JP2008312332A

JP2008312332A - 無停電電源装置

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Publication number: JP2008312332A
Application number: JP2007156995A
Authority: JP
Inventors: Osamu Mori; 修森; Masaki Yamada; 正樹山田; Akihiko Iwata; 明彦岩田; Yoshihiro Hatakeyama; 善博畠山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2027-06-14
Also published as: JP4759535B2

Abstract

【課題】無停電電源装置において、交流電源に含有される高調波やノイズによる停電誤検出に起因するバッテリの起動回数を抑制し装置の長寿命化をはかる。
【解決手段】交流電源１と負荷２との間に並列接続の第１，第２の単相コンバータ４２，４３を有する第１の電力変換器３１と、この第１の電力変換器３１よりも負荷２側で交流電源１との間に直列接続の第３の単相インバータ４１を有する第２の電力変換器３２を備え、交流電源１が健全時は第１，第２の電力変換器４１，４２が負荷２に電力供給の通常運転モード、異常時に第１〜第３の単相インバータ４１〜４３のコンデンサ４１ａ〜４３ａからの電力供給する第１の運転モードおよびバッテリ１２からコンデンサ４１ａ〜４３ａへ電力供給する第２の運転モードを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、無停電電源装置に関するものであり、特に停電誤検出によるバッテリの劣化を抑制した無停電電源装置に係るものである。

無停電電源装置の一方式である常時商用給電方式は、商用電源が健全なときは、商用電源が負荷に給電され、停電を検知すると無停電電源装置を起動し、バッテリ供電に切り替えることが示されている(例えば、非特許文献１)。

無停電電源装置（ＵＰＳ）導入実践ガイド、電気書院．１９８９年２月２５日

上記非特許文献１に示された技術では、停電を検出した際、負荷システムへの電力供給を途切れさせないためには、停電検知を高速化しているが、電源環境が悪く商用電圧波形がひずんだような場所に装置が設置されると誤検出の恐れがある。誤検出があるとそのたびにバッテリ供給に切り替えられるので、バッテリの寿命に悪影響を与える。誤検出を避けるには停電検知感度を鈍くすればよいが、その分検知が遅くなり負荷システムへ供給する電力が瞬断してしまうという問題点がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、商用電源が健全であるにもかかわらず異常と誤検出した場合、オン、オフに伴うバッテリの劣化を抑制した無停電電源装置を得ることを目的とする。

この発明に係る無停電電源装置は、第１の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第１の単相インバータと、第２の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第２の単相インバータとの交流側を直列に接続して構成される第１の電力変換器を、交流電源と負荷との間に並列に接続して設けるとともに、
第３の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第３の単相インバータの交流側を、前記第１の電力変換器よりも前記負荷側で前記交流電源と前記負荷との間に直列接続して構成される第２の電力変換器と、前記交流電源と前記第２の電力変換器の交流側とに直列接続されて前記交流電源を開閉するスイッチと、前記第１の電力変換器、前記第２の電力変換器および前記スイッチを制御する制御装置とが設けられた無停電電源装置であって、前記制御装置は、前記交流電源が健全状態時には通常運転モードとして、前記スイッチを閉じて、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記交流電源に異常状態を検出した時には第１の運転モードとして、前記スイッチを開いて前記交流電源を切り離すとともに、前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記第１の運転モードに続く第２の運転モードとして、前記第１の単相インバータに接続されたエネルギ蓄積要素から前記第１の直流電源が電力の供給を受けるとともに、前記エネルギ蓄積要素からＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記第２，第３の直流電源が電力の供給を受け、前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行うものである。

この発明に係る無停電電源装置は、第１の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第１の単相インバータと、第２の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第２の単相インバータとの交流側を直列に接続して構成される第１の電力変換器を、交流電源と負荷との間に並列に接続して設けるとともに、
第３の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第３の単相インバータの交流側を、前記第１の電力変換器よりも前記負荷側で前記交流電源と前記負荷との間に直列接続して構成される第２の電力変換器と、前記交流電源と前記第２の電力変換器の交流側とに直列接続されて前記交流電源を開閉するスイッチと、前記第１の電力変換器、前記第２の電力変換器および前記スイッチを制御する制御装置とが設けられた無停電電源装置であって、前記制御装置は、前記交流電源が健全状態時には通常運転モードとして、前記スイッチを閉じて、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記交流電源に異常状態を検出した時には第１の運転モードとして、前記スイッチを開いて前記交流電源を切り離すとともに、前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記第１の運転モードに続く第２の運転モードとして、前記第１の単相インバータに接続されたエネルギ蓄積要素から前記第１の直流電源が電力の供給を受けるとともに、前記エネルギ蓄積要素からＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記第２，第３の直流電源が電力の供給を受け、前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行うものであるので、交流電源が健全状態であるにもかかわらず高調波を多く含むような電源環境の劣悪な状況において、制御装置がノイズ等から電源異常と誤検出したとしても、各単相インバータの直流電源からの電力によって瞬断することなく負荷に電力を供給するので、エネルギ蓄積要素の頻繁な起動を回避してバッテリの劣化を抑制でき、ひいては無停電電源装置の長寿命化を実現することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による無停電電源装置を図について説明する。
図１は、電源と負荷との間に接続されて、電源に異常が発生した場合においても負荷に安定した電力を供給する無停電電源装置３の主回路構成図である。
図１に示すように、単相交流電源１（以下、単に交流電源と称す）と単相負荷２（以下、単に負荷と称す）との間に接続された無停電電源装置３の主回路は、複数（この場合、２個）の単相インバータ４３、４２（第１の単相インバータ４３、第２の単相インバータ４２）の交流側を直列に接続して成る第１の電力変換器３１と、単相インバータ４１（第３の単相インバータ４１）から成る第２の電力変換器３２とを備える。第１の電力変換器３１は、交流側を交流電源１と負荷２との間に連系リアクトル５１を介して並列に接続され、第２の電力変換器３２（単相インバータ４１）は、交流側が交流電源１と負荷２との間に直列接続される。また、第１の電力変換器３１は、第２の電力変換器３２よりも交流電源側に接続され、第２の電力変換器３２の負荷２側に、出力フィルタとなるリアクトル５２およびコンデンサ６を配設する。

さらに、無停電電源装置３は、交流電源１と第２の電力変換器３２の交流側とに直列接続されて交流電源１を開閉するスイッチ９を備える。このスイッチ９は、交流電源１に異常状態が起こった場合にこれをオフすることで交流電源１と負荷２とを切り離すもので、サイリスタ、トライアック、MOSFET、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子から成るスイッチでも良い。

各単相インバータ４１〜４３は、ダイオードを逆並列に接続した複数個のＩＧＢＴ等の自己消弧型半導体スイッチング素子から成る例えばフルブリッジインバータで構成される。自己消弧型半導体スイッチング素子はＩＧＢＴ以外にも、ＧＣＴ、ＧＴＯ、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等でも、また自己消弧機能がないサイリスタ等でも強制転流動作が可能であればよい。
第１、第２の電力変換器３１、３２は、制御装置５０により制御される。第１、第２の電力変換器３１、３２内の各単相インバータ４２、４３、４１は、各スイッチング素子にゲート駆動回路（図示なし）が個別に設けられ、制御装置５０内のインバータ駆動回路（図示なし）からの信号を受けて、スイッチング素子のゲートに電圧を印加するためのパルス電圧を作成する。ゲート駆動回路の構成としては、制御回路とパワー回路の絶縁が必要であるため、パルストランス回路や、フォトカプラを用いた回路が用いられる。

各単相インバータ４１〜４３はそれぞれ独立した直流電源としての第１〜第３の直流コンデンサ４１ａ、４２ａ、４３ａを備え、図示された極性に充電された直流電圧を任意の期間で出力することができる。具体的には、第３の単相インバータ４１の直流電圧をＶ１とすると、スイッチング素子のオンオフの組み合わせによって｛−Ｖ１、０、Ｖ１｝の電圧を第３の単相インバータ４１の出力端子間に印加することができる。また、第２の単相インバータ４２のコンデンサ電圧をＶ２とすると、スイッチング素子のオンオフの組み合わせによって｛−Ｖ２、０、Ｖ２｝の電圧を第２の単相インバータ４２の出力端子間に印加することができる。更に、第１の単相インバータ４３のコンデンサ電圧をＶ３とすると、スイッチング素子のオンオフの組み合わせによって｛−Ｖ３、０、Ｖ３｝の電圧を第１の単相インバータ４３の出力端子間に印加することができる。なお、直流電源として直流コンデンサ以外にも、直流電力を貯蔵できるものを用いることができる。

第１、第２の電力変換器３１、３２を制御する制御装置５０は、交流電源１の電圧を検出器（図示なし）の検出する信号を受信し、該検出電圧が許容される正常時には、スイッチ９を閉じて、第１の電力変換器３１を、負荷２が発生する高調波を相殺する高調波補償電流を出力するように制御する。同時に第２の電力変換器３２を、電源電圧と目標電圧との差電圧、即ち交流電源１の電圧変動を補償する電圧を出力するように制御する。
この場合、第１の電力変換器３１は、第１、第２の直流電源としてのコンデンサ４３ａ、４２ａを入力とする２個の単相インバータ４３、４２の各発生電圧の総和により出力電圧が制御されて、ほぼ正弦波の交流電圧が出力されるとともに、アクティブフィルタとして動作し、負荷電流ｉ_Ｌに含まれる高調波成分電流を打ち消すような高調波補償電流（インバータ電流ｉ_Ｃ）を発生するように制御されることにより、高調波成分を含有した電流が交流電源１側に流出することを抑制し、電源電流ｉｓを高調波成分の無いものとすることができる。また、第２の電力変換器３２は、第３の直流電源としてのコンデンサ４１ａを入力として第３の単相インバータ４１がＰＷＭ制御され、その交流出力電圧はリアクトル５２を介して交流電源１に接続される。そして交流電源電圧と第２の電力変換器３２の交流出力電圧との和が負荷２に供給される。

検出された交流電源１の電圧が所定の電圧範囲を超えて変動する停電などの異常状態時には、スイッチ９を開いて交流電源１を負荷２から切り離すよう制御する。このとき、第１の電力変換器３１内の第１，第２の単相インバータ４２、４３と第２の電力変換器３２内の第３の単相インバータ４１とは交流側が直列に接続され、第１、第２の電力変換器３１、３２を、直列接続された全ての各単相インバータ４１〜４３の各発生電圧の総和によって、負荷２にほぼ正弦波の電圧を出力するように制御する。なお、この場合、第１の電力変換器３１には、高調波補償電流を発生するような電流制御は行わず、負荷２に安定した交流電圧が印加されるように出力電圧を制御する。

各単相インバータ４１〜４３の入力となるコンデンサ４１ａ〜４３ａの内、電圧が最大であるコンデンサ４３ａ（第３の直流電源）は、交流電源１から電力供給され所定の電圧に制御される。無停電電源装置として動作の場合は、第１の単相インバータ４３に設けられたエネルギ蓄積要素としてのバッテリ１２を接続し、昇圧チョッパ１１を介してコンデンサ４３ａに負荷２に応じた電力を供給する。また、エネルギ蓄積要素は、バッテリ１２の他、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池等でもよく、直流電圧が充分に高い場合には、昇圧チョッパ１１を用いなくてもよい。

また、第３の単相インバータ４１および第２の単相インバータ４２の各コンデンサ４１ａ、４２ａへの電力供給については、高周波トランス７１とスイッチング素子８１〜８３から成り双方向の電力授受が可能な絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して、第１の単相インバータ４３のコンデンサ４３ａから必要な電力量のみを供給し、それぞれのコンデンサ電圧を一定とする。コンデンサ４３ａからコンデンサ４２ａへの電力供給は、高周波トランス７１の巻線方向を同じとしたフォワード方式であり、スイッチング素子８２、８３は同じタイミングでオン、オフさせる。またコンデンサ４３ａからコンデンサ４１ａへの電力供給は、高周波トランス７１の巻線を逆方向としたフライバック方式であり、スイッチング素子８１、８３のオン、オフは交互に行う。通常のフォワード方式、フライバック方式のＤＣ／ＤＣコンバータは電力の流れが一方向なので、２次側がダイオードで構成されているが、ここでは、それぞれの巻線にスイッチング素子８１〜８３を採用することで、双方向の電力授受を実現している。

ここで、第１の電力変換器３１内の各単相インバータ４２、４３の直流電圧比は、Ｖ２：Ｖ３＝（０．５〜１）：１の範囲で任意に設定することができる。なお、Ｖ２とＶ３の合計値は交流電源１の電圧波高値より大きくなくてはならない。第２の電力変換器３２の単相インバータ４１の直流電圧Ｖ１は、Ｖ２よりも小さいものとする。

交流電源１に停電が発生した場合には、制御装置５０からの信号により瞬時にスイッチ９を開とし、交流電源１を負荷２から切り離すとともに、各単相インバータ４１，４２，４３を用いて負荷２に電力を供給する。この後交流電源１からの電力供給がなくなるので、バッテリ１２などのエネルギ貯蔵要素からの電力が負荷２に供給されるようスイッチ１０を閉とする。

図２にこの実施の形態１における無停電電源装置３による停電検出シーケンスを示す。上述したように電源電圧の異常状態を検出すると、スイッチ９を開とし、交流電源１を切り離す。この時、同時にスイッチ１０を閉とせず、各単相インバータ４１，４２，４３はその直流部に備えられている第１〜第３の直流電源であるコンデンサ４１ａ、４２ａ、４３ａから電力を供給されて、負荷２に電力を供給する。この期間は、予め設定された所定の期間内であり、各単相インバータ４１〜４３の直流電圧は徐々に低下していく。制御装置５０は第１の単相インバータ４３のコンデンサ４３ａの直流電圧Ｖ３を監視し、所定のレベルＶ３ｄ降下すると、昇圧チョッパ１１を介してバッテリ１２から第１の直流電源（コンデンサ４３ａ）に負荷に応じた電力を供給し、また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して第１の直流電源（コンデンサ４３ａ）から第２，第３の直流電源（コンデンサ４２ａ，４１ａ）へ電力供給し、所定の電圧に制御する。

図３は、交流電源異常時に無停電電源装置３が出力する電圧波形を示したものである。
この実施の形態１では、無停電電源装置３は各単相インバータ４１、４２、４３の組み合わせで電圧を発生させることができるため、直流電圧の大きい各単相インバータ４２、４３はスイッチング回数を少なくすることで、スイッチング損失やノイズの発生を低減できる。また、各単相インバータ４２、４３は、高周波でスイッチングしないため、スイッチング素子８１、８２、８３を駆動するドライバ回路も安価な構成で実現できる。高周波ＰＷＭによる出力電圧波形生成は直流電圧の低い第３の単相インバータ４１で行うことで、フィルタ回路の小型化が実現可能となる。

また、各単相インバータ４１、４２のコンデンサ４１ａ、４２ａの直流電圧Ｖ１、Ｖ２を監視する必要はなく、第１の単相インバータ４３のコンデンサ４３ａの直流電圧Ｖ３のみの監視でバッテリ起動タイミングを決定することができる。
各単相インバータ４１〜４３が分担する電力については第１の単相インバータ４３が扱う電力が、各単相インバータ４１、４２が扱う電力に対して十分大きくなるように、出力電圧の組み合わせを選択することができるので、直流電圧の変化率が大きくなる第１の単相インバータ４３の直流電圧Ｖ３を監視しておくことで、バッテリ１２の充放電回数が減少するので、バッテリの劣化を抑制することができる。

交流電源１の異常状態を検出後にコンデンサ４１ａ、４２ａ、４３ａのエネルギで負荷電力を供給している状態で、前記異常状態の検出が誤検出であったと判定された場合は、後述する図４（ｂ）の第１の運転モードから図４（ａ）の通常運転モードに移行するよう、スイッチ９を再投入することで交流電源１から負荷２への電力供給を開始する。

図４は、この実施の形態１による無停電電源装置３の運転動作モードの概念を表したものである。図４（ａ）〜図４（ｃ）に記載の太線は、負荷２への電力供給ルートを示す。
通常運転モードを図４（ａ）に示す。
この通常運転モードは交流電源１が健全状態における負荷２への電力供給ルートを示す図である。電力は交流電源１から負荷２と直列に接続された第３の単相インバータ４１を介して供給される。ここで出力電圧の安定化を図るため交流電源電圧が許容範囲内で変動した場合は、第３の単相インバータ４１が変動電圧の補正を行う。負荷２と並列に接続された第１の単相インバータ４３、第２の単相インバータ４２は、直列接続の第３の単相インバータ４１への不足電力の供給、バッテリ１２の充電、入力電流の高力率制御を行っている。

図４（ｂ）に示す第１の運転モードは、制御装置５０内に設けられている高速停電検出回路が交流電源１の異常状態である停電を検出した場合の動作モードを示す図であり、スイッチ９を開として交流電源１を切り離し、第１〜第３の単相インバータ４１，４２，４３は第１〜第３の直流電源であるコンデンサ４１ａ、４２ａ、４３ａの直流電力を交流電力に変換して負荷２に供給する。この場合、負荷２への供給電力は第１〜第３の単相インバータ４１，４２，４３が分担して行う。この後停電検出が誤検出であった場合、すなわち、交流電源１の高調波ひずみや、ノイズを原因として停電と誤検出した場合、前記高速停電検出回路が停電を解除することでスイッチ９を閉として、上述した図４（ａ）の通常運転モードに戻る。

図４（ｃ）に示す第２の運転モードは、図４（ｂ）の第１の運転モードへ移行後に交流電源１が健全状態に復電せず異常状態が継続する時、第１の直流電源４３の電圧Ｖ３を監視する制御装置５０は、前記電圧Ｖ３の電圧降下値が所定値Ｖ３ｄ以上に達するとエネルギ貯蔵要素であるバッテリ１２を起動し、このバッテリ１２から第１の単相インバータ４３のコンデンサ４３ａに電力供給を行うとともに、第２，第３の単相インバータ４１，４２のコンデンサ４２ａ，４３ａへの電力供給が前記バッテリ１２からＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して行われることにより、負荷２への分担した電力供給を行うモードを示す。

このようにこの実施の形態１による無停電電源装置３は、前記した通常運転モード、第１，第２の運転モードにより動作するので、交流電源１の電圧が許容範囲内であって健全状態であるにも関わらず、高調波を多く含むような状況においても、停電を誤検出したことによるバッテリ１２の起動を回避した運転継続を行うことが可能であるので、バッテリ１２の劣化抑制、ひいては無停電電源装置３の長寿命化を実現することができる。

この発明は、一般商用電源が何からの原因で停電した場合に、パソコンや病院、銀行等の業務逆行の妨げを未然に防ぐバックアップ電源としての無停電電源装置に利用可能である。

実施の形態１による無停電電源装置の主回路構成を示す図である。実施の形態１による無停電電源装置の停電検出シーケンスを示す図である。実施の形態１による無停電電源装置が交流電源異常時に出力する電圧波形を示す図である。実施の形態１による無停電電源装置の運転動作モードを示す図である。

符号の説明

１交流電源、２負荷、３無停電電源装置、７ＤＣ／ＤＣコンバータ、
９スイッチ、１２バッテリ、３１第１の電力変換器、３２第２の電力変換器、
４１〜４３第１〜第３の単相インバータ、５０制御装置。

Claims

第１の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第１の単相インバータと、第２の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第２の単相インバータとの交流側を直列に接続して構成される第１の電力変換器を、交流電源と負荷との間に並列に接続して設けるとともに、
第３の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第３の単相インバータの交流側を、前記第１の電力変換器よりも前記負荷側で前記交流電源と前記負荷との間に直列接続して構成される第２の電力変換器と、前記交流電源と前記第２の電力変換器の交流側とに直列接続されて前記交流電源を開閉するスイッチと、前記第１の電力変換器、前記第２の電力変換器および前記スイッチを制御する制御装置とが設けられた無停電電源装置であって、前記制御装置は、前記交流電源が健全状態時には通常運転モードとして、前記スイッチを閉じて、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記交流電源に異常状態を検出した時には第１の運転モードとして、前記スイッチを開いて前記交流電源を切り離すとともに、前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行い、
前記第１の運転モードに続く第２の運転モードとして、前記第１の単相インバータに接続されたエネルギ蓄積要素から前記第１の直流電源が電力の供給を受けるとともに、前記エネルギ蓄積要素からＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記第２，第３の直流電源が電力の供給を受け、前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行うことを特徴とする無停電電源装置。
前記第１の運転モード時において、前記負荷への電力供給は前記第２の電力変換器と前記第１の電力変換器とが分担して行うことを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
前記第１の運転モードにおいて、前記第１の直流電源の電圧Ｖ３の電圧降下を監視し、その降下値が所定値以上となったときに、前記第２の運転モードに移行することを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
前記第１の運転モードにおいて、前記交流電源が異常状態から健全状態に復帰したとき、前記スイッチを閉じて前記通常運転モードに戻ることを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
前記第２の直流電源の電圧Ｖ２と、前記第１の直流電源の電圧Ｖ３との比をＶ２：Ｖ３＝（０．５〜１）：１とするとともに前記第３の直流電源の電圧が、前記第２の直流電源の電圧より低い値とすることを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
前記エネルギ蓄積要素と前記第１の単相インバータの前記第１の直流電源間には、昇圧チョッパが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
所定の電圧に制御される第１の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第１の単相インバータと、前記第１の直流電源の電圧より低い所定の電圧に制御される第２の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第２の単相インバータとの交流側を直列に接続して構成される第１の電力変換器を、交流電源と負荷との間に並列に接続して設けるとともに、前記第１，第２の直流電源の電圧より低い所定の電圧に制御される第３の直流電源からの直流電力を交流電力に変換する第３の単相インバータの交流側を、前記第１の電力変換器よりも前記負荷側で前記交流電源と負荷との間に直列接続して構成される第２の電力変換器と、前記交流電源と第２の電力変換器の交流側とに直列接続されて、前記交流電源を開閉するスイッチと、前記第１の電力変換器、前記第２の電力変換器および前記スイッチを制御する制御装置とが設けられた無停電電源装置であって、前記制御装置は、前記第１〜第３の単相インバータの各発生電圧の総和を前記負荷に出力するよう前記第１，第２の電力変換器を制御するとともに、前記交流電源が健全状態時には、通常運転モードとして前記スイッチを閉じて、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給するとともに、前記第１の電力変換器は前記負荷が発生する高調波を相殺する高調波補償電流を出力するように、前記第２の電力変換器は前記交流電源の電圧変動を補償する電圧を出力するよう制御を行い、前記交流電源に異常状態を検出した時には、第１の運転モードとして前記スイッチを開いて前記交流電源を切り離し、前記第１，第２の電力変換器の前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行うとともに、前記交流電源が異常状態から健全状態に復帰した時には、前記スイッチを閉じて前記通常運転モードに戻るよう制御を行い、該第１の運転モードに移行後に、前記交流電源に異常状態が継続する時は、前記第１の直流電源の電圧降下を監視し、その降下値が所定値以上となった時、前記第１の運転モードに続く第２の運転モードとして、前記第１の単相インバータに接続されたエネルギ蓄積要素から前記第１の直流電源が電力の供給を受けるとともに、前記エネルギ蓄積要素からＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記第２，第３の直流電源が電力の供給を受け、前記第１〜第３の単相インバータが前記第１〜第３の直流電源からそれぞれに電力の供給を受け、前記第１，第２の電力変換器が前記負荷に電力を供給する制御を行うことを特徴とする無停電電源装置。
前記第２の直流電源の電圧Ｖ２と、前記第１の直流電源の電圧Ｖ３との比をＶ２：Ｖ３＝（０．５〜１）：１とすることを特徴とする請求項７に記載の無停電電源装置。