述，藉由電流回授控制產生電壓指令值Vo*。因此，藉由遵循電壓指令值Vo*對反向器2進行PWM控制，能夠令反向器2的輸出電流I2一致於電流指令值Ir。

然而，在為了電氣試驗而令不斷電電源裝置100(反向器2)啟動時，由於電壓指令值Vo*的有效值從0急劇地上升，有可能導致控制追隨不上，發生反向器2的輸出電壓V2的有效值在達到電壓指令值Vo*的有效值後繼續超過的電壓過衝(overshoot)、和輸出電壓V2的有效值在電壓指令值Vo*的有效值上下振動的電壓追逐(hunting)。結果，產生在從啟動不斷電電源裝置100到輸出電壓V2穩定下來為止的期間無法進行電氣試驗的缺陷。

另外，為了防止輸出電壓V2的電壓過衝和電壓追逐，係能夠採用在不斷電電源裝置100的啟動時，令電壓指令值Vo*的有效值從0慢慢地增加到原訂的目標電壓之手法。藉此，便能夠令輸出電壓V2的有效值追隨電壓指令值Vo*的有效值。然而，在另一方面，在令電壓指令值Vo*的有效值增加的期間，反向器2的輸出電流I2的有效值係變得比電流指令值Ir的有效值低，故無法進行電氣試驗的缺陷仍無法排除而留下。

因此，在本實施形態中，在不斷電電源裝置100的啟動時，係令電壓指令值Vo*的有效值從0線性地增加，並且令反向器2的輸出頻率增加。

具體而言，參照第3圖，頻率控制部29係從同步控制部30接收表示交流電源電壓V1的相位θ之信號，並且接收不斷電電源裝置100的啟動指令ST。啟動指令ST係啟動不斷電電源裝置100的轉換器1及反向器2之用的指令。在進行電氣試驗的情形中，係當未圖示的操作部受到啟動(on)操作時，對控制裝置4發出被致活為H(邏輯高；logic-high)電位的啟動指令ST。

頻率控制部29係當接收到被致活為H電位的啟動指令ST，便根據商用交流電源5的額定頻率f*，產生頻率指令f#。具體而言，頻率控制部29係令頻率指令f#從0增加至額定頻率f*。頻率控制部29係將所產生的頻率指令f#提供給電壓控制部27及PWM控制部28。

電壓控制部27係根據由座標轉換部26所產生的電壓指令值Vo*及頻率指令f#，產生要提供給PWM控制部28的電壓指令值Vo#。電壓控制部27係令電壓指令值Vo#的有效值從0增加至Vo*。藉此，能夠令反向器2的輸出頻率f與反向器2的輸出電壓V5的有效值同時增加。

PWM控制部28係根據頻率指令f#，產生三角波載波信號。PWM控制部28係構成為含有壓控振盪器(VCO；voltage-controlled oscillator)。壓控振盪器係以成為頻率指令f#的整數倍之方式調整三角波載波信號的頻率。

PWM控制部28係藉由比較電壓指令值Vo#與三角波載波信號而產生將反向器2的半導體切換元件導通/關斷之用的控制信號。由PWM控制部28產生的控制信號係提供給反向器2。

第5圖係說明電氣試驗時的反向器2的控制之用的波形圖。第5圖係顯示啟動指令ST、電壓指令Vo#的有效值、及反向器2的輸出電流I2的有效值之關係。

參照第5圖，當啟動指令ST在時刻t1從L(邏輯低；logic-low)位準致活為H電位，控制裝置4便令開關S2、S3皆接通，並且根據電流指令值Ir及功率因數產生電壓指令值Vo*。此外，控制裝置4係根據商用交流電源5的額定頻率f*產生頻率指令f#。

控制裝置4係以時刻t1為起點，令頻率指令f#以預定的變化率增加。頻率指令f#係達到額定頻率f*。此時，控制裝置4係以時刻t1為起點，令電壓指令值Vo#的有效值從0增加。電壓指令值Vo#的有效值係增加，在時刻t2達到Vo*。

如此一來，在時刻t1至t2之間，反向器2的輸出頻率與輸出電壓V5係變化。如上述，當只令輸出電壓V5降低，反向器2的輸出電流I2便會下降。於是，令輸出頻率亦對應於輸出電壓V5而下降。藉此，便不會致生輸出電壓V5的電壓過衝及電壓追逐，能夠在令不斷電電源裝置100啟動後迅速且穩定地進行電氣試驗。

另外，依據本實施形態的不斷電電源裝置100，亦進行能夠進行假設來自商用交流電源5的交流電力的供給停止時的電氣試驗。如第6圖所示，在沒有於輸出端子T4連接負載的狀態下，控制裝置4係令反向器2運轉。此時，控制裝置4係令轉換器1停止。在第6圖中，使用虛線箭頭表示電氣試驗時的電力的流通。

控制裝置4係當啟動指令ST被致活為H電位，便令開關S2、S3皆接通，並且同前述實施形態，令電壓指令值Vo#的有效值從0線性地增加，並且令反向器2的頻率指令f#增加。

此外，控制裝置4係根據電壓檢測器VD3、VD4的輸出信號控制雙向截波器3。雙向截波器3係以使直流母線7的直流電壓V3成為基準電壓V3R之方式供給直流電力至直流母線7。

藉此，供給自蓄電池6的直流電力係在藉由反向器2轉換成交流電力後，經由旁路電路再生給商用交流電源5。此時，同樣地，電氣試驗所需的電力係成為僅為第6圖中所示電力路徑內產生的損失，因此能夠將從商用交流電源5提供的電力抑制為該損失量。

如上述說明，依據本發明實施形態的不斷電電源裝置，由於在電氣試驗時的電流回授控制中，能夠將電流指令值視為直流量，故能夠藉由容易的控制，以高速響應性及高控制精度進行不斷電電源裝置的電氣試驗。

此外，能夠在為了電氣試驗而令不斷電電源裝置啟動後立即令反向器的輸出電流一致於電流指令值。因此，能夠在不斷電電源裝置的啟動後迅速且穩定地進行電氣試驗。

以上所揭示的實施形態之各方面均為例子而已，不應將之視為本發明之限制。本發明之範圍，並不限於上述實施形態之說明，而是如申請專利範圍所示，且包含與申請專利範圍均等之意義及範圍內的所有改變。

Claims

一種不斷電電源裝置，係具備：第1及第2端子，係連接至交流電源；第3端子，係連接至蓄電裝置；第4端子；轉換器，係構成為將從前述交流電源經由前述第1端子供給的交流電力轉換成直流電力；反向器，係構成為將由前述轉換器所產生的直流電力或前述蓄電裝置的直流電力轉換成交流電力；第1開關，係連接在前述反向器的輸出節點與前述第4端子之間；第2開關，係連接在前述第2端子與前述第4端子之間；及控制裝置，係構成為在沒有於前述第4端子連接負載的狀態下進行前述不斷電電源裝置的電氣試驗時，令前述第1及第2開關接通，並且遵循電流指令值控制前述反向器的輸出電流；前述控制裝置係構成為：根據對前述電流指令值使用預定的功率因數進行座標轉換而得的d軸電流指令值及q軸電流指令值、與對前述輸出電流使用前述交流電源的電壓的相位進行座標轉換而得的d軸電流值及q軸電流值之偏差，產生電壓指令值；且根據前述電壓指令值，產生前述反向器的控制信號。
如申請專利範圍第1項所述之不斷電電源裝置，其中，前述控制裝置係更構成為：在進行前述不斷電電源裝置的電氣試驗時，當啟動前述反向器時，係令前述電壓指令值的有效值從0上升至預定的電壓值，並且令前述控制信號的頻率從0上升至前述交流電源的頻率。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之不斷電電源裝置，其中，前述控制裝置係構成為使用預定連接至前述第4端子的前述負載的功率因數來執行前述電流指令值的座標轉換。
一種不斷電電源裝置的試驗方法，前述不斷電電源裝置係具備：第1及第2端子，係連接至交流電源；第3端子，係連接至蓄電裝置；第4端子；轉換器，係構成為將從前述交流電源經由前述第1端子供給的交流電力轉換成直流電力；反向器，係構成為將由前述轉換器所產生的直流電力或前述蓄電裝置的直流電力轉換成交流電力；第1開關，係連接在前述反向器的輸出節點與前述第4端子之間；及第2開關，係連接在前述第2端子與前述第4端子之間；在沒有於前述第4端子連接負載的狀態下進行前述不斷電電源裝置的電氣試驗時，前述試驗方法係含有下述步驟：令前述第1及第2開關接通之步驟；根據對電流指令值使用預定的功率因數進行座標轉換而得的d軸電流指令值及q軸電流指令值、與對前述反向器的輸出電流使用前述交流電源的電壓的相位進行座標轉換而得的d軸電流值及q軸電流值之偏差，產生電壓指令值之步驟；及根據前述電壓指令值，產生前述反向器的控制信號之步驟。
如申請專利範圍第4項所述之不斷電電源裝置的試驗方法，其中，前述試驗方法係更包含：在進行前述不斷電電源裝置的電氣試驗時，當啟動前述反向器時，係令前述電壓指令值的有效值從0上升至預定的電壓值，並且令前述控制信號的頻率從0上升至前述交流電源的頻率之步驟。
如申請專利範圍第4項或第5項所述之不斷電電源裝置的試驗方法，其中，在產生前述電壓指令值之步驟中，係使用預定連接至前述第4端子的前述負載的功率因數來執行前述電流指令值的座標轉換。