(57)【要約】【課題】三相４線負荷に適用した場合でも小型化、軽量化を図ることのできる瞬低・停電補償装置を提供する。【解決手段】スイッチング部４と、交流電力を直流電力に変換する変換部５と、蓄電部６と、スイッチング部４及び変換部５を制御する制御部７とを具備し、電源２からスイッチング部４に供給される交流電力の電圧が低下又は停電した場合、制御部７により、スイッチング部４を遮断するとともに、蓄電部６の蓄電電力を変換部５で交流電力に変換して負荷３側に出力するよう構成する。また、スイッチング部４と変換部５との間に変圧器８を備え、この変圧器８の１次巻線８ａを変換部５の交流電力出力側に接続し、変圧器８の２次巻線８ｂを負荷３に接続しているとともに、変圧器８の２次側の共通接続部を、電源２と負荷３とを結ぶ接地線に接続している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源（２）から交流電力が供給され負荷（３）側に交流電力を出力するスイッチング部（４）と、このスイッチング部（４）から出力される交流電力を直流電力に変換する変換部（５）と、この変換部（５）から出力される直流電力により充電される蓄電部（６）と、上記スイッチング部（４）及び上記変換部（５）を制御する制御部（７）とを具備し、上記電源（２）から上記スイッチング部（４）に供給される交流電力の電圧が低下又は停電した場合、上記制御部（７）により、上記スイッチング部（４）を遮断するとともに、上記蓄電部（６）の蓄電電力を上記変換部（５）で交流電力に変換して負荷（３）側に出力するよう構成した瞬低・停電補償装置であって、該瞬低・停電補償装置は、さらに上記スイッチング部（４）と上記変換部（５）との間に変圧器（８）を備えており、この変圧器（８）の１次巻線（８ａ）が上記変換部（５）の交流電力出力側に接続され、変圧器（８）の２次巻線（８ｂ）が負荷（３）に接続されているとともに、変圧器（８）の２次側の共通接続部が、上記電源（２）と上記負荷（３）とを結ぶ接地線に接続されていることを特徴とする瞬低・停電補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、瞬間的に電源電圧が低下又は停電した場合に電圧を補償し負荷への電力供給に影響が出ないようにする瞬低（瞬時電圧低下）・停電補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
落雷等によって瞬間的に電源電圧が低下又は停電した際に、設備の稼働に障害が出るのを防止する目的で、近年、生産設備等の重要な負荷設備において、瞬低補償装置が導入されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
なお、特許文献１に開示されている瞬低補償装置は、定常時では、交流スイッチ（逆並列接続したサイリスタ）を交互に導通（オン）して系統電源からの交流電力を負荷に供給し、落雷等により系統電源からの交流電力に瞬間的に電圧低下又は停電が発生した場合には、交流スイッチを遮断（オフ）し、蓄電部の蓄電電圧（直流電圧）をチョッパで昇圧し、さらにインバータで交流電圧に変換して交流電力を負荷に供給することにより瞬低時や停電時の電力供給を補償している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０１０５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されているような瞬低補償装置を三相４線負荷に適用する場合には、図３及び図４に示すように、装置１１を交流スイッチ１４、変換部１５、蓄電部１６、制御部１７に加えて変圧器１８から構成し、交流電源１２と負荷１３との間に交流スイッチ１４を設けるとともに、この交流スイッチ１４と負荷１３との間に変圧器１８を設け、変圧器１８の１次側（デルタ結線）を交流スイッチ１４の出力側に接続し、２次側（スター結線）を負荷１３に接続するとともに、２次側の共通接続部（中性点）を、交流電源１２と負荷１３とを結ぶ接地線に接続することで三相４線出力を得るようにするのが一般的である。
【０００６】
ところが、このような構成を採用した場合、変圧器１８には、蓄電部１６からの補償電流の他に、負荷１３への定常時給電電流が連続して流れ続けることから、変圧器１８としては、連続定格で負荷１３の定格容量以上の容量が必要となる。そのため、三相３線負荷の補償装置に比べて装置１１の寸法や質量、コストがかなり大きくなってしまうといった問題を抱えていた。また、変換部１５の交流電力出力に含まれるスイッチングノイズを除去するために、別途、交流リアクトル（ＡＣＬ）１９等を設ける必要もあり、寸法、質量、コストがさらに増加することとなっていた。
【０００７】
そこで、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、三相４線負荷に適用した場合でも小型化、軽量化を図ることのできる瞬低・停電補償装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の瞬低・停電補償装置１は、電源２から交流電力が供給され負荷３側に交流電力を出力するスイッチング部４と、このスイッチング部４から出力される交流電力を直流電力に変換する変換部５と、この変換部５から出力される直流電
力により充電される蓄電部６と、上記スイッチング部４及び上記変換部５を制御する制御部７とを具備し、上記電源２から上記スイッチング部４に供給される交流電力の電圧が低下又は停電した場合、上記制御部７により、上記スイッチング部４を遮断するとともに、上記蓄電部６の蓄電電力を上記変換部５で交流電力に変換して負荷３側に出力するよう構成したものであって、該瞬低・停電補償装置１は、さらに上記スイッチング部４と上記変換部５との間に変圧器８を備えており、この変圧器８の１次巻線８ａが上記変換部５の交流電力出力側に接続され、変圧器８の２次巻線８ｂが負荷３に接続されているとともに、変圧器８の２次側の共通接続部が、上記電源２と上記負荷３とを結ぶ接地線に接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の瞬低・停電補償装置は、スイッチング部と変換部との間に変圧器を備え、変圧器の１次巻線が変換部の交流電力出力側に接続され、変圧器の２次巻線が負荷に接続されているとともに、変圧器の２次側の共通接続部が、電源と負荷とを結ぶ接地線に接続されていることから、変圧器には、負荷への定常時給電電流が連続して流れることはなく、瞬低又は停電を補償する補償時間にのみ大きな電流（負荷への定常時給電電流と同程度の電流）が流れるため、変圧器として短時間定格のもので対応でき、結果、装置の小型化、軽量化を図ることができる。なお、蓄電部を蓄電する際にも電流が流れるが、負荷への定常時給電電流に比べれば小であり、負荷への定常時給電電流が作用するものと比べて遥かに小型化、軽量化を図ることができる。また、変圧器の漏れインピーダンスを利用することでＡＣＬ（交流リアクトル）を省略することも可能であり、この場合、装置の一層の小型化、軽量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態に係る瞬低・停電補償装置を示す単線図である。
【図２】同じくその変圧器周辺の接続状態を示す複線図である。
【図３】従来の瞬低・停電補償装置を示す単線図である。
【図４】従来の瞬低・補償装置の変圧器周辺の接続状態を示す複線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、この発明の瞬低・停電補償装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の瞬低・停電補償装置１は、図１に示すように、系統電源（以下、交流電源と称す）２から交流電力が供給され負荷３側に交流電力を出力するスイッチング部（逆並列接続したサイリスタ：以下、交流スイッチと称す）４と、この交流スイッチ４から出力される交流電力を直流電力に変換する変換部（インバータ及びチョッパ）５と、この変換部５から出力される直流電力により充電される蓄電部（電気二重層コンデンサ）６と、交流スイッチ４及び変換部５を制御する制御部７と、変圧器８とを備えている。
【００１２】
そして、上記交流スイッチ４、変換部５、蓄電部６、制御部７、変圧器８をそれぞれ接続することで瞬低・停電補償装置１を構成している。具体的には、図１に示すように、交流電源２と負荷３との間に交流スイッチ４が接続され、交流スイッチ４と負荷３との間から分岐した電力線に変換部５が接続され、さらにこの交換部５に蓄電部６が接続されている。また、交流スイッチ４と変換部５との間に変圧器８が接続されている。制御部７は制御信号を送るため、交流スイッチ４や変換部５と接続されている。
【００１３】
変圧器８の接続についてより具体的に説明すると、変圧器８は、図２に示すように１次巻線（スター結線）８ａを変換部５の交流電力出力側に接続し、２次巻線（スター結線）８ｂを負荷３に接続するとともに、２次側の共通接続部（中性点）を、交流電源２と負荷３とを結び且つ接地された接地線に接続することで三相４線出力を得ている。なお、変圧器８には、３次巻線８ｃとしてデルタ結線が設けられている。
【００１４】
このように構成された瞬低・停電補償装置１は、定常時では、交流スイッチ４を交互に導通して交流電源２からの交流電力を負荷３に供給する。また、それと合わせて、交流スイッチ４からの交流電力を、変圧器８を経由して変換部５に送り、変換部５をコンバータ運転して得られる直流電力で蓄電部６を蓄電する。
【００１５】
落雷等により交流電源２からの交流電力が電圧低下又は停電すると、制御部７の制御により、交流スイッチ４を遮断するとともに、蓄電部６の蓄電電圧（直流電圧）を変換部５のチョッパ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）で昇圧、さらに変換部５のインバータで交流電圧に変換し、変圧器８を経由して負荷３に供給することにより、瞬低又は停電時の電力供給を補償する。
【００１６】
従って、変圧器８には、定常時においては、蓄電部６を蓄電する際に必要な電流が流れるだけであって、負荷３への定常時給電電流が連続して流れるといったことがなく、瞬低又は停電を補償する補償時間にのみ大きな電流（負荷３への定常時給電電流と同程度の電流）が流れるため、変圧器８として短時間定格のもので対応でき、結果、装置１の小型化、軽量化を図ることができる。
【００１７】
また、３次巻線８ｃとしてデルタ結線を設けているため、１次巻線８ａ及び２次巻線８ｂのいずれもスター結線とした場合に生じる歪を抑制することができる。さらに、変圧器８の漏れインピーダンスを利用することにより、交流リアクトル（ＡＣＬ）を省略することも可能であり、装置の一層の小型化、軽量化を図ることができる。
【００１８】
以上に、この発明の代表的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【００１９】
例えば、上記実施例においては、蓄電部６として、電気二重層コンデンサを用いていたが、それ以外にも電解コンデンサやリチウムイオンキャパシタ等の種々の蓄電器、電池を使用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１・・瞬低・停電補償装置、２・・交流電源（系統電源）、３・・負荷、４・・交流スイッチ（スイッチング部）、５・・変換部、６・・蓄電部、７・・制御部、８・・変圧器、８ａ・・１次巻線、８ｂ・・２次巻線
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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