(57)【要約】  無停電電源装置（１）は、交流電源（５１）と負荷（５２）の間に並列接続されるＮ個のＵＰＳモジュール（Ｕ１〜ＵＮ）と、負荷電流を検出する電流検出器（４）と、電流検出器（４）の検出結果に基づいて、負荷電流を供給するために必要なｎ個のＵＰＳモジュール（Ｕ１〜Ｕｎ）を選択するとともに、予備のＵＰＳモジュール（Ｕ（ｎ＋１））を選択する制御部（３２）とを備える。ｎ個のＵＰＳモジュール（Ｕ１〜ＵＮ）の各々は、負荷電流のｎ分の１の分担電流を負荷（５２）に供給する。予備のＵＰＳモジュール（Ｕ（ｎ＋１））は、ｎ個のＵＰＳモジュール（Ｕ１〜ＵＮ）の出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を負荷（５２）に出力することにより、ｎ個のＵＰＳモジュール（Ｕ１〜ＵＮ）および負荷（５２）と電流を授受しない状態で待機する。
2017009998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と負荷の間に並列接続される複数の無停電電源部と、
負荷電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の検出結果に基づいて、前記複数の無停電電源部から前記負荷電流を供給するために必要な第１〜第ｎの無停電電源部を選択するとともに、第（ｎ＋１）の無停電電源部を選択する制御部とを備え、ｎは正の整数であり、
前記第１〜第ｎの無停電電源部の各々は、前記負荷電流のｎ分の１の分担電流を前記負荷に供給し、
前記第（ｎ＋１）の無停電電源部は、前記第１〜第ｎの無停電電源部の出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を前記負荷に出力することにより、前記第１〜第ｎの無停電電源部および前記負荷と電流を授受しない状態で待機する、無停電電源装置。
【請求項２】
前記負荷電流が増大して前記分担電流が予め定められた上限値を超えた場合には、前記第（ｎ＋１）の無停電電源部は前記負荷に対する電流の出力を開始し、前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部の各々は、前記負荷電流の（ｎ＋１）分の１の分担電流を前記負荷に供給する、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、さらに、前記複数の無停電電源部から第（ｎ＋２）の無停電電源部を選択し、
前記第（ｎ＋２）の無停電電源部は、前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部の出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を前記負荷に出力することにより、前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部および前記負荷と電流を授受しない状態で待機する、請求項２に記載の無停電電源装置。
【請求項４】
前記第１〜第ｎの無停電電源部のうちのいずれか１個の無停電電源部が故障した場合には、前記第（ｎ＋１）の無停電電源部は、故障した無停電電源部の代わりに、前記負荷電流のｎ分の１の分担電流を前記負荷に供給する、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項５】
前記制御部は、さらに、前記複数の無停電電源部から第（ｎ＋２）の無停電電源部を選択し、
前記第（ｎ＋２）の無停電電源部は、運転中のｎ個の無停電電源部の出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を前記負荷に出力することにより、運転中のｎ個の無停電電源部および前記負荷と電流を授受しない状態で待機する、請求項４に記載の無停電電源装置。
【請求項６】
さらに、前記交流電源と前記負荷の間に接続され、前記第１〜第ｎの無停電電源部のうちの２個以上の無停電電源部が故障した場合にオンするバイパススイッチを備える、請求項４に記載の無停電電源装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部を予め定められた周期で１個ずつ順次選択し、
前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部のうちの選択された無停電電源部は、選択されないｎ個の無停電電源部の出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を前記負荷に出力することにより、前記ｎ個の無停電電源部および前記負荷と電流を授受しない状態で待機し、
前記ｎ個の無停電電源部は、前記負荷電流のｎ分の１の分担電流を前記負荷に供給する、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項８】
前記複数の無停電電源部の各々は、
前記交流電源から供給される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、
前記交流電源から交流電力が供給されている通常時は、前記コンバータによって生成された直流電力が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、
前記交流電源からの交流電力の供給が停止された停電時は、前記電力貯蔵装置の直流電力が前記インバータに供給される、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項９】
前記第１〜第ｎの無停電電源部の各々に含まれる前記インバータは、前記負荷電流のｎ分の１の分担電流を前記負荷に供給し、
前記第（ｎ＋１）の無停電電源部に含まれる前記インバータは、前記第１〜第ｎの無停電電源部の前記インバータの出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を前記負荷に出力することにより、前記第１〜第ｎの無停電電源部の前記インバータおよび前記負荷と電流を授受しない状態で待機する、請求項８に記載の無停電電源装置。
【請求項１０】
前記制御部は、第１〜第（ｎ＋１）の電流指令値を生成してそれぞれ前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部に与え、
前記第１〜第ｎの電流指令値はともに前記負荷電流のｎ分の１の分担電流に応じた値であり、前記第（ｎ＋１）の電流指令値は０Ａに応じた値であり、
前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部は、それぞれ前記第１〜第（ｎ＋１）の電流指令値に応じた値の電流を前記負荷に出力する、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項１１】
さらに、前記複数の無停電電源部のうちの前記第１〜第（ｎ＋１）の無停電電源部を前記負荷に対して並列接続し、残りの各無停電電源部を前記負荷から電気的に切り離す切換回路を備える、請求項１に記載の無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は無停電電源装置に関し、特に、交流電源と負荷の間に並列接続される複数の無停電電源部を備えた無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−１８８７０６号公報（特許文献１）には、交流電源と負荷の間に並列接続される複数の無停電電源部を備えた無停電電源装置が開示されている。この無停電電源装置では、複数の無停電電源部のうちの負荷電流を供給するために必要なｎ個（ただし、ｎは正の整数である）の無停電電源部が選択され、選択されたｎ個の無停電電源部から負荷に電流が供給され、残りの各無停電電源部の運転は停止される。負荷電流が増大し、ｎ個の無停電電源部によって負荷電流を分担することができなくなった場合には、もう１個の無停電電源部が起動され、（ｎ＋１）個の無停電電源部から負荷に電流が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８８７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の無停電電源装置では、負荷電流が増大した後に無停電電源部を起動させていたので、負荷変動に対する応答速度が遅いという問題があった。【０００５】
さらに、ｎ個の無停電電源部のうちの１個の無停電電源部が故障した場合には、正常な無停電電源部を起動させることが考えられる。この場合でも故障が発生した後に無停電電源部を起動させると、故障発生に対する応答速度が遅くなってしまう。【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、負荷変動および故障発生に対する応答速度が速い無停電電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る無停電電源装置は、交流電源と負荷の間に並列接続される複数の無停電電源部と、負荷電流を検出する電流検出器と、電流検出器の検出結果に基づいて、複数の無停電電源部から負荷電流を供給するために必要な第１〜第ｎの無停電電源部を選択するとともに、第（ｎ＋１）の無停電電源部を選択する制御部とを備えたものである。ｎは正の整数である。第１〜第ｎの無停電電源部の各々は、負荷電流のｎ分の１の分担電流を負荷に供給する。第（ｎ＋１）の無停電電源部は、第１〜第ｎの無停電電源部の出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を負荷に出力することにより、第１〜第ｎの無停電電源部および負荷と電流を授受しない状態で待機する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る無停電電源装置では、負荷電流を供給するために必要な第１〜第ｎの無停電電源部が選択されるとともに、第（ｎ＋１）の無停電電源部が選択され、第（ｎ＋１）の無停電電源部は、第１〜第ｎの無停電電源部の出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を出力することにより、第１〜第ｎの無停電電源部および負荷と電流を授受しない状態で待機する。したがって、負荷電流が増大した場合、および第１〜第ｎの無停電電源部のうちの１個の無停電電源部が故障した場合には、第（ｎ＋１）の無停電電源部の出力電流を増大させることにより、故障発生に迅速に対応することができる。よって、負荷変動および故障発生に対する応答速度が速い無停電電源装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示したＵＰＳモジュールの構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２に示した制御部のうちのインバータの制御に関連する部分の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示したバイパスモジュールの構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図１に示した無停電電源装置の動作を例示するタイムチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による無停電電源装置の動作を例示するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による無停電電源装置１の構成を示す回路ブロック図である。この無停電電源装置１は、商用交流電源５１から商用周波数の三相交流電力を受け、商用周波数の三相交流電力を負荷５２に供給するものであるが、図面および説明の簡単化のため、図１では一相に関連する部分のみが示されている。
【００１１】
図１において、この無停電電源装置１は、入力端子ＴＩ、出力端子ＴＯ、バッテリ端子ＴＢ、バイパススイッチ２、バイパスモジュール３、Ｎ個のＵＰＳ（Uninterruptible  Power  Supply）モジュール（無停電電源部）Ｕ１〜ＵＮ、電流検出器４、および通信回線５を備える。Ｎは、２以上の整数である。
【００１２】
入力端子ＴＩは、商用交流電源５１から供給される交流電力を受ける。出力端子ＴＯは、負荷５２に接続される。負荷５２は、無停電電源装置１から供給される交流電力によって駆動される。バッテリ端子ＴＢは、バッテリ５３（電力貯蔵装置）に接続される。バッテリ５３の代わりにコンデンサが接続されていても構わない。バッテリ５３は、直流電力を蓄える。
【００１３】
バイパスモジュール３は、入力端子３ａおよび出力端子３ｂを含む。ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの各々は、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、およびバッテリ端子Ｔ３を含む。バイパススイッチ２の一方端子、バイパスモジュール３の入力端子３ａ、およびＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの入力端子Ｔ１は、ともに入力端子ＴＩに接続される。
【００１４】
バイパススイッチ２の他方端子、バイパスモジュール３の出力端子３ｂ、およびＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの出力端子Ｔ２はともにノードＮ１に接続され、ノードＮ１は出力端子ＴＯに接続される。ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮのバッテリ端子Ｔ３は、ともにバッテリ端子ＴＢに接続される。
【００１５】
電流検出器４は、ノードＮ１と出力端子ＴＯの間に流れる交流電流（すなわち負荷電流）の瞬時値を検出し、検出値を示す信号を出力する。バイパスモジュール３とＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮは、通信回線５によって互いに結合されている。各モジュールは、他のモジュールと通信回線５を介して種々の情報、信号を授受する。
【００１６】
バイパスモジュール３内の制御部は、電流検出器４の検出結果に基づいて、Ｎ個のＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮのうちの負荷電流ＩＬを供給するために必要なｎ個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎを選択するとともに、予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）を選択する。ｎは、１以上でＮ以下の整数である。ｎ＝Ｎである場合は、予備のＵＰＳモジュールは選択されない。
【００１７】
選択されたｎ個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの各々は、負荷電流ＩＬのｎ分の１の分担電流Ｉｓを負荷５２に供給する。予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）は、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの出力電圧に応じた値のカウンタ電圧を負荷５２に出力することにより、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎおよび負荷５２と電流を授受しない状態で待機する。ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）からＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎおよび負荷５２への電流の流出を防止し、かつＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎおよび負荷５２からＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）への電流の流入を防止するように、カウンタ電圧が調整される。
【００１８】
負荷電流ＩＬが増大して分担電流Ｉｓが上限値を超えた場合には、予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）が負荷５２に対する電流の出力を開始し、負荷電流ＩＬは（ｎ＋１）個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）によって分担される。ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の各々は、負荷電流ＩＬの（ｎ＋１）分の１の分担電流Ｉｓを負荷５２に供給する。したがって、負荷電流ＩＬの増大に迅速に対応することができる。
【００１９】
ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎのうちのいずれか１個のＵＰＳモジュールが故障した場合には、予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）は、故障したＵＰＳモジュールの代わりに、負荷電流ＩＬのｎ分の１の分担電流Ｉｓを負荷５２に供給する。ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎのうちの２個以上のＵＰＳモジュールが故障した場合には、バイパススイッチ２がオンされ、商用交流電源５１からの交流電力がスイッチ２を介して負荷５２に供給される。したがって、故障発生に迅速に対応することができる。
【００２０】
ここで、カウンタ電圧について説明する。ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の出力電圧は交流電圧であるが、ある瞬間ではＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の出力電圧を直流電圧とみなすことができる。ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の出力電圧が正電圧である期間では、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の出力電圧を（ｎ＋１）個のダイオードのアノードに与え、（ｎ＋１）個のダイオードのカソードをともに負荷５２に接続した等価回路が考えられる。
【００２１】
ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧をＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの出力電圧と同じ値に設定すると、（ｎ＋１）個のダイオードがともにオンし、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）から（ｎ＋１）個のダイオードを介して負荷５２に電流が流れる。ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧を徐々に下げて行くと、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）に対応するダイオードがオフし、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎから負荷５２に電流は流れるが、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）から負荷５２に電流は流れない。ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）に対応するダイオードがオフしたときの電圧がカウンタ電圧に対応している。
【００２２】
ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧をカウンタ電圧よりも高くしてＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）に対応するダイオードを再度オンさせると、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）から負荷５２に電流が流れる。したがって、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧をカウンタ電圧に維持して待機しておけば、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧を上げることにより、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）から負荷５２への電流の供給を迅速に開始することができる。
【００２３】
同様に、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の出力電圧が負電圧である期間では、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の出力電圧を（ｎ＋１）個のダイオードのカソードに与え、（ｎ＋１）個のダイオードのアノードをともに負荷５２に接続した等価回路が考えられる。
【００２４】
ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧をＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの出力電圧と同じ値に設定すると、（ｎ＋１）個のダイオードがともにオンし、負荷５２から（ｎ＋１）個のダイオードを介してＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）に電流が流れる。ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧を徐々に上げて行くと、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）に対応するダイオードがオフし、負荷５２からＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎに電流は流れるが、負荷５２からＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）に電流は流れない。ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）に対応するダイオードがオフしたときの電圧がカウンタ電圧に対応している。
【００２５】
ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧をカウンタ電圧よりも下げてＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）に対応するダイオードを再度オンさせると、負荷５２からＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）に電流が流れる。したがって、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧をカウンタ電圧に維持して待機しておけば、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電圧を下げることにより、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）から負荷５２への負電流の供給を迅速に開始することができる。以下、この無停電電源装置１の構成および動作について詳細に説明する。
【００２６】
図２は、ＵＰＳモジュールＵｎの構成を示す回路ブロック図である。ＵＰＳモジュールＵｎは、三相交流電力を受けて三相交流電力を出力するものであるが、図面および説明の簡単化のため、図２では一相の交流電力に関連する部分のみが示されている。図２において、このＵＰＳモジュールＵｎは、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、バッテリ端子Ｔ３、ヒューズＦ１〜Ｆ３、スイッチＳ１〜Ｓ３、コンデンサＣ１〜Ｃ３、リアクトルＬ１〜Ｌ３、コンバータ１１、直流母線Ｂ１、インバータ１２、双方向チョッパ１３、電流検出器ＣＤ１〜ＣＤ３、制御部１４、および通信部１５を備える。入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、およびバッテリ端子Ｔ３は、図１で説明した通りである。
【００２７】
スイッチＳ１の一方端子はヒューズＦ１を介して入力端子Ｔ１に接続され、その他方端子はリアクトルＬ１を介してコンバータ１１の入力ノードに接続される。コンデンサＣ１は、スイッチＳ１の他方端子に接続される。コンバータ１１の出力ノードは、直流母線Ｂ１を介してインバータ１２の入力ノードに接続されるとともに、双方向チョッパ１３の一方入出力ノードに接続される。コンデンサＣ３は、直流母線Ｂ１に接続される。ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの直流母線Ｂ１は、互いに接続されている。
【００２８】
インバータ１２の出力ノードはリアクトルＬ２を介してスイッチＳ２の一方端子に接続され、スイッチＳ２の他方端子はヒューズＦ２を介して出力端子Ｔ２に接続される。コンデンサＣ２は、スイッチＳ２の一方端子に接続される。スイッチＳ３の一方端子はヒューズＦ３を介してバッテリ端子Ｔ３に接続され、その他方端子はリアクトルＬ３を介して双方向チョッパ１３の他方入出力ノードに接続される。
【００２９】
ヒューズＦ１は、過電流が流れた場合にブローされ、コンバータ１１などを保護する。スイッチＳ１は、制御部１４によって制御され、商用交流電源５１から交流電力が供給されている通常時はオンされ、商用交流電源５１からの交流電力の供給が停止された停電時はオフされる。
【００３０】
コンデンサＣ１およびリアクトルＬ１は交流フィルタを構成する。交流フィルタは、ローパスフィルタであり、商用交流電源５１から供給される商用周波数の交流電力を通過させ、コンバータ１１で発生するスイッチング周波数の信号を遮断する。
【００３１】
コンバータ１１は、制御部１４によって制御され、商用交流電源５１から交流電力が供給されている通常時は、商用交流電源５１からの交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を直流母線Ｂ１を介してインバータ１２および双方向チョッパ１３に与える。コンバータ１１は、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤが目標直流電圧ＶＤＴに一致するように、直流電流を直流母線Ｂ１に出力する。商用交流電源５１からの交流電力の供給が停止された停電時は、コンバータ１１の運転は停止される。コンデンサＣ３は、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤを平滑化および安定化させる。
【００３２】
ヒューズＦ３は、過電流が流れた場合にブローされ、バッテリ５３、双方向チョッパ１３などを保護する。スイッチＳ３は、通常はオンされ、たとえばバッテリ５３のメンテナンス時にオフされる。リアクトルＬ３は、ローパスフィルタであり、直流電力を通過させ、双方向チョッパ１３で発生するスイッチング周波数の信号を遮断する。
【００３３】
双方向チョッパ１３は、制御部１４によって制御され、通常時はコンバータ１１によって生成された直流電力をバッテリ５３に蓄え、停電時はバッテリ５３の直流電力をインバータ１２に供給する。双方向チョッパ１３は、通常時は、バッテリ５３の端子間電圧ＶＢが目標直流電圧ＶＢＴになるように、バッテリ５３に直流電流を供給する。双方向チョッパ１３は、停電時は、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤが目標直流電圧ＶＤＴに一致するように、直流電流を直流母線Ｂ１に出力する。
【００３４】
インバータ１２は、制御部１４によって制御される。インバータ１２は、対応するＵＰＳモジュールＵｎが負荷電流ＩＬを供給するために必要なＵＰＳモジュールとして選択された場合は、分担電流Ｉｓを負荷５２に出力する。このとき、インバータ１２は、通常時はコンバータ１１によって生成された直流電力を商用周波数の交流電力に変換して負荷５２に供給し、停電時はバッテリ５３から双方向チョッパ１３を介して供給される直流電力を商用周波数の交流電力に変換して負荷５２に供給する。
【００３５】
インバータ１２は、対応するＵＰＳモジュールＵｎが予備のＵＰＳモジュールとして選択された場合には、他のＵＰＳモジュールの出力電圧に対抗するカウンタ電圧を出力し、他のＵＰＳモジュールおよび負荷５２と電流を授受しない待機状態にされる。換言すると、このときインバータ１２は、カウンタ電圧を出力し、０Ａを出力する。
【００３６】
リアクトルＬ２およびコンデンサＣ２は交流フィルタを構成する。交流フィルタは、ローパスフィルタであり、インバータ１２によって生成された商用周波数の交流電力を通過させ、インバータ１２で発生するスイッチング周波数の信号を遮断する。換言すると、交流フィルタは、インバータ１２の出力電圧の波形を正弦波に整形する。
【００３７】
スイッチＳ２は、制御部１４によって制御される。スイッチＳ２は、対応するＵＰＳモジュールＵｎが負荷電流ＩＬを供給するために必要なＵＰＳモジュールとして選択された場合には、オンされる。さらにスイッチＳ２は、対応するＵＰＳモジュールＵｎが予備のＵＰＳモジュールとして選択された場合には、オンされる。それ以外の場合、スイッチＳ２はオフされる。スイッチＳ２がオフされると、ＵＰＳモジュールＵｎは、負荷５２に対してハイ・インピーダンス状態にされる。ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮのスイッチＳ２は、Ｎ個のＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮのうちの選択された（ｎ＋１）個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）を負荷５２に対して並列接続し、残りの各ＵＰＳモジュールを負荷５２から電気的に切り離す切換回路を構成する。
【００３８】
入力端子Ｔ１の交流電圧ＶＩ（すなわち商用交流電源５１から供給される交流電圧）と、出力端子Ｔ２の交流電圧ＶＯ（すなわち出力電圧）と、バッテリ端子Ｔ３の直流電圧ＶＢ（すなわちバッテリ５３の端子間電圧）と、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤとは、制御部１４に与えられる。
【００３９】
電流検出器ＣＤ１は、リアクトルＬ１に流れる交流電流（すなわちコンバータ１１の入力電流）の瞬時値を検出し、その検出値を示す信号を制御部１４に与える。電流検出器ＣＤ２は、リアクトルＬ２に流れる交流電流（すなわちインバータ１２の出力電流）の瞬時値を検出し、その検出値を示す信号を制御部１４に与える。電流検出器ＣＤ３は、リアクトルＬ３に流れる直流電流（すなわちバッテリ５３に流れる直流電流）の瞬時値を検出し、その検出値を示す信号を制御部１４に与える。
【００４０】
通信部１５は、制御部１４と通信回線５の間に設けられ、バイパスモジュール３および他のＵＰＳモジュールとの間で種々の情報、信号を授受する。
【００４１】
制御部１４は、インバータ１２が正常であるか否かを判別し、インバータ１２が故障したと判別した場合には故障検出信号を通信部１５および通信回線５を介してバイパスモジュール３に出力する。
【００４２】
制御部１４は、交流電圧ＶＩ，ＶＯの瞬時値、直流電圧ＶＢ，ＶＤの瞬時値、電流検出器ＣＤ１〜ＣＤ３の検出値、バイパスモジュール３から通信回線５および通信部１５を介して供給される情報、信号（電流指令値、運転指令信号、停止指令信号など）に基づいて、コンバータ１１、インバータ１２、および双方向チョッパ１３を制御する。
【００４３】
特に、制御部１４は、入力端子Ｔ１の交流電圧ＶＩの瞬時値、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤの瞬時値、電流検出器ＣＤ１の検出値、バイパスモジュール３からの電流指令値などに基づいて、コンバータ１１を制御する。これにより、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤは、目標直流電圧ＶＤＴに維持される。
【００４４】
制御部１４は、入力端子Ｔ１の交流電圧ＶＩの瞬時値、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤの瞬時値、バッテリ端子Ｔ３の直流電圧ＶＢの瞬時値、電流検出器ＣＤ３の出力信号、バイパスモジュール３からの電流指令値などに基づいて、双方向チョッパ１３を制御する。これにより、バッテリ５３の端子間電圧ＶＢが目標直流電圧ＶＢＴに維持される。
【００４５】
制御部１４は、入力端子Ｔ１の交流電圧ＶＩの瞬時値、出力端子Ｔ２の交流電圧ＶＯの瞬時値、電流検出器ＣＤ２の出力信号、バイパスモジュール３からの電流指令値などに基づいて、インバータ１２を制御する。これにより、インバータ１２の出力電流が分担電流Ｉｓまたは０Ａに維持される。
【００４６】
図３は、制御部１４のうちのインバータ１２の制御に関連する部分の構成を示すブロック図である。図３において、制御部１４は、電圧制御部２１、電流制御部２２、およびＰＷＭ（pulse  width  modulation）制御部２３を含む。
【００４７】
電圧制御部２１は、バイパスモジュール３からの電流指令値Ｉｃｎと電流検出器ＣＤ２の検出値Ｉｏｎ（ＵＰＳモジュールＵｎの出力電流）との偏差を求め、その偏差がなくなるように電圧指令値Ｖｃを生成する。電流制御部２２は、出力電圧ＶＯと電圧指令値Ｖｃの偏差を求め、その偏差がなくなるように電流指令値Ｉｃを生成する。ＰＷＭ制御部２３は、入力端子Ｔ１の交流電圧ＶＩに同期して、電流指令値Ｉｃに従ってＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号によってインバータ１２を制御する。
【００４８】
バイパスモジュール３からの電流指令値Ｉｃｎは、対応するＵＰＳモジュールＵｎが負荷電流ＩＬを供給するために必要なＵＰＳモジュールとして選択された場合は分担電流Ｉｓに応じた値に設定され、対応するＵＰＳモジュールＵｎが予備のＵＰＳモジュールとして選択された場合は０Ａに応じた値に設定される。
【００４９】
換言すると、インバータ１２は、対応するＵＰＳモジュールＵｎが負荷電流ＩＬを供給するために必要なＵＰＳモジュールとして選択された場合には、分担電流Ｉｓを出力する。インバータ１２は、対応するＵＰＳモジュールＵｎが予備のＵＰＳモジュールとして選択された場合には、他のＵＰＳモジュールの出力電圧ＶＯに応じた値のカウンタ電圧を出力するとともに０Ａを出力し、他のＵＰＳモジュールおよび負荷５２と電流を授受しない待機状態にされる。インバータ１２は既に起動されて待機状態にされているので、電流指令値Ｉｃｎが増大された場合にはインバータ１２の出力電流は迅速かつスムーズに増大する。
【００５０】
図４は、バイパスモジュール３の構成を示す回路ブロック図である。バイパスモジュール３は、三相交流電力を受けて三相交流電力を出力するものであるが、図面および説明の簡単化のため、図４では一相の交流電力に関連する部分のみが示されている。図３において、バイパスモジュール３は、入力端子３ａ、出力端子３ｂ、半導体スイッチ３１、制御部３２、および通信部３３を含む。
【００５１】
半導体スイッチ３１は、入力端子３ａと出力端子３ｂの間に接続され、制御部３２によってオン状態またはオフ状態にされる。半導体スイッチ３１は、たとえば、互いに逆並列に接続された２つのサイリスタを含む。半導体スイッチ３１は、トランジスタのような他の半導体素子で構成されていても構わない。通信部３３は、制御部３２と通信回線５の間に接続され、制御部３２とＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮとの間で種々の情報、信号を授受する。
【００５２】
制御部３２は、入力端子３ａの交流電圧ＶＩ（商用交流電源５１から供給される交流電圧）の瞬時値、出力端子３ｂの交流電圧ＶＯ（ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの出力電圧）の瞬時値、バッテリ端子ＴＢの直流電圧ＶＢ（バッテリ５３の端子間電圧）の瞬時値、直流母線Ｂ１の直流電圧ＶＤ、電流検出器４の検出値（すなわち負荷電流ＩＬ）、ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮからの故障検出信号などに基づいて、ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮ、半導体スイッチ３１、およびバイパススイッチ２を制御する。
【００５３】
特に、制御部３２は、入力電圧ＶＩの瞬時値に基づいて、商用交流電源５１から交流電力が正常に供給されているか否か（すなわち停電が発生したか否か）を判別し、判別結果を示す信号を通信部３３を介してＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの制御部１４に送信する。
【００５４】
負荷電流Ｉｌを供給するために必要であると選択されたＵＰＳモジュールでは、停電が発生していない通常時は、商用交流電源５１からの交流電力がコンバータ１１によって直流電力に変換され、その直流電力が双方向チョッパ１３を介してバッテリ５３に蓄えられるとともに、インバータ１２によって交流電力に変換されて負荷５２に供給される。
【００５５】
停電が発生した場合は、コンバータ１１の運転が停止され、バッテリ５３の直流電力が双方向チョッパ１３を介してインバータ１２に供給され、インバータ１２によって交流電力に変換されて負荷５２に供給される。したがって、バッテリ５３に直流電力が蓄えられている期間は負荷５２の運転が継続される。
【００５６】
制御部３２は、目標出力電圧ＶＯＴと出力電圧ＶＯとの偏差を求め、その偏差がなくなるように電流指令値Ｉｃｏを生成し、その電流指令値Ｉｃｏを通信部３３を介してＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの制御部１４に送信する。この電流指令値Ｉｃｏは、上記の電流指令値Ｉｃｎに加算されてインバータ１２を制御するために使用される。
【００５７】
制御部３２は、目標直流電圧ＶＤＴと直流電圧ＶＤとの偏差を求め、その偏差がなくなるように電流指令値Ｉｃｄを生成し、その電流指令値Ｉｃｄを通信部３３を介してＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの制御部１４に送信する。この電流指令値Ｉｃｄは、コンバータ１１および双方向チョッパ１３を制御するために使用される。
【００５８】
制御部３２は、目標直流電圧ＶＢＴと直流電圧ＶＢとの偏差を求め、その偏差がなくなるように電流指令値Ｉｃｂを生成し、その電流指令値Ｉｃｂを通信部３３を介してＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮの制御部１４に送信する。この電流指令値Ｉｃｂは、双方向チョッパ１３を制御するために使用される。
【００５９】
さらに、制御部３２は、電流検出器４の検出値（すなわち負荷電流ＩＬ）に基づいて、ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮのうちの負荷電流ＩＬを供給するために必要なｎ個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎを選択するとともに、予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）を選択する。制御部３２は、通信部３３を介して、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の制御部１４に運転指令信号を出力するとともに、残りのＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋２）〜ＵＮの制御部１４に停止指令信号を出力する。これにより、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）が運転され、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋２）〜ＵＮの運転は停止される。
【００６０】
制御部３２は、負荷電流ＩＬをｎで除算してＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの各々の分担電流Ｉｓを求め、その分担電流Ｉｓに応じた値の電流指令値Ｉｃ１〜Ｉｃｎを生成し、生成した電流指令値Ｉｃ１〜Ｉｃｎを通信部３３を介してそれぞれＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの制御部１４に送信する。制御部３２は、０Ａに応じた値の電流指令値Ｉｃ（ｎ＋１）を生成し、その電流指令値Ｉｃ（ｎ＋１）を通信部３３を介して予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の制御部１４に出力する。
【００６１】
制御部３２は、負荷電流ＩＬが増大したため、負荷電流ＩＬを供給するために必要なＵＰＳモジュールの数が１個増えて（ｎ＋１）個になった場合は、（ｎ＋１）個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）を選択するとともに、予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋２）を選択する。制御部３２は、通信部３３を介して、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎに加えてＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の制御部１４にも運転指令信号を出力する。
【００６２】
制御部３２は、増大した負荷電流ＩＬを（ｎ＋１）で除算してＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の各々の新たな分担電流Ｉｓを求め、その分担電流Ｉｓに応じた値の電流指令値Ｉｃ１〜Ｉｃ（ｎ＋１）を生成し、生成した電流指令値Ｉｃ１〜Ｉｃ（ｎ＋１）を通信部３３を介してそれぞれＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の制御部１４に送信する。制御部３２は、０Ａに応じた値の電流指令値Ｉｃ（ｎ＋２）を生成し、その電流指令値Ｉｃ（ｎ＋２）を通信部３３を介して予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋２）の制御部１４に出力する。これにより、増大した負荷電流ＩＬは、（ｎ＋１）個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）によって分担され、１個のＵＰＳモジュール（ｎ＋２）が待機状態にされる。
【００６３】
制御部３２は、運転中のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎのうちの１個のＵＰＳモジュールから故障検出信号を受信した場合は、電流指令値Ｉｃ（ｎ＋１）を分担電流Ｉｓに応じた値に増大させ、その電流指令値Ｉｃ（ｎ＋１）を通信部３３を介してＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の制御部１４に送信する。これにより、負荷電流ＩＬは、ｎ個のＵＰＳモジュールによって分担される。この場合も、１個のＵＰＳモジュール（ｎ＋２）が新たに待機状態にされる。
【００６４】
制御部３２は、運転中のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎのうちの２つ以上のＵＰＳモジュールから故障検出信号を受信した場合は、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）によって負荷電流ＩＬを分担することはできないので、半導体スイッチ３１およびバイパススイッチ２をオンさせ、所定時間後に半導体スイッチ３１をオフさせる。これにより、商用交流電源５１からの交流電力が負荷５２に瞬時に供給され、負荷５２の運転が継続される。所定時間後に半導体スイッチ３１をオンさせるのは、半導体スイッチ３１が過熱されて破損するのを防止するためである。
【００６５】
図５（ａ）〜（ｆ）は、この無停電電源装置１の動作を例示するタイムチャートである。ここでは、Ｎ＝５であり、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ５の各々の定格電流が１００Ａであるものとする。図５（ａ）〜（ｅ）はそれぞれＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ５の出力電流ＩＯ１〜ＩＯ５を示し、図５（f)はバイパススイッチ２のオン／オフ状態を示している。
【００６６】
初期状態では、負荷電流ＩＬが１８０Ａであるものとする。１８０Ａを供給するためには、少なくとも２個のＵＰＳモジュールが必要である。このため、バイパスモジュール３の制御部３２は、負荷電流ＩＬを供給するために必要な２個のＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２を選択するとともに、予備のＵＰＳモジュールＵ３を選択する。
【００６７】
制御部３２は、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ３の各々に運転指令信号を送信するとともに、残りのＵＰＳモジュールＵ４，Ｕ５の各々に停止指令信号を送信する。これにより、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ３が運転され、ＵＰＳモジュールＵ４，Ｕ５の運転は停止される。ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ３では、インバータ１２が運転され、スイッチＳ２がオンされる。ＵＰＳモジュールＵ４，Ｕ５では、インバータ１２の運転が停止され、スイッチＳ２がオフされる。
【００６８】
制御部３２は、負荷電流ＩＬ＝１８０Ａをｎ＝２で除算して分担電流Ｉｓ＝９０Ａを求め、その分担電流Ｉｓに応じた値の電流指令値Ｉｃ１，Ｉｃ２を生成し、それらの電流指令値Ｉｃ１，Ｉｃ２をそれぞれＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２に送信する。さらに制御部３２は、０Ａに応じた値の電流指令値Ｉｃ３を生成して予備のＵＰＳモジュールＵ３に与える。
【００６９】
このため時刻ｔ０では、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２の出力電流ＩＯ１，ＩＯ２はともに９０Ａになり、ＵＰＳモジュールＵ３の出力電流ＩＯ３は０Ａになり、ＵＰＳモジュールＵ４，Ｕ５はともにハイ・インピーダンス状態（ＨｉＺ）になっている。つまり、ＵＰＳモジュールＵ３は、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２の出力電圧ＶＯに対抗するカウンタ電圧を出力し、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２および負荷５２と電流を授受しない待機状態になる。
【００７０】
次に時刻ｔ１において、負荷電流ＩＬが１８０Ａから２４０Ａに向かって増大するものとする。これに応じてＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２の出力電流ＩＯ１，ＩＯ２が増大し、時刻ｔ２においてＩＯ１，ＩＯ２の各々が上限値ＩＨ＝１００Ａを超えると、制御部３２は、負荷電流ＩＬをｎ＝３で除算して分担電流Ｉｓを求め、その分担電流Ｉｓに応じた値の電流指令値Ｉｃ１〜Ｉｃ３を生成し、それらの電流指令値Ｉｃ１〜Ｉｃ３をそれぞれＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ３に送信する。上限値ＩＨは、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ５の各々の定格電流と同じ値でもよいし、定格電流よりも若干大きな値でも良いし、定格電流よりも若干小さな値でもよい。
【００７１】
時刻ｔ３において、負荷電流ＩＬが２４０Ａに到達すると、分担電流Ｉｓは２４０／３＝８０Ａとなり、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ３の出力電流ＩＯ１〜ＩＯ３はともに８０Ａになる。
【００７２】
さらに制御部３２は、予備のＵＰＳモジュールＵ４を選択し、そのＵＰＳモジュールＵ４に運転指令信号を送信するとともに、０Ａに応じた値の電流指令値Ｉｃ４を生成してＵＰＳモジュールＵ４に送信する。これにより、ＵＰＳモジュールＵ４では、インバータ１２が運転され、スイッチＳ２がオンされ、ＵＰＳモジュールＵ４の出力電流ＩＯ４は０Ａになり、ＵＰＳモジュールＵ４は待機状態になる。
【００７３】
次に時刻ｔ４において、ＵＰＳモジュールＵ３のインバータ１２が故障したものとする。この場合は、ＵＰＳモジュールＵ３のスイッチＳ２がオフされ、ＵＰＳモジュールＵ３はハイ・インピーダンス状態にされる。ＵＰＳモジュールＵ３の制御部１４は、故障検出信号φＦ３をバイパスモジュール３の制御部３２に送信する。バイパスモジュール３の制御部３２は、分担電流Ｉｓ＝８０Ａに応じた値の電流指令値Ｉｃ４をＵＰＳモジュールＵ４に送信する。これにより、ＵＰＳモジュールＵ４の出力電流ＩＯ４が０Ａから８０Ａに増大し、負荷電流ＩＬ＝２４０ＡがＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２，Ｕ４によって分担される。
【００７４】
さらに制御部３２は、予備のＵＰＳモジュールＵ５を選択し、そのＵＰＳモジュールＵ５に運転指令信号を送信するとともに、０Ａに応じた値の電流指令値Ｉｃ５を生成してＵＰＳモジュールＵ５に送信する。これにより、ＵＰＳモジュールＵ５では、インバータ１２が運転され、スイッチＳ２がオンされ、ＵＰＳモジュールＵ５の出力電流ＩＯ５は０Ａになり、ＵＰＳモジュールＵ５は待機状態になる。
【００７５】
次に時刻ｔ５において、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２のインバータ１２が故障したものとする。この場合は、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２のスイッチＳ２がオフされ、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２はハイ・インピーダンス状態にされる。ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２の制御部１４は、故障検出信号φＦ１，φＦ２をバイパスモジュール３の制御部３２に送信する。
【００７６】
バイパスモジュール３の制御部３２は、全ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ５に運転停止指令信号を送信するとともに、半導体スイッチ３１およびバイパススイッチ２をオンさせ、所定時間後に半導体スイッチ３１をオフさせる。これにより、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ５はともにハイ・インピーダンス状態にされ、商用交流電源５１からバイパススイッチ２を介して負荷５２に負荷電流ＩＬ＝２４０Ａが供給される。
【００７７】
なお、時刻ｔ１において負荷電流ＩＬが１８０Ａから９０Ａに減少した場合は、ＵＰＳモジュールＵ１の出力電流ＩＯ１が９０Ａになり、ＵＰＳモジュールＵ２が待機状態にされ、ＵＰＳモジュールＵ３がハイ・インピーダンス状態にされる。
【００７８】
この実施の形態１では、ｎ個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎに負荷電流ＩＬを分担させるとともに予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）を待機状態にし、負荷電流ＩＬが増大した場合は予備のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）の出力電流Ｉｏを増大させて（ｎ＋１）個のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）に負荷電流ＩＬを分担させる。したがって、負荷電流ＩＬが増大した場合でも迅速に対応することができ、負荷変動に対する応答速度が速い無停電電源装置１を実現できる。
【００７９】
運転中のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎのうちのいずれか１個が故障した場合には、故障したＵＰＳモジュールの代わりに待機中のＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）が分担電流Ｉｓを出力する。したがって、ＵＰＳモジュールの故障にも迅速に対応することができる。
【００８０】
運転中のＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎのうちの２個以上が故障した場合には、バイパススイッチ２をオンさせて商用交流電源５１からの交流電力を負荷５２に供給する。したがって、このような場合でも負荷５２の運転を継続することができる。
【００８１】
なお、この実施の形態１では、ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮのうちのＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）を選択したが、これに限るものではなく、ＵＰＳモジュールＵ１〜ＵＮのうちの任意の（ｎ＋１）個のＵＰＳモジュールを選択してもよいことは言うまでもない。たとえば、３個のＵＰＳモジュールを選択する場合は、Ｕ１〜Ｕ３に限らず、Ｕ１とＵ３とＵ５を選択しても構わない。
【００８２】
[実施の形態２]
実施の形態１では、負荷電流ＩＬが変動せず、ＵＰＳモジュールが故障しない場合は、分担電流Ｉｓを出力するＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎと予備のＵＰＳモジュール（ｎ＋１）との関係は固定されていた。この場合、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの負担がＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）よりも大きくなり、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの寿命がＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）よりも短くなる恐れがある。この実施の形態２では、この問題の解決が図られる。
【００８３】
この実施の形態２では、バイパスモジュール３の制御部３２は、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕｎの各々に分担電流Ｉｓを出力させ、ＵＰＳモジュールＵ（ｎ＋１）を待機状態にしている場合、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）を所定周期で１つずつ順次選択する。制御部３２は、たとえば、所定周期を検出するタイマーを含む。
【００８４】
制御部３２は、選択したＵＰＳモジュール用の電流指令値を徐々に減少させ、そのＵＰＳモジュールの出力電流を０Ａにするとともに、待機状態にされていたＵＰＳモジュール用の電流指令値を徐々に増大させ、そのＵＰＳモジュールの出力電流を分担電流Ｉｓにする。したがって、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）を所定時間ずつ順次待機状態にすることができ、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の負担（すなわち寿命）を均等化することができる。
【００８５】
図６（ａ）〜（ｃ）は、この無停電電源装置の動作を例示するタイムチャートである。図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ３の出力電流ＩＯ１〜ＩＯ３を示している。ここでは、ＵＰＳモジュールの定格電流が１００Ａであり、負荷電流ＩＬが１８０Ａであり、２個のＵＰＳモジュールがともに分担電流Ｉｓ＝９０Ａを出力し、予備の１個のＵＰＳモジュールが待機状態にされて０Ａを出力するものとする。
【００８６】
ある時刻ｔ０において、ＵＰＳモジュールＵ１，Ｕ２がともに分担電流Ｉｓ＝９０Ａを出力し、ＵＰＳモジュールＵ３が０Ａを出力しているものとする。バイパスモジュール３の制御部３２は、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ３を所定周期（Ｔ１＋Ｔ２）で１つずつ順次選択する。
【００８７】
時刻ｔ１では、制御部３２は、ＵＰＳモジュールＵ１を選択する。制御部３２は、所定時間Ｔ１（時刻ｔ１〜ｔ２）を掛けて、選択したＵＰＳモジュールＵ１用の電流指令値Ｉｃ１を徐々に減少させ、そのＵＰＳモジュールＵ１の出力電流ＩＯ１を０Ａにするとともに、待機状態にされていたＵＰＳモジュールＵ３用の電流指令値Ｉｃ３を徐々に増大させ、そのＵＰＳモジュールＵ３の出力電流ＩＯ３を分担電流Ｉｓ＝９０Ａにする。この間、ＩＯ１とＩＯ３の和は、常に分担電流Ｉｓ＝９０Ａに維持される。
【００８８】
時刻ｔ２から所定時間Ｔ２が経過した時刻ｔ３において、制御部３２は、ＵＰＳモジュールＵ２を選択する。制御部３２は、所定時間Ｔ１（時刻ｔ３〜ｔ４）を掛けて、選択したＵＰＳモジュールＵ２用の電流指令値Ｉｃ２を徐々に減少させ、そのＵＰＳモジュールＵ２の出力電流ＩＯ２を０Ａにするとともに、待機状態にされていたＵＰＳモジュールＵ１用の電流指令値Ｉｃ１を徐々に増大させ、そのＵＰＳモジュールＵ１の出力電流ＩＯ１を分担電流Ｉｓ＝９０Ａにする。この間、ＩＯ１とＩＯ２の和は、常に分担電流Ｉｓ＝９０Ａに維持される。
【００８９】
この実施の形態２では、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）を所定周期で１つずつ順次選択し、選択したＵＰＳモジュールを待機状態にし、他のｎ個のＵＰＳモジュールに負荷電流ＩＬを分担させる。したがって、ＵＰＳモジュールＵ１〜Ｕ（ｎ＋１）の負担（すなわち寿命）を均等化することができる。
【００９０】
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】
【００９１】
１  無停電電源装置、ＴＩ，Ｔ１  入力端子、ＴＯ，Ｔ２  出力端子、ＴＢ，Ｔ３  バッテリ端子、２  バイパススイッチ、３  バイパスモジュール、Ｕ１〜ＵＮ  ＵＰＳモジュール、４，ＣＤ１〜ＣＤ３  電流検出器、５  通信回線、Ｓ１〜Ｓ３  スイッチ、Ｃ１〜Ｃ３  コンデンサ、Ｌ１〜Ｌ３  リアクトル、１１  コンバータ、Ｂ１  直流母線、１２  インバータ、１３  双方向チョッパ、１４，３２  制御部、１５，３３  通信部、２１  電圧制御部、２２  電流制御部、２３  ＰＷＭ制御部、３１  半導体スイッチ、５１  商用交流電源、５２  負荷、５３  バッテリ。
【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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【国際調査報告】
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2017009998.tif 000010
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