JPH0526913Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、無停電装置、特に直流電源と該直流
電源からの直流電圧を交番電圧に変換するインバ
ータをそなえ、商用電源停電時には上記インバー
タの出力電圧を負荷に供給するようにした無停電
装置において、主直流電圧が供給されていない状
態の下で、上記商用電源の周波数に同期した周波
数信号を出力するPLLを用いて上記インバータ
におけるDA変換の周波数制御を行うことによつ
て、上記商用電源の停電に伴う電源切替時におけ
る出力電圧に位相差が生じないようにする無停電
装置に関するものである。

一般に、例えば商用電源から電力供給を受けて
いる場合、停電時にも継続して電力を供給するよ
うにする無停電装置として、停電時には直流電源
からの直流電圧をインバータによつて上記商用電
源周波数の交番電圧に変換して出力する電源装置
に切換えることによつて、負荷に対する電力供給
を続けるようにする無停電装置が知られている。
ところが、負荷の種類によつては、上記商用電源
の停電に伴う電源切替時に電圧波形の位相がずれ
ると支障をきたすものがある。また商用電源に引
続いてインバータが動作する上で上記位相のずれ
が問題となる。従つて、少なくとも上記停電に伴
う電源切替時にも電圧波形のずれが生じないよう
に電力供給を継続する無停電装置が強く望まれて
いる。また上記位相のずれをなくするために、停
電以前からインバータに対して主直流電圧を供給
した状態で当該インバータを運転しておくことは
好ましくない。また停電以前から、主直流電圧の
みを供給しておいて（即ちインバータに対する制
御信号を印加しないでおいて）停電時に制御信号
を印加する構成の場合にも、主直流電圧が印加さ
れていることから保守上難点がある。

本考案は、上記の如き要望に応えることを目的
とし、インバータのDA変換における周波数制御
を商用電源の周波数に同期した周波数信号を発生
するPLLを用いて行うようにすることによつて、
少なくとも停電時にもまた復帰時にも電圧波形に
位相のずれがない電圧を連続して供給できるよう
にする無停電装置を提供することを目的としてい
る。以下図面を参照しつつ説明する。

第１図は本考案の一実施例構成を示すブロツク
図、第２図は第１図図示PLLの構成を説明する
ためのブロツク図、第３図は第１図図示実施例の
動作を説明するためのタイム・チヤートを示して
いる。図中の符号、１は入力端子であつて商用電
源に接続されるもの、２は出力端子、３は電圧検
出部であつて商用電源電圧を検出し後述するAC
スイツチング素子やDCスイツチング素子等に対
する制御信号を出力するもの、４ないし６はAC
スイツチ素子、７は周波数検出部、８はPLL、
９は直流電源部、９ａないし９ｃは端子であつ
て、端子９ａはバツテリ電源に接続され、端子９
ｂは図示省略したエンジン駆動発電機に対する起
動信号が出力され、また端子９ｃは該エンジン駆
動発電機の出力電圧が供給されるものである。更
に、１０および１１はノツト・ゲート、１２は
DCスイツチング素子、１３は自動電圧調整器、
１４は電圧検出部、１５は整流部、１６は平滑回
路、１７はインバータ、１８は商用周波数基準信
号発生部、１９は標準周波数基準信号発生部、２
０は位相検出部、２１は電圧制御発振器を表して
いる。

第１図に図示されている本考案の一実施例の動
作について、第２図および第３図を参照しつつ説
明する。第１図において、入力端子１に商用周波
数の電源電圧（以下商用電圧と呼ぶ）が供給され
ると、電圧検出部３は、該商用電圧を検出して
ACスイツチング素子４に対するゲート信号を出
力する。即ち、ACスイツチング素子４がオンす
ることによつて上記商用電圧は出力端子２より負
荷に供給される。この状態のもとでは、ノツト・
ゲート１０および１１がもうけられているため、
ACスイツチング素子５、DCスイツチング素子１
２はオンすることなく、また端子９ｂから図示省
略したエンジン駆動発電機に対する起動信号が出
力されることがないことは言うまでもない。ま
た、上記商用電圧の周波数が周波数検出部７にお
いて検出され、該周波数に対応する情報がPLL
８に送られる。PLL８においては、該情報にも
とづいて上記商用電圧の周波数に同期した周波数
制御信号が出力される。ここで、該PLL８の動
作を第２図および第３図を参照して説明してお
く。即ち、上記周波数検出部７から送られてきた
周波数情報にもとづき、商用周波数基準信号（以
下商用基準信号と呼ぶ）発生部１８において第３
図ｂに図示されているような商用基準信号が生成
される。そして、位相検出部２０を介して電圧制
御発振器２１から上記商用電圧の周波数に対応し
た第３図ｄに図示されているような制御信号が出
力される。この場合、例えば上記商用電圧の周波
数に変動が生じても、上記電圧制御発振器２１の
出力が位相検出部２０にフイード・バツクされて
いるため、上記第３図ｄに図示されているような
制御信号は上記商用電圧の周波数に追従してゆく
がこのとき上記電圧制御発振器２１から出力され
る制御信号は急激に変化することなく、徐々に変
化して上記商用電圧の周波数と同期するようにな
る。また、標準周波数基準信号（以下標準基準信
号と呼ぶ）発生部１９は、例えば第３図ｃに図示
されているような予め定められた周波数に対応す
る標準基準信号を発生するものである。なお、該
標準基準信号は、上記商用基準信号が停止された
ときにのみ上記位相検出部２０に送られる。

以上説明した如く、上記商用電圧が供給されて
いる間、インバータ１７は該商用電圧の周波数に
同期して当該インバータ１７におけるゲートが制
御されている状態にある。即ち、第３図に図示さ
れている如く、時刻t₁まで図示ａの商用電圧が供
給されているものとすると、上記PLL８から出
力される制御信号は図示ｄの如く上記商用電圧の
波形に対応したものとなる。即ち、インバータ１
７を構成する例えばサイリスタのアノードには直
流電圧が印加されていない状態にあるが、ゲート
には上記制御信号が供給されて、いつでも交換出
力を発生し得るよう準備された状態にある。そし
て出力端子２からの出力電圧は、図示ｅの如く
ACスイツチング素子４を介して上記商用電圧が
そのまま出力される形になつていることは言うま
でもない。

次に、例えば第３図図示時刻t₁において上記商
用電圧の供給が停止されたものとし、該時刻t₁以
降における第１図図示実施例の動作について説明
する。商用電圧が停止すると電圧検出部３からの
出力信号は「０」レベルとなるため、ノツト・ゲ
ート１０および１１の出力は「１」レベルとな
る。そのため、上記ACスイツチング素子４はオ
フされ、ACスイツチング素子５およびDCスイツ
チング素子１２がオン状態となる。従つて、図示
省略したバツテリの直流電圧が自動電圧調整器１
３、平滑回路１６を介してインバータ１７に導か
れ、該インバータ１７において直ちに交番電圧に
変換されて上記ACスイツチング素子５、出力端
子２を介して負荷に供給される。また、端子９ｂ
から図示省略したエンジン駆動発電機に対する起
動信号が出力されて該エンジン駆動発電機が運転
を開始する。そして、該エンジン駆動発電機の出
力電圧が所定の電圧値に達したとき、電圧検出部
１４からACスイツチング素子６に対するゲート
信号が出力されることにより、該ACスイツチン
グ素子６がオンする。このときを第３図図示時刻
t₂とすると、時刻t₂以降からは上記エンジン駆動
発電機の出力電圧が整流部１５によつて直流電圧
に変換され、更にインバータ１７において交番電
圧に変換されて負荷に供給されるようになる。上
記時刻t₁以降は商用電圧の供給停止に伴つて、第
３図ｂに図示されているように上記PLL８にお
ける位相検出部２０（第２図図示）に対する商用
基準信号が停止し、第３図ｃに図示されているよ
うに標準基準信号が導かれる。このとき、上記
PLL８から出力されている制御信号は、前述し
たように停電直前の上記商用電圧の周波数に同期
しており、例えば第３図に図示されているよう
に、上記標準基準信号と制御信号との間にφ₁の
位相差が存在していたとしても、インバータ１７
の出力電圧は、上記時刻t₁において位相のずれが
生じない。そして、上記PLL８から出力される
制御信号の位相は、前述した如く、徐々に変化し
て行き所定の時間が経過したとき上記標準基準信
号に同期したものになる。この状態が第３図に図
示されており、図中では上記時刻t₁の約２サイク
ル後に上記制御信号と標準基準信号とが同期して
いるように示されているが、説明の都合上象徴的
に表したに過ぎない。

更に、例えば第３図図示時刻t₃において商用電
圧が復帰したとすると、時刻t₃以降は上記商用基
準信号が復帰し、標準基準信号が停止される。し
かしながら、上記時刻t₃におけるインバータ１７
の出力電圧の周波数は、上記標準基準信号に同期
しており、例えば第３図に図示されている如く、
上記制御信号と商用基準信号との間にφ₂の位相
差が存在していたとしても、インバータ１７の出
力電圧は時刻t₃において位相のずれが生じること
がない。そして、前述した如く、上記PLL８か
ら出力される制御信号の位相は、徐々に変化して
行き所定の時間経過後、上記商用基準信号に同期
したものとなる。即ち、所定の時間経過後は、イ
ンバータ１７の出力電圧と既に復帰した商用電圧
との位相は同期した状態となる。なお、前述した
電圧検出部３は、図示省略したが遅延機能をそな
えており、商用電圧検出後上記所定の時間経過す
る時刻t₄まで、ゲート信号の出力を保留している
ため、負荷に供給される電圧はインバータ１７の
出力電圧である。そして、該インバータ１７の出
力電圧と商用電圧との位相が同期したのちの時刻
t₄においてACスイツチング素子４と５とが切替
えられるため、該切替時における出力電圧には位
相のずれが生じることがない。

以上説明した如く、本考案によれば、商用電源
停電時に、少なくとも電源切替時において該商用
電源の電圧波形と位相のずれが生じないような電
圧を継続して負荷に供給することを可能とする無
停電装置を提供することができる。またインバー
タに対して主直流電圧を印加しておくようにして
インバータを予めいわば無負荷運転しておく必要
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例構成を示すブロツク
図、第２図は第１図図示PLLの構成を説明する
ためのブロツク図、第３図は第１図図示実施例の
動作を説明するためのタイム・チヤートを示す。 図中、１は入力端子、２は出力端子、３および
１４は電圧検出部、４ないし６はACスイツチン
グ素子、７は周波数検出部、８はPLL、９は直
流電源部、１０および１１はノツト・ゲート、１
２はDCスイツチング素子、１３は自動電圧調整
器、１５は整流部、１６は平滑回路、１７はイン
バータ、１８は商用周波数基準信号発生部、１９
は標準周波数基準信号発生部、２０は位相検出
部、２１は電圧制御発振器を表す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 商用電源からの電力を負荷に給電する主ACス
   イツチ、直流電圧を発生する補助電源、当該補助
   電源が立上がる以前から動作するバツテリ、上記
   補助電源と上記バツテリとのいずれかから供給さ
   れる直流電圧を交番電圧に変換するインバータ、
   該インバータの出力電圧を負荷に給電する補助
   ACスイツチ、および上記商用電源の電圧を検出
   する商用電圧検出部をそなえ、 該商用電圧検出部の検出信号にもとづいて上記
   主ACスイツチおよび補助ACスイツチを排他的に
   制御することによつて、上記商用電源停電時に上
   記バツテリまたは上記補助電源からの直流電圧が
   供給されて上記インバータの出力電圧を負荷に給
   電する無停電装置において、 上記商用電源の周波数を検出する周波数検出部
   と、 該周波数検出部の出力信号に同期した周波数情
   報を生成するPLLとをそなえると共に、 上記商用電源が停電する以前から、上記インバ
   ータにおける主直流電圧の供給が存在しない状態
   の下で、上記PLLからの周波数信号が上記イン
   バータの制御信号として印加されてなり、 かつ上記商用電圧検出部からの電圧検出が停止
   した際に、 上記補助電源を起動し、 かつ上記バツテリからの直流電圧を上記インバ
   ータに供給するDCスイツチをオンする よう構成してなり、 上記PLLからの周波数信号にもとづいて上記
   インバータにおける出力周波数制御が行われて負
   荷に給電するように構成され 上記商用電源の停電時に最初に上記バツテリか
   らの出力電圧が上記インバータにおける主直流電
   圧として供給される状態がつくられ、ついで上記
   補助電源からの出力電圧が上記インバータにおけ
   る主電流電圧として供給されるようにしたことを
   特徴とする無停電装置。