特開 2023-69246 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023069246

(43)【公開日】2023-05-18

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20230511BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20230511BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20230511BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20230511BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20230511BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

H02J9/06 120

H02J7/34 J

H02J3/32

H02J3/38 110

H02M7/48 E

H02M7/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021180989

(22)【出願日】2021-11-05

(71)【出願人】

【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】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 智大

【テーマコード（参考）】

5G015

5G066

5G503

5H006

5H770

【Ｆターム（参考）】

5G015GA06

5G015JA04

5G015JA21

5G015JA55

5G015JA59

5G066HA11

5G066HB08

5G066HB09

5G066JA02

5G066JB03

5G066JB04

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503BB03

5G503CC08

5G503DA05

5G503DA18

5G503GB06

5H006DB01

5H006DC02

5H770DA10

5H770DA11

5H770DA22

5H770DA30

5H770HA02Y

5H770JA17Z

(57)【要約】

【課題】高効率の電源装置を提供する。
【解決手段】瞬低補償装置は、交流電源７１と負荷７２の間に接続される高速スイッチ２と、負荷７２と電力貯蔵装置７３との間に並列接続されるＮ台の電力変換ユニットＵとを含む。交流電圧ＶＩが正常である場合には、高速スイッチ２がオンされ、Ｎ台の電力変換ユニットＵのうちのＭ台（Ｍ＜Ｎ）の電力変換ユニットＵのみが交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置７３に蓄える。瞬低発生時には、高速スイッチ２がオフされ、Ｎ台の電力変換ユニットＵが電力貯蔵装置７３の直流電力を交流電力に変換して負荷７２に供給する。（Ｎ－Ｍ）台の電力変換ユニットＵのスイッチング損失を低減できる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方端子が交流電源から供給される交流電圧を受け、他方端子が負荷に接続され、前記交流電圧が正常である場合にはオンされ、前記交流電圧が正常でない場合にはオフされるスイッチと、
前記スイッチの他方端子と電力貯蔵装置との間に接続される電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、互いに並列接続されたＮ台の電力変換ユニットを含み、
前記交流電圧が正常である場合には、前記Ｎ台の電力変換ユニットのうちのＭ台の電力変換ユニットのみが前記交流電源から前記スイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置に蓄え、
前記交流電圧が正常でない場合には、前記Ｎ台の電力変換ユニットは前記電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給し、
Ｎは２以上の自然数であり、ＭはＮよりも小さな自然数である、電源装置。

【請求項2】

前記Ｎ台の電力変換ユニットのうちの前記Ｍ台の電力変換ユニットを選択する選択部をさらに備え、
前記交流電圧が正常である場合には、前記選択部によって選択された前記Ｍ台の電力変換ユニットが運転される、請求項１に記載の電源装置。

【請求項3】

前記電力変換器と前記電力貯蔵装置との間に流れる電流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、前記電力貯蔵装置を充電するために必要な電力変換ユニットの台数Ｍを求める演算部とをさらに備え、
前記選択部は、前記演算部の演算結果に基づいて、前記Ｎ台の電力変換ユニットのうちの前記Ｍ台の電力変換ユニットを選択する、請求項２に記載の電源装置。

【請求項4】

前記電力貯蔵装置の充電状態を検出する充電状態検出器と、
前記充電状態検出器の検出結果に基づいて、前記電力貯蔵装置を充電するために必要な電力変換ユニットの台数Ｍを求める演算部とをさらに備え、
前記選択部は、前記演算部の演算結果に基づいて、前記Ｎ台の電力変換ユニットのうちの前記Ｍ台の電力変換ユニットを選択する、請求項２に記載の電源装置。

【請求項5】

前記交流電圧が正常であり、かつ前記電力貯蔵装置が満充電状態である場合にはＭ＝１とされ、
前記選択部は、前記Ｎ台の電力変換ユニットを第１の時間ずつ、１台ずつ順次選択する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電源装置。

【請求項6】

前記選択部は、前記Ｎ台の電力変換ユニットのうちの１台の電力変換ユニットを充電用の電力変換ユニットとして選択している前記第１の時間内に、残りの（Ｎ－１）台の電力変換ユニットを第２の時間ずつ、１台ずつテスト対象の電力変換ユニットとして順次選択し、
それぞれ前記Ｎ台の電力変換ユニットに対応して設けられ、各々が対応する電力変換ユニットを制御するＮ個の制御回路をさらに備え、
前記Ｎ個の制御回路のうちの第１の制御回路は、前記充電用の電力変換ユニットを制御して前記電力貯蔵装置を充電させ、
前記Ｎ個の制御回路のうちの第２の制御回路は、前記テスト対象の電力変換ユニットが正常に動作するか否かをテストする、請求項５に記載の電源装置。

【請求項7】

前記第２の制御回路は、前記テスト対象の電力変換ユニットを制御してテスト用の無効電流を出力させ、
前記第１の制御回路は、前記充電用の電力変換ユニットを制御して、前記電力貯蔵装置を充電させるとともに前記テスト用の無効電流を吸収させ、
前記第２の制御回路は、前記テスト用の無効電流を検出し、その検出結果に基づいて、前記テスト対象の電力変換ユニットが正常に動作するか否かを判別する、請求項６に記載の電源装置。

【請求項8】

前記Ｎ台の電力変換ユニットの各々は、
一方端子が前記交流電源から前記スイッチを介して供給される交流電力を受けるリアクトルと、
前記リアクトルの他方端子と前記電力貯蔵装置との間に接続される双方向コンバータとを含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電源装置。

【請求項9】

前記電源装置は瞬低補償装置である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は電源装置に関し、特に、交流電源と負荷の間に接続されるスイッチと、負荷と電力貯蔵装置との間に接続される電力変換器とを備えた電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば特開平９－１８２３１６号公報（特許文献１）には、交流電源と負荷の間に接続されるスイッチと、負荷と電力貯蔵装置との間に接続される電力変換器とを備えた電源装置が開示されている。

【0003】

交流電源から供給される交流電圧が正常である場合には、スイッチがオンされ、交流電源からの交流電力がスイッチを介して負荷に供給されるとともに、電力変換器によって直流電力に変換されて電力貯蔵装置に蓄えられる。

【0004】

交流電源から供給される交流電圧が正常でない場合には、スイッチがオフされ、電力貯蔵装置の直流電力が電力変換器によって交流電力に変換されて負荷に供給される。したがって、この電源装置によれば、交流電源からの交流電圧が正常でない場合でも、電力貯蔵装置に直流電力が蓄えられている期間は、負荷の運転を継続することができる。

【0005】

また、この電源装置では、交流電源からの交流電圧が正常である場合における電力変換器のスイッチング周波数を、交流電源からの交流電圧が正常でない場合における電力変換器のスイッチング周波数よりも低く設定することにより、電力変換器におけるスイッチング損失を低減させ、装置の効率を高めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平９－１８２３１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１の電源装置では、電力変換器のスイッチング周波数を下げることにより、電力変換器に含まれるリアクトルの鉄損が増大するため、装置の効率を十分に高くすることができなかった。

【0008】

それゆえに、本開示の主たる目的は、高効率の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】

【0009】

本開示の一態様に係る電源装置は、一方端子が交流電源から供給される交流電圧を受け、他方端子が負荷に接続され、交流電圧が正常である場合にはオンされ、交流電圧が正常でない場合にはオフされるスイッチと、スイッチの他方端子と電力貯蔵装置との間に接続される電力変換器とを備えたものである。電力変換器は、互いに並列接続されたＮ台の電力変換ユニットを含む。交流電圧が正常である場合には、Ｎ台の電力変換ユニットのうちのＭ台の電力変換ユニットのみが交流電源からスイッチを介して供給される交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置に蓄える。交流電圧が正常でない場合には、Ｎ台の電力変換ユニットは電力貯蔵装置の直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する。Ｎは２以上の自然数であり、ＭはＮよりも小さな自然数である。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係る電源装置では、電力変換器を並列接続されたＮ台の電力変換ユニットに分割し、交流電圧が正常である場合には、Ｎ台のうちのＭ台の電力変換ユニットのみを運転し、交流電圧が正常でない場合には、Ｎ台の電力変換ユニットを運転する。したがって、（Ｎ－Ｍ）台の電力変換ユニットのスイッチング損失を低減し、効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の基礎となる瞬低補償装置の構成を示す回路ブロック図である。

【図2】実施の形態１に従う瞬低補償装置の構成を示す回路ブロック図である。

【図3】図２に示す電力変換器の構成を示す回路ブロック図である。

【図4】図２に示す制御装置の要部を示すブロック図である。

【図5】実施の形態１の変更例を示す回路ブロック図である。

【図6】実施の形態２に従う瞬低補償装置の要部を示す回路ブロック図である。

【図7】実施の形態３に従う瞬低補償装置の要部を示す回路ブロック図である。

【図8】図７に示す選択部の動作を例示するタイムチャートである。

【図9】実施の形態４に従う瞬低補償装置の要部を示す回路ブロック図である。

【図10】図９に示す選択部の動作を例示するタイムチャートである。

【図11】図９に示す制御回路の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示の理解を容易にするため、実施の形態について説明する前に、まず本開示の基礎となる瞬低補償装置について説明する。図１は、本開示の基礎となる瞬低補償装置の構成を示す回路ブロック図である。

【0013】

図１において、この瞬低補償装置は、入力端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、直流端子Ｔ３、ＶＣＢ（Vacuum Circuit Breaker；真空遮断器）１，５，６，２１、高速スイッチ２、電力変換器７、変圧器２０、操作部２２、および制御装置２３を備える。

【0014】

入力端子Ｔ１は、商用交流電源７１から供給される商用周波数の交流電圧ＶＩを受ける。交流電圧ＶＩの瞬時値は、制御装置２３によって検出される。制御装置２３は、交流電圧ＶＩが下限値よりも低下した場合に、瞬低（瞬時電圧低下）が発生したと判別する。

【0015】

出力端子Ｔ２は、負荷７２に接続される。負荷７２は、出力端子Ｔ２から供給される交流電圧ＶＯによって駆動される。交流電圧ＶＯの瞬時値は、制御装置２３によって検出される。

【0016】

直流端子Ｔ３は、電力貯蔵装置７３に接続される。電力貯蔵装置７３は、直流電力を蓄える。電力貯蔵装置７３は、バッテリでもよいし、コンデンサでも構わない。直流端子Ｔ３の直流電圧ＶＤＣは、制御装置２３によって検出される。

【0017】

ＶＣＢ１、高速スイッチ２、およびＶＣＢ５は、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２の間に直列接続される。ＶＣＢ１，５は、瞬低補償装置の通常運転時にオンされ、たとえば高速スイッチ２のメンテナンス時、バイパス給電時にオフされる。

【0018】

高速スイッチ２は、直列接続された半導体スイッチ３および機械スイッチ４を含む。半導体スイッチ３および機械スイッチ４の各々は、制御装置２３によって制御され、交流電圧ＶＩが正常である場合にオンされ、交流電圧ＶＩが正常でない場合（瞬低時）にオフされる。

【0019】

半導体スイッチ３は、機械スイッチ４と比べて、動作速度が速く、耐圧が低いという特性を有する。機械スイッチ４は、半導体スイッチ３と比べて、動作速度が遅く、耐圧が高いという特性を有する。半導体スイッチ３および機械スイッチ４を直列接続することにより、瞬低発生時に瞬時にオフし、高い耐圧を有する高速スイッチ２を構成している。

【0020】

ＶＣＢ６は、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２の間に接続される。ＶＣＢ６は、瞬低補償装置の通常運転時にオフされ、たとえばバイパス給電時にオンされる。ＶＣＢ６がオンされると、商用交流電源７１からＶＣＢ６を介して負荷７２に交流電圧ＶＩが供給され、負荷７２が運転される。

【0021】

電力変換器７は、双方向コンバータ８、ヒューズ９、電流検出器１０、リアクトル１１、およびコンデンサ１２を含む。双方向コンバータ８の直流端子８ａは直流端子Ｔ３に接続され、その交流端子８ｂはヒューズ９およびリアクトル１１を介して変圧器２０の１次巻線２０ａに接続される。変圧器２０の２次巻線２０ｂは、ＶＣＢ２１を介して、高速スイッチ２およびＶＣＢ５間のノードＮ１に接続されている。変圧器２０の１次巻線２０ａに現れる交流電圧ＶＡＣの瞬時値は、制御装置２３によって検出される。

【0022】

双方向コンバータ８は、複数のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）および複数のダイオードを含む周知のものであり、制御装置２３により、たとえばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される。双方向コンバータ８に含まれる各ＩＧＢＴを所定のスイッチング周波数でオンおよびオフさせることにより、交流電力を直流電力に変換したり、逆に、直流電力を交流電力に変換することが可能となっている。

【0023】

商用交流電源７１から供給される交流電圧ＶＩが正常である場合には、双方向コンバータ８は、商用交流電源７１からＶＣＢ１、高速スイッチ２、ＶＣＢ２１、変圧器２０、リアクトル１１、およびヒューズ９を介して供給される交流電力を直流電力に変換して電力貯蔵装置７３に蓄える。

【0024】

また、交流電圧ＶＩが正常でない場合には、双方向コンバータ８は、電力貯蔵装置７３の直流電力を交流電力に変換して交流端子８ｂに出力する。この交流電力は、ヒューズ９、リアクトル１１、変圧器２０、およびＶＣＢ２１，５を介して負荷７２に供給される。

【0025】

ヒューズ９は、双方向コンバータ８などを過電流から保護する。電流検出器１０は、リアクトル１１に流れる電流ＩＬを検出し、その検出値を示す信号ＩＬｆを制御装置２３に与える。

【0026】

リアクトル１１およびコンデンサ１２は、交流フィルタを構成する。この交流フィルタは、低域通過フィルタであり、商用周波数の電流を通過させ、双方向コンバータ８で発生するスイッチング周波数の電流を遮断する。換言すると、交流フィルタは、双方向コンバータ８の出力電圧を正弦波状の交流電圧ＶＡＣに変換する。

【0027】

変圧器２０は、ノードＮ１と電力変換器７との間で交流電力を授受する。ＶＣＢ２１は、瞬低補償装置の通常運転時にオンされ、たとえば高速スイッチ２、電力変換器７などのメンテナンス時にオフされる。

【0028】

操作部２２は、複数のボタン、複数のスイッチ、画像表示部などを含む。瞬低補償装置の使用者は、操作部２２を操作することにより、瞬低補償装置の起動、停止、自動運転、手動運転等を指示したり、種々の条件設定などを行なうことが可能となっている。操作部２２は、使用者の指示などを示す信号を制御装置２３に与える。

【0029】

制御装置２３は、操作部２２からの信号、交流電圧ＶＩ，ＶＯ，ＶＡＣ、直流電圧ＶＤＣ、電流検出器１０の出力信号ＩＬｆなどに基づいて、瞬低補償装置全体を制御する。

【0030】

商用交流電源７１から交流される交流電圧ＶＩが正常である場合には、制御装置２３は、交流電圧ＶＡＣ、直流電圧ＶＤＣ、および電流検出器１０の出力信号ＩＬｆに基づいて、直流端子Ｔ３の直流電圧ＶＤＣが所定の参照直流電圧ＶＤＣｒになるように双方向コンバータ８を制御する。

【0031】

商用交流電源７１から交流される交流電圧ＶＩが正常でない場合には、制御装置２３は、出力端子Ｔ２の交流電圧ＶＯおよび電流検出器１０の出力信号ＩＬｆに基づいて、その交流電圧ＶＯが所定の参照交流電圧ＶＯｒになるように双方向コンバータ８を制御する。

【0032】

次に、この瞬低補償装置の通常運転時の動作について説明する。通常運転時には、ＶＣＢ１，５，２１はオンされ、ＶＣＢ６はオフされている。商用交流電源７１から供給される交流電圧ＶＩが正常である場合には、高速スイッチ２がオンされ、商用交流電源７１からＶＣＢ１、高速スイッチ２、およびＶＣＢ５を介して負荷７２に交流電力が供給され、負荷７２が運転される。

【0033】

また、商用交流電源７１からＶＣＢ１、高速スイッチ２、ＶＣＢ２１、および変圧器２０を介して電力変換器７に交流電力が供給され、その交流電力が電力変換器７によって直流電力に変換されて電力貯蔵装置７３に蓄えられる。このとき、直流端子Ｔ３の直流電圧ＶＤＣは参照直流電圧ＶＤＣｒに維持される。

【0034】

たとえば、落雷が発生して交流電圧ＶＩの瞬時電圧低下が発生した場合には、制御装置２３によって商用交流電源７１から供給される交流電圧ＶＩが正常でないと判別され、高速スイッチ２が瞬時にオフされ、商用交流電源７１と負荷７２が電気的に切り離される。

【0035】

同時に、電力貯蔵装置７３の直流電力が電力変換器７によって交流電力に変換され、その交流電力が変圧器２０およびＶＣＢ２１，５を介して負荷７２に供給され、負荷７２の運転が継続される。このとき、出力端子Ｔ２の交流電圧ＶＯは、商用周波数の参照交流電圧ＶＯｒに維持される。

【0036】

交流電圧ＶＩが正常な電圧に復帰すると、再び高速スイッチ２がオンされ、商用交流電源７１からＶＣＢ１、高速スイッチ２、およびＶＣＢ５を介して負荷７２に交流電力が供給され、負荷７２が運転される。また、商用交流電源７１からの交流電力が電力変換器７によって直流電力に変換されて電力貯蔵装置７３に蓄えられる。

【0037】

したがって、この瞬低補償装置によれば、瞬時電圧低下が発生した場合でも負荷７２の運転を継続することができる。

【0038】

なお、商用交流電源７１から供給される交流電圧ＶＩが比較的短時間（たとえば１秒未満）低下する現象は、瞬時電圧低下と呼ばれる。また、交流電圧ＶＩが比較的長時間（たとえば１秒以上）低下する現象は、停電と呼ばれる。瞬時電圧低下時に負荷７２に交流電力を供給する装置は瞬低補償装置と呼ばれ、停電時に負荷７２に交流電力を供給する装置は無停電電源装置と呼ばれる。瞬低補償装置と無停電電源装置は同様の構成であるので、この明細書では、両者を総称して電源装置と呼ぶ場合がある。

【0039】

次に、この瞬低補償装置の問題点について説明する。瞬時電圧低下が発生するのは１年間で数十回程度であり、瞬時電圧低下が発生していない大部分の時間において、電力変換器７は電力貯蔵装置７３を満充電状態に維持している。電力貯蔵装置７３が満充電状態である場合には、電力変換器７はほとんど電流を流していないが、双方向コンバータ８においてスイッチング損失が発生する。このスイッチング損失により、瞬低補償装置の給電効率が低下する。

【0040】

この対策として、上記特許文献１で開示されているように、交流入力電圧ＶＩが正常である場合に、双方向コンバータ８のスイッチング周波数を下げることにより、双方向コンバータ８のスイッチング損失を低減させる方法がある。

【0041】

しかし、この方法に従って、双方向コンバータ８のスイッチング周波数を下げると、リアクトル１１に流れるリプル電流が増大し、リアクトル１１の鉄損が増大し、その鉄損により給電効率が低下するという問題がある。リアクトル１１を大型化すれば、リアクトル１１の鉄損を低減できるが、装置寸法が大型化してしまう。また、スイッチング周波数を下げると、騒音が増大する恐れがある。本願発明は、これらの問題点の解決を図るものである。

【0042】

［実施の形態１］
図２は、この発明の実施の形態１に従う瞬低補償装置の構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図２を参照して、この瞬低補償装置が図１の瞬低補償装置と異なる点は、電力変換器７が電力変換器３０で置換され、電流検出器３６が追加され、制御装置２３が制御装置３７で置換されている点である。

【0043】

電力変換器３０は、直流端子Ｔ３に接続された直流端子３０ａと、変圧器２０の１次巻線２０ａに接続された交流端子３０ｂと、端子３０ａ，３０ｂ間に互いに並列接続されたＮ個の電力変換ユニットＵ１～ＵＮを含む。ここで、Ｎは２以上の自然数であり、図２ではＮ＝１０の場合が示されている。

【0044】

図３は、電力変換器３０の構成を示す回路ブロック図である。電力変換ユニットＵ１は、双方向コンバータ３１、ヒューズ３２、電流検出器３３、リアクトル３４、およびコンデンサ３５を含む。双方向コンバータ３１の直流端子３１ａは直流端子３０ａに接続され、その交流端子３１ｂはヒューズ３２およびリアクトル３４を介して交流端子３０ｂに接続されている。

【0045】

双方向コンバータ３１は、双方向コンバータ８（図１）と同じ構成である。ただし、双方向コンバータ３１の電流駆動能力およびサイズは、双方向コンバータ８のＮ分の１（ここでは１０分の１）である。

【0046】

また、ヒューズ３２、電流検出器３３、リアクトル３４、およびコンデンサ３５は、それぞれヒューズ９、電流検出器１０、リアクトル１１、およびコンデンサ１２（図１）と同じ目的で設けられているので、その説明は繰り返さない。

【0047】

ただし、ヒューズ３２、電流検出器３３、リアクトル３４、およびコンデンサ３５の容量およびサイズは、それぞれヒューズ９、電流検出器１０、リアクトル１１、およびコンデンサ１２のＮ分の１（ここでは１０分の１）である。

【0048】

電力変換ユニットＵ２～Ｕ１０の各々は、電力変換ユニットＵ１と同じ構成である。つまり、電力変換器２０は、電力変換器７（図１）をＮ個（ここでは１０個）の電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０に分割したものである。

【0049】

ただし、この電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０の双方向コンバータ３１は、それぞれ制御装置３７からの制御信号ＣＮＴ１～ＣＮＴ１０によって制御され、個別に制御可能となっている。また、電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０の電流検出器３３は、それぞれ電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０のリアクトル３４に流れる電流ＩＬ１～ＩＬ１０を検出し、検出値を示す信号ＩＬ１ｆ～ＩＬ１０ｆを出力する。

【0050】

再び図２を参照して、電流検出器３６は、電力変換器３０から電力貯蔵装置７３に流れる直流電流ＩＤＣを検出し、その検出値を示す信号ＩＤＣｆを制御装置３７に与える。直流電流ＩＤＣは、電力貯蔵装置７３の充電状態に応じて変化し、電力貯蔵装置７３が満充電状態に近付くに従って減少し、満充電状態では一定値となる。電力貯蔵装置７３が満充電状態である場合の直流電流ＩＤＣは、電力貯蔵装置７３のリーク電流である。

【0051】

直流電流ＩＤＣが減少した場合には、全ての電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０を運転する必要はない。そこで、本実施の形態１では、商用交流電源７１から供給される交流電圧ＶＩが正常である場合には、直流電流ＩＤＣに応じた数Ｍの電力変換ユニットＵだけを運転することとし、電力変換器３０のスイッチング損失を低減化する。ここで、ＭはＮよりも小さな自然数である。

【0052】

交流入力電圧ＶＩが正常である場合には、制御装置３７は、電流検出器３６の出力信号ＩＤＣｆによって示される直流電流ＩＤＣに応じた数Ｍの電力変換ユニットＵのみを運転する。本明細書では、電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０を総称して代表的に電力変換ユニットＵと呼ぶ場合がある。交流入力電圧ＶＩが正常でない場合（瞬低時）には、制御装置３７は、全ての電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０を運転し、負荷７２に交流電力を供給する。

【0053】

図４は、制御装置３７の要部を示すブロック図である。図４において、制御装置３７は、瞬低検出部４１、演算部４２、選択部４３、および制御回路Ａ１～Ａ１０を含む。瞬低検出部４１は、商用交流電源７１（図２）から供給される交流電圧ＶＩが正常であるか否かを判別し、判別結果を示す瞬低検出信号ＤＬを選択部４３および制御回路Ａ１～Ａ１０に与える。

【0054】

たとえば瞬低検出部４１は、交流電圧ＶＩが許容範囲内である場合には、交流電圧ＶＩは正常であると判別し、交流電圧ＶＩが許容範囲の下限値よりも低下した場合には、交流電圧ＶＩは正常でないと判別する。交流電圧ＶＩが正常である場合には、瞬低検出信号ＤＬは非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、交流電圧ＶＩが正常でない場合には瞬低検出信号ＤＬは活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。

【0055】

演算部４２は、電流検出器３６（図２）の出力信号ＩＤＣｆによって示される直流電流ＩＤＣに基づいて、直流電流ＩＤＣを供給するために必要な電力変換ユニットＵの数Ｍを求め、その数Ｍを示す信号φＭを選択部４３および制御回路Ａ１～Ａ１０に与える。

【0056】

ここで、瞬低補償装置の起動時における数Ｍは、電力貯蔵装置７３の容量、充電に許容される時間、１台の電力変換ユニットＵの充電動作時における定格電流Ｉｄなどに基づいて、Ｎよりも小さな最大値Ｍmaxに予め設定されている。電力貯蔵装置７３が充電されるに従って、Ｍは減少する。たとえば、Ｍmax＝４であり、Ｍは１以上４以下の自然数となる。

【0057】

選択部４３は、瞬低検出信号ＤＬおよび演算部４２の出力信号φＭに従って、Ｎ個（ここでは１０個）の選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０を生成する。瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合（すなわち、交流入力電圧ＶＩが正常である場合）には、１０個の選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０のうちの、演算部４２の出力信号φＭによって示される数Ｍの選択信号ＳＥが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、残りの（１０－Ｍ）個の選択信号ＳＥは非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。なお、本明細書では、選択信号ＳＥ～ＳＥ１０を総称して代表的に選択信号ＳＥと呼ぶ場合がある。

【0058】

たとえば、Ｍ＝１である場合には、選択信号ＳＥ１が「Ｈ」レベルにされ、選択信号ＳＥ２～ＳＥ１０は「Ｌ」レベルにされる。Ｍ＝４である場合には、選択信号ＳＥ１～ＳＥ４が「Ｈ」レベルにされ、選択信号ＳＥ５～ＳＥ１０は「Ｌ」レベルにされる。

【0059】

また、瞬低検出信号ＤＬが活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合（すなわち、交流入力電圧ＶＩが正常でない場合）には、全ての選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。

【0060】

選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０は、それぞれ制御回路Ａ１～Ａ１０に与えられる。選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合には、制御回路Ａ１～Ａ１０が活性化される。選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされた場合には、制御回路Ａ１～Ａ１０は非活性化される。

【0061】

制御回路Ａ１～Ａ１０は、ともに、瞬低検出信号ＤＬ、信号φＭ、直流電圧ＶＤＣ、および交流電圧ＶＡＣ，ＶＯを受ける。また、制御回路Ａ１～Ａ１０は、それぞれ電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０に対応して設けられており、それぞれ電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０の電流検出器３３の出力信号ＩＬ１ｆ～ＩＬ１０ｆを受け、それぞれ電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０の双方向コンバータ３１を制御するための制御信号ＣＮＴ１～ＣＮＴ１０を生成する。

【0062】

制御回路Ａ１は、瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルであり、かつ対応する選択信号ＳＥ１が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合には、信号φＭ、直流電圧ＶＤＣ、交流電圧ＶＡＣ、および信号ＩＬ１ｆに基づいて、制御信号ＣＮＴ１を生成し、電力変換ユニットＵ１の双方向コンバータ３１を運転して電力貯蔵装置７３を充電する。

【0063】

このとき制御回路Ａ１は、直流電圧ＶＤＣが参照直流電圧ＶＤＣｒになるように、双方向コンバータ３１を制御する。また、電力貯蔵装置７３の充電は、信号φＭによって示される台数Ｍの電力変換ユニットＵによって分担される。

【0064】

また、制御回路Ａ１は、瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルであり、かつ対応する選択信号ＳＥ１が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合には、制御信号ＣＮＴ１の生成を停止し、電力変換ユニットＵ１の双方向コンバータ３１の運転を停止させ、双方向コンバータ３１のスイッチング損失を削減する。

【0065】

また、制御回路Ａ１は、瞬低検出信号ＤＬが活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合には、直流電圧ＶＤＣ、交流電圧ＶＯ、および信号ＩＬ１ｆに基づいて、制御信号ＣＮＴ１を生成し、電力変換ユニットＵ１の双方向コンバータ３１を運転して電力貯蔵装置７３を放電させ、負荷７２に交流電力を供給させる。

【0066】

このとき制御回路Ａ１は、交流電圧ＶＯが参照交流電圧ＶＯｒになるように双方向コンバータ３１を制御する。なお、このとき、電力貯蔵装置７３の放電は、全ての電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０によって分担される。

【0067】

他の制御回路Ａ２～Ａ１０の動作は、制御回路Ａ１の動作と同様であるので、その説明は繰り返さない。

【0068】

次に、この瞬低補償装置の通常運転時の動作について説明する。通常運転時には、ＶＣＢ１，５，２１（図２）はオンされ、ＶＣＢ６はオフされている。商用交流電源７１から供給される交流電圧ＶＩが正常である場合には、瞬低検出部４１（図４）によって瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、高速スイッチ２がオンされ、商用交流電源７１からＶＣＢ１、高速スイッチ２、およびＶＣＢ５を介して負荷７２に交流電力が供給され、負荷７２が運転される。

【0069】

また、商用交流電源７１からＶＣＢ１、高速スイッチ２、ＶＣＢ２１、および変圧器２０を介して電力変換器３０に交流電力が供給され、その交流電力が電力変換器３０によって直流電力に変換されて電力貯蔵装置７３に蓄えられる。

【0070】

このとき、電流検出器３６（図２）によって直流電流ＩＤＣが検出され、その検出値に基づいて、電力貯蔵装置７３を充電するために必要な電力変換ユニットＵの数Ｍが演算部４２（図４）によって求められる。その数Ｍの制御回路Ａが選択部４３によって活性化され、活性化された制御回路Ａによって電力変換ユニットＵが運転される。なお、本明細書では、制御回路Ａ１～Ａ１０を総称して代表的に制御回路Ａと呼ぶ場合がある。

【0071】

電力貯蔵装置７３が満充電状態である場合には、１台の電力変換ユニット（たとえばＵ１）のみが運転され、直流電圧ＶＤＣは参照直流電圧ＶＤＣｒに維持される。また、残りの９台の電力変換ユニット（この場合はＵ２～Ｕ９）の運転は停止され、電力変換ユニットＵ２～Ｕ９のスイッチング損失が削減される。

【0072】

たとえば、落雷が発生して交流電圧ＶＩの瞬時電圧低下が発生した場合には、瞬低検出部４１（図４）によって瞬低検出信号ＤＬが活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、高速スイッチ２が瞬時にオフされ、商用交流電源７１と負荷７２が電気的に切り離される。

【0073】

同時に、電力貯蔵装置７３の直流電力が電力変換器３０によって交流電力に変換され、その交流電力が変圧器２０およびＶＣＢ２１，５を介して負荷７２に供給され、負荷７２の運転が継続される。

【0074】

このとき、全ての制御回路Ａ１～Ａ１０が活性化されて全ての電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０が運転され、出力端子Ｔ２の交流電圧ＶＯは、商用周波数の参照交流電圧ＶＯｒに維持される。

【0075】

交流電圧ＶＩが正常な電圧に復帰すると、瞬低検出部４１（図４）によって瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、再び高速スイッチ２がオンされ、商用交流電源７１からＶＣＢ１、高速スイッチ２、およびＶＣＢ５を介して負荷７２に交流電力が供給され、負荷７２が運転される。また、商用交流電源７１からの交流電力が電力変換器７によって直流電力に変換されて電力貯蔵装置７３に蓄えられる。

【0076】

したがって、この瞬低補償装置によれば、瞬時電圧低下が発生した場合でも負荷７２の運転を継続することができる。

【0077】

以上のように、この実施の形態１によれば、電力変換器３０を並列接続されたＮ台の電力変換ユニットＵ１～ＵＮに分割し、交流電圧ＶＩが正常である場合には、Ｎ台のうちのＭ台の電力変換ユニットＵのみを運転し、交流電圧ＶＩが正常でない場合には、Ｎ台の電力変換ユニットＵ１～ＵＮを運転する。したがって、（Ｎ－Ｍ）台の電力変換ユニットＵのスイッチング損失を低減し、効率の向上を図ることができる。

【0078】

また、上記特許文献１で開示されている方法のように、双方向コンバータ３１のスイッチング周波数を下げることはないので、リアクトル３４に流れるリプル電流が増大し、リアクトル３４の鉄損が増大し、その鉄損により給電効率が低下することはない。また、鉄損を低減するためにリアクトル３４を大型化する必要もない。

【0079】

図５は、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５を参照して、この変更例が実施の形態１と異なる点は、電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０がそれぞれ電力変換ユニットＵ１Ａ～Ｕ１０Ａで置換され、コンデンサ４５が追加されている点である。電力変換ユニットＵ１Ａ～Ｕ１０Ａは、それぞれ電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０からコンデンサ３５を除去したものである。コンデンサ４５は、交流端子３０ｂに接続される。コンデンサ４５の容量は、１０個のコンデンサ３５の容量の和と等しい。つまり、この変更例は、１０個のコンデンサ３５を１個のコンデンサ４５にまとめたものである。この変更例でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。

【0080】

［実施の形態２］
図６は、この発明の実施の形態２に従う瞬低補償装置の要部を示すブロック図であって、図４と対比される図である。図６を参照して、この変更例が実施の形態１の瞬低補償装置と異なる点は、電流検出器３６および演算部４２がそれぞれＳＯＣ（State of Charge；充電状態）検出器４６および演算部４７で置換されている点である。

【0081】

ＳＯＣ検出器４６は、電力貯蔵装置７３のＳＯＣを検出し、その検出値を示す信号φＳＯＣを演算部４７に与える。ＳＯＣは、電力貯蔵装置７３の残容量（Ａｈ）／満充電容量（Ａｈ）×１００（％）で表される値である。

【0082】

演算部４７は、ＳＯＣ検出器４６の出力信号φＳＯＣによって表されるＳＯＣに基づいて、電力貯蔵装置７３を充電するために必要な電力変換ユニットＵの数Ｍを求め、その数Ｍを示す信号φＭを選択部４３に与える。

【0083】

ここで、瞬低補償装置の起動時における数Ｍは、電力貯蔵装置７３の容量、充電に許容される時間、１台の電力変換ユニットＵの充電動作時における定格電流Ｉｄなどに基づいて、Ｎよりも小さな最大値Ｍmaxに予め設定されている。電力貯蔵装置７３が充電されるに従って、Ｍは減少する。たとえば、Ｍmax＝４であり、Ｍは１以上４以下の自然数となる。

【0084】

たとえば、ＳＯＣの下限値が８０％である場合には、ＳＯＣが８５％以下である場合にはＭ＝４とされる。ＳＯＣが８５％よりも大きく９０％以下である場合にはＭ＝３とされる。ＳＯＣが９０％よりも大きく９５％以下である場合にはＭ＝２となる。ＳＯＣが９５％よりも大きい場合にはＭ＝１とされる。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。

【0085】

この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
［実施の形態３］
実施の形態１，２では、電力貯蔵装置７３が満充電状態になった場合、１台の電力変換ユニット（たとえばＵ１）のみが運転され、残りの９台の電力変換ユニット（この場合はＵ２～Ｕ１０）の運転は停止される。このため、１台の電力変換ユニット（この場合はＵ１）だけの経年劣化が進むこととなり、たとえば電力変換ユニットＵ１のヒューズ３２（図３）が経年劣化によって溶断され、故障が検知されて瞬低補償装置の運転が停止される恐れがある。この実施の形態３では、この問題の解決が図られる。

【0086】

図７は、この発明の実施の形態３に従う瞬低補償装置の要部を示すブロック図であって、図４と対比される図である、図７を参照して、この瞬低補償装置が実施の形態１の瞬低補償装置と異なる点は、タイマー５０が追加され、選択部４３が選択部５１で置換されている点である。

【0087】

タイマー５０は、瞬低補償装置の運転時間を測定し、その測定時間を示す信号φＴを選択部５１に与える。瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルであり、かつ演算部４２の出力信号φＭによって示される電力変換ユニットＵの数Ｍが１である場合、選択部５１は、タイマー５０の出力信号φＴによって示される瞬低補償装置の運転時間に基づいて、選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０を所定時間（たとえば１ヶ月）ずつ、１つずつ順次「Ｈ」レベルにする。

【0088】

図８（Ａ）～（Ｊ）は、選択部５１の動作を例示するタイムチャートである。図８（Ａ）～（Ｊ）は、それぞれ選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０の波形を示している。図８において、電力貯蔵装置７３が満充電状態になった場合には、まず選択信号ＳＥ１が所定時間だけ「Ｈ」レベルにされ、次に、選択信号ＳＥ２が所定時間だけ「Ｈ」レベルにされ、次いで選択信号ＳＥ３が所定時間だけ「Ｈ」レベルにされ、以下同様にして、選択信号ＳＥ１０が所定時間だけ「Ｈ」レベルにされる。選択信号ＳＥ１０が所定時間だけ「Ｈ」レベルにされた後は、再び選択信号ＳＥ１が所定時間だけ「Ｈ」レベルにされる。

【0089】

また、瞬低が発生して電力貯蔵装置７３が放電された場合には、選択部５１は、その瞬低が発生する前に「Ｈ」レベルにした選択信号（たとえばＳＥ５）を記憶している。そして、その瞬低が終了して再び電力貯蔵装置７３が満充電された場合には、選択部５１は、記憶している選択信号（この場合はＳＥ５）の次の選択信号（この場合はＳＥ６）を「Ｈ」レベルとし、選択信号ＳＥ６～ＳＥ１０，ＳＥ１～ＳＥ５を所定時間（この場合は１ヶ月）ずつ、１つずつ順次「Ｈ」レベルにする。これにより、電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０が所定時間ずつ、１つずつ順次運転されることとなり、電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０の経年劣化が均一化される。

【0090】

この実施の形態３では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、１台の電力変換ユニット（この場合はＵ１）だけの経年劣化が進むことを防止することができ、故障が検知されて瞬低補償装置の運転が停止されることを防止することができる。

【0091】

［実施の形態４］
実施の形態３では、電力貯蔵装置７３の満充電時に、電力変換ユニットＵ１～Ｕ１０を所定時間ずつ１台ずつ順次運転することにより、１台の電力変換ユニットＵだけの経年劣化が進むことを防止した。しかし、電力変換ユニットＵの数Ｎが多い場合には、各電力変換ユニットＵの停止期間が長くなり、その停止期間中に当該電力変換ユニットＵや、それに対応する制御回路Ａが故障し、瞬低発生時に負荷７２を運転することができなくなる恐れがある。この実施の形態４では、この問題の解決が図られる。

【0092】

図９は、この発明の実施の形態４に従う瞬低補償装置の要部を示すブロック図であって、図６と対比される図である、図９を参照して、この瞬低補償装置が実施の形態３の瞬低補償装置と異なる点は、選択部５１が選択部５５で置換され、制御回路Ａ１～Ａ１０がそれぞれ制御回路Ｂ１～Ｂ１０で置換されている点である。

【0093】

選択部５５は、選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０をそれぞれ制御回路Ｂ１～Ｂ１０に出力するとともに、テスト信号ＴＥ１～ＴＥ１０をそれぞれ制御回路Ｂ１～Ｂ１０に出力する。すなわち、選択部５５は、瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルであり、かつ演算部４２の出力信号φＭによって示される電力変換ユニットＵの数Ｍが１である場合、タイマー５０の出力信号φＴによって示される瞬低補償装置の運転時間に基づいて選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０を出力する。選択信号ＳＥ１～ＳＥ１０は、図８で示したように、所定時間（たとえば１ヶ月）ずつ、１つずつ順次「Ｈ」レベルにされる。

【0094】

図１０（Ａ）～（Ｋ）は、選択部５５の動作を例示するタイムチャートである。図１０（Ａ）～（Ｋ）は、それぞれ選択信号ＳＥおよびテスト信号ＴＥ１～ＴＥ１０の波形を示している。

【0095】

図１０において、選択部５５は、１つの選択信号（たとえばＳＥ１）を「Ｈ」レベルにした場合には、当該選択信号（この場合はＳＥ１）に対応するテスト信号（この場合はＴＥ１）をテスト期間（たとえば９０分）だけ活性化レベルの「Ｈ」レベルにするとともに、残りの９個の選択信号（この場合はＳＥ２～ＳＥ１０）に対応する９個のテスト信号（この場合はＴＥ２～ＴＥ１０）を所定時間（たとえば１０分）ずつ、１つずつ順次「Ｈ」レベルにする。

【0096】

すなわち、テスト期間では、同時に２個のテスト信号（この場合はＴＥ１，ＴＥ２）が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。対応する選択信号（この場合はＳＥ２）が「Ｌ」レベルにされ、かつテスト信号（この場合はＴＥ２）が「Ｈ」レベルにされた方の制御回路（この場合はＢ２）は、対応する電力変換ユニット（この場合はＵ２）を制御してテスト用の無効電流を出力させる。

【0097】

そして、制御回路（この場合はＢ２）は、対応する電流検出器３３（図３）の出力信号（この場合はφＩＬ２）に基づいて、対応する電力変換ユニット（この場合はＵ２）からテスト用の無効電流が出力されているか否かを判別し、判別結果を示す故障検出信号（この場合はＤＢ２）を出力する。

【0098】

対応する電力変換ユニット（この場合はＵ２）からテスト用の無効電流が出力されている場合には、その電力変換ユニット（この場合はＵ２）は正常に動作していると判別され、故障検出信号（この場合はＤＢ２）は非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。

【0099】

対応する電力変換ユニット（この場合はＵ２）からテスト用の無効電流が出力されていない場合には、その電力変換ユニット（この場合はＵ２）は故障したと判別され、故障検出信号（この場合はＤＢ２）は非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。

【0100】

故障検出信号（この場合はＤＢ２）は、たとえば操作部２２（図２）に与えられる。操作部２２は、故障検出信号（この場合はＤＢ２）に基づいて、電力変換ユニット（この場合はＵ２）が正常に動作するか否かを内蔵の表示画面に表示する。また、操作部２２は、電力変換ユニット（この場合はＵ２）が故障した場合には、その旨を音、光などによって瞬低補償装置の使用者に報知する。

【0101】

瞬低補償装置の使用者は、操作部２２からの音、光などにより、電力変換ユニット（この場合はＵ２）が故障していることを検知することができる。電力変換ユニット（この場合はＵ２）が故障した場合には、使用者は、その電力変換ユニット（この場合はＵ２）を修理するか新品と交換する。

【0102】

これに対して、選択信号（この場合はＳＥ１）が「Ｈ」レベルにされ、かつテスト信号（この場合はＴＥ１）が「Ｈ」レベルにされた方の制御回路（この場合はＢ１）は、対応する電力変換ユニット（この場合はＵ１）を制御して、電力貯蔵装置７３を満充電状態に維持させるとともに、上記テスト用の無効電流を吸収させる。これにより、商用交流電源７１および負荷７２にテスト用の無効電流が流れることを防止することができる。

【0103】

図１１は、制御回路Ｂ１の構成を示すブロック図である。図１１において、制御回路Ｂ１は、有効電流指令部６０、無効電流指令部６１、位相検出器６２、逆ＤＱ変換器６３、および制御部６４を含む。

【0104】

有効電流指令部６０は、選択信号ＳＥ１が活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合に活性化され、参照直流電圧ＶＤＣｒと直流電圧ＶＤＣの偏差ΔＶＤＣ＝ＶＤＣｒ－ＶＤＣに応じた値の有効電流指令値Ｉｄ０を求める。そして、有効電流指令部６０は、その有効電流指令値Ｉｄ０を、演算部４２（図８）の出力信号φＭによって示される電力変換ユニットＵの数Ｍで除算して有効電流指令値Ｉｄ＝Ｉｄ０／Ｍを求める。選択信号ＳＥ１が非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合には、有効電流指令値Ｉｄは０にされる。

【0105】

無効電流指令部６１は、選択信号ＳＥ１が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、かつテスト信号ＴＥ１が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされている場合には、１０個のコンデンサ３５の容量値に応じた値の無効電流指令値Ｉｑ０を生成する。そして、無効電流指令部６１は、その無効電流指令値Ｉｑ０を、演算部４２（図８）の出力信号φＭによって示される電力変換ユニットＵの数Ｍで除算して無効電流指令値Ｉｑ＝Ｉｑ０／Ｍを求める。

【0106】

また、無効電流指令部６１は、選択信号ＳＥ１が非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、かつテスト信号ＴＥ１が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされている場合には、テスト用の無効電流を出力するための無効電流指令値Ｉｑ＝Ｉｑｔを生成する。

【0107】

また、無効電流指令部６１は、選択信号ＳＥ１が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、かつテスト信号ＴＥ１が活性化レベルの「Ｈ」レベルにされている場合には、１０個のコンデンサ３５の容量値に応じた値の無効電流指令値Ｉｑ０と、テスト用の無効電流を吸収するための無効電流指令値（－Ｉｑｔ）とを加算して無効電流指令値Ｉｑ＝Ｉｑ０－Ｉｑｔを生成する。選択信号ＳＥ１およびテスト信号ＴＥ１がともに「Ｌ」レベルにされている場合には、Ｉｑ＝０とされる。

【0108】

位相検出器６２は、電力変換器３０の交流端子３０ｂに現れる交流電圧ＶＡＣ（図２）の位相θを検出し、その検出値を示す信号φθを逆ＤＱ変換器６３に出力する。

【0109】

逆ＤＱ変換器６３は、位相検出器６２の出力信号φθによって示される位相θに基づいて、有効電流指令値Ｉｄおよび無効電流指令値Ｉｑを逆ＤＱ変換して電流指令値Ｉｃを求める。

【0110】

制御部６４は、瞬低検出信号ＤＬが非活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合には、電流指令値Ｉｃと、対応する電流検出器３３（図３）の出力信号ＩＬ１ｆによって示される電流ＩＬ１と、交流電圧ＶＡＣとに基づいて、対応する電力変換ユニットＵ１を制御するための制御信号ＣＮＴ１を生成する。

【0111】

この場合において、選択信号ＳＥ１およびテスト信号ＴＥ１がそれぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルであるときには、電力変換ユニットＵ１から電力貯蔵装置７３に直流電力が供給され、電力貯蔵装置７３が充電される。

【0112】

また、選択信号ＳＥ１およびテスト信号ＴＥ１がともに「Ｈ」レベルであるときには、電力変換ユニットＵ１から電力貯蔵装置７３に直流電力が供給されるとともに、他の電力変換ユニットＵから出力されるテスト用の無効電流Ｉｑｔが電力変換ユニットＵ１に吸収される。

【0113】

また、選択信号ＳＥ１およびテスト信号ＴＥ１がそれぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルであるときには、電力変換ユニットＵ１からテスト用の無効電流Ｉｑｔが出力される。制御部６４は、対応する電流検出器３３の出力信号φＩＬ１に基づいて、電力変換ユニットＵ１が正常であるか否かを判別し、判別結果を示す故障検出信号ＤＢ１を出力する。

【0114】

また、制御部６４は、瞬低検出信号ＤＬが活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合には、対応する電流検出器３３（図３）の出力信号ＩＬ１ｆによって示される電流ＩＬ１と、交流電圧ＶＯとに基づいて、対応する電力変換ユニットＵ１を制御し、負荷７２に交流電力を供給させる。

【0115】

他の構成および動作は、実施の形態３と同じであるので、その説明は繰り返さない。
この実施の形態４では、実施の形態３と同じ効果が得られる他、電力貯蔵装置７３の満充電時に各電力変換ユニットＵが正常であるか否かをテストすることができる。したがって、瞬低発生時に、故障した電力変換ユニットＵがあるために負荷７２を運転することができなくなることを防止することができる。

【0116】

なお、上記実施の形態１～４および変更例を適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。

【0117】

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】

【0118】

Ｔ１ 入力端子、Ｔ２ 出力端子、Ｔ３ 直流端子、１，５，６，２１ ＶＣＢ、２ 高速スイッチ、３ 半導体スイッチ、４ 機械スイッチ、７，３０ 電力変換器、８，３１ 双方向コンバータ、９，３２ ヒューズ、１０，３３，３６ 電流検出器、１１，３４ リアクトル、１２，３５，４５ コンデンサ、２０ 変圧器、２２ 操作部、２３，３７ 制御装置、Ｕ１～Ｕ１０，Ｕ１Ａ～Ｕ１０Ａ 電力変換ユニット、４１ 瞬低検出部、４２，４７ 演算部、４３，５１，５５ 選択部、Ａ１～Ａ１０，Ｂ１～Ｂ１０ 制御回路、４６ ＳＯＣ検出器、５０ タイマー、６０ 有効電流指令部、６１ 無効電流指令部、６２ 位相検出器、６３ 逆ＤＱ変換器、６４ 制御部、７１ 商用交流電源、７２ 負荷、７３ 電力貯蔵装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】