JP2011205812A - Fault detection circuit of thyristor series circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fault detection circuit that detects a fault even when a thyristor is short-circuited while holding a certain amount of impedance, in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series.SOLUTION: A gate control device 2 detects a fault of a thyristor in a thyristor series circuit in which thyristors TH1-THN are connected in series. The device includes voltage detectors DV1-DVN for detecting each forward-voltage signal FV1-FVN of the thyristors TH1-THN. Three voltage detectors DV1-DV3 of the voltage detectors DV1-DVN detect reverse-voltage signals RV1-RV3, respectively, and determine a failure of the thyristor from which a forward-voltage signal is detected when the forward-voltage signals FV1-FVN are detected in a period when the reverse-voltage signals RV1-RV3 are detected.

Description

本発明は、複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路の故障を検出する故障検出回路に関する。   The present invention relates to a failure detection circuit that detects a failure in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series.

一般に、多数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路が知られている。サイリスタ直列回路は、例えば直流送電用サイリスタバルブの例がある。サイリスタ直列回路の各サイリスタには、スナバ回路が並列に設けられている。サイリスタは、スナバ回路が設けられることにより、安定して駆動する。   In general, a thyristor series circuit in which a large number of thyristors are connected in series is known. An example of the thyristor series circuit is a thyristor valve for direct current power transmission. Each thyristor of the thyristor series circuit is provided with a snubber circuit in parallel. The thyristor is stably driven by providing a snubber circuit.

また、サイリスタ直列回路の各サイリスタには、サイリスタの順方向(サイリスタに電流が流れる方向)に電圧(以下、「順方向電圧」という。)が印加されていることを検出するための発光ダイオードが設けられることがある。この発光ダイオードは、スナバ回路のインピーダンスにより発生する電圧を利用して発光する。発光ダイオードから発せられた光は、光ファイバケーブルを介して、FV信号(順電圧信号)として、サイリスタ直列回路のゲート制御装置(例えば、パルスジェネレータ)に入力される。   Each thyristor of the thyristor series circuit has a light emitting diode for detecting that a voltage (hereinafter referred to as “forward voltage”) is applied in the forward direction of the thyristor (the direction in which current flows through the thyristor). May be provided. This light emitting diode emits light using a voltage generated by the impedance of the snubber circuit. The light emitted from the light emitting diode is input to the gate control device (for example, pulse generator) of the thyristor series circuit as an FV signal (forward voltage signal) through the optical fiber cable.

また、サイリスタ直列回路の幾つかのサイリスタにはサイリスタの逆方向(順方向の反対の極性)に電圧(以下、「逆方向電圧」という。)が印加されていることを検出するための発光ダイオードが設けられることがある。発光ダイオードから発せられた光は、光ファイバケーブルを介して、RV信号(逆電圧信号)としてサイリスタのゲート制御装置に入力される。ゲート制御装置は、これらのFV信号、RV信号、及び制御盤からの位相制御オンタイミング信号を用いてサイリスタにゲートパルスを与え点弧制御するとともに、FV信号を用いて故障検出(例えば、特許文献1)を実施する。   In addition, a light emitting diode for detecting that a voltage (hereinafter referred to as “reverse voltage”) is applied to some thyristors of the thyristor series circuit in the reverse direction (opposite polarity in the forward direction) of the thyristor. May be provided. The light emitted from the light emitting diode is input to the thyristor gate control device as an RV signal (reverse voltage signal) through the optical fiber cable. The gate control device uses the FV signal, the RV signal, and the phase control on timing signal from the control panel to give a gate pulse to the thyristor, and controls the firing, and also detects a failure using the FV signal (for example, Patent Documents). Perform 1).

また、ゲート制御装置は、ゲートパルス及び位相制御オンタイミング信号を利用して転流失敗を検出し、転流失敗検出信号として制御盤に送出し、制御盤は、この転流失敗検出信号を用いてサイリスタの点弧位相を早める制御(以下、「β進め」という。)を行い転流失敗から回復を図る運転を行うことがある。   The gate control device detects a commutation failure using the gate pulse and the phase control on timing signal, and sends it to the control panel as a commutation failure detection signal. The control panel uses the commutation failure detection signal. In some cases, control is performed to accelerate the ignition phase of the thyristor (hereinafter referred to as “β advance”) to recover from the commutation failure.

特開2006−271084号公報JP 2006-271084 A

しかしながら、先行技術文献に開示されているサイリスタの故障検出装置では、サイリスタが数十Ω以上の抵抗値を持って短絡(不十分短絡)した場合、サイリスタの故障を検出することが困難である。   However, in the thyristor failure detection device disclosed in the prior art document, it is difficult to detect a thyristor failure when the thyristor is short-circuited (insufficiently short-circuited) with a resistance value of several tens of ohms or more.

このため、この検出方法を用いたゲート制御装置では、このような状態で短絡したサイリスタを故障と判断できずに、サイリスタ直列回路の制御を継続することになる。この場合、故障したサイリスタに印加される電圧は、他の正常なサイリスタに印加される電圧よりも位相が進む。これにより、ゲート制御装置は、サイリスタ直列回路全体としては、順電圧が印加される期間でないにも係わらず、故障したサイリスタからは、FV信号を検出する。このようなFV信号により、ゲート制御装置は、転流失敗を発生させるため、制御盤によるベータ進めの頻発等により、サイリスタ直列回路による電力変換動作を安定させることができない場合がある。   For this reason, in the gate control device using this detection method, the thyristor short-circuited in such a state cannot be determined as a failure, and the control of the thyristor series circuit is continued. In this case, the phase of the voltage applied to the failed thyristor is more advanced than the voltage applied to other normal thyristors. As a result, the gate control device detects the FV signal from the failed thyristor even though the thyristor series circuit as a whole is not in the period in which the forward voltage is applied. Since the gate control device generates a commutation failure due to such an FV signal, there is a case where the power conversion operation by the thyristor series circuit cannot be stabilized due to frequent beta advancement by the control panel.

そこで、本発明の目的は、複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路において、サイリスタがある程度のインピーダンスを保持して短絡した場合でも、故障として検出することができるサイリスタ直列回路の故障検出回路を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fault detection circuit for a thyristor series circuit that can detect a fault even when the thyristor is short-circuited while maintaining a certain level of impedance in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series. Is to provide.

本発明の観点に従ったサイリスタ直列回路の故障検出回路は、複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路の前記サイリスタの故障を検出する故障検出回路であって、前記複数のサイリスタのそれぞれの順電圧を検出する複数の順電圧検出手段と、前記サイリスタの逆電圧を検出する逆電圧検出手段と、前記逆電圧検出手段により逆電圧が検出されている期間に、前記逆電圧を検出している前記サイリスタと異なる前記サイリスタで前記順電圧検出手段により順電圧が検出された場合、前記順電圧を検出したサイリスタを故障と判断する故障判断手段とを備えている。   A failure detection circuit for a thyristor series circuit according to an aspect of the present invention is a failure detection circuit for detecting a failure of the thyristor in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series, and each of the plurality of thyristors A plurality of forward voltage detection means for detecting a forward voltage; a reverse voltage detection means for detecting a reverse voltage of the thyristor; and the reverse voltage is detected during a period in which the reverse voltage is detected by the reverse voltage detection means. When a forward voltage is detected by the forward voltage detection means in the thyristor different from the thyristor, the failure determination means determines that the thyristor that has detected the forward voltage is a failure.

本発明によれば、複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路において、サイリスタがある程度のインピーダンスを保持して短絡した場合でも、故障として検出することができる故障検出回路を提供することができる。   According to the present invention, in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series, it is possible to provide a failure detection circuit that can detect a failure even when the thyristor is short-circuited while maintaining a certain level of impedance. .

本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置の電力変換回路のうち1アームの回路を主とした構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure which mainly comprised the circuit of 1 arm among the power converter circuits of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態に係る順電圧及び逆電圧を検出する電圧検出器の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the voltage detector which detects the forward voltage and reverse voltage which concern on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る順電圧を検出する電圧検出器の構成を示す構成図。The lineblock diagram showing the composition of the voltage detector which detects the forward voltage concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係るゲート制御装置の構成を示す構成図。The lineblock diagram showing the composition of the gate control device concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係るサイリスタ素子故障検出回路の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the thyristor element failure detection circuit which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るゲート制御回路の構成を示す構成図。1 is a configuration diagram showing a configuration of a gate control circuit according to a first embodiment. FIG. 第1の実施形態に係る所定条件下でのサイリスタオフ時の抵抗と順電圧信号FVの位相進みの関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between the resistance at the time of thyristor OFF under the predetermined condition which concerns on 1st Embodiment, and the phase advance of the forward voltage signal FV.

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置10の構成を示す構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a power conversion device 10 according to the first embodiment of the present invention.

電力変換装置10は、3相交流電源APから供給される交流電力を直流電力に変換して直流回路DPに供給し、或いは直流回路DPから供給される直流電力を交流電力に変換して3相交流電源APに供給を行う。   The power conversion device 10 converts AC power supplied from the three-phase AC power supply AP into DC power and supplies it to the DC circuit DP, or converts DC power supplied from the DC circuit DP into AC power and converts it into three-phase. Supply to AC power supply AP.

電力変換装置10は、サイリスタバルブ1とゲート制御装置2と制御盤3を備えている。   The power conversion device 10 includes a thyristor valve 1, a gate control device 2, and a control panel 3.

図2は、図1における電力変換装置10の全体の電力変換回路のうち1アームの回路についての構成を示し、他のアームについての構成を省略した図である。なお、図中における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of one arm circuit in the entire power conversion circuit of the power conversion device 10 in FIG. 1 and omitting the configuration of the other arms. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in a figure, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different part is mainly described. In the following embodiments, the same description is omitted.

サイリスタバルブ1は、ゲート制御装置2と光ファイバケーブルなどにより接続されている。   The thyristor valve 1 is connected to the gate control device 2 by an optical fiber cable or the like.

サイリスタバルブ1は、N個のサイリスタTH1,TH2,TH3,…,THNと、N個のスナバ回路SN1,SN2,SN3,…,SNNと、N個の分圧抵抗RP1,RP2,RP3,…,RPNと、N個の電圧検出器DV1,DV2,DV3,…,DVNとを備えている。   The thyristor valve 1 includes N thyristors TH1, TH2, TH3,..., THN, N snubber circuits SN1, SN2, SN3,..., SNN, and N voltage dividing resistors RP1, RP2, RP3,. RPN and N voltage detectors DV1, DV2, DV3,..., DVN are provided.

N個のサイリスタTH1〜THNは、全て直列に接続されている。N個のスナバ回路SN1〜SNNは、N個のサイリスタTH1〜THNとそれぞれ並列に接続されている。N個の分圧抵抗RP1〜RPNは、N個の電圧検出器DV1〜DVNとそれぞれ直列に接続されている。分圧抵抗RP1〜RPNと電圧検出器DV1〜DVNとがそれぞれ直列に接続されたN個の回路は、N個のサイリスタTH1〜THNとそれぞれ並列に接続されている。   The N thyristors TH1 to THN are all connected in series. N snubber circuits SN1 to SNN are connected in parallel with N thyristors TH1 to THN, respectively. The N voltage dividing resistors RP1 to RPN are connected in series with the N voltage detectors DV1 to DVN, respectively. N circuits in which voltage dividing resistors RP1 to RPN and voltage detectors DV1 to DVN are connected in series are connected in parallel to N thyristors TH1 to THN, respectively.

サイリスタTH1〜THNは、電力変換するためのスイッチング素子である。サイリスタTH1〜THNは、ゲート制御装置2から出力されるゲートパルスGPに応じて駆動(点弧)する。サイリスタTH1〜THNが駆動することにより、交流電力と直流電力とが相互に変換される。   Thyristors TH1 to THN are switching elements for power conversion. The thyristors TH1 to THN are driven (ignited) according to the gate pulse GP output from the gate control device 2. When the thyristors TH1 to THN are driven, AC power and DC power are mutually converted.

分圧抵抗RP1〜RPNは、サイリスタバルブの極間に加わる直流電圧成分を均一分圧するとともに電圧検出器DV1〜DVNに流れる電流の抑制の役割も兼ねている。   The voltage dividing resistors RP1 to RPN uniformly divide a DC voltage component applied between the electrodes of the thyristor valve and also serve to suppress the current flowing through the voltage detectors DV1 to DVN.

スナバ回路SN1〜SNNは、サイリスタバルブの極間に加わる交流電圧成分を均一分圧すると共に、それぞれサイリスタTH1〜THNのターンオン及びターンオフ時に加わる過渡的な電圧分担の不均一及び過電圧から保護する。また、スナバ回路SN1〜SNNは、それぞれサイリスタTH1〜THNに対して電力損失を低減し、安定したスイッチングをさせるために設けられている。各スナバ回路SN1〜SNNは、抵抗RSとコンデンサCSとが直列に接続された構成である。   The snubber circuits SN1 to SNN uniformly divide the AC voltage component applied between the thyristor valve poles, and protect against transient voltage nonuniformity and overvoltage applied when the thyristors TH1 to THN are turned on and off, respectively. Further, the snubber circuits SN1 to SNN are provided to reduce power loss and perform stable switching with respect to the thyristors TH1 to THN, respectively. Each of the snubber circuits SN1 to SNN has a configuration in which a resistor RS and a capacitor CS are connected in series.

電圧検出器DV1〜DVNは、それぞれサイリスタTH1〜THNに順電圧(サイリスタTH1〜THNに電流が流れる方向の電圧)が印加されると、ゲート制御装置2にそれぞれ順電圧信号FV1〜FVNを出力する。これにより、電圧検出器DV1〜DVNは、順電圧を検出する。   The voltage detectors DV1 to DVN output forward voltage signals FV1 to FVN to the gate control device 2, respectively, when a forward voltage (voltage in a direction in which current flows through the thyristors TH1 to THN) is applied to the thyristors TH1 to THN, respectively. . Thereby, the voltage detectors DV1 to DVN detect the forward voltage.

N個のうち3個の電圧検出器DV1〜DV3は、それぞれサイリスタTH1〜TH3に逆電圧(順電圧の極性と逆の電圧)が印加されると、ゲート制御装置2に逆電圧信号RV1〜RV3をそれぞれ出力する。これにより、電圧検出器DV1〜DV3は、逆電圧を検出する。即ち、3個の電圧検出器DV1〜DV3は、順電圧及び逆電圧の両方を検出する。   Three of the N voltage detectors DV1 to DV3 receive reverse voltage signals RV1 to RV3 to the gate control device 2 when a reverse voltage (voltage opposite to the polarity of the forward voltage) is applied to the thyristors TH1 to TH3, respectively. Are output respectively. Thereby, the voltage detectors DV1 to DV3 detect the reverse voltage. That is, the three voltage detectors DV1 to DV3 detect both the forward voltage and the reverse voltage.

ゲート制御装置2は、制御盤3から受信する各種信号及びサイリスタバルブ1から受信した順電圧信号FV1〜FVN若しくは逆電圧信号RV1〜RV3に基づいて、ゲートパルスGPを生成する。ゲート制御装置2は、ゲートパルスGPを、光ファイバケーブルを介してサイリスタバルブ1の各サイリスタTH1〜THNに出力して、各サイリスタTH1〜THNを駆動させる。これにより、サイリスタバルブ1は、電力変換動作を行う。ゲート制御装置2は、サイリスタバルブ1から受信した各種信号に基づいて、転流失敗や各サイリスタTH1〜THNの故障を検出する。   The gate control device 2 generates a gate pulse GP based on various signals received from the control panel 3 and forward voltage signals FV1 to FVN or reverse voltage signals RV1 to RV3 received from the thyristor valve 1. The gate control device 2 outputs a gate pulse GP to each thyristor TH1 to THN of the thyristor valve 1 via an optical fiber cable to drive each thyristor TH1 to THN. Thereby, the thyristor valve 1 performs a power conversion operation. Based on various signals received from the thyristor valve 1, the gate control device 2 detects a commutation failure and a failure of each of the thyristors TH1 to THN.

制御盤3は、ゲート制御装置2と各種信号の送受信をして、サイリスタバルブ1による電力変換の制御及び監視をする。   The control panel 3 transmits and receives various signals to and from the gate control device 2 to control and monitor power conversion by the thyristor valve 1.

図3は、本実施形態に係る順電圧及び逆電圧を検出する電圧検出器DV1の構成を示す構成図である。なお、電圧検出器DV2,DV3の構成についても、電圧検出器DV1の構成と同様であるため、説明を省略する。   FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the voltage detector DV1 that detects the forward voltage and the reverse voltage according to the present embodiment. Note that the configurations of the voltage detectors DV2 and DV3 are the same as the configuration of the voltage detector DV1, and thus the description thereof is omitted.

電圧検出器DV1は、ツェナーダイオードDZF,DZRと、発光素子LF,LRと、抵抗RDとを備えている。   The voltage detector DV1 includes Zener diodes DZF and DZR, light emitting elements LF and LR, and a resistor RD.

ツェナーダイオードDZFは、分圧抵抗RP1と直列に接続されている。ツェナーダイオードDZFは、順電圧により流れる電流を阻止する方向に取り付けられている。ツェナーダイオードDZFは、電圧検出器DV1に順電圧が印加されると、発光素子LFを発光させるための電圧を印加する。ツェナーダイオードDZFは、順電圧による電流が過大になると(過電流が流れると)、この電流を流す方向に導通する。これにより、ツェナーダイオードDZFは、発光素子LFを過大な電流から保護する。   The Zener diode DZF is connected in series with the voltage dividing resistor RP1. The Zener diode DZF is attached in a direction that prevents a current flowing due to a forward voltage. The Zener diode DZF applies a voltage for causing the light emitting element LF to emit light when a forward voltage is applied to the voltage detector DV1. The Zener diode DZF conducts in the direction in which this current flows when the current due to the forward voltage becomes excessive (when the overcurrent flows). Thereby, the Zener diode DZF protects the light emitting element LF from an excessive current.

発光素子LFは、電圧検出器DV1に順電圧が印加されると、発光する。発光素子LFは、発光すると、順電圧信号FV1をゲート制御装置2に出力する。発光素子LFは、発光ダイオード(LED, light-emitting diode)である。   The light emitting element LF emits light when a forward voltage is applied to the voltage detector DV1. When the light emitting element LF emits light, the forward voltage signal FV1 is output to the gate control device 2. The light emitting element LF is a light emitting diode (LED).

ツェナーダイオードDZRは、ツェナーダイオードDZFと逆向きに、ツェナーダイオードDZFと直列に接続されている。即ち、ツェナーダイオードDZRは、逆電圧により流れる電流を阻止する方向に取り付けられている。ツェナーダイオードDZRは、電圧検出器DV1に逆電圧が印加されると、発光素子LRを発光させるための電圧を印加する。ツェナーダイオードDZRは、逆電圧による電流が過大になると(過電流が流れると)、この電流を流す方向に導通する。これにより、ツェナーダイオードDZRは、発光素子LRを過電流から保護する。   The Zener diode DZR is connected in series with the Zener diode DZF in the opposite direction to the Zener diode DZF. That is, the Zener diode DZR is attached in a direction that prevents a current flowing due to a reverse voltage. The Zener diode DZR applies a voltage for causing the light emitting element LR to emit light when a reverse voltage is applied to the voltage detector DV1. The Zener diode DZR conducts in the direction in which this current flows when the current due to the reverse voltage becomes excessive (when the overcurrent flows). Thus, the Zener diode DZR protects the light emitting element LR from overcurrent.

発光素子LRは、電圧検出器DV1に逆電圧が印加されると、発光する。発光素子LRは、発光すると、逆電圧信号RV1をゲート制御装置2に出力する。発光素子LRは、発光ダイオードである。   The light emitting element LR emits light when a reverse voltage is applied to the voltage detector DV1. When the light emitting element LR emits light, the light emitting element LR outputs a reverse voltage signal RV1 to the gate control device 2. The light emitting element LR is a light emitting diode.

抵抗RDは、発光素子LF,LRに流れる電流を抑制する。これにより、抵抗RDは、発光素子LF,LRに、発光させるための所定の電流を流す。   The resistor RD suppresses the current flowing through the light emitting elements LF and LR. As a result, the resistor RD causes a predetermined current to flow through the light emitting elements LF and LR.

図4は、本実施形態に係る順電圧を検出する電圧検出器DVNの構成を示す構成図である。図4は、N個のうち3個の電圧検出器DV1〜DV3以外の電流検出器DVNの構成を示している。   FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of the voltage detector DVN that detects the forward voltage according to the present embodiment. FIG. 4 shows the configuration of the current detector DVN other than the three voltage detectors DV1 to DV3 out of N.

電流検出器DVNは、図3に示す電圧検出器DV1において、ツェナーダイオードDZR及び発光素子LRを取り除いた構成である。   The current detector DVN has a configuration in which the Zener diode DZR and the light emitting element LR are removed from the voltage detector DV1 shown in FIG.

ツェナーダイオードDZFは、発光素子LFと逆の極性の電圧が印加されることを防止する。その他の点は、電圧検出器DVNは、図3に示す電圧検出器DV1と同様の構成である。   The Zener diode DZF prevents a voltage having a polarity opposite to that of the light emitting element LF from being applied. In other respects, the voltage detector DVN has the same configuration as the voltage detector DV1 shown in FIG.

図5は、本実施形態に係るゲート制御装置2の構成を示す構成図である。   FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the gate control device 2 according to the present embodiment.

ゲート制御装置2は、多数決回路21と、サイリスタ素子故障検出回路22と、ゲート制御回路23とを備えている。   The gate control device 2 includes a majority circuit 21, a thyristor element failure detection circuit 22, and a gate control circuit 23.

多数決回路21は、3個の電圧検出器DV1〜DV3から出力された逆電圧信号RV1〜RV3を受信する。多数決回路21は、受信した逆電圧信号RV1〜RV3の演算結果を逆電圧信号RVとして、サイリスタ素子故障検出回路22及びゲート制御回路23に出力する。多数決回路21は、2個以上の逆電圧信号RV1〜RV3を受信した場合、逆電圧信号RVを「1」にして出力する。多数決回路21は、1個以下の逆電圧信号RV1〜RV3を受信した場合、逆電圧信号RVを「0」にして出力する。即ち、過半数(2分の1を超える数)の電圧検出器DV1〜DV3から逆電圧信号を受信した場合、多数決回路21は、「1」を示す逆電圧信号RVを出力する。そうでない場合、多数決回路21は、「0」を示す逆電圧信号RVを出力する。   The majority circuit 21 receives the reverse voltage signals RV1 to RV3 output from the three voltage detectors DV1 to DV3. The majority circuit 21 outputs the calculation result of the received reverse voltage signals RV1 to RV3 as the reverse voltage signal RV to the thyristor element failure detection circuit 22 and the gate control circuit 23. When the majority circuit 21 receives two or more reverse voltage signals RV1 to RV3, it sets the reverse voltage signal RV to “1” and outputs it. When the majority circuit 21 receives one or less reverse voltage signals RV1 to RV3, it sets the reverse voltage signal RV to “0” and outputs it. That is, when the reverse voltage signal is received from the majority (more than half) of the voltage detectors DV1 to DV3, the majority circuit 21 outputs the reverse voltage signal RV indicating “1”. Otherwise, the majority circuit 21 outputs a reverse voltage signal RV indicating “0”.

サイリスタ素子故障検出回路22は、電圧検出器DV1〜DVNからそれぞれ出力された順電圧信号FV1〜FVN及び多数決回路21から出力された逆電圧信号RVを受信する。サイリスタ素子故障検出回路22は、順電圧信号FV1〜FVN及び逆電圧信号RVに基づいて、サイリスタバルブ1のサイリスタTH1〜THNのそれぞれの故障NG1〜NGNを検出する。サイリスタ素子故障検出回路22は、順電圧信号FV1〜FVN及び逆電圧信号RVに基づいて、サイリスタバルブ1のサイリスタTH1〜THNを駆動するために用いる順電圧集約信号FVをゲート制御回路23に出力する。   The thyristor element failure detection circuit 22 receives the forward voltage signals FV1 to FVN output from the voltage detectors DV1 to DVN and the reverse voltage signal RV output from the majority circuit 21, respectively. The thyristor element failure detection circuit 22 detects the failures NG1 to NGN of the thyristors TH1 to THN of the thyristor valve 1 based on the forward voltage signals FV1 to FVN and the reverse voltage signal RV. The thyristor element failure detection circuit 22 outputs a forward voltage aggregate signal FV used to drive the thyristors TH1 to THN of the thyristor valve 1 to the gate control circuit 23 based on the forward voltage signals FV1 to FVN and the reverse voltage signal RV. .

ゲート制御回路23には、サイリスタTH1〜THNを導通させる信号である位相制御オンタイミング信号ON、ゲートパルスGPの出力を抑止するゲートブロックGB、転流する他相の位相制御オンタイミング信号TON、サイリスタ素子故障検出回路22から出力された順電圧集約信号FV、及び多数決回路21から出力された逆電圧信号RVが入力される。   The gate control circuit 23 includes a phase control ON timing signal ON which is a signal for conducting the thyristors TH1 to THN, a gate block GB which suppresses the output of the gate pulse GP, a phase control ON timing signal TON for the other phase to be commutated, and a thyristor. The forward voltage aggregate signal FV output from the element failure detection circuit 22 and the reverse voltage signal RV output from the majority circuit 21 are input.

ゲート制御回路23は、位相制御オンタイミング信号ON及び順電圧集約信号FVに基づいて、ゲートパルスGPを生成する。ゲート制御回路23は、生成したゲートパルスGPをサイリスタバルブ1の各サイリスタTH1〜THNに出力する。これにより、ゲート制御回路23は、各サイリスタTH1〜THNを点弧させる。ゲート制御回路23は、ゲートパルスGPを出力後、サイリスタバルブ1の転流失敗を検出すると、転流失敗信号CFDを出力する。ゲート制御回路23は、ゲートブロックGB、転流する他相の位相制御オンタイミング信号TON、及び逆電圧信号RVに基づいて、ゲートパルスGPの出力を停止する。   The gate control circuit 23 generates a gate pulse GP based on the phase control on timing signal ON and the forward voltage aggregate signal FV. The gate control circuit 23 outputs the generated gate pulse GP to each thyristor TH1 to THN of the thyristor valve 1. As a result, the gate control circuit 23 fires the thyristors TH1 to THN. When the gate control circuit 23 detects a commutation failure of the thyristor valve 1 after outputting the gate pulse GP, it outputs a commutation failure signal CFD. The gate control circuit 23 stops the output of the gate pulse GP based on the gate block GB, the phase control on timing signal TON of the other phase to be commutated, and the reverse voltage signal RV.

図6は、本実施形態に係るサイリスタ素子故障検出回路22の構成を示す構成図である。   FIG. 6 is a configuration diagram showing the configuration of the thyristor element failure detection circuit 22 according to the present embodiment.

サイリスタ素子故障検出回路22は、N個のサイリスタTH1〜THNに対応したN個の回路CR1,CR2,…,CRNと、論理和回路ORTとを備えている。   The thyristor element failure detection circuit 22 includes N circuits CR1, CR2,..., CRN corresponding to the N thyristors TH1 to THN, and an OR circuit ORT.

ここで、サイリスタ素子故障検出回路22を構成する各論理回路において、各種信号は、受信している場合を「1」、受信していない場合を「0」と判断するものとする。例えば、順電圧信号FV1は、受信している場合を「1」、受信していない場合を「0」と判断する。同様に、逆電圧信号RVは、受信している場合を「1」、受信していない場合を「0」と判断する。   Here, in each logic circuit constituting the thyristor element failure detection circuit 22, it is determined that various signals are “1” when received and “0” when not received. For example, the forward voltage signal FV1 is determined to be “1” when received and “0” when not received. Similarly, the reverse voltage signal RV is determined to be “1” when received and “0” when not received.

回路CR1は、論理積回路AN11,AN12と、論理否定回路NT11と、オンディレイ回路TM11,TM12と、フリップフロップFF11,FF12と、論理和回路OR11とを備えている。なお、回路CR2〜CRNは、回路CR1と同様に構成されているため、説明を省略する。   The circuit CR1 includes AND circuits AN11 and AN12, a logic NOT circuit NT11, on-delay circuits TM11 and TM12, flip-flops FF11 and FF12, and an OR circuit OR11. Note that the circuits CR2 to CRN are configured in the same manner as the circuit CR1, and thus the description thereof is omitted.

論理積回路AN11には、サイリスタTH1に対応する順電圧信号FV1、及び逆電圧信号RVが入力される。論理積回路AN11は、順電圧信号FV1と逆電圧信号RVとの論理積がされた演算結果をオンディレイ回路TM11に出力する。従って、論理積回路AN11は、順電圧信号FV1及び逆電圧信号RVを共に受信している間、オンディレイ回路TM11に信号を出力する。   A forward voltage signal FV1 and a reverse voltage signal RV corresponding to the thyristor TH1 are input to the AND circuit AN11. The AND circuit AN11 outputs an operation result obtained by performing a logical product of the forward voltage signal FV1 and the reverse voltage signal RV to the on-delay circuit TM11. Therefore, the AND circuit AN11 outputs a signal to the on-delay circuit TM11 while receiving both the forward voltage signal FV1 and the reverse voltage signal RV.

オンディレイ回路TM11は、論理積回路AN11からの信号が所定時間継続すると、フリップフロップFF11のセットに信号を出力する。サイリスタTH1〜THNが正常であっても、サイリスタの電圧分担アンバランスにより順電圧信号FV1〜FVNと逆電圧信号RVは、同時に検出されることがある。そこで、オンディレイTM11〜TMN1の時限は、交流電圧の周波数が50Hzないし60Hzの場合は、概略100μ秒から2m秒程度に設定する。   The on-delay circuit TM11 outputs a signal to the set of flip-flops FF11 when the signal from the AND circuit AN11 continues for a predetermined time. Even if the thyristors TH1 to THN are normal, the forward voltage signals FV1 to FVN and the reverse voltage signal RV may be detected simultaneously due to the voltage sharing imbalance of the thyristors. Therefore, the time period of the on delays TM11 to TMN1 is set to about 100 μs to about 2 milliseconds when the frequency of the AC voltage is 50 Hz to 60 Hz.

フリップフロップFF11は、オンディレイ回路TM11からの信号によりセットされると、論理和回路OR11及び論理積回路AN12に信号を出力する。フリップフロップFF11は、リセット信号が入力されることによりリセットされる。   When the flip-flop FF11 is set by a signal from the on-delay circuit TM11, it outputs a signal to the OR circuit OR11 and the AND circuit AN12. The flip-flop FF11 is reset when a reset signal is input.

論理否定回路NT11には、順電圧信号FV1が入力される。論理否定回路NT11は、順電圧信号FV1が入力されていない場合、オンディレイ回路TM12に信号を出力する。   A forward voltage signal FV1 is input to the logic negation circuit NT11. The logic negation circuit NT11 outputs a signal to the on-delay circuit TM12 when the forward voltage signal FV1 is not input.

オンディレイ回路TM12は、論理否定回路NT11からの信号が所定時間継続すると、フリップフロップFF12のセットに信号を出力する。   The on-delay circuit TM12 outputs a signal to the set of flip-flops FF12 when the signal from the logic negation circuit NT11 continues for a predetermined time.

フリップフロップFF12は、オンディレイ回路TM12からの信号によりセットされると、論理和回路OR11に信号を出力する。フリップフロップFF12は、リセット信号が入力されることによりリセットされる。   When the flip-flop FF12 is set by the signal from the on-delay circuit TM12, it outputs a signal to the OR circuit OR11. The flip-flop FF12 is reset when a reset signal is input.

論理和回路OR11は、フリップフロップFF11又はフリップフロップFF12のうち少なくともいずれか一方から信号を受信すると、サイリスタTH1の故障NG1を検出する。従って、論理和回路OR11は、順電圧信号FV1と逆電圧信号RVとを同時に所定時間継続して受信した場合、又は順電圧信号FV1を所定時間継続して受信しなかった場合に、サイリスタTH1を故障と判断する。正常時でも、順電圧信号FV1〜FVNは、サイリスタのターンオン中は受信できなくなるため、オンディレイTM12〜TMN2の設定値は交流電源の周期よりも十分長く設定する。   When the OR circuit OR11 receives a signal from at least one of the flip-flop FF11 and the flip-flop FF12, the OR circuit OR11 detects the failure NG1 of the thyristor TH1. Therefore, the OR circuit OR11 receives the thyristor TH1 when the forward voltage signal FV1 and the reverse voltage signal RV are simultaneously received continuously for a predetermined time or when the forward voltage signal FV1 is not continuously received for a predetermined time. Judge as a failure. Even during normal operation, the forward voltage signals FV1 to FVN cannot be received while the thyristor is turned on. Therefore, the set values of the on delays TM12 to TMN2 are set sufficiently longer than the cycle of the AC power supply.

論理積回路AN12は、フリップフロップFF11からの信号及び順電圧信号FV1が入力される。フリップフロップFF11からの信号は、反転(論理否定)して入力される。論理積回路AN12は、フリップフロップFF11から信号を受信しておらず、順電圧信号FV1を受信した場合、信号を論理和回路ORTに出力する。即ち、論理積回路AN12は、順電圧信号FV1と逆電圧信号RVとを同時に所定時間継続して受信した場合によるサイリスタTH1の故障と判断されていない間に、順電圧信号FV1を受信した場合、信号を出力する。   The AND circuit AN12 receives the signal from the flip-flop FF11 and the forward voltage signal FV1. The signal from the flip-flop FF11 is input after being inverted (logical negation). When the logical product circuit AN12 has not received the signal from the flip-flop FF11 and receives the forward voltage signal FV1, the logical product circuit AN12 outputs the signal to the logical sum circuit ORT. That is, when the AND circuit AN12 receives the forward voltage signal FV1 while it is not determined that the thyristor TH1 has failed due to the simultaneous reception of the forward voltage signal FV1 and the reverse voltage signal RV for a predetermined time, Output a signal.

論理和回路ORTは、N個のサイリスタTH1〜THNに対応するN個の回路CR1〜CRNからそれぞれ信号を受信する。論理和回路ORTは、N個の回路CR1〜CRNから少なくとも1つの信号を受信した場合、N個のサイリスタTH1〜THNに対する共通の順電圧集約信号FVを出力する。   The OR circuit ORT receives signals from the N circuits CR1 to CRN corresponding to the N thyristors TH1 to THN, respectively. When the OR circuit ORT receives at least one signal from the N circuits CR1 to CRN, it outputs a common forward voltage aggregate signal FV for the N thyristors TH1 to THN.

図7は、本実施形態に係るゲート制御回路23の構成を示す構成図である。   FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the gate control circuit 23 according to the present embodiment.

ゲート制御回路23は、論理和回路OR61と、フリップフロップFF61,FF62と、オンディレイ回路TM61と、論理積回路AN61,AN62と、論理否定回路NT61と、ワンショット回路OS61とを備えている。   The gate control circuit 23 includes an OR circuit OR61, flip-flops FF61 and FF62, an on-delay circuit TM61, AND circuits AN61 and AN62, a logic NOT circuit NT61, and a one-shot circuit OS61.

フリップフロップFF61のセットには、位相制御オンタイミング信号ONが入力される。フリップフロップFF61は、位相制御オンタイミング信号ONを受信すると、フリップフロップFF62及び論理否定回路NT61に信号を出力する。フリップフロップFF61は、リセット優先である。従って、フリップフロップFF61は、リセットに信号を受信している間、信号を出力しない。   A phase control ON timing signal ON is input to the set of flip-flops FF61. When receiving the phase control on timing signal ON, the flip-flop FF61 outputs a signal to the flip-flop FF62 and the logic negation circuit NT61. The flip-flop FF61 has reset priority. Therefore, the flip-flop FF61 does not output a signal while receiving a signal for reset.

論理和回路OR61には、ゲートブロックGB及び転流する他相の位相制御オンタイミング信号TONが入力される。論理和回路OR61は、ゲートブロックGB又は転流する他相の位相制御オンタイミング信号TONのうち少なくとも1つの信号を受信すると、フリップフロップFF61のリセットに信号を出力する。これにより、フリップフロップFF61は、リセットされる。   To the OR circuit OR61, the gate block GB and the phase control ON timing signal TON of the other phase to be commutated are input. The OR circuit OR61 outputs a signal to reset the flip-flop FF61 when receiving at least one signal from the phase control ON timing signal TON of the other phase to be commutated in the gate block GB. Thereby, the flip-flop FF61 is reset.

フリップフロップFF62は、フリップフロップFF61から出力された信号を受信すると、論理積回路AN61に信号を出力する。フリップフロップFF62のリセットには、逆電圧信号RVがオンディレイTM61を介して、入力される。従って、フリップフロップFF62は、逆電圧信号RVが所定時間継続して出力されると、リセットされる。フリップフロップFF62は、セット優先である。従って、フリップフロップFF62は、リセットに信号を受信している間も、信号を出力する。   When the flip-flop FF62 receives the signal output from the flip-flop FF61, the flip-flop FF62 outputs a signal to the AND circuit AN61. The reverse voltage signal RV is input to the flip-flop FF62 through the on-delay TM61. Accordingly, the flip-flop FF62 is reset when the reverse voltage signal RV is continuously output for a predetermined time. The flip-flop FF62 has set priority. Therefore, the flip-flop FF62 outputs a signal even while receiving a signal for reset.

論理積回路AN61には、フリップフロップFF62から出力された信号及びサイリスタ素子故障検出回路22から出力された順電圧集約信号FVが入力される。論理積回路AN61は、フリップフロップFF62から出力された信号及び順電圧集約信号FVを共に受信すると、ワンショット回路OS61に信号を出力する。   The AND circuit AN61 receives the signal output from the flip-flop FF62 and the forward voltage aggregate signal FV output from the thyristor element failure detection circuit 22. When the AND circuit AN61 receives both the signal output from the flip-flop FF62 and the forward voltage aggregate signal FV, the AND circuit AN61 outputs a signal to the one-shot circuit OS61.

ワンショット回路OS61は、論理積回路AN61から信号を受信すると、1パルスの波形信号をゲートパルスGPとして、サイリスタバルブ1及び論理積回路AN62に出力する。   When the one-shot circuit OS61 receives a signal from the AND circuit AN61, it outputs a one-pulse waveform signal to the thyristor valve 1 and the AND circuit AN62 as a gate pulse GP.

論理積回路AN62には、ゲートパルスGP及びフリップフロップFF61から論理否定回路NT61を介した信号が入力される。フリップフロップFF61から出力された信号は、反転(論理否定)して、論理積回路AN62に入力される。論理積回路AN62は、フリップフロップFF61から信号が出力されていない間に、ゲートパルスGPを受信すると、転流失敗信号CFDを出力する。即ち、論理積回路AN62は、フリップフロップFF61から信号が出力されていない期間に、ゲートパルスGPが出力されると、強点パルスと見なして、転流失敗信号CFDを出力する。転流失敗信号CFDが制御盤3に出力されると、ベータ進め等が行われる。   The AND circuit AN62 receives a signal from the gate pulse GP and the flip-flop FF61 via the logic negation circuit NT61. The signal output from the flip-flop FF61 is inverted (logical negation) and input to the AND circuit AN62. When the AND circuit AN62 receives the gate pulse GP while the signal is not output from the flip-flop FF61, the AND circuit AN62 outputs the commutation failure signal CFD. That is, when the gate pulse GP is output during a period when no signal is output from the flip-flop FF61, the AND circuit AN62 regards it as a strong point pulse and outputs the commutation failure signal CFD. When the commutation failure signal CFD is output to the control panel 3, beta advance or the like is performed.

本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。   According to this embodiment, the following effects can be obtained.

まず、サイリスタバルブ1のサイリスタの不十分短絡により生じる現象について説明する。   First, a phenomenon caused by an insufficient short circuit of the thyristor of the thyristor valve 1 will be described.

通常、スナバ回路SN1〜SNNを構成するコンデンサCSは数μFであり、抵抗RSは数十Ωである。また、抵抗RP1〜RPNは数十kΩであり、電圧検出器DV1〜DVNのインピーダンスは1〜数KΩである。よって、正常なサイリスタTH1〜THNがオフ状態であれば、スナバ回路SN1〜SNNより十分にインピーダンスが大きい。したがって、1つのサイリスタとスナバ回路の合成インピーダンスは数百〜数千Ωの容量性インピーダンスとなるので、サイリスタバルブ1全体としても容量性インピーダンスになる。サイリスタバルブ1全体としては容量性であるのでサイリスタバルブがオフ状態の時にはサイリスタバルブ1に流れる電流位相はサイリスタバルブ1の電圧位相に比較し約90°el進んだ位相になっている。   Usually, the capacitor CS constituting the snubber circuits SN1 to SNN is several μF, and the resistor RS is several tens of Ω. Further, the resistors RP1 to RPN are several tens of kΩ, and the impedances of the voltage detectors DV1 to DVN are 1 to several KΩ. Therefore, if the normal thyristors TH1 to THN are in the off state, the impedance is sufficiently larger than that of the snubber circuits SN1 to SNN. Therefore, the combined impedance of one thyristor and snubber circuit is a capacitive impedance of several hundred to several thousand Ω, so that the thyristor valve 1 as a whole also has a capacitive impedance. Since the thyristor valve 1 as a whole is capacitive, when the thyristor valve is off, the phase of the current flowing through the thyristor valve 1 is advanced by about 90 ° el with respect to the voltage phase of the thyristor valve 1.

例えばサイリスタTHNが数十Ω〜数十kΩの抵抗値を保持した状態で不十分短絡した状態で説明する。サイリスタTH1が不十分短絡してもサイリスタバルブ1全体としては容量性であるので、サイリスタバルブ1がオフ状態の時にはサイリスタバルブ1に流れる電流はサイリスタバルブ1の電圧位相に比較し約90°el進んだ位相になっている。   For example, a description will be given in a state where the thyristor THN is short-circuited insufficiently while maintaining a resistance value of several tens of Ω to several tens of kΩ. Even if the thyristor TH1 is short-circuited insufficiently, the thyristor valve 1 as a whole is capacitive. Therefore, when the thyristor valve 1 is in the OFF state, the current flowing through the thyristor valve 1 is advanced by about 90 ° el compared to the voltage phase of the thyristor valve 1. It is a phase.

この故障したサイリスタTHNが数十Ω〜数十kΩの抵抗値を保持した状態で不十分短絡すると、そのインピーダンスは抵抗性であり、スナバ回路SNNのインピーダンスに比較し無視できなくなる。   If this faulty thyristor THN is short-circuited insufficiently with a resistance value of several tens of Ω to several tens of kΩ, its impedance is resistive and cannot be ignored compared to the impedance of the snubber circuit SNN.

故障したサイリスタTHNのインピーダンスが低くなるにつれ、サイリスタTHYNとスナバ回路SNNと抵抗RPNと電圧検出器DVNの合成インピーダンスは、容量性から抵抗性に移行していくことになる。   As the impedance of the failed thyristor THN becomes lower, the combined impedance of the thyristor THYN, the snubber circuit SNN, the resistor RPN, and the voltage detector DVN shifts from capacitive to resistive.

インピーダンスが容量性であると電流位相が転流位相に先行しているが、抵抗性では電流位相と電圧位相は同位相である。   When the impedance is capacitive, the current phase precedes the commutation phase, but with resistance, the current phase and the voltage phase are the same phase.

したがって、故障したサイリスタTHYNの抵抗値が低下するに従い、サイリスタTHYNに加わる電圧位相は、電流位相に接近していくことになる。すなわち、サイリスタTHYNの電圧位相がサイリスタバルブ1の電圧位相と比較して進んでいくことになる。したがって、サイリスタTHYNから検出される順電圧信号FVNもサイリスタバルブ全体の位相より進んでしまうことになる。   Therefore, as the resistance value of the failed thyristor THYN decreases, the voltage phase applied to the thyristor THYN approaches the current phase. That is, the voltage phase of the thyristor THYN advances in comparison with the voltage phase of the thyristor valve 1. Therefore, the forward voltage signal FVN detected from the thyristor THYN also advances from the phase of the entire thyristor valve.

図8にある条件下でサイリスタオフ時の抵抗と順電圧信号FVの位相進みの関係を計算した例を示す。図8において、サイリスタオフ時の抵抗値が100Ω以下の領域に於いて抵抗値が減少するにつれ、FV信号の進み位相量が減少している。これは、実際のサイリスタの電圧位相は進むが、サイリスタオフ時の抵抗値が減少するにつれサイリスタに加わる分担電圧が低くなるので、電圧検出器の検出感度の関係で分担電圧のピーク値近傍のみしか電圧を検出できなくなるためである。またサイリスタオフ時の抵抗値が100kΩ以上の領域で位相の進み量が負の値を示すことも同様に検出レベルの関係で健全の場合はサイリスタバルブ全体の位相より若干遅れて検出される。   FIG. 8 shows an example in which the relationship between the resistance when the thyristor is off and the phase advance of the forward voltage signal FV is calculated under certain conditions. In FIG. 8, the lead phase amount of the FV signal decreases as the resistance value decreases in a region where the resistance value when the thyristor is off is 100Ω or less. This is because the voltage phase of the actual thyristor advances, but as the resistance value when the thyristor is off decreases, the shared voltage applied to the thyristor decreases, so only the vicinity of the peak value of the shared voltage is related to the detection sensitivity of the voltage detector. This is because the voltage cannot be detected. Similarly, when the resistance value when the thyristor is off is 100 kΩ or more, the phase advance amount shows a negative value. Similarly, when the state is healthy due to the detection level, the phase is detected slightly later than the phase of the entire thyristor valve.

このように故障したサイリスタに加わる電圧位相は、他のサイリスタより位相が進む。その結果、サイリスタバルブ1全体としては、逆電圧が印加される期間であるにも関わらず、故障したサイリスタからは、順電圧が印加されることになる。   Thus, the phase of the voltage applied to the failed thyristor is more advanced than the other thyristors. As a result, as a whole, the forward voltage is applied from the failed thyristor to the thyristor valve 1 as a whole even though the reverse voltage is applied.

このような故障に対しても、ゲート制御装置2であれば、複数のサイリスタTH1〜THNが直列に接続されたサイリスタ直列回路において、一部のサイリスタが不十分短絡した場合でも、逆電圧信号RV1〜RV3を用いることで、この不十分短絡を故障として検出することができる。これにより、不十分短絡したサイリスタを特定することができる。また、ゲート制御装置2は、故障したサイリスタから検出された順電圧信号を除外して、ゲートパルスGPを生成する。このため、ゲート制御装置2は、このような故障をしたサイリスタにより強点回路を動作させることがない。よって、ゲート制御装置から制御盤にCFD信号を出力し、ベータ進めを頻発させるなどにより、安定な電力変換動作を妨げるということもない。   Even in the case of such a failure, in the gate control device 2, in the thyristor series circuit in which a plurality of thyristors TH1 to THN are connected in series, even if some of the thyristors are short-circuited insufficiently, the reverse voltage signal RV1 By using ~ RV3, this insufficient short circuit can be detected as a failure. Thereby, the thyristor short-circuited insufficiently can be specified. In addition, the gate control device 2 generates the gate pulse GP by excluding the forward voltage signal detected from the failed thyristor. For this reason, the gate control device 2 does not operate the strong point circuit by the thyristor having such a failure. Therefore, a stable power conversion operation is not hindered by outputting a CFD signal from the gate control device to the control panel and causing frequent beta advancement.

また、サイリスタ素子故障検出回路22は、故障したサイリスタの順電圧信号を除外して、順電圧集約信号FVを出力する。これにより、ゲート制御装置2は、一部のサイリスタが故障しても、正常な順電圧集約信号FVにより、継続してサイリスタバルブ1を制御することができる。   The thyristor element failure detection circuit 22 excludes the forward voltage signal of the failed thyristor and outputs the forward voltage aggregate signal FV. Thereby, even if some thyristors fail, the gate control apparatus 2 can control the thyristor valve 1 continuously by the normal forward voltage aggregate signal FV.

これにより、複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路において、サイリスタがある程度のインピーダンスを保持して短絡した場合でも、故障として検出することができるとともに安定に運転継続できるサイリスタ直列回路の故障検出回路を提供することができる。また、この故障検出回路を用いることで、不要なゲートパルスの発生の無い直列サイリスタの制御装置及び電力変換装置を提供することができる。   As a result, in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series, even if the thyristor is short-circuited while maintaining a certain level of impedance, it can be detected as a failure and can detect a failure continuously. A circuit can be provided. Further, by using this failure detection circuit, it is possible to provide a control device and a power conversion device for a series thyristor in which unnecessary gate pulses are not generated.

なお、本実施形態では、サイリスタTH1〜TH3の故障を検出するために、N個のうち3個のサイリスタTH1〜TH3から逆電圧信号RV1〜RV3を検出する構成としたが、これに限らない。あるサイリスタの故障を検出する場合、自己のサイリスタと異なる他の正常な(信頼性のある)サイリスタの逆電圧信号を少なくとも1つ検出すれば、故障を検出することができる。また、全てのサイリスタTH1〜THNから逆電圧信号を検出してもよい。全てのサイリスタTH1〜THNが検出した逆電圧信号を、多数決回路に掛けることで、より正確な逆電圧信号RVをサイリスタTH1〜THNの故障検出に用いることができる。また、多数決回路以外でも、正常な(信頼性のある)サイリスタから検出された逆電圧信号であることを判断できるのであれば、どのような回路や機器を用いてもよい。   In the present embodiment, in order to detect a failure of the thyristors TH1 to TH3, the reverse voltage signals RV1 to RV3 are detected from the three thyristors TH1 to TH3 out of N. However, the present invention is not limited to this. When a failure of a thyristor is detected, the failure can be detected by detecting at least one reverse voltage signal of another normal (reliable) thyristor different from the self thyristor. Moreover, you may detect a reverse voltage signal from all the thyristors TH1-THN. By applying the reverse voltage signals detected by all the thyristors TH1 to THN to the majority circuit, the more accurate reverse voltage signal RV can be used for detecting the failure of the thyristors TH1 to THN. In addition to the majority circuit, any circuit or device may be used as long as it can be determined that the reverse voltage signal is detected from a normal (reliable) thyristor.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…サイリスタバルブ、2…ゲート制御装置、3…制御盤、10…電力変換装置、AP…交流電源、CS…コンデンサ、FV1〜FVN…順電圧信号、DV1〜DVN…電圧検出器、GP…ゲートパルス、RP1〜RPN…分圧抵抗、RS…抵抗、RV…逆電圧信号、SN1〜SNN…スナバ回路、TH1〜THN…サイリスタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thyristor valve, 2 ... Gate control apparatus, 3 ... Control panel, 10 ... Power converter, AP ... AC power supply, CS ... Capacitor, FV1-FVN ... Forward voltage signal, DV1-DVN ... Voltage detector, GP ... Gate Pulse, RP1 to RPN ... voltage dividing resistor, RS ... resistor, RV ... reverse voltage signal, SN1-SNN ... snubber circuit, TH1-THN ... thyristor.

Claims (9)

複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路の前記サイリスタの故障を検出する故障検出回路であって、
前記複数のサイリスタのそれぞれの順電圧を検出する複数の順電圧検出手段と、
前記サイリスタの逆電圧を検出する逆電圧検出手段と、
前記逆電圧検出手段により逆電圧が検出されている期間に、前記逆電圧を検出している前記サイリスタと異なる前記サイリスタで前記順電圧検出手段により順電圧が検出された場合、前記順電圧を検出したサイリスタを故障と判断する故障判断手段と
を備えたことを特徴とするサイリスタ直列回路の故障検出回路。
A failure detection circuit for detecting a failure of the thyristor in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series,
A plurality of forward voltage detection means for detecting the respective forward voltages of the plurality of thyristors;
Reverse voltage detection means for detecting the reverse voltage of the thyristor;
When the forward voltage is detected by the forward voltage detection means in the thyristor different from the thyristor detecting the reverse voltage during the period in which the reverse voltage is detected by the reverse voltage detection means, the forward voltage is detected. A failure detection circuit for a thyristor series circuit, comprising: failure determination means for determining a failure of the thyristor.
複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路の前記サイリスタの故障を検出する故障検出回路であって、
前記複数のサイリスタのそれぞれの順電圧を検出する複数の順電圧検出手段と、
前記複数のサイリスタのうち少なくとも3つのサイリスタの逆電圧をそれぞれ検出する複数の逆電圧検出手段と、
前記複数の逆電圧検出手段のうち2分の1を超える数の前記逆電圧検出手段から逆電圧が検出されている期間に、前記順電圧検出手段により順電圧が検出された場合、前記順電圧を検出したサイリスタを故障と判断する故障判断手段と
を備えたことを特徴とするサイリスタ直列回路の故障検出回路。
A failure detection circuit for detecting a failure of the thyristor in a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series,
A plurality of forward voltage detection means for detecting the respective forward voltages of the plurality of thyristors;
A plurality of reverse voltage detection means for respectively detecting reverse voltages of at least three thyristors among the plurality of thyristors;
When a forward voltage is detected by the forward voltage detection means during a period in which reverse voltages are detected from more than half of the plurality of reverse voltage detection means, the forward voltage A failure detection circuit for a thyristor series circuit, comprising: failure determination means for determining that the thyristor detecting the failure is a failure.
複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路を制御し、前記サイリスタの故障を検出する故障検出回路を備えたサイリスタ直列回路の制御装置であって、
前記複数のサイリスタのそれぞれの順電圧を検出する複数の順電圧検出手段と、
前記サイリスタの逆電圧を検出する逆電圧検出手段と、
前記逆電圧検出手段により逆電圧が検出されている期間に、前記逆電圧を検出している前記サイリスタと異なる前記サイリスタで前記順電圧検出手段により順電圧が検出された場合、前記順電圧を検出したサイリスタを故障と判断する故障判断手段と、
前記故障判断手段により故障と判断された前記サイリスタの前記順電圧検出手段から検出された順電圧を除外して、前記サイリスタ直列回路を駆動するためのゲート信号を生成するゲート信号生成手段と
を備えたことを特徴とするサイリスタ直列回路の制御装置。
A control device for a thyristor series circuit comprising a failure detection circuit that controls a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series, and detects a failure of the thyristor,
A plurality of forward voltage detection means for detecting the respective forward voltages of the plurality of thyristors;
Reverse voltage detection means for detecting the reverse voltage of the thyristor;
When the forward voltage is detected by the forward voltage detection means in the thyristor different from the thyristor detecting the reverse voltage during the period in which the reverse voltage is detected by the reverse voltage detection means, the forward voltage is detected. A failure judging means for judging that the thyristor is faulty,
Gate signal generating means for generating a gate signal for driving the thyristor series circuit, excluding the forward voltage detected from the forward voltage detecting means of the thyristor determined as a failure by the failure determining means. A control device for a thyristor series circuit.
複数のサイリスタが直列に接続されたサイリスタ直列回路を制御し、前記サイリスタの故障を検出する故障検出回路を備えたサイリスタ直列回路の制御装置であって、
前記複数のサイリスタのそれぞれの順電圧を検出する複数の順電圧検出手段と、
前記複数のサイリスタのうち少なくとも3つのサイリスタの逆電圧をそれぞれ検出する複数の逆電圧検出手段と、
前記複数の逆電圧検出手段のうち2分の1を超える数の前記逆電圧検出手段から逆電圧が検出されている期間に、前記順電圧検出手段により順電圧が検出された場合、前記順電圧を検出したサイリスタを故障と判断する故障判断手段と、
前記故障判断手段により故障と判断された前記サイリスタの前記順電圧検出手段から検出された順電圧を除外して、前記サイリスタ直列回路を駆動するためのゲート信号を生成するゲート信号生成手段と
を備えたことを特徴とするサイリスタ直列回路の制御装置。
A control device for a thyristor series circuit comprising a failure detection circuit that controls a thyristor series circuit in which a plurality of thyristors are connected in series, and detects a failure of the thyristor,
A plurality of forward voltage detection means for detecting the respective forward voltages of the plurality of thyristors;
A plurality of reverse voltage detection means for respectively detecting reverse voltages of at least three thyristors among the plurality of thyristors;
When a forward voltage is detected by the forward voltage detection means during a period in which reverse voltages are detected from more than half of the plurality of reverse voltage detection means, the forward voltage A failure determination means for determining that the thyristor detecting the failure is a failure,
Gate signal generating means for generating a gate signal for driving the thyristor series circuit, excluding the forward voltage detected from the forward voltage detecting means of the thyristor determined as a failure by the failure determining means. A control device for a thyristor series circuit.
前記ゲート信号生成手段により生成された前記ゲート信号に基づいて、前記サイリスタ直列回路の転流失敗を検出する転流失敗検出手段
を備えたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のサイリスタ直列回路の制御装置。
The commutation failure detection means for detecting a commutation failure in the thyristor series circuit based on the gate signal generated by the gate signal generation means. Control device for thyristor series circuit.
電力変換するためのサイリスタ直列回路を構成する直列に接続された複数のサイリスタと、
前記複数のサイリスタのそれぞれの順電圧を検出する複数の順電圧検出手段と、
前記サイリスタの逆電圧を検出する逆電圧検出手段と、
前記逆電圧検出手段により逆電圧が検出されている期間に、前記逆電圧を検出している前記サイリスタと異なる前記サイリスタで前記順電圧検出手段により順電圧が検出された場合、前記順電圧を検出したサイリスタを故障と判断する故障判断手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
A plurality of thyristors connected in series forming a thyristor series circuit for power conversion;
A plurality of forward voltage detection means for detecting the respective forward voltages of the plurality of thyristors;
Reverse voltage detection means for detecting the reverse voltage of the thyristor;
When the forward voltage is detected by the forward voltage detection means in the thyristor different from the thyristor detecting the reverse voltage during the period in which the reverse voltage is detected by the reverse voltage detection means, the forward voltage is detected. A power conversion device comprising failure determination means for determining a failure of the thyristor.
電力変換するためのサイリスタ直列回路を構成する直列に接続された複数のサイリスタと、
前記複数のサイリスタのそれぞれの順電圧を検出する複数の順電圧検出手段と、
前記複数のサイリスタのうち少なくとも3つのサイリスタの逆電圧をそれぞれ検出する複数の逆電圧検出手段と、
前記複数の逆電圧検出手段のうち2分の1を超える数の前記逆電圧検出手段から逆電圧が検出されている期間に、前記順電圧検出手段により順電圧が検出された場合、前記順電圧を検出したサイリスタを故障と判断する故障判断手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
A plurality of thyristors connected in series forming a thyristor series circuit for power conversion;
A plurality of forward voltage detection means for detecting the respective forward voltages of the plurality of thyristors;
A plurality of reverse voltage detection means for respectively detecting reverse voltages of at least three thyristors among the plurality of thyristors;
When a forward voltage is detected by the forward voltage detection means during a period in which reverse voltages are detected from more than half of the plurality of reverse voltage detection means, the forward voltage A power conversion device comprising: failure determination means for determining that the thyristor detecting the failure is a failure.
前記故障判断手段により故障と判断された前記サイリスタの前記順電圧検出手段から検出された順電圧を除外して、前記サイリスタ直列回路を駆動するためのゲート信号を生成するゲート信号生成手段
を備えたことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の電力変換装置。
Gate signal generation means for generating a gate signal for driving the thyristor series circuit, excluding the forward voltage detected from the forward voltage detection means of the thyristor determined as a failure by the failure determination means. The power converter according to claim 6 or 7, wherein
前記ゲート信号生成手段により生成された前記ゲート信号に基づいて、前記サイリスタ直列回路の転流失敗を検出する転流失敗検出手段
を備えたことを特徴とする請求項8に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to claim 8, further comprising a commutation failure detection unit that detects a commutation failure of the thyristor series circuit based on the gate signal generated by the gate signal generation unit.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014073017A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi Ltd Failure detection device and failure detection method
JP2015095991A (en) * 2013-11-13 2015-05-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 Voltage detection abnormality detection circuit for thyristor converter
KR101524660B1 (en) * 2014-12-30 2015-06-03 (주)파워닉스 Thyristor break detecting method and system
KR101562117B1 (en) 2014-01-23 2015-10-22 엘에스산전 주식회사 Apparatus and method for controlling of High Voltage Direct Current
JP2019022309A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion device
JP2019041500A (en) * 2017-08-25 2019-03-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 Inspection method of power conversion equipment

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014073017A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi Ltd Failure detection device and failure detection method
JP2015095991A (en) * 2013-11-13 2015-05-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 Voltage detection abnormality detection circuit for thyristor converter
KR101562117B1 (en) 2014-01-23 2015-10-22 엘에스산전 주식회사 Apparatus and method for controlling of High Voltage Direct Current
US9866027B2 (en) 2014-01-23 2018-01-09 Lsis Co., Ltd. Device and method for controlling high voltage direct current transmission system
KR101524660B1 (en) * 2014-12-30 2015-06-03 (주)파워닉스 Thyristor break detecting method and system
JP2019022309A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion device
JP2019041500A (en) * 2017-08-25 2019-03-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 Inspection method of power conversion equipment

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