JPH06189475A - 無停電電源装置 - Google Patents

無停電電源装置

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JPH06189475A
JPH06189475A JP4336897A JP33689792A JPH06189475A JP H06189475 A JPH06189475 A JP H06189475A JP 4336897 A JP4336897 A JP 4336897A JP 33689792 A JP33689792 A JP 33689792A JP H06189475 A JPH06189475 A JP H06189475A
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JP
Japan
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power supply
inverter
circuit
load
bypass
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JP4336897A
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Inventor
Koichi Kaneko
宏一 金子
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、バイパス回路からインバ―
タに負荷給電を切換える際に、インバ―タに過大な突入
電流が流れることを防止した無停電電源装置を提供する
ことにある。 【構成】 バイパス回路を備えた無停電電源装置におい
て、該無停電電源装置は瞬時値PWM制御回路によって
出力電圧が制御されるインバ―タを有し、前記バイパス
回路から前記インバ―タに負荷給電を切換える際に、切
換指令で前記バイパス回路での負荷給電波形瞬時値を検
出し、前記瞬時値PWM制御回路の正弦波基準と比較
し、その偏差分を一定の期間、徐々に増幅及び減少さ
せ、前記瞬時値PWM制御回路に割り込ませ補正するこ
とによって、前記インバ―タの出力電圧波形をバイパス
給電電圧波形に合わせるように制御する手段を具備した
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、整流器、インバ―タ、
蓄電池、切換スイッチ及びバイパス回路で構成される無
停電電源装置において、バイパス回路からインバ―タに
負荷給電を切換える際に、負荷への突入電流を抑制し、
電源切換時の電圧変動を抑えた無停電電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】直流を交流に変換するインバ―は安定し
た交流を得られることから、無停電電源装置として多く
利用されている。無停電電源装置は一般に電子計算機の
負荷の電源として用いられていることが多いが、その負
荷は様々であり、かつ社会的にも重要な箇所に使用され
ることが多い。図4は、上述の如き従来の無停電電源装
置の一例を示すブロック図である。
【0003】同図において、1は交流電源、5は蓄電
池、2はサイリスタ等で構成され、蓄電池5の充電機能
を有する充電器、3はインバ―タ、4は変圧器、7はサ
イリスタ等を用いた切換えスイッチ、6はバイスパス回
路、8は負荷である。常時は、変圧器4、切換えスイッ
チ7を介してインバ―タ3にて負荷8へ給電し、インバ
―タ3の故障時あるいは装置の保守点検時には、切換ス
イッチ7にて無瞬断でバイパス回路6に切換えて交流電
源1で直接負荷給電を行う。故障復旧時、或いは保守点
検終了後、再び切換えスイッチ7をインバ―タ3の方に
切換えて、負荷8へ連続的に給電できるよう構成されて
いる。また、制御回路については、図4で10はインバ
―タ出力電圧及びバイパス電圧を制御信号に絶縁、変圧
する電圧変換器、11はPLL回路、12は正弦波基
準、13は誤差増幅回路、14はPWM制御回路、15
はベ―スドライブ回路で構成される。近年のインバ―タ
3の制御回路は、インバ―タ3に適用される半導体素子
の高速化に伴ない高速制御が適用される傾向にある。即
ち、上述の構成の如く電圧制御の基準としてはPLL回
路で自動制御される位相を持った交流の正弦波が使用さ
れ、制御帰還であるインバ―タ電圧の方も整流されて直
流レベルに変換されることなく交流波形を直接誤差増幅
回路13に入力される。インバ―タ3のスイッチング素
子は、PWM制御され、変圧器4の出力電圧は、この誤
差増幅回路13の出力により、正弦波基準12に一致す
るように自動制御される。このような制御方式を一般的
に瞬時値制御方式と称すが、瞬時値制御方式の特徴は、
インバ―タ出力電圧の大きさを制御するだけでなく、そ
の波形もまた制御可能であるため負荷の変動に対して出
力電圧の変動が少ないことはもとより、コンデンサイン
プット形の整流器負荷が接続された場合にも、負荷電流
波形に無関係に、出力電圧波形を正弦波に制御すること
が可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた構成の無停
電電源装置において、バイパス回路6からインバ―タ3
に給電切換えを行う際に、無停電電源装置の負荷として
主流となる計算機、通信機器はコンデンサインプット形
の整流器負荷であり、負荷電流は電圧ピ―ク値で急激に
流れる波高率の高い波形となる。波高率とは、電流ピ―
ク値を電流実効値で割算したもので、計算機、通信機器
は波高率が2〜3程度の波形である。この様な負荷での
切換えを図5を用いて説明する。まず、負荷8への給電
はバイパス回路6を介して交流電源1で行われバイパス
給電モ―ドでは、負荷電流は波高率の高い波形となる
が、交流電源1が短絡容量の大きい電源インピ―ダンス
の大きな電源であると、電圧波形は電流が急激に流れて
いる間は、電源インピ―ダンスによる電圧降下により正
弦波のピ―ク値がつぶれて台形状の波形となる。次に負
荷給電をバイパス回路6からインバ―タ3に切換えるイ
ンバ―タ給電モ―ドでは、インバ―タ3は、その出力電
圧の波形が正弦波になるように瞬時値制御をしているの
で、波高値の高い電流が流れても負荷電圧は正弦波とな
るよう瞬時値制御される。従って、切換時の負荷電圧
は、その波高値にΔVの差が生じることになる。この電
圧差ΔVによって切換の際に、コンデンサインプット形
の整流器負荷のコンデンサに突入電流が流れるが、突入
電流の波高値はケ―ブルインピ―ダンスのみでしか限流
されないので、例えばΔVの値が10vであっても、ケ
―ブルインピ―ダンスが10mΩとすると1000Aも
の電流となり、一般に定格電流の数倍の電流が流れるこ
とになる。通常インバ―タ3に適用される半導体素子は
過電流耐量がないため、過電流に対しては保護機能が設
けられており、過電流を検出するとインバ―タ3を故障
停止させバイパス回路6へ切換える保護動作を行うた
め、この突入電流によって装置が故障停止してしまう問
題を有する。
【0005】本発明は、前述の点に鑑みなされたもので
あって、整流器、インバ―タ及び蓄電池とバイパス回路
で構成される無停電電源装置において、バイパス回路か
らインバ―タに負荷給電を切換える際に負荷への突入電
流を抑制し、電源切換時の負荷電圧変動を抑えてインバ
―タが過電流保護検出になることなく安定にインバ―タ
給電に切換えることが可能な無停電電源装置を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、バイパス回路を持った無停電電源装置に
おいて、前記バイパス回路より負荷給電を前記無停電電
源装置、つまりインバ―タに切換える際、前記バイパス
回路で負荷給電している時の電圧波形の瞬時値又はピ―
ク値を検出して出力波形を制御している瞬時値制御回路
に割込みを行いインバ―タの出力電圧波形をバイパス電
圧波形の瞬時値またはピ―ク値を合せた後、バイパス回
路よりインバ―タ回路に負荷給電を切換えるように構成
したことを特徴とするものである。
【0007】
【作用】前述のように、バイパス回路よりインバ―タ回
路に負荷給電を切換える際に、バイパス回路での負荷給
電波形の瞬時値またはピ―ク値にインバ―タの出力電圧
波形を合せた後に給電切換えを行うように構成している
ので、電源切換時の負荷に与える電圧変動を抑制するこ
とができるため、特に、電源インピ―ダンスの大きなバ
イパス回路で負荷給電している際、或いは、ンデンサイ
ンプット形整流器負荷が接続されていて負荷電流に高調
波電流を含んでいる場合には、負荷への突入電流を防止
でき、インバ―タの過電流保護検出になることなく安定
にインバ―タ給電に切換えることが可能である。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1を参照して説明
する。同図で従来技術の実施例である図4と同一番号を
付した構成要素は同一機能の構成要素であるため、その
説明は省略する。本実施例図1において、図4の従来例
と異る点は、バイパス回路6の電圧波形を電圧変換器1
0を介して制御回路に取込み、瞬時値制御回路の正弦波
基準12を第2の加算器17により波形の誤差を検出
し、図示しないバイパスからインバ―タへの給電切換指
令によって第2の誤差増幅器18の出力を徐々に増幅ま
たは減少するソフトスタ―ト・ストップ回路19で制御
される第2の誤差増幅器18の出力信号を瞬時値制御回
路の加算器16に割込ませた点である。次に、本発明に
よるバイパス回路6からインバ―タ3に給電切換える際
の無停電電源装置の動作を図1、図2を用いて説明す
る。図示していないバイパス回路からインバ―タ3への
給電切換指令によってソフトスタ―ト・ストップ回路は
徐々にバイパス電圧波形と正弦波基準12の波形誤差分
を第2の誤差増幅器18によって増幅される。第2の誤
差増幅器18の出力は、インバ―タ3の出力電圧波形を
正弦波基準12になるように制御している瞬時値制御回
路の加算器16に割込まれ、誤差増幅器13の出力はバ
イパス電圧波形と同じになるまで誤差増幅される。誤差
増幅器13の出力信号は、PWM制御回路14、ベ―ス
ドライブ回路15を介してインバ―タ3の半導体素子に
ON/OFFの指令を行いインバ―タ出力電圧はバイパ
ス回路6の電圧波形と瞬時値レベルで同じになるよう自
動制御される。従って、図2の如くインバ―タ出力電圧
はインバ―タ切換前に負荷電圧と同じピ―ク値を持った
台形波状の電圧に変更される。
【0009】その後、切換スイッチ7によって負荷8へ
の給電はバイパス回路6からインバ―タ3に切換えられ
るが、この時の負荷電圧の電圧差ΔVは零であり給電モ
―ド切換時の負荷への突入電流は流れないことになる。
切換完了後ソフトスタ―ト・ストップ回路19は徐々に
第2の誤差増幅器18の出力を絞っていき最終的に零に
することで、インバ―タの出力電圧は、正弦波基準12
に従って、再度正弦波に自動制御される。
【0010】以上の如く、バイパス回路6からインバ―
タ3に給電切換えの際に、インバ―タ3の出力電圧波形
を一旦、第2の加算器17、ソフトスタ―ト・ストップ
回路19及び第2の誤差増幅回路18を用いて、バイパ
ス回路6にて負荷給電している波形に等しくしてから切
換えるように構成したため、従来例の切換え動作(図
5)で説明したように、電源インピ―ダンスの大きなバ
イパス回路で負荷給電をしている際に高調波電流を含ん
で負荷電圧が歪んでいる場合でも、負荷への突入電流を
防止でき、負荷への急激な電圧変動を与えることなく安
定にバイパス回路6からインバ―タ3に給電切換えを行
うとが可能である。
【0011】尚、前述の実施例においては、第2の加算
器17、第2の誤差増幅器18及びソフトスタ―ト・ス
トップ回路19を用いてバイパス電源波形にインバ―タ
出力電圧を合せることで説明してきたが、他の方法例え
ば図3の如く整流回路20、ピ―ク値検出回路21、第
2の加算器17お及びソフトスタ―ト・ストップ回路1
9を用いてバイパス回路からインバ―タの切換前に電圧
波形のピ―ク値を合せるようにしても本発明と同様な効
果が得られることに変りない。
【0012】
【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、バ
イパス回路を持つ無停電電源装置において、前記バイパ
ス回路より負荷給電を前記無停電電源装置つまりインバ
―タに切換える際、従来の瞬時値PWM制御回路に第2
の加算器、第2の誤差増幅器及びソフトスタ―ト・スト
ップ回路を組合せて、前記バイパス回路で負荷給電して
いる時の電圧波形を検出して出力波形を制御している瞬
時値PWM制御回路に割込みを行い、インバ―タの出力
電圧波形をバイパス電圧波形に合せた後、バイパス回路
よりインバ―タ回路に負荷給電を切換えるように構成す
ることによって、切換時の負荷への突入電流を抑制し、
電源切換時の負荷電圧変動を抑えて、インバ―タが過電
流保護検出することなく、安定にインバ―タ給電に切換
えることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図2】本発明の動作を説明するための波形図。
【図3】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図4】従来の瞬時値PWM制御方式の無停電電源装置
のブロック図。
【図5】従来の無停電電源装置の動作を説明するための
波形図。
【符号の説明】
1 …交流電源 2
…整流器 3 …インバ―タ 4
…変圧器 5 …蓄電池 6
…バイパス回路 7 …切換スイッチ 8
…負荷 10 …電圧変換器 11
…PLL回路 12 …正弦波基準 13
…誤差増幅器 14 …PWM制御回路 15
…ベ―スドライブ回路 16 …加算器 17
…第2の加算器 18 …第2の誤差増幅器 20
…整流回路 21 …ピ―ク値検出回路 19
…ソフトスタ―ト・ストップ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バイパス回路を備えた無停電電源装置
    において、該無停電電源装置は瞬時値PWM制御回路に
    よって出力電圧が制御されるインバ―タを有し、前記バ
    イパス回路から前記インバ―タに負荷給電を切換える際
    に、切換指令で前記バイパス回路での負荷給電波形瞬時
    値を検出し、前記瞬時値PWM制御回路の正弦波基準と
    比較し、その偏差分を一定の期間、徐々に増幅及び減少
    させ、前記瞬時値PWM制御回路に割り込ませ補正する
    ことによって、前記インバ―タの出力電圧波形をバイパ
    ス給電電圧波形に合わせるように制御する手段を具備し
    た無停電電源装置。
  2. 【請求項2】 バイパス回路を備えた無停電電源装置
    において、該無停電電源装置は瞬時値PWM制御回路に
    よって出力電圧が制御されるインバ―タを有し、前記バ
    イパス回路から前記インバ―タに負荷給電を切換える際
    に、切換指令で前記バイパス回路での負荷給電電圧波形
    のピ―ク値を検出し、前記瞬時値PWM制御回路の正弦
    波基準のピ―ク値を検出して、インバ―タの出力電圧波
    形ピ―ク値とバイパス給電電圧波形ピ―ク値を合せるよ
    うに制御する手段を具備した無停電電源装置。
JP4336897A 1992-12-17 1992-12-17 無停電電源装置 Pending JPH06189475A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007336689A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Meidensha Corp 待機式無停電電源システム
JP2008278558A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Densei Lambda Kk 無停電電源装置、交流電力供給装置および負荷機器に応じた交流電圧切替方法
JP2008306889A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Kyoto Denkiki Kk 無停電電源装置
AT503542B1 (de) * 2006-04-27 2009-07-15 Fronius Int Gmbh Verfahren und wechselrichter zur umwandlung einer gleichspannung in eine wechselspannung
KR101318960B1 (ko) * 2013-06-26 2013-10-18 성신전기공업(주) 무정전전원장치 및 이의 제어 방법

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