WO2017094093A1 - 無停電電源装置 - Google Patents

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power
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    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
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Definitions

  • the present invention relates to an uninterruptible power supply, and more particularly to an uninterruptible power supply of a constant commercial power supply system.
  • An uninterruptible power supply of a constant commercial power supply system includes a switch having a first terminal receiving AC power from a commercial AC power supply, a second terminal connected to a load, and a power converter connected to the load. .
  • the switch When the AC voltage from the commercial AC power supply is normal, the switch is turned on, and the AC power from the commercial AC power supply is supplied to the load via the switch.
  • the switch When the AC voltage from the commercial AC power supply becomes abnormal, the switch is turned off, and the DC power supplied from the DC power supply is converted into AC power by the power converter and supplied to the load.
  • Patent Document 1 JP-A-11-341686 (Patent Document 1) and JP-A-2003-333753 (Patent Document 2), a switch that does not have a self-extinguishing capability is used, and the AC voltage from the commercial AC power supply becomes abnormal.
  • Patent Document 2 a technique is disclosed in which the output current of the power converter is controlled to reduce the current flowing through the switch so that the switch is extinguished quickly.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a single-phase uninterruptible power supply, but do not disclose a three-phase uninterruptible power supply.
  • When configuring a three-phase uninterruptible power supply simply providing three single-phase uninterruptible power supplies makes the three-phase operation unbalanced and unstable.
  • the main object of the present invention is to provide a three-phase uninterruptible power supply that operates stably.
  • the uninterruptible power supply according to the present invention is a continuous commercial power supply type uninterruptible power supply, comprising first to third output terminals for supplying a three-phase alternating current to a load, and the first terminals thereof Receive a three-phase AC voltage from a commercial AC power source, and their second terminals are connected to the first to third output terminals, respectively.
  • the first to third power converters connected to the first to third output terminals and driven by the DC power supplied from the DC power supply, and the three-phase AC voltage from the commercial AC power supply become abnormal Of the abnormality detector for detecting the current, the first to third current detectors for detecting the instantaneous values of the currents flowing through the first to third switches, the abnormality detector and the first to third current detectors, respectively.
  • the first to third switches and the first to third switches In which a control circuit for controlling the converter.
  • the first to third switches When the three-phase AC voltage from the commercial AC power supply is normal, the first to third switches are turned on, and the three-phase AC current is applied to the load from the commercial AC power supply through the first to third switches. Supplied.
  • an OFF command signal is given from the control circuit to the first to third switches, and the first to third power converters respectively
  • the third DC current is output, the first to third switches are extinguished, and further, the three-phase AC current is supplied from the first to third power converters to the load, and the operation of the load is continued. .
  • the polarity of the current flowing from the first terminal to the second terminal of each of the first to third switches is positive, and the first to third output terminals from the first to third power converters, respectively. If the polarity of the current flowing toward is positive, the polarity of the first to third DC currents is the same as the polarity of the current flowing through the first to third switches, respectively. The sum of the DC current values is set to zero.
  • Another uninterruptible power supply apparatus is an uninterruptible power supply apparatus of a constantly commercial power supply system, and includes first to third output terminals for supplying a three-phase alternating current to a load, and first of them.
  • First to third switches having no self-extinguishing capability, each of which receives a three-phase AC voltage from a commercial AC power source and whose second terminals are connected to the first to third output terminals, respectively.
  • the first to third power converters connected to the first to third output terminals and driven by the DC power supplied from the DC power supply, and the three-phase AC voltage from the commercial AC power supply become abnormal.
  • An abnormality detector for detecting the occurrence of an abnormality, first to third current detectors for detecting instantaneous values of currents flowing through the first to third switches, respectively, an abnormality detector, and first to third current detections.
  • the first to third switches and the first to third switches based on the detector detection results
  • a control circuit for controlling the power converter.
  • the uninterruptible power supply when the three-phase AC voltage from the commercial AC power supply becomes abnormal, an OFF command signal is given to the first to third switches and the first to third powers are supplied. First to third DC currents are output from the converter, the first to third switches are extinguished, and the sum of the values of the first to third DC currents is set to zero. Therefore, the three-phase operation can be balanced, and a three-phase uninterruptible power supply that operates stably can be realized.
  • an OFF command signal is given to the first to third switches, and the first to third switches
  • the output currents of the first to third power converters are controlled so that the currents flowing through the switches become the first to third DC currents, respectively, the first to third switches are extinguished, and the first to third switches are extinguished.
  • the sum of the values of the third DC current is set to zero. Therefore, the three-phase operation can be balanced, and a three-phase uninterruptible power supply that operates stably can be realized.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a circuit block diagram illustrating a configuration of a current command unit illustrated in FIG. 2. It is a block diagram which shows the structure of the control circuit contained in the uninterruptible power supply by Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 5 is a circuit block diagram showing a configuration of a switch current command unit 30 shown in FIG. 4.
  • FIG. 1 is a circuit block diagram showing an overall configuration of an uninterruptible power supply according to Embodiment 1 of the present invention.
  • this uninterruptible power supply is a continuous commercial power supply type uninterruptible power supply, which includes input terminals TI1 to TI3, output terminals TO1 to TO3, switches 1a to 1c, power converters 2a to 2c, and abnormality detection. 3, current detectors 4 a to 4 c, 5 a to 5 c, and a control circuit 6.
  • the input terminals TI1 to TI3 receive the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 supplied from the commercial AC power supply 51, respectively.
  • the output terminals TO1 to TO3 are connected to the load 52 in order to supply a three-phase alternating current to the load 52.
  • the first terminals of the switches 1a to 1c are connected to the input terminals TI1 to TI3, respectively, and their second terminals are connected to the output terminals TO1 to TO3, respectively.
  • Each of the switches 1a to 1c is a switch having no self-extinguishing capability, and includes, for example, a pair of thyristors.
  • the anode and cathode of one thyristor of the pair of thyristors are connected to the first and second terminals, respectively, and the anode and cathode of the other thyristor are connected to the second and first terminals, respectively.
  • Each of the switches 1a to 1c may be a mechanical switch.
  • the switches 1a to 1c are controlled by the control circuit 6, and are normally turned on when the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 supplied from the commercial AC power supply 51 are normal, and the three-phase power supplied from the commercial AC power supply 51 When AC voltages Vi1 to Vi3 become abnormal (for example, during a power failure), they are turned off.
  • the power converters 4a to 4c are connected to the output terminals TO1 to TO3, respectively, and are driven by the DC power supplied from the DC power supply 53.
  • the power converters 4a to 4c are controlled by PWM (Pulse Width Modulation) signals ⁇ 6a to ⁇ 6c supplied from the control circuit 6, respectively.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • Each of power converters 4a-4c outputs a desired current among positive DC current, negative DC current, and AC current.
  • the power converters 4a to 4c are set to a standby state in which no current is output when the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 supplied from the commercial AC power supply 51 are normal.
  • Each of the power converters 4a to 4c responds by outputting a DC current having the same polarity as the current flowing through the corresponding switch when the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 supplied from the commercial AC power supply 51 become abnormal. Turn off the switch quickly.
  • the sum of the output currents Io1 to Io3 of the power converters 4a to 4c is set to 0A. Further, the power converters 4a to 4c supply the three-phase alternating current to the load 52 after the switches 1a to 1c are extinguished.
  • the abnormality detector 3 detects whether or not the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 supplied from the commercial AC power supply 51 are normal. When the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 are normal, the abnormality detector 3 outputs an abnormality detection signal ⁇ 3. When the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 become abnormal, the abnormality detection signal ⁇ 3 is set to the activation level “H”. For example, at the time of a power failure in which the supply of three-phase AC power from the commercial AC power supply 51 is stopped, the effective values of the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 decrease, and the abnormality detection signal ⁇ 3 is set to the activation level “H” level. .
  • the current detectors 4a to 4c are provided between the input terminals TI1 to TI3 and the switches 1a to 1c, detect the instantaneous values of the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c, respectively, and signals ⁇ 4a to ⁇ 4c indicating the detected values. Is output.
  • the polarity of current flowing from the input terminals TI1 to TI3 to the output terminals TO1 to TO3 (that is, the polarity of current flowing from the first terminal to the second terminal of the switches 1a to 1c) ) Is positive.
  • the current detectors 5a to 5c are provided between the power converters 2a to 2c and the output terminals TO1 to TO3, detect the instantaneous values of the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c, respectively, and indicate the detected values Signals ⁇ 5a to ⁇ 5c are output.
  • the polarity of the current flowing from the power converters 2a to 2c toward the output terminals TO1 to TO3 is positive.
  • the control circuit 6 outputs the output signal ⁇ 3 of the abnormality detector 3, the output signals ⁇ 4a to ⁇ 4c of the current detectors 4a to 4c, the output signals ⁇ 5a to 5c of the current detectors 5a to 5c, and the voltages Vo1 to Vo3 of the output terminals TO1 to TO3.
  • the switches 1a to 1c and the power converters 2a to 2c are controlled on the basis of the instantaneous value.
  • the control circuit 6 gives an ON command signal to the switches 1a to 1c to turn it on.
  • a three-phase AC current is supplied from the commercial AC power supply 51 to the load 52 via the switches 1a to 1c, and the load 52 is operated.
  • the control circuit 6 When the abnormality detection signal ⁇ 3 is set to the “H” level of the activation level, the control circuit 6 provides an off command signal to the switches 1a to 1c and directs the power from the power converters 2a to 2c to the output terminals TO1 to TO3. A current is output to quickly extinguish the switches 1a to 1c. At this time, the polarities of the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are the same as the polarities of the currents Is1 to Is3 flowing in the switches 1a to 1c, respectively, and the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are the same. The sum of the values is zero.
  • control circuit 6 supplies the three-phase alternating current from the power converters 2a to 2c to the load 52 to continue the operation of the load 52.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control circuit 6.
  • the control circuit 6 includes a switch control unit 10, a sign determination unit 11, a current command unit 12, a voltage command unit 13, a converter control unit 14, and a PWM signal generation unit 15.
  • the switch control unit 10 gives an on command signal to the switches 1a to 1c to turn on the switches 1a to 1c, and the abnormality detection signal ⁇ 3
  • the activation level is set to “H” level
  • an OFF command signal is given to the switches 1a to 1c to turn off the switches 1a to 1c.
  • the sign determination unit 11 determines the polarities of the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c based on the output signals ⁇ 4a to ⁇ 4c of the current detectors 4a to 4c, and signals D1 to D3 indicating the determination results Is output.
  • the signals D1 to D3 are set to the “H” level, and when the currents Is1 to Is3 are negative, the signals D1 to D3 are set to the “L” level.
  • the sign determination unit 11 sets the signals D1 to D3 to the “L” level.
  • the current command unit 12 is activated when the abnormality detection signal ⁇ 3 is set to the activation level “H” level, and DC currents Io1 to Io3 having the same polarity as the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c are converted into power.
  • Current command values IC1 to IC3 are generated so as to be output from the devices 2a to 2c.
  • the load currents IL1 to IL3 is supplied from the power converters 2a to 2c, the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c are reduced, and the switches 1a to 1c are quickly extinguished.
  • the sum of the current command values IC1 to IC3 is set to 0, and the sum of the direct currents Io1 to Io3 is set to 0.
  • the voltage command unit 13 outputs three-phase voltage command values VCA1 to VCA3 that change sinusoidally at the same frequency as the three-phase AC voltages Vi1 to Vi3 supplied from the commercial AC power supply 51.
  • Current command values IC1 to IC3 and voltage command values VCA1 to VCA3 are given to converter control unit 14.
  • Converter control unit 14 operates based on abnormality detection signal ⁇ 3, current command values IC1 to IC3, voltage command values VCA1 to VCA3, output signals ⁇ 5a to ⁇ 5c of current detectors 5a to 5c, and output voltages Vo1 to Vo3. .
  • converter control unit 14 determines deviations VCA1-Vo1, VCA2-Vo2, VCA3 between voltage command values VCA1 to VCA3 and output voltages Vo1 to Vo3. -Outputs voltage command values VC1 to VC3 at a level corresponding to Vo3.
  • output currents Io1 to Io3 of power converters 2a to 2c are controlled so that output voltages Vo1 to Vo3 coincide with voltage command values VCA1 to VCA3, respectively, and power converters 2a to 2c are set to a standby state. .
  • the converter control unit 14 determines the deviation IC1 ⁇ between the current command values IC1 to IC3 and the detection values Io1 to Io3 of the current detectors 5a to 5c. Voltage command values VC1 to VC3 at levels according to Io1, IC2-Io2, and IC3-Io3 are output. As a result, the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are controlled so that the detection values Io1 to Io3 of the current detectors 5a to 5c coincide with the current command values IC1 to IC3, respectively, and the switches 1a to 1c are quickly Arc extinguished.
  • the converter control unit 14 extinguishes the switches 1a to 1c, and then voltage levels corresponding to the deviations VCA1-Vo1, VCA2-Vo2, and VCA3-Vo3 between the voltage command values VCA1 to VCA3 and the output voltages Vo1 to Vo3.
  • Command values VC1 to VC3 are output.
  • the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are controlled so that the output voltages Vo1 to Vo3 coincide with the voltage command values VCA1 to VCA3, respectively, and the operation of the load 52 is continued.
  • the PWM signal generator 15 generates PWM signals ⁇ 6a to ⁇ 6c according to the voltage command values VC1 to VC3, respectively, and supplies the generated PWM signals ⁇ 6a to ⁇ 6c to the power converters 2a to 2c, respectively.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the current command unit 12.
  • the current command unit 12 includes signal generators 20a to 20c, an adder 21, multipliers 22a to 22c, 24a to 24c, subtractors 23a to 23c, and switches 25a to 25c.
  • the signal generators 20a to 20b receive the output signals D1 to D3 of the code determination unit 11, respectively.
  • the signal generator 20a outputs “1” when the signal D1 is at “H” level, and outputs “0” when the signal D1 is at “L” level.
  • the signal generator 20b outputs “1” when the signal D2 is at “H” level, and outputs “0” when the signal D2 is at “L” level.
  • the signal generator 20c outputs “1” when the signal D3 is at “H” level, and outputs “0” when the signal D3 is at “L” level.
  • the adder 21 adds the output values of the signal generators 20a to 20c.
  • the multipliers 22a to 22c multiply the output values of the signal generators 20a to 20c by “3”, respectively.
  • the subtractors 23a to 23c subtract the output value of the adder 21 from the output values of the multipliers 22a to 22c, respectively.
  • the multipliers 24a to 24c multiply the output values of the subtractors 23a to 23c by “K”, respectively. K is a positive real number.
  • the output values of the multipliers 24a to 24c become current command values IC1 to IC3, respectively.
  • the one terminals of the switches 25a to 25c receive the output values of the multipliers 24a to 24c, respectively, and the other terminals thereof are connected to the converter control unit 14.
  • the switches 25a to 25c are turned off when the abnormality detection signal ⁇ 2 is at the “L” level of the inactivation level, and are turned on when the abnormality detection signal ⁇ 2 is at the “H” level of the activation level.
  • any two of the signals D1 to D3 are set to the “H” level.
  • One signal is set to the “L” level, or any two signals D1 to D3 are set to the “L” level, and the other signal is set to the “H” level.
  • the current command values IC1 and IC2 are set to “K” and the current command value IC3 is set to "-2K".
  • the polarities of the current command values IC1 to IC3 are the same as the polarities of the currents Is1 to Is3, respectively, and the sum of the current command values IC1 to IC3 is 0.
  • any two of the signals D1 to D3 (for example, D1 and D2) are set to the “L” level and the other signal (D3 in this case) is set to the “H” level
  • three signals The output value of any two of the signal generators 20a to 20c (in this case, 20a and 20b) is “0”, and the output value of the other signal generator (in this case, 20c) is “ 1 ”and the output value of the adder 21 becomes“ 1 ”.
  • the output value of any two of the three multipliers 22a to 22c (22a, 22b in this case) is “0”, and the output value of the other multiplier (22c in this case) is “3”.
  • any two of the three subtractors 23a to 23c is “ ⁇ 1”, and the output value of the other subtractor (in this case, 23c) is “ 2 ”.
  • the current command values ICA1 and ICA2 are set to “ ⁇ K” and the current command The value ICA3 is set to “2K”.
  • the polarities of the current command values ICA1 to ICA3 are the same as the polarities of the currents Is1 to Is3, respectively, and the sum of the current command values ICA1 to ICA3 is zero.
  • both the signals D1 to D3 are set to the “L” level.
  • the output values of the signal generators 20a to 20c, the adder 21, the multipliers 22a to 22c, 24a to 24c, and the subtractors 23a to 23c are all “0”, and the current command values IC1 to IC3 are all 0. It becomes.
  • the converter control unit 14 determines that the switches 1a to 1c have extinguished when the current command values IC1 to IC3 all become zero.
  • the abnormality detector 3 sets the abnormality detection signal ⁇ 3 to the “L” level of the inactivation level.
  • an on command signal is given from the switch control unit 10 to the switches 1a to 1c to turn on the switches 1a to 1c, and the commercial AC power supply 51 turns on the switches 1a to 1c.
  • the three-phase alternating current is supplied to the load 52 via the, and the load 52 is operated. At this time, power converters 2a to 2c are set to a standby state.
  • the abnormality detector 3 sets the abnormality detection signal ⁇ 3 to the activation level “H”.
  • abnormality detection signal ⁇ 3 is set to “H” level, an off command signal is given from switch control unit 10 to switches 1a to 1c, and power converters 2a to 2c are driven by DC power of DC power supply 53, and DC Currents Io1 to Io3 are output.
  • the polarities of the direct currents Io1 to Io3 are made the same as the polarities of the currents Is1 to Is3 flowing in the switches 1a to 1c, respectively.
  • the sum of the values of the direct currents Io1 to Io3 is set to zero.
  • At least a part of the load currents IL1 to IL3 is replaced with the direct currents Io1 to Io3, the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c are reduced, and the switches 1a to 1c are quickly extinguished and turned off.
  • the switches 1a to 1c are turned off, a three-phase alternating current is supplied from the power converters 4a to 4c to the load 52, and the operation of the load 52 is continued.
  • the current detectors 4a to 4c are provided on the commercial AC power supply 51 side of the switches 1a to 1c, and the currents Is1 to Is3 flowing from the commercial AC power supply 51 to the switches 1a to 1c are supplied to the current detectors 4a to 4c. Detected by 4c.
  • the same result can be obtained even if the current detectors 4a to 4c are provided on the load 52 side of the switches 1a to 1c and the currents Is1 to Is3 flowing from the switches 1a to 1c to the load 52 are detected by the current detectors 4a to 4c. .
  • the DC power supply 53 for driving the power converters 2a to 2c is provided, but a battery (power storage device) may be provided as the DC power supply 53.
  • the control circuit 6 controls the power converters 2a to 2c so that the battery terminal voltage becomes the target battery voltage.
  • the power converters 2a to 2c are controlled by the control circuit 6 and convert the three-phase AC power supplied from the commercial AC power supply 51 via the switches 1a to 1c into DC power and store it in the battery.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of control circuit 6A included in the uninterruptible power supply according to Embodiment 2 of the present invention, and is a diagram compared with FIG. The entire configuration of the uninterruptible power supply is as shown in FIG.
  • the output signals ⁇ 4a to ⁇ 4c of the current detectors 4a to 4c, the output signals ⁇ 5a to 5c of the current detectors 5a to 5c, the control circuit 6A and the power The converters 2a to 2c are controlled.
  • the control circuit 6A gives an on command signal to the switches 1a to 1c to turn it on.
  • a three-phase AC current is supplied from the commercial AC power supply 51 to the load 52 via the switches 1a to 1c, and the load 52 is operated.
  • the control circuit 6A controls the power converters 2a to 2 so that the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c become DC currents IDC1 to IDC3, respectively.
  • the switches 1a to 1c are extinguished by controlling the output currents Io1 to Io3 of 2c.
  • the polarities of the DC currents IDC1 to IDC3 are opposite to the polarities of the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c, respectively, and the sum of the values of the DC currents IDC1 to IDC3 is set to zero.
  • the absolute values of the direct currents IDC1 to IDC3 are set to values sufficiently smaller than the amplitudes of the three-phase alternating currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c.
  • control circuit 6A supplies a three-phase alternating current to the load 52 from the power converters 2a to 2c to continue the operation of the load 52.
  • control circuit 6A is different from the control circuit 6 of FIG. 2 in that the current command unit 12, the voltage command unit 13, and the converter control unit 14 are switch current command units 30 and 31, a switch current control unit 32, And the converter current control unit 33 is replaced.
  • the switch current command unit 30 is activated when the abnormality detection signal ⁇ 3 is set to the activation level “H” level, and the DC currents IDC1 to IDC3 having the opposite polarity to the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c.
  • Current command values ICA1 to ICA3 that are target values of the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are generated so that the current flows through the switches 1a to 1c. While the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c change toward the direct currents IDC1 to IDC3, respectively, the current becomes 0A, and the switches 1a to 1c are rapidly extinguished. At this time, the sum of the current command values ICA1 to ICA3 is set to 0, and the sum of the values of the DC currents IDC1 to IDC3 is set to 0.
  • the switch current command unit 31 is connected to the power converters 2a to 2c so that currents Io1 to Io3 that change in a sinusoidal shape at the same frequency as the AC voltages Vi1 to Vi3 supplied from the commercial AC power supply 51 flow to the switches 1a to 1c.
  • Current command values ICB1 to ICB3 that are target values of the output currents Io1 to Io3 are generated.
  • the current command values ICA1 to ICA3 and ICB1 to ICB3 are given to the switch current control unit 32.
  • the switch current control unit 32 operates based on the abnormality detection signal ⁇ 3, the current command values ICA1 to ICA3, and the output signals ⁇ 4a to ⁇ 4c of the current detectors 4a to 4c.
  • the switch current control unit 32 determines the deviation ICB1- between the current command values ICB1 to ICB3 and the detection values Is1 to Is3 of the current detectors 4a to 4c.
  • Current command values ICC1 to ICC3 at levels according to Is1, ICB2-Is2, and ICB3-Is3 are output.
  • the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are controlled so that the detection values Is1 to Is3 of the current detectors 4a to 4c coincide with the current command values ICB1 to ICB3, and the power converters 2a to 2c are controlled. Is put into standby.
  • the switch current control unit 32 detects the deviation ICA1 between the current command values ICA1 to ICA3 and the detection values Is1 to Is3 of the current detectors 4a to 4c.
  • the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are controlled so that the detection values Is1 to Is3 of the current detectors 4a to 4c coincide with the current command values ICA1 to ICA3, and the switches 1a to 1c are turned off. Arced.
  • the switch current control unit 32 extinguishes the switches 1a to 1c, and thereafter, deviations ICB1-Is1, ICB2-Is2, and ICB3- between the current command values ICB1 to ICB3 and the detected values Is1 to Is3 of the current detectors 4a to 4c.
  • the current command values ICC1 to ICC3 at a level corresponding to Is3 are output.
  • the output currents Io1 to Io3 of the power converters 2a to 2c are controlled so that the detection values Is1 to Is3 of the current detectors 4a to 4c coincide with the current command values ICB1 to ICB3, and the operation of the load 52 is continued. Is done.
  • the converter current control unit 33 generates voltage command values VC1 at levels corresponding to deviations ICC1-Io1, ICC2-Io2, ICC3-Io3 between the current command values ICC1 to ICC3 and the detected values Io1 to Io3 of the current detectors 5a to 5c. ⁇ VC3 is output.
  • the PWM signal generator 15 generates PWM signals ⁇ 6a to ⁇ 6c according to the voltage command values VC1 to VC3, respectively, and supplies the generated PWM signals ⁇ 6a to ⁇ 6c to the power converters 2a to 2c, respectively.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the switch current command unit 30 and is a diagram to be compared with FIG.
  • switch current command unit 30 is different from current command unit 12 in FIG. 3 in that inverters 40a to 40c are added and multipliers 24a to 24c are replaced with multipliers 41a to 41c. Is a point.
  • the inverters 40a to 40c receive the output signals D1 to D3 from the sign determination unit 11, respectively, and output inverted signals / D1 to / D3 of the signals D1 to D3.
  • the multipliers 41a to 41c multiply the output values of the subtracters 23a to 23c by “M”, respectively. M is a positive real number.
  • the output values of the multipliers 40a to 40c are current command values ICA1 to ICA3, respectively.
  • the one terminals of the switches 25a to 25c receive the output values of the multipliers 40a to 40c, respectively, and the other terminals are connected to the switch current control unit 32.
  • the switches 25a to 25c are turned off when the abnormality detection signal ⁇ 3 is at the “L” level of the inactivation level, and are turned on when the abnormality detection signal ⁇ 3 is at the “H” level of the activation level.
  • any two of the signals D1 to D3 are set to the “H” level, and the other signal Is set to the “L” level, or any two of the signals D1 to D3 are set to the “L” level, and the other signal is set to the “H” level.
  • any two of the signals D1 to D3 (for example, D1 and D2) are set to the “H” level and the other signal (D3 in this case) is set to the “L” level
  • the signal / Any two of D1 to / D3 (in this case, / D1, / D2) are set to the “L” level
  • the other signal (in this case, / D3) is set to the “H” level.
  • the output value of any two of the three signal generators 20a to 20c (in this case, 20a and 20b) is “0”, and another signal generator (in this case, 20c). ) Becomes “1”, and the output value of the adder 21 becomes “1”.
  • the output value of any two of the three multipliers 22a to 22c (22a, 22b in this case) is “0”, and the output value of the other multiplier (20c in this case) is “3”.
  • any two of the three subtractors 23a to 23c is “ ⁇ 1”, and the output value of the other subtractor (in this case, 23c) is “ 2 ”.
  • the output value of any two of the three multipliers 24a to 24c is “ ⁇ M”, and the output value of the other multiplier (in this case, 24c) is “ ⁇ M”. 2M ".
  • any two of the three current command values ICA1 to ICA3 are “ ⁇ M”, and the other current command value (in this case, ICA3) is “2M”.
  • the current command values ICA1 and ICA2 are set to “ ⁇ M”, and the current command The value ICA3 is set to “2M”.
  • the polarities of the current command values ICA1 to ICA3 are opposite to the polarities of the currents Is1 to Is3, respectively, and the sum of the current command values ICA1 to ICA3 is zero.
  • any two of the signals D1 to D3 (for example, D1 and D2) are set to the “L” level and the other signal (D3 in this case) is set to the “H” level
  • the signal / Any two of the signals D1 to / D3 (in this case, / D1, / D2) are set to the “H” level
  • the other signal (in this case, / D3) is set to the “L” level.
  • the output value of any two of the three signal generators 20a to 20c (in this case, 20a and 20b) is “1”, and the other signal generator (in this case, 20c) ) Becomes “0”, and the output value of the adder 21 becomes “2”.
  • the output value of any two of the three multipliers 22a to 22c (22a, 22b in this case) is “3”, and the output value of the other multiplier (22c in this case) is “0”.
  • any two of the three subtractors 23a to 23c is “1”, and the output value of the other subtractor (in this case, 23c) is “ ⁇ 2 ”.
  • the output value of any two of the three multipliers 24a to 24c (24a and 24b in this case) is “M”, and the output value of the other multiplier (24c in this case) is “ ⁇ 2M ". Therefore, any two of the three current command values ICA1 to ICA3 (in this case, ICA1 and ICA2) are “M”, and the other current command value (in this case, ICA3) is “ ⁇ 2M.
  • the current command values ICA1 and ICA2 are set to “M” and the current command value ICA3 is set to "-2M”.
  • the polarities of the current command values ICA1 to ICA3 are opposite to the polarities of the currents Is1 to Is3, respectively, and the sum of the current command values ICA1 to ICA3 is zero.
  • both the signals / D1 to / D3 are set to the “H” level.
  • the output values of the signal generators 20a to 20c are both “1”
  • the output values of the adder 21 and the multipliers 22a to 22c are both “3”
  • the subtractors 23a to 23c and the multipliers 41a to 41a Both of the output values of 41c are “0”
  • the current command values ICA1 to ICA3 are all 0.
  • the switch current control unit 32 determines that the switches 1a to 1c are extinguished when the current command values ICA1 to ICA3 are all zero.
  • the abnormality detector 3 sets the abnormality detection signal ⁇ 3 to the “L” level of the inactivation level.
  • an on command signal is given from the switch control unit 10 to the switches 1a to 1c to turn on the switches 1a to 1c, and the commercial AC power supply 51 turns on the switches 1a to 1c.
  • the three-phase alternating current is supplied to the load 52 via the, and the load 52 is operated. At this time, power converters 2a to 2c are set to a standby state.
  • the abnormality detector 3 sets the abnormality detection signal ⁇ 3 to the activation level “H”.
  • the switch controller 10 gives an OFF command signal to the switches 1a to 1c, and a DC current having a reverse polarity to the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c.
  • the power converters 2a to 2c are controlled so that the IDC1 to IDC3 flow to the switches 1a to 1c.
  • the power converters 2a to 2c are driven by the DC power of the DC power supply 53 and output DC currents Io1 to Io3.
  • the sum of the DC currents IDC1 to IDC3 is set to zero.
  • the values of the currents Is1 to Is3 flowing through the switches 1a to 1c are decreased, and the switches 1a to 1c are quickly Is extinguished and turned off.
  • the switches 1a to 1c are turned off, a three-phase alternating current is supplied from the power converters 4a to 4c to the load 52, and the operation of the load 52 is continued.
  • TI1 to TI3 input terminal TO1 to TO3 output terminal, 1a to 1c, 25a to 25c switch, 2a to 2c power converter, 3 abnormality detector, 4a to 4c, 5a to 5c current detector, 6, 6A control circuit, 10 switch control unit, 11 sign determination unit, 12 current command unit, 13 voltage command unit, 14 converter control unit, 15 PWM signal generation unit, 20a-20c signal generator, 21 adder, 22a-22c, 24a-24c , 41a to 41c multiplier, 23a to 23c subtractor, 30, 31 switch current command unit, 32 switch current control unit, 33 converter current control unit, 40a to 40c inverter, 51 commercial AC power supply, 52 load, 53 DC Power supply.

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Abstract

無停電電源装置の制御回路（６）は、商用交流電源（５１）からの三相交流電圧（Ｖｉ１～Ｖｉ３）が異常になった場合は、第１～第３のスイッチ（１ａ～１ｃ）にオフ指令信号を与えるとともに、第１～第３の電力変換器（２ａ～２ｃ）からそれぞれ第１～第３の直流電流を出力させて第１～第３のスイッチ（１ａ～１ｃ）を迅速に消弧させる。このとき、第１～第３の直流電流の極性はそれぞれ第１～第３のスイッチ（１ａ～１ｃ）に流れている電流（Ｉｓ１～Ｉｓ３）の極性と同じであり、第１～第３の直流電流の値の和は０である。

Description

無停電電源装置
　この発明は無停電電源装置に関し、特に、常時商用給電方式の無停電電源装置に関する。
　常時商用給電方式の無停電電源装置は、第１の端子が商用交流電源からの交流電力を受け、第２の端子が負荷に接続されたスイッチと、負荷に接続された電力変換器とを備える。商用交流電源からの交流電圧が正常である場合は、スイッチがオン状態にされ、商用交流電源からの交流電力がスイッチを介して負荷に供給される。商用交流電源からの交流電圧が異常になった場合は、スイッチがオフ状態にされ、直流電源から供給される直流電力が電力変換器によって交流電力に変換されて負荷に供給される。
　特開平１１－３４１６８６号公報（特許文献１）および特開２００３－３３３７５３号公報（特許文献２）には、自己消弧能力を持たないスイッチを使用し、商用交流電源からの交流電圧が異常になった場合は、電力変換器の出力電流を制御してスイッチに流れる電流を減少させ、スイッチを迅速に消弧させる技術が開示されている。
特開平１１－３４１６８６号公報 特開２００３－３３３７５３号公報
　しかし、特許文献１，２には、単相用の無停電電源装置が開示されているが、三相用の無停電電源装置は開示されていない。三相用の無停電電源装置を構成する場合に、単に３台の単相用無停電電源装置を設けただけでは、三相の動作が不平衡となり、動作が不安定になる。
　それゆえに、この発明の主たる目的は、安定に動作する三相用の無停電電源装置を提供することである。
　この発明に係る無停電電源装置は、常時商用給電方式の無停電電源装置であって、負荷に三相交流電流を供給するための第１～第３の出力端子と、それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ第１～第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１～第３のスイッチと、それぞれ第１～第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１～第３の電力変換器と、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、それぞれ第１～第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１～第３の電流検出器と、異常検出器および第１～第３の電流検出器の検出結果に基づいて第１～第３のスイッチおよび第１～第３の電力変換器を制御する制御回路とを備えたものである。商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、第１～第３のスイッチがオン状態にされ、商用交流電源から第１～第３のスイッチを介して負荷に三相交流電流が供給される。商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、制御回路から第１～第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１～第３の電力変換器からそれぞれ第１～第３の直流電流が出力されて第１～第３のスイッチが消弧され、さらに、第１～第３の電力変換器から負荷に三相交流電流が供給されて負荷の運転が継続される。第１～第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とし、第１～第３の電力変換器からそれぞれ第１～第３の出力端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、第１～第３の直流電流の極性はそれぞれ第１～第３のスイッチに流れている電流の極性と同じであり、第１～第３の直流電流の値の和は０にされている。
　この発明に係る他の無停電電源装置は、常時商用給電方式の無停電電源装置であって、負荷に三相交流電流を供給するための第１～第３の出力端子と、それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ第１～第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１～第３のスイッチと、それぞれ第１～第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１～第３の電力変換器と、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、それぞれ第１～第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１～第３の電流検出器と、異常検出器および第１～第３の電流検出器の検出結果に基づいて第１～第３のスイッチおよび第１～第３の電力変換器を制御する制御回路とを備えたものである。商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、第１～第３のスイッチがオン状態にされ、商用交流電源から第１～第３のスイッチを介して負荷に三相交流電流が供給される。商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、制御回路から第１～第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１～第３のスイッチに流れる電流がそれぞれ第１～第３の直流電流になるように第１～第３の電力変換器の出力電流が制御されて第１～第３のスイッチが消弧され、さらに、第１～第３の電力変換器から負荷に三相交流電流が供給されて負荷の運転が継続される。第１～第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、第１～第３の直流電流の極性はそれぞれ第１～第３のスイッチに流れている電流の極性と逆であり、第１～第３の直流電流の値の和は０にされている。
　この発明に係る無停電電源装置では、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、第１～第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１～第３の電力変換器からそれぞれ第１～第３の直流電流が出力されて第１～第３のスイッチが消弧され、第１～第３の直流電流の値の和は０にされている。したがって、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の無停電電源装置を実現することができる。
　この発明に係る他の無停電電源装置では、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、第１～第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１～第３のスイッチに流れる電流がそれぞれ第１～第３の直流電流になるように第１～第３の電力変換器の出力電流が制御されて第１～第３のスイッチが消弧され、第１～第３の直流電流の値の和は０にされている。したがって、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の無停電電源装置を実現することができる。
この発明の実施の形態１による無停電電源装置の全体構成を示す回路ブロック図である。 図１に示した制御回路の構成を示すブロック図である。 図２に示した電流指令部の構成を示す回路ブロック図である。 この発明の実施の形態２による無停電電源装置に含まれる制御回路の構成を示すブロック図である。 図４に示したスイッチ電流指令部３０の構成を示す回路ブロック図である。
　[実施の形態１]
　図１は、この発明の実施の形態１による無停電電源装置の全体構成を示す回路ブロック図である。図１において、この無停電電源装置は、常時商用給電方式の無停電電源装置であって、入力端子ＴＩ１～ＴＩ３、出力端子ＴＯ１～ＴＯ３、スイッチ１ａ～１ｃ、電力変換器２ａ～２ｃ、異常検出器３、電流検出器４ａ～４ｃ，５ａ～５ｃ、および制御回路６を備える。
　入力端子ＴＩ１～ＴＩ３は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３をそれぞれ受ける。出力端子ＴＯ１～ＴＯ３は、負荷５２に三相交流電流を供給するために、負荷５２に接続される。
　スイッチ１ａ～１ｃの第１の端子はそれぞれ入力端子ＴＩ１～ＴＩ３に接続され、それらの第２の端子はそれぞれ出力端子ＴＯ１～ＴＯ３に接続される。スイッチ１ａ～１ｃの各々は、自己消弧能力を持たないスイッチであり、たとえば１対のサイリスタを含む。一対のサイリスタのうちの一方のサイリスタのアノードおよびカソードはそれぞれ第１および第２の端子に接続され、他方のサイリスタのアノードおよびカソードはそれぞれ第２および第１の端子に接続される。スイッチ１ａ～１ｃの各々が機械スイッチで構成されていてもよい。
　スイッチ１ａ～１ｃは、制御回路６によって制御され、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が正常である通常時はオン状態にされ、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合（たとえば停電時）はオフ状態にされる。
　電力変換器４ａ～４ｃは、それぞれ出力端子ＴＯ１～ＴＯ３に接続され、直流電源５３から供給される直流電力によって駆動される。電力変換器４ａ～４ｃは、制御回路６から供給されるＰＷＭ（Pulse　Width　Modulation）信号φ６ａ～φ６ｃによってそれぞれ制御される。電力変換器４ａ～４ｃの各々は、正の直流電流、負の直流電流、および交流電流のうちの所望の電流を出力する。
　電力変換器４ａ～４ｃは、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が正常である通常時は、電流を出力しないスタンバイ状態にされる。電力変換器４ａ～４ｃの各々は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合は、対応するスイッチに流れる電流と同極性の直流電流を出力して対応するスイッチを迅速に消弧させる。このとき、電力変換器４ａ～４ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の和は０Ａにされる。さらに、電力変換器４ａ～４ｃは、スイッチ１ａ～１ｃを消弧させた後に、負荷５２に三相交流電流を供給する。
　異常検出器３は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が正常であるか否かを検出し、三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が正常である場合は異常検出信号φ３を非活性化レベルの「Ｌ」レベルにし、三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合は異常検出信号φ３を活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。たとえば商用交流電源５１からの三相交流電力の供給が停止された停電時には、三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３の実効値が減少し、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。
　電流検出器４ａ～４ｃは、入力端子ＴＩ１～ＴＩ３とスイッチ１ａ～１ｃの間に設けられ、それぞれスイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ４ａ～φ４ｃを出力する。電流検出器４ａ～４ｃでは、入力端子ＴＩ１～ＴＩ３から出力端子ＴＯ１～ＴＯ３に向かって流れる電流の極性（すなわち、スイッチ１ａ～１ｃの第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性）が正極性とされる。
　電流検出器５ａ～５ｃは、電力変換器２ａ～２ｃと出力端子ＴＯ１～ＴＯ３の間に設けられ、それぞれ電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ５ａ～φ５ｃを出力する。電流検出器５ａ～５ｃでは、電力変換器２ａ～２ｃから出力端子ＴＯ１～ＴＯ３に向かって流れる電流の極性が正極性とされる。
　制御回路６は、異常検出器３の出力信号φ３、電流検出器４ａ～４ｃの出力信号φ４ａ～φ４ｃ、電流検出器５ａ～５ｃの出力信号φ５ａ～５ｃ、出力端子ＴＯ１～ＴＯ３の電圧Ｖｏ１～Ｖｏ３の瞬時値などに基づいて、スイッチ１ａ～１ｃおよび電力変換器２ａ～２ｃを制御する。
　制御回路６は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ１ａ～１ｃにオン指令信号を与えてオン状態にする。この場合は、商用交流電源５１からスイッチ１ａ～１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。
　制御回路６は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、スイッチ１ａ～１ｃにオフ指令信号を与えるとともに、電力変換器２ａ～２ｃから出力端子ＴＯ１～ＴＯ３に直流電流を出力させてスイッチ１ａ～１ｃを迅速に消弧させる。このとき、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の極性はそれぞれスイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の極性と同じであり、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の値の和は０にされている。
　制御回路６は、スイッチ１ａ～１ｃを消弧させた後に、電力変換器２ａ～２ｃから負荷５２に三相交流電流を供給させて負荷５２の運転を継続させる。
　図２は、制御回路６の構成を示すブロック図である。図２において、制御回路６は、スイッチ制御部１０、符号判定部１１、電流指令部１２、電圧指令部１３、変換器制御部１４、およびＰＷＭ信号生成部１５を含む。
　スイッチ制御部１０は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ１ａ～１ｃにオン指令信号を与えてスイッチ１ａ～１ｃをオン状態にし、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、スイッチ１ａ～１ｃにオフ指令信号を与えてスイッチ１ａ～１ｃをオフ状態にする。なお、自己消弧能力を持たないスイッチ１ａ～１ｃをオフ状態にするためには、スイッチ１ａ～１ｃにオフ指令信号を与え、かつスイッチ１ａ～１ｃに流れる電流を０にする必要がある。
　符号判定部１１は、電流検出器４ａ～４ｃの出力信号φ４ａ～φ４ｃに基づいて、スイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の各々の極性を判定し、判定結果を示す信号Ｄ１～Ｄ３を出力する。電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が正極性である場合は信号Ｄ１～Ｄ３は「Ｈ」レベルにされ、電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が負極性である場合は信号Ｄ１～Ｄ３は「Ｌ」レベルにされる。符号判定部１１は、スイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が十分に小さくなって符号の判定が不可能になった場合には、信号Ｄ１～Ｄ３をともに「Ｌ」レベルにする。
　電流指令部１２は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に活性化され、スイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３と同極性の直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が電力変換器２ａ～２ｃから出力されるように電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３を生成する。これにより、負荷電流ＩＬ１～ＩＬ３の少なくとも一部が電力変換器２ａ～２ｃから供給されることとなり、スイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が減少してスイッチ１ａ～１ｃが迅速に消弧される。このとき、電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３の和は０にされ、直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の和は０にされる。
　電圧指令部１３は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３と同じ周波数で正弦波状に変化する三相の電圧指令値ＶＣＡ１～ＶＣＡ３を出力する。電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３および電圧指令値ＶＣＡ１～ＶＣＡ３は、変換器制御部１４に与えられる。
　変換器制御部１４は、異常検出信号φ３、電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３、電圧指令値ＶＣＡ１～ＶＣＡ３、電流検出器５ａ～５ｃの出力信号φ５ａ～φ５ｃ、および出力電圧Ｖｏ１～Ｖｏ３に基づいて動作する。
　変換器制御部１４は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、電圧指令値ＶＣＡ１～ＶＣＡ３と出力電圧Ｖｏ１～Ｖｏ３との偏差ＶＣＡ１－Ｖｏ１，ＶＣＡ２－Ｖｏ２，ＶＣＡ３－Ｖｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１～ＶＣ３を出力する。これにより、出力電圧Ｖｏ１～Ｖｏ３がそれぞれ電圧指令値ＶＣＡ１～ＶＣＡ３に一致するように、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が制御され、電力変換器２ａ～２ｃがスタンバイ状態にされる。
　変換器制御部１４は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３と電流検出器５ａ～５ｃの検出値Ｉｏ１～Ｉｏ３との偏差ＩＣ１－Ｉｏ１，ＩＣ２－Ｉｏ２，ＩＣ３－Ｉｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１～ＶＣ３を出力する。これにより、電流検出器５ａ～５ｃの検出値Ｉｏ１～Ｉｏ３がそれぞれ電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３に一致するように電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が制御され、スイッチ１ａ～１ｃが迅速に消弧される。
　変換器制御部１４は、スイッチ１ａ～１ｃを消弧させた後に、電圧指令値ＶＣＡ１～ＶＣＡ３と出力電圧Ｖｏ１～Ｖｏ３との偏差ＶＣＡ１－Ｖｏ１，ＶＣＡ２－Ｖｏ２，ＶＣＡ３－Ｖｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１～ＶＣ３を出力する。これにより、出力電圧Ｖｏ１～Ｖｏ３がそれぞれ電圧指令値ＶＣＡ１～ＶＣＡ３に一致するように電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が制御され、負荷５２の運転が継続される。
　ＰＷＭ信号生成部１５は、電圧指令値ＶＣ１～ＶＣ３に従ってそれぞれＰＷＭ信号φ６ａ～φ６ｃを生成し、生成したＰＷＭ信号φ６ａ～φ６ｃをそれぞれ電力変換器２ａ～２ｃに与える。
　図３は、電流指令部１２の構成を示すブロック図である。図３において、電流指令部１２は、信号発生器２０ａ～２０ｃ、加算器２１、乗算器２２ａ～２２ｃ，２４ａ～２４ｃ、減算器２３ａ～２３ｃ、およびスイッチ２５ａ～２５ｃを含む。
　信号発生器２０ａ～２０ｂは、それぞれ符号判定部１１の出力信号Ｄ１～Ｄ３を受ける。信号発生器２０ａは、信号Ｄ１が「Ｈ」レベルである場合は「１」を出力し、信号Ｄ１が「Ｌ」レベルである場合は「０」を出力する。信号発生器２０ｂは、信号Ｄ２が「Ｈ」レベルである場合は「１」を出力し、信号Ｄ２が「Ｌ」レベルである場合は「０」を出力する。信号発生器２０ｃは、信号Ｄ３が「Ｈ」レベルである場合は「１」を出力し、信号Ｄ３が「Ｌ」レベルである場合は「０」を出力する。
　加算器２１は、信号発生器２０ａ～２０ｃの出力値を加算する。乗算器２２ａ～２２ｃは、それぞれ信号発生器２０ａ～２０ｃの出力値に「３」を乗算する。減算器２３ａ～２３ｃは、それぞれ乗算器２２ａ～２２ｃの出力値から加算器２１の出力値を減算する。乗算器２４ａ～２４ｃは、それぞれ減算器２３ａ～２３ｃの出力値に「Ｋ」を乗算する。Ｋは、正の実数である。乗算器２４ａ～２４ｃの出力値は、それぞれ電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３になる。
　スイッチ２５ａ～２５ｃの一方端子はそれぞれ乗算器２４ａ～２４ｃの出力値を受け、それらの他方端子は変換器制御部１４に接続される。スイッチ２５ａ～２５ｃは、異常検出信号φ２が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合はオフされ、異常検出信号φ２が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合はオンされる。
　スイッチ１ａ～１ｃがオン状態にされてスイッチ１ａ～１ｃに三相交流電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が流れている場合は、信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｌ」レベルにされるか、信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｈ」レベルにされる。
　信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｌ」レベルにされている場合は、３つの信号発生器２０ａ～２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「０」となり、加算器２１の出力値が「２」となる。３つの乗算器２２ａ～２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「３」となり、もう１つの乗算器（この場合は２０ｃ）の出力値が「０」となる。
　３つの減算器２３ａ～２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「－２」となる。３つの乗算器２４ａ～２４ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２４ａ，２４ｂ）の出力値が「Ｋ」となり、もう１つの乗算器（この場合は２４ｃ）の出力値が「－２Ｋ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３のうちのいずれか２つの電流指令値が「Ｋ」となり、もう１つの電流指令値が「－２Ｋ」となり、３つの電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３の和はＫ＋Ｋ－２Ｋ＝０となる。
　たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が正であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が負である場合は、電流指令値ＩＣ１，ＩＣ２が「Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣ３が「－２Ｋ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の極性と同じになり、電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３の値の和は０となる。
　信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｈ」レベルにされている場合は、３つの信号発生器２０ａ～２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「１」となり、加算器２１の出力値が「１」となる。３つの乗算器２２ａ～２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの乗算器（この場合は２２ｃ）の出力値が「３」となる。
　３つの減算器２３ａ～２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「－１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「２」となる。３つの乗算器２４ａ～２４ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２４ａ，２４ｂ）の出力値が「－Ｋ」となり、もう１つの乗算器（この場合は２４ｃ）の出力値が「２Ｋ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３のうちのいずれか２つの電流指令値が「－Ｋ」となり、もう１つの電流指令値が「２Ｋ」となり、３つの電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３の和は－Ｋ－Ｋ＋２Ｋ＝０となる。
　たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が負であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が正である場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２が「－Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣＡ３が「２Ｋ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の極性と同じになり、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の値の和は０となる。
　すなわち、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２の絶対値が「Ｋ」（第１の値）にされ、電流指令値ＩＣＡ３の絶対値が「２Ｋ」（第２の値）にされる。スイッチ１ｂ，１ｃに流れる電流Ｉｓ２，Ｉｓ３の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ２，ＩＣＡ３の絶対値が「Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣＡ１の絶対値が「２Ｋ」にされる。スイッチ１ｃ，１ａに流れる電流Ｉｓ３，Ｉｓ１の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ３，ＩＣＡ１の絶対値が「Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣＡ２の絶対値が「２Ｋ」にされる。
　スイッチ１ａ～１ｃが消弧にされてスイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が十分に小さくなった場合は、信号Ｄ１～Ｄ３がともに「Ｌ」レベルにされる。この場合は、信号発生器２０ａ～２０ｃ、加算器２１、乗算器２２ａ～２２ｃ，２４ａ～２４ｃ、減算器２３ａ～２３ｃの出力値がともに「０」になり、電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３はともに０となる。変換器制御部１４は、電流指令値ＩＣ１～ＩＣ３がともに０となったとき、スイッチ１ａ～１ｃが消弧したと判断する。
　次に、この無停電電源装置の動作について説明する。商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が正常である場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ～１ｃにオン指令信号が与えられてスイッチ１ａ～１ｃがオン状態にされ、商用交流電源５１からスイッチ１ａ～１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。このとき、電力変換器２ａ～２ｃは、スタンバイ状態にされる。
　商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｈ」レベルにされると、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ～１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、電力変換器２ａ～２ｃが直流電源５３の直流電力によって駆動され、直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３を出力する。
　このとき、直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の極性は、それぞれスイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の極性と同じにされる。直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の値の和は０にされる。負荷電流ＩＬ１～ＩＬ３の少なくとも一部が直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３によって置換されてスイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が減少し、スイッチ１ａ～１ｃが迅速に消弧されてオフ状態にされる。スイッチ１ａ～１ｃがオフ状態にされると、電力変換器４ａ～４ｃから負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２の運転が継続される。
　この実施の形態１では、商用交流電源５１からの三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合は、スイッチ１ａ～１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、電力変換器４ａ～４ｃから直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が出力されてスイッチ１ａ～１ｃが迅速に消弧される。このとき、直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の値の和を０にするので、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の無停電電源装置を実現することができる。
　なお、この実施の形態１では、電流検出器４ａ～４ｃをスイッチ１ａ～１ｃの商用交流電源５１側に設け、商用交流電源５１からスイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３を電流検出器４ａ～４ｃによって検出した。しかし、電流検出器４ａ～４ｃをスイッチ１ａ～１ｃの負荷５２側に設け、スイッチ１ａ～１ｃから負荷５２に流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３を電流検出器４ａ～４ｃによって検出しても同じ結果が得られる。
　さらに、この実施の形態１では、電力変換器２ａ～２ｃを駆動させるための直流電源５３を設けたが、この直流電源５３としてバッテリ（電力貯蔵装置）を設けても構わない。商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が正常である場合、制御回路６は、バッテリの端子間電圧が目標バッテリ電圧になるように電力変換器２ａ～２ｃを制御する。電力変換器２ａ～２ｃは、制御回路６によって制御され、商用交流電源５１からスイッチ１ａ～１ｃを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換してバッテリに蓄える。
　商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合、電力変換器２ａ～２ｃは、バッテリの直流電力によって駆動され、スイッチ１ａ～１ｃを消弧させた後に、負荷５２に三相交流電力を供給する。したがって、たとえば停電が発生した場合でも、バッテリに直流電力が蓄えられている期間は負荷５２の運転を継続することができる。バッテリの代わりにコンデンサが設けられていても構わない。
　[実施の形態２]
　図４は、この発明の実施の形態２による無停電電源装置に含まれる制御回路６Ａの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。無停電電源装置の全体構成は図１で示した通りである。
　制御回路６Ａは、異常検出器３の出力信号φ３、電流検出器４ａ～４ｃの出力信号φ４ａ～φ４ｃ、電流検出器５ａ～５ｃの出力信号φ５ａ～５ｃなどに基づいて、スイッチ１ａ～１ｃおよび電力変換器２ａ～２ｃを制御する。
　制御回路６Ａは、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ１ａ～１ｃにオン指令信号を与えてオン状態にする。この場合は、商用交流電源５１からスイッチ１ａ～１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。
　制御回路６Ａは、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、スイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３がそれぞれ直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３になるように電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３を制御してスイッチ１ａ～１ｃを消弧させる。このとき、直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３の極性はそれぞれスイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の極性と逆であり、直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３の値の和は０にされている。直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３の絶対値は、スイッチ１ａ～１ｃに流れる三相交流電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の振幅よりも十分に小さな値に設定される。
　制御回路６Ａは、スイッチ１ａ～１ｃを消弧させた後に、電力変換器２ａ～２ｃから負荷５２に三相交流電流を供給させて負荷５２の運転を継続させる。
　図４において、制御回路６Ａが図２の制御回路６と異なる点は、電流指令部１２、電圧指令部１３、および変換器制御部１４がスイッチ電流指令部３０，３１、スイッチ電流制御部３２、および変換器電流制御部３３で置換されている点である。
　スイッチ電流指令部３０は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に活性化され、スイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３がスイッチ１ａ～１ｃに流れるように、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の目標値である電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３を生成する。スイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３がそれぞれ直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３に向って変化する途中で０Ａとなり、スイッチ１ａ～１ｃが迅速に消弧される。このとき、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の和は０にされ、直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３の値の和は０にされる。
　スイッチ電流指令部３１は、商用交流電源５１から供給される交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３と同じ周波数で正弦波状に変化する電流Ｉｏ１～Ｉｏ３がスイッチ１ａ～１ｃに流れるように、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３の目標値である電流指令値ＩＣＢ１～ＩＣＢ３を生成する。電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３，ＩＣＢ１～ＩＣＢ３は、スイッチ電流制御部３２に与えられる。
　スイッチ電流制御部３２は、異常検出信号φ３、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３、および電流検出器４ａ～４ｃの出力信号φ４ａ～φ４ｃに基づいて動作する。
　スイッチ電流制御部３２は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、電流指令値ＩＣＢ１～ＩＣＢ３と電流検出器４ａ～４ｃの検出値Ｉｓ１～Ｉｓ３との偏差ＩＣＢ１－Ｉｓ１，ＩＣＢ２－Ｉｓ２，ＩＣＢ３－Ｉｓ３に応じたレベルの電流指令値ＩＣＣ１～ＩＣＣ３を出力する。これにより、電流検出器４ａ～４ｃの検出値Ｉｓ１～Ｉｓ３が電流指令値ＩＣＢ１～ＩＣＢ３に一致するように、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が制御され、電力変換器２ａ～２ｃがスタンバイ状態にされる。
　スイッチ電流制御部３２は、異常検出信号φ２が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３と電流検出器４ａ～４ｃの検出値Ｉｓ１～Ｉｓ３との偏差ＩＣＡ１－Ｉｓ１，ＩＣＡ２－Ｉｓ２，ＩＣＡ３－Ｉｓ３に応じたレベルの電流指令値ＩＣＣ１～ＩＣＣ３を出力する。これにより、電流検出器４ａ～４ｃの検出値Ｉｓ１～Ｉｓ３が電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３に一致するように、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が制御され、スイッチ１ａ～１ｃが消弧される。
　スイッチ電流制御部３２は、スイッチ１ａ～１ｃを消弧させた後に、電流指令値ＩＣＢ１～ＩＣＢ３と電流検出器４ａ～４ｃの検出値Ｉｓ１～Ｉｓ３との偏差ＩＣＢ１－Ｉｓ１，ＩＣＢ２－Ｉｓ２，ＩＣＢ３－Ｉｓ３に応じたレベルの電流指令値ＩＣＣ１～ＩＣＣ３を出力する。これにより、電流検出器４ａ～４ｃの検出値Ｉｓ１～Ｉｓ３が電流指令値ＩＣＢ１～ＩＣＢ３に一致するように、電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が制御され、負荷５２の運転が継続される。
　変換器電流制御部３３は、電流指令値ＩＣＣ１～ＩＣＣ３と電流検出器５ａ～５ｃの検出値Ｉｏ１～Ｉｏ３との偏差ＩＣＣ１－Ｉｏ１，ＩＣＣ２－Ｉｏ２，ＩＣＣ３－Ｉｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１～ＶＣ３を出力する。
　ＰＷＭ信号生成部１５は、電圧指令値ＶＣ１～ＶＣ３に従ってそれぞれＰＷＭ信号φ６ａ～φ６ｃを生成し、生成したＰＷＭ信号φ６ａ～φ６ｃをそれぞれ電力変換器２ａ～２ｃに与える。
　図５は、スイッチ電流指令部３０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５を参照して、スイッチ電流指令部３０が図３の電流指令部１２と異なる点は、反転器４０ａ～４０ｃが追加され、乗算器２４ａ～２４ｃが乗算器４１ａ～４１ｃと置換されている点である。反転器４０ａ～４０ｃは、それぞれ符号判定部１１の出力信号Ｄ１～Ｄ３を受け、信号Ｄ１～Ｄ３の反転信号／Ｄ１～／Ｄ３を出力する。乗算器４１ａ～４１ｃは、それぞれ減算器２３ａ～２３ｃの出力値に「Ｍ」を乗算する。Ｍは、正の実数である。乗算器４０ａ～４０ｃの出力値は、それぞれ電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３になる。
　スイッチ２５ａ～２５ｃの一方端子はそれぞれ乗算器４０ａ～４０ｃの出力値を受け、それらの他方端子はスイッチ電流制御部３２に接続される。スイッチ２５ａ～２５ｃは、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合はオフされ、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合はオンされる。
　スイッチ１ａ～１ｃがオン状態にされてスイッチ１ａ～１ｃに三相交流電流が流れている場合は、信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｌ」レベルにされるか、信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｈ」レベルにされる。
　信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｌ」レベルにされている場合は、信号／Ｄ１～／Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（この場合は／Ｄ１，／Ｄ２）が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合は／Ｄ３）が「Ｈ」レベルにされる。
　この場合は、３つの信号発生器２０ａ～２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「１」となり、加算器２１の出力値が「１」となる。３つの乗算器２２ａ～２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの乗算器（この場合は２０ｃ）の出力値が「３」となる。
　３つの減算器２３ａ～２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「－１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「２」となる。３つの乗算器２４ａ～２４ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２４ａ，２４ｂ）の出力値が「－Ｍ」となり、もう１つの乗算器（この場合は２４ｃ）の出力値が「２Ｍ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３のうちのいずれか２つの電流指令値（この場合はＩＣＡ１，ＩＣＡ２）が「－Ｍ」となり、もう１つの電流指令値（この場合はＩＣＡ３）が「２Ｍ」となり、３つの電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の和は－Ｍ－Ｍ＋２Ｍ＝０となる。
　たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が正であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が負である場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２が「－Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ３が「２Ｍ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の極性と逆になり、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の値の和は０となる。
　信号Ｄ１～Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｈ」レベルにされている場合は、信号／Ｄ１～／Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（この場合は／Ｄ１，／Ｄ２）が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合は／Ｄ３）が「Ｌ」レベルにされる。
　この場合は、３つの信号発生器２０ａ～２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「０」となり、加算器２１の出力値が「２」となる。３つの乗算器２２ａ～２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「３」となり、もう１つの乗算器（この場合は２２ｃ）の出力値が「０」となる。
　３つの減算器２３ａ～２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「－２」となる。３つの乗算器２４ａ～２４ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２４ａ，２４ｂ）の出力値が「Ｍ」となり、もう１つの乗算器（この場合は２４ｃ）の出力値が「－２Ｍ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３のうちのいずれか２つの電流指令値（この場合はＩＣＡ１，ＩＣＡ２）が「Ｍ」となり、もう１つの電流指令値（この場合はＩＣＡ３）が「－２Ｍ」となり、３つの電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の和はＭ＋Ｍ－２Ｍ＝０となる。
　たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が負であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が正である場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２が「Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ３が「－２Ｍ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の極性と逆になり、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３の値の和は０となる。
　すなわち、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２の絶対値が「Ｍ」（第１の値）にされ、電流指令値ＩＣＡ３の絶対値が「２Ｍ」（第２の値）にされる。スイッチ１ｂ，１ｃに流れる電流Ｉｓ２，Ｉｓ３の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ２，ＩＣＡ３の絶対値が「Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ１の絶対値が「２Ｍ」にされる。スイッチ１ｃ，１ａに流れる電流Ｉｓ３，Ｉｓ１の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ３，ＩＣＡ１の絶対値が「Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ２の絶対値が「２Ｍ」にされる。
　スイッチ１ａ～１ｃが消弧にされてスイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が十分に小さくなった場合は、信号／Ｄ１～／Ｄ３がともに「Ｈ」レベルにされる。この場合は、信号発生器２０ａ～２０ｃの出力値がともに「１」となり、加算器２１および乗算器２２ａ～２２ｃの出力値がともに「３」になり、減算器２３ａ～２３ｃおよび乗算器４１ａ～４１ｃの出力値がともに「０」になり、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３はともに０となる。スイッチ電流制御部３２は、電流指令値ＩＣＡ１～ＩＣＡ３がともに０となったとき、スイッチ１ａ～１ｃが消弧したと判断する。
　次に、この無停電電源装置の動作について説明する。商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が正常である場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ～１ｃにオン指令信号が与えられてスイッチ１ａ～１ｃがオン状態にされ、商用交流電源５１からスイッチ１ａ～１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。このとき、電力変換器２ａ～２ｃはスタンバイ状態にされる。
　商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｈ」レベルにされると、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ～１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、スイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３がスイッチ１ａ～１ｃに流れるように電力変換器２ａ～２ｃが制御される。電力変換器２ａ～２ｃは、直流電源５３の直流電力によって駆動され、直流電流Ｉｏ１～Ｉｏ３を出力する。
　このとき、直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３の和は０にされる。スイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３が逆極性の直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３に向って変化するときにスイッチ１ａ～１ｃに流れる電流Ｉｓ１～Ｉｓ３の値が減少し、スイッチ１ａ～１ｃが迅速に消弧されてオフ状態にされる。スイッチ１ａ～１ｃがオフ状態にされると、電力変換器４ａ～４ｃから負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２の運転が継続される。
　なお、スイッチ１ａ～１ｃに直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３を流したのにスイッチ１ａ～１ｃを消弧させることができなかった場合は、スイッチ１ａ～１ｃに流れている直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３がスイッチ１ａ～１ｃに流れるように電力変換器２ａ～２ｃの出力電流Ｉｏ１～Ｉｏ３が再度、制御される。この動作は、スイッチ１ａ～１ｃが消弧するまで繰り返される。
　この実施の形態２では、商用交流電源５１からの三相交流電圧Ｖｉ１～Ｖｉ３が異常になった場合は、スイッチ１ａ～１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、スイッチ１ａ～１ｃに流れている電流Ｉｓ１～Ｉｓ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３がスイッチ１ａ～１ｃに流れるように電力変換器２ａ～２ｃが制御されてスイッチ１ａ～１ｃが迅速に消弧される。このとき、直流電流ＩＤＣ１～ＩＤＣ３の値の和を０Ａにするので、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の無停電電源装置を実現することができる。
　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。
　ＴＩ１～ＴＩ３　入力端子、ＴＯ１～ＴＯ３　出力端子、１ａ～１ｃ，２５ａ～２５ｃ　スイッチ、２ａ～２ｃ　電力変換器、３　異常検出器、４ａ～４ｃ，５ａ～５ｃ　電流検出器、６，６Ａ　制御回路、１０　スイッチ制御部、１１　符号判定部、１２　電流指令部、１３　電圧指令部、１４　変換器制御部、１５　ＰＷＭ信号生成部、２０ａ～２０ｃ　信号発生器、２１　加算器、２２ａ～２２ｃ，２４ａ～２４ｃ，４１ａ～４１ｃ　乗算器、２３ａ～２３ｃ　減算器、３０，３１　スイッチ電流指令部、３２　スイッチ電流制御部、３３　変換器電流制御部、４０ａ～４０ｃ　反転器、５１　商用交流電源、５２　負荷、５３　直流電源。

Claims (6)

  1. 　常時商用給電方式の無停電電源装置であって、
    　負荷に三相交流電流を供給するための第１～第３の出力端子と、
    　それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ前記第１～第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１～第３のスイッチと、
    　それぞれ前記第１～第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１～第３の電力変換器と、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、
    　それぞれ前記第１～第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１～第３の電流検出器と、
    　前記異常検出器および前記第１～第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１～第３のスイッチおよび前記第１～第３の電力変換器を制御する制御回路とを備え、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記第１～第３のスイッチがオン状態にされ、前記商用交流電源から前記第１～第３のスイッチを介して前記負荷に三相交流電流が供給され、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記制御回路から前記第１～第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、前記第１～第３の電力変換器からそれぞれ第１～第３の直流電流が出力されて前記第１～第３のスイッチが消弧され、さらに、前記第１～第３の電力変換器から前記負荷に三相交流電流が供給されて前記負荷の運転が継続され、
    　前記第１～第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とし、前記第１～第３の電力変換器からそれぞれ前記第１～第３の出力端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、前記第１～第３の直流電流の極性はそれぞれ前記第１～第３のスイッチに流れている電流の極性と同じであり、前記第１～第３の直流電流の値の和は０にされている、無停電電源装置。
  2. 　前記制御回路は、
    　前記第１～第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１～第３のスイッチに流れる電流の各々の極性を判定し、その判定結果に基づいて前記第１～第３の直流電流の極性をそれぞれ前記第１～第３のスイッチに流れる電流の極性と同じ極性に設定し、
    　前記第１および第２のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第１および第２の直流電流の各々の値の絶対値を第１の値に設定し、前記第３の直流電流の値の絶対値を前記第１の値の２倍の第２の値に設定し、
    　前記第２および第３のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第２および第３の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第１の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
    　前記第３および第１のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第３および第１の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第２の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
    　前記第１～第３の電力変換器は、前記制御回路によって設定された前記第１～第３の直流電流を出力する、請求項１に記載の無停電電源装置。
  3. 　前記直流電源は、直流電力を蓄える電力貯蔵装置であり、
    　前記第１～第３の電力変換器は、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記商用交流電源から前記第１～第３のスイッチを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に蓄え、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記電力貯蔵装置の直流電力によって駆動されて、前記第１～第３の直流電流および三相交流電流を出力する、請求項１に記載の無停電電源装置。
  4. 　常時商用給電方式の無停電電源装置であって、
    　負荷に三相交流電流を供給するための第１～第３の出力端子と、
    　それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ前記第１～第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１～第３のスイッチと、
    　それぞれ前記第１～第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１～第３の電力変換器と、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、
    　それぞれ前記第１～第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１～第３の電流検出器と、
    　前記異常検出器および前記第１～第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１～第３のスイッチおよび前記第１～第３の電力変換器を制御する制御回路とを備え、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記第１～第３のスイッチがオン状態にされ、前記商用交流電源から前記第１～第３のスイッチを介して前記負荷に三相交流電流が供給され、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記制御回路から前記第１～第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、前記第１～第３のスイッチに流れる電流がそれぞれ第１～第３の直流電流になるように前記第１～第３の電力変換器の出力電流が制御されて前記第１～第３のスイッチが消弧され、さらに、前記第１～第３の電力変換器から前記負荷に三相交流電流が供給されて前記負荷の運転が継続され、
    　前記第１～第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、前記第１～第３の直流電流の極性はそれぞれ前記第１～第３のスイッチに流れている電流の極性と逆であり、前記第１～第３の直流電流の値の和は０にされている、無停電電源装置。
  5. 　前記制御回路は、
    　前記第１～第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１～第３のスイッチに流れる電流の各々の極性を判定し、その判定結果に基づいて前記第１～第３の直流電流の極性をそれぞれ前記第１～第３のスイッチに流れる電流の極性と逆の極性に設定し、
    　前記第１および第２のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第１および第２の直流電流の各々の値の絶対値を第１の値に設定し、前記第３の直流電流の値の絶対値を前記第１の値の２倍の第２の値に設定し、
    　前記第２および第３のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第２および第３の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第１の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
    　前記第３および第１のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第３および第１の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第２の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
    　前記第１～第３の電力変換器は、前記制御回路によって設定された前記第１～第３の直流電流を出力する、請求項４に記載の無停電電源装置。
  6. 　前記直流電源は、直流電力を蓄える電力貯蔵装置であり、
    　前記第１～第３の電力変換器は、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記商用交流電源から前記第１～第３のスイッチを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に蓄え、
    　前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記電力貯蔵装置の直流電力によって駆動されて、前記第１～第３の直流電流および三相交流電流を出力する、請求項４に記載の無停電電源装置。
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