不間斷電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的不間斷電源系統(tǒng)(100)包括:多個(gè)不間斷電源裝置(10、20、30),該多個(gè)不間斷電源裝置(10、20、30)相對(duì)于負(fù)載并聯(lián)連接,并根據(jù)電源的狀況對(duì)向負(fù)載供電的電源進(jìn)行切換;控制部(3),該控制部(3)控制對(duì)不間斷電源裝置(10、20、30)的電源進(jìn)行切換的動(dòng)作;以及蓄電池(5),該蓄電池(5)公共地與多個(gè)不間斷電源裝置(10、20、30)相連接。不間斷電源裝置(10、20、30)具有:整流器(15、25、35),該整流器(15、25、35)將交流電源的交流電正轉(zhuǎn)換為直流電;接觸器(41、42、43),該接觸器(41、42、43)對(duì)由整流器(15、25、35)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換的直流電和從蓄電池(5)輸入的直流電進(jìn)行切換;以及逆變器(17、27、37),該逆變器(17、27、37)將直流電逆轉(zhuǎn)換為交流電并向負(fù)載供電??刂撇浚?)使多個(gè)整流器(15、25、35)中、沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的整流器(15、25、35)停止。
【專利說明】不間斷電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將多個(gè)不間斷電源裝置并聯(lián)連接的不間斷電源系統(tǒng),該不間斷電源裝置將交流電正轉(zhuǎn)換為直流電,并將正轉(zhuǎn)換后的直流電或蓄電池的直流電逆轉(zhuǎn)換為交流電,從而向負(fù)載供電。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利特開2011-72068號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)所公開的不間斷電源系統(tǒng)包括多個(gè)不間斷電源裝置、在不間斷電源裝置發(fā)生故障時(shí)瞬間切斷并切換到旁路電源的切換電路、以及對(duì)切換電路的輸出進(jìn)行開關(guān)控制的開關(guān)。并且,專利文獻(xiàn)I所公開的不間斷電源系統(tǒng)能利用開關(guān)來選擇切換電路與負(fù)載的連接,從而能選擇與一臺(tái)不間斷電源裝置相連的結(jié)構(gòu)、或者將多臺(tái)不間斷電源裝置并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。
[0003]因此,對(duì)于專利文獻(xiàn)I所公開的不間斷電源系統(tǒng),即使有一臺(tái)不間斷電源裝置發(fā)生故障,也能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行供電,從而能降低修理不間斷電源裝置所需時(shí)間內(nèi)因旁通電源的停電而造成負(fù)載停止的危險(xiǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2011 - 72068號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]由于現(xiàn)有的不間斷停電系統(tǒng)需要提高可靠性,因此將多個(gè)不間斷電源裝置并聯(lián)連接,并利用公共的蓄電池進(jìn)行并行運(yùn)行。此外,在現(xiàn)有的不間斷電源系統(tǒng)中,若不間斷電源裝置的總功率小于總總額定功率,則啟動(dòng)所有臺(tái)數(shù)的不間斷電源裝置,而不考慮負(fù)載所需的電能(實(shí)際電能)。因此,現(xiàn)有的不間斷電源系統(tǒng)具有如下問題,即并聯(lián)連接的多個(gè)不間斷電源裝置的使用效率較差。
[0006]此外,不間斷電源裝置包括將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流器(正轉(zhuǎn)換部)以及將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變器(逆轉(zhuǎn)換部),只要不間斷電源裝置啟動(dòng),就會(huì)在構(gòu)成整流器和逆變器的半導(dǎo)體元件上產(chǎn)生電損耗。因此,現(xiàn)有的不間斷電源系統(tǒng)具有因不間斷電源裝置上的電損耗而無法降低功耗的問題。
[0007]另外,在現(xiàn)有的不間斷電源系統(tǒng)中,當(dāng)并聯(lián)連接的多個(gè)不間斷電源裝置的某一個(gè)裝置停止時(shí),構(gòu)成停止的不間斷電源裝置的、包含整流器和逆變器在內(nèi)的所有電路均停止。因此,在現(xiàn)有的不間斷電源系統(tǒng)中,若為了提供負(fù)載所需的功率而使停止的不間斷電源裝置再啟動(dòng),則需要依次啟動(dòng)所有電路,使得停止的不間斷電源裝置的啟動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)。
[0008]因此,本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的,其目的在于提供一種不間斷電源系統(tǒng),其并聯(lián)連接的多個(gè)不間斷電源裝置的使用效率較高,并能降低功耗。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案[0009]為了解決上述問題,本發(fā)明的不間斷電源系統(tǒng)包括:多個(gè)不間斷電源裝置,該多個(gè)不間斷電源裝置相對(duì)于負(fù)載并聯(lián)連接,并根據(jù)電源的狀況對(duì)向負(fù)載供電的電源進(jìn)行切換;控制部,該控制部對(duì)切換不間斷電源裝置的電源的動(dòng)作進(jìn)行控制;以及蓄電池,該蓄電池公共地與多個(gè)不間斷電源裝置連接。不間斷電源裝置具有:正轉(zhuǎn)換部,該正轉(zhuǎn)換部將交流電源的交流電正轉(zhuǎn)換為直流電;切換部,該切換部對(duì)由正轉(zhuǎn)換部進(jìn)行了轉(zhuǎn)換的直流電、和從蓄電池輸入的直流電進(jìn)行切換;以及逆轉(zhuǎn)換部,該逆轉(zhuǎn)換部將由正轉(zhuǎn)換部進(jìn)行了正轉(zhuǎn)換的直流電、或從蓄電池輸入的直流電逆轉(zhuǎn)換為交流電,并向負(fù)載供電??刂撇渴苟鄠€(gè)正轉(zhuǎn)換部中、沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的正轉(zhuǎn)換部停止。
發(fā)明效果
[0010]根據(jù)本發(fā)明所涉及的不間斷電源系統(tǒng),當(dāng)負(fù)載所需的功率比已啟動(dòng)的不間斷電源裝置(正轉(zhuǎn)換部)所輸出的總額定功率要少(低負(fù)載)時(shí),控制部使多個(gè)正轉(zhuǎn)換部中、沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的正轉(zhuǎn)換部停止,因此能提高并聯(lián)連接的多個(gè)不間斷電源裝置的使用效率。此外,由于本發(fā)明所涉及的不間斷電源系統(tǒng)使沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的正轉(zhuǎn)換部停止,因此抑制了已停止的正轉(zhuǎn)換部的電損耗,從而能降低功耗。而且,由于本發(fā)明所涉及的不間斷電源系統(tǒng)僅使正轉(zhuǎn)換部停止,因此,與使不間斷電源裝置的所有電路停止的情況相比,能縮短已停止的不間斷電源裝置的啟動(dòng)時(shí)間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的整流器的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖3是用于對(duì)IGBT的開關(guān)損耗進(jìn)行說明的時(shí)序圖。
圖4是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。
圖5是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。
圖6是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下,參照附圖,對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式I)
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1所示的不間斷電源系統(tǒng)100包含:交流輸入部1、輸入輸出切換部2、控制部3、直流分叉部4、蓄電池5、輸出部6、交流輸出部7、8、不間斷電源裝置10、20、30。
[0013]交流輸入部I與未圖示的交流電源相連,從而向不間斷電源裝置10、20、30供電。這里,與交流輸入部I相連的交流電源是商用電源或家用發(fā)電機(jī)等交流電源。
[0014]交流輸出部7、8與未圖示的負(fù)載(計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等)相連,來從不間斷電源裝置
10、20、30向負(fù)載供電。這里,交流輸出部7、8在例如不間斷電源裝置10、20、30所提供的電力為三相交流電的情況下,利用三相三線式配電線來與負(fù)載連接。
[0015]輸入輸出切換部2對(duì)交流輸入部I與不間斷電源裝置10、20、30的連接、以及不間斷電源裝置10、20、30與交流輸出部7、8的連接進(jìn)行切換,向負(fù)載供電。另外,輸入輸出切換部2包含維修旁路配線,該維修旁路配線在對(duì)不間斷電源裝置10、20、30進(jìn)行維修作業(yè)時(shí)使交流輸入部I與交流輸出部7、8相連。維修旁路配線中包含斷路器71、變壓器72、開關(guān)73、晶閘管開關(guān)74以及接觸器75。斷路器71是將急劇流入到維修旁路配線的大功率切斷的開關(guān)。變壓器72是對(duì)交流輸入部I的交流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的絕緣用變壓器。開關(guān)73是將變壓器72和晶閘管開關(guān)74進(jìn)行連接的開關(guān)。晶閘管開關(guān)74是與輸出部6的接觸器61?63相比、能更高速地切換不間斷電源裝置10、20、30的輸出電力的半導(dǎo)體開關(guān)。接觸器75是用于經(jīng)由維修旁路配線將交流輸入部I的交流電輸出到交流輸出部7、8的開關(guān)。
[0016]輸入輸出切換部2在交流輸入部I與不間斷電源裝置10之間包含用于將急劇流入的大功率切斷的斷路器U。同樣,輸入輸出切換部2在交流輸入部I與不間斷電源裝置20之間包含斷路器21,在交流輸入部I與不間斷電源裝置30之間包含斷路器31。
[0017]此外,輸入輸出切換部2在交流輸入部I與不間斷電源裝置10之間包含對(duì)交流輸入部I的交流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的變壓器12。同樣,輸入輸出切換部2在交流輸入部I與不間斷電源裝置20之間包含變壓器22,在交流輸入部I與不間斷電源裝置30之間包含變壓器32。
[0018]此外,輸入輸出切換部2還包含將維修旁路配線和交流輸出部7、8進(jìn)行連接的開關(guān)76、以及將不間斷電源裝置10、20、30和交流輸出部7、8進(jìn)行連接的開關(guān)77?79。
[0019]不間斷電源裝置10包含接觸器13、交流電抗器14、整流器15、電解電容器16、逆變器17、變壓器18以及電容器19。接觸器13是用于將由變壓器12對(duì)電壓進(jìn)行變壓后的交流電輸入到不間斷電源裝置10的開關(guān)。交流電抗器14是用于對(duì)輸入到不間斷電源裝置10的交流電的波形進(jìn)行整形的濾波器。整流器15是將由交流電抗器14對(duì)波形進(jìn)行了整形的交流電正轉(zhuǎn)換為直流電的正轉(zhuǎn)換部。
[0020]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100的整流器15的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2所示的整流器15包含:并聯(lián)連接在電源正側(cè)與負(fù)載之間的三個(gè)I G BT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)151、并聯(lián)連接在電源負(fù)側(cè)和負(fù)載之間的三個(gè)IGBT152、以及分別與IGBT151、152并聯(lián)連接的F WD (Free WheelingDiode:續(xù)流二極管)153。
[0021]整流器15能通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻對(duì)各個(gè)IGBT151、152進(jìn)行驅(qū)動(dòng),從而將交流電正轉(zhuǎn)換為直流電。因驅(qū)動(dòng)IGBT151、152而產(chǎn)生的損耗包括使電流通過IGBT151、152而產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)損耗、以及因?qū)GBT151、152進(jìn)行開關(guān)而產(chǎn)生的開關(guān)損耗。
[0022]圖3是用于對(duì)IGBT151、152的開關(guān)損耗進(jìn)行說明的時(shí)序圖。圖3所示的波形分別示出了施加在IGBT151、152的柵極電極上的電壓V的波形、以及在IGBT151、152的集電極電極與發(fā)射極電極之間流過的電流I的波形。IGBT151U52在施加于柵極電極上的電壓V下降的時(shí)刻變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài),從而在集電極電極與發(fā)射極電極之間開始有電流I流過。若將施加在柵極電極上的電壓V下降后、直到流過集電極電極與發(fā)射極電極之間的電流I達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止的時(shí)間設(shè)為開關(guān)時(shí)間t,則IGBT151U52的開關(guān)損耗P s w為開關(guān)時(shí)間t與IGBT151、152所消耗的功率(電壓VX電流I)的積。即,開關(guān)損耗P s w =電壓V X電流I X開關(guān)時(shí)間t。因此,當(dāng)負(fù)載所需的功率比已啟動(dòng)的多個(gè)整流器所輸出的總總額定功率要小(低負(fù)載)時(shí),即使是沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的整流器,只要沒有停止,則每當(dāng)IGBT進(jìn)行開關(guān)時(shí),都會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損耗P s w。
[0023]由于整流器15使用了 IGBT151、152,因此開關(guān)時(shí)間t達(dá)到0.25 μ m的高速。然而,整流器15是半導(dǎo)體開關(guān)即可,并不限于I GBT 151、152,可以使用雙極型或晶閘管等。另夕卜,在使用雙極型的情況下,開關(guān)時(shí)間t為2.5μ m,與使用IGBT的情況相比變慢。
[0024]此外,圖3所示的電壓V的波形即使下降也不會(huì)變?yōu)镺 (零)V,這是因?yàn)镮GBT151、152上產(chǎn)生了穩(wěn)態(tài)損耗P。。因此,當(dāng)負(fù)載所需的功率比已啟動(dòng)的多個(gè)整流器所輸出的總總額定功率要小(低負(fù)載)時(shí),即使是沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的整流器,只要沒有停止,IGBT就會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)損耗P。。
[0025]因此,本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100如后述那樣,在負(fù)載所需的功率較少(低負(fù)載)的情況下,通過使沒有對(duì)提供負(fù)載所需功率作出貢獻(xiàn)的整流器停止,來抑制開關(guān)損耗P s w以及穩(wěn)態(tài)損耗P。,從而降低功耗。
[0026]回到圖1,電解電容器16是用于對(duì)經(jīng)整流器15進(jìn)行了正轉(zhuǎn)換的直流電進(jìn)行平滑的平滑電容器。逆變器17是將由電解電容器16進(jìn)行了平滑的直流電、或從蓄電池5輸入的直流電逆轉(zhuǎn)換為交流電的逆轉(zhuǎn)換部。整流器15與逆變器17的區(qū)別僅在于是將交流電正轉(zhuǎn)換為直流電還是將直流電逆轉(zhuǎn)換為交流電,因此其電路結(jié)構(gòu)相同。因此,逆變器17的結(jié)構(gòu)也如圖2所示,包含:并聯(lián)連接在電源正側(cè)與負(fù)載之間的三個(gè)IGBT151、并聯(lián)連接在電源負(fù)側(cè)和負(fù)載之間的三個(gè)IGBT152、以及分別與IGBT151、152并聯(lián)連接的F WD 153。
[0027]變壓器18對(duì)由逆變器17進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)換的交流電的電壓進(jìn)行變壓。電容器19是對(duì)由變壓器18進(jìn)行了變壓的交流電的波形進(jìn)行整形的濾波器。從不間斷電源裝置10輸出由電容器19對(duì)波形進(jìn)行了整形的交流電。從不間斷電源裝置10輸出的交流電經(jīng)由輸出部6的接觸器61而從交流輸出部7、8輸出。
[0028]輸出部6包含接觸器61?63。輸出部6通過切換接觸器61?63來將不間斷電源裝置10、20、30與交流輸出部7、8進(jìn)行連接,從而將從不間斷電源裝置10、20、30輸出的交流電提供給負(fù)載。
[0029]不間斷電源裝置20包含:接觸器23、交流電抗器24、整流器25、電解電容器26、逆變器27、變壓器28以及電容器29。不間斷電源裝置30包含:接觸器33、交流電抗器34、整流器35、電解電容器36、逆變器37、變壓器38以及電容器39。由于不間斷電源裝置20、30的結(jié)構(gòu)與不間斷電源裝置10的結(jié)構(gòu)相同,因此不再重復(fù)進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0030]控制部3包含:整流器控制部300、整流器運(yùn)行指令電路301?303、逆變器運(yùn)行指令電路304?306、以及信號(hào)產(chǎn)生電路307?309。另外,控制部3也控制對(duì)不間斷電源裝置10、20、30的電源(與交流輸入部I相連的交流電源或蓄電池的直流電源)進(jìn)行切換的動(dòng)作。
[0031]整流器控制部300從各個(gè)整流器15、25、35接收整流器負(fù)載電流的反饋值的輸入,并通過對(duì)所輸入的反饋值進(jìn)行求和來對(duì)為了提供負(fù)載所需的功率而由整流器15、25、35輸出的總功率進(jìn)行計(jì)算。而且,整流器控制部300將計(jì)算出的總功率、與使已啟動(dòng)的整流器15、25、35中的至少一臺(tái)整流器停止時(shí)、剩余的整流器所輸出的總總額定功率進(jìn)行比較,并向各個(gè)整流器15、25、35的整流器運(yùn)行指令電路301?303輸出整流器15、25、35的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)。
[0032]信號(hào)產(chǎn)生電路307?309從未圖示的輸入部接受使整流器15、25、35、逆變器17、27、37啟動(dòng)以及停止的指示,并向整流器運(yùn)行指令電路301?303、逆變器運(yùn)行指令電路304?306輸出指示信號(hào)。[0033]整流器運(yùn)行指令電路301~303基于整流器控制部300所輸出的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)以及信號(hào)產(chǎn)生電路307~309所輸出的指示信號(hào),向各個(gè)整流器15、25、35輸出指示進(jìn)行啟動(dòng)以及停止的指令信號(hào)。
[0034]逆變器運(yùn)行指令電路304~306基于信號(hào)產(chǎn)生電路307~309所輸出的指示信號(hào),向各個(gè)逆變器17、27、37輸出指示進(jìn)行啟動(dòng)以及停止的指令信號(hào)。
[0035]直流分叉部4包含斷路器44~48。斷路器44、45、46是將急劇流入到各不間斷電源裝置10、20、30的大功率切斷的開關(guān)。斷路器47、48是將急劇流入到蓄電池5的大功率切斷的開關(guān)。另外,不間斷電源裝置10、20、30包含接觸器41、42、43。接觸器41、42、43是用于將不間斷電源裝置10、20、30和蓄電池5進(jìn)行連接的開關(guān),并且是對(duì)由整流器15、25、35進(jìn)行了轉(zhuǎn)換的直流電和從蓄電池5輸入的直流電進(jìn)行切換的切換部。
[0036]蓄電池5與不間斷電源裝置10、20、30公共連接。蓄電池5由兩個(gè)電池51、52構(gòu)成。另外,蓄電池5并不限于由兩個(gè)電池51、52構(gòu)成的情況,可以是由單個(gè)電池構(gòu)成,也可以由三個(gè)以上的電池構(gòu)成。
[0037]接著,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖4是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100的動(dòng)作的流程圖。首先,整流器控制部300啟動(dòng)所有不間斷電源裝置10、20、30的整流器15、25、35 (步驟S41)。具體而言,整流器控制部300向各個(gè)整流器15、25、35的整流器運(yùn)行指令電路301~303輸出對(duì)所有整流器15、25、35進(jìn)行選擇的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào),信號(hào)產(chǎn)生電路307~309向整流器運(yùn)行指令電路301~303輸出啟動(dòng)整流器15、25、35的指示信號(hào)。
[0038]整流器運(yùn)行指令電路301~303基于整流器控制部300所輸出的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)以及信號(hào)產(chǎn)生電路307~309所輸出的指示信號(hào),向各個(gè)整流器15、25、35輸出指示進(jìn)行啟動(dòng)的指令信號(hào)。各個(gè)整流器15、25、35基于整流器運(yùn)行指令電路301~303所輸出的指令?目號(hào)而啟動(dòng)。
[0039]接著,整流器控制部300對(duì)為了提供負(fù)載所需的功率而由整流器15、25、35輸出的總功率、與使已啟動(dòng)的整流器15、25、35中的至少一臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的總總額定功率進(jìn)行比較,并判斷總功率是否小于總總額定功率(步驟S42)。
[0040]在整流器控制部300判斷總功率小于總額定功率時(shí)(步驟S42:是),使已啟動(dòng)的整流器15、25、35中的至少一臺(tái)整流器停止(步驟S43)。例如,在設(shè)各個(gè)整流器15、25、35所輸出的額定功率為IkWh時(shí),若總功率為1.8kWh,則整流器控制部300判斷總功率小于使已啟動(dòng)的整流器15、25、35中的一臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的總額定功率(I k Wh X2 臺(tái)=2 kWh)。
[0041]即,若總功率為1.8kWh,則即使整流器控制部300使一臺(tái)整流器35停止,總功率也比已啟動(dòng)的整流器15、25所輸出的總額定功率(I kWh X2臺(tái)=2 kWh)要小。因此,整流器控制部300通過向整流器35的整流器運(yùn)行指令電路303輸出“關(guān)閉”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)來使整流器35停止。
[0042]在整流器控制部300判斷總功率在總額定功率以上時(shí)(步驟S42:否),為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,使處理返回到步驟S42。此外,在整流器控制部300使已啟動(dòng)的整流器15、25、35中的至少一 臺(tái)整流器停止(步驟S43)后,為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,使處理返回到步驟S42。[0043]另外,整流器控制部300可以以一臺(tái)為單位使整流器15、25、35停止,也可以以兩臺(tái)以上為單位來使其停止。當(dāng)整流器控制部300以一臺(tái)為單位使整流器15、25、35停止時(shí),將總功率、與使已啟動(dòng)的整流器15、25、35中的一臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的總額定功率進(jìn)行比較。另外,當(dāng)整流器控制部300以兩臺(tái)為單位使整流器15、25、35停止時(shí),將總功率、與使已啟動(dòng)的整流器15、25、35中的兩臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的總額定功率進(jìn)行比較。
[0044]如上所述,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100,當(dāng)負(fù)載所需的功率比已啟動(dòng)的整流器15、25、35所輸出的總額定功率要少(低負(fù)載)時(shí),整流器控制部300使整流器15、25、35中、沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的整流器停止,因此,能提高并聯(lián)連接的多個(gè)不間斷電源裝置10、20、30的使用效率。此外,由于本發(fā)明實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100使沒有對(duì)提供負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的整流器15、25、35停止,因此,抑制了已停止的逆變器上的開關(guān)損耗P s w以及穩(wěn)態(tài)損耗P。,從而能降低功耗。而且,由于本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100僅使整流器15、25、35停止,因此,與使不間斷電源裝置10、20、30的所有電路停止的情況相比,能縮短已停止的不間斷電源裝置10、20、30的啟動(dòng)時(shí)間。
[0045]例如,當(dāng)總功率在所有整流器15、25、35所輸出的總額定功率的1/3以上,不足2/3的情況下,整流器控制部300向整流器15、25的整流器運(yùn)行指令電路301、302輸出“打開”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào),向整流器35的整流器運(yùn)行指令電路303輸出“關(guān)閉”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào),由此來使整流器35停止。此外,當(dāng)總功率不足所有整流器15、25、35所輸出的總額定功率的1/3的情況下,整流器控制部300向整流器15的整流器運(yùn)行指令電路301輸出“打開”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào),向整流器25、35的整流器運(yùn)行指令電路302、303輸出“關(guān)閉”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào),由此來使整流器25、35停止。
[0046]另外,當(dāng)負(fù)載增加、使得總功率比已啟動(dòng)的整流器15、25、35所輸出的總額定功率要大時(shí),整流器控制部300能通過啟動(dòng)已停止的整流器來穩(wěn)定地向負(fù)載供電。
[0047](實(shí)施方式2)
本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的不間斷電源系統(tǒng)與實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100相同,包含:交流輸入部1、輸入輸出切換部2、控制部3、直流分叉部4、蓄電池5、輸出部6、交流輸出部7、8、以及不間斷電源裝置10、20、30。因此,本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的不間斷電源系統(tǒng)對(duì)與實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100相同的結(jié)構(gòu)要素使用相同的標(biāo)號(hào),并不再重復(fù)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0048]接著,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖5是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。首先,整流器控制部300啟動(dòng)不間斷電源裝置10、20、30的整流器15、25、35中規(guī)定臺(tái)數(shù)的整流器(步驟S51 )。整流器控制部300使啟動(dòng)整流器的規(guī)定臺(tái)數(shù)為不間斷電源裝置所具有的整流器的臺(tái)數(shù)的一半。例如,當(dāng)不間斷電源裝置所具有的整流器的臺(tái)數(shù)為四臺(tái)時(shí),整流器控制部300使啟動(dòng)整流器的規(guī)定臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)。另外,當(dāng)不間斷電源裝置所具有的整流器的臺(tái)數(shù)為奇數(shù)時(shí),整流器控制部300以將啟動(dòng)整流器的規(guī)定臺(tái)數(shù)向上取整后的臺(tái)數(shù)為規(guī)定臺(tái)數(shù)。
[0049]具體而言,整流器控制部300在不間斷電源裝置10、20、30所具有的整流器15、25、35的臺(tái)數(shù)為三臺(tái)時(shí),向各個(gè)整流器15、25的整流器運(yùn)行指令電路301、302輸出選擇整流器15、25這兩臺(tái)的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào),信號(hào)產(chǎn)生電路307、308向整流器運(yùn)行指令電路301、302輸出啟動(dòng)整流器15、25的指示信號(hào)。
[0050]整流器運(yùn)行指令電路301、302基于整流器控制部300所輸出的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)以及信號(hào)產(chǎn)生電路307、308所輸出的指示信號(hào),向各個(gè)整流器15、25輸出指示進(jìn)行啟動(dòng)的指令信號(hào)。各個(gè)整流器15、25基于整流器運(yùn)行指令電路301、302所輸出的指令信號(hào)而啟動(dòng)。
[0051]接著,整流器控制部300對(duì)為了向負(fù)載提供所需的功率而由整流器15、25輸出的總功率、與已啟動(dòng)的整流器15、25所輸出的第一總額定功率進(jìn)行比較,判斷總功率是否在第一總額定功率以上(步驟S52)。
[0052]在整流器控制部300判斷總功率在第一總額定功率以上時(shí)(步驟S52:是),使已停止的整流器35啟動(dòng)(步驟S53)。例如,在使各個(gè)整流器15、25、35所輸出的額定功率為IkWh時(shí),若總功率為2.8kWh,則整流器控制部300判斷總功率在已啟動(dòng)的整流器15、25所輸出的總額定功率(I kWh X2臺(tái)=2 kWh)以上。
[0053]整流器控制部300能夠通過啟動(dòng)整流器35來使總功率(2.8kffh)小于整流器15、25、35所輸出的總額定功率(I kWh X3臺(tái)=3 k W h ),因而能避免過載運(yùn)行。整流器控制部300通過向整流器35的整流器運(yùn)行指令電路303輸出“打開”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)來啟動(dòng)整流器35。
[0054]另外,整流器控制部300在啟動(dòng)已停止的整流器35 (步驟S53)后,為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,而使處理返回到步驟S52。
[0055]整流器控制部300在判斷總功率小于第一總額定功率時(shí)(步驟S52:否),將總功率、與使已啟動(dòng)的整流器15、25中的至少一臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的第二總額定功率進(jìn)行比較,判斷總功率是否小于第二總額定功率(步驟S54)。
[0056]整流器控制部300在判斷總功率小于第二總額定功率時(shí)(步驟S54:是),使已啟動(dòng)的整流器15、25中的至少一臺(tái)整流器停止(步驟S55)。例如,在設(shè)各個(gè)整流器15、25、35的額定功率為IkWh時(shí),若總功率為0.8kWh,則整流器控制部300判斷總功率小于使已啟動(dòng)的整流器15、25中的至少一臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的總額定功率(I kWh Xl臺(tái)=I kWh)。
[0057]即,若總功率為0.8kffh,則即使整流器控制部300使一臺(tái)整流器25停止,總功率也比已啟動(dòng)的整流器15所輸出的總額定功率(I kWh父1臺(tái)=1 kWh)要小。因此,整流器控制部300通過分別向整流器25的整流器運(yùn)行指令電路302輸出“關(guān)閉”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)來使整流器25停止。
[0058]在整流器控制部300判斷總功率在第二總額定功率以上時(shí)(步驟S54:否),為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,使處理返回到步驟S52。此外,在整流器控制部300使已啟動(dòng)的整流器15、25中的至少一臺(tái)整流器停止(步驟S55)后,為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,使處理返回到步驟S52。
[0059]另外,若如上述那樣、已啟動(dòng)的整流器15、25為兩臺(tái),則整流器控制部300使已啟動(dòng)的整流器15、25中的一臺(tái)整流器停止,但如果已啟動(dòng)的整流器為三臺(tái)以上,則使已啟動(dòng)的整流器中的至少一臺(tái)整流器停止即可。
[0060]如上所述,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的不間斷電源系統(tǒng),當(dāng)負(fù)載所需的功率比已啟動(dòng)的整流器15、25所輸出的總額定功率要少(低負(fù)載)時(shí),整流器控制部300使已啟動(dòng)的整流器15、25中的至少一臺(tái)整流器停止,因此,能提高并聯(lián)連接的多個(gè)不間斷電源裝置10、20、30的使用效率。此外,在本發(fā)明實(shí)施方式2所涉及的不間斷電源系統(tǒng)中,當(dāng)負(fù)載所需的功率大于已啟動(dòng)的整流器15、25所輸出的總額定功率(過載)時(shí),啟動(dòng)已停止的整流器35,因此能避免過載運(yùn)行,從而能延長(zhǎng)不間斷電源裝置10、20、30、蓄電池5等的壽命。
[0061](實(shí)施方式3)
本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng)與實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100相同,包含:交流輸入部1、輸入輸出切換部2、控制部3、直流分叉部4、蓄電池5、輸出部6、交流輸出部7、8、以及不間斷電源裝置10、20、30。因此,本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng)對(duì)與實(shí)施方式I所涉及的不間斷電源系統(tǒng)100相同的結(jié)構(gòu)要素使用相同的標(biāo)號(hào),并不再重復(fù)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0062]接著,對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖6是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。首先,整流器控制部300啟動(dòng)不間斷電源裝置10、20、30的整流器15、25、35中的一臺(tái)整流器(步驟S61)。
[0063]具體而言,整流器控制部300在不間斷電源裝置10、20、30所具有的整流器15、25、35的臺(tái)數(shù)為三臺(tái)時(shí),向整流器15的整流器運(yùn)行指令電路301輸出選擇整流器15這一臺(tái)的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào),信號(hào)產(chǎn)生電路307向整流器運(yùn)行指令電路301輸出啟動(dòng)整流器15的指不信號(hào)。
[0064]整流器運(yùn)行指令電路301基于整流器控制部300所輸出的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)以及信號(hào)產(chǎn)生電路307所輸出的指示信號(hào),向整流器15輸出指示進(jìn)行啟動(dòng)的指令信號(hào)。整流器15基于整流器運(yùn)行指令電路301所輸出的指令信號(hào)而啟動(dòng)。
[0065]接著,整流器控制部300對(duì)為了向負(fù)載提供所需的功率而由整流器15輸出的總功率、與已啟動(dòng)的整流器15所輸出的第一總額定功率進(jìn)行比較,判斷總功率是否在第一總額定功率以上(步驟S62)。
[0066]在整流器控制部300判斷總功率在第一總額定功率以上時(shí)(步驟S62:是),使已停止的整流器25、35中的一臺(tái)整流器25啟動(dòng)(步驟S63)。例如,在使各個(gè)整流器15、25、35所輸出的額定功率量為IkWh時(shí),若總功率為1.8kWh,則整流器控制部300判斷總功率在已啟動(dòng)的整流器15所輸出的總額定功率(I kWh父1臺(tái)=1 kWh)以上。
[0067]整流器控制部300能夠通過啟動(dòng)整流器25來使總功率(1.8kffh)小于整流器15、25所輸出的總額定功率(I kWh X2臺(tái)=2 k W h),因而能避免過載運(yùn)行。整流器控制部300通過向整流器25的整流器運(yùn)行指令電路302輸出“打開”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)來啟動(dòng)整流器25。
[0068]另外,整流器控制部300在啟動(dòng)已停止的整流器25 (步驟S63)后,為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,使處理返回到步驟S62。
[0069]整流器控制部300在判斷總功率小于第一總額定功率時(shí)(步驟S62:否),將總功率、與使已啟動(dòng)的整流器中的一臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的第二總額定功率進(jìn)行比較,判斷總功率是否小于第二總額定功率(步驟S64)。另外,僅在已啟動(dòng)的整流器為兩臺(tái)以上時(shí)執(zhí)行步驟S64的處理。因此,當(dāng)已啟動(dòng)的整流器為一臺(tái)時(shí),跳過步驟S64的處理。下面,以啟動(dòng)了兩臺(tái)整流器15、25的情況為例進(jìn)行說明。
[0070]整流器控制部300在判斷總功率小于第二總額定功率時(shí)(步驟S64:是),使已啟動(dòng)的整流器15、25中的一臺(tái)停止(步驟S65)。例如,在設(shè)各個(gè)整流器15、25、35的額定功率為IkWh時(shí),若總功率為0.8kWh,則整流器控制部300判斷總功率小于使已啟動(dòng)的整流器15、25中的一臺(tái)整流器停止時(shí)剩余的整流器所輸出的總額定功率(I kWh父1臺(tái)=1 kWh)。[0071 ] 即,若總功率為0.8kffh,則即使整流器控制部300使一臺(tái)整流器25停止,總功率也比已啟動(dòng)的整流器15所輸出的總額定功率(I kWh父1臺(tái)=1 kWh)要小。因此,整流器控制部300通過分別向整流器25的整流器運(yùn)行指令電路302輸出“關(guān)閉”的臺(tái)數(shù)選擇指令信號(hào)來使整流器25停止。
[0072]在整流器控制部300判斷總功率在第二總額定功率以上時(shí)(步驟S64:否),為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,使處理返回到步驟S62。此外,在整流器控制部300使已啟動(dòng)的整流器15、25中的一臺(tái)停止(步驟S64)后,為了對(duì)總功率的變化進(jìn)行監(jiān)視,使處理返回到步驟S62。
[0073]如上所述,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng),當(dāng)負(fù)載所需的功率比已啟動(dòng)的整流器15、25所輸出的總額定功率要少(低負(fù)載)時(shí),整流器控制部300使已啟動(dòng)的整流器15、25中的一臺(tái)停止,因此,能提高并聯(lián)連接的多個(gè)不間斷電源裝置10、20、30的使用效率。此外,在本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng)中,當(dāng)負(fù)載所需的功率大于已啟動(dòng)的整流器15所輸出的總額定功率(過載)時(shí),啟動(dòng)已停止的整流器25、35中的一臺(tái),因此能避免過載運(yùn)行,從而能延長(zhǎng)不間斷電源裝置10、20、30、蓄電池5等的壽命。
[0074]另外,由于本發(fā)明實(shí)施方式3所涉及的不間斷電源系統(tǒng)使整流器逐臺(tái)啟動(dòng)或停止,因此,不會(huì)無用地啟動(dòng)整流器15、25、35 (不間斷電源裝置10、20、30),能進(jìn)一步降低功耗。
[0075]在此公開的實(shí)施方式的所有內(nèi)容應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是例示而非用于進(jìn)行限制。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的范圍來表示,而并非由上述說明來表示,此外,本發(fā)明的范圍還包括與權(quán)利要求的范圍等同的意思及范圍內(nèi)的所有變更。
標(biāo)號(hào)說明
[0076]I交流輸入部 2切換部
3控制部 4直流分叉部 5蓄電池 6輸出部
7、8交流輸出部
10、20、30不間斷電源裝置
11、21、31、44?48、71 斷路器
12、18、22、28、32、38、72變壓器
13、23、33、41?43、61 ?63、75 接觸器
14、24、34交流電抗器
15、25、35整流器
16、26、36電解電容器
17、27、37逆變器19、29、39 電容器
51,52 電池
73、76?79 開關(guān)
74晶閘管開關(guān)
100不間斷電源系統(tǒng)
300整流器控制部
301?303整流器運(yùn)行指令電路
304?306逆變器運(yùn)行指令電路
307?309信號(hào)產(chǎn)生電路
【權(quán)利要求】
1.一種不間斷電源系統(tǒng),其特征在于,包括: 多個(gè)不間斷電源裝置(10、20、30),該多個(gè)不間斷電源裝置(10、20、30)相對(duì)于負(fù)載并聯(lián)連接,并根據(jù)電源的狀況對(duì)向所述負(fù)載供電的所述電源進(jìn)行切換; 控制部(3),該控制部(3)控制對(duì)所述不間斷電源裝置(10、20、30)的所述電源進(jìn)行切換的動(dòng)作;以及 蓄電池(5 ),該蓄電池(5 )公共地與多個(gè)所述不間斷電源裝置(10、20、30 )相連接, 所述不間斷電源裝置(10、20、30)具有: 正轉(zhuǎn)換部(15、25、35),該正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)將交流電源的交流電正轉(zhuǎn)換為直流電;切換部,該切換部對(duì)由所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換的直流電、和從所述蓄電池(5)輸入的直流電進(jìn)行切換;以及 逆轉(zhuǎn)換部(17、27、37),該逆轉(zhuǎn)換部(17、27、37)將由所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)進(jìn)行了正轉(zhuǎn)換的直流電、或從所述蓄電池(5)輸入的直流電逆轉(zhuǎn)換為交流電,并向所述負(fù)載供電,所述控制部(3)使多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)中、沒有對(duì)提供所述負(fù)載所需的功率作出貢獻(xiàn)的所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)停止。
2.如權(quán)利要求1所述的不間斷電源系統(tǒng),其特征在于, 對(duì)于所述控制部(3), 在啟動(dòng)所有所述正轉(zhuǎn)換 部(15、25、35)后,對(duì)為了向所述負(fù)載提供所需的功率而由多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)輸出的總功率、與使已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)中的至少一臺(tái)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)停止時(shí)剩余的所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)所輸出的總額定功率進(jìn)行比較, 當(dāng)所述總功率變?yōu)樾∮谒隹傤~定功率時(shí),使已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)中的至少一臺(tái)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)停止。
3.如權(quán)利要求1所述的不間斷電源系統(tǒng),其特征在于, 對(duì)于所述控制部(3), 在啟動(dòng)兩臺(tái)以上規(guī)定臺(tái)數(shù)的所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)后,對(duì)為了向所述負(fù)載提供所需的功率而由多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)輸出的總功率、與已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)所輸出的第一總額定功率進(jìn)行比較, 當(dāng)所述總功率在所述第一總額定功率以上時(shí),啟動(dòng)已停止的所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35),直到所述總功率變?yōu)樾∮谒龅谝豢傤~定功率為止, 當(dāng)所述總功率小于所述第一總額定功率時(shí),將所述總功率、與使已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)中的至少一臺(tái)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)停止時(shí)剩余的所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)所輸出的第二總額定功率進(jìn)行比較, 當(dāng)所述總功率變?yōu)樾∮谒龅诙傤~定功率時(shí),使已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25,35)中的至少一臺(tái)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)停止。
4.如權(quán)利要求3所述的不間斷電源系統(tǒng),其特征在于, 所述控制部(3)使啟動(dòng)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)的所述規(guī)定臺(tái)數(shù)為多個(gè)所述不間斷電源裝置(10、20、30)所具有的所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)的臺(tái)數(shù)的一半。
5.如權(quán)利要求1所述的不間斷電源系統(tǒng),其特征在于, 對(duì)于所述控制部(3),在啟動(dòng)一臺(tái)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)后,對(duì)為了向所述負(fù)載提供所需的功率而由多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)輸出的總功率、與已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)所輸出的第一總額定功率進(jìn)行比較, 當(dāng)所述總功率在所述第一總額定功率以上時(shí),逐臺(tái)啟動(dòng)已停止的所述正轉(zhuǎn)換部(15、`25、35),直到所述總功率小于所述第一總額定功率為止, 當(dāng)所述總功率小于所述第一總額定功率時(shí),將所述總功率、與使已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)中的一臺(tái)所述正轉(zhuǎn)換部(15、25、35)停止時(shí)剩余的所述正轉(zhuǎn)換部(15、`25.35)所輸出的第二總額定功率進(jìn)行比較, 當(dāng)所述總功率變?yōu)樾∮谒龅诙傤~定功率時(shí),使已啟動(dòng)的多個(gè)所述正轉(zhuǎn)換部(15、`25.35)中的一臺(tái)所述正轉(zhuǎn)換部`(15、25、35)停止。
【文檔編號(hào)】H02J1/10GK103608996SQ201180071486
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月9日
【發(fā)明者】豐田勝 申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社