JPH1014251A - 無停電電源装置の制御回路 - Google Patents

無停電電源装置の制御回路

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JPH1014251A
JPH1014251A JP8166513A JP16651396A JPH1014251A JP H1014251 A JPH1014251 A JP H1014251A JP 8166513 A JP8166513 A JP 8166513A JP 16651396 A JP16651396 A JP 16651396A JP H1014251 A JPH1014251 A JP H1014251A
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JP
Japan
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signal
inverter
power supply
control circuit
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JP8166513A
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Kazuhisa Manabe
和久 真鍋
Masanobu Fujikura
政信 藤倉
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】無停電電源装置の商用電源の短絡時に切り替わ
ったインバータからの過電流による出力電圧の乱れを軽
減する。 【解決手段】無停電電源装置40のインバータ制御回路
41に、商用電源1の短絡事故時に切り替わったインバ
ータの過電流をインバータ出力電流検出器25の検出値
を入力することにより検知し、この過電流が発生したと
きに一時的に瞬時電圧補正量Wによるインバータ主回路
16の制御を中断させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、商用電源が正常
時には、商用電源より電力の供給/遮断を行う半導体ス
イッチを介して負荷に給電を行うとともに、インバータ
により商用電源から蓄電池への充電動作と、負荷から発
生する高調波電流や無効電力を吸収するアクティブフィ
ルタ動作とを行わせ、商用電源が異常時には、蓄電池よ
りインバータを介して負荷に給電を行う無停電電源装置
の制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の無停電電源装置の従来のブロッ
ク構成図を図4に示す。図4において、1は商用電源、
2は蓄電池、3は負荷、10は無停電電源装置であり、
無停電電源装置10は回路遮断器11、半導体スイッチ
12、ゲート駆動回路13、電磁接触器14、平滑コン
デンサ15、インバータ主回路16、変圧器17、交流
リアクトル18、フィルタコンデンサ19、回路遮断器
20、出力電流検出器21、直流電圧検出器22、直流
電流検出器23、インバータ制御回路24、出力電圧検
出器25によって構成されている。また、フィルタコン
デンサ19は、インバータ主回路16のスイッチング動
作に伴って発生するスイッチングノイズを除去するフィ
ルタである。
【0003】図4に示した無停電電源装置10は、次の
ように動作する。まず、商用電源1が正常時すなわち通
常時の起動は、回路遮断器11を閉路させ、ゲート駆動
回路13により半導体スイッチ12を導通させて、商用
電源1から回路遮断器11,半導体スイッチ12を介し
て負荷3に給電を開始するとともに、回路遮断器20と
電磁接触器14とを閉路させて、インバータ制御回路2
4によりインバータ主回路16を経由して平滑コンデン
サ15及び蓄電池2への充電動作と、負荷3から発生す
る高調波電流や無効電流を吸収するアクティブフィルタ
動作とを開始することで起動が完了し、無停電電源装置
10は通常運転状態になる。
【0004】次に、商用電源1が異常時、例えば停電時
には、図示しない停電検出回路がこれを検知して異常信
号を出力し、この異常信号に基づくインバータ制御回路
24からの遮断信号によりゲート駆動回路13を介して
半導体スイッチ12を遮断するとともに、インバータ制
御回路24により蓄電池2から電磁接触器14,平滑コ
ンデンサ15,インバータ主回路16,変圧器17,交
流リアクトル18,フィルタコンデンサ19,回路遮断
器20を介して出力電圧検出器25の検出値が所定の値
に制御されたインバータ主回路16の出力電圧で負荷3
に給電する。
【0005】図5は、図4に示したインバータ制御回路
24の詳細回路図である。図5において、V/F変換器
26は周波数指令信号F* の入力を受け、V/F変換器
26の出力および電圧振幅信号E* を受ける交流波形発
生回路27は、交流電圧波形信号V* を出力する。交流
電圧波形信号V* と出力電圧検出器25の検出値VOUT
との偏差を加算器28で求め、比例調節器29はこの偏
差を零にする瞬時波形補正量Wを出力する。アクティブ
フィルタ演算回路30は出力電流検出器21の検出値I
OUT に基づく演算によりアクティブフィルタ制御信号V
AF *を出力する。直流電圧演算回路31は直流電圧検出
器22の検出値VDCおよび直流電流検出器23の検出値
DCを受ける直流電圧演算回路31は蓄電池制御信号V
DC * を出力する。
【0006】商用電源1が正常時には切替制御回路32
と反転素子33とを介して信号開閉器34が“閉”とな
り、前記アクティブフィルタ制御信号VAF * および蓄電
池制御信号VDC * の加算器35による加算値(VAF *
DC * )と、この加算値および前記瞬時波形補正量Wの
加算器36による加算値(W+VAF * +VDC * )と、こ
の加算値および前記交流電圧波形信号V* の加算器37
による加算値(V* +W+VAF * +VDC * )がPWMコ
ンパレータ38に入力され、PWMコンパレータ38と
キャリア発生器39とによりパルス幅変調されたゲート
信号がインバータ主回路16を構成するそれぞれの半導
体素子をオン・オフさせることで、インバータ主回路1
6により蓄電池2への充電動作と、前記アクティブフィ
ルタ動作とを行っている。
【0007】また、商用電源1が異常時には前記異常信
号をうける切替制御回路32と反転素子33を介して信
号開閉器34が“開”となり、加算器37の出力は前記
交流電圧波形信号V* と瞬時波形補正量Wとの加算値と
なり、この加算値によるパルス幅変調されたゲート信号
がPWMコンパレータ38から出力され、蓄電池2を直
流電源としたインバータ主回路16は所望の出力電圧で
負荷3に給電する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の無停電電
源装置の制御回路によると、商用電源1の系統の短絡事
故による商用電源1の異常時の際に、この短絡経路に半
導体スイッチ12が完全に遮断されるまでの期間(最大
半サイクル程度)はインバータ主回路16から過電流が
流れ、この過電流によりインバータ主回路16の出力電
圧が急降下し、その結果前記瞬時波形補正量Wが増大
し、インバータ主回路16の出力電圧が乱れ、この乱れ
が半導体スイッチ12が完全に遮断された後もしばらく
(数サイクル程度)継続するという問題があった。
【0009】この発明の目的は、上記問題点を解決する
無停電電源装置の制御回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この第1の発明は、商用
電源が正常時には、商用電源より電力の供給/遮断を行
う半導体スイッチを介して負荷に給電を行うとともに、
インバータにより商用電源から蓄電池への充電動作と、
負荷から発生する高調波電流や無効電力を吸収するアク
ティブフィルタ動作とを行わせ、商用電源が異常時に
は、蓄電池よりインバータを介して負荷に給電を行う無
停電電源装置であって、前記インバータの出力電圧の振
幅を指令する直流量の電圧振幅信号と、該インバータの
出力電圧の周波数を指令する直流量の周波数指令信号と
を入力して、該インバータが出力すべき交流電圧波形信
号を出力する交流波形発生手段と、前記交流電圧波形信
号と前記インバータが出力している交流電圧波形の検出
信号とを入力して、両入力の偏差を零に制御する瞬時波
形補正量を出力すに瞬時波形補正量発生手段と、前記蓄
電池の端子電圧と充電電流とを検出して、両検出値に基
づいて前記インバータの蓄電池制御信号を演算する直流
電圧演算手段と、前記負荷の電流を検出して、該検出値
に基づいて前記インバータのアクティブフィルタ制御信
号を演算するアクティブフィルタ演算手段と、前記交流
電圧波形信号と瞬時波形補正量と蓄電池制御信号とアク
ティブフィルタ制御信号とをそれぞれ加算する加算手段
と、該加算手段の演算結果をパルス幅変調してインバー
タ制御パルスを出力するパルス幅変調手段とから構成さ
れる無停電電源装置の制御回路において、前記瞬時波形
補正量発生手段より出力される瞬時波形補正量を遮断す
る信号開閉手段と、前記インバータの主回路を構成する
半導体素子を流れる電流を検出して、該検出値に基づい
て前記信号開閉手段を一時的に“開”状態にする指令を
出力する開閉制御手段とを備える。
【0011】また、第2の発明は前記第1の発明におい
て、前記開閉制御手段を、前記インバータの主回路を構
成する半導体素子を流れる電流の検出値が予め定めた値
を越えた場合に論理H信号を出力するコンパレータと、
該コンパレータから出力される論理H信号の論理L信号
への復帰を遅らせて出力するオフディレー回路とから構
成し、前記開閉制御手段は、前記オフディレー回路の出
力が論理H信号となった場合に前記信号開閉手段を
“開”状態にする指令を出力する。
【0012】この発明によれば、商用電源の異常時にイ
ンバータの主回路を流れる電流を検出して、該検出値に
基づいて前記瞬時波形補正量発生手段より出力される瞬
時波形補正量を遮断するべく、信号開閉手段を一時的に
“開”状態にすることにより先述のインバータの出力電
圧の乱れる期間を最小限(1サイクル程度)にすること
ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施の形態を示
す無停電電源装置のブロック構成図であり、図4に示し
た従来例と同一機能を有するものには同一符号を付して
その説明を省略する。すなわち図1において、無停電電
源装置40には従来のインバータ制御回路24に代わる
インバータ制御回路41とインバータ出力電流検出器4
2とを新たに備えている。
【0014】
【実施例】図2はこの発明の実施例を示す図1に示した
インバータ制御回路41の詳細回路図であり、図5に示
したインバータ制御回路24と同一機能を有するものに
は同一符号を付してその説明を省略する。すなわち図2
において、インバータ制御回路41にはインバータ制御
回路24と同一機能の各回路要素26〜39のほかに、
開閉制御回路43とアンド素子44と信号開閉器45が
付加されている。
【0015】開閉制御回路43はインバータ出力電流検
出器42の検出値IINV が所定の値を越えると所定の期
間論理H信号を出力し、切替制御回路の出力および開閉
制御回路43の出力を受けるアンド素子44は前述の異
常信号が発生し、且つ開閉制御回路43の出力が論理H
信号の期間に信号開閉器45を“開”にする。図3は図
2における開閉制御回路43の詳細回路図を示し、前記
検出値IINVを整流する整流器43aと、インバータ主
回路16の各半導体素子の許容電流値を所定値とし、整
流器43aの出力がこの所定値を越えたときに論理H信
号を出力するコンパレータ43bと、コンパレータ43
bの出力が一旦論理H信号になったときに、この論理H
信号を所定の期間(1サイクル程度)継続させるオフデ
ィレー回路43cとから構成されている。
【0016】なおオフディレー回路43cの継続期間は
インバータ主回路16の各半導体素子の前記パルス幅変
調されたゲート信号に基づくオンオフに伴って増減を繰
り返す波形に対して考慮した値である。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、商用電源の異常時に
インバータの主回路を流れる電流を検出して、該検出値
に基づいて前記瞬時波形補正量発生手段より出力される
瞬時波形補正量を遮断するべく、信号開閉手段を一時的
に“開”状態にすることによりインバータの出力電圧の
乱れる期間を最小限にし、負荷のアクティブフィルタ動
作と蓄電池への充電動作とを兼ね備えた無停電電源装置
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す無停電電源装置の
ブロック構成図
【図2】この発明の実施例を示す無停電電源装置のイン
バータ制御回路の回路図
【図3】図2における開閉制御回路のの詳細回路図
【図4】従来例を示す無停電電源装置のブロック構成図
【図5】図5の無停電電源装置のインバータ制御回路の
詳細回路図
【符号の説明】
1…商用電源、2…蓄電池、3…負荷、10…無停電電
源装置、11…回路遮断器、12…半導体スイッチ、1
3…ゲート駆動回路、14…電磁接触器、15…平滑コ
ンデンサ、16…インバータ主回路、17…変圧器、1
8…交流リアクトル、19…フィルタコンデンサ、20
…回路遮断器、21…出力電流検出器、22…直流電圧
検出器、23…直流電流検出器、24…インバータ制御
回路、25…出力電圧検出器、26…V/F変換器、2
7…交流波形発生回路、28…加算器、29…比例調節
器、30…アクティブフィルタ演算回路、31…直流電
圧演算回路、32…切替制御回路、33…反転素子、3
4…信号開閉器、35〜37…加算器、38…PWMコ
ンパレータ、39…キャリア発生器、40…無停電電源
装置、41…インバータ制御回路、42…インバータ出
力電流検出器、43…開閉制御回路、44…アンド素
子、45…信号開閉器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02J 7/34 H02J 7/34 F 9/06 504 9/06 504B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】商用電源が正常時には、商用電源より電力
    の供給/遮断を行う半導体スイッチを介して負荷に給電
    を行うとともに、インバータにより商用電源から蓄電池
    への充電動作と、負荷から発生する高調波電流や無効電
    力を吸収するアクティブフィルタ動作とを行わせ、商用
    電源が異常時には、蓄電池よりインバータを介して負荷
    に給電を行う無停電電源装置であって、 前記インバータの出力電圧の振幅を指令する直流量の電
    圧振幅信号と、該インバータの出力電圧の周波数を指令
    する直流量の周波数指令信号とを入力して、該インバー
    タが出力すべき交流電圧波形信号を出力する交流波形発
    生手段と、 前記交流電圧波形信号と前記インバータが出力している
    交流電圧波形の検出信号とを入力して、両入力の偏差を
    零に制御する瞬時波形補正量を出力すに瞬時波形補正量
    発生手段と、 前記蓄電池の端子電圧と充電電流とを検出して、両検出
    値に基づいて前記インバータの蓄電池制御信号を演算す
    る直流電圧演算手段と、 前記負荷の電流を検出して、該検出値に基づいて前記イ
    ンバータのアクティブフィルタ制御信号を演算するアク
    ティブフィルタ演算手段と、 前記交流電圧波形信号と瞬時波形補正量と蓄電池制御信
    号とアクティブフィルタ制御信号とをそれぞれ加算する
    加算手段と、 該加算手段の演算結果をパルス幅変調してインバータ制
    御パルスを出力するパルス幅変調手段とから構成される
    無停電電源装置の制御回路において、 前記瞬時波形補正量発生手段より出力される瞬時波形補
    正量を遮断する信号開閉手段と、 前記インバータの主回路を構成する半導体素子を流れる
    電流を検出して、該検出値に基づいて前記信号開閉手段
    を一時的に“開”状態にする指令を出力する開閉制御手
    段とを備えたことを特徴とする無停電電源装置の制御回
    路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の無停電電源装置の制御回
    路において、 前記開閉制御手段を、 前記インバータの主回路を構成する半導体素子を流れる
    電流の検出値が予め定めた値を越えた場合に論理H信号
    を出力するコンパレータと、 該コンパレータから出力される論理H信号の論理L信号
    への復帰を遅らせて出力するオフディレー回路とから構
    成し、 前記開閉制御手段は、前記オフディレー回路の出力が論
    理H信号となった場合に前記信号開閉手段を“開”状態
    にする指令を出力することを特徴とする無停電電源装置
    の制御回路。
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