(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】
(24)【登録日】2023-10-12
(45)【発行日】2023-10-20
(54)【発明の名称】三相インバータ及び無停電電源システム
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20231013BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20231013BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 E
H02M3/28 W
H02M7/48 N
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021023022
(22)【出願日】2021-02-17
(65)【公開番号】P2022125439
(43)【公開日】2022-08-29
【審査請求日】2022-08-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000145954
【氏名又は名称】株式会社昭電
(74)【代理人】
【識別番号】100090387
【弁理士】
【氏名又は名称】布施 行夫
(74)【代理人】
【識別番号】100090398
【弁理士】
【氏名又は名称】大渕 美千栄
(74)【代理人】
【識別番号】100148323
【弁理士】
【氏名又は名称】川▲崎▼ 通
(74)【代理人】
【識別番号】100168860
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 充史
(74)【代理人】
【氏名又は名称】森田 雄一
(72)【発明者】
【氏名】小川 一夫
(72)【発明者】
【氏名】川村 達也
【審査官】栗栖 正和
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６４－０６９２２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１０５４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３３３６５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２５９２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／０２３６０３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ７／４８
Ｈ０２Ｍ ３／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流電源と、前記直流電源の直流電圧を互いに位相がずれたパルス状の矩形波電圧にそれぞれ変換するための複数の電流平均化コンバータを有し、これら複数の電流平均化コンバータが互いに並列接続されたコンバータと、
前記電流平均化コンバータの出力電圧を所定の大きさにそれぞれ昇圧するための複数の単位トランスを有し、これら複数の単位トランスが互いに並列接続されたトランスと、
前記トランスの出力電圧を整流・平滑する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力電圧を三相交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路と、
を備え、
前記複数の電流平均化コンバータの入力電流が平均化され、
前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、
所定の大きさの直流電圧を仮想的な０［Ｖ］とし、この０［Ｖ］を中心とする電圧ベクトルが正の電圧範囲内で回転して所定の相間電圧が出力されるように内部のスイッチング素子のオン・オフを制御することにより三相交流電圧を出力させることを特徴とする三相インバータ。
【請求項2】
請求項１に記載した三相インバータにおいて、前記直流電源が単一の正電源であることを特徴とする三相インバータ。
【請求項3】
請求項１または２に記載した三相インバータにおいて、前記電流平均化コンバータは、前記単位トランスの一次巻線に直列に接続されたスイッチング素子と電流検出用の抵抗とを有することを特徴とする三相インバータ。
【請求項4】
請求項１～３の何れか１項に記載した三相インバータにおいて、前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、
オン・オフ制御される内部のスイッチング素子に直列に接続されたインダクタンス成分を有することを特徴とする三相インバータ。
【請求項5】
交流電源電圧を整流して得た直流電圧により充電される蓄電池と、交流電源の停電時に前記蓄電池の直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する請求項１～４の何れか１項に記載した三相インバータと、を備えたことを特徴とする無停電電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、コンピュータの空調設備等の電源として三相交流電圧を供給するための三相インバータ、及び、この三相インバータを備えた無停電電源システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、電動機用の交流電源として２００［Ｖ］の三相交流電圧を出力するインバータは、例えば特許文献１（特開２０１２－２３１５６７号公報）に記載されている。
また、空調設備用のインバータとしては、例えば特許文献２（特開２０１１－１６０５５９号公報や特許文献３（特開２０１２－６５３７６号公報）に記載されたものが知られている。
また、空調設備用のインバータとしては、例えば特許文献２（特開２０１１－１６０５５９号公報や特許文献３（特開２０１２－６５３７６号公報）に記載されたものが知られている。
【0003】
通常、三相インバータを用いた交流電源は中容量または大容量のものが多いが、小容量のものは比較的少ない。このため、例えば、停電時に４８［Ｖ］のバッテリーに接続して負荷に２００［Ｖ］（実効値）の三相交流電圧を供給可能な小容量の三相インバータの実現が望まれている。
【0004】
なお、図８に示すように、特許文献４（特開２０１７－１９５７３９号公報）には、交流電源１０１の電圧をコンバータ１０２により整流平滑して４８［Ｖ］の直流電圧を生成し、この直流電圧を直流バス１０３からバッテリー１０４及びインバータ１０５に供給すると共に、出力部１０６を介して負荷２００に供給する電源装置１００が開示されている。図８において、１０７はコンバータ１０２、バッテリー１０４及びインバータ１０５を制御する制御回路、１０８は直流バス１０３と外部回路との間に設けられた外部インターフェイスである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１２－２３１５６７号公報
【文献】特開２０１１－１６０５５９号公報
【文献】特開２０１２－６５３７６号公報
【文献】特開２０１７－１９５７３９号公報（［００１２］～［００２１］、図２等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献４（特開２０１７－１９５７３９号公報）に記載された電源装置によれば、例えば交流電源１０１の停電時に、バッテリー１０４の直流電圧（４８［Ｖ］）をインバータ１０５により交流電圧（２００［Ｖ］）に変換して負荷２００に供給することができ、いわゆる停電補償を行うことができる。
しかしながら、この電源装置は、外部の直流電源と直流バス１０３との間で直流電力をやり取りするための外部インターフェイス１０８を備えており、回路構成が複雑化するという問題があった。
しかしながら、この電源装置は、外部の直流電源と直流バス１０３との間で直流電力をやり取りするための外部インターフェイス１０８を備えており、回路構成が複雑化するという問題があった。
【0007】
そこで、本発明の解決課題は、簡単な構成によって直流電圧（例えば４８［Ｖ］）を所定の大きさの三相交流電圧（例えば２００［Ｖ］）に変換し、この三相交流電圧をコンピュータの空調設備等の電源として供給可能な小容量かつ小型の三相インバータ、及び、この三相インバータを備えた無停電電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、請求項１に係る三相インバータは、
直流電源と、
前記直流電源の直流電圧を互いに位相がずれたパルス状の矩形波電圧にそれぞれ変換するための複数の電流平均化コンバータを有し、これら複数の電流平均化コンバータが互いに並列接続されたコンバータと、
前記電流平均化コンバータの出力電圧を所定の大きさにそれぞれ昇圧するための複数の単位トランスを有し、これら複数の単位トランスが互いに並列接続されたトランスと、
前記トランスの出力電圧を整流・平滑する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力電圧を三相交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路と、
を備え、
前記複数の電流平均化コンバータの入力電流が平均化され、
前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、
所定の大きさの直流電圧を仮想的な０［Ｖ］とし、この０［Ｖ］を中心とする電圧ベクトルが正の電圧範囲内で回転して所定の線間電圧が出力されるように内部のスイッチング素子のオン・オフを制御することにより三相交流電圧を出力させるものである。
直流電源と、
前記直流電源の直流電圧を互いに位相がずれたパルス状の矩形波電圧にそれぞれ変換するための複数の電流平均化コンバータを有し、これら複数の電流平均化コンバータが互いに並列接続されたコンバータと、
前記電流平均化コンバータの出力電圧を所定の大きさにそれぞれ昇圧するための複数の単位トランスを有し、これら複数の単位トランスが互いに並列接続されたトランスと、
前記トランスの出力電圧を整流・平滑する整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力電圧を三相交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路と、
を備え、
前記複数の電流平均化コンバータの入力電流が平均化され、
前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、
所定の大きさの直流電圧を仮想的な０［Ｖ］とし、この０［Ｖ］を中心とする電圧ベクトルが正の電圧範囲内で回転して所定の線間電圧が出力されるように内部のスイッチング素子のオン・オフを制御することにより三相交流電圧を出力させるものである。
【0009】
請求項２に係る三相インバータは、請求項１に記載した三相インバータにおいて、前記直流電源が単一の正電源であることを特徴とする。
【0010】
請求項３に係る三相インバータは、請求項１または２に記載した三相インバータにおいて、前記電流平均化コンバータは、前記単位トランスの一次巻線に直列に接続されたスイッチング素子と電流検出用の抵抗とを有することを特徴とする。
【0011】
請求項４に係る三相インバータは、請求項１～３の何れか１項に記載した三相インバータにおいて、前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、オン・オフ制御される内部のスイッチング素子に直列に接続されたインダクタンス成分を有することを特徴とする。
【0012】
請求項５に係る無停電電源システムは、交流電源電圧を整流して得た直流電圧により充電される蓄電池と、交流電源の停電時に前記蓄電池の直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する請求項１～４の何れか１項に記載した三相インバータと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明の三相インバータによれば、例えば、停電時に蓄電池等の直流電圧を所定の大きさの三相交流電圧に変換し、これを電源電圧としてコンピュータの空調設備等に供給することができ、コンピュータの継続的な稼働を維持して停電補償を行うことができる。
また、この三相インバータを備えた無停電電源システムにより、交流電源の停電時においても、蓄電池の直流電力を利用して負荷に三相交流電圧を継続的に供給することが可能である。
また、この三相インバータを備えた無停電電源システムにより、交流電源の停電時においても、蓄電池の直流電力を利用して負荷に三相交流電圧を継続的に供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る三相インバータの全体的な構成を示すブロック図である。
【図2】（ａ）は電流平均化コンバータを単位トランスと共に示した回路図、（ｂ）は（ａ）におけるＰ１点の電圧波形である。
【図3】（ａ）は単位トランス及びその二次側の整流平滑回路を示した回路図、（ｂ）は（ａ）におけるＰ２点の電圧波形である。
【図4】一相分のＤＣ／ＡＣ変換回路（単位変換回路）の構成図である。
【図5】ＤＣ／ＡＣ変換回路により三相交流電圧を出力させる原理を説明する図である。
【図6】ＤＣ／ＡＣ変換回路により三相交流電圧を出力させる原理を説明する図である。
【図7】本発明の三相インバータを備えた無停電電源システムの構成図である。
【図8】特許文献４に記載された電源装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る三相インバータの構成を示すブロックである。
図１において、直流入力端子１には蓄電池等から直流電圧（例えば４８［Ｖ］）が入力され、この直流電圧は入力フィルタ２によりノイズ成分が除去されて過電流遮断回路３、突入電流防止回路４に順次入力される。過電流遮断回路３はヒューズ等を用いて過電流を遮断し、突入電流防止回路４は、起動時において後述のコンバータ５の入力側コンデンサに突入電流が流れるのを防止するために、スイッチング素子及び限流抵抗の動作によって入力電流を制限する。
図１は、本実施形態に係る三相インバータの構成を示すブロックである。
図１において、直流入力端子１には蓄電池等から直流電圧（例えば４８［Ｖ］）が入力され、この直流電圧は入力フィルタ２によりノイズ成分が除去されて過電流遮断回路３、突入電流防止回路４に順次入力される。過電流遮断回路３はヒューズ等を用いて過電流を遮断し、突入電流防止回路４は、起動時において後述のコンバータ５の入力側コンデンサに突入電流が流れるのを防止するために、スイッチング素子及び限流抵抗の動作によって入力電流を制限する。
【0016】
突入電流防止回路４の後段に接続されたコンバータ５は、いわゆるチョッパとして動作するものであり、突入電流防止回路４の出力電圧から位相が互いにずれた矩形波電圧を生成するように、例えば４個の電流平均化コンバータを並列に接続して構成されている。
【0017】
図２（ａ）は、電流平均化コンバータ５Ａを単位トランス６Ａと共に示した回路図である。ここで、単位トランス６Ａは電流平均化コンバータ５Ａに対応して複数（４個）設けられており、図１では、４個の電流平均化コンバータ５Ａをまとめてコンバータ５と表記し、４個の単位トランス６Ａをまとめてトランス６と表記している。
【0018】
図２（ａ）において、電流平均化コンバータ５Ａは、単位トランス６Ａの一次巻線６１に、２個のスイッチング素子５１の並列回路と２個の電流検出用抵抗５２の並列回路とを直列に接続して構成されている。ここで、スイッチング素子５１と電流検出用抵抗５２との直列回路を二組設けているのは電流を分流させて発熱を防止するためであり、原理的には、スイッチング素子５１と電流検出用抵抗５２との直列回路を一組設ければ良い。
並列に接続された４個の電流平均化コンバータ５Ａから出力されるパルス状の矩形波電圧は、図２（ｂ）に示す如く、それぞれの位相が１／４周期ずつずれるようにスイッチングタイミングが制御される。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＰ１点の電圧波形である。
並列に接続された４個の電流平均化コンバータ５Ａから出力されるパルス状の矩形波電圧は、図２（ｂ）に示す如く、それぞれの位相が１／４周期ずつずれるようにスイッチングタイミングが制御される。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＰ１点の電圧波形である。
【0019】
このように４個の電流平均化コンバータ５Ａを並列接続して位相をずらしつつスイッチングするのは、入力電流にノイズが重畳されている場合にその影響を平均化して低減するためであり、具体的には、単位トランス６Ａの一次巻線６１に流れる電流を電流検出用抵抗５２により検出してその検出値が等しくなるようにスイッチングタイミングを制御することで、電流平均化コンバータ５Ａの入力電流が平均化される。
【0020】
図３（ａ）は、単位トランス６Ａ及びその二次側に接続された整流平滑回路７の回路図である。
単位トランス６Ａは昇圧トランスとして機能し、その二次巻線６２の両端にはダイオード７１及びコンデンサ７２からなる整流平滑回路７が接続されている。整流平滑回路７は、４個の単位トランス６Ａに対応させてそれぞれ設けても良いし、４個の単位トランス６Ａの二次巻線６２を並列接続したうえで単一の整流平滑回路７の入力側に一括して接続しても良い。あるいは、単位トランス６Ａとダイオード７１とを接続した回路を４個並列に接続し、その出力側に単一のコンデンサ７２を接続しても良い。
単位トランス６Ａは昇圧トランスとして機能し、その二次巻線６２の両端にはダイオード７１及びコンデンサ７２からなる整流平滑回路７が接続されている。整流平滑回路７は、４個の単位トランス６Ａに対応させてそれぞれ設けても良いし、４個の単位トランス６Ａの二次巻線６２を並列接続したうえで単一の整流平滑回路７の入力側に一括して接続しても良い。あるいは、単位トランス６Ａとダイオード７１とを接続した回路を４個並列に接続し、その出力側に単一のコンデンサ７２を接続しても良い。
【0021】
この実施形態においては、単位トランス６Ａにより一次電圧が昇圧され、二次電圧の波高値は、例えば３８５［Ｖ］の矩形波電圧となる。図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＰ２点の電圧波形であり、図示されていないが、４個の単位トランス６Ａの二次電圧は図２（ｂ）の電圧波形と同様に位相が１／４周期ずつずれている。
【0022】
図３（ａ）に示す整流平滑回路７によって整流・平滑された直流電圧は、図１に示すようにＤＣ／ＡＣ変換回路８に入力されている。
ＤＣ／ＡＣ変換回路８は、スイッチング素子のオン・オフ動作により、３８５［Ｖ］の直流電圧を例えば実効値２００［Ｖ］の三相交流電圧に変換するものであり、その一相分の単位変換回路８Ａを図４に示す。この単位変換回路８Ａは三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）分が並列に接続されており、これら三相の単位変換回路８Ａによって図１のＤＣ／ＡＣ変換回路８が構成される。
ＤＣ／ＡＣ変換回路８は、スイッチング素子のオン・オフ動作により、３８５［Ｖ］の直流電圧を例えば実効値２００［Ｖ］の三相交流電圧に変換するものであり、その一相分の単位変換回路８Ａを図４に示す。この単位変換回路８Ａは三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）分が並列に接続されており、これら三相の単位変換回路８Ａによって図１のＤＣ／ＡＣ変換回路８が構成される。
【0023】
図４に示す単位変換回路８Ａにおいて、３８５［Ｖ］の直流電圧は、コイル８３、スイッチング素子８１、コイル８４、スイッチング素子８２からなる直列回路に入力され、コイル８３，８４にはダイオード８５，８６がそれぞれ並列に接続されている。ここで、コイル８３，８４は、スイッチング素子８１，８２のゼロ電流スイッチングを行うためにスイッチング素子８１，８２に流れる電流の変化を緩慢にするためのものである。
また、コイル８３とスイッチング素子８１との直列回路、及び、コイル８４とスイッチング素子８２との直列回路には、還流ダイオード８７，８８がそれぞれ逆並列に接続されている。
また、コイル８３とスイッチング素子８１との直列回路、及び、コイル８４とスイッチング素子８２との直列回路には、還流ダイオード８７，８８がそれぞれ逆並列に接続されている。
【0024】
更に、還流ダイオード８７，８８同士の接続点とグランドＧＮＤとの間にはリアクトル８９とコンデンサ９０との直列回路が接続され、両者の接続点から一相分の交流電圧が出力されるようになっている。
上記の単位変換回路８Ａを三相分、並列接続したＤＣ／ＡＣ変換回路８から実効値２００［Ｖ］の三相交流電圧を出力させる原理については、後に説明する。
上記の単位変換回路８Ａを三相分、並列接続したＤＣ／ＡＣ変換回路８から実効値２００［Ｖ］の三相交流電圧を出力させる原理については、後に説明する。
【0025】
図１に戻って、ＤＣ／ＡＣ変換回路８と交流出力端子１１との間には、ヒューズ等からなる過電流遮断回路９とノイズフィルタである出力フィルタ１０とが接続されている。
なお、２２は装置内部の過熱状態を検出するための温度検出回路、２３，２４は電流・電圧検出回路、２５は電流検出回路、２１は、各検出回路２２～２５による検出信号に基づいてコンバータ５及びＤＣ／ＡＣ変換回路８のスイッチング素子を制御するＣＰＵ等の制御回路である。この制御回路２１は、必要に応じて、図示されていない表示器や冷却用のファン等を制御し、また、各検出信号を外部に伝送するためにも用いられる。
なお、２２は装置内部の過熱状態を検出するための温度検出回路、２３，２４は電流・電圧検出回路、２５は電流検出回路、２１は、各検出回路２２～２５による検出信号に基づいてコンバータ５及びＤＣ／ＡＣ変換回路８のスイッチング素子を制御するＣＰＵ等の制御回路である。この制御回路２１は、必要に応じて、図示されていない表示器や冷却用のファン等を制御し、また、各検出信号を外部に伝送するためにも用いられる。
【0026】
上記構成において、コンバータ５とＤＣ／ＡＣ変換回路８とは、それぞれ別個の基板に実装することが望ましい。その場合、制御回路２１としては、コンバータ５を制御するＣＰＵとＤＣ／ＡＣ変換回路８を制御するＣＰＵとを設けてそれぞれ別個の基板に実装すると共に、温度検出回路２２も２個設けて各基板にそれぞれ実装すると良い。
【0027】
次に、ＤＣ／ＡＣ変換回路８から実効値２００［Ｖ］の三相交流電圧を出力させる原理について、図５，図６を参照しつつ説明する。
まず、前述した図３（ａ）の整流平滑回路７の出力電圧（図４の単位変換回路８Ａの入力電圧）である３８５［Ｖ］は、電圧変動分を含む出力電圧の最大値として、３８５［Ｖ］＝２２０×√３により設定されている。
まず、前述した図３（ａ）の整流平滑回路７の出力電圧（図４の単位変換回路８Ａの入力電圧）である３８５［Ｖ］は、電圧変動分を含む出力電圧の最大値として、３８５［Ｖ］＝２２０×√３により設定されている。
【0028】
そして、ＤＣ／ＡＣ変換回路８では、図５に示すように、三相各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕが何れも約２８３［Ｖ］（＝２００［Ｖ］×√２）となるように、互いに１２０°の位相差を持ち、大きさ（半径）が１６３［Ｖ］の電圧ベクトルを回転させることを考える。ここで、単位変換回路８Ａの入力電圧である３８５［Ｖ］以下の電圧値として、定格出力電圧の最大値である２００×√３≒３４５[Ｖ]を基準とすると、半径が１６３［Ｖ］の電圧ベクトル（あるいは相間電圧ベクトルＶｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕ）が回転するベクトル円は、正の電圧範囲内の３４５[Ｖ]から１９[Ｖ]（＝３４５[Ｖ]－１６３［Ｖ］×２）の間に位置することになる。
更に、この実施形態では、上記のベクトル円の中心が位置する電圧値としての１８２［Ｖ］を仮想の０［Ｖ］（共通帰線）として、相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕの約２８３［Ｖ］が出力されるようにＤＣ／ＡＣ変換回路８内のスイッチング素子８１，８２のオン・オフを制御する。
更に、この実施形態では、上記のベクトル円の中心が位置する電圧値としての１８２［Ｖ］を仮想の０［Ｖ］（共通帰線）として、相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕの約２８３［Ｖ］が出力されるようにＤＣ／ＡＣ変換回路８内のスイッチング素子８１，８２のオン・オフを制御する。
【0029】
これにより、図５（イ）～（ハ）に示す如く、仮想の０［Ｖ］に相当する電圧の１８２［Ｖ］を中心として、１６３［Ｖ］の大きさの電圧ベクトルがベクトル円内を回転して約２８３［Ｖ］の相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕが出力されることになる。なお、図６に各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の出力電圧を示す。
従来では、実際の０［Ｖ］を中心として１６３［Ｖ］の電圧ベクトルを回転させて約２８３［Ｖ］の相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕを出力させており、言い換えれば＋１６３［Ｖ］及び－１６３［Ｖ］の電源（正負の電源）を必要としているが、この実施形態によれば、半径が１６３［Ｖ］の電圧ベクトルを正の電圧範囲内で回転させることにより、正電源のみを用いて、ＤＣ／ＡＣ変換回路８から所定の大きさの相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕを出力させることができる。
こうして生成された三相交流電圧が、図１の交流出力端子１１を介して空調設備の電動機等、各種の負荷に供給される。
従来では、実際の０［Ｖ］を中心として１６３［Ｖ］の電圧ベクトルを回転させて約２８３［Ｖ］の相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕを出力させており、言い換えれば＋１６３［Ｖ］及び－１６３［Ｖ］の電源（正負の電源）を必要としているが、この実施形態によれば、半径が１６３［Ｖ］の電圧ベクトルを正の電圧範囲内で回転させることにより、正電源のみを用いて、ＤＣ／ＡＣ変換回路８から所定の大きさの相間電圧Ｖｕｗ，Ｖｗｖ，Ｖｖｕを出力させることができる。
こうして生成された三相交流電圧が、図１の交流出力端子１１を介して空調設備の電動機等、各種の負荷に供給される。
【0030】
図７は、本発明に係る三相インバータを備えた無停電電源システムの構成図である。
図７において、商用電源等の交流電源３００の交流電圧は整流回路４００により直流電圧に変換され、蓄電池５００を充電すると共に、分電盤６００に供給されている。分電盤６００では、開閉器６０１をオンさせることにより、４８［Ｖ］の直流電圧が本発明に係る三相インバータ７００の直流入力端子１に入力される。なお、６０２は他の負荷に直流電圧を供給するための開閉器である。
図７において、商用電源等の交流電源３００の交流電圧は整流回路４００により直流電圧に変換され、蓄電池５００を充電すると共に、分電盤６００に供給されている。分電盤６００では、開閉器６０１をオンさせることにより、４８［Ｖ］の直流電圧が本発明に係る三相インバータ７００の直流入力端子１に入力される。なお、６０２は他の負荷に直流電圧を供給するための開閉器である。
【0031】
三相インバータ７００の構成は図１に示したとおりであり、出力として実効値２００［Ｖ］の三相交流電圧が生成され、この三相交流電圧は交流出力端子１１から空調設備の電動機等、各種の負荷に供給される。
交流電源３００の健全時には、整流回路４００から出力される直流電圧を、開閉器６０１を介して三相インバータ７００に供給し、交流電源３００の停電時には、蓄電池５００の直流電圧を、開閉器６０１を介して三相インバータ７００に供給することにより、停電時においても、負荷８００に対して安定的に所定の大きさの三相交流電圧を供給することができる。
交流電源３００の健全時には、整流回路４００から出力される直流電圧を、開閉器６０１を介して三相インバータ７００に供給し、交流電源３００の停電時には、蓄電池５００の直流電圧を、開閉器６０１を介して三相インバータ７００に供給することにより、停電時においても、負荷８００に対して安定的に所定の大きさの三相交流電圧を供給することができる。
【符号の説明】
【0032】
１：直流入力端子
２：入力フィルタ
３：過電流遮断回路
４：突入電流防止回路
５：コンバータ
５Ａ：電流平均化コンバータ
６：トランス
６Ａ：単位トランス
６１：一次巻線
６２：二次巻線
７：整流平滑回路
７１：ダイオード
７２：コンデンサ
８：ＤＣ／ＡＣ変換回路
８Ａ：単位変換回路
８１，８２：スイッチング素子
８３，８４：コイル（インダクタンス成分）
８５～８８：ダイオード
８９：リアクトル
９０：コンデンサ
９：過電流遮断回路
１０：出力フィルタ
１１：交流出力端子
２１：制御回路
２２：温度検出回路
２３，２４：電流・電圧検出回路
２５：電流検出回路
３００：交流電源
４００：整流回路
５００：蓄電池
６００：分電盤
６０１，６０２：開閉器
７００：三相インバータ
８００：負荷
２：入力フィルタ
３：過電流遮断回路
４：突入電流防止回路
５：コンバータ
５Ａ：電流平均化コンバータ
６：トランス
６Ａ：単位トランス
６１：一次巻線
６２：二次巻線
７：整流平滑回路
７１：ダイオード
７２：コンデンサ
８：ＤＣ／ＡＣ変換回路
８Ａ：単位変換回路
８１，８２：スイッチング素子
８３，８４：コイル（インダクタンス成分）
８５～８８：ダイオード
８９：リアクトル
９０：コンデンサ
９：過電流遮断回路
１０：出力フィルタ
１１：交流出力端子
２１：制御回路
２２：温度検出回路
２３，２４：電流・電圧検出回路
２５：電流検出回路
３００：交流電源
４００：整流回路
５００：蓄電池
６００：分電盤
６０１，６０２：開閉器
７００：三相インバータ
８００：負荷
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】