JP2009284762A - Countermeasure device against instantaneous voltage drop/power failure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば商用電源などの交流電源に瞬時電圧低下が発生した時、インバータの直流電源の直流電圧に基づくインバータの交流出力電圧により交流電源の電圧低下分を補償する瞬時電圧低下・停電対策装置に関する。 The present invention, for example, when an instantaneous voltage drop occurs in an AC power supply such as a commercial power supply, the voltage drop of the AC power supply is compensated for by the AC output voltage of the inverter based on the DC voltage of the inverter DC power supply. Relates to the device.
近年、CPUを用いた各種制御装置の普及により、落雷などによる商用電源などの交流電源の瞬時電圧低下による障害が問題となっている。このため、銀行のオンライン、交通管制、コンピュータ制御や産業用製造設備、計測・制御用電源などの重要な負荷設備では、交流電源に発生した瞬時電圧低下を速やかに検出して負荷設備に電源電圧を供給すべく、交流電源の電圧低下分を補償する瞬時電圧低下・停電対策装置が設置されている。 In recent years, with the widespread use of various control devices using CPUs, problems due to instantaneous voltage drop of AC power supplies such as commercial power supplies due to lightning strikes have become a problem. For this reason, in critical load facilities such as bank online, traffic control, computer control, industrial manufacturing equipment, and power supplies for measurement and control, the instantaneous voltage drop generated in the AC power supply is detected quickly, and the power supply voltage is applied to the load equipment. In order to supply power, an instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device that compensates for the voltage drop of the AC power supply is installed.
本出願人は、瞬時電圧低下の発生時に交流電源の電圧低下分を補償する種々の瞬時電圧低下・停電対策装置を先に提案している(例えば、特許文献1〜3参照)。
The present applicant has previously proposed various instantaneous voltage drop / power failure countermeasure devices that compensate for the voltage drop of the AC power supply when an instantaneous voltage drop occurs (see, for example,
これら瞬時電圧低下・停電対策装置は、交流電源と負荷との間に接続されたサイリスタスイッチと、負荷およびサイリスタスイッチに注入トランスを介して接続され、直流電源を有するインバータとを備え、交流電源に瞬時電圧低下が発生した時、サイリスタスイッチを強制消弧させてオフした後、直流電源の直流電圧に基づくインバータの出力電圧でもって交流電源の電圧低下分を補償する。 These instantaneous voltage drop / power failure countermeasure devices include a thyristor switch connected between an AC power supply and a load, and an inverter having a DC power supply connected to the load and the thyristor switch via an injection transformer. When an instantaneous voltage drop occurs, the thyristor switch is forcibly extinguished and turned off, and the voltage drop of the AC power supply is compensated with the output voltage of the inverter based on the DC voltage of the DC power supply.
この種の瞬時電圧低下・停電対策装置では、交流電源において瞬時電圧低下が発生した時、負荷電流の極性判定を行い、サイリスタスイッチを強制消弧してオフするようにしている。ところが、交流電源において瞬時電圧低下が発生した時、負荷電流の極性の誤判定が生じてサイリスタスイッチを強制消弧せず、インバータに過電流が流れることがある。このように負荷電流の極性の誤判定が原因でインバータに過電流が流れると、過電流保護機能が働いてインバータが強制停止され、電圧補償が行えなくなる(特許文献1参照)。 In this type of instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device, when an instantaneous voltage drop occurs in the AC power supply, the polarity of the load current is determined, and the thyristor switch is forcibly extinguished and turned off. However, when an instantaneous voltage drop occurs in the AC power supply, an erroneous determination of the polarity of the load current occurs, and the thyristor switch is not forcibly extinguished, and an overcurrent may flow through the inverter. As described above, when an overcurrent flows through the inverter due to an erroneous determination of the polarity of the load current, the overcurrent protection function is activated, the inverter is forcibly stopped, and voltage compensation cannot be performed (see Patent Document 1).
そこで、特許文献1に開示された瞬時電圧低下対策装置では、交流電源の瞬時電圧低下の発生時、過電流保護機能の誤動作を確実に防止し、サイリスタスイッチを強制消弧してインバータによる電圧補償を確実に行うため、インバータに過電流が流れると、インバータを休止させる休止手段を所定時間動作させ、その休止手段の動作停止後、サイリスタスイッチの強制消弧を実行する。その後もインバータに過電流が流れ続ける場合には、休止手段が再び動作し、サイリスタスイッチの強制消弧を実行する。これが繰り返され、休止手段の動作回数がカウントされ、そのカウント値が所定値に達するまでにインバータの過電流がなくなれば、サイリスタスイッチを強制消弧させることにより、過電流保護機能が誤動作することなく、インバータによる電圧補償が確実に行われる。また、休止手段の動作回数のカウント値が所定値に達すれば、インバータを強制停止し、過電流保護機能を正常に働かせるようにしている。
Therefore, the instantaneous voltage drop countermeasure device disclosed in
また、瞬時電圧低下対策装置では、交流電源において瞬時電圧低下が発生した時、負荷電流の大小などに無関係にサイリスタスイッチの強制消弧パルスのパルス幅で定まる一定期間、インバータが消弧駆動されてサイリスタスイッチにインバータの強制消弧出力電圧が印加され続ける。従って、サイリスタスイッチに流れる電流が小さく短時間の電圧印加でサイリスタスイッチがオフする時には、サイリスタスイッチの消弧後もインバータが消弧駆動され、不要な強制消弧出力の電圧印加が継続されてこの電圧が負荷に供給され、負荷電圧が上昇することになる(特許文献2,3参照)。
Also, in the instantaneous voltage drop countermeasure device, when an instantaneous voltage drop occurs in an AC power supply, the inverter is extinguished for a certain period determined by the pulse width of the forced extinguishing pulse of the thyristor switch regardless of the magnitude of the load current. The forced extinguishing output voltage of the inverter continues to be applied to the thyristor switch. Therefore, when the current flowing through the thyristor switch is small and the thyristor switch is turned off by applying voltage for a short time, the inverter is extinguished even after the thyristor switch is extinguished, and the voltage application of unnecessary forced extinguishing output is continued. The voltage is supplied to the load, and the load voltage increases (see
そこで、特許文献2に開示された瞬時電圧低下対策装置は、交流電源において瞬時電圧低下が発生した時、サイリスタスイッチの強制消弧パルスによるインバータの消弧駆動に基づく強制消弧出力電圧が印加されるサイリスタスイッチの両端電圧を検出し、強制消弧出力電圧に基づく強制消弧によりサイリスタスイッチがオフしてその両端電圧が発生すると、インバータから出力されるパルスが消失する。これにより、サイリスタスイッチが強制消弧されてオフすると同時にインバータの強制消弧出力電圧の印加が停止することから、強制消弧後の不要な強制消弧出力電圧の印加による負荷電圧の上昇を防止している。
Therefore, in the instantaneous voltage drop countermeasure device disclosed in
また、特許文献3に開示された瞬時電圧低下対策装置は、交流電源において瞬時電圧低下が発生した時、サイリスタスイッチに流れる電流を瞬時値として検出し、サイリスタスイッチの強制消弧パルスの出力期間をその電流瞬時値の大きさに適した長さに可変設定する。このように、パルス信号の出力期間をサイリスタスイッチの強制消弧の必要最小限期間とすることから、不要な強制消弧出力電圧の印加による負荷電圧の上昇を防止するようにしている。
The instantaneous voltage drop countermeasure device disclosed in
ところで、特許文献1〜3で開示された従来の瞬時電圧低下対策装置は、前述したように、交流電源と負荷との間に接続されたサイリスタスイッチと、負荷およびサイリスタスイッチに注入トランスを介して接続され、直流電源を有するインバータとを備え、交流電源に瞬時電圧低下が発生した時、インバータの直流電源の直流電圧により生成されたサイリスタスイッチの強制消弧パルスをインバータから注入トランスを介してサイリスタスイッチに付与してそのサイリスタスイッチを強制消弧させてオフした後、直流電源の直流電圧に基づくインバータの出力電圧でもって交流電源の電圧低下分を補償するようにしている。
By the way, as described above, the conventional instantaneous voltage drop countermeasure devices disclosed in
しかしながら、インバータの直流電源の直流電圧は常に一定であるとは限らず、その充電電圧の大小により、サイリスタスイッチの強制消弧パルスの振幅が大きくなったり小さくなったりしてバラツキが生じる。一般的に、この強制消弧パルスの振幅が大きいほど、サイリスタスイッチの強制消弧時間が短くてそのサイリスタスイッチを高速にオフすることができる。従って、前述のように強制消弧パルスの振幅にバラツキがあると、サイリスタスイッチの強制消弧時間にバラツキが発生し、サイリスタスイッチの強制消弧の安定化を図ることが困難となる。 However, the DC voltage of the DC power supply of the inverter is not always constant, and the amplitude of the forced extinction pulse of the thyristor switch increases or decreases depending on the magnitude of the charging voltage, resulting in variations. In general, the larger the amplitude of the forced extinguishing pulse, the shorter the forced extinguishing time of the thyristor switch and the faster the thyristor switch can be turned off. Therefore, if there is a variation in the amplitude of the forced extinction pulse as described above, a variation occurs in the forced extinction time of the thyristor switch, and it becomes difficult to stabilize the forced extinction of the thyristor switch.
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、インバータの直流電源の直流電圧の大小に依存することなく、サイリスタスイッチの強制消弧時間のバラツキを可及的に抑制し得る瞬時電圧低下・停電対策装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to vary the forced extinction time of the thyristor switch without depending on the magnitude of the DC voltage of the DC power supply of the inverter. An object of the present invention is to provide an instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device that can be suppressed as much as possible.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、交流電源と負荷との間に接続されたサイリスタスイッチと、負荷およびサイリスタスイッチに注入トランスを介して接続され、直流電源を有するインバータとを備え、交流電源に瞬時電圧低下が発生した時、強制消弧パルス指令値に基づくインバータ出力電圧でもってサイリスタを強制消弧させる瞬時電圧低下・停電対策装置であって、強制消弧パルス指令値を生成する処理部を備え、その処理部は、強制消弧開始から一定時間経過後、その時点でのサイリスタ電流の極性から強制消弧パルス指令値を再設定するように制御することを特徴とする。 As technical means for achieving the above object, the present invention relates to a thyristor switch connected between an AC power supply and a load, and an inverter having a DC power supply connected to the load and the thyristor switch via an injection transformer. And an instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device that forcibly extinguishes the thyristor with the inverter output voltage based on the forced arc extinction pulse command value when an instantaneous voltage drop occurs in the AC power supply. A processing unit that generates a value, and the processing unit controls to reset the forced extinguishing pulse command value from the polarity of the thyristor current at a certain time after the start of forced extinguishing. And
本発明において、強制消弧パルス指令値を生成する処理部では、強制消弧開始から一定時間経過後、その時点でのサイリスタ電流の極性から強制消弧パルス指令値を再設定するように制御することにより、サイリスタスイッチの強制消弧時間のバラツキを抑制することができ、サイリスタ強制消弧後の負荷電圧の上昇も抑制することができると共に、サイリスタの強制消弧における信頼性を向上させることができる。 In the present invention, the processing unit that generates the forced extinguishing pulse command value performs control so that the forced extinguishing pulse command value is reset from the polarity of the thyristor current at that time after a lapse of a certain time from the start of forced extinguishing. As a result, variation in forced extinguishing time of the thyristor switch can be suppressed, increase in load voltage after forced extinguishing of the thyristor can be suppressed, and reliability in forced extinguishing of the thyristor can be improved. it can.
本発明に係る瞬時電圧低下・停電対策装置は、注入トランスが交流電源に並列接続された並列補償方式、あるいは、注入トランスが交流電源に直列接続された直列補償方式のいずれのタイプにも適用可能である。 The instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device according to the present invention can be applied to either a parallel compensation system in which an injection transformer is connected in parallel to an AC power supply or a series compensation system in which an injection transformer is connected in series to an AC power supply. It is.
本発明の瞬時電圧低下・停電対策装置を構成するインバータは、三相フルブリッジあるいは三つの単相フルブリッジのいずれかで構成することが可能である。三相フルブリッジ構成のインバータは、6個のスイッチング素子で構成され、三つの単相フルブリッジ構成のインバータは、4個のスイッチング素子で構成された単相フルブリッジを三つ組み合わせることから、合計12個のスイッチング素子で構成される。従って、前述の並列補償方式あるいは直列補償方式のいずれのタイプであっても、三相フルブリッジ構成のインバータを使用した場合、単相フルブリッジ構成のインバータを使用するよりも部品点数の削減化が図れる。 The inverter constituting the instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device of the present invention can be constituted by either a three-phase full bridge or three single-phase full bridges. The three-phase full-bridge inverter consists of six switching elements, and the three single-phase full-bridge inverters combine three single-phase full bridges composed of four switching elements. It consists of 12 switching elements. Therefore, regardless of the type of parallel compensation method or series compensation method described above, when using an inverter with a three-phase full-bridge configuration, the number of parts can be reduced compared to using an inverter with a single-phase full-bridge configuration. I can plan.
本発明によれば、強制消弧パルス指令値のパルスパターンを変更することにより、サイリスタスイッチの強制消弧時間のバラツキを抑制することができ、サイリスタスイッチの強制消弧後の負荷電圧の上昇も抑制することができる。その結果、サイリスタスイッチの強制消弧を安定化させて信頼性の向上が図れる。 According to the present invention, variation in the forced extinguishing time of the thyristor switch can be suppressed by changing the pulse pattern of the forced extinguishing pulse command value, and an increase in the load voltage after the forced extinguishing of the thyristor switch is also achieved. Can be suppressed. As a result, the forced extinction of the thyristor switch can be stabilized and the reliability can be improved.
本発明に係る瞬時電圧低下・停電対策装置の実施形態を以下に詳述する。図1および図2は、二つのタイプの瞬時電圧低下・停電対策装置の概略構成を示し、図1は、注入トランスが交流電源に並列接続された並列補償方式の瞬時電圧低下・停電対策装置であり、図2は、注入トランスが交流電源に直列接続された直列補償方式の瞬時電圧低下・停電対策装置である。なお、図1および図2の瞬時電圧低下・停電対策装置において共通する部分については同一参照符号を付す。 An embodiment of the instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device according to the present invention will be described in detail below. 1 and 2 show schematic configurations of two types of instantaneous voltage drop / power failure countermeasure devices. FIG. 1 shows a parallel compensation type instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device in which an injection transformer is connected in parallel to an AC power source. FIG. 2 shows a series compensation type instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device in which an injection transformer is connected in series to an AC power source. In addition, the same referential mark is attached | subjected about the part which is common in the instantaneous voltage drop / blackout countermeasure apparatus of FIG. 1 and FIG.
図1および図2に示す瞬時電圧低下・停電対策装置は、商用電源などの交流電源1と、負荷変圧器2を介して接続された負荷3との間の負荷給電路4に設置される。
The instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device shown in FIGS. 1 and 2 is installed in a load
この瞬時電圧低下・停電対策装置は、交流電源1と負荷3との間に接続され、負荷給電路4に逆並列接続された一対のサイリスタ5a,5bで構成されたサイリスタスイッチ5と、負荷3およびサイリスタスイッチ5に注入トランス6を介して接続され、直流電源7を有するインバータ8と、サイリスタスイッチ5よりも交流電源側に設けられた計器用変圧器9を介して負荷給電路4に接続された基準電圧発生部10および電源異常検出部11と、サイリスタスイッチ5よりも負荷側に設けられた計器用変圧器12を介して負荷給電路4に接続された負荷電圧制御部13と、インバータ8を消弧駆動あるいは補償駆動するゲートパルス発生部14とで主要部が構成されている。
This instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device is connected between an
インバータ8は、6個のスイッチング素子で回路構成された三相フルブリッジ構成、あるいは、4個のスイッチング素子で構成された単相フルブリッジを三つ組み合わせた構成のいずれかであってもよい。なお、単相フルブリッジ構成の場合、合計12個のスイッチング素子で構成されることから、並列補償方式あるいは直列補償方式のいずれのタイプであっても、三相フルブリッジ構成とした方が、単相フルブリッジ構成の場合よりも部品点数の削減化が図れる。直流電源7としては、大容量コンデンサなどが使用される。
The
また、基準電圧発生部10および電源異常検出部11は、交流電源1の瞬時電圧低下の有無を監視するもので、交流電源1の電源電圧に基づいて基準正弦波電圧を基準電圧発生部10で発生させ、交流電源1の電源電圧と基準電圧発生部10からの基準正弦波電圧とを電源異常検出部11で比較する。そして、交流電源1の電源電圧が正常の場合、電源異常検出部11から出力される点弧信号に基づいてサイリスタスイッチ5をオンし、交流電源1の電源電圧をそのサイリスタスイッチ5および負荷変圧器2を介して負荷3に供給する。一方、交流電源1の電源電圧が異常の場合、つまり、交流電源1の瞬時電圧低下が発生した場合、電源異常検出部11から出力される消弧信号に基づいてサイリスタスイッチ5をオフする。
The reference
また、負荷電圧制御部13は、負荷給電路4から計器用変圧器12を介して検出された負荷電圧と、前述の基準電圧発生部10から出力される基準電圧からインバータ8の出力電圧指令値を生成してゲートパルス発生部14に送出する。ゲートパルス発生部14では、負荷電圧制御部13から出力された出力電圧指令値に基づいてゲートパルス信号を生成し、そのゲートパルス信号でインバータ8を駆動する。
Further, the load
この実施形態の瞬時電圧低下・停電対策装置では、前述したサイリスタスイッチ5、インバータ8、基準電圧発生部10、電源異常検出部11、負荷電圧制御部13およびゲートパルス発生部14からなる主要部に加えて、インバータ8の直流側に接続された直流電圧検出部15と、インバータ8の交流側に接続された交流電流検出部16と、サイリスタスイッチ5を強制消弧する強制消弧パルス指令値を生成する処理部17と、その処理部17と負荷電圧制御部13とを切り替える制御切替部18とを具備する。
In the instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device of this embodiment, the main part including the thyristor switch 5, the
この処理部17では、その入力側が直流電圧検出部15および交流電流検出部16に接続され、出力側が制御切替部18の一方の切替端子18aに接続されている。この制御切替部18の他方の切替端子18bには、前述の負荷電圧制御部13の出力が接続されている。
In the
以上の構成からなる瞬時電圧低下・停電対策装置では、交流電源1の電源電圧が正常な時、基準電圧発生部10から出力される基準電圧と電源電圧を電源異常検出部11で比較して電源電圧が正常であることを判定し、その電源異常検出部11から出力される点弧信号に基づいてサイリスタスイッチ5をオンする。このサイリスタスイッチ5のオンにより、交流電源1の電源電圧をそのサイリスタスイッチ5および負荷変圧器2を介して負荷3に供給する。
In the instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device having the above configuration, when the power supply voltage of the
一方、交流電源1において瞬時電圧低下が発生した場合、電源異常検出部11で基準電圧と電源電圧を比較して電源電圧が異常であることを判定し、その電源異常検出部11から出力される消弧信号に基づいてサイリスタスイッチ5をオフする。直流電圧検出部15では、インバータ8の直流電源7の直流電圧を検出し、その直流電源7の直流電圧に基づいて処理部17でサイリスタスイッチ5を強制消弧するための最適な強制消弧パルス指令値を生成する。
On the other hand, when an instantaneous voltage drop occurs in the
この時、制御切替部18は、処理部17が接続された接点18aに切り替えられている。このサイリスタスイッチ5を強制消弧するための最適な強制消弧パルス指令値を制御切替部18を介してゲートパルス発生部14に出力し、そのゲートパルス発生部14からの出力によりインバータ8を消弧駆動する。このインバータ8の消弧駆動によりサイリスタスイッチ5をオフする。
At this time, the
このサイリスタスイッチ5のオフ後、制御切替部18は、負荷電圧制御部13が接続された接点18bに切り替えられる。これにより、負荷電圧制御部13では、負荷電圧と基準電圧からインバータ8の出力電圧指令値を生成してゲートパルス発生部14に出力し、そのゲートパルス発生部14からの出力によりインバータ8を補償駆動する。
After the thyristor switch 5 is turned off, the
前述したサイリスタスイッチ5の強制消弧によるオフ時、処理部17では、直流電圧検出部15から出力される直流電源7の直流電圧値に応じて強制消弧パルス指令値の振幅を可変とし、直流電源7の直流電圧値の大小に拘わらず強制消弧パルス指令値の振幅が等価的に一定となるように制御する。
When the thyristor switch 5 is turned off by forced extinction, the
図3は、前述した制御を実現するための処理部17のブロック構成を示す。また、図4は、この処理部17による制御を説明するためのもので、交流電源1の瞬時電圧低下発生時における各部の動作波形図であり、図中の最上段から順に、交流電源電圧a、負荷電圧b、サイリスタ電流c、負荷電流d、強制消弧パルス指令値eを示す。
FIG. 3 shows a block configuration of the
この処理部17では、指令値設定部21で予め設定された電圧指令値を、直流電圧検出部15から出力される充電電圧値で除算し、その係数KV(=0〜1)を、パルス生成部23で生成された強制消弧パルス指令値に乗算することによりその強制消弧パルス指令値の振幅を可変とする。これにより、直流電源7の直流電圧値の大小に拘わらず強制消弧パルス指令値の振幅が等価的に一定となるようにしている(図4の最下段、強制消弧パルス指令値eを参照)。
In this
このように、処理部17では、強制消弧パルス指令値の振幅を可変とし、直流電源7の直流電圧の大小に拘わらず強制消弧パルス指令値の振幅が等価的に一定となるように制御することにより、サイリスタスイッチ5の強制消弧時間のバラツキを抑制することができ、サイリスタ強制消弧後の負荷電圧の上昇も抑制することができる。
As described above, the
この処理部17にインバータ8の過電流保護機能を付加することも可能である。このインバータ8の過電流保護機能は、サイリスタスイッチ5を強制消弧する間にインバータ8に過電流が流れた場合、その過電流によりインバータ8が停止(トリップ)する不具合を防止するためのものである。このインバータ8の過電流検出は、図1および図2に示す交流電流検出部16で行われ、その交流電流検出部16の出力に基づいて処理部17で強制消弧パルス指令値を制御する。
It is also possible to add an overcurrent protection function of the
図5は、前述した制御を実現するための処理部17のブロック構成を示す。また、図6は、この処理部17による制御を説明するためのもので、交流電源1の瞬時電圧低下発生時における各部の動作波形図であり、図中の最上段から順に、交流電源電圧a、負荷電圧b、サイリスタ電流c、負荷電流d、強制消弧パルス指令値eを示す。
FIG. 5 shows a block configuration of the
この処理部17では、前述の交流電流検出部16で検出されたインバータ出力電流の絶対値を演算部31で算出し、その絶対値と、上限値設定部32で予め設定された電流上限値とを判定部34で比較する。
In this
その判定部34で比較した結果、絶対値が電流上限値よりも小さければ、電流検出値が過電流レベルでないとして、前述した係数KIを1として、パルス生成部33で生成された強制消弧パルス指令値の振幅をそのままゲートパルス発生部14に出力する。一方、絶対値が電流上限値よりも大きくなれば、電流検出値が過電流レベルであるとして、前述の係数KIを0として、強制消弧パルス指令値の振幅を0とすることにより、その強制消弧パルス指令値の絞込み(強制消弧パルス指令値を50%デューティのパルスとする)を行ってゲートパルス発生部14に出力する(図6の最下段、強制消弧パルス指令値eを参照)。これにより、インバータ8を過電流発生に対して保護することができ、インバータ8の過電流耐量の低減化が図れる。
Result of comparison in the
強制消弧パルス指令値を生成する処理部17は、サイリスタ電流を0とする補正量を生成し、その補正量を負荷電圧に加えたインバータ出力電圧を強制消弧パルス指令値とする。
The
図7は、前述した制御を実現するための処理部17のブロック構成を示す。また、図8は、この処理部17による制御を説明するためのもので、交流電源1の瞬時電圧低下発生時における各部の動作波形図であり、図中の最上段から順に、交流電源電圧a、負荷電圧b、サイリスタ電流c、負荷電流d、強制消弧パルス指令値eを示す。
FIG. 7 shows a block configuration of the
この処理部17では、指令値設定部41で予め設定されたサイリスタ電流指令値(=0)と変流器19から出力されるサイリスタ電流検出値との差を演算し、その差に基づいてサイリスタ電流を0とする補正量を補正量生成部42にて生成し、その補正量を負荷電圧に加えた強制消弧パルス指令値をゲートパルス発生部14に出力する(図8の最下段、強制消弧パルス指令値eを参照)。
The
このように、サイリスタ電流を0とする補正量を生成し、その補正量を負荷電圧に加えたインバータ出力電圧を強制消弧パルス指令値とすることにより、サイリスタスイッチ5の強制消弧時間のバラツキを抑制することができ、サイリスタ強制消弧後の負荷電圧の上昇も抑制することができる。 In this way, by generating a correction amount that makes the thyristor current 0, and using the inverter output voltage obtained by adding the correction amount to the load voltage as the forced extinction pulse command value, the variation in the forced extinction time of the thyristor switch 5 is varied. And an increase in load voltage after forced extinction of the thyristor can also be suppressed.
強制消弧パルス指令値を生成する処理部17は、強制消弧開始から一定時間経過後、その時点でのサイリスタ電流の極性から強制消弧パルス指令値を再設定するように制御する。
The
図9は、前述した制御を実現するための処理部17のブロック構成を示す。また、図10は、この処理部17による制御を説明するためのもので、交流電源1の瞬時電圧低下発生時における各部の動作波形図であり、図中の最上段から順に、交流電源電圧a、負荷電圧b、サイリスタ電流c、負荷電流d、強制消弧パルス指令値eを示す。
FIG. 9 shows a block configuration of the
この処理部17では、1回目の強制消弧パルス指令値を設定した後、内部タイマ51により強制消弧開始から一定時間(リトライ時間)が経過すると、サイリスタ電流の極性から強制消弧パルス指令値を変更するか否かを判定部52で判定し、サイリスタ電流の極性が変わっていなければ、強制消弧パルス指令値をそのままゲートパルス発生部14に出力し、サイリスタ電流の極性が変わっていれば、2回目の強制消弧パルス指令値を再設定し、パルス生成部53にて再設定された強制消弧パルス指令値をゲートパルス発生部14に出力する(図10の最下段、強制消弧パルス指令値eを参照)。なお、リトライ時間は、時間設定部54にて予め設定されている。
In this
このように、強制消弧開始から一定時間経過後、その時点でのサイリスタ電流の極性から強制消弧パルス指令値を再設定するように制御することにより、サイリスタスイッチの強制消弧時間のバラツキを抑制することができ、サイリスタ強制消弧後の負荷電圧の上昇も抑制することができると共に、サイリスタの強制消弧における信頼性を向上させることができる。 In this way, after a certain period of time has elapsed since the start of forced extinguishing, control is performed to reset the forced extinguishing pulse command value from the polarity of the thyristor current at that time, thereby reducing the variation in the forced extinguishing time of the thyristor switch. It is possible to suppress the increase in the load voltage after forced extinction of the thyristor and to improve the reliability of the thyristor in forced extinction.
負荷3およびサイリスタスイッチ5とインバータ8との間に介在する注入トランス6(図1および図2参照)がY−ΔまたはΔ−Y結線で構成されている場合、強制消弧パルス指令値を生成する処理部17は、サイリスタ電流の極性が異なる二相の強制消弧パルス指令値を合成して等価的に三相全てのサイリスタを強制消弧させるように制御する。
When the injection transformer 6 (see FIGS. 1 and 2) interposed between the
図11は、前述した制御を実現するための処理部17のブロック構成を示す。また、図12は、この処理部17による制御を説明するためのもので、交流電源1の瞬時電圧低下発生時における各部の動作波形図であり、図中の最上段から順に、交流電源電圧a、負荷電圧b、サイリスタ電流c、負荷電流d、強制消弧パルス指令値eを示す。
FIG. 11 shows a block configuration of the
この処理部17では、サイリスタ電流の極性が異なる二相の強制消弧パルス指令値に対して、振幅がそのままの大きさとし、かつ、パルス発生部61で発生させた矩形波パルス(デューティ比が50%)を、パルス生成部63aにて生成した一方の強制消弧パルス指令値に乗算すると共に、反転部64にて反転させた矩形波パルスを、パルス生成部63bにて生成した他方の強制消弧パルス指令値に乗算する。そして、これら二相の強制消弧パルス指令値を加算することにより等価的に三相全てのサイリスタを強制消弧させる強制消弧パルス指令値をゲートパルス発生部14に出力する(図12の最下段、強制消弧パルス指令値eを参照)。
In the
このように、サイリスタ電流の極性が異なる二相の強制消弧パルス指令値を合成して等価的に三相全てのサイリスタを強制消弧させるように制御することにより、サイリスタスイッチ5の強制消弧時間のバラツキを抑制することができ、サイリスタ強制消弧後の負荷電圧の上昇も抑制することができる。 In this way, by compiling two-phase forced extinguishing pulse command values having different thyristor current polarities and equivalently controlling all the three-phase thyristors to be extinguished, forced extinction of the thyristor switch 5 is performed. Variations in time can be suppressed, and an increase in load voltage after forced extinction of thyristors can also be suppressed.
なお、この処理部17は、サイリスタ電流の極性が異なる二相の強制消弧パルス指令値を合成して等価的に三相全てのサイリスタを強制消弧させるように制御するに際して、いずれか一相のサイリスタ電流が0となった時点で、残り二相の強制消弧パルス指令値を固定するように制御するようにしてもよい。
The
図13は、前述した制御を実現するための処理部17のブロック構成を示す。また、図14は、この処理部17による制御を説明するためのもので、交流電源1の瞬時電圧低下発生時における各部の動作波形図であり、図中の最上段から順に、交流電源電圧a、負荷電圧b、サイリスタ電流c、負荷電流d、強制消弧パルス指令値eを示す。
FIG. 13 shows a block configuration of the
この処理部17では、サイリスタ電流の極性が異なる二相の強制消弧パルス指令値に対して、振幅がそのままの大きさとし、かつ、パルス発生部71で発生させた矩形波パルス(デューティ比が50%)を、パルス生成部73aにて生成した一方の強制消弧パルス指令値に乗算すると共に、反転部74にて反転させた矩形波パルスを、パルス生成部73bにて生成した他方の強制消弧パルス指令値に乗算する。そして、これら二相の強制消弧パルス指令値を加算することにより等価的に三相全てのサイリスタを強制消弧させる強制消弧パルス指令値をゲートパルス発生部14に出力する。但し、いずれか一相のサイリスタ電流が0となった時点で、前述のデューティ比を100%として残り二相の強制消弧パルス指令値を固定する(図14の最下段、強制消弧パルス指令値eを参照)。
In this
このように、サイリスタ電流の極性が異なる二相の強制消弧パルス指令値を合成して等価的に三相全てのサイリスタを強制消弧させるように制御するに際して、いずれか一相のサイリスタ電流が0となった時点で、残り二相の強制消弧パルス指令値を固定するように制御することにより、サイリスタスイッチ5の強制消弧時間のバラツキ抑制、およびサイリスタ強制消弧後の負荷電圧の上昇抑制がより一層確実となる。 In this way, when two-phase forced extinguishing pulse command values having different thyristor current polarities are combined and controlled to forcibly extinguish all three phase thyristors, any one-phase thyristor current is By controlling so that the remaining two-phase forced extinguishing pulse command value is fixed when it becomes 0, the variation in the forced extinguishing time of the thyristor switch 5 is suppressed, and the load voltage after the thyristor forced extinguishing is increased. Suppression is even more certain.
負荷3およびサイリスタスイッチ5とインバータ8との間に介在する注入トランス6(図1および図2参照)がΔ−ΔまたはY−Y結線で構成されている場合、強制消弧パルス指令値を生成する処理部17は、いずれか一相のサイリスタ電流が0となった時点で、その一相の強制消弧パルス指令値を反転させるように制御する。
When the injection transformer 6 (see FIGS. 1 and 2) interposed between the
図15は、前述した制御を実現するための処理部17のブロック構成を示す。また、図16は、この処理部17による制御を説明するためのもので、交流電源1の瞬時電圧低下発生時における各部の動作波形図であり、図中の最上段から順に、交流電源電圧a、負荷電圧b、サイリスタ電流c、負荷電流d、強制消弧パルス指令値eを示す。
FIG. 15 shows a block configuration of the
この処理部17では、1回目の強制消弧パルス指令値をパルス生成部83aにて設定した後、いずれか一相のサイリスタ電流が0となったことを判定部81にて判定し、その時点で、スイッチ82の切り替えにより、その一相の強制消弧パルス指令値を反転させて2回目の強制消弧パルス指令値をパルス生成部83bにて再設定し、その再設定された強制消弧パルス指令値をゲートパルス発生部14に出力する(図16の最下段、強制消弧パルス指令値eを参照)。
In this
このように、いずれか一相のサイリスタ電流が0となった時点で、その一相の強制消弧パルス指令値を反転させるように制御することにより、サイリスタ強制消弧後の負荷電圧の上昇も抑制することができる。 As described above, when one of the thyristor currents of one phase becomes 0, by controlling so that the forced extinguishing pulse command value of the one phase is reversed, the load voltage after the thyristor forced extinguishing is also increased. Can be suppressed.
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is not limited to patents. It includes the equivalent meanings recited in the claims, and the equivalent meanings recited in the claims, and all modifications within the scope.
1 交流電源
3 負荷
5 サイリスタスイッチ
6 注入トランス
7 直流電源
8 インバータ
17 処理部
1
Claims (3)
前記強制消弧パルス指令値を生成する処理部を備え、その処理部は、強制消弧開始から一定時間経過後、その時点でのサイリスタ電流の極性から強制消弧パルス指令値を再設定するように制御することを特徴とする瞬時電圧低下・停電対策装置。 A thyristor switch connected between an AC power supply and a load, and an inverter having a DC power supply connected to the load and the thyristor switch via an injection transformer, when an instantaneous voltage drop occurs in the AC power supply, An instantaneous voltage drop and power failure countermeasure device that forcibly extinguishes a thyristor with an inverter output voltage based on a forced arc extinction pulse command value,
A processing unit that generates the forced extinguishing pulse command value, and the processing unit resets the forced extinguishing pulse command value from the polarity of the thyristor current at a certain time after the start of forced extinguishing. Instantaneous voltage drop / power failure countermeasure device characterized by
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