1996 Fiscal Year Annual Research Report
無停電電源(UPS)の並列運転時の動作特性に関する研究
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07650345
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
西方 正司 東京電機大学, 工学部, 教授 (80092568)
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| Keywords | 無停電電源 / UPS / 並列運転 / コンデンサ入力形整流回路 / ディジタル制御 / オブザ-バ / CVCF |
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| Research Abstract |
無停電電源(UPS)は,一瞬でもその動作を停止してしまうと社会に重大な影響を及ぼす装置の電源として広く用いられている。本研究では,UPSを並列運転した場合の,各UPSの負荷電流の分担およびUPS間に流れる循環電流などを理論的に解明することによりUPSの並列運転時の有効利用を図ることを目的としていた。以下,研究成果の概要を述べる。
先ず,コンピュータなどの直流電源として広く採用されている,コンデンサ入力形整流回路を負荷にもつ,並列運転されるUPSの基本的な動作特性を明らかにするため,電圧の位相や振幅の異なる,2台のUPSが並列接続された場合について,状態変数法を用いたシミュレーションにより横流の定常解析を行い,横流と負荷の有効電力,システム全体の無効電力及び総合力率の関係,ならびに横流に及ぼすUPS内部のフィルタのパラメータ等の影響について検討した。その結果,電源電圧の電圧差及び位相差にほぼ比例して横流が増加し,これが無効電力を増大させるとともにシステム全体の力率を悪化させること,並びに電源の出力フィルタのコンデンサ容量は横流の大きさに影響を与えることなどが判明した。
次いで,並列持続されるUPSを考慮した,オブザ-バを用いたディジタル制御UPSの新しい制御アルゴリズムを考案し,これにより出力電圧の歪みを抑制できることをシミュレーションによる確認した。また,従来の開ループ制御,フィード・フォワード付PID制御,並びに考案した新しい制御法をディジタル制御UPSに適用した場合それぞれについて,システムの諸特性を比較検討し,考案した制御アルゴリズムは,非線形負荷時においても出力電圧歪みの抑制に効果的であること,さらに,本制御法は並列運転制御にも適用可能であることなどを明らかにした。
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