JP2014057384A

JP2014057384A - 電気機器を含む電源システム

Info

Publication number: JP2014057384A
Application number: JP2012199155A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Tsutsumi; 全康堤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-27

Abstract

【課題】非常用電源装置より通信線が不要で、電気機器に停電認識せることを目的とする。
【解決手段】非常用電源装置３は蓄電池２と、蓄電池２の電力を交流電力にする電力変換器５と、商用電源１の周波数検知する周波数検知手段１０と、前記周波数から停電検知で電力変換器５を制御する電源制御手段１２を備え、電気機器４は電力供給された周波数判別する周波数判別手段１３と、その周波数を記憶する記憶手段１４と、供給電力が記憶した周波数と比較して運転と停止の制御をおこなう機器制御手段１５を備え、電源制御手段１２は停電検知で、商用電源１と異なる周波数を電力変換器５から供給し、機器制御手段１５は記憶手段１４の周波数と異なった場合に停電と認識し、負荷の消費を最小限に抑えることで、通信用の配線を不要とした電気機器を含む電源システムを得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、停電時に商用電源や発電装置から蓄えた電力を電気機器で有効利用する電気機器を含む電源システムに関するものである。

近年、太陽電池の電力を蓄電池に蓄えて電気機器の消費電力の一部を補ったり、災害時に家庭内の停電時には電気自動車の蓄電池からもバックアップ電源として活用する提案がされてきた。

数時間以上におよぶ停電では、家庭内のライフラインとしては、照明、テレビ、冷蔵庫、冷房・暖房設備が想定され、蓄電池に蓄えられた電力の有効利用が必要になってきた。

従来、この種の電気機器を含む電源システムは、蓄電池に蓄えた電力を停電時に電気機器で有効活用するデータセンターに設置されているサーバーの無停電電源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その無停電電源装置について図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、商用電源１０１の電力を蓄電池１０２に蓄えて、その電力を負荷に供給する無停電電源装置１０３と前記負荷である複数の情報処理をするサーバー１０４ａ〜１０４ｎとを備えたシステムであって、
無停電電源装置１０３には、商用電源１０１の電力を蓄電池１０２に適する電圧に変換する電力変換器１０５と、その電力変換された電力を蓄える蓄電池１０２と、蓄えた電力をサーバー１０４ａ〜１０４ｎに最適な電圧に変換して出力する電力変換器１０６と、商用電源１０１の停電を検出する停電検出手段１０７と、ネットワーク通信をする通信手段１０８と、停電時に停電検出手段１０７の情報により、電力変換器１０６及び通信手段１０８を制御する制御手段１０９を備えている。

一方、サーバー１０４ａには、ネットワーク通信をする通信手段１１０と、データ処理や通信手段１１０を制御する制御手段１１１とを備えている。

また、無停電電源装置１０３とサーバー１０４ａ〜１０４ｎには、それぞれ電源供給用の電力線１１２と、ネットワーク通信をする通信線１１３とがそれぞれに接続されている。

上記構成において、無停電電源装置１０３の制御手段１０９は、商用電源１０１の停電を停電検出手段１０７の情報により検知すると、通信手段１０８によりネットワーク通信にてサーバー１０４ａ〜１０４ｎに停電情報を伝える。

一方、サーバー１０４ａの制御手段１１１は、ネットワーク通信からの通信手段１１０の情報により停電を検知すると、データ処理中の電源低下による記憶データ破損の防止のために、現在処理中のデータを止めて、シャットダウンに移行することで、蓄電池１０２に蓄えた電力供給ができなくなるまでに記憶データを安全に保管することができる。

また、この種の電気機器を含む電源システムには、専用の通信線を使用せずに停電時に蓄電池に蓄えた電力を負荷機器で有効活用するために、負荷の給電を強制的に止めるものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その電源システムについて図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、複数の負荷装置１２０ａ〜１２０ｎに電源を供給するメイン電源１２１と、バックアップ電源１２２と、メイン電源１２１とバックアップ電源１２２の電圧監視をする電圧検出手段１２３と、負荷装置１２０ａ〜１２０ｎへの電源供給をメイン電源１２１とバックアップ電源１２２のどちらか一方の電源に切り換える第１の切換え手段１２４と、負荷装置１２０ａ〜１２０ｎに個別の電源供給する第２の切換え手段１２５と、電圧検出手段１２３の情報で第１の切換え手段１２４や第２の切換え手段１２５を制御する制御手段１２６とで構成される。

また、第１の切換え手段１２４は、メイン電源１２１の電源を供給するための接点ａとバックアップ電源１２２の電源を供給するための接点ｂにより負荷装置１２０ａ〜１２０ｎへ電源供給する。

そして、第２の切換え手段１２５は、負荷装置１２０ａ〜１２０ｎに対応した個別の電源供給の開閉が可能な開閉装置１２７ａ〜１２７ｎが設けられ、その開閉は制御手段１２６によっておこなわれる。

さらに開閉装置１２７ａ〜１２７ｎには、負荷装置１２０ａ〜１２０ｎの消費電力が多い順に接続されている。

上記構成において、制御手段１２６は電圧検出手段１２３からの情報で、メイン電源１２１の電圧が一定レベル以下の場合は第１の切換え手段１２４の接点ａから接点ｂ側へ切換えることで前記バックアップ電源１２２からの電力供給に切換え、さらに前記バックアップ電源１２２の電圧低下レベルに応じて第２の切換え手段１２５の開閉装置１２７ａ〜１２７ｎの消費電力が多い負荷装置の順に電力供給を止めていく。

こうして消費電力の多い負荷装置の順に電源供給を停止させることで、蓄電池に蓄えた電力供給を長く維持させることができる。

また、電力線を通信回路として利用する電力線通信の一つであるＰＬＣ（ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）技術があり、これは商用電源に通信データを重畳させることで、専用の電気コンセントに接続した機器間を通信用のアダプタ（ＰＬＣモデム）を介しておこなうことで、専用の通信線が不要になる。

特開２００５−１８３８４号公報特開２０００−１５６９４２号公報

このような従来の電気機器を含む電源システムにおいては、停電時に電源供給される電気機器側に停電を認識させるためには専用の通信線が必要であったり、通信線がない場合には電気機器がその停電状態を知らずに供給電源を止められという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、停電時に電源供給される電気機器側に専用の通信線が不要で、停電を認識させて電気機器を最適な運転を継続させる電気機器を含む電源システムを提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、商用電源と蓄電池から得られた交流電源のいずれか一方を選択して負荷に電力を供給する非常用電源装置と前記負荷である電気機器とを備えた電源システムであって、前記非常用電源装置には、商用電源または独立の発電装置の電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換する電力変換器と、前記商用電源の周波数を検知する周波数検知手段と、前記検知した周波数から商用電源の停電を検知する停電検知手段と、前記電気機器に供給する交流電力を商用電源または前記電力変換器の出力のいずれか一方に切換える切換え手段と、停電を検知したときに、前記切換え手段と前記電力変換器を制御する電源制御手段とを備え、前記電気機器には、電力供給される電源の周波数を判別する周波数判別手段と、初期において前記周波数判別手段の判別した周波数を記憶する記憶手段と、供給されている電源の周波数と前記記憶した周波数とを比較して運転と停止の制御をおこなう機器制御手段とを備え、前記非常用電源装置の前記電源制御手段は、前記停電検知手段により前記商用電源の停電を検知すると、前記商用電源の周波数とは異なる周波数を前記電力変換器から出力させ、前記切換え手段により前記電気機器に電力の供給を継続するとともに、前記電気機器の前記機器制御手段は、前記周波数判別手段で判別した周波数が前記記憶手段の記憶した周波数と異なった場合に、負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させるようにとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、商用電源と蓄電池から得られた交流電源のいずれか一方を選択して負荷に電力を供給する非常用電源装置と前記負荷である電気機器とを備えた電源システムであって、前記非常用電源装置には商用電源または独立の発電装置の電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換する電力変換器と、前記商用電源の周波数を検知する周波数検知手段と、前記検知した周波数から商用電源の停電を検知する停電検知手段と、前記電気機器に供給する交流電力を商用電源または前記電力変換器の出力のいずれか一方に切換える切換え手段と、停電を検知したときに、前記切換え手段と前記電力変換器を制御する電源制御手段とを備え、前記電気機器には、電力供給される電源の周波数を判別する周波数判別手段と、初期において前記周波数判別手段の判別した周波数を記憶する記憶手段と、供給されている電源の周波数と前記記憶した周波数とを比較して運転と停止の制御をおこなう機器制御手段とを備え、前記非常用電源装置の前記電源制御手段は、前記停電検知手段により前記商用電源の停電を検知すると、前記商用電源の周波数とは異なる周波数を前記電力変換器から出力させ、前記切換え手段により前記電気機器に電力の供給を継続するとともに、前記電気機器の前記機器制御手段は、前記周波数判別手段で判別した周波数が前記記憶手段の記憶した周波数と異なった場合に、負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させるという構成にしたことにより、前記商用電源が停電した場合、前記非常用電源装置からは前記商用電源の周波数とは異なる周波数の電力を前記電気機器に供給し、前記電気機器の前記機器制御手段は記憶した周波数と異なった電力供給がなされたことで、停電が発生したことを認識できるので、前記非常用電源装置と前記電気機器間に電力供給以外の停電状態を知らせる専用配線や無線が不要であり、ＰＬＣのような高価な通信用のアダプタ（ＰＬＣモデム）も不要となり、既存配線やコンセントをそのまま利用可能な省施工と低コストで停電状態を知らせることができる。

また、前記電気機器は停電を認識することにより、自身の負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させることで、商用電源の停電時に蓄えられた蓄電池の電力を有効に利用できるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の電気機器を含む電源システムの構成図本発明の実施の形態２の電気機器を含む電源システムの構成図本発明の実施の形態３の電気機器を含む電源システムの構成図従来の電気機器を含む電源システムの構成図従来の電気機器を含む電源システムの構成図

本発明の請求項１記載の電気機器を含む電源システムは、商用電源と蓄電池から得られた交流電源のいずれか一方を選択して負荷に電力を供給する非常用電源装置と前記負荷である電気機器とを備えた電源システムであって、前記非常用電源装置には、商用電源または独立の発電装置の電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換する電力変換器と、前記商用電源の周波数を検知する周波数検知手段と、前記検知した周波数から商用電源の停電を検知する停電検知手段と、前記電気機器に供給する交流電力を商用電源または前記電力変換器の出力のいずれか一方に切換える切換え手段と、停電を検知したときに、前記切換え手段と前記電力変換器を制御する電源制御手段とを備え、前記電気機器には、電力供給される電源の周波数を判別する周波数判別手段と、初期において前記周波数判別手段の判別した周波数を記憶する記憶手段と、供給されている電源の周波数と前記記憶した周波数とを比較して運転と停止の制御をおこなう機器制御手段とを備え、前記非常用電源装置の前記電源制御手段は、前記停電検知手段により前記商用電源の停電を検知すると、前記商用電源の周波数とは異なる周波数を前記電力変換器から出力させ、前記切換え手段により前記電気機器に電力の供給を継続するとともに、前記電気機器の前記機器制御手段は、前記周波数判別手段で判別した周波数が前記記憶手段の記憶した周波数と異なった場合に、負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させるという構成を有する。

これにより、前記商用電源が停電した場合、前記非常用電源装置からは前記商用電源の周波数とは異なる周波数の電力を前記電気機器に供給し、前記電気機器の前記機器制御手段は前記記憶手段に記憶した周波数と異なった電力供給がなされたことで、停電が発生したことを認識できるので、前記非常用電源装置と前記電気機器間に電力供給以外の停電状態を知らせる専用配線や無線が不要であり、ＰＬＣのような高価な通信用のアダプタ（ＰＬＣモデム）も不要となり、既存配線やコンセントをそのまま利用可能な省施工と低コストで停電状態を知らせることができる。

また、前記電気機器は停電を認識することにより、自身の負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させることで、商用電源の停電時に蓄えられた蓄電池の電力を有効に利用できるという効果を奏する。

また請求項２記載の電気機器を含む電源システムは、前記電源制御手段には前記蓄電池の蓄電量を判断する電池容量検出手段を備え、前記停電検知手段が商用電源の停電を検知したときに、前記電源制御手段は、前記蓄電量が所定の量以下に減った場合に、前記商用電源の周波数と異なる周波数を前記電力変換器から出力させ、減っていない場合に前記商用電源の周波数で出力をさせるという構成にしてもよい。

これにより、前記商用電源が停電した場合、発電装置からの電力供給と前記電気機器の電力消費のバランス、もしくは前記電気機器の電力消費が少ないことで、前記蓄電池に蓄えた蓄電量が所定の蓄電量以下にまで低下しない場合は、前記非常用電源装置からは前記商用電源の周波数と同じ周波数の電力を前記電気機器に供給し、前記電気機器の前記機器制御手段は記憶した周波数と同じ電力供給がなされたことで、停電を認識せずに自身の負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止をしないで負荷の状態を継続することができる。

こうして、発電装置からの電力供給により所定の蓄電量まで低下しない場合は、電気機器の運転を維持しながら蓄電池に蓄えた電力を有効に利用できるという効果を奏する。

また請求項３記載の電気機器を含む電源システムは、前記蓄電池に蓄えられた直流電力を前記商用電源の周波数と異なる複数段の周波数の交流電力に変換する前記電力変換器と、前記電気機器には前記複数段の周波数を判別できる前記周波数判別手段とを備え、停電を検知した前記電源制御手段は前記蓄電池の蓄電量を判断する前記電池容量検出手段の蓄電量に応じて前記電力変換器からの電源の周波数を段階的に変えることで、前記電気機器はその電源の周波数に応じて、負荷の消費を段階的に抑えるもしくは停止させるという構成にしてもよい。

これにより、前記商用電源が停電した場合に前記電気機器は、前記非常用電源装置から前記蓄電池に蓄えた蓄電量の状況も推定でき、その蓄電量の状況に応じて自信の負荷の消費を段階的に抑えるもしくは停止させることができるので、使用者の利便性を極力維持しながら蓄電池に蓄えた電力を有効に利用できるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、商用電源１と蓄電池２から得られた交流電源のいずれか一方を選択して負荷に電力を供給する非常用電源装置３と前記負荷である電気機器４を複数台備えた電源システムである。

実施の形態の説明で電気機器４のそれぞれを区別して示す場合には、アルファベットを用いて、電気機器４ａ〜４ｎと表現する。

商用電源１に接続した非常用電源装置３は、蓄電池２に蓄えられた直流電力を交流電力に変換する電力変換器５と、電気機器４に供給する交流電力を商用電源または電力変換器５の出力のいずれか一方に切換える切換え手段６を備えている。

また、非常用電源装置３は、太陽光発電装置を代表とする発電装置７に接続され、蓄電池２に直流電力を蓄える回路を備えている。

すなわち、非常用電源装置３に接続した商用電源１に接続した交流―直流変換手段８と、発電装置７に接続した直流―直流変換手段９を備えたものである。

この交流―直流変換手段８は、商用電源１から得られる電力を蓄電池２の蓄電電圧に対応させた直流の電圧に変換するものである。

また、直流―直流変換手段９は、発電装置７から供給される直流電圧を蓄電池２の蓄電電圧に対応させた直流電圧に変換するものである。

つまり、蓄電池２は、交流―直流変換手段８または直流―直流変換手段９に接続され、商用電源１または独立の発電装置７の電力を蓄えるものである。

また、非常用電源装置３には、商用電源１の電力をそのまま電気機器４に供給する回路と、電力変換器５の出力を電気機器４へ供給する回路を備えている。

切換え手段６は、商用電源１の電力を電気機器４へ供給する接点ａと、電力変換器５より蓄電池２の蓄えた電力を電気機器４へ供給する接点ｂを備えている。

また、非常用電源装置３には、商用電源１の周波数を検知する周波数検知手段１０と、前記検知した周波数から商用電源１の停電を検知する停電検知手段１１と、前記停電の検知信号により、切換え手段６と電力変換器５を制御する電源制御手段１２とを備えている。

切換え手段６は、電源制御手段１２の信号を受けて、電力変換器５の出力を電気機器４へ供給する回路へ切換えるものである。

電力変換器５は、電源制御手段１２の信号を受けると、蓄電池２に蓄えた直流電力を交流電力に変換するもので、この場合出力する交流電力の周波数は電源制御手段１２の信号により設定されるものである。

また、電源制御手段１２は、停電検知手段１１の停電検知信号を受け取ると、切換え手段６を接点ａ側から電力変換器５の出力を電気機器４へ供給する接点ｂ側に切換えるとともに、商用電源１の周波数とは異なる周波数の出力周波数の指令信号を電力変換器５へ出力するものである。

電力変換器５からの前記出力周波数は、あらかじめ設定されているものである。

望ましくは、この出力周波数としては、商用電源１の周波数公差が一般に±１Ｈｚ以内、電力変換器５の出力周波数の精度及び電気機器４の周波数を判別する周波数判別手段１３の検知誤差を加味して、商用電源１の周波数より３Ｈｚ以上１０Ｈｚ以下の範囲の違いの出力周波数が良い。

具体的には商用電源１が５０Ｈｚの場合は、６０Ｈｚの周波数を出力する。

一方、電気機器４には、電力供給される電源の周波数を判別する周波数判別手段１３と、初期において周波数判別手段１３の判別した周波数を記憶する記憶手段１４と、供給されている電源の周波数と前記記憶した周波数とを比較して運転と停止の制御をおこなう機器制御手段１５とを設けた構成を有する。

また、機器制御手段１５は、周波数判別手段１３より電力供給される電源の周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの情報を常時得て、初期通電にて電力供給される電源の周波数の情報を記憶手段１４に記憶させている。

そして、機器制御手段１５は、記憶手段１４に記憶させた周波数情報と周波数判別手段１３の情報とを常時比較し、比較した周波数情報が異なる場合は商用電源１が停電し、蓄電池２からの電力供給がされていると判断する。

上記構成において、非常用電源装置３には、商用電源１に接続された交流―直流変換手段８により交流電力を直流電力に変換させて前記蓄電池２に電力を蓄える。

そして、電源制御手段１２は、商用電源１の周波数を検知する前記周波数検知手段１０の周波数情報から停電検知手段１１により停電がない情報を受けると、切換え手段６の接点ａ側にすることで、商用電源１の電力を前記電気機器４に供給する。

そして、商用電源１が停電した場合、電源制御手段１２は、周波数検知手段１０の周波数情報から停電検知手段１１により電力供給が無くなった情報を受けると、切換え手段６の接点ｂ側に切換えるとともに、電力変換器５に商用電源１の周波数とは異なる周波数の出力周波数を指示する信号を送る。

電力変換器５は、前記信号を受け取り、蓄電池２に蓄えた直流電力を商用電源１の周波数とは異なる周波数の電力にして電気機器４への供給を継続する。

また、電気機器４では、機器制御手段１５は、周波数判別手段１３より電力供給される電源の周波数情報と記憶手段１４に記憶させた周波数と比較して、比較した周波数情報が異なったことを認識し、商用電源１が停電して蓄電池２からの電力供給がされていると判断して、自身の負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させることとなる。

この停電時の電気機器４の具体的な例としては、ライフラインの比較的重要度の高いものとして電気機器４ａ（例えば、エアコン）、電気機器４ｂ（例えば、冷蔵庫）と、比較的重要度の低いものとして電気機器４ｃ（例えば、扇風機）、電気機器４ｄ（例えば、換気扇）というように、区別しておいて、停電時の動作を決めることできる。

すなわち、停電時には、エアコンや冷蔵庫のような家庭内のライフラインの電気機器は運転する能力を抑えることで消費電力を軽減しながら運転を継続させ、扇風機や換気扇は停止させて、蓄電池の消費電力を軽減させることもできる。

以上のように、本実施の形態の電気機器を含む電源システムでは、非常用電源装置３と電気機器４との間に電力供給以外の停電状態を知らせる専用配線や無線が不要であり、ＰＬＣのような高価な通信用のアダプタ（ＰＬＣモデム）も不要となり、既存配線やコンセントをそのまま利用可能な省施工と低コストで停電状態を知らせることができる。

また、電気機器４は停電を認識することにより、自身の負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させることで、商用電源１の停電時に蓄えられた蓄電池２の電力を有効に利用できる。

なお、停電検知手段１１は、周波数検知手段１０からの周波数情報で停電を検知して電源制御手段１２に停電を認識させたが、マイクロコンピュータによる電源制御手段１２の場合は、周波数検知手段１０の周波数情報から直接停電を認識させても、その作用効果に差異を生じない。

なお、機器制御手段１５は、初期通電での電源周波数の情報を記憶手段１４に記憶させたが、初期通電が数時間経過した時に記憶周波数を書き換えても、その作用効果に差異を生じない。

（実施の形態２）
図２において、実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態の電源制御手段１６は、実施の形態１の電源制御手段１２に対して、前記蓄電池２の蓄電量を判断する電池容量検出手段１７を設けた構成を有する。

そして、電源制御手段１６は、蓄電量が所定の蓄電量まで低下したか否かを判断して電力変換器５の出力周波数を指示する信号を出力するものである。

上記構成において、商用電源１が停電した場合、発電装置７からの電力供給（例えば、昼間の太陽光発電装置の稼動）と電気機器４の電力消費のバランスもしくは電気機器４の電力消費が少ないことで、前記蓄電池２に蓄えた蓄電量が所定の蓄電量以下にまで低下しない場合は、電源制御手段１６は、電池容量検出手段１７の情報で所定の蓄電量が確保されていると判断すると、電力変換器５より商用電源１の周波数と同じ周波数の電力を電気機器４に電力の供給を継続する。

そして、電気機器４の機器制御手段１５は記憶した周波数と同じ電力供給がなされたことで、停電を認識せずに運転を継続する。

一方、商用電源１が停電して蓄電池２に蓄えた蓄電量が所定の蓄電量以下にまで低下した場合は、非常用電源装置３からは商用電源１の周波数と異なる周波数の電力を電気機器４に供給し、電気機器４の機器制御手段１５は記憶した周波数と異なる電力供給がなされたことで、停電を認識して自身の負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止をさせる。

このように、発電装置７からの電力供給により所定の蓄電量まで低下しない場合は、電気機器４の運転を維持しながら蓄電池２に蓄えた電力を有効に利用できる。

（実施の形態３）
図３において、実施の形態１および実施の形態２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施の形態の非常用電源装置３は、実施の形態２に対して、蓄電池２の蓄電量に応じて電力変換器１８への周波数指令信号を多段に切換えて出力する電源制御手段１９と、蓄電池２に蓄えられた直流電力を商用電源１の周波数と異なる複数段の周波数の交流電力に変換する電力変換器１８とを備えた点が異なるものである。

すなわち、電源制御手段１９は、電池容量検出手段１７の検出した蓄電池２の蓄電量に応じて、電力変換器１８への電源の周波数の指令信号を段階的に変えるものである。

例えば、周波数を３段階に切換えて、商用電源１の周波数が５０Ｈｚの場合は５３、５６、６０Ｈｚと蓄電量の減り方に応じて出力するものである。

また、電気機器４は実施の形態１の周波数判別手段１３に対して、前記複数段の周波数を判別する周波数判別手段２０と、実施の形態１の機器制御手段１５に対して、前記判別された周波数に応じて負荷の制御量を調整する機器制御手段２１を設けた構成を有する。

周波数判別手段２０は、電源の周波数を複数の段数に区別して検出するものである。

機器制御手段２１は、供給された電源周波数と負荷の制御量を対応させて電気機器４を制御するものである。

本実施の形態では、周波数を３段階に設定して、商用電源１の周波数が５０Ｈｚの場合は５３、５６、６０Ｈｚと６０Ｈｚに近づく程、電気機器４の機器制御手段２１は負荷の消費を抑えるもしくは停止させるものである。

上記構成において、停電を検知した電源制御手段１９は、蓄電池２の蓄電量を検出する電池容量検出手段１７の蓄電量に応じて、電力変換器１８へ出力周波数の指令信号を出力することとなる。

これにより電力変換器１８は電源の周波数を段階的に変える。

一方、電気機器４の機器制御手段２１は、周波数判別手段２０により電源の周波数を判別して、その電源の周波数に応じて、負荷の消費を段階的に抑えるもしくは停止させる。

このような電気機器４としては、エアコンのようなインバータ機器やファンモータでのノッチ切換えを設けている電気機器である。

これにより、商用電源１が停電した場合に電気機器４は、非常用電源装置３から蓄電池２に蓄えた蓄電量の状況も推定でき、その蓄電量の状況に応じて自信の負荷の消費を段階的に抑えるもしくは停止させることができるので、使用者の利便性を極力維持しながら蓄電池２に蓄えた電力を有効に利用できる。

本発明にかかる電気機器を含む電源システムは、非常用電源装置と電気機器との間に電力供給以外の停電状態を知らせる専用配線、無線やＰＬＣのような高価な通信用のアダプタも不要となり、既存配線やコンセントをそのまま利用可能な省施工と低コストで停電状態を知らせ、商用電源の停電時に蓄えられた蓄電池の電力を有効に利用することを可能とするものであるので、停電時に商用電源や発電装置から蓄えた電力を電気機器で有効利用する電気機器を含む電源システム等として有用である。

１商用電源
２蓄電池
３非常用電源装置
４電気機器
４ａ〜４ｎ電気機器
５電力変換器
６切換え手段
１０周波数検知手段
１１停電検知手段
１２電源制御手段
１３周波数判別手段
１４記憶手段
１５機器制御手段
１６電源制御手段
１７電池容量検出手段
１８電力変換器
１９電源制御手段
２０周波数判別手段
２１機器制御手段

Claims

商用電源と蓄電池から得られた交流電源のいずれか一方を選択して負荷に電力を供給する非常用電源装置と前記負荷である電気機器とを備えた電源システムであって、前記非常用電源装置には、商用電源または独立の発電装置の電力を蓄える蓄電池と、前記蓄電池に蓄えられた直流電力を交流電力に変換する電力変換器と、前記商用電源の周波数を検知する周波数検知手段と、前記検知した周波数から商用電源の停電を検知する停電検知手段と、前記電気機器に供給する交流電力を商用電源または前記電力変換器の出力のいずれか一方に切換える切換え手段と、停電を検知したときに、前記切換え手段と前記電力変換器を制御する電源制御手段とを備え、前記電気機器には、電力供給される電源の周波数を判別する周波数判別手段と、初期において前記周波数判別手段の判別した周波数を記憶する記憶手段と、供給されている電源の周波数と前記記憶した周波数とを比較して運転と停止の制御をおこなう機器制御手段とを備え、前記非常用電源装置の前記電源制御手段は、前記停電検知手段により前記商用電源の停電を検知すると、前記商用電源の周波数とは異なる周波数を前記電力変換器から出力させ、前記切換え手段により前記電気機器に電力の供給を継続するとともに、前記電気機器の前記機器制御手段は、前記周波数判別手段で判別した周波数が前記記憶手段の記憶した周波数と異なった場合に、負荷の消費を最小限に抑えるもしくは停止させることを特徴とした電気機器を含む電源システム。
前記電源制御手段には前記蓄電池の蓄電量を判断する電池容量検出手段を備え、前記停電検知手段が商用電源の停電を検知したときに、前記電源制御手段は、前記蓄電量が所定の量以下に減った場合に、前記商用電源の周波数と異なる周波数を前記電力変換器から出力させ、減っていない場合に前記商用電源の周波数で出力をさせることを特徴とした請求項１に記載の電気機器を含む電源システム。
前記蓄電池に蓄えられた直流電力を前記商用電源の周波数と異なる複数段の周波数の交流電力に変換する前記電力変換器と、前記電気機器には前記複数段の周波数を判別できる前記周波数判別手段とを備え、停電を検知した前記電源制御手段は前記蓄電池の蓄電量を判断する前記電池容量検出手段の蓄電量に応じて前記電力変換器からの電源の周波数を段階的に変えることで、前記電気機器はその電源の周波数に応じて、負荷の消費を段階的に抑えるもしくは停止させることを特徴とした請求項１または２に記載の電気機器を含む電源システム。