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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