JP3188239B2 - AC uninterruptible power supply - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、商用交流電源の
停電にかかわらず機器への交流電力供給を継続する交流
無停電電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC uninterruptible power supply that continuously supplies AC power to devices regardless of a power failure of a commercial AC power supply.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の交流無停電電源装置の構成を図1
1に示す。商用交流電源1に交流無停電電源装置2が接
続され、その交流無停電電源装置2に交流負荷10が接
続される。2. Description of the Related Art The configuration of a conventional AC uninterruptible power supply is shown in FIG.
It is shown in FIG. An AC uninterruptible power supply 2 is connected to the commercial AC power supply 1, and an AC load 10 is connected to the AC uninterruptible power supply 2.
【0003】交流無停電電源装置2は、商用交流電源1
の電圧を直流電圧に変換する整流部3、この整流部3の
出力端に接続された蓄電池4およびインバータ部5、こ
のインバータ部5の出力端に接続された交流スイッチ
6、商用交流電源1の電圧を整流部3およびインバータ
部5に対し迂回して交流スイッチ6に供給するためのバ
イパス回路7を備える。[0003] The AC uninterruptible power supply 2 comprises a commercial AC power supply 1.
Rectifier 3 for converting the voltage of the rectifier 3 into a DC voltage, a storage battery 4 and an inverter 5 connected to the output terminal of the rectifier 3, an AC switch 6 connected to the output terminal of the inverter 5, A bypass circuit is provided for supplying a voltage to the AC switch by bypassing the rectifier and the inverter.
【0004】蓄電池4は、商用交流電源1の停電バック
アップ用であり、整流部3の出力電圧(直流電圧)によ
り充電される。インバータ部5は、整流部3の出力電圧
または蓄電池4の電圧をスイッチングにより所定周波数
の交流電圧に変換する。交流スイッチ6は、インバータ
部5の出力電圧およびバイパス回路7の電圧のいずれか
一方を選択して外部出力する。この外部出力が交流負荷
10に供給される。The storage battery 4 is used as a backup for a power failure of the commercial AC power supply 1 and is charged by the output voltage (DC voltage) of the rectification unit 3. The inverter unit 5 converts the output voltage of the rectifying unit 3 or the voltage of the storage battery 4 into an AC voltage having a predetermined frequency by switching. The AC switch 6 selects one of the output voltage of the inverter unit 5 and the voltage of the bypass circuit 7 and outputs the selected voltage to the outside. This external output is supplied to the AC load 10.
【0005】作用を説明する。商用交流電源1の電圧が
整流部3で直流電圧に変換される。この直流電圧により
蓄電池4がフロート充電されるとともに、同直流電圧が
インバータ部5に供給される。インバータ部5に供給さ
れた直流電圧はそこで所定周波数の交流電圧いわゆる高
信頼・高品質の交流電力に変換され、交流スイッチ6を
通して外部出力される。The operation will be described. The rectifier 3 converts the voltage of the commercial AC power supply 1 into a DC voltage. The storage battery 4 is float-charged by the DC voltage, and the DC voltage is supplied to the inverter unit 5. The DC voltage supplied to the inverter unit 5 is converted into an AC voltage having a predetermined frequency, so-called high-reliability and high-quality AC power, and output to the outside through the AC switch 6.
【0006】商用交流電源1が停電(瞬時停電を含む)
した場合には、整流部3の出力電圧が零となる。整流部
3の出力電圧が零になると、蓄電池4が放電し、その放
電電圧(直流電圧)が無瞬断でインバータ部5に供給さ
れる。インバータ部5に供給された放電電圧はそこで所
定周波数の交流電圧いわゆる高信頼・高品質の交流電力
に変換され、交流スイッチ6を通して外部出力される。
この外部出力により、商用交流電源1の停電にかかわら
ず、交流負荷10の運転を継続することができる。[0006] Commercial AC power supply 1 is out of power (including momentary outage)
In this case, the output voltage of the rectifier 3 becomes zero. When the output voltage of the rectification unit 3 becomes zero, the storage battery 4 is discharged, and the discharge voltage (DC voltage) is supplied to the inverter unit 5 without interruption. The discharge voltage supplied to the inverter unit 5 is converted into an AC voltage having a predetermined frequency, so-called high-reliability and high-quality AC power, and output to the outside through the AC switch 6.
With this external output, the operation of the AC load 10 can be continued regardless of the power failure of the commercial AC power supply 1.
【0007】整流部3やインバータ部5に故障が発生し
た場台は、交流スイッチ6が切換わり、商用交流電源1
の電圧がバイパス回路7を通してそのまま無瞬断で外部
出力される。When a failure occurs in the rectifying unit 3 or the inverter unit 5, the AC switch 6 is switched, and the commercial AC power supply 1
Is output to the outside through the bypass circuit 7 without any interruption.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】整流部3やインバータ
部5の故障または保守に際して、商用交流電源1の電圧
がバイパス回路7および交流スイッチ6を通してそのま
ま外部出力されるが、その状態で商用交流電源1に停電
(瞬時停電を含む)が生じると、交流負荷10に電力を
供給できなくなり、交流負荷10がシステムダウンして
しまう。When the rectifying unit 3 and the inverter unit 5 fail or maintain, the voltage of the commercial AC power supply 1 is externally output as it is through the bypass circuit 7 and the AC switch 6. When a power failure (including an instantaneous power failure) occurs in the power supply 1, power cannot be supplied to the AC load 10, and the AC load 10 is shut down.
【0009】この発明は前記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、整流部やインバータ部の故障
または保守に際し、商用交流電源から負荷への直接的な
電力供給になるべく頼ることなく、負荷に対する高信頼
・高品質の交流電力供給を継続することができる交流無
停電電源装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances,
Its purpose is to provide a reliable and high-quality AC power supply to the load without relying on direct power supply from the commercial AC power supply to the load in the event of failure or maintenance of the rectifier or inverter. It is to provide an AC uninterruptible power supply which can be used.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の交
流無停電電源装置は、商用交流電源の電圧を直流電圧に
変換する整流部と、この整流部の出力端に接続された蓄
電池と、上記整流部の出力端および上記蓄電池に接続さ
れ、整流部の出力電圧または蓄電池の電圧を交流電圧に
変換するインバータ部と、上記商用交流電源の電圧を上
記整流部および上記インバータ部に対し迂回して通すた
めの第1バイパス回路と、上記商用交流電源の電圧を上
記整流部および上記インバータ部に対し迂回して通すた
めの第2バイパス回路と、上記第1バイパス回路の電圧
および上記第2バイパス回路の電圧のいずれか一方を選
択するための第1選択スイッチと、この第1選択スイッ
チの出力および上記インバータ部の出力のいずれか一方
を選択して外部出力するための第2選択スイッチと、上
記整流部の出力端および上記蓄電池に接続される第1端
子を有するとともに上記第2バイパス回路に接続される
第2端子を有し、第1端子への入力電圧を交流電圧に変
換して第2端子から出力するインバータ動作の機能、お
よび第2端子への入力電圧を直流電圧に変換して第1端
子から出力する整流動作の機能を持つ双方向電力変換部
と、上記第2バイパス回路における前記双方向電力変換
部の第2端子の接続位置よりも上流側に設けられた開閉
スイッチと、上記商用交流電源、上記整流部、上記イン
バータ部、上記双方向電力変換部の状態に応じて、上記
第1選択スイッチの切換、上記第2選択スイッチの切
換、上記双方向電力変換部の動作、上記開閉スイッチの
開閉を制御する制御部とを備え、上記制御部は、商用交
流電源、整流部、インバータ部、双方向電力変換部が正
常な場合、第1選択スイッチを第2バイパス回路側に設
定し、第2選択スイッチをインバータ部側に設定し、開
閉スイッチを開いている状態に設定し、さらに双方向電
力変換部をインバータ動作させる第1制御手段と、この
第1制御手段の制御がなされた状態において商用交流電
源に異常が生じると、第2選択スイッチをインバータ部
側に設定する第2制御手段と、上記第1制御手段の制御
がなされた状態においてインバータ部に異常が生じる
と、第2選択スイッチを第1選択スイッチ側に切換える
第3制御手段と、この第3制御手段の制御がなされた状
態において双方向電力変換部に異常が生じると、第1選
択スイッチを第1バイパス 回路側に切換える第4制御手
段と、上記第3制御手段の制御がなされた状態において
整流部に異常が生じると、第1選択スイッチを第1バイ
パス回路側に切換える第5制御手段と、上記第1制御手
段の制御がなされた状態において整流部に異常が生じる
と、開閉スイッチを閉じて双方向電力変換部を整流動作
させ且つ第1選択スイッチを第1バイパス回路側に切換
える第6制御手段と、この第6制御手段の制御がなされ
た状態において双方向電力変換部に異常が生じると、第
2選択スイッチを第1選択スイッチ側に切換える第7制
御手段と、上記第6制御手段の制御がなされた状態にお
いてインバータ部に異常が生じると、第2選択スイッチ
を第1選択スイッチ側に切換える第8制御手段とを備え
る。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an AC uninterruptible power supply, comprising: a rectifier for converting a voltage of a commercial AC power supply into a DC voltage; and a storage battery connected to an output terminal of the rectifier. An inverter connected to the output terminal of the rectifier and the storage battery to convert the output voltage of the rectifier or the voltage of the storage battery to an AC voltage, and bypassing the voltage of the commercial AC power supply to the rectifier and the inverter. A first bypass circuit for passing the voltage of the commercial AC power supply to the rectifying unit and the inverter unit, and a second bypass circuit for passing the voltage of the commercial AC power supply to the rectifying unit and the inverter unit. A first selection switch for selecting one of the voltages of the bypass circuit; and selecting one of the output of the first selection switch and the output of the inverter unit to output to the outside. And a second terminal connected to the second bypass switch, and a second terminal connected to the second terminal. Bidirectional power converter having a function of an inverter operation of converting a voltage into an AC voltage and outputting from a second terminal, and a function of a rectifying operation of converting an input voltage to the second terminal into a DC voltage and outputting from a first terminal A switching unit provided upstream of a connection position of the second terminal of the bidirectional power conversion unit in the second bypass circuit; a commercial AC power supply; a rectifying unit;
Depending on the state of the inverter, the bidirectional power converter,
Switching the first selection switch, turning off the second selection switch
In other words, the operation of the bidirectional power converter,
A control unit for controlling opening and closing, wherein the control unit
Power supply, rectifier, inverter, bidirectional power converter
Normally, set the first selection switch on the side of the second bypass circuit.
And set the second selection switch to the inverter side,
Set the close switch to the open state, and
First control means for operating the force conversion unit as an inverter;
In the state where the control of the first control means is performed, the commercial AC power
When an abnormality occurs in the power source, the second selection switch is set to the inverter section.
Control means set on the side, and control of the first control means
Fault occurs in the inverter section in the state where
Switch the second selection switch to the first selection switch
Third control means and a state in which the control of the third control means is performed.
If the bidirectional power conversion unit becomes abnormal in the
Control means for switching the selection switch to the first bypass circuit side
Step and in a state where the control of the third control means is performed.
If an abnormality occurs in the rectifier, the first selector switch is set to the first
Fifth control means for switching to the pass circuit side, and the first control means
Anomalies occur in the rectification unit when the stage is controlled
Rectifying the bidirectional power converter by closing the open / close switch
And switch the first selection switch to the first bypass circuit side
And control of the sixth control means.
If an error occurs in the bidirectional power converter in the
7th control to switch 2 selection switch to 1st selection switch
Control means and a state in which the control by the sixth control means is performed.
When an abnormality occurs in the inverter section, the second selection switch
And an eighth control means for switching the switch to the first selection switch side.
You.
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。なお、図面において図11
と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略
する。図1に示すように、商用交流電源1に第1バイパ
ス回路11および第2バイパス回路12をそれぞれ介し
て第1選択スイッチである交流スイッチ21が接続され
る。第1バイパス回路11および第2バイパス回路12
は、商用交流電源1の電圧を整流部3およびインバータ
部5に対し迂回して通すためのものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawing, FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 1, an AC switch 21 as a first selection switch is connected to the commercial AC power supply 1 via a first bypass circuit 11 and a second bypass circuit 12, respectively. First bypass circuit 11 and second bypass circuit 12
Is for bypassing the voltage of the commercial AC power supply 1 to the rectifying unit 3 and the inverter unit 5 in a bypass manner.
【0021】交流スイッチ21は、第1バイパス回路1
1の電圧および第2バイパス回路12の電圧のいずれか
一方を選択して出力する。さらに、この交流スイッチ2
1の出力およびインバータ部5の出力が第2選択スイッ
チである交流スイッチ22に供給される。交流スイッチ
22は、交流スイッチ21の出力およびインバータ部5
の出力のいずれか一方を選択して外部出力する。この出
力が交流負荷10に供給される。The AC switch 21 is connected to the first bypass circuit 1
1 and the voltage of the second bypass circuit 12 are selected and output. Furthermore, this AC switch 2
1 and the output of the inverter unit 5 are supplied to an AC switch 22 as a second selection switch. The AC switch 22 is connected to the output of the AC switch 21 and the inverter unit 5.
One of these outputs is selected and output externally. This output is supplied to the AC load 10.
【0022】交流スイッチ21,22は、図2に示すよ
うに、サイリスタやIGBTなどの半導体スイッチ3
1,32,33,34を用いて二系統の通電路を形成し
たもので、その各系統を各半導体スイッチのトリガによ
り選択的に導通・遮断し得る構成となっている。As shown in FIG. 2, the AC switches 21 and 22 are semiconductor switches 3 such as thyristors and IGBTs.
1, 32, 33, and 34 are used to form two current paths, each of which can be selectively turned on and off by a trigger of each semiconductor switch.
【0023】20は双方向電力変換部で、第1端子およ
び第2端子を有し、第1端子への入力電圧をスイッチン
グにより所定周波数の交流電圧に変換して第2端子から
出力するインバータ動作の機能、および第2端子への入
力電圧を直流電圧に変換して第1端子から出力する整流
動作の機能を持つ。第1端子は整流部3の出力端および
蓄電池4に接続され、第2端子は第2バイパス回路12
に接続される。Reference numeral 20 denotes a bidirectional power conversion unit having a first terminal and a second terminal, and an inverter operation for converting an input voltage to the first terminal into an AC voltage having a predetermined frequency by switching and outputting the AC voltage from the second terminal. And a rectifying function of converting an input voltage to the second terminal into a DC voltage and outputting the DC voltage from the first terminal. The first terminal is connected to the output terminal of the rectifier 3 and the storage battery 4, and the second terminal is connected to the second bypass circuit 12.
Connected to.
【0024】そして、第2バイパス回路12において、
双方向電力変換部20の第2端子の接続位置よりも上流
側に、開閉スイッチ23が設けられる。一方、8は制御
部で、商用交流電源1、整流部3、インバータ部5、双
方向電力変換部20の状態を監視し、その監視結果に応
じて、交流スイッチ21(第1選択スイッチ)の切換、
交流スイッチ22(第2選択スイッチ)の切換、双方向
電力変換部20の動作、開閉スイッチ23の開閉をそれ
ぞれ制御するもので、第1〜第8制御手段を備える。Then, in the second bypass circuit 12,
An open / close switch 23 is provided upstream of the connection position of the second terminal of the bidirectional power converter 20. On the other hand, a control unit 8 monitors the states of the commercial AC power supply 1, the rectifying unit 3, the inverter unit 5, and the bidirectional power conversion unit 20, and according to the monitoring result, operates the AC switch 21 (first selection switch). Switching,
The switch controls the switching of the AC switch 22 (second selection switch), the operation of the bidirectional power converter 20, and the opening and closing of the open / close switch 23, and includes first to eighth control means .
【0025】(1)商用交流電源1、整流部3、インバ
ータ部5、双方向電力変換部20が正常な場合、交流ス
イッチ22がインバータ部5側に設定される(第1制御
手段の制御)。これにより、商用交流電源1から整流部
3を介したインバータ部5の出力が外部出力される。(1) When the commercial AC power supply 1, rectifier 3, inverter 5, and bidirectional power converter 20 are normal, the AC switch 22 is set to the inverter 5 side (first control).
Control of means) . As a result, the output of the inverter unit 5 via the rectifying unit 3 is output from the commercial AC power supply 1 to the outside.
【0026】各部の動作状態を図3に示す。また、図3
において、電力の流れを破線で示している。すなわち、
商用交流電源1の電圧が整流部3で直流電圧に変換され
る。この直流電圧により蓄電池4がフロート充電される
とともに、同直流電圧がインバータ部5に供給される。
インバータ部5に供給された直流電圧はそこで所定周波
数の交流電圧いわゆる高信頼・高品質の交流電力に変換
され、交流スイッチ22を通して外部出力される。FIG. 3 shows the operation state of each section. FIG.
, The flow of electric power is indicated by broken lines. That is,
The rectifier 3 converts the voltage of the commercial AC power supply 1 into a DC voltage. The storage battery 4 is float-charged by the DC voltage, and the DC voltage is supplied to the inverter unit 5.
The DC voltage supplied to the inverter unit 5 is converted into an AC voltage having a predetermined frequency, so-called high-reliability and high-quality AC power, and output to the outside through the AC switch 22.
【0027】双方向電力変換部20は、インバータ部5
の故障等に備えてインバータ動作し、ホットスタンバイ
状態にある。これに伴い、交流スイッチ21が第2バイ
パス回路12側に切換えられる。開閉スイッチ23は閉
じられた状態にある。The bidirectional power converter 20 includes an inverter 5
The inverter operates in preparation for a failure or the like, and is in a hot standby state. Accordingly, the AC switch 21 is switched to the second bypass circuit 12 side. The open / close switch 23 is in a closed state.
【0028】(2)商用交流電源1に停電(瞬時停電を
含む)等の異常が生じると、交流スイッチ22がインバ
ータ部5側に設定される(第2制御手段の制御)。これ
により、蓄電池4の放電に基づくインバータ部5の出力
が外部出力される。(2) When an abnormality such as a power failure (including an instantaneous power failure) occurs in the commercial AC power supply 1, the AC switch 22 is set to the inverter unit 5 side (control by the second control means) . Thereby, the output of the inverter unit 5 based on the discharge of the storage battery 4 is output to the outside.
【0029】各部の動作状態および電力の流れを図4に
示す。すなわち、商用交流電源1が停電(瞬時停電を含
む)すると、整流部3の出力電圧が零となる。整流部3
の出力電圧が零になると、蓄電池4が放電し、その放電
電圧(直流電圧)が無瞬断でインバータ部5に供給され
る。インバータ部5に供給された放電電圧はそこで所定
周波数の交流電圧いわゆる高信頼・高品質の交流電力に
変換され、交流スイッチ22を通して外部出力される。FIG. 4 shows the operation state and power flow of each unit. That is, when the commercial AC power supply 1 experiences a power failure (including an instantaneous power failure), the output voltage of the rectifier 3 becomes zero. Rectification unit 3
When the output voltage of the battery becomes zero, the storage battery 4 is discharged, and the discharged voltage (DC voltage) is supplied to the inverter unit 5 without instantaneous interruption. The discharge voltage supplied to the inverter unit 5 is converted into an AC voltage having a predetermined frequency, so-called high-reliability and high-quality AC power, and output to the outside through the AC switch 22.
【0030】この外部出力により、商用交流電源1の停
電にかかわらず、交流負荷10の運転を継続することが
できる。双方向電力変換部20は、ホットスタンバイ状
態を維持する。With this external output, the operation of the AC load 10 can be continued regardless of the power failure of the commercial AC power supply 1. Bidirectional power converter 20 maintains the hot standby state.
【0031】(3)インバータ部5に異常が生じると
(インバータ部5の故障、インバータ部5に対する保守
の実施を含む)、双方向電力変換部20がインバータ動
作し(スタンバイ状態にあってすでにインバータ動作し
ている)、且つ交流スイッチ22が交流スイッチ21側
に瞬時に切換えられる(第3制御手段の制御)。(3) If an abnormality occurs in the inverter unit 5 (including failure of the inverter unit 5 and maintenance of the inverter unit 5), the bidirectional power conversion unit 20 operates as an inverter (in the standby state and the inverter is already in operation). Operating) and the AC switch 22 is instantaneously switched to the AC switch 21 side (control by the third control means) .
【0032】これにより、商用交流電源1から整流部2
および双方向電力変換部20のインバータ動作を介して
交流電力が出力される。各部の動作状態および電力の流
れを図5に示す。Thus, the rectifying unit 2 is switched from the commercial AC power supply 1 to the rectifying unit 2.
AC power is output through the inverter operation of the bidirectional power converter 20. FIG. 5 shows the operation state and power flow of each unit.
【0033】(4)インバータ部5が異常で、上記のよ
うに、商用交流電源1から整流部2および双方向電力変
換部20のインバータ動作を介した交流電力出力が行わ
れている状態において、さらに双方向電力変換部20に
異常が生じると(双方向電力変換部20の故障、双方向
電力変換部20に対する保守の実施を含む)、交流スイ
ッチ21が第1バイパス回路11側に切換えられる(第
4制御手段の制御)。(4) In the state where the inverter unit 5 is abnormal and the AC power is output from the commercial AC power supply 1 through the inverter operation of the rectifier 2 and the bidirectional power converter 20 as described above, Further, when an abnormality occurs in the bidirectional power converter 20 (including failure of the bidirectional power converter 20, maintenance of the bidirectional power converter 20), the AC switch 21 is switched to the first bypass circuit 11 side ( No.
4 Control means) .
【0034】つまり、商用交流電源1の電圧が第1バイ
パス回路11、交流スイッチ21、および交流スイッチ
22を介してそのまま外部出力される。各部の動作状態
および電力の流れを図6に示す。That is, the voltage of the commercial AC power supply 1 is externally output as it is via the first bypass circuit 11, the AC switch 21, and the AC switch 22. FIG. 6 shows the operation state and power flow of each unit.
【0035】(5)インバータ部5が異常で、上記のよ
うに、商用交流電源1から整流部2および双方向電力変
換部20のインバータ動作を介した交流電力出力が行わ
れている状態において、さらに整流部3に異常が生じる
と(整流部3の故障、整流部3に対する保守の実施を含
む)、交流スイッチ21が第1バイパス回路11側に切
換えられる(第5制御手段の制御)。(5) In the state where the inverter unit 5 is abnormal and the AC power is output from the commercial AC power supply 1 through the inverter operation of the rectifier 2 and the bidirectional power converter 20 as described above, Further, when an abnormality occurs in the rectification unit 3 (including failure of the rectification unit 3 and maintenance of the rectification unit 3), the AC switch 21 is switched to the first bypass circuit 11 side (control of the fifth control unit) .
【0036】つまり、商用交流電源1の電圧が第1バイ
パス回路11、交流スイッチ21、および交流スイッチ
22を介してそのまま外部出力される。各部の動作状態
および電力の流れを図7に示す。That is, the voltage of the commercial AC power supply 1 is externally output as it is via the first bypass circuit 11, the AC switch 21, and the AC switch 22. FIG. 7 shows the operation state and power flow of each unit.
【0037】(6)商用交流電源1、インバータ部5、
双方向電力変換部20が正常な場合に、整流部3に異常
が生じると、開閉スイッチ23が閉じられて双方向電力
変換部20が整流動作するとともに、交流スイッチ22
がインバータ部5側に設定される。(6) Commercial AC power supply 1, inverter section 5,
If the rectification unit 3 becomes abnormal when the bidirectional power conversion unit 20 is normal, the open / close switch 23 is closed, the bidirectional power conversion unit 20 performs rectification operation, and the AC switch 22
Is set on the inverter section 5 side.
【0038】これにより、商用交流電源1から双方向電
力変換部20の整流動作およびインバータ部5を介して
交流電力が出力されるとともに、その双方向電力変換部
20の整流動作を介して蓄電池4が充電される。Thus, the AC power is output from the commercial AC power supply 1 through the rectifying operation of the bidirectional power converter 20 and the inverter unit 5, and the storage battery 4 is output through the rectifying operation of the bidirectional power converter 20. Is charged.
【0039】各部の動作状態および電力の流れを図8に
示す。交流スイッチ21は第1バイパス回路11側へ切
換えた状態にある(第6制御手段の制御)。 (7)整流部3が異常で、上記のように、商用交流電源
1から双方向電力変換部20の整流動作およびインバー
タ部5を介した交流電力出力が行われ、かつ双方向電力
変換部20の整流動作を介した蓄電池4の充電が行わ
れ、交流スイッチ21を第1バイパス回路11側に切換
えた状態において、さらに双方向電力変換部に異常が生
じると、交流スイッチ22が交流スイッチ21側に瞬時
に切換えられる(第7制御手段の制御)。FIG. 8 shows the operation state and power flow of each part. The AC switch 21 has been switched to the first bypass circuit 11 side (control by the sixth control means) . (7) The rectifying unit 3 is abnormal, and as described above, the rectifying operation of the bidirectional power conversion unit 20 and the AC power output via the inverter unit 5 are performed from the commercial AC power supply 1, and the bidirectional power conversion unit 20 When the storage battery 4 is charged through the rectification operation of the above, and the AC switch 21 is switched to the first bypass circuit 11 side, and further abnormality occurs in the bidirectional power converter, the AC switch 22 is switched to the AC switch 21 side. Instantaneously (control by the seventh control means) .
【0040】つまり、商用交流電源1の電圧が第1バイ
パス回路11、交流スイッチ21、および交流スイッチ
22を介してそのまま外部出力される。各部の動作状態
および電力の流れを図9に示す。That is, the voltage of the commercial AC power supply 1 is externally output as it is via the first bypass circuit 11, the AC switch 21, and the AC switch 22. FIG. 9 shows the operation state and power flow of each unit.
【0041】(8)整流部3が異常で、上記のように、
商用交流電源1から双方向電力変換部20の整流動作お
よびインバータ部5を介した交流電力出力が行われ、か
つ双方向電力変換部20の整流動作を介した蓄電池4の
充電が行われ、交流スイッチ21を第1バイパス回路1
1側に切換えた状態において、さらにインバータ部5に
異常が生じると、交流スイッチ22が交流スイッチ21
側に瞬時に切換えられる(第8制御手段の制御)。(8) The rectifying unit 3 is abnormal, and as described above,
The rectifying operation of the bidirectional power converter 20 and the output of the AC power through the inverter unit 5 are performed from the commercial AC power supply 1, and the storage battery 4 is charged through the rectifying operation of the bidirectional power converter 20. Switch 21 is connected to first bypass circuit 1
If the inverter unit 5 further malfunctions in the state of switching to the first side, the AC switch 22
Side (the control by the eighth control means) .
【0042】つまり、商用交流電源1の電圧が第1バイ
パス回路11、交流スイッチ21、および交流スイッチ
22を介してそのまま外部出力される。各部の動作状態
および電力の流れを図10に示す。That is, the voltage of the commercial AC power supply 1 is externally output as it is via the first bypass circuit 11, the AC switch 21, and the AC switch 22. FIG. 10 shows the operation state and power flow of each unit.
【0043】(9)以上のように、インバータ動作の機
能と整流動作の機能を有する双方向電力変換部20を設
け、この双方向電力変換部20を整流部3やインバータ
部5の異常(故障または保守)に際して代替動作させる
ことにより、商用交流電源1から交流負荷10への直接
的な電力供給の機会を大幅に削減することができる。ひ
いては、商用交流電源1の停電に伴う交流負荷10のシ
ステムダウンを極力解消することができる。(9) As described above, the bidirectional power conversion unit 20 having the function of the inverter operation and the function of the rectification operation is provided. By performing the alternative operation at the time of (maintenance), it is possible to greatly reduce the opportunity for direct power supply from the commercial AC power supply 1 to the AC load 10. As a result, the system down of the AC load 10 due to the power failure of the commercial AC power supply 1 can be minimized.
【0044】要するに、商用交流電源1から交流負荷1
0への直接的な電力供給になるべく頼ることなく、交流
負荷10に対する高信頼・高品質の交流電力供給を継続
することができる。In short, from the commercial AC power supply 1 to the AC load 1
The AC power supply to the AC load 10 with high reliability and high quality can be continued without relying on the direct power supply to the AC load 0.
【0045】なお、上記実施例では、双方向電力変換部
20の動作、交流スイッチ21の切換、交流スイッチ2
2の切換、開閉スイッチ23の開閉を制御部8の状態監
視に基づき自動操作する場合について説明したが、保守
員がそれぞれ手動操作する構成としてもよい。その他、
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨
を変えない範囲で種々変形実施可能である。In the above embodiment, the operation of the bidirectional power converter 20, the switching of the AC switch 21, the
Although the case where the switching of 2 and the opening / closing of the open / close switch 23 are automatically operated based on the state monitoring of the control unit 8 has been described, the configuration may be such that maintenance personnel manually operate each. Others
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、イ
ンバータ動作の機能および整流動作の機能を有する双方
向電力変換部を設け、この双方向電力変換部を整流部や
インバータ部の異常に際して代替動作させる構成とした
ので、整流部やインバータ部の故障または保守に際し、
商用交流電源から負荷への直接的な電力供給になるべく
頼ることなく、負荷に対する高信頼・高品質の交流電力
供給を継続することができる交流無停電電源装置を提供
できる。As described above, according to the present invention, the bidirectional power converter having the function of the inverter operation and the function of the rectifying operation is provided. When the rectification unit or inverter unit fails or is maintained,
It is possible to provide an AC uninterruptible power supply capable of continuing to supply highly reliable and high-quality AC power to a load without relying on direct power supply from a commercial AC power supply to the load as much as possible.
【図1】一実施例の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment.
【図2】同実施例における交流スイッチの構成を示す
図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an AC switch according to the embodiment.
【図3】同実施例における各部が正常な場合の各部の動
作状態および電力の流れを示す図。FIG. 3 is a diagram showing an operation state and a power flow of each unit in the embodiment when each unit is normal.
【図4】同実施例における商用交流電源の異常時の各部
の動作状態および電力の流れを示す図。FIG. 4 is a diagram showing an operation state of each unit and a flow of electric power when a commercial AC power supply is abnormal in the embodiment.
【図5】同実施例におけるインバータ部の異常時の各部
の動作状態および電力の流れを示す図。FIG. 5 is a diagram showing an operation state of each unit and a flow of electric power when the inverter unit is abnormal in the embodiment.
【図6】同実施例におけるインバータ部および双方向電
力変換部の異常時の各部の動作状態および電力の流れを
示す図。FIG. 6 is a diagram showing an operation state and a power flow of each unit when the inverter unit and the bidirectional power conversion unit in the embodiment are abnormal.
【図7】同実施例における整流部およびインバータ部の
異常時の各部の動作状態および電力の流れを示す図。FIG. 7 is a diagram showing an operation state of each unit and a flow of electric power when the rectifying unit and the inverter unit are abnormal in the embodiment.
【図8】同実施例における整流部の異常時の各部の動作
状態および電力の流れを示す図。FIG. 8 is a diagram showing an operation state of each unit and a flow of electric power when the rectifying unit is abnormal in the embodiment.
【図9】同実施例における整流部および双方向電力変換
部の異常時の各部の動作状態および電力の流れを示す
図。FIG. 9 is a diagram showing an operation state and a power flow of each unit when the rectifying unit and the bidirectional power conversion unit are abnormal in the embodiment.
【図10】同実施例における整流部およびインバータ部
の異常時の各部の動作状態および電力の流れを示す図。FIG. 10 is a diagram showing an operation state and power flow of each unit when the rectifying unit and the inverter unit are abnormal in the embodiment.
【図11】従来装置の構成を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional device.
1…商用交流電源 2…交流無停電電源装置 3…整流部 4…蓄電池 5…インバータ部 8…制御部 10…交流負荷 11…第1バイパス回路 12…第2バイパス回路 20…双方向電力変換部 21…交流スイッチ(第1選択スイッチ) 22…交流スイッチ(第2選択スイッチ) 23…開閉スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Commercial AC power supply 2 ... AC uninterruptible power supply device 3 ... Rectifier unit 4 ... Storage battery 5 ... Inverter unit 8 ... Control unit 10 ... AC load 11 ... First bypass circuit 12 ... Second bypass circuit 20 ... Bidirectional power conversion unit 21 AC switch (first selection switch) 22 AC switch (second selection switch) 23 Open / close switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川越 祐司 東京都港区芝浦三丁目4番1号 株式会 社エヌ・ティ・ティファシリティーズ内 (56)参考文献 特開 平9−285135(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 9/00 - 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Kawagoe 3-4-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside NTT Facilities Co., Ltd. (56) References JP-A-9-285135 (JP, A (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 9/00-11/00
Claims (1)
る整流部と、 この整流部の出力端に接続された蓄電池と、 前記整流部の出力端および前記蓄電池に接続され、整流
部の出力電圧または蓄電池の電圧を交流電圧に変換する
インバータ部と、 前記商用交流電源の電圧を前記整流部および前記インバ
ータ部に対し迂回して通すための第1バイパス回路と、 前記商用交流電源の電圧を前記整流部および前記インバ
ータ部に対し迂回して通すための第2バイパス回路と、 前記第1バイパス回路の電圧および前記第2バイパス回
路の電圧のいずれか一方を選択するための第1選択スイ
ッチと、 この第1選択スイッチの出力および前記インバータ部の
出力のいずれか一方を選択して外部出力するための第2
選択スイッチと、 前記整流部の出力端および前記蓄電池に接続される第1
端子を有するとともに前記第2バイパス回路に接続され
る第2端子を有し、第1端子への入力電圧を交流電圧に
変換して第2端子から出力するインバータ動作の機能、
および第2端子への入力電圧を直流電圧に変換して第1
端子から出力する整流動作の機能を持つ双方向電力変換
部と、 前記第2バイパス回路における前記双方向電力変換部の
第2端子の接続位置よりも上流側に設けられた開閉スイ
ッチと、前記商用交流電源、前記整流部、前記インバータ部、前
記双方向電力変換部の状態に応じて、前記第1選択スイ
ッチの切換、前記第2選択スイッチの切換、前記双方向
電力変換部の動作、前記開閉スイッチの開閉を制御する
制御部とを具備し、 前記制御部は、商用交流電源、整流部、インバータ部、
双方向電力変換部が正常な場合、第1選択スイッチを第
2バイパス回路側に設定し、第2選択スイッチをインバ
ータ部側に設定し、開閉スイッチを開いている状態に設
定し、さらに双方向電力変換部をインバータ動作させる
第1制御手段と、 この第1制御手段の制御がなされた状態において商用交
流電源に異常が生じる と、第2選択スイッチをインバー
タ部側に設定する第2制御手段と、 前記第1制御手段の制御がなされた状態においてインバ
ータ部に異常が生じると、第2選択スイッチを第1選択
スイッチ側に切換える第3制御手段と、 この第3制御手段の制御がなされた状態において双方向
電力変換部に異常が生じると、第1選択スイッチを第1
バイパス回路側に切換える第4制御手段と、 前記第3制御手段の制御がなされた状態において整流部
に異常が生じると、第1選択スイッチを第1バイパス回
路側に切換える第5制御手段と、 前記第1制御手段の制御がなされた状態において整流部
に異常が生じると、開閉スイッチを閉じて双方向電力変
換部を整流動作させ且つ第1選択スイッチを第1バイパ
ス回路側に切換える第6制御手段と、 この第6制御手段の制御がなされた状態において双方向
電力変換部に異常が生じると、第2選択スイッチを第1
選択スイッチ側に切換える第7制御手段と、 前記第6制御手段の制御がなされた状態においてインバ
ータ部に異常が生じると、第2選択スイッチを第1選択
スイッチ側に切換える第8制御手段と、 を備える ことを特徴とする交流無停電電源装置。A rectifier for converting a voltage of a commercial AC power supply into a DC voltage; a storage battery connected to an output terminal of the rectifier; an output of the rectifier connected to an output terminal of the rectifier and the storage battery; An inverter unit for converting a voltage or a voltage of a storage battery into an AC voltage; a first bypass circuit for bypassing the voltage of the commercial AC power supply to the rectifying unit and the inverter unit; and a voltage of the commercial AC power supply. A second bypass circuit for bypassing the rectification unit and the inverter unit, and a first selection switch for selecting one of a voltage of the first bypass circuit and a voltage of the second bypass circuit. A second output for selecting one of the output of the first selection switch and the output of the inverter unit and outputting the selected output to the outside;
A selection switch, a first terminal connected to the output terminal of the rectifier and the storage battery;
A second terminal connected to the second bypass circuit and having a terminal, and a function of an inverter operation of converting an input voltage to the first terminal into an AC voltage and outputting the AC voltage from the second terminal;
And converting the input voltage to the second terminal into a DC voltage to
A bidirectional power conversion unit having the function of rectification of output from the terminal, and a closing switch provided on the upstream side of the connecting position of the second terminal of the bidirectional power conversion unit in the second bypass circuit, said commercial AC power supply, the rectifier, the inverter, front
The first selection switch according to the state of the bidirectional power converter.
Switch, the second selection switch, the bidirectional
Controls the operation of the power converter and the opening and closing of the open / close switch
A control unit, wherein the control unit is a commercial AC power supply, a rectifying unit, an inverter unit,
If the bidirectional power converter is normal, set the first selection switch to the second
2 Set to the bypass circuit side and set the second selection switch
Data switch, and set the open / close switch to the open position.
And then make the bidirectional power converter operate as an inverter
A first control means, and a commercial exchange in a state where the control of the first control means is performed.
If the power supply fails, set the second selection switch
A second control means set on the control unit side, and an inverter in a state where the control of the first control means is performed.
When an abnormality occurs in the data section, the second selection switch is first selected.
A third control means for switching to the switch side, and a bi-directional switch in a state where the control of the third control means is performed.
If an abnormality occurs in the power converter, the first selection switch is set to the first
A fourth control unit for switching to a bypass circuit side, and a rectifying unit in a state where the control of the third control unit is performed.
When the abnormality occurs, the first selection switch is turned to the first bypass
A fifth control unit for switching to a road side, and a rectifying unit in a state where the control by the first control unit is performed.
If an abnormality occurs, the on / off switch is closed and the bidirectional power
Rectifying operation of the switching unit and setting the first selection switch to the first bypass.
A sixth control means for switching to a circuit circuit side, and a bi-directional control circuit in a state where the control of the sixth control means is performed.
When an abnormality occurs in the power converter, the second selection switch is set to the first
A seventh control means for switching to the selection switch side, and an inverter in a state where the control by the sixth control means is performed.
When an abnormality occurs in the data section, the second selection switch is first selected.
AC uninterruptible power supply comprising: an eighth control means for switching the switch side.
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