【手続補正書】
【提出日】平成19年11月28日(2007.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常時は外部の商用電源から半導体スイッチを介し入力して定格電圧を出力し、停電時は瞬時電圧低下補償装置が内蔵する電池及びインバータを介して電圧を出力し、出力した電圧はコンデンサを内蔵するインバータを介して変換し負荷に供給するよう構成する瞬時電圧低下補償装置において、前記瞬時電圧低下補償装置が内蔵するインバータの半導体スイッチのゲートに突入電流防止回路を接続し、停電直後にはこの突入電流防止回路によりインバータの半導体スイッチを介して出力する電圧を抑制するよう制御することを特徴とする瞬時電圧低下補償装置。
【請求項２】
停電直後に前記突入電流防止回路により抑制制御されて前記インバータの半導体スイッチを介して出力する電圧は、定格電圧の−１０％程度であることを特徴とする請求項１記載の瞬時電圧低下補償装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】瞬時電圧低下補償装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常時商用形の瞬時電圧低下補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
瞬時電圧低下補償装置はインバータと組み合わせてCVCF装置などを構成することが多い。すなわち、商用電源の電圧変動や瞬時停電が生じた場合でも一定電圧・一定周波数の交流を供給するような回路構成および制御方式を採るものである。また、誘導回転機を負荷とした場合には、周波数制御するインバータと組み合わせて、商用電源の電圧変動や瞬時停電に備えるよう構成することもある。
【０００３】
図４は従来技術における瞬時電圧低下補償装置の構成図であり、負荷側にインバータ10を接続し、それを介して負荷21に交流電源を供給するよう構成している。また、図５は当該装置動作時の出力電圧Viの変化をあらわしたグラフである。常時は、第１の半導体スイッチ２がONで瞬時電圧低下補償装置が内蔵するインバータの半導体スイッチ３がOFFの状態で、商用電源２０から電源供給を受け、インバータ１０に定格電圧を供給している。なお、半導体スイッチはIGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）よりなる。商用電源20の停電（瞬時電圧低下を含む）を検出すると、半導体スイッチ２がONからOFFに、インバータ３がOFFからONに切り替わり、電池４からインバータ１０に電力を供給する。インバータ１０は整流回路11とコンデンサ１３及びIGBTよりなる逆変換部１２を有し、停電時にはこのインバータ１０を介して定格電圧の交流を発生させ負荷２１に供給する。５は機械的なスイッチである。
【０００４】
なお、整流器と平滑コンデンサとから成る整流回路の交流入力側に挿入した限流抵抗の短絡時期を制御して充電突入電流の低減を図るものとしては特許文献１がある。
【特許文献１】特開平５−３０７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６は商用電源２０の停電を検出してから半導体スイッチ２、インバータ３の切替直後の状態を表している。停電を検出してから電源切替時には、インバータの整流器１１及びコンデンサ１３が負荷となることから、図５のような直流電圧の瞬間的な変動により、電池４からインバータ内のコンデンサ１３に大きな突入電流が発生する。そのため、瞬時電圧低下補償装置１は過負荷となり、運転不可となる。これを防ぐには、瞬時電圧低下補償装置１を大容量にするという対策も考えられるが、コストパフォーマンスは悪い。
【０００６】
本発明の目的は、瞬時電圧低下補償装置からインバータ内コンデンサへの突入電流を防ぎ、当該装置が過負荷とならないコストパフォーマンスの良い手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一は、通常時は外部の商用電源から半導体スイッチを介し入力して定格電圧を出力し、停電時は瞬時電圧低下補償装置が内蔵する電池及びインバータを介して電圧を出力し、出力した電圧はコンデンサを内蔵するインバータを介して変換し負荷に供給するよう構成する瞬時電圧低下補償装置において、前記瞬時電圧低下補償装置が内蔵するインバータの半導体スイッチのゲートに突入電流防止回路を接続し、停電直後にはこの突入電流防止回路によりインバータの半導体スイッチを介して出力する電圧を抑制するよう制御することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第二は、停電直後に前記突入電流防止回路により抑制制御されて前記インバータを介して出力する電圧は定格電圧の−１０％程度であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のとおり、本発明によれば、商用電源から電池に切り替わった直後には、瞬時電圧低下補償装置の出力電圧は定格電圧にならず徐々に上昇していくため、インバータ内のコンデンサへの突入電流は発生しない。これにより、当該装置は過負荷とはならず運転不能現象は防止される。また、コストパフォーマンスの良い装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明における瞬時電圧低下補償装置の構成図であり、瞬時電圧低下補償装置１に突入電流防止回路６を設け、この突入電流防止回路６によって、図２で示すような装置動作時の出力電圧Viが出力されるようインバータ３を構成する半導体スイッチのゲートに対してPWM制御を実行する。常時は、半導体スイッチ２がON，インバータ３の半導体スイッチがOFFの状態で、商用電源20から電源供給を受け、インバータ１０に定格電圧を供給している。商用電源２０の停電を検出すると、半導体スイッチ２がONからOFFに、インバータ３がOFFからONに切り替わり、電池４からインバータ３を介してインバータ１０に直流電圧を供給する。インバータ１０は整流回路１１〜逆変換部１２を介して定格の交流を発生させ負荷２１に供給する。以上は従来と同様である。
【００１１】
停電時は、電源供給を半導体スイッチ２からインバータ３に切り替える時、突入電流防止回路６から図２で示すような電圧が出力されるようインバータ３が制御される。そのため、突入電流防止回路６は図３のように構成されている。同図において突入電流防止回路６は、基本電圧指令信号発生部６aで停電検出時に定格電圧の−１０%程度の信号を出力し、且つ所定時間後に定格電圧に達するよう予め設定される。６bは三角波キャリア信号発生部，６cは比較器で、この比較器には基本電圧指令信号発生部６aからの信号ｅsと三角波キャリア信号発生部６bからの信号が入力され、ｅs＞ｅcの信号をゲート駆動回路6dに出力する。ゲート駆動回路6dは６eのようなPWMゲート信号をインバータ３の半導体スイッチのゲートに出力してPWM制御を実行する。したがって、インバータ３からは図２で示すような抑制された電圧が出力され、コンデンサ１３への突入電流は防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の装置構成および動作を示す図。
【図２】本発明の瞬時電圧低下補償装置の動作時に変化する出力電圧グラフ。
【図３】本発明の突入電流防止回路の実施例。
【図４】従来技術の装置構成および動作を示す図。
【図５】従来技術の瞬時電圧低下補償装置の動作時に変化する出力電圧グラフ。
【図６】従来技術において突入電流の発生状況を示す図。
【符号の説明】
【００１３】
１…  瞬時電圧低下補償装置
２…  半導体スイッチ
３…  インバータ
４…  電池
５…  スイッチ
６…  突入電流防止回路 
６a…  基本波電圧指令信号発生部
６b…  三角波キャリア信号発生部
６c…  比較器
６d…  ゲート駆動回路
６e…  PWMゲート信号
１０…  インバータ
１１…  整流回路
１２…  逆変換部
１３…  コンデンサ
２０…  商用電源
２１…  負荷