(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の入力端子と一対の出力端子とを有する電源ユニットを２ｎ台備え、この２ｎ台の電源ユニットを、入力端子に三相交流電源からのＲ相電力とＳ相電力が入力され、Ｒ−Ｓ相間電力をスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部と前記直流中間出力をスイッチングして出力端子に三相交流出力のＵ相電力とＶ相電力を得る出力側電力変換部とを有する、少なくとも１台の電源ユニットからなる第１電源ブロックと、入力端子に三相交流電源からのＳ相電力とＴ相電力が入力され、Ｓ−Ｔ相間電力をスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部と前記直流中間出力をスイッチングして出力端子に三相交流出力のＶ相電力とＷ相電力を得る出力側電力変換部とを有する、少なくとも１台の電源ユニットからなる第２電源ブロックとに分割するとともに、前記Ｓ相電力が入力される入力端子の電位と前記Ｖ相電力が出力される出力端子の電位を共通にし、この共通電位線に接続された蓄電池を備え、前記蓄電池は、第１電源ブロックの直流中間出力によって充電される第１蓄電池と前記第２電源ブロックの直流中間出力によって充電される第２蓄電池とからなり、第１蓄電池と第２蓄電池が、各電源ブロックを構成する電源ユニットごとに備えられていることを特徴とするユニット式無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はユニット式無停電電源装置に関するもので、さらに詳しく言えば、三相交流電源からの三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するのを、一対の入力端子と一対の出力端子とを有する２ｎ台の電源ユニットを用いてｎ台の電源ユニットからなる構成にしたユニット式無停電電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単相交流電源からの単相交流電力を無停電の単相交流出力に変換するユニット式無停電電源装置は、図７に示したように、一対の入力端子と一対の出力端子とを有する単相の電源ユニットを並列に接続するものが知られている。
【０００３】
すなわち、図７において、電源ユニット１０は一対の入力端子１０１，１０２と一対の出力端子１０３，１０４とを有し、電源ユニット２０は一対の入力端子２０１，２０２と一対の出力端子２０３，２０４とを有し、電源ユニット３０は一対の入力端子３０１，３０２と一対の出力端子３０３，３０４とを有し、前記電源ユニット１０は、その入力端子１０１，１０２に単相交流電源からの単相交流電力が入力され、これをスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部１１と、この直流中間出力を平滑するコンデンサ１２，１３と、前記直流中間出力をスイッチングして出力端子１０３，１０４に単相交流出力を得る出力側電力変換部１４とを有し、前記電源ユニット２０は、その入力端子２０１，２０２に単相交流電源からの単相交流電力が入力され、これをスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部２１と、この直流中間出力を平滑するコンデンサ２２，２３と、前記直流中間出力をスイッチングして出力端子２０３，２０４に単相交流出力を得る出力側電力変換部２４とを有し、前記電源ユニット３０は、その入力端子３０１，３０２に単相交流電源からの単相交流電力が入力され、これをスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部３１と、この直流中間出力を平滑するコンデンサ３２，３３と、前記直流中間出力をスイッチングして出力端子３０３，３０４に単相交流出力を得る出力側電力変換部３４とを有しており、各電源ユニット１０，２０，３０の入力端子同士、出力端子同士をそれぞれ接続したものである。なお、図示していないが、各電源ユニット１０，２０，３０のコンデンサ１２，１３，２２，２３，３２，３３には蓄電池が並列に接続され、単相交流出力が無停電化されている。
【０００４】
ところが、上述した電源ユニット１０，２０，３０は、単相交流電源からの単相交流電力を無停電の単相交流出力に変換する場合には使用できるが、三相交流電源からの三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するのに、図６に示したように、前記電源ユニット１０の入力端子１０１，１０２に三相交流電源からのＲ相電力とＳ相電力を入力し、出力端子１０３，１０４に三相交流出力のＵ相電力とＶ相電力を得、前記電源ユニット２０の入力端子２０１，２０２に三相交流電源からのＳ相電力とＴ相電力を入力し、出力端子２０３，２０４に三相交流出力のＶ相電力とＷ相電力を得、前記電源ユニット３０の入力端子３０１，３０２に三相交流電源からのＴ相電力とＲ相電力を入力し、出力端子３０３，３０４に三相交流出力のＷ相電力とＵ相電力を得る、Δ結線で構成しようとすると、Ｒ相とＵ相、Ｓ相とＶ相、Ｔ相とＷ相がそれぞれ短絡状態になるため、三相交流電源からの三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するためのものとして別の電源ユニットを準備する必要があった。
【０００５】
すなわち、一対の入力端子１０１Ａ，１０２Ａと一対の出力端子１０３Ａ，１０４Ａとを有し、商用トランス１７Ａによって入出力間が絶縁された電源ユニット１０Ａ、一対の入力端子２０１Ａ，２０２Ａと一対の出力端子２０３Ａ，２０４Ａとを有し、商用トランス２７Ａによって入出力間が絶縁された電源ユニット２０Ａ、一対の入力端子３０１Ａ，３０２Ａと一対の出力端子３０３Ａ，３０４Ａとを有し、商用トランス３７Ａによって入出力間が絶縁された電源ユニット３０Ａを用いて図４のように構成するか、一対の入力端子１０１Ｂ，１０２Ｂと一対の出力端子１０３Ｂ，１０４Ｂとを有し、高周波トランス１７Ｂによって入出力間が絶縁された電源ユニット１０Ｂ、一対の入力端子２０１Ｂ，２０２Ｂと一対の出力端子２０３Ｂ，２０４Ｂとを有し、高周波トランス２７Ｂによって入出力間が絶縁された電源ユニット２０Ｂ、一対の入力端子３０１Ｂ，３０２Ｂと一対の出力端子３０３Ｂ，３０４Ｂとを有し、高周波トランス３７Ｂによって入出力間が絶縁された電源ユニット３０Ｂを用いて図５のように構成する必要があった。
【０００６】
一方、近年、上記したようなユニット式無停電電源装置は、負荷の容量に応じてユニットを増減するだけで多様に対応できる、負荷の分散化によって負荷ごとに無停電電源装置を設ける必要がある、ユニットに対する小型化や軽量化の要求が高まってきている、といった状況下にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した、一対の入力端子１０１，１０２と一対の出力端子１０３，１０４とを有した電源ユニット１０、一対の入力端子２０１，２０２と一対の出力端子２０３，２０４とを有した電源ユニット２０、一対の入力端子３０１，３０２と一対の出力端子３０３，３０４とを有した電源ユニット３０は、重量のある商用トランスがないため、小型化や軽量化の要求には対応できるものの、三相交流電源からの三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するのには使用できないため、汎用性の点で問題があった。
【０００８】
また、前述した、一対の入力端子１０１Ａ，１０２Ａと一対の出力端子１０３Ａ，１０４Ａとを有した電源ユニット１０Ａ、一対の入力端子２０１Ａ，２０２Ａと一対の出力端子２０３Ａ，２０４Ａとを有した電源ユニット２０Ａ、一対の入力端子３０１Ａ，３０２Ａと一対の出力端子３０３Ａ，３０４Ａとを有した電源ユニット３０Ａは、単相交流電源からの単相交流電力を無停電の単相交流出力に変換するのにも使用できるため、汎用性の点では好ましいものの、重量のある商用トランス１７Ａ，２７Ａ，３７Ａがあるため、小型化や軽量化の点で問題があった。
【０００９】
さらに、前述した、一対の入力端子１０１Ｂ，１０２Ｂと一対の出力端子１０３Ｂ，１０４Ｂとを有した電源ユニット１０Ｂ、一対の入力端子２０１Ｂ，２０２Ｂと一対の出力端子２０３Ｂ，２０４Ｂとを有した電源ユニット２０Ｂ、一対の入力端子３０１Ｂ，３０２Ｂと一対の出力端子３０３Ｂ，３０４Ｂとを有した電源ユニット３０Ｂは、単相交流電源からの単相交流電力を無停電の単相交流出力に変換するのにも使用でき、重量のある商用トランスもないため、汎用性の点と小型化や軽量化の点では好ましいものの、高周波トランス１７Ｂ，２７Ｂ，３７Ｂで絶縁しているため、回路が複雑になって、変換効率やコストの点で問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、一対の入力端子と一対の出力端子とを有する電源ユニットを２ｎ台備え、この２ｎ台の電源ユニットを、入力端子に三相交流電源からのＲ相電力とＳ相電力が入力され、Ｒ−Ｓ相間電力をスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部と前記直流中間出力をスイッチングして出力端子に三相交流出力のＵ相電力とＶ相電力を得る出力側電力変換部とを有する、少なくとも１台の電源ユニットからなる第１電源ブロックと、入力端子に三相交流電源からのＳ相電力とＴ相電力が入力され、Ｓ−Ｔ相間電力をスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部と前記直流中間出力をスイッチングして出力端子に三相交流出力のＶ相電力とＷ相電力を得る出力側電力変換部とを有する、少なくとも１台の電源ユニットからなる第２電源ブロックとに分割するとともに、前記Ｓ相電力が入力される入力端子の電位と前記Ｖ相電力が出力される出力端子の電位を共通にし、この共通電位線に接続された蓄電池を備え、前記蓄電池は、第１電源ブロックの直流中間出力によって充電される第１蓄電池と前記第２電源ブロックの直流中間出力によって充電される第２蓄電池とからなり、第１蓄電池と第２蓄電池が、各電源ブロックを構成する電源ユニットごとに備えられていることを特徴とするユニット式無停電電源装置であり、これにより、重量のある商用トランスを用いることなく、回路の複雑化による変換効率やコストの点で問題になることなく、単相交流電源から単相交流電力が入力される場合は、２ｎ台の電源ユニットを並列運転して単相交流出力を得るように構成でき、三相交流電源から三相交流電力が入力される場合は、ｎ台の電源ユニットを並列運転して三相交流出力を得るように構成することができ、前記共通電位線に接続された蓄電池を、第１電源ブロックの直流中間出力によって充電される第１蓄電池と前記第２電源ブロックの直流中間出力によって充電される第２蓄電池とし、第１蓄電池と第２蓄電池を、各電源ブロックを構成する電源ユニットごとに備えたことにより、電源ユニットごとに蓄電池を搭載することができるので、電源ユニットの着脱を容易に行うことができるとともに、電源ユニットごとの交換や保守管理を容易に行うことができる装置を構成することができる。
【００１２】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の実施の形態に係るユニット式無停電電源装置の回路図であり、その符号は図７の符号と共通にしている。
【００１４】
本発明の実施の形態の特徴は、図１に示したように、一対の入力端子１０１，１０２と一対の出力端子１０３，１０４とを有する２台の電源ユニット１０1 ，１０2 を、入力端子１０１1 ，１０２1 に三相交流電源からのＲ相電力とＳ相電力が入力され、Ｒ−Ｓ相間電力をスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部１１1 と前記直流中間出力をスイッチングして出力端子１０３1 ，１０４1 に三相交流出力のＵ相電力とＶ相電力を得る出力側電力変換部１４1 とを有する電源ユニット１０1 から構成される第１電源ブロック１００1 と、入力端子１０１2 ，１０２2 に三相交流電源からのＴ相電力とＳ相電力が入力され、Ｓ−Ｔ相間電力をスイッチングして直流中間出力を得る入力側電力変換部１１2 と前記直流中間出力をスイッチングして出力端子１０３2 ，１０４2 に三相交流出力のＷ相電力とＶ相電力を得る出力側電力変換部１４2 とを有する電源ユニット１０2 から構成される第２電源ブロック１００2 とに分割するとともに、前記Ｓ相電力が入力される入力端子１０２1 ，１０２2 の電位と前記Ｖ相電力が出力される出力端子１０４1 ，１０４2 の電位を共通にし、この共通電位線に接続される蓄電池１５1 ，１６1 ，１５2 ，１６2 を備えるようにしたことである。
【００１５】
上記した実施の形態によれば、三相交流電源に対し、第１電源ブロック１００1 のＲ相電力が入力される入力端子１０１1 、Ｓ相電力が入力される入力端子１０２1 、第２電源ブロック１００2 のＳ相電力が入力される入力端子１０２2 、Ｔ相電力が入力される入力端子１０１2 をＶ結線で構成しているため、出力容量は２台の電源ユニット１０1 ，１０2 の容量の８６．６％になるものの、図４に示した電源ユニット１０Ａ，２０Ａ，３０Ａや図５に示した電源ユニット１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂのような絶縁をしなくても、単相交流電源に使用できる電源ユニットと三相交流電源とが共用できるユニット式無停電電源装置を得ることができる。
【００１６】
なお、上記した実施の形態では、第１電源ブロック１００1 を構成する電源ユニット１０1 と第２電源ブロック１００2 を構成する電源ユニット１０2 は各１台としているが、この場合は、前述した共通電位線に接続される蓄電池１５1 ，１６1 が第１電源ブロック１００1 の直流中間出力によって充電される第１蓄電池であり、共通電位線に接続される蓄電池１５2 ，１６2 が第２電源ブロック１００2 の直流中間出力によって充電される第２蓄電池であるから、第１蓄電池１５1 ，１６1 と第２蓄電池１５2 ，１６2 は、各電源ブロック１００1 ，１００2 ごとに備えても、各電源ブロック１００1 ，１００2 を構成する電源ユニット１０1 ，１０2 ごとに備えても、必要数は４組である。
【００１７】
これに対し、図２に示した実施の形態では、第１電源ブロック１００1 を構成する電源ユニットを１０1 〜１０n のｎ台として、それぞれを並列に接続し、第２電源ブロック１００2 を構成する電源ユニットを１０n+1 〜１０2nのｎ台として、それぞれを並列に接続するとともに、共通電位線に接続される蓄電池１５1 〜１５n ，１６1 〜１６n を第１電源ブロック１００1 の直流中間出力によって充電される第１蓄電池とし、共通電位線に接続される蓄電池１５n+1 〜１５2n，１６n+1 〜１６2nを第２電源ブロック１００2 の直流中間出力によって充電される第２蓄電池としたものである。この実施の形態では、各電源ブロック１００1 ，１００2 を構成する２ｎ台の電源ユニット１０1 〜１０2nに蓄電池１５1 〜１５2n，１６1 〜１６2nを備える必要があるため、４ｎ組の蓄電池を準備する必要がある。
【００１８】
なお、図２に示した実施の形態は、第１電源ブロック１００1 を構成する電源ユニット１０1 〜１０n と、第２電源ブロック１００2 を構成する電源ユニット１０n+1 〜１０2nとを以下の図３のように接続してもよい。
【００１９】
すなわち、図３に示したように、第１電源ブロック１００1 を構成する電源ユニット１０1 と第２電源ブロック１００2 を構成する電源ユニット１０2 が各１台ずつからなるものをｎ台準備し、これを並列に接続することによったものである。
【００２０】
このことから、第１蓄電池と第２蓄電池を、各電源ブロック１００1 ，１００2 を構成する電源ユニットごとに備えると、電源ユニットの着脱を容易に行うことができるとともに、電源ユニットごとの交換や保守管理を容易に行うことができる点で有利である。
【００２１】
【発明の効果】
上記した如く、本発明は、三相交流電源からの三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するのを、一対の入力端子と一対の出力端子とを有する２ｎ台の電源ユニットを用いてｎ台の電源ユニットからなる構成にしているから、単相交流電源のための電源ユニットを用いて三相の無停電電源装置を構成したり、無停電化した単相交流電源を、電源ユニットの並列運転という形式で構成することができるので、汎用性にすぐれたユニット式無停電電源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るユニット式無停電電源装置の構成図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係るユニット式無停電電源装置の構成図である。
【図３】図２の他の実施の形態に係るユニット式無停電電源装置の構成図である。
【図４】従来の、三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するユニット式無停電電源装置の構成図である。
【図５】従来の、三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するユニット式無停電電源装置の他の構成図である。
【図６】従来の、三相交流電力を無停電の三相交流出力に変換するユニット式無停電電源装置の他の構成図である。
【図７】単相交流電力を無停電の単相交流出力に変換するユニット式無停電電源装置の構成図である。
【符号の説明】
１０        電源ユニット
１１        入力側電力変換部
１４        出力側電力変換部
１５，１６  蓄電池
１００  電源ブロック
【図１】
0004396060.tif 000002
【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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