特許 5985972 双方向コンバータおよびそれを用いた無停電電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5985972

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】双方向コンバータおよびそれを用いた無停電電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20160823BHJP

   H02H 7/122 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 M

   H02M7/48 N

   H02H7/122 Z

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-267958(P2012-267958)

(22)【出願日】2012年12月7日

(65)【公開番号】特開2014-117023(P2014-117023A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中野 俊秀

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１８９６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５９２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３４６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８８８６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４２− ７／９８

Ｈ０２Ｈ ７／００

Ｈ０２Ｈ ７／１０− ７／２０

Ｈ０２Ｍ ７／００− ７／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三相の交流ラインと直流正母線および直流負母線との間に接続され、三相交流電力と直流電力の間の双方向の電力変換を行なう双方向コンバータであって、
それぞれ前記三相の交流ラインに対応する３つの電力変換回路を備え、
各電力変換回路は、
第１のノードと対応の相の交流ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、
対応の相の交流ラインと第２のノードとの間に接続された第２のトランジスタと、
それぞれ前記第１および第２のトランジスタに逆並列に接続された第１および第２のダイオードと、
前記第１および第２のノード間に接続された平滑コンデンサとを含み、
さらに、各電力変換回路に対応して設けられ、対応の第１のノードと前記直流正母線との間に接続された第１のヒューズと、
各電力変換回路に対応して設けられ、対応の第２のノードと前記直流負母線との間に接続された第２のヒューズと、
各電力変換回路の前記第１および第２のトランジスタのオン／オフを制御する制御部と、
前記直流正母線または前記直流負母線に流れる電流の瞬時値を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の検出結果に基づいて、３組の前記第１および第２のヒューズのうちの少なくとも１つのヒューズが溶断されたことを検出する故障検出器とを備え、
前記故障検出器は、前記電流検出器の検出値の交流成分の大きさが予め定められたしきい値を超えた場合に前記少なくとも１つのヒューズが溶断されたと判別する、双方向コンバータ。

【請求項2】

前記電流検出器の検出値の交流成分は前記三相交流電力の周波数を有する、請求項１に記載の双方向コンバータ。

【請求項3】

前記故障検出器は、
前記電流検出器の検出値から前記交流成分を抽出するフィルタと、
前記フィルタで抽出された前記交流成分の絶対値平均を求める絶対値平均回路と、
前記絶対値平均回路によって求められた前記交流成分の絶対値平均と前記予め定められたしきい値との高低を比較し、比較結果を示す信号を出力する比較器とを含む、請求項１または請求項２に記載の双方向コンバータ。

【請求項4】

前記直流正母線および直流負母線はそれぞれ電力貯蔵装置の正極および負極に接続され、
前記電力貯蔵装置を充電する場合は、前記三相の交流ラインは三相交流電源から前記三相交流電力を受け、前記双方向コンバータは、前記三相交流電源からの前記三相交流電力を前記直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に供給し、
前記電力貯蔵装置によって負荷を駆動させる場合は、前記三相の交流ラインは前記負荷に接続され、前記双方向コンバータは、前記電力貯蔵装置からの前記直流電力を前記三相交流電力に変換して前記負荷に供給する、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の双方向コンバータ。

【請求項5】

前記三相交流電源は前記三相の交流ラインを介して前記負荷に接続され、
前記三相の交流ラインに介挿され、前記三相交流電源が正常である場合は導通し、前記三相交流電源が正常でない場合は非導通になる三相スイッチと、
請求項４に記載の双方向コンバータとを備え、
前記双方向コンバータは、前記三相スイッチと前記負荷の間において前記三相の交流ラインに接続され、前記三相交流電源が正常である場合は、前記三相交流電源から前記三相スイッチを介して供給される前記三相交流電力を前記直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に供給し、前記三相交流電源が正常でない場合は、前記電力貯蔵装置から供給される前記直流電力を前記三相交流電力に変換して前記負荷に供給する、無停電電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は双方向コンバータおよびそれを用いた無停電電源装置に関し、特に、交流電力と直流電力の間の双方向の電力変換を行なう双方向コンバータと、それを用いた無停電電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

双方向コンバータは、三相の交流ラインと直流正母線および直流負母線との間に接続され、三相交流電力と直流電力の間の双方向の電力変換を行なうものである。双方向コンバータは、それぞれ三相の交流ラインに対応する３つの電力変換回路を備える。各電力変換回路は、第１のノードと対応の相の交流ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、対応の相の交流ラインと第２のノードとの間に接続された第２のトランジスタと、それぞれ第１および第２のトランジスタに逆並列に接続された第１および第２のダイオードと、第１および第２のノード間に接続された平滑コンデンサとを含む。第１および第２のノードは、それぞれ直流正母線および直流負母線に接続される。直流正母線および直流負母線は、それぞれバッテリの正極および負極に接続される。

【0003】

バッテリを充電する場合は、三相の交流ラインは三相交流電源に接続される。双方向コンバータは、三相交流電源から三相の交流ラインを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を直流正母線および直流負母線を介してバッテリに供給する。

【0004】

バッテリによって負荷を駆動させる場合は、三相の交流ラインは負荷に接続される。双方向コンバータは、バッテリから直流正母線および直流負母線を介して与えられる直流電力を三相交流電力に変換し、その三相交流電力を三相の交流ラインを介して負荷に供給する。

【0005】

なお、特許文献１には、インバータにおいて交流電流指令値と交流電流帰還値の偏差が設定値を超えた場合にインバータが故障したと判別する故障検出方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−２２７０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このような双方向コンバータにおいて、電力変換回路が過電流によって破壊されるのを防止するため、各電力変換回路の第１のノードと直流正母線との間に第１のヒューズを介挿するとともに各電力変換回路の第２のノードと直流負母線との間に第２のヒューズを介挿する方法がある（図１参照）。

【0008】

しかし、この方法では、バッテリの充電中に過電流によってヒューズが溶断された場合でも、平滑コンデンサに電流が流れるので、交流側の電流に変化が現われ難く、特許文献１に記載されているような方法で交流側から故障を検出することは困難であった。

【0009】

また、ヒューズが溶断された状態でバッテリの充電を継続すると、平滑コンデンサが過度に充電されて過電圧破壊される恐れがある。

【0010】

それゆえに、この発明の主たる目的は、過電流から電力変換回路を保護し、故障の発生を容易に検出することが可能な双方向コンバータと、それを用いた無停電電源装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この発明に係る双方向コンバータは、三相の交流ラインと直流正母線および直流負母線との間に接続され、三相交流電力と直流電力の間の双方向の電力変換を行なう双方向コンバータであって、それぞれ三相の交流ラインに対応する３つの電力変換回路を備えたものである。各電力変換回路は、第１のノードと対応の相の交流ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、対応の相の交流ラインと第２のノードとの間に接続された第２のトランジスタと、それぞれ第１および第２のトランジスタに逆並列に接続された第１および第２のダイオードと、第１および第２のノード間に接続された平滑コンデンサとを含む。この双方向コンバータは、さらに、各電力変換回路に対応して設けられ、対応の第１のノードと直流正母線との間に接続された第１のヒューズと、各電力変換回路に対応して設けられ、対応の第２のノードと直流負母線との間に接続された第２のヒューズと、各電力変換回路の第１および第２のトランジスタのオン／オフを制御する制御部と、直流正母線または直流負母線に流れる電流の瞬時値を検出する電流検出器と、電流検出器の検出結果に基づいて、３組の第１および第２のヒューズのうちの少なくとも１つのヒューズが溶断されたことを検出する故障検出器とを備える。この故障検出器は、電流検出器の検出値の交流成分の大きさが予め定められたしきい値を超えた場合に少なくとも１つのヒューズが溶断されたと判別する。

【0013】

また好ましくは、電流検出器の検出値の交流成分は三相交流電力の周波数を有する。
また好ましくは、故障検出器は、電流検出器の検出値から交流成分を抽出するフィルタと、フィルタで抽出された交流成分の絶対値平均を求める絶対値平均回路と、絶対値平均回路によって求められた交流成分の絶対値平均と予め定められたしきい値との高低を比較し、比較結果を示す信号を出力する比較器とを含む。

【0014】

また好ましくは、直流正母線および直流負母線はそれぞれ電力貯蔵装置の正極および負極に接続される。電力貯蔵装置を充電する場合は、三相の交流ラインは三相交流電源から三相交流電力を受け、双方向コンバータは、三相交流電源からの三相交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置に供給する。電力貯蔵装置によって負荷を駆動させる場合は、三相の交流ラインは負荷に接続され、双方向コンバータは、電力貯蔵装置からの直流電力を三相交流電力に変換して負荷に供給する。

【0015】

また、この発明に係る無停電電源装置では、三相交流電源は三相の交流ラインを介して負荷に接続される。この無停電電源装置は、三相の交流ラインに介挿され、三相交流電源が正常である場合は導通し、三相交流電源が正常でない場合は非導通になる三相スイッチと、上記双方向コンバータとを備える。双方向コンバータは、三相スイッチと負荷の間において三相の交流ラインに接続され、三相交流電源が正常である場合は、三相交流電源から三相スイッチを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置に供給し、三相交流電源が正常でない場合は、電力貯蔵装置から供給される直流電力を三相交流電力に変換して負荷に供給する。

【発明の効果】

【0016】

この発明に係る双方向コンバータおよび無停電電源装置では、直流正母線または直流負母線に流れる電流の瞬時値を検出し、その検出値の交流成分の大きさが予め定められたしきい値を超えた場合に少なくとも１つのヒューズが溶断されたと判別する。したがって、過電流から電力変換回路を保護し、故障の発生を容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】この発明の実施の形態１による双方向コンバータの構成を示す回路ブロック図である。

【図2】図１に示した故障検出器の原理を説明するための図である。

【図3】図１に示した故障検出器の構成を示す回路ブロック図である。

【図4】実施の形態１の変更例を示す回路ブロック図である。

【図5】この発明の実施の形態２による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

［実施の形態１］
本願の実施の形態１による双方向コンバータは、図１に示すように、三相の交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬと直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬとの間に接続され、三相交流電力と直流電力の間の双方向の電力変換を行なうものである。

【0019】

直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬは、それぞれバッテリ１１（電力貯蔵装置）の正極および負極に接続される。交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬは、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して設けられている。バッテリ１１を充電する場合は、交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬは三相交流電源１２に接続される。バッテリ１１によって負荷を駆動させる場合は、三相交流電源１２の代わりに負荷が接続される。図１では、バッテリ１１を充電する場合が示されている。

【0020】

双方向コンバータは、電力変換回路１〜３、ヒューズＦ１〜Ｆ６、電流検出器４，５、電圧検出器６，７、制御部８、故障検出器９、および報知部１０を備える。電力変換回路１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）Ｑ１，Ｑ４、ダイオードＤ１，Ｄ４、および平滑コンデンサＣ１を含む。電力変換回路２は、ＩＧＢＴＱ２，Ｑ５、ダイオードＤ２，Ｄ５、および平滑コンデンサＣ２を含む。電力変換回路３は、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ６、ダイオードＤ３，Ｄ６、および平滑コンデンサＣ３を含む。

【0021】

ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ３のコレクタは、それぞれノードＮ１〜Ｎ３に接続され、それらのエミッタはそれぞれ交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬに接続される。ＩＧＢＴＱ４〜Ｑ６のコレクタはそれぞれ交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬに接続され、それらのエミッタはそれぞれノードＮ４〜Ｎ６に接続される。ダイオードＤ１〜Ｄ６は、それぞれＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６に逆並列に接続される。平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３の一方端子はそれぞれノードＮ１〜Ｎ３に接続され、それらの他方端子はそれぞれノードＮ４〜Ｎ６に接続される。

【0022】

ヒューズＦ１〜Ｆ３の一方端子はともに直流正母線ＰＬに接続され、それらの他方端子はそれぞれノードＮ１〜Ｎ３に接続される。ヒューズＦ４〜Ｆ６の一方端子はそれぞれノードＮ４〜Ｎ６に接続され、それらの他方端子はともに直流負母線ＮＬに接続される。ヒューズＦ１〜Ｆ６の各々は、所定値を超える値の電流が流れると溶断する。ヒューズＦ１〜Ｆ６は、それぞれＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６が過電流によって破壊されるのを防止するために設けられている。

【0023】

電流検出器４は、直流正母線ＰＬに流れるバッテリ電流Ｉｂの瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ４を制御部８および故障検出器９に与える。電流検出器５は、交流ラインＵＬに流れるＵ相電流Ｉｕの瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ５を制御部８に与える。

【0024】

電圧検出値６は、直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬ間の電圧すなわちバッテリ１１の端子間電圧Ｖｂの瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ６を制御部８に与える。電圧検出値７は、交流ラインＵＬ，ＶＬの線間電圧Ｖｕｖの瞬時値を検出し、検出値を示す信号φ７を制御部８に与える。

【0025】

制御部８は、電流検出器４，５および電圧検出器６，７の出力信号φ４〜φ７と故障検出器９からの故障検出信号φ９とに基づいて、ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６を制御する。すなわち、制御部８は、バッテリ１１を充電する場合は、線間電圧Ｖｕｖ（信号φ７）に同期して動作し、ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６の各々を所定のタイミングでオン／オフさせる。これにより、三相交流電源１２から交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して与えられる三相交流電力は電力変換回路１〜３によって直流電力に変換され、その直流電力は直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬを介してバッテリ１１に供給される。このとき、バッテリ１１に流れる電流Ｉｂ（信号φ４）は所定の上限値以下の値に制限される。また、バッテリ１１の端子間電圧Ｖｂ（信号φ６）が所定の直流電圧値に到達すると充電は停止される。

【0026】

また、制御部８は、三相交流電源１２の代わりに接続された負荷に三相交流電力を供給するためにバッテリ１１を放電する場合は、ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６の各々を所定のタイミングでオン／オフさせる。これにより、バッテリ１１から直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬを介して与えられる直流電力は電力変換回路１〜３によって三相交流電力に変換され、その三相交流電力は交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して負荷に供給される。

【0027】

また、制御部８は、故障検出信号φ９が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３が過電圧破壊されるのを防止するためＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６をオフ状態に固定する。

【0028】

故障検出器９は、電流検出器４の出力信号φ４に基づいて、ヒューズＱ１〜Ｑ６のうちの少なくとも１つのヒューズＦが溶断されたか否か判別し、溶断されたと判別した場合は故障検出信号φ９を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに立ち上げる。報知部１０は、故障検出信号φ９が「Ｈ」レベルにされた場合は、音、光などにより、故障が発生したことをユーザに報知する。ユーザは、故障を修理し、溶断されたヒューズＦを新しいヒューズＦと交換する。

【0029】

次に、故障検出器９がヒューズＦ１〜Ｆ６のうちの少なくとも１つのヒューズＦが溶断されたか否かを判別する方法の原理について説明する。図２（ａ）は交流ラインＵＬ，ＶＬの線間電圧Ｖｕｖの波形を示し、図２（ｂ）は交流ラインＵＬに流れるＵ相電流Ｉｕの波形を示し、図２（ｃ）はコンデンサＣ１〜Ｃ３の端子間電圧ＶＣ１〜ＶＣ３を示し、図２（ｄ）はバッテリ電流Ｉｂの波形を示している。図２（ａ）〜（ｄ）では、０．２秒の時点でヒューズＦ１が溶断された場合が示されている。

【0030】

図２（ａ）〜（ｄ）において、線間電圧ＶｕｖとＵ相電流Ｉｕは、ヒューズＦ１の溶断の前後でほとんど変わらない。これは、ヒューズＦ１が溶断されても平滑コンデンサＣ１に電流が流れるからである。また、ヒューズＦ１が溶断していない場合は、コンデンサＣ１〜Ｃ３はバッテリ１１に並列接続されているので、コンデンサＣ１〜Ｃ３の端子間電圧ＶＣ１〜ＶＣ３は等しく、ほぼ一定である。ヒューズＦ１が溶断されるとコンデンサＣ１がバッテリ１１の正極から切り離され、コンデンサＣ１の端子間電圧ＶＣ１に交流成分が現われるとともにＶＣ１が徐々に低下する。ＶＣ１の交流成分は、三相交流電力の周波数（線間電圧Ｖｕｖの周波数）と同じ周波数（たとえば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）である。

【0031】

また、ヒューズＦ１が溶断されていない場合は、バッテリ電流Ｉｂには小さな脈動成分が現われる。この脈動成分は、三相交流電力の周波数（線間電圧Ｖｕｖの周波数）の３倍の周波数を有する。ヒューズＦ１が溶断されると電流変換回路１がバッテリ１１の正極から切り離される。これにより、ＩＧＢＴＱ１がオンするタイミングでもヒューズＦ１に電流が流れなくなり、バッテリ電流Ｉｂに交流成分が発生するとともにバッテリ電流Ｉｂが低下する。バッテリ電流Ｉｂの交流成分は、三相交流電力の周波数（線間電圧Ｖｕｖの周波数）に等しくなる。

【0032】

ここでは、ヒューズＦ１が溶断された場合について説明したが、他のヒューズＦ２〜Ｆ６のうちのいずれかのヒューズが溶断された場合でもバッテリ電流Ｉｂに交流成分が発生するとともにバッテリ電流Ｉｂが低下する。そこで、本願発明では、バッテリ電流Ｉｂ（信号φ４）の交流成分のレベルに基づいてヒューズが溶断されたか否かを判別する。

【0033】

図３は、故障検出器９の構成を示す回路ブロック図である。図２において、故障検出器９は、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）２０、絶対値平均回路（ＡＢＳ）２１、および比較器２２を含む。高域通過フィルタ２０は、電流検出器４の出力信号φ４（バッテリ電流Ｉｂ）のうちの直流成分を除去し、交流成分を通過させる。絶対値平均回路２１は、高域通過フィルタ２０を通過した信号φ４の交流成分の絶対値平均を求める。

【0034】

比較器２２は、絶対値平均回路２１によって求められた交流成分の絶対値平均と所定のしきい値ＶＴとの高低を比較し、比較結果を示す信号φ９を出力する。信号φ９は、交流成分の絶対値平均が所定のしきい値ＶＴよりも低い場合は「Ｌ」レベルにされ、交流成分の絶対値平均が所定のしきい値ＶＴよりも高い場合は「Ｈ」レベルにされる。図２（ｄ）で示したように、ヒューズＦ１が溶断されると、バッテリ電流Ｉｂの交流成分が増大する。したがって、比較器２２の出力信号φ９に基づいて、ヒューズＦが溶断されたか否かを判別することができる。

【0035】

この実施の形態１では、直流正母線ＰＬに流れるバッテリ電流Ｉｂの瞬時値を検出し、その検出結果に基づいて少なくとも１つのヒューズＦが溶断されたか否かを判別する。したがって、電力変換回路１〜３が過電流によって破壊されるのを防止することができ、かつ故障の発生を容易に検出することができる。

【0036】

なお、本実施の形態１では、直流正母線ＰＬに流れるバッテリ電流Ｉｂに基づいてヒューズＦが溶断されたか否かを判別したが、直流負母線ＮＬに流れるバッテリ電流Ｉｂに基づいてヒューズＦが溶断されたか否かを判別してもよいことはいうまでもない。

【0037】

図４は、本実施の形態１の変更例を示す回路ブロック図であって、図３と対比される図である。図４を参照して、この変更例では、故障検出器９の高域通過フィルタ２０が帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２３で置換される。帯域通過フィルタ２３は、電流検出器４の出力信号φ４のうちの、三相交流電力の周波数を含む所定の帯域の信号成分を通過させる。ヒューズＦが溶断されたときにバッテリ電流Ｉｂに現れる交流成分の周波数は三相交流電力の周波数に等しいので、この変更例でもヒューズＦが溶断されたか否かを判別することができる。

【0038】

［実施の形態２］
図５は、この発明の実施の形態２による無停電電源装置の構成を示す回路ブロック図である。図５において、この無停電電源装置は、双方向コンバータ３０、三相スイッチ３１、および停電検出器３２を備える。双方向コンバータ３０は、実施の形態１で示した双方向コンバータと同じ構成である。

【0039】

三相交流電源１２は、交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して負荷３３に接続されている。双方向コンバータ３０は、直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬを介してバッテリ１１の正極および負極に接続されるとともに、三相スイッチ３１と負荷３３の間の交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬに接続されている。

【0040】

停電検出器３２は、三相交流電源１２と三相スイッチ３１との間の交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬに接続され、三相交流電源１２から三相交流電力が正常に供給されているか否かを判別し、判別結果を示す信号φ３３を出力する。信号φ３３は、三相交流電源１２から三相交流電力が正常に供給されている場合は「Ｌ」レベルにされ、三相交流電源１２から三相交流電力が正常に供給されていない場合、たとえば停電した場合は「Ｈ」レベルにされる。信号φ３２は、三相スイッチ３１および双方向コンバータ３０に与えられる。

【0041】

三相スイッチ３１は、停電検出器３２の出力信号φ３２が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は導通し、信号φ３２が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合は非導通になる。

【0042】

双方向コンバータ３０は、停電検出器３２の出力信号φ３２が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、三相交流電源１２から三相スイッチ３１および交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して供給される三相交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬを介してバッテリ１１に供給する。

【0043】

また、双方向コンバータ３０は、停電検出器３２の出力信号φ３２が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合は、バッテリ１１から直流正母線ＰＬおよび直流負母線ＮＬを介して供給される直流電力を三相交流電力に変換し、その三相交流電力を交流ラインＵＬ，ＶＬ，ＷＬを介して負荷３３に供給する。

【0044】

次に、この無停電電源装置の動作について説明する。三相交流電源１２が正常である場合は、停電検出器３２の出力信号φ３２が「Ｌ」レベルになり、三相スイッチ３１が導通し、三相交流電源１２から三相交流電力が三相スイッチ３１を介して負荷３３に供給され、負荷３３が駆動される。また、三相交流電力は、双方向コンバータ３０によって直流電力に変換されてバッテリ１１に蓄えられる。

【0045】

バッテリ１１の充電中にヒューズＦが溶断された場合は、双方向コンバータ３０の運転が停止され、報知部１０によって双方向コンバータ３０が故障したことがユーザに報知される。ユーザは、双方向コンバータ３０の故障を修理するとともに溶断したヒューズＦを新しいヒューズＦと交換する。したがって、双方向コンバータ３０が故障したことが停電時に発覚して負荷３３の運転が停止される事態を回避することができる。

【0046】

また、三相交流電源１２が故障して停電が発生した場合は、停電検出器３２の出力信号φ３２が「Ｈ」レベルになり、三相スイッチ３１が非導通になり、三相交流電源１２と負荷３３とが切り離される。同時に、バッテリ１１の直流電力が双方向コンバータ３０によって三相交流電力に変換されて負荷３３に供給される。したがって、停電時でもバッテリ１１に直流電力が蓄えられている期間は負荷３３の運転を継続することができる。

【0047】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0048】

ＵＬ，ＶＬ，ＷＬ 交流ライン、ＰＬ 直流正母線、ＮＬ 直流負母線、１〜３ 電力変換回路、Ｆ１〜Ｆ６ ヒューズ、４，５ 電流検出器、６，７ 電圧検出器、８ 制御部、９ 故障検出器、１０ 報知部、１１ バッテリ、１２ 三相交流電源、Ｑ１〜Ｑ６ ＩＧＢＴ、Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード、Ｃ１〜Ｃ３ 平滑コンデンサ、２０ 高域通過フィルタ、２１ 絶対値平均回路、２２ 比較器、２３ 帯域通過フィルタ、３０ 双方向コンバータ、３１ 三相スイッチ、３２ 停電検出器、３３ 負荷。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】