JP2578802Y2 - 瞬時電圧低下補償装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、交流電源の瞬時電圧低下の発生時、インバ
ータ装置の出力に基づく直列補償により、負荷電圧の変
動を抑制する瞬時電圧低下補償装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、系統電源等の交流電源の落雷等に基づく瞬時電
圧低下が発生しても負荷電圧を一定に保つため、インバ
ータ装置を用いた直列補償形の瞬時電圧低下補償装置が
考案されている。

この補償装置の主回路部は、本考案の実施例を示した
第１図の主回路部（Ａ）と同様に構成され、交流電源
（１）と負荷（２）との間には１対のサイリスタ（D
p），（Dn）を逆並列接続した常給電路用のサイリスタ
スイッチ回路（３）が設けられている。

また、インバータ装置（４）は例えば出力段にブリッ
ジ接続されたトランジスタ（Qa），（Qb），（Qc），
（Qd）及びダイオード（Da），（Db），（Dc），（Dd）
が設けられ、１対の出力端子（ｘ），（ｙ）が注入トラ
ンス（５）の１次側（5a）に接続されている。

さらに、注入トランス（５）の２次側（5b）及び常開
のタクトスイッチ（６）それぞれが、サイリスタスイッ
チ回路（３）に並列に設けられている。

一方、インバータ装置（４）の入力側には、インバー
タ装置（４）に駆動エネルギを供給するエネルギ蓄積用
のコンデンサ（７）及び交流電源（１）によりコンデン
サ（７）を充電する充電回路（８）が設けられている。

また、交流電源（１）の電圧（以下電源電圧という）
が電圧検出器（９）で検出され、負荷電流が電流検出器
（10）で検出され、インバータ装置（４）の消費電流
（直流）が電流検出器（11）で検出される。

そして、検出器（９）〜（11）の検出出力は、マイク
ロコンピュータ等で形成された制御装置に供給される。

この従来の制御装置は電圧検出器（９）の検出出力か
ら瞬時電圧低下の発生を監視し、電源電圧の正常時に
は、サイリスタ（Dp），（Dn）のゲートに交互に点弧パ
ルスを供給してサイリスタスイッチ回路（３）をオンす
る。

このオンにより交流電源（１）は、サイリスタスイッ
チ回路（３）を介して負荷（２）にそのまま供給され
る。

つぎに、瞬時電圧低下が検出されると、前記点弧パル
スの供給が停止されると同時に、電流検出器（10）の検
出出力に基づく負荷電流の極性判別結果により、インバ
ータ装置（４）が瞬時消弧駆動される。

この消弧駆動により注入トランス（５）の２次側（5
b）に、サイリスタスイッチ回路（３）を逆バイアスす
る消弧電圧が発生する。

この消弧電圧の極性は、負荷電流の極性判別ミス等が
ない場合、サイリスタ（Dp）がオンして正の負荷電流が
流れる第２図の正の半サイクル期間τｐにはサイリスタ
（Dp）を逆バイアスする極性になり、サイリスタ（Dn）
がオンして負の負荷電流が流れる同図の負の半サイクル
期間τｎにはサイリスタ（Dn）を逆バイアスする極性に
なる。

そして、消弧電圧の極性が正しければ、この消弧電圧
によりサイリスタスイッチ回路（３）が強制消弧されて
オフし、負荷給電路がサイリスタスイッチ回路（３）か
ら注入トランス（５）の２次側（5b）に切換わる。

また、消弧駆動が正常に行われると、インバータ装置
（４）の駆動が瞬時電圧低下の検出に基づく補償駆動に
移行する。

この補償駆動によりインバータ装置（４）が電源電圧
の低下量に相当する補償交流を形成し、この補償交流が
注入トランス（５）の２次側（5b）で交流電源（１）に
直列合成されて負荷（２）に供給される。

この供給に基づく直列補償により、負荷電圧は変動が
抑えられてほぼ定格電圧に保持される。

ところで、インバータ装置（４）の消弧駆動の際、前
記負荷電流の極性判別ミス等により、注入トランス
（５）の２次側（5b）に誤極性（逆極性）の消弧電圧が
発生すると、この電圧が順バイアス電圧としてオン状態
のサイリスタ（Dp）又は（Dn）に印加され、インバータ
装置（４）が出力短絡の過電流状態になる。

そして、インバータ装置（４）を過電流から防止する
ため、電流検出器（11）の検出出力により過電流が常時
監視され、過電流が検出されると、どのような駆動状態
であっても無条件にインバータ装置（４）の駆動を停止
するとともにタクトスイッチ（６）をオンし、負荷電圧
の直列補償を停止する。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記従来の瞬時電圧低下補償装置の場合、消弧電圧の
極性が負荷電流の極性判別結果に基づいて固定され、誤
極性の消弧電圧が発生してインバータ装置が過電流にな
ると、強制消弧が行えなくなるため、前述したようにイ
ンバータ装置の駆動が停止されてしまう。

したがって、負荷電圧の補償が確実に行えず、装置の
補償性能の向上が図れない問題点がある。

本考案は、消弧電圧によりサイリスタスイッチ回路を
確実に強制消弧してオフし、強制消弧ミスによるインバ
ータ装置の動作停止を防止して負荷電圧の補償を確実に
行うようにした瞬時電圧低下補償装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本考案の瞬時電圧低下補
償装置においては、強制消弧指令の入力中のインバータ
装置の過電流の検出により前記インバータ装置の動作停
止指令用の検出信号の代わりに消弧電圧の極性反転指令
用の検出信号を出力する過電流検出回路と、 強制消弧指令の入力により負荷電流の極性判別結果から
前記消弧電圧の極性を決定して極性指定信号を出力し，
前記強制消弧指令の入力中の前記極性反転指令用の検出
信号の入力により前記極性指定信号の極性を反転する消
弧極性決定回路と、 前記極性指定信号に基づき前記インバータ装置の消弧
駆動信号を形成する消弧駆動信号発生回路とを備え、 前記インバータ装置の消弧駆動時に、前記インバータ
装置の過電流検出に基づき前記消弧電圧の極性を反転し
て前記インバータ装置の駆動を継続する。

〔作用〕

前記のように構成された本考案の瞬時電圧低下補償装
置の場合、瞬時電圧低下の検出に基づいて強制消弧指令
が発生すると、消弧極性決定回路は負荷電流の極性判別
結果から消弧電圧の極性を決定し、その極性を指定する
極性指定信号を消弧駆動信号発生回路に供給する。

そして、発生回路の消弧駆動信号に基づくインバータ
装置の消弧駆動により、注入トランスの２次側に指定さ
れた極性の消弧電圧が発生する。

この消弧電圧の誤極性でインバータ装置が出力短絡の
過電流になると、この過電流が過電流検出回路で検出さ
れる。

そして、過電流検出回路は強制消弧指令が入力される
サイリスタスイッチ回路の強制消弧中にインバータ装置
の過電流を検出すると、インバータ装置の動作停止指令
用の検出信号の代わりに消弧電圧の極性反転指令用の検
出信号を出力する。

この検出信号が消弧極性決定回路に供給され、インバ
ータ装置の駆動を停止する代わりに極性指定信号の指定
する極性が反転される。

この反転に基づき消弧電圧の極性が逆になり、インバ
ータ装置の過電流が解消されると同時に、サイリスタス
イッチ回路が適正極性の消弧電圧で強制消弧されてオフ
する。

そして、サイリスタスイッチ回路のオフにより、イン
バータ装置が補償駆動されて負荷電圧の低下が直列補償
される。

そのため、瞬時電圧低下の発生時、消弧電圧によって
サイリスタスイッチ回路が必ず強制消弧されてオフし、
インバータ装置の補償駆動に基づき、負荷電圧が確実に
補償される。

〔実施例〕

１実施例について、第１図ないし第３図を参照して説
明する。

第１図において、（Ｂ）はマイクロコンピュータ等で
構成された制御装置、（12）は瞬時電圧低下を検出する
電圧低下検出回路、（13）は負荷電流極性判別回路、
（14）は過電流検出回路である。

（15）は消弧極性決定回路、（16）は消弧駆動信号発
生回路を形成する消弧パルス作成回路、（17）はインバ
ータ装置（４）の駆動用のベースドライブ回路である。

なお、主回路部（Ａ）は従来装置と同一に構成されて
いる。

そして、制御装置（Ｂ）が従来の制御装置と異なる点
は、電圧低下検出回路（12）の検出信号を強制消弧指令
として消弧極性決定回路（15）及び過電流検出回路（1
4）に供給し、この検出回路（14）により強制消弧指令
の入力中は、ベースドライブ回路（17）にインバータ装
置（４）の動作停止指令用の検出信号を出力する代わり
に消弧極性決定回路（15）に消弧電圧の極性反転指令用
の検出信号を出力した点である。

また、極性指定信号の出力中の過電流検出回路（14）
の検出信号の入力により極性指定信号を反転してその指
定極性を反転する機能を消弧極性決定回路（15）に付加
した点である。

そして、電圧検出器（９）の検出出力に基づき、電圧
低下検出回路（12）は交流電源（１）の瞬時電圧低下の
発生を監視する。

また、電源電圧の正常時は制御装置（Ｂ）の図示省略
されたサイリスタ制御回路により、従来装置の場合と同
様、サイリスタスイッチ回路（３）のサイリスタ（D
p），（Dn）のゲートに交互に点弧パルスが供給され、
サイリスタスイッチ回路（３）がオンする。

さらに、電流検出器（10）の検出出力に基づき、負荷
電流極性判別回路（13）は負荷電流の極性を判別し、判
別結果の信号を消弧極性決定回路（15）に常時供給す
る。

また、電流検出器（11）の検出出力に基づき、過電流
検出回路（14）はインバータ装置（４）の過電流を監視
する。

つぎに、交流電源（１）の瞬時電圧低下が検出される
と、電圧低下検出回路（12）の検出出力が強制消弧指令
として過電流検出回路（14）及び消弧極性決定回路（1
5）に供給される。

このとき、消弧極性決定回路（15）は負荷電流極性判
別回路（13）の判別出力に基づき、第２図の負荷電流の
極性から消弧電圧の極性を決定し、その極性を指定する
極性指定信号を消弧パルス発生回路（16）に供給する。

そして、消弧パルス発生回路（16）は消弧駆動信号と
して、前記極性指定信号の極性の単パルスの消弧パルス
を形成する。

このパルスがベースドライブ回路（17）で加工されて
インバータ装置（４）に供給され、インバータ装置
（４）が消弧駆動されて注入トランス（５）の２次側
（5b）に指定された極性の消弧電圧が発生する。

そして、オン状態のサイリスタ（Dp）又は（Dn）が消
弧電圧で逆バイアスされて強制消弧される正常消弧時
は、インバータ装置（４）が過電流にならず、１パルス
の消弧電圧でサイリスタスイッチ回路（３）がオフして
強制消弧が終了する。

一方、負荷電流の極性判別ミス等により極性指定信号
に基づく消弧電圧の極性が誤極性になるときは、この誤
極性の消弧電圧により、従来と同様、インバータ装置
（４）が出力短絡の過電流になる。

そして、インバータ装置（４）の過電流の検出によ
り、過電流検出回路（14）は検出信号を形成し、この検
出信号を直ちに消弧極性決定回路（15）に供給する。

すなわち、過電流検出回路（14）はインバータ装置
（４）の補償駆動中等に過電流を検出すると、検出信号
をインバータ装置（４）の動作停止指令用の信号として
ベースドライブ回路（17）に供給してこのドライブ回路
（17）の出力をオフするが、強制消弧指令の入力中に過
電流を検出すると、検出信号を極性反転指令用の信号と
して消弧極性決定回路（15）に供給する。

そして、過電流検出回路（14）の検出信号の入力によ
り、消弧極性決定回路（15）は極性指定信号を反転して
消弧パルス作成回路（16）に再送する。

この再送に基づき作成回路（16）が逆極性の単パルス
の消弧パルスを形成し、この消弧パルスに基づくインバ
ータ装置（４）の消弧駆動により、注入トランス（５）
の２次側（5b）に指定された極性，すなわち適正極性に
反転された消弧電圧が発生する。

さらに、前記反転された消弧パルスにより、オン状態
のサイリスタ（Dp）又は（Dn）が逆バイアスされて強制
消弧され、インバータ装置（４）の過電流が解消される
とともに、サイリスタスイッチ回路（３）がオフして強
制消弧が終了する。

なお、前述の処理は実際にはマイクロコンピュータに
より、第３図のフローチャートにしたがって行われる。

そして、サイリスタスイッチ回路（３）がオフして負
荷給電路が注入トランス（５）の２次側（5b）に切換わ
ると、制御装置（Ｂ）の図示省略された補償駆動制御回
路により、電圧低下検出回路（12）の検出信号等に基づ
いて電源電圧の低下量相当の補償駆動信号が形成され、
この駆動信号がベースドライブ回路（17）を介してイン
バータ装置（４）に供給される。

この供給によりインバータ装置（４）が前記低下量相
当の補償交流を形成して注入トランス（５）の１次側
（5a）に供給する。

そして、注入トランス（５）の２次側（5b）で交流電
源（１）と補償交流とが直列合成されて負荷（２）に供
給され、負荷電圧がインバータ装置（４）の出力で直列
補償されて定格電圧に保持される。

なお、インバータ装置（４）の補償駆動中の回路異常
等で過電流が検出され、過電流検出回路（14）の検出信
号がベースドライブ回路（17）に供給されると、ベース
ドライブ回路（17）の出力オフによってインバータ装置
（４）の駆動が停止され、この停止に連動してタクトス
イッチ（６）がオンする。

そして、インバータ装置（４）の構成等は実施例に限
定されるものではない。

また、相毎にサイリスタスイッチ回路（３），注入ト
ランス（５）等を設けた３相等の多相用の装置にも適用
することができるのは勿論である。

〔考案の効果〕

本考案は、以上説明したように構成されているため、
以下に記載する効果を奏する。

瞬時電圧低下の検出に基づく強制消弧指令の入力中
に、消弧極性決定回路の極性指定信号に基づく逆極性の
消弧電圧でインバータ装置が過電流になると、過電流検
出回路の検出信号により前記極性指定信号の極性を反転
し、消弧電圧を適正極性に反転したため、消弧電圧によ
ってサイリスタスイッチ回路が必ず強制消弧されてオフ
する。

しかも、前記強制消弧指令の入力中は過電流検出回路
の検出信号によってインバータ装置の動作が停止しない
ため、サイリスタスイッチ回路のオフ後はインバータ装
置が補償駆動される。

したがって、強制消弧ミスに基づくインバータ装置の
動作停止を防止して瞬時電圧低下の発生時に負荷電圧を
確実に直列補償することができ、補償性能の極めて高い
直列補償形の瞬時電圧低下補償装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の瞬時電圧低下補償装置の１実施例を示
し、第１図はブロック図、第２図は負荷電流の波形図、
第３図は動作説明用のフローチャートである。 （１）……交流電源、（２）……負荷、（３）……サイ
リスタスイッチ回路、（４）……インバータ装置、
（５）……注入トランス、（5a）……１次側、（5b）…
…２次側、（12）……電圧低下検出回路、（13）……負
荷電流極性判別回路、（14）……過電流検出回路、（1
5）……消弧極性決定回路、（16）……消弧パルス作成
回路、（17）……ベースドライブ回路。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電源と負荷との間に前記交流電源の電
   圧正常時に点弧されてオンする常給電路用のサイリスタ
   スイッチ回路を直列に挿入し、補償給電用のインバータ
   装置の１次側が接続された注入トランスの２次側を前記
   サイリスタスイッチ回路に並列に設け、 前記交流電源の瞬時電圧低下の検出時、強制消弧指令に
   より負荷電流の極性判定結果に基づいて前記インバータ
   装置を消弧駆動し、前記注入トランスの２次側に前記サ
   イリスタスイッチ回路の強制消弧用の消弧電圧を発生
   し、 適正極性の前記消弧電圧により前記サイリスタスイッチ
   回路を強制消弧して負荷給電路を前記注入トランスの２
   次側に切換えた後、前記インバータ装置を補償駆動して
   前記交流電源の電圧低下量に相当する補償交流を形成
   し、前記交流電源と前記補償交流とを直列合成して前記
   負荷に供給し、負荷電圧の低下を直列補償で抑制し、 前記インバータ装置の出力短絡等に基づく過電流検出
   時、前記インバータ装置の動作を停止して前記直列補償
   を停止する瞬時電圧低下補償装置において、 前記強制消弧指令の入力中の前記過電流の検出により前
   記インバータ装置の動作停止指令用の検出信号の代わり
   に前記消弧電圧の極性反転指令用の検出信号を出力する
   過電流検出回路と、 前記強制消弧指令の入力により前記負荷電流の極性判別
   結果から前記消弧電圧の極性を決定して極性指定信号を
   出力し，前記強制消弧指令の入力中の前記極性反転指令
   用の検出信号の入力により前記極性指定信号の極性を反
   転する消弧極性決定回路と、 前記極性指定信号に基づき前記インバータ装置の消弧駆
   動信号を形成する消弧駆動信号発生回路とを備え、 前記インバータ装置の消弧駆動時に、前記インバータ装
   置の過電流検出に基づき前記消弧電圧の極性を反転して
   前記インバータ装置の駆動を継続するようにした瞬時電
   圧低下補償装置。