(57)【要約】【課題】電力変換装置、特に無停電電源装置において、異なる出力容量を構成する盤内ユニット配置の簡略化と部品種類数を削減する。【解決手段】交流電源からコンバータ、インバータを介して負荷へ給電する回路を構成する電力変換器の構成機器を、変換器盤に収容してなる電力変換装置であって、前記コンバータは、交流電力を直流電力に変換するコンバータ主回路部１１１と、ノイズを除去するコンバータ平滑回路部１１２とを備えるコンバータユニット１０２ａとして構成され、前記インバータは、直流電力を交流電力に変換するインバータ主回路部１２１と、ノイズを除去するインバータ平滑回路部１２２とを備えるインバータユニット１０３ａとして構成され、前記コンバータユニット１０２ａおよび前記インバータユニット１０３ａがそれぞれ複数並列配置されていることを特徴とする電力変換装置。【選択図】図１
2015119603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からコンバータ、インバータを介して負荷へ給電する回路を構成する電力変換器の構成機器を、変換器盤に収容してなる電力変換装置であって、
前記コンバータは、スイッチング素子、ダイオード、直流コンデンサを有し交流電力を直流電力に変換するコンバータ主回路部と、リアクトル、交流コンデンサを有しノイズを除去するコンバータ平滑回路部とを備えるコンバータユニットとして構成され、
前記インバータは、スイッチング素子、ダイオード、直流コンデンサを有し直流電力を交流電力に変換するインバータ主回路部と、リアクトル、交流コンデンサを有しノイズを除去するインバータ平滑回路部とを備えるインバータユニットとして構成され、
前記コンバータユニットおよび前記インバータユニットがそれぞれ複数並列配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
さらに、
前記コンバータユニットおよび前記インバータユニットの直流端子と蓄電池との間に直流電圧変換をするチョッパ回路が備えられることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電力変換装置において、
さらに、
前記コンバータユニットの交流端子と前記インバータユニットの交流端子との間に、交流電力を通すバイパス回路が備えられることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記コンバータユニットと前記インバータユニットが同一の回路構成であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の電力変換装置において、
前記コンバータユニットと前記インバータユニットが同一のユニット形状であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記コンバータ主回路部と前記インバータ主回路部が同一の回路構成であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１または請求項６に記載の電力変換装置において、
前記コンバータ主回路部と前記インバータ主回路部が同一の形状であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電力変換装置において、
複数の前記コンバータユニットと、複数の前記インバータユニットが、前記変換器盤内に直線状に並べて配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電力変換装置において、
複数の前記コンバータユニットと、複数の前記インバータユニットが、前記変換器盤内にそれぞれ集約して配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の電力変換装置において、
前記コンバータユニットと、前記インバータユニットが交互に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の電力変換装置が備えられる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】
本発明は、電力変換装置およびそれを用いた無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置を備えた無停電電源装置の一般的なシステム構成例を図４に示す。
電力変換装置を備えた無停電電源装置においては、商用の交流電力を直流電力に変換するコンバータと、この直流電力を出力の交流電力に変換するインバータから構成される。
また、直流配線には蓄電池が接続されており、直流電力を昇圧あるいは降圧するためのチョッパ回路を無停電電源装置に含む場合もある。
無停電電源装置は、コンピュータのような短時間の停電も許されない機器に用いられ、商用電源が何らかの理由で停電した場合に、蓄電池に蓄えられた電力を負荷側へ給電するためのものである。
無停電電源装置は、個人用のコンピュータ向けの小容量のものから、データセンタ向け等の大容量のものまでシリーズ展開されている。負荷の規模に適した装置を設置する必要があり、装置を構成するキュービクル状の盤に単位出力容量でユニット化された部品を複数配置することで、異なる出力容量を実現する構成をとることが多い。
特許文献１には、無停電電源装置の盤内配置に関する技術として、盤本体内に複数のユニットケースを設け、電力変換装置を構成する機器をグループごとに収納することで、レイアウトの自由度の高い電力変換装置盤を構成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、装置を構成するキュービクル状の盤内に各種の機器を機能ユニット別に納めるものであって、無停電電源装置に備えられた電力変換装置の盤内配置に関して、格別な工夫はなされている訳ではない。
例えば、電力変換装置の出力容量が変更される場合においては、新たな部品の開発にともなう、開発コストと開発期間の増大や、増加する部品の維持管理費の増大などの問題がある。
【０００５】
本発明は、電力変換装置、特に無停電電源装置において、異なる出力容量を構成する際の盤内ユニット配置の簡略化と部品種類数の削減を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決して、本発明の目的を達成するために、以下のように構成した。
すなわち、本発明の電力変換装置は、交流電源からコンバータ、インバータを介して負荷へ給電する回路を構成する電力変換器の構成機器を、変換器盤に収容してなる電力変換装置であって、前記コンバータは、スイッチング素子、ダイオード、直流コンデンサを有し交流電力を直流電力に変換するコンバータ主回路部と、リアクトル、交流コンデンサを有しノイズを除去するコンバータ平滑回路部とを備えるコンバータユニットとして構成され、前記インバータは、スイッチング素子、ダイオード、直流コンデンサを有し直流電力を交流電力に変換するインバータ主回路部と、リアクトル、交流コンデンサを有しノイズを除去するインバータ平滑回路部とを備えるインバータユニットとして構成され、前記コンバータ標準ユニットおよび前記インバータ標準ユニットがそれぞれ複数並列配置されていることを特徴とする。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力変換装置、特に無停電電源装置において、異なる出力容量を構成する際の盤内ユニット配置の簡略化と部品種類数の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。
【図４】無停電電源装置の一般的なシステムの構成例１を制御ブロックとして示す図である。
【図５】無停電電源装置の一般的なシステムの構成例２を制御ブロックとして示す図である。
【図６】コンバータを構成する主な電気回路を示す図である。
【図７】インバータを構成する主な電気回路を示す図である。
【図８】無停電電源装置の盤内構成を簡易的に示した図である。
【図９】比較例１の電力変換装置の構成を示す図である。
【図１０】比較例２の電力変換装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本願の発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称す）を、図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態・その１）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電力変換装置１００ａの構成を示す図である。
図１において、入力である三相の交流電力を直流電力に変換するコンバータ標準ユニット（コンバータユニット）１０２ａ、および、直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ標準ユニット（インバータユニット）１０３ａが、それぞれ２台並列配置されている。
また、コンバータ標準ユニット１０２ａおよびインバータ標準ユニット１０３ａの直流電力を入出力する直流端子と、蓄電池（不図示）との間に直流電圧変換をするチョッパ回路１０４ａを備えている。
これらを詳細に説明するに先立って、本発明の第１実施形態に係る電力変換装置１００ａが用いられる無停電電源装置の一般的なシステム構成や、コンバータやインバータの概略の説明をする。
その後で、再度、図１を参照して、本発明の第１実施形態について、詳細に説明する。
【００１１】
＜無停電電源装置の一般的なシステムの構成例１＞
図４は、無停電電源装置１００の一般的なシステムの構成例１を制御ブロックとして示す図である。（図２、図３については後記する。）
図４において、商用電源などの交流電源１０６から入力される三相交流電力をコンバータ１０２により直流電力に変換し、この直流電力をインバータ１０３により再び、所定の周波数と電圧の交流電力（三相交流電力）に変換して負荷１０８に供給している。
また、コンバータ１０２で直流に変換された電力は、チョッパ回路１０４によって、適した電圧に昇圧、あるいは降圧することで蓄電池１０７に蓄えられる。
また、コンバータ１０２、インバータ１０３、チョッパ回路１０４のそれぞれの動作は、上位制御回路１０５によって制御される。
【００１２】
なお、コンバータ１０２、インバータ１０３、チョッパ回路１０４、上位制御回路１０５を備えて無停電電源装置１００として筐体に収められている。また、無停電電源装置１００においてチョッパ回路１０４は必須の回路、機能ではない。
交流電源１０６が何らかの理由で停電した場合、蓄電池１０７に蓄えられた電力がインバータ１０３へ与えられ、交流電力に変換して負荷１０８に供給することで、負荷１０８へは途切れることなく給電することができる。
次に、無停電電源装置１００を構成するコンバータ１０２とインバータ１０３についてそれぞれ順に説明する。
【００１３】
《コンバータ１０２を構成する主な電気回路》
図６は、コンバータ１０２を構成する主な電気回路を示す図である。（図５については後記する。）
図６において、コンバータ１０２は、コンバータ主回路部１１１とコンバータ平滑回路部１１２とを備えて構成されている。
コンバータ主回路部１１１は、スイッチング素子であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）３０１ａ〜３０１ｆとダイオード３０２ａ〜３０２ｆと直流コンデンサ２０３ａおよびコンバータ制御回路２０４で構成され、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路である。
【００１４】
なお、ＩＧＢＴ３０１ａとＩＧＢＴ３０１ｂとで第１のレグ、ＩＧＢＴ３０１ｃとＩＧＢＴ３０１ｄとで第２のレグ、ＩＧＢＴ３０１ｅとＩＧＢＴ３０１ｆとで第３のレグが構成され、これらの第１、第２、第３レグが、それぞれ直流電源（Ｐ、Ｎ）間に接続されている。
直流コンデンサ２０３ａは、直流電源（Ｐ、Ｎ）間に接続され、直流電圧を安定化している。
ダイオード３０２ａ〜３０２ｆは、それぞれＩＧＢＴ３０１ａ〜３０１ｆに逆並列に接続されている。
また、ＩＧＢＴ３０１ａ〜３０１ｆのそれぞれのゲート端は、コンバータ制御回路２０４で統括的に制御される。なお、コンバータ制御回路２０４は、上位制御回路１０５（図４）によって制御される。
【００１５】
コンバータ平滑回路部１１２は、交流リアクトル２１１と交流コンデンサ２１２を備えて構成され、コンバータ主回路部１１１で発生するノイズを除去するノイズフィルタである。
交流リアクトル２１１は、３個のリアクトルで構成されている。
また、交流コンデンサ２１２は、３個のコンデンサで構成されている。
交流リアクトル２１１の３個のリアクトルの第１端子と交流コンデンサ２１２の３個のコンデンサの第１端子とは、それぞれ接続され、コンバータの三相入力端子Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１となっている。
交流コンデンサ２１２の３個のコンデンサの第２端子は互いに接続され、グランドに接続されている。交流リアクトル２１１の３個のリアクトルのそれぞれの第２端子は、前記第１、第２、第３レグをそれぞれ構成する２個のＩＧＢＴの接続点にそれぞれ接続されている。
【００１６】
《インバータ１０３を構成する主な電気回路》
図７は、インバータ１０３を構成する主な電気回路を示す図である。
図７において、インバータ１０３は、インバータ主回路部１２１とインバータ平滑回路部１２２とを備えて構成されている。
インバータ主回路部１２１は、ＩＧＢＴ３０１ｇ〜３０１ｌとダイオード３０２ｇ〜３０２ｌおよびインバータ制御回路２０５で構成され、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路である。
【００１７】
なお、ＩＧＢＴ３０１ｇとＩＧＢＴ３０１ｈとで第４のレグ、ＩＧＢＴ３０１ｉとＩＧＢＴ３０１ｊとで第５のレグ、ＩＧＢＴ３０１ｋとＩＧＢＴ３０１ｌとで第６のレグが構成され、これらの第４、第５、第６レグが、それぞれ直流電源（Ｐ、Ｎ）間に接続されている。
また、ＩＧＢＴ３０１ｇ〜３０１ｌは、インバータ制御回路２０５で統括的に制御される。なお、インバータ制御回路２０５は、上位制御回路１０５（図４）によって制御される。
直流コンデンサ２０３ｂは、直流電源（Ｐ、Ｎ）間に接続され、直流電圧を安定化している。
ダイオード３０２ｇ〜３０２ｌは、それぞれＩＧＢＴ３０１ｇ〜３０１ｌに逆並列に接続されている。
また、ＩＧＢＴ３０１ｇ〜３０１ｌのそれぞれのゲート端子は、インバータ制御回路２０５で統括的に制御される。なお、インバータ制御回路２０５は、上位制御回路１０５（図４）によって制御される。
【００１８】
また、インバータ平滑回路部１２２は、交流リアクトル２２１と交流コンデンサ２２２を備えて構成され、インバータ主回路部１２１で発生する基本波以外のノイズを除去するノイズフィルタである。
交流リアクトル２２１は、３個のリアクトルで構成されている。
また、交流コンデンサ２２２は、３個のコンデンサで構成されている。
交流リアクトル２２１の３個のリアクトルの第１端子と交流コンデンサ２２２の３個のコンデンサの第１端子とは、それぞれ接続され、インバータの三相出力端子Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２となっている。
交流コンデンサ２２２の３個のコンデンサの第２端子は互いに接続され、グランドに接続されている。交流リアクトル２２１の３個のリアクトルのそれぞれの第２端子は、前記第４、第５、第６レグをそれぞれ構成する２個のＩＧＢＴの接続点（出力）にそれぞれ接続されている。
【００１９】
以上のコンバータ１０２（図６）とインバータ１０３（図７）の回路構成を比較すると、電気エネルギーの流れる方向と、制御の仕方は異なるが、回路構成、素子については、ほぼ同様の構成である。
なお、コンバータ１０２とインバータ１０３のそれぞれに用いられているスイッチング素子は、ＩＧＢＴに限るものではなく、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等の他のスイッチング素子を用いてもよい。
【００２０】
《無停電電源装置の盤内構成》
図８は、無停電電源装置１００の盤内構成を簡易的に示した図である。
図８において、無停電電源装置１００の盤内に、コンバータ主回路部１１１、コンバータ平滑回路部１１２を備えたコンバータ１０２と、インバータ主回路部１２１、インバータ平滑回路部１２２を備えたインバータ１０３が配置されている。また、チョッパ（チョッパ回路）１０４が無停電電源装置１００の盤内に配置されている。
また、無停電電源装置１００の盤内には、コンバータ１０２に交流電力を入力する端子、インバータ１０３から交流電力を出力する端子、およびチョッパ（チョッパ回路）１０４を介して蓄電池へ接続される端子を有している。
【００２１】
＜無停電電源装置の一般的なシステムの構成例２＞
図５は、無停電電源装置１００の一般的なシステムの構成例２を制御ブロックとして示す図である。
図５のシステムの構成例２において、図４のシステムの構成例１と異なるのは、バイパス回路１０１を備えていることである。
バイパス回路１０１は、コンバータ１０２の交流端子とインバータ１０３の交流端子との間に接続されている。
コンバータ１０２とインバータ１０３が正常に動作、機能している場合は、バイパス回路１０１は、オフ（ＯＦＦ）動作をしており、コンバータ１０２の交流端子とインバータ１０３の交流端子とは電気的に切り離されている。
【００２２】
しかし、コンバータ１０２またはインバータ１０３が故障した場合には、負荷１０８に電力が供給されなくなる。この故障した場合には、一時的な緊急避難対策として、バイパス回路１０１がオン（ＯＮ）動作をして、交流電源１０６の交流電力を、バイパス回路１０１を介して負荷１０８に供給する。
このような機能をバイパス回路１０１は有している。なお、バイパス回路１０１は、上位制御回路１０５によって制御される。
このバイパス回路１０１以外の回路構成において、図５のシステムの構成例２と図４のシステムの構成例１は同じ構成である。重複する説明は省略する。
【００２３】
（第１実施形態・その２）
再び、図１に戻り、本発明の第１実施形態に係る電力変換装置１００ａについて詳細に説明する。
図１において、前記したように、入力である三相の交流電力を直流電力に変換するコンバータ標準ユニット１０２ａ、および、直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ標準ユニット１０３ａが、それぞれ２台並列配置されている。また、コンバータ標準ユニット１０２ａおよびインバータ標準ユニット１０３ａの直流電力を入出力する直流端子と、蓄電池（不図示）との間に直流電圧変換をするチョッパ回路１０４ａを備えている。
また、図１においては、コンバータ主回路部１１１とコンバータ平滑回路部１１２を併せて１つのコンバータ標準ユニット１０２ａと見なし、それを２つ並列配置することで２倍の出力容量を持つコンバータを構成する。
【００２４】
インバータに関しても同様に、インバータ主回路部１２１とインバータ平滑回路部１２２が１つのインバータ標準ユニット１０３ａを構成し、それを２つ並列配置することで２倍の出力容量を持つインバータを構成する。
これらと出力容量に適したチョッパ回路１０４ａを、無停電電源装置である１つの電力変換装置１００ａの盤内に収めることで、図８に示した無停電電源装置１００の２倍の出力容量を持つ無停電電源装置である電力変換装置を構成する。
なお、図１において、２つのコンバータ標準ユニット１０２ａは、隣接して直線状に集約して配置されている。また、同様に２つのインバータ標準ユニット１０３ａは、隣接して直線状に集約して配置されている。
このように配置すると設置スペースが少なくてすむ。また、２つのコンバータ標準ユニット１０２ａ間、あるいは、２つのインバータ標準ユニット１０３ａ間の配線が少なくてすむという効果がある。
【００２５】
なお、コンバータ標準ユニット１０２ａ（コンバータ主回路部１１１）と、インバータ標準ユニット１０３ａ（インバータ主回路部１２１）、およびチョッパ回路１０４ａは、図４の回路と同様に、図示していない上位制御回路（１０５、図４）によって、統一的に制御されている。
コンバータ標準ユニット１０２ａは、コンバータ主回路部１１１とコンバータ平滑回路部１１２とを備えて構成される。コンバータ主回路部１１１とコンバータ平滑回路部１１２の回路構成の概要は、図６に示したとおりである。また、コンバータ主回路部１１１とコンバータ平滑回路部１１２の機能、動作については、前記したとおりである。
したがって、コンバータ標準ユニット１０２ａは、交流電力を入力（入力、図１）して直流電力に変換する。そして、この直流電力をコンバータ標準ユニット１０２ａ、またはチョッパ回路１０４ａを介して蓄電池（蓄電池へ、図１）へ供給する。
【００２６】
インバータ標準ユニット１０３ａは、インバータ主回路部１２１とインバータ平滑回路部１２２とを備えて構成される。インバータ主回路部１２１とインバータ平滑回路部１２２の回路構成の概要は、図７に示したとおりである。また、インバータ主回路部１２１とインバータ平滑回路部１２２の機能、動作については、前記したとおりである。
したがって、インバータ標準ユニット１０３ａは、コンバータ標準ユニット１０２ａが変換した前記の直流電力を、所定の周波数と電圧の交流電力に変換して出力（出力、図１）する。
なお、コンバータ標準ユニット１０２ａからの直流供給電力が不足する場合（停電時等）には、蓄電池からチョッパ回路を介して得た直流電力を基に、インバータ標準ユニット１０３ａは、所定の周波数と電圧の交流電力に変換して出力（出力、図１）する。
さらなる詳細な説明は、図５〜図７を用いて説明した無停電電源装置（１００、図５）の説明と重複するので省略する。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２実施形態に係る電力変換装置１００ｂの構成を示す図である。
図２において、電力変換装置１００ｂは、コンバータ標準ユニット１０２ａ、インバータ標準ユニット１０３ａを、それぞれ３並列に配置されている。また、電力変換装置１００ｂは、無停電電源装置として用いられている。
コンバータ標準ユニット１０２ａ、インバータ標準ユニット１０３ａがそれぞれ３並列に接続されていることによって、それぞれ３倍の出力容量を有している。
なお、図２において、３つのコンバータ標準ユニット１０２ａは、隣接して直線状に集約して配置されている。また、同様に３つのインバータ標準ユニット１０３ａは、隣接して直線状に集約して配置されている。
【００２８】
このように直線状に集約して配置するとコンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａの設置台数を増やして電力変換装置（１００ｂ）の出力を増大するときに、配置を容易にできる。また、設置スペースが少なくてすむ。また、３つのコンバータ標準ユニット１０２ａ間、あるいは、３つのインバータ標準ユニット１０３ａ間の配線が少なくてすむという効果がある。
なお、３つのコンバータ標準ユニット１０２ａ、あるいは３つのインバータ標準ユニット１０３ａをそれぞれ集約する場合には、必ずしも直線状に並べる必要はない。
なお、集約するとは、隣接あるいは近傍に配置することを意味する。
また、３つのコンバータ標準ユニット１０２ａと３つのインバータ標準ユニット１０３ａ以外の回路構成において、図２と図１の回路構成例は同じである。重複する説明は省略する。
【００２９】
なお、図２において、コンバータ標準ユニット１０２ａ（コンバータ主回路部１１１）と、インバータ標準ユニット１０３ａ（インバータ主回路部１２１）、およびチョッパ回路１０４ｂは、図４の回路と同様に、図示していない上位制御回路（１０５、図４）によって、統一的に制御されている。他の重複する説明は省略する。
【００３０】
（第３実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
図３は、本発明の第３実施形態に係る電力変換装置１００ｃの構成を示す図である。
図３において、電力変換装置１００ｃは、コンバータ標準ユニット１０２ａ、インバータ標準ユニット１０３ａを、それぞれ３並列に配置されている。また、電力変換装置１００ｂは、無停電電源装置として用いられている。
コンバータ標準ユニット１０２ａ、インバータ標準ユニット１０３ａがそれぞれ３並列に接続されていることによって、それぞれ３倍の出力容量を有している。
ただし、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａは、交互に配置されている。そして、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａが直線状に配置されている。コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａは、互いに概ね同一の形状であるので、前記のように配置すると設置する際の設置面積効率あるいは空間配置効率はよい。
【００３１】
また、無停電電源装置である電力変換装置１００ｃの動作時に発熱量が大きくなるのは、蓄電池に蓄えられた電力が少ない時に商用電源などの交流電源からコンバータ標準ユニット１０２ａを介して充電する場合と、停電時に充電池に蓄えられた電力を、インバータ標準ユニット１０３ａを介して負荷に給電する場合である。
そのため、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａとが同時に大きな発熱をする動作条件は少ないため、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａのそれぞれのユニットを分散させて配置することは、電力変換装置１００ｃの盤内での熱集中を防ぐのに効果的である。
他の重複する説明は省略する。
【００３２】
＜コンバータとインバータの標準ユニット化について＞
本発明の第１、第２、第３実施形態において共通することは、コンバータとインバータをそれぞれコンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａとにユニット化したことである。
本発明の電力変換装置を用いて、無停電電源装置を構成し、この無停電電源装置の出力容量を変化させて製品のシリーズ展開を図る際に、ユニット化、および、部品の共通化によって、部品種類数を削減することができる。
また、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａをそれぞれ単位出力容量で標準化するだけではなく、図６、図７に示したように、コンバータ（コンバータ標準ユニット）１０２とインバータ（インバータ標準ユニット）１０３は、ほぼ同様の回路構成、部品の配置構成である。
【００３３】
なお、コンバータ標準ユニット１０２ａのコンバータ制御回路２０４（図６）と、インバータ標準ユニット１０３ａのインバータ制御回路２０５（図７）とは、制御方法は異なるが、中の制御ソフトをブラックボックスとして単なるＩＣ部品とみれば同様の形態をしている。
そのため、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａの互いの構造も共通化が可能である。この共通化を図ることによって、開発コストを削減できるとともに、部品管理、製造ラインの維持などの固定費削減にも効果がある。
また、同一のユニット形状であるユニット化したことにより、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａとの空間的な配置が容易になり、設置面積、設置空間の低減と、各ユニット間の配線接続が簡明になるという効果がある。
【００３４】
また、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａをそれぞれユニットとして同一形状にするのみならず、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａとを同一形状にすると、空間的な配置において、より効果的になる。
また、コンバータ主回路部１１１とインバータ主回路部１２１とを、同一形状にしてもよい。
また、コンバータ平滑回路部１１２とインバータ平滑回路部１２２とを、同一形状にしてもよい。
【００３５】
次に、前記した本願の実施形態の特徴をより明確にするために、比較例１と比較例２を次に順に示す。
【００３６】
＜比較例１＞
図９は、比較例１の電力変換装置（無停電電源装置）１００Ｂの構成を示す図である。
図９において、それぞれ３つのコンバータ主回路部１１１、インバータ主回路部１２１は、単位出力の構成を並列化している。しかしながら、コンバータ平滑回路部１１２Ｂとインバータ平滑回路部１２２Ｂは、それぞれ１つの回路で構成されている。
したがって、電力変換装置（無停電電源装置）を、さらに出力容量が大きいものを設計する必要が生じた場合には、大容量向けの平滑回路部を新たに設計、開発しなければならない。
その際には、シリーズ展開に伴う開発コストの増大、部品種類数の増加という問題が生じる。また、開発期間が長期化するという問題が生じる。
【００３７】
＜比較例２＞
図１０は、比較例２の電力変換装置（無停電電源装置）１００Ｄの構成を示す図である。
図１０において、コンバータ主回路部１１１とコンバータ平滑回路部１１２とを有するコンバータ（１１１＋１１２）と、インバータ主回路部１２１とインバータ平滑回路部１２２とを有するインバータ（１２１＋１２２）と、チョッパ回路１０４とを備えて無停電電源装置単位ユニット１０９が構成されている。
そして、この無停電電源装置単位ユニット１０９を３台並列に接続して、盤内（１００Ｄ）に配置することにより比較例２の電力変換装置（無停電電源装置）１００Ｄが構成されている。
このような構成の場合、例えば本発明の第２実施形態における構成のように、コンバータ、インバータの各機能を空間的に集約することができず、配線接続が煩雑になり、かつ設置面積、設置空間を広く、大きくとる必要があるという問題点がある。
また、無停電電源装置単位ユニット１０９毎に、チョッパ回路１０４をそれぞれ設置しているので、本願の第３実施形態（図３）に比較すれば、チョッパ回路１０４の台数が増え、コストおよび設置面積、設置空間の増大を招く問題点がある。
【００３８】
（本発明の補足）
以上、本発明の電力変換装置は、コンバータとインバータをそれぞれコンバータ標準ユニット１０２ａ（図１）とインバータ標準ユニット１０３ａ（図１）とにユニット化したことである。
このユニット化により、製品のシリーズ展開を図る際に、ユニット化、および、部品の共通化によって、部品種類数を削減することができる。
また、製品のシリーズ展開における開発期間の短縮が可能となる。
また、コンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａとの共通化を図ることによって、さらなる前記部品種類数の低減と、開発コストを削減できるとともに、部品管理、製造ラインの維持などの固定費削減にも効果がある。
また、ユニット化したことにより、設置面積、設置空間の低減と、各ユニット間の配線接続が簡明になるという効果がある。
【００３９】
（その他の実施形態）
また、以上の説明では、本発明の電力変換器を無停電電源装置として用いる例について説明したが、異なる用途への電力変換器の適用も可能である。
【００４０】
また、本発明の電力変換器に供給する交流電源を商用電源（商用交流電源）として説明したが、商用電源でなく、例えば自家発電の交流電源を用いてもよい。
【００４１】
第１実施形態（図１）、第２実施形態（図２）、第３実施形態（図３）において、それぞれにチョッパ回路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｂを備えて説明しているが、前記したように、チョッパ回路がない場合にも、電力変換装置として機能する。そして、本発明のコンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａのユニット化の効果がある。
【００４２】
第１実施形態（図１）、第２実施形態（図２）、第３実施形態（図３）において、それぞれに図５に示したバイパス回路１０１をさらに備えた場合にも、無停電電源装置としての電力変換装置として機能する。そして、本発明のコンバータ標準ユニット１０２ａとインバータ標準ユニット１０３ａのユニット化の効果がある。
【符号の説明】
【００４３】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００Ｂ、１００Ｄ    電力変換器（無停電電源装置）
１０１    バイパス回路
１０２    コンバータ
１０２ａ    コンバータ標準ユニット（コンバータユニット）
１０３    インバータ
１０３ａ    インバータ標準ユニット（インバータユニット）
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４Ｂ    チョッパ回路
１０５    上位制御回路
１０６    交流電源（商用交流電源）
１０７    蓄電池
１０８    負荷
１０９    無停電電源装置単位ユニット
１１１    コンバータ主回路部
１１２、１１２Ｂ    コンバータ平滑回路部
１２１    インバータ主回路部
１２２、１２２Ｂ    インバータ平滑回路部
２０３ａ、２０３ｂ    直流コンデンサ
２０４    コンバータ制御回路
２０５    インバータ制御回路
２１１、２２１    交流リアクトル
２１２、２２２    交流コンデンサ
３０１ａ〜３０１ｌ    ＩＧＢＴ
３０２ａ〜３０２ｌ    ダイオード
【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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