(57)【要約】  無停電電源装置の制御回路（６）は、商用交流電源（５１）からの三相交流電圧（Ｖｉ１〜Ｖｉ３）が異常になった場合は、第１〜第３のスイッチ（１ａ〜１ｃ）にオフ指令信号を与えるとともに、第１〜第３の電力変換器（２ａ〜２ｃ）からそれぞれ第１〜第３の直流電流を出力させて第１〜第３のスイッチ（１ａ〜１ｃ）を迅速に消弧させる。このとき、第１〜第３の直流電流の極性はそれぞれ第１〜第３のスイッチ（１ａ〜１ｃ）に流れている電流（Ｉｓ１〜Ｉｓ３）の極性と同じであり、第１〜第３の直流電流の値の和は０である。
2017094093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常時商用給電方式の無停電電源装置であって、
負荷に三相交流電流を供給するための第１〜第３の出力端子と、
それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ前記第１〜第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１〜第３のスイッチと、
それぞれ前記第１〜第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１〜第３の電力変換器と、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、
それぞれ前記第１〜第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１〜第３の電流検出器と、
前記異常検出器および前記第１〜第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１〜第３のスイッチおよび前記第１〜第３の電力変換器を制御する制御回路とを備え、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記第１〜第３のスイッチがオン状態にされ、前記商用交流電源から前記第１〜第３のスイッチを介して前記負荷に三相交流電流が供給され、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記制御回路から前記第１〜第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、前記第１〜第３の電力変換器からそれぞれ第１〜第３の直流電流が出力されて前記第１〜第３のスイッチが消弧され、さらに、前記第１〜第３の電力変換器から前記負荷に三相交流電流が供給されて前記負荷の運転が継続され、
前記第１〜第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とし、前記第１〜第３の電力変換器からそれぞれ前記第１〜第３の出力端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、前記第１〜第３の直流電流の極性はそれぞれ前記第１〜第３のスイッチに流れている電流の極性と同じであり、前記第１〜第３の直流電流の値の和は０にされている、無停電電源装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記第１〜第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１〜第３のスイッチに流れる電流の各々の極性を判定し、その判定結果に基づいて前記第１〜第３の直流電流の極性をそれぞれ前記第１〜第３のスイッチに流れる電流の極性と同じ極性に設定し、
前記第１および第２のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第１および第２の直流電流の各々の値の絶対値を第１の値に設定し、前記第３の直流電流の値の絶対値を前記第１の値の２倍の第２の値に設定し、
前記第２および第３のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第２および第３の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第１の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
前記第３および第１のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第３および第１の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第２の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
前記第１〜第３の電力変換器は、前記制御回路によって設定された前記第１〜第３の直流電流を出力する、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項３】
前記直流電源は、直流電力を蓄える電力貯蔵装置であり、
前記第１〜第３の電力変換器は、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記商用交流電源から前記第１〜第３のスイッチを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に蓄え、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記電力貯蔵装置の直流電力によって駆動されて、前記第１〜第３の直流電流および三相交流電流を出力する、請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項４】
常時商用給電方式の無停電電源装置であって、
負荷に三相交流電流を供給するための第１〜第３の出力端子と、
それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ前記第１〜第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１〜第３のスイッチと、
それぞれ前記第１〜第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１〜第３の電力変換器と、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、
それぞれ前記第１〜第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１〜第３の電流検出器と、
前記異常検出器および前記第１〜第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１〜第３のスイッチおよび前記第１〜第３の電力変換器を制御する制御回路とを備え、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記第１〜第３のスイッチがオン状態にされ、前記商用交流電源から前記第１〜第３のスイッチを介して前記負荷に三相交流電流が供給され、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記制御回路から前記第１〜第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、前記第１〜第３のスイッチに流れる電流がそれぞれ第１〜第３の直流電流になるように前記第１〜第３の電力変換器の出力電流が制御されて前記第１〜第３のスイッチが消弧され、さらに、前記第１〜第３の電力変換器から前記負荷に三相交流電流が供給されて前記負荷の運転が継続され、
前記第１〜第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、前記第１〜第３の直流電流の極性はそれぞれ前記第１〜第３のスイッチに流れている電流の極性と逆であり、前記第１〜第３の直流電流の値の和は０にされている、無停電電源装置。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記第１〜第３の電流検出器の検出結果に基づいて前記第１〜第３のスイッチに流れる電流の各々の極性を判定し、その判定結果に基づいて前記第１〜第３の直流電流の極性をそれぞれ前記第１〜第３のスイッチに流れる電流の極性と逆の極性に設定し、
前記第１および第２のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第１および第２の直流電流の各々の値の絶対値を第１の値に設定し、前記第３の直流電流の値の絶対値を前記第１の値の２倍の第２の値に設定し、
前記第２および第３のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第２および第３の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第１の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
前記第３および第１のスイッチに流れる電流の極性が同じである場合は、前記第３および第１の直流電流の各々の値の絶対値を前記第１の値に設定し、前記第２の直流電流の値の絶対値を前記第２の値に設定し、
前記第１〜第３の電力変換器は、前記制御回路によって設定された前記第１〜第３の直流電流を出力する、請求項４に記載の無停電電源装置。
【請求項６】
前記直流電源は、直流電力を蓄える電力貯蔵装置であり、
前記第１〜第３の電力変換器は、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、前記商用交流電源から前記第１〜第３のスイッチを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に蓄え、
前記商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、前記電力貯蔵装置の直流電力によって駆動されて、前記第１〜第３の直流電流および三相交流電流を出力する、請求項４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、常時商用給電方式の無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
常時商用給電方式の無停電電源装置は、第１の端子が商用交流電源からの交流電力を受け、第２の端子が負荷に接続されたスイッチと、負荷に接続された電力変換器とを備える。商用交流電源からの交流電圧が正常である場合は、スイッチがオン状態にされ、商用交流電源からの交流電力がスイッチを介して負荷に供給される。商用交流電源からの交流電圧が異常になった場合は、スイッチがオフ状態にされ、直流電源から供給される直流電力が電力変換器によって交流電力に変換されて負荷に供給される。【０００３】
特開平１１−３４１６８６号公報（特許文献１）および特開２００３−３３３７５３号公報（特許文献２）には、自己消弧能力を持たないスイッチを使用し、商用交流電源からの交流電圧が異常になった場合は、電力変換器の出力電流を制御してスイッチに流れる電流を減少させ、スイッチを迅速に消弧させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４１６８６号公報
【特許文献２】特開２００３−３３３７５３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、特許文献１，２には、単相用の無停電電源装置が開示されているが、三相用の無停電電源装置は開示されていない。三相用の無停電電源装置を構成する場合に、単に３台の単相用無停電電源装置を設けただけでは、三相の動作が不平衡となり、動作が不安定になる。【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、安定に動作する三相用の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、常時商用給電方式の無停電電源装置であって、負荷に三相交流電流を供給するための第１〜第３の出力端子と、それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ第１〜第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１〜第３のスイッチと、それぞれ第１〜第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１〜第３の電力変換器と、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、それぞれ第１〜第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１〜第３の電流検出器と、異常検出器および第１〜第３の電流検出器の検出結果に基づいて第１〜第３のスイッチおよび第１〜第３の電力変換器を制御する制御回路とを備えたものである。商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、第１〜第３のスイッチがオン状態にされ、商用交流電源から第１〜第３のスイッチを介して負荷に三相交流電流が供給される。商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、制御回路から第１〜第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１〜第３の電力変換器からそれぞれ第１〜第３の直流電流が出力されて第１〜第３のスイッチが消弧され、さらに、第１〜第３の電力変換器から負荷に三相交流電流が供給されて負荷の運転が継続される。第１〜第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とし、第１〜第３の電力変換器からそれぞれ第１〜第３の出力端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、第１〜第３の直流電流の極性はそれぞれ第１〜第３のスイッチに流れている電流の極性と同じであり、第１〜第３の直流電流の値の和は０にされている。【０００８】
この発明に係る他の無停電電源装置は、常時商用給電方式の無停電電源装置であって、負荷に三相交流電流を供給するための第１〜第３の出力端子と、それらの第１の端子が商用交流電源からの三相交流電圧を受け、それらの第２の端子がそれぞれ第１〜第３の出力端子に接続される自己消弧能力を持たない第１〜第３のスイッチと、それぞれ第１〜第３の出力端子に接続され、直流電源から供給される直流電力によって駆動される第１〜第３の電力変換器と、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になったことを検出する異常検出器と、それぞれ第１〜第３のスイッチに流れる電流の瞬時値を検出する第１〜第３の電流検出器と、異常検出器および第１〜第３の電流検出器の検出結果に基づいて第１〜第３のスイッチおよび第１〜第３の電力変換器を制御する制御回路とを備えたものである。商用交流電源からの三相交流電圧が正常である場合は、第１〜第３のスイッチがオン状態にされ、商用交流電源から第１〜第３のスイッチを介して負荷に三相交流電流が供給される。商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、制御回路から第１〜第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１〜第３のスイッチに流れる電流がそれぞれ第１〜第３の直流電流になるように第１〜第３の電力変換器の出力電流が制御されて第１〜第３のスイッチが消弧され、さらに、第１〜第３の電力変換器から負荷に三相交流電流が供給されて負荷の運転が継続される。第１〜第３のスイッチの各々の第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性を正極性とすると、第１〜第３の直流電流の極性はそれぞれ第１〜第３のスイッチに流れている電流の極性と逆であり、第１〜第３の直流電流の値の和は０にされている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る無停電電源装置では、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、第１〜第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１〜第３の電力変換器からそれぞれ第１〜第３の直流電流が出力されて第１〜第３のスイッチが消弧され、第１〜第３の直流電流の値の和は０にされている。したがって、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の無停電電源装置を実現することができる。【００１０】
この発明に係る他の無停電電源装置では、商用交流電源からの三相交流電圧が異常になった場合は、第１〜第３のスイッチにオフ指令信号が与えられるとともに、第１〜第３のスイッチに流れる電流がそれぞれ第１〜第３の直流電流になるように第１〜第３の電力変換器の出力電流が制御されて第１〜第３のスイッチが消弧され、第１〜第３の直流電流の値の和は０にされている。したがって、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の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】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による無停電電源装置の全体構成を示す回路ブロック図である。
【図２】図１に示した制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した電流指令部の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２による無停電電源装置に含まれる制御回路の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示したスイッチ電流指令部３０の構成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】
【００１２】
[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の全体構成を示す回路ブロック図である。図１において、この無停電電源装置は、常時商用給電方式の無停電電源装置であって、入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３、出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３、スイッチ１ａ〜１ｃ、電力変換器２ａ〜２ｃ、異常検出器３、電流検出器４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃ、および制御回路６を備える。
【００１３】
入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３をそれぞれ受ける。出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３は、負荷５２に三相交流電流を供給するために、負荷５２に接続される。
【００１４】
スイッチ１ａ〜１ｃの第１の端子はそれぞれ入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３に接続され、それらの第２の端子はそれぞれ出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３に接続される。スイッチ１ａ〜１ｃの各々は、自己消弧能力を持たないスイッチであり、たとえば１対のサイリスタを含む。一対のサイリスタのうちの一方のサイリスタのアノードおよびカソードはそれぞれ第１および第２の端子に接続され、他方のサイリスタのアノードおよびカソードはそれぞれ第２および第１の端子に接続される。スイッチ１ａ〜１ｃの各々が機械スイッチで構成されていてもよい。
【００１５】
スイッチ１ａ〜１ｃは、制御回路６によって制御され、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が正常である通常時はオン状態にされ、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合（たとえば停電時）はオフ状態にされる。
【００１６】
電力変換器２ａ〜２ｃは、それぞれ出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３に接続され、直流電源５３から供給される直流電力によって駆動される。電力変換器２ａ〜２ｃは、制御回路６から供給されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号φ６ａ〜φ６ｃによってそれぞれ制御される。電力変換器２ａ〜２ｃの各々は、正の直流電流、負の直流電流、および交流電流のうちの所望の電流を出力する。
【００１７】
電力変換器２ａ〜２ｃは、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が正常である通常時は、電流を出力しないスタンバイ状態にされる。電力変換器２ａ〜２ｃの各々は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合は、対応するスイッチに流れる電流と同極性の直流電流を出力して対応するスイッチを迅速に消弧させる。このとき、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の和は０Ａにされる。さらに、電力変換器２ａ〜２ｃは、スイッチ１ａ〜１ｃを消弧させた後に、負荷５２に三相交流電流を供給する。
【００１８】
異常検出器３は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が正常であるか否かを検出し、三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が正常である場合は異常検出信号φ３を非活性化レベルの「Ｌ」レベルにし、三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合は異常検出信号φ３を活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。たとえば商用交流電源５１からの三相交流電力の供給が停止された停電時には、三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３の実効値が減少し、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。
【００１９】
電流検出器４ａ〜４ｃは、入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３とスイッチ１ａ〜１ｃの間に設けられ、それぞれスイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ４ａ〜φ４ｃを出力する。電流検出器４ａ〜４ｃでは、入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３から出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３に向かって流れる電流の極性（すなわち、スイッチ１ａ〜１ｃの第１の端子から第２の端子に向かって流れる電流の極性）が正極性とされる。
【００２０】
電流検出器５ａ〜５ｃは、電力変換器２ａ〜２ｃと出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３の間に設けられ、それぞれ電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ５ａ〜φ５ｃを出力する。電流検出器５ａ〜５ｃでは、電力変換器２ａ〜２ｃから出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３に向かって流れる電流の極性が正極性とされる。
【００２１】
制御回路６は、異常検出器３の出力信号φ３、電流検出器４ａ〜４ｃの出力信号φ４ａ〜φ４ｃ、電流検出器５ａ〜５ｃの出力信号φ５ａ〜φ５ｃ、出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３の電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ３の瞬時値などに基づいて、スイッチ１ａ〜１ｃおよび電力変換器２ａ〜２ｃを制御する。
【００２２】
制御回路６は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ１ａ〜１ｃにオン指令信号を与えてオン状態にする。この場合は、商用交流電源５１からスイッチ１ａ〜１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。
【００２３】
制御回路６は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、スイッチ１ａ〜１ｃにオフ指令信号を与えるとともに、電力変換器２ａ〜２ｃから出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３に直流電流を出力させてスイッチ１ａ〜１ｃを迅速に消弧させる。このとき、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の極性はそれぞれスイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の極性と同じであり、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の値の和は０にされている。
【００２４】
制御回路６は、スイッチ１ａ〜１ｃを消弧させた後に、電力変換器２ａ〜２ｃから負荷５２に三相交流電流を供給させて負荷５２の運転を継続させる。
【００２５】
図２は、制御回路６の構成を示すブロック図である。図２において、制御回路６は、スイッチ制御部１０、符号判定部１１、電流指令部１２、電圧指令部１３、変換器制御部１４、およびＰＷＭ信号生成部１５を含む。
【００２６】
スイッチ制御部１０は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ１ａ〜１ｃにオン指令信号を与えてスイッチ１ａ〜１ｃをオン状態にし、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、スイッチ１ａ〜１ｃにオフ指令信号を与えてスイッチ１ａ〜１ｃをオフ状態にする。なお、自己消弧能力を持たないスイッチ１ａ〜１ｃをオフ状態にするためには、スイッチ１ａ〜１ｃにオフ指令信号を与え、かつスイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流を０にする必要がある。
【００２７】
符号判定部１１は、電流検出器４ａ〜４ｃの出力信号φ４ａ〜φ４ｃに基づいて、スイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の各々の極性を判定し、判定結果を示す信号Ｄ１〜Ｄ３を出力する。電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が正極性である場合は信号Ｄ１〜Ｄ３は「Ｈ」レベルにされ、電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が負極性である場合は信号Ｄ１〜Ｄ３は「Ｌ」レベルにされる。符号判定部１１は、スイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が十分に小さくなって符号の判定が不可能になった場合には、信号Ｄ１〜Ｄ３をともに「Ｌ」レベルにする。
【００２８】
電流指令部１２は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に活性化され、スイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３と同極性の直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が電力変換器２ａ〜２ｃから出力されるように電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３を生成する。これにより、負荷電流ＩＬ１〜ＩＬ３の少なくとも一部が電力変換器２ａ〜２ｃから供給されることとなり、スイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が減少してスイッチ１ａ〜１ｃが迅速に消弧される。このとき、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３の和は０にされ、直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の和は０にされる。
【００２９】
電圧指令部１３は、商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３と同じ周波数で正弦波状に変化する三相の電圧指令値ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３を出力する。電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３および電圧指令値ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３は、変換器制御部１４に与えられる。
【００３０】
変換器制御部１４は、異常検出信号φ３、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３、電圧指令値ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３、電流検出器５ａ〜５ｃの出力信号φ５ａ〜φ５ｃ、および出力電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ３に基づいて動作する。
【００３１】
変換器制御部１４は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、電圧指令値ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３と出力電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ３との偏差ＶＣＡ１−Ｖｏ１，ＶＣＡ２−Ｖｏ２，ＶＣＡ３−Ｖｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１〜ＶＣ３を出力する。これにより、出力電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ３がそれぞれ電圧指令値ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３に一致するように、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が制御され、電力変換器２ａ〜２ｃがスタンバイ状態にされる。
【００３２】
変換器制御部１４は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３と電流検出器５ａ〜５ｃの検出値Ｉｏ１〜Ｉｏ３との偏差ＩＣ１−Ｉｏ１，ＩＣ２−Ｉｏ２，ＩＣ３−Ｉｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１〜ＶＣ３を出力する。これにより、電流検出器５ａ〜５ｃの検出値Ｉｏ１〜Ｉｏ３がそれぞれ電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３に一致するように電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が制御され、スイッチ１ａ〜１ｃが迅速に消弧される。
【００３３】
変換器制御部１４は、スイッチ１ａ〜１ｃを消弧させた後に、電圧指令値ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３と出力電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ３との偏差ＶＣＡ１−Ｖｏ１，ＶＣＡ２−Ｖｏ２，ＶＣＡ３−Ｖｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１〜ＶＣ３を出力する。これにより、出力電圧Ｖｏ１〜Ｖｏ３がそれぞれ電圧指令値ＶＣＡ１〜ＶＣＡ３に一致するように電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が制御され、負荷５２の運転が継続される。
【００３４】
ＰＷＭ信号生成部１５は、電圧指令値ＶＣ１〜ＶＣ３に従ってそれぞれＰＷＭ信号φ６ａ〜φ６ｃを生成し、生成したＰＷＭ信号φ６ａ〜φ６ｃをそれぞれ電力変換器２ａ〜２ｃに与える。
【００３５】
図３は、電流指令部１２の構成を示すブロック図である。図３において、電流指令部１２は、信号発生器２０ａ〜２０ｃ、加算器２１、乗算器２２ａ〜２２ｃ，２４ａ〜２４ｃ、減算器２３ａ〜２３ｃ、およびスイッチ２５ａ〜２５ｃを含む。
【００３６】
信号発生器２０ａ〜２０ｂは、それぞれ符号判定部１１の出力信号Ｄ１〜Ｄ３を受ける。信号発生器２０ａは、信号Ｄ１が「Ｈ」レベルである場合は「１」を出力し、信号Ｄ１が「Ｌ」レベルである場合は「０」を出力する。信号発生器２０ｂは、信号Ｄ２が「Ｈ」レベルである場合は「１」を出力し、信号Ｄ２が「Ｌ」レベルである場合は「０」を出力する。信号発生器２０ｃは、信号Ｄ３が「Ｈ」レベルである場合は「１」を出力し、信号Ｄ３が「Ｌ」レベルである場合は「０」を出力する。
【００３７】
加算器２１は、信号発生器２０ａ〜２０ｃの出力値を加算する。乗算器２２ａ〜２２ｃは、それぞれ信号発生器２０ａ〜２０ｃの出力値に「３」を乗算する。減算器２３ａ〜２３ｃは、それぞれ乗算器２２ａ〜２２ｃの出力値から加算器２１の出力値を減算する。乗算器２４ａ〜２４ｃは、それぞれ減算器２３ａ〜２３ｃの出力値に「Ｋ」を乗算する。Ｋは、正の実数である。乗算器２４ａ〜２４ｃの出力値は、それぞれ電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３になる。
【００３８】
スイッチ２５ａ〜２５ｃの一方端子はそれぞれ乗算器２４ａ〜２４ｃの出力値を受け、それらの他方端子は変換器制御部１４に接続される。スイッチ２５ａ〜２５ｃは、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合はオフされ、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合はオンされる。
【００３９】
スイッチ１ａ〜１ｃがオン状態にされてスイッチ１ａ〜１ｃに三相交流電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が流れている場合は、信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｌ」レベルにされるか、信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｈ」レベルにされる。
【００４０】
信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｌ」レベルにされている場合は、３つの信号発生器２０ａ〜２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「０」となり、加算器２１の出力値が「２」となる。３つの乗算器２２ａ〜２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「３」となり、もう１つの乗算器（この場合は２２ｃ）の出力値が「０」となる。
【００４１】
３つの減算器２３ａ〜２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「−２」となる。３つの乗算器２４ａ〜２４ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２４ａ，２４ｂ）の出力値が「Ｋ」となり、もう１つの乗算器（この場合は２４ｃ）の出力値が「−２Ｋ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３のうちのいずれか２つの電流指令値が「Ｋ」となり、もう１つの電流指令値が「−２Ｋ」となり、３つの電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３の和はＫ＋Ｋ−２Ｋ＝０となる。
【００４２】
たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が正であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が負である場合は、電流指令値ＩＣ１，ＩＣ２が「Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣ３が「−２Ｋ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の極性と同じになり、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３の値の和は０となる。
【００４３】
信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｈ」レベルにされている場合は、３つの信号発生器２０ａ〜２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「１」となり、加算器２１の出力値が「１」となる。３つの乗算器２２ａ〜２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの乗算器（この場合は２２ｃ）の出力値が「３」となる。
【００４４】
３つの減算器２３ａ〜２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「−１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「２」となる。３つの乗算器２４ａ〜２４ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２４ａ，２４ｂ）の出力値が「−Ｋ」となり、もう１つの乗算器（この場合は２４ｃ）の出力値が「２Ｋ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３のうちのいずれか２つの電流指令値が「−Ｋ」となり、もう１つの電流指令値が「２Ｋ」となり、３つの電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３の和は−Ｋ−Ｋ＋２Ｋ＝０となる。
【００４５】
たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が負であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が正である場合は、電流指令値ＩＣ１，ＩＣ２が「−Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣ３が「２Ｋ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の極性と同じになり、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３の値の和は０となる。
【００４６】
すなわち、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣ１，ＩＣ２の絶対値が「Ｋ」（第１の値）にされ、電流指令値ＩＣ３の絶対値が「２Ｋ」（第２の値）にされる。スイッチ１ｂ，１ｃに流れる電流Ｉｓ２，Ｉｓ３の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣ２，ＩＣ３の絶対値が「Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣ１の絶対値が「２Ｋ」にされる。スイッチ１ｃ，１ａに流れる電流Ｉｓ３，Ｉｓ１の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣ３，ＩＣ１の絶対値が「Ｋ」にされ、電流指令値ＩＣ２の絶対値が「２Ｋ」にされる。
【００４７】
スイッチ１ａ〜１ｃが消弧にされてスイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が十分に小さくなった場合は、信号Ｄ１〜Ｄ３がともに「Ｌ」レベルにされる。この場合は、信号発生器２０ａ〜２０ｃ、加算器２１、乗算器２２ａ〜２２ｃ，２４ａ〜２４ｃ、減算器２３ａ〜２３ｃの出力値がともに「０」になり、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３はともに０となる。変換器制御部１４は、電流指令値ＩＣ１〜ＩＣ３がともに０となったとき、スイッチ１ａ〜１ｃが消弧したと判断する。
【００４８】
次に、この無停電電源装置の動作について説明する。商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が正常である場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ〜１ｃにオン指令信号が与えられてスイッチ１ａ〜１ｃがオン状態にされ、商用交流電源５１からスイッチ１ａ〜１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。このとき、電力変換器２ａ〜２ｃは、スタンバイ状態にされる。
【００４９】
商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｈ」レベルにされると、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ〜１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、電力変換器２ａ〜２ｃが直流電源５３の直流電力によって駆動され、直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３を出力する。
【００５０】
このとき、直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の極性は、それぞれスイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の極性と同じにされる。直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の値の和は０にされる。負荷電流ＩＬ１〜ＩＬ３の少なくとも一部が直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３によって置換されてスイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が減少し、スイッチ１ａ〜１ｃが迅速に消弧されてオフ状態にされる。スイッチ１ａ〜１ｃがオフ状態にされると、電力変換器２ａ〜２ｃから負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２の運転が継続される。
【００５１】
この実施の形態１では、商用交流電源５１からの三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合は、スイッチ１ａ〜１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、電力変換器２ａ〜２ｃから直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が出力されてスイッチ１ａ〜１ｃが迅速に消弧される。このとき、直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の値の和を０にするので、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の無停電電源装置を実現することができる。
【００５２】
なお、この実施の形態１では、電流検出器４ａ〜４ｃをスイッチ１ａ〜１ｃの商用交流電源５１側に設け、商用交流電源５１からスイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３を電流検出器４ａ〜４ｃによって検出した。しかし、電流検出器４ａ〜４ｃをスイッチ１ａ〜１ｃの負荷５２側に設け、スイッチ１ａ〜１ｃから負荷５２に流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３を電流検出器４ａ〜４ｃによって検出しても同じ結果が得られる。
【００５３】
さらに、この実施の形態１では、電力変換器２ａ〜２ｃを駆動させるための直流電源５３を設けたが、この直流電源５３としてバッテリ（電力貯蔵装置）を設けても構わない。商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が正常である場合、制御回路６は、バッテリの端子間電圧が目標バッテリ電圧になるように電力変換器２ａ〜２ｃを制御する。電力変換器２ａ〜２ｃは、制御回路６によって制御され、商用交流電源５１からスイッチ１ａ〜１ｃを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換してバッテリに蓄える。
【００５４】
商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合、電力変換器２ａ〜２ｃは、バッテリの直流電力によって駆動され、スイッチ１ａ〜１ｃを消弧させた後に、負荷５２に三相交流電力を供給する。したがって、たとえば停電が発生した場合でも、バッテリに直流電力が蓄えられている期間は負荷５２の運転を継続することができる。バッテリの代わりにコンデンサが設けられていても構わない。
【００５５】
[実施の形態２]
図４は、この発明の実施の形態２による無停電電源装置に含まれる制御回路６Ａの構成を示すブロック図であって、図２と対比される図である。無停電電源装置の全体構成は図１で示した通りである。
【００５６】
制御回路６Ａは、異常検出器３の出力信号φ３、電流検出器４ａ〜４ｃの出力信号φ４ａ〜φ４ｃ、電流検出器５ａ〜５ｃの出力信号φ５ａ〜φ５ｃなどに基づいて、スイッチ１ａ〜１ｃおよび電力変換器２ａ〜２ｃを制御する。
【００５７】
制御回路６Ａは、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ１ａ〜１ｃにオン指令信号を与えてオン状態にする。この場合は、商用交流電源５１からスイッチ１ａ〜１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。
【００５８】
制御回路６Ａは、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、スイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３がそれぞれ直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３になるように電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３を制御してスイッチ１ａ〜１ｃを消弧させる。このとき、直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３の極性はそれぞれスイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の極性と逆であり、直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３の値の和は０にされている。直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３の絶対値は、スイッチ１ａ〜１ｃに流れる三相交流電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の振幅よりも十分に小さな値に設定される。
【００５９】
制御回路６Ａは、スイッチ１ａ〜１ｃを消弧させた後に、電力変換器２ａ〜２ｃから負荷５２に三相交流電流を供給させて負荷５２の運転を継続させる。
【００６０】
図４において、制御回路６Ａが図２の制御回路６と異なる点は、電流指令部１２、電圧指令部１３、および変換器制御部１４がスイッチ電流指令部３０，３１、スイッチ電流制御部３２、および変換器電流制御部３３で置換されている点である。
【００６１】
スイッチ電流指令部３０は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に活性化され、スイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３がスイッチ１ａ〜１ｃに流れるように、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の目標値である電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３を生成する。スイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３がそれぞれ直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３に向って変化する途中で０Ａとなり、スイッチ１ａ〜１ｃが迅速に消弧される。このとき、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３の和は０にされ、直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３の値の和は０にされる。
【００６２】
スイッチ電流指令部３１は、商用交流電源５１から供給される交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３と同じ周波数で正弦波状に変化する電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３がスイッチ１ａ〜１ｃに流れるように、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３の目標値である電流指令値ＩＣＢ１〜ＩＣＢ３を生成する。電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３，ＩＣＢ１〜ＩＣＢ３は、スイッチ電流制御部３２に与えられる。
【００６３】
スイッチ電流制御部３２は、異常検出信号φ３、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３、および電流検出器４ａ〜４ｃの出力信号φ４ａ〜φ４ｃに基づいて動作する。
【００６４】
スイッチ電流制御部３２は、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、電流指令値ＩＣＢ１〜ＩＣＢ３と電流検出器４ａ〜４ｃの検出値Ｉｓ１〜Ｉｓ３との偏差ＩＣＢ１−Ｉｓ１，ＩＣＢ２−Ｉｓ２，ＩＣＢ３−Ｉｓ３に応じたレベルの電流指令値ＩＣＣ１〜ＩＣＣ３を出力する。これにより、電流検出器４ａ〜４ｃの検出値Ｉｓ１〜Ｉｓ３が電流指令値ＩＣＢ１〜ＩＣＢ３に一致するように、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が制御され、電力変換器２ａ〜２ｃがスタンバイ状態にされる。
【００６５】
スイッチ電流制御部３２は、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３と電流検出器４ａ〜４ｃの検出値Ｉｓ１〜Ｉｓ３との偏差ＩＣＡ１−Ｉｓ１，ＩＣＡ２−Ｉｓ２，ＩＣＡ３−Ｉｓ３に応じたレベルの電流指令値ＩＣＣ１〜ＩＣＣ３を出力する。これにより、電流検出器４ａ〜４ｃの検出値Ｉｓ１〜Ｉｓ３が電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３に一致するように、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が制御され、スイッチ１ａ〜１ｃが消弧される。
【００６６】
スイッチ電流制御部３２は、スイッチ１ａ〜１ｃを消弧させた後に、電流指令値ＩＣＢ１〜ＩＣＢ３と電流検出器４ａ〜４ｃの検出値Ｉｓ１〜Ｉｓ３との偏差ＩＣＢ１−Ｉｓ１，ＩＣＢ２−Ｉｓ２，ＩＣＢ３−Ｉｓ３に応じたレベルの電流指令値ＩＣＣ１〜ＩＣＣ３を出力する。これにより、電流検出器４ａ〜４ｃの検出値Ｉｓ１〜Ｉｓ３が電流指令値ＩＣＢ１〜ＩＣＢ３に一致するように、電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が制御され、負荷５２の運転が継続される。
【００６７】
変換器電流制御部３３は、電流指令値ＩＣＣ１〜ＩＣＣ３と電流検出器５ａ〜５ｃの検出値Ｉｏ１〜Ｉｏ３との偏差ＩＣＣ１−Ｉｏ１，ＩＣＣ２−Ｉｏ２，ＩＣＣ３−Ｉｏ３に応じたレベルの電圧指令値ＶＣ１〜ＶＣ３を出力する。
【００６８】
ＰＷＭ信号生成部１５は、電圧指令値ＶＣ１〜ＶＣ３に従ってそれぞれＰＷＭ信号φ６ａ〜φ６ｃを生成し、生成したＰＷＭ信号φ６ａ〜φ６ｃをそれぞれ電力変換器２ａ〜２ｃに与える。
【００６９】
図５は、スイッチ電流指令部３０の構成を示すブロック図であって、図３と対比される図である。図５を参照して、スイッチ電流指令部３０が図３の電流指令部１２と異なる点は、反転器４０ａ〜４０ｃが追加され、乗算器２４ａ〜２４ｃが乗算器４１ａ〜４１ｃと置換されている点である。反転器４０ａ〜４０ｃは、それぞれ符号判定部１１の出力信号Ｄ１〜Ｄ３を受け、信号Ｄ１〜Ｄ３の反転信号／Ｄ１〜／Ｄ３を出力する。乗算器４１ａ〜４１ｃは、それぞれ減算器２３ａ〜２３ｃの出力値に「Ｍ」を乗算する。Ｍは、正の実数である。乗算器４１ａ〜４１ｃの出力値は、それぞれ電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３になる。
【００７０】
スイッチ２５ａ〜２５ｃの一方端子はそれぞれ乗算器４１ａ〜４１ｃの出力値を受け、それらの他方端子はスイッチ電流制御部３２に接続される。スイッチ２５ａ〜２５ｃは、異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合はオフされ、異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合はオンされる。
【００７１】
スイッチ１ａ〜１ｃがオン状態にされてスイッチ１ａ〜１ｃに三相交流電流が流れている場合は、信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｌ」レベルにされるか、信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号が「Ｈ」レベルにされる。
【００７２】
信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｌ」レベルにされている場合は、信号／Ｄ１〜／Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（この場合は／Ｄ１，／Ｄ２）が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合は／Ｄ３）が「Ｈ」レベルにされる。
【００７３】
この場合は、３つの信号発生器２０ａ〜２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「１」となり、加算器２１の出力値が「１」となる。３つの乗算器２２ａ〜２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「０」となり、もう１つの乗算器（この場合は２２ｃ）の出力値が「３」となる。
【００７４】
３つの減算器２３ａ〜２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「−１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「２」となる。３つの乗算器４１ａ〜４１ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は４１ａ，４１ｂ）の出力値が「−Ｍ」となり、もう１つの乗算器（この場合は４１ｃ）の出力値が「２Ｍ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３のうちのいずれか２つの電流指令値（この場合はＩＣＡ１，ＩＣＡ２）が「−Ｍ」となり、もう１つの電流指令値（この場合はＩＣＡ３）が「２Ｍ」となり、３つの電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３の和は−Ｍ−Ｍ＋２Ｍ＝０となる。
【００７５】
たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が正であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が負である場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２が「−Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ３が「２Ｍ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の極性と逆になり、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３の値の和は０となる。
【００７６】
信号Ｄ１〜Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（たとえばＤ１，Ｄ２）が「Ｌ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合はＤ３）が「Ｈ」レベルにされている場合は、信号／Ｄ１〜／Ｄ３のうちのいずれか２つの信号（この場合は／Ｄ１，／Ｄ２）が「Ｈ」レベルにされ、もう１つの信号（この場合は／Ｄ３）が「Ｌ」レベルにされる。
【００７７】
この場合は、３つの信号発生器２０ａ〜２０ｃのうちのいずれか２つの信号発生器（この場合は２０ａ，２０ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの信号発生器（この場合は２０ｃ）の出力値が「０」となり、加算器２１の出力値が「２」となる。３つの乗算器２２ａ〜２２ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は２２ａ，２２ｂ）の出力値が「３」となり、もう１つの乗算器（この場合は２２ｃ）の出力値が「０」となる。
【００７８】
３つの減算器２３ａ〜２３ｃのうちのいずれか２つの減算器（この場合は２３ａ，２３ｂ）の出力値が「１」となり、もう１つの減算器（この場合は２３ｃ）の出力値が「−２」となる。３つの乗算器４１ａ〜４１ｃのうちのいずれか２つの乗算器（この場合は４１ａ，４１ｂ）の出力値が「Ｍ」となり、もう１つの乗算器（この場合は４１ｃ）の出力値が「−２Ｍ」となる。したがって、３つの電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３のうちのいずれか２つの電流指令値（この場合はＩＣＡ１，ＩＣＡ２）が「Ｍ」となり、もう１つの電流指令値（この場合はＩＣＡ３）が「−２Ｍ」となり、３つの電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３の和はＭ＋Ｍ−２Ｍ＝０となる。
【００７９】
たとえば、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が負であり、スイッチ１ｃに流れる電流Ｉｓ３の極性が正である場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２が「Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ３が「−２Ｍ」にされる。この場合、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３の極性はそれぞれ電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の極性と逆になり、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３の値の和は０となる。
【００８０】
すなわち、スイッチ１ａ，１ｂに流れる電流Ｉｓ１，Ｉｓ２の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ１，ＩＣＡ２の絶対値が「Ｍ」（第１の値）にされ、電流指令値ＩＣＡ３の絶対値が「２Ｍ」（第２の値）にされる。スイッチ１ｂ，１ｃに流れる電流Ｉｓ２，Ｉｓ３の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ２，ＩＣＡ３の絶対値が「Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ１の絶対値が「２Ｍ」にされる。スイッチ１ｃ，１ａに流れる電流Ｉｓ３，Ｉｓ１の極性が同じである場合は、電流指令値ＩＣＡ３，ＩＣＡ１の絶対値が「Ｍ」にされ、電流指令値ＩＣＡ２の絶対値が「２Ｍ」にされる。
【００８１】
スイッチ１ａ〜１ｃが消弧にされてスイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が十分に小さくなった場合は、信号／Ｄ１〜／Ｄ３がともに「Ｈ」レベルにされる。この場合は、信号発生器２０ａ〜２０ｃの出力値がともに「１」となり、加算器２１および乗算器２２ａ〜２２ｃの出力値がともに「３」になり、減算器２３ａ〜２３ｃおよび乗算器４１ａ〜４１ｃの出力値がともに「０」になり、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３はともに０となる。スイッチ電流制御部３２は、電流指令値ＩＣＡ１〜ＩＣＡ３がともに０となったとき、スイッチ１ａ〜１ｃが消弧したと判断する。
【００８２】
次に、この無停電電源装置の動作について説明する。商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が正常である場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｌ」レベルである場合は、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ〜１ｃにオン指令信号が与えられてスイッチ１ａ〜１ｃがオン状態にされ、商用交流電源５１からスイッチ１ａ〜１ｃを介して負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２が運転される。このとき、電力変換器２ａ〜２ｃはスタンバイ状態にされる。
【００８３】
商用交流電源５１から供給される三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合は、異常検出器３によって異常検出信号φ３が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。異常検出信号φ３が「Ｈ」レベルにされると、スイッチ制御部１０からスイッチ１ａ〜１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、スイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３がスイッチ１ａ〜１ｃに流れるように電力変換器２ａ〜２ｃが制御される。電力変換器２ａ〜２ｃは、直流電源５３の直流電力によって駆動され、直流電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３を出力する。
【００８４】
このとき、直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３の和は０にされる。スイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３が逆極性の直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３に向って変化するときにスイッチ１ａ〜１ｃに流れる電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３の値が減少し、スイッチ１ａ〜１ｃが迅速に消弧されてオフ状態にされる。スイッチ１ａ〜１ｃがオフ状態にされると、電力変換器２ａ〜２ｃから負荷５２に三相交流電流が供給され、負荷５２の運転が継続される。
【００８５】
なお、スイッチ１ａ〜１ｃに直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３を流したのにスイッチ１ａ〜１ｃを消弧させることができなかった場合は、スイッチ１ａ〜１ｃに流れている直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３がスイッチ１ａ〜１ｃに流れるように電力変換器２ａ〜２ｃの出力電流Ｉｏ１〜Ｉｏ３が再度、制御される。この動作は、スイッチ１ａ〜１ｃが消弧するまで繰り返される。
【００８６】
この実施の形態２では、商用交流電源５１からの三相交流電圧Ｖｉ１〜Ｖｉ３が異常になった場合は、スイッチ１ａ〜１ｃにオフ指令信号が与えられるとともに、スイッチ１ａ〜１ｃに流れている電流Ｉｓ１〜Ｉｓ３と逆極性の直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３がスイッチ１ａ〜１ｃに流れるように電力変換器２ａ〜２ｃが制御されてスイッチ１ａ〜１ｃが迅速に消弧される。このとき、直流電流ＩＤＣ１〜ＩＤＣ３の値の和を０Ａにするので、三相の動作を平衡させることができ、安定して動作する三相用の無停電電源装置を実現することができる。
【００８７】
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】
【００８８】
ＴＩ１〜ＴＩ３  入力端子、ＴＯ１〜ＴＯ３  出力端子、１ａ〜１ｃ，２５ａ〜２５ｃ  スイッチ、２ａ〜２ｃ  電力変換器、３  異常検出器、４ａ〜４ｃ，５ａ〜５ｃ  電流検出器、６，６Ａ  制御回路、１０  スイッチ制御部、１１  符号判定部、１２  電流指令部、１３  電圧指令部、１４  変換器制御部、１５  ＰＷＭ信号生成部、２０ａ〜２０ｃ  信号発生器、２１  加算器、２２ａ〜２２ｃ，２４ａ〜２４ｃ，４１ａ〜４１ｃ  乗算器、２３ａ〜２３ｃ  減算器、３０，３１  スイッチ電流指令部、３２  スイッチ電流制御部、３３  変換器電流制御部、４０ａ〜４０ｃ  反転器、５１  商用交流電源、５２  負荷、５３  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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【国際調査報告】
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