JPS6238937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電源の制御に関するもので、特に極度
に短い期間の間に１つの電源から他の電源に切換
える制御システムに関するものである。

発明の背景 多くの型式の電気的及び電子的装置において
は、正規の電源が故障したにも拘わらず、その装
置を付勢状態にしておくことが必要である。その
ために、主電源の故障の場合に、非常電源或いは
予備電源を与えるための多くのシステムが案出さ
れた。この様なシステムは現在知られているもの
では一般的に次の２つに分類される。

第１のものは「無停電」（uninterruptible）給
電システムと称し得るもので、負荷が直接に「予
備」電源を通して給電され、この「予備」電源は
例えばバツテリによつて電力を与えられるインバ
ータより成る。主電源即ち「線路」電源は、主転
流器（第１転流器）を通してバツテリーを常に充
電していて、これは負荷を付勢するためにインバ
ータに電力を供給する。主電源の故障が生ずる
と、電力はバツテリーからインバータに流れ続け
て、従つて負荷への電力の中断は生じない。勿論
バツテリーが外部電源から充電電流を受けないと
或る時間の後にバツテリーは放電する様になる。
所謂無停電型の電力供給装置は通常良好に動作す
るが、主転流システムはあらゆる条件の負荷によ
つて必要とされる電力のすべてを供給するに充分
なだけ大きいものでなければならず、且つ「予
備」システムが連続的に動作しなければならない
ために極度に高い信頼性及び耐久性をもつ様に構
成されねばならず、もしも充分な耐久性をもたな
いとこれこそが故障源となるおそれがあるので、
この無停電型電力供給装置は多くの設備にとつて
不経済である。

代りの電力供給源としての第２のもつと安価な
手段は、主電源が故障するまでは働かないバツテ
リーで操作される「予備」システムを設けること
である。典型的には、このシステムのバツテリー
を完全充電状態に保つために小さい充電系が設け
られる。主電源が故障した時に予備インバータが
直ちに付勢される様に主電源即ち「線路」電源に
感知装置、リレー等が結合される。この後者の方
法は比較的経済的で簡単であるが、不幸なことに
は、これが必要とする切換行程は電力の流れの連
続性に中断を生じ、この中断は或る型式の負荷に
とつては甚だ重大なものである。

データが蓄積される電気的に付勢される記憶装
置又はレジスタを有しているコンピユータその他
のデータ処理装置の利用の増加に伴つて、供給電
力の連続性を確保することが極めて重要となつて
きている。又、特に重大なものは高光度放電灯
（以後HID灯と称す）を含む照明装置である。こ
の型式の電灯は、通常、電流の存在の下にイオン
化して照明作用を生ずる水銀蒸気、ナトリウム蒸
気、又は１又はそれ以上の金属ハロゲン化物の蒸
気を管球内に充填したものより成る。HID灯はそ
の始めから、その照明特性及びその高いルーメ
ン／ワツト定格の両方の理由からどんどん普及し
てきて、比較的経済的に運用される様になつた。

HID灯を室内照明に利用することがしばしば望
まれ、特に商業的なビルデイングにおいて利用す
ることが望まれているが、近年の照明規制によつ
て、電力故障の際に照明の継続を確保するために
予備電源又は非常電源を存在させることが一般に
要求されている。

HID灯は多くの点で居住構造体内で使用するの
に適合するものであるが、不幸なことには、これ
は一度消灯されるとほゞ15分又は20分の時間冷却
させなければならないか或いはさもなければこれ
を再点灯するために異常に高い電圧が要求され
る。その要求される電圧は必要な電圧を生ずるこ
とのできる予備電源を与えることを実際上不可能
とする程高いものである。更に悪いことにはHID
灯は、その灯の型式及び蒸気の性質によつて異な
るが、常用電源の故障の際はほゞ４ミリ秒以内に
消灯されるに至る。このHID灯の消灯時間（クエ
ンチングタイム）は、外部電源から予備ユニツト
に切換えるのに従来使用されている切換装置の動
作に比してずつと速い。従つて、負荷への電力の
流れの実際的な連続性を維持して、負荷への有害
な影響を排除する高速切換システムを設けること
が極めて望ましいであろうことは理解されよう。

本発明の目的 それ故、本発明の目的は、従来のどのシステム
に比しても実質的に高速で動作する電源切換シス
テムを提供することである。

本発明の他の目的は、故障電源を切離し且つ局
部的な予備電源を働かす間、供給電力の連続性を
有効に保つ切換システムを提供することである。

更に他の目的は改良された高速電力切換システ
ムを提供することである。

他の目的は主電力供給装置から負荷を切離す間
HID灯の発光を維持する高速切換システムを提供
することである。

本発明の概要 簡単にいえば、本発明の一特徴によれば、前記
の目的は主電源の回路内に接続された三端子型シ
リコン制御素子及びこの素子を通る電流を検出す
る装置を設けることによつて達成される。他の線
路感知装置が線路の相電圧及び周波数の指示を与
え、タイミング段の動作を制御し、このタイミン
グ段はゲート制御装置及び基準装置に信号を与え
る。基準装置は線路電圧と同期する基準電圧を生
じ、かくして、比較の基準を与えて線路電圧が基
準レベルに対して急激に変化又は傾斜する時に予
備電源を作動する切換信号が発生される様にす
る。

タイミング装置からの信号は、前に検出された
線路電圧と同期して予備電源を投入させる。三端
子型シリコン制御素子と組合わされた電流感知装
置は該素子を通る電流の存在及び方向を指示する
信号を生ずる。予備電源系が最初に作動される場
合の極性は三端子型シリコン制御素子を通る電流
の流れの方向の関数として制御され、従つて予備
電源系には上記素子を通る電流に反対する電圧を
直ちに生ずる。三端子型シリコン制御素子が転流
された後、予備電源系の動作は同期ゲート制御器
のみによつて決定され、これは線路電源が回復さ
れるまで動作状態を持続する。

本発明の要旨は特許請求の範囲に明記されてい
るが、本発明は図面に示す本発明の好ましい実施
態様に関する下記の説明から理解されよう。

実質的に無停電の電力を与えられることが望ま
れている負荷１０はAC制御装置１２によつて線
路電源１４に結合され、この電源１４は例えば遠
くの発電所その他をあらわす。線路感知装置１６
が送電線に結合され、線路電圧をあらわす信号の
出力を主制御装置１８に送る。又この主制御装置
１８はAC制御装置を通つて流れる電流の向きを
指示する電流感知装置２０からの信号を受ける。
AC制御装置は三端子型シリコン制御素子より成
るものでよい。主制御装置はAC制御装置にゲー
ト信号を与え、上記シリコン素子をして負荷１０
へ電力を流す様に働かす。

予備電源装置２２はバツテリー２４によつて付
勢され、その動作は主制御装置１８によつて制御
される。主制御装置と共に従来型の外部回路２６
が設けられて、線路感知装置又は電流感知装置か
ら導出される信号以外によつても主制御装置が動
作されたり動作されない様になつていて、この外
部回路には、例えば予備電源系を手動で不能化す
る簡単なカツトオフスイツチを含む。

バツテリーで動作される予備電力回路において
一般の様に保守及び警報回路２８が設けられて、
主としてバツテリー２４を完全充電状態に保守し
且つ警報３０によつてバツテリーの状態の劣化に
関する警告を与える働きをする。更に、回路２８
はバツテリー２４からの電流又はバツテリー２４
への電流を制御又は制限する働きをする。外部回
路２６、警報器３０、保守及び警報回路２８はバ
ツテリーで電力を与えられる予備電源装置に対し
一般に使用される型式のもので、従つて当業者が
熟知しているものである。この様なシステムは一
般に理解され、その構造は明らかなので構造の詳
細については説明しない。

次にAC制御装置１２について説明する。或る
型式の線路故障の場合には、予備電源装置を結合
する前に線路から負荷を離す必要があることが分
ろう。この様な場合が生ずるのは、他の多くの負
荷が線路に結合されている際に停電が生じた時で
ある。この様な状態では線路は負荷１０をまたが
る短絡路の様になつて予備電源装置によつて適切
に電力を供給することを不可能にする。同様に、
電力の「ブロウンアウト」（brownout）即ち電力
の減少が生ずる時に、負荷を線路から切離し負荷
供給電圧を増大できる様にすることが必要であ
る。

通常、負荷と予備電源装置の１方又は両方は変
圧器によつて外部電源（線路）に結合される。更
に、線路から負荷を迅速に切離すことは、線路で
付勢される変圧器巻線と直列に接続されたシリコ
ン制御整流器（以後SCRと称する）又はトライ
アツクの様な三端子型シリコン制御素子によつて
達成される。不幸なことには、この様な素子は
「保持電流」特性を有していて、これを通る電流
が或る低い値に向かつて減少するまで素子は導電
状態のまゝで、その低い値まで達した時に素子は
転流せられ即ち導通を止める。これは装置へのゲ
ート信号の終了にも拘わらず生ずる。かくて線路
電源故障が生ずると結合変圧器の固有磁化電流が
「線路」電源回路内に電流を維持させる働きをし
て、線路電力がなくなつたのにも拘わらず上記素
子が転流されるのを阻止するであろう。理論的
に、既知の技術によつて上記素子のための作動可
能の転流回路をつくることは可能である。例え
ば、ニユーヨーク市オーバンに所在するゼネラ
ル・エレクトリツク・カンパニーにより発行され
た「SCRマニユアル」第５版（1972年）を参照
されたい。

普通の状態で、遠隔のAC線路電源１４からの
電力は線路及びAC制御装置１２を通して負荷１
０に供給される。主制御装置１８はAC制御装置
１２にゲート信号を供給する。制御装置が例えば
ドライアツク或いは１対の相対するSCRを含む
とすると、連続ゲート信号がこの素子に印加され
て電源電圧の周期的変動に応答させてAC電流を
流させる。線路感知装置１６は主制御装置１８に
線路電圧の指示を与える。この情報は予備電源装
置２２を線路に入れるべき時に所望の相を指示す
るためのタイミング又は同期信号として主制御装
置において使用される。電流感知装置２０がAC
制御装置１２の三端子型シリコン制御素子を通る
電流の瞬間的方向及び相対的大きさに関して情報
を主制御装置１８に供給する。

保守及び警報回路２８はバツテリ２４の状態の
監視を継続して、バツテリーが完全充電状態に維
持される様にする。

線路電源１４に故障が生ずると、その指示が線
路感知装置１６によつて主制御装置１８に伝えら
れる。線路感知装置１６は線路電圧の表示を与え
るが、これは主制御装置が「ブロウンアウト」状
態即ち線路電圧が正常値よりもずつ減少してしま
つた状態に反応する様にする。従つて、主制御装
置は電圧が全くなくなつたこと或いは減少したこ
と、又は線路電圧の大きな位相ずれのいずれかの
存在に反応する。

次に主制御装置はAC制御装置へのゲート信号
を止め、予備電源装置２２を付勢する。最小「保
持電流」値以上の電流がAC制御装置１２の三端
子型シリコン制御素子を流れていることを電流感
知装置２０が指示するとこの情報は同期に優先
し、予備電源装置２２は三端子型シリコン制御素
子内の電流の流れに反対するAC制御装置内の電
圧を生ずる極性で付勢される。これは上記制御素
子の急速なクエンチング即ち転流を行い、線路電
源から予備電源装置及び負荷を直ちに切離す。こ
の制御素子の転流は電流感知装置２０によつて感
知され、その後、主制御装置１８は予備電源装置
を、感知装置１６によつて線路上で前に感知され
た電圧と同期して動作させる。

前記の作用は高速で普通には４ミリ秒以下で生
じ、負荷１０への電力の流れは実質的に無遮断状
態である。AC制御装置の三端子型シリコン制御
素子を転流するに必要な極性は線路電圧の正常の
極性と一致している状態においては予備電源装置
２２の始動は正しい極性にあつて上記制御素子の
転流の後に遮断する必要はない。転流に必要な最
初の極性が前に感知された電力信号の位相と一致
しない時には、転流及び予備電源装置の同期に要
する時間は、負荷１０に供給される電力の連続性
に重大な中断を構成しない程度の短時間である。

次に、第２図には本発明の好ましい実施態様の
概略図を示す。変圧器３２が負荷１０を線路電源
である外部電源及び予備電源装置２２に結合す
る。この予備電源装置２２は図では１対のSCR
３３，３４を含むインバータとして示されてい
る。保守及び警報回路３５が設けられ、第１図に
関して説明した様に作用してバツテリー２４の動
作及び充電を監視する。

こゝにトライアツク３６として示されている固
体状のスイツチング素子がAC電圧源（図示せ
ず）を変圧器３２の巻線に結合する働きをする。
トライアツクは遠隔の外部電源から本システムに
電力を供給している線路から変圧器を切離す働き
をし、これによつて負荷１０及びインバータ２２
を線路から切離す。線路感知装置１６（こゝで第
２図にラインタツプとして示されている）は線路
に結合され、線路電圧の表示及び位相と周波数の
情報を本システムに与える。電流感知装置２０が
トライアツク３６と電流感知関係に結合され、ト
ライアツク電流の向き及び相対的大きさの指示を
生ずる。感知装置２０は１対のダイオード３７，
３８を含み、これにまたがる電圧降下が監視され
る様になつているが、或るシステムについて適当
なものとして選択できる他の多くの方法がこの電
流の監視に利用可能であることは当業者に分ると
ころであろう。

線路感知装置は零交叉検出器４０（zero―
cross―ing detector）に結合される。零交叉検
出器はタイミング装置を備え、これはタイミング
信号を位相固定ループ４２（phase―locked
loop）に与えて、このループをして線路電圧と同
期する周期的信号を生ぜしめる。零交叉検出器は
タイミングの目的及び種々の電子的素子のトリガ
ーに普通に使用されているので検出器４０の詳し
い構造については説明しない。任意の適当な検出
器を使用でき好ましくは感知装置１６によつて電
源線路に感知される電圧の零交叉時に一致する先
縁をもつ方形波パルスの列を生ずる検出器が使用
される。

位相固定ループ４２のスルーレート（slew
rate）は線路電圧の位相の実質的な変化がこのル
ープにより追従されない様な範囲に制限されてい
る。しかし正常な状態においてはループ４２は位
相比較器４７に印加される信号が線路電圧と同期
する様な信号を生ずる。図示の実施態様において
計数回路４４に1200Hzの出力基準信号が与えら
れ、これは入力周波数を因数10で有効に割り、こ
の割られた信号は次に双安定回路４６に加えられ
この回路は実際上、入力信号を因数２で割り、こ
れを位相比較器４７に印加する回路である。

位相固定ループは回路設計者によく知られてい
るもので適当なループの構造は当業界技術で普通
のものである。従つて位相固定ループ４２の詳細
はこゝに示さない。適当なループを個別素子によ
つて容易に構成してもよいし、或いは１つのルー
プを個別素子によつて容易に構成し、或いは多く
の市販の集積回路の位相固定ループの中の１つを
選択してもよい。現存好ましい実施態様はRCA
によつて市販されNo.CD4046の番号で指定される
集積回路を利用している。

双安定回路４６はＱ及びで指示した１対の相
対する出力をもつ普通のフリツプフロツプより成
るものでよい。この様にして回路４６は「トグ
ル」信号を生ずるが、これは線路電圧の各サイク
ルについて２回状態を変化する交番信号である。
計数回路４４は試験によつて満足であつた実施態
様においてはRCAの集積回路No.CD4017であつた
が、これは一連の順次に付勢される出力端子を有
し、これらの出力端子は加算回路４８に結合され
る。加算回路網は計数回路４４の出力即ち各「カ
ウント」について所定の値をもつ信号を出すため
に適当に重みをつけた抵抗路の群より成る。この
様にしてステツプ状に発生される正弦波に類似し
たものが発生され、比較装置５０の１つの入力端
子に印加される。この比較装置は普通の比較器と
して示されている。

比較器５０は加算回路網４８によつて発生され
たデイジタル形に発生される基準信号を線路感知
装置１６から受ける線路電圧表示と代数的に組合
わせる。線路電圧信号が基準信号をこえている限
り比較器５０によつて出力は発生しない。しかし
線路電圧がなくなつたり、或いはこれが基準信号
の値以下に低減すると、比較器はフリツプフロツ
プ５２より成るゲート制御装置の「セツト」端子
Ｓに切換信号を送る。

本システムが線路電圧の急激な変化に応答する
ことができる様にするために、線路電圧表示が５
７で示す微分段に加えられる。微分段（これは場
合によつて比較器５０と１体としてもよい）は線
路電圧の急激な変化に応答してフリツプフロツプ
５２のセツト端子に切換信号を送る。微分段は
AC線路電圧の正常の周期的な変動によつて切換
信号を発することがない様に限界レスポンスを有
する。

フリツプフロツプ５２のタイミングは零交叉検
出器４０からのパルスによつて制御され、このパ
ルスはフリツプフロツプ５２のCLK端子に加え
られる。更に、時間遅延モジユール５４（これは
簡単なRC回路でよい）がフリツプフロツプのセ
ツト端子ＳとＤ端子の間に結合されて、切換信号
の終了の直後にフリツプフロツプがその最初の状
態に戻るのを防ぐ。これは線路電圧の繰返し変動
に応ずる予備電源系の不安定なジグリング即ち発
振を防止する。

双安定回路４６の場合と同様にフリツプフロツ
プ５２はＱ及びで指示した１対の相対する出力
信号即ち状態を生ずる。信号の１つ（こゝでで
示すもの）はゲート回路５６によつて処理され、
トライアツク３６の連続のゲート信号として使用
される。本システムの適正作動のためには特殊の
ゲート回路は不要でゼネラル・エレクトリツク・
カンパニによつて発行された「SCRマニユア
ル」第５版に示されたものゝ中の適当な回路をこ
のシステムに適当なものとして選択できよう。

反対のＱ信号は比較装置５０からの切換信号の
存在の際にのみ生ずるが、これはフリツプフロツ
プ５２からANDゲート５８に結合され、且つ転
流段に結合され、この転流段はANDゲート６
２，６３を有しインバータ２２のSCR３３，３
４を導通付勢する可能化信号を生ずる。ANDゲ
ート５８への他の入力は第２のANDゲート６０
から導入される。図から分る様に、ANDゲート
６０は２つの入力端子を有し、従つてこの入力に
可能化信号がない時にＱ信号整合のため「１」信
号を生ずる。これは保持電流値以上の電流が電流
感知装置２０によつて感知されない状態に相当す
る。

電流感知装置器の１つの出力は、保持電流値以
上の「正」のトライアツク電流の存在の際に信号
を流す＋Tiで示す線路によつてANDゲート６０
の入力の１つ、及び転流段の他のANDゲート６
２に結合される。同様にANDゲート６０の他の
入力端子は転流段の他のANDゲート６３の入力
端子と共に、保持電流値以上の「負」のトライア
ツク電流を示す−Tiで指示した情報を流す線路
によつて、電流感知装置２０の第２の出力に結合
される。

ANDゲート５８からの可能化信号は１対の
ANDゲート６４，６５を含む同期段の他の部分
に結合される。ANDゲート６４，６５の残りの
入力は、それぞれ双安定回路４６のＱ及び出力
に結合される。この様にして、ゲート５８からの
出力によつて可能化されると同期装置は前に感知
された線路電圧と同期してオン・オフ作用せしめ
られる。

ANDゲート６２，６４の出力はORゲート６６
に結合されてSCR３４を可能化する共通ゲート
回路７０にいずれかの出力を伝達できる様になつ
ている。同様に、ANDゲート６３，６５の出力
は第２のORゲート６８に接続し、これは適当な
ゲート回路７２を通してSCR３３を作動する。
従つて、ANDゲート６４，６５はタイミング回
路からの信号に応答し、インバータ２２を前に加
えられた線路電圧と同期して動作させる同期装置
を構成する。そこでゲート６２，６３は電流感知
装置２０に応答してこの同期装置を瞬間的に無効
にしてトライアツク３６の転流を行うに必要な
SCR３３，３４のいずれかを導通させる転流装
置を構成する。

次に、特に第２図に示す要素を参照して、第２
図のシステムの動作について詳しく説明する。最
初、負荷１０（こゝでHID灯として示す）が遠隔
の電源（図示せず）から得られて変圧器３２の左
側の巻線にまたがつてあらわれたAC電圧によつ
て付勢される。フリツプフロツプ５２は連続ゲー
ト信号を生じ、これはトライアツク３６を可能
化し、従つて変圧器３２の１次側ユニツトを通つ
てAC電流が流れ負荷を付勢する。線路感知装置
１６が印加電力に応答して線路電圧と同等な信号
を生じ、これは零交叉検出器４０及び比較装置５
０に加えられる。次に、位相固定ループ４２は位
相比較器４７に加えられる信号が線路電圧と同期
する様な高い周波数の信号を出し、これは計数回
路４４及び加算回路網４８と共に基準装置を構成
し、これは比較器５０にステツプ状の基準電圧を
与える。線路電圧と同等の信号が基準値以上で急
激な電圧変化が生じない限り、比較器によつて切
換信号は生じないでフリツプフロツプ５２はトラ
イアツク３６を付勢する高い信号を出し続け
る。

同時に、各サイクルで２回、電流感知装置２０
はトライアツク３６を通る電流の流れを示す信号
を生ずる。トライアツクの電流の流れの方向が
「正」であるか「負」であるかに従つて（その方
向は任意的に選択される）、可能化信号がANDゲ
ート６２又は６３に加えられる。保持電流値以上
の電流の存在を示す信号がANDゲート６０の入
力の１つに加えられる。この様にして、ANDゲ
ート６０は論理「０」出力を出す様にされ、この
論理「０」信号はANDゲート５８がインバータ
２２のトリガーを許す可能化信号を発生するのを
阻止する。

線路電圧が低減し、或いは完全になくなつてし
まつたとすると位相固定ループ４２はセツトされ
た周波数で運転を続けるが、加算回路４８によつ
て生ずる基準電圧は線路感知装置１６によつて取
り出された感知電圧をこえる。この場合、比較器
５０によつてフリツプフロツプ５２のセツト端子
Ｓに切換信号が送られ、フリツプフロツプの状態
を変化させる。

好ましい実施態様において本システムは、線路
電圧の位相の厄介なづれに対しても感応し、この
場合零交叉検出器４０及び双安定回路４６からの
信号の位相が位相比較器４７によつて比較され
る。許容できない位相づれが存在する場合には、
切換信号が位相比較器４７によつて出されてフリ
ツプフロツプ５２の状態を変化させる。この様に
してゲート信号がトライアツクゲート回路５６
からとり出され、電源線路は負荷回路から電気的
に切離しできる。

もしも負荷への電力の実質的に連続的な流れを
維持することが必要でないと仮定すれば、外部電
源から負荷の切離しに関する限り前述の作用が必
要な総てゞあろう。AC電源の極性が変化すると
三端子型シリコン制御素子に対する逆バイアスは
最終的にこの制御素子を転流し線路を開くであろ
う。しかし、これは殆ど完全な半サイクル即ち
ほゞ８ミリ秒の遅延を必要とするかも知れない。
更に、この問題にもつとも関係があることゝし
て、インダクテイブな負荷或いは結合変圧器或い
はその両者によつて引込まれる遅れ電流は線路故
障状態によつては転流に要する時間を実質的に長
くするかも知れない。これは電源電圧が逆転され
た後に相当長時間にわたつて磁化電流が三端子型
シリコン制御素子を通つて流れ続けるであろうか
らである。或る場合には変圧器の磁化電流は5000
ワツトの設備で２アンペアの様な大きさとなるこ
ともある。その様な場合、磁化電流が保持電流値
以下に消滅するに要する時間は８ミリ秒よりずつ
と長い。従つて、故障した電源線路から負荷及び
予備電源を絶縁するために三端子型シリコン制御
素子を転流するための装置を設ける必要がある。
そのためにANDゲート６２，６３及びORゲート
６６，６８を含む転流システムが設けられてい
る。

トライアツク３６内の保持電流値より大なる電
流の存在を示す電流感知装置２０からの信号はフ
リツプフロツプ５２のＱ出力にデイジタル「１」
があるにも拘わらず、ANDゲート５８が可能化
信号を生ずるのを防ぐ。同時に、フリツプフロツ
プ５２のＱ出力における「１」信号はANDゲー
ト６２，６３の入力に加えられ、かくて可能化信
号として働いてトライアツク３６を通る感知電流
の方向に応じてORゲート６６或いはORゲート６
８がデイジタル「１」信号を受けることを可能に
する。例えば、トライアツク３６を通る電流の流
れが「正」と考えられる方向にあるとするば、
ANDゲート６２が可能化されデイジタル「１」＋
Ti信号をORゲート６６を通つてゲート回路７０
に送る。これはSCR３４を可能化する。これは
トライアツク内で感知された「正」電流に反対し
装置を転流する電圧を変圧器３２の１次巻線内に
導く様に極性付けられている。この様にして、
SCR３４は検出された保持電流値以上の電流に
応答して転流電圧を電源回路内にインダクテイブ
に結合する働きをする。

同じ理由で、トライアツクを通る電流が「負」
方向にあると感知されると−Ti信号が電流感知
装置によつて発生される。前と同様に、これは
ANDゲート５８の付勢を阻止することによつて
同期信号を抑止する。−Ti信号が転流ANDゲート
６３（フリツプフロツプ５２の状態によつて可能
化されている）に加えられ、且つORゲート６８
を通してゲート回路７２に加えられる。これは
SCR３３をゲートする。このSCR３３はSCR３
４と反対の方向に極性付けされている。そこでイ
ンバータ２２を通る電流の流れは変圧器３２の電
源に結合された１次巻線に電圧を誘導する働きを
なし、この電圧は前に感知された負に向かうトラ
イアツク電流に反対するものである。前述の様に
して三端子型シリコン制御素子内の電流の存在に
応答してインバータ２２によつて転流が与えられ
る。

トライアツク３６が完全に転流されると、変圧
器３２は外部電源及びこれからのびる線路から有
効に切離される。電流がなくなつてしまうか、或
いは少くとも保持電流値以下に低減してしまうの
で電流感知装置２０からの信号は停止し、AND
ゲート６２，６３の出力はなくなる。更に、電流
感知装置２０からの信号がないので禁止ANDゲ
ート６０は「高」出力に戻り、これはフリツプフ
ロツプ５２の「高」出力と共にANDゲート５８
が同期ANDゲート６４，６５に対する可能化信
号を生ずる様にさせる。後者の出力は双安定回路
４６の動作に従つて交番作用を開始して、この様
にしてSCR３３，３４の交互の導通を行う。こ
れらSCRは位相固定ループ４２から出力される
連続する振動信号により前に感知された線路電圧
と同期して交番作用を続ける。

正しい位相の電源電圧が次にあらわれると、比
較装置５０はその最初の状態に戻りフリツプフロ
ツプ５２に切換信号を加えるのを止める。時間遅
延装置５４を構成する要素の値によつて定まる所
定の時間の経過の後に、ゲート制御装置は線路電
圧零交叉点でトライアツク３６にゲート信号を挿
入しインバータへのゲート信号を終了する。これ
はフリツプフロツプ５２の状態の逆転によつて行
われ、ここで信号は「高」、Ｑ信号は「低」と
なる。この様にして、連続ゲート信号がもう１度
加えられてトライアツク３６を可能化即ち導通化
し、又、同時にANDゲート５８は可能化信号の
発生を止めて、従つて双安定回路４６の交番作用
はもはやゲート回路７０，７２に加えられない。
最後に、フリツプフロツプ５２のＱ信号は「低」
状態に戻つたのでANDゲート６２，６３は不能
化され、トライアツクを通る電流の存在を示す信
号はもはやSCRゲート回路に送られない。こゝ
にわかる様に、本発明は電源回路内の電流が保持
電流値以下に低減してしまうまで持つ必要なしに
外部電源装置からインバータの様な予備電源装置
に供給電力を迅速に切換えるシステムを提供する
ものである。かくて、本システムは負荷及び予備
電源系から線路電源を切離すよう線路電源回路内
の三端子型シリコン制御素子に瞬間的な転流を与
えると共に、予備電源系が前に存在していた供給
電圧と同期して「線路に入る」様にするものであ
る。

前記説明から明らかな様に、本発明のいくつか
の特徴は図示の例の詳細構造に限定されるわけで
はなく、当業者には種々の変型が考えられよう。
従つて、特許請求の範囲は本発明の精神を逸脱す
ることのない種々の変型及び応用をも含むもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の理想化した作用図、第２図は
本発明の好ましい実施態様を示す概略図である。 １０……負荷、１２……AC制御装置、１４…
…線路電源、１６……線路感知装置、１８……主
制御装置、２０……電流感知装置、２４……バツ
テリー、２２……予備電源装置（インバータ）、
２６……外部回路、２８……保守及び警報回路、
３０……警報器、３２……変圧器、３３，３４…
…SCR、３５……保守及び警報回路、３６……
トライアツク、３７，３８……ダイオード、４０
……零交叉検出器、４２……位相固定ループ、４
４……計数回路、４６……双安定回路、４７……
位相比較器、４８……加算回路、５０……比較
器、５２……フリツプフロツプ、５４……時間遅
延モジユール、５６……ゲート回路、５７……微
分段、５８，６０，６２，６３，６４，６５……
ANDゲート、６６，６８……ORゲート、７０，
７２……ゲート回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 負荷を付勢するAC線路電源をその故障時に
   切断し、負荷に給電するインバータを作動化する
   ための切換システムにして、この線路電源とイン
   バータは導電給合され、線路電源は導通のために
   最小保持電流を要する型式の三端子型シリコン制
   御素子を含んでいる高速切換システムにおいて、 インバータ出力の位相を決定するためにSCR
   スイツチ装置を含むバツテリーより電力を受ける
   インバータと、 上記の三端子型シリコン制御素子と同一回路内
   に結合されて、これを通る電流の指示を生ずる電
   流検出器と、 線路電源回路に結合されて電源電圧の表示を与
   える線路感知装置と、 この線路感知装置に結合されてタイミング信号
   を出す零交叉検出器と、 この零交叉検出器に結合され線路電源電圧と同
   期する周期的信号を生ずる位相固定ループと、 この位相固定ループに結合され、上記の周期的
   信号に応答して周期的基準信号を与えるデイジタ
   ル装置と、 上記の線路感知装置及び上記のデイジタル装置
   に結合され、上記の表示と上記の基準信号との差
   が所定値をこえる時に切換信号を生ずる比較装置
   と、 上記の位相固定ループに結合されて線路電源電
   圧と同じ公称周波数の交番信号を出す計数装置
   と、 上記の零交叉検出器及び上記の比較装置に結合
   され、線路電源の正常時には上記の三端子型シリ
   コン制御素子用のゲート信号を出し、且つ線路電
   源故障時にはインバータ作動化信号を出す双安定
   装置と、 上記の電流感知装置に結合されて、保持電流値
   以上の上記三端子型シリコン制御素子を通る電流
   値に応答して上記のインバータ作動化信号を禁止
   する禁止装置と、 上記の双安定装置及び上記の計数装置に結合さ
   れて、該インバータの上記のSCRスイツチ装置
   を選択的に付勢して、前に感知された線路電源電
   圧と同期してあらわれる電圧を発生する同期装置
   と、 上記の電流感知装置及び上記の双安定装置に結
   合されて、上記電流感知装置に依り検知された電
   流が上記保持電流以上の場合に上記のインバータ
   のSCRスイツチ装置を選択的に付勢して、該同
   期装置の動作に無関係に該線路電源回路内を流れ
   る電流に反対する電圧を該線路電源回路内に生
   じ、該電流が上記の最小保持電流値以下に減少し
   た後には該インバータを上記の同期装置によつて
   動作させる転流装置と、 を備えたことを特徴とする切換回路。 ２ 上記の比較装置は、上記の基準信号が所定の
   限界をこえる割合の急激な変化をあらわす時に切
   換信号を生ずる様に働く様にした特許請求の範囲
   第１項記載の切換回路。