不间断电源系统的制作方法
【专利摘要】本发明的不间断电源系统（100）包括：多个不间断电源装置（10、20、30），该多个不间断电源装置（10、20、30）相对于负载并联连接，并根据电源的状况对向负载供电的电源进行切换；控制部（3），该控制部（3）控制对不间断电源装置（10、20、30）的电源进行切换的动作；以及蓄电池（5），该蓄电池（5）公共地与多个不间断电源装置（10、20、30）相连接。不间断电源装置（10、20、30）具有：整流器（15、25、35），该整流器（15、25、35）将交流电源的交流电正转换为直流电；接触器（41、42、43），该接触器（41、42、43）对由整流器（15、25、35）进行了转换的直流电和从蓄电池（5）输入的直流电进行切换；以及逆变器（17、27、37），该逆变器（17、27、37）将直流电逆转换为交流电并向负载供电。控制部（3）使多个整流器（15、25、35）中、没有对提供负载所需的功率作出贡献的整流器（15、25、35）停止。
【专利说明】不间断电源系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将多个不间断电源装置并联连接的不间断电源系统，该不间断电源装置将交流电正转换为直流电，并将正转换后的直流电或蓄电池的直流电逆转换为交流电，从而向负载供电。
【背景技术】
[0002]日本专利特开2011-72068号公报(专利文献I)所公开的不间断电源系统包括多个不间断电源装置、在不间断电源装置发生故障时瞬间切断并切换到旁路电源的切换电路、以及对切换电路的输出进行开关控制的开关。并且，专利文献I所公开的不间断电源系统能利用开关来选择切换电路与负载的连接，从而能选择与一台不间断电源装置相连的结构、或者将多台不间断电源装置并联连接的结构。
[0003]因此，对于专利文献I所公开的不间断电源系统，即使有一台不间断电源装置发生故障，也能在短时间内进行供电，从而能降低修理不间断电源装置所需时间内因旁通电源的停电而造成负载停止的危险。
现有技术文献 专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特开2011 - 72068号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]由于现有的不间断停电系统需要提高可靠性，因此将多个不间断电源装置并联连接，并利用公共的蓄电池进行并行运行。此外，在现有的不间断电源系统中，若不间断电源装置的总功率小于总总额定功率，则启动所有台数的不间断电源装置，而不考虑负载所需的电能(实际电能)。因此，现有的不间断电源系统具有如下问题，即并联连接的多个不间断电源装置的使用效率较差。
[0006]此外，不间断电源装置包括将交流电转换为直流电的整流器(正转换部)以及将直流电转换为交流电的逆变器(逆转换部)，只要不间断电源装置启动，就会在构成整流器和逆变器的半导体元件上产生电损耗。因此，现有的不间断电源系统具有因不间断电源装置上的电损耗而无法降低功耗的问题。
[0007]另外，在现有的不间断电源系统中，当并联连接的多个不间断电源装置的某一个装置停止时，构成停止的不间断电源装置的、包含整流器和逆变器在内的所有电路均停止。因此，在现有的不间断电源系统中，若为了提供负载所需的功率而使停止的不间断电源装置再启动，则需要依次启动所有电路，使得停止的不间断电源装置的启动时间变长。
[0008]因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种不间断电源系统，其并联连接的多个不间断电源装置的使用效率较高，并能降低功耗。
解决技术问题所采用的技术方案[0009]为了解决上述问题，本发明的不间断电源系统包括:多个不间断电源装置，该多个不间断电源装置相对于负载并联连接，并根据电源的状况对向负载供电的电源进行切换；控制部，该控制部对切换不间断电源装置的电源的动作进行控制；以及蓄电池，该蓄电池公共地与多个不间断电源装置连接。不间断电源装置具有:正转换部，该正转换部将交流电源的交流电正转换为直流电；切换部，该切换部对由正转换部进行了转换的直流电、和从蓄电池输入的直流电进行切换；以及逆转换部，该逆转换部将由正转换部进行了正转换的直流电、或从蓄电池输入的直流电逆转换为交流电，并向负载供电。控制部使多个正转换部中、没有对提供负载所需的功率作出贡献的正转换部停止。
发明效果
[0010]根据本发明所涉及的不间断电源系统，当负载所需的功率比已启动的不间断电源装置(正转换部)所输出的总额定功率要少(低负载)时，控制部使多个正转换部中、没有对提供负载所需的功率作出贡献的正转换部停止，因此能提高并联连接的多个不间断电源装置的使用效率。此外，由于本发明所涉及的不间断电源系统使没有对提供负载所需的功率作出贡献的正转换部停止，因此抑制了已停止的正转换部的电损耗，从而能降低功耗。而且，由于本发明所涉及的不间断电源系统仅使正转换部停止，因此，与使不间断电源装置的所有电路停止的情况相比，能缩短已停止的不间断电源装置的启动时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统的结构的示意图。
图2是表示本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统的整流器的结构的电路图。
图3是用于对IGBT的开关损耗进行说明的时序图。
图4是用于说明本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统的动作的流程图。
图5是用于说明本发明实施方式2所涉及的不间断电源系统的动作的流程图。
图6是用于说明本发明实施方式3所涉及的不间断电源系统的动作的流程图。
【具体实施方式】
[0012]以下，参照附图，对本发明所涉及的实施方式进行说明。
(实施方式I)
图1是表示本发明的实施方式I所涉及的不间断电源系统的结构的示意图。图1所示的不间断电源系统100包含:交流输入部1、输入输出切换部2、控制部3、直流分叉部4、蓄电池5、输出部6、交流输出部7、8、不间断电源装置10、20、30。
[0013]交流输入部I与未图示的交流电源相连，从而向不间断电源装置10、20、30供电。这里，与交流输入部I相连的交流电源是商用电源或家用发电机等交流电源。
[0014]交流输出部7、8与未图示的负载(计算机、通信设备等)相连，来从不间断电源装置
10、20、30向负载供电。这里，交流输出部7、8在例如不间断电源装置10、20、30所提供的电力为三相交流电的情况下，利用三相三线式配电线来与负载连接。
[0015]输入输出切换部2对交流输入部I与不间断电源装置10、20、30的连接、以及不间断电源装置10、20、30与交流输出部7、8的连接进行切换，向负载供电。另外，输入输出切换部2包含维修旁路配线，该维修旁路配线在对不间断电源装置10、20、30进行维修作业时使交流输入部I与交流输出部7、8相连。维修旁路配线中包含断路器71、变压器72、开关73、晶闸管开关74以及接触器75。断路器71是将急剧流入到维修旁路配线的大功率切断的开关。变压器72是对交流输入部I的交流电压进行转换的绝缘用变压器。开关73是将变压器72和晶闸管开关74进行连接的开关。晶闸管开关74是与输出部6的接触器61?63相比、能更高速地切换不间断电源装置10、20、30的输出电力的半导体开关。接触器75是用于经由维修旁路配线将交流输入部I的交流电输出到交流输出部7、8的开关。
[0016]输入输出切换部2在交流输入部I与不间断电源装置10之间包含用于将急剧流入的大功率切断的断路器U。同样，输入输出切换部2在交流输入部I与不间断电源装置20之间包含断路器21，在交流输入部I与不间断电源装置30之间包含断路器31。
[0017]此外,输入输出切换部2在交流输入部I与不间断电源装置10之间包含对交流输入部I的交流电压进行转换的变压器12。同样，输入输出切换部2在交流输入部I与不间断电源装置20之间包含变压器22，在交流输入部I与不间断电源装置30之间包含变压器32。
[0018]此外，输入输出切换部2还包含将维修旁路配线和交流输出部7、8进行连接的开关76、以及将不间断电源装置10、20、30和交流输出部7、8进行连接的开关77?79。
[0019]不间断电源装置10包含接触器13、交流电抗器14、整流器15、电解电容器16、逆变器17、变压器18以及电容器19。接触器13是用于将由变压器12对电压进行变压后的交流电输入到不间断电源装置10的开关。交流电抗器14是用于对输入到不间断电源装置10的交流电的波形进行整形的滤波器。整流器15是将由交流电抗器14对波形进行了整形的交流电正转换为直流电的正转换部。
[0020]图2是表示本发明的实施方式I所涉及的不间断电源系统100的整流器15的结构的电路图。图2所示的整流器15包含:并联连接在电源正侧与负载之间的三个I G BT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)151、并联连接在电源负侧和负载之间的三个IGBT152、以及分别与IGBT151、152并联连接的F WD (Free WheelingDiode:续流二极管)153。
[0021]整流器15能通过在适当的时刻对各个IGBT151、152进行驱动，从而将交流电正转换为直流电。因驱动IGBT151、152而产生的损耗包括使电流通过IGBT151、152而产生的稳态损耗、以及因对IGBT151、152进行开关而产生的开关损耗。
[0022]图3是用于对IGBT151、152的开关损耗进行说明的时序图。图3所示的波形分别示出了施加在IGBT151、152的栅极电极上的电压V的波形、以及在IGBT151、152的集电极电极与发射极电极之间流过的电流I的波形。IGBT151U52在施加于栅极电极上的电压V下降的时刻变为导通状态，从而在集电极电极与发射极电极之间开始有电流I流过。若将施加在栅极电极上的电压V下降后、直到流过集电极电极与发射极电极之间的电流I达到稳定状态为止的时间设为开关时间t，则IGBT151U52的开关损耗P s w为开关时间t与IGBT151、152所消耗的功率(电压VX电流I)的积。即，开关损耗P s w =电压V X电流I X开关时间t。因此，当负载所需的功率比已启动的多个整流器所输出的总总额定功率要小(低负载)时，即使是没有对提供负载所需的功率作出贡献的整流器，只要没有停止，则每当IGBT进行开关时，都会产生开关损耗P s w。
[0023]由于整流器15使用了 IGBT151、152，因此开关时间t达到0.25 μ m的高速。然而，整流器15是半导体开关即可，并不限于I GBT 151、152，可以使用双极型或晶闸管等。另夕卜，在使用双极型的情况下，开关时间t为2.5μ m，与使用IGBT的情况相比变慢。
[0024]此外，图3所示的电压V的波形即使下降也不会变为O (零)V，这是因为IGBT151、152上产生了稳态损耗P。。因此，当负载所需的功率比已启动的多个整流器所输出的总总额定功率要小(低负载)时，即使是没有对提供负载所需的功率作出贡献的整流器，只要没有停止，IGBT就会产生稳态损耗P。。
[0025]因此，本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统100如后述那样，在负载所需的功率较少(低负载)的情况下，通过使没有对提供负载所需功率作出贡献的整流器停止，来抑制开关损耗P s w以及稳态损耗P。，从而降低功耗。
[0026]回到图1，电解电容器16是用于对经整流器15进行了正转换的直流电进行平滑的平滑电容器。逆变器17是将由电解电容器16进行了平滑的直流电、或从蓄电池5输入的直流电逆转换为交流电的逆转换部。整流器15与逆变器17的区别仅在于是将交流电正转换为直流电还是将直流电逆转换为交流电，因此其电路结构相同。因此，逆变器17的结构也如图2所示，包含:并联连接在电源正侧与负载之间的三个IGBT151、并联连接在电源负侧和负载之间的三个IGBT152、以及分别与IGBT151、152并联连接的F WD 153。
[0027]变压器18对由逆变器17进行了逆转换的交流电的电压进行变压。电容器19是对由变压器18进行了变压的交流电的波形进行整形的滤波器。从不间断电源装置10输出由电容器19对波形进行了整形的交流电。从不间断电源装置10输出的交流电经由输出部6的接触器61而从交流输出部7、8输出。
[0028]输出部6包含接触器61?63。输出部6通过切换接触器61?63来将不间断电源装置10、20、30与交流输出部7、8进行连接，从而将从不间断电源装置10、20、30输出的交流电提供给负载。
[0029]不间断电源装置20包含:接触器23、交流电抗器24、整流器25、电解电容器26、逆变器27、变压器28以及电容器29。不间断电源装置30包含:接触器33、交流电抗器34、整流器35、电解电容器36、逆变器37、变压器38以及电容器39。由于不间断电源装置20、30的结构与不间断电源装置10的结构相同，因此不再重复进行详细的说明。
[0030]控制部3包含:整流器控制部300、整流器运行指令电路301?303、逆变器运行指令电路304?306、以及信号产生电路307?309。另外，控制部3也控制对不间断电源装置10、20、30的电源(与交流输入部I相连的交流电源或蓄电池的直流电源)进行切换的动作。
[0031]整流器控制部300从各个整流器15、25、35接收整流器负载电流的反馈值的输入，并通过对所输入的反馈值进行求和来对为了提供负载所需的功率而由整流器15、25、35输出的总功率进行计算。而且，整流器控制部300将计算出的总功率、与使已启动的整流器15、25、35中的至少一台整流器停止时、剩余的整流器所输出的总总额定功率进行比较，并向各个整流器15、25、35的整流器运行指令电路301?303输出整流器15、25、35的台数选择指令信号。
[0032]信号产生电路307?309从未图示的输入部接受使整流器15、25、35、逆变器17、27、37启动以及停止的指示，并向整流器运行指令电路301?303、逆变器运行指令电路304?306输出指示信号。[0033]整流器运行指令电路301~303基于整流器控制部300所输出的台数选择指令信号以及信号产生电路307~309所输出的指示信号，向各个整流器15、25、35输出指示进行启动以及停止的指令信号。
[0034]逆变器运行指令电路304~306基于信号产生电路307~309所输出的指示信号，向各个逆变器17、27、37输出指示进行启动以及停止的指令信号。
[0035]直流分叉部4包含断路器44~48。断路器44、45、46是将急剧流入到各不间断电源装置10、20、30的大功率切断的开关。断路器47、48是将急剧流入到蓄电池5的大功率切断的开关。另外，不间断电源装置10、20、30包含接触器41、42、43。接触器41、42、43是用于将不间断电源装置10、20、30和蓄电池5进行连接的开关，并且是对由整流器15、25、35进行了转换的直流电和从蓄电池5输入的直流电进行切换的切换部。
[0036]蓄电池5与不间断电源装置10、20、30公共连接。蓄电池5由两个电池51、52构成。另外，蓄电池5并不限于由两个电池51、52构成的情况，可以是由单个电池构成，也可以由三个以上的电池构成。
[0037]接着，对本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统100的动作进行说明。图4是用于说明本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统100的动作的流程图。首先，整流器控制部300启动所有不间断电源装置10、20、30的整流器15、25、35 (步骤S41)。具体而言，整流器控制部300向各个整流器15、25、35的整流器运行指令电路301~303输出对所有整流器15、25、35进行选择的台数选择指令信号，信号产生电路307~309向整流器运行指令电路301~303输出启动整流器15、25、35的指示信号。
[0038]整流器运行指令电路301~303基于整流器控制部300所输出的台数选择指令信号以及信号产生电路307~309所输出的指示信号，向各个整流器15、25、35输出指示进行启动的指令信号。各个整流器15、25、35基于整流器运行指令电路301~303所输出的指令?目号而启动。
[0039]接着，整流器控制部300对为了提供负载所需的功率而由整流器15、25、35输出的总功率、与使已启动的整流器15、25、35中的至少一台整流器停止时剩余的整流器所输出的总总额定功率进行比较，并判断总功率是否小于总总额定功率(步骤S42)。
[0040]在整流器控制部300判断总功率小于总额定功率时(步骤S42:是)，使已启动的整流器15、25、35中的至少一台整流器停止(步骤S43)。例如，在设各个整流器15、25、35所输出的额定功率为IkWh时，若总功率为1.8kWh，则整流器控制部300判断总功率小于使已启动的整流器15、25、35中的一台整流器停止时剩余的整流器所输出的总额定功率(I k Wh X2 台=2 kWh)。
[0041]即，若总功率为1.8kWh，则即使整流器控制部300使一台整流器35停止，总功率也比已启动的整流器15、25所输出的总额定功率(I kWh X2台=2 kWh)要小。因此，整流器控制部300通过向整流器35的整流器运行指令电路303输出“关闭”的台数选择指令信号来使整流器35停止。
[0042]在整流器控制部300判断总功率在总额定功率以上时(步骤S42:否)，为了对总功率的变化进行监视，使处理返回到步骤S42。此外，在整流器控制部300使已启动的整流器15、25、35中的至少一 台整流器停止(步骤S43)后，为了对总功率的变化进行监视，使处理返回到步骤S42。[0043]另外，整流器控制部300可以以一台为单位使整流器15、25、35停止，也可以以两台以上为单位来使其停止。当整流器控制部300以一台为单位使整流器15、25、35停止时，将总功率、与使已启动的整流器15、25、35中的一台整流器停止时剩余的整流器所输出的总额定功率进行比较。另外，当整流器控制部300以两台为单位使整流器15、25、35停止时，将总功率、与使已启动的整流器15、25、35中的两台整流器停止时剩余的整流器所输出的总额定功率进行比较。
[0044]如上所述，根据本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统100，当负载所需的功率比已启动的整流器15、25、35所输出的总额定功率要少(低负载)时，整流器控制部300使整流器15、25、35中、没有对提供负载所需的功率作出贡献的整流器停止，因此，能提高并联连接的多个不间断电源装置10、20、30的使用效率。此外，由于本发明实施方式I所涉及的不间断电源系统100使没有对提供负载所需的功率作出贡献的整流器15、25、35停止，因此，抑制了已停止的逆变器上的开关损耗P s w以及稳态损耗P。，从而能降低功耗。而且，由于本发明的实施方式I所涉及的不间断电源系统100仅使整流器15、25、35停止，因此，与使不间断电源装置10、20、30的所有电路停止的情况相比，能缩短已停止的不间断电源装置10、20、30的启动时间。
[0045]例如，当总功率在所有整流器15、25、35所输出的总额定功率的1/3以上，不足2/3的情况下，整流器控制部300向整流器15、25的整流器运行指令电路301、302输出“打开”的台数选择指令信号，向整流器35的整流器运行指令电路303输出“关闭”的台数选择指令信号，由此来使整流器35停止。此外，当总功率不足所有整流器15、25、35所输出的总额定功率的1/3的情况下，整流器控制部300向整流器15的整流器运行指令电路301输出“打开”的台数选择指令信号，向整流器25、35的整流器运行指令电路302、303输出“关闭”的台数选择指令信号，由此来使整流器25、35停止。
[0046]另外，当负载增加、使得总功率比已启动的整流器15、25、35所输出的总额定功率要大时，整流器控制部300能通过启动已停止的整流器来稳定地向负载供电。
[0047](实施方式2)
本发明的实施方式2所涉及的不间断电源系统与实施方式I所涉及的不间断电源系统100相同，包含:交流输入部1、输入输出切换部2、控制部3、直流分叉部4、蓄电池5、输出部6、交流输出部7、8、以及不间断电源装置10、20、30。因此，本发明实施方式2所涉及的不间断电源系统对与实施方式I所涉及的不间断电源系统100相同的结构要素使用相同的标号，并不再重复进行详细说明。
[0048]接着，对本发明实施方式2所涉及的不间断电源系统的动作进行说明。图5是用于说明本发明实施方式2所涉及的不间断电源系统的动作的流程图。首先，整流器控制部300启动不间断电源装置10、20、30的整流器15、25、35中规定台数的整流器(步骤S51 )。整流器控制部300使启动整流器的规定台数为不间断电源装置所具有的整流器的台数的一半。例如，当不间断电源装置所具有的整流器的台数为四台时，整流器控制部300使启动整流器的规定台数为两台。另外，当不间断电源装置所具有的整流器的台数为奇数时，整流器控制部300以将启动整流器的规定台数向上取整后的台数为规定台数。
[0049]具体而言，整流器控制部300在不间断电源装置10、20、30所具有的整流器15、25、35的台数为三台时，向各个整流器15、25的整流器运行指令电路301、302输出选择整流器15、25这两台的台数选择指令信号，信号产生电路307、308向整流器运行指令电路301、302输出启动整流器15、25的指示信号。
[0050]整流器运行指令电路301、302基于整流器控制部300所输出的台数选择指令信号以及信号产生电路307、308所输出的指示信号，向各个整流器15、25输出指示进行启动的指令信号。各个整流器15、25基于整流器运行指令电路301、302所输出的指令信号而启动。
[0051]接着，整流器控制部300对为了向负载提供所需的功率而由整流器15、25输出的总功率、与已启动的整流器15、25所输出的第一总额定功率进行比较，判断总功率是否在第一总额定功率以上(步骤S52)。
[0052]在整流器控制部300判断总功率在第一总额定功率以上时(步骤S52:是)，使已停止的整流器35启动(步骤S53)。例如，在使各个整流器15、25、35所输出的额定功率为IkWh时，若总功率为2.8kWh，则整流器控制部300判断总功率在已启动的整流器15、25所输出的总额定功率(I kWh X2台=2 kWh)以上。
[0053]整流器控制部300能够通过启动整流器35来使总功率(2.8kffh)小于整流器15、25、35所输出的总额定功率(I kWh X3台=3 k W h )，因而能避免过载运行。整流器控制部300通过向整流器35的整流器运行指令电路303输出“打开”的台数选择指令信号来启动整流器35。
[0054]另外，整流器控制部300在启动已停止的整流器35 (步骤S53)后，为了对总功率的变化进行监视，而使处理返回到步骤S52。
[0055]整流器控制部300在判断总功率小于第一总额定功率时(步骤S52:否)，将总功率、与使已启动的整流器15、25中的至少一台整流器停止时剩余的整流器所输出的第二总额定功率进行比较，判断总功率是否小于第二总额定功率(步骤S54)。
[0056]整流器控制部300在判断总功率小于第二总额定功率时(步骤S54:是)，使已启动的整流器15、25中的至少一台整流器停止(步骤S55)。例如，在设各个整流器15、25、35的额定功率为IkWh时，若总功率为0.8kWh，则整流器控制部300判断总功率小于使已启动的整流器15、25中的至少一台整流器停止时剩余的整流器所输出的总额定功率(I kWh Xl台=I kWh)。
[0057]即，若总功率为0.8kffh,则即使整流器控制部300使一台整流器25停止，总功率也比已启动的整流器15所输出的总额定功率(I kWh父1台=1 kWh)要小。因此，整流器控制部300通过分别向整流器25的整流器运行指令电路302输出“关闭”的台数选择指令信号来使整流器25停止。
[0058]在整流器控制部300判断总功率在第二总额定功率以上时(步骤S54:否)，为了对总功率的变化进行监视，使处理返回到步骤S52。此外，在整流器控制部300使已启动的整流器15、25中的至少一台整流器停止(步骤S55)后，为了对总功率的变化进行监视，使处理返回到步骤S52。
[0059]另外，若如上述那样、已启动的整流器15、25为两台，则整流器控制部300使已启动的整流器15、25中的一台整流器停止，但如果已启动的整流器为三台以上，则使已启动的整流器中的至少一台整流器停止即可。
[0060]如上所述，根据本发明实施方式2所涉及的不间断电源系统，当负载所需的功率比已启动的整流器15、25所输出的总额定功率要少(低负载)时，整流器控制部300使已启动的整流器15、25中的至少一台整流器停止，因此，能提高并联连接的多个不间断电源装置10、20、30的使用效率。此外，在本发明实施方式2所涉及的不间断电源系统中，当负载所需的功率大于已启动的整流器15、25所输出的总额定功率(过载)时，启动已停止的整流器35，因此能避免过载运行，从而能延长不间断电源装置10、20、30、蓄电池5等的寿命。
[0061](实施方式3)
本发明的实施方式3所涉及的不间断电源系统与实施方式I所涉及的不间断电源系统100相同，包含:交流输入部1、输入输出切换部2、控制部3、直流分叉部4、蓄电池5、输出部6、交流输出部7、8、以及不间断电源装置10、20、30。因此，本发明实施方式3所涉及的不间断电源系统对与实施方式I所涉及的不间断电源系统100相同的结构要素使用相同的标号，并不再重复进行详细说明。
[0062]接着，对本发明实施方式3所涉及的不间断电源系统的动作进行说明。图6是用于说明本发明实施方式3所涉及的不间断电源系统的动作的流程图。首先，整流器控制部300启动不间断电源装置10、20、30的整流器15、25、35中的一台整流器(步骤S61)。
[0063]具体而言，整流器控制部300在不间断电源装置10、20、30所具有的整流器15、25、35的台数为三台时，向整流器15的整流器运行指令电路301输出选择整流器15这一台的台数选择指令信号，信号产生电路307向整流器运行指令电路301输出启动整流器15的指不信号。
[0064]整流器运行指令电路301基于整流器控制部300所输出的台数选择指令信号以及信号产生电路307所输出的指示信号，向整流器15输出指示进行启动的指令信号。整流器15基于整流器运行指令电路301所输出的指令信号而启动。
[0065]接着，整流器控制部300对为了向负载提供所需的功率而由整流器15输出的总功率、与已启动的整流器15所输出的第一总额定功率进行比较，判断总功率是否在第一总额定功率以上(步骤S62)。
[0066]在整流器控制部300判断总功率在第一总额定功率以上时(步骤S62:是)，使已停止的整流器25、35中的一台整流器25启动(步骤S63)。例如，在使各个整流器15、25、35所输出的额定功率量为IkWh时，若总功率为1.8kWh，则整流器控制部300判断总功率在已启动的整流器15所输出的总额定功率(I kWh父1台=1 kWh)以上。
[0067]整流器控制部300能够通过启动整流器25来使总功率(1.8kffh)小于整流器15、25所输出的总额定功率(I kWh X2台=2 k W h)，因而能避免过载运行。整流器控制部300通过向整流器25的整流器运行指令电路302输出“打开”的台数选择指令信号来启动整流器25。
[0068]另外，整流器控制部300在启动已停止的整流器25 (步骤S63)后，为了对总功率的变化进行监视，使处理返回到步骤S62。
[0069]整流器控制部300在判断总功率小于第一总额定功率时(步骤S62:否)，将总功率、与使已启动的整流器中的一台整流器停止时剩余的整流器所输出的第二总额定功率进行比较，判断总功率是否小于第二总额定功率(步骤S64)。另外，仅在已启动的整流器为两台以上时执行步骤S64的处理。因此，当已启动的整流器为一台时，跳过步骤S64的处理。下面，以启动了两台整流器15、25的情况为例进行说明。
[0070]整流器控制部300在判断总功率小于第二总额定功率时(步骤S64:是)，使已启动的整流器15、25中的一台停止(步骤S65)。例如，在设各个整流器15、25、35的额定功率为IkWh时，若总功率为0.8kWh，则整流器控制部300判断总功率小于使已启动的整流器15、25中的一台整流器停止时剩余的整流器所输出的总额定功率(I kWh父1台=1 kWh)。[0071 ] 即，若总功率为0.8kffh,则即使整流器控制部300使一台整流器25停止，总功率也比已启动的整流器15所输出的总额定功率(I kWh父1台=1 kWh)要小。因此，整流器控制部300通过分别向整流器25的整流器运行指令电路302输出“关闭”的台数选择指令信号来使整流器25停止。
[0072]在整流器控制部300判断总功率在第二总额定功率以上时(步骤S64:否)，为了对总功率的变化进行监视，使处理返回到步骤S62。此外，在整流器控制部300使已启动的整流器15、25中的一台停止(步骤S64)后，为了对总功率的变化进行监视，使处理返回到步骤S62。
[0073]如上所述，根据本发明实施方式3所涉及的不间断电源系统，当负载所需的功率比已启动的整流器15、25所输出的总额定功率要少(低负载)时，整流器控制部300使已启动的整流器15、25中的一台停止，因此，能提高并联连接的多个不间断电源装置10、20、30的使用效率。此外，在本发明实施方式3所涉及的不间断电源系统中，当负载所需的功率大于已启动的整流器15所输出的总额定功率(过载)时，启动已停止的整流器25、35中的一台，因此能避免过载运行，从而能延长不间断电源装置10、20、30、蓄电池5等的寿命。
[0074]另外，由于本发明实施方式3所涉及的不间断电源系统使整流器逐台启动或停止，因此，不会无用地启动整流器15、25、35 (不间断电源装置10、20、30)，能进一步降低功耗。
[0075]在此公开的实施方式的所有内容应当认为是例示而非用于进行限制。本发明的范围由权利要求的范围来表示，而并非由上述说明来表示，此外，本发明的范围还包括与权利要求的范围等同的意思及范围内的所有变更。
标号说明
[0076]I交流输入部 2切换部
3控制部 4直流分叉部 5蓄电池 6输出部
7、8交流输出部
10、20、30不间断电源装置
11、21、31、44?48、71 断路器
12、18、22、28、32、38、72变压器
13、23、33、41?43、61 ?63、75 接触器
14、24、34交流电抗器
15、25、35整流器
16、26、36电解电容器
17、27、37逆变器19、29、39 电容器
51,52 电池
73、76?79 开关
74晶闸管开关
100不间断电源系统
300整流器控制部
301?303整流器运行指令电路
304?306逆变器运行指令电路
307?309信号产生电路
【权利要求】
1.一种不间断电源系统，其特征在于，包括: 多个不间断电源装置(10、20、30)，该多个不间断电源装置(10、20、30)相对于负载并联连接，并根据电源的状况对向所述负载供电的所述电源进行切换； 控制部(3)，该控制部(3)控制对所述不间断电源装置(10、20、30)的所述电源进行切换的动作；以及 蓄电池(5 )，该蓄电池(5 )公共地与多个所述不间断电源装置(10、20、30 )相连接， 所述不间断电源装置(10、20、30)具有: 正转换部(15、25、35)，该正转换部(15、25、35)将交流电源的交流电正转换为直流电；切换部，该切换部对由所述正转换部(15、25、35)进行了转换的直流电、和从所述蓄电池(5)输入的直流电进行切换；以及 逆转换部(17、27、37)，该逆转换部(17、27、37)将由所述正转换部(15、25、35)进行了正转换的直流电、或从所述蓄电池(5)输入的直流电逆转换为交流电，并向所述负载供电，所述控制部(3)使多个所述正转换部(15、25、35)中、没有对提供所述负载所需的功率作出贡献的所述正转换部(15、25、35)停止。
2.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于， 对于所述控制部(3)， 在启动所有所述正转换 部(15、25、35)后，对为了向所述负载提供所需的功率而由多个所述正转换部(15、25、35)输出的总功率、与使已启动的多个所述正转换部(15、25、35)中的至少一台所述正转换部(15、25、35)停止时剩余的所述正转换部(15、25、35)所输出的总额定功率进行比较， 当所述总功率变为小于所述总额定功率时，使已启动的多个所述正转换部(15、25、35)中的至少一台所述正转换部(15、25、35)停止。
3.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于， 对于所述控制部(3)， 在启动两台以上规定台数的所述正转换部(15、25、35)后，对为了向所述负载提供所需的功率而由多个所述正转换部(15、25、35)输出的总功率、与已启动的多个所述正转换部(15、25、35)所输出的第一总额定功率进行比较， 当所述总功率在所述第一总额定功率以上时，启动已停止的所述正转换部(15、25、35)，直到所述总功率变为小于所述第一总额定功率为止， 当所述总功率小于所述第一总额定功率时，将所述总功率、与使已启动的多个所述正转换部(15、25、35)中的至少一台所述正转换部(15、25、35)停止时剩余的所述正转换部(15、25、35)所输出的第二总额定功率进行比较， 当所述总功率变为小于所述第二总额定功率时，使已启动的多个所述正转换部(15、25,35)中的至少一台所述正转换部(15、25、35)停止。
4.如权利要求3所述的不间断电源系统，其特征在于， 所述控制部(3)使启动所述正转换部(15、25、35)的所述规定台数为多个所述不间断电源装置(10、20、30)所具有的所述正转换部(15、25、35)的台数的一半。
5.如权利要求1所述的不间断电源系统，其特征在于， 对于所述控制部(3)，在启动一台所述正转换部(15、25、35)后，对为了向所述负载提供所需的功率而由多个所述正转换部(15、25、35)输出的总功率、与已启动的多个所述正转换部(15、25、35)所输出的第一总额定功率进行比较， 当所述总功率在所述第一总额定功率以上时，逐台启动已停止的所述正转换部(15、`25、35)，直到所述总功率小于所述第一总额定功率为止， 当所述总功率小于所述第一总额定功率时，将所述总功率、与使已启动的多个所述正转换部(15、25、35)中的一台所述正转换部(15、25、35)停止时剩余的所述正转换部(15、`25.35)所输出的第二总额定功率进行比较， 当所述总功率变为小于所述第二总额定功率时，使已启动的多个所述正转换部(15、`25.35)中的一台所述正转换部`(15、25、35)停止。
【文档编号】H02J1/10GK103608996SQ201180071486
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2011年6月9日 优先权日:2011年6月9日
【发明者】丰田胜 申请人:东芝三菱电机产业系统株式会社