TWI568139B - 不斷電電源裝置 - Google Patents

不斷電電源裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI568139B
TWI568139B TW103129817A TW103129817A TWI568139B TW I568139 B TWI568139 B TW I568139B TW 103129817 A TW103129817 A TW 103129817A TW 103129817 A TW103129817 A TW 103129817A TW I568139 B TWI568139 B TW I568139B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
power
inverter
voltage
power source
control unit
Prior art date
Application number
TW103129817A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201601418A (zh
Inventor
豊田勝
Original Assignee
東芝三菱電機產業系統股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東芝三菱電機產業系統股份有限公司 filed Critical 東芝三菱電機產業系統股份有限公司
Publication of TW201601418A publication Critical patent/TW201601418A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI568139B publication Critical patent/TWI568139B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

不斷電電源裝置
本發明係有關不斷電電源裝置,具體而言係有關具備經由旁路(bypass)電路供給交流電力至負載的節能模式(ECO mode)之不斷電電源裝置。
在習知技術中,不斷電電源裝置係具備:轉換器(converter),係將來自交流電源的交流電力轉換成直流電力;反向器(inverter),係將轉換器產生的直流電力或電力儲存裝置的直流電力轉換成交流電力而供給至負載;旁路電路,係並聯連接在交流電源與負載之間,含有閘流體開關(thyristor switch)及接觸器(contactor);及控制裝置,係控制上述各元件。
在上述的不斷電電源裝置中,於交流電力正常地從交流電源供給的通常時使用轉換器及反向器,於來自交流電源的交流電力的供給停止的斷電時係利用反向器使供電繼續。這種電路方式稱為常時反向器供電方式。常時反向器供電方式於交流電源正常時和斷電時皆是透過直流鏈(link),利用反向器進行對負載的供電,因此不論輸入電源的品質如何,都易於確保輸出的電源品質,對負載 的供電穩定性優異。但另一方面,常時反向器供電方式於通常時,因為能量通過轉換器及反向器而有電力損失發生,運轉效率的提升成了其課題。
近年來,就提升效率的對策而言,有人提出了具備節能模式的不斷電電源裝置(參照例如美國專利第7372177號說明書(下述之專利文獻1))。據該發明,不斷電電源裝置於通常時係執行旁路供電,即從交流電源經由屬於旁路電路的閘流體開關將交流電力供給至負載。此外,當於執行旁路供電中檢測到旁路路徑有異常時,便從旁路供電切換成從反向器供給交流電力至負載的反向器供電。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1:美國專利第7372177號說明書
在上述專利文獻1所記載的不斷電電源裝置中,於執行旁路供電中係令轉換器及反向器的運作停止。此外,當控制盤檢測到旁路路徑有異常,便將閘流體開關切斷(off),延遲規定時間之後再啟動反向器。因此,從旁路供電切換至反向器供電時,有輸出至負載的電壓瞬間下降的電壓瞬降(瞬降)發生之問題。
當是藉由組合閘流體開關及接觸器來構成 旁路電路時,由於接觸器的響應時間比閘流體開關的響應時間還長,故接觸器會比閘流體開關還晚切斷(off)。因此,電壓瞬降的程度(瞬降時間及電壓下降度)變得更大,可能會對負載帶來嚴重影響。
因此,本發明的主要目的在於提供一種能夠防止從經由旁路電路供給交流電力至負載的節能模式下的供電切換至反向器供電時的電壓瞬降之發生的不斷電電源裝置。
本發明的不斷電電源裝置係連接在交流電源與負載之間。該不斷電電源裝置係具備:轉換器,係將來自交流電源的交流電力順轉換成直流電力;反向器,係將轉換器輸出的直流電力或電力儲存裝置輸出的直流電力逆轉換成交流電力並供給至負載;旁路電路,係含有並聯連接在交流電源與負載之間的半導體開關及接觸器;電力轉換控制部,係控制轉換器及反向器的電力轉換;及切換控制部,係控制半導體開關及接觸器的導通/切斷(on/off)。不斷電電源裝置係具有從反向器供給交流電力至負載的第1動作模式及從交流電源經由旁路電路供給交流電力至負載的第2動作模式,並構成為當所選擇的是第2動作模式時,於檢測到交流電源的電壓下降時,轉為第1動作模式。當所選擇的是第2動作模式時,切換控制部係將接觸器導通並且將半導體開關切斷(off),另一方面,於交流電源的電壓下降度達第1臨限值時,在令半導體開關導通(on)後 令接觸器切斷。當所選擇的是第2動作模式時,電力轉換控制部係於交流電源的電壓下降度達比第1臨限值還小的第2臨限值時,令反向器執行逆轉換將電力儲存裝置輸出的直流電力轉換成交流電力,並且以使從反向器輸出的交流電壓與供給自交流電源的交流電壓同步之方式控制反向器的逆轉換。令接觸器切斷後,於電力轉換控制部使反向器的逆轉換執行時,切換控制部係令半導體開關切斷。
較佳為,電力轉換控制部係構成為以使從反向器輸出的交流電壓與從交流電源供給的交流電壓同步之方式產生用於控制反向器的閘極(gate)信號。在第2動作模式中,電力轉換控制部係藉由停止閘極信號的輸出而將反向器設為逆轉換的待機狀態,當交流電源的電壓下降度達第2臨限值時,輸出閘極信號至反向器。
較佳為,不斷電電源裝置係構成為在轉為第1動作模式後,當檢測到來自交流電源的交流電力的供給恢復的復電時,回復為第2動作模式。在第1動作模式中,電力轉換控制部係相應於檢測到交流電源的復電而以使從反向器輸出的交流電壓與復電後從交流電源供給的交流電壓同步之方式控制反向器的逆轉換。切換控制部係當從反向器輸出的交流電壓與復電後從交流電源供給的交流電壓同步時,依序令半導體開關及接觸器導通,在令接觸器導通後令半導體開關切斷。
較佳為,不斷電電源裝置係復具備:輸入端子,係從交流電源接受交流電力並供給至轉換器;旁路 端子,係從交流電源接受交流電力;第1開關,係連接在旁路端子與旁路電路之間;第2開關,係連接在第1節點(node)與旁路電路之間,其中該第1節點位在輸入端子與轉換器的交流側端子之間;及第3開關,係連接在輸入端子及第1節點之間。在第2動作模式中,切換控制部係將第2及第3開關導通,另一方面,將第1開關切斷,藉此,將供給至輸入端子的交流電力經由接觸器供給至負載。
較佳為,不斷電電源裝置係復具備:輸入端子,係從交流電源接受交流電力並供給至轉換器;及旁路端子,係從交流電源接受交流電力並供給至旁路電路。在第2動作模式中,切換控制部係將供給至旁路端子的交流電力經由接觸器供給至負載。
依據本發明,能夠在具備經由旁路電路供給交流電力至負載的節能模式的不斷電電源裝置中,防止從節能模式下的供電切換至反向器供電時的電壓瞬降之發生。藉此,能夠既確保對負載的供電穩定性也使不斷電電源裝置的運轉效率提升。
1‧‧‧機體
2、7、12、14至16‧‧‧接觸器
3、6‧‧‧保險絲
4、10‧‧‧電抗器
5‧‧‧轉換器
8‧‧‧電解電容器
9‧‧‧反向器
11‧‧‧電容器
13‧‧‧閘流體開關
17‧‧‧切換控制部
18‧‧‧節能模式設定部
19‧‧‧電力轉換控制部
20至22、33、35‧‧‧電壓檢測電路
30‧‧‧轉換器控制電路
32、36‧‧‧比流器
34‧‧‧反向器控制電路
38‧‧‧正弦波產生電路
50‧‧‧交流電源
51‧‧‧旁路交流電源
52‧‧‧負載
53‧‧‧蓄電池
54‧‧‧雙電層電容器
N1‧‧‧節點
T1‧‧‧旁路端子
T2‧‧‧輸入端子
T3‧‧‧蓄電池端子
T4‧‧‧輸出端子
9‧‧‧啟動指令
18‧‧‧節能模式設定信號
34‧‧‧同步檢測信號
38‧‧‧正弦波信號
A至 D‧‧‧控制信號
第1圖係本發明實施形態1的不斷電電源裝置的全體構成圖。
第2圖係用於說明本發明實施形態1在執行節能模式中的電力流動情形之圖。
第3圖係用於說明當在執行節能模式中檢測到交流電源的電壓下降時的電力流動情形之圖。
第4圖係顯示本發明實施形態1的不斷電電源裝置中從節能模式下的供電切換至反向器供電所使用的控制構成之功能方塊圖。
第5圖係用於說明執行反向器供電中的電力流動情形之圖。
第6圖係用於說明當在執行反向器供電中檢測到交流電源的復電時的電力流動情形之圖。
第7圖係顯示本實施形態1的不斷電電源裝置的其他構成例之全體構成圖。
第8圖係本發明實施形態2的不斷電電源裝置的全體構成圖。
第9圖係用於說明本發明實施形態2在執行節能模式中的電力流動情形之圖。
第10圖係用於說明當在執行節能模式中檢測到旁路交流電源的電壓下降時的電力流動情形之圖。
第11圖係顯示本發明實施形態2的不斷電電源裝置中從節能模式下的供電切換至反向器供電所使用的控制構成之功能方塊圖。
以下,針對本發明的實施形態,參照圖式進行詳細的說明。另外,相同或等同的部分係給予相同的元件符號並且不再重複其說明。
〔實施形態1〕
第1圖係本發明實施形態1的不斷電電源裝置的全體構成圖。參照第1圖,本發明實施形態1的不斷電電源裝置係連接至交流電源50、旁路交流電源51及負載52。
交流電源50及旁路交流電源(by-pass AC power source)51係供給交流電力至不斷電電源裝置的交流電源。該兩交流電源的各者係例如由商用交流電源或自家用發電機等所構成。在第1圖及之後說明的圖中係顯示三相三線式作為交流電源的一例。為了簡化圖式及說明,在第1圖中係僅顯示一個相的電路作為代表。但交流電源的種類並不限於三相三線式,例如亦可為三相四線式的電源,亦可為單相三線式的電源。
不斷電電源裝置係具備:機體1;收容於機體1內部的本體部;電性連接至本體部的蓄電池53;及設置於機體1的旁路端子T1、輸入端子T2、蓄電池端子T3、輸出端子T4。
旁路端子T1係接受來自旁路交流電源51的交流電力。輸入端子T2係接受來自交流電源50的交流電力。蓄電池端子T3係連接至蓄電池53的正極。蓄電池53係收容於有別於機體1的另一機體。於輸出端子T4係連接有負載52。
就不斷電電源裝置的本體部而言,係具備:電磁接觸器(接觸器)2、7、12、14至16;保險絲(fuse)3、6;電抗器(reactor)4、10;轉換器(順轉換器)5;電解電容 器8;反向器(逆轉換器)9;電容器11;閘流體開關13;切換控制部17;節能模式設定部18;電力轉換控制部19;電壓檢測電路20;及比流器32、36。其中,接觸器2、保險絲3、電抗器4、轉換器5、反向器9、電抗器10及接觸器12係串聯連接在輸入端子T2與輸出端子T4之間。
接觸器2係連接在輸入端子T2與轉換器5之間的通電路徑。接觸器2係於三相交流電力正常地從交流電源50供給的通常時接通(導通),於例如不斷電電源裝置的維護(maintenance)時斷開(切斷)。保險絲3係***在輸入端子T2與轉換器5之間的通電路徑,以防止過電流從交流電源50流入。電抗器4係為了讓來自交流電源50的交流電力通過,並防止轉換器5產生的切換頻率(switching frequency)信號傳播至交流電源50而設。
轉換器5及反向器9係由半導體開關元件所構成。就半導體開關元件而言,可使用例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;絕緣閘雙極性電晶體)。此外,就半導體開關元件的控制方式而言,能夠使用PWM(Pulse Width Modulation;脈波寬度調變)控制。
轉換器5係於通常時將供給自交流電源50的三相交流電力轉換(順轉換)成直流電力。轉換器5產生的直流電力係供給至反向器9及蓄電池53。另一方面,於來自交流電源50的三相交流電力的供給停止的斷電時,轉換器5的運作係被停止。
電解電容器8係連接至轉換器5的輸出端 子,將轉換器5的輸出電壓予以平滑化。反向器9係於通常時將經電解電容器8平滑化的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。另一方面,於斷電時,反向器9係將蓄電池53的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。轉換器5及反向器9的電力轉換係由電力轉換控制部19所控制。
電抗器10及電容器11係構成濾波器(filter),用於將自反向器9輸出的交流電力所含的切換頻率成分濾除。
接觸器12係於交流電力從反向器9供給至負載52的反向器供電時導通。另一方面,於交流電力從旁路交流電源51經由閘流體開關13及接觸器14供給至負載52的旁路供電時,接觸器12係切斷。但在後述的執行節能模式中,接觸器12係導通。
閘流體開關13及接觸器14係並聯連接在旁路端子T1與輸出端子T4之間。閘流體開關13係當來自切換控制部17的控制信號 D為H(邏輯高(logic-high))電位(level)時導通,當控制信號 D為L(邏輯低(logic-low))電位時切斷。閘流體開關13係回應控制信號 D而於從反向器供電轉為旁路供電時僅導通預定時間。接觸器14係當來自切換控制部17的控制信號 C為H電位時導通,當控制信號 C為L電位時切斷。接觸器14係回應控制信號 C而於反向器供電時切斷、於旁路供電時導通。
閘流體開關13及接觸器14係構成旁路電 路。旁路電路的一方端子係連接至輸出端子T4。接觸器15係連接在旁路端子T1與旁路電路的另一方端子之間。接觸器15係當來自切換控制部17的控制信號 A為H電位時導通,當控制信號 A為L電位時切斷。
接觸器16係連接在節點N1(第1節點)與旁路電路的另一方端子之間,其中節點N1位在輸入端子T2與轉換器5的交流側端子之間。接觸器16係當來自切換控制部17的控制信號 B為H電位時導通,當控制信號 B為L電位時切斷。
蓄電池53係於斷電時將直流電力供給至反向器9之用的電力儲存裝置。蓄電池53於通常時係將轉換器5產生的直流電力蓄存起來。保險絲6及接觸器7係串聯連接在轉換器5的直流側端子與蓄電池端子T3之間。接觸器7係於通常時導通,於例如不斷電電源裝置及蓄電池53的維護時切斷。保險絲6係防止過電流流入轉換器5及蓄電池53。
本發明實施形態1的不斷電電源裝置,就運轉模式而言,係具有節能模式。所謂的節能模式,指的是於三相交流電力正常地從交流電源50供給的通常時,重視不斷電電源裝置的高運轉效率的運轉模式。第2圖係用於說明執行節能模式中的電力流動情形之圖。
一般而言,不斷電電源裝置係構成為於通常時利用轉換器5將供給自交流電源50的三相交流電力轉換成直流電力,再利用反向器9將該直流電力轉換成三相 交流電力並供給至負載52。然而,在上述構成中,在轉換器5及反向器9的各者會發生伴隨電力轉換的電力損失,因此有不斷電電源裝置的運轉效率低之問題。
在節能模式中,如第2圖中的實線箭頭所示,係將供給自交流電源50的三相交流電力經由閘流體開關13及接觸器14供給至負載52。亦即,在不通過轉換器5及反向器9下對負載52供給三相交流電力。藉此,抑制電力損失在轉換器5及反向器9發生,因此能夠使不斷電電源裝置的運轉效率提升。另外,在執行節能模式中也能夠視需要令轉換器5運作,藉此而如第2圖中的虛線箭頭所示,將直流電力於蓄電池53蓄存起來。
再次參照第1圖,節能模式設定部18係從上位的控制部(未圖示)接收要求執行節能模式的節能模式運轉指令。關於節能模式的要求,例如可設計為在機體1外部設有用於要求節能模式的開關,令節能模式運轉指令於使用者打開(on)該開關時啟用。或者,亦可不設置開關等,設計為令節能模式運轉指令遵照預設好的時程(schedule)自動啟用等。
節能模式設定部18係當接收到節能模式運轉指令,便將不斷電電源裝置的運轉模式設定至節能模式。節能模式設定部18係產生表示運轉模式已設定為節能模式的節能模式設定信號 18,並將所產生的節能模式設定信號 18輸出至切換控制部17及電力轉換控制部19。
切換控制部17係當從節能模式設定部18 接收到節能模式設定信號 18,便將運轉模式從將來自交流電源50的三相交流電力經由轉換器5及反向器9供給至負載52的通常模式切換成節能模式。具體而言,切換控制部17係當接收到節能模式設定信號 18,便以使交流電源50與負載52之間形成第2圖所示電力路徑之方式控制接觸器14、15、16及閘流體開關13。切換控制部17係將控制信號 B、 C、 D設成H電位而使接觸器16、14及閘流體開關13導通。
閘流體開關13的響應時間極短,當將控制信號 D設成H電位,閘流體開關13便瞬間導通。另一方面,接觸器14的響應時間比閘流體開關13的響應時間還長,在將控制信號 C設成H電位後還要經過預定的響應時間後才會真正導通。在接觸器14導通後,切換控制部17係將控制信號 D設成L電位,將閘流體開關13切斷。藉此,從交流電源50供給的三相交流電力係在通過電抗器4後,經由節點N1及接觸器14導至輸出端子T4。
電力轉換控制部19係當從節能模式設定部18接收到節能模式設定信號,便為了在蓄電池53蓄存直流電力而令轉換器5運作。具體而言,電力轉換控制部19係以使蓄電池53成為預定的滿充電狀態之方式,配合蓄電池53的剩餘電量控制轉換器5的順轉換。
此外,於執行節能模式中,電力轉換控制部19係產生用於將構成反向器9的半導體開關元件予以導通/切斷的閘極信號。電力轉換控制部19係以使反向器9 輸出與供給自交流電源50的三相交流電壓同步的三相交流電壓之方式產生閘極信號。但電力轉換控制部19於執行節能模式中並不將所產生的閘極信號輸出至反向器9內部的閘極驅動電路。因此,反向器9於執行節能模式中並不運作,係處於待機狀態(閘極信號輸入等待狀態)直至從電力轉換控制部19接收到閘極信號輸入。
電壓檢測電路20係檢測供給自交流電源50的三相交流電壓的瞬間值,將表示檢測值的信號提供給切換控制部17。比流器32係檢測供給至轉換器5的交流電流,將表示檢測值的信號提供給電力轉換控制部19。比流器36係檢測從反向器9供給至輸出端子T4的交流電流,將表示檢測值的信號提供給電力轉換控制部19。
切換控制部17於執行節能模式中係根據電壓檢測電路20的輸出信號檢測交流電源50的電壓下降。切換控制部17係當檢測到交流電源50的電壓下降,便產生用於啟動待機狀態的反向器9的啟動指令 9。切換控制部17係將所產生的啟動指令 9輸出至電力轉換控制部19。反向器9回應該啟動指令 9而啟動,藉此,不斷電電源裝置係從節能模式下的供電切換至反向器供電。
此處,為了從節能模式下的供電切換至反向器供電,係必須令接觸器14切斷。接觸器14係機械式斷路器,於切斷通電使主接點斷開時切斷。因此,在切換控制部17將控制信號 C設成L電位後,還要等到每隔交流半週期到來的電流值變為零之時點(timing),接觸器 14才會真正切斷。如上述,接觸器14轉變至切斷(turn off)需要時間,因此難以在檢測到交流電源50的電壓下降後立即切換成反向器供電。結果,導致在從節能模式下的供電切換至反向器供電時,產生輸出至輸出端子T4的電壓瞬間下降的電壓瞬降(瞬降)發生之問題。
因此,在本實施形態中係根據雷壓檢測電路20的輸出信號檢測交流電源50的電壓下降度,再依據所檢測出的電壓下降度控制旁路電路的導通/切斷及反向器9的電力轉換。藉此,防止在從節能模式下的供電切換至反向器供電時的電壓瞬降之發生。
第3圖係用於說明當在執行節能模式中檢測到交流電源50的電壓下降時的電力流動情形之圖。於執行節能模式中,切換控制部17係根據電壓檢測電路20的輸出信號檢測交流電源50的電壓下降。具體而言,切換控制部17係根據電壓檢測電路20的輸出信號檢測供給自交流電源50的三相交流電壓的有效值。切換控制部17係根據所檢測出的三相交流電壓的有效值與基準電壓之間的偏差算出交流電源50的電壓下降度(單位:%)。基準電壓係例如設定為流電源50的額定電壓。電壓下降度係定義為三相交流電壓的有效值相對於基準電壓之偏差/基準電壓。
切換控制部17於執行節能模式中係比較交流電源50的電壓下降度與第1臨限值。第1臨限值係例如設定為5%。當交流電源50的電壓下降度達5%時,切換控制部17係將控制信號 D設成H電位使閘流體開關13導 通,另一方面,將控制信號 C設成L電位使接觸器14切斷。
此時,當將控制信號 D設成H電位,閘流體開關13便瞬間導通。另一方面,在將控制信號 C設成L電位後還要經過預定的響應時間後接觸器14才會切斷。因此,接觸器14在閘流體開關13導通之後切斷。藉此,從交流電源50供給的三相交流電力係經由節點N1、接觸器16及閘流體開關13導至輸出端子T4。
切換控制部17係接著比較交流電源50的電壓下降度與第2臨限值。第2臨限值係比第1臨限值還大的值,例如設定為10%。切換控制部17係當交流電源50的電壓下降度達10%時,對待機狀態的反向器9給予啟動指令 9。當反向器9接收該啟動指令 9而啟動,電力轉換控制部19便將於執行節能模式中所產生的閘極信號輸出至反向器9內部的閘極驅動電路。構成反向器9的半導體開關元件的各者係依閘極信號而導通/切斷。藉此,如第3圖中的虛線箭頭所示,反向器9係將蓄電池53的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。從反向器9輸出的三相交流電力係供給至輸出端子T4。
當如上述,回應啟動指令 9而執行反向器9的逆轉換,切換控制部17便將控制信號 D設成L電位使閘流體開關13切斷。將控制信號 D設成L電位後,閘流體開關13係瞬間切斷,因此能夠在閘流體開關13轉變至切斷的轉變期間將輸出端子T4維持為從反向器9輸 出的三相交流電壓。藉此,能夠防止在從節能模式下的供電切換至反向器供電時,輸出至輸出端子T4的電壓瞬間下降。
第4圖係顯示本發明實施形態1的不斷電電源裝置中從節能模式下的供電切換至反向器供電所使用的控制構成之功能方塊圖。
參照第4圖,電力轉換控制部19係含有轉換器控制電路30、反向器控制電路34、電壓檢測電路33、35及正弦波產生電路38。
電壓檢測電路33係檢測電解電容器8的端子間電壓,將檢測值提供給轉換器控制電路30。轉換器控制電路30係當從節能模式設定部18接收到節能模式設定信號 18,便根據比流器32及電壓檢測電路33的輸出信號,以使預定的直流電壓供給至蓄電池53之方式控制轉換器5的順轉換。
電壓檢測電路35係檢測從反向器9輸出的三相交流電壓的瞬間值,將檢測值提供給反向器控制電路34。正弦波產生電路38係根據電壓檢測電路20的輸出信號,產生與供給自交流電源50的三相交流電壓同步、為商用頻率且具有預定振幅的正弦波信號 38。該預定振幅係例如以使正弦波信號 38的有效值成為交流電源50的額定電壓的90%之方式設定。另外,所謂的交流電源50的額定電壓的90%,係相當於交流電源50異常時(斷電時或電壓下降時)不斷電電源裝置所應補償的補償電壓。正弦波產 生電路38係將所產生的正弦波信號φ 38提供給反向器控制電路34。
反向器控制電路34係當從節能模式設定部18接收到節能模式設定信號 18,便根據比流器36及電壓檢測電路35的輸出信號與來自正弦波產生電路38的正弦波信號 38控制反向器9的逆轉換。具體而言,反向器控制電路34係根據電壓檢測電路35的輸出信號與正弦波產生電路38所產生的正弦波信號 38之間的偏差產生電流指令值。反向器控制電路34係進一步求取所產生的電流指令值與比流器36的輸出信號之間的偏差,再以使該偏差消除之方式產生電壓指令值。反向器控制電路34係根據所產生的電壓指令值對反向器9進行PWM控制。此時,反向器控制電路34係以使電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自交流電源50的三相交流電壓同步之方式控制反向器9。
於執行節能模式中,反向器控制電路34係利用前述PWM控制產生用於將構成反向器9的半導體開關元件予以導通/切斷的閘極信號。但反向器控制電路34並不將所產生的閘極信號輸出至反向器9內部的閘極驅動電路。因此,反向器9於執行節能模式中並不運作,係處於待機狀態(閘極信號輸入等待狀態)。如上述,於執行節能模式中,轉換器5係將來自交流電源50的三相交流電力轉換成直流電力並供給至蓄電池53。另一方面,反向器9係處於逆轉換的待機狀態。
於執行節能模式中,切換控制部17係根據電壓檢測電路20的輸出信號檢測交流電源50的電壓下降。切換控制部17係根據電壓檢測電路20所檢測出的三相交流電壓的有效值與基準電壓(額定電壓)之間的偏差算出交流電源50的電壓下降度。當交流電源50的電壓下降度達第1臨限值(例如5%)時,切換控制部17係對反向器控制電路34給予啟動指令 9。
反向器控制電路34係當從切換控制部17接收到啟動指令 9,便將於執行節能模式中利用PWM控制所產生的閘極信號輸出至反向器9。藉此,反向器9係將蓄存於蓄電池53的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。反向器9係輸出與斷電發生前從交流電源50供給的三相交流電壓同步、為商用頻率且具有預定振幅的三相交流電壓。從反向器9輸出的三相交流電壓係供給至輸出端子T4。
接著,切換控制部17係將控制信號 D設成L電位使閘流體開關13切斷。當將控制信號 D設成L電位,閘流體開關13便瞬間切斷。因此,能夠在閘流體開關13轉換至切斷的轉變期間將輸出端子T4維持為從反向器9輸出的三相交流電壓。因此,能夠防止在從節能模式下的供電切換至反向器供電時,輸出端子T4的輸出電壓瞬間下降。
如上述,本實施形態1的不斷電電源裝置係依據交流電源50的電壓下降度控制旁路電路的導通/切斷 及反向器9的逆轉換,藉此而不受交流電源50的電壓下降的影響,無瞬斷地從節能模式下的供電切換至反向器供電。為了確實地抑制交流電源50的電壓下降的影響,較佳為將第1及第2臨限值各者設定成使在交流電源50的電壓下降至比不斷電電源裝置的補償電壓(例如交流電源50的額定電壓的90%)還低之前切換至反向器供電。
此外,針對用於決定啟動反向器9之時點的第2臨限值,較佳為以使從反向器9輸出的交流電壓的相位及大小變得與來自交流電源50的交流電壓相等之方式設定。在本實施形態中,係伴隨反向器9的輸出電壓的有效值設為交流電源50的額定電壓的90%(補償電壓)而將第2臨限值設定為10%。藉此,能夠在交流電源50的電壓下降至補償電壓之時點切換至反向器供電,從反向器9供給與補償電壓相等的電壓。
第5圖係用於說明執行反向器供電中的電力流動情形之圖。參照第5圖,於執行反向器供電中,回應來自切換控制部17的控制信號,接觸器16係導通,接觸器15、14及閘流體開關13係切斷。轉換器5的運作係被停止。如第5圖中的實線箭頭所示,反向器9係將蓄電池53的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。反向器控制電路34係當蓄電池53的剩餘電量降至預設的下限值時停止反向器9的運作。藉此,不斷電電源裝置便結束反向器供電。
此外,於執行反向器供電中,當來自交流 電源50的三相交流電力的供給恢復時,亦即復電時,本實施形態1的不斷電電源裝置係能夠自動地從反向器供電回復為以節能模式進行的供電。第6圖係用於說明當在執行反向器供電中檢測到交流電源50的復電時的電力流動情形之圖。切換控制部17於執行反向器供電中係根據電壓檢測電路20的輸出信號檢測交流電源50的復電。例如,當電壓檢測電路20所檢測的三相交流電壓的有效值成為預定的臨限值以上時,切換控制部17係檢測交流電源50的復電。
切換控制部17係當檢測到交流電源50的復電,便產生用於啟動轉換器5的啟動指令。切換控制部17係將所產生的啟動指令輸出至轉換器控制電路30。當轉換器5回應啟動指令而啟動,轉換器控制電路30便產生用於控制轉換器5的順轉換的閘極信號並輸出至轉換器5。藉此,如第6圖中的虛線箭頭所示,轉換器5係將復電後從交流電源50供給的三相交流電力轉換成直流電力。轉換器5產生的直流電力係供給至反向器9及蓄電池53。
正弦波產生電路38係根據電壓檢測電路20的輸出信號,產生與復電後從交流電源50供給的三相交流電壓同步、為商用頻率且具有預定振幅的正弦波信號φ 38。正弦波產生電路38係將所產生的正弦波信號 38提供給反向器控制電路34。
反向器控制電路34係根據比流器36及電壓檢測電路35的輸出信號與來自正弦波產生電路38的正弦 波信號 38控制反向器9的逆轉換。此時,反向器控制電路34係以使電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與復電後來自交流電源50的三相交流電壓同步之方式控制反向器9。
此處,當斷電前從交流電源50供給的三相交流電壓與復電後從交流電源50供給的三相交流電壓之間有相位偏移時,如上述以使電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自交流電源50的三相交流電壓同步之方式控制反向器9有可能導致復電後從反向器9輸出的三相交流電壓急劇改變。此情形下,由於經由輸出端子T4供給至負載52的三相交流電壓變得不穩定,而有對負載52的運作造成影響之虞。因此,在復電後,反向器控制電路34係令輸出自反向器9的三相交流電壓逐漸與來自交流電源50的三相交流電壓同步。具體而言,反向器控制電路34係將控制週期期間的電壓指令值的變化量限制在預設的上限值以下。該上限值係例如藉由實驗等找出避免影響負載52運作的合適值。
反向器控制電路34係檢測電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自交流電源50的三相交流電壓是否同步,並將表示檢測結果的同步檢測信號 34提供給切換控制部17。當電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自交流電源50的三相交流電壓同步時,同步檢測信號 34係被設成屬於啟用電位的H電位。另一方面,當電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自交流電 源50的三相交流電壓不同步時,同步檢測信號 34係被設成屬於非啟用電位的L電位。
切換控制部17係當同步檢測信號 34被啟用為H電位,便將控制信號 D設成H電位使閘流體開關13導通。接著,切換控制部17係將控制信號 C設成H電位使接觸器14導通。在將控制信號 C設成H電位後還要經過預定的響應時間後接觸器14才會真正導通。接著,切換控制部17係將控制信號 D設成L電位使閘流體開關13切斷。
此外,反向器控制電路34係停止對反向器9內部的閘極驅動電路輸出閘極信號,藉此停止反向器9的運作。藉此,便從交流電源50經由接觸器14供給三相交流電力至負載52。
如上述,當交流電源50復電,反向器控制電路34便以使輸出自反向器9的三相交流電壓與復電後從交流電源50供給的三相交流電壓同步之方式控制反向器9。接著,當輸出自反向器9的三相交流電壓與從交流電源50供給的三相交流電壓同步時,切換控制部17係依序令閘流體開關13及接觸器14導通,藉此從反向器供電切換至節能模式的供電。藉此,能夠防止在從反向器供電回復為節能模式的供電時,供給至負載52的三相交流電壓跳動。
在不斷電電源裝置的運轉模式回復為節能模式後,反向器控制電路34係繼續利用PWM控制產生用 於將構成反向器9的半導體開關元件予以導通/切斷的閘極信號。但反向器控制電路34並不將所產生的閘極信號輸出至反向器9。因此,反向器9於執行節能模式中並不運作,係處於逆轉換的待機狀態。
如上述,依據本發明實施形態1的不斷電電源裝置,能夠防止在從節能模式下的供電切換至反向器供電時發生電壓瞬降。
此外,在轉為反向器供電後,當交流電源復電時,能夠一邊防止電壓瞬降一邊自動地回復為以節能模式進行的供電。藉此,能夠既確保對負載的供電穩定性也使不斷電電源裝置的運轉效率提升。
另外,在上述的實施形態1中,反向器供電係對應「第1動作模式」,節能模式係對應「第2動作模式」。此外,接觸器15係對應「第1開關」,接觸器16係對應「第2開關」,接觸器2係對應「第3開關」。閘流體開關13及接觸器14係構成「旁路電路」。
另外,雖然在上述的實施形態1中係例示以蓄電池53作為用於蓄存直流電力的電力儲存裝置之構成,但亦可例如第7圖所示,使用雙電層電容器54等蓄電池以外的電力儲存元件。
〔實施形態2〕
在上述的實施形態1的不斷電電源裝置中,係針對在節能模式中將來自交流電源50的三相交流電力供給至負載52的構成進行說明,但亦可構成為供給來自旁路交流電 源51的三相交流電力。在本發明的實施形態2中,係針對在節能模式中供給來自旁路交流電源51的三相交流電力的構成進行說明。
第8圖係本發明實施形態2的不斷電電源裝置的全體構成圖。實施形態2的不斷電電源裝置乃係在第1圖所示實施形態1的不斷電電源裝置中移除接觸器15、16並且設置電壓檢測電路21取代電壓檢測電路20而成。
參照第8圖,切換控制部17係當從節能模式設定部18接收到節能模式設定信號 18,便將運轉模式從將來自交流電源50的三相交流電力經由轉換器5及反向器9供給至負載52的通常模式切換成將來自旁路交流電源51的三相交流電力經由旁路電路供給至負載52的節能模式。
具體而言,切換控制部17係當接收到節能模式設定信號 18,便以使旁路交流電源51與負載52之間形成電力路徑之方式控制接觸器14及閘流體開關13。切換控制部17係當接收到節能模式設定信號 18,便將控制信號 D設成H電位使閘流體開關13導通,將控制信號 C設成H電位使接觸器14導通。當將控制信號 D設成H電位,閘流體開關13便瞬間導通。另一方面,將控制信號 C設成H電位後還要經過預定的響應時間後接觸器14才會導通。當接觸器14導通,切換控制部17便將控制信號 D設成L電位使閘流體開關13切斷。
第9圖係用於說明執行節能模式中的電力 流動情形之圖。在節能模式中,如第9圖中的實線箭頭所示,係將供給自旁路交流電源51的三相交流電力經由接觸器14供給至負載52。
電力轉換控制部19係當從節能模式設定部18接收到節能模式設定信號 18,便為了在蓄電池53蓄存直流電力而令轉換器5運作。具體而言,電力轉換控制部19係以使蓄電池53成為預定的滿充電狀態之方式,配合蓄電池53的剩餘電量控制轉換器5的順轉換。在執行節能模式中也能夠視需要令轉換器5運作,藉此而如第9圖中的虛線箭頭所示,將直流電力於蓄電池53蓄存起來。
此外,再次參照第8圖,於執行節能模式中,電力轉換控制部19係產生用於將構成反向器9的半導體開關元件予以導通/切斷的閘極信號。電力轉換控制部19係以使反向器9輸出與供給自旁路交流電源51的三相交流電壓同步的三相交流電壓之方式產生閘極信號。但電力轉換控制部19於執行節能模式中並不將所產生的閘極信號輸出至反向器9內部的閘極驅動電路。因此,反向器9於執行節能模式中並不運作,係處於待機狀態(閘極信號輸入等待狀態)直至從電力轉換控制部19接收到閘極信號輸入。
電壓檢測電路21係檢測供給自旁路交流電源51的三相交流電壓的瞬間值,將表示檢測值的信號提供給切換控制部17。切換控制部17於執行節能模式中係根據電壓檢測電路21的輸出信號檢測旁路交流電源51的電 壓下降。切換控制部17係當檢測到旁路交流電源51的電壓下降,便產生用於啟動待機狀態的反向器9的啟動指令 9。切換控制部17係將所產生的啟動指令 9輸出至電力轉換控制部19。反向器9回應該啟動指令 9而啟動,藉此,不斷電電源裝置係從節能模式下的供電切換至反向器供電。
第10圖係用於說明當在執行節能模式中檢測到旁路交流電源51的電壓下降時的電力流動情形之圖。參照第10圖,於執行節能模式中,切換控制部17係根據電壓檢測電路21的輸出信號檢測旁路交流電源51的電壓下降。具體而言,切換控制部17係根據電壓檢測電路21的輸出信號檢測供給自旁路交流電源51的三相交流電壓的有效值。切換控制部17係根據所檢測出的三相交流電壓的有效值與基準電壓之間的偏差算出旁路交流電源51的電壓下降度。基準電壓係例如設定為旁路交流電源51的額定電壓。電壓下降度係定義為三相交流電壓的有效值相對於基準電壓之偏差/基準電壓。
切換控制部17於執行節能模式中係比較旁路交流電源51的電壓下降度與第1臨限值。第1臨限值係例如設定為5%。當旁路交流電源51的電壓下降度達5%時,切換控制部17係將控制信號 D設成H電位使閘流體開關13導通,另一方面,將控制信號 C設成L電位使接觸器14切斷。
此時,當將控制信號 D設成H電位,閘 流體開關13便瞬間導通。另一方面,在將控制信號 C設成L電位後還要經過預定的響應時間後接觸器14才會切斷。因此,接觸器14在閘流體開關13導通之後切斷。藉此,從旁路交流電源51供給的三相交流電力係經由閘流體開關13導至輸出端子T4。
切換控制部17係接著比較旁路交流電源51的電壓下降度與第2臨限值。第2臨限值乃係比第1臨限值還大的值,例如設定為10%。切換控制部17係當旁路交流電源51的電壓下降度達10%時,對待機狀態的反向器9給予啟動指令 9。當反向器9接收該啟動指令 9而啟動,電力轉換控制部19便將於執行節能模式中所產生的閘極信號輸出至反向器9內部的閘極驅動電路。構成反向器9的半導體開關元件的各者係依閘極信號而導通/切斷。藉此,如第10圖中的虛線箭頭所示,反向器9係將蓄電池53的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。從反向器9輸出的三相交流電力係供給至輸出端子T4。
當如上述,回應啟動指令 9而執行反向器9的逆轉換,切換控制部17便將控制信號 D設成L電位使閘流體開關13切斷。將控制信號 D設成L電位後,閘流體開關13係瞬間切斷,因此能夠在閘流體開關13轉變至切斷的轉變期間將輸出端子T4維持為從反向器9輸出的三相交流電壓。藉此,能夠防止在從節能模式下的供電切換至反向器供電時,輸出至輸出端子T4的電壓瞬間下降。
第11圖係本發明實施形態2的不斷電電源裝置中從節能模式下的供電切換至反向器供電所使用的控制構成之功能方塊圖。參照第11圖,電力轉換控制部19係含有轉換器控制電路30、反向器控制電路34、電壓檢測電路33、35及正弦波產生電路38。
電壓檢測電路33係檢測電解電容器8的端子間電壓,將檢測值提供給轉換器控制電路30。轉換器控制電路30係當從節能模式設定部18接收到節能模式設定信號 18,便根據比流器32及電壓檢測電路33的輸出信號,以使預定的直流電壓供給至蓄電池53之方式控制轉換器5的順轉換。
電壓檢測電路35係檢測從反向器9輸出的三相交流電壓的瞬間值,將檢測值提供給反向器控制電路34。正弦波產生電路38係根據電壓檢測電路21的輸出信號,產生與供給自旁路交流電源51的三相交流電壓同步、為商用頻率且具有預定振幅的正弦波信號 38。該預定振幅係例如以使正弦波信號 38的有效值成為旁路交流電源51的額定電壓的90%之方式設定。另外,所謂的旁路交流電源51的額定電壓的90%,係相當於旁路交流電源51異常時不斷電電源裝置所應補償的補償電壓。正弦波產生電路38係將所產生的正弦波信號 38提供給反向器控制電路34。
反向器控制電路34係當從節能模式設定部18接收到節能模式設定信號 18,便根據比流器36及電 壓檢測電路35的輸出信號與來自正弦波產生電路38的正弦波信號 38控制反向器9的逆轉換。具體而言,反向器控制電路34係根據電壓檢測電路35的輸出信號與正弦波產生電路38所產生的正弦波信號 38之間的偏差產生電流指令值。反向器控制電路34係進一步求取所產生的電流指令值與比流器36的輸出信號之間的偏差,再以使該偏差消除之方式產生電壓指令值。反向器控制電路34係根據所產生的電壓指令值對反向器9進行PWM控制。此時,反向器控制電路34係以使電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自旁路交流電源51的三相交流電壓同步之方式控制反向器9。
於執行節能模式中,反向器控制電路34係利用前述PWM控制產生用於將構成反向器9的半導體開關元件予以導通/切斷的閘極信號。但反向器控制電路34並不將所產生的閘極信號輸出至反向器9內部的閘極驅動電路。因此,反向器9於執行節能模式中並不運作,係處於待機狀態(閘極信號輸入等待狀態)。如上述,於執行節能模式中,轉換器5係將來自交流電源50的三相交流電力轉換成直流電力並供給至蓄電池53。另一方面,反向器9係處於逆轉換的待機狀態。
於執行節能模式中,切換控制部17根據電壓檢測電路21的輸出信號檢測旁路交流電源51的電壓下降。切換控制部17係根據電壓檢測電路21所檢測出的三相交流電壓的有效值與基準電壓(額定電壓)之間的偏差算 出旁路交流電源51的電壓下降度。當旁路交流電源51的電壓下降度達第1臨限值(例如5%)時,切換控制部17係對反向器控制電路34給予啟動指令 9。
反向器控制電路34係當從切換控制部17接收到啟動指令 9,便將於執行節能模式中利用PWM控制所產生的閘極信號輸出至反向器9。藉此,反向器9係將蓄存於蓄電池53的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。反向器9係輸出與斷電發生前從交流電源50供給的三相交流電壓同步、為商用頻率且具有預定振幅的三相交流電壓。從反向器9輸出的三相交流電壓係供給至輸出端子T4。
接著,切換控制部17係將控制信號 D設成L電位使閘流體開關13切斷。當將控制信號 D設成L電位,閘流體開關13便瞬間切斷。因此,能夠在閘流體開關13轉變至切斷的轉變期間將輸出端子T4維持為從反向器9輸出的三相交流電壓。藉此,能夠防止在從節能模式下的供電切換至反向器供電時,輸出端子T4的輸出電壓瞬間下降。
於執行反向器供電中,回應來自切換控制部17的控制信號,接觸器14及閘流體開關13係切斷。反向器9係將蓄電池53的直流電力轉換成商用頻率的三相交流電力。反向器控制電路34係當蓄電池53的剩餘電量降至預設的下限值時停止反向器9的運作。藉此,不斷電電源裝置便結束反向器供電。
此外,於執行反向器供電中,當來自旁路交流電源51的三相交流電力的供給恢復時,亦即復電時,本實施形態2的不斷電電源裝置係能夠自動地從反向器供電回復為以節能模式進行的供電。具體而言,切換控制部17於執行反向器供電中係根據電壓檢測電路21的輸出信號檢測旁路交流電源51的復電。例如,當電壓檢測電路21所檢測的三相交流電壓的有效值成為預定的臨限值以上時,切換控制部17係檢測旁路交流電源51的復電。
當檢測到旁路交流電源51的復電,正弦波產生電路38便根據電壓檢測電路21的輸出信號產生與復電後從旁路交流電源51供給的三相交流電壓同步且為商用頻率且具有預定振幅的正弦波信號 38。正弦波產生電路38係將所產生的正弦波信號 38提供給反向器控制電路34。
反向器控制電路34係根據比流器36及電壓檢測電路35的輸出信號與來自正弦波產生電路38的正弦波信號 38控制反向器9的逆轉換。此時,反向器控制電路34係以使電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與復電後來自旁路交流電源51的三相交流電壓同步之方式控制反向器9。另外,如上述的實施形態1中之說明,當斷電前從旁路交流電源51供給的三相交流電壓與復電後從旁路交流電源51供給的三相交流電壓之間有相位偏移時,如上述以使電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自旁路交流電源51的三相交流電壓同步之方式控制反 向器9有可能導致復電後從反向器9輸出的三相交流電壓急劇改變。因此,在復電後,反向器控制電路34係令輸出自反向器9的三相交流電壓逐漸與來自旁路交流電源51的三相交流電壓同步。具體而言,反向器控制電路34係將控制週期期間的電壓指令值的變化量限制在預設的上限值以下。該上限值係例如藉由實驗等找出避免影響負載52運作的合適值。
反向器控制電路34係檢測電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自旁路交流電源51的三相交流電壓是否同步,並將表示檢測結果的同步檢測信號 34提供給切換控制部17。當電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自旁路交流電源51的三相交流電壓同步時,同步檢測信號 34係被設成屬於啟用電位的H電位。另一方面,當電壓檢測電路35所檢測的三相交流電壓與來自旁路交流電源51的三相交流電壓不同步時,同步檢測信號 34係被設成屬於非啟用電位的L電位。
切換控制部17係當同步檢測信號 34被啟用為H電位,便將控制信號 D設成H電位使閘流體開關13導通。接著,切換控制部17係將控制信號 C設成H電位使接觸器14導通。在將控制信號 C設成H電位後還要經過預定的響應時間後接觸器14才會真正導通。接著,切換控制部17係將控制信號 D設成L電位使閘流體開關13切斷。
此外,反向器控制電路34係停止對反向器 9內部的閘極驅動電路輸出閘極信號,藉此停止反向器9的運作。藉此,便從交流電源50經由接觸器14供給三相交流電力至負載52。
如上述,當旁路交流電源51復電,反向器控制電路34便以使輸出自反向器9的三相交流電壓與復電後從旁路交流電源51供給的三相交流電壓同步之方式控制反向器9。接著,當輸出自反向器9的三相交流電壓與從旁路交流電源51供給的三相交流電壓同步時,切換控制部17係依序令閘流體開關13及接觸器14導通,藉此從反向器供電切換至節能模式的供電。藉此,能夠防止在從反向器供電回復為節能模式的供電時,供給至負載52的三相交流電壓跳動。
在不斷電電源裝置的運轉模式回復為節能模式後,反向器控制電路34係繼續利用PWM控制產生用於將構成反向器9的半導體開關元件予以導通/切斷的閘極信號。但反向器控制電路34並不將所產生的閘極信號輸出至反向器9。因此,反向器9於執行節能模式中並不運作,係處於逆轉換的待機狀態。
如上述,依據本發明實施形態2的不斷電電源裝置,能夠防止在從節能模式下的供電切換至反向器供電時發生電壓瞬降。
此外,在轉為反向器供電後,當交流電源復電時,能夠一邊防止電壓瞬降一邊自動地回復為以節能模式進行的供電。藉此,能夠既確保對負載的供電穩定性 也使不斷電電源裝置的運轉效率提升。
本說明書所揭示的實施形態之各點均為例示,不應將之視為對本發明之限制。本發明之範圍,並不限於上述實施形態之說明,而是如申請專利範圍所示,且包含與申請專利範圍均等之意義以及範圍內之所有變更。
1‧‧‧機體
2、7、12、14至16‧‧‧接觸器
3、6‧‧‧保險絲
4、10‧‧‧電抗器
5‧‧‧轉換器
8‧‧‧電解電容器
9‧‧‧反向器
11‧‧‧電容器
13‧‧‧閘流體開關
17‧‧‧切換控制部
18‧‧‧節能模式設定部
19‧‧‧電力轉換控制部
20‧‧‧電壓檢測電路
32、36‧‧‧比流器
50‧‧‧交流電源
51‧‧‧旁路交流電源
52‧‧‧負載
53‧‧‧蓄電池
N1‧‧‧節點
T1‧‧‧旁路端子
T2‧‧‧輸入端子
T3‧‧‧蓄電池端子
T4‧‧‧輸出端子
9‧‧‧啟動指令
18‧‧‧節能模式設定信號
34‧‧‧同步檢測信號
A至 D‧‧‧控制信號

Claims (5)

  1. 一種不斷電電源裝置,係連接在交流電源與負載之間,該不斷電電源裝置係具備:轉換器,係將來自前述交流電源的交流電力順轉換成直流電力;反向器,係將前述轉換器輸出的直流電力或電力儲存裝置輸出的直流電力逆轉換成交流電力並供給至前述負載;旁路電路,係含有並聯連接在前述交流電源與前述負載之間的半導體開關及接觸器;電力轉換控制部,係控制前述轉換器及前述反向器的電力轉換;及切換控制部,係控制前述半導體開關及前述接觸器的導通/切斷;前述不斷電電源裝置係具有從前述反向器供給交流電力至前述負載的第1動作模式及從前述交流電源經由前述旁路電路供給交流電力至前述負載的第2動作模式,並構成為當所選擇的是前述第2動作模式時,於檢測到前述交流電源的電壓下降時,轉為前述第1動作模式;當所選擇的是前述第2動作模式時,前述切換控制部係將前述接觸器導通並且將前述半導體開關切斷,另一方面,於前述交流電源的電壓下降度達第1臨限值時,在令前述半導體開關導通後令前述接觸器 切斷;當所選擇的是前述第2動作模式時,前述電力轉換控制部係於前述交流電源的電壓下降度達比前述第1臨限值還小的前述第2臨限值時,令前述反向器執行逆轉換將前述電力儲存裝置輸出的直流電力轉換成交流電力,並且以使從前述反向器輸出的交流電壓與供給自前述交流電源的交流電壓同步之方式控制前述反向器的逆轉換;令前述接觸器切斷後,於前述電力轉換控制部使前述反向器的逆轉換執行時,前述切換控制部係令前述半導體開關切斷。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之不斷電電源裝置,其中,前述電力轉換控制部係構成為以使從前述反向器輸出的交流電壓與從前述交流電源供給的交流電壓同步之方式產生用於控制前述反向器的閘極信號;在前述第2動作模式中,前述電力轉換控制部係藉由停止前述閘極信號的輸出而將前述反向器設為逆轉換的待機狀態,當前述交流電源的電壓下降度達前述第2臨限值時,輸出前述閘極信號至前述反向器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之不斷電電源裝置,其中,前述不斷電電源裝置係構成為在轉為前述第1動作模式後,當檢測到來自前述交流電源的交流電力的供給恢復的復電時,回復為前述第2動作模式;在前述第1動作模式中,前述電力轉換控制部係 相應於檢測到前述交流電源的復電而以使從前述反向器輸出的交流電壓與復電後從前述交流電源供給的交流電壓同步之方式控制前述反向器的逆轉換;前述切換控制部係當從前述反向器輸出的交流電壓與復電後從前述交流電源供給的交流電壓同步時,依序令前述半導體開關及前述接觸器導通,在令前述接觸器導通後令前述半導體開關切斷。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之不斷電電源裝置,其中,復具備:輸入端子,係從前述交流電源接受交流電力並供給至前述轉換器;旁路端子,係從旁路交流電源接受交流電力;第1開關,係連接在前述旁路端子與前述旁路電路之間;第2開關,係連接在第1節點與前述旁路電路之間,其中該第1節點位在前述輸入端子與前述轉換器的交流側端子之間;及第3開關,係連接在前述輸入端子及前述第1節點之間;在前述第2動作模式中,前述切換控制部係將前述第2及第3開關導通,另一方面,將前述第1開關切斷,藉此,將供給至前述輸入端子的交流電力經由前述接觸器供給至前述負載。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之不斷電電 源裝置,其中,復具備:輸入端子,係從前述交流電源接受交流電力並供給至前述轉換器;及旁路端子,係從旁路交流電源接受交流電力並供給至前述旁路電路;在前述第2動作模式中,前述切換控制部係將供給至前述旁路端子的旁路交流電力經由前述接觸器供給至前述負載。
TW103129817A 2014-06-26 2014-08-29 不斷電電源裝置 TWI568139B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/066988 WO2015198448A1 (ja) 2014-06-26 2014-06-26 無停電電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201601418A TW201601418A (zh) 2016-01-01
TWI568139B true TWI568139B (zh) 2017-01-21

Family

ID=54937578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103129817A TWI568139B (zh) 2014-06-26 2014-08-29 不斷電電源裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10084341B2 (zh)
JP (1) JP6224831B2 (zh)
CN (1) CN106464001B (zh)
TW (1) TWI568139B (zh)
WO (1) WO2015198448A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6701794B2 (ja) * 2016-02-22 2020-05-27 富士電機株式会社 電源装置
CN110383624B (zh) * 2017-03-10 2022-08-05 东芝三菱电机产业***株式会社 不间断电源装置以及不间断电源装置的试验方法
JP6886848B2 (ja) * 2017-03-30 2021-06-16 新電元工業株式会社 電源装置、及び制御装置
JP6718019B2 (ja) * 2017-04-25 2020-07-08 東芝三菱電機産業システム株式会社 電源装置
US11165419B2 (en) * 2017-08-22 2021-11-02 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Failure detection of a semiconductor switch using first and second current detectors
JP7013910B2 (ja) * 2018-02-09 2022-02-01 日新電機株式会社 無停電電源システム及びその制御方法
WO2019229930A1 (ja) * 2018-05-31 2019-12-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
WO2020017164A1 (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 富士電機株式会社 無停電電源装置
EP3871470B1 (en) * 2018-10-25 2023-01-11 Signify Holding B.V. Electronic controller apparatus and control method
CN109687399B (zh) * 2018-12-03 2020-07-03 漳州科华技术有限责任公司 逆变器过流保护控制方法、装置及终端设备
CN113711463A (zh) 2020-01-15 2021-11-26 东芝三菱电机产业***株式会社 不间断电源装置
JP7348091B2 (ja) * 2020-01-24 2023-09-20 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
WO2021227083A1 (zh) * 2020-05-15 2021-11-18 华为数字能源技术有限公司 不间断电源***及其驱动方法
JP7455737B2 (ja) 2020-12-03 2024-03-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力供給システムおよび電力供給システムの制御方法
KR20230007479A (ko) * 2021-01-29 2023-01-12 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무정전 전원 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7372177B2 (en) * 2005-01-27 2008-05-13 General Electric Company Control system, method and product for uninterruptible power supply
JP2008187793A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Sanken Electric Co Ltd 交流電力供給装置
JP2009201350A (ja) * 2003-10-27 2009-09-03 Mitsubishi Electric Corp 電源装置
JP2009219226A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電源装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3523017B2 (ja) * 1997-06-12 2004-04-26 三菱電機株式会社 電源装置
JP4761367B2 (ja) * 2006-02-21 2011-08-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
US7944182B2 (en) * 2007-08-03 2011-05-17 American Power Conversion Corporation Adjustable battery charger for UPS
JP5347415B2 (ja) * 2008-10-06 2013-11-20 富士電機株式会社 無停電電源システム
JP5477771B2 (ja) * 2010-01-29 2014-04-23 富士電機株式会社 無停電電源装置運用システム
JP5809029B2 (ja) * 2011-11-22 2015-11-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009201350A (ja) * 2003-10-27 2009-09-03 Mitsubishi Electric Corp 電源装置
US7372177B2 (en) * 2005-01-27 2008-05-13 General Electric Company Control system, method and product for uninterruptible power supply
JP2008187793A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Sanken Electric Co Ltd 交流電力供給装置
JP2009219226A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015198448A1 (ja) 2015-12-30
JPWO2015198448A1 (ja) 2017-04-20
CN106464001A (zh) 2017-02-22
US20170149276A1 (en) 2017-05-25
TW201601418A (zh) 2016-01-01
JP6224831B2 (ja) 2017-11-01
US10084341B2 (en) 2018-09-25
CN106464001B (zh) 2019-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI568139B (zh) 不斷電電源裝置
TW201601419A (zh) 不斷電電源裝置
US9337689B2 (en) Power supply system and method for controlling the same
US9362781B2 (en) Uninterruptible power supply system with fast transfer for undervoltage source line failures
JP6261491B2 (ja) 電力変換装置
US11075540B2 (en) Uninterruptible power supply device
JP5809029B2 (ja) 無停電電源装置
JP5528858B2 (ja) 電力変換装置
CN103814500B (zh) 电源***
CN110999061B (zh) 交流开关及具备该交流开关的不间断电源装置和电压暂降补偿装置
EP3226379B1 (en) Uninterruptible power supply apparatus
JP2007228661A (ja) 無停電電源装置
JP2006340515A (ja) 無停電電源装置
JP2009232541A (ja) 無停電電源装置及びその試験方法
JP4753910B2 (ja) 無停電電源装置
JP2016100968A (ja) 系統連系用インバータの初期充電方法
JP5444774B2 (ja) 無停電電源システム
JP2009011111A (ja) 瞬時電圧低下補償装置
JP2010130741A (ja) Pwmコンバータ制御装置及び制御方法
JP2009247185A (ja) 系統連系インバータ装置およびその自立運転方法
JP2009296830A (ja) 無停電電源装置
JP5910334B2 (ja) 5レベル電力変換器
JP2017093210A (ja) 無停電電源装置
JP2009177901A (ja) 無停電電源装置
JP2005295666A (ja) 電力供給装置