JP2017038494A - Power supply apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply apparatus capable of outputting stable AC power whose continuity is sufficiently secured even when switching power supply sources.SOLUTION: When switching a power supply source from a main body power supply unit 2 to a generator 5, one of two DC/AC inverters 41, 42 is stopped, the other is driven, the generator 5 is synchronized with the driven DC/AC inverter, and then the generator 5 is connected to a power line 10. On the other hand, when switching the generator 5 to the main body power supply unit 2, the generator 5 and one of the two DC/AC inverters 41, 42 are synchronized with the generator 5, the synchronized DC/AC inverter is connected to the power line 10, the generator 5 is disconnected, and the other AC/DC inverter is also synchronized and connected to the power line 10 in parallel.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、電源装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a power supply apparatus.

異なる複数種の電力供給源を組み合わせてハイブリッド型に構成し、所定の電力を負荷に供給する電源装置が知られている。電力供給源としては、例えば、エンジン等で発電機を駆動して交流電力を供給する発動発電機や、直流電力を充放電する各種の二次電池等が採用される。また、出力も、所定電圧の直流電力の場合や、あるいは商用電源と同様な電圧及び電源周波数を持った交流電力の場合等、種々に構成される。そして、それぞれの目的等に応じて適宜選択した電力供給源を組み合わせて協調動作させ、負荷に適合した電力を供給する。   2. Description of the Related Art There is known a power supply apparatus that combines a plurality of different types of power supply sources to form a hybrid type and supplies predetermined power to a load. As the power supply source, for example, an engine generator that drives an electric generator with an engine or the like to supply AC power, various secondary batteries that charge and discharge DC power, and the like are employed. Also, the output is variously configured, for example, in the case of DC power having a predetermined voltage, or in the case of AC power having the same voltage and power frequency as the commercial power source. Then, the power supply sources appropriately selected according to the respective purposes and the like are combined and operated cooperatively to supply power suitable for the load.

この種の電源装置の一例として、交流電力を出力する電源装置では、例えば、その電力供給源としては、交流電力を供給する発動発電機と、充放電しながら直流電力を供給する二次電池とを組合せ、発動発電機からの交流電力を直流に変換して二次電池を充電しつつ、二次電池に充電された直流電力をＤＣ／ＡＣインバータにより所望の交流電力に変換して連続的に出力するように構成された事例等がある。   As an example of this type of power supply device, in a power supply device that outputs AC power, for example, as its power supply source, an engine generator that supplies AC power, a secondary battery that supplies DC power while charging and discharging, In combination, the AC power from the generator is converted to DC and the secondary battery is charged, while the DC power charged in the secondary battery is converted to the desired AC power by the DC / AC inverter and continuously There are cases that are configured to output.

特開２０１４−９６９３６号公報（第７ページ、図１）JP 2014-96936 A (7th page, FIG. 1) 特開平１０−１７４４３７号公報（第１１ページ、図１）Japanese Patent Laid-Open No. 10-174437 (page 11, FIG. 1)

上記のように、複数の電力供給源を備えた電源装置においては、通常は２つの電力供給源を協調動作させて負荷側に所定の電力を供給しているが、特に、装置内の電力供給源を中心とする構成品の維持整備の際や、電力供給源の動作異常を検出した際などには、例えば、負荷側への給電は継続しながら、どちらか一方の電力供給源を切り離し、他方の電力供給源に切り換えて給電を継続する。   As described above, in a power supply apparatus having a plurality of power supply sources, usually, two power supply sources are operated in a coordinated manner to supply predetermined power to the load side. When maintaining or maintaining components centering on the power source, or when an abnormal operation of the power supply source is detected, for example, while supplying power to the load side, disconnect one of the power supply sources, The power supply is continued by switching to the other power supply source.

しかしながら、この切り換えの際に、出力電力が瞬断、あるいは低下する虞があった。加えて、交流電力の場合には、切り換えの前後で電源周波数の不連続や位相の非同期等が発生する虞があった。そして、このような電圧変動や周波数の非同期は、電力の供給を受ける負荷装置の動作に影響を及ぼす虞があることも考慮して、切り換え時には負荷装置の動作を一旦停止させるなどの対処が必要であった。このため、電源装置を構成する電力供給源の切り換えを必要とする事象が発生した際にも、負荷装置を停止させる必要がなく、負荷装置側から見て、電力ラインの連続性が十分に確保された電力供給が望まれていた。   However, there is a possibility that the output power may be momentarily interrupted or reduced during this switching. In addition, in the case of AC power, there is a possibility that power frequency discontinuity or phase asynchronization may occur before and after switching. Considering that such voltage fluctuations and frequency asynchrony may affect the operation of the load device that receives power supply, it is necessary to take measures such as temporarily stopping the operation of the load device at the time of switching. Met. For this reason, even when an event that requires switching of the power supply source that constitutes the power supply device occurs, it is not necessary to stop the load device, and the continuity of the power line is sufficiently secured from the load device side. An improved power supply was desired.

本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、電力供給源を切り換える際にも、連続性の十分確保された、安定な交流電力を出力する電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply apparatus that outputs stable alternating current power sufficiently secured even when the power supply source is switched. To do.

上記目的を達成するために、本実施形態の電源装置は、２つの異なる電力供給源を備え、これらを組合せ、あるいはどちらか一方を選択して負荷に交流電力を供給する電源装置であって、第１の電力供給源として、所定の電力を蓄電する二次電池を備えた蓄電部と、第１及び第２のＤＣ／ＡＣインバータを有する電力変換部とを備え、前記蓄電部からの直流電力を前記２つのＤＣ／ＡＣインバータに共通の同期信号に基づき互いに位相同期した交流電力に変換してそれぞれに出力する本体電源部と、第２の電力供給源として、外部との同期が可能な交流電力を出力する発動発電機と、前記発動発電機からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電部を充電する充電部と、前記発動発電機、前記本体電源部内の各部、及び充電部からの動作ステータスを受けとって２つの前記電力供給源の作動状況を監視するとともに、監視結果に基づいてどちらか一方の電力供給源の交流電力から他方に切り換えて電力ラインに出力するための制御信号を生成する制御部と、前記制御部からの制御信号に基づいて、２つの前記電力供給源からの交流電力のどちらか一方を通過させて前記電力ラインに出力するスイッチ部とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the power supply device according to the present embodiment includes two different power supply sources, and combines them, or selects one of them to supply AC power to the load. The first power supply source includes a power storage unit including a secondary battery that stores predetermined power, and a power conversion unit including first and second DC / AC inverters, and DC power from the power storage unit Is converted into alternating current power that is phase-synchronized with each other based on a synchronous signal common to the two DC / AC inverters, and outputs to each of the alternating current power, and an alternating current that can be synchronized with the outside as a second power supply source From the generator that outputs power, the charging unit that converts the AC power from the generator to DC power and charges the power storage unit, the generator, each unit in the main body power unit, and the charging unit Operation In response to the status, the operating status of the two power supply sources is monitored, and a control signal for switching to the other one from the AC power of one of the power supply sources and outputting to the power line is generated based on the monitoring result A control unit, and a switch unit that passes one of the AC power from the two power supply sources and outputs the power to the power line based on a control signal from the control unit. .

本実施形態に係る電源装置の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the power supply device which concerns on this embodiment. 図１に例示した電源装置の動作を説明するためのフローチャート。3 is a flowchart for explaining the operation of the power supply device illustrated in FIG. 1. 電力供給源を本体電源部２から発動発電機５に切り換える際の手順を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the procedure at the time of switching a power supply source from the main body power supply part 2 to the generator generator 5. FIG. 電力供給源を発動発電機５から本体電源部２に切り換える際の手順を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the procedure at the time of switching a power supply source from the generator 5 to the main body power supply part 2. FIG.

以下に、本発明の実施形態に係る電源装置を実施するための最良の形態について、図１〜図４を参照して説明する。   The best mode for carrying out a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図１は、本実施形態に係る電源装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に例示したように、この電源装置１は、２つの異なる電力供給源を備えており、そのどちらか一方を選択して負荷に交流電力を供給するように構成されている。すなわち、第１の電力供給源としての本体電源部２、第２の電力供給源としての発動発電機５、充電部６、スイッチ部７、制御部８、及び操作表示部９から構成されている。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the power supply device according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 1, the power supply device 1 includes two different power supply sources, and is configured to select one of them to supply AC power to the load. That is, it comprises a main body power supply unit 2 as a first power supply source, an engine generator 5 as a second power supply source, a charging unit 6, a switch unit 7, a control unit 8, and an operation display unit 9. .

本体電源部２は、蓄電部３、及び電力変換部４を備え、蓄電部３に蓄電された直流電力を電力変換部４で交流電力に変換して出力する電力供給源として機能する。蓄電部３は、例えば複数の単位電池セルを多直列多並列に接続して、所定の容量の直流電力を蓄電するように構成された二次電池を含んで構成されている。また、電力変換部４は、２つのＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１、及びＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２を備えている。これらは、いずれも蓄電部３からの直流電力を受けて交流電力に変換し出力するが、その際に同期信号（図１中には同期線Ａとして例示）を授受して互いに位相同期した交流電力を出力する。位相同期した交流電力の出力は、並列接続することが可能である。なお、同期信号については、後述の発動発電機５とも授受し（図１中には同期線Ｂとして例示）、互いに位相同期した交流電力を出力する。   The main body power supply unit 2 includes a power storage unit 3 and a power conversion unit 4, and functions as a power supply source that converts DC power stored in the power storage unit 3 into AC power by the power conversion unit 4 and outputs the AC power. The power storage unit 3 includes, for example, a secondary battery configured to store DC power having a predetermined capacity by connecting a plurality of unit battery cells in multiple series and in parallel. The power conversion unit 4 includes two DC / AC inverters (# 1) 41 and a DC / AC inverter (# 2) 42. Each of these receives DC power from the power storage unit 3 and converts it into AC power for output. At that time, the AC signals are synchronized in phase (synchronized line A in FIG. 1) and phase-synchronized with each other. Output power. The output of AC power synchronized in phase can be connected in parallel. Note that the synchronization signal is also exchanged with an engine generator 5 described later (illustrated as a synchronization line B in FIG. 1), and outputs AC power that is phase-synchronized with each other.

発動発電機５は、電力供給源として、内蔵する発動機で発電機を駆動し、所定の交流電力を発電して出力する。また、外部機器等と同期信号を授受して、これら外部機器の交流電力と互いに位相同期した交流電力を出力できる。本実施例においては、上述した同期線Ｂにより、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２との間で同期信号を授受するように構成されている。   The generator 5 drives the generator with a built-in generator as a power supply source, and generates and outputs predetermined AC power. In addition, it can exchange synchronization signals with external devices and the like, and can output AC power that is phase-synchronized with AC power of these external devices. In the present embodiment, the synchronization signal is exchanged with the DC / AC inverter (# 2) 42 by the synchronization line B described above.

充電部６は、動作中の発動発電機５から交流電力を受けとって直流電力に変換し、本体電源部２に送出する。変換された直流電力は、本体電源部２内の蓄電部３を充電するとともに、電力変換部４にも送られ、その直流電力の容量の範囲内で電力変換部４により交流電力に変換される。   The charging unit 6 receives AC power from the operating generator 5 during operation, converts it into DC power, and sends it to the main body power supply unit 2. The converted DC power charges the power storage unit 3 in the main body power supply unit 2 and is also sent to the power conversion unit 4, and is converted into AC power by the power conversion unit 4 within the range of the capacity of the DC power. .

スイッチ部７は、後述する制御部８からの制御信号に基づいて、２つの電力供給源である本体電源部２と発動発電機５のどちらか一方を選択してその交流電力を通過させ、電力ライン１０に出力する。本実施例においては、スイッチ部７は、ＳＰＤＴ型のＳＷ１、ならびにＳＰＳＴ型のＳＷ２、及びＳＷ３の３つのスイッチから構成されている事例を示している。電力供給源の選択・切り換え時におけるこれら３つのスイッチの動作については、後段にて詳述する。   The switch unit 7 selects either one of the main power supply unit 2 and the generator 5 as two power supply sources based on a control signal from the control unit 8 to be described later, and allows the AC power to pass through. Output to line 10. In the present embodiment, the switch unit 7 shows an example in which the switch unit 7 is composed of three switches of SPDT type SW1, and SPST type SW2 and SW3. The operation of these three switches when the power supply source is selected / switched will be described in detail later.

制御部８は、本電源装置１の各部が出力する動作ステータスを受けとって２つの電力供給源を含む装置全体の動作を監視するとともに、監視の結果、いずれかの電力供給源に異常を検出した際は、スイッチ部７における電力供給源の選択・切り換えのための制御信号を含む、装置内各部に対する制御信号を生成し送出する。また、本実施例においては、後述の操作表示部９を備えており、操作員等による電力供給源の切り換え操作等も可能にしている。   The control unit 8 receives the operation status output from each unit of the power supply device 1 and monitors the operation of the entire apparatus including the two power supply sources. As a result of the monitoring, the control unit 8 detects an abnormality in one of the power supply sources. At this time, control signals for each part in the apparatus including a control signal for selecting / switching the power supply source in the switch unit 7 are generated and transmitted. Further, in this embodiment, an operation display unit 9 which will be described later is provided, and a power supply source switching operation by an operator or the like is also possible.

操作表示部９は、操作員等が行う電力供給源の切り換え操作等を含む、本電源装置１に対する各種操作を受けつけて制御部８に転送するとともに、制御部８から送られてくる監視結果等を含む各種の表示情報を表示する。   The operation display unit 9 accepts various operations on the power supply device 1 including switching operation of a power supply source performed by an operator or the like and transfers it to the control unit 8, and the monitoring results sent from the control unit 8 Various display information including is displayed.

次に、前出の図１、ならびに図２のフローチャート及び図３〜４の説明図を参照して、上述のように構成された本実施形態の電源装置の動作について説明する。図１に例示したこの電源装置１は、交流電力を出力する２つの電力供給源を備えており、そのどちらか一方から交流電力を選択・切り換えて負荷装置等に供給するが、以下の説明においては、本体電源部２からの交流電力を選択して出力している動作状態を、通常運転と称している。このときに、発動発電機５も稼働している場合は、その出力電力で本体電源部２内の蓄電部３を充電しながら、動作を継続する。一方、発動発電機５からの交流電力を選択して出力している動作状態を、切換運転と称している。   Next, the operation of the power supply device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the above-described FIG. 1 and the flowchart of FIG. 2 and the explanatory diagrams of FIGS. The power supply device 1 illustrated in FIG. 1 includes two power supply sources that output AC power, and the AC power is selected and switched from one of them to be supplied to a load device or the like. The operation state in which AC power from the main body power supply unit 2 is selected and output is referred to as normal operation. At this time, if the generator / generator 5 is also operating, the operation is continued while charging the power storage unit 3 in the main body power supply unit 2 with the output power. On the other hand, the operation state in which AC power from the generator 5 is selected and output is referred to as switching operation.

図２は、図１に例示した電源装置１の動作を説明するためのフローチャートである。まず、電源装置１が動作を開始し、通常運転に入る。通常運転においては、上記のように本体電源部２による交流電力が選択され、負荷１１に出力される。すなわち、スイッチ部７内の各スイッチの状態は、ＳＷ１はＡ端子側、ＳＷ２は開、そしてＳＷ３は閉とするように制御部８からの制御信号によって制御され、電力変換部４内の２つのＤＣ／ＡＣインバータ４１、及び４２のそれぞれの交流電力が並列接続されて、電力ライン１０に出力される。なお、このときに発動発電機５が稼働していれば、その交流出力が充電部６で直流に変換されて蓄電部３は充電されるが、同期線Ｂによる発動発電機２とＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２との交流電力の同期は、特に必要としない（ＳＴ２０１）。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the power supply device 1 illustrated in FIG. First, the power supply device 1 starts operation and enters normal operation. In normal operation, AC power from the main body power supply unit 2 is selected and output to the load 11 as described above. That is, the state of each switch in the switch unit 7 is controlled by a control signal from the control unit 8 so that SW1 is on the A terminal side, SW2 is open, and SW3 is closed. The AC powers of the DC / AC inverters 41 and 42 are connected in parallel and output to the power line 10. If the generator / generator 5 is operating at this time, the AC output is converted into direct current by the charging unit 6 and the power storage unit 3 is charged. However, the generator / generator 2 and the DC / AC using the synchronization line B are charged. Synchronization of AC power with the inverter (# 2) 42 is not particularly required (ST201).

この通常運転の状態において、装置内各部の動作ステータスが制御部８に送られる。制御部８は、これら各部からの動作ステータス、及び操作表示部９からの操作入力を読み取って、通常運転から切換運転への切換要件が発生したか否かを判定する（ＳＴ２０２）。切換要件とは、例えば、本体電源部２の動作異常や整備等のための操作員等による要求を含む、非選択の電力供給源である発動発電機５への切換要求である。そして、この切換要件が発生しておらず（ＳＴ２０２のＮ）、また装置の動作終了が指示されなければ（ＳＴ２０３のＮ）、ＳＴ２０１の動作ステップの通常運転を継続する。   In this normal operation state, the operation status of each part in the apparatus is sent to the control unit 8. The control unit 8 reads the operation status from each of these units and the operation input from the operation display unit 9, and determines whether or not the switching requirement from the normal operation to the switching operation has occurred (ST202). The switching requirement is, for example, a switching request to the generator 5 that is a non-selected power supply source, including a request by an operator or the like for abnormal operation or maintenance of the main body power supply unit 2. If this switching requirement does not occur (N in ST202) and no instruction to end the operation of the apparatus is given (N in ST203), the normal operation of the operation step in ST201 is continued.

一方、切換要件が発生した場合は（ＳＴ２０２のＹ）、制御部８において、電力供給源を本体電源部２から発動発電機５に切り換えるための制御信号が生成される。本実施例では、この切り換えを、次の手順で行う。すなわち、出力が並列接続されて動作していた２つのＤＣ／ＡＣインバータ（＃１〜＃２）４１及び４２のうち、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１の出力を電力ライン１０から切り離す一方、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２の出力は電力ライン１０との接続を維持した上で、両者間の同期信号である同期線Ａを無効にするとともに、同期線Ｂを有効にしてＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２と発動発電機５との交流電力の位相同期を確立する。そして、同期が確立された後に、発動発電機５の出力を電力ライン１０に接続するとともに、それまで接続が維持されていたＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２を電力ライン１０から切り離す。   On the other hand, when the switching requirement occurs (Y in ST202), the control unit 8 generates a control signal for switching the power supply source from the main body power supply unit 2 to the generator generator 5. In this embodiment, this switching is performed according to the following procedure. That is, among the two DC / AC inverters (# 1 to # 2) 41 and 42 whose outputs are connected in parallel, while disconnecting the output of the DC / AC inverter (# 1) 41 from the power line 10, The output of the DC / AC inverter (# 2) 42 maintains the connection with the power line 10 and disables the synchronization line A which is a synchronization signal between them, and enables the synchronization line B to enable the DC / AC. The phase synchronization of AC power between the inverter (# 2) 42 and the generator 5 is established. After the synchronization is established, the output of the generator 5 is connected to the power line 10, and the DC / AC inverter (# 2) 42 that has been maintained until then is disconnected from the power line 10.

本実施例では、制御部８が生成する制御信号によって上記の切換手順が進められるが、その動作の一例を、さらに図３を参照して詳述する。図３は、電力供給源を本体電源部２から発動発電機５に切り換える際の手順をモデル化して説明するための説明図である。   In this embodiment, the above switching procedure is advanced by a control signal generated by the control unit 8, and an example of the operation will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for modeling and explaining a procedure for switching the power supply source from the main body power supply unit 2 to the generator 5.

まず、制御部８からスイッチ部７に対して、閉状態だったＳＷ３を開状態に設定する制御信号が送出され、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）の出力が電力ライン１０から切り離される。あわせて、開状態だったＳＷ２を閉状態にする制御信号が送出され、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２の出力は、ＳＷ１の状態に関係なく電力ライン１０との接続が維持される。   First, a control signal for setting the SW 3 that has been closed to an open state is sent from the control unit 8 to the switch unit 7, and the output of the DC / AC inverter (# 1) is disconnected from the power line 10. At the same time, a control signal is sent to close SW2 that has been opened, and the output of the DC / AC inverter (# 2) 42 is maintained connected to the power line 10 regardless of the state of SW1.

次いで、制御部８から電力変換部４に対して、同期線Ａを無効にする制御信号が送出されると同時に、同期線Ｂを有効するための制御信号が、電力変換部４及び発動発電機５に送出される。同期線Ｂが有効化されたときに、発動発電機５は必ずしも稼働しているとは限らず、また稼働していても、発動発電機５とＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２とは、その出力電圧が一致し且つ位相が同期しているとは限らない。このため、必要に応じて制御部８から発動発電機５に対して稼働開始や再起動等の制御がなされた後、両者の位相同期が確立され、動作ステータスによって確認される。   Next, a control signal for disabling the synchronization line A is sent from the control unit 8 to the power conversion unit 4, and at the same time, a control signal for enabling the synchronization line B is transmitted to the power conversion unit 4 and the generator / generator. 5 is sent out. When the synchronization line B is activated, the generator 5 is not necessarily operating, and even if it is operating, the generator 5 and the DC / AC inverter (# 2) 42 are The output voltages match and the phase is not always synchronized. For this reason, after control, such as operation start and restart, is performed with respect to the generator 5 from the control part 8 as needed, both phase synchronization is established and it confirms with an operation status.

次いで、制御部８からスイッチ部７に対して、ＳＷ１をＢ端子側に切り換える制御信号が送出されて、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２と同期した発動発電機５からの交流出力が、電力ライン１０に接続される。あわせて、閉状態だったＳＷ２を開状態に設定する制御信号が送出され、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２の出力が電力ライン１０から切り離される。   Next, a control signal for switching SW1 to the B terminal side is sent from the control unit 8 to the switch unit 7, and the AC output from the generator 5 synchronized with the DC / AC inverter (# 2) 42 is the power. Connected to line 10. At the same time, a control signal for setting SW2 in the closed state to the open state is sent, and the output of the DC / AC inverter (# 2) 42 is disconnected from the power line 10.

このような手順で、電力ライン１０に出力する交流電力を、本体電源部２から発動発電機５に切り換えることによって、切り換え時における電圧の瞬時低下や電源周波数の非同期などの不連続性を減らし、安定した交流電力を負荷１１に対して供給することができる（ＳＴ２０４）。   In such a procedure, the AC power output to the power line 10 is switched from the main body power supply unit 2 to the generator 5 to reduce discontinuities such as an instantaneous drop in voltage and asynchronous power supply frequency at the time of switching, Stable AC power can be supplied to the load 11 (ST204).

電力供給源が発動発電機５に切り換えられた後は、切換運転に入る。切換運転においては、スイッチ部７内の各スイッチの状態は、直前の動作ステップで制御部８からの制御により、ＳＷ１はＢ端子側、ＳＷ２及びＳＷ３はいずれも開状態に設定されて動作を継続する（ＳＴ２０５）。   After the power supply source is switched to the generator 5, the switching operation is started. In the switching operation, the state of each switch in the switch unit 7 is set to SW1 for the B terminal and SW2 and SW3 are all opened by the control from the control unit 8 in the previous operation step, and the operation is continued. (ST205).

次いで、制御部８は、装置各部の動作や操作を監視しながら切換運転から通常運転への復帰要件の発生を判定する。復帰要件とは、本実施例では、例えば、発動発電機５の稼働状態の異常や、燃料減少による意図的な停止要求、操作員等による要求等を含む、本体電源部２への切換要求である。そして、この復帰要件が発生しておらず（ＳＴ２０６のＮ）、また装置の動作終了が指示されなければ（ＳＴ２０７のＮ）、ＳＴ２０５の動作ステップに示した切換運転を継続する。   Next, the control unit 8 determines the occurrence of a return requirement from the switching operation to the normal operation while monitoring the operation and operation of each part of the apparatus. In this embodiment, the return requirement is a request for switching to the main body power supply unit 2 including, for example, an abnormality in the operating state of the generator 5, an intentional stop request due to fuel reduction, a request by an operator, and the like. is there. If the return requirement is not generated (N in ST206) and the operation end of the apparatus is not instructed (N in ST207), the switching operation shown in the operation step in ST205 is continued.

一方、復帰要件が発生した場合は（ＳＴ２０６のＹ）、制御部８において、電力供給源を発動発電機５から本体電源部２に切り換えるための制御信号が生成される。本実施例ではこの切換を、次の手順で行う。すなわち、同期線Ｂを有効にして、電力変換部４内の２つのＤＣ／ＡＣインバータ（＃１〜＃２）４１及び４２のうち、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２と発動発電機５との交流電力出力の位相同期を確立後、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２の出力を電力ライン１０に直接接続するとともに、発動発電機５の出力を電力ラインから切り離す。あわせて、同期線Ａを有効にして、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２とＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１との出力の位相同期を確立し、確立後は、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１とＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２の出力を並列接続状態にして、２つのＤＣ／ＡＣインバータの出力する交流電力を電力ライン１０に接続する。   On the other hand, when the return requirement occurs (Y in ST206), the control unit 8 generates a control signal for switching the power supply source from the generator 5 to the main body power supply unit 2. In this embodiment, this switching is performed according to the following procedure. That is, the synchronization line B is made effective, and the DC / AC inverter (# 2) 42 and the generator 5 among the two DC / AC inverters (# 1 to # 2) 41 and 42 in the power conversion unit 4 Then, the output of the DC / AC inverter (# 2) 42 is directly connected to the power line 10 and the output of the generator 5 is disconnected from the power line. At the same time, the synchronization line A is enabled to establish phase synchronization of the outputs of the DC / AC inverter (# 2) 42 and the DC / AC inverter (# 1) 41. After the establishment, the DC / AC inverter (# 1) The outputs of 41 and the DC / AC inverter (# 2) 42 are connected in parallel, and the AC power output from the two DC / AC inverters is connected to the power line 10.

本実施例における、上記した制御部８による電力供給源の切換手順の一例について、さらに図４を参照して詳述する。図４は、電力供給源を発動発電機５から本体電源部２に切り換える際の手順をモデル化して説明するための説明図である。   An example of the procedure for switching the power supply source by the control unit 8 in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for modeling and explaining a procedure for switching the power supply source from the generator 5 to the main body power supply unit 2.

まず、制御部８から発動発電機５、及びＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２に対して、同期線Ｂを有効にするための制御信号が送出される。両者の出力の位相同期が確立し、それぞれの動作ステータスによって確認されると、制御部８からスイッチ部７に対して、開状態だったＳＷ２を閉状態にする制御信号が送出され、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２の出力は、ＳＷ１の状態に関係なく電力ライン１０に接続される状態となる。あわせて、ＳＷ１をＢ端子からＡ端子に切り換える制御信号が送出されて、発動発電機５の出力が電力ラインから切り離される。   First, a control signal for enabling the synchronization line B is sent from the control unit 8 to the generator 5 and the DC / AC inverter (# 2) 42. When phase synchronization of both outputs is established and confirmed by the respective operation statuses, the control unit 8 sends a control signal for closing the SW 2 that has been opened to the switch unit 7, and DC / AC The output of the inverter (# 2) 42 is connected to the power line 10 regardless of the state of SW1. At the same time, a control signal for switching SW1 from the B terminal to the A terminal is sent, and the output of the generator 5 is disconnected from the power line.

次いで、制御部８から電力変換部４に対して、同期線Ａを有効にする制御信号が送出され、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１とＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２の相互の交流電力出力の位相同期の確立が図られる。そして、動作ステータスによって位相同期の確立が確認されると、制御部８からスイッチ部７に対して、開状態だったＳＷ３を閉状態に設定する制御信号が送出されて、２つのＤＣ／ＡＣインバータ４１及び４２の出力が並列に接続された上で、ＳＷ１を通過して電力ライン１０に接続される。さらに、閉状態だったＳＷ２を開状態に設定する制御信号が送出され、電力変換部４から電力ライン１０への接続経路は、ＳＷ１を通過する経路に一本化される。   Next, a control signal for enabling the synchronization line A is sent from the control unit 8 to the power conversion unit 4, and the alternating current between the DC / AC inverter (# 1) 41 and the DC / AC inverter (# 2) 42. Establishment of phase synchronization of the power output is achieved. When the establishment of phase synchronization is confirmed by the operation status, the control unit 8 sends a control signal for setting the SW 3 that has been opened to the closed state to the switch unit 7, and the two DC / AC inverters After the outputs of 41 and 42 are connected in parallel, they pass through SW1 and are connected to the power line 10. Furthermore, a control signal for setting SW2 that has been closed to an open state is sent, and the connection path from the power converter 4 to the power line 10 is unified into a path that passes through SW1.

このようにして、電力ライン１０に出力する交流電力を、発動発電機５から本体電源部２に切り換えることによって、ＳＴ２０４での動作ステップでの切り換えと同様に、電力供給源の切り換え時における電圧の瞬時低下や電源周波数の非同期などの不連続性を減らし、安定した交流電力を負荷１１に対して供給することができる（ＳＴ２０８）。   In this way, by switching the AC power output to the power line 10 from the generator 5 to the main body power supply unit 2, the voltage at the time of switching the power supply source is changed as in the switching in the operation step in ST 204. It is possible to reduce discontinuities such as an instantaneous drop and power supply frequency asynchronization, and supply stable AC power to the load 11 (ST208).

そして、再び通常運転に復帰した後は、上述したＳＴ２０１からの動作ステップが繰り返される。また、運転中に動作終了が指示された場合には、装置の動作を終了する（ＳＴ２０３のＹ、またはＳＴ２０７のＹ）。   Then, after returning to normal operation again, the above-described operation steps from ST201 are repeated. In addition, when an operation end instruction is given during operation, the operation of the apparatus is ended (Y in ST203 or Y in ST207).

以上説明したように、本実施例においては、交流電力を出力する電力供給源として、本体電源部２と発動発電機５とを備え、電力供給源を本体電源部２から発動発電機５に切り換える（切換運転）際は、本体電源部２内の並列動作している２つのＤＣ／ＡＣインバータの一方であるＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１を停止して電力ライン１０から切り離し、もう一方のＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２はそのまま動作を継続させながら、発動発電機５を駆動させ、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２と発動発電機５のそれぞれの交流出力の同期を確立する。そして、両者の同期が確立された後、発動発電機５の出力を電力ライン１０に接続するとともに、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２を電力ライン１０から切り離している。   As described above, in this embodiment, the power supply source that outputs AC power includes the main body power supply unit 2 and the engine generator 5, and the power supply source is switched from the main body power supply unit 2 to the engine generator 5. In the (switching operation), the DC / AC inverter (# 1) 41, which is one of the two DC / AC inverters operating in parallel in the main body power supply unit 2, is stopped and disconnected from the power line 10, and the other The DC / AC inverter (# 2) 42 drives the generator 5 while continuing the operation as it is, and establishes synchronization of the AC outputs of the DC / AC inverter (# 2) 42 and the generator 5. After the synchronization between the two is established, the output of the generator 5 is connected to the power line 10 and the DC / AC inverter (# 2) 42 is disconnected from the power line 10.

また、その反対に発動発電機５から本体電源部２に切り換える（通常運転）際は、発動発電機５とＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２のそれぞれの交流出力の同期を確立する。そして、両者の同期が確立された後、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２を電力ライン１０に接続するとともに、発動発電機５を電力ラインから切り離している。さらに、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃２）４２ともう一方のＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１との同期を確立し、両者の同期が確立された後、ＤＣ／ＡＣインバータ（＃１）４１を電力ライン１０に並列接続している。   On the other hand, when switching from the generator 5 to the main body power source 2 (normal operation), synchronization of the AC outputs of the generator 5 and the DC / AC inverter (# 2) 42 is established. After the synchronization between the two is established, the DC / AC inverter (# 2) 42 is connected to the power line 10 and the generator 5 is disconnected from the power line. Furthermore, synchronization between the DC / AC inverter (# 2) 42 and the other DC / AC inverter (# 1) 41 is established, and after synchronization between the two is established, the DC / AC inverter (# 1) 41 is turned on. The power line 10 is connected in parallel.

これによって、電力供給源の切り換え時に、出力側の電力ラインに発生する虞のある電圧の低下や瞬停、それに電源周波数の非同期などの不連続性を抑え、十分に連続性の確保・維持された安定な交流電力を供給することができる。   As a result, when switching the power supply source, voltage drop or instantaneous power failure that may occur in the power line on the output side, and discontinuities such as asynchronous power supply frequency are suppressed, and sufficient continuity is secured and maintained. Stable AC power can be supplied.

なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１ 電源装置
２ 本体電源部
３ 蓄電部
４ 電力変換部
５ 発動発電機
６ 充電部
７ スイッチ部
８ 制御部
９ 操作表示部
１０ 電力ライン
１１ 負荷
４１、４２ ＤＣ／ＡＣインバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply device 2 Main body power supply part 3 Power storage part 4 Power conversion part 5 Motor generator 6 Charging part 7 Switch part 8 Control part 9 Operation display part 10 Power line 11 Load 41, 42 DC / AC inverter

Claims (4)

２つの異なる電力供給源を備え、これらを組合せ、あるいはどちらか一方を選択して負荷に交流電力を供給する電源装置であって、
第１の電力供給源として、所定の電力を蓄電する二次電池を備えた蓄電部と、第１及び第２のＤＣ／ＡＣインバータを有する電力変換部とを備え、前記蓄電部からの直流電力を前記２つのＤＣ／ＡＣインバータに共通の同期信号に基づき互いに位相同期した交流電力に変換してそれぞれに出力する本体電源部と、
第２の電力供給源として、外部との同期が可能な交流電力を出力する発動発電機と、
前記発動発電機からの交流電力を直流電力に変換して前記蓄電部を充電する充電部と、
前記発動発電機、前記本体電源部内の各部、及び充電部からの動作ステータスを受けとって２つの前記電力供給源の作動状況を監視するとともに、監視結果に基づいてどちらか一方の電力供給源の交流電力から他方に切り換えて電力ラインに出力するための制御信号を生成する制御部と、
前記制御部からの制御信号に基づいて、２つの前記電力供給源からの交流電力のどちらか一方を通過させて前記電力ラインに出力するスイッチ部と
を備えたことを特徴とする電源装置。 A power supply device including two different power supply sources, combining them, or selecting one of them to supply AC power to a load,
The first power supply source includes a power storage unit including a secondary battery that stores predetermined power, and a power conversion unit including first and second DC / AC inverters, and DC power from the power storage unit A main body power supply unit that converts AC power into phase-synchronized AC power based on a synchronization signal common to the two DC / AC inverters,
As a second power supply source, an engine generator that outputs AC power that can be synchronized with the outside,
A charging unit that converts AC power from the generator to DC power and charges the power storage unit;
The operation status of the two power supply sources is monitored by receiving operation statuses from the generator, each unit in the main body power supply unit, and the charging unit, and the AC of one of the power supply sources is based on the monitoring result A control unit that generates a control signal for switching from power to the other and outputting to the power line;
A power supply apparatus comprising: a switch unit configured to pass one of the AC powers from the two power supply sources and output to the power line based on a control signal from the control unit. 前記制御部が、前記電力ラインに出力する交流電力を前記第１の電力供給源から前記第２の電力供給源に切り換える際は、
前記電力変換部の２つのＤＣ／ＡＣインバータのどちらか一方の出力を前記電力ラインから切り離し、
これら２つのＤＣ／ＡＣインバータ間の同期を無効にするとともに、他方の前記ＤＣ／ＡＣインバータから前記同期信号を前記第１の電力供給源としての発動発電機に送出して相互の出力する交流電力の位相同期を確立した後に、
この発動発電機が出力する交流電力を前記電力ラインに接続するとともに、前記他方のＤＣ／ＡＣインバータの出力を前記電力ラインから切り離すように、前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 When the control unit switches the AC power output to the power line from the first power supply source to the second power supply source,
The output of either one of the two DC / AC inverters of the power converter is disconnected from the power line,
AC power which invalidates the synchronization between these two DC / AC inverters and sends the synchronization signal from the other DC / AC inverter to the generator as the first power supply source to mutually output. After establishing phase synchronization of
2. The control signal is generated so that the AC power output by the generator is connected to the power line and the output of the other DC / AC inverter is disconnected from the power line. The power supply device described in 1. 前記制御部が、前記電力ラインに出力する交流電力を前記第２の電力供給源から前記第１の電力供給源に切り換える際は、
前記第１の電力供給源としての発動発電機の同期信号を前記電力変換部の２つのＤＣ／ＡＣインバータのどちらか一方に送出して相互の出力する交流電力の位相同期を確立後、
このＤＣ／ＡＣインバータが出力する交流電力を前記電力ラインに接続するとともに、前記発動発電機が出力する交流電力を前記電力ラインから切り離し、
前記２つのＤＣ／ＡＣインバータ間の同期を有効にして相互の出力する交流電力の位相同期を確立後、
他方の前記ＤＣ／ＡＣインバータが出力する交流電力を前記電力ラインに接続するように、前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の電源装置。 When the control unit switches the AC power output to the power line from the second power supply source to the first power supply source,
After establishing the phase synchronization of the AC power to be output mutually by sending the synchronization signal of the generator as the first power supply source to one of the two DC / AC inverters of the power converter,
The AC power output from the DC / AC inverter is connected to the power line, and the AC power output from the generator is disconnected from the power line.
After enabling the synchronization between the two DC / AC inverters and establishing the phase synchronization of the mutual AC power output,
3. The power supply device according to claim 1, wherein the control signal is generated so that AC power output from the other DC / AC inverter is connected to the power line. 4. さらに、操作員による前記２つの電力供給源の切り換え操作を受けつけるとともに、前記制御部における監視結果を表示する操作表示部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。   4. The apparatus according to claim 1, further comprising an operation display unit that receives an operation of switching between the two power supply sources by an operator and displays a monitoring result of the control unit. The power supply device described in 1.
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