JP4796521B2 - 瞬時電圧低下保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、交流電源から負荷に供給される交流電力の電圧が一時的に低下した場合、或いは一時的に停電が発生した場合に、代わりに負荷に交流電力を供給する瞬時電圧低下保護装置に関する。

従来より、１００Ｖ或いは２００Ｖの商用交流電源から負荷に供給される交流電力の電圧が短時間低下した場合或いは短時間遮断された場合に、これに代えて交流電力を負荷に供給するための瞬時電圧低下保護装置が広く利用されている。例えば特許文献１に記載の瞬時電圧低下保護装置では、昇圧トランスとダイオード整流器から成る初期充電回路と、交流／直流の相互変換を行うインバータ部とを備え、商用交流電源からの交流電力が正常に供給されている状態で、まず初期充電回路により電解コンデンサの充電電圧が或る程度に上昇するまで充電を行い、それ以降はインバータ部を動作させることで交流電力を直流に変換して電解コンデンサを定格電圧まで充電するようにしている。

上記のような瞬時電圧低下保護装置にあって、電解コンデンサにより充電された電気エネルギーは自然放電によって徐々に減じる。従って、常に電解コンデンサに十分な電気エネルギーが保持されるようにするために、商用交流電源から交流電力を負荷に供給している通常時にインバータ部は比較的頻繁に作動することになる。一般にインバータ部はスイッチング動作に伴う高周波ノイズを発生し易いため、こうしたノイズに敏感な電子機器が周囲にあると誤動作等のおそれがある。

そこで、こうした問題に対応するために、本願出願人は、特願２００６−２３０５６５号において、インバータ部のほかにトランスや整流用ダイオードを含む補充電部を設け、電解コンデンサの充電電圧が低く急速充電が必要な場合にはインバータ部を動作させ、充電電圧が定格電圧に達した後に自然放電により減少した電圧分の補充は補充電部により行うようにした瞬時電圧低下保護装置を提案している。これにより、通常時にはインバータ部は殆ど動作しないために、従来の装置に比べて高周波ノイズを抑制できるという利点がある。

いずれにしても瞬時電圧低下保護装置では、瞬時電圧低下時や瞬時断電時に大きな電気エネルギーを負荷に供給する必要があるため、大きな容量の電解コンデンサが利用される。この電解コンデンサの漏れ電流が或る程度以上大きくなると、充電が追いつかなくなり、瞬低や瞬断時に十分な電気エネルギーを負荷に供給できないおそれがある。また、電解コンデンサが故障して内部で短絡が起こると、最悪の場合、破裂を起こすおそれがあり、また電解コンデンサからの液漏れによって他の電気回路の故障も引き起こすおそれさえある。

特開２０００−１５２５１９号公報

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、蓄電用の電解コンデンサの故障や特性劣化をできるだけ迅速に検出してユーザーに知らせることができる瞬時電圧低下保護装置を提供することにある。

上記課題を解決するために成された第１発明は、商用交流電源から交流電力が供給される際に該電力に基づく電気エネルギーを充電手段によって蓄えるための蓄電手段を有し、前記充電手段は、商用交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電手段を充電するインバータ手段と、商用交流電源から供給される交流電力を変圧した後に整流して前記蓄電手段を充電する補充電手段と、からなり、前記商用交流電源から負荷に供給される交流電圧が一時的に低下したときに、それに代えて前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーを利用して負荷に交流電力を供給する瞬時電圧低下保護装置において、
a)前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低い第１所定値以下になったときに前記インバータ手段を作動させて急速充電を行うとともに、前記蓄電手段の電気エネルギーが自然放電により減少し該電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低く且つ第１所定値よりも高い第２所定値以下になったときには前記補充電手段を作動させて前記蓄電手段の電気エネルギーを補充するように、前記インバータ手段又は前記補充電手段のいずれか一方を選択的に駆動する制御手段と、
b)前記補充電手段による前記蓄電手段への充電期間中に、該蓄電手段の充電電圧の増加度合が正常時に比べて小さい状態であることを検出することにより該蓄電手段の異常を検知する異常検知手段と、
c)前記異常検知手段により前記蓄電手段の異常が検知されたのに応じて報知を行う異常報知手段と、
を備えることを特徴としている。

充電手段が蓄電手段を充電する際には略一定の充電電流が蓄電手段に供給されるため、自然放電の放電量が一定であれば、蓄電手段の充電電圧の増加度合はほぼ一定になる。例えば電解コンデンサである蓄電手段が故障して内部で短絡が生じると漏れ電流が急に大きくなる。漏れ電流が増えるとその分だけ充電電圧の増加度合は小さくなるから、異常検知手段は、充電電圧の増加度合が正常時に比べて或る程度以上小さくなったことを検出することで、蓄電手段の漏れ電流の異常な増加、つまりは蓄電手段の短絡故障の発生、或いは短絡故障の寸前であることを検知することができる。

第１発明に係る瞬時電圧低下保護装置において、補充電手段は充電時に供給する電流が小さいので、蓄電手段の充電電圧の増加速度も比較的緩やかである。そのために、漏れ電流が増加した際の充電電圧の増加度合の変化を捉え易く、異常検知を確実に行うことができる。

また上記課題を解決するために成された第２発明は、商用交流電源から交流電力が供給される際に該電力に基づく電気エネルギーを充電手段によって蓄えるための蓄電手段を有し、前記充電手段は、商用交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電手段を充電するインバータ手段と、商用交流電源から供給される交流電力を変圧した後に整流して前記蓄電手段を充電する補充電手段と、からなり、前記商用交流電源から負荷に供給される交流電圧が一時的に低下したときに、それに代えて前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーを利用して負荷に交流電力を供給する瞬時電圧低下保護装置において、
a)前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低い第１所定値以下になったときに前記インバータ手段を作動させて急速充電を行うとともに、前記蓄電手段の電気エネルギーが自然放電により減少し該電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低く且つ第１所定値よりも高い第２所定値以下になったときには前記補充電手段を作動させて前記蓄電手段の電気エネルギーを補充するように、前記インバータ手段又は前記補充電手段のいずれか一方を選択的に駆動する制御手段と、
b)前記補充電手段により前記蓄電手段へ電気エネルギーを補充した後の充電停止期間中に、該蓄電手段の充電電圧の減少度合が正常時に比べて大きい状態であることを検出することにより該蓄電手段の異常を検知する異常検知手段と、
c)前記異常検知手段により前記蓄電手段の異常が検知されたのに応じて報知を行う異常報知手段と、
を備えることを特徴としている。

自然放電の放電量が一定であれば、充電手段による充電が停止している期間中の、蓄電手段の充電電圧の減少度合はほぼ一定になる。そして、漏れ電流が増えるとその分だけ充電電圧の減少度合は大きくなるから、異常検知手段は、充電電圧の減少度合が正常時に比べて或る程度以上大きくなったことを検出することで、蓄電手段の漏れ電流の異常な増加、つまりは蓄電手段の短絡故障の発生、或いは短絡故障の寸前であることを検知することができる。

また、第１及び第２発明に係る瞬時電圧低下保護装置では、異常検知手段が蓄電手段の異常を検知したときに異常報知手段による報知によってユーザーの注意が喚起されるが、ユーザーが当該装置の周囲に居ないなど、すぐに対処できる状況にない場合も考えられる。そこで、異常検知手段が蓄電手段の異常を検知したときに充電動作を禁止するようにすれば、電解コンデンサの破裂などの事態を回避することができる。

第１及び第２発明に係る瞬時電圧低下保護装置によれば、例えば蓄電手段である電解コンデンサに故障が発生して内部で短絡が起きたときに、ユーザーはその状況を迅速に認識して修理を依頼する等の適切な対応をとることができる。これにより、電解コンデンサの破裂や液漏れなどの発生を防止することができる。また、電解コンデンサの短絡故障が近いときにもユーザーはその状況を認識することができるので、保守点検を行う等の適切な対応をとることができる。これにより、電解コンデンサの特性劣化によって所望の瞬低保護動作ができなくなる事態を防止することができる。

本発明に係る瞬時電圧低下保護装置の一実施例について説明する。図１は本実施例による瞬時電圧低下保護装置の概略ブロック構成図である。

この瞬時電圧低下保護装置は、１００Ｖ又は２００Ｖの商用交流電源１から負荷２０に供給される交流電力の電圧が一時的（例えば最大で１秒程度）に低下したときに、これを保護するものである。図１において、商用交流電源１から供給される交流電力は、ＦＥＴスイッチ（通常はパワーＭＯＳＦＥＴ）２１と過電流保護用の双方向サイリスタ２２とが並列に接続されて成る切替部２を経て負荷２０に供給され、さらに、この交流電力は複数のスイッチング素子を含むインバータ部（本発明におけるインバータ手段に相当）４に入力される。ＦＥＴスイッチ２１と双方向サイリスタ２２とはそれぞれ独立に、切替駆動部１５より与えられる駆動信号によりオン／オフが制御される。

インバータ部４には電解コンデンサ５１から成る蓄電部（本発明における蓄電手段に相当）５が接続され、インバータ部４は交流電力を直流に変換して電解コンデンサ５１を充電する、或いは、逆に電解コンデンサ５１に保持されている電気エネルギーを直流／交流変換する機能を有する。後者の際に、インダクタンスとコンデンサとから成るフィルタ７により、交流電力に重畳している高周波成分は除去される。

また、同じく蓄電部５の電解コンデンサ５１を充電するために、トランス６１、トランス６１の一次側巻線に直列接続された双方向サイリスタ６２、トランス６１の二次側巻線に接続された整流用ダイオード６３、コンデンサ６４、抵抗器６５などを含む補充電部（本発明における補充電手段に相当）６を備える。即ち、電解コンデンサ５１はインバータ部４と補充電部６とのいずれからでも充電が可能となっている。補充電部６の双方向サイリスタ６２は補充電駆動部１２により与えられる駆動信号によりオン／オフが制御される。また、インバータ部４の各スイッチング素子はインバータ駆動部１４により与えられる駆動信号によりオン／オフが制御される。

電圧低下検出部１１は商用交流電源１から供給される交流電力の電圧の低下を監視し、電圧低下を検出すると速やかに制御部１０にそれを知らせる。充電電圧検出部１３は電解コンデンサ５１に保持された充電電圧を検出し、その電圧値を制御部１０に入力する。また、本装置から負荷２０に供給される負荷電流は電流トランス３及び負荷電流検出部１６で検出され、その電流値が制御部１０に入力される。制御部１０はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを中心に構成され、予め格納された制御プログラムに従って後述する各種制御や処理を実行する。この制御プログラムの実行により達成される機能の１つとして制御部１０はコンデンサ異常検知部（本発明における異常検知手段に相当）１７を含み、コンデンサ異常検知部１７は必要に応じて例えば表示器やブザーなどによる警報部（本発明における異常報知手段に相当）１８を駆動する。

本装置の基本的な動作としては、商用交流電源１から供給される交流電力の電圧が正常である場合には、切替部２のＦＥＴスイッチ２１が導通状態となって、商用交流電力が負荷２０に供給される。このときにこの商用交流電力を元に後述のように電解コンデンサ５１に充電が行われ、電解コンデンサ５１に電気エネルギーが蓄えられる。電力供給事業者の電力供給の異常等により電圧が一時的に低下すると、制御部１０は電圧低下検出部１１からの検出信号により電圧低下を認識し、切替駆動部１５を介して切替部２のＦＥＴスイッチ２１をオフさせて負荷２０を商用交流電源１から切り離す。

一方、インバータ駆動部１４によりインバータ部４を動作させて、その直前まで電解コンデンサ５１に保持されていた電圧を直流／交流変換し、フィルタ７を介して波形整形して負荷２０に供給する。そして、商用交流電源１の電圧低下が解消されると、制御部１０はインバータ部４の動作を停止して補償用の電力の供給を止め、その後速やかに切替部２により商用交流電源１と負荷２０とを接続して、商用交流電源１による交流電力を負荷２０に供給する。これにより、商用交流電源１の電圧が一時的に低下しても、殆ど途切れなく交流電力を負荷２０に供給し続けることができる。

電解コンデンサ５１の充電方法について、図２を参照して説明する。図２は電解コンデンサ５１に保持される充電電圧の変化を示すグラフである。いま、初期状態は電解コンデンサ５１の充電電圧がゼロ（つまり完全に放電された状態）であるとする。

本装置の電源が投入され、入力電圧が正常であることを確認すると、制御部１０は上述したように切替部２を介して負荷２０に商用交流電力の供給を開始する。また、充電電圧検出部１３により検出される電圧値が第１の所定値Ｖ１以下である場合には、インバータ駆動部１４を介してインバータ部４を動作させ、インバータ部４で交流／直流変換して得た直流の電気エネルギーを電解コンデンサ５１に蓄積する。このとき、双方向サイリスタ６２はオフ状態とし補充電部６は動作させない。

前述のように初期の充電電圧が０である場合、図２に示すようにインバータ部４により電解コンデンサ５１が充電され、充電電圧は急速に上昇する。制御部１０は充電電圧検出部１３により検出される電圧値が定格電圧Ｖｆに達したならば、インバータ部４の動作を停止させ充電動作を停止する。インバータ部４のスイッチング素子がオフ状態であっても、定格電圧Ｖｆまで充電された電解コンデンサ５１の電気エネルギーは自然放電により徐々にではあるが減じる。

自然放電により充電電圧が下がってきてその電圧値が第２の所定値Ｖ２にまで下がると、充電電圧検出部１３により検出される電圧値に基づいてこれを認識した制御部１０は、補充電駆動部１２を介して双方向サイリスタ６２を導通させる。すると、トランス６１の一次側巻線に商用交流電源１による電流が流れ、二次側巻線の両端に所定の交流電圧が発生する。この電圧は整流用ダイオード６３で直流化され、抵抗器６５を介して電解コンデンサ５１を充電し始める。このときにはインバータ部４は動作させず、補充電部６のみにより電解コンデンサ５１の充電電圧は回復し始める。そして、充電電圧検出部１３により検出される電圧値が定格電圧Ｖｆに達したならば、補充電部６の動作を停止させ充電動作を停止する。

商用交流電源１の電圧が低下して上述のようにインバータ部４による交流電力の供給が実行されると、電解コンデンサ５１に蓄えられていた電気エネルギーは消費されるため、電解コンデンサ５１の充電電圧は急速に下がる。商用交流電源１の電圧が元の状態に復帰したときに、充電電圧検出部１３により検出される電圧値が第１の所定値Ｖ１以下である場合には上記の電源投入時と同様に、補充電部６ではなくインバータ部４を動作させてスイッチング動作により交流／直流変換した電気エネルギーを電解コンデンサ５１に蓄積する。そして、充電電圧が定格電圧Ｖｆに回復した後、自然放電による緩やかな充電電圧の低下に対しては補充電部６の動作により充電電圧の減少分を補う。

以上のように本実施例の瞬時電圧低下保護装置では、電解コンデンサ５１に残っている電気エネルギーの量が少なく急速充電する必要があるとき以外には、充電のためにインバータ部４は利用されず補充電部６の動作のみにより電解コンデンサ５１は充電される。従って、通常時にインバータ部４は殆ど動作しないために、インバータ部４の動作、つまりインバータ部４のスイッチング素子のオン／オフ動作に伴う高周波ノイズの放射を抑制することができる。

例えば交流出力容量が３[ｋＶＡ]の瞬時電圧低下保護装置では、電解コンデンサ５１の容量を４００００[μＦ]程度とし、電圧Ｖｆを４２３[Ｖ]、電圧Ｖ２を４１３[Ｖ]程度に設定しておけばよい。この場合、ＶｆとＶ２の差は１０[Ｖ]程度と比較的小さいため、補充電部６の充電能力は１０[ｍＡ]程度で十分である。従って、補充電部６を構成するトランス６１などの素子は比較的小さく、且つ低廉なコストのものを利用することができる。

本実施例の瞬時電圧低下保護装置において、電解コンデンサ５１が故障して内部で短絡を起こすと最悪の場合に破裂に至ることがある。また、電解コンデンサ５１が短絡故障に近くなると漏れ電流が増加し、甚だしいと瞬低保護に必要な充電電圧を確保できなくなる。そこで、この瞬時電圧低下保護装置では、コンデンサ異常検知部１７が次のようにして電解コンデンサ５１の短絡故障やそれに近い状態であることを検知し、充電動作を停止するとともにユーザ−への報知を行うようにしている。このコンデンサ異常検知処理について図３〜図５を参照して説明する。図３はコンデンサ異常検知処理動作のタイミング図、図４及び図５はそれぞれ異なる方法によるコンデンサ異常検知処理動作のフローチャートである。

前述のように、電解コンデンサ５１の充電電圧が自然放電により下がってきてその電圧値が第２の所定値Ｖ２にまで下がると補充電部６が動作して電解コンデンサ５１への充電を開始する。補充電部６が動作すると充電電圧の電圧値はＶ２から上昇し、この値が定格電圧Ｖｆに達すると補充電部６による充電動作は停止される。このときの充電電圧の変化の様子を図３（ａ）に示す。補充電部６による充電時に供給する電流の大きさ（例えば上述のように１０ｍＡ）は回路構成で決まり、電圧値Ｖｆ、Ｖ２も予め決まった値であるから、自然放電（漏れ電流による放電も含む）による電圧の減少速度が一定であれば、補充電部６が動作している期間の長さ（補充電時間）Ｔ１のおおよその値は予め求めることができる。また、補充電部６が動作していない期間の長さ（非補充電時間）Ｔ２のおおよその値も予め求めることができる。一例を挙げると、補充電時間Ｔ１は約４０秒、非補充電時間Ｔ２は約３分である。

これに対し、電解コンデンサ５１が故障により内部で短絡すると漏れ電流が急激に増加する。また電解コンデンサ５１が短絡故障に近くなると漏れ電流は増加する。漏れ電流が増加すると、補充電部６が動作している期間における充電電圧の増加速度は遅くなるから、補充電時間は正常時の値Ｔ１よりも長くなりＴ１’となる。一方、補充電部６が動作していない期間における充電電圧の減少速度は速くなるから、非補充電時間は正常時の値Ｔ２よりも短くなりＴ２’となる。このときの充電電圧の変化の様子を図３（ｂ）に示す。

そこで、上述のような電解コンデンサ５１の異常を検知するために、補充電時間の長さ又は非補充電時間の長さを利用することができる。図４は、補充電時間の長さを利用して電解コンデンサ５１の異常を検知する方法の手順を示すフローチャートである。

制御部１０は充電電圧の電圧値が所定値Ｖ２にまで下がったことを検知すると、補充電部６を動作させて補充電を開始させる（ステップＳ１０）。これにより電解コンデンサ５１の充電電圧は増加し始める。これとほぼ同時に、コンデンサ異常検知部１７ではタイマによる計時を開始する（ステップＳ１１）。その後、充電電圧の電圧値が定格電圧Ｖｆに到達したか否かを判定し（ステップＳ１２）、到達していなければステップＳ１３へと進んで、タイマによる計時が所定の閾値Ｔａを経過したか否かを判定する。閾値ＴａはＴ１よりも大きな値であり、電解コンデンサ５１の漏れ電流の増加の許容範囲や、もともとの漏れ電流のばらつきなどを考慮して適宜に決められる。例えば、標準的な初期漏れ電流を想定したときの正常時の補充電時間Ｔ１が４０秒であるとしたとき、この５倍の２００秒、或いは１０倍の４００秒をＴａとする、と決めることができる。

タイマの計時が閾値Ｔａを超えていなければステップＳ１２に戻る。電解コンデンサ５１に異常がなければタイマの計時が閾値Ｔａに達するまでに充電電圧はＶｆに到達するので、ステップＳ１２からＳ１６へと進んで異常なしと判断され、この補充電期間中の異常検知処理を終了する。これに対し、電解コンデンサ５１が短絡故障して又はそれに近い状態で漏れ電流が異常に大きくなっていると充電電圧の増加度合が非常に緩やかであるため、充電電圧がＶｆになる前にタイマの計時がＴａを超えてしまう。その場合には、ステップＳ１３からＳ１４へと進み、制御部１０は補充電部６及びインバータ部４の両方の充電動作を禁止し、警報部１８を駆動することにより警報を出力してユーザーの注意を喚起する（ステップＳ１５）。

図５は、非補充電時間の長さを利用して電解コンデンサ５１の異常を検知する、上記方法とは別の方法の手順を示すフローチャートである。
制御部１０は充電電圧の電圧値が定格電圧Ｖｆに達したならば、補充電部６の動作を停止させる（ステップＳ２０）。これにより電解コンデンサ５１の充電電圧は減少し始める。これとほぼ同時に、コンデンサ異常検知部１７ではタイマによる計時を開始する（ステップＳ２１）。その後、充電電圧の電圧値が所定値Ｖ２まで下がったか否かを繰り返し判定し（ステップＳ２２）、充電電圧の電圧値が所定値Ｖ２まで下がったならばタイマによる計時を終了して、その最終的な計時ｔを取得する（ステップＳ２３）。次に、その計時ｔが閾値Ｔｂ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。

閾値ＴｂはＴ２よりも小さな値であり、閾値Ｔａと同様に、電解コンデンサ５１の漏れ電流の増加の許容範囲や、もともとの漏れ電流のばらつきなどを考慮して適宜に決められる。例えば、標準的な初期漏れ電流を想定したときの正常時の非補充電時間Ｔ２が３分であるとしたとき、この１／５の３６秒、或いは１／１０の１８秒をＴｂとする、と決めることができる。電解コンデンサ５１に異常がなければ、自然放電による充電電圧の減少度合は緩やかであって、タイマの計時が閾値Ｔｂに達する前に充電電圧がＶ２まで下がることはないため、ステップＳ２３からＳ１７へと進んで異常なしと判断され、この非補充電期間中の異常検知処理を終了する。

これに対し、電解コンデンサ５１が短絡故障を生じて又はそれに近い状態になって漏れ電流が異常に大きくなっていると充電電圧の減少度合が急であるため、タイマの計時がＴｂになる前に充電電圧がＶ２にまで下がってしまう。その場合には、ステップＳ２４からＳ１５へと進み、制御部１０は補充電部６及びインバータ部４の両方の充電動作を禁止し、警報部１８を駆動することにより警報を出力してユーザーの注意を喚起する（ステップＳ２６）。

上記いずれの方法でも電解コンデンサ５１の異常を検知することができる。但し、実際は正常であるのに誤って異常であると検知することを避けるためには、異常検知の信頼性を高める必要がある。そこで、ステップＳ１３又はＳ２４で異常であると判断されたときに、すぐに充電動作停止及び警報出力を行うのではなく、複数回（例えば３回）連続して同じ異常が検知されたときに初めて本当に異常状態であると判断して、充電動作停止及び警報出力を行うようにしてもよい。また、図４に示した方法と図５に示した方法とを併用することにより、異常検知の信頼性を高めることもできる。

また、補充電期間中には充電電圧の増加度合が正常時に比べて小さい状態であることを検知すればよいから、図４で説明した手順以外にも手順が考え得る。同様に、非補充電期間中には充電電圧の減少度合が正常時に比べて大きい状態であることを検知すればよいから、図５で説明した手順以外にも手順が考え得る。

また、上記実施例では、充電能力が小さな補充電部６により電解コンデンサ５１に充電を行う期間とその充電の停止期間とに電解コンデンサ５１の異常を検知するようにしていたが、インバータ部４を利用して電解コンデンサ５１に充電を行う期間中に同様の方法によって電解コンデンサ５１の異常を検知するようにしてもよい。但し、充電能力が高い、つまり充電電流が大きい場合には漏れ電流が多少大きくなってもその影響を捉えにくく、異常検知を正確に行うには不利である。その点で、上述のように充電電流が小さな補充電部６による充電中に電解コンデンサ５１の異常を検知すれば漏れ電流の増加の影響を捉え易く、異常検知の精度を上げるのに有利である。

さらにまた、上記実施例は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。

本発明に係る瞬時電圧低下保護装置の一実施例の概略ブロック構成図。 本実施例の瞬時電圧低下保護装置における充電動作の説明図。 本実施例の瞬時電圧低下保護装置におけるコンデンサ異常検知処理動作のタイミング図。 補充電時間の長さを利用して電解コンデンサの異常を検知する方法の手順を示すフローチャート。 非補充電時間の長さを利用して電解コンデンサの異常を検知する方法の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…商用交流電源
２…切替部
２１…ＦＥＴスイッチ
２２…双方向サイリスタ
３…電流トランス
４…インバータ部
５…蓄電部
５１…電解コンデンサ
６…補充電部
６１…トランス
６２…双方向サイリスタ
６３…整流用ダイオード
６４…コンデンサ
６５…抵抗器
７…フィルタ
１０…制御部
１１…電圧低下検出部
１２…補充電駆動部
１３…充電電圧検出部
１４…インバータ駆動部
１５…切替駆動部
１６…負荷電流検出部
１７…コンデンサ異常検知部
１８…警報部
２０…負荷

Claims (3)

1. 商用交流電源から交流電力が供給される際に該電力に基づく電気エネルギーを充電手段によって蓄えるための蓄電手段を有し、前記充電手段は、商用交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電手段を充電するインバータ手段と、商用交流電源から供給される交流電力を変圧した後に整流して前記蓄電手段を充電する補充電手段と、からなり、前記商用交流電源から負荷に供給される交流電圧が一時的に低下したときに、それに代えて前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーを利用して負荷に交流電力を供給する瞬時電圧低下保護装置において、
   a)前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低い第１所定値以下になったときに前記インバータ手段を作動させて急速充電を行うとともに、前記蓄電手段の電気エネルギーが自然放電により減少し該電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低く且つ第１所定値よりも高い第２所定値以下になったときには前記補充電手段を作動させて前記蓄電手段の電気エネルギーを補充するように、前記インバータ手段又は前記補充電手段のいずれか一方を選択的に駆動する制御手段と、
   b)前記補充電手段による前記蓄電手段への充電期間中に、該蓄電手段の充電電圧の増加度合が正常時に比べて小さい状態であることを検出することにより該蓄電手段の異常を検知する異常検知手段と、
   c)前記異常検知手段により前記蓄電手段の異常が検知されたのに応じて報知を行う異常報知手段と、
   を備えることを特徴とする瞬時電圧低下保護装置。
2. 商用交流電源から交流電力が供給される際に該電力に基づく電気エネルギーを充電手段によって蓄えるための蓄電手段を有し、前記充電手段は、商用交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電手段を充電するインバータ手段と、商用交流電源から供給される交流電力を変圧した後に整流して前記蓄電手段を充電する補充電手段と、からなり、前記商用交流電源から負荷に供給される交流電圧が一時的に低下したときに、それに代えて前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーを利用して負荷に交流電力を供給する瞬時電圧低下保護装置において、
   a)前記蓄電手段に蓄えられている電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低い第１所定値以下になったときに前記インバータ手段を作動させて急速充電を行うとともに、前記蓄電手段の電気エネルギーが自然放電により減少し該電気エネルギーによる電圧値が定格電圧よりも低く且つ第１所定値よりも高い第２所定値以下になったときには前記補充電手段を作動させて前記蓄電手段の電気エネルギーを補充するように、前記インバータ手段又は前記補充電手段のいずれか一方を選択的に駆動する制御手段と、
   b)前記補充電手段により前記蓄電手段へ電気エネルギーを補充した後の充電停止期間中に、該蓄電手段の充電電圧の減少度合が正常時に比べて大きい状態であることを検出することにより該蓄電手段の異常を検知する異常検知手段と、
   c)前記異常検知手段により前記蓄電手段の異常が検知されたのに応じて報知を行う異常報知手段と、
   を備えることを特徴とする瞬時電圧低下保護装置。
3. 前記制御手段は、前記異常検知手段が前記蓄電手段の異常を検知したときに、前記インバータ手段及び前記補充電手段による充電動作を禁止することを特徴とする請求項１又は２に記載の瞬時電圧低下保護装置。

Images