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技術 無停電電源装置

出願人 株式会社東芝
発明者 吉田勝己中村洋一
出願日 1994年8月31日 (25年6ヶ月経過) 出願番号 1994-206252
公開日 1996年3月12日 (24年0ヶ月経過) 公開番号 1996-070539
状態 未査定
技術分野 変成器又はリアクトル一般 予備電源装置 静止型機器の保護
主要キーワード 保護用ヒューズ 運転継続可 選択遮断 並列システム 故障回路 装置容量 直流遮断器 入力巻線
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年3月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

装置を大形化することなく、大容量の無停電電源装置を提供する。

構成

独立したそれぞれの直流電源或るいは共通の直流電源1から供給される直流電力交流電力に変換する複数組(N組)のインバータ回路2-1,2-2と、前記直流電源をバックアップする蓄電池を備えた無停電電源装置において、1個の出力巻線と複数組(N組)の入力巻線を有し、前記入巻線がそれぞれ前記複数組(N組)のインバータ回路の出力端子に接続され、前記1個の出力巻線に負荷が接続される変圧器3と、前記それぞれのインバータ回路2-1,2-2に設けられ、インバータ回路に故障が発生した際に当該インバータ回路のみ運転を停止させる手段6-1,6-2を具備した無停電電源装置。

概要

背景

直流電力交流電力電力変換するインバータ回路を備えた無停電電源装置は安定した交流電力を供給し得ることから多く利用されている。無停電電源装置は、一般に電子計算機等の負荷電源として用いられることが多いが、その負荷は様々であり、且つ社会的にも重要な箇所に使用されている場合が多い。近年、FAOA用に多数の分散形電子計算機が導入され設備大形化に伴い、無停電電源装置の大容量化、及び小形、軽量化が要求されている。

無停電電源装置を大容量システムとするには、無停電電源装置の装置容量を増加する。又は、無停電電源装置を複数台用いて並列システムとする。等が考えられる。

そこで、無停電電源装置の装置容量を大きくし、小形、軽量化を図った従来の無停電電源装置の一例を図4を用いて説明する。同図において1は直流電源で通常、商用電源から供給される交流直流に変換する整流器と、商用電源のバックアップとして設置される蓄電池で構成される。2-1〜2-Nは直流電源1から供給される直流電力を交流電力に電力変換するインバータ回路、3-1〜3-Nは複数組のインバータ回路2-1〜2-Nのそれぞれの出力側に設けられるインバータ変圧器である。

インバータ用変圧器3-1〜3-Nの1次巻線デルタ結線し、インバータ用変圧器3-1の2次巻線スター結線とし、その他のインバータ用変圧器3-2〜3-Nの2次巻線をオープンデルタ結線として、それぞれのインバータ用変圧器3-1〜3-Nの2次巻線を直列接続することにより、無停電電源装置の装置容量を増加していた。

概要

装置を大形化することなく、大容量の無停電電源装置を提供する。

独立したそれぞれの直流電源或るいは共通の直流電源1から供給される直流電力を交流電力に変換する複数組(N組)のインバータ回路2-1,2-2と、前記直流電源をバックアップする蓄電池を備えた無停電電源装置において、1個の出力巻線と複数組(N組)の入力巻線を有し、前記入巻線がそれぞれ前記複数組(N組)のインバータ回路の出力端子に接続され、前記1個の出力巻線に負荷が接続される変圧器3と、前記それぞれのインバータ回路2-1,2-2に設けられ、インバータ回路に故障が発生した際に当該インバータ回路のみ運転を停止させる手段6-1,6-2を具備した無停電電源装置。

目的

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、小形、軽量化すると共に、負荷容量が低容量の場合、故障回路を切離し、健全回路にて極力負荷給電を継続することを可能とした無停電電源装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

独立したそれぞれの直流電源或るいは共通の直流電源から供給される直流電力交流電力に変換する複数組(N組)のインバータ回路と、前記直流電源をバックアップする蓄電池を備えた無停電電源装置において、1個の出力巻線と複数組(N組)の入力巻線を有し、前記入巻線がそれぞれ前記複数組(N組)のインバータ回路の出力端子に接続され、前記1個の出力巻線に負荷が接続される変圧器と、前記それぞれのインバータ回路に設けられ、インバータ回路に故障が発生した際に当該インバータ回路のみ運転を停止させる手段を具備した無停電電源装置。

請求項2

独立したそれぞれの直流電源或るいは共通の直流電源から供給される直流電力をそれぞれ直流遮断器交流電力に変換する複数組(N組)のインバータ回路と、前記直流電源をバックアップする蓄電池を備えた無停電電源装置において、1個の出力巻線と複数組(N組)の入力巻線を有し、前記入力巻線がそれぞれ前記複数組(N組)のインバータ回路の出力端子に接続され、前記1個の出力巻線に負荷が接続される変圧器と、前記複数組(N組)のインバータ回路にそれぞれ設けられる過電流検出回路と、前記複数組(N組)のインバータ回路のそれぞれの直流回路に設けられ前記過電流検出回路に応答して遮断される直流遮断器と、当該直流遮断器を前記負荷の容量に応じて選択投入又は遮断する選択回路を具備した無停電電源装置。

技術分野

0001

本発明は、直流電力交流電力に変換するインバータ回路を備えた無停電電源装置係り、特に大容量化を図った無停電電源装置に関する。

背景技術

0002

直流電力を交流電力に電力変換するインバータ回路を備えた無停電電源装置は安定した交流電力を供給し得ることから多く利用されている。無停電電源装置は、一般に電子計算機等の負荷電源として用いられることが多いが、その負荷は様々であり、且つ社会的にも重要な箇所に使用されている場合が多い。近年、FAOA用に多数の分散形電子計算機が導入され設備大形化に伴い、無停電電源装置の大容量化、及び小形、軽量化が要求されている。

0003

無停電電源装置を大容量システムとするには、無停電電源装置の装置容量を増加する。又は、無停電電源装置を複数台用いて並列システムとする。等が考えられる。

0004

そこで、無停電電源装置の装置容量を大きくし、小形、軽量化を図った従来の無停電電源装置の一例を図4を用いて説明する。同図において1は直流電源で通常、商用電源から供給される交流直流に変換する整流器と、商用電源のバックアップとして設置される蓄電池で構成される。2-1〜2-Nは直流電源1から供給される直流電力を交流電力に電力変換するインバータ回路、3-1〜3-Nは複数組のインバータ回路2-1〜2-Nのそれぞれの出力側に設けられるインバータ変圧器である。

0005

インバータ用変圧器3-1〜3-Nの1次巻線デルタ結線し、インバータ用変圧器3-1の2次巻線スター結線とし、その他のインバータ用変圧器3-2〜3-Nの2次巻線をオープンデルタ結線として、それぞれのインバータ用変圧器3-1〜3-Nの2次巻線を直列接続することにより、無停電電源装置の装置容量を増加していた。

発明が解決しようとする課題

0006

前述のように、従来の無停電電源装置は、複数組のインバータ回路2-1〜2-Nと、複数組のインバータ用変圧器3-1〜3-Nを使用して装置容量を大きくしたものが多い。

0007

ユーザの要求は、無停電電源装置の容量の増加が最も重要な要素となるが、次に、小形、軽量化、及び無停電電源装置の重要性から、極力止めない、止まらない無停電電源装置が要求されている。

0008

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、小形、軽量化すると共に、負荷容量が低容量の場合、故障回路を切離し、健全回路にて極力負荷給電を継続することを可能とした無停電電源装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明はこの目的を達成するために請求項1に記載の発明は、独立したそれぞれの直流電源或るいは共通の直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する複数組(N組)のインバータ回路と、前記直流電源をバックアップする蓄電池を備えた無停電電源装置において、1個の出力巻線と複数組(N組)の入力巻線を有し、前記入巻線がそれぞれ前記複数組(N組)のインバータ回路の出力端子に接続され、前記1個の出力巻線に負荷が接続される変圧器と、前記それぞれのインバータ回路に設けられ、インバータ回路に故障が発生した際に当該インバータ回路のみ運転を停止させる手段を具備したことを特徴としたものである。

0010

また、請求項2に記載の発明は、独立したそれぞれの直流電源或るいは共通の直流電源から供給される直流電力をそれぞれ直流遮断器交流電力に変換する複数組(N組)のインバータ回路と、前記直流電源をバックアップする蓄電池を備えた無停電電源装置において、1個の出力巻線と複数組(N組)の入力巻線を有し、前記入力巻線がそれぞれ前記複数組(N組)のインバータ回路の出力端子に接続され、前記1個の出力巻線に負荷が接続される変圧器と、前記複数組(N組)のインバータ回路にそれぞれ設けられる過電流検出回路と、前記複数組(N組)のインバータ回路のそれぞれの直流回路に設けられ前記過電流検出回路に応答して遮断される直流遮断器と、当該直流遮断器を前記負荷の容量に応じて選択投入又は遮断する選択回路を具備したことを特徴としたものである。

0011

請求項1に記載の発明によれば、複数組(N組)のインバータ回路の出力を1台の変圧器にて合成しているため、小形、軽量化、低コスト化を実現することができる。又、いずれかのインバータ回路が故障した場合、残りの健全なインバータ回路にて負荷給電を継続できるため、信頼性を向上させることができる。

0012

又、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様に、複数組(N組)のインバータ回路の出力を1台の変圧器にて合成しているため、小形、軽量化、低コスト化を実現することができる。又、いずれかのインバータ回路が故障した場合、残りの健全なインバータ回路にて負荷給電を継続できるため、信頼性を向上させることができる。更に、負荷容量に応じてインバータ回路の運転組数を選択できるため効率の良い運転もできる。

0013

以下、請求項1に記載の発明の一実施例を図1の構成図を参照して説明する。図1において、1は直流電源、2-1,2-2は直流電源1から供給される直流電力を三相交流電力に電力変換する2組のインバータ回路、3は2組のインバー回路2-1,2-2の出力を合成する変圧器、4-1,4-2はインバータ回路2-1,2-2のそれぞれの制御回路、5-1,5-2はインバータ回路2-1の直流回路に設けられるインバータ回路故障時の回路保護用のヒューズ、5-3,5-4はインバータ回路2-2の直流回路に設けられるインバータ回路故障時の回路保護用のヒューズである。又、6-1は保護用ヒューズ5-1,5-2の溶断を検出するためのヒューズモニタ回路、6-2は保護用ヒューズ5-3,5-4の溶断を検出するためのヒューズモニタ回路である。

0014

前述のように2組の無停電電源装置の出力をインバータ用変圧器3を介して合成することにより、1台の無停電電源装置の容量の2倍の容量を負荷に供給できる。

0015

ここで、変圧器3にて2組のインバータ回路2-1,2-2を等価的な並列回路とするために2組のインバータ回路2-1,2-2のそれぞれの制御回路4-1.4-2の制御信号を同一信号とし、又、変圧器3の1次側の1群と2群のインピーダンス高インピーダンスとすること、及び、変圧器3の1次側の1群と2群に合わせ、2次側を変圧器内部にて2巻線を並列接続とした構成とする等して2組のインバータ回路2-1,2-2のバランスを考慮した構成とする必要がある。

0016

上記構成にて、インバータ回路2-1,2-2のいずれかが、例えばインバータ回路2-2が故障により短絡等が発生した場合、ヒューズ5-1,5-2のいずれかが又は両方が溶断し、それをヒューズモニタ回路6-2にて検出し、インバータ回路2-2の制御回路4-2の制御信号をブロックして、健全なインバータ回路2-1にて負荷給電を行う。

0017

以上説明したように、2組のインバータ回路2-1,2-2の出力を1台の変圧器3にて合成することにより、小形、軽量化、低コスト化を実現することができる。又、1台のインバータ回路が故障した場合、無停電電源装置運転時の負荷容量の1/2以下であれば、故障したインバータ回路を切離し、健全なインバータ回路にて負荷給電を継続できるため、信頼性を向上させることができる。

0018

図2は複数組(N組)のインバータ回路2-1〜2-Nの出力を1台の変圧器3を介して合成した請求項1に記載の発明の他の実施例を示すブロック図で、図1と同一符号を付してその説明は省略する。

0019

図2は、インバータ回路を複数組(N組)使用したにも拘らず、1台の変圧器3にて出力を合成しているため、図1より更に小形化、軽量化、低コスト化を実現することができる。又、インバータ回路を複数組(N組)使用するため、インバータ回路が故障した場合の無停電電源装置運転継続可能な負荷率を高くすることができる。

0020

図2と同一部に同一記号を付して示す図3は、請求項2に記載の発明の一実施例を示す構成図である。図3において、7-1〜7-Nはそれぞれのインバータ回路2-1〜2-Nに設けられインバータ回路故障時の過電流を検出する過電流検出回路、8-1〜8-Nはそれぞれのインバータ回路2-1〜2-Nの直流回路に設けられる直流遮断器で、この直流遮断器8-1〜8-Nは、過電流検出回路、8-1〜8-Nに応答して遮断され、更に、図示しない選択回路によって選択遮断又は選択投入される。即ち、無停電電源装置の負荷の容量に応じて遮断されたり投入される。

0021

前述のように構成することにより、いずれかのインバータ回路2-iが故障すれば、そのインバータ回路2-iの直流遮断器8-iが遮断し、残りの健全なインバータ回路で負荷給電することは前述と同様である。

0022

又、無停電電源装置として装置運転時に、図示していない選択回路は負荷容量監視し、負荷容量に見合った組数のインバータ回路を運転するように直流遮断器を選択遮断したり選択投入する。これにより効率の良い運転ができる。

発明の効果

0023

以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、複数組(N組)のインバータ回路の出力を1台の変圧器にて合成しているため、小形、軽量化、低コスト化を実現することができる。又、いずれかのインバータ回路が故障した場合、残りの健全なインバータ回路にて負荷給電を継続できるため、信頼性を向上させることができる。

0024

又、請求項2に記載の発明のよれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、負荷容量に応じてインバータ回路の運転組数を選択できるため効率の良い運転も実現できる。

図面の簡単な説明

0025

図1請求項1に記載の発明による無停電電源装置の一実施例を示す構成図。
図2請求項1に記載の発明による無停電電源装置の他の実施例を示す構成図。
図3請求項2に記載の発明による無停電電源装置の一実施例を示す構成図。
図4従来の無停電電源装置の構成図。

--

0026

1 …直流電源2-1〜2-N …インバタ回路
3 …インバ—タ用変圧器4-1〜4-N …インバ—タ制御回路
5-1〜5-N …ヒュ—ズ 6-1〜6-N …ヒュ—ズモニタ回路
7-1〜7-N …過電流検出回路8-1〜8-N …直流遮断器

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