Technical Report
報文ユニット方式 UPS “FULLBACK MLU シリーズ”の開発
Development of unit type UPS“FULLBACK MLU Series”
加小藤島康

拓司＊＊郎＊＊＊五十嵐鈴木寿勝＊＊朗

宙＊＊＊＊

永野佐史

藤弥＊

明＊＊

Koji Kato
Hisakatsu Igarashi
Fumiya Nagano
Takuro Kojima
Akihiro Suzuki
Akira Sato

Abstract
We were developed an uninterruptible power systems（UPS）, which is composed by unit-type power converter.
The features of this UPS are as follows:（1）UPS is capable of redundant operation, providing high reliability.

（2）The power converter adopts a T-type three-level converter, achieving a maximum efficiency of 93%.
（3）The fan which is a replacement part, is made into blocks for easy replacement.

Key words : unit-type power converter, high reliability, three-level converter

1

はじめに機器の電源トラブルへの対策として，無停電電源装置（以下，UPS と略す．）は欠かせなくなっている．UPS

日本における停電回数は 2021 年度で 1 戸当たりは上記の通信機器だけでなく，防災機器，工場の生産0.13 回と他国に比べて少なく ，非常に安定した電源設備，オフィス設備などその用途は多岐にわたっていを供給しているといえる．しかし，自然災害，人為的る．UPS の使命は，いかなる場合においても電力をな事故などの要因で発生する停電や瞬低を完全に停電給電し続けることである．この給電信頼性に加えて，をゼロにすることは難しい．

電源機器として要求は，高効率，長寿命，メンテナン

1ス性となっている．

情報化社会のインフラとなるデータセンタのサーバをはじめとした各種情報・通信機器の増加に伴い，そ以上の背景から，電力変換部をユニット化し，このの社会的な影響度も増加している．このため，これらユニットを冗長運転可能な UPS “FULLBACK MLU シリ ー ズ ” を 開 発 し た． 本 装 置 は， 既 存 モ デ ル＊

電源システム開発本部

第二開発部

第一Ｇ

“FULLBACK SBU―A シリーズ 2, 3” に新たに加えたシ＊＊電源システム開発本部

第二開発部

第三Ｇ

リーズとなる．本 UPS の特長は下記となる．

＊＊＊

電源システム開発本部

第三開発部

第一Ｇ

＊＊＊＊

電源システム開発本部

第三開発部

第二Ｇ

© 2023 GS Yuasa International Ltd., All rights reserved.

（1）信頼性

冗長運転が可能であり，1 台のユニットが故障して7

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2023 年 12 月

2.2

もインバータ給電を継続することが可能（2）高効率UPS は常時インバータ給電方式を採用しており，停（3）メンテナンス性電発生時に無瞬断で給電を継続するため，給電信頼性の高い方式である．本方式は交流電源が正常時，交流交換部品は蓄電池とファンのみとなっており，この入力の交流電力を直流に変換し，蓄電池に充電するとファンをブロック化しているため交換が容易

ともにインバータで交流電力に変換し負荷設備に給電

以下に本装置の概要を示す．

2.1

外観

2.1.1

回路構成

路 構 成 を 図 3 に， ユ ニ ッ ト 構 成 を 図 4 に 示 す． 本

率 93％を実現

本製品の概要第2号

今回開発した “FULLBACK MLU シリーズ” の主回

電力変換部に 3 レベル変換回路を採用し，最高効

2

第 20 巻する．一方，交流電源の異常発生時は，蓄電池よりインバータを介して交流電力を無瞬断で給電を継続する動作となる．加えて，本 UPS はユニットの冗長運転が可能となっているため，ユニットが 1 台故障して外形寸法もインバータによる給電継続が可能で，より高い給電信頼性を得ることができる．

FULLBACK MLU シリーズの外観写真を図 1 に示す．
本 UPS の出力容量は 10 kVA，20 kVA，30 kVA，40

本 UPS の回路構成は，電力変換部分をユニット化kVA，50 kVA の 5 機種であるが，全容量共通寸法とし，この電力変換部のみを冗長化した一括バイパス方

な っ て お り， 幅 400 mm × 奥 行 750 mm × 高 さ式を採用している．

1700 mm としている．既存シリーズである SBU50

また，電力変換回路には T 形 3 レベル変換回路を

kVA は幅 600 mm（奥行，高さは同一）であるため，コンバータおよびインバータそれぞれに採用し，ス約 33％の設置面積低減を実現している．

イッチング損失とフィルタ損失の低減させている．さ2.1.2

操作表示器

らに，直流部コンデンサ間の電圧を保つためにバランス回路を設けている．

図 2 に本装置の操作表示部の概要を示す．本操作

2.3

表示部は運転・停止等のボタン，運転・給電状態表示

メンテナンス性用の LED，そして動作や停電等各種記録，計測値等

本 UPS の期待寿命は 15 年であるが，これを実現の表示や各種設定を行う LCD で構成されている．なするためにはファンの交換が必要となる．このファン

お，LCD にはカラータッチパネルを採用しており，をユニット化することにより，脱着が容易な構造と視認性に優れ，直観的な操作や設定が可能となっていし，現場での点検・交換作業時間を大幅に短縮可能とる．

なっている．

（a）外観（a）Exterior（b）表示例（b）Representive display of LCD

図１ 製品外観
Fig. 1 Exterior of “FULLBACK MLU Series.

図２ 操作表示部の概要
Fig. 2 Overview of operation display section.

8

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UPS盤

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監

視表第 20 巻第2号

示

VF
バイパス入力
VFVF

交流入力

交流出力

Inv

Conv

FANVInv

Conv

蓄電池入力

図 3 主回路構成
Fig. 3 Configuration of main circuit.

交流出力

交流入力

直流入力

図 4 パワーユニット構成
Fig. 4 Configuration of power unit.

3

製品特性

バイパス給電からインバータ給電に切り替えたときの波形を示す．出力電圧波形に大きな歪がなく，給電状態が切り替わっていることが確認できる．

本 UPS の 仕 様 を 表 1 に 示 す． 本 装 置 は 常 時 イ ン
バータ給電方式を採用したユニット冗長方式三相 3

図 9 はユニット 6 台運転中にユニット 1 台を解列線 200 V の UPS である．以下，装置容量 50 kVA 時

させ波形を，ユニット 5 台運転中にユニット 1 台をにおける動作例を示す．

投入した時の波形となっている．いずれの動作におい3.1

静特性ても，出力電圧に変動がみられず，ユニット出力電流がバランスしていることがわかる．

図 5 は 200 V，50 Hz，非線形負荷時における定常波形である．非線形負荷においても入力電流および出4力電圧は正弦波状に制御されていることが確認できる．
図 6 は 200 V，50 Hz 時の総合効率を示す．最大

今回開発した UPS “FULLBACK MLU シリーズ” は，効率は 93％を確認した．
3.2

おわりに既存モデル “FULLBACK SBU － A シリーズ” に新たに動特性

加 わ る シ リ ー ズ と な り， ユ ニ ッ ト 方 式 を 採 用し た

図 7 は交流入力を停電させたときの波形である．

UPS である．本 UPS はユニットの冗長運転可能となっ停電発生による影響を出力電圧波形が受けることなており，ユニット 1 台が故障してもインバータ給電く，無瞬断でインバータによる給電を継続しているこを継続可能であるため，高い給電信頼性を有していとがわかる．

る．電力変換回路には T 型 3 レベル変換回路を採用

図 8 にインバータ給電からバイパス給電，およびし，最大効率 93％を得た．

9

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第 20 巻第2号

表 1 製品仕様
Table 1 Specifications of “FULLBACK MLU Series”
MLU
備考
203TT2-N1
303TT2-N1
403TT2-N1
503TT2-N1
20kVA
30 kVA
40 kVA
50 kVA
定格出力容量
16 kW
24 kW
32 kW
40 kW
短時間定格30 kVA
45 kVA
60 kVA
75 kVA
1 分間運転方式
商用同期常時インバータ給電方式
相数・線数
三相 3 線
電圧（変動範囲）
200 V，210 V（± 10％）指定による周波数（変動範囲）
50 Hz，60 Hz（± 5％）指定による力率（定格負荷時）
0.93 以上
定格入出力時
最大入力容量11 kVA
21 kVA
31 kVA
41 kVA
51 kVA
相数・線数
三相 3 線電圧（精度）
200 V，210 V（± 1％）
指定による電圧調整範囲± 5％
定格入力時
50 Hz，60 Hz
周波数
交流入力周波数と同じ（非同期時：0.01％ / 同期範囲：± 1％，± 3％，± 5％ 工場出荷時：± 1％）
定格負荷力率0.8（遅れ），範囲 0.7 ～ 1.0（遅れ）定格 0.9 も対応可能
定格実効電流
29 A
58 A
87 A
115 A
144 A
許容ピーク電流
72 A
144 A
217 A
289 A
361 A
瞬時値
過渡電圧変動± 2％以下（停電復電時），± 5％以下（0％⇔ 100％負荷急変時）
整定時間
50 ms 以下（バイパス定格時）
電圧波形歪率2％以下（線形負荷），5％以下（非線形負荷）
電圧不平衡比± 1.0％以内（100％負荷負荷不平衡時）
インバータ：125％（10 分間）/150％（1 分間），過負荷耐量
バイパス：1000％（半サイクル）
直列セル数
180 セル
総合効率
90.5％
91.0％
定格入出力時
発熱量
0.9 kW
1.6 kW
2.4 kW
3.2 kW
4.0 kW
定格入出力時
冷却方式
強制冷却
騒音
62.0 dB 以下 63.0 dB 以下 64.0 dB 以下 65.0dB 以下 66.5 dB 以下
正面 1m, A 特性
使用環境
周囲温度：0 ～ 40℃，相対湿度：30 ～ 90％（ただし無結露のこと）
対応オプション
ネットワーク管理用エージェント（FNA-34）
耐震性能
水平方向加速度 9.8 m/s2（1.0 G）
塗装色
マンセル 5Y7/1 焼付 半ツヤ
外形（単位 mm）
400 W × 750 D × 1700 H
質量240 kg
265 kg
290 kg
315 kg
340 kg型式

交流入力

103TT2-N110 kVA
8 kW
15 kVA

交流出力その他

Total efficiency（%）

1009590858075

0255075

Load factor（%）

図６ 総合効率
Fig. 6 Total efficiency.

図５ 定常波形（非線形負荷時）
Fig. 5 Steady waveform under nolinear load.

10100125

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第 20 巻第2号

今後も市場要求の変化に対応し，高効率・高信頼性を備えた UPS を開発し，顧客のニーズに最適な電源ソリューションを提供していく所存である．

参考文献
1. 電気事業連合会 “電気事業のデータベース
INFOBASE2022”,（2022）．

2. 永松，南沢 “無停電電源装置 FBK-SBU シリーズ”,
サンケン技報 , vol.40, 39-42（2008）.

3. 小石，齋藤，井山 “並列冗長型無停電電源装置”, サ

図７ 停電発生時波形
Fig. 7 Waveform under AC input failure.

（a）インバータ → バイパス（a）Inverter → Bypass

ンケン技報 , vol.42, 55-58（2010）.

（b）バイパス → インバータ（b）Bypass → Inverter

図８ 給電切替特性
Fig. 8 Output change characteristics.
（Inverter → Bypass → Inverter）.

（a）解列（a）Detaching（b）投入（b）Throwing

図９ 解列・投入特性
Fig. 9 Waveform of detaching and throwing
characteristics.

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