JPH09252547A - Uninterruptible power system - Google Patents

Uninterruptible power system

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Publication number
JPH09252547A
JPH09252547A JP8060608A JP6060896A JPH09252547A JP H09252547 A JPH09252547 A JP H09252547A JP 8060608 A JP8060608 A JP 8060608A JP 6060896 A JP6060896 A JP 6060896A JP H09252547 A JPH09252547 A JP H09252547A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
power
storage battery
inverter
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP8060608A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomotaka Wakabayashi
智孝 若林
Atsushi Otsuka
淳 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba FA Systems Engineering Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8060608A priority Critical patent/JPH09252547A/en
Publication of JPH09252547A publication Critical patent/JPH09252547A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an uninterruptible power supply apparatus in which a higher harmonic component flowing out to a system is removed, by a method wherein a storage battery is charged by a second converter and the higher harmonic component generated by a first converter is controlled so as to be offset. SOLUTION: In an ordinary operation, a first converter 5 rectifies power from a system, and the rectified power is inputted to an inverter 3. Then, the inverter inverts the supplied power into an alternating current so as to be supplied it to a load. In addition, at this time, a second converter 6 charges a storage battery 4, higher harmonics whose phase is opposite to that of, and whose value is identical to that of, higher harmonics which are detected by a current transformer 7 and which are generated by the first converter 5 are generated, and higher harmonics on the input side of an uninterruptible power supply apparatus are removed. In the power failure of the system, DC power from the storage battery 4 is inverted into AC power by the inverter 3 so as to continue the supply of electricity to the load. As a result, the capacity of the second converter 6 can be reduced, and higher harmonics which flow out to the system can be removed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、系統より蓄電池へ
の充電を行う機能を有する無停電電源装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an uninterruptible power supply device having a function of charging a storage battery from a grid.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に従来の無停電電源装置(以下、U
PSと称す)の構成図を示す。UPSは、EMIフィル
タ1とコンバータ2とインバータ3と蓄電池4とから構
成される。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional uninterruptible power supply (hereinafter referred to as U
A configuration diagram of PS) is shown. The UPS includes an EMI filter 1, a converter 2, an inverter 3 and a storage battery 4.

【0003】UPSは、通常時には、EMIフィルタ1
を介してコンバータ2に給電された系統電力をコンバー
タ2により直流に変換する。コンバータ2により変換さ
れた直流電力はインバータ3に供給されると共に、蓄電
池4にも供給され、蓄電池4を充電する。インバータ3
は供給された直流電力を交流電力に変換して、負荷へ供
給する。
The UPS normally uses the EMI filter 1
The system power supplied to the converter 2 via the converter is converted into direct current by the converter 2. The DC power converted by the converter 2 is supplied to the inverter 3 and also to the storage battery 4 to charge the storage battery 4. Inverter 3
Converts the supplied DC power into AC power and supplies it to the load.

【0004】コンバータ2の交流側に設けられたEMI
フィルタ1は、コンバータ2のPWM制御によって発生
する高周波リプルを除去するためのものである。また、
系統の停電時には、蓄電源4からの直流電力をインバー
タ3により交流電力に変換して負荷へ供給することによ
り、系統の停電時も負荷への給電を継続する。
EMI provided on the AC side of the converter 2
The filter 1 is for removing high frequency ripple generated by the PWM control of the converter 2. Also,
At the time of power failure of the system, the DC power from the storage power source 4 is converted into AC power by the inverter 3 and supplied to the load, so that the power supply to the load is continued even at the time of power failure of the system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来は、1つのコンバ
ータにより負荷への給電を行なうインバータと系統停電
時の電力源となる蓄電池とに直流電力を供給していた。
蓄電池を充電するためには、コンバータを定電圧、定電
流制御を行なう必要があり、また、コンバータの容量を
大きくする必要があった。
Conventionally, DC power was supplied to an inverter for supplying power to a load by one converter and a storage battery serving as a power source in the event of a system power failure.
In order to charge the storage battery, it was necessary to perform constant voltage and constant current control on the converter, and it was also necessary to increase the capacity of the converter.

【0006】コンバータの容量が大きくなると、コンバ
ータのPWM制御により発生する高周波リプルも大きく
なり、高周波リプルを抑制するためのEMIフィルタの
容量も大きくする必要があった。
As the capacity of the converter increases, the high frequency ripple generated by the PWM control of the converter also increases, and it is necessary to increase the capacity of the EMI filter for suppressing the high frequency ripple.

【0007】よって、本発明では、蓄電池を充電するた
めにはコンバータを定電圧、定電流制御が必要であるの
に対し、インバータへの給電はその必要がないことに着
目し、蓄電池を充電するためのコンバータとインバータ
への給電を行うためのコンバータとを別々に備え、蓄電
池を充電するためのコンバータのみ定電圧、定電流制御
を行うことにより、装置を小型化させる。また、蓄電池
を充電するためのコンバータにアクティブフィルタ機能
をもたせることにより、他方のコンバータから系統に流
出する高調波成分を除去するUPSを提供する。
Therefore, in the present invention, it is necessary to charge the storage battery by charging the storage battery while paying attention to the fact that the converter needs constant voltage and constant current control in order to charge the storage battery, whereas power supply to the inverter is not necessary. A converter for supplying power to the inverter is separately provided, and only the converter for charging the storage battery is subjected to constant voltage and constant current control, thereby downsizing the device. Further, by providing a converter for charging a storage battery with an active filter function, a UPS is provided that removes harmonic components flowing from the other converter to the system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
無停電電源装置では、第1のコンバータにより系統から
の交流電力を直流電力に変換し、該直流電力をインバー
タにより交流電力に変換して負荷に電力を供給する。ま
た、第2のコンバータにより蓄電手段を充電すると共
に、第1のコンバータから発生する高調波成分を打ち消
し合うように逆位相で同じ値の高調波を発生させること
により交流側の高調波を除去する。
In the uninterruptible power supply according to claim 1 of the present invention, AC power from the grid is converted into DC power by the first converter, and the DC power is converted into AC power by the inverter. And supply power to the load. Further, the accumulator is charged by the second converter, and harmonics of the same value are generated in opposite phases so as to cancel out the harmonic components generated by the first converter, thereby removing the harmonics on the alternating current side. .

【0009】本発明の請求項2に係る無停電電源装置で
は、請求項1記載の無停電電源装置において第1のコン
バータをダイオード整流方式のコンバータとし、第2の
コンバータを高速スイッチング素子を用いたPWM整流
方式のコンバータにすることで、第1のコンバータから
発生する高調波成分を少なくすることができる。
In the uninterruptible power supply according to claim 2 of the present invention, in the uninterruptible power supply according to claim 1, the first converter is a diode rectification type converter, and the second converter is a high-speed switching element. The PWM rectification type converter can reduce the harmonic components generated from the first converter.

【0010】本発明の請求項3に係る無停電電源装置で
は、請求項1または請求項2記載の無停電電源装置にお
いて第2のコンバータの交流側にEMIフィルタを設け
ることによってコンバータのスイッチング時に発生する
高周波リプルを抑制することができる。
In the uninterruptible power supply according to claim 3 of the present invention, in the uninterruptible power supply according to claim 1 or 2, an EMI filter is provided on the AC side of the second converter, which occurs when the converter is switched. It is possible to suppress high frequency ripple that occurs.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態のUPSの概略図である。本発明の第1の実施の
形態のUPSは、ダイオード整流方式の第1のコンバー
タ5と、PWM整流方式の第2のコンバータ6と、停電
時の電力源となる蓄電池4と、直流電力を交流電力に変
換するインバータ3と、第1のコンバータの交流側の高
調波を検出する交流器7と、第2のコンバータの交流側
の高調波を検出する変流器8と、変流器7と変流器8と
の出力を基にアクティブフィルタ制御をすると共に蓄電
池充電機能を有する制御回路10と、第1のコンバータ5
から蓄電池4を充電しないようにするブロッキングダイ
オード11とから構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a UPS according to the first embodiment of this invention. The UPS according to the first embodiment of the present invention uses a first converter 5 of a diode rectification system, a second converter 6 of a PWM rectification system, a storage battery 4 serving as a power source at the time of a power failure, and a direct current to generate an alternating current. An inverter 3 for converting to electric power, an AC device 7 for detecting AC side harmonics of the first converter, a current transformer 8 for detecting AC side harmonics of the second converter, and a current transformer 7. A control circuit 10 that performs active filter control based on the output of the current transformer 8 and has a storage battery charging function, and a first converter 5
And a blocking diode 11 for preventing the storage battery 4 from being charged.

【0012】通常運転時は、第1のコンバータ5は、系
統からの電力を整流し、整流された電力はインバータ3
の入力となる。上記第1のコンバータ5は、ダイオード
整流方式であるため、高速スイッチングを行なわないの
で、PWM整流方式に比べスイッチングノイズが少な
い。そして、インバータ3は供給された電力を交流に変
換して負荷へ給電する。
During normal operation, the first converter 5 rectifies the electric power from the grid, and the rectified electric power is used by the inverter 3
Input. Since the first converter 5 is of the diode rectification type and does not perform high-speed switching, it has less switching noise than the PWM rectification type. Then, the inverter 3 converts the supplied power into an alternating current and feeds the load.

【0013】また、このとき第2のコンバータ6は、蓄
電池4の充電を行うと共に、変流器7により検出された
第1のコンバータ5から発生する高調波と逆位相で同じ
値の高調波電流を発生させることによりUPSの入力側
の高調波を除去する。
In addition, at this time, the second converter 6 charges the storage battery 4, and at the same time, the harmonic current having the same value as the harmonic wave generated by the first converter 5 and detected by the current transformer 7 has the opposite phase. To remove the harmonics on the input side of the UPS.

【0014】系統停電時は、蓄電池4からの直流電力を
インバータ3により交流電力に変換し、負荷への給電を
継続させる。この様な構成にすることにより、PWMコ
ンバータの容量を小さくすることができ、また、PWM
コンバータをアクティブフィルタとして運転させること
により、UPSの入力側の高調波成分を除去することが
できる。
At the time of system power failure, the DC power from the storage battery 4 is converted into AC power by the inverter 3 and the power supply to the load is continued. With such a configuration, the capacity of the PWM converter can be reduced, and the PWM converter
By operating the converter as an active filter, harmonic components on the input side of the UPS can be removed.

【0015】また、図2のように、図1のUPSのPW
M整流方式の第2のコンバータの交流側にEMIフィル
タ1を設けても良い。この様な場合では、インバータ給
電のためのコンバータ(ダイオード整流方式コンバー
タ)と蓄電池充電のためのコンバータ(PWM整流方
式)とを分けて設けてるため、EMIフィルタの容量は
蓄電池充電のためのコンバータの入力容量分しか必要と
しないので、EMIフィルタの容量を従来より小さくで
き小型化できる。
Further, as shown in FIG. 2, the PW of the UPS of FIG.
The EMI filter 1 may be provided on the AC side of the M-rectification type second converter. In such a case, since the converter for feeding the inverter (diode rectification system converter) and the converter for charging the storage battery (PWM rectification system) are separately provided, the capacity of the EMI filter is different from that of the converter for charging the storage battery. Since only the input capacitance is required, the capacitance of the EMI filter can be made smaller and smaller than the conventional one.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明の請求項1に係る無停電電源装置
では、第1のコンバータからの電力によりインバータに
供電を行い、第2のコンバータにより蓄電池を充電する
と共に、第1のコンバータから発生する高調波成分を打
ち消し合うように逆位相で同じ値の高調波を発生させる
ことによって、系統に流出する高調波を除去することが
できる。
In the uninterruptible power supply according to claim 1 of the present invention, the power from the first converter is supplied to the inverter, the second converter charges the storage battery, and the power is generated from the first converter. The harmonics flowing out to the system can be removed by generating the harmonics of the same value in opposite phases so as to cancel out the harmonic components that are generated.

【0017】本発明の請求項2に係る無停電電源装置で
は、請求項1記載の無停電電源装置において第1のコン
バータをダイオード整流方式のコンバータとし、第2の
コンバータを高速スイッチング素子を用いたPWM整流
方式のコンバータにすることで、第1のコンバータから
発生する高調波成分を少なくすることができる。
In the uninterruptible power supply according to claim 2 of the present invention, in the uninterruptible power supply according to claim 1, the first converter is a diode rectification type converter and the second converter is a high speed switching element. The PWM rectification type converter can reduce the harmonic components generated from the first converter.

【0018】本発明の請求項3に係る無停電電源装置で
は、請求項1または請求項2記載の無停電電源装置にお
いて第2のコンバータの交流側にEMIフィルタを設け
ることによってコンバータのスイッチング時に発生する
高周波リプルを抑制することができる。
In the uninterruptible power supply according to claim 3 of the present invention, in the uninterruptible power supply according to claim 1 or 2, the EMI filter is provided on the alternating-current side of the second converter, which occurs when the converter is switched. It is possible to suppress high frequency ripple that occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態のUPSの概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of a UPS according to a first embodiment of this invention.

【図2】本発明の他の実施の形態のUPSの概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a UPS according to another embodiment of the present invention.

【図3】従来のUPSの概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of a conventional UPS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…EMIフィルタ 3…インバータ 4…蓄電池 5…ダイオード整流方式コンバータ 6…PWM整流方式コンバータ 7,8…変流器 10…制御回路 1 ... EMI filter 3 ... Inverter 4 ... Storage battery 5 ... Diode rectification converter 6 ... PWM rectification converter 7, 8 ... Current transformer 10 ... Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/48 9181−5H H02M 7/48 N (72)発明者 大塚 淳 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H02M 7/48 9181-5H H02M 7/48 N (72) Inventor Atsushi Otsuka Shibaura, Minato-ku, Tokyo Chome 1-1, Toshiba Corporation Head Office

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電力を直流電力に変換する第1のコ
ンバータと、交流電力を直流電力に変換する第2のコン
バータと、前記第2のコンバータからの直流電力により
充電され停電時の電力源となる蓄電手段と、前記第1の
コンバータからの直流電力または前記蓄電手段からの直
流電力を交流電力に変換するインバータと、前記第2の
コンバータを前記蓄電手段を充電すると共に前記第1の
コンバータが発生する高調波成分を打ち消すように制御
する制御手段とを具備したことを特徴とする無停電電源
装置。
1. A first converter for converting AC power into DC power, a second converter for converting AC power into DC power, and a power source in the event of a power failure charged by the DC power from the second converter. And an inverter for converting DC power from the first converter or DC power from the power storage unit into AC power, and a second converter for charging the power storage unit and the first converter. An uninterruptible power supply comprising: a control unit that controls so as to cancel a harmonic component that is generated.
【請求項2】 前記第1のコンバータはダイオードによ
り交流電力を直流電力に変換し、前記第2のコンバータ
は高速スイッチング素子を用いPWM制御により交流電
力を直流電力に変換することを特徴とする請求項1記載
の無停電電源装置。
2. The first converter converts AC power into DC power with a diode, and the second converter uses high speed switching elements to convert AC power into DC power by PWM control. The uninterruptible power supply according to Item 1.
【請求項3】 前記第2のコンバータの交流側にEMI
フィルタを具備したことを特徴とする請求項1または請
求項2記載の無停電電源装置。
3. The EMI is provided on the AC side of the second converter.
The uninterruptible power supply according to claim 1 or 2, further comprising a filter.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6924567B2 (en) * 2003-10-08 2005-08-02 Energy & Engine Technology Corporation Method and system for managing battery power
US7245033B2 (en) 2002-11-21 2007-07-17 Energy & Engine Technology Corporation Auxiliary heating and air conditioning unit for a diesel powered transport vehicle

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