JP2637069B2 - サイリスタ変換器 - Google Patents
サイリスタ変換器Info
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- JP2637069B2 JP2637069B2 JP21255884A JP21255884A JP2637069B2 JP 2637069 B2 JP2637069 B2 JP 2637069B2 JP 21255884 A JP21255884 A JP 21255884A JP 21255884 A JP21255884 A JP 21255884A JP 2637069 B2 JP2637069 B2 JP 2637069B2
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- emitting element
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- element group
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、光信号により駆動するサイリスタ変換器 〔発明の技術的背景〕 直流送電，周波数変換，無効電力補償等で使用される
高電圧サイリスタ繁換器には、多数の直列または直並列
接続されたサイリスタが用いられている。
高電圧サイリスタ繁換器には、多数の直列または直並列
接続されたサイリスタが用いられている。
これらの各サイリスタを点孤するためのゲート信号
は、ゲート信号発生回路から発生されるが、高電位部の
サイリスタと大地電位に設置されるゲート信号発生回路
とを絶縁するためには、パルストランスによる電磁点孤
方式や光信号による光点孤方式がある。
は、ゲート信号発生回路から発生されるが、高電位部の
サイリスタと大地電位に設置されるゲート信号発生回路
とを絶縁するためには、パルストランスによる電磁点孤
方式や光信号による光点孤方式がある。
第２図は、光信号によって点孤される光サイリスタを
用いた従来のサイリスタ変換器である。
用いた従来のサイリスタ変換器である。
光サイリスタバルブ１は、直列接続された光サイリス
タT1,T2,…Tnから構成され、各光サイリスタT1,…Tnは
光ゲート信号発生回路２から発生される光ゲート信号に
よつて点孤制御される。
タT1,T2,…Tnから構成され、各光サイリスタT1,…Tnは
光ゲート信号発生回路２から発生される光ゲート信号に
よつて点孤制御される。
光ゲート信号発生回路２は、複数個の直列接続された
発光素子グループ3a,3b発光素子をオンオフするスイッ
チング素子４、光サイリスタへ送出する光ゲート信号の
タイミング等を決定しスイッチング素子４を駆動するゲ
ート制御回路５及び電流制限抵抗6,7とターンオン時
に、電流を多く流すためのコンデンサ８、発光素子へ電
流を供給する直流電源９から構成される。
発光素子グループ3a,3b発光素子をオンオフするスイッ
チング素子４、光サイリスタへ送出する光ゲート信号の
タイミング等を決定しスイッチング素子４を駆動するゲ
ート制御回路５及び電流制限抵抗6,7とターンオン時
に、電流を多く流すためのコンデンサ８、発光素子へ電
流を供給する直流電源９から構成される。
発光素子は、La1,…LanあるいはLb1,…Lbnのｎ個の発
光素子が直列接続されており、各発光素子La1,…Lanあ
るいはLb1,…Lbnから発光される光ゲート信号は、ライ
トガイド10により合成されて光サイリスタT1,…Tnで伝
送され光サイリスタは点孤する。
光素子が直列接続されており、各発光素子La1,…Lanあ
るいはLb1,…Lbnから発光される光ゲート信号は、ライ
トガイド10により合成されて光サイリスタT1,…Tnで伝
送され光サイリスタは点孤する。
一般に、高電圧サイリスタバルブではバルブ内の直列
接続されるサイリスタの直列数はバルブ電圧とサイリス
タ定格電圧とから決定される数にマージンとして数％の
冗長サイリスタを直列接続しているのが通常である。
接続されるサイリスタの直列数はバルブ電圧とサイリス
タ定格電圧とから決定される数にマージンとして数％の
冗長サイリスタを直列接続しているのが通常である。
従つて、冗長サイリスタ数以内のサイリスタの破損に
対しては、サイリスタ変換器の運転を停止することなく
継続することが可能である。しかし、冗長サイリスタ数
を増加しても光サイリスタへ光ゲート信号を発生する光
ゲート信号発生回路２の信頼性が低くてはシステムとし
ての高信頼化は望めない。抵抗器・コンデンサ及びトラ
ンジスタよりも発光素子の信頼性が悪くかつ使用数も多
いので図２に示すように、発光素子グループを２重化し
ている。
対しては、サイリスタ変換器の運転を停止することなく
継続することが可能である。しかし、冗長サイリスタ数
を増加しても光サイリスタへ光ゲート信号を発生する光
ゲート信号発生回路２の信頼性が低くてはシステムとし
ての高信頼化は望めない。抵抗器・コンデンサ及びトラ
ンジスタよりも発光素子の信頼性が悪くかつ使用数も多
いので図２に示すように、発光素子グループを２重化し
ている。
いま、第２図において、例えば、発光素子La1が開放
になつた場合は、全発光素子La1,…Lanが光ゲート信号
を発生することができない。この状態でもサイリスタバ
ルブ１が正常に動作を続けるためには、（１）発光素子
グループ3aあるいは3bのどちらか一方だけでもサイリス
タバルブを駆動できるよう、常時２グループからの発光
量を大きな値にしておく、（２）例えば、発光素子グル
ープ3bを待機系としておき、発光素子グループ3a故障時
に、発光素子グループ3bに切換える。（３）常時は、発
光素子グループ3aと3bとの合成光量によりサイリスタバ
ルブ１を駆動し、１グループ故障時には、他グループの
発光量を増し、サイリスタバルブ１を駆動する、という
ような工夫が必要である。
になつた場合は、全発光素子La1,…Lanが光ゲート信号
を発生することができない。この状態でもサイリスタバ
ルブ１が正常に動作を続けるためには、（１）発光素子
グループ3aあるいは3bのどちらか一方だけでもサイリス
タバルブを駆動できるよう、常時２グループからの発光
量を大きな値にしておく、（２）例えば、発光素子グル
ープ3bを待機系としておき、発光素子グループ3a故障時
に、発光素子グループ3bに切換える。（３）常時は、発
光素子グループ3aと3bとの合成光量によりサイリスタバ
ルブ１を駆動し、１グループ故障時には、他グループの
発光量を増し、サイリスタバルブ１を駆動する、という
ような工夫が必要である。
しかし、（１）の方法については、常時２つの発光素
子グループに発光量に対応して大きな電流を流しておく
必要があり、発光素子の使用電流低減率が小さく、発光
素子の寿命が短かくなる。これには、光ゲート信号発生
回路２の信頼性低下さらには、システム全体の信頼性の
低下につながるという欠点がある。
子グループに発光量に対応して大きな電流を流しておく
必要があり、発光素子の使用電流低減率が小さく、発光
素子の寿命が短かくなる。これには、光ゲート信号発生
回路２の信頼性低下さらには、システム全体の信頼性の
低下につながるという欠点がある。
（２）の方法の場合、従来のリレーを用いた故障検
出、切換回路では、発光素子グループ間の切換えに数ms
は必要であり、その間サイリスタバルブ１の運転は不可
能である。サイリスタバルブ１の適用される直流送電，
無効電力制御装置は高速制御されているため、数msの運
転休止でもシステム全体の機能が全く停止する可能性が
あるという欠点がある。又、ターンオン過程に、光ゲー
トが故障し、光ゲート信号の光パワーが小さくなってし
まった場合、光サイリスタを構成する半導体ペレットの
導通部分が微小となってしまい、この部分に光サイリス
タを流れる電流が集中し、電流密度が過大となり、光サ
イリスタを破損させることもある。（３）の方法の場合
も（２）の方法と同様な欠点を有する他に、小さな発光
量を与えたために、サイリスタバルブ１中の１部のサイ
リスタだけが点孤し、他のサイリスタに全電圧が印加
し、サイリスタが破損する可能性があるという欠点もあ
る。
出、切換回路では、発光素子グループ間の切換えに数ms
は必要であり、その間サイリスタバルブ１の運転は不可
能である。サイリスタバルブ１の適用される直流送電，
無効電力制御装置は高速制御されているため、数msの運
転休止でもシステム全体の機能が全く停止する可能性が
あるという欠点がある。又、ターンオン過程に、光ゲー
トが故障し、光ゲート信号の光パワーが小さくなってし
まった場合、光サイリスタを構成する半導体ペレットの
導通部分が微小となってしまい、この部分に光サイリス
タを流れる電流が集中し、電流密度が過大となり、光サ
イリスタを破損させることもある。（３）の方法の場合
も（２）の方法と同様な欠点を有する他に、小さな発光
量を与えたために、サイリスタバルブ１中の１部のサイ
リスタだけが点孤し、他のサイリスタに全電圧が印加
し、サイリスタが破損する可能性があるという欠点もあ
る。
本発明は、以上のような従来の欠点に着目し、発光素
子の信頼性を増すとともに、発光素子等の部品故障によ
り簡単にシステム全体を停止又はサイリスタを破損させ
ないようなサイリスタ変換器を提供するものである。
子の信頼性を増すとともに、発光素子等の部品故障によ
り簡単にシステム全体を停止又はサイリスタを破損させ
ないようなサイリスタ変換器を提供するものである。
本発明は、この目的を達成するために、直列接続の複
数個の発光素子を少なくとも２グループ設け、さらに各
グループに発光素子を制御するスイッチング素子を設け
るとともに、一方のグループが開放したことを検出する
発光素子及びこの発光素子からの信号により、他方のグ
ループの発光素子の発光量を瞬時に増加させるため電流
制限用抵抗、コンデンサの定数を切替えるための光サイ
リスタを設けたことを特徴とする。
数個の発光素子を少なくとも２グループ設け、さらに各
グループに発光素子を制御するスイッチング素子を設け
るとともに、一方のグループが開放したことを検出する
発光素子及びこの発光素子からの信号により、他方のグ
ループの発光素子の発光量を瞬時に増加させるため電流
制限用抵抗、コンデンサの定数を切替えるための光サイ
リスタを設けたことを特徴とする。
第１図は、発光素子を２グループにし、電流制限用抵
抗とコンデンサからなる回路を並列に設け、さらに開放
故障をグループ間の電位差から検出する光サイリスタを
設けたサイリスタ変換器の一実施例である。第２図と同
一記号のものは全く同じ動作を行なうので説明を省略す
る。
抗とコンデンサからなる回路を並列に設け、さらに開放
故障をグループ間の電位差から検出する光サイリスタを
設けたサイリスタ変換器の一実施例である。第２図と同
一記号のものは全く同じ動作を行なうので説明を省略す
る。
光ゲート信号発生回路２において、発光素子３を２つ
のグループに分割する。従つて、発光素子グループ3aは
La1,La2,…Lanのｎ個の発光素子が直列接続されてお
り、発光素子グループ3bもLb1,Lb2,…Lbnのｎ個の発光
素子が直列接続されている。さらに、２つの発光素子グ
ループ3a,3bの電源側を相互に接続する発光素子11a,11b
及び発光素子の電流を制限する抵抗12a,12b、この発光
素子11a,11bからの光ゲート信号を伝送するライトガイ
ド13a,13b及び、このライトガイドを伝送された光ゲー
ト信号により点孤され、各発光素子グループ3a,3bの電
流制限抵抗６−1,7−１とコンデンサ８−１とを各々電
流制限抵抗６−2,7−２とコンデンサ８−２とに並列接
続するように光サイリスタ14a,14bが設けられている。
のグループに分割する。従つて、発光素子グループ3aは
La1,La2,…Lanのｎ個の発光素子が直列接続されてお
り、発光素子グループ3bもLb1,Lb2,…Lbnのｎ個の発光
素子が直列接続されている。さらに、２つの発光素子グ
ループ3a,3bの電源側を相互に接続する発光素子11a,11b
及び発光素子の電流を制限する抵抗12a,12b、この発光
素子11a,11bからの光ゲート信号を伝送するライトガイ
ド13a,13b及び、このライトガイドを伝送された光ゲー
ト信号により点孤され、各発光素子グループ3a,3bの電
流制限抵抗６−1,7−１とコンデンサ８−１とを各々電
流制限抵抗６−2,7−２とコンデンサ８−２とに並列接
続するように光サイリスタ14a,14bが設けられている。
本実施例ではライトガイド10は、分岐型で表現したが
光サイリスタT1,…Tnの受光端が２つ以上あれば分岐型
にする必要はない。
光サイリスタT1,…Tnの受光端が２つ以上あれば分岐型
にする必要はない。
いま各発光素子グループの発光素子La1,…LanとLb1,
…Lbnが正常であれば同一の光ゲート信号を光サイリス
タへ送出し、光サイリスタは点孤制御される。このとき
各発光素子グループの発生する光ゲート信号の強さは、
発光素子１グループだけの場合の発光素子の発生する光
ゲート信号の強さより弱くてよい。ライトガイド10の結
合密度及び伝達率が同じであれば、各発光素子グループ
の発生する光ゲート信号の強さは、１グループだけの場
合の1/2で良いことになる。
…Lbnが正常であれば同一の光ゲート信号を光サイリス
タへ送出し、光サイリスタは点孤制御される。このとき
各発光素子グループの発生する光ゲート信号の強さは、
発光素子１グループだけの場合の発光素子の発生する光
ゲート信号の強さより弱くてよい。ライトガイド10の結
合密度及び伝達率が同じであれば、各発光素子グループ
の発生する光ゲート信号の強さは、１グループだけの場
合の1/2で良いことになる。
このため、発光素子使用上の低減率が増加し、発光素
子の寿命が増加するので装置の高信頼化に寄与すること
ができる。光ゲート信号の強さが弱くてよいということ
は、発光素子電流が少なくてよいので、電流制限抵抗６
−1,7−１は従来より大きな値のもの、コンデンサ８−
１はその発光素子電流に対して決められる。
子の寿命が増加するので装置の高信頼化に寄与すること
ができる。光ゲート信号の強さが弱くてよいということ
は、発光素子電流が少なくてよいので、電流制限抵抗６
−1,7−１は従来より大きな値のもの、コンデンサ８−
１はその発光素子電流に対して決められる。
このようにして運転されている時に、発光素子Lb1が
故障し、開放状態になつたとする。Lb1の属する発光素
子グループ3bには電流が流れず、発光素子グループ3aと
3bとの電源側の電位に差が生じる。このため、発光素子
11aに抵抗12aを介して電流が流れ、光ゲート信号がライ
トガイド13aを介して、光サイリスタ14aに伝達される。
この結果、電流制限抵抗６−1,7−１及びコンデンサ８
−１は、電流制限抵抗６−2,7−２及びコンデンサ８−
２と並列接続される。故障検出から並列接続に至るまで
の動作は光信号で行なわれるので、略１μｓで実行され
サイリスタバルブ１の運転は中断されない。
故障し、開放状態になつたとする。Lb1の属する発光素
子グループ3bには電流が流れず、発光素子グループ3aと
3bとの電源側の電位に差が生じる。このため、発光素子
11aに抵抗12aを介して電流が流れ、光ゲート信号がライ
トガイド13aを介して、光サイリスタ14aに伝達される。
この結果、電流制限抵抗６−1,7−１及びコンデンサ８
−１は、電流制限抵抗６−2,7−２及びコンデンサ８−
２と並列接続される。故障検出から並列接続に至るまで
の動作は光信号で行なわれるので、略１μｓで実行され
サイリスタバルブ１の運転は中断されない。
又、瞬時電流増加できるので、ターンオン過程中でも
サイリスタ破損させないですむ。制限抵抗６−1,7−１
及びコンデンサ８−１と制限抵抗６−2,7−２及びコン
デンサ８−２の並列回路は、従来の光ゲート信号発生回
路における発光素子電流を流すように決めた値をもつた
め、健全発光素子グループ3aの光ゲート信号は強化さ
れ、光サイリスタの点孤に充分な光ゲート信号を送出す
ることできる。発光素子グループ3a側の故障に対して
も、発光素子グループ3bは、上記説明とまつたく同じ作
用をするので説明を省略する。
サイリスタ破損させないですむ。制限抵抗６−1,7−１
及びコンデンサ８−１と制限抵抗６−2,7−２及びコン
デンサ８−２の並列回路は、従来の光ゲート信号発生回
路における発光素子電流を流すように決めた値をもつた
め、健全発光素子グループ3aの光ゲート信号は強化さ
れ、光サイリスタの点孤に充分な光ゲート信号を送出す
ることできる。発光素子グループ3a側の故障に対して
も、発光素子グループ3bは、上記説明とまつたく同じ作
用をするので説明を省略する。
以上のように、本発明のサイリスタ変換器を採用する
ことにより、（１）発光素子の通常使用状態における電
流低減率が大きくとれるため、発光素子の寿命が長くな
り、光ゲート信号発生回路の信頼性が高くなる、（２）
故障検出から電流制限抵抗コンデンサの並列に至るまで
光信号を用いているので瞬時に動作が行なわれ、また電
磁雑音に強い、（３）発光素子等の部品１つが故障して
もサイリスタを破損されることもなく、又サイリスタバ
ルブの運転が全く中断されず、システム全体を停止させ
ることがない、という利点をもつサイリスタ変換器を得
ることができる。
ことにより、（１）発光素子の通常使用状態における電
流低減率が大きくとれるため、発光素子の寿命が長くな
り、光ゲート信号発生回路の信頼性が高くなる、（２）
故障検出から電流制限抵抗コンデンサの並列に至るまで
光信号を用いているので瞬時に動作が行なわれ、また電
磁雑音に強い、（３）発光素子等の部品１つが故障して
もサイリスタを破損されることもなく、又サイリスタバ
ルブの運転が全く中断されず、システム全体を停止させ
ることがない、という利点をもつサイリスタ変換器を得
ることができる。
以上では、発光素子が開放した場合の本発明の作用及
び効果を説明したが、スイッチング素子４が開放した場
合でも同様な作用・効果が得られる。
び効果を説明したが、スイッチング素子４が開放した場
合でも同様な作用・効果が得られる。
また、例えば発光素子グループ3aに接続される電流制
限抵抗６−１とコンデンサ８−１の両者の開放故障、あ
るいは電流制限抵抗７−１の開放故障の場合でも、２つ
の発光素子グループ3a,3bの電源側の電位が異なるた
め、発光素子11aから光ゲート信号が発生し、光サイリ
スタ14aが点孤する。この結果、電流制限抵抗６−2,7−
２及びコンデンサ８−２を介して、発光素子グループ3a
に電流が流れるので、サイリスタバルブ１への光ゲート
信号の強さは低下することなく、サイリスタバルブの運
転が継続できる、という作用・効果も得られる。
限抵抗６−１とコンデンサ８−１の両者の開放故障、あ
るいは電流制限抵抗７−１の開放故障の場合でも、２つ
の発光素子グループ3a,3bの電源側の電位が異なるた
め、発光素子11aから光ゲート信号が発生し、光サイリ
スタ14aが点孤する。この結果、電流制限抵抗６−2,7−
２及びコンデンサ８−２を介して、発光素子グループ3a
に電流が流れるので、サイリスタバルブ１への光ゲート
信号の強さは低下することなく、サイリスタバルブの運
転が継続できる、という作用・効果も得られる。
なおサイリスタバルブとして、光信号で点孤する光サ
イリスタ式で説明したが、高圧部（サイリスタ位）に光
−変換回路及び増幅回路を有する電気サイリスタ式サイ
リスタバルブ（この場合の点孤を光間接式点孤と呼ぶ）
にも本発明を適用できることは勿論である。
イリスタ式で説明したが、高圧部（サイリスタ位）に光
−変換回路及び増幅回路を有する電気サイリスタ式サイ
リスタバルブ（この場合の点孤を光間接式点孤と呼ぶ）
にも本発明を適用できることは勿論である。
第１図は、本発明の一実施例を示すサイリスタ変換器の
構成図、第２図は、従来のサイリスタ変換器の構成図で
ある。 １……サイリスタバルブ、２……光ゲート信号発生回路 ３……発光素子グループ、４……スイッチング素子 ５……ゲート制御回路、6,7……電流制限抵抗 ８……コンデンサ、９……直流電源 10……ライトガイド、11……発光素子 12……抵抗、13……ライトガイド 14……光サイリスタ、15……ツエナーダイオード La1,…Lan;Lb1,…Lbn……発光素子 T1,…Tn……サイリスタ
構成図、第２図は、従来のサイリスタ変換器の構成図で
ある。 １……サイリスタバルブ、２……光ゲート信号発生回路 ３……発光素子グループ、４……スイッチング素子 ５……ゲート制御回路、6,7……電流制限抵抗 ８……コンデンサ、９……直流電源 10……ライトガイド、11……発光素子 12……抵抗、13……ライトガイド 14……光サイリスタ、15……ツエナーダイオード La1,…Lan;Lb1,…Lbn……発光素子 T1,…Tn……サイリスタ
Claims (1)
- 【請求項１】複数直列接続された抵抗手段が並列接続さ
れ、前記並列接続の一方にサイリスタが設けられる複数
の並列回路と、 前記並列回路と直列接続される直流電源と、 前記並列回路のそれぞれに直列接続され、発光素子が複
数直列接続された発光素子グループと、 前記発光素子グループから光信号を供給する第１のライ
トガイドと、 前記第１のライトガイドを介して供給された光信号によ
り駆動し、複数のサイリスタが直列接続されたサイリス
タ回路と、 前記発光素子グループに直列接続され、前記発光素子グ
ループをオンオフするスイッチング素子と、 前記スイッチング素子を駆動するゲート制御回路と、 前記発光素子グループの発光素子のいずれかに異常が生
じると、 前記並列回路と前記発光素子グループ間であって、かつ
前記異常が生じた発光素子グループと正常な発光素子グ
ループとを接続するように設けられ、前記発光素子グル
ープ間の電位差からその異常を瞬時に検出し、光信号を
発する発光手段と、 前記発光手段の光信号に基づいて前記並列回路のサイリ
スタをオンし、前記並列接続された全ての抵抗手段に通
電するように、前記発光手段の光信号を前記並列回路の
サイリスタに供給する第２のライトガイドと、 を具備することを特徴とするサイリスタ変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21255884A JP2637069B2 (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | サイリスタ変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21255884A JP2637069B2 (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | サイリスタ変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6192035A JPS6192035A (ja) | 1986-05-10 |
| JP2637069B2 true JP2637069B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=16624675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21255884A Expired - Lifetime JP2637069B2 (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | サイリスタ変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637069B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009296015A (ja) * | 2009-09-18 | 2009-12-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 車載用電力変換装置 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21255884A patent/JP2637069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6192035A (ja) | 1986-05-10 |
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