(57)【要約】  本発明は、無停電電源供給設備１０を用いて無停電電源供給を制御する方法に関し、この設備１０は、交流電源と接続することができる第一の接続端子１０１と、交流消費部と接続することができる第二の接続端子１０２と、第一の接続端子と接続されている第一のスイッチ端子１１１、第二の接続端子と接続されている第二のスイッチ端子１１２、これらのスイッチ端子の間に接続されている第一のサイリスタ１１３、並びにこれらの接続端子の間に第一のサイリスタに対して逆並列に接続されている第二のサイリスタを備えたスイッチ１１と、エネルギー貯蔵器１２と、第二の接続端子及びエネルギー貯蔵器と接続されているインバータ１３とを有し、このスイッチを流れるスイッチ電流が検出され、第一の接続端子１０１に加わる第一の電位が検出され、第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下するとともに、スイッチ電流の絶対値が許容できない程度に上昇する第一の故障ケースでは、インバータを用いて、スイッチ電流がゼロに向けて駆動されるように、第二のスイッチ端子に加わる第二の電位が設定され、この第二の電位の設定後に、第二の電位の設定後に位置する所与の第一の検査時点までに、スイッチ電流の絶対値が検出されて、所与の閾値と比較され、この閾値を上回る場合に、第一の検査結果が陽性と査定され、それ以外の場合に陰性と査定され、この第一の検査結果が陽性の場合に、第二の電位が反転され、この第一の検査結果が陰性の場合に、第一の電位の設定以後に位置する所与の第二の検査時点にスイッチ電流が検出されて、ゼロと比較され、ゼロと異なる場合に、第二の検査結果が陽性と査定され、それ以外の場合に陰性と査定され、第二の検査結果が陽性の場合に、第二の電位が反転されることにより、スイッチ電流が検査される。
2019530399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無停電電源供給設備（１０）を用いて無停電電源供給を制御する方法において、この設備（１０）は、
交流電源と接続することができる第一の接続端子（１０１）と、
交流消費部と接続することができる第二の接続端子（１０２）と、
第一の接続端子（１０１）と接続されている第一のスイッチ端子（１１１）、第二の接続端子（１０２）と接続されている第二のスイッチ端子（１１２）、これらのスイッチ端子（１１１，１１２）の間に接続されている第一のサイリスタ（１１３）、並びにこれらの接続端子（１１１，１１２）の間に第一のサイリスタ（１１３）に対して逆並列に接続されている第二のサイリスタ（１１４）を備えたスイッチ（１１）と、
エネルギー貯蔵器（１２）と、
第二の接続端子（１０２）及びエネルギー貯蔵器（１２）と接続されているインバータ（１３）と、
を有し、
このスイッチ（１１）を流れるスイッチ電流が検出され、
第一の接続端子（１０１）に加わる第一の電位が検出され、
第一の電位の絶対値が低下して、その結果、第一の電位の瞬間値が所与の第一の許容規則に違反するとともに、スイッチ電流の絶対値が上昇して、その結果、スイッチ電流の瞬間値が所与の第二の許容規則に違反する第一の故障ケースでは、
インバータ（１３）を用いて、スイッチ電流がゼロに駆動されるように、第二のスイッチ端子（１０２）に加わる第二の電位が設定され、
この第二の電位の設定後に、
第二の電位の設定後に位置する所与の第一の検査時点までに、スイッチ電流の絶対値が検出されて、所与の閾値（ＳＷ２）と比較され、この閾値（ＳＷ２）を上回る場合に、第一の検査結果が陽性と査定され、それ以外の場合に陰性と査定され、
この第一の検査結果が陽性の場合に、第二の電位が反転され、
この第一の検査結果が陰性の場合に、第一の検査時点以後に位置する所与の第二の検査時点にスイッチ電流が検出されて、ゼロと比較され、ゼロと異なる場合に、第二の検査結果が陽性と査定され、それ以外の場合に陰性と査定され、
第二の検査結果が陽性の場合に、第二の電位が反転される、
ことにより、スイッチ電流が検査される。
方法。
【請求項２】
第一の故障ケースにおいて、第二の電位の設定は、以下の式
ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１≦ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２、
ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１＜ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２、
−ｖ２／ｖ１≧１
或いは
−ｖ２／ｖ１＞１
この場合、ｖ１は、第一の電位の瞬間値であり、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｉＳは、スイッチ電流の瞬間値である、
が成り立つように行なわれる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の反転は、以下の式、
ｖ２（ｔ２）＝−Ａ１・ｖ２（ｔ１）、ここで、Ａ１≧１及びｔ２＞ｔ１
この場合、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｔ２は、反転後に位置する時点であり、ｔ１は、反転前に位置する時点であり、Ａ１は、第一の比例係数である、
の通り行なわれる、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記の所与の第二の検査時点に関して、以下の式
ＰＺ２＝Ｔ３＋Ａ２・ｔｑ、ここで、Ａ２≧１
が、成立し、この場合、ＰＺ２は、第二の検査時点であり、Ｔ３は、第二の電位が設定されている時点であり、Ａ２は、第二の比例係数であり、ｔｑは、サイリスタ（１１３，１１４）の回復時間である請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記の反転後に、以下の式
ｖ２＝ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ０  ここで、ｖ０＞０
が、成立し、この場合、ｖ０は、所与の規準電位であり、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｉＳは、スイッチ電流の瞬間値である請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記の規準電位は、少なくとも時間的に、以下の式
ｖ０＝Ａ３・ＶＷＲ、ここで、０＜Ａ３≦１
が成立するように選択され、この場合、Ａ３は、第三の比例係数であり、ＶＷＲは、インバータ（１３）の定格電位である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記の規準電位は、少なくとも時間的に、以下の式
ｖ０＝ｖ（ｉＳ）
が成立するように選択され、この場合、ｖ（ｉＳ）は、スイッチ電流に依存する関数である請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記の関数は、以下の式
ｖ（ｉＳ）＝Ｌ・ｄ｜ｉＳ｜／ｄｔ
が成立するように選択され、この場合、Ｌは、交流電源及び第一の接続端子（１０１）と第二の接続端子（１０２）の間の本設備（１０）の部分のインダクタンスであり、ｄ｜ｉＳ｜／ｄｔは、スイッチ電流の絶対値の時間微分である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記の規準電位が、少なくとも時間的に、スイッチ電流により決まる規則によって確定される、
請求項５から８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
前記の反転後のスイッチ電流の絶対値がゼロに低下しているのかを監視し、
スイッチ電流の絶対値がゼロに低下している場合、次の式
ＴＷ＝Ａ４・ｔｑ、ここで、Ａ４≧１
ここで、ＴＷは、待ち時間であり、Ａ４は、第四の比例係数であり、ｔｑは、サイリスタ（１１３，１１４）の回復時間である、
が成り立つ待ち時間だけ待ち、
この待ち時間の経過後に、インバータ（１３）を用いて、第二の電位が無停電電源供給のために必要な程度に設定される、及び／又はインバータを用いて、無停電電源供給のために必要な有効電力及び／又は無停電電源供給のために必要な無効電力が生成されるか、或いはその両方である、
請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
第一の電位の絶対値が低下し、その結果、所定の第一の許容規則に違反するとともに、スイッチ電流の絶対値が低下する第二の故障ケース及び／又は第一の電位の絶対値が上昇し、その結果、第一の電位の瞬間値が所与の第三の許容規則に違反しなくなったり、第一の電位の絶対値が低下して、その結果、第一の電位の瞬間値が所与の第一の許容規則に違反しなくなる揺動ケースにおいて、インバータ（１３）を用いて、
第二の電位が、無停電電源供給のために必要な程度に設定される、及び／又は
無停電電源供給のために必要な有効電力及び／又は無停電電源供給のために必要な無効電力が生成される、
請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
第二の電位が検出されて、
インバータ（１３）が、この第二の電位を用いて、及び／又はこの第二の電位に応じて制御される、
請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
無停電電源供給設備（１０）であって、
交流電源と接続することができる第一の接続端子（１０１）と、
交流消費部と接続することができる第二の接続端子（１０２）と、
第一の接続端子（１０１）と接続されている第一のスイッチ端子（１１１）、第二の接続端子（１０２）と接続されている第二のスイッチ端子（１１２）、これらのスイッチ端子（１１１，１１２）の間に接続されている第一のサイリスタ（１１３）、並びにこれらの接続端子（１１１，１１２）の間に第一のサイリスタ（１１３）に対して逆並列に接続されてい第二のサイリスタ（１１４）を備えたスイッチ（１１）と、
エネルギー貯蔵器（１２）と、
第二の接続端子（１０２）及びエネルギー貯蔵器（１２）と接続されているインバータ（１３）と、
このスイッチ（１１）を流れるスイッチ電流を検出することができる電流センサー（１４）と、
第一の接続端子（１０１）に加わる第一の電位を検出することができる第一の電圧センサー（１５）と、
これらのスイッチ（１１）、インバータ（１３）及びセンサー（１４，１５）に繋がれている制御機器（１６）と、
を有する無停電電源供給設備において、
この制御機器（１６）は、
スイッチ電流と第一の電位を評価することができ、
第一の電位の絶対値が低下し、その結果、第一の電位の瞬間値が所与の第一の許容規則に違反するとともに、スイッチ電流の絶対値が上昇し、その結果、スイッチ電流の瞬間値が所与の第二の許容規則に違反する第一の故障ケースを検知することができ、このケースにおいて、
インバータが、第二のスイッチ端子に印加されて、スイッチ電流をゼロに駆動する第二の電位を生成するように、制御機器（１６）がインバータ（１３）を駆動し、
この第二の電位の設定後に、
制御機器（１６）が第二の電位の設定後に位置する所与の第一の検査時点までに、スイッチ電流の絶対値を所与の閾値（ＳＷ２）と比較して、この閾値（ＳＷ２）を上回る場合に、第一の検査結果を陽性と査定し、それ以外の場合に陰性と査定し、
この第一の検査結果が陽性の場合に、第二の電位を反転し、
この第一の検査結果が陰性の場合に、第一の電位の設定以後に位置する所与の第二の検査時点においてスイッチ電流をゼロと比較して、ゼロと異なる場合に、第二の検査結果を陽性と査定し、それ以外の場合に陰性と査定し、
第二の検査結果が陽性の場合に、第二の電位を反転する、
ことにより、スイッチ電流を検査する、
ように構成されている設備。
【請求項１４】
制御機器（１６）は、
第一の故障ケースにおいて、第二の電位に関して、以下の式
ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１≦ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２、
ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１＜ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２、
−ｖ２／ｖ１≧１
或いは
−ｖ２／ｖ１＞１
この場合、ｖ１は、第一の電位の瞬間値であり、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｉＳは、スイッチ電流の瞬間値である、ことが成立するように、インバータ（１３）を駆動するように構成されている、
請求項１３に記載の設備（１０）。
【請求項１５】
第一の接続端子（１０１）と第一のスイッチ端子（１１１）の間又は第二のスイッチ端子（１１２）と第二の接続端子（１０２）の間に接続されているコイル（１８）と、
第一の接続端子（１０１）と地気の間、第一のスイッチ端子（１１１）と地気の間、第二のスイッチ端子（１１２）と地気の間、或いは第二の接続端子（１０２）と地気の間に接続されているコンデンサ（１９）と、
インバータ（１３）と第二のスイッチ端子（１１２）の間又はインバータ（１３）と第二の接続端子（１０２）の間に接続されている変圧器（２０）と、
の中の一つ以上を有する、
請求項１３又は１４に記載の設備（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源供給を制御する方法と無停電電源供給設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイリスタは、周知の通り、パワーエレクトロニクスにおいて大電流及び高電圧を切り換えるために設計された電力半導体である。一般的に、サイリスタと関連して、以下の用語が用いられる。
主電圧：アノードとカソードの間の電圧；
主電流：カソードを流れる電流；
制御電圧：ゲートとカソードの間の電圧、ゲートがカソードと比べて高い電位を有する場合、正である；
制御電流：ゲートを流れる電流；
点弧電流：ゲートに流れ込む制御電流であって、その時の制御電流は正である；
消弧電流：ゲートから流れ出る制御電流であって、その時の制御電流は負である；
順方向：アノードからカソードの方向；
順電圧：順方向に電極を接続した場合の主電圧であって、その時の主電圧は正である；
順電流：順方向に流れる主電流であって、その時の主電流は正である；
逆方向：カソードからアノードの方向；
逆電圧：逆方向に電極を接続した場合の主電圧であって、その時の主電圧は負である；
逆電流：逆方向に流れる主電流であって、その時の主電流は負である；
非導通状態と導通状態：順電流が流れている場合にサイリスタが取り得る二つの安定した動作状態；
ラッチング電流、保持電流及び回復時間：各サイリスタの特徴的なパラメータであり、大抵データシートに記載されている。
【０００３】
サイリスタは、周知の通り、順電流がラッチング電流を上回るまで、順電圧を加え、少なくとも短い時間の間、典型的には、約１０μｓの間、正の制御電圧を加えて、点弧電流を生成することによって、導通状態に移行させることができ、それは点弧又はスイッチオンとも呼ばれる。ここで、サイリスタは、制御電流が消失するか、或いはそれどころか転極された場合でも導通状態に留まるが、順電流が保持電流を下回らず、順電圧が加えられている場合にのみ導通状態に留まる。しかし、主電圧が転極され、その結果、順電圧から逆電圧になるか、或いは順電流が保持電流を下回ると、サイリスタは、非導通状態に移行し、それは、消弧、スイッチオフ、或いは転流とも呼ばれる。
【０００４】
自然に転流するサイリスタとも呼ばれる標準的なサイリスタは、周知の通り、上述した手法でのみ消弧させることができるが、ＧＴＯサイリスタは、更に、消弧電流を生成することによっても消弧させることができる。そのため、標準的なサイリスタは、通常主電流が最も近いゼロ交差点に到達した場合に最も早く消弧される一方、ＧＴＯサイリスタは、任意の時点で消弧させることができる。標準的なサイリスタは、現在、例えば、２．２ｋＡまでの電流及びそれ以上の電流と、７ｋＶまでの電圧とそれ以上の電圧に対して設計される一方、ＧＴＯサイリスタは、現在、それよりも低い電流及び電圧に対してしか設計することができず、より高価である。
【０００５】
特許文献１は、入力エネルギー源に繋がる入力と、臨界負荷に繋がる出力とを有する無停電電源供給設備を記載している。その周知の設備は、更に、二つの逆並列に接続された標準的なサイリスタを備え、入力と入力バスの間に接続された電源供給分離スイッチ、バッテリバス、バッテリバスと出力の間に接続されたインバータ及びインバータ制御部を有する。入力電圧を遮断する場合、インバータは、入力バスに対して、無停電電源供給のために必要な補償電圧を生成し、その補償電圧は、サイリスタを流れる電流をゼロに向けて駆動するため、低下する入力電圧と組み合わされて、電源供給分離スイッチのサイリスタを自動的に転流させるように作用する。そのインバータ制御部は、入力電圧の絶対値の上昇を引き起こす入力エネルギー源の故障を確認した場合に、インバータが、入力バスに対して、入力電圧と同じ極性を有し、入力電圧よりも大きな絶対値を有する電圧を生成して、それによって、電源供給分離スイッチのサイリスタを転流させるように、インバータを制御する。
【０００６】
特許文献２は、無停電電源供給設備とその設備の制御方法を記載している。その設備は、負荷に電源供給するための交流電源、直流電源、直流電源と負荷の間に接続されたインバータ、二つの逆並列に接続されたサイリスタを備え、交流電源と負荷又はインバータの間に接続された交流スイッチ、交流スイッチを流れる電流のための電流センサー及び制御機器を有する。周知の手法により、交流電源の供給電圧の故障時に、交流スイッチが開かれて、インバータを用いて、負荷に供給する出力電圧を生成している。そのために、制御機器は、同期正弦電圧、高圧同期正弦電圧及び低圧同期正弦電圧を生成して、基準電圧として、インバータに供給することができる。その同期正弦電圧は、交流電源と同期している。高圧同期正弦電圧は、同期正弦電圧と比べて、同じ位相とより大きな振幅を有する。低圧同期正弦電圧は、同期正弦電圧と比べて、同じ位相とより小さな振幅を有する。制御機器は、その機器が交流電源の故障を検出しない場合、基準電圧として、同期正弦電圧をインバータに供給し、それに応じて、インバータは、交流電源の電圧と比べて、同じ位相と同じ振幅を有するように、出力電圧を設定する。制御機器は、その機器が交流電源の故障を検出した場合に電流センサーが正の電流を検出すると、基準電圧として、高圧同期正弦電圧をインバータに供給し、それに応じて、インバータは、交流電源の電圧と比べて、同じ位相とより大きな振幅を有するように、出力電圧を設定する。制御機器は、その機器が交流電源の故障を検出した場合に電流センサーが負の電流を検出すると、基準電圧として、低圧同期正弦電圧をインバータに供給し、それに応じて、インバータは、交流電源の電圧と比べて、同じ位相とより小さな振幅を有するように、出力電圧を設定する。制御機器は、その機器が交流電源の故障を検出した場合に電流センサーがゼロに等しい電流を検出すると、基準電圧として、同期正弦電圧をインバータに供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第１１６０９６５号明細書
【特許文献２】欧州特許第１２７６２０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上の背景技術に鑑みて、本発明は、独立請求項の対象を提案する。本発明の有利な実施構成は、従属請求項に記載されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下において、「ＡがＢに繋がれている」との形式の記述は、「ＡがＢと接続されている」との形式の記述に相当し、「ＡがＢと接続されている」との形式の記述は、「ＡがＢと直接的に通電接続さている」及び「ＡがＢと間接的に、即ち、Ｃを介して通電接続さている」との意味を包含し、「ＡがＢに繋がれている」との形式の記述は、「ＡがＢと直接的に通電接続さている」との意味を有する。
【００１０】
本発明は、第一の観点において、無停電電源供給設備を用いて無停電電源供給を制御する方法を提案し、この設備は、
交流電源と接続することができる第一の接続端子と、
交流消費部と接続することができる第二の接続端子と、
第一の接続端子と接続されている第一のスイッチ端子、第二の接続端子と接続されている第二のスイッチ端子、これらのスイッチ端子の間に接続されている第一のサイリスタ、並びにこれらの接続端子の間に第一のサイリスタに対して逆並列に接続されている第二のサイリスタを備えたスイッチと、
エネルギー貯蔵器と、
第二の接続端子及びエネルギー貯蔵器と接続されているインバータと、
を有し、
このスイッチを流れるスイッチ電流が検出され、
第一の接続端子に加わる第一の電位が検出され、
第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下するとともに、スイッチ電流の絶対値が許容できない程度に上昇する第一の故障ケースでは、
インバータを用いて、スイッチ電流がゼロに向けて駆動されるように、第二のスイッチ端子に加わる第二の電位が設定され、
第二の電位の設定後に、
第二の電位の設定後に位置する所与の第一の検査時点までに、スイッチ電流の絶対値が検出されて、所与の閾値と比較され、この閾値を上回る場合に、第一の検査結果が陽性と査定され、それ以外の場合に陰性と査定され、
この第一の検査結果が陽性の場合に、第二の電位が反転され、
この第一の検査結果が陰性の場合に、第一の電位の設定以後に位置する所与の第二の検査時点にスイッチ電流が検出されて、ゼロと比較され、ゼロと異なる場合に、第二の検査結果が陽性と査定され、それ以外の場合に陰性と査定され、
第二の検査結果が陽性の場合に、第二の電位が反転される、
ことにより、スイッチ電流が検査される。
【００１１】
本発明は、第二の観点において、無停電電源供給設備を提案し、この設備は、
交流電源と接続することができる第一の接続端子と、
交流消費部と接続することができる第二の接続端子と、
第一の接続端子と接続されている第一のスイッチ端子、第二の接続端子と接続されている第二のスイッチ端子、これらのスイッチ端子の間に接続されている第一のサイリスタ、並びにこれらの接続端子の間に第一のサイリスタに対して逆並列に接続されてい第二のサイリスタを備えたスイッチと、
エネルギー貯蔵器と、
第二の接続端子及びエネルギー貯蔵器と接続されているインバータと、
このスイッチを流れるスイッチ電流を検出することができる電流センサーと、
第一の接続端子に加わる第一の電位を検出することができる第一の電圧センサーと、
これらのスイッチ、インバータ及びセンサーに繋がれている制御機器と、
を有し、この制御機器は、
スイッチ電流と第一の電位を評価することができ、
第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下し、スイッチ電流の絶対値が許容できない程度に上昇する第一の故障ケースを検知することができ、このケースにおいて、インバータが、第二のスイッチ端子に印加されて、スイッチ電流をゼロに向けて駆動する第二の電位を生成するように、インバータを駆動し、
第二の電位の設定後に、
第二の電位の設定後に位置する所与の第一の検査時点までに、スイッチ電流の絶対値を所与の閾値と比較して、この閾値を上回る場合に、第一の検査結果を陽性と査定し、それ以外の場合に陰性と査定し、
この第一の検査結果が陽性の場合に、第二の電位を反転し、
この第一の検査結果が陰性の場合に、第一の電位の設定以後に位置する所与の第二の検査時点においてスイッチ電流をゼロと比較して、ゼロと異なる場合に、第二の検査結果を陽性と査定し、それ以外の場合に陰性と査定し、
第二の検査結果が陽性の場合に、第二の電位を反転する、
ことにより、スイッチ電流を検査する、
ように構成されている。
【００１２】
本発明は、スイッチ電流がゼロに向けて駆動されて、その絶対値がゼロに向けて低下するように、第二の電位が選定されるので、サイリスタが標準的なサイリスタである場合に、サイリスタの速い消弧、スイッチオフ又は転流を可能にし、そのため、スイッチ自体の速い開放を可能にする。その絶対値が、所望通り、第二の電位の印加後に既にゼロに向けて低下していない場合に、印加される第二の電位が反転され、それは、遅くともそれによりスイッチ電流をゼロに向けて駆動するように作用する。そのため、それに続いて、無停電電源供給を出来る限り速く開始することができる。スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下しない上記の場合は、例えば、スイッチ電流の符号が長い待ち時間又は測定時の不正確さのために誤って決定されるか、或いは予期しない形で切り換えられた場合に起こり得る。
【００１３】
本発明の意味において、例えば、第一の電位の絶対値の低下などの一つの変量の低下は、その変量の瞬間値が所与の許容規則に違反する場合に「許容できない程度」であるとされ、それ以外の場合に「許容できる程度」であるとされる。この許容規則は、例えば、瞬間値が所与の閾値を上回らなければならない、及び／又は瞬間値の時間微分が所与の閾値を上回らなければならないと規定することができる。本発明の意味において、例えば、スイッチ電流の絶対値の上昇などの一つの変量の上昇は、その変量の瞬間値が所与の許容規則に違反する場合に「許容できない程度」であるとされ、それ以外の場合に「許容できる程度」であるとされる。この許容規則は、例えば、瞬間値が所与の閾値を下回らなければならない、及び／又は瞬間値の時間微分が所与の閾値を下回らなければならないと規定することができる。各閾値は、必要に応じて、一定又は可変であるとすることができる。
【００１４】
本発明の意味において、第二の電位の設定後のスイッチ電流の検査は、所与の閾値とのスイッチ電流の比較及び／又はスイッチ電流がゼロと異なるのかとの所与の検査時点での検査を含む。そのため、第二の電位の設定後の任意の時点で閾値を上回る場合及び／又は第二の電位の設定後の検査時点でスイッチ電流がゼロと異なる場合に、この検査が陽性と査定される。
【００１５】
以下において、第一の接続端子から第二の接続端子の方向を「設備の順方向」と称し、第二の接続端子から第一の接続端子の方向を「設備の逆方向」と称する。
【００１６】
ここで提案する方法の設備及びここで提案する設備は、必要に応じて、任意の形式及び手法で構成することができ、例えば、追加のスイッチを備えないか、少なくとも一つの追加のスイッチを備えることと、追加のエネルギー貯蔵器を備えないか、少なくとも一つの追加のエネルギー貯蔵器を備えることと、追加のエネルギー貯蔵器を備えないか、少なくとも一つの追加のエネルギー貯蔵器を備えることと、追加のインバータを備えないか、少なくとも一つの追加のインバータを備えることと、追加の電流センサーを備えないか、少なくとも一つの追加の電流センサーを備えることと、追加の電圧センサーを備えないか、少なくとも一つの追加の電圧センサーを備えることと、追加の制御機器を備えないか、少なくとも一つの追加の制御機器を備えることとの中の一つ以上であるとすることができる。
【００１７】
各スイッチは、必要に応じて、任意の形式及び手法で構成することができ、例えば、追加のサイリスタを備えないか、少なくとも一つの追加のサイリスタを備えることができる。
【００１８】
これらのサイリスタは、例えば、第一のサイリスタの順方向が第一の接続端子から第二の接続端子の方向又は第一のスイッチ端子から第二のスイッチ端子の方向を指し示し、第二のサイリスタの順方向が第二の接続端子から第一の接続端子の方向又は第二のスイッチ端子から第一のスイッチ端子の方向を指し示すように切り換えられる。
【００１９】
各サイリスタは、必要に応じて、任意の形式及び手法で、例えば、標準的なサイリスタとして、或いはＧＴＯサイリスタ又は光点弧サイリスタとして構成することができる。
【００２０】
各エネルギー貯蔵器は、必要に応じて、任意の形式及び手法で構成することができ、例えば、少なくとも一つの蓄電器及び／又は少なくとも一つのコンデンサを備えることができる。
【００２１】
交流電源は、例えば、交流電力網である。交流消費部は、例えば、交流電力網、或いは半導体、半導体製品、ガラス、ガラス製品、プラスチック又はプラスチック製品を製造する工場である。
【００２２】
第一の故障ケースにおいて、第二の電位の設定は、以下の式
ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１≦ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２、特に、ｖ１＜ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２
又は
−ｖ２／ｖ１≧１、特に、−ｖ２／ｖ１＞１
が成り立つように行なわれることと、
制御機器は、第一の故障ケースにおいて、第二の電位に関して、以下の式
ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１≦ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２、特に、ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１＜ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２
又は
−ｖ２／ｖ１≧１、特に、−ｖ２／ｖ１＞１
が成り立つようにインバータを駆動するように構成されることと、
の中の一つ以上であると規定することができ、
この場合、ｖ１は、第一の電位の瞬間値であり、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｉＳは、スイッチ電流の瞬間値である。
【００２３】
この反転は、以下の式、
ｖ２（ｔ２）＝−Ａ１・ｖ２（ｔ１）、ここで、Ａ１≧１及びｔ２＞ｔ１
この場合、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｔ２は、反転後に位置する時点であり、ｔ１は、反転前に位置する時点であり、Ａ１は、第一の比例係数である、
の通り行なわれると規定することができる。
【００２４】
有利には、Ａ１は１．０５以上、１．１以上、１．１５以上、１．２以上、１．２５以上、１．３以上又は１．３５以上である。
【００２５】
スイッチ電流に関する所与の閾値は、有利には、本設備の定格電流の１．５〜２倍の範囲内に有る。しかし、この値は、構成部品に応じて、例えば、本設備の定格電流の約１倍、３倍又は４倍などのそれ以外の値であるとすることもできる。
【００２６】
所与の第二の検査時点に関して、以下の式
ＰＺ２＝Ｔ３＋Ａ２・ｔｑ、ここで、Ａ２≧１
この場合、ＰＺ２は、第二の検査時点であり、Ｔ３は、第二の電位が設定されている時点であり、Ａ２は、第二の比例係数であり、ｔｑは、サイリスタの回復時間である、
が成り立つ。
【００２７】
有利には、Ａ２は１．０５以上、１．１以上、１．１５以上、１．２以上、１．２５以上、１．３以上、１．３５以上、２以上、３以上、４以上又は５以上である。
【００２８】
反転後に、以下の式
ｖ２＝ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ０、ここで、ｖ０＞０
この場合、ｖ０は、所与の規準電位であり、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｉＳは、スイッチ電流の瞬間値である、
が成り立つ。
【００２９】
この規準電位は、例えば、一定、可変又は時間的に可変である。この規準電位は、有利には、スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下するように選定される。
【００３０】
この規準電位は、少なくとも時間的に、以下の式
ｖ０＝Ａ３・ＶＷＲ、ここで、０＜Ａ３≦１
が成り立つように選定される、及び／又は
この制御機器は、少なくとも時間的に、以下の式
ｖ０＝Ａ３・ＶＷＲ、ここで、０＜Ａ３≦１
が成り立つように、この規準電位を選定するように構成される、
と規定することができ、
この場合、Ａ３は、第三の比例係数であり、ＶＷＲは、インバータの定格電位である。
【００３１】
この第三の比例係数は、例えば、一定、可変又は時間的に可変であるか、或いは時間と共に単調に低下する。
【００３２】
有利には、Ａ３は０．９５以下、０．９以下、０．８５以下、０．８以下、０．７５以下、０．７以下、０．６５以下、０．６以下又は０．５５以下である。
【００３３】
この規準電位は、少なくとも時間的に、以下の式
ｖ０＝ｖ（ｉＳ）
が成り立つように選定される、及び／又は
この制御機器は、少なくとも時間的に、以下の式
ｖ０＝ｖ（ｉＳ）
が成り立つように、この規準電位を選定するように構成される、
と規定することができ、
この場合、ｖ（ｉＳ）は、スイッチ電流に依存する関数である。
【００３４】
この関数は、以下の式
ｖ（ｉＳ）＝Ｌ・ｄ｜ｉＳ｜／ｄｔ
が成り立つように選定される、及び／又は
この制御機器は、
ｖ（ｉＳ）＝Ｌ・ｄ｜ｉＳ｜／ｄｔ
が成り立つように、この関数を選定するように構成される、
と規定することができ、
この場合、Ｌは、交流電源及び第一の接続端子と第二の接続端子の間の本設備の部分のインダクタンスであり、ｄ｜ｉＳ｜／ｄｔは、スイッチ電流の絶対値の時間微分である。
【００３５】
この規準電位は、少なくとも時間的に、スイッチ電流により決まる規則によって確定される、及び／又は
この制御機器は、少なくとも時間的に、スイッチ電流により決まる規則によって、この規準電位を確定できるように構成される、
と規定することができる。
【００３６】
反転後のスイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下しているのかを監視し、
スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下すると、次の式
ＴＷ＝Ａ４・ｔｑ、ここで、Ａ４≧１
この場合、ＴＷは、待ち時間であり、Ａ４は、第四の比例係数であり、ｔｑは、サイリスタの回復時間である、
が成り立つ待ち時間だけ待ち、
この待ち時間の経過後に、インバータを用いて、無停電電源供給のために必要な程度に第二の電位が設定される、及び／又は、インバータを用いて、無停電電源供給のために必要な有効電力及び／又は無停電電源供給のために必要な無効電力が生成される、
と規定することができる。
【００３７】
制御機器は、
反転後のスイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下しているのかを監視及び／又は検知することができ、
スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下していると、次の式
ＴＷ＝Ａ４・ｔｑ、ここで、Ａ４≧１
この場合、ＴＷは、待ち時間であり、Ａ４は、第四の比例係数であり、ｔｑは、サイリスタの回復時間である、
が成り立つ待ち時間だけ待ち、
この待ち時間の経過後に、無停電電源供給のために必要な程度に第二の電位を設定する、及び／又は、無停電電源供給のために必要な有効電力及び／又は無停電電源供給のために必要な無効電力を生成するように、インバータを駆動する、
ように構成されると規定することができる。
【００３８】
この待ちは、消弧されたばかりのサイリスタの再点弧を防止する。
【００３９】
有利には、Ａ４は１．０５以上、１．１以上、１．１５以上、１．２以上、１．３以上、１．４以上、１．６以上、１．８以上、２以上、２．５以上又は３以上である。
【００４０】
第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下するとともに、スイッチ電流の絶対値が低下する第二の故障ケース及び／又は第一の電位の絶対値が許容できる程度に上昇したり、許容できる程度に低下する揺動ケースにおいて、インバータを用いて、
無停電電源供給のために必要な程度に第二の電位が設定される、及び／又は
無停電電源供給のために必要な有効電力及び／又は無停電電源供給のために必要な無効電力が生成される、
と規定することができる。
【００４１】
制御機器は、
第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下するとともに、スイッチ電流の絶対値が低下する第二の故障ケースを検知することができ、及び／又は第一の電位の絶対値が許容できる程度に上昇したり、許容できる程度に低下する揺動ケースを検知することができ、これらのケースの各々において、
無停電電源供給のために必要な程度に第二の電位を設定する、及び／又は
無停電電源供給のために必要な有効電力及び／又は無停電電源供給のために必要な無効電力を生成する、
ように、インバータを駆動する、
ように構成されると規定することができる。
【００４２】
第一の故障ケース及び／又は第二の故障ケースにおいて、点弧電流がサイリスタに供給されない、及び／又は
制御機器は、第一の故障ケース及び／又は第二の故障ケースにおいて、点弧電流をサイリスタに供給しないように構成される、
と規定することができる。
【００４３】
第二の電位が検出され、
インバータが、この第二の電位を用いて、及び／又はこの第二の電位に応じて、目標制御及び／又は従属制御される、
と規定することができる。
【００４４】
本設備が、第二の電位を検出することができ、制御機器に繋がっている第二の電圧センサーを有し、
この制御機器は、第二の電位を用いて、及び／又は第二の電位に応じて、インバータを目標制御及び／又は従属制御するように構成されている、
と規定することができる。
【００４５】
インバータが両方向形態に構成されるか、或いは
整流器が、インバータと並列に接続されている、特に、制御機器に繋がれている、
と規定することができる。
【００４６】
そのようなインバータ又はこの整流器を用いて、エネルギー貯蔵器を充電することができる。
【００４７】
本設備が、
第一の接続端子と第一のスイッチ端子の間又は第二のスイッチ端子と第二の接続端子の間に接続されている少なくとも一つのコイルと、
第一の接続端子と地気の間、第一のスイッチ端子と地気の間、第二のスイッチ端子と地気の間或いは第二の接続端子と地気の間に接続されている少なくとも一つのコンデンサと、
インバータと第二のスイッチ端子の間又はインバータと第二の接続端子の間に接続されている少なくとも一つの変圧器と、
の中の一つ以上を有すると規定することができる。
【００４８】
有利には、このコイルのリアクタンス及び／又はインピーダンスは、交流電源の最大限可能なリアクタンス及び／又はインピーダンスに一致するように選定される。
【００４９】
ここで提案する設備の各々は、
ここで提案する方法の中の一つを実施する、及び／又は実施できる、及び／又は
ここで提案する方法の中の一つの設備を形成する、
ように構成される、及び／又は、そのような役割を果たす、及び／又は、それに適している、
と規定することができる。
【００５０】
ここで提案する設備の各々を用いて、例えば、ここで提案する方法の中の一つを実施することができる。
【００５１】
本発明の観点の中の一つ、特に、その観点の個々の特徴に関する実施形態及び説明は、同様に本発明のそれ以外の観点に対しても相応に有効である。
【００５２】
以下において、例えば、添付図面に基づき、本発明の実施構成を詳しく説明する。しかし、それから判明する個々の特徴は、個々の実施構成に限定されるのではなく、上述した別の個々の特徴及び／又はそれ以外の実施構成の個々の特徴と関連付ける、及び／又は組み合わせることができる。図面における細部は、単に説明するためのものであり、制限するためのものであると解釈してはならない。請求項に含まれる符号は、本発明の保護範囲を決して制限するものではなく、単に図面に図示された実施構成を参照するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】無停電電源供給設備の第一の実施構成の模式図
【図２】本設備の第二の実施構成の模式図
【図３ａ】無停電電源供給制御方法の有利な実施構成により本設備が制御される場合の図２の設備における電位の時間推移グラフ
【図３ｂ】電流が電位に追従する場合の図３ａと同期する、本設備のスイッチを流れる電流の時間推移グラフ
【図３ｃ】電流がより小さい程度で電位に追従する場合の図３ａと同期する電流の時間推移グラフ
【図４ａ】本方法の有利な実施構成により本設備が制御される場合の図２の設備における電位の第一の時間推移グラフ
【図４ｂ】図４ａと同期する電流の時間推移グラフ
【図５ａ】本方法の有利な実施構成により本設備が制御される場合の図２の設備における電位の第二の時間推移グラフ
【図５ｂ】図５ａと同期する電流の時間推移グラフ
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１には、無停電電源供給用電気設備１０の第一の実施構成が模式的に図示されている。この設備１０は、（図示されていない）交流電源と接続されている第一の接続端子１０１と、（図示されていない）交流消費部又は負荷と接続されている第二の接続端子１０２とを有する。この設備１０は、第一及び第二のスイッチ端子１１１，１１２と第一及び第二のサイリスタ１１３，１１４を備えたスイッチ１１と、エネルギー貯蔵器１２と、定格電位を有するインバータ１３と、電流センサー１４と、第一の電圧センサー１５と、これらのスイッチ１１、インバータ１３及びセンサー１４，１５に繋がれている制御機器１６とを有する。
【００５５】
第一のスイッチ端子１１１が第一の接続端子１０１に繋がれ、第二のスイッチ端子１２が第二の接続端子１０２に繋がれている。第一のサイリスタ１１３は、スイッチ端子１１１，１１２の間に接続され、第二のサイリスタ１１４は、スイッチ端子１１１、１１２の間に第一のサイリスタ１１３に対して逆並列に接続されている。
【００５６】
インバータ１３の交流電圧出力は、第二の接続端子１０２及び第二のスイッチ端子１１２に繋がれ、その直流電圧入力は、エネルギー貯蔵器１２に繋がれている。そのため、インバータは、第二の接続端子１０２とエネルギー貯蔵器１２の間に接続され、同様に第二のスイッチ端子１１２とエネルギー貯蔵器１２の間に接続されている。
【００５７】
電流センサー１４は、例えば、第二のスイッチ端子１１２に繋がれており、そのため、スイッチ１１を流れる、スイッチ電流とも呼ばれる電流を検出することができる。しかし、電流センサーは、第一のスイッチ端子１１１に繋ぐこともできる。スイッチ電流は、その電流が第一のスイッチ端子１１１から第二のスイッチ端子１１２に、即ち、設備の順方向に流れる場合に正である。
【００５８】
第一の電圧センサー１５は、第一の接続端子１０１に繋がれており、そのため、第一の接続端子１０１に加わる、第一の電位とも呼ばれる電位を検出することができる。
【００５９】
この実施構成では、サイリスタ１１３，１１４は、例えば、ＧＴＯサイリスタではなく、標準的なサイリスタとして構成され、第一のサイリスタ１１３の順方向が第一のスイッチ端子１１１から第二のスイッチ端子１１２の方向を指し示し、そのため、第一の接続端子１０１から第二の接続端子１０２の方向を指し示すとともに、第二のサイリスタ１１４の順方向が第二のスイッチ端子１１２から第一のスイッチ端子１１１の方向を指し示し、そのため、第二の接続端子１０２から第一の接続端子１０１の方向を指し示すように接続されている。
【００６０】
この実施構成では、制御機器１６は、第一の実施構成に基づき構成されている、詳しくは、この制御機器は、
スイッチ電流及び第一の電位を評価することができ、
第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下するとともに、スイッチ電流が許容できない程度に上昇する第一の故障ケースを検知することができ、このケースにおいて、
インバータが、第二のスイッチ端子１１２に、そのため、第二の接続端子１０２にも印加されて、スイッチ電流をゼロに向けて駆動する第二の電位を生成するように、インバータ１３を駆動し、
第二の電位の設定後に、
第二の電位の設定後に位置する所与の第一の検査時点までに、スイッチ電流の絶対値を所与の閾値と比較して、この閾値を上回る場合に、第一の検査結果が陽性と査定し、それ以外の場合に陰性と査定し、
この第一の検査結果が陽性の場合に、第二の電位を反転し、
この第一の検査結果が陰性の場合に、第一の電位の設定以後に位置する所与の第二の検査時点においてスイッチ電流をゼロと比較し、ゼロと異なる場合に、第二の検査結果を陽性と査定し、それ以外の場合に陰性と査定し、
第二の検査結果が陽性の場合に、第二の電位を反転する、
ことにより、スイッチ電流を検査する、
ように構成されている。
【００６１】
第一の故障ケースは、交流電源から供給される供給電圧が少なくとも短い時間の間停止するか、或いはそれどころか故障することを意味し、例えば、スイッチ１１において、スイッチ電流が第一の電位に追従する場合に起こり得る。その理由は、例えば、第二のサイリスタ１１４が負のスイッチ電流、即ち、逆方向に流れるスイッチ電流を案内し、第一の接続端子１０１において、第一の電位が位相シフトのために既に正であり、この状況において、供給電圧が停止した場合、第二の接続端子１０２に対する無停電電源供給のために必要な正の第二の電位を生成するインバータ１３の制御介入のために、スイッチ１１を介して、望ましくない負の電圧、即ち、逆方向を向いた電圧が発生するからである。この負の電圧は、第二のサイリスタ１１４に対しては順電圧であり、第二のサイリスタ１１４を流れる負のスイッチ電流を、スイッチ電流がゼロになることにより第二のサイリスタを消弧できる高さに向けて駆動する。インバータ１３及び／又は第二のサイリスタ１１４が破壊される危険性と、交流電源の大き過ぎる割合が吸収されるので、インバータ１３から無停電電源供給のために供給される電力が交流消費部にとって十分な大きさに到達しない危険性とが生じる。
【００６２】
ここで、制御機器１６は、インバータが、無停電電源供給のための標準的な制御介入から逸脱して、第二の接続端子１０２に対して、その負の電位、即ち、第二のサイリスタ１１４の順電位を補償するか、或いはそれどころか過剰に補償する電位、即ち、第二の電位を生成するように、インバータ１３を駆動することにより介入する。そのためには、第二の電位が十分に高くなって、負のスイッチ電流に対抗できなければならず、それは、前に述べた式により表すことができる。即ち、前に述べた通り、規準電位がインバータ１３の定格電位に等しいので、インバータ１３のここに図示された例では、第二の電位は、負の定格電位に等しい値に設定される。
【００６３】
従って、制御機器１６は、
インバータが、以下の式
ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ１＜ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ２  又は  −ｖ２／ｖ１＞１
が成り立ち、
この場合、ｖ１は、第一の電位の瞬間値であり、ｖ２は、第二の電位の瞬間値であり、ｉＳは、スイッチ電流の瞬間値である、
ように第二の電位を生成する、
ように、インバータ１３を駆動するように構成される。
【００６４】
しかし、印加される第二の電位が誤って決定、確定又は計算されることを想定し得る。誤った決定は、例えば、スイッチ電流の検出時点では、スイッチ電流の符号が負であるが、スイッチ電流が、インバータ１３を用いた第二の電位の生成までに符号を変えた場合に起こる。それは、例えば、スイッチ電流が速く変化する場合に起こり得る。
【００６５】
第二の電位を誤って確定する別の理由は、例えば、スイッチ電流の検出又は測定時の大きな待ち時間又は不正確さであるとすることができる。例えば、スイッチ電流を検出する二つの測定時点が互いに大きく離れ過ぎている場合、符号の変化が制御機器１６により適時に検出されること無く、スイッチ電流の符号が変化することが可能である。
【００６６】
この場合、ちょうど前に述べた負の電圧を補償する制御介入と正反対の効果が生じる。その理由は、スイッチ電流の符号が、第二のスイッチ端子１１２における第二の電位の生成前に既に変わっているとの事実のために、ここでは、例えば、正のスイッチ電流が第一のサイリスタ１１３を流れるからである。そこで、時点ｔ１において、その時までに設定された第二の電位が第二のスイッチ端子１０２に対して生成された場合、第一と第二のスイッチ端子１１１，１１２の間に、第一のサイリスタ１１３に対する順電圧である正の電圧が発生し、この電圧は、第一のサイリスタ１１３を流れる正のスイッチ電流を駆動し、その結果、スイッチ電流がゼロになることにより、第一のサイリスタを消弧させることできる。インバータ１３及び／又は第一のサイリスタ１１３が破壊されて、インバータ１３から無停電電源供給のために供給される電力が交流消費部にとって十分な大きさに到達しない危険性が又もや発生する。
【００６７】
そこで、制御機器１６は、第二の電位を反転し、そのため、ここで導通している第一のサイリスタ１１３を消弧させるための、そのため、電力供給網から交流消費部及びインバータ１３を切り離すための正しい電位を第二のスイッチ端子１１２に対して生成することによって、二回目の介入を行なう。この第二の制御動作を作動するものは、第二の電位の生成後にスイッチ電流を監視することである。第二の電位の生成後に位置する時点ｔ２におけるスイッチ電流の絶対値が、ここでは、第二の閾値ＳＷ２とも呼ばれる所定の閾値を上回る場合又は第二の電位の生成後の所与の検査時点における、この絶対値が、ゼロに向けて低下しない場合、それ以前の電位が反転される。それは、ここで述べた場合に、第一と第二のスイッチ端子１１１，１１２の間に、第一のサイリスタ１１３に対して逆電圧である負の電圧が印加されるように作用し、この電圧は、第一のサイリスタ１１３を流れるスイッチ電流をゼロに向けて駆動し、その結果、スイッチ電流がゼロになることにより第二のサイリスタを消弧させる。
【００６８】
従って、この設備１０は、前に述べた工程及び特徴を有する無停電電源供給制御方法の有利な実施構成を実行するものである。
【００６９】
図２には、本設備１０の第二の実施構成が模式的に図示されている。この実施構成は、第一の実施構成に類似しており、そのため、以下では、特に、相違点を詳しく説明する。
【００７０】
この実施構成では、本設備１０は、例えば、第二の電圧センサー１７、コイル１８、コンデンサ１９及び変圧器２０を有する。
【００７１】
第二の電圧センサー１７は、制御機器１６及び第二の接続端子１０２に繋がれており、そのため、第二の接続端子１０２に加わる第二の電位を検出することができる。この制御機器１６は、第二の電圧センサー１７を用いてインバータ１３を制御する。
【００７２】
コイル１８は、第一の接続端子１０１と第一のスイッチ端子１１１の間に接続されている。そのリアクタンス及びインダクタンスは、例えば、交流電源のリアクタンス及びインダクタンスと一致するように選定される。交流電源が、例えば、交流電力網である場合、そのリアクタンスは、典型的には、ほぼ、交流電力網の送電線の長さに応じて増加するインダクタンスに依存するインダクタンスである。コンデンサ１９は、第一のスイッチ端子１１１と地気の間に接続されている。しかし、例えば、コイル１８を省略するか、或いはスイッチ１１の別の側に配置すること、及び／又はコンデンサ１９を省略するか、或いはスイッチ１１の別の側に配置することも可能である。
【００７３】
変圧器２０は、インバータ１３と第二のスイッチ端子１１２の間に接続されており、そのため、インバータ１３と第二の接続端子１０２の間にも接続されている。この変圧器は、インバータ１３から供給される交流電圧を増幅する役割を果たす。
【００７４】
インバータ１３は、例えば、両方向形態に構成されている、即ち、エネルギー貯蔵器１２から供給される直流電圧を第二のスイッチ端子１１２及び第二の接続端子１０２に対する交流電圧に変換するだけでなく、第二のスイッチ端子１１２及び第二の接続端子１０２に加わる交流電圧をエネルギー貯蔵器１２を充電するための直流電圧に変換することもできる。従って、その交流電圧出力が交流電圧入力をも形成し、その直流電圧入力が直流電圧出力をも形成する。しかし、例えば、インバータ１３が両方向形態ではなく、それに代わって、（図示されていない）整流器がインバータ１３に対して並列に接続されて、制御機器１６に繋がれることも可能である。
【００７５】
この実施構成では、制御機器１６は、第一の実施構成に類似した第二の実施構成に基づき構成されており、そのため、以下では、特に、相違点を詳しく説明する。
【００７６】
この実施構成では、制御機器１６は、
第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下するとともに、スイッチ電流の絶対値が低下する第二の故障ケースを検知することができ、第一の電位の絶対値が許容できる程度に上昇したり、許容できる程度に低下する揺動ケースを検知することができ、これらのケースの各々において、インバータが、
第二の電位を無停電電源供給のために必要な程度に設定して、第二の接続端子１０２に対して生成し、
第一及び第二の故障ケースにおいて、点弧電流をサイリスタ１１３，１１４に供給しない、
ように、インバータ１３を駆動するように構成されている。
【００７７】
この第二の故障ケースは、第一の故障ケースと同様に、交流電源から供給される供給電圧が少なくとも短い時間の間停止するか、或いはそれどころか故障することを意味し、例えば、スイッチ１１において、電流が第一の電位に先行するか、或いはそれと同相である場合に起こり得る。その理由は、例えば、第一のサイリスタ１１３が正のスイッチ電流、即ち、その順方向に流れるスイッチ電流を案内し、第一の接続端子１０１において、第一の電位が位相シフトのために既に正であり、この状況において、供給電圧が停止した場合、第二の接続端子１０２に対して無停電電源供給のために必要な正の第二の電位を生成するインバータ１３の制御介入のために、スイッチ１１を介して、望ましくない負の電圧、即ち、設備の逆方向を向いた電圧が発生するからである。この負の電圧は、第一のサイリスタ１１３を流れる正のスイッチ電流をゼロに向けて駆動し、その結果、スイッチ電流がゼロになることにより第一のサイリスタを消弧させる。従って、インバータ１３及び／又は第一のサイリスタ１１３が破壊される危険性と、インバータ１３から無停電電源供給のために供給される電力が交流消費部にとって十分な大きさに到達しない危険性とが生じなくなる。ここで、制御機器１６は介入する必要はなく、インバータ１３は無停電電源供給のために動作することができる。
【００７８】
この実施構成では、制御機器１６は、
反転後にスイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下しているのか、或いはスイッチ電流がゼロに到達したのかを監視することができ、
スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下しているか、或いはスイッチ電流がゼロに到達すると、次の式が成り立つ待ち時間だけ待ち、
ＴＷ＝Ａ４・ｔｑ、ここで、Ａ４≧１
この場合、ＴＷは、待ち時間であり、Ａ４は、第四の比例係数であり、ｔｑは、回復時間である、
この待ち時間の経過後に、インバータが、第二の電位を無停電電源供給のために必要な程度に設定するように、インバータ１３を駆動する、
ように構成されている。
【００７９】
この実施構成では、制御機器１６は、以下の式
ｖ０＝Ａ３・ＶＷＲ、ここで、Ａ３≦１
この場合、Ａ３は、ここでは、例えば、０．５に等しい第三の比例係数であり、ＶＷＲは、インバータ１３の定格電位である、
が成り立つように規準電位を選定する、
ように構成されている。
【００８０】
それに代わって、或いはそれに追加して、制御機器１６は、以下の式
ｖ０＝ｖ（ｉＳ）＝Ｌ・ｄ｜ｉＳ｜／ｄｔ
この場合、Ｌは、交流電源及び第一の接続端子１０１と第二のスイッチ端子１１２の間の設備１０の部分のインダクタンスであり、ｄ｜ｉＳ｜／ｄｔは、スイッチ電流の絶対値の時間微分である、
が成り立つように規準電位を選定する、
ように構成することができる。
【００８１】
そのため、この実施構成では、Ｌは、ほぼ交流電源のインダクタンスとコイル１８のインダクタンスの合計である。
【００８２】
それに代わって、或いはそれに追加して、制御機器１６は、
規準電位を少なくとも時間的にスイッチ電流により決まる規則によって確定して、特に、この規準電位を、スイッチ電流の絶対値を低下させる大きさに低減する、
ように構成することができる。
【００８３】
図３ａには、第一の故障ケースが発生する場合の図２の設備の第一及び第二の電位の時間推移が図示されている。第一の電位が実線で表示され、第二の電位が破線で表示されている。電力網の周波数は、例えば、５０Ｈｚである。図３ｂには、例えば、１．３ｍｓだけ遅れて第一の電位に追従する、図３ａと同期するスイッチ電流の時間推移が図示されている。点線は、それぞれ電位又はスイッチ電流の目標推移を表す。
【００８４】
時点Ｔ１において、正のゼロ交差側から、例えば、１ｍｓ後に第一の電位の崩壊を引き起こす故障が交流電力網で発生する。この時点Ｔ１では、スイッチ電流は依然として負であり、第二のサイリスタ１１４は導通状態であり、第一のサイリスタ１１３は非導通状態である。インバータ１３が、先ずは無停電電源供給のために必要なその標準的な制御介入に基づき、第二の電位を点線の目標曲線の正の値に設定する。それによって、ここで、導通状態の第二のサイリスタ１１４を介して、スイッチ電流を設備の逆方向に駆動する順電圧が加わる。
【００８５】
時点Ｔ２において、制御機器１６は、第一の電位の絶対値が所与の閾値を下回るために、第一の電位の絶対値が許容できない程度に低下していることと、スイッチ電流の絶対値が所与の第一の閾値ＳＷ１を上回るために、スイッチ電流の絶対値が許容できない程度に上昇していることとを検知する。従って、制御機器は、一方において、点弧電流をサイリスタ１１３，１１４に供給しない。制御機器は、他方において、インバータが第二の電位をｖ２＝−０．５・ＶＷＲに設定するように、インバータ１３を駆動する。第二の電位の生成は、制御機器１６及びインバータ１３が計算及び設定のために必要な反応時間のために、時点Ｔ３で行なわれる。それによって、スイッチ１１を介した電圧が転極されて、ここで、設備の順方向を向き、その結果、この電圧は、スイッチ電流をゼロに向けて駆動して、その絶対値を低下し始める。ここで、制御機器１６は、その絶対値がゼロに向けて低下しているのか、或いはスイッチ電流がゼロに到達したのかを監視する。
【００８６】
時点Ｔ４において、制御機器１６は、スイッチ電流の絶対値がゼロに向かって低下しているか、或いはスイッチ電流がゼロに到達したかを検知する。従って、制御機器は、待ち時間だけ待ち、その結果、消弧されたばかりの第二のサイリスタ１１４が回復して、その完全な非導通性能を実現することができる。これらのサイリスタ１１３，１１４の回復時間は、ここでは、例えば、ｔｑ＝３３０μｓであり、ここでは、待ち時間に関しては、例えば、ＴＷ＝６７０μｓが選定されている。
【００８７】
時点Ｔ５において、待ち時間が経過し、両方の駆動されていないサイリスタ１１３，１１４が確実に非導通状態になって、交流電力網に逆流する望ましくない電力フローを防止する。従って、制御機器１６は、インバータが第二の電位を無停電電源供給のために必要な程度に、即ち、目標推移に設定するように、インバータ１３を駆動する。
【００８８】
時点Ｔ１とＴ２の間の間隔は、ここでは、例えば、１．３３ｍｓであるが、それよりも明らかに短くして、例えば、０．３ｍｓ以内にすることができる。
【００８９】
時点Ｔ３とＴ４の間の間隔は、ここでは、例えば、０．６７ｍｓであるが、それよりも明らかに短くして、例えば、０．３ｍｓ以内にすることができ、それは、例えば、規準電位を高くすること、及び／又はスイッチ１１に加わる電圧をより早く、即ち、スイッチ電流の絶対値がより小さい時に転極させることによって実現することができる。
【００９０】
図３ｃは、図３ｂに類似しているが、スイッチ電流が、より遅れて、即ち、例えば、１ｍｓだけ遅れて第一の電位に追加する。従って、時点Ｔ１において、スイッチ電流は、最早負ではなく、その正のゼロ交差側に有る。そのため、それまで導通状態の第二のサイリスタ１１４は、確かに消弧されるが、その回復時間内に、スイッチ電流を設備の逆方向に、即ち、そのサイリスタの順方向に駆動する順電圧がそのサイリスタに加わるので、新たに点弧される。
【００９１】
そのことは、同様に、スイッチ電流が、より一層遅れて第一の電位に追従するか、それどころか追従しないか、或いはそれどころか先行して、その正のゼロ交差側の後で回復時間内に、第二のサイリスタ１１４に順電圧が加わる場合に起こる。
【００９２】
図４は、印加する第二の電位を誤って確定した場合の作用を図示している。図４ａには、図２の設備における第一と第二の電位の時間推移が図示されている。図４ｂには、図４ａと同期するスイッチ電流の時間推移が図示されている。
【００９３】
図４に図示されたケースは、図３のケースに類似しており、そのため、以下では、特に、相違点を詳しく説明する。図４ｂには、時点Ｔ１とＴ２の間の補償効果及びオーバーシュート効果のために、未だ負のスイッチ電流が短い時間の間その符号を変え、そのようにして時点Ｔ１で未だ非導通状態であるが、既に駆動されている第一のサイリスタ１１３が点弧されて、短い時間の間導通状態になることが図示されている。その後であるが、依然として時点Ｔ２の前に、スイッチ電流が、その符号を再度変えて、再び負になる。それに加わて、スイッチ電流は、この場合、第一の故障ケースが検知される時点Ｔ２と、インバータ１３を用いて第二の電位が所望の値に設定されて、第二の接続端子１０２に印加される時点Ｔ３との間に、再びその符号を変えて、正になる。それは、確かに印加される負の第二の電位及びほぼゼロである第一の電位のために、正の電圧が、即ち、設備の順方向を向いた電圧がスイッチ１１に加わるが、その電圧は、図３で述べたケースのように、スイッチ電流をゼロに向けて駆動するのではなく、それとは逆に、このケースでは、まさに正であるスイッチ電流を駆動し、それによって、スイッチ電流を一層上昇させるように作用する。
【００９４】
所与の第一の検査時点ＰＺ１以前に位置する時点Ｔ６において、制御機器１６は、スイッチ電流の絶対値が所与の第二の閾値ＳＷ２を上回ることを検知して、再度介入する。この介入は、印加される第二の電位を反転させ、そのため、ｖ２＝＋０．５・ＶＷＲに設定するように行なわれる。それによって、スイッチ１１に加わる電圧が転極されて、ここで設備の逆方向を向き、その結果、この電圧が、スイッチ電流をゼロに向けて駆動して、その絶対値を低下し始める。ここで、制御機器１６は、その絶対値がゼロに向けて低下しているのか、或いはスイッチ電流がゼロに到達したのかを監視する。
【００９５】
この実施構成では、制御機器１６は、反転後に、以下の式
ｖ２＝ｓｇｎ（ｉＳ）・ｖ０、ここで、ｖ０＞０
この場合、ｖ０＝Ａ３・ＶＷＲ＝０．５である、
が成り立つように構成されている。
【００９６】
時点Ｔ４において、制御機器１６は、スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下していること、或いはスイッチ電流がゼロに到達したことを検知する。制御機器は、第一のサイリスタ１１３が回復して、その完全な非導通性能を実現することができるように、待ち時間だけ待つ。
【００９７】
時点Ｔ５において、待ち時間が経過して、両方のサイリスタ１１３，１１４が、確実に非導通状態になって、交流電力網に逆流する望ましくない電力フローを防止する。従って、制御機器１６は、インバータが第二の電位を無停電電源供給のために必要な程度に、即ち、目標推移に設定するように、インバータ１３を駆動する。
【００９８】
時点Ｔ６とＴ４の間の間隔は、ここでは、例えば、１．５ｍｓであるが、それよりも明らかに短く、或いは長くすることもでき、例えば、０．３ｍｓ以内にすることができ、これは、例えば、規準電位を高くすること、コイル１８のインダクタンスを小さくすること、及びコンデンサ１９のキャパシタンスを大きくすることの中の一つ以上によって実現することができる。
【００９９】
図５は、スイッチ電流の別の挙動に関して、印加する第二の電位を誤って確定した場合の作用を図示している。図５ａには、図２の設備における第一と第二の電位の時間推移が図示されている。図５ｂには、図５ａと同期するスイッチ電流の時間推移が図示されている。
【０１００】
図５に図示されたケースは、図４のケースに類似しており、そのため、以下では、特に、相違点を詳しく説明する。図４ｂと異なり、このケースでは、時点Ｔ３で行なわれた第二の電位の生成後に、スイッチ電流の絶対値が第二の閾値ＳＷ２を上回らない。第二の電位の誤った設定をそれにも関わらず確実に検知できるようにするために、制御機器１６は、この実施構成の通り第一の検査時点ＰＺ１に位置するか、或いは第一の検査時点ＰＺ１に等しい所与の第二の検査時点ＰＺ２において、期待通り、スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下しているのか、或いはスイッチ電流がゼロに到達したのかを検査する。そうでない場合、制御機器１６は、再度介入して、図４による措置と同様に第二の電位を反転して、ｖ２＝＋０．５・ＶＷＲにする。それによって、スイッチ１１に加わる電圧が再び転極され、その結果、この電圧は、スイッチ電流をゼロに向けて駆動して、その絶対値を低下し始める。ここで、制御機器１６は、再び、この絶対値がゼロに向けて低下しているのか、或いはスイッチ電流がゼロに到達したのかを監視する。
【０１０１】
時点Ｔ５において、制御機器１６は、スイッチ電流の絶対値がゼロに向けて低下していること、或いはスイッチ電流がゼロに到達したことを検知する。従って、制御機器は、ここで依然として待ち時間だけ待ち、その結果、第一のサイリスタ１１３が回復して、その完全な非導通性能を実現することができる。
【０１０２】
時点Ｔ６において、待ち時間が経過して、両方のサイリスタ１１３，１１４が確実に非導通状態になって、交流電力網に逆流する望ましくない電力フローを防止する。従って、制御機器１６は、インバータが第二の電位を無停電電源供給のために必要な程度に、即ち、目標推移に設定するように、インバータ１３を駆動する。
【０１０３】
時点ＰＺ２とＴ４の間の間隔は、ここでは、例えば、０．６７ｍｓであるが、それよりも明らかに短く、或いは長くすることもでき、例えば、０．３ｍｓ以内にすることができ、これは、例えば、規準電位を高くすること、コイル１８のインダクタンスを小さくすること、及びコンデンサ１９のキャパシタンスを大きくすることの中の一つ以上によって実現することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０    無停電電源供給設備
１０１／１０２    設備１０の第一／第二の接続端子
１１    スイッチ
１１１／１１２    スイッチ１１の第一／第二のスイッチ端子
１１３／１１４    スイッチ１１の第一／第二のサイリスタ
１２    エネルギー貯蔵器
１３    インバータ
１４    電流センサー
１５    第一の電圧センサー
１６    制御機器
１７    第二の電圧センサー
１８    コイル
１９    コンデンサ
２０    変圧器
Ａ１／Ａ２／Ａ３／Ａ４    第一／第二／第三／第四の比例係数
ｉＳ    スイッチ１１を流れる電流、スイッチ電流
ＰＺ１  第一の検査時点、この時点まで、制御機器１６はｉＳをＳＷ２と比較する
ＰＺ２  第二の検査時点、この時点で、制御機器１６はｉＳをゼロと比較する
ＳＷ１／Ｓｗ２    第一／第二の閾値
ｔｑ    サイリスタ１１３，１１４の回復時間
ＴＷ    待ち時間
Ｔ１    交流電力網で故障が発生する時点
Ｔ２    ｜ｖ１｜が許容できない程度に低下し、｜ｉＳ｜がＳＷ１を上回ったことを制御機器１６が検知する時点
Ｔ３    インバータ１３がｖ２を設定した時点
Ｔ４    ｜ｉＳ｜がゼロに向けて低下していることを制御機器１６が検知する時点
Ｔ５    ＴＷが経過して、インバータ１３がｖ２を無停電電源供給のために必要な程度に設定する時点
Ｔ６    ｜ｉＳ｜がＳＷ２を上回ったことを制御機器１６が検知する時点
ｖ０    規準電位
ｖ１    第一の接続端子１０１／第一のスイッチ端子１１１の電位、第一の電位
ｖ２    第二の接続端子１０２／第二のスイッチ端子１１２の電位、第二の電位
ＶＷＲ  インバータ１３の定格電位
【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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