JPH03293938A

JPH03293938A - 無停電電源装置

Info

Publication number: JPH03293938A
Application number: JP2093143A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miyazawa; 宮沢　芳明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-04-10
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1991-12-25
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JP2534792B2

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、交流電力または蓄電池からの直流電力を入力
とし直流回路に平滑用の電解コンデンサを有し、安定化
した交流電力を供給する無停電電源装置に係り、特に電
解コンデンサの残存寿命を診断できる手段を備えた無停
電電源装置に関する。

（従来の技＊）従来より無停電電源装置として商用電源停電時でも蓄電
池からの直流電力を入力として無停電の電力を供給する
インバータ装置が広く用いられ、通常その直流回路には
、平滑用として大容量の電解コンデンサが多数使われて
いる。

第４図は、上述の如き無停電電源装置の一例を示すブロ
ック図である。

同図において、１は直送商用電源、２は商用電源、３は
整流器、４は平滑リアクトル、５は平滑用の電解コンデ
ンサ、６は蓄電池、７は商用電源２の停電時に蓄電池６
を接続する蓄電池接続スイッチ、８はインバータ、９は
インバータフの矩形波出力を正弦波に改善する交流フィ
ルタ、１０．１１は静止形の切換スイッチ（サイリスタ
スイッチ）。

１２は負荷である。常時は交流フィルタ９．切換スイッ
チ１０を介してインバータ８にて負荷へ給電し。

インバータ８の故障時あるいは装置保守点検時には切換
スイッチ１０より切換スイッチ１１へ無瞬断で切換えて
直送商用電源１で給電し、故障復旧後あるいは保守点検
終了後、再び切換スイッチをインバータ８の方に切換え
て、負荷へ連続的に給電できるようにしている。

直流回路に平滑用として設けられるコンデンサとしては
、一般に小形化、経済性の点より、大容量電解コンデン
サが使われ、特に大容量の無停電電源装置においては、
多数並列接続して使われる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、電解コンデンサは周知のように電気化学反応を
利用するものであり、使用時間とともに、静電容量が減
少し損失が増大するため、使用条件に応じた寿命が規定
されている。

そこで、従来より電解コンデンサの残存寿命をチエツク
し新品への交換安否を判断するため、定期的に点検を実
施し、１個毎に外してコンデンサの静電容量を実測し、
容量初期値に対する減少率から交換要否を判断するとい
う方法をとっており。

これは装置を長時間停止する必要があることに加え点検
作業も容易でないという問題があった。

また、通常、年に１回程度しか点検を実施しないので、
その間寿命に至った場合は、最悪、装置の故障停止に至
る恐れもあった。

本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、装置を
長時間停止することなく、直流回路の電解コンデンサの
残存寿命を診断することができる無停電電源装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、上記の目的を達成するため、直流回路に平滑
用の電解コンデンサを有し安定化した交流電力を供給す
る電源装置と、他の予備電源と、電源装置の出力と予備
電源とを無瞬断で切換える無瞬断スイッチとで構成され
た無停電電源装置において、無瞬断スイッチにより予備
電源給電に切換えるとともに電源装置を電解コンデンサ
の残留電荷のみを入力として無負荷運転させるように制
御する手段と、この無負荷運転時の放電特性に対応した
信号を初期特性または前回点検時の特性に対応した信号
と比較して前記電解コンデンサの残存寿命を診断する手
段を設けたものである。

また、直流回路に平滑用の電解コンデンサを有し安定化
した交流電力を供給する電源装置を複数台並列接続して
成る無停電電源装置においては。

電源装置のうち１台を並列接続より切離すとともに切離
した電源装置を電解コンデンサの残留電荷のみを入力と
して無負荷運転させるように制御する手段と、この無負
荷運転時の電解コンデンサの放電特性に対応した信号を
初期特性または前回点検時の特性に対応した信号と比較
して電解コンデンサの残存寿命を診断する手段を設けた
ものである。

（作用）このような構成の無停電電源装置にあっては。

電解コンデンサの静電容量が使用時間とともに減少して
いくことから、電源装置を電解コンデンサの残留電荷の
みを入力として無負荷運転させた時の電解コンデンサの
放電特性より静電容量が初期値の何％まで減少している
かを推定し電解コンデンサの残存寿命を診断するもので
ある。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図において、第４図と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述
べる。すなわち、第１図において。

２１は切換スイッチ１０をオフ、切換スイッチ１１をオ
ンとし直送商用電源１による給電に切換えるとともに整
流器３を停止し蓄電池接続スイッチをオフとするシーケ
ンス制御回路、２２は電解コンデンサ５の放電特性を検
出する電圧検出器、２３は電解コンデンサの残存寿命検
出器である。

次に、上記のように構成された無停電電源装置の作用に
ついて述べる。通常の運転状態は、切換スイッチ１１は
オフ、切換スイッチ１０はオンであり、インバータ８に
よる給電となっている。

電解コンデンサ５の残存寿命を判定するため、先ずシー
ケンス制御回路２１により、切換スイッチ１１をオン、
切換スイッチ１０をオフとし直送商用電源１による給電
に無瞬断で切換えた後、整流器３を停止しく入力開閉器
をオフまたは整流器サイリスタのゲートを停止）、蓄電
池接続スイッチをオフ（商用電源２、健全時は元々オフ
）とし、電解コンデンサ５の残留電荷を入力としてイン
バータ８のみを無負荷運転させる。この時の電解コンデ
ンサ５の放電特性を電圧検出器２２により検出し、残存
寿命検出器に入力する。

第２図の実線波形は、電圧検出器２２により検出された
電解コンデンサ５の放電特性を示す。破線波形は製作当
初の電解コンデンサ５の初期の放電特性に相当するもの
である。

第２図の時間ｔ１での電解コンデンサ５の電圧Ｅは、放
電開始時の電圧をＥｏ、インバータ８および交流フィル
タ９の無負荷運転時の損失分に相当する等価抵抗をＲ１
電解コンデンサ５の静電容量をＣとすると次の関係式で
表わされる。

Ｅ　　＝　Ｅｏ　　（１ｅＸＰ（ｔｉ／ＲＣ））すなわ
ち、上記の関係式より静電容量Ｃを推定することが可能
であり、残存寿命検出器２３においては、このｍ理に基
づき静電容量Ｃを算定し、第２図の破線波形に該当する
静電容量Ｃ０とを比較し、静電容量の減少分を計算し、
残存寿命を判定する。

（例えば静電容量が３０％程度減少している場合は寿命
に達していると診断する。）これにより、交換要否を容易に把握できる。

このようにして、本実施例では、電解コンデンサ５の残
留電荷を入力としてインバータ５を無負荷運転させて、
その際の電解コンデンサ５の放電特性より電解コンデン
サ静電容量を推定し静電容量初期値と比較することによ
り、電解コンデンサ５の残存寿命を判定するので、従来
のように装置を長時間停止して、１個毎に静電容量を測
定するこ・となく、容易に判定できる。

また、本実施例の如き構成とすれば、従来の定期点検の
ように年に１回程度という制約はされず、任意の時期あ
るいは例えば月１回という周期でチエツクすることがで
き、従来のように点検周期の間に寿命に至り装置の故障
停止となる危険性も回避できる。

第１図の実施例において、蓄電池接続スイッチ７のない
構成であってもよく、この場合は蓄電池を切離すために
は、蓄電池入力の開閉器をオフとすればよい、また、第
１図の実施例の説明においては、電解コンデンサ５の静
電容量Ｃの算定値を静電容量初期値と比較するようにし
ているが、過去の測定時の値と比較するようにしてもよ
い。

更に、本発明は、第１図における電源装置の出力を並列
接続した並列システムによる無停電電源装置にも適用で
き、第３図は、その実施例を示すものである。同図は、
２台並列システムへの適用例を示すものであり、３２は
並列投入解列のための開閉器、３１は第１図の２１の代
りに設けたもので。

開閉器をオフして並列接続を切離すとともに整流器３を
停止し蓄電池接続スイッチ７をオフとするシーケンス制
御回路である。

また、１号機の電源装ｗ３＾と２号機の電源装置３Ｂの
構成は５全く同一のものである。

例えば１号機の電源装置３Ａの電解コンデンサ５の残存
寿命を判定するには、シーケンス制御回路３１により開
閉器３２をオフとし、２号機の電源装置３Ｂのみによる
給電とした後、整流器３を停止し、蓄電池接続スイッチ
をオフとし、電解コンデンサ５の残留電荷を入力として
インバータ８を無負荷運転させる。電解コンデンサ５の
残存寿命の判定手段については、第１図の実施例と全く
同様である。

また、第３図の実施例では、２台並列システムとしてい
るが、３台以上であっても同様な効果が得られることは
勿論のことである。

〔発明の効果〕

以上、述べたように本発明によれば、電解コンデンサの
残留電荷を入力として電源装置を無負荷運転させた時の
放電特性より、電解コンデンサの静電容量を推定し初期
値と比較するようにして、電源装置を長時間停止するこ
となく電解コンデンサの残存寿命を診断する手段を備え
た無停電電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の実施例におけるインバータ無負荷運転による電
解コンデンサの放電特性を示す特性図、第３図は本発明
の他の実施例を示すブロック図、第４図は従来の無停電
電源装置の構成例を示すブロック図である。１・・・直送商用電源、２・・・商用電源、３・・・整
流器、４・・・平滑リアクトル、　５・・・電解コンデ
ンサ。６−・・蓄電池、　７・・・蓄電池接続スイッチ。８・・・インバータ、　　９・・・交流フィルタ、１０
．１１・・・切換スイッチ、　　１２・・・負荷、２１
・・・シーケンス制御回路、　２２・・・電圧検出器、
２３・・・残存寿命検出器、３１・・・シーケンス制御
回路、３２・・・開閉器。第１図第３図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）交流電力または直流電力を入力とし、直流回路に
平滑用の電解コンデンサを有し安定化した交流電力を供
給する電源装置と、他の予備電源と、前記電源装置の出
力と予備電源とを無瞬断で切換える無瞬断スイッチとで
構成された無停電電源装置において、前記無瞬断スイッ
チにより前記予備電源による給電に切換えるとともに前
記電源装置を前記電解コンデンサの残留電荷のみを入力
として無負荷運転させるように制御する手段と、この無
負荷運転時の前記電解コンデンサの放電特性に対応した
信号を初期特性または過去の点検時の特性に対応した信
号と比較して前記電解コンデンサの残存寿命を診断する
手段を具備したことを特徴とする無停電電源装置。
（２）交流電力または直流電力を入力とし直流回路に平
滑用の電解コンデンサを有し安定化した交流電力を供給
する電源装置を複数台並列接続して成る無停電電源装置
において、前記電源装置のうち１台を並列接続より切離
すとともに切離した電源装置を前記電解コンデンサの残
留電荷のみを入力として無負荷運転させるように制御す
る手段と、この無負荷運転時の前記電解コンデンサの放
電特性に対応した信号を初期特性または過去の点検時の
特性に対応した信号と比較して前記コンデンサの残存寿
命を診断する手段を具備したことを特徴とする無停電電
源装置。