JPH076679Y2

JPH076679Y2 - 電力給電装置

Info

Publication number: JPH076679Y2
Application number: JP1987043803U
Authority: JP
Inventors: 房男手塚; 利夫吉田
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2002-03-25
Also published as: JPS63153743U

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本考案は、負荷への給電平準化及び瞬間停電時の電源確
保のために使用される電力給電装置に関し、特に、コス
トパフォーマンスを配慮した電力給電装置に関する。

B.考案の概要本考案は、負荷への給電平準化及び瞬間停電時の電源確
保のために使用される電力給電装置において、バッテリ
に直列に順変換，逆変換の可能なブースタ整流器を接続
することにより、電圧変動が生じても直流電圧を略一定
にコントロールし、実質的な設備容量を増大して、装置
全体の大型化とコストアップを防止する技術を開示する
ものである。

C.従来の技術従来より、負荷への給電平準化と瞬間停電時の電源確保
とのために、電力給電装置が使用されている。第５図は
そのような電力給電装置の一般的な構成を示すブロック
図で、交流電源１側に高速スイッチ２を配設し、その負
荷３側に、電力変換手段４を介して、直流電源（バッテ
リ）５を接続して、並列に電力を給電できるようにした
ものである。

このように構成することにより、負荷３の電力消費が少
ない夜間に、電力変換手段４を介して、バッテリ５を充
電し、昼間の負荷ピーク時には逆にバッテリ５から給電
するようにして、負荷３への電力給電の平準化を図るこ
とができる。また、交流電源１側が瞬間停電を発生した
際には、高速スイッチ２を開放して、バッテリ５から負
荷３へ給電する。

D.考案が解決しようとする問題点しかし、上記の装置において、昼間の電力給電の平準化
運用を行う時間は、瞬間停電に対処する時間などよりも
遥かに長時間にわたり、普通４〜８時間もバッテリ５か
ら放電されることになり、その長時間、バッテリ５の端
子電圧は大きく変動する。特に、放電の終期に端子電圧
が下がると、負荷の電力（KW＝VD×ID）を満足させるた
めに、電流を増加してやる必要が起り、その分だけ電力
変換手段４のインバータの電流容量を大きくしておく必
要が生じる。しかも、その電流増での運転時間も長くな
り、短時間を基準とした過負荷定格では処理しきれなく
なり、電圧×電流で設定される設備容量も増大して、装
置全体の大型化とコストアップを招くことになる。

本考案は、このような問題点に鑑みて創案されたもの
で、バッテリの放電開始より終末までに電圧変動を生じ
ても直流電圧を一定にコントロールし、定格増を考慮し
なくてもよく、実質的な設備容量を増大して装置全体の
大型化とコストアップを防止した電力給電装置を提供す
ることを目的としている。

E.問題点を解決するための手段本考案において、上記の問題点を解決するための手段
は、第１図に基本的な構成を示すように、負荷３とその
交流電源１との間に、該交流電源１と並列に電力を給電
するバッテリ５を、電力変換手段４を介して接続した電
力給電装置において、バッテリ５に直列に、順変換及び
逆変換の可能なブースタ整流器６を接続したことを特徴
とする電力給電装置とするものである。

F.作用本考案では、第１図に示すように、順変換及び逆変換の
可能なブースタ整流器６をバッテリ５に直列に接続する
ことにより、バッテリ５から電力変換手段４を介しての
出力電圧に対し、バッテリ５の放電終期の電圧低下はブ
ースタ整流器６が補正し、また放電初期の定格より電圧
が高い分は、電力変換手段４をバイパスさせて、ブース
タ整流器６が負荷３側へオーバーフロー分として出力を
追加するものである。

尚、第１図中、交流電源１と負荷３の間には、電力給電
装置の一般的な構成として、高速スイッチ２が配設され
て、交流電源１の瞬間停電に対処するようになってい
る。

G.実施例以下、図面を参照して、本考案の実施例を詳細に説明す
る。

第２図は本考案による電力給電装置の一実施例を示す回
路図である。第２図において、電力給電装置は、交流電
源１と負荷３との間に、高速スイッチ２を配設し、その
負荷３側に、電力変換手段としてのインバータ４を介し
て、前記交流電源１と並列に電力を給電するバッテリ５
を接続し、更に、該バッテリ５に直列に、順変換及び逆
変換の可能なブースタ整流器６を接続したものである。
尚、ブースタ整流器６には例えばサイリスタ等で成る単
方向の充電スイッチ７が並列に配設されていて、交流電
源１からの余剰電力がインバータ４を介してバッテリ５
に給電される場合には、前記ブースタ整流器６がバイパ
スされるようになっている。また、ブースタ整流器６
は、第３図に示す如く３対のサイリスタ61a,61b〜63a,6
3bとダイオード64とを並列に配列して構成され、トラン
ス８を介して、インバータ４の負荷側に結線されてい
る。ブースタ整流器６は、３相交流の各相がそれぞれ１
対のサイリスタの中間に結線されていることで、放電初
期において電圧が定格より高い分はオーバーフローさ
せ、直接負荷側に出力を追加してやり、バッテリ５の放
電終期に電圧が低下した分は補正する。ダイオード64
は、ブースタ整流器６がバッテリ５の出力方向へのみ作
動するように限定するためのものである。

第４図はバッテリ５の放電特性を示すグラフであって、
放電期間を初期（t1），中間（t2）及び終期（t3）に分
けるとすると、放電初期（t1）においては電圧が定格よ
り高く、また、放電終期（t3）においては電圧が低下す
る。これを、本考案では、前記ブースタ整流器６によ
り、図中斜線で示す如く、電力を追加又は補正するもの
である。

上記の装置に対する試算例を示す。バッテリの電圧を40
0V、定格電流100Aとし、その変動を＋10％及び−20％と
すると、ブースタなしの場合は、設備容量＝（400V×1.1）×（100A×1.2）＝52.8KW 最大出力＝400V×100A＝40KW 従って、出力／設備＝40/52.8となる。

ブースタありの場合は、設備容量＝400V×100A＋（400V×0.2）×100A＝48KW 最大出力＝（400V×100）＋（400V×0.1）×100A＝44KW したがって、出力／設備＝44/48となる。これらの出力
／設備の率を比率すると、本実施例では1.21倍のコスト
パフォーマンスが得られる。

このように、本実施例ではバッテリの放電開始より終末
までの電圧変動が生じても、順逆自在のブースタ整流器
で直流電圧を一定にコントロールすることにより、有効
にインバータを利用でき、電圧定格増及び電圧低下時の
電流定格増を考慮しなくてもよく、インバータの設備費
を低減できる。

また、バッテリの電圧が高い分をブースタより出力でき
るので、装置の実質容量を増やすことができる。例えば
インバータ電圧を200Vとし、バッテリ電圧が240Vの場
合、ブースタを他励にすることにより40V分だけ余分に
電源側に供給できるので、実質容量をそれだけ増やすこ
とになる。

H.考案の効果以上説明したように、本考案によれば、バッテリの放電
開始より終末までに電圧変動が生じても直流電圧を一定
にコントロールし、定格増を考慮しなくてもよく、実質
的な設備容量を増大して装置全体の大型化とコストアッ
プを防止した電力給電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の基本的な構成図、第２図はその具体的
な一実施例の回路図、第３図はブースタ整流器の一例の
回路図、第４図はバッテリの放電特性図、第５図は一般
的な電力給電装置の構成図である。１……交流電源、２……高速スイッチ、３……負荷、４
……電力変換手段、５……バッテリ（直流電源）、６…
…ブースタ整流器、７……充電スイッチ、8,9……トラ
ンス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】負荷とその交流電源との間に、電力変換手
段を介して電力を給電するバッテリを接続し、負荷の少
ない夜間等にこのバッテリを充電し、ピーク負荷時にバ
ッテリより負荷に給電して負荷への電力供給を平準化す
る電力給電装置において、前記バッテリに直列に、順変換及び逆変換の可能なブー
スタ整流器を設けてその交流側を前記交流電源に接続
し、前記バッテリの放電初期の高い電圧分はブースタ整
流器で交流に変換して負荷へオーバーフロー分として出
力を追加し、放電終期の電圧低下はブースタ整流器で交
流電源の電圧を整流して補正するようにしたことを特徴
とする電力給電装置。