JPS5883525A - 交流無停電電源装置 - Google Patents
交流無停電電源装置Info
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- JPS5883525A JPS5883525A JP56180731A JP18073181A JPS5883525A JP S5883525 A JPS5883525 A JP S5883525A JP 56180731 A JP56180731 A JP 56180731A JP 18073181 A JP18073181 A JP 18073181A JP S5883525 A JPS5883525 A JP S5883525A
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 10
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 9
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、３巻線形の磁気シャントを有する磁気飽和形
定電圧変圧器（以下３巻トランスという）を使用した交
流無停電電源装置に関し、更に詳しくは商用電源が停電
した時に発生する出力電圧の過渡変動を除去するために
停電を瞬時に検出し、それと同時にインバータ位相を瞬
間的に進ませる制御回路と、商用電源の停電が回復した
時に発生する出力電圧の過渡変動を除去するために、商
用電源をインバータと同位相にて投入する制御回路に関
するものである。
定電圧変圧器（以下３巻トランスという）を使用した交
流無停電電源装置に関し、更に詳しくは商用電源が停電
した時に発生する出力電圧の過渡変動を除去するために
停電を瞬時に検出し、それと同時にインバータ位相を瞬
間的に進ませる制御回路と、商用電源の停電が回復した
時に発生する出力電圧の過渡変動を除去するために、商
用電源をインバータと同位相にて投入する制御回路に関
するものである。
第１図に３ｓトランスを使用した交流無停電電源装置の
ブロック図を示し、その動作を説明する。
ブロック図を示し、その動作を説明する。
第１図において商用電源が正常な場合その電力は、一方
はサイリスクスイッチ（５１−３ｓ）ランス（６）の第
１巻線（６−１）→同第３ｓ線（６−３）−負荷（７）
の順に供給される。また、他方は充電器（２）−蓄電池
（４）−インバータ（３）１３巻トランス（６）の第２
巻線（６−２）→同第３巻線（６−３）→負荷（７）の
順に供給される。すなわちインバータ（３）を商用電源
（１）に同期して動作させ双方の電力を３巻トランス（
６）により合成して負荷（７）に供給するように動作す
る。この場合、インバータ（３）で変換された交流電圧
の位相を負荷（７）に加える交流出力電圧と同一位相に
調整すればインバータ（３）かう負荷（７）への電力の
流れは零になりインバータは待機状態となる。この状態
を第２図に示す３巻トランスの理想化された回路により
詳細な説明を行なう。
はサイリスクスイッチ（５１−３ｓ）ランス（６）の第
１巻線（６−１）→同第３ｓ線（６−３）−負荷（７）
の順に供給される。また、他方は充電器（２）−蓄電池
（４）−インバータ（３）１３巻トランス（６）の第２
巻線（６−２）→同第３巻線（６−３）→負荷（７）の
順に供給される。すなわちインバータ（３）を商用電源
（１）に同期して動作させ双方の電力を３巻トランス（
６）により合成して負荷（７）に供給するように動作す
る。この場合、インバータ（３）で変換された交流電圧
の位相を負荷（７）に加える交流出力電圧と同一位相に
調整すればインバータ（３）かう負荷（７）への電力の
流れは零になりインバータは待機状態となる。この状態
を第２図に示す３巻トランスの理想化された回路により
詳細な説明を行なう。
第２図においてＬｌおよびＬ２は二つの磁気シャントに
より得られる漏れインダクタンス、Ｃは共振用静電容量
である。いま商用電源電圧な■Ｍインバータ電圧を※、
Ｎとし、これらは同一周波数をもち出力電圧＜１０に対
しそれぞれφ１及びφ２の位相角をもつものとすればＶ
ｏ ＝＝Ｖ ｏ −。
より得られる漏れインダクタンス、Ｃは共振用静電容量
である。いま商用電源電圧な■Ｍインバータ電圧を※、
Ｎとし、これらは同一周波数をもち出力電圧＜１０に対
しそれぞれφ１及びφ２の位相角をもつものとすればＶ
ｏ ＝＝Ｖ ｏ −。
回路計算から各電源より供給される電力Ｐ１及びＰ２は
Ｐ Ｌ ＝ （ＶＡｃＶ ｏ ／’ωＬｌ）ｓｉｎ
φＩＰ２＝ （Ｖ、Ｎ’ｔ１０／ωｌ、ｌり ｓ ｉｎ
φ２となる。従ってφ２＝０となるようにインバー
タの位相を調整すれば、インバータから負荷への電力の
流れは零となる。
φＩＰ２＝ （Ｖ、Ｎ’ｔ１０／ωｌ、ｌり ｓ ｉｎ
φ２となる。従ってφ２＝０となるようにインバー
タの位相を調整すれば、インバータから負荷への電力の
流れは零となる。
次に商用電源が停電すれば電力は、蓄電池（４）−イン
バータ（３）→３巻トランス（６）の第２巻線（６−，
１１ ２）−同第３ＪｌｌＳ線（６−３）−負荷（７）？順に
瞬断することなく供給される。またこの場合サイリスタ
スイッチ（５）を開いてインバータ（３）から商用電源
（１）への電力の流れを防止する。
バータ（３）→３巻トランス（６）の第２巻線（６−，
１１ ２）−同第３ＪｌｌＳ線（６−３）−負荷（７）？順に
瞬断することなく供給される。またこの場合サイリスタ
スイッチ（５）を開いてインバータ（３）から商用電源
（１）への電力の流れを防止する。
（８）はインバータ出力電圧中に含まれる高調波を除去
する共振回路と出力電圧を定電圧にするための可変イン
ダクター回路であり、（９）は各回路を制御するための
自動同期機能、電圧調整機能、および警報監視表示機能
などを備えている制御回路である。
する共振回路と出力電圧を定電圧にするための可変イン
ダクター回路であり、（９）は各回路を制御するための
自動同期機能、電圧調整機能、および警報監視表示機能
などを備えている制御回路である。
次に第１図の交流無停電電源装置における問題点を述べ
る。第１図において、今、商用電源が正常でインバータ
が待機状態の時、商用電源が停電したとすれば商用電源
からφ１だけ遅れて動作していた出力電圧は今度はイン
バータ出力からφ２だけ遅れて動作することになり停電
する前と比較すれば新たにφ２だけ遅れるため、その位
相のずれにより３Ｉ＃１トランスの磁束の時間変化が遅
くなり出力電圧が低下する過渡変動が生じる。第３図お
よび第４図にその場合の各部波形を示す。また一方、次
に商用電源の停電が回復した場合には投入位相によって
はインバータとの位相のずれによって出力電圧に過渡変
動が発生する。
る。第１図において、今、商用電源が正常でインバータ
が待機状態の時、商用電源が停電したとすれば商用電源
からφ１だけ遅れて動作していた出力電圧は今度はイン
バータ出力からφ２だけ遅れて動作することになり停電
する前と比較すれば新たにφ２だけ遅れるため、その位
相のずれにより３Ｉ＃１トランスの磁束の時間変化が遅
くなり出力電圧が低下する過渡変動が生じる。第３図お
よび第４図にその場合の各部波形を示す。また一方、次
に商用電源の停電が回復した場合には投入位相によって
はインバータとの位相のずれによって出力電圧に過渡変
動が発生する。
本発明は、商用電源停電においてはその停電を早期に検
出しそれと同時にインバータ出力の位相をφ１だけ進め
インバータ出力と商用電源とを同位相にすることにより
、また一方、商用電源の停電が回復した場合はインバー
タ出力が商用電源に同期するまではサイリスクスイッチ
（５）を開いて商用電源とインバータの位相のずれによ
る相互干渉、を防止し、また同期後のインバータ位相の
交流出力位相への移相も徐々に行わせることにより前記
過渡変動の除去を図った交流無停電電源装置を提供する
ことを目的とする。
出しそれと同時にインバータ出力の位相をφ１だけ進め
インバータ出力と商用電源とを同位相にすることにより
、また一方、商用電源の停電が回復した場合はインバー
タ出力が商用電源に同期するまではサイリスクスイッチ
（５）を開いて商用電源とインバータの位相のずれによ
る相互干渉、を防止し、また同期後のインバータ位相の
交流出力位相への移相も徐々に行わせることにより前記
過渡変動の除去を図った交流無停電電源装置を提供する
ことを目的とする。
第５図は、本発明における制御回路の実施例を示すブロ
ック図であり、以下それについて説明する。
ック図であり、以下それについて説明する。
Ｑｌは商用電源の電圧波形を検出するＰＴ、（１１）は
商用電圧信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出
器、（１２）はゼロクロス検出器（１１）の出力でトリ
ガされる同期オシレータ、（１４）ｉｎゼロクロス検出
！（１１）と同期オシレータ （１２）の出力波形を比
較するイクスクルシプオア回路、（１５）はオア回路、
（１３）は商用停電検出器である。（］９）は同期オシ
レータ（１２）の方形波出力をノコギリ波に変換するノ
コギリ波発生器である。
商用電圧信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出
器、（１２）はゼロクロス検出器（１１）の出力でトリ
ガされる同期オシレータ、（１４）ｉｎゼロクロス検出
！（１１）と同期オシレータ （１２）の出力波形を比
較するイクスクルシプオア回路、（１５）はオア回路、
（１３）は商用停電検出器である。（］９）は同期オシ
レータ（１２）の方形波出力をノコギリ波に変換するノ
コギリ波発生器である。
（１７）は一つはインバータ入力電流信号ＳＩＮを受け
それに応じた直流電圧ＥＮと、もう一つは商用電源とイ
ンバータ出力とを同位相にするぼ流電圧Ｅ１ とを発
生する移相電圧発生器である。
それに応じた直流電圧ＥＮと、もう一つは商用電源とイ
ンバータ出力とを同位相にするぼ流電圧Ｅ１ とを発
生する移相電圧発生器である。
（１８）は商用停電検出器（１３）からの信号により移
相電圧ＥＮとＥｌ とを切替えるアナログスイッチで
あり、その出力はレベル調整器（１９）の基準電圧とな
る。
相電圧ＥＮとＥｌ とを切替えるアナログスイッチで
あり、その出力はレベル調整器（１９）の基準電圧とな
る。
レベル調整器（１９）はノコギリ波のレベルを調整する
。（２０） 、 （２１）は比較器であり、基準電圧
発生器（２２）の基準電圧とノコギリ波を比較して移相
された方形波を作成しインバータドライバ（２３）に出
力する。
。（２０） 、 （２１）は比較器であり、基準電圧
発生器（２２）の基準電圧とノコギリ波を比較して移相
された方形波を作成しインバータドライバ（２３）に出
力する。
次に上記構成における各部動作を第６図に示すタイムチ
ャートに従って説明する。
ャートに従って説明する。
商用電圧信号（第６図（ａ））はゼロクロス検出器（１
１）を通りその出力Ｑは正弦波が負がら正に変る点で、
Ｑは正から負に変る点でそれぞれハイレベルになる（第
６図（ａ）、 （ｂｌ、 （Ｃ１）。また同期オシレー
タ（１２）はゼロクロス検出器（１１）の出方によりト
リガされ商用電圧と同期した６０ Ｈｚの方形波を発生
する（第６図（ｄ）、 （８１）。ゼロクロス検出器（
１１）と同期オシレータ（１２）とのＱおよび。出力を
イクスクルシプオア回路（１４）によりそれぞれ比較し
、相違する場合にはオア回路（１５）の出力が第６図（
ｈ）に示すタイミングでハイレベルになり商用電源の停
電を瞬時に検出する。
１）を通りその出力Ｑは正弦波が負がら正に変る点で、
Ｑは正から負に変る点でそれぞれハイレベルになる（第
６図（ａ）、 （ｂｌ、 （Ｃ１）。また同期オシレー
タ（１２）はゼロクロス検出器（１１）の出方によりト
リガされ商用電圧と同期した６０ Ｈｚの方形波を発生
する（第６図（ｄ）、 （８１）。ゼロクロス検出器（
１１）と同期オシレータ（１２）とのＱおよび。出力を
イクスクルシプオア回路（１４）によりそれぞれ比較し
、相違する場合にはオア回路（１５）の出力が第６図（
ｈ）に示すタイミングでハイレベルになり商用電源の停
電を瞬時に検出する。
ノコギリ波発生器（１６）は同期オシレータからの方形
波（第６図（ｄ）、 （８１）をノコギリ波に変換しレ
ベル調整器（１９）へ出方する。レベル調整器（１９）
はアナログスイッチ（１８）より切替えられた移相電圧
発生器（１７）からの直流電圧ＥＮもしくはＥｌにより
ノコギリ波のレベルを調整する（第６図（ｋ））。
波（第６図（ｄ）、 （８１）をノコギリ波に変換しレ
ベル調整器（１９）へ出方する。レベル調整器（１９）
はアナログスイッチ（１８）より切替えられた移相電圧
発生器（１７）からの直流電圧ＥＮもしくはＥｌにより
ノコギリ波のレベルを調整する（第６図（ｋ））。
比較器（２０） 、 （２１）はレベル調整されたノ
コギリ波と基準電圧発生！ （２２）からの基準電圧と
を比較して移相された方形波（第６図（１））をインバ
ータドライバ（２３）に出力しインバータをドライブす
る。
コギリ波と基準電圧発生！ （２２）からの基準電圧と
を比較して移相された方形波（第６図（１））をインバ
ータドライバ（２３）に出力しインバータをドライブす
る。
移相電圧ＥＮはインバータ入力電流信号ＳＩＮを受けて
インバータ出力を３巻トランスの出力と同位相にする移
相電圧、Ｅｌ はインバータ出力を商用電源と同位相に
する移相電圧である。
インバータ出力を３巻トランスの出力と同位相にする移
相電圧、Ｅｌ はインバータ出力を商用電源と同位相に
する移相電圧である。
レベル調整器（１９）は商用電源が正常な場合にはＥＮ
の移相電圧によりノコギリ波を第６図（ｋ）のレベルに
調整する。
の移相電圧によりノコギリ波を第６図（ｋ）のレベルに
調整する。
また、商用゛電源が停電した場合には第６図の（ｈｌの
停電信号を受けて移相電圧がＥＮからＥｌ に切替わり
（第６図（Ｊ））その結果インバータ出力は第６図（１
）のタイミングで瞬時に商用電源と同位相に移相される
０以上の動作により商用電源停電時においては３巻トラ
ンスの出力は停電前と同位相で動作するため出力に過渡
変動は発生しない。また停電が回復した場合は同期オシ
レータ（１２）が商用電源に同期するまではサイリスク
スイッチ（５）のドライブ信号（第６図（ホ））をロッ
クして商用電源（１）と３巻トランス（６）とを切離し
、インバータ出力と商用電源が同位相になった段階でサ
イリスクスイッチ（５）を投入するためインバータと商
用電源の相互干渉はなく出力に過渡変動は発生しない。
停電信号を受けて移相電圧がＥＮからＥｌ に切替わり
（第６図（Ｊ））その結果インバータ出力は第６図（１
）のタイミングで瞬時に商用電源と同位相に移相される
０以上の動作により商用電源停電時においては３巻トラ
ンスの出力は停電前と同位相で動作するため出力に過渡
変動は発生しない。また停電が回復した場合は同期オシ
レータ（１２）が商用電源に同期するまではサイリスク
スイッチ（５）のドライブ信号（第６図（ホ））をロッ
クして商用電源（１）と３巻トランス（６）とを切離し
、インバータ出力と商用電源が同位相になった段階でサ
イリスクスイッチ（５）を投入するためインバータと商
用電源の相互干渉はなく出力に過渡変動は発生しない。
上述したように本発明によれば３巻線形の磁気シャント
を有する磁気飽和形定電圧変圧器により商用電源とイン
バータとをそれぞれの巻線に入力し、両者の位相差を制
御して商用電源を受電中はインバータからの電力の流れ
を零に調整する方式の交流無停電電源装置において、商
用電源が停電したことを瞬時に検出して同時にインバー
タ位相を瞬間的に進ませる手段と、商用電源の停電が回
復したことを検出して商用電源の周波数の位相がインバ
ータの位相と同位相になった時に商用電源を投入する手
段とを設けたので、インバータが待機運転中に商用電源
が停電した場合や次に停電が回復した場合に発生する出
力過渡変動を大規模なフィルタ等を設けることなく、わ
ずかな制御回路の追加により除去することができ、電子
計算機等の良質な電源を要する負荷に対しての悪影響を
解消する事ができるという効果を奏するものである。
を有する磁気飽和形定電圧変圧器により商用電源とイン
バータとをそれぞれの巻線に入力し、両者の位相差を制
御して商用電源を受電中はインバータからの電力の流れ
を零に調整する方式の交流無停電電源装置において、商
用電源が停電したことを瞬時に検出して同時にインバー
タ位相を瞬間的に進ませる手段と、商用電源の停電が回
復したことを検出して商用電源の周波数の位相がインバ
ータの位相と同位相になった時に商用電源を投入する手
段とを設けたので、インバータが待機運転中に商用電源
が停電した場合や次に停電が回復した場合に発生する出
力過渡変動を大規模なフィルタ等を設けることなく、わ
ずかな制御回路の追加により除去することができ、電子
計算機等の良質な電源を要する負荷に対しての悪影響を
解消する事ができるという効果を奏するものである。
第１図は３巻トランスを使用した交流無停電電源装置の
構成を示すブロック図、第２図は３巻トランスの理想化
された回路により電力の流れを説明する回路図、第３図
は商用電源が正常な場合の商用電源電圧、インバータ電
圧および出力電圧の各波形と位相関係を示す波形図、第
４図は商用電源が停電した場合の出力電圧の過渡変動を
示す波形図、第５図は本発明の実施例を示すブロック図
、第６図は制御回路の各部の動作を示すタイムチャート
である。 （１）−商用電源 （２）−−一充電器 （３）−ｍ−インバータ ＋４１−−一蓄電池 （５）−−−サイリスクスイッチ ＋６１−３巻トランス （６−１）〜（６＝４）−３巻トランス巻線（６−５）
−−一鉄心 （６−６）・−・磁気シャント ＋７１−−一負荷 （８）−ｍ−共振回路 （９１−一制御回路 ０Φ−Ｐ Ｔ （１１）・〜・ゼロクロス検出器 （１２）−・−同期オシレータ （１３）・・・商用停電検出器 （］４）・−イクスクルシブオア回路 （１５）−・・オア回路 （１６） −ノコギリ波発生器 （１７）・−・移相電圧発生器 （１８） −−アナログスイッチ （１９）−・・レベル調整器 （２０） 、 （２１） −−・比較器（２２） −
基準電圧発生器 （２３）・・・インバータドライバ 特許出願人 二シム電子株式会′社 代理人 伊東寸志（ばか２名） 手続補正書 昭和５６年１２月ｚｑ日 特許庁長官 島田春樹殿 −１，事件の表示 昭和５６年特許願 第 １１１１０７３１号３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 ４、代理人 １３０−
構成を示すブロック図、第２図は３巻トランスの理想化
された回路により電力の流れを説明する回路図、第３図
は商用電源が正常な場合の商用電源電圧、インバータ電
圧および出力電圧の各波形と位相関係を示す波形図、第
４図は商用電源が停電した場合の出力電圧の過渡変動を
示す波形図、第５図は本発明の実施例を示すブロック図
、第６図は制御回路の各部の動作を示すタイムチャート
である。 （１）−商用電源 （２）−−一充電器 （３）−ｍ−インバータ ＋４１−−一蓄電池 （５）−−−サイリスクスイッチ ＋６１−３巻トランス （６−１）〜（６＝４）−３巻トランス巻線（６−５）
−−一鉄心 （６−６）・−・磁気シャント ＋７１−−一負荷 （８）−ｍ−共振回路 （９１−一制御回路 ０Φ−Ｐ Ｔ （１１）・〜・ゼロクロス検出器 （１２）−・−同期オシレータ （１３）・・・商用停電検出器 （］４）・−イクスクルシブオア回路 （１５）−・・オア回路 （１６） −ノコギリ波発生器 （１７）・−・移相電圧発生器 （１８） −−アナログスイッチ （１９）−・・レベル調整器 （２０） 、 （２１） −−・比較器（２２） −
基準電圧発生器 （２３）・・・インバータドライバ 特許出願人 二シム電子株式会′社 代理人 伊東寸志（ばか２名） 手続補正書 昭和５６年１２月ｚｑ日 特許庁長官 島田春樹殿 −１，事件の表示 昭和５６年特許願 第 １１１１０７３１号３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 ４、代理人 １３０−
Claims (1)
- １．３＊線形の磁気シャントを有する磁気飽和形定電圧
変圧器により′商用電源とインバータとをそれぞれの巻
線に入力し、両者の位相差を制御して商用電源を受電中
はインバータからの電力の流れを零に調整する方式の交
流無停電電源装置゛において、商用電源が停電したこと
を瞬時に検出して同時にインバータ位相を瞬間的に進ま
せる手段と、商用電源の停電が回復したことを検出して
商用電源の周波数の位相がインバータの位相と同位相に
なった時に商用電源を投入する手段とを設けたことを特
徴とする交流無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56180731A JPS5883525A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | 交流無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56180731A JPS5883525A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | 交流無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5883525A true JPS5883525A (ja) | 1983-05-19 |
Family
ID=16088313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56180731A Pending JPS5883525A (ja) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | 交流無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5883525A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02119541A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-05-07 | Nishimu Denshi Kogyo Kk | トライポート無停電電源装置の並列運転装置 |
-
1981
- 1981-11-10 JP JP56180731A patent/JPS5883525A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02119541A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-05-07 | Nishimu Denshi Kogyo Kk | トライポート無停電電源装置の並列運転装置 |
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