(57)【要約】【課題】  三相交流電源を入力とし、各相間に等しい台数（２台以上）の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システムにおいて、ｎ＋１冗長運転を行っている場合に１台の電源装置の故障にて発生する入力電源側の電流不平衡状態を緩和し、電源設備への負担を軽減することが可能な電源システム及び入力電流平衡化制御方法を提供する。【解決手段】  本発明は、三相交流電源を入力とし、各相間に２台以上、かつ、等しい台数の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システムにおいて、入力電流の不平衡が発生した場合に、各相間の電源装置の出力バランスが均等になるように出力電流を制御する電流制御部を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電源を入力とし、各相間に２台以上、かつ、等しい台数の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システムにおいて、
入力電流の不平衡が発生した場合に、各相間の電源装置の出力バランスが均等になるように出力電流を制御する電流制御部を備えることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電源システムにおいて、
前記入力電流の不平衡は、少なくとも１台の前記電源装置の脱落により発生するものであって、
前記電流制御部は、前記脱落した電源装置と同相の電源装置の出力が他相の電源装置の出力よりも高くなるように制御することを特徴とする電源システム。
【請求項３】
三相交流電源を入力とし、各相間に等しい台数の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システムにおける入力電流平衡化制御方法であって、
入力電流の不平衡が発生した場合に、各相間の電源装置の出力バランスが均等になるように出力電流を制御することを特徴とする入力電流平衡化制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流電源を入力とし、各相間に等しい台数の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システム等の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相交流を受電する電源システムにおいて、相間に単相受電の電源装置を均等に接続して並列運転する構成が知られている。電源装置はｎ＋１冗長構成であり、１台故障した時でも運転は継続するようになっている。電源装置が１台故障した場合、各相間の入力電流のバランスが崩れ、三相入力電流の不平衡が発生する。設計上はこの不平衡状態を見込んで過電流保護器や設備電源の容量を求める為、実際の消費電力に比して大きめの電流容量が必要となる。又、三相線電流の不平衡が大きい場合は設備の変圧器にストレスを与える可能性がある為注意が必要である。
【０００３】
例えば特許文献１には、入力電流の不平衡を検出すると過電流保護器を積極的に作動させる技術が開示されている。
【０００４】
又、例えば特許文献２には、入力電流が不平衡となり線電流の増加を検出した場合に過電流保護器が働くのを防止することにより、負荷へ供給する電力を抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０５−０３０６４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５３０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの従来の何れの技術も、線電流の不平衡状態を検出した後、電流を低減する若しくは切断する為の機能であって、線電流不平衡状態自体を抑制する機能は有していない。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、三相交流電源を入力とし、各相間に等しい台数（２台以上）の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システムにおいて、ｎ＋１冗長運転を行っている場合に１台の電源装置の故障にて発生する入力電源側の電流不平衡状態を緩和し、電源設備への負担を軽減することが可能な電源システム及び入力電流平衡化制御方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、三相交流電源を入力とし、各相間に２台以上、かつ、等しい台数の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システムにおいて、入力電流の不平衡が発生した場合に、各相間の電源装置の出力バランスが均等になるように出力電流を制御する電流制御部を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電源システムにおいて、前記入力電流の不平衡は、少なくとも１台の前記電源装置の脱落により発生するものであって、前記電流制御部は、前記脱落した電源装置と同相の電源装置の出力が他相の電源装置の出力よりも高くなるように制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、三相交流電源を入力とし、各相間に等しい台数の電源装置を接続し、その出力を並列接続して負荷に給電する電源システムにおける入力電流平衡化制御方法であって、入力電流の不平衡が発生した場合に、各相間の電源装置の出力バランスが均等になるように出力電流を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冗長運転構成の電源装置の１台が故障して三相入力側に電流の不平衡を発生する状況になっても、その不平衡率を抑制することができ、線電流が大きくなることを防止することができる。よって、過大な過電流保護器や電源設備を必要とすることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、電源システムに対して、本発明を適用した場合の実施形態である。
【００１２】
先ず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る電源システムの構成及び機能について説明する。
【００１３】
図１は、電源システムの概要構成例を示す図であり、図２は、電源装置の接続例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、電源システムＳは、三相交流電源９を入力とする電源装置（電源ユニット）１〜６と、電流制御部７と、を含んで構成されている。これらの電源装置は、図１及び図２に示すように、三相交流の各相間に２台ずつ接続されている。
【００１５】
各々の電源装置１〜６は、主電源回路１１、出力電流調整回路１２、及び出力異常監視回路１３を有している。また、電源装置１〜６の各々の出力ラインは並列接続されて負荷装置１０に接続されており、電源装置１〜６の出力が負荷装置１０に給電されるようになっている。
【００１６】
電流制御部７は、電流バランス制御回路１４を有しており、各々の電源装置１〜６の出力電流を均等なバランスとなるように制御する。
【００１７】
また、夫々の電源装置１〜６と電流制御部７とは、電源制御バスＩ／Ｆ（インターフェース）８によって接続される。
【００１８】
次に、図１乃至図３を参照して、電源システムの動作について説明する。
【００１９】
図３は、電源装置１〜６の負荷分担の様子を示す図である。
【００２０】
図２に示すように、三相交流の相間に単相入力電源装置１〜６が２台ずつ配置され、出力を並列接続して運転している場合、通常状態では、図３（Ａ）に示すように、各電源装置１〜６の出力電流の分担は、電流制御部７によって均等になるように制御される。
【００２１】
そして、例えば、電源装置６が故障した場合には、残りの電源装置１〜５の５台によって電源供給が継続され、図３（Ｂ）に示すように、出力は５台で均等に分担される。この時、各相の電流は２：２：１となる為、三相入力における線電流に大きな不平衡が発生する。この場合、三相交流では、一線だけ線電流が大きくなる。
【００２２】
この時、電流制御部７は、各相間の電源装置１〜５の出力バランスが均等になるように出力電流を制御し、例えば、図３（Ｃ）に示すように、故障等により脱落した電源装置６と同相の電源装置５は高めの出力、他の相の電源装置１〜４は低めの出力に分担を再調整する。つまり、電流制御部７は、脱落した電源装置６と同相の電源装置５の出力が他相の電源装置１〜４の出力よりも高くなるように制御する。これにより、各相の電流比率はより小さくなり、線電流の不平衡率を低減することができる。
【００２３】
以上説明したように、本発明の入力電流平衡化制御方法を採用することにより、冗長運転構成の電源装置の１台が故障して三相入力側に電流の不平衡を発生する状況になっても、その不平衡率を抑制することができ、線電流が大きくなることを防止することができる。よって、過大な過電流保護器や電源設備を必要とすることがなくなる。
【００２４】
なお、電流制御部７の電流バランス機能はいかなる回路方式であっても、又、電源装置間のI／Ｆ仕様はシリアル／パラレル等のいかなる通信方式であっても、それらには影響されず、本発明の機能を付加することに制限はない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電源システムの概要構成例を示す図である。
【図２】電源装置の接続例を示す図である。
【図３】電源装置の負荷分担の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１〜６  電源装置
７  電流制御部
８  電源制御バスＩ／Ｆ
９  三相交流電源
１０  負荷装置
１１  主電源回路
１２  出力電流調整回路
１３  出力異常監視回路
１４  電流バランス制御回路
Ｓ  電源システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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