(57)【要約】      （修正有）【課題】停電発生時の切替動作時の出力電圧過渡変動を小さくすることができ、装置の性能と無停電電源装置としての信頼性の向上を達成できる。【解決手段】交流入力と交流出力との間を遮断するための逆並列接続されたサイリスタを各相（線）に備え、さらに交流出力に並列接続された蓄電手段を持つインバータを備え、商用電源の健全時は上記各サイリスタを点弧することで、交流電力を交流出力に出力し、また停電した時は上記サイリスタを遮断し、かつ上記蓄電手段からの電力でインバータを介し、交流出力に電力を供給する無停電電源装置において、上記各相に備えられたサイリスタを遮断する手段として、各相各々逆並列接続したサイリスタの内、一方のサイリスタだけを消弧するための転流回路を設けた。【選択図】  図１
2006121892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から電力を受け、負荷に安定した電力を供給する無停電電源装置であって、交流入力端子と交流出力端子との間を遮断するための逆並列接続されたサイリスタ式交流スイッチを各相（線）に備え、さらに交流出力端子に並列接続された蓄電手段を持つインバータを備えた構成で、上記商用電源の健全時は、上記各サイリスタ式交流スイッチを点弧することで、交流入力からの電力を交流出力端子に出力し、また、上記商用電源が停電した時は、上記サイリスタ式交流スイッチを遮断し、かつ上記蓄電手段からの電力でインバータを介し、交流出力端子に電力を供給する無停電電源装置において、
上記各相に備えられたサイリスタ式交流スイッチを遮断する手段として、各相各々逆並列接続したサイリスタの内、一方のサイリスタだけを消弧するための転流回路を設けたことを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
請求項１の構成で、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられているサイリスタ式交流スイッチに流れる入力電流を高力率とし、さらにこの時、上記各相の逆並列接続されたサイリスタのうち、電流の流れる側のサイリスタにだけ点弧信号を入力することを特徴とした無停電電源装置。
【請求項３】
商用電源から電力を受け、負荷に安定した電力を供給する無停電電源装置であって、交流入力端子と交流出力端子との間を遮断するための逆並列接続されたサイリスタ式交流スイッチを各相（線）に備え、さらに交流出力端子に並列接続された蓄電手段を持つインバータを備えた構成で、上記商用電源の健全時は、上記各サイリスタ式交流スイッチを点弧することで、交流入力からの電力を交流出力端子に出力し、また、上記商用電源が停電した時は、上記サイリスタ式交流スイッチを遮断し、かつ上記蓄電手段からの電力でインバータを介し、交流出力端子に電力を供給する無停電電源装置において、
商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられているサイリスタ式交流スイッチに流れる入力電流を高力率とし、さらにこの時、負荷電流が所定値以上であれば、上記各相の逆並列接続されたサイリスタのうち、負荷電流が流れようとする側のサイリスタにだけ点弧信号を入力し、負荷電流が上記所定値未満の時は、上記サイリスタの全てに点弧信号を入力することを特徴とした無停電電源装置。
【請求項４】
商用電源から電力を受け、負荷に安定した電力を供給する無停電電源装置であって、交流入力端子と交流出力端子との間を遮断するための交流スイッチを各相（線）に備え、交流出力端子に並列接続された蓄電手段を持つインバータを備えた構成で、上記商用電源の健全時は、上記各交流スイッチを投入することで、交流入力からの電力を交流出力端子に出力し、また、上記商用電源が停電した時は、上記交流スイッチを遮断し、かつ上記蓄電手段からの電力でインバータを介し、交流出力端子に電力を供給する無停電電源装置において、
上記各相に備えた交流スイッチは、逆並列接続された主サイリスタとさらにそこに並列接続された自己消弧可能な補助交流スイッチにより構成され、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられている交流スイッチに流れる入力電流を高力率とし、この時、上記各相の交流スイッチを構成する逆並列接続された主サイリスタのうち、負荷電流の流れる向きと一致する側の主サイリスタにだけ点弧信号を入力し、さらに負荷電流が所定値未満の時は上記自己消弧可能な補助交流スイッチ側に負荷電流が流れるようにしたことを特徴とする無停電電源装置。
【請求項５】
商用電源から電力を受け、負荷に安定した電力を供給する無停電電源装置であって、交流入力端子と交流出力端子の間を遮断するための交流スイッチを各相（線）に備え、さらに交流出力端子に並列接続された蓄電手段を持つインバータを備えた構成で、上記商用電源の健全時は、上記各交流スイッチを投入することで、交流入力からの電力を交流出力端子に出力し、また、上記商用電源が停電した時は、上記交流スイッチを遮断し、かつ上記蓄電手段からの電力でインバータを介し、交流出力端子に電力を供給する無停電電源装置において、
上記各相に備えた交流スイッチは、逆並列接続された主サイリスタとさらにそこに並列接続された補助交流スイッチにより構成され、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられている交流スイッチに流れる入力電流を力率≒１となるように制御し、この時、上記各相の交流スイッチを構成する逆並列接続された主サイリスタのうち、負荷電流の流れる向きと一致する側の主サイリスタにだけ点弧信号を入力し、また上記補助交流スイッチは，外部からの指令により瞬時にオフできる自己消弧機能と、ある一定以上の電流が流れた条件で瞬時遮断する機能と、を兼ね備えたことを特徴とする無停電電源装置。
【請求項６】
商用電源から電力を受け、負荷に安定した電力を供給する無停電電源装置であって、交流入力端子と交流出力端子の間を遮断するための交流スイッチを各相（線）に備え、さらに交流出力端子に並列接続された蓄電手段を持つインバータを備えた構成で、上記商用電源の健全時は、上記各交流スイッチを投入することで、交流入力からの電力を交流出力端子に出力し、また、上記商用電源が停電した時は、上記交流スイッチを遮断し、かつ上記蓄電手段からの電力でインバータを介し、交流出力端子に電力を供給する無停電電源装置において、
上記各相に備えた交流スイッチは、逆並列接続された主サイリスタとさらにそこに並列接続された補助交流スイッチにより構成され、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられている交流スイッチに流れる入力電流を力率≒１となるように制御し、この時、上記各相の交流スイッチを構成する逆並列接続された主サイリスタのうち、負荷電流の流れる向きと一致する側の主サイリスタにだけ点弧信号を入力し、
また上記補助交流スイッチは，外部からの指令により瞬時にオフできる自己消弧機能と、電流制限機能と、を兼ね備えたことを特徴とする無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力商用電源が停電した場合でも、負荷に安定した電源を供給する無停電電源装置に関するもので、詳しくは切替動作式無停電電源装置の性能向上と装置の小形・低価格化のための、交流入力端子と交流出力端子との間を遮断するための逆並列接続されたサイリスタ式交流スイッチの構成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９に切替動作式無停電電源装置の回路構成例を示す。図９の回路構成例では、商用電源１に無停電電源装置２の交流入力端子５が接続され、その交流母線は三相サイリスタ式交流スイッチ７を介して、直接交流出力端子６に接続されている。
また、交流出力端子６には並列にインバータ３の交流側が接続され、このインバータ３の直流側にはバッテリ４が接続された構成となっている。この様な回路構成において、商用電源１が健全な時は、商用電源１からの電力が、三相サイリスタ式交流スイッチ７を介し、負荷８に直接給電され、また、商用電源１が停電した場合は、三相サイリスタ式交流スイッチ７を遮断し、バッテリ４からの直流電力をインバータ３により交流に変換し、負荷８に安定した交流電力を供給している。
この停電発生時における、サイリスタ式交流スイッチ７ａ〜７ｃの遮断方法の従来例として、サイリスタ式交流スイッチ７ａ〜７ｃを構成する各サイリスタ７１〜７６のうち導通状態のサイリスタを検知し、その導通状態のサイリスタに逆バイアス電圧をインバータ３の出力電圧により印加し、導通状態のサイリスタを消弧する方法が知られている。この消弧方法の詳細な動作については、特許文献１に、無停電電源装置及び無停電電源装置の交流スイッチ遮断方法として開示されている。
他の従来例としては、商用電源１の停電発生時におけるサイリスタ式交流スイッチの遮断方法として、図１０に示す強制転流回路９を図９のサイリスタ式交流スイッチ７ａ〜７ｃ各々に設ける方法がある。この強制転流回路の詳細な動作については、特許文献２にサイリスタスイッチの強制転流回路として開示されている。
【特許文献１】特開２００３−８７９９９（１２頁、図１〜図４）
【特許文献２】特開昭６２−１２３７２（４頁、第１図、第2図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図９に示した入力切替式無停電電源装置においては、停電切替時の出力電圧過渡変動抑制の向上が大きな課題となっている。
まず、図９に示す従来の回路例において、インバータ３の出力電圧を用いて導通状態のサイリスタ（７１〜７６の何れか）を消弧する方式の場合、停電切替時においては、インバータ３の出力電圧は、そのまま交流出力端子６に現れることになる。この時、サイリスタに逆バイアス電圧を印加させるためには、インバータ３の出力電圧である交流出力端子６に現れる電圧を変化させる必要があり、その変化分が停電切替時の出力電圧過渡変動となり、無停電電源装置の性能・信頼性を低下させる原因となってしまう問題があった。この時の動作波形例を図１１に示す。サイリスタ７を消弧させるための逆バイス電圧動作のため、出力電圧Voutの電圧は過渡変動の大きな電圧波形となっていることがわかる。
【０００４】
他の従来例である、図９の回路構成に図１０に示した強制転流回路を付け加えた無停電電源装置の場合は、図１０に示すように、コンデンサ９１４、９２４、９３４、リアクトル９１３、９２３、９３３、転流補助ダイオード９１２、９２２、９３２、補助サイリスタ９１１、９２１、９３１などからなる強制転流回路９ａ、９ｂ、９ｃが必要で、回路構成が複雑で部品点数が多く、装置の小形・低価格化を阻害する原因となってしまう問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの問題を解決するために、商用電源から電力を受け、負荷に安定した電力を供給する無停電電源装置であって、交流入力端子と交流出力端子との間を遮断するための逆並列接続されたサイリスタ式交流スイッチを各相（線）に備え、さらに交流出力端子に並列接続された蓄電手段を持つインバータを備えた構成で、上記商用電源の健全時は、上記各サイリスタ式交流スイッチを点弧することで、交流入力からの電力を交流出力端子に出力し、また、上記商用電源が停電した時は、上記サイリスタ式交流スイッチを遮断し、かつ上記蓄電手段からの電力でインバータを介し、交流出力端子に電力を供給する無停電電源装置において、
請求項１の発明においては、上記各相に備えられたサイリスタ式交流スイッチを遮断する手段として、各相各々逆並列接続したサイリスタの内、一方のサイリスタだけを消弧するための転流回路を設けた。
【０００６】
請求項２においては、請求項１の構成で、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられているサイリスタ式交流スイッチに流れる入力電流を高力率とし、さらにこの時、上記各相の逆並列接続されたサイリスタのうち、電流の流れる側のサイリスタにだけ点弧信号を入力するようにした。
請求項３においては、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられているサイリスタ式交流スイッチに流れる入力電流を高力率とし、さらにこの時、負荷電流が所定値以上であれば、上記各相の逆並列接続されたサイリスタのうち、負荷電流が流れようとする側のサイリスタにだけ点弧信号を入力し、負荷電流が上記所定値未満の時は、上記サイリスタの全てに点弧信号を入力するようにした。
【０００７】
請求項４においては、上記各相に備えた交流スイッチは、逆並列接続された主サイリスタとさらにそこに並列接続された自己消弧可能な補助交流スイッチにより構成され、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられている交流スイッチに流れる入力電流を高力率とし、この時、上記各相の交流スイッチを構成する逆並列接続された主サイリスタのうち、負荷電流の流れる向きと一致する側の主サイリスタにだけ点弧信号を入力し、さらに負荷電流が所定値未満の時は上記自己消弧可能な補助交流スイッチ側に負荷電流が流れるようにした。
請求項５においては、上記各相に備えた交流スイッチは、逆並列接続された主サイリスタとさらにそこに並列接続された補助交流スイッチにより構成され、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられている交流スイッチに流れる入力電流を力率≒１となるように制御し、この時、上記各相の交流スイッチを構成する逆並列接続された主サイリスタのうち、負荷電流の流れる向きと一致する側の主サイリスタにだけ点弧信号を入力し、また上記補助交流スイッチは，外部からの指令により瞬時にオフできる自己消弧機能とある一定以上の電流が流れた条件で，瞬時遮断する機能とを兼ね備えるようにした。
【０００８】
請求項６においては、上記各相に備えた交流スイッチは、逆並列接続された主サイリスタとさらにそこに並列接続された補助交流スイッチにより構成され、商用電源の健全時においては、インバータが交流出力端子から出力する負荷電流の無効電流成分を補償するいわゆるアクティブフィルタ動作を行い、交流入力端子側に備えられている交流スイッチに流れる入力電流を力率≒１となるように制御し、この時、上記各相の交流スイッチを構成する逆並列接続された主サイリスタのうち、負荷電流の流れる向きと一致する側の主サイリスタにだけ点弧信号を入力し、
また上記補助交流スイッチは，外部からの指令により瞬時にオフできる自己消弧機能と電流制限機能とを兼ね備えるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、停電発生時の切替動作時の出力電圧過渡変動を小さくすることができ、装置の性能と無停電電源装置としての信頼性の向上を達成でき、また、サイリスタ式交流スイッチを確実に消弧するための、強制転流回路を格段に小形化することができるため、装置の小形・低コスト化を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の要点は、停電時にサイリスタ式交流スイッチを遮断する方式として、簡単な転流回路を用いること、および交流出力に接続されたインバータをアクティブフィルタ動作させることにより、高速に遮断させることである。
【実施例１】
【００１１】
本発明の第１の実施例の回路構成を図１に示す。本回路構成では、商用電源１に無停電電源装置２の交流入力端子５が接続され、この交流入力端子５と交流出力端子６との間には、三相サイリスタ式交流スイッチ７を介して交流母線が接続されている。交流出力端子６には並列に双方向電力変換機能を有するインバータ３の交流側が接続され、インバータ３の直流側にはバッテリ４が接続されている。前記三相サイリスタスイッチ７は各相（線）毎に設けられたサイリスタ式交流スイッチ７ａ〜７ｃで構成され、各サイリスタスイッチ７ａ〜７ｃは各々逆並列接続されたサイリスタ７１と７２、７３と７４、７５と７６で構成されている。さらに、これらのサイリスタの中で、サイリスタ７２の消弧回路として、コンデンサ９１４、抵抗９１５および補助サイリスタ９１１からなる強制転流回路９ａが、サイリスタ７４の消弧回路として、コンデンサ９２４、抵抗９２５および補助サイリスタ９２１からなる強制転流回路９ｂが、サイリスタ７６の消弧回路として、コンデンサ９３４、抵抗９３５および補助サイリスタ９３１からなる強制転流回路９ｃが、各々接続されている。
【００１２】
このような回路構成において、商用電源１が停電した場合，Ｒ相においては強制転流回路９ａの補助サイリスタ９１１を点弧することで、コンデンサ９１４に蓄積していたエネルギーでコンデンサ９１４→抵抗９１５→補助サイリスタ９１１→サイリスタ７２→コンデンサ９１４の経路で転流電流を流し、サイリスタ７２に流れていた入力電流を相殺し、サイリスタ７２の電流を零にして消弧する。同様に、Ｓ相においては強制転流回路９ｂの補助サイリスタ９２１を、Ｔ相においては強制転流回路９ｃの補助サイリスタ９３１を点弧する事で、サイリスタ７４、７６も消弧させることができる。サイリスタ７２，７４，７６を確実に消弧させる事で、商用電源１から流入する電流は無くなり、三相電流の総和は零であるから、その結果として、サイリスタ７１、７３、７５も電流が零となり、消弧させることができる。
【実施例２】
【００１３】
次に本発明の第２の実施例について説明する。商用電源１のＲ相電圧が正、Ｓ相電圧が負、Ｔ相電圧が負の場合を例に図２を参照して説明する。請求項２の発明によれば、インバータ３のアクティブフィルタ動作により、商用電源１からの入力電流の力率はほぼ１となるように制御されているため、この時、各相の入力電流と電圧の極性はほぼ一致していることになる。このため、サイリスタ７１はＯＦＦ、７２はＯＮ，７３はＯＮ、７４はＯＦＦ、７５はＯＮ、７６はＯＦＦの状態にある。この状態で商用電源１が停電し、入力電圧が全て零になり、インバータ３がアクティブフィルタ動作から、停電時運転動作（バッテリからの電力により、負荷８に電力を給電するための動作）に切り替われば、導通状態にあったサイリスタ７２、７３、７５には、インバータ３の出力する負荷給電電圧により自然と逆バイアスがかかり、サイリスタ７２、７３，７５を瞬時に消弧させる事ができる。
【００１４】
ただし、この動作は、負荷８に流れる負荷電流が零又は装置の定格に対し十分に小さい時は、インバータ３のアクティブフィルタ動作の性能上、入力電流と入力電圧の極性を確実に一致させる事は非常に困難となる。そこで、この様な場合は、強制転流回路９を用いサイリスタ式交流スイッチ７ａ〜７ｃを確実に消弧させる必要がある。しかし、強制転流回路９が必要となる時は、負荷８の電流が零又は非常に小さい時に限られるため、強制転流回路９の大きさは、従来の方式に比べ、格段に小さくする事が可能となる。
【実施例３】
【００１５】
次に本発明の第3の実施例について説明する。商用電源１のＲ相電圧が正、Ｓ相電圧が負、Ｔ相電圧が負の場合を例に説明する。請求項３の発明によれば、インバータ３のアクティブフィルタ動作により、商用電源１からの入力電流の力率はほぼ１となる様に制御されている。このため、各相の入力電流と電圧の極性は一致しており、サイリスタ７１はＯＦＦ、７２はＯＮ，７３はＯＮ、７４はＯＦＦ、７５はＯＮ、７６はＯＦＦの状態にある。この状態で商用電源１が停電し、入力電圧が全て零になり、インバータ３がアクティブフィルタ動作から、停電時運転動作（バッテリからの電力により、負荷８に電力を給電するための動作）に切り替われば、導通状態にあった、サイリスタ７２、７３、７５には、インバータ３の出力する負荷給電電圧により自然と逆バイアスがかかり、サイリスタ７２、７３，７５を瞬時に消弧させる事ができる。
【００１６】
ただし、この動作は、負荷８の電流が零又は装置の定格に対し十分に小さい時は、インバータ３のアクティブフィルタ動作の性能上、入力電流と入力電圧の極性を確実に一致させる事は非常に困難となる。さらに、このような小さい電流領域で、その電流極性を検知し、サイリスタ７１又は７２、７３又は７４、７５又は７６の各々何れか一方だけのサイリスタに点弧信号を確実に与える判断も困難となる。そこで、負荷電流が設定した所定値未満の場合は、サイリスタ７１〜７６全てに点弧信号を与え、サイリスタ式交流スイッチ７ａ〜７ｃの確実な導通状態を確保し、その代わり、図１０又は図１に示すような強制転流回路９を用いサイリスタ式交流スイッチ７ａ〜７ｃを確実に消弧させる必要がある。しかし、強制転流回路９が必要となる時は、負荷８が零又は装置定格に対し十分小さい時に限られるため、強制転流回路９の大きさは、従来方式の場合に比べ、格段に小形化することが可能となる。
【実施例４】
【００１７】
次に本発明の第4の実施例について図３に基づいて説明する。商用電源１のＲ相電圧が正、Ｓ相電圧が負、Ｔ相電圧が負の場合を例に説明する。請求項４の発明によれば、インバータ３のアクティブフィルタ動作により、商用電源１からの入力電流の力率はほぼ１となる様に制御されている。このため、各相の入力電流と電圧の極性はほぼ一致しており、サイリスタ７１はＯＦＦ、７２はＯＮ，７３はＯＮ、７４はＯＦＦ、７５はＯＮ、７６はＯＦＦの状態にある。この状態で商用電源１が停電し、入力電圧が全て零になり、インバータ３がアクティブフィルタ動作から、停電時運転動作（バッテリからの電力により、負荷８に電力を給電するための動作）に切り替われば、導通状態にあったサイリスタ７２、７３、７５には、インバータ３の出力する負荷給電電圧により自然と逆バイアスがかかり、サイリスタ７２、７３，７５を瞬時に消弧させる事ができる。
【００１８】
ただし、この動作は、負荷８の電流が零又は装置の定格に対し十分に小さいときは、インバータ３のアクティブフィルタ動作の性能上、入力電流と入力電圧の極性を確実に一致させる事は非常に困難となる。さらに、このような小さい電流領域で、その電流極性を検知し、サイリスタ７１又は７２、７３又は７４、７５又は７６の各々何れか一方だけのサイリスタに点弧信号を確実に与える判断も困難となる。そこで、負荷電流が設定した所定値未満の場合は、自己消弧可能な補助交流スイッチ７７〜７９に点弧信号を与え、交流スイッチ７ａ〜７ｃの確実な導通状態を確保する。
また、停電発生時には、補助交流スイッチ７７〜７９は自己消弧可能であるため確実に消弧する事が出来る。ここで、補助交流スイッチ７７〜７９を用いるのは、負荷８の電流が零又は装置定格に対し十分小さい所定値以下の時に限られる。このため、補助交流スイッチ７７〜７９の大きさは、従来例の図１０に示した強制転流回路９の場合に比べ、格段に小形化することが可能となる。ここで、補助交流スイッチの具体例としては、図３に示す高速動作可能な機械接点式リレーや、図４(ａ)〜図４(ｃ)に示すダイオードとトランジスタ（ＩＧＢＴ）の組合せにより容易に実現できる。
【実施例５】
【００１９】
本発明の第５実施例の回路構成を図５に示す。回路では、商用電源１に無停電電源装置２の交流入力端子５が接続され、この交流入力端子５と交流出力端子６は、サイリスタ式交流スイッチ７（７ａ〜７ｃ）を介して交流母線が接続されている。交流出力端子６には並列にインバータ３の交流側が接続され、インバータ３の直流側にはバッテリ４が接続されている。前記サイリスタ式交流スイッチ７（７ａ〜７ｃ）は各々逆並列接続されたサイリスタ７１と７２（７ａ）、７３と７４（７ｂ）、７５と７６（７ｃ）で構成されている。さらに，サイリスタ交流スイッチ７（７ａ〜７ｃ）と並列に補助交流スイッチ１０（１０ａ〜１０ｃ）が接続されている。
このような、回路構成において、商用電源１が健全な状態の時は，インバータ３をアクティブフィルタ動作させ，商用電源１からの入力電流の力率を１となるように制御することで，各相の入力電流と電圧の極性を一致させている。また，逆並列接続したサイリスタ７１と７２（７ａ）、７３と７４（７ｂ）、７５と７６（７ｃ）への点弧信号は，その入力電圧の極性をもとに，入力電流の向きと一致する，サイリスタ側に与えている。
ここで，商用電源１のＲ相電圧が正、Ｓ相電圧が負、Ｔ相電圧も負の場合を例に説明すると（図６参照），サイリスタ７１はＯＦＦ、７２はＯＮ，７３はＯＮ、７４はＯＦＦ、７５はＯＮ、７６はＯＦＦの点弧状態にある。この状態で商用電源１が停電し、入力電圧が全て零になり、インバータ３がアクティブフィルタ動作から、停電時運転動作（バッテリからの電力により、負荷８に電力を給電するための動作）に切替われば、導通状態にあった、サイリスタ７２、７３、７５には、インバータ３の出力する負荷給電電圧により自然と逆バイアスがかかり、サイリスタ７２、７３，７５を瞬時に消弧させる事ができる。
また，サイリスタ７１，７４，７６には，点弧信号は与えられていないため，ＯＦＦ状態を維持している。この動作により，停電発生時には，瞬時にサイリスタ式交流スイッチの遮断が可能となり，商用電源１の停電による影響なく，負荷８への負荷給電電圧を安定に維持した状態での停電時運転動作への切換が可能となる。ただし、この各々片方のサイリスタにだけ点弧信号を与える動作は、商用電源１が健全な状態において，負荷８が零又は装置の定格に対し十分に小さいときは、インバータ３のアクティブフィルタ動作の性能上、入力電流を入力電圧の極性に確実に一致させる事は非常に困難であり，その極性が不一致になると，サイリスタ式交流スイッチ７全体が予期せずにＯＦＦ状態となり，交流出力電圧が不安定になってしまう。そのため，補助交流スイッチ１０を用い，負荷８が小さい時のサイリスタ式交流スイッチ７両端の導通を確保する。そのため，この補助交流スイッチ１０の電流定格は，サイリスタ式交流スイッチ７に比べ，数分の１程度の小容量とする事が出来る。
また，補助交流スイッチ１０は外部からの信号で瞬時に自己消弧出来る機能により，停電が発生した場合は，外部からの停電検出信号による瞬時の遮断を可能とする。しかし，ここで外部からの停電検出信号は，ノイズ等による誤動作を避けるためのフィルタ等により少なくとも数百μｓｅｃ〜数ｍｓｅｃ程度の遅れが一般的であるが，その遅れの間にサイリスタ式交流スイッチ７が先に遮断してしまうと，インバータ３による負荷給電電圧と停電した商用電源１の電圧差により，大電流が流れ込むことになるが，補助交流スイッチ１０に一定以上の電流が流れると瞬時遮断する機能を兼ね備えることで，スムーズな停電切換を可能とする。
ここで、補助交流スイッチ１０ａ〜１０ｃの具体例を図７と図８に示す。図７では，ダイオード１０１〜１０４のダイオード整流部とＩＧＢＴ１０９およびシャント抵抗１０７の短絡スイッチ部，さらに，ＩＧＢＴ１０９を駆動するための駆動回路１１２と一定以上の電流を判定するための過電流判定回路１１１の組合せとしている。このような回路構成を用いて，外部からの駆動指令により，駆動回路１１２を動作させ，ＩＧＢＴ１０９をオン・オフさせることで，瞬時に自己消弧可能な交流スイッチを実現している。さらに，シャント抵抗１０７により，ＩＧＢＴ１０９に流れる電流を検出し，過電流判定回路１１１により過電流を判定し、駆動回路１１２を停止させることで，一定以上の電流による瞬時遮断が可能となる。
図８では，ＩＧＢＴ１０９，１１０を逆直列に接続することで，外部からの駆動指令により，瞬時に自己消弧可能な交流スイッチを実現している。さらに，シャント抵抗１０７，１０８とダイオード１０５．１０６の組合せで，ＩＧＢＴ１０９，１１０に流れる電流を検出し，過電流判定を行い，一定値以上の電流による瞬時遮断が可能となる。
【実施例６】
【００２０】
第６の実施例は，実施例５における，補助交流スイッチの機能として，一定値以上の電流が流れた条件で，瞬時遮断する機能に代えて，電流制限機能を備えることであり，実施例としては，図７，８におけるシャント抵抗１０７，１０８の抵抗値を大きく設定し，電流制限機能を備えさせることにより，可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、三相の無停電電源装置について説明したが、単相の無停電電源装置のおいても適用可能である。また、停電時にバッテリからインバータに電力を供給する回路構成は充電器とインバータを別々の変換器で構成しても可能である。
また、電力貯蔵機能を備えた非常用電源装置や系統連系用インバータなどへの適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施例の回路構成図
【図２】第２、第３の実施例の説明図
【図３】第4の実施例の説明図
【図４】本発明の補助交流スイッチの具体例１
【図５】本発明の第５実施例の回路構成図
【図６】図５の動作説明図
【図７】本発明の補助交流スイッチの具体例２
【図８】本発明の補助交流スイッチの具体例３
【図９】入力切替動作式無停電電源装置の構成例
【図１０】従来例の強制転流回路構成
【図１１】従来例の停電切替動作説明図
【符号の説明】
【００２３】
１・・・商用電源        ２・・・無停電電源装置      ３・・・インバータ
４・・・バッテリ        ５・・・交流入力端子        ６・・・交流出力端子
７・・・三相サイリスタ式交流スイッチ  
７ａ〜７ｃ・・・サイリスタ式交流スイッチ        ７１〜７６・・・サイリスタ
７７〜７９、７００・・・補助スイッチ        
７０１〜７０６、１０５、１０６・・・ダイオード
７０７〜７０９、１０９、１１０・・・ＩＧＢＴ          ８・・・負荷
９・・・強制転流回路            ９ａ〜９ｃ・・・強制転流回路
９１１、９２１，９３１・・・補助サイリスタ
９１２、９２２、９３２・・・転流補助ダイオード
９１３，９２３，９３３・・・リアクトル
９１４，９２４，９３４・・・コンデンサ
９１５，９２５，９３５・・・抵抗          １０７、１０８・・・シャント抵抗
１０・・・三相補助交流スイッチ          １０ａ〜１０ｃ・・・補助交流スイッチ
１１２・・・駆動回路            １１１・・・過電流判定回路
【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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