JPH0295173A

JPH0295173A - 無停電電源装置

Info

Publication number: JPH0295173A
Application number: JP63244825A
Authority: JP
Inventors: Akio Hirata; 平田　昭生
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は入力交流電源の瞬時停電時などにも安定した交
流出力電力を供給することができる無停電電源装置に係
シ、その出力電流が変化しても負荷へ供給する電圧を安
定化することができる無停電電源装置に関するものであ
る。

（従来の技術）無停電電源装置は東芝しビーー４２巻１１号（昭６２年
１１月号）　ＰＰ８７７〜８８０などにも紹介されてお
り、その機能、動作概要については公知であるため、こ
こでは第３図を使用して、無停電電源装置の出力電圧制
御方法及び従来技術の問題点を中心に以下説明する。

第３図において、１ノは入力交流電源、１２は整流器、
１３はインバータ、１４はインバータ変圧器、１５は無
停電電源装置の出力端子、１６はバッテリ、１７はスイ
ッチ、１８はＤＣフィルタコンデンサ、１９はＡＣフィ
ルタコンデンサ、２０は電圧基準設定器、２ノは吊篭圧
検出回路、２２は電圧制御器、２３は周波数制御器、２
４はＰＷＭ制御器、２５はダート増幅器である。

この図に示す無停電電源装置の構成で、入力交流電源１
ノの正常時には、これを整流器１２で直流電力に変換し
、ＤＣフィルタコンデンサ１８で平滑してインバータ１
３で交流電力に逆変換し、インバータ変圧器１４及びＡ
Ｃフィルタコンデンサ１９を介して、出力端子１５には
正弦波形の交流電力を供給する。この出力される交流電
力の電圧は電圧基準ｖｒと出力電圧検出回路２１の検出
信号を電圧制御器２２で比較制御し、この出力信号と周
波数制御器２３の出力信号とＰＷＭ制御器２４で合成し
、ダート増幅器２５を介して、インバータ１３の主回路
素子をＰＷＭ制御することによって制御され、出力電圧
は電圧基準２０に、出力周波数は周波数制御器２３によ
って決定されている。

他方入力交流電源１ノの電圧が落雷や地絡事故などによ
り、例えば定常値の１０％以下に低下すると、入力交流
電源１１からは電力供給を離続することができなくなる
ため、このような場合にはこれを検出してスイッチ１７
を導通させ、バッテリ１６よりスイッチ１７を介して直
流電力を供給する。このように入力交流電源１ノの電圧
低下時にはバッテリ１６より電力を供給することにより
インバーター３及びインバータ変圧器１４を介して出力
端子１５には所定の交流電力を出力することができる。

−船釣にはバッテリー６は５〜１０分程度このような停
電補償することができる。

無停電電源装置は第３図にその構成を示し、前記説明し
たように出力端子１５には安定した交流電力を供給し、
出力電圧は電圧基準Ｖ　と出力電圧検出回路２１の検出
信号を電圧制御器２２で比較制御されるため、この閉ル
ープ制御によって出力端子１５の電圧も電圧基準設定器
２０の設定値ｖｒに従って一定値に制御される。他方無
停電電源装置の負荷は常に一定ではなく変化する。また
負荷の開閉によって負荷電流も急変するため、出力端子
１５の出力′電圧は過渡的に変化する問題があった。第
３図に示すような従来の技術では、負荷電流の変化によ
る無停電電源装置の内部インピーダンスによる電圧降下
や出力端子１５より負荷までの電圧降下を補償するため
に、負荷定格電圧に対し約５％程度出力端子１５の電圧
を上昇させるように電圧基準ｖｒを高く設定するのが一
般的であった。

このように電圧基準Ｖ　を設定すると、軽負荷時には負
荷に必要以上の高い電圧が印加され、また、前記過渡的
に出力電流が変化する時には出力端子１５の電圧も過渡
的に約１０％前後急変するなどの欠点が従来の無停電電
源装置では存在した。

（本発明が解決しようとする課題）第３図を使用して前述したように、従来技術の無停電電
源装置では定常状態に出力端子１５の電圧は一定に制御
されているが、無停電電源装置に接続される負荷の受電
端でみると次の問題点があった。

（１）無停電電源装置より負荷までの配線の電圧降下に
より、負荷率が変ると電圧変動が生じる。

（２）前記配線の電圧降下を補償するために、無停電電
源装置の出力端子１５の電圧を前記変圧降下を見込んだ
分だけ上昇させておくと、軽負荷時には負荷側では高い
電圧が供給されることになシ、損失も必要以上に増加す
る。

（３）無停電電源装置の負荷が急変すると、無停電電源
装置内のインピーダンスの影響（出力電圧制御の遅れを
含む）や前記配線の電圧降下の影響によって負荷側での
過渡的な電圧変動が一層大きくなり、負荷が一般的に許
容する±１０％以内の電圧変動をオーバしてしまう危険
性があった。

本発明は前述の従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
、無停電電源装置の出力電流が変化しても、これに接続
された負荷の受電端の電圧変動を抑制することができる
無停電電源装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］（課題を解決するだめの手段）本発明はその実施例を第１図や第２図に示すように、無
停電電源装置において、出力端子１５よりの出力電流を
電流検出器２６で検出し、この出力電流の太きさおるい
は出力電流の変化率に対応した補正信号を得て、無停電
電源装置の出力電圧制御ループ内に補正信号として加算
し、無停電電源装置の出力端子１５の電圧を無停電電源
装置の出力電流が増加すれば電圧も増加方向に、前記出
力電流が減少すれば電圧も減少方向に制御する。

これによって出力端子１５の電圧を補正し、無停電電源
装置に接続される負荷の受電端の電圧変動を抑制するこ
とができる。

（作用）本発明の一実施例として示す第１図においては、前述の
補正信号は、出力端子１５の出力電流の大きさに対応し
た補正信号として取シ出し電圧基準ｖｒに等価的に前記
補正信号を加算している。

従って無停電電源装置に接続される負荷の受電端では、
定常的な電圧変動を主として抑制することができる。

本発明の他の実施例として示す第２図においては、前述
の補正信号は出力端子１５の出力電流の大きさ及び変化
率に対応した補正信号として取シ出し、前記変化率に対
応した補正信号は、無停電電源装置の出力電圧制御ルー
プの大部分の時間遅れを有する電圧制御器２２の出力側
に等価的に加算している。従って無停電電源装置に接続
される負荷の受電端では定常的な電圧変動に加えて過渡
的な電圧変動も抑制することができる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図に示す。この図で従来技術の
実施例である第３図と同一番号を符した構成要素は同一
機能の構成要素であるため、説明を省略する。実施例と
して付加した構成要素として、インバータ変圧器１４の
出力側に電流検出器２６および電圧降下検出回路２７を
設けるものである。

本発明の第１図の実施例において、無停電電源装置の出
力端子１５の出力電圧は、電圧基準■と、電流検出器２
６を介して電圧降下検出回路２７で検出した電圧降下に
対応した補正信号との等価的な和を基準値として、出力
電圧検出回路２１の検出信号とを電圧制御器２２で比較
制御し、この出力信号により　ＰＷＭ制御器２４、ダー
ト増幅器２５を介してインバーター３でＰＷＭ制御して
前記出力電圧制御を行なう。

この時、電圧降下検出回路２７の補正信号を零とすれば
従来技術と同一となるが、この電気補正信号を出力端子
１５より無停電電源装置に接続される負荷までの電圧降
下に対応した所定レベルとすると、出力端子１５の電流
が増加すると出力端子１５の電圧も上昇し、前記負荷の
受電端での電圧は前記電圧降下の影響が軽減され、電圧
変動が抑制される。また出力端子１５の電流が減少する
と電圧降下検出回路２７の出力する補正信号も減少し、
出力端子１５の電圧も減少して同様の効果が得られる。

実施例によれば、無停電電源装置の出力端子１５の電圧
がその負荷電流に応じて可変となり、定電圧定周波数の
交流電力を供給する無停電電源装置の目的から外れるが
、無停電電源システムとしてその接続される負荷までを
含めると、負荷の受電端では従来に比しより定電圧定周
波数の交流電力が供給されることになり、無停電電源シ
ステムの本来の目的を達成することができる。この結果
、良質の交流電力が供給されるため、システムとしての
電力損失も減少し、効率も向上することが明らかである
。

一９＝本発明の他の実施例を第２図に示す。この図で第１図の
実施例と異なる点は電圧降下検出回路２７の出力側を２
分してその一方に変化率検出器２８を設けた点である。

この図において、電圧降下検出回路２７の補正信号は、
一方は第１図と同様に電圧基準２０に等価的に加算され
、他方は変化率検出器２８を介して、電圧制御器２２の
出力側に等価的に加算される。このように構成すると、
出力端子１５の出力電流の増減で出力端子１５の電圧も
増減するが、更に出力端子１５の出力電流が急変した場
合この変化による無停電電源装置の出力電圧制御遅れ（
主として電圧制御器２２の制御遅れや主回路時定数の遅
れ）や出力端子１５に接続される負荷までの配線のりア
クタンスに起因する過渡的な電圧変動を電圧降下検出回
路２７、変化率検出器２８を介して補正し、過渡的な電
圧変動も補償することができる。従って、前記する無停
電電源システムとし１．評価した場合、その負荷受電端
ではより高品質の交流電力が負荷電流急変時にも供給さ
れることになる。

本発明の他の実施例を示す第２図においては、電圧降下
検出回路２７の補正信号を電圧基準■に等価的に加算す
る回路を設けているが、この回路を除去して変化率検出
器２８より出力する補正信号のみを等価的に加算するよ
うにしても良い。

また、変化率検出器２８より出力する補正信号の加算点
を本発明では特に限定するものではなく、無停電電源装
置の出力端子１５の電圧制御ループの大部分の遅れを除
去できる制御点に等価的に加算すれば同一効果が得られ
ることは明らかである。

上記各実施例では、出力端子１５の電圧をインバータ１
３０瀧制御で行なう場合を図示して説明したが、出力端
子１５の電圧制御をチョッパを使用してインバータ１３
０入力電圧可変により行なう場合についてもその電圧制
御ループの各機能は等価であるから、本発明が適用でき
ることが明らかである。

その他事発明の要旨内において変形例を構成できること
は明らかである。

［本発明の効果］本発明によれば、無停電電源装置の出力端子の電圧が、
その負荷電流の変化に対応して可変制御され、これに接
続される負荷の受電端ではより電圧変動の少ない又流電
力が供給されることになシ、無停電電源システムの目的
である定電圧定周波数の交流電力を安定に供給すること
ができる。

この結果システム損失も減少するとともに効率も向上し
、より信頼性の高い無停電電源装置を供給できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のそれぞれ異る実施例を示す
ブロック図、第３図は従来の無停電電源装置の構成を示
すブロック図である。１ノ・・・入力交流電源、１２・・・整流器、１３・・
・インバータ、１４・・・インバータ変圧器、１５・・
・出力端子、１６・・・バッテリ、１７・・・スイッチ
、１８・・・ＤＣフィルタコンデンサ、１９・・・ＡＣ
フィルタコンデンサ、２０・・・電圧基準、２１・・・
出力電圧検出器、２２・・・電圧制御器、２３・・・出
力周波数制御器、２４・・・ＰＷＭ制御器、２５・・・
ダート増幅器、２６・・・電流検出器、２７・・・電圧
降下検出回路、２８・・・変化率検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

　入力交流電源の交流電力を直流電力に変換し、これを
インバータで交流電力に変換して交流電力を出力し、前
記入力交流電源の異常時にはバッテリより直流電力を供
給するようにした無停電電源装置において、該無停電電
源装置の出力電流と関連した補正信号を検出して、この
補正信号を出力電圧を制御する電圧制御ループに等価的
に加算して前記無停電電源装置の出力電圧を可変制御し
、無停電電源装置に接続される負荷の受電端での電圧変
動を抑制したことを特徴とする無停電電源装置。