JPH06311672A - 無停電電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 整流器の故障を余裕をもって修理可能とす
る。 【構成】 装置が正常で商用電源電力を受電中は、その
商用電源電力を整流器１３で整流し、インバータ１４で
交流に変換して負荷１７へ供給する（図１Ａ）。装置が
正常で停電になると、蓄電池１８の直流をインバータ１
４へ供給して交流に変換して負荷へ供給する（図１
Ｂ）。装置が故障になると、商用電源電力を側路２４を
通じて負荷１７へ直接供給する（図１Ｃ）。その状態で
停電になると、蓄電池１８の直流をインバータ１４で交
流に変換して負荷へ供給する（図１Ｄ）。よって整流器
故障で直ちに蓄電池１８の出力をインバータ１４によっ
て変換して負荷へ供給する場合に比べて、その整流器の
故障の修理を急いでする必要はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は商用電力を側路する回
路を備え、常時はインバータを通じて負荷へ電力を給電
する形式の無停電電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の無停電電源装置を図２Ａ
に示す。図２Ａにおいて無停電電源装置の入力端子１１
は商用電源１２に接続されるとともに、この入力端子は
整流器１３に接続され、整流器１３により商用電源１２
よりの交流電力が整流されてインバータ１４に供給され
る。インバータ１４の出力はスイッチ１５を通じ、更に
出力端子１６を通じて負荷１７に供給される。また端子
１１よりの商用交流電力が充電器１９を通じて蓄電池１
８に対して常に充電を行っている。蓄電池１８の出力側
はスイッチ２１を通じてインバータ１４の入力側に接続
されている。また入力端子１１と出力端子１６との間に
はスイッチ２３を介する側路２４が構成されている。

【０００３】この無停電電源装置においては、装置自体
が正常で商用電源１２の交流電力を受電している状態
（以下商用電力受電中と記す）においては、図３Ａに実
線で示すように商用電源１２よりの交流電力が整流器１
３で整流され、その整流出力がインバータ１４により交
流に変換され、その交流電力がスイッチ１５を通じて負
荷１７に供給される。このようにして負荷１７に電源電
力が供給される。

【０００４】この無停電電源装置が正常な状態において
商用電源１２よりの交流電力が断になると、つまり停電
になると図３Ｂに実線で示すように、スイッチ２１をオ
ンとすることによって常時充電されていた蓄電池１８か
ら直流電力がインバータ１４に供給され、そのインバー
タ１４よりの交流電力がスイッチ１５を通じて負荷１７
に供給される。

【０００５】商用電力受電中にこの無停電電源装置が故
障し、即ち、例えば整流器１３が故障すると、図３Ｃに
実線で示すようにスイッチ２１をオンとして蓄電池１８
よりの直流電力がインバータ１４に供給され、これより
交流電力が負荷１７に供給される。この装置が故障状態
において蓄電池１８の容量が所定値以下になると図３Ｄ
に実線で示すように、スイッチ２３がオンとされて商用
電源電力が側路２４を通じて負荷１７に供給される。

【０００６】ところで整流器１３としては図２Ｂに示す
ように、ダイオード２６をブリッジ接続した全波整流回
路の出力側に平滑回路２７を接続して構成される。その
入力側と出力側にはそれぞれヒューズ３１、３２が設け
られている。或いは図２Ｃに示すように、ＩＧＢＴ等の
高速スイッチング素子３３がブリッジ接続され、その出
力側に、つまり一対の対向するブリッジ接続点間にコン
デンサ３４が接続されるとともに、これと異なる他の一
対のブリッジ接続点間がブリッジ入力側とされ、これに
商用電源電力が供給される。図２Ｃの整流器はアクティ
ブ整流回路であってインバータ１４とほぼ同一構成であ
り、ブリッジの一方の対向アームのスイッチング素子
と、他方の対向アームのスイッチング素子とが交互にオ
ンとされて、入力商用交流電力が全波整流される。

【０００７】この従来に示した無停電電源装置において
は、正常に動作して商用電源を充電している状態におい
てもインバータ１４を介して負荷に電力を供給してお
り、停電になったときもインバータ１４を介して負荷に
電力を供給するし、つまり停電の有無に係わらず常時イ
ンバータ１４を介して動作させ、その出力を負荷に供給
しているから常時インバータ給電形の無停電電源装置と
呼ばれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来においては商用電
源を受電中において整流器１３が故障すると、先に述べ
たように蓄電池１８よりインバータ１４を駆動する運転
となり、蓄電池１８の電力容量はそれほど大きくないた
め、このような運転状態が５乃至１０分程度経過すると
蓄電池１８は十分な電力を供給することができなくな
り、この状態になると商用電力を側路２４を通じて直接
負荷１７へ供給して警報を出してインバータ１４の動作
を停止している。従って、この状態において停電状態に
なると蓄電池１８が放電してしまっているため、これに
よって負荷１７に対し電力を供給することができず無停
電電源装置としての機能を果たさないことになり、負荷
に対し重大な影響を及ぼすことになる。またこのような
関係にあるため整流器１３が故障すると蓄電池１８の容
量が無くならない短い時間のうちに整流器１３の故障の
修理をする必要があり、そのような緊急の修理を直ちに
できるように修理要員を待機させておくことは大変なこ
とであった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明によれば整流器
の故障を検出すると、その故障検出信号により整流器と
インバータとの接続が遮断され、また常時インバータ給
電運転モードからインバータ待機運転モードに切り換え
られる。

【００１０】

【実施例】この発明の無停電電源装置のハードウエア上
の構成は図２Ａに示した従来の装置とほぼ同様である
が、この発明においてはインバータ１４及び直流スイッ
チ２１の接続点と整流器１３との間に切離し手段４１が
挿入され、また図１に示すように各種の状態における動
作に違いがある。即ち、この無停電電源装置が正常で商
用電力を受電中は図１Ａに実線で示すように商用電源電
力が整流器１３で整流され、その整流出力がインバータ
１４で交流電力に変換されて負荷１７に供給される。

【００１１】またこの無停電電源装置が正常状態におい
て商用電源電力が断になり、つまり停電になると図１Ｂ
に実線で示すようにスイッチ２１がオンとされ、蓄電池
１８の直流電力がインバータ１４に供給され、これによ
って交流電力に変換されて負荷１７に供給される。これ
ら図１Ａ、図１Ｂに示す状態は従来と同様である。しか
し、整流器１３が故障すると商用電源電力を受電中にお
いては図１Ｃに実線で示すように、切離し手段４１によ
り整流器１３はインバータ１４から切離され、かつスイ
ッチ２３がオンとされて側路２４を通じて商用電源電力
が直接負荷１７に供給される。この状態において停電状
態になると、図１Ｄに実線で示すようにスイッチ１５及
び２１がオンにされて、蓄電池１８よりの直流電力がイ
ンバータ１４で交流電力に変換されて負荷１７に供給さ
れる。尚、図１Ｃの状態においてはインバータ１４は動
作しないが、その制御回路は商用電源電力と同期して動
作しており、従って停電になって蓄電池１８よりの電力
をインバータ１４によって変換する際には、商用電源電
力と同期した状態でインバータ１４より交流電力を負荷
１７に供給することができる。つまり、整流器１３が故
障すると商用電源電力が受電中は、その商用電力を負荷
に供給して、インバータ１４は停止状態、つまり待機状
態とされ、停電になって始めてインバータを動作する。
即ち、整流器１３が正常な場合は常時インバータ給電運
転とされるが、整流器１３が故障した場合はインバータ
１４を待機させた運転モードとなる。このインバータ待
機運転モードになると装置が故障であることの警報を出
し、その故障修理をうながす。整流器１３の故障は、整
流器１３の出力側に直列に挿入されたブレーカの補助接
点によるか、整流器１３の出力側に過電圧検出リレー
と、不足電圧検出リレーとを設けて異常電圧を検出して
行えばよい。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明においては、
整流器１３が故障するとインバータ待機運転モードとな
るため、その状態で商用電源電力が停電となっても蓄電
池１８の電力をインバータで変換して負荷１７に供給す
ることができる。従って、停電はそれほど頻繁に起こる
ことはなく、かつ長時間に渡ることもないため、整流器
１３が故障した場合にそれほど緊急に整流器１３を修理
する必要がなく、その修理要員を常に待機しておく必要
もなく、負荷システムの稼働の都合や修理要員の都合に
合わせて整流器の修復作業を行うことができる。尚、整
流器が故障しているあいだは、商用電源電力が直接負荷
に供給されるため無停電電源装置の１つの機能である安
定した電圧を負荷に供給する機能は失われるが、無停電
電源装置の本質的な機能である停電時に電力の供給を維
持するという第１の機能は失われない。従来において整
流器が故障し、蓄電池によるインバータ運転も、蓄電池
の放電により不可能になり、商用電源電力を直接負荷へ
供給している状態で停電になって、大きな影響をもたら
すようなことは生じない。

【００１３】特に最近、図２Ｃに示すアクティブの整流
器においては素子数が多く、図２Ｂに示す整流器よりも
２倍程度も故障する率が多いが、このアクティブ整流器
は入力交流電力の力率の改善や、低次高調波の抑制に大
きな効果を発揮するため多用する傾向にあるが、上述し
たように故障しやすく、故障が生じると先に述べたよう
な問題が生じる恐れがあり、このような場合にこの発明
はより有効である。しかし、図２Ｂに示すダイオードを
使った整流器においても、やはり故障その他の問題があ
り、同様にこの発明は有効である。

【００１４】図２Ｃに示すように、整流器１３の出力側
をダイオード３６を通じてインバータ１４と接続すると
整流器１３が故障した場合は、ダイオード３６によって
インバータ１４及び蓄電池１８から故障した整流器１３
が切り離されることになる。この逆流防止用のダイオー
ド３６の替わりにヒューズを用いてもよい。つまり、こ
のようなアクティブ整流器においては故障することは、
スイッチング素子３３が短絡して大きな電流が流れ、従
って、ヒューズが溶断して切り離されることになる。ま
た整流器１３が故障して運転モードがインバータ待機運
転モードになると、その事を表す表示が点灯するように
することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例において各種状態における負
荷への電力供給状態を示す図。

【図２】Ａはこの種の無停電電源装置を示すブロック
図、Ｂ及びＣはその整流器１３の例を示す接続図であ
る。

【図３】従来の無停電電源装置における各種状態におけ
る電流供給の状態を示す図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電力を側路する回路を有する常時イ
   ンバータ給電形の無停電電源装置において、 商用電力受電中において、インバータへ電力供給を行う
   整流器の故障を検出する故障検出手段と、 その故障検出手段の故障検出信号によって上記整流器を
   上記インバータから切り離す手段と、 上記故障検出信号によって上記無停電電源装置の動作を
   常時インバータ給電モードからインバータ待機運転モー
   ドに移行させる手段と、 を有する無停電電源装置。