JPH05122873A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JPH05122873A
JPH05122873A JP3278066A JP27806691A JPH05122873A JP H05122873 A JPH05122873 A JP H05122873A JP 3278066 A JP3278066 A JP 3278066A JP 27806691 A JP27806691 A JP 27806691A JP H05122873 A JPH05122873 A JP H05122873A
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JP
Japan
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energy storage
uninterruptible power
power supply
semiconductor switch
switch
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JP3278066A
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English (en)
Inventor
Atsushi Otsuka
淳 大塚
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、商用交流を直流に変換する順変換
器、直流を交流に変換する逆変換器、商用交流の停電時
直流電力を供給するエネルギ蓄積部を具備して成る無停
電電源装置を複数台並列運転して構成される無停電電源
装置において、いずれかの無停電電源装置が故障して
も、その故障機のエネルギ蓄積部を有効に利用すること
を目的とする。 【構成】 商用交流電源の交流を直流に変換する順変換
器と、この順変換器の直流を交流に変換する逆変換器
と、商用電源の停電時、逆変換器に直流電力を供給する
エネルギ蓄積部を具備して成る無停電電源装置を複数台
並列運転して構成される無停電電源装置において、前記
複数台のエネルギ蓄積部を各々逆並列接続された第1の
半導体スイッチと第2の半導体スイッチから成る回路を
介して共通の直流母線に接続したことを特徴とする無停
電電源装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、個々に蓄電池等のエネ
ルギ蓄積部を備えた無停電電源装置を並列接続した無停
電電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無停電電源装置(以下単にUPSと記
す)はコンピータ等の瞬間的な停電も許されない重要負
荷の電源として使用されており、その基本構成は、図3
に示されるようになっている。図3において、交流入力
101は遮断器21を介して順変換器22で直流に変換
され、更に、逆変換器23で再び交流に逆変換され、遮
断器24を通じて交流出力102を得る。その一方で、
順変換器22は遮断器25を介してエネルギ蓄積部3に
直流エネルギを蓄えるための役割に供される。ここでエ
ネルギ蓄積部3は一般的には蓄電池である。ここで交流
入力101が停電するとエネルギ蓄積部3の直流電力が
逆変換器23に供給され、UPS1の交流出力102を
連続して供給出来る。以上が基本的なUPSの構成と動
作である。
【0003】図4は前記UPSを2台以上を並列運転す
る従来の一例を示す構成図で、並列運転台数は3台であ
る。図4において、3台のUPS1A,1B,1Cは、
個々の動作は図3の説明と同じである。
【0004】図4において、UPS1A,1B,1Cの
3台を並列運転する目的は3台の内1台が故障しても残
りの2台で交流出力102を継続して維持するために行
うもので、一般に2outof3の並列冗長運転と呼ば
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4において、例えば
逆変換器23Aに障害が生じたと仮定する。この時交流
出力102はUPS1B,UPS1Cの2台から継続供
給され、遮断器21A,24A,25Aはトリップされ
る。
【0006】この状態、即ちUPS1Aが故障している
時に交流入力101A,101B,101Cに停電が発
生すると、2台のUPS1B,1Cはそれぞれのエネル
ギ蓄積部3B,3Cより直流電力の供給を受け、運転を
続行する。
【0007】ところで、UPS1Aのエネルギ蓄積部3
AはUPS1Aの障害に無関係であるためにエネルギを
充分持ったまま役務を果たせないという状況にある。
又、正常なエネルギ蓄積部3Aに直流エネルギを蓄えら
れない状況にもなる。特に、UPS1A,1B,1Cが
大容量になればなる程、エネルギ蓄積部3A,3B,3
Cの規模も大形化するのでUPS1Aの一部に障害が発
生した時にUPS1A全体が役に立たなくなるのでは不
経済であるという欠点を有していた。
【0008】図5は、エネルギ蓄積部3を3台の電力変
換器2A,2B,2Cに対し共用に設けたものである。
この図5の欠点は、常にエネルギ蓄積部3が共用である
ということであり、エネルギ蓄積部3に障害が発生した
時、又は、エネルギ蓄積部3を保守点検したり、部品交
換する時に交流入力101A,101B,101Cに障
害(停電)が発生した場合、UPSシステム11の交流
出力102を維持出来なくなるという欠点を有したシス
テムである。
【0009】本発明は、前記欠点を解消するためになさ
れれたもので、前記任意のエネルギ蓄積部をいずれの無
停電電源装置にも接続可能とすることによって、エネル
ギ蓄積部3の直流エネルギをいずれのUPSにも供給で
き、又、無停電電源装置はいずれのエネルギ蓄積部3に
もエネルギを蓄えることが出来るようにした無停電電源
装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、商用交流電源から供給される交流を直流
に変換する順変換器と、この順変換器の直流出力を入力
とし、直流を交流に変換する逆変換器と、前記商用電源
の停電時、前記逆変換器に遮断器を介して直流電力を供
給するエネルギ蓄積部から成る無停電電源装置を複数台
並列運転して成る無停電電源装置において、前記複数台
のエネルギ蓄積部を各々逆並列接続された第1の半導体
スイッチと第2の半導体スイッチから成る回路を介して
共通の直流母線に接続したことを特徴とするものであ
る。
【0011】
【作用】前記のように構成することによって、或る無停
電電源装置に故障が発生し、その無停電電源装置のエネ
ルギ蓄積部が正常で、かつ交流入力が正常であれば、故
障機の無停電電源装置の第2の半導体スイッチをオンに
し、健全機のいずれかの第1の半導体スイッチをオンに
する。これにより、故障機のエネルギ蓄積部には健全機
の順変換器22→健全機の遮断器25→健全機の第1の
半導体スイッチ28→直流共通母線27→故障機の第2
の半導体スイッチ29を介して直流エネルギを蓄える
(充電)ことが出来る。又、故障機のエネルギ蓄積部が
正常である時に、交流入力が停電した場合は、故障機の
無停電電源装置の第1の半導体スイッチをオンにし、健
全機の各々の第2の半導体スイッチをオンすることによ
り、故障機のエネルギ蓄積部3から→故障機の第1の半
導体スイッチ28→直流共通母線27→健全機の各々の
第2の半導体スイッチ29→健全機の各々の遮断器25
を介して健全機の各々の逆変換器23に直流エネルギを
供給(放電)出来る。
【0012】
【実施例】図4及び図5と同一部に同一番号を付して示
す図1は本発明の一実施例を示す構成図である。図1の
実施例は無停電電源装置としての基本動作は、図4の従
来と同じである。即ち、交流入力101A,101B,
101Cが正常に供給されている間は遮断器21A,2
1B,21C、順変換器22A,22B,22C、逆変
換器23A,23B,23C、遮断器24A,24B,
24Cを通じて交流出力102を得るべく並列運転す
る。又合せて順変換部22A,22B,22Cを介した
電力はエネルギ蓄積部3A,3B,3Cに直流エネルギ
を蓄える。交流入力101A,101B,101Cが停
電すると、エネルギ蓄積部3A,3B,3Cより直流電
力を逆変換器23A,23B,23Cへ供給して交流出
力102を無停電で供給する。以上の過程において直流
スイッチ26A,26B,26Cはオフ状態であり、直
流共通母線27は無電圧である。
【0013】ここで、UPS1Aに障害が生じたとする
と、遮断器21A,24A,25Aが開路する。次に、
エネルギ蓄積部3Aが健全であれば直流スイッチ26A
をオンし、エネルギ蓄積部3Aを充電するUPS号機を
選択する。ここでは、例としてNO.2UPS1Bを選
択したものとする。直流スイッチ26Aをオンした後N
O.2UPS1Bとエネルギ蓄積部3Aを接続するた
め、NO.2UPS1Bの直流スイッチ26Bをオン
し、次に第1の半導体スイッチ28Bをオンする。これ
により、NO.2UPS1Bからの充電エネルギは、N
O.2UPS1B用エネルギ蓄積部3Bに供給すると共
に直流スイッチ26B→第1の半導体スイッチ28B→
直流共通母線27→ダイオ―ド29A→直流スイッチ2
6Aを介してエネルギ蓄積部3Aにも供給される。
【0014】又、この状態において、交流入力101
A,101B,101Cが停電した場合には、第1の半
導体スイッチ28A及び直流スイッチ26Cをオンする
ことにより、エネルギ蓄積部3Aのエネルギは、NO.
2UP1B及びNO.3UPS1Cに対して供給され
る。
【0015】図2は、本発明の他の実施例を示す構成図
で、図1と異る点は、直流スイッチ26A,26B,2
6Cを省略し、第1の半導体スイッチ28A,28B,
及び28Cにそれぞれ逆並列に第2の半導体スイッチ2
9a,29b,29cを接続したことにある。
【0016】このように構成することによって、例え
ば、UPS1Aに障害が生じたとすると、前述と同様に
遮断器21A,24A,25Aを開路する。次に、エネ
ルギ蓄積部3Aが健全であれば第2の半導体スイッチ2
9aをオンし、エネルギ蓄積部3Aを充電するUPS号
機を選択する。ここでは、例としてNO.2UPS1B
を選択したものとする。第2の半導体スイッチ29aを
オンした後、NO.2UPS1Bとエネルギ蓄積部3A
を接続するため、NO.2UPS1Bの第1の半導体ス
イッチ28Bをオンする。これにより、NO.2UPS
1Bからの充電エネルギは、NO.2UPS1B用のエ
ネルギ蓄積部3Bに供給すると共に第1の半導体スイッ
チ28B→直流共通母線27→第2の半導体スイッチ2
9aを介してエネルギ蓄積部3Aにも供給される。
【0017】又、この状態において、交流入力101
A,101B,101Cが停電した場合には、第1の半
導体スイッチ28A及び第2の半導体スイッチ29cを
オンすることにより、エネルギ蓄積部3Aのエネルギ
は、NO.2UP1B及びNO.3UPS1Cに対して
供給され図1の実施例と同様な効果を得ることが出来
る。尚、図1において、第1の半導体スイッチ28A,
28B,28Cはサイリスタにより構成したが他の実施
例として本スイッチを機械的スイッチで構成することも
出来る。
【0018】又、第1の半導体スイッチ28A,28
B,28Cと逆並列接続のダイオ―ド29A,29B,
29Cから成る回路をそれぞれ逆導通サイリスタでも構
成しても良い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の無停電電
源装置によれば、常時はUPSのエネルギ蓄積部を個別
にして並列冗長運用を行うUPSの独立性を維持しつ
つ、万一のUPS障害時にはエネルギ蓄積部を切離し、
交流入力正常時には他の健全なUPSより充電を行い、
又交流入力が停電した場合には、健全なUPSへ直流エ
ネルギを供給することができるので利用率の向上を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図。
【図3】無停電電源装置の基本動作を説明するための構
成図。
【図4】従来の無停電電源装置の構成図。
【図5】従来の無停電電源装置の他の構成図。
【符号の説明】
1,1A,1B,1C …UPS 2,2A,2B,2C …電力変換器器 3,3A,3B,3C …エネルギ蓄積
部 21,21A,21B,21C …遮断器 22,22A,22B,22C …順変換器 23,23A,23B,23C …逆変換器 24,24A,24B,24C …遮断器 25,25A,25B,25C …遮断器 26A,26B,26C …直流スイッチ 27 …直流共通母線 28A,28B,28C …第1の半導体
スイッチ 29A,29B,29C …ダイオ―ド 29a,29b,29c …第2の半導体
スイッチ 101,101A,101B,101C…交流入力 102 …交流出力

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用交流電源から供給される交流を直
    流に変換する順変換器と、この順変換器の直流出力を入
    力とし、直流を交流に変換する逆変換器と、前記商用電
    源の停電時前記逆変換器に遮断器を介して直流電力を供
    給するエネルギ蓄積部から成る無停電電源装置を複数台
    並列運転して成る無停電電源装置において、前記複数台
    のエネルギ蓄積部を各々逆並列接続された第1の半導体
    スイッチと第2の半導体スイッチから成る回路を介して
    共通の直流母線に接続したことを特徴とする無停電電源
    装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の半導体スイッチは、機械的
    スイッチとしたことを特徴とする請求項第1項記載の無
    停電電源装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の半導体スイッチは、前記第
    1の半導体スイッチに逆並列接続されるダイオ―ドと、
    該逆並列回路に直列接続される機械的スイッチで構成し
    たことを特徴とする請求項第1項記載の無停電電源装
    置。
  4. 【請求項4】 前記第2の半導体スイッチは、前記第
    1の半導体スイッチに逆並列接続されるダイオ―ドと、
    該逆並列回路に直列接続される機械的スイッチで構成し
    たことを特徴とする請求項第1項記載の無停電電源装
    置。
JP3278066A 1991-10-24 1991-10-24 無停電電源装置 Pending JPH05122873A (ja)

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