JPS62144577A - 無停電電源装置用インバータの制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、負荷に交流電力を供給しているインバータ
の周波数制ａ部が故障したときに、無停電でバイパス電
源に切換えることができる無停電電源装置用インバータ
の制御方式に関する。

〔従来技術とその問題点〕

定電圧・定周波数の交流電力を運航的に供給するために
、インバータとバイパス電源とを組合わせた無停止ｌＬ
ｔ源装置が多用されている。

第２図はバイパス＊ｍでバックアップされている無停＊
電源装置用インバータの制御方式の従来例を示１ブロッ
ク図である。この第２図において、バイパス電源２から
の交流電力はサイリスタで構成されているバイパス切侠
えスイッチ３を介して伯ａ　８　ｔこ五＋＾ねムθ）で
おＡ貞−涌覚ｒｔハパメバス切換えスイッチ３はオフ状
ｍｌこある。またバイパス電源２として通常は商用電源
か使用され句ので、このバイパス電源２の基准周波数は
刃または６０　Ｈｚである。

インバータ５は直流電源４からの直流′電力を定電圧・
定周波数の交流電力に変換し、この交流′電力を蓄圧器
６とインバータスイッチ７とを介して負荷８に供給する
ようになっている。このインバータ５の出力電圧は図示
されていない′直圧調節回路ζこより所望値に制御され
るのであるか、出力電圧の周波数は下記のように制御さ
れる。

位相差検出器１１はバイパス電源２の電圧位相と、イン
バータ５が出力する交流の電圧位相との位相差を検出し
ている。すなわちこの位相差検出器１１で検出される位
相差が時々刻々変化しているときは両者の周波数に差が
あることをｔ床しているので、この位相差検出器１１か
らの信号を比例積分演算器で構成されている位相調節器
１２に入力させ、この位相調節器１２からは入力信号を
苓にする制御信号を出力させる。この位相調節器１２の
出力信号は周波散発４ｇ器１：３においてインバータ５
が出力する交流低圧の周波数ヶ指合する信号にゾ侠され
るので、結局このインバータ５か出力する交流電圧の周
波数は、バイパス電源２からの交流′電圧の周波数と寺
しい値となる。それ故バイパス電源２が出力する゛電圧
の周波数が基準周波数またはこの基慈周波数前後の所矩
範囲内にあるとき、インバータ５もこれと同じ値の周波
数の交流を出力し、この交流電力がインバータスイッチ
７を介して負荷８に給電される。

ここでインバータ５の出力周波数を制御ｆるための位相
差検出器１１あるいは位相ｍ　Ｗ　話１２などか故障す
ると、インバータ５か出力する交ηｃｍ圧の周波数をバ
イパス電源２のそれと同じ値をこ組付することができな
くｆよるので周波数か大きく・子細し、負荷８に多大の
忌影響を与えることになる。そこで、たとえば位相差検
出器１】の出力と位相調節器１２の出力とを故障検出器
１４に入力させて常時その状態を監視し、もしも異常か
換出さ石、れは直ちに故障停止回路１７に信号を込出し
、シーケンス？！ｉＪａによ？）当該インバータ５の運
転を停止させる。

同期検出器１５はバイパス電源Ｌ源２の電圧とインバー
タ５の出力電圧とを入力して常時両者の同期状態すなわ
ち電圧差零、位相差零ならびに周波数差が零であるか否
かを監視しているので、上述の故障発生が検出され、か
つ両者の同期一致状態か検出されれば、ＡＮＤ業子１６
からの信号によりバイパス切換えスイッチ３かオンとな
り、故障停止回路１７の指令でインバータ５が停止する
以前にこのインバータ５とバイパス電源２とを並列運転
状態にする。そこでインバータスイッチ７を故障停止回
路１７の指令によりオフさせれば、故障したインバータ
５は負荷８から切離されるのであるが、負荷８への′心
力は中断されることはない。

しかしながら、位相差検出器１１や位相調節器１２のよ
うにインバータ５が出力１−る交流゛４圧の周波数を調
′Ｓする部分が故障すると、バイパス電源２とインバー
タ５との同期一致状感が過渡的にもどれな（１すること
かあるため、故障便出器１４が故陣石ν出・磨号を出力
ｌ−τム１σＩＭ；（謔出器１５が）Ｕ１朋−５，Ａ＝
４縫出の４ｑ号を送出しないので、負荷８への電力供給
がバイパス電源２へ切換えられ１ズいうちにインバータ
５が停止してしまうことかあり、結局負荷８への給電停
止事故となる欠点がある。

〔発明の目的〕

この発明は、インバータの周波？ｉ藺」御系に異常を庄
じても無停電で確実にバイパス回路へ電源を切換えるこ
とができる無停電電源装置用インバータの側御方式を提
供１゛ることを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、基準周波数の交流を出力しているバイパス
電源をバックアップ電源にして運転しているインバータ
が出力する交流′電圧の周波数は位相調節手段の出力信
号が零のときに前記の基準周波数に調節されるようにな
っているので、当該インバータの周波数？ｌ１ｌＪ御糸
か異常になったことを検出器れば、この位相、Ａ如手段
をゼロホールドすることによりインバータは基準周波数
を出力するよう強制されることとなる。このときバイパ
ス電源か出力している交流電圧のＩ′＆１波数は基準周
波数またはこれに近い値であるから、このパイノくスミ
源の交流出力と、インバータの交流出力とは両者の周波
数差に対応した周期ことに同期一致状態となる。それ故
、上述の故障検出時に同期一致状態となったことを検出
した瞬間にバイパス電源をインバータに並列接続させ、
しかるのちに当該インノく一夕をシーケンス制御してバ
イパス電源から解列し停止させることにより、無停電で
電力供給源を切洟えようとするものである。

〔発明の実施例〕

用１図は本発明の実施例を示すプロ、り図であり、この
第１図により本発明の詳細を以下に記載する。

第１図ζこおいて符号２なるバイパス電源は、一般に商
用電源が使用されるので、その出力電圧の周波数は５０
または６ｆ）　Ｈｚを基準とし、この前後のごく僅かな
範囲内の値でちる。このバイパス電源２からの交ｆｆ１
ｌｔＥ力は、サイリスタで構成されているバイパス切整
えスイッチ３を介して負荷８へ給電できるのであるが、
バイパス切換えスイッチ３は常時はオフ状態にある。一
方インバータ５は直流ｉｔ源４からの直流を交流に変換
して出力−「るのであるが、このインバータ５が出力す
る交流電圧の周波数は上述の基遵周阪数またはその近く
の値であって、この交流が変圧器６と、オン状態番こあ
るインバータスイッチ７とを介して負荷８に給電されて
いる。この第１図に２いては直流電源４はバッチ１１−
となっているが、一般にはバイパス電源２からの交流を
螢流したもの、あるいは他の適用電源からの交流を膜流
したものが直流電源４である。

インバータ５は定電圧φ定周波数の交流を出力するので
あるが、定電圧制ａ部分は本発明とは無関係であるから
、その部分の図示と説明とは雀略するが、出力電圧の周
波数は下記のように制御される。

位相差検出器１１は、バイパス電源２の電圧位相とイン
バータ５が出力する交流の電圧位相とから、両者の位相
差を検出するのであるか、両者の周波数に差があれはこ
の位相差は時々刻々変化することになり、この位相差の
変化が停止すれば両者の周波数が一致したことを意味す
る。そこで比例積分演算器で１成されている位；を目調
節器１２はその入力信号すなわち位相差検出器１１の出
力信号を零にする訂１仙信号を次段である周波ａ発信器
１３に出力し、この周波数％　信器１３はインバータ５
に対して両者の位相差が零となる周波数指令信号すなわ
ちバイパス電源２が出力している交流電圧の周波数と等
しくなるような指令を出力するので、バイパスＴに源２
とインバータ５との出力電圧の周波数差は零となり、か
つ位相差も零である。なおこの周波数発信器１３は位相
調節器１２から入力されろ４Ｎ号が零のときほぼ前述の
基ｊ周ｅ、数を指令する信号を出力するようになってい
る。

インバータ５を上述のよう（こ１ｊＨＩＪ　御すること
により、バイパス′眞源２とインバータ５とは同じ値の
周波数の交流を出力しているのであるが、バイパス切換
えスイッチ３はオフ、インバータスイッチ７はオンであ
って、負荷８へはインバータ５からの交流電力が供給さ
れている。

ここでインバータ５の出力周波数を簡１ｍしている位相
差検出器１１あるいは位相調節器１２などか故障すると
、これら位相差検出器１１や位相調節器１２の出力を常
時監視している故障検出器１４がこの異常を検知するの
であるか、このＷ：、障検出信号は直ちに位相調節器１
２とＡＮＤ素子１６とに与えられる。

位相調節器１２に与えられた故障信号により、この位相
調節器１２はセロホールドされるようになっているので
、次段の周波数発信器１３には強制的に零信号か入力さ
れることになり、そのためインバータ５が出力する交流
電圧の周波数は基準周波数に近いものとなる。すなわち
このインバータ５か出力する交流電圧の周波数はバイパ
ス電源２のそれとごく近いものとなる。

同期検出器１５はバイパス電源２の電圧とインバータ５
の出力電圧とを入力して常時両者の同期状態すなわち電
圧差か零であるか否か、位相差か苓であるか否か、およ
び周波数差が零であるか否かとを監視しているので、上
述のように故障検出により両者の周波数か接近すれば、
この両者の周波数差に対応した周期ごとに同期一致状態
を検出することとなる。それ故故障検出器１４が故障検
量信号をＡ　Ｎ　ｌ）素子１６に送出しているときに同
期検出器１５が両者の同期一致状態を検出してＡＮＬ）
素子１６ｔこその信号を送出することｌこより、当該Ａ
ＮＬ）素子１６はバイパス切戻えスイッチ３にオン指令
を発するので、バイパス電源２は円滑にインバータ５と
並列勤続することができる。

これと同時にＡＮＬ）素子１６は故障停止回路１７にも
信号を発するので、この故障停止回路１７からの指令に
よりインバータスイッチアか通断されてインバータ５は
負荷８から切離され、さらにシーケンス制御によりこの
インバータ５はその運転を停止する。かくしてインバー
タ５の周波数別ａｉ［１都か故障しても、負荷８への電
力供給は中断されることなくその１源（まインバータ５
からバイパス電源２へ円滑にかつｈ実に切換えられる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、インバータの周波数制御部）こ故障
７尭生し、バックアップ用のバイパス電源とこのインバ
ータとの同期がとれていなくても、故障検出１ｇ号で位
相調節手段をゼロホールドさせることにより当該インバ
ータが出力する交流′戒圧の周波数を強ｄＪ的に基皐周
波数（こ近い値にするので、バイパス電源とは僅かな周
波数差で運転することになる。よってインバータとバイ
パス電源とは容易に同期−政状態となり得るので、両者
が同期−玖した瞬間にこの両者を並列に接続したのちイ
ンバータを停止させることで、負荷を停電させることな
く電力供給源を故障したインバータからバイパス切戻源
へ円滑に、力）つ確実に切換えることができる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実力例ン示すプロ、り図であり、第２
図はパイハス電源でバックアップされている無停％電源
装填用インバータの制惧万式の従来ν１１を示すプロ、
り図である。 ２・・・バイパス′Ｉａｍ、３°°°バイパス切恨エス
イツチ、４・・・直流１！Ｌ源、５・・・インバータ、
６・・・変圧器、７°・“インバータスイッチ、８・・
・負荷、１１・・・位相差検出器、１２・・・位相検出
器、１３・・・周波数発信器、１４・・・酸１渫検出器
、１５・・・同期検出器、１６・・・ＡＮＤ素子、１７
・・・故障停止回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）基準周波数またはこれに近い周波数の交流を出力し
   ているバイパス電源の電圧位相とインバータが出力する
   交流の電圧位相との位相差を検出する手段と、この位相
   差を零にする制御信号を出力する位相調節手段とを備え
   、この位相調節手段の出力信号に従って前記インバータ
   が出力する電圧の周波数を前記バイパス電源が出力する
   電圧の周波数に一致させて当該インバータから基準周波
   数またはこれに近い周波数の交流電力を負荷に供給する
   無停電電源装置において、前記インバータは前記位相調
   節手段出力信号が零のときに基準周波数の交流電圧を出
   力するように制御され、位相差検出手段または位相調節
   手段の故障が検出された際にはこの位相調節手段の出力
   を強制的に零にし、かつこの故障検出時にバイパス電源
   の交流出力とインバータの交流出力との同期一致が検出
   された際にはバイパス電源をインバータに並列接続させ
   るとともに当該インバータに解列・停止指令を出力させ
   ることを特徴とする無停電電源装置用インバータの制御
   方式。