JP4160499B2 - Power system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電源装置を互いに並列接続し、各電源装置を並列運転して共通の負荷に対して電力を供給する電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system in which a plurality of power supply devices are connected in parallel to each other, and each power supply device is operated in parallel to supply power to a common load.
例えば、組込まれた各電気機器の動作における高度の信頼性が要求される電車や列車等の各種の車両に搭載され、各電気機器に電力を供給する車両搭載用の電源システムにおいは、複数の電源装置を互いに並列接続し、各電源装置を並列運転して共通の負荷に対して電力を供給することによって、たとえ１台の電源装置が故障したとしても、各負荷（電気機器）に残りの各電源装置から電力が供給される。 For example, in a vehicle-mounted power supply system that is mounted on various vehicles such as trains and trains that require a high degree of reliability in the operation of each built-in electric device and supplies electric power to each electric device, Even if one power supply unit fails by connecting power supply units in parallel to each other and operating each power supply unit in parallel to supply power to a common load, the remaining load (electrical equipment) Electric power is supplied from each power supply device.
このように、複数の電源装置を並列運転する電源システムは、例えば特許文献１に報告されている。この電源システムにおいては、図１５に示すように、３台の電源装置１ａ、１ｂ、１ｃが共通負荷母線２に並列接続され、この共通負荷母線２に対して複数の負荷３が接続されている。
Thus, for example,
各電源装置１ａ、１ｂ、１ｃにおいて、直流電源４ａ、４ｂ、４ｃから供給された直流電力は電力変換部５ａ、５ｂ、５ｃで交流電力に変換されたのち、共通負荷母線２を介して複数の負荷３に供給される。電力変換部５ａ、５ｂ、５ｃから出力される交流電力の電流は電流検出器６ａ、６ｂ、６ｃで検出されて、制御部７ａ、７ｂ、７ｃに入力される。制御部７ａ、７ｂ、７ｃは、自己が所属する電源装置１ａ、１ｂ、１ｃから出力される交流電力の出力電圧を指定された電圧値に制御する。具体的には、例えば三相インバータからなる電力変換部５ａ、５ｂ、５ｃのゲート角度を変更して、出力電圧を目的電圧に制御する。また、制御部７ａ、７ｂ、７ｃは電流検出器６ａ、６ｂ、６ｃで検出された各出力電力の出力電流を監視する。
しかしながら、上述した電源システムにおいてもまだ解消すべき次のような課題があった。
すなわち、上述した電源システムにおいては、この電源システムに組込まれた並列運転状態の各電源装置における高精度の故障検出が実現できなかった。
However, the power supply system described above still has the following problems to be solved.
That is, in the power supply system described above, high-accuracy failure detection cannot be realized in each power supply apparatus in a parallel operation state incorporated in the power supply system.
前述したように、車両搭載用の電源システムは、車両に組込まれている各種の電気機器に必要な電力を供給するので、各電源装置の故障時の冗長性が要求され、また各電源装置の故障発生時は故障を確実に検出し、一つ電源装置の故障が他の正常な電源装置に波及することを防止することが重要である。 As described above, the on-vehicle power supply system supplies necessary electric power to various electric devices incorporated in the vehicle, so that redundancy is required at the time of failure of each power supply device. When a failure occurs, it is important to reliably detect the failure and prevent a failure of one power supply device from spreading to other normal power supply devices.
一般に、電源装置における故障検出の一つの手法として、出力電圧検出により主回路である電力変換部の動作の有無を判定する方法がある。すなわち、電源装置の出力電圧が規定値以内であることを検出することにより、該当電源装置が正常動作していると判定する方法である。 In general, as one method of detecting a failure in a power supply device, there is a method of determining the presence or absence of an operation of a power conversion unit that is a main circuit by detecting an output voltage. That is, it is a method of determining that the corresponding power supply device is operating normally by detecting that the output voltage of the power supply device is within a specified value.
この方法の利点は、実際の主回路である電力変換部の動作の結果として現れる出力電圧を確認しているため、制御部が正常で電力変換部の動作のみに、異常が発生した場合でも、故障した電源装置の停止の保護検出が可能な点である。複数の電源装置を並列運転しない場合には、このような出力電圧検出による電源装置における主回路である電力変換部の出力動作確認が可能である。 The advantage of this method is that the output voltage that appears as a result of the operation of the power conversion unit that is the actual main circuit is confirmed, so even if the control unit is normal and only the operation of the power conversion unit is abnormal, It is a point that can detect the protection of the failure of the failed power supply. When a plurality of power supply devices are not operated in parallel, it is possible to check the output operation of the power conversion unit, which is the main circuit in the power supply device, by detecting the output voltage.
ところが、複数の電源装置を並列運転する車両搭載用の電源システムでは、各電源装置の出力が他の電源装置の出力と繋がっているため、各電源装置の出力端で検出した出力電圧は、自己の電源装置が動作していることにより発生した電圧であるのか、他の電源装置で発生した電圧であるのかの判別が出来ない。 However, in a vehicle-mounted power supply system that operates a plurality of power supply devices in parallel, the output voltage of each power supply device is connected to the output of another power supply device. It is impossible to determine whether the voltage is a voltage generated by the operation of the power supply device or a voltage generated by another power supply device.
この場合、出力電圧の代わりに自己の電源装置の出力電流を検出することにより、自装置の主回路である電力変換部の出力動作を確認することが可能となる。 In this case, it is possible to confirm the output operation of the power conversion unit, which is the main circuit of the own device, by detecting the output current of the own power supply device instead of the output voltage.
しかしながら、並列運転を行う場合、各電源装置と負荷である電気機器との位置関係、各電源装置相互間の出力電圧の差などにより、各電源装置の出力容量が均等になるとは限らず、正常動作をしているものの出力電流がゼロに近い電源装置が存在する場合も生じる。 However, when performing parallel operation, the output capacity of each power supply device is not always equal due to the positional relationship between each power supply device and the electrical equipment that is the load, the difference in output voltage between each power supply device, etc. There may be a case where there is a power supply device that is operating but whose output current is close to zero.
したがって、単純に出力電流の有無のみで故障検出を行うと、負荷分担率が低く出力電流がゼロに近い電源装置は、主回路動作が正常であるにも拘わらず故障と誤検知してしまう懸念がある。 Therefore, if failure detection is performed simply by the presence or absence of output current, a power supply device with a low load sharing rate and a near-zero output current may erroneously detect a failure even though the main circuit operation is normal. There is.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、たとえ複数の電源装置が並列運転を行なっていたとしても、各電源装置の出力電流に基づいて、該当電源装置の動作が正常か異常かを正確に判定できる電源システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if a plurality of power supply devices are operating in parallel, the operation of the corresponding power supply device is normal or abnormal based on the output current of each power supply device. It is an object of the present invention to provide a power supply system that can accurately determine whether or not.
上記課題を解消するために、本発明は、それぞれ、電源から供給された電力を変換する電力変換部とこの電力変換部の出力電流を検出する電流検出器と電力変換部の出力電圧を制御する制御部とを有する複数の電源装置を共通負荷母線に並列接続して、各電源装置を並列運転して共通負荷母線を介して共通の負荷に電力を供給する電源システムに適用される。 In order to solve the above problems, the present invention controls a power converter that converts power supplied from a power source, a current detector that detects an output current of the power converter, and an output voltage of the power converter, respectively. The present invention is applied to a power supply system in which a plurality of power supply devices having a control unit are connected in parallel to a common load bus, and each power supply is operated in parallel to supply power to a common load via the common load bus.
そして、この電源システムにおける各電源装置の制御部は、並列運転開始に応動して一定の出力電圧の指示を自己が所属する電源装置の電力変換部へ送出する出力電圧制御手段と、この出力電圧制御手段から出力される出力電圧の指示を、並列運転開始から予備期間経過後に、一定の検査期間のみ上昇させる出力電圧補正手段と、この出力電圧補正手段で出力電圧の指示が上昇された検査期間において電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されないとき、自己が所属する電源装置は異常と判定する異常判定手段とを備えている。 And the control part of each power supply device in this power supply system, in response to the start of parallel operation, an output voltage control means for sending an instruction of a constant output voltage to the power conversion part of the power supply device to which it belongs, and this output voltage Output voltage correction means for increasing the output voltage instruction output from the control means only for a fixed inspection period after the preliminary period has elapsed since the start of parallel operation, and the inspection period during which the output voltage instruction is increased by the output voltage correction means When the current detector does not detect an output current exceeding a predetermined value set in advance, the power supply apparatus to which the device belongs belongs to an abnormality determining unit that determines that an abnormality has occurred.
このように構成された電源システムにおいては、各電源装置と負荷との位置関係、各電源装置相互間の出力電圧の差などにより出力容量が均等でなく、正常動作をしているものの出力電流がゼロに近い電源装置が存在したとしても、この出力電流がゼロに近い電源装置の出力電圧を一時的に上昇すると、他の電源装置の出力電圧との間の均衡が崩れて、出力電圧を一時的に上昇した電源装置から負荷に対する供給電流が増加し、他の電源装置の負荷に対する供給電流が減少する。 In the power supply system configured as described above, the output capacity is not uniform due to the positional relationship between each power supply device and the load, the difference in output voltage between each power supply device, etc. Even if there is a power supply that is close to zero, if this output current temporarily increases the output voltage of a power supply that is close to zero, the balance with the output voltage of other power supplies is disrupted, and the output voltage is temporarily As a result, the supply current to the load increases from the power supply device that has risen, and the supply current to the load of another power supply device decreases.
そこで、逆に、出力電圧の指示が上昇された検査期間において電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されないとき、自己が所属する電源装置は異常と判定可能である。 Therefore, conversely, when the output current exceeding the preset specified value is not detected in the current detector in the inspection period in which the instruction of the output voltage is increased, the power supply apparatus to which the self belongs can be determined as abnormal.
このように、たとえ複数の電源装置が並列運転を行っていたとしても、各電源装置の出力電流に基づいて、該当電源装置の動作が正常か異常かを正確に判定できる。 As described above, even if a plurality of power supply devices are operating in parallel, it is possible to accurately determine whether the operation of the corresponding power supply device is normal or abnormal based on the output current of each power supply device.
また、別の発明は、上述した発明の電源システムにおいて、各電源装置の制御部の出力電圧補正手段における検査期間の開始時刻の並列運転開始からの予備期間を電源装置毎に互いに異なる値に設定している。 According to another invention, in the power supply system of the above-described invention, the preliminary period from the start of parallel operation at the start time of the inspection period in the output voltage correction means of the control unit of each power supply device is set to a value different from each other for each power supply device. is doing.
このように構成された電源システムにおいては、各電源装置毎に、出力電圧が上昇する検査期間の開始タイミングが異なるので、各電源装置の負荷に対する電流の分担率が変化するので、自己の分担率が上昇した期間において、電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されないとき、自己が所属する電源装置は異常と判定可能である。 In the power supply system configured in this way, since the start timing of the inspection period in which the output voltage rises differs for each power supply device, the current share rate for the load of each power supply device changes, so the self share rate When the output current exceeding the preset specified value is not detected by the current detector during the period when the current rises, the power supply device to which it belongs can be determined as abnormal.
また、別の発明は、上述した発明の電源システムにおいて、並列運転開始時において電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されたとき、出力電圧補正手段における出力電圧の指示の上昇を予め不実行とする出力電圧上昇停止手段を備えている。 According to another aspect of the invention, in the power supply system of the above-described invention, when an output current equal to or greater than a preset value is detected in the current detector at the start of parallel operation, an output voltage instruction is output from the output voltage correction unit. Output voltage rise stopping means for previously preventing the rise is provided.
このように構成された電源システムにおいては、並列運転開始時において電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されたときは、この電源装置は最初から負荷に電流を供給しているので正常である。この場合、わざわざ出力電圧を上昇させて検査を実施する必要ない。その結果、負荷に余分な負担をかけることが未然に防止できる。 In the power supply system configured as described above, when an output current exceeding a preset specified value is detected in the current detector at the start of parallel operation, the power supply device supplies current to the load from the beginning. Because it is normal. In this case, it is not necessary to increase the output voltage and perform the inspection. As a result, it is possible to prevent an extra burden on the load.
また、別の発明は、上述した発明の電源システムにおいて、出力電圧補正手段で出力電圧指示が上昇された検査期間において電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されたとき、これ以降の出力電圧補正手段における出力電圧の指示の上昇を無効とする出力電圧上昇中断手段を備えている。 According to another aspect of the present invention, in the power supply system of the above-described invention, when an output current equal to or higher than a preset value is detected in the current detector in the inspection period in which the output voltage instruction is increased by the output voltage correction unit, Output voltage increase interruption means for invalidating an increase in the output voltage instruction in the output voltage correction means thereafter is provided.
このように構成された電源システムにおいては、出力電圧が上昇された検査期間において規定値以上の出力電流が検出されると、この時点で該当電源装置は正常と判明できるので、この時点で出力電圧の上昇を中断している。その結果、負荷に余分な負担をかけることが最小限に抑制できる。 In the power supply system configured as described above, if an output current exceeding a specified value is detected in the inspection period in which the output voltage is increased, the corresponding power supply device can be determined to be normal at this time. Has suspended the rise. As a result, an extra burden on the load can be minimized.
さらに、別の発明は、上述した発明の電源システムにおいて、各電源装置の制御部は、並列運転開始に応動して一定の出力電圧の指示を自己が所属する電源装置の電力変換部へ送出する出力電圧制御手段と、この出力電圧制御手段から出力される出力電圧の指示を、並列運転開始から検査周期毎に、該当検査周期内において該検査周期の開始から予備期間経過後に一定の検査期間のみ上昇させる出力電圧補正手段と、この出力電圧補正手段で出力電圧の指示が上昇された検査期間において電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されないとき、自己が所属する電源装置は異常と判定する異常判定手段とを備えている。 Further, according to another invention, in the power supply system of the invention described above, the control unit of each power supply device sends an instruction of a constant output voltage to the power conversion unit of the power supply device to which the control device belongs in response to the start of parallel operation. The output voltage control means and the output voltage output from the output voltage control means are instructed for each inspection period from the start of parallel operation, and only within a certain inspection period after the preliminary period has elapsed from the start of the inspection period within the inspection period. The output voltage correction means to be increased, and the power supply device to which the self belongs when no output current exceeding a predetermined value is detected in the current detector in the inspection period in which the output voltage instruction is increased by the output voltage correction means Is provided with an abnormality determination means for determining an abnormality.
このように構成された電源システムにおいては、並列運転開始してから一定の検査周期毎に、各電源装置が正常か異常かの検査が自動実施される。したがって、電源システムの信頼性をより一層向上できる。 In the power supply system configured as described above, the inspection of whether each power supply apparatus is normal or abnormal is automatically performed at regular inspection intervals after the start of parallel operation. Therefore, the reliability of the power supply system can be further improved.
さらに、別の発明は、上述した発明の電源システムにおいて、各電源装置の制御部の出力電圧補正手段における検査期間の開始時刻の各検査周期の開始からの予備期間を電源装置毎に互いに異なる値に設定している。 Further, according to another invention, in the power supply system of the above-described invention, the preliminary period from the start of each inspection cycle at the start time of the inspection period in the output voltage correction means of the control unit of each power supply device is different from each other for each power supply device. Is set.
このように構成された電源システムにおいては、先に説明した発明の電源システムと同様に、各電源装置毎に、出力電圧が上昇する検査期間の開始タイミングが異なるので、各電源装置の負荷に対する電流の分担率が変化するので、自己の分担率が上昇した期間において、電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されないとき、自己が所属する電源装置は異常と判定可能である。 In the power supply system configured as described above, the start timing of the inspection period in which the output voltage rises is different for each power supply device, as in the power supply system of the invention described above. When the output current exceeding the preset specified value is not detected in the current detector in the period when the self share rate has increased, the power supply device to which the self belongs can be determined to be abnormal. .
さらに、別の発明は、上述した発明の電源システムにおいて、各電源装置の制御部の出力電圧補正手段における検査周期を電源装置毎に互いに異なる値に設定している。 Further, according to another invention, in the power supply system of the above-described invention, the inspection period in the output voltage correction means of the control unit of each power supply device is set to a different value for each power supply device.
このように構成された電源システムにおいては、電源装置毎に検査周期が異なるので、電源装置毎に検査期間をより一層ずらせることが可能となり、各電源装置の正常、異常の検査をより確実に実行できる。 In the power supply system configured as described above, since the inspection cycle is different for each power supply device, it is possible to further shift the inspection period for each power supply device, and more reliably check whether each power supply device is normal or abnormal. Can be executed.
本発明の電源システムにおいては、各電源装置の出力電圧を検査期間だけ一時的に上昇させ、その検査期間に規定値以上の出力電流が検出されるか否かを判定している。したがって、たとえ複数の電源装置が並列運転を行なっていたとしても、該当電源装置の動作が正常か異常かを正確に判定できる。 In the power supply system of the present invention, the output voltage of each power supply device is temporarily increased only during the inspection period, and it is determined whether or not an output current exceeding a specified value is detected during the inspection period. Therefore, even if a plurality of power supply devices are operating in parallel, it is possible to accurately determine whether the operation of the corresponding power supply device is normal or abnormal.
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係わる電源システムの概略構成を示す模式図である。図１５に示す従来の電源システムと同一部分には同一符号を付している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a power supply system according to the first embodiment of the present invention. The same parts as those in the conventional power supply system shown in FIG.
この第１実施形態の電源システムにおいては、３台の電源装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃが共通負荷母線２に並列接続され、この共通負荷母線２に対して複数の負荷３が接続されている。
In the power supply system of the first embodiment, three
各電源装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて、交流電源１１ａ、１１ｂ、１１ｃから供給された交流電力は電力変換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃで直流電力に変換されたのち、共通負荷母線２を介して複数の負荷３に供給される。電力変換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃから出力される直流電力の電流は電流検出器１３ａ、１３ｂ、１３ｃで検出されて、制御部１４ａ、１４ｂ、１４ｃに入力される。
In each of the
なお、この実施形態の電源システムは、交流電力を直流電力に変換して負荷に供給するが、直流電力を交流電力に変換して負荷に供給してもよい。 In addition, although the power supply system of this embodiment converts alternating current power into direct-current power and supplies it to a load, you may convert direct-current power into alternating current power and supply it to a load.
制御部１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、自己が所属する電源装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃから出力される交流電力の出力電圧を指定された電圧値に制御する。具体的には、例えば三相整流器からなる電力変換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対してゲート信号ｍ1、ｍ2、ｍ3を送出して、この電力変換部１２ａ、１２ｂ、１２ｃのゲート角度を変更して、出力電圧を目的電圧に制御する。また、制御部１４ａ、１４ｂ、１４ｃは電流検出器１３ａ、１３ｂ、１３ｃで検出された出力電力の出力電流ｇ1、ｇ2、ｇ3に基づいて故障信号ｋ1、ｋ2、ｋ3を出力する。
The
図２は、電源装置１０ａの制御部１４ａの概略構成を示すブロック図である。他の電源装置１０ｂ、１０ｃの制御部１４ｂ、１４ｃの構成も電源装置１０ａの制御部１４ａの構成とほぼ等しい。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
この制御部１４ａ内には、出力電圧制御部１５、出力電圧補正部１６、加算器１７、ゲート出力部１８、遅延器１９、パルス発生器２０、ＡＮＤゲート２１、比較演算部２２、反転器（インバータ）２３が組込まれている。
The
出力電圧制御部１５は、図３のタイムチャートに示すように、外部から並列運転開始指令が時刻Ａで入力されると、負荷３の定格電圧に対応したレベルの出力電圧信号ａ1を加算器１７へ送出する。出力電圧補正部１６は、時刻Ａの並列運転開始から予備期間ｔ3経過した時刻Ｂから一定の検査期間ｔ1だけ補正電圧信号ｂ1を加算器１７へ送出する。この補正電圧信号ｂ1のレベルは出力電圧信号ａ1のレベルの数％程度に設定されている。加算器１７は、出力電圧信号ａ1と補正電圧信号ｂ1とを加算したレベルの信号を新たな出力電圧信号ｃ1としてゲート出力部１８へ送出する。
As shown in the time chart of FIG. 3, when a parallel operation start command is input from the outside at time A, the output
ゲート出力部１８は入力された出力電圧信号ｃ1のレベル（指示出力電圧）に対応したゲート信号ｍ1を電力変換部１２ａへ送出する。その結果、電力変換部１２ａは、出力電圧信号ｃ1で指定された直流電圧を出力する。また、ゲート出力部１８は、ゲート信号ｍ1の出力期間中、Ｈ（ハイ）レベルのゲート出力中信号ｄ1を遅延器１９及びパルス発生器２０へ送出する。
遅延器１９はゲート出力中信号ｄ1が入力した時刻Ａから遅延期間ｔ2経過した時刻ＤにてＨ（ハイ）レベルの遅延信号ｅ1をＡＮＤゲート２１へ送出する。一方、パルス発生器２０は、時刻Ａにてゲート出力中信号ｄ1が入力すると、時刻Ａから時刻Ｅまで継続するパルス幅（期間）ｔ0のパルス信号ｆ1をＡＮＤゲート２１へ送出する。
The
電流検出器１３ａから入力された出力電力の出力電流ｇ1は比較演算部２２へ入力される。比較演算部２２は入力された出力電流ｇ1が予め定められた規定値としての判定値ｈ1以上の場合は、Ｈ（ハイ）レベルの判定信号ｉ1を反転器２３へ送出する。反転器２３は入力した判定信号ｉ1のレベルを反転して新たな判定信号ｊ1としてＡＮＤゲート２１へ送出する。ＡＮＤゲート２１は、入力された遅延信号ｅ1、パルス信号ｆ1、判定信号ｊ1が全てＨ（ハイ）レベルのとき、故障を示すＨ（ハイ）レベルの故障信号ｋ1を出力する。
The output current g 1 of the output power input from the
なお、各期間ｔ0〜ｔ3の関係は、ｔ0＞ｔ1、ｔ2＞（ｔ0―ｔ1）が成立するように設定されている。 The relationship between the periods t 0 to t 3 is set so that t 0 > t 1 and t 2 > (t 0 −t 1 ).
次に、このように構成された第１実施形態の電源システムの動作を説明する。
まず、電源装置１０ａが正常な場合について説明する。
Next, the operation of the power supply system of the first embodiment configured as described above will be described.
First, a case where the
この電源装置１０ａが起動（並列運転起動）した時刻Ａにてゲート出力中信号ｄ1が出力される。時刻Ａからパルス期間ｔ0の間、パルス信号ｆ1は「Ｈ」レベルとなり、時刻Ｂからの検査期間ｔ1においては出力電圧補正部１６から補正電圧信号ｂ1が出力される。
A gate output signal d 1 is output at time A when the
電源装置１０ａが正常であれば、検査期間ｔ1においては電力変換部１２ａの出力電圧が上がるため負荷３へ対して給電し易い状態となり、結果として出力電流が増加して、電流検出器１３ａで検出された出力電流ｇ1が時刻Ｃにて判定値ｈ1以上となる。
If the
この時刻Ｃにおいて判定信号ｊ1は図３の実線部分のように「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ変化する。電源装置１０ａが起動（並列運転起動）した時刻Ａから遅延期間ｔ2が経過した時刻Ｄにおいて、判定信号ｊ1が「Ｌ」レベルのままであるためＡＮＤゲート２１の出力である故障信号ｋ1は正常を示す「Ｌ」レベル状態を維持する。
At time C, the determination signal j 1 changes from the “H” level to the “L” level as shown by the solid line portion in FIG. Since the determination signal j 1 remains at the “L” level at the time D when the delay period t 2 has elapsed from the time A when the
次に、電源装置１０ａが故障している場合について説明する。
電源装置１０ａが故障している場合、出力電流は常時ゼロとなるので、電流検出器１３ａで検出された出力電流ｇ1が判定値ｈ1以上とならない。このため、判定信号ｊ1は図３の一点鎖線で示すように「Ｈ」レベルのままとなり、電源装置１０ａが起動（並列運転起動）した時刻Ａから遅延期間ｔ2が経過した時刻Ｄにおいて、ＡＮＤゲート２１の入力が全て「Ｈ」レベルとなることから、故障信号ｋ1は故障を示す「Ｈ」レベルへ変化し、この電源装置１０ａの故障を検出することができる。
Next, a case where the
If the
このように構成された第１実施形態の電源システムにおいては、並列運転状態の複数の電源装置１０ａ〜１０ｃのうちに、たとえ、正常動作をしているものの出力電流がゼロに近い電源装置１０ａが存在したとしても、この出力電流がゼロに近い電源装置１０ａの出力電圧を検査期間ｔ1だけ一時的に上昇すると、電源装置１０ａから負荷３に対する供給電流が増加し、他の電源装置１０ｂ、１０ｃの負荷３に対する供給電流が減少する。その結果、出力電圧が上昇された検査期間ｔ1において電流検出器１３ａにおいて予め設定された判定値ｈ1以上の出力電流g1が検出されないとき、［Ｈ］レベルの故障信号ｋ1が出力されるので、電源装置１０ａは異常と判定可能である。
In the power supply system of the first embodiment configured as described above, among the plurality of
このように、たとえ複数の電源装置１０ａ〜１０ｃが並列運転を行っていたとしても、各電源装置１０ａ〜１０ｃの出力電流ｇ1〜ｇ3に基づいて、各電源装置１０ａ〜１０ｃの動作が正常か異常かを正確に判定できる。
Thus, even if a plurality of
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係わる電源システムの各電源装置１０ａ、１０ｂに組込まれた各制御部１４ａ、１４ｂの概略構成を示すブロック図である。図２に示す第１実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａと同一部分には同一符号が付してある。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of each
図４に示すように、基本的に、各制御部１４ａ、１４ｂは同一構成であり、各制御部１４ａ、１４ｂにおける故障の検出メカニズムも、先に説明した第１実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａの故障の検出メカニズムとほぼ同じである。
As shown in FIG. 4, the
この第２実施形態の電源システムにおいては、電源装置１０ａ、１０ｂの制御部１４ａ、１４ｂの各出力電圧制御部１５は、外部から並列運転開始指令が時刻Ａで入力されると図５のタイムチャートに示すように、同一タイミングで出力電圧信号ａ1、ａ2を出力する。
In the power supply system of the second embodiment, each of the output
しかし、電源装置１０ａの制御部１４ａの出力電圧補正部１６は、時刻Ａの並列運転開始から予備期間ｔ3a経過した時刻から検査期間ｔ1だけ補正電圧信号ｂ1を出力するのに対して、電源装置１０ｂの制御部１４ｂの出力電圧補正部１６は、時刻Ａの並列運転開始から予備期間ｔ3b経過した時刻から検査期間ｔ1だけ補正電圧信号ｂ2を出力する。このように、各電源装置１０ａ、１０ｂの制御部１４ａ、１４ｂの検査期間ｔ1の開始時刻の並列運転開始時刻Ａからの予備期間ｔ3a、ｔ3bを電源装置毎に互いに異なる値に設定している。
However, the output
このように、各電源装置１０ａ、１０ｂ毎に、出力電圧が上昇する検査期間ｔ1の開始タイミングが異なるので、各電源装置１０ａ、１０ｂにおいて、それぞれ、検査期間ｔ1内において、自己の出力電圧のみが上昇している期間ＴE、ＴFにおいて、電流検出器１３ａ、１３ｂにおいて判定値ｈ1、ｈ2以上の出力電流ｇ1、ｇ2が検出されないとき、該当電源装置１０ａ、１０ｂは故障と判定可能である。
As described above, since the start timing of the inspection period t 1 in which the output voltage rises is different for each of the
このように、並列運転開始時刻Ａからの予備期間ｔ3a、ｔ3bを電源装置１０ａ、１０ｂ毎に互いに異なる値に設定し、検査期間ｔ1内において、自己の出力電圧のみが上昇している期間ＴE、ＴFにおいて故障判定することにより、各電源装置１０ａ、１０ｂの故障判定精度がより一層向上できる。
As described above, the preliminary periods t 3a and t 3b from the parallel operation start time A are set to different values for the respective
（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態に係わる電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａの概略構成を示すブロック図である。図２に示す第１実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａと同一部分には同一符号が付してある。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the
この第３実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａにおいては、反転器２３から出力された判定信号ｊ1は、ＡＮＤゲート２１へ入力されると共に、出力電圧補正部１６の動作制御端子へ印加される。出力電圧補正部１６は、動作制御端子に［Ｌ］レベルの判定信号ｊ1が印加されると、補正電圧信号ｂ1の出力動作を行なわない。
In the
このように構成された第３実施形態の電源システムにおいては、図７のタイムチャートに示すように、並列運転開始時刻Ａにおいて電流検出器１３ａにおいて判定値ｈ1以上の出力電流ｇ1が検出されたときは、この並列運転開始時刻Ａにおいて出力電圧補正部１６の動作制御端子へ［Ｌ］レベルの判定信号ｊ1が印加される。その結果、出力電圧補正部１６から補正電圧信号ｂ1は最初から全く出力されない。判定信号ｊ1は［Ｌ］レベルを維持するので、故障を示す［Ｈ］レベルの故障信号ｋ1が出力されることはない。
In the power supply system of the third embodiment thus configured, as shown in the time chart of FIG. 7, the determination value h 1 or more output currents g 1 at a
このように、並列運転開始時において電流検出器１３ａに判定値ｈ1以上の出力電流ｇ1が検出されたときは、この電源装置１０ａは最初から負荷３に電流を供給しているので正常である。この場合、わざわざ出力電圧を上昇させて検査を実施する必要ない。その結果、負荷３に余分な負担をかけることが未然に防止できる。
Thus, when the decision value h 1 or more output currents g 1 to the
（第４実施形態）
図８は本発明の第４実施形態に係わる電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａの概略構成を示すブロック図である。図２に示す第１実施形態の電源システムの各電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａと同一部分には同一符号が付してある。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the
この第４実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａにおいては、出力電圧補正部１６と加算器１７との間にスイッチ回路２４が介挿されている。そして、反転器２３から出力された判定信号ｊ1は、ＡＮＤゲート２１へ入力されると共に、スイッチ回路２４へ印加される。スイッチ回路２４は、［Ｌ］レベルの判定信号ｊ1が印加されると開放して、出力電圧補正部１６から出力されている補正電圧信号ｂ1を遮断する。また、ＡＮＤゲート２１の出力端に論理回路２５が設けられている。
In the
このように構成された第４実施形態の電源システムにおいては、図９のフローチャートに示すように、電源装置１０ａが正常であれば、検査期間ｔ1において電流検出器１３ａで検出された出力電流ｇ1が時刻Ｃにて判定値ｈ1以上となる。この時刻Ｃにおいて判定信号ｊ1は「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ変化する。この時刻Ｃにおいて、電源装置１０ａが正常であると判断可能であるので、判定信号ｊ1にてスイッチ回路２４が開放して、出力電圧補正部１６から出力されている補正電圧信号ｂ1が遮断される。
In the thus configured power supply system of the fourth embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 9, if the
なお、補正電圧信号ｂ1が遮断されると、判定信号ｊ1は「Ｈ」レベルへ復帰して、時刻Ｄから時刻Ｅまで、故障を示す「Ｈ」レベルの故障信号ｋ1が出力されるが、この時刻Ｄから時刻Ｅまでの「Ｈ」レベルの故障信号ｋ1は論理回路２５で除去される。
When the correction voltage signal b 1 is cut off, the determination signal j 1 returns to the “H” level, and from time D to time E, the “H” level failure signal k 1 indicating the failure is output. However, the “H” level fault signal k 1 from time D to time E is removed by the
このように、電源装置１０ａの出力電圧が上昇された検査期間ｔ1において判定値ｈ1以上の出力電流ｇ1が検出されると、この時刻Ｃで該当電源装置１０ａは正常と判定できるので、この時点Ｃで出力電圧の上昇を中断している。その結果、負荷３に余分な負担をかけることが最小限に抑制できる。
Thus, when the output current g 1 of the determination value h 1 or more is detected in the inspection period t 1 in which the output voltage of the
（第５実施形態）
図１０は本発明の第５実施形態に係わる電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａの概略構成を示すブロック図である。図２に示す第１実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａと同一部分には同一符号が付してある。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the
この第５実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａにおいては、ゲート出力部１８と、遅延器１９、パルス発生器２０との間にクロック発生器２６が介挿されている。このクロック発生器２６は、図１１のタイムチャートに示すように、時刻Ａにて、ゲート出力中信号ｄ1が入力されると、検査周期ｔ4を有するクロック信号ｎ1を遅延器１９、パルス発生器２０、及び出力電圧補正部１６へ送出する。
In the
遅延器１９は、クロック信号ｎ1における検査周期ｔ4が開始される毎に、遅延期間ｔ2経過した時刻から次の検査周期ｔ4が開始されるまでの期間、Ｈ（ハイ）レベルの遅延信号ｅ1をＡＮＤゲート２１へ送出する。一方、パルス発生器２０は、クロック信号ｎ1における検査周期ｔ4が開始される毎に、パルス幅（期間）ｔ0のパルス信号ｆ1をＡＮＤゲート２１へ送出する。出力電圧補正部１６は、クロック信号ｎ1における検査周期ｔ4が開始される毎に、予備期間ｔ3経過して一定の検査期間ｔ1だけ補正電圧信号ｂ1を加算器１７へ送出する。各検査期間ｔ1において、前述した手法で、各電源装置１０ａ〜１０ｃの正常、異常が判定される。
The
このように構成された第５実施形態の電源システムにおいては、並列運転開始してから一定の検査周期ｔ4毎に、各電源装置１０ａ〜１０ｃが正常か異常かの検査が自動実施される。したがって、電源システムの信頼性をより一層向上できる。
In this way configured power supply system of the fifth embodiment, every predetermined test period t 4 from the start parallel operation, each
（第６実施形態）
図１２は本発明の第６実施形態に係わる電源システムの各電源装置１０ａ、１０ｂに組込まれた各制御部１４ａ、１４ｂの概略構成を示すブロック図である。図１０に示す第５実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａと同一部分には同一符号が付してある。
(Sixth embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of each
図１２に示すように、基本的に、各制御部１４ａ、１４ｂは同一構成であり、各制御部１４ａ、１４ｂにおける故障の検出メカニズムも、先に説明した第５実施形態の電源システムの電源装置１０ａに組込まれた制御部１４ａの故障の検出メカニズムとほぼ同じである。
As shown in FIG. 12, each
この第６実施形態の電源システムにおいては、図１３のタイムチャートに示すように、電源装置１０ａ、１０ｂの制御部１４ａ、１４ｂの各クロック発生器２６は、外部から並列運転開始指令が時刻Ａで入力されると、同一タイミングで検査周期ｔ4を有するクロック信号ｎ1を出力する。
In the power supply system of the sixth embodiment, as shown in the time chart of FIG. 13, the
しかし、電源装置１０ａの制御部１４ａの出力電圧補正部１６は、クロック信号ｎ1における検査周期ｔ4が開始される毎に、予備期間ｔ3a経過して一定の検査期間ｔ1だけ補正電圧信号ｂ1を出力するのに対して、電源装置１０ｂの制御部１４ｂの出力電圧補正部１６は、クロック信号ｎ1における検査周期ｔ4が開始される毎に、予備期間ｔ3b経過して一定の検査期間ｔ1だけ補正電圧信号ｂ2を出力する。このように、各電源装置１０ａ、１０ｂの制御部１４ａ、１４ｂの検査期間ｔ1の開始時刻のクロック信号ｎ1における検査周期ｔ4の開始時刻からの予備期間ｔ3a、ｔ3bを電源装置毎に互いに異なる値に設定している。
However, the output
このように、各電源装置１０ａ、１０ｂ毎に、出力電圧が上昇する検査期間ｔ1の開始タイミングが異なるので、各電源装置１０ａ、１０ｂにおいて、それぞれ、検査期間ｔ1内において、自己の出力電圧のみが上昇している期間ＴG、ＴHにおいて、電流検出器１３ａ、１３ｂにおいて判定値ｈ1、ｈ2以上の出力電流ｇ1、ｇ2が検出されないとき、該当電源装置１０ａ、１０ｂは故障と判定可能である。
As described above, since the start timing of the inspection period t 1 in which the output voltage rises is different for each of the
このように、クロック信号ｎ1における検査周期ｔ4の開始時刻からの予備期間ｔ3a、ｔ3bを電源装置毎に互いに異なる値に設定し、各検査期間ｔ1内において、自己の出力電圧のみが上昇している期間ＴG、ＴHにおいて故障判定することにより、各電源装置１０ａ、１０ｂの故障判定精度がより一層向上できる。
Thus, the preliminary periods t 3a and t 3b from the start time of the inspection cycle t 4 in the clock signal n 1 are set to values different from each other for each power supply device, and only the output voltage of itself is included in each inspection period t 1 . The failure determination accuracy of each
（第７実施形態）
図１４は本発明の第７実施形態に係わる電源システムの各電源装置１０ａ、１０ｂの制御部１４ａ、１４ｂの動作を示すタイムチャートである。図１３に示す第６実施形態の電源システムの各制御部１４ａ、１４ｂの動作を示すタイムチャートと同一部分には同一符号が付してある。なお、各制御部１４ａ、１４ｂの構成は図１２に示す第６実施形態の電源システムの各制御部１４ａ、１４ｂの構成にほぼ等しい。
(Seventh embodiment)
FIG. 14 is a time chart showing operations of the
この第７実施形態の電源システムにおいては、図１４のタイムチャートに示すように、電源装置１０ａの制御部１４ａのクロック発生器２６のクロック信号ｎ1の検査周期ｔ4aと、電源装置１０ｂの制御部１４ｂのクロック発生器２６のクロック信号ｎ2の検査周期ｔ4bとを互いに異なる値に設定している。
In the power supply system of the seventh embodiment, as shown in the time chart of FIG. 14, the inspection cycle t 4a of the clock signal n 1 of the
このように構成された第７実施形態の電源システムにおいても、各電源装置１０ａ、１０ｂ毎に、出力電圧が上昇する検査期間ｔ1の開始タイミングが異なるので、各電源装置１０ａ、１０ｂにおいて、それぞれ、検査期間ｔ1内において、自己の出力電圧のみが上昇している期間ＴJ、ＴKにおいて、電流検出器１３ａ、１３ｂにおいて判定値ｈ1、ｈ2以上の出力電流ｇ1、ｇ2が検出されないとき、該当電源装置１０ａ、１０ｂは故障と判定可能である。
Also in the power supply system of the seventh embodiment configured as described above, since the start timing of the inspection period t 1 during which the output voltage rises is different for each
このように、各クロック信号ｎ1、ｎ2における検査周期ｔ4a、ｔ4bを電源装置毎に互いに異なる値に設定し、検査期間ｔ1内において、自己の出力電圧のみが上昇している期間ＴJ、ＴKにおいて故障判定することにより、各電源装置１０ａ、１０ｂの故障判定精度がより一層向上できる。
In this way, the inspection periods t 4a and t 4b in the clock signals n 1 and n 2 are set to different values for each power supply device, and only the output voltage of the power supply device rises within the inspection period t 1 . T J, by failure determination at T K, each
２…共通負荷母線、３…負荷、１０ａ〜１０ｂ…電源装置、１１ａ〜１１ｃ…交流電源、１２ａ〜１２ｃ…電力変換部、１３ａ〜１３ｃ…電流検出器、１４ａ〜１４ｃ…制御部、１５…出力電圧制御部、１６…出力電圧補正部、１７…加算器、１８…ゲート出力部、１９…遅延器、２０…パルス発生器、２１…ＡＮＤゲート、２２…比較演算部、２３…反転器、２４…スイッチ回路、２５…論理回路、２６…クロック発生器
2 ... Common load bus, 3 ... Load, 10a-10b ... Power supply, 11a-11c ... AC power supply, 12a-12c ... Power conversion unit, 13a-13c ... Current detector, 14a-14c ... Control unit, 15 ... Output
Claims (7)
前記各電源装置の制御部は、
並列運転開始に応動して一定の出力電圧の指示を自己が所属する電源装置の電力変換部へ送出する出力電圧制御手段と、
この出力電圧制御手段から出力される出力電圧の指示を、前記並列運転開始から予備期間経過後に、一定の検査期間のみ上昇させる出力電圧補正手段と、
この出力電圧補正手段で出力電圧の指示が上昇された検査期間において前記電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されないとき、自己が所属する電源装置は異常と判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする電源システム。 A plurality of power supply devices each having a power conversion unit that converts power supplied from a power source, a current detector that detects an output current of the power conversion unit, and a control unit that controls the output voltage of the power conversion unit In a power supply system that is connected in parallel to a load bus and supplies power to a common load via a common load bus by operating each power supply device in parallel.
The control unit of each power supply device
In response to the start of parallel operation, an output voltage control means for sending an instruction of a constant output voltage to the power conversion unit of the power supply device to which the device belongs,
An output voltage correction unit that increases an instruction of an output voltage output from the output voltage control unit after a preliminary period has elapsed from the start of the parallel operation only during a predetermined inspection period;
Abnormality determination that determines that the power supply device to which it belongs is abnormal when no output current exceeding a predetermined value is detected in the current detector during the inspection period in which the output voltage instruction is increased by the output voltage correction means And a power supply system.
前記各電源装置の制御部は、
並列運転開始に応動して一定の出力電圧の指示を自己が所属する電源装置の電力変換部へ送出する出力電圧制御手段と、
この出力電圧制御手段から出力される出力電圧の指示を、前記並列運転開始から検査周期毎に、該当検査周期内において該検査周期の開始から予備期間経過後に一定の検査期間のみ上昇させる出力電圧補正手段と、
この出力電圧補正手段で出力電圧の指示が上昇された検査期間において前記電流検出器において予め設定された規定値以上の出力電流が検出されないとき、自己が所属する電源装置は異常と判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする電源システム。 A plurality of power supply devices each having a power conversion unit that converts power supplied from a power source, a current detector that detects an output current of the power conversion unit, and a control unit that controls the output voltage of the power conversion unit In a power supply system that is connected in parallel to a load bus and supplies power to a common load via a common load bus by operating each power supply device in parallel.
The control unit of each power supply device
In response to the start of parallel operation, an output voltage control means for sending an instruction of a constant output voltage to the power conversion unit of the power supply device to which the device belongs,
Output voltage correction that increases the output voltage instruction output from the output voltage control means for each inspection period from the start of the parallel operation within a corresponding inspection period only after a preliminary period has elapsed from the start of the inspection period. Means,
Abnormality determination that determines that the power supply device to which it belongs is abnormal when no output current exceeding a predetermined value is detected in the current detector during the inspection period in which the output voltage instruction is increased by the output voltage correction means And a power supply system.
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