(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷の間に並列接続され、各々が、前記電源から供給される第１の電力を第２の電力に変換して前記負荷に供給する複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置のうちの前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記複数の電力変換装置の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する、電力変換システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記複数の電力変換装置のうちの故障中の電力変換装置を選択対象から除外し、複数の正常な電力変換装置から前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、
前記複数の正常な電力変換装置の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置は、前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために最低限必要な台数の電力変換装置を含む、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置は、さらに、予備の電力変換装置を含む、請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１および第２の電力のうちの少なくともいずれか一方の電力に基づいて、前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択する、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項６】
前記第２の電力は前記負荷を駆動するために必要な電力であり、
前記制御部は、前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置として、前記負荷を駆動するために必要な台数の電力変換装置を選択する、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項７】
前記第１の電力は前記電源で生成される電力であり、
前記制御部は、前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置として、前記電源で生成される電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択する、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項８】
前記電源は商用交流電源であり、
前記第１の電力は商用周波数の第１の交流電力であり、
前記第２の電力は前記商用周波数の第２の交流電力であり、
前記複数の電力変換装置の各々は無停電電源装置であり、
前記制御部は、前記第１の交流電力を前記第２の交流電力に変換するために必要な台数の電力変換装置として、前記負荷を駆動するために必要な台数の無停電電源装置を選択し、
各無停電電源装置は、
前記商用交流電源から供給される前記第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータから供給される前記直流電力を前記第２の交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータとを含み、
前記商用交流電源から前記第１の交流電力が供給されている場合は、前記コンバータで生成された前記直流電力は前記インバータに供給されるとともに電力貯蔵装置に蓄えられ、前記商用交流電源から前記第１の交流電力の供給が停止された場合は、前記コンバータの運転が停止されるとともに前記電力貯蔵装置から前記インバータに前記直流電力が供給される、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項９】
各無停電電源装置は、さらに、前記商用交流電源から前記第１の交流電力が供給されている場合は、前記コンバータで生成された前記直流電力を前記電力貯蔵装置に供給し、前記商用交流電源から前記第１の交流電力の供給が停止された場合は、前記電力貯蔵装置から前記インバータに前記直流電力を供給する双方向チョッパを含む、請求項８に記載の電力変換システム。
【請求項１０】
前記電源は商用交流電源であり、
前記第１の電力は商用周波数の第１の交流電力であり、
前記第２の電力は前記商用周波数と異なる周波数の第２の交流電力であり、
前記制御部は、前記第１の交流電力を前記第２の交流電力に変換するために必要な台数の電力変換装置として、前記負荷を駆動するために必要な台数の電力変換装置を選択し、
各電力変換装置は、
前記商用交流電源から供給される前記第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータから供給される前記直流電力を前記第２の交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータとを含む、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項１１】
前記電源は直流電源であり、
前記第１の電力は直流電力であり、
前記第２の電力は交流電力であり、
前記制御部は、前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置として、前記直流電源で生成された前記直流電力を前記交流電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、
各電力変換装置は、前記直流電源から供給される前記直流電力を前記交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータを含む、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項１２】
前記電源は直流電源であり、
前記第１の電力は直流電力であり、
前記第２の電力は交流電力であり、
前記制御部は、前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置として、前記直流電源で生成された前記直流電力を前記交流電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、
各電力変換装置は、
前記直流電源の出力電圧を予め定められた直流電圧に変換するチョッパと、
前記チョッパの出力電圧を交流電圧に変換して前記負荷に供給するインバータとを含む、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項１３】
前記複数の電力変換装置のインバータの入力ノードは互いに接続されている、請求項１２に記載の電力変換システム。
【請求項１４】
前記電源は直流電源であり、
前記第１の電力は第１の直流電力であり、
前記第２の電力は第２の直流電力であり、
前記制御部は、前記第１の電力を前記第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置として、前記直流電源で生成された前記第１の直流電力を前記第２の直流電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、
各電力変換装置は、前記直流電源の出力電圧を予め定められた直流電圧に変換して前記負荷に供給するコンバータを含む、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項１５】
さらに、前記コンバータの出力ノードに接続された電力貯蔵装置を備え、
前記直流電源から前記第１の直流電力が供給されている場合は、前記コンバータで生成された前記第２の直流電力が前記負荷に供給されるとともに前記電力貯蔵装置に蓄えられ、前記直流電源からの前記第１の直流電力の供給が停止された場合は、前記電力貯蔵装置から前記負荷に前記第２の直流電力が供給される、請求項１４に記載の電力変換システム。
【請求項１６】
商用交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置を備え、
各無停電電源装置は、
前記商用交流電源から供給される第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記直流電力を第２の交流電力に変換するインバータとを含み、
さらに、複数のインバータのうちの前記負荷を駆動するために必要な台数のインバータを選択し、選択した各インバータを運転させるとともに残りの各インバータを停止させる制御部を備え、
前記制御部は、前記複数のインバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータを予め定められた周期で変更する、無停電電源システム。
【請求項１７】
商用交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、
前記複数の無停電電源装置に共通に設けられ、直流電力を貯蔵する電力貯蔵装置とを備え、
各無停電電源装置は、
前記商用交流電源から供給される第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータまたは前記電力貯蔵装置から供給される直流電力を第２の交流電力に変換するインバータとを含み、
前記電力貯蔵装置は前記複数の無停電電源装置の各々のコンバータで生成された直流電力を貯蔵し、
さらに、複数のコンバータのうちの前記負荷を駆動するために必要な台数のコンバータを選択し、選択した各コンバータを運転させるとともに残りの各コンバータを停止させる制御部を備え、
前記制御部は、前記複数のコンバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータを予め定められた周期で変更する、無停電電源システム。
【請求項１８】
複数の無停電電源装置と、
前記複数の無停電電源装置に共通に設けられ、直流電力を貯蔵する電力貯蔵装置とを備え、
前記複数の無停電電源装置の入力ノードはともに商用交流電源に接続され、それらの出力ノードはそれぞれ複数の負荷に接続され、
各無停電電源装置は、
前記商用交流電源から供給される第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータまたは前記電力貯蔵装置から供給される前記直流電力を第２の交流電力に変換するインバータとを含み、
前記電力貯蔵装置は前記複数の無停電電源装置の各々のコンバータで生成された前記直流電力を貯蔵し、
さらに、複数のコンバータのうちの前記複数の負荷を駆動するために必要な台数のコンバータを選択し、選択した各コンバータを運転させるとともに残りの各コンバータを停止させる制御部を備え、
前記制御部は、前記複数のコンバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータを予め定められた周期で変更する、無停電電源システム。
【請求項１９】
各無停電電源装置は、さらに、前記商用交流電源から前記第１の交流電力が供給されている場合は、前記コンバータで生成された前記直流電力を前記電力貯蔵装置に与え、前記商用交流電源からの前記第１の交流電力の供給が停止された場合は、前記電力貯蔵装置の前記直流電力を前記インバータに与える双方向チョッパを含み、
前記インバータは、前記コンバータまたは前記双方向チョッパから供給される前記直流電力を前記第２の交流電力に変換し、
前記電力貯蔵装置は、前記複数の無停電電源装置の各々の前記双方向チョッパから供給される前記直流電力を貯蔵し、
前記制御部は、さらに、複数の双方向チョッパのうちの前記複数の負荷を駆動するために必要な台数の双方向チョッパを選択し、選択した各双方向チョッパを運転させるとともに残りの各双方向チョッパを停止させ、前記複数の双方向チョッパの運転時間が互いに等しくなるように、運転させる双方向チョッパを予め定められた周期で変更する、請求項１８に記載の無停電電源システム。
【請求項２０】
一方端子が商用交流電源からの交流電力を受け、他方端子が負荷に接続され、前記商用交流電源から交流電力が供給されている正常時は導通し、前記商用交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は非導通になるスイッチと、
前記スイッチの他方端子に並列接続され、各々が、前記正常時は前記商用交流電源から前記スイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置に供給し、前記停電時は前記電力貯蔵装置の直流電力を交流に変換して前記負荷に供給する複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置のうちの前記負荷を駆動するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記複数の電力変換装置の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する、無停電電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電力変換システムおよび無停電電源システムに関し、特に、並列接続された複数の電力変換装置を備えた電力変換システムと無停電電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、並列接続された複数の無停電電源装置によって負荷を駆動する無停電電源システムが知られている。従来の第１の無停電電源システムでは、全無停電電源装置で負荷電流を平等に分担して負荷を駆動する。このシステムでは、１台の無停電電源装置が故障した場合でも、残りの無停電電源装置によって負荷を駆動することが可能となっている。【０００３】
また、たとえば特開平３−１２４２２８号公報（特許文献１）および実開平４−５１０４４号公報（特許文献２）に開示されているように、従来の第２の無停電電源システムでは、負荷電流に応じて、無停電電源装置の運転台数を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１２４２２８号公報
【特許文献２】実開平４−５１０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、第１の無停電電源システムでは、複数の無停電電源装置の各々で損失が発生し、効率が低いと言う問題があった。【０００６】
また、第２の無停電電源システムでは、たとえば運転台数が１台の場合に運転される無停電電源装置が固定されていたので、複数の無停電電源装置のうちの一部の無停電電源装置のみが連続運転され、連続運転される無停電電源装置で故障が発生し易いと言う問題があった。【０００７】
また、無停電電源装置が故障しているか否かは実際に運転してみないと分からない。したがって、運転されずに長期間放置されている間に故障した無停電電源装置があった場合、故障の発見が遅くなると言う問題もあった。【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、効率が高く、故障が少なく、故障を迅速に見つけることが可能な電力変換システムおよび無停電電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る電力変換システムは、電源と負荷の間に並列接続され、各々が、電源から供給される第１の電力を第２の電力に変換して負荷に供給する複数の電力変換装置と、複数の電力変換装置のうちの第１の電力を第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる制御部とを備えたものである。この制御部は、複数の電力変換装置の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。【００１０】
また、この発明に係る無停電電源システムは、商用交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置を備え、各無停電電源装置は、商用交流電源から供給される第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、直流電力を第２の交流電力に変換するインバータとを含む。この無停電電源システムは、さらに、複数のインバータのうちの負荷を駆動するために必要な台数のインバータを選択し、選択した各インバータを運転させるとともに残りの各インバータを停止させる制御部を備える。この制御部は、複数のインバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータを予め定められた周期で変更する。【００１１】
また、この発明に係るさらに他の無停電電源システムは、商用交流電源と負荷の間に並列接続された複数の無停電電源装置と、複数の無停電電源装置に共通に設けられ、直流電力を貯蔵する電力貯蔵装置とを備え、各無停電電源装置は、商用交流電源から供給される第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータまたは電力貯蔵装置から供給される直流電力を第２の交流電力に変換するインバータとを含む。電力貯蔵装置は複数の無停電電源装置の各々のコンバータで生成された直流電力を貯蔵する。この無停電電源システムは、さらに、複数のコンバータのうちの負荷を駆動するために必要な台数のコンバータを選択し、選択した各コンバータを運転させるとともに残りの各コンバータを停止させる制御部を備える。この制御部は、複数のコンバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータを予め定められた周期で変更する。【００１２】
また、この発明に係るさらに他の無停電電源システムは、複数の無停電電源装置と、複数の無停電電源装置に共通に設けられ、直流電力を貯蔵する電力貯蔵装置とを備えたものである。複数の無停電電源装置の入力ノードはともに商用交流電源に接続され、それらの出力ノードはそれぞれ複数の負荷に接続される。各無停電電源装置は、商用交流電源から供給される第１の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータまたは電力貯蔵装置から供給される直流電力を第２の交流電力に変換するインバータとを含み、電力貯蔵装置は複数の無停電電源装置の各々のコンバータで生成された直流電力を貯蔵する。この無停電電源システムは、さらに、複数のコンバータのうちの複数の負荷を駆動するために必要な台数のコンバータを選択し、選択した各コンバータを運転させるとともに残りの各コンバータを停止させる制御部を備える。この制御部は、複数のコンバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータを予め定められた周期で変更する。【００１３】
また、この発明に係るさらに他の無停電電源システムは、一方端子が商用交流電源からの交流電力を受け、他方端子が負荷に接続され、商用交流電源から交流電力が供給されている正常時は導通し、商用交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は非導通になるスイッチと、スイッチの他方端子に並列接続され、各々が、正常時は商用交流電源からスイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置に供給し、停電時は電力貯蔵装置の直流電力を交流に変換して負荷に供給する複数の電力変換装置と、複数の電力変換装置のうちの負荷を駆動するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる制御部とを備えたものである。この制御部は、複数の電力変換装置の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明に係る電力変換システムでは、第１の電力を第２の電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる制御部が設けられ、この制御部は、複数の電力変換装置の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。したがって、各電力変換装置の連続運転時間を短くすることができ、電力変換装置の故障を減らすことができる。また、停止中に故障した電力変換装置を迅速に見つけることができる。また、負荷電流に応じて運転台数を変えるので、効率を高くすることができる。【００１５】
また、この発明に係る他の無停電電源システムでは、複数のインバータのうちの負荷を駆動するために必要な台数のインバータを選択し、選択した各インバータを運転させるとともに残りの各インバータを停止させる制御部が設けられ、この制御部は、複数のインバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータを予め定められた周期で変更する。したがって、各インバータの連続運転時間を短くすることができ、インバータの故障を減らすことができる。また、停止中に故障したインバータを迅速に見つけることができる。また、負荷電流に応じて運転台数を変えるので、効率を高くすることができる。【００１６】
また、この発明に係るさらに他の無停電電源システムでは、複数のコンバータのうちの負荷を駆動するために必要な台数のコンバータを選択し、選択した各コンバータを運転させるとともに残りの各コンバータを停止させる制御部が設けられ、この制御部は、複数のコンバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータを予め定められた周期で変更する。したがって、各コンバータの連続運転時間を短くすることができ、コンバータの故障を減らすことができる。また、停止中に故障したコンバータを迅速に見つけることができる。また、負荷電流に応じて運転台数を変えるので、効率を高くすることができる。【００１７】
また、この発明に係るさらに他の無停電電源システムでは、複数の電力変換装置のうちの負荷を駆動するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる制御部が設けられ、この制御部は、複数の電力変換装置の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。したがって、各電力変換装置の連続運転時間を短くすることができ、電力変換装置の故障を減らすことができる。また、停止中に故障した電力変換装置を迅速に見つけることができる。また、負荷電流に応じて運転台数を変えるので、効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示した制御部の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２に示した記憶部に格納されたテーブルを示す図である。
【図４】図１に示した無停電電源システムの動作を例示するタイムチャートである。
【図５】実施の形態１の変更例を示す図である。
【図６】実施の形態１の他の変更例を示す回路ブロック図である。
【図７】実施の形態１のさらに他の変更例を示す回路ブロック図である。
【図８】実施の形態１のさらに他の変更例を示す回路ブロック図である。
【図９】実施の形態１のさらに他の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１０】実施の形態１のさらに他の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１１】実施の形態１のさらに他の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態２による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態３による周波数変換システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態４による電力変換システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図１５】実施の形態４の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態５による電力変換システムの構成を示す回路ブロック図である。
【図１７】実施の形態５の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１８】実施の形態５の他の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１９】この発明の実施の形態６による電力変換装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２０】実施の形態６の変更例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[実施の形態１]
この実施の形態１の無停電電源システムは、図１に示すように、複数台（図では３台）の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３、電流センサ４、および制御部５を備える。無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３は、商用交流電源７０と負荷７１の間に並列接続されている。無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々は、コンバータ１、バッテリ２、およびインバータ３を含む。３台のコンバータ１の入力ノードはノードＮ１に共通接続され、ノードＮ１は商用交流電源７０に接続されている。コンバータ１は、商用交流電源７０からの商用交流電力を直流電力に変換する。バッテリ２は、コンバータ１で生成された直流電力を蓄える。インバータ３は、コンバータ１またはバッテリ２から供給される直流電力を交流電力に変換する。３台のインバータ３の出力ノードはノードＮ２に共通接続されている。ノードＮ２は負荷７１に接続される。
【００２０】
商用交流電源７０から交流電力が供給されている場合は、コンバータ１で生成された直流電力がバッテリ２に蓄えられるとともに、インバータ３に供給され、インバータ３で生成された交流電力は負荷７１に供給される。商用交流電源７０からの交流電力の供給が停止された場合（停電時）は、コンバータ１が停止され、バッテリ２に蓄えられた直流電力がインバータ３に供給され、インバータ３で生成された交流電力は負荷７１に供給される。したがって、バッテリ２に直流電力が貯蔵されている期間は、停電時でも負荷７１を駆動することができる。
【００２１】
電流センサ４は、ノードＮ２から負荷７１に流れる電流を検出し、検出した電流値を示す信号を制御部５に与える。制御部５は、電流センサ４の出力信号に基づいて、負荷７１を駆動するのに必要な無停電電源装置の台数（たとえば１台）を求め、その台数の無停電電源装置（たとえばＵ１）のみを運転させ、残りの無停電電源装置（この場合、Ｕ２，Ｕ３）を停止させる。
【００２２】
また、制御部５は、複数の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の運転時間が等しくなるように、運転させる無停電電源装置を予め定められた周期で変更する。たとえば、制御部５は、運転させる無停電電源装置を１日周期で変更し、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を１台ずつ順繰りに運転させる。なお、制御部５を無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々の制御部（図示せず）に含ませておき、１台の無停電電源装置の制御部５によって３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を制御してもよい。
【００２３】
制御部５は、図２に示すように、比較回路１１，１２、運転台数決定部１３、タイマ１４、記憶部１５、故障検出部１６、および運転指令部１７を含む。比較回路１１は、電流センサ４で検出された負荷電流Ｉと定格電流の３３％に相当するしきい値電流Ｉｔｈ１との高低を比較する。比較回路１１の出力信号φ１１は、負荷電流Ｉがしきい値電流Ｉｔｈ１よりも低い場合は「Ｌ」レベルにされ、負荷電流Ｉがしきい値電流Ｉｔｈ１よりも高い場合は「Ｈ」レベルにされる。
【００２４】
比較回路１２は、電流センサ４で検出された負荷電流Ｉと定格電流の６６％に相当するしきい値電流Ｉｔｈ１との高低を比較する。比較回路１２の出力信号φ１２は、負荷電流Ｉがしきい値電流Ｉｔｈ２よりも低い場合は「Ｌ」レベルにされ、負荷電流Ｉがしきい値電流Ｉｔｈ２よりも高い場合は「Ｈ」レベルにされる。
【００２５】
運転台数決定部１３は、比較回路１１，１２の出力信号φ１１，φ１２に基づいて、無停電電源装置の運転台数を決定する。信号φ１１，φ１２がともに「Ｌ」レベルである場合は、負荷電流Ｉが定格電流の３３％よりも小さいので、無停電電源装置の運転台数は１台に決定される。また、信号φ１１，φ１２がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルである場合は、負荷電流Ｉが定格電流の３３％よりも大きく、６６％よりも小さいので、無停電電源装置の運転台数は２台に決定される。また、信号φ１１，φ１２がともに「Ｈ」レベルである場合は、負荷電流Ｉが定格電流の６６％よりも大きいので、無停電電源装置の運転台数は３台に決定される。
【００２６】
タイマ１４は、クロック信号ＣＬＫのパルス数をカウントするカウンタを含み、カウンタのカウント値が０，１，２の場合はそれぞれ期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を示す信号を出力する。カウンタのカウント値が２のときにクロック信号ＣＬＫのパルスが入力されると、カウンタのカウント値は０に戻る。
【００２７】
記憶部１５には、図３に示されるテーブルが格納されている。テーブルの最上欄には期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が示され、第２欄には運転台数が１台の場合に期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３で運転される無停電電源装置の番号Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３が示されている。また、第３欄には運転台数が２台の場合に期間にＴ１，Ｔ２，Ｔ３で運転されるもう１台の無停電電源装置の番号Ｕ２，Ｕ３，Ｕ１が示され、第４欄には運転台数が３台の場合に期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３で運転されるもう１台の無停電電源装置の番号Ｕ３，Ｕ１，Ｕ２が示されている。
【００２８】
運転指令部１７は、記憶部１５に格納されたテーブルを参照して、運転台数決定部１３によって決定された台数の無停電電源装置を運転させる。すなわち、運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって運転台数が１台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号によって示される期間Ｔ１〜Ｔ３においてそれぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を運転させる。また、運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって運転台数が２台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号によって示される期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３においてそれぞれ無停電電源装置Ｕ１とＵ２，Ｕ２とＵ３，Ｕ３とＵ１を運転させる。また、運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって運転台数が３台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号によって示される期間Ｔ１〜Ｔ３に関係無く、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を運転させる。
【００２９】
また、運転指令部１７は、ある期間において、運転台数決定部１３によって運転台数が変更された場合も、図３のテーブルに従って無停電電源装置を運転させる。たとえば、期間Ｔ１において運転台数が３台から２台に変更された場合は、運転させていた３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のうちの無停電電源装置Ｕ３を停止させる。また、期間Ｔ２において運転台数が１台から２台に変更された場合は、運転中の無停電電源装置Ｕ２に加えて無停電電源装置Ｕ３を運転させる。
【００３０】
また、故障検出部１６は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々の故障の有無を検出し、検出結果を示す信号を運転指令部１７に与える。たとえば、故障検出部１６によって１台の無停電電源装置（たとえばＵ１）の故障が検出され、運転台数決定部１３によって運転台数が１台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号に関係無く、予め定められた周期で残りの２台の無停電電源装置（この場合、Ｕ２とＵ３）が交互に運転される。また、故障検出部１６によって１台の無停電電源装置（たとえばＵ１）の故障が検出され、運転台数決定部１３によって運転台数が２台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号に関係無く、２台の無停電電源装置（この場合、Ｕ２とＵ３）が運転される。
【００３１】
図４は、この無停電電源システムの動作を例示するタイムチャートである。ある時刻ｔ０において、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の運転が開始され、負荷電流Ｉが検出される。負荷電流Ｉとしきい値電流Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２が比較され、その比較結果に基づいて無停電電源装置の運転台数が決定される。ここでは、１台と決定されたものとする。
【００３２】
時間ｔ１において、タイマ１４内のカウンタのカウント値が０にリセットされ、タイマ１４から期間Ｔ１を示す信号が出力される。運転指令部１７は、図３のテーブルを参照して無停電電源装置Ｕ１のみを運転させ、残りの無停電電源装置Ｕ２，Ｕ３を停止させる。
【００３３】
時間ｔ２において、タイマ１４内のカウンタのカウント値がインクリメント（＋１）されて１となり、タイマ１４から期間Ｔ２を示す信号が出力される。運転指令部１７は、図３のテーブルを参照して無停電電源装置Ｕ２を運転させた後、残りの無停電電源装置Ｕ３，Ｕ１を停止させる。
【００３４】
時間ｔ３において、タイマ１４内のカウンタのカウント値がインクリメント（＋１）されて２となり、タイマ１４から期間Ｔ３を示す信号が出力される。運転指令部１７は、図３のテーブルを参照して無停電電源装置Ｕ３を運転させた後、残りの無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２を停止させる。
【００３５】
時間ｔ４において、タイマ１４内のカウンタのカウント値がリセットされて０となり、タイマ１４から期間Ｔ１を示す信号が出力される。運転指令部１７は、図３のテーブルを参照して無停電電源装置Ｕ１を運転させた後、残りの無停電電源装置Ｕ２，Ｕ３を停止させる。
【００３６】
その後、負荷電流Ｉが増大し、運転台数決定部１３によって運転台数が２台と決定されたものとする。時間ｔ５において、運転指令部１７は、図３のテーブルを参照して無停電電源装置Ｕ１に加えて、無停電電源装置Ｕ２の運転を開始させる。
【００３７】
時間ｔ６において、タイマ１４内のカウンタのカウント値がインクリメント（＋１）されて１となり、タイマ１４から期間Ｔ２を示す信号が出力される。運転指令部１７は、図３のテーブルを参照して無停電電源装置Ｕ２，Ｕ３を運転させた後、残りの無停電電源装置Ｕ１を停止させる。
【００３８】
時間ｔ７において、タイマ１４内のカウンタのカウント値がインクリメント（＋１）されて２となり、タイマ１４から期間Ｔ３を示す信号が出力される。運転指令部１７は、図３のテーブルを参照して無停電電源装置Ｕ３，Ｕ１を運転させた後、残りの無停電電源装置Ｕ２を停止させる。
【００３９】
この実施の形態１では、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のうちの負荷７１を駆動するために必要な台数の無停電電源装置を選択し、選択した各無停電電源装置を運転させるとともに残りの各無停電電源装置を停止させる。したがって、負荷電流に関係無く全無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を運転する場合に比べ、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３で発生する損失を小さくすることができ、効率を高くすることができる。
【００４０】
また、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる無停電電源装置を予め定められた周期で変更する。したがって、各無停電電源装置の連続運転時間を短くすることができ、無停電電源装置の故障を減らすことができる。また、停止中に故障した無停電電源装置を迅速に見つけることができる。
【００４１】
［変更例１］
上記実施の形態では、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を備えた場合について説明したが、４台以上の無停電電源装置を備えた場合も同様である。たとえば、４台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ４を備えた場合、タイマ１４は、クロック信号ＣＬＫのパルス数をカウントするカウンタを含み、カウンタのカウント値が０，１，２，３の場合はそれぞれ期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を示す信号を出力する。カウンタのカウント値が３のときにクロック信号ＣＬＫのパルスが入力されると、カウンタのカウント値は０に戻る。
【００４２】
記憶部１５には、図５に示されるテーブルが格納される。テーブルの最上欄には期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４が示され、第２欄には運転台数が１台の場合に期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で運転される無停電電源装置の番号Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が示されている。また、第３欄には運転台数が２台の場合に期間にＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で運転されるもう１台の無停電電源装置の番号Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ１が示され、第４欄には運転台数が３台の場合に期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で運転されるもう１台の無停電電源装置の番号Ｕ３，Ｕ４，Ｕ１，Ｕ２が示され、第５欄には運転台数が４台の場合に期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４で運転されるもう１台の無停電電源装置の番号Ｕ４，Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３が示されている。
【００４３】
運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって運転台数が１台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号によって示される期間Ｔ１〜Ｔ４においてそれぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ４を運転させる。また、運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって運転台数が２台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号によって示される期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４においてそれぞれ無停電電源装置Ｕ１とＵ２，Ｕ２とＵ３，Ｕ３とＵ４，Ｕ４とＵ１を運転させる。
【００４４】
また、運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって運転台数が３台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号によって示される期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４においてそれぞれ無停電電源装置Ｕ１とＵ２とＵ３，Ｕ２とＵ３とＵ４，Ｕ３とＵ４とＵ１，Ｕ４とＵ１とＵ２を運転させる。また、運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって運転台数が４台と決定された場合は、タイマ１４の出力信号によって示される期間Ｔ１〜Ｔ４に関係無く、４台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ４を運転させる。
【００４５】
また、記憶部１５には、１台の無停電電源装置が故障した場合のテーブルも格納されている。たとえば、無停電電源装置Ｕ４が故障した場合のテーブルとして図３のテーブルが格納されている。この場合、タイマ１４は、期間Ｔ１〜Ｔ４を示す信号の代わりに期間Ｔ１〜Ｔ３を示す信号を出力し、図１〜図４で示したシステムと同じ動作が行なわれる。この変更例１でも、実施の形態と同じ効果が得られる。
【００４６】
［変更例２］
上記実施の形態１では、負荷７１を駆動するため最低限必要な台数の無停電電源装置を運転したが、この変更例２では、それに加えて予備の無停電電源装置を運転し、いわゆる冗長運転を行なう。運転指令部１７は、運転台数決定部１３によって決定された台数に１を加えた台数の無停電電源装置を運転させる。たとえば、負荷電流Ｉが定格電流の３３％よりも低い場合、上記実施の形態１では１台の無停電電源装置のみを運転させたが、この変更例では２台の無停電電源装置を運転させる。この場合、運転中に１台の無停電電源装置が突然故障しても、もう１台の無停電電源装置によって負荷７１を駆動することができる。運転させる無停電電源装置のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。
【００４７】
［変更例３］
上記実施の形態１では、負荷電流Ｉに応じて負荷７１を駆動するために必要な台数の無停電電源装置を選択し、選択した各無停電電源装置を運転させるとともに残りの各無停電電源装置を停止させ、かつ３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる無停電電源装置を予め定められた周期で変更した。しかし、バッテリ２がたとえば鉛蓄電池の場合は、バッテリ２を常時充電する必要がある。そこで、この変更例３では、負荷電流Ｉに関係無く、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のコンバータ１を常時運転させ、３つのバッテリ２を常時充電する。また、負荷電流Ｉに応じて負荷７１を駆動するために必要な台数のインバータ３を選択し、選択した各インバータ３を運転させるとともに残りの各インバータ３を停止させ、かつ３台のインバータの運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータ３を予め定められた周期で変更する。運転させるインバータ３のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。この変更例３では、インバータ３の故障を少なくすることができる。なお、バッテリ２がたとえばリチウムイオン電池である場合は、バッテリ２を常時充電する必要なない。
【００４８】
［変更例４］
この変更例４では、図６に示すように、１台のバッテリ２が３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３で共用される。３台のコンバータ１はともに１台のバッテリ２を充電し、１台のバッテリ２から３台のインバータ３に直流電力が供給される。この変更例４では、１台の無停電電源装置を運転させれば、バッテリ２を常時充電することができる。したがって、バッテリ２が常時充電が必要な鉛蓄電池の場合でも、負荷電流Ｉに応じた台数の無停電電源装置を運転することができる。
【００４９】
［変更例５］
この変更例５では、図７に示すように、変更例４に対して制御部２０が追加される。制御部２０は、制御部５と同じ構成である。制御部５は３台のインバータ３の運転／停止を制御し、制御部２０は３台のコンバータ１の運転／停止を制御する。すなわち、制御部５は、負荷電流Ｉに応じて負荷７１を駆動するために必要な台数のインバータ３を選択し、選択した各インバータ３を運転させるとともに残りの各インバータ３を停止させ、かつ３台のインバータ３の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータ３を予め定められた周期で変更する。また、制御部５は、１台のインバータ３が故障した場合は、残りの２台のインバータ３の運転／停止を制御し、２台のインバータ３の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータ３を予め定められた周期で変更する。
【００５０】
同様に、制御部２０は、負荷電流Ｉに応じて負荷７１を駆動するために必要な台数のコンバータ１を選択し、選択した各コンバータ１を運転させるとともに残りの各コンバータ１を停止させ、かつ３台のコンバータ１の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータ１を予め定められた周期で変更する。また、制御部２０は、１台のコンバータ１が故障した場合は、残りの２台のコンバータ１の運転／停止を制御し、２台のコンバータ１の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータ１を予め定められた周期で変更する。運転させるコンバータ１のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。この変更例５でも、実施の形態と同じ効果が得られる。
【００５１】
［変更例６］
この変更例６では、図８に示すように、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々に負荷７１と電流センサ４が接続される。３つの電流センサ４は、それぞれ無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の負荷電流Ｉ１〜Ｉ３を検出し、負荷電流Ｉ１〜Ｉ３の検出値を示す信号を出力する。加算部２１は、３つの電流センサ４の出力信号を加算し、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の負荷電流Ｉ１〜Ｉ３の和の電流ＩＡを示す信号を制御部２０に与える。制御部２０は、電流ＩＡに応じて３つの負荷７１を駆動するために必要な台数のコンバータ１を選択し、選択した各コンバータ１を運転させるとともに残りの各コンバータ１を停止させ、かつ３台のコンバータ１の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータ１を予め定められた周期で変更する。また、制御部２０は、１台のコンバータ１が故障した場合は、残りの２台のコンバータ１の運転／停止を制御し、２台のコンバータ１の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータ１を予め定められた周期で変更する。この変更例６では、コンバータ１の故障を減らすことができる。
【００５２】
［変更例７］
負荷７１がコンピュータネットワークのサーバの場合、負荷電流の増減は小さい。この場合は、電流センサ４の代わりに定格電流に対する負荷電流の割合（％）をセットする設定部を設けるとよい。制御部５は、たとえば定格電流に対する負荷電流の割合が３０％とセットされた場合は、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を１台ずつ順次運転させる。その後、サーバが増設されて定格電流に対する負荷電流の割合が６０％とセットされた場合は、制御部５は、３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を２台ずつ順次運転させる。この変更例７でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００５３】
［変更例８］
上記変更例２では、負荷７１を駆動するため最低限必要な台数の無停電電源装置に加えて予備の無停電電源装置を運転し、いわゆる冗長運転を行なう。しかし、負荷電流Ｉが定格電流の５０％である場合でも、短時間であれば１台の無停電電源装置で対応できるときは、２台の無停電電源装置を運転すれば冗長運転を実現できる。すなわち、負荷電流Ｉが定格電流の５０％である場合において２台の無停電電源装置Ｕ１，Ｕ２を運転しているとき、１台の無停電電源装置Ｕ１が故障しても、停止中の無停電電源装置Ｕ３が起動するまでの時間だけ、もう１台の無停電電源装置Ｕ２が過負荷運転することで負荷７１の運転を継続することができる。このようにすれば、負荷電流Ｉが定格電流の５０％である場合に３台の無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３を運転させるよりも、効率が高くなる。
【００５４】
[変更例９]
図９は、実施の形態１の変更例９を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図９を参照して、この変更例９が実施の形態１と異なる点は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々に双方向チョッパ２２が追加されている点である。双方向チョッパ２２は、商用交流電源７０から交流電力が供給されている場合は、コンバータ１の出力電圧（第１の直流電圧）を所定の第２の直流電圧に変換してバッテリ２に供給し、商用交流電源７０からの交流電力の供給が停止された場合（停電時）は、バッテリ２の出力電圧（第２の直流電圧）を所定の第１の直流電圧に変換してインバータ３に供給する。
【００５５】
換言すると、商用交流電源７０から交流電力が供給されている場合は、コンバータ１で生成された直流電力が双方向チョッパ２２によってバッテリ２に蓄えられるとともに、コンバータ１で生成された直流電力がインバータ３に供給され、インバータ３で生成された交流電力は負荷７１に供給される。また停電時は、コンバータ１が停止され、バッテリ２に蓄えられた直流電力が双方向チョッパ２２によってインバータ３に供給され、インバータ３で生成された交流電力は負荷７１に供給される。したがって、バッテリ２に直流電力が貯蔵されている期間は、停電時でも負荷７１を駆動することができる。この変更例９でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００５６】
[変更例１０]
図１０は、実施の形態１の変更例１０を示す回路ブロック図であって、図７と対比される図である。図１０を参照して、この変更例１０が変更例７と異なる点は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々に双方向チョッパ２２が追加されている点である。無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のコンバータ１の出力ノードは、互いに接続されている。各双方向チョッパ２２の入力ノードは、対応のコンバータ１の出力ノードに接続されている。バッテリ２の正極は、各双方向チョッパ２２の出力ノードに接続されている。双方向チョッパ２２の動作は、変更例９で説明した通りである。
【００５７】
制御部５は３台のインバータ３の運転／停止を制御し、制御部２０は３台のコンバータ１の運転／停止を制御し、さらに制御部２０は３台の双方向チョッパ２２の運転／停止を制御する。制御部５の動作は、変更例７で説明した通りである。また、制御部２０のコンバータ１に関連する動作は、変更例７で説明した通りである。
【００５８】
制御部２０は、さらに、負荷電流Ｉに基づいて負荷７１を駆動するために必要な台数の双方向チョッパ２２を選択し、選択した各双方向チョッパ２２を運転させるとともに残りの各双方向チョッパ２２を停止させ、かつ３台の双方向チョッパ２２の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる双方向チョッパ２２を予め定められた周期で変更する。また、制御部２０は、１台の双方向チョッパ２２が故障した場合は、残りの２台の双方向チョッパ２２の運転／停止を制御し、２台の双方向チョッパ２２の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる双方向チョッパ２２を予め定められた周期で変更する。運転させる双方向チョッパ２２のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。この変更例１０でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００５９】
[変更例１１]
図１１は、実施の形態１の変更例１１を示す回路ブロック図であって、図８と対比される図である。図１１を参照して、この変更例１１が変更例８と異なる点は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３の各々に双方向チョッパ２２が追加されている点である。無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３のコンバータ１の出力ノードは、互いに接続されている。各双方向チョッパ２２の入力ノードは、対応のコンバータ１の出力ノードに接続されている。バッテリ２の正極は、各双方向チョッパ２２の出力ノードに接続されている。双方向チョッパ２２および制御部２０の動作は、変更例１０で説明した通りである。この変更例１１でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００６０】
なお、上記実施の形態１と変更例１〜１１を適宜組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【００６１】
[実施の形態２]
図１２は、この発明の実施の形態２による無停電電源システムの構成を示す回路ブロック図である。図１２において、この無停電電源システムは、複数台（図では３台）の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３、スイッチＳＷ２、電流センサ３２、および制御部３３，３４を備える。スイッチＳＷ２の一方端子はノードＮ３１に接続され、ノードＮ３１は商用交流電源７０に接続されている。スイッチＳＷ２の他方端子はノードＮ３２に接続され、ノードＮ３２は負荷７１に接続される。
【００６２】
電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３の各々は、バッテリ３０、ＤＣ／ＡＣ変換器３１、およびスイッチＳＷ１を含む。バッテリ３０の正極は、ＤＣ／ＡＣ変換器３１のＤＣ端子に接続される。ＤＣ／ＡＣ変換器３１のＡＣ端子は、スイッチＳＷ１を介してノードＮ３２に接続される。ＤＣ／ＡＣ変換器３１は、商用交流電源７０から交流電力が供給されている場合は、その交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に蓄え、停電時は、バッテリ３０の直流電力を商用周波数の交流電力に変換する。バッテリ３０は、ＤＣ／ＡＣ変換器３１で生成された直流電力を蓄える。
【００６３】
制御部３３は、商用交流電源７０から交流電力が供給されているか否かを検出し、検出結果を示す信号をスイッチＳＷ２および制御部３４に与える。スイッチＳＷ２は、制御部３３からの信号によって制御され、商用交流電源７０から交流電力が供給されている場合は導通し、停電時は非導通になる。電流センサ３２は、ノードＮ３２から負荷７１に流れる電流を検出し、検出した電流値を示す信号を制御部３４に与える。
【００６４】
制御部３４は、制御部３３および電流センサ３２からの信号に基づいて、電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３の各々を制御する。すなわち、制御部３４は、電流センサ４の出力信号に基づいて、負荷７１を駆動するのに必要な電力変換装置の台数（たとえば１台）を求め、その台数の電力変換装置（たとえばＰ１）を選択し、選択した電力変換装置（この場合、Ｐ１）のみを運転させ、残りの電力変換装置（この場合、Ｐ２，Ｐ３）を停止させる。
【００６５】
制御部３４によって選択された電力変換装置（この場合、Ｐ１）では、スイッチＳＷ１が導通し、ＤＣ／ＡＣ変換器３１は制御部３４によって指示された電力変換動作を行なう。制御部３４によって選択されていない電力変換装置（この場合、Ｐ２，Ｐ３）では、スイッチＳＷ１が非導通になり、ＤＣ／ＡＣ変換器３１は電力変換動作を行なわない。
【００６６】
また、制御部３４は、複数の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３の運転時間が等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。運転させる電力変換装置のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。たとえば、制御部３４は、運転させる電力変換装置を１日周期で変更し、３台の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３を１台ずつ順繰りに運転させる。なお、制御部３３，３４を電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３の各々の制御部（図示せず）に含ませておき、１台の電力変換装置の制御部３３，３４によって３台の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３を制御してもよい。
【００６７】
商用交流電源７０から交流電力が供給されている場合は、スイッチＳＷ２が導通し、商用交流電源７０からの交流電力はスイッチＳＷ２を介して負荷７１に供給される。また、制御部３４によって選択された電力変換装置（この場合、Ｐ１）では、スイッチＳＷ１が導通し、商用交流電源７０からの交流電力はスイッチＳＷ１を介してＤＣ／ＡＣ変換器３１に与えられる。ＤＣ／ＡＣ変換器３１は、交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に蓄える。また、制御部３４によって選択されていない電力変換装置（この場合、Ｐ２，Ｐ３）では、スイッチＳＷ１が非導通になり、ＤＣ／ＡＣ変換器３１は電力変換動作を行なわない。
【００６８】
停電時は、スイッチＳＷ２が非導通になり、商用交流電源７０とノードＮ３２とが電気的に切り離される。また、制御部３４によって選択された電力変換装置（この場合、Ｐ１）では、ＤＣ／ＡＣ変換器３１は、バッテリ３０からの直流電力を交流電力に変換して負荷７１に供給する。したがって、バッテリ３０に直流電力が貯蔵されている期間は、停電時でも負荷７１を駆動することができる。なお、制御部３４によって選択されていない電力変換装置（この場合、Ｐ２，Ｐ３）では、スイッチＳＷ１が非導通のまま変化せず、ＤＣ／ＡＣ変換器３１は電力変換動作を行なわない。
【００６９】
この実施の形態２では、３台の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３のうちの負荷７１を駆動するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる。したがって、負荷電流に関係無く全電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３を運転する場合に比べ、電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３で発生する損失を小さくすることができ、効率を高くすることができる。
【００７０】
また、３台の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。したがって、各電力変換装置の連続運転時間を短くすることができ、電力変換装置の故障を減らすことができる。また、停止中に故障した電力変換装置を迅速に見つけることができる。
【００７１】
[実施の形態３]
図１３は、この発明の実施の形態３による周波数変換システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図１３を参照して、この周波数変換システムが図１の無停電電源システムと異なる点は、無停電電源装置Ｕ１〜Ｕ３がそれぞれ周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３で置換されている点である。周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３の各々は、コンバータ４１およびインバータ４２を含む。
【００７２】
３台のコンバータ４１の入力ノードはノードＮ１に共通接続されている。ノードＮ１は商用交流電源７０に接続される。コンバータ４１は、商用交流電源７０からの商用交流電力を直流電力に変換する。インバータ４２は、コンバータ４１から供給される直流電力を商用周波数と異なる周波数の交流電力に変換する。３台のインバータ４２の出力ノードはノードＮ２に共通接続されている。ノードＮ２は負荷７１に接続される。
【００７３】
電流センサ４は、ノードＮ２から負荷７１に流れる電流を検出し、検出した電流値を示す信号を制御部５に与える。制御部５は、電流センサ４の出力信号に基づいて、負荷７１を駆動するのに必要な周波数変換装置の台数（たとえば１台）を求め、その台数の周波数変換装置（たとえばＰ１１）のみを運転させ、残りの周波数変換装置（この場合、Ｐ１２，Ｐ１３）を停止させる。
【００７４】
また、制御部５は、複数の周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３の運転時間が等しくなるように、運転させる周波数変換装置を予め定められた周期で変更する。運転させる周波数変換装置のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。たとえば、制御部５は、運転させる周波数変換装置を１日周期で変更し、３台の周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３を１台ずつ順繰りに運転させる。なお、制御部５を周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３の各々の制御部（図示せず）に含ませておき、１台の周波数変換装置の制御部５によって３台の周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３を制御してもよい。
【００７５】
この実施の形態３では、３台の周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３のうちの負荷７１を駆動するために必要な台数の周波数変換装置を選択し、選択した各周波数変換装置を運転させるとともに残りの各周波数変換装置を停止させる。したがって、負荷電流に関係無く全周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３を運転する場合に比べ、周波数変換装置Ｕ１〜Ｕ３で発生する損失を小さくすることができ、効率を高くすることができる。
【００７６】
また、３台の周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる周波数変換装置を予め定められた周期で変更する。したがって、各周波数変換装置の連続運転時間を短くすることができ、周波数変換装置の故障を減らすことができる。また、停止中に故障した周波数変換装置を迅速に見つけることができる。
【００７７】
[実施の形態４]
図１４は、この発明の実施の形態４による電力変換装置の構成を示す回路ブロック図であって、図１３と対比される図である。図１４を参照して、この電力変換装置が図１３の周波数変換システムと異なる点は、周波数変換装置Ｐ１１〜Ｐ１３がそれぞれコンバータ４１で置換されている点である。
【００７８】
３台のコンバータ４１の入力ノードはノードＮ１に共通接続され、３台のコンバータ４１の出力ノードはノードＮ２に共通接続されている。ノードＮ１は商用交流電源７０に接続され、ノードＮ２は負荷７１に接続される。コンバータ４１は、商用交流電源７０からの商用交流電力を直流電力に変換する。
【００７９】
電流センサ４は、ノードＮ２から負荷７１に流れる電流を検出し、検出した電流値を示す信号を制御部５に与える。制御部５は、電流センサ４の出力信号に基づいて、負荷７１を駆動するのに必要なコンバータ４１の台数（たとえば１台）を求め、その台数のコンバータ４１のみを運転させ、残りのコンバータ４１を停止させる。
【００８０】
また、制御部５は、複数のコンバータ４１の運転時間が等しくなるように、運転させるコンバータ４１を予め定められた周期で変更する。運転させるコンバータ４１のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。たとえば、制御部５は、運転させるコンバータ４１を１日周期で変更し、３台のコンバータ４１を１台ずつ順繰りに運転させる。なお、制御部５をコンバータ４１の各々の制御部（図示せず）に含ませておき、１台のコンバータ４１の制御部５によって３台のコンバータ４１を制御してもよい。
【００８１】
この実施の形態４では、３台のコンバータ４１のうちの負荷７１を駆動するために必要な台数のコンバータ４１を選択し、選択した各コンバータ４１を運転させるとともに残りの各コンバータ４１を停止させる。したがって、負荷電流に関係無く全コンバータ４１を運転する場合に比べ、コンバータ４１で発生する損失を小さくすることができ、効率を高くすることができる。
【００８２】
また、３台のコンバータ４１の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるコンバータ４１を予め定められた周期で変更する。したがって、各コンバータ４１の連続運転時間を短くすることができ、コンバータ４１の故障を減らすことができる。また、停止中に故障したコンバータ４１を迅速に見つけることができる。
【００８３】
図１５は、この実施の形態４の変更例を示す回路ブロック図であって、図１４と対比される図である。図１５を参照して、この変更例は、図１４の電力変換装置にバッテリ４３を追加したものである。バッテリ４３の正極は、ノードＮ２に接続される。
【００８４】
商用交流電源７０から交流電力が供給されている場合は、コンバータ４１で生成された直流電力がバッテリ４３に蓄えられるとともに負荷７１に供給される。商用交流電源７０からの交流電力の供給が停止された場合（停電時）は、コンバータ４１が停止され、バッテリ４３に蓄えられた直流電力が負荷７１に供給される。したがって、バッテリ４３に直流電力が貯蔵されている期間は、停電時でも負荷７１を駆動することができる。
【００８５】
また、負荷７１の容量（消費電力）が１台のコンバータ４１の出力に等しい場合、この電力変換装置は冗長機能を持つ。すなわち、１台のコンバータ４１のみが運転されている場合に、そのコンバータ４１が故障しても、他の１台のコンバータ４１が起動するまでの期間だけバッテリ４３の電力で負荷７１を駆動できれば、負荷７１への悪影響は発生しない。
【００８６】
[実施の形態５]
図１６は、この発明の実施の形態５による電力変換システムの構成を示す回路ブロック図である。図１６において、この電力変換システムは、複数台（図では３台）の電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３、電流センサ５３、および制御部５４を備える。電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３は、直流電源７２と負荷７１の間に並列接続されている。直流電源７２は、たとえば太陽電池パネルであり、直流電力を発生する。
【００８７】
電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３の各々は、チョッパ５１およびインバータ５２を含む。３台のチョッパ５１の入力ノードはノードＮ１に共通接続され、ノードＮ１は直流電源７２に接続されている。チョッパ５１は、直流電源７２の出力電圧を所定の直流電圧に昇圧してインバータ５２に供給する。インバータ５２は、チョッパ５１から供給される直流電力を交流電力に変換する。３台のインバータ５２の出力ノードはノードＮ２に共通接続されている。ノードＮ２は負荷７１に接続される。
【００８８】
電流センサ５３は、直流電源７２からノードＮ１に流れる電流を検出し、検出した電流値を示す信号を制御部５４に与える。制御部５４は、電流センサ５３の出力信号と直流電源７２の出力電圧とに基づいて、直流電源７２で生成された直流電力を交流電力に変換するために必要な電力変換装置の台数（たとえば１台）を求め、その台数の電力変換装置（たとえば、Ｐ２１）のみを運転させ、残りの電力変換装置（この場合、Ｐ２２，Ｐ２３）を停止させる。
【００８９】
また、制御部５４は、複数の電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３の運転時間が等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。運転させる電力変換装置のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。たとえば、制御部５４は、運転させる電力変換装置を１日周期で変更し、３台の電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３を１台ずつ順繰りに運転させる。なお、制御部５４を電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３の各々の制御部（図示せず）に含ませておき、１台の電力変換装置の制御部５４によって３台の電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３を制御してもよい。
【００９０】
この実施の形態５では、３台の電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３のうちの直流電源７２で生成された直流電力を交流電力に変換するために必要な台数の電力変換装置を選択し、選択した各電力変換装置を運転させるとともに残りの各電力変換装置を停止させる。したがって、負荷電流に関係無く全電力変換装置を運転する場合に比べ、電力変換装置で発生する損失を小さくすることができ、効率を高くすることができる。
【００９１】
また、３台の電力変換装置Ｐ２１〜Ｐ２３の運転時間が互いに等しくなるように、運転させる電力変換装置を予め定められた周期で変更する。したがって、各電力変換装置の連続運転時間を短くすることができ、電力変換装置の故障を減らすことができる。また、停止中に故障した電力変換装置を迅速に見つけることができる。
【００９２】
図１７は、実施の形態５の変更例を示す回路ブロック図であって、図１６と対比される図である。図１７を参照して、この変更例が実施の形態５と異なる点は、３台のチョッパ５１の出力ノードと３台のインバータ５２の出力ノードとが互いに接続されるとともに、制御部５５が追加されている点である。
【００９３】
制御部５５は、制御部５４と同じ構成である。制御部５４は３台のチョッパ５１の運転／停止を制御し、制御部５５は３台のインバータ５２の運転／停止を制御する。すなわち、制御部５４は、直流電源７２の出力電流および出力電圧に応じて、直流電源７２で生成された直流電圧を所定の直流電圧に昇圧するために必要な台数のチョッパ５１を選択し、選択した各チョッパ５１を運転させるとともに残りの各チョッパ５１を停止させ、かつ３台のチョッパ５１の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるチョッパ５１を予め定められた周期で変更する。また、制御部５４は、１台のチョッパ５１が故障した場合は、残りの２台のチョッパ５１の運転／停止を制御し、２台のチョッパ５１の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるチョッパ５１を予め定められた周期で変更する。
【００９４】
同様に、制御部５５は、直流電源７２の出力電流および出力電圧に応じて、直流電源７２で生成された直流電力を交流電力に変換するために必要な台数のインバータ５２を選択し、選択した各インバータ５２を運転させるとともに残りの各インバータ５２を停止させ、かつ３台のインバータ５２の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータ５２を予め定められた周期で変更する。また、制御部５５は、１台のインバータ５２が故障した場合は、残りの２台のインバータ５２の運転／停止を制御し、２台のインバータ５２の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるインバータ５２を予め定められた周期で変更する。この変更例でも、実施の形態５と同じ効果が得られる。
【００９５】
図１８は、実施の形態５の他の変更例を示す回路ブロック図であって、図１６と対比される図である。図１８を参照して、この変更例が実施の形態５と異なる点は、３台のチョッパ５１が除去され、３台のインバータ５２の入力ノードがノードＮ１に共通接続されている点である。
【００９６】
制御部５４は、電流センサ５３の出力信号と直流電源７２の出力電圧とに基づいて、直流電源７２で生成された直流電力を交流電力に変換するために必要なインバータ５２の台数（たとえば１台）を求め、その台数のインバータ５２のみを運転させ、残りのインバータ５２を停止させる。
【００９７】
また、制御部５４は、複数のインバータ５２の運転時間が等しくなるように、運転させるインバータ５２を予め定められた周期で変更する。運転させるインバータ５２のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。たとえば、制御部５４は、運転させるインバータ５２を１日周期で変更し、３台のインバータ５２を１台ずつ順繰りに運転させる。なお、制御部５４を各インバータ５２の制御部（図示せず）に含ませておき、１台のインバータ５２の制御部５４によって３台のインバータ５２を制御してもよい。この変更例でも、実施の形態５と同じ効果が得られる。
【００９８】
[実施の形態６]
図１９は、この発明の実施の形態６による電力変換装置の構成を示す回路ブロック図であって、図１８と対比される図である。図１９を参照して、この電力変換装置が図１８の電力変換装置と異なる点は、３台のインバータ５２が３台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０で置換されている点である。
【００９９】
３台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０の入力ノードはノードＮ１に共通接続され、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力ノードはノードＮ２に共通接続されている。ノードＮ１は直流電源７２に接続され、ノードＮ２は負荷７１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、直流電源７２の出力電圧を所定の直流電圧に変換して負荷７１に供給する。
【０１００】
制御部５４は、電流センサ５３の出力信号と直流電源７２の出力電圧とに基づいて、直流電源７２の出力電圧を所定の直流電圧に変換するために必要なＤＣ／ＤＣコンバータ６０の台数（たとえば１台）を求め、その台数のＤＣ／ＤＣコンバータ６０のみを運転させ、残りのＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止させる。
【０１０１】
また、制御部５４は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ６０の運転時間が等しくなるように、運転させるＤＣ／ＤＣコンバータ６０を予め定められた周期で変更する。運転させるＤＣ／ＤＣコンバータ６０のローテーションは、実施の形態１と同様に行なわれる。たとえば、制御部５４は、運転させるＤＣ／ＤＣコンバータ６０を１日周期で変更し、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０を１台ずつ順繰りに運転させる。なお、制御部５４を各ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の制御部（図示せず）に含ませておき、１台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０の制御部５４によって３台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０を制御してもよい。
【０１０２】
この実施の形態６では、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０のうちの直流電源７２で生成された第１の直流電力を第２の直流電力に変換するために必要な台数のＤＣ／ＤＣコンバータ６０を選択し、選択した各ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を運転させるとともに残りの各ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を停止させる。したがって、負荷電流に関係無く全ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を運転する場合に比べ、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０で発生する損失を小さくすることができ、効率を高くすることができる。
【０１０３】
また、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０の運転時間が互いに等しくなるように、運転させるＤＣ／ＤＣコンバータ６０を予め定められた周期で変更する。したがって、各ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の連続運転時間を短くすることができ、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の故障を減らすことができる。また、停止中に故障したＤＣ／ＤＣコンバータ６０を迅速に見つけることができる。
【０１０４】
図２０は、この実施の形態６の変更例を示す回路ブロック図であって、図１９と対比される図である。図２０を参照して、この変更例は、図１９の電力変換装置にバッテリ６１を追加したものである。バッテリ６１の正極は、ノードＮ２に接続される。
【０１０５】
直流電源７２から直流電力が供給されている場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０で生成された直流電力がバッテリ６１に蓄えられるとともに負荷７１に供給される。直流電源７２からの直流電力の供給が停止された場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が停止され、バッテリ６１に蓄えられた直流電力が負荷７１に供給される。したがって、バッテリ６１に直流電力が貯蔵されている期間は、直流電源７２から直流電力の供給が停止された場合でも負荷７１を駆動することができる。
また、負荷７１の容量（消費電力）が１台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力に等しい場合、この電力変換装置は冗長機能を持つ。すなわち、１台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０のみが運転されている場合に、そのＤＣ／ＤＣコンバータ６０が故障しても、他の１台のＤＣ／ＤＣコンバータ６０が起動するまでの期間だけバッテリ６１の電力で負荷７１を駆動できれば、負荷７１への悪影響は発生しない。
【０１０６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｕ１〜Ｕ３  無停電電源装置、１，４１  コンバータ、２，３０，４３，６１  バッテリ、３，４２，５２  インバータ、４，３２，５３  電流センサ、５，２０，３３，３４，５４，５５  制御部、１１，１２  比較回路、１３  運転台数決定部、１４  タイマ、１５  記憶部、１６  故障検出部、１７  運転指令部、２１  加算部、２２  双方向チョッパ、Ｐ１〜Ｐ３，Ｐ２１〜Ｐ２３  電力変換装置、３１  ＤＣ／ＡＣ変換器、ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ、Ｐ１１〜Ｐ１３  周波数変換装置、５１  チョッパ、６０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０  商用交流電源、７１  負荷、７２  直流電源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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