JP2842769B2 - 直流アーク炉の電源装置 - Google Patents
直流アーク炉の電源装置Info
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- JP2842769B2 JP2842769B2 JP5239536A JP23953693A JP2842769B2 JP 2842769 B2 JP2842769 B2 JP 2842769B2 JP 5239536 A JP5239536 A JP 5239536A JP 23953693 A JP23953693 A JP 23953693A JP 2842769 B2 JP2842769 B2 JP 2842769B2
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- signal
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P10/25—Process efficiency
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スクラップ等を溶解
する製鋼用の直流アーク炉に直流電源を供給する直流ア
ーク炉の電源装置に関する。
する製鋼用の直流アーク炉に直流電源を供給する直流ア
ーク炉の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２は例えば１９９０年発行の刊行物
「電熱」発行Ｎｏ．５４に示された従来の直流アーク炉
の電源装置を示す構成図である。同図において、１は交
流電源、２は交流電源１からの交流電圧を所定の電圧に
変圧する変圧器、３は変圧器２を介して入力される交流
電力を、サイリスタ等の出力電圧を制御できる電気弁で
直流電力に変換するための整流回路であり、上記変圧器
２と共に直流電源装置を構成する。
「電熱」発行Ｎｏ．５４に示された従来の直流アーク炉
の電源装置を示す構成図である。同図において、１は交
流電源、２は交流電源１からの交流電圧を所定の電圧に
変圧する変圧器、３は変圧器２を介して入力される交流
電力を、サイリスタ等の出力電圧を制御できる電気弁で
直流電力に変換するための整流回路であり、上記変圧器
２と共に直流電源装置を構成する。
【０００３】４は整流回路３の出力側に接続され、アー
ク短絡等により負荷インピーダンスが急変した場合に負
荷電流を規制する直流リアクトル、５はスクラップ等を
溶解するアーク炉であり、直流リアクトル４に接続され
た電極６と、この電極６に対向して設けられて溶鋼を貯
留するポット７とを有し、整流回路３の直流出力により
アーク５ａを発生させ、そのアーク５ａによりスクラッ
プを溶解する。なお、上記直流リアクトル４とアーク炉
５とで負荷回路を構成する。
ク短絡等により負荷インピーダンスが急変した場合に負
荷電流を規制する直流リアクトル、５はスクラップ等を
溶解するアーク炉であり、直流リアクトル４に接続され
た電極６と、この電極６に対向して設けられて溶鋼を貯
留するポット７とを有し、整流回路３の直流出力により
アーク５ａを発生させ、そのアーク５ａによりスクラッ
プを溶解する。なお、上記直流リアクトル４とアーク炉
５とで負荷回路を構成する。
【０００４】８は整流回路３を介して負荷回路に流れる
負荷電流Ｉd を間接的に検出するための変流器で、変圧
器２の２次側に設けらて上記変圧器２から整流回路３に
流れる電流を検出する。９は変流器８により出力される
交流電流信号を変換して負荷電流Ｉd に応じた電流検出
信号Ｉd'を出力する電流変換器、１０は運転パターン毎
に設定される上記負荷電流Ｉｄの負荷電流設定信号Ｉ
drefを発生するコンピュータや可変抵抗器等の電流設定
信号発生器、１１は上記電流検出器９からの電流検出信
号Ｉd'と上記電流設定信号発生器１０からの負荷電流設
定信号Ｉdrefとの差をとる減算器である。
負荷電流Ｉd を間接的に検出するための変流器で、変圧
器２の２次側に設けらて上記変圧器２から整流回路３に
流れる電流を検出する。９は変流器８により出力される
交流電流信号を変換して負荷電流Ｉd に応じた電流検出
信号Ｉd'を出力する電流変換器、１０は運転パターン毎
に設定される上記負荷電流Ｉｄの負荷電流設定信号Ｉ
drefを発生するコンピュータや可変抵抗器等の電流設定
信号発生器、１１は上記電流検出器９からの電流検出信
号Ｉd'と上記電流設定信号発生器１０からの負荷電流設
定信号Ｉdrefとの差をとる減算器である。
【０００５】１２は上記減算器１１の出力信号に基づい
て整流回路３の点孤位相を制御するための定電流位相制
御信号を出力する定電流位相制御回路であり、制御系の
安定性のため、比例積分要素、積分要素又は一次遅れ要
素を持たせている。１３は定電流位相制御回路１２から
出力される定電流位相制御信号に基づいて整流回路３へ
の点弧パルスを発生する点弧パルス発生器である。
て整流回路３の点孤位相を制御するための定電流位相制
御信号を出力する定電流位相制御回路であり、制御系の
安定性のため、比例積分要素、積分要素又は一次遅れ要
素を持たせている。１３は定電流位相制御回路１２から
出力される定電流位相制御信号に基づいて整流回路３へ
の点弧パルスを発生する点弧パルス発生器である。
【０００６】次に、動作について説明する。交流電源１
から供給される交流電力は、その電圧が変圧器２により
所定の値に変換された後、整流回路３を介して直流電力
に変換されて、直流リアクトル４及びアーク炉５を有す
る負荷回路に供給される。
から供給される交流電力は、その電圧が変圧器２により
所定の値に変換された後、整流回路３を介して直流電力
に変換されて、直流リアクトル４及びアーク炉５を有す
る負荷回路に供給される。
【０００７】一方、電流設定信号発生器１０からの負荷
電流設定信号Ｉdrefと、変流器８により検出され電流変
換器９によって所定の信号に変換された電流検出信号Ｉ
d'とが減算器１１で減算されて、その偏差が定電流位相
制御回路１２に供給され、定電流位相制御回路１２は、
減算器１１の出力信号に基づいて整流回路３の点弧位相
を制御するための定電流位相制御信号を点弧パルス発生
器１３に供給する。
電流設定信号Ｉdrefと、変流器８により検出され電流変
換器９によって所定の信号に変換された電流検出信号Ｉ
d'とが減算器１１で減算されて、その偏差が定電流位相
制御回路１２に供給され、定電流位相制御回路１２は、
減算器１１の出力信号に基づいて整流回路３の点弧位相
を制御するための定電流位相制御信号を点弧パルス発生
器１３に供給する。
【０００８】上記点弧パルス発生器１３は、定電流位相
制御回路１２から供給された定電流位相制御信号に基づ
いた所定の点孤位相角で整流回路３へ点弧パルスを出力
することにより整流回路３の動作を制御する。これによ
って、アーク炉５へ供給される負荷電流Ｉd は、電流設
定信号発生器１０からの負荷電流設定信号Ｉdrefに基づ
いて一定となる。
制御回路１２から供給された定電流位相制御信号に基づ
いた所定の点孤位相角で整流回路３へ点弧パルスを出力
することにより整流回路３の動作を制御する。これによ
って、アーク炉５へ供給される負荷電流Ｉd は、電流設
定信号発生器１０からの負荷電流設定信号Ｉdrefに基づ
いて一定となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の直流アーク炉の
電源装置は以上のように構成されているので、アーク短
絡等により負荷インピーダンスが急変した場合、無効電
力が急激に変化するという問題があった。すなわち、負
荷回路の直流アーク炉５に供給される有効電力−無効電
力の特性は、整流回路３に入力される交流入力電圧Ｅs
と負荷電流Ｉd が一定とすると、整流回路３の入力側の
皮相電力√２・Ｅs ・Ｉｄが一定となって、図１３の軌跡
ａに示すような１／４円周上で変化することになる。
電源装置は以上のように構成されているので、アーク短
絡等により負荷インピーダンスが急変した場合、無効電
力が急激に変化するという問題があった。すなわち、負
荷回路の直流アーク炉５に供給される有効電力−無効電
力の特性は、整流回路３に入力される交流入力電圧Ｅs
と負荷電流Ｉd が一定とすると、整流回路３の入力側の
皮相電力√２・Ｅs ・Ｉｄが一定となって、図１３の軌跡
ａに示すような１／４円周上で変化することになる。
【００１０】例えば、ある定常状態において、アーク電
圧として直流電圧ＥA 及び負荷電流として直流電流Ｉd
で運転しているときに、有効電力と無効電力が図１３の
軌跡ａ上の点Ａの値Ｐ１、Ｑ１であるとする。この状態
で運転しているときに、アーク短絡によるアークインピ
ーダンスの低下でアーク電圧が急減してアーク電圧がＥ
B まで急減したときには、図１２に示す構成による定電
流制御では、変圧器２の２次側出力電圧Ｅs が一定であ
れば、図１３に示すように、皮相電力√２・ＥS ・Ｉd
が一定となるので、整流回路３のサイリスタ等の電気弁
の点孤位相角が絞られて、有効電力と無効電力は、図１
３の軌跡ａ上の点Ｂの値Ｐ２、Ｑ２まで移動することに
なり、この結果、無効電力はＱ１からＱ２へ急激に変化
することになる。
圧として直流電圧ＥA 及び負荷電流として直流電流Ｉd
で運転しているときに、有効電力と無効電力が図１３の
軌跡ａ上の点Ａの値Ｐ１、Ｑ１であるとする。この状態
で運転しているときに、アーク短絡によるアークインピ
ーダンスの低下でアーク電圧が急減してアーク電圧がＥ
B まで急減したときには、図１２に示す構成による定電
流制御では、変圧器２の２次側出力電圧Ｅs が一定であ
れば、図１３に示すように、皮相電力√２・ＥS ・Ｉd
が一定となるので、整流回路３のサイリスタ等の電気弁
の点孤位相角が絞られて、有効電力と無効電力は、図１
３の軌跡ａ上の点Ｂの値Ｐ２、Ｑ２まで移動することに
なり、この結果、無効電力はＱ１からＱ２へ急激に変化
することになる。
【００１１】ここで、交流電源１の系統電圧のフリッカ
（ちらつき）について考えると、系統電圧のフリッカ
は、整流回路３の入力側での電流変動によって生じるの
ではなく、無効電流の変動によって大きく生じると考え
られている。このため、定電流制御状態で上述した負荷
インピーダンスの変動が生じると、無効電力Ｑが急変
し、この結果、交流電源１の系統電圧にフリッカを生じ
させて交流電源１に接続される一般需要家の蛍光灯など
の電気機器にフリッカ障害を与えるという問題点があっ
た。
（ちらつき）について考えると、系統電圧のフリッカ
は、整流回路３の入力側での電流変動によって生じるの
ではなく、無効電流の変動によって大きく生じると考え
られている。このため、定電流制御状態で上述した負荷
インピーダンスの変動が生じると、無効電力Ｑが急変
し、この結果、交流電源１の系統電圧にフリッカを生じ
させて交流電源１に接続される一般需要家の蛍光灯など
の電気機器にフリッカ障害を与えるという問題点があっ
た。
【００１２】一般に、直流アーク炉は、交流アーク炉に
比べてフリッカの発生が小さいと言われているが、それ
でも電源系統が弱く、また、アーク炉５の容量が例えば
１００（ｔｏｎ）程度と大きくなると、上記の理由で交
流電源１側の系統電圧にフリッカが生じて同じ交流電源
１の系統に接続されている他の機器に影響を与える。
比べてフリッカの発生が小さいと言われているが、それ
でも電源系統が弱く、また、アーク炉５の容量が例えば
１００（ｔｏｎ）程度と大きくなると、上記の理由で交
流電源１側の系統電圧にフリッカが生じて同じ交流電源
１の系統に接続されている他の機器に影響を与える。
【００１３】また、交流電源１のインピーダンスが大き
い場合には、割合小さな無効電力の変化に対してもフリ
ッカが大きくなるので、この場合には、無効電力を補償
するために交流電源１に無効電力補償装置を接続するこ
とを必要とし、装置の製作に多大な費用がかかると共
に、装置の設置に広範囲なスペースが必要であるという
問題点があった。
い場合には、割合小さな無効電力の変化に対してもフリ
ッカが大きくなるので、この場合には、無効電力を補償
するために交流電源１に無効電力補償装置を接続するこ
とを必要とし、装置の製作に多大な費用がかかると共
に、装置の設置に広範囲なスペースが必要であるという
問題点があった。
【００１４】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、直流アーク炉の負荷インピーダン
スが急変しても、無効電力を一定に制御することによ
り、交流電源系統のフリッカを低減することができると
共に、交流電源のインピーダンスが大きい場合に交流電
源に接続される無効電力補償装置の容量を小さくして安
価で小型に構成されることができる直流アーク炉の電源
装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、直流アーク炉の負荷インピーダン
スが急変しても、無効電力を一定に制御することによ
り、交流電源系統のフリッカを低減することができると
共に、交流電源のインピーダンスが大きい場合に交流電
源に接続される無効電力補償装置の容量を小さくして安
価で小型に構成されることができる直流アーク炉の電源
装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る直流アーク炉の電源装置は、交流電源からの交流電圧
を所定の電圧に変換する変圧器と、上記変圧器からの交
流出力を整流して直流アーク炉の負荷回路に供給する整
流回路とを有する直流電源装置を備えると共に、上記負
荷回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、その電
流検出信号と負荷電流設定信号との差に応じた定電流位
相制御信号を出力する定電流位相制御回路と、上記定電
流位相制御信号に基づいて上記整流回路の点孤位相を制
御するための点弧パルスを出力する点孤パルス発生器と
を有する制御回路とを備えた直流アーク炉の電源装置に
おいて、上記制御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を
検出するアーク電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条
件として、負荷電流設定信号、上記整流回路への交流入
力電圧設定信号、上記アークを除く負荷回路と上記直流
電源装置との総合抵抗設定信号と総合インピーダンス設
定信号、及びアーク電圧設定信号を発生する運転条件設
定信号発生器と、上記アーク電圧検出手段によるアーク
電圧検出信号と上記運転条件設定信号発生器により設定
された運転条件及び上記整流回路の整流素子に流れる電
流が微少な状態での電圧降下信号とに基づいて定無効電
力位相制御信号を演算出力する定無効電力位相制御回路
と、上記定電流位相制御信号と上記定無効電力位相制御
信号とを加算する加算手段とを備えると共に、上記点弧
パルス発生器を、上記加算手段による加算結果に基づい
て上記整流回路への点弧パルスを発生する構成としたこ
とを特徴とするものである。
る直流アーク炉の電源装置は、交流電源からの交流電圧
を所定の電圧に変換する変圧器と、上記変圧器からの交
流出力を整流して直流アーク炉の負荷回路に供給する整
流回路とを有する直流電源装置を備えると共に、上記負
荷回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、その電
流検出信号と負荷電流設定信号との差に応じた定電流位
相制御信号を出力する定電流位相制御回路と、上記定電
流位相制御信号に基づいて上記整流回路の点孤位相を制
御するための点弧パルスを出力する点孤パルス発生器と
を有する制御回路とを備えた直流アーク炉の電源装置に
おいて、上記制御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を
検出するアーク電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条
件として、負荷電流設定信号、上記整流回路への交流入
力電圧設定信号、上記アークを除く負荷回路と上記直流
電源装置との総合抵抗設定信号と総合インピーダンス設
定信号、及びアーク電圧設定信号を発生する運転条件設
定信号発生器と、上記アーク電圧検出手段によるアーク
電圧検出信号と上記運転条件設定信号発生器により設定
された運転条件及び上記整流回路の整流素子に流れる電
流が微少な状態での電圧降下信号とに基づいて定無効電
力位相制御信号を演算出力する定無効電力位相制御回路
と、上記定電流位相制御信号と上記定無効電力位相制御
信号とを加算する加算手段とを備えると共に、上記点弧
パルス発生器を、上記加算手段による加算結果に基づい
て上記整流回路への点弧パルスを発生する構成としたこ
とを特徴とするものである。
【００１６】また、請求項２に係る直流アーク炉の電源
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号
Ｅsref、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置
との総合抵抗設定信号Ｒrefと総合インピーダンス設定
信号Ｚref、及びアーク電圧設定信号を発生する運転条
件設定信号発生器と、上記負荷電流設定信号、上記交流
入力電圧設定信号、上記アーク電圧設定信号、上記総合
抵抗設定信号、及び上記整流回路の整流素子に流れる電
流が微少な状態での電圧降下信号ｅp に基づいた基準無
効電力をＱref 、上記アーク電圧検出手段によるアーク
電圧検出信号Ｅarc として、下記に示す漸化式を満たす
変数Ｅz を求め、
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号
Ｅsref、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置
との総合抵抗設定信号Ｒrefと総合インピーダンス設定
信号Ｚref、及びアーク電圧設定信号を発生する運転条
件設定信号発生器と、上記負荷電流設定信号、上記交流
入力電圧設定信号、上記アーク電圧設定信号、上記総合
抵抗設定信号、及び上記整流回路の整流素子に流れる電
流が微少な状態での電圧降下信号ｅp に基づいた基準無
効電力をＱref 、上記アーク電圧検出手段によるアーク
電圧検出信号Ｅarc として、下記に示す漸化式を満たす
変数Ｅz を求め、
【数４】 その変数、上記アーク電圧検出手段によるアーク電圧検
出信号、上記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な
状態での電圧降下信号、及び上記交流入力電圧設定信号
に基づいて定無効電力位相制御信号を演算出力する定無
効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上記
定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備え
ると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段によ
る加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発
生する構成としたことを特徴とするものである。
出信号、上記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な
状態での電圧降下信号、及び上記交流入力電圧設定信号
に基づいて定無効電力位相制御信号を演算出力する定無
効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上記
定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備え
ると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段によ
る加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発
生する構成としたことを特徴とするものである。
【００１７】また、請求項３に係る直流アーク炉の電源
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合抵抗
設定信号と総合インピーダンス設定信号、及びアーク電
圧設定信号を発生する運転条件設定信号発生器と、上記
負荷電流設定信号、交流入力電圧設定信号、及びアーク
電圧設定信号に基づいて基準無効電力を求め、その基準
無効電力、総合インピーダンス設定信号、交流入力電圧
設定信号、及び上記アーク電圧検出手段によるアーク電
圧検出信号に基づいて定無効電力位相制御信号を演算出
力する定無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御
信号と上記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手
段とを備えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加
算手段による加算結果に基づいて上記整流回路への点弧
パルスを発生する構成としたことを特徴とするものであ
る。
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合抵抗
設定信号と総合インピーダンス設定信号、及びアーク電
圧設定信号を発生する運転条件設定信号発生器と、上記
負荷電流設定信号、交流入力電圧設定信号、及びアーク
電圧設定信号に基づいて基準無効電力を求め、その基準
無効電力、総合インピーダンス設定信号、交流入力電圧
設定信号、及び上記アーク電圧検出手段によるアーク電
圧検出信号に基づいて定無効電力位相制御信号を演算出
力する定無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御
信号と上記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手
段とを備えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加
算手段による加算結果に基づいて上記整流回路への点弧
パルスを発生する構成としたことを特徴とするものであ
る。
【００１８】また、請求項４に係る直流アーク炉の電源
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合抵抗
設定信号と総合インピーダンス設定信号、及びアーク電
圧設定信号を発生する運転条件設定信号発生器と、定無
効電力位相制御信号ｃｏｓαを、負荷電流設定信号Ｉ
dref及びアーク電圧設定信号Ｅarcrefを中心としてテー
ラ展開の１次近似を行い線形化した下式に従い、
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合抵抗
設定信号と総合インピーダンス設定信号、及びアーク電
圧設定信号を発生する運転条件設定信号発生器と、定無
効電力位相制御信号ｃｏｓαを、負荷電流設定信号Ｉ
dref及びアーク電圧設定信号Ｅarcrefを中心としてテー
ラ展開の１次近似を行い線形化した下式に従い、
【数５】 上記負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設定信号Ｅ
sref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合抵抗設定信号
Ｒref、総合インピーダンス設定信号Ｚref、上記整流回
路の整流素子に流れる電流が微少な状態での電圧降下信
号ｅp 、上記アーク電圧検出器によるアーク電圧検出信
号Ｅarc 及び負荷電流検出信号Ｉd に基づいて演算出力
する定無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信
号と上記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段
とを備えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算
手段による加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パ
ルスを発生する構成としたことを特徴とするものであ
る。
sref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合抵抗設定信号
Ｒref、総合インピーダンス設定信号Ｚref、上記整流回
路の整流素子に流れる電流が微少な状態での電圧降下信
号ｅp 、上記アーク電圧検出器によるアーク電圧検出信
号Ｅarc 及び負荷電流検出信号Ｉd に基づいて演算出力
する定無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信
号と上記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段
とを備えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算
手段による加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パ
ルスを発生する構成としたことを特徴とするものであ
る。
【００１９】また、請求項５に係る直流アーク炉の電源
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合イン
ピーダンス設定信号、及びアーク電圧設定信号を発生す
る運転条件設定信号発生器と、定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを、負荷電流設定信号Ｉdref及びアーク電圧設
定信号Ｅarcrefを中心としてテーラ展開の１次近似を行
い線形化した下式に従い、
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合イン
ピーダンス設定信号、及びアーク電圧設定信号を発生す
る運転条件設定信号発生器と、定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを、負荷電流設定信号Ｉdref及びアーク電圧設
定信号Ｅarcrefを中心としてテーラ展開の１次近似を行
い線形化した下式に従い、
【数６】 上記負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設定信号Ｅ
sref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合インピーダン
ス設定信号Ｚref 、及び上記アーク電圧検出器によるア
ーク電圧検出信号Ｅarcに基づいて演算出力する定無効
電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上記定
無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備える
と共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段による
加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生
する構成としたことを特徴とするものである。
sref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合インピーダン
ス設定信号Ｚref 、及び上記アーク電圧検出器によるア
ーク電圧検出信号Ｅarcに基づいて演算出力する定無効
電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上記定
無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備える
と共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段による
加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生
する構成としたことを特徴とするものである。
【００２０】また、請求項６に係る直流アーク炉の電源
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合イン
ピーダンス、及びアーク電圧設定信号を発生する運転条
件設定信号発生器と、この運転条件設定信号発生器から
の設定信号に基づいた運転パターン毎の増幅率を選択
し、その選択された増幅率により上記アーク電圧検出手
段によるアーク電圧検出信号を増幅して定無効電力位相
制御信号を演算出力する定無効電力位相制御回路と、上
記定電流位相制御信号と上記定無効電力位相制御信号と
を加算する加算手段とを備えると共に、上記点弧パルス
発生器を、上記加算手段による加算結果に基づいて上記
整流回路への点弧パルスを発生する構成としたことを特
徴とするものである。
装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換す
る変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直流
アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直流
電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流を
検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電流
設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力する
定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基づ
いて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パル
スを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路とを
備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回路
に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧検
出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流設
定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上記
アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合イン
ピーダンス、及びアーク電圧設定信号を発生する運転条
件設定信号発生器と、この運転条件設定信号発生器から
の設定信号に基づいた運転パターン毎の増幅率を選択
し、その選択された増幅率により上記アーク電圧検出手
段によるアーク電圧検出信号を増幅して定無効電力位相
制御信号を演算出力する定無効電力位相制御回路と、上
記定電流位相制御信号と上記定無効電力位相制御信号と
を加算する加算手段とを備えると共に、上記点弧パルス
発生器を、上記加算手段による加算結果に基づいて上記
整流回路への点弧パルスを発生する構成としたことを特
徴とするものである。
【００２１】さらに、請求項７に係る直流アーク炉の電
源装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換
する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直
流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直
流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流
を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電
流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力す
る定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基
づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パ
ルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路と
を備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回
路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧
検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流
設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上
記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合イ
ンピーダンス設定信号、及びアーク電圧設定信号を発生
する運転条件設定信号発生器と、この運転条件設定信号
発生器からの設定信号に基づいた固定増幅率により上記
アーク電圧検出手段により検出されるアーク電圧検出信
号を増幅して定無効電力位相制御信号を演算出力する定
無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上
記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備
えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段に
よる加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを
発生する構成としたことを特徴とするものである。
源装置は、交流電源からの交流電圧を所定の電圧に変換
する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流して直
流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有する直
流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる電流
を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負荷電
流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出力す
る定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号に基
づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点弧パ
ルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回路と
を備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制御回
路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク電圧
検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷電流
設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号、上
記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との総合イ
ンピーダンス設定信号、及びアーク電圧設定信号を発生
する運転条件設定信号発生器と、この運転条件設定信号
発生器からの設定信号に基づいた固定増幅率により上記
アーク電圧検出手段により検出されるアーク電圧検出信
号を増幅して定無効電力位相制御信号を演算出力する定
無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上
記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備
えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段に
よる加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを
発生する構成としたことを特徴とするものである。
【００２２】
【作用】この発明の請求項１に係る直流アーク炉の電源
装置においては、定無効電力位相制御回路により、アー
ク電圧検出手段によるアーク電圧検出信号と運転条件設
定信号発生器により設定された運転条件及び整流回路の
整流素子に流れる電流が微少な状態での電圧降下信号と
に基づいて定無効電力位相制御信号が演算出力され、加
算手段により、定電流位相制御信号と上記定無効電力位
相制御信号とが加算されて、その加算結果が点弧パルス
発生器に与えられ、点孤パルス発生器により、上記加算
結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生する
ことにより、定電流位相制御と定無効電力位相制御がな
される。
装置においては、定無効電力位相制御回路により、アー
ク電圧検出手段によるアーク電圧検出信号と運転条件設
定信号発生器により設定された運転条件及び整流回路の
整流素子に流れる電流が微少な状態での電圧降下信号と
に基づいて定無効電力位相制御信号が演算出力され、加
算手段により、定電流位相制御信号と上記定無効電力位
相制御信号とが加算されて、その加算結果が点弧パルス
発生器に与えられ、点孤パルス発生器により、上記加算
結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生する
ことにより、定電流位相制御と定無効電力位相制御がな
される。
【００２３】また、請求項２に係る直流アーク炉の電源
装置においては、定無効電力位相制御回路により、アー
ク電圧検出手段によるアーク電圧検出信号Ｅarc と、運
転条件設定信号発生器による負荷電流設定信号、交流入
力電圧設定信号、アーク電圧設定信号、及び総合抵抗設
定信号と、整流回路の整流素子に流れる電流が微少な状
態での電圧降下信号ｅp に基づいた基準無効電力Ｑref
が求められると共に、下記に示す漸化式を満たす変数Ｅ
z が求められ、
装置においては、定無効電力位相制御回路により、アー
ク電圧検出手段によるアーク電圧検出信号Ｅarc と、運
転条件設定信号発生器による負荷電流設定信号、交流入
力電圧設定信号、アーク電圧設定信号、及び総合抵抗設
定信号と、整流回路の整流素子に流れる電流が微少な状
態での電圧降下信号ｅp に基づいた基準無効電力Ｑref
が求められると共に、下記に示す漸化式を満たす変数Ｅ
z が求められ、
【数７】 その変数、上記アーク電圧検出手段によるアーク電圧検
出信号、上記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な
状態での電圧降下信号、及び上記交流入力電圧設定信号
に基づいて定無効電力位相制御信号が演算出力され、加
算手段により、定電流位相制御信号と上記定無効電力位
相制御信号とが加算されて、その加算結果が点弧パルス
発生器に与えられ、点孤パルス発生器により、上記加算
結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生する
ことにより、定電流位相制御と定無効電力位相制御がな
される。
出信号、上記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な
状態での電圧降下信号、及び上記交流入力電圧設定信号
に基づいて定無効電力位相制御信号が演算出力され、加
算手段により、定電流位相制御信号と上記定無効電力位
相制御信号とが加算されて、その加算結果が点弧パルス
発生器に与えられ、点孤パルス発生器により、上記加算
結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生する
ことにより、定電流位相制御と定無効電力位相制御がな
される。
【００２４】また、請求項３に係る直流アーク炉の電源
装置においては、定無効電力位相制御回路により、アー
ク電圧検出手段によるアーク電圧検出信号と、運転条件
設定信号発生器からの負荷電流設定信号、交流入力電圧
設定信号、及びアーク電圧設定信号に基づいて基準無効
電力が求められると共に、その基準無効電力、総合イン
ピーダンス設定信号、交流入力電圧設定信号及びアーク
電圧検出信号に基づいて定無効電力位相制御信号が演算
出力され、加算手段により、定電流位相制御信号と上記
定無効電力位相制御信号とが加算されて、その加算結果
が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パルス発生器によ
り、上記加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パル
スを発生することにより、定電流位相制御と定無効電力
位相制御がなされる。
装置においては、定無効電力位相制御回路により、アー
ク電圧検出手段によるアーク電圧検出信号と、運転条件
設定信号発生器からの負荷電流設定信号、交流入力電圧
設定信号、及びアーク電圧設定信号に基づいて基準無効
電力が求められると共に、その基準無効電力、総合イン
ピーダンス設定信号、交流入力電圧設定信号及びアーク
電圧検出信号に基づいて定無効電力位相制御信号が演算
出力され、加算手段により、定電流位相制御信号と上記
定無効電力位相制御信号とが加算されて、その加算結果
が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パルス発生器によ
り、上記加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パル
スを発生することにより、定電流位相制御と定無効電力
位相制御がなされる。
【００２５】また、請求項４に係る直流アーク炉の電源
装置においては、定無効電力位相制御回路により、運転
条件設定信号発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref及び
アーク電圧設定信号Ｅarcrefを中心としてテーラ展開の
１次近似を行い線形化した下式に従い、
装置においては、定無効電力位相制御回路により、運転
条件設定信号発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref及び
アーク電圧設定信号Ｅarcrefを中心としてテーラ展開の
１次近似を行い線形化した下式に従い、
【数８】 定無効電力位相制御信号ｃｏｓαが、運転条件設定信号
発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設
定信号Ｅsref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合抵抗
設定信号Ｒref、総合インピーダンス設定信号Ｚref、上
記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な状態での電
圧降下信号ｅp 、アーク電圧検出器によるアーク電圧検
出信号Ｅarc 及び負荷電流検出信号Ｉd に基づいて演算
出力され、加算手段により、定電流位相制御信号と上記
定無効電力位相制御信号とが加算されて、その加算結果
が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パルス発生器によ
り、上記加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パル
スを発生することにより、定電流位相制御と定無効電力
位相制御がなされる。
発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設
定信号Ｅsref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合抵抗
設定信号Ｒref、総合インピーダンス設定信号Ｚref、上
記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な状態での電
圧降下信号ｅp 、アーク電圧検出器によるアーク電圧検
出信号Ｅarc 及び負荷電流検出信号Ｉd に基づいて演算
出力され、加算手段により、定電流位相制御信号と上記
定無効電力位相制御信号とが加算されて、その加算結果
が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パルス発生器によ
り、上記加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パル
スを発生することにより、定電流位相制御と定無効電力
位相制御がなされる。
【００２６】また、請求項５に係る直流アーク炉の電源
装置においては、定無効電力位相制御回路により、運転
条件設定信号発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref及び
アーク電圧設定信号Ｅarcrefを中心としてテーラ展開の
１次近似を行い線形化した下式に従い、
装置においては、定無効電力位相制御回路により、運転
条件設定信号発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref及び
アーク電圧設定信号Ｅarcrefを中心としてテーラ展開の
１次近似を行い線形化した下式に従い、
【数９】 定無効電力位相制御信号ｃｏｓαが、運転条件設定信号
発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設
定信号Ｅsref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合イン
ピーダンス設定信号Ｚref 、及びアーク電圧検出器によ
るアーク電圧検出信号Ｅarcに基づいて演算出力され、
加算手段により、定電流位相制御信号と上記定無効電力
位相制御信号とが加算されて、その加算結果が点弧パル
ス発生器に与えられ、点孤パルス発生器により、上記加
算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生す
ることにより、定電流位相制御と定無効電力位相制御が
なされる。
発生器からの負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設
定信号Ｅsref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合イン
ピーダンス設定信号Ｚref 、及びアーク電圧検出器によ
るアーク電圧検出信号Ｅarcに基づいて演算出力され、
加算手段により、定電流位相制御信号と上記定無効電力
位相制御信号とが加算されて、その加算結果が点弧パル
ス発生器に与えられ、点孤パルス発生器により、上記加
算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生す
ることにより、定電流位相制御と定無効電力位相制御が
なされる。
【００２７】また、請求項６に係る直流アーク炉の電源
装置においては、定無効電力位相制御回路により、運転
条件設定信号発生器からの設定信号に基づいた運転パタ
ーン毎の増幅率によってアーク電圧検出手段によるアー
ク電圧検出信号を増幅することにより定無効電力位相制
御信号が演算出力され、加算手段により、定電流位相制
御信号と上記定無効電力位相制御信号とが加算されて、
その加算結果が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パル
ス発生器により、上記加算結果に基づいて上記整流回路
への点弧パルスを発生することにより、定電流位相制御
と定無効電力位相制御がなされる。
装置においては、定無効電力位相制御回路により、運転
条件設定信号発生器からの設定信号に基づいた運転パタ
ーン毎の増幅率によってアーク電圧検出手段によるアー
ク電圧検出信号を増幅することにより定無効電力位相制
御信号が演算出力され、加算手段により、定電流位相制
御信号と上記定無効電力位相制御信号とが加算されて、
その加算結果が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パル
ス発生器により、上記加算結果に基づいて上記整流回路
への点弧パルスを発生することにより、定電流位相制御
と定無効電力位相制御がなされる。
【００２８】さらに、請求項７に係る直流アーク炉の電
源装置においては、定無効電力位相制御回路により、運
転条件設定信号発生器からの設定信号に基づいた固定増
幅率によってアーク電圧検出手段により検出されるアー
ク電圧検出信号を増幅することにより定無効電力位相制
御信号が演算出力され、加算手段により、定電流位相制
御信号と上記定無効電力位相制御信号とが加算されて、
その加算結果が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パル
ス発生器により、上記加算結果に基づいて上記整流回路
への点弧パルスを発生することにより、定電流位相制御
と定無効電力位相制御がなされる。
源装置においては、定無効電力位相制御回路により、運
転条件設定信号発生器からの設定信号に基づいた固定増
幅率によってアーク電圧検出手段により検出されるアー
ク電圧検出信号を増幅することにより定無効電力位相制
御信号が演算出力され、加算手段により、定電流位相制
御信号と上記定無効電力位相制御信号とが加算されて、
その加算結果が点弧パルス発生器に与えられ、点孤パル
ス発生器により、上記加算結果に基づいて上記整流回路
への点弧パルスを発生することにより、定電流位相制御
と定無効電力位相制御がなされる。
【００２９】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図に基づいて説
明する。図１はこの発明の実施例１に係る直流アーク炉
の電源装置を示す全体構成図である。図１において、図
１２と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
を省略する。１０Ａはコンピュータや可変抵抗器等によ
る運転条件設定信号発生器であり、負荷回路の運転条件
として、負荷電流設定信号Ｉdref、アーク電圧設定信号
Ｅarcref、整流回路３の交流入力電圧設定信号Ｅsref、
アーク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗
設定信号Ｒref 及び総合インピーダンス設定信号Ｚref
を設定し出力する。
明する。図１はこの発明の実施例１に係る直流アーク炉
の電源装置を示す全体構成図である。図１において、図
１２と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
を省略する。１０Ａはコンピュータや可変抵抗器等によ
る運転条件設定信号発生器であり、負荷回路の運転条件
として、負荷電流設定信号Ｉdref、アーク電圧設定信号
Ｅarcref、整流回路３の交流入力電圧設定信号Ｅsref、
アーク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗
設定信号Ｒref 及び総合インピーダンス設定信号Ｚref
を設定し出力する。
【００３０】１４はアーク電圧を検出するアーク電圧検
出器、１５はアーク電圧検出器１４により検出されたア
ーク電圧を所定の信号レベルに変換して出力するアーク
電圧変換器、１６は定無効電力位相制御回路であり、他
の運転条件として整流回路３の整流素子の電流が微少な
状態での電圧降下設定信号（整流方式と整流素子の特性
による固定値）ｅprefを予め記憶してなり、アーク電圧
変換器１５により出力されるアーク電圧検出信号Ｅarc
に応答し、該アーク電圧検出信号Ｅarc と上記運転条件
設定信号発生器１０Ａからの各種運転条件に基づいて、
基準無効電力Ｑref を求めると共に実際の無効電力Ｑを
求め、アーク電圧検出信号Ｅarc に応じて実際の無効電
力Ｑと基準無効電力Ｑref とが等しくなるように、負荷
電流Ｉdを制御することにより無効電力を一定に制御す
べく、整流回路３に対する定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαを出力する。
出器、１５はアーク電圧検出器１４により検出されたア
ーク電圧を所定の信号レベルに変換して出力するアーク
電圧変換器、１６は定無効電力位相制御回路であり、他
の運転条件として整流回路３の整流素子の電流が微少な
状態での電圧降下設定信号（整流方式と整流素子の特性
による固定値）ｅprefを予め記憶してなり、アーク電圧
変換器１５により出力されるアーク電圧検出信号Ｅarc
に応答し、該アーク電圧検出信号Ｅarc と上記運転条件
設定信号発生器１０Ａからの各種運転条件に基づいて、
基準無効電力Ｑref を求めると共に実際の無効電力Ｑを
求め、アーク電圧検出信号Ｅarc に応じて実際の無効電
力Ｑと基準無効電力Ｑref とが等しくなるように、負荷
電流Ｉdを制御することにより無効電力を一定に制御す
べく、整流回路３に対する定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαを出力する。
【００３１】１７は定電流位相制御回路１２からの定電
流位相制御信号と定無効電力位相制御回路１６からの定
無効電力位相制御信号とを加算した加算値を点孤パルス
発生器１３に出力する加算器であり、点孤パルス発生器
１３は、その加算結果に基づいて整流回路３への点孤パ
ルスを発生するようになされ、これにより、定電流制御
と定無効電力制御がなされるようになっている。ここ
で、上記点孤パルス発生器１３には、加算器１７による
定電流位相制御回路１２からの定電流位相制御信号（例
えばｃｏｓα12）と定無効電力位相制御回路１６からの
定無効電力位相制御信号（例えばｃｏｓα16）とを加算
した余弦値でなる信号（例えばｃｏｓα17）が与えら
れ、定電流制御と定無効電力制御とを組み合わせるよう
になっていて、点孤パルス発生器１３は、加算した余弦
値でなる信号ｃｏｓα17に基づいた点孤位相角α17で整
流器３への点孤パルスを出力することになるが、これ
は、定無効電力制御のみでは、負荷の状況によっては所
要エネルギーを投入できない可能性があり、これを補正
するためのもので、上記定電流制御は積分要素又は一時
遅れ要素をもったフィードバック制御を行っており、設
定値の演算に基づく定無効電力制御に比較して、非常に
ゆっくりとした制御で、負荷電流Ｉdを負荷電流設定信
号Ｉdrefに合わせるように制御し、従って、初期の段階
では、電流変換器９の出力Ｉd'が運転条件設定信号発生
器１０Ａからの負荷電流設定信号Ｉdrefよりも大きくな
り、定電流位相制御回路１２の出力がマイナスとなって
電流を抑制し、負荷電流設定信号の値となるように制御
することになる。また、上記点孤パルス発生器１３への
入力ｃｏｓα17が１より大きくなった場合、例えば、ア
ーク炉５でのアーク長が急激に長くなり、負荷電流Ｉd
が負荷電流設定信号Ｉdrefの値よりも下回った場合に、
加算器１７から点孤パルス発生器１３への入力信号ｃｏ
ｓα17が１よりも大きくなる可能性があるが、ｃｏｓα
17が１の場合が整流器３の最大出力に対応し、上記点孤
パルス発生器１３には、リミッタが内蔵されていて、余
弦値が１以上となった場合でも、余弦値が１の場合より
も大きな出力を得ることはできなく、その場合、整流器
３への点孤位相角α17を、α17＝０として点孤パルスを
発生することになる。通常は、点孤パルス発生器１３内
の信号に高調波が重畳した場合の誤点孤防止のために、
余弦値ｃｏｓα17がある値以上となった場合に、点孤位
相角α17がリミッタ値以下にならないように点孤位相角
α17を得ている。
流位相制御信号と定無効電力位相制御回路１６からの定
無効電力位相制御信号とを加算した加算値を点孤パルス
発生器１３に出力する加算器であり、点孤パルス発生器
１３は、その加算結果に基づいて整流回路３への点孤パ
ルスを発生するようになされ、これにより、定電流制御
と定無効電力制御がなされるようになっている。ここ
で、上記点孤パルス発生器１３には、加算器１７による
定電流位相制御回路１２からの定電流位相制御信号（例
えばｃｏｓα12）と定無効電力位相制御回路１６からの
定無効電力位相制御信号（例えばｃｏｓα16）とを加算
した余弦値でなる信号（例えばｃｏｓα17）が与えら
れ、定電流制御と定無効電力制御とを組み合わせるよう
になっていて、点孤パルス発生器１３は、加算した余弦
値でなる信号ｃｏｓα17に基づいた点孤位相角α17で整
流器３への点孤パルスを出力することになるが、これ
は、定無効電力制御のみでは、負荷の状況によっては所
要エネルギーを投入できない可能性があり、これを補正
するためのもので、上記定電流制御は積分要素又は一時
遅れ要素をもったフィードバック制御を行っており、設
定値の演算に基づく定無効電力制御に比較して、非常に
ゆっくりとした制御で、負荷電流Ｉdを負荷電流設定信
号Ｉdrefに合わせるように制御し、従って、初期の段階
では、電流変換器９の出力Ｉd'が運転条件設定信号発生
器１０Ａからの負荷電流設定信号Ｉdrefよりも大きくな
り、定電流位相制御回路１２の出力がマイナスとなって
電流を抑制し、負荷電流設定信号の値となるように制御
することになる。また、上記点孤パルス発生器１３への
入力ｃｏｓα17が１より大きくなった場合、例えば、ア
ーク炉５でのアーク長が急激に長くなり、負荷電流Ｉd
が負荷電流設定信号Ｉdrefの値よりも下回った場合に、
加算器１７から点孤パルス発生器１３への入力信号ｃｏ
ｓα17が１よりも大きくなる可能性があるが、ｃｏｓα
17が１の場合が整流器３の最大出力に対応し、上記点孤
パルス発生器１３には、リミッタが内蔵されていて、余
弦値が１以上となった場合でも、余弦値が１の場合より
も大きな出力を得ることはできなく、その場合、整流器
３への点孤位相角α17を、α17＝０として点孤パルスを
発生することになる。通常は、点孤パルス発生器１３内
の信号に高調波が重畳した場合の誤点孤防止のために、
余弦値ｃｏｓα17がある値以上となった場合に、点孤位
相角α17がリミッタ値以下にならないように点孤位相角
α17を得ている。
【００３２】なお、整流回路３への交流入力電圧Ｅs は
変圧器２の変圧比によって決まるため、設定された変圧
比下において変圧器２のインピーダンスは一定である。
また、上記総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺにはア
ーク５ａのインピーダンスが含まれないので、アーク炉
５でのスクラップ等の溶解推移に伴ってアークインピー
ダンスが変動しても、交流入力電圧Ｅs と総合抵抗Ｒ及
び総合インピーダンスＺとは一定な値である。
変圧器２の変圧比によって決まるため、設定された変圧
比下において変圧器２のインピーダンスは一定である。
また、上記総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺにはア
ーク５ａのインピーダンスが含まれないので、アーク炉
５でのスクラップ等の溶解推移に伴ってアークインピー
ダンスが変動しても、交流入力電圧Ｅs と総合抵抗Ｒ及
び総合インピーダンスＺとは一定な値である。
【００３３】このため、運転条件設定信号発生器１０Ａ
から出力される交流入力電圧設定信号Ｅsrefと総合抵抗
設定信号Ｒref及び総合インピーダンス設定信号Ｚrefと
は、それぞれ設定された変圧比に基づく交流入力電圧Ｅ
s と総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺの値であり、
変圧器２の変圧比の設定が変わると、変圧器２のインピ
ーダンスが変わるため、整流回路３への交流入力電圧Ｅ
s が変わると共に、アーク５ａを除く負荷回路と直流電
源装置との総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺが変わ
る。
から出力される交流入力電圧設定信号Ｅsrefと総合抵抗
設定信号Ｒref及び総合インピーダンス設定信号Ｚrefと
は、それぞれ設定された変圧比に基づく交流入力電圧Ｅ
s と総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺの値であり、
変圧器２の変圧比の設定が変わると、変圧器２のインピ
ーダンスが変わるため、整流回路３への交流入力電圧Ｅ
s が変わると共に、アーク５ａを除く負荷回路と直流電
源装置との総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺが変わ
る。
【００３４】よって、変圧器２が１つの変圧比しか持た
ない場合には、運転条件設定信号発生器１０Ａから出力
される上記交流入力電圧設定信号Ｅsrefと総合抵抗設定
信号Ｒref 及び総合インピーダンス設定信号Ｚref は、
その１つの変圧比に応じた交流電圧Ｅs と総合抵抗Ｒ及
び総合インピーダンスＺの値に固定して運転条件設定信
号発生器１０Ａから出力する。
ない場合には、運転条件設定信号発生器１０Ａから出力
される上記交流入力電圧設定信号Ｅsrefと総合抵抗設定
信号Ｒref 及び総合インピーダンス設定信号Ｚref は、
その１つの変圧比に応じた交流電圧Ｅs と総合抵抗Ｒ及
び総合インピーダンスＺの値に固定して運転条件設定信
号発生器１０Ａから出力する。
【００３５】他方、変圧器２がタップ付変圧器のような
変圧比を可変できる場合には、設定されている変圧比が
外部から運転条件設定信号発生器１０Ａに入力されるこ
とにより、上記交流入力電圧設定信号Ｅsrefと総合抵抗
設定信号Ｒref 及び総合インピーダンス設定信号Ｚref
は、設定された変圧比に応じた上記交流入力電圧ＥSと
総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺの値で運転条件設
定信号発生器１０Ａから出力される。
変圧比を可変できる場合には、設定されている変圧比が
外部から運転条件設定信号発生器１０Ａに入力されるこ
とにより、上記交流入力電圧設定信号Ｅsrefと総合抵抗
設定信号Ｒref 及び総合インピーダンス設定信号Ｚref
は、設定された変圧比に応じた上記交流入力電圧ＥSと
総合抵抗Ｒ及び総合インピーダンスＺの値で運転条件設
定信号発生器１０Ａから出力される。
【００３６】また、整流回路３の整流素子の電流が微少
な状態での電圧降下ｅp は、整流方式と整流素子とによ
って決まる整流回路３の固有値であるので、変圧器２の
変圧比とアークインピーダンスの変動に関係なく一定の
値であるので、定無効電力位相制御回路１６に記憶され
る電圧降下設定信号ｅprefは固定値ｅpをもつ。即ち、
Ｅsref＝Ｅs、Ｒref＝Ｒ、Ｚref＝Ｚ、ｅpref＝ｅp で
ある。また、運転条件設定信号発生器１０Ａから出力さ
れるアーク電圧設定信号Ｅar crefは、負荷電流設定信号
Ｉdrefと同じく運転パターン毎に異なり、各々の運転パ
ターンにおいて一定である。
な状態での電圧降下ｅp は、整流方式と整流素子とによ
って決まる整流回路３の固有値であるので、変圧器２の
変圧比とアークインピーダンスの変動に関係なく一定の
値であるので、定無効電力位相制御回路１６に記憶され
る電圧降下設定信号ｅprefは固定値ｅpをもつ。即ち、
Ｅsref＝Ｅs、Ｒref＝Ｒ、Ｚref＝Ｚ、ｅpref＝ｅp で
ある。また、運転条件設定信号発生器１０Ａから出力さ
れるアーク電圧設定信号Ｅar crefは、負荷電流設定信号
Ｉdrefと同じく運転パターン毎に異なり、各々の運転パ
ターンにおいて一定である。
【００３７】次に、図１に示す実施例１の構成に係る動
作について説明する。まず、この実施例１による定無効
電力制御の概念を説明する。負荷回路に供給される皮相
電力Ｐ1 は、整流回路３への交流入力電圧Ｅs と、負荷
電流としての直流電流Ｉd とを用いて下記の (1)式のよ
うに表される。 Ｐ1 ＝√２・Ｅs・Ｉｄ (1) また、有効電力Ｐd は、アーク電圧検出信号Ｅarc 、定
格出力時の整流回路３の電圧降下ｅa 、変圧器２の抵抗
分電圧降下ｅrt、アーク５ａを除く負荷回路での電圧降
下ｅbus 、定格出力電流Ｉdr、整流素子の電流が微少な
状態での電圧降下ｅp を用いて下記の (2)式のように表
わせる。 Ｐd＝｛Ｅarc＋ｅp＋（ｅa＋ｅrt＋ｅbus−ｅp）・Ｉd／Ｉdr｝・Ｉd (2)
作について説明する。まず、この実施例１による定無効
電力制御の概念を説明する。負荷回路に供給される皮相
電力Ｐ1 は、整流回路３への交流入力電圧Ｅs と、負荷
電流としての直流電流Ｉd とを用いて下記の (1)式のよ
うに表される。 Ｐ1 ＝√２・Ｅs・Ｉｄ (1) また、有効電力Ｐd は、アーク電圧検出信号Ｅarc 、定
格出力時の整流回路３の電圧降下ｅa 、変圧器２の抵抗
分電圧降下ｅrt、アーク５ａを除く負荷回路での電圧降
下ｅbus 、定格出力電流Ｉdr、整流素子の電流が微少な
状態での電圧降下ｅp を用いて下記の (2)式のように表
わせる。 Ｐd＝｛Ｅarc＋ｅp＋（ｅa＋ｅrt＋ｅbus−ｅp）・Ｉd／Ｉdr｝・Ｉd (2)
【００３８】また、アーク５ａを除いた負荷回路と直流
電源装置との総合抵抗Ｒは、下記の(3) 式のように表わ
せる。 Ｒ＝（ｅa＋ｅrt＋ｅbus−ｅp）／Ｉdr (3) 従って、(2)式及び(3)式より、有効電力Ｐd は、下記の
(4)式のようになる。 ｐd ＝（Ｅarc＋ｅp ＋Ｒ・Ｉdr）・Ｉd (4)
電源装置との総合抵抗Ｒは、下記の(3) 式のように表わ
せる。 Ｒ＝（ｅa＋ｅrt＋ｅbus−ｅp）／Ｉdr (3) 従って、(2)式及び(3)式より、有効電力Ｐd は、下記の
(4)式のようになる。 ｐd ＝（Ｅarc＋ｅp ＋Ｒ・Ｉdr）・Ｉd (4)
【００３９】また、無効電力Ｑ＝√（Ｐ1 2−Ｐd 2）を、
(1)式及び(4)式を用いて表わすと、下記の(5)式のよう
になる。 Ｑ＝√（Ｐ1 2−Ｐd 2）＝Ｉd√｛２Ｅs 2−（Ｅarc＋ｅp＋Ｒ・Ｉd）2｝ (5) ここで、運転条件設定信号発生器１０Ａからの負荷の運
転条件に基づいて定無効電力位相制御回路１６において
演算される基準無効電力Ｑref は、運転条件として、負
荷電流設定信号Ｉdref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、
整流回路３への交流入力電圧設定信号Ｅsref、 (3)式に
対応するアーク５ａを除く全体の総合抵抗設定信号Ｒ
ref｛Ｒref＝（ｅaref＋ｅrtref＋ｅbusref−ｅpref）
／Ｉdrref｝とに基づいて、上記 (5)式に従って下記(1
0)式で表され、設定する運転条件で一定である。 Ｑref＝Ｉdref√｛２Ｅsref 2−（Ｅarcref＋ｅpref＋Ｒref・Ｉdref）2｝ (6)
(1)式及び(4)式を用いて表わすと、下記の(5)式のよう
になる。 Ｑ＝√（Ｐ1 2−Ｐd 2）＝Ｉd√｛２Ｅs 2−（Ｅarc＋ｅp＋Ｒ・Ｉd）2｝ (5) ここで、運転条件設定信号発生器１０Ａからの負荷の運
転条件に基づいて定無効電力位相制御回路１６において
演算される基準無効電力Ｑref は、運転条件として、負
荷電流設定信号Ｉdref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、
整流回路３への交流入力電圧設定信号Ｅsref、 (3)式に
対応するアーク５ａを除く全体の総合抵抗設定信号Ｒ
ref｛Ｒref＝（ｅaref＋ｅrtref＋ｅbusref−ｅpref）
／Ｉdrref｝とに基づいて、上記 (5)式に従って下記(1
0)式で表され、設定する運転条件で一定である。 Ｑref＝Ｉdref√｛２Ｅsref 2−（Ｅarcref＋ｅpref＋Ｒref・Ｉdref）2｝ (6)
【００４０】一方、実際の無効電力Ｑは、 (5)式に示さ
れるように、負荷電流Ｉd と、整流回路３への交流入力
電圧Ｅs と、アーク電圧Ｅarc と、整流素子の電流が微
少な状態での整流回路３の電圧降下ｅp と、アーク５ａ
を除く全体の総合抵抗Ｒとの関数であるが、ここで、上
記整流回路３への交流入力電圧Ｅs は設定運転条件で一
定値であり、整流素子の電流が微少な状態での整流回路
３の電圧降下ｅp 及びアーク５ａを除く全体の総合抵抗
Ｒについても設定運転条件では一定である。
れるように、負荷電流Ｉd と、整流回路３への交流入力
電圧Ｅs と、アーク電圧Ｅarc と、整流素子の電流が微
少な状態での整流回路３の電圧降下ｅp と、アーク５ａ
を除く全体の総合抵抗Ｒとの関数であるが、ここで、上
記整流回路３への交流入力電圧Ｅs は設定運転条件で一
定値であり、整流素子の電流が微少な状態での整流回路
３の電圧降下ｅp 及びアーク５ａを除く全体の総合抵抗
Ｒについても設定運転条件では一定である。
【００４１】従って、実際の無効電力Ｑは、アークイン
ピーダンスの変動によるアーク電圧Ｅarc の変動と負荷
電流Ｉd の変動により変化することになるので、アーク
インピーダンスの変動によるアーク電圧Ｅarc の変動に
応じて負荷電流Ｉd を制御すれば、無効電力Ｑを一定と
することができることになる。すなわち、アークインピ
ーダンスの変動によりアーク電圧検出信号Ｅarc が変化
した場合、(5)式に示す実際の無効電力Ｑと(6)式に示す
基準無効電力Ｑref とが等しくなるように、負荷電流Ｉ
d を制御すれば良い。
ピーダンスの変動によるアーク電圧Ｅarc の変動と負荷
電流Ｉd の変動により変化することになるので、アーク
インピーダンスの変動によるアーク電圧Ｅarc の変動に
応じて負荷電流Ｉd を制御すれば、無効電力Ｑを一定と
することができることになる。すなわち、アークインピ
ーダンスの変動によりアーク電圧検出信号Ｅarc が変化
した場合、(5)式に示す実際の無効電力Ｑと(6)式に示す
基準無効電力Ｑref とが等しくなるように、負荷電流Ｉ
d を制御すれば良い。
【００４２】なお、(5)式と(6)式は、実際の電圧、電
流、抵抗等を制御系で比較演算できるように、ある信号
レベルに変換したものとなるが、ここでは、説明の都合
上、同一の値を示すものとする。また、ここで、上記負
荷電流Ｉd の制御は、アーク短絡等による急峻なアーク
電圧の変動に対して素早く対応する必要があり、実際の
負荷電流の制御を、整流回路３の点孤位相角を直接制御
することによって行うことにより、高速の定無効電力制
御が行い得る。
流、抵抗等を制御系で比較演算できるように、ある信号
レベルに変換したものとなるが、ここでは、説明の都合
上、同一の値を示すものとする。また、ここで、上記負
荷電流Ｉd の制御は、アーク短絡等による急峻なアーク
電圧の変動に対して素早く対応する必要があり、実際の
負荷電流の制御を、整流回路３の点孤位相角を直接制御
することによって行うことにより、高速の定無効電力制
御が行い得る。
【００４３】今、定格出力時の直流電源装置の転流イン
ピーダンスによる電圧降下をｅx とすると、通常、アー
ク炉用直流電源設備の整流回路３に使用される３相ブリ
ッジ結線では、点孤位相角αと負荷電流Ｉd の関係は下
記の(７)式で表わせる。 1.35 Ｅscosα＝Ｅarc+ｅp+(ｅa+ｅrt+ｅbus+ｅx-ｅp)Ｉd/Ｉdr (7) ここで、この (7)式の右辺第３項は、アーク５ａを除く
負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンスＺを示
し、下記の (8)式のようになる。 Ｚ＝（ｅa＋ｅrt＋ｅbus＋ｅx−ｅp）／Ｉdr (8) この(8)式を上記 (7)式に代入して整理すると、負荷電
流Ｉｄは下記の (9)式で表される。 Ｉd ＝ （1.35Ｅs ｃｏｓα−Ｅarc−ｅp）／Ｚ (9) ここで、(9)式を(5)式に代入すると、無効電力Ｑは下記
の(10)式で表される。
ピーダンスによる電圧降下をｅx とすると、通常、アー
ク炉用直流電源設備の整流回路３に使用される３相ブリ
ッジ結線では、点孤位相角αと負荷電流Ｉd の関係は下
記の(７)式で表わせる。 1.35 Ｅscosα＝Ｅarc+ｅp+(ｅa+ｅrt+ｅbus+ｅx-ｅp)Ｉd/Ｉdr (7) ここで、この (7)式の右辺第３項は、アーク５ａを除く
負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンスＺを示
し、下記の (8)式のようになる。 Ｚ＝（ｅa＋ｅrt＋ｅbus＋ｅx−ｅp）／Ｉdr (8) この(8)式を上記 (7)式に代入して整理すると、負荷電
流Ｉｄは下記の (9)式で表される。 Ｉd ＝ （1.35Ｅs ｃｏｓα−Ｅarc−ｅp）／Ｚ (9) ここで、(9)式を(5)式に代入すると、無効電力Ｑは下記
の(10)式で表される。
【００４４】
【数１０】
【００４５】この(10)式において、整流回路３の交流入
力電圧Ｅs は設定する運転条件により決まる値であり、
(6)式に示すＥsrefと同値である。また、整流素子の電
流が微少なときの整流回路３の電圧降下ｅp と、アーク
５ａを除く全体の総合抵抗Ｒについても設定する運転条
件によらず一定の値となり、 (6)に示すｅpref、Ｒre f
と同値である。さらに、アーク５ａを除く全体の総合イ
ンピーダンスＺについても設定する運転条件によらず一
定の値となり、これらの値は、運転条件設定信号発生器
１０Ａに入力することにより与えられる。
力電圧Ｅs は設定する運転条件により決まる値であり、
(6)式に示すＥsrefと同値である。また、整流素子の電
流が微少なときの整流回路３の電圧降下ｅp と、アーク
５ａを除く全体の総合抵抗Ｒについても設定する運転条
件によらず一定の値となり、 (6)に示すｅpref、Ｒre f
と同値である。さらに、アーク５ａを除く全体の総合イ
ンピーダンスＺについても設定する運転条件によらず一
定の値となり、これらの値は、運転条件設定信号発生器
１０Ａに入力することにより与えられる。
【００４６】従って、(10)式は、アークインピーダンス
の変化に伴って変動するアーク電圧Ｅarc と点孤位相角
αの関数となる。絶えず変動するアーク電圧検出信号Ｅ
arcをアーク電圧検出器１４により検出し、アーク電圧
変換器１５により所定の信号レベルに変換して定無効電
力位相制御回路１６に入力し、この定無効電力位相制御
回路１６により、(10)式に示す無効電力Ｑが (6)式に示
す基準無効電力Ｑrefとなるような点孤位相角αに係る
定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを演算して点孤パルス
発生器１３に与えることにより、点孤パルス発生器１３
は、無効電力Ｑが基準無効電力Ｑref となるような点孤
パルスを発生することになる。すなわち、 （6）式＝(1
0)式として、(11)式を満足する定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを演算し、点孤パルスの位相を制御する。
の変化に伴って変動するアーク電圧Ｅarc と点孤位相角
αの関数となる。絶えず変動するアーク電圧検出信号Ｅ
arcをアーク電圧検出器１４により検出し、アーク電圧
変換器１５により所定の信号レベルに変換して定無効電
力位相制御回路１６に入力し、この定無効電力位相制御
回路１６により、(10)式に示す無効電力Ｑが (6)式に示
す基準無効電力Ｑrefとなるような点孤位相角αに係る
定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを演算して点孤パルス
発生器１３に与えることにより、点孤パルス発生器１３
は、無効電力Ｑが基準無効電力Ｑref となるような点孤
パルスを発生することになる。すなわち、 （6）式＝(1
0)式として、(11)式を満足する定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを演算し、点孤パルスの位相を制御する。
【００４７】
【数１１】
【００４８】そして、定無効電力位相制御回路１６で求
めた定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを定電流位相制御
回路１２が発生する定電流位相制御信号に加算器１７に
より補助信号として加算し、その加算結果を点弧パルス
発生器１３に出力し、整流回路３を動作させる。
めた定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを定電流位相制御
回路１２が発生する定電流位相制御信号に加算器１７に
より補助信号として加算し、その加算結果を点弧パルス
発生器１３に出力し、整流回路３を動作させる。
【００４９】このように、従来の定電流制御に定無効電
力制御を付加することにより、ある瞬間の負荷電流Ｉd
は無効電力制御により、負荷電流設定信号Ｉdrefとの間
に差が生じることになるが、その差分については、定電
流位相制御回路１２を主体とする定電流制御ループによ
り比較的ゆっくりとした応答時間で補正されて、負荷電
流と運転時間の積は従来の定電流制御回路１２のみの場
合とほぼ同じとなる。
力制御を付加することにより、ある瞬間の負荷電流Ｉd
は無効電力制御により、負荷電流設定信号Ｉdrefとの間
に差が生じることになるが、その差分については、定電
流位相制御回路１２を主体とする定電流制御ループによ
り比較的ゆっくりとした応答時間で補正されて、負荷電
流と運転時間の積は従来の定電流制御回路１２のみの場
合とほぼ同じとなる。
【００５０】また、人間が最もフリッカを感じる周波数
は、約１０Ｈｚであり、それより十分ゆっくりした変動
に関しては、あまり気にならなくなるという特性をもっ
ている。また、直流アーク炉では、一般的に、１操業サ
イクルは約１時間程度の長さがあり、定電流制御の応答
速度は、１〜３秒程度でもまったく影響はない。したが
って、比較的ゆっくりした応答速度の定電流制御と、十
分に速い応答速度の定無効電力制御の組み合せにより、
発生フリッカが少なく、しかも、定電流制御された直流
アーク炉用電源が得られる。
は、約１０Ｈｚであり、それより十分ゆっくりした変動
に関しては、あまり気にならなくなるという特性をもっ
ている。また、直流アーク炉では、一般的に、１操業サ
イクルは約１時間程度の長さがあり、定電流制御の応答
速度は、１〜３秒程度でもまったく影響はない。したが
って、比較的ゆっくりした応答速度の定電流制御と、十
分に速い応答速度の定無効電力制御の組み合せにより、
発生フリッカが少なく、しかも、定電流制御された直流
アーク炉用電源が得られる。
【００５１】なお、上記実施例１では、交流入力電圧設
定信号Ｅsrefと総合抵抗設定信号Ｒref 及び総合インピ
ーダンス設定信号Ｚref を運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力するが、それら設定信号は、アークインピー
ダンスが変わっても一定であるので、電圧降下設定信号
ｅprefのように定無効電力位相制御回路１６に記憶させ
ても良い。また、電圧降下設定信号ｅprefを、運転条件
設定信号発生器１０Ａから出力するようにしても良い。
定信号Ｅsrefと総合抵抗設定信号Ｒref 及び総合インピ
ーダンス設定信号Ｚref を運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力するが、それら設定信号は、アークインピー
ダンスが変わっても一定であるので、電圧降下設定信号
ｅprefのように定無効電力位相制御回路１６に記憶させ
ても良い。また、電圧降下設定信号ｅprefを、運転条件
設定信号発生器１０Ａから出力するようにしても良い。
【００５２】また、上記実施例１では、定無効電力制御
を従来技術の定電流制御と組み合わせて整流回路３の点
弧位相を制御しているが、定無効電力制御は、定電流制
御のみならず公知技術である定有効電力制御や定電流時
間積制御、定有効電力時間積制御等、目的に応じて他の
制御方式と組み合わせてもよい。
を従来技術の定電流制御と組み合わせて整流回路３の点
弧位相を制御しているが、定無効電力制御は、定電流制
御のみならず公知技術である定有効電力制御や定電流時
間積制御、定有効電力時間積制御等、目的に応じて他の
制御方式と組み合わせてもよい。
【００５３】以上のように、上記実施例１によれば、従
来の定電流制御に並行して、運転条件設定信号発生器１
０Ａからの各種運転条件に基づいて、基準無効電力Ｑ
ref を求めて、アーク電圧検出信号Ｅarc に応じて実際
の無効電力Ｑと基準無効電力Ｑref とが等しくなるよう
に整流回路３の点孤位相角を直接制御して負荷電流Ｉd
を制御することにより無効電力を一定に制御する定無効
電力制御回路を備えたので、アーク短絡等により負荷イ
ンピーダンスが急変した場合でも無効電力を高速に一定
制御することができ、これに伴う電源系統のフリッカを
低減することができる。また、電源系統にフリッカの規
制がある場合、フリッカ防止のために、無効電力補償装
置を設置する必要が生じるが、その無効電力補償装置の
容量を小さくすることができ、条件によっては不要とす
ることができ、直流アーク炉設備の製作費用及び設置ス
ペース等を大幅に削減できる。
来の定電流制御に並行して、運転条件設定信号発生器１
０Ａからの各種運転条件に基づいて、基準無効電力Ｑ
ref を求めて、アーク電圧検出信号Ｅarc に応じて実際
の無効電力Ｑと基準無効電力Ｑref とが等しくなるよう
に整流回路３の点孤位相角を直接制御して負荷電流Ｉd
を制御することにより無効電力を一定に制御する定無効
電力制御回路を備えたので、アーク短絡等により負荷イ
ンピーダンスが急変した場合でも無効電力を高速に一定
制御することができ、これに伴う電源系統のフリッカを
低減することができる。また、電源系統にフリッカの規
制がある場合、フリッカ防止のために、無効電力補償装
置を設置する必要が生じるが、その無効電力補償装置の
容量を小さくすることができ、条件によっては不要とす
ることができ、直流アーク炉設備の製作費用及び設置ス
ペース等を大幅に削減できる。
【００５４】実施例２．上述した実施例１では、定無効
電力位相制御回路１６の基本方式について述べたが、こ
の実施例２では、定無効電力位相制御回路１６の具体例
について説明する。図２は実施例２に係るもので、図１
に示す定無効電力位相制御回路１６の具体的構成図であ
り、図中の各入出力信号は図１の対応する信号と同一で
ある。まず、この実施例２の概念について説明する。上
記(11)式で表される等価式において、 Ｅz＝1.35Ｅsｃｏｓα−Ｅarc−ｅp (12) とおくと、 (6)、(11)式より下記の（１３）式によって
示される漸化式が導かれる。 Ｅz＝Ｚ・Ｑref／√［２Ｅs 2−｛Ｅarc＋ｅp＋（Ｒ／Ｚ）・Ｅz｝2] (13)
電力位相制御回路１６の基本方式について述べたが、こ
の実施例２では、定無効電力位相制御回路１６の具体例
について説明する。図２は実施例２に係るもので、図１
に示す定無効電力位相制御回路１６の具体的構成図であ
り、図中の各入出力信号は図１の対応する信号と同一で
ある。まず、この実施例２の概念について説明する。上
記(11)式で表される等価式において、 Ｅz＝1.35Ｅsｃｏｓα−Ｅarc−ｅp (12) とおくと、 (6)、(11)式より下記の（１３）式によって
示される漸化式が導かれる。 Ｅz＝Ｚ・Ｑref／√［２Ｅs 2−｛Ｅarc＋ｅp＋（Ｒ／Ｚ）・Ｅz｝2] (13)
【００５５】さらに、(12)式において無効電力の時間変
化に寄与しない成分ｅp を無視して下記の(14)式のよう
に変形する。 ｃｏｓα＝（Ｅz＋Ｅarc＋ｅp）／1.35Ｅs (14) この(14)式において、変数ＥZ が求まれば、定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを求めることができる。そこで、
この実施例２では、(13)式に示す変数Ｅz を図２に示す
回路により漸化式として求めることにより、整流回路３
の定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める。
化に寄与しない成分ｅp を無視して下記の(14)式のよう
に変形する。 ｃｏｓα＝（Ｅz＋Ｅarc＋ｅp）／1.35Ｅs (14) この(14)式において、変数ＥZ が求まれば、定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを求めることができる。そこで、
この実施例２では、(13)式に示す変数Ｅz を図２に示す
回路により漸化式として求めることにより、整流回路３
の定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める。
【００５６】次に、上述した概念に基づいて定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを演算する定無効電力位相制御回
路を図２に基づいて具体的に説明する。同図において、
１６Ａは、第１の演算ブロック１８と第２の演算ブロッ
ク１９とで構成される定無効電力位相制御回路である。
上記第１の演算ブロック１８は、運転条件設定信号発生
器１０Ａより出力される運転条件としての各種運転条件
設定信号に基づいて、定無効電力制御の基準信号となる
（13）式のＺ・Ｑref ，Ｒ／Ｚ，２Ｅs 2の各種信号を演
算して出力する。上記各種運転条件設定信号としての
Ｚ、Ｑref 、Ｒ、Ｅs は、頻繁に変動するアークインピ
ーダンスに依存せず一定であるため、上記Ｚ・Ｑref ，
Ｒ／Ｚ，２Ｅs 2の演算を高速で行う必要がないので、第
１の演算ブロック１８を運転条件設定信号発生器１０Ａ
に組み入れてもよい。
位相制御信号ｃｏｓαを演算する定無効電力位相制御回
路を図２に基づいて具体的に説明する。同図において、
１６Ａは、第１の演算ブロック１８と第２の演算ブロッ
ク１９とで構成される定無効電力位相制御回路である。
上記第１の演算ブロック１８は、運転条件設定信号発生
器１０Ａより出力される運転条件としての各種運転条件
設定信号に基づいて、定無効電力制御の基準信号となる
（13）式のＺ・Ｑref ，Ｒ／Ｚ，２Ｅs 2の各種信号を演
算して出力する。上記各種運転条件設定信号としての
Ｚ、Ｑref 、Ｒ、Ｅs は、頻繁に変動するアークインピ
ーダンスに依存せず一定であるため、上記Ｚ・Ｑref ，
Ｒ／Ｚ，２Ｅs 2の演算を高速で行う必要がないので、第
１の演算ブロック１８を運転条件設定信号発生器１０Ａ
に組み入れてもよい。
【００５７】第２の演算ブロック１９は、第１の演算ブ
ロック１８の出力するＺ・Ｑref 、Ｒ／Ｚ，２ＥS 2の各
種の信号と、アークインピーダンスの変動により頻繁に
変動するアーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信
号Ｅarc とにより、直流電源装置の発生する無効電力Ｑ
が基準無効電力Ｑref で一定となるように、整流回路３
の点弧位相を、アーク電圧検出信号Ｅarc の変動にでき
る限り追従するよう高速で演算し、定無効電力位相制御
信号ｃｏｓαを出力する。
ロック１８の出力するＺ・Ｑref 、Ｒ／Ｚ，２ＥS 2の各
種の信号と、アークインピーダンスの変動により頻繁に
変動するアーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信
号Ｅarc とにより、直流電源装置の発生する無効電力Ｑ
が基準無効電力Ｑref で一定となるように、整流回路３
の点弧位相を、アーク電圧検出信号Ｅarc の変動にでき
る限り追従するよう高速で演算し、定無効電力位相制御
信号ｃｏｓαを出力する。
【００５８】まず、第１の演算ブロック１８の詳細につ
いて述べる。１８ａは負荷電流設定信号Ｉdrefと、アー
ク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合インピー
ダンスＺとを乗算してＩdref・Ｚを出力する乗算器、１
８ｂは負荷電流設定信号Ｉdrefと、アーク５ａを除く負
荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒとを乗算してＩ
dref・Ｒを出力する乗算器、１８ｃは整流回路３の交流
入力電圧設定信号ＥSref＝ＥS を２乗すると共に２倍し
て２ＥS 2を出力する２乗２倍器である。
いて述べる。１８ａは負荷電流設定信号Ｉdrefと、アー
ク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合インピー
ダンスＺとを乗算してＩdref・Ｚを出力する乗算器、１
８ｂは負荷電流設定信号Ｉdrefと、アーク５ａを除く負
荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒとを乗算してＩ
dref・Ｒを出力する乗算器、１８ｃは整流回路３の交流
入力電圧設定信号ＥSref＝ＥS を２乗すると共に２倍し
て２ＥS 2を出力する２乗２倍器である。
【００５９】１８ｄは乗算器１８ｂの出力信号Ｉdref・
Ｒとアーク電圧設定信号Ｅarcref及び予め記憶している
整流回路３の整流素子の電流が微少な状態での電圧降下
ｅpとを加算してその加算結果（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ
＋ｅp ）を出力する加算器、１８ｅはこの加算器１８ｄ
の出力を２乗して（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅp）2を出
力する２乗器である。
Ｒとアーク電圧設定信号Ｅarcref及び予め記憶している
整流回路３の整流素子の電流が微少な状態での電圧降下
ｅpとを加算してその加算結果（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ
＋ｅp ）を出力する加算器、１８ｅはこの加算器１８ｄ
の出力を２乗して（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅp）2を出
力する２乗器である。
【００６０】１８ｆは上記２乗２倍器１８ｃの出力２Ｅ
S 2より２乗器１８ｅの出力（Ｅarcr ef＋Ｉdref・Ｒ＋ｅ
p）2を減算して｛２ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅ
P）2｝を出力する減算器、１８ｇはこの減算器１８ｆの
出力｛２ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅP）2｝の平
方根を演算して√｛２ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋
ｅP）2｝を演算して出力する平方根器である。
S 2より２乗器１８ｅの出力（Ｅarcr ef＋Ｉdref・Ｒ＋ｅ
p）2を減算して｛２ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅ
P）2｝を出力する減算器、１８ｇはこの減算器１８ｆの
出力｛２ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅP）2｝の平
方根を演算して√｛２ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋
ｅP）2｝を演算して出力する平方根器である。
【００６１】１８ｈは上記平方根器１８ｇの出力√｛２
ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅP）2｝と乗算器１８
ａの出力Ｉdref・Ｚとを乗算してＺ・Ｉdref・√｛２Ｅ
S 2−（Ｅarcref ＋Ｉdref・Ｒ＋ｅP ）2｝を出力する乗
算器である。ここで、乗算器１８ｈの出力は、 (6)式に
示すＺ・Ｑref となる。また、１８ｉはアークを除く負
荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒを総合インピーダ
ンスＺで除算して、Ｒ／Ｚを出力する除算器である。
ＥS 2−（Ｅarcref＋Ｉdref・Ｒ＋ｅP）2｝と乗算器１８
ａの出力Ｉdref・Ｚとを乗算してＺ・Ｉdref・√｛２Ｅ
S 2−（Ｅarcref ＋Ｉdref・Ｒ＋ｅP ）2｝を出力する乗
算器である。ここで、乗算器１８ｈの出力は、 (6)式に
示すＺ・Ｑref となる。また、１８ｉはアークを除く負
荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒを総合インピーダ
ンスＺで除算して、Ｒ／Ｚを出力する除算器である。
【００６２】次に、第２の演算ブロック１９の詳細につ
いて述べる。ここで、１９ａ〜１９ｆについては信号系
がループを形成しており、単純に各機器の出力を明示す
ることは困難で、そこで、まず、除算器を示す符号１９
ａの出力信号をＸとして説明する。すなわち、１９ａは
第１の演算ブロック１８の２乗回路１８ｈの出力Ｚ・Ｑ
ref を後述する平方根器１９ｆの出力で除算した結果を
Ｘとして出力する除算器、１９ｂはこの除算器１９ａの
出力Ｘと上記第１の演算ブロック１８の除算器１８ｉの
出力Ｒ／Ｚとを乗算する乗算器である。
いて述べる。ここで、１９ａ〜１９ｆについては信号系
がループを形成しており、単純に各機器の出力を明示す
ることは困難で、そこで、まず、除算器を示す符号１９
ａの出力信号をＸとして説明する。すなわち、１９ａは
第１の演算ブロック１８の２乗回路１８ｈの出力Ｚ・Ｑ
ref を後述する平方根器１９ｆの出力で除算した結果を
Ｘとして出力する除算器、１９ｂはこの除算器１９ａの
出力Ｘと上記第１の演算ブロック１８の除算器１８ｉの
出力Ｒ／Ｚとを乗算する乗算器である。
【００６３】１９ｃはこの乗算器１９ｂの出力（Ｒ／
Ｚ）・Ｘと、アーク電圧変換器１５からのアーク電圧検
出信号Ｅarc と、予め記憶された整流回路３の整流素子
に流れる電流が微少な状態での電圧降下ｅp とを加算し
て、出力（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅar c＋ｅP を得る加算器、
１９ｄはこの加算器１９ｃの出力（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅ
arc＋ｅP を２乗して｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc ＋ｅ
P ｝2 を得る２乗器、１９ｅは上記第１の演算ブロック
１８の２乗２倍器１８ｃの出力２ＥS 2から上記２乗器１
９ｄの出力｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2 を減算し
て出力２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2 を得
る減算器、１９ｆはその減算器１９ｅの出力２ＥS 2−
｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2 を１／２乗して出力
√［２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2］を得
る平方根器である。
Ｚ）・Ｘと、アーク電圧変換器１５からのアーク電圧検
出信号Ｅarc と、予め記憶された整流回路３の整流素子
に流れる電流が微少な状態での電圧降下ｅp とを加算し
て、出力（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅar c＋ｅP を得る加算器、
１９ｄはこの加算器１９ｃの出力（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅ
arc＋ｅP を２乗して｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc ＋ｅ
P ｝2 を得る２乗器、１９ｅは上記第１の演算ブロック
１８の２乗２倍器１８ｃの出力２ＥS 2から上記２乗器１
９ｄの出力｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2 を減算し
て出力２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2 を得
る減算器、１９ｆはその減算器１９ｅの出力２ＥS 2−
｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2 を１／２乗して出力
√［２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2］を得
る平方根器である。
【００６４】従って、上記除算器１９ａは、第１の演算
ブロック１８の２乗回路１８ｈの出力Ｚ・Ｑref を平方
根器１９ｆの出力√［２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅ
arc＋ｅP｝2］で除算することになり、出力Ｘは下記の
(15)式を満たす値となる。 Ｘ＝Ｚ・Ｑref／√［２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2］ (15) ここで、(15)式と(13)式とを比較すると、(15)式のＸは
(13)式の変数ＥZ に相当することが判る。つまり、１９
ａ〜１９ｆにより(13)式に示す漸化式における変数ＥZ
が求まることになる。
ブロック１８の２乗回路１８ｈの出力Ｚ・Ｑref を平方
根器１９ｆの出力√［２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅ
arc＋ｅP｝2］で除算することになり、出力Ｘは下記の
(15)式を満たす値となる。 Ｘ＝Ｚ・Ｑref／√［２ＥS 2−｛（Ｒ／Ｚ）・Ｘ＋Ｅarc＋ｅP｝2］ (15) ここで、(15)式と(13)式とを比較すると、(15)式のＸは
(13)式の変数ＥZ に相当することが判る。つまり、１９
ａ〜１９ｆにより(13)式に示す漸化式における変数ＥZ
が求まることになる。
【００６５】また、１９ｇは除算器１９ａの出力ＥZ と
アーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc
とを加算してＥZ＋Ｅarcを出力する加算器、１９ｈは加
算器１９ｇの出力ＥZ＋Ｅarcを1.35で除算すると共に、
運転条件設定信号発生器１０Ａから出力される整流回路
３への交流入力電圧設定信号Ｅsref＝Ｅs で除算して
（Ｅz＋Ｅarc）／（1.35Ｅs ）を出力する除算器であ
り、除算器１９ｈの出力（Ｅz＋Ｅarc）／（1.35Ｅs ）
は、(14)式に示すように、定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαとなる。
アーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc
とを加算してＥZ＋Ｅarcを出力する加算器、１９ｈは加
算器１９ｇの出力ＥZ＋Ｅarcを1.35で除算すると共に、
運転条件設定信号発生器１０Ａから出力される整流回路
３への交流入力電圧設定信号Ｅsref＝Ｅs で除算して
（Ｅz＋Ｅarc）／（1.35Ｅs ）を出力する除算器であ
り、除算器１９ｈの出力（Ｅz＋Ｅarc）／（1.35Ｅs ）
は、(14)式に示すように、定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαとなる。
【００６６】ここで、交流入力電圧設定信号Ｅsref＝Ｅ
s ＝５００Ｖ、負荷電流設定信号Ｉdref＝１００（ｋ
Ａ）とし、制御遅れ時間を０と仮定した場合のアーク電
圧検出信号Ｅarcの変化に対する無効電力Ｑの値を図３
に示す。図３において、例えば、アークインピーダンス
の変動によりアーク電圧Ｅarcが５００Ｖから±１００
Ｖ変化した場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の定電
流制御のみの場合では、最大７３ＭＶａｒ、最小５７Ｍ
Ｖａｒとなり、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対し
て、この実施例２では、無効電力Ｑはほぼ６６ＭＶａｒ
で一定とすることができ、フリッカの発生抑制に非常に
大きな効果が得られる。
s ＝５００Ｖ、負荷電流設定信号Ｉdref＝１００（ｋ
Ａ）とし、制御遅れ時間を０と仮定した場合のアーク電
圧検出信号Ｅarcの変化に対する無効電力Ｑの値を図３
に示す。図３において、例えば、アークインピーダンス
の変動によりアーク電圧Ｅarcが５００Ｖから±１００
Ｖ変化した場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の定電
流制御のみの場合では、最大７３ＭＶａｒ、最小５７Ｍ
Ｖａｒとなり、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対し
て、この実施例２では、無効電力Ｑはほぼ６６ＭＶａｒ
で一定とすることができ、フリッカの発生抑制に非常に
大きな効果が得られる。
【００６７】以上のように、上記実施例２によれば、変
数Ｅz に関する漸化式を使用して該漸化式に基づいて変
数Ｅz を求めることによりアークインピーダンスの変動
に高速に追従して整流回路３の定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを求めることができる定無効電力位相制御回路
１６Ａを備えたので、アーク電圧の大きな変動に対して
も高い精度で定無効電力制御が行い得ることができ、ア
ーク短絡等により負荷インピーダンスが大きく急変した
場合でも無効電力を高速に一定制御することができる。
数Ｅz に関する漸化式を使用して該漸化式に基づいて変
数Ｅz を求めることによりアークインピーダンスの変動
に高速に追従して整流回路３の定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを求めることができる定無効電力位相制御回路
１６Ａを備えたので、アーク電圧の大きな変動に対して
も高い精度で定無効電力制御が行い得ることができ、ア
ーク短絡等により負荷インピーダンスが大きく急変した
場合でも無効電力を高速に一定制御することができる。
【００６８】実施例３．まず、この実施例３の概念を説
明する。上記実施例２において、アーク５ａを除く負荷
回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒによる電圧降下がア
ーク電圧Ｅarc に比べて充分小さい場合には、 (5)式に
おいて、Ｒ≒０とし、整流回路３の整流素子の電流が微
少な状態での電圧降下ｅpをｅp≒０として、 (5)式を下
記の(16)式のように表せる。 Ｑ≒Ｉｄ√（２Ｅs 2−Ｅarc 2） (16)
明する。上記実施例２において、アーク５ａを除く負荷
回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒによる電圧降下がア
ーク電圧Ｅarc に比べて充分小さい場合には、 (5)式に
おいて、Ｒ≒０とし、整流回路３の整流素子の電流が微
少な状態での電圧降下ｅpをｅp≒０として、 (5)式を下
記の(16)式のように表せる。 Ｑ≒Ｉｄ√（２Ｅs 2−Ｅarc 2） (16)
【００６９】また、同様に、(6)式は、ｅpref＝ｅp≒
０、Ｒref＝Ｒ≒０として下記の(17)式で表される。 Ｑref≒Ｉdref√（２Ｅsref 2−Ｅarcref 2） (17) ここで、無効電力Ｑ＝基準無効電力Ｑref とすると、 Ｉd＝Ｑref／√（２ＥS 2−Ｅarc 2） (18) となる。そして、(9)式を用いてｃｏｓαについて解け
ば下記の(19)式が得られる。
０、Ｒref＝Ｒ≒０として下記の(17)式で表される。 Ｑref≒Ｉdref√（２Ｅsref 2−Ｅarcref 2） (17) ここで、無効電力Ｑ＝基準無効電力Ｑref とすると、 Ｉd＝Ｑref／√（２ＥS 2−Ｅarc 2） (18) となる。そして、(9)式を用いてｃｏｓαについて解け
ば下記の(19)式が得られる。
【００７０】
【数１２】
【００７１】この(19)式において、無効電力の時間変化
に寄与しない成分ｅpを無視すると、ｃｏｓαは下記の
(20)式で表される。
に寄与しない成分ｅpを無視すると、ｃｏｓαは下記の
(20)式で表される。
【００７２】
【数１３】
【００７３】そこで、この実施例３では、アーク５ａを
除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒ≒０、整流
回路３の整流素子の電流が微少な状態での電圧降下ｅＰ
≒０と近似して、負荷電流設定信号Ｉdref、アーク５ａ
を除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンス
設定信号Ｚref ＝Ｚ、アーク電圧設定信号Ｅarcref、交
流入力電圧設定信号ＥSref＝ＥＳに基づいて近似的に定
無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める。
除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒ≒０、整流
回路３の整流素子の電流が微少な状態での電圧降下ｅＰ
≒０と近似して、負荷電流設定信号Ｉdref、アーク５ａ
を除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンス
設定信号Ｚref ＝Ｚ、アーク電圧設定信号Ｅarcref、交
流入力電圧設定信号ＥSref＝ＥＳに基づいて近似的に定
無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める。
【００７４】次に、上述した概念に基づいて定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを演算する定無効電力位相制御回
路を図４に基づいて具体的に説明する。図４は図１の定
無効電力位相制御回路１６の実施例３に係る構成図であ
り、図中の各入出力信号線は図１の対応する信号と同一
である。図４において、１６Ｂは、第１の演算ブロック
１８Ａと第２の演算ブロック１９Ａとで構成される定無
効電力位相制御回路である。
位相制御信号ｃｏｓαを演算する定無効電力位相制御回
路を図４に基づいて具体的に説明する。図４は図１の定
無効電力位相制御回路１６の実施例３に係る構成図であ
り、図中の各入出力信号線は図１の対応する信号と同一
である。図４において、１６Ｂは、第１の演算ブロック
１８Ａと第２の演算ブロック１９Ａとで構成される定無
効電力位相制御回路である。
【００７５】第１の演算ブロック１８Ａは、運転条件設
定信号発生器１０Ａより出力される各種運転条件設定信
号に基づいて所定の運転条件における定無効電力制御の
基準値としてＺ・Ｑref 、２Ｅs 2の信号を演算出力する
もので、これら出力信号は、所定の運転条件においてア
ークインピーダンスの変動に依存せず一定であるため、
高速で演算処理する必要はなく、従って、第１の演算ブ
ロック１８Ａを運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入
れてもよい。
定信号発生器１０Ａより出力される各種運転条件設定信
号に基づいて所定の運転条件における定無効電力制御の
基準値としてＺ・Ｑref 、２Ｅs 2の信号を演算出力する
もので、これら出力信号は、所定の運転条件においてア
ークインピーダンスの変動に依存せず一定であるため、
高速で演算処理する必要はなく、従って、第１の演算ブ
ロック１８Ａを運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入
れてもよい。
【００７６】第２の演算ブロック１９Ａは、第１の演算
ブロック１８Ａの出力するＺ・Ｑre f 及び２Ｅs 2と、運
転条件設定信号発生器１０Ａの出力する交流入力電圧設
定信号Ｅsref＝Ｅs と、アークインピーダンスの変動に
より頻繁に変化するアーク電圧変換器１５によるアーク
電圧検出信号Ｅarc とにより、直流電源装置の発生する
無効電力Ｑが基準無効電力Ｑref で一定となるように、
整流回路３の点弧位相角を、アーク電圧検出信号Ｅarc
の変動にできる限り追従するよう高速で演算して定無効
電力位相制御信号ｃｏｓαを出力する。
ブロック１８Ａの出力するＺ・Ｑre f 及び２Ｅs 2と、運
転条件設定信号発生器１０Ａの出力する交流入力電圧設
定信号Ｅsref＝Ｅs と、アークインピーダンスの変動に
より頻繁に変化するアーク電圧変換器１５によるアーク
電圧検出信号Ｅarc とにより、直流電源装置の発生する
無効電力Ｑが基準無効電力Ｑref で一定となるように、
整流回路３の点弧位相角を、アーク電圧検出信号Ｅarc
の変動にできる限り追従するよう高速で演算して定無効
電力位相制御信号ｃｏｓαを出力する。
【００７７】まず、第１の演算ブロック１８Ａの詳細に
ついて述べる。１８Ａａは負荷電流設定信号Ｉdrefと、
アーク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合イン
ピーダンスＺとを乗算してＩdref・Ｚを出力する乗算
器、１８Ａｂはアーク電圧設定信号Ｅarcrefを２乗しＥ
arcref 2 を出力する２乗器、１８Ａｃは整流回路３への
交流入力電圧設定信号Ｅsref＝Ｅsを２乗すると共に２
倍して２Ｅs 2を出力する２乗２倍器である。
ついて述べる。１８Ａａは負荷電流設定信号Ｉdrefと、
アーク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合イン
ピーダンスＺとを乗算してＩdref・Ｚを出力する乗算
器、１８Ａｂはアーク電圧設定信号Ｅarcrefを２乗しＥ
arcref 2 を出力する２乗器、１８Ａｃは整流回路３への
交流入力電圧設定信号Ｅsref＝Ｅsを２乗すると共に２
倍して２Ｅs 2を出力する２乗２倍器である。
【００７８】１８Ａｄは２乗２倍器１８Ａｃの出力２Ｅ
s 2より２乗器１８Ａｂの出力２Ｅar cref 2を減算して２
Ｅs 2−Ｅarcref 2を出力する減算器、１８Ａｅは減算器
１８Ａｄの出力２Ｅs 2−Ｅarcref 2を１／２乗して√
（２Ｅs 2−Ｅarcref 2）を出力する平方根器、１８Ａｆ
は乗算器１８Ａａの出力Ｉdref・Ｚと平方根器１８Ａｅ
の出力√（２ＥS 2−Ｅarcref 2）とを乗算してＩdref・
Ｚ・√（２ＥS 2−Ｅarcref 2）を出力する乗算器であ
る。ここで、乗算器１８Ａｆの出力は上記(17)式よりＺ
・Ｑrefである。
s 2より２乗器１８Ａｂの出力２Ｅar cref 2を減算して２
Ｅs 2−Ｅarcref 2を出力する減算器、１８Ａｅは減算器
１８Ａｄの出力２Ｅs 2−Ｅarcref 2を１／２乗して√
（２Ｅs 2−Ｅarcref 2）を出力する平方根器、１８Ａｆ
は乗算器１８Ａａの出力Ｉdref・Ｚと平方根器１８Ａｅ
の出力√（２ＥS 2−Ｅarcref 2）とを乗算してＩdref・
Ｚ・√（２ＥS 2−Ｅarcref 2）を出力する乗算器であ
る。ここで、乗算器１８Ａｆの出力は上記(17)式よりＺ
・Ｑrefである。
【００７９】次に、第２の演算ブロック１９Ａの詳細に
ついて述べる。１９Ａａはアーク電圧変換器１５が出力
するアーク電圧検出信号Ｅarc を２乗する２乗器、１９
Ａｂは２乗２倍器１８Ａｃの出力２Ｅs 2から２乗器１９
Ａａの出力Ｅarc 2を減算して２Ｅs 2−Ｅarc 2を出力する
減算器、１９Ａｃは減算器１９Ａｂの出力２Ｅs 2−Ｅ
arc 2を１／２乗して√（２ＥS 2−Ｅarc 2）を出力する平
方根器である。
ついて述べる。１９Ａａはアーク電圧変換器１５が出力
するアーク電圧検出信号Ｅarc を２乗する２乗器、１９
Ａｂは２乗２倍器１８Ａｃの出力２Ｅs 2から２乗器１９
Ａａの出力Ｅarc 2を減算して２Ｅs 2−Ｅarc 2を出力する
減算器、１９Ａｃは減算器１９Ａｂの出力２Ｅs 2−Ｅ
arc 2を１／２乗して√（２ＥS 2−Ｅarc 2）を出力する平
方根器である。
【００８０】１９Ａｄは乗算器１８Ａｆの出力信号Ｚ・
Ｑref を平方根器１９Ａｃの出力√（２Ｅs 2−Ｅarc 2）
で除算してＺ・Ｑref ／√（２Ｅs 2−Ｅarc 2）を出力す
る除算器、１９Ａｅは除算器１９Ａｄが出力するＺ・Ｑ
ref ／√（２Ｅs 2−Ｅarc 2）とアーク電圧変換器１５か
らのアーク電圧検出信号Ｅarcとを加算して{Ｚ・Ｑre f
／√（２ＥS 2−Ｅarc 2）}＋Ｅarc を出力する加算器で
ある。
Ｑref を平方根器１９Ａｃの出力√（２Ｅs 2−Ｅarc 2）
で除算してＺ・Ｑref ／√（２Ｅs 2−Ｅarc 2）を出力す
る除算器、１９Ａｅは除算器１９Ａｄが出力するＺ・Ｑ
ref ／√（２Ｅs 2−Ｅarc 2）とアーク電圧変換器１５か
らのアーク電圧検出信号Ｅarcとを加算して{Ｚ・Ｑre f
／√（２ＥS 2−Ｅarc 2）}＋Ｅarc を出力する加算器で
ある。
【００８１】１９Ａｆは加算器１９Ａｅの出力｛Ｚ・Ｑ
ref ／√（２ＥS 2−Ｅarc 2）}＋Ｅa rc を、運転条件設
定信号発生器１０Ａより出力される整流回路３への交流
入力電圧設定信号ＥSref＝ＥS で除算すると共に係数1.
35で除算して、上記(20)式で示す定無効電力位相制御信
号ｃｏｓαを出力する除算器である。
ref ／√（２ＥS 2−Ｅarc 2）}＋Ｅa rc を、運転条件設
定信号発生器１０Ａより出力される整流回路３への交流
入力電圧設定信号ＥSref＝ＥS で除算すると共に係数1.
35で除算して、上記(20)式で示す定無効電力位相制御信
号ｃｏｓαを出力する除算器である。
【００８２】ここで、上記実施例３の効果の一例とし
て、上記実施例２で述べた条件下で、この実施例３を用
いた場合のアーク電圧検出信号Ｅarc と無効電力Ｑとの
関係を図５に示す。例えば、アークインピーダンスの変
動によりアーク電圧検出信号Ｅarc が５００Ｖから±１
００Ｖ変化した場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の
定電流制御のみの場合では最大７３ＭＶａｒ、最小５７
ＭＶａｒとなり、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対し
て、この実施例３では、最大６７ＭＶａｒ、最小６４Ｍ
Ｖａｒで、変化幅は３ＭＶａｒとなり、従来の定電流制
御のみの場合の２０％程度になるので、フリッカの抑制
に大きな効果が得られる。
て、上記実施例２で述べた条件下で、この実施例３を用
いた場合のアーク電圧検出信号Ｅarc と無効電力Ｑとの
関係を図５に示す。例えば、アークインピーダンスの変
動によりアーク電圧検出信号Ｅarc が５００Ｖから±１
００Ｖ変化した場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の
定電流制御のみの場合では最大７３ＭＶａｒ、最小５７
ＭＶａｒとなり、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対し
て、この実施例３では、最大６７ＭＶａｒ、最小６４Ｍ
Ｖａｒで、変化幅は３ＭＶａｒとなり、従来の定電流制
御のみの場合の２０％程度になるので、フリッカの抑制
に大きな効果が得られる。
【００８３】従って、上記実施例３によれば、前述した
実施例２において、アーク電圧に比べて、アーク５ａを
除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流
による電圧降下が充分小さいと考えられる場合は、アー
ク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒを
無視して定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める定無
効電力位相制御回路１６Ｂを備えたので、実施例２に比
較して演算回路を安価で、かつ簡単化することができ、
アークインピーダンスの変動に高速に追従して定無効電
力制御を行い得ることができ、無効電力を一定制御する
ことができる。
実施例２において、アーク電圧に比べて、アーク５ａを
除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流
による電圧降下が充分小さいと考えられる場合は、アー
ク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒを
無視して定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める定無
効電力位相制御回路１６Ｂを備えたので、実施例２に比
較して演算回路を安価で、かつ簡単化することができ、
アークインピーダンスの変動に高速に追従して定無効電
力制御を行い得ることができ、無効電力を一定制御する
ことができる。
【００８４】実施例４．上述した実施例２では、漸化式
を用いて定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求めたが、
この実施例４では、(10)式において、Ｅarc＝
Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefを中心としてテーラー展開の１
次近似を行い、線形化して定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαを求める。
を用いて定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求めたが、
この実施例４では、(10)式において、Ｅarc＝
Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefを中心としてテーラー展開の１
次近似を行い、線形化して定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαを求める。
【００８５】まず、この実施例４の概念について説明す
る。(10)式において、定無効電力位相制御信号ｃｏｓα
を、Ｅarc＝Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefを中心としてテーラ
ー展開の１次近似を行うと、下記の(21)式のようにな
る。
る。(10)式において、定無効電力位相制御信号ｃｏｓα
を、Ｅarc＝Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefを中心としてテーラ
ー展開の１次近似を行うと、下記の(21)式のようにな
る。
【００８６】
【数１４】
【００８７】ここで、定無効電力位相制御信号ｃｏｓα
は、Ｅarc＝Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefとして、(９)式より
下記の(22)式で表される。
は、Ｅarc＝Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefとして、(９)式より
下記の(22)式で表される。
【００８８】
【数１５】
【００８９】また、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαの
アーク電圧検出信号Ｅarc に関する微分値ｄｃｏｓα／
ｄＥarcは、(10)式をアーク電圧検出信号Ｅarcで微分し
て下記の(23)式で表される。
アーク電圧検出信号Ｅarc に関する微分値ｄｃｏｓα／
ｄＥarcは、(10)式をアーク電圧検出信号Ｅarcで微分し
て下記の(23)式で表される。
【００９０】
【数１６】
【００９１】(22)式及び(23)式を(21)式に代入すると、
下記の(24)式を得る。
下記の(24)式を得る。
【００９２】
【数１７】
【００９３】上記(24)式において、無効電力の時間変化
に寄与しない定数項（時間変化するアーク検出信号Ｅ
arc が含まれない項＝(24)式の右辺第２項）を省略する
と、下記の(25)式のようになり、定無効電力位相制御信
号ｃｏｓαを求めることができる。
に寄与しない定数項（時間変化するアーク検出信号Ｅ
arc が含まれない項＝(24)式の右辺第２項）を省略する
と、下記の(25)式のようになり、定無効電力位相制御信
号ｃｏｓαを求めることができる。
【００９４】
【数１８】
【００９５】次に、上述した概念に基づいて定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを求める実施例４に係る定無効電
力位相制御回路を図６に基づいて具体的に説明する。同
図において、１６Ｃは、第１の演算ブロック１８Ｂと第
２の演算ブロック１９Ｂで構成される定無効電力位相制
御回路である。第１の演算ブロック１８Ｂは、運転条件
設定信号発生器１０Ａより出力される各種運転条件設定
信号に基づいて、無効電力が一定となるような定無効電
力位相制御信号ｃｏｓαを得るための基準信号を発生す
る。上記各種運転条件設定信号はアークインピーダンス
の変動に依存せず一定であるため、上記基準信号の演算
を高速で行う必要がないので、第１の演算ブロック１８
Ｂを運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入れてもよ
い。
位相制御信号ｃｏｓαを求める実施例４に係る定無効電
力位相制御回路を図６に基づいて具体的に説明する。同
図において、１６Ｃは、第１の演算ブロック１８Ｂと第
２の演算ブロック１９Ｂで構成される定無効電力位相制
御回路である。第１の演算ブロック１８Ｂは、運転条件
設定信号発生器１０Ａより出力される各種運転条件設定
信号に基づいて、無効電力が一定となるような定無効電
力位相制御信号ｃｏｓαを得るための基準信号を発生す
る。上記各種運転条件設定信号はアークインピーダンス
の変動に依存せず一定であるため、上記基準信号の演算
を高速で行う必要がないので、第１の演算ブロック１８
Ｂを運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入れてもよ
い。
【００９６】第２の演算ブロック１９Ｂは、第１の演算
ブロック１８Ｂが出力する基準信号とアーク電圧変換器
１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc とに基づいて、実
際に負荷回路に供給される無効電力Ｑが所定の運転条件
によって決まる基準無効電力Ｑref で一定となるよう
に、アーク電圧検出信号Ｅarc の変動にできる限り追従
するよう、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを高速に演
算出力する。
ブロック１８Ｂが出力する基準信号とアーク電圧変換器
１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc とに基づいて、実
際に負荷回路に供給される無効電力Ｑが所定の運転条件
によって決まる基準無効電力Ｑref で一定となるよう
に、アーク電圧検出信号Ｅarc の変動にできる限り追従
するよう、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを高速に演
算出力する。
【００９７】まず、第１の演算ブロック１８Ｂの詳細に
ついて述べる。１８Ｂａは運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力される負荷電流設定信号Ｉdrefと、アークを
除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンスＺ
とを乗算してＺ・Ｉdrefを出力する乗算器、１８Ｂｂは
負荷電流設定信号Ｉdrefと、アークを除く負荷回路と直
流電源装置との総合抵抗Ｒとを乗算してＲ・Ｉdrefを出
力する乗算器、１８Ｂｃは乗算器１８Ｂｂの出力信号Ｒ
・Ｉdrefを２倍して２Ｒ・Ｉdrefを出力する２倍器であ
る。
ついて述べる。１８Ｂａは運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力される負荷電流設定信号Ｉdrefと、アークを
除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンスＺ
とを乗算してＺ・Ｉdrefを出力する乗算器、１８Ｂｂは
負荷電流設定信号Ｉdrefと、アークを除く負荷回路と直
流電源装置との総合抵抗Ｒとを乗算してＲ・Ｉdrefを出
力する乗算器、１８Ｂｃは乗算器１８Ｂｂの出力信号Ｒ
・Ｉdrefを２倍して２Ｒ・Ｉdrefを出力する２倍器であ
る。
【００９８】１８Ｂｄは予め記憶している整流回路３の
整流素子に流れる電流が微少な状態での電圧降下信号ｅ
p と、２倍器１８Ｂｃの出力信号２Ｒ・Ｉdref、及び運
転条件設定信号発生器１０Ａから出力されるアーク電圧
設定信号Ｅarcrefとを加算して２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref
＋ｅp を出力する加算器である。
整流素子に流れる電流が微少な状態での電圧降下信号ｅ
p と、２倍器１８Ｂｃの出力信号２Ｒ・Ｉdref、及び運
転条件設定信号発生器１０Ａから出力されるアーク電圧
設定信号Ｅarcrefとを加算して２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref
＋ｅp を出力する加算器である。
【００９９】１８Ｂｅは乗算器１８Ｂｂの出力Ｒ・Ｉ
drefと、アーク電圧設定信号Ｅarcref、及び整流回路３
の電圧降下信号ｅp とを加算してＲ・Ｉdref＋Ｅarcref
＋ｅpを出力する加算器、１８Ｂｆは乗算器１８Ｂａの
出力Ｚ・Ｉdrefと、加算器１８Ｂｅの出力Ｒ・Ｉdref＋
Ｅarcref＋ｅp とを乗算してＺ・Ｉdref・（Ｒ・Ｉdref
＋Ｅarcref＋ｅp）を出力する加算器である。
drefと、アーク電圧設定信号Ｅarcref、及び整流回路３
の電圧降下信号ｅp とを加算してＲ・Ｉdref＋Ｅarcref
＋ｅpを出力する加算器、１８Ｂｆは乗算器１８Ｂａの
出力Ｚ・Ｉdrefと、加算器１８Ｂｅの出力Ｒ・Ｉdref＋
Ｅarcref＋ｅp とを乗算してＺ・Ｉdref・（Ｒ・Ｉdref
＋Ｅarcref＋ｅp）を出力する加算器である。
【０１００】１８Ｂｇは加算器１８Ｂｅの出力Ｒ・Ｉ
dref＋Ｅarcref＋ｅp と、加算器１８Ｂｄの出力２Ｒ・
Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP とを乗算して（Ｒ・Ｉdref＋Ｅ
arcref＋ｅP）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）を出力
する乗算器、１８Ｂｈは運転条件設定信号発生器１０Ａ
から出力される整流回路３への交流入力電設定信号Ｅs
を２乗すると共に２倍して２Ｅs 2を出力する２乗２倍器
である。
dref＋Ｅarcref＋ｅp と、加算器１８Ｂｄの出力２Ｒ・
Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP とを乗算して（Ｒ・Ｉdref＋Ｅ
arcref＋ｅP）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）を出力
する乗算器、１８Ｂｈは運転条件設定信号発生器１０Ａ
から出力される整流回路３への交流入力電設定信号Ｅs
を２乗すると共に２倍して２Ｅs 2を出力する２乗２倍器
である。
【０１０１】１８Ｂｉは２乗２倍器１８Ｂｈの出力２Ｅ
s 2より乗算器１８Ｂｇの出力（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅp ）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）を減算して２
Ｅs ２−（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）（２Ｒ・Ｉdref
＋Ｅarcref＋ｅp）を出力する減算器、１８Ｂｊは乗算
器１８Ｂｆの出力Ｚ・Ｉdref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅp）を減算器１８Ｂｉの出力２ＥS 2−（Ｒ・Ｉdref＋
Ｅarcref＋ｅp）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）で
除算して、｛Ｚ・Ｉdref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅｐ）｝／｛２Ｅs ２−（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅp）
（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcr ef＋ｅｐ）｝を出力する除算器
である。
s 2より乗算器１８Ｂｇの出力（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅp ）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）を減算して２
Ｅs ２−（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）（２Ｒ・Ｉdref
＋Ｅarcref＋ｅp）を出力する減算器、１８Ｂｊは乗算
器１８Ｂｆの出力Ｚ・Ｉdref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅp）を減算器１８Ｂｉの出力２ＥS 2−（Ｒ・Ｉdref＋
Ｅarcref＋ｅp）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）で
除算して、｛Ｚ・Ｉdref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅｐ）｝／｛２Ｅs ２−（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅp）
（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcr ef＋ｅｐ）｝を出力する除算器
である。
【０１０２】１８Ｂｋは除算器１８Ｂｊの出力｛Ｚ・Ｉ
dref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）｝／｛２ＥＳ ２−
（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅ
arcref＋ｅｐ）｝に1.0を加算して、｛Ｚ・Ｉdref（Ｒ
・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）｝／｛２ＥS 2−（Ｒ・Ｉ
dref＋Ｅarcref＋ｅｐ)（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅ
ｐ)｝＋１を出力する加算器、１８Ｂｌは加算器１８Ｂ
ｋの出力｛Ｚ・Ｉdref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅｐ）｝／｛２ＥS 2−（ＲＩdref＋Ｅarcref＋ｅｐ)(２
Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）｝＋１を、運転条件設定
信号発生器１０Ｂから出力される整流回路３への交流電
圧設定信号Ｅs で除算すると共に1.35で除算して、１／
1.35ＥS［｛Ｚ・Ｉdref(Ｒ・Ｉdref+Ｅarcref＋ｅp)｝
／｛２ＥS 2-（Ｒ・Ｉdr ef＋Ｅarcref＋ｅp）（２Ｒ・Ｉ
dref＋Ｅarcref＋ｅp )｝＋１］を出力する除算器であ
り、第１の演算ブロック１８Ｂはこの信号を出力する。
dref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）｝／｛２ＥＳ ２−
（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅ
arcref＋ｅｐ）｝に1.0を加算して、｛Ｚ・Ｉdref（Ｒ
・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅｐ）｝／｛２ＥS 2−（Ｒ・Ｉ
dref＋Ｅarcref＋ｅｐ)（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅ
ｐ)｝＋１を出力する加算器、１８Ｂｌは加算器１８Ｂ
ｋの出力｛Ｚ・Ｉdref（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅｐ）｝／｛２ＥS 2−（ＲＩdref＋Ｅarcref＋ｅｐ)(２
Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅP）｝＋１を、運転条件設定
信号発生器１０Ｂから出力される整流回路３への交流電
圧設定信号Ｅs で除算すると共に1.35で除算して、１／
1.35ＥS［｛Ｚ・Ｉdref(Ｒ・Ｉdref+Ｅarcref＋ｅp)｝
／｛２ＥS 2-（Ｒ・Ｉdr ef＋Ｅarcref＋ｅp）（２Ｒ・Ｉ
dref＋Ｅarcref＋ｅp )｝＋１］を出力する除算器であ
り、第１の演算ブロック１８Ｂはこの信号を出力する。
【０１０３】次に、第２の演算ブロック１９Ｂの詳細に
ついて述べる。１９Ｂａは第１の演算ブロック１８Ｂの
出力信号１／1.35Ｅs ［｛Ｚ・Ｉdref(Ｒ・Ｉdref+Ｅ
arcref＋ｅp)｝／｛２ＥS 2-（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅp）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅp)｝＋１］と、ア
ーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc と
を乗算して、Ｅarc／1.35ＥS［｛Ｚ・Ｉdref(Ｒ・Ｉ
dref+Ｅarcref＋ｅp)｝／｛２ＥS 2-（Ｒ・Ｉdref＋Ｅ
arcref＋ｅp）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅp)｝＋
１］を出力する乗算器で、この乗算器１９Ｂａの出力は
(25)式の右辺と同一となり、定無効電力位相制御信号ｃ
ｏｓαとなる。
ついて述べる。１９Ｂａは第１の演算ブロック１８Ｂの
出力信号１／1.35Ｅs ［｛Ｚ・Ｉdref(Ｒ・Ｉdref+Ｅ
arcref＋ｅp)｝／｛２ＥS 2-（Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋
ｅp）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅp)｝＋１］と、ア
ーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc と
を乗算して、Ｅarc／1.35ＥS［｛Ｚ・Ｉdref(Ｒ・Ｉ
dref+Ｅarcref＋ｅp)｝／｛２ＥS 2-（Ｒ・Ｉdref＋Ｅ
arcref＋ｅp）（２Ｒ・Ｉdref＋Ｅarcref＋ｅp)｝＋
１］を出力する乗算器で、この乗算器１９Ｂａの出力は
(25)式の右辺と同一となり、定無効電力位相制御信号ｃ
ｏｓαとなる。
【０１０４】ここで、上記実施例４の効果の一例とし
て、上記実施例２で述べた条件下で、この実施例４を用
いた場合のアーク電圧検出信号Ｅarcと無効電力Ｑとの
関係を図７に示す。例えばアークインピーダンスの変動
により、アーク電圧が５００Ｖから±１００Ｖ変化した
場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の定電流制御のみ
の場合では最大７３ＭＶａｒ、最小５７ＭＶａｒとな
り、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対して、この実施
例４では、最大６６ＭＶａｒ、最小６３ＭＶａｒで、変
化幅は３ＭＶａｒであり、従来の定電流制御のみの場合
の２０％程度になるので、フリッカの抑制に大きな効果
が得られる。
て、上記実施例２で述べた条件下で、この実施例４を用
いた場合のアーク電圧検出信号Ｅarcと無効電力Ｑとの
関係を図７に示す。例えばアークインピーダンスの変動
により、アーク電圧が５００Ｖから±１００Ｖ変化した
場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の定電流制御のみ
の場合では最大７３ＭＶａｒ、最小５７ＭＶａｒとな
り、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対して、この実施
例４では、最大６６ＭＶａｒ、最小６３ＭＶａｒで、変
化幅は３ＭＶａｒであり、従来の定電流制御のみの場合
の２０％程度になるので、フリッカの抑制に大きな効果
が得られる。
【０１０５】従って、上記実施例４によれば、Ｅarc＝
Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefを中心としてテーラー展開の１
次近似を行い、線形化して定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαを求める定無効電力位相制御回路１６Ｃを備えたの
で、アークインピーダンスの変動が大きい場合は、発生
する無効電力Ｑと基準無効電力Ｑref との間の差が大き
くなるが、実施例２に比べて、回路構成が簡単になり、
アークインピーダンスの変動に高速に追従して無効電力
を一定に制御できる。
Ｅarcref，Ｉd＝Ｉdrefを中心としてテーラー展開の１
次近似を行い、線形化して定無効電力位相制御信号ｃｏ
ｓαを求める定無効電力位相制御回路１６Ｃを備えたの
で、アークインピーダンスの変動が大きい場合は、発生
する無効電力Ｑと基準無効電力Ｑref との間の差が大き
くなるが、実施例２に比べて、回路構成が簡単になり、
アークインピーダンスの変動に高速に追従して無効電力
を一定に制御できる。
【０１０６】実施例５．まず、この実施例５の概念につ
いて説明する。上記実施例４において、アーク５ａを除
く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流Ｉ
dによる電圧降下がアーク電圧Ｅarcに比べて充分小さい
とすれば、上記実施例３の(18)式及び(19)式が成立し、
これらの式より下記の(26)式が得られる。
いて説明する。上記実施例４において、アーク５ａを除
く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流Ｉ
dによる電圧降下がアーク電圧Ｅarcに比べて充分小さい
とすれば、上記実施例３の(18)式及び(19)式が成立し、
これらの式より下記の(26)式が得られる。
【数１９】
【０１０７】ここで、定無効電力位相制御信号ｃｏｓα
を、Ｅarc＝Ｅarcref ，Ｉｄ＝Ｉdr efを中心としてテー
ラー展開の１次近似を行ない線形化すると、(21)式とな
る。この(21)式で、定無効電力位相制御信号ｃｏｓα
は、Ｅarc＝Ｅarcref，Ｉｄ＝Ｉdrefとして、(26)式よ
り、
を、Ｅarc＝Ｅarcref ，Ｉｄ＝Ｉdr efを中心としてテー
ラー展開の１次近似を行ない線形化すると、(21)式とな
る。この(21)式で、定無効電力位相制御信号ｃｏｓα
は、Ｅarc＝Ｅarcref，Ｉｄ＝Ｉdrefとして、(26)式よ
り、
【０１０８】
【数２０】
【０１０９】となり、また、ｄｃｏｓα／ｄＥarcは、
(26)式をＥarcで微分して下記の(28)式で表される。
(26)式をＥarcで微分して下記の(28)式で表される。
【０１１０】
【数２１】
【０１１１】(27)式と(28)式を(21)式に代入すると、
【０１１２】
【数２２】
【０１１３】となり、無効電力の時間変化に寄与しない
定数項を省略すると、
定数項を省略すると、
【０１１４】
【数２３】
【０１１５】となり、定無効電力位相制御信号ｃｏｓα
を求めることができる。
を求めることができる。
【０１１６】次に、上述した概念に基づいて定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを演算する実施例５に係る定無効
電力位相制御回路を図８に基づいて具体的に説明する。
図８において、１６Ｄは、第１の演算ブロック１８Ｃと
第２の演算ブロック１９Ｃとで構成される定無効電力位
相制御回路である。第１の演算ブロック１８Ｃは、運転
条件設定信号発生器１０Ａより出力される各種運転条件
設定信号に基づいて、無効電力が一定となるような位相
制御角を求めるための基準信号を発生するもので、上記
各種運転条件設定信号はアークインピーダンスの変動に
依存せず一定であるため、上記基準信号の演算を高速で
行う必要がなく、従って、この第１の演算ブロック１８
Ｃを運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入れてもよ
い。
位相制御信号ｃｏｓαを演算する実施例５に係る定無効
電力位相制御回路を図８に基づいて具体的に説明する。
図８において、１６Ｄは、第１の演算ブロック１８Ｃと
第２の演算ブロック１９Ｃとで構成される定無効電力位
相制御回路である。第１の演算ブロック１８Ｃは、運転
条件設定信号発生器１０Ａより出力される各種運転条件
設定信号に基づいて、無効電力が一定となるような位相
制御角を求めるための基準信号を発生するもので、上記
各種運転条件設定信号はアークインピーダンスの変動に
依存せず一定であるため、上記基準信号の演算を高速で
行う必要がなく、従って、この第１の演算ブロック１８
Ｃを運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入れてもよ
い。
【０１１７】第２の演算ブロック１９Ｃは、第１の演算
ブロック１８Ｃの出力する基準信号とアーク電圧変換器
１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc とに基づいて、実
際の負荷回路に供給される無効電力Ｑが所定の運転条件
によって決まる基準無効電力Ｑref で一定となるよう
に、アーク電圧検出信号Ｅarc の変動にできる限り追従
するよう、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを高速に演
算出力する。
ブロック１８Ｃの出力する基準信号とアーク電圧変換器
１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc とに基づいて、実
際の負荷回路に供給される無効電力Ｑが所定の運転条件
によって決まる基準無効電力Ｑref で一定となるよう
に、アーク電圧検出信号Ｅarc の変動にできる限り追従
するよう、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを高速に演
算出力する。
【０１１８】まず、第１の演算ブロック１８Ｃの詳細に
ついて述べる。１８Ｃａは運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力される負荷電流設定信号Ｉdrefと、アーク５
ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダン
スＺを乗算してＺ・Ｉdrefを出力する乗算器、１８Ｃｂ
は乗算器１８Ｃａの出力信号Ｚ・Ｉdrefと運転条件設定
信号発生器１０Ａから出力されるアーク電圧設定信号Ｅ
arcrefとを乗算してＺ・Ｉdref・Ｅarcrefを出力する乗
算器である。
ついて述べる。１８Ｃａは運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力される負荷電流設定信号Ｉdrefと、アーク５
ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダン
スＺを乗算してＺ・Ｉdrefを出力する乗算器、１８Ｃｂ
は乗算器１８Ｃａの出力信号Ｚ・Ｉdrefと運転条件設定
信号発生器１０Ａから出力されるアーク電圧設定信号Ｅ
arcrefとを乗算してＺ・Ｉdref・Ｅarcrefを出力する乗
算器である。
【０１１９】１８Ｃｃは運転条件設定信号発生器１０Ａ
から出力されるアーク電圧設定信号Ｅarcrefを２乗して
Ｅarcref 2 を出力する２乗器、１８Ｃｄは運転条件設定
信号発生器１０Ａから出力される整流回路３への交流入
力電圧信号Ｅs を２乗すると共に２倍して２Ｅs 2を出力
する２乗２倍器である。
から出力されるアーク電圧設定信号Ｅarcrefを２乗して
Ｅarcref 2 を出力する２乗器、１８Ｃｄは運転条件設定
信号発生器１０Ａから出力される整流回路３への交流入
力電圧信号Ｅs を２乗すると共に２倍して２Ｅs 2を出力
する２乗２倍器である。
【０１２０】１８Ｃｅは２乗２倍器１８Ｃｄの出力２Ｅ
s 2より２乗器１８Ｃｃの出力Ｅarcr ef 2を減じて２Ｅs 2
−Ｅarcref 2を出力する減算器、１８Ｃｆは乗算器１８
Ｃｂの出力Ｚ・Ｉdref・Ｅarcrefを減算器１８Ｃｅの出
力信号２Ｅs 2−Ｅarcref 2 で除算して（Ｚ・Ｉdref・Ｅ
arcref）／(２Ｅs 2−Ｅarcref 2）を出力する除算器であ
る。
s 2より２乗器１８Ｃｃの出力Ｅarcr ef 2を減じて２Ｅs 2
−Ｅarcref 2を出力する減算器、１８Ｃｆは乗算器１８
Ｃｂの出力Ｚ・Ｉdref・Ｅarcrefを減算器１８Ｃｅの出
力信号２Ｅs 2−Ｅarcref 2 で除算して（Ｚ・Ｉdref・Ｅ
arcref）／(２Ｅs 2−Ｅarcref 2）を出力する除算器であ
る。
【０１２１】１８Ｃｇは除算器１８Ｃｆの出力（Ｚ・Ｉ
dref・Ｅarcref）／(２Ｅs 2−Ｅarc ref 2）に１を加算し
て（Ｚ・Ｉdref・Ｅarcref）／(２Ｅs 2−Ｅarcref 2）＋
１を出力する加算器、１８Ｃｈは加算器１８Ｃｇの出力
（Ｚ・Ｉdref・Ｅarcref）／(２ＥS 2−Ｅarcref 2）＋１
を運転条件設定信号発生器１０Ａの出力する整流回路３
への交流電圧設定信号ＥSで除算すると共に1.35で除算
して（１／1.35Ｅs）｛（Ｚ・Ｉdref・Ｅarcref）／(２
Ｅs 2−Ｅarcref 2）＋１｝を出力する除算器であり、第
１の演算ブロック１８Ｃは、この信号を第２の演算ブロ
ック１９Ｃに出力する。
dref・Ｅarcref）／(２Ｅs 2−Ｅarc ref 2）に１を加算し
て（Ｚ・Ｉdref・Ｅarcref）／(２Ｅs 2−Ｅarcref 2）＋
１を出力する加算器、１８Ｃｈは加算器１８Ｃｇの出力
（Ｚ・Ｉdref・Ｅarcref）／(２ＥS 2−Ｅarcref 2）＋１
を運転条件設定信号発生器１０Ａの出力する整流回路３
への交流電圧設定信号ＥSで除算すると共に1.35で除算
して（１／1.35Ｅs）｛（Ｚ・Ｉdref・Ｅarcref）／(２
Ｅs 2−Ｅarcref 2）＋１｝を出力する除算器であり、第
１の演算ブロック１８Ｃは、この信号を第２の演算ブロ
ック１９Ｃに出力する。
【０１２２】次に、第２の演算ブロック１９Ｃの詳細に
ついて述べる。１９Ｃａは第１の演算ブロック１８Ｃの
出力信号（１／1.35Ｅs）｛（Ｚ・Ｉd ref ・Ｅarcref）
／(２Ｅs 2−Ｅarcref 2）＋１｝とアーク電圧変換器１５
からのアーク電圧検出信号Ｅarc とを乗じて（Ｅarc／
1.35Ｅs）｛（Ｚ・Ｉdref・Ｅar cref）／(２Ｅs 2−Ｅ
arcref 2）＋１｝を出力する乗算器であり、この乗算器
１９Ｃａの出力は(32)式の右辺と同一であり、定無効電
力位相制御信号ｃｏｓαとなる。
ついて述べる。１９Ｃａは第１の演算ブロック１８Ｃの
出力信号（１／1.35Ｅs）｛（Ｚ・Ｉd ref ・Ｅarcref）
／(２Ｅs 2−Ｅarcref 2）＋１｝とアーク電圧変換器１５
からのアーク電圧検出信号Ｅarc とを乗じて（Ｅarc／
1.35Ｅs）｛（Ｚ・Ｉdref・Ｅar cref）／(２Ｅs 2−Ｅ
arcref 2）＋１｝を出力する乗算器であり、この乗算器
１９Ｃａの出力は(32)式の右辺と同一であり、定無効電
力位相制御信号ｃｏｓαとなる。
【０１２３】ここで、上記実施例５の効果の一例とし
て、上記実施例２で述べた条件下で、この実施例５を用
いた場合のアーク電圧検出信号Ｅarcと無効電力Ｑとの
関係を図９に示す。例えばアークインピーダンスの変動
により、アーク電圧検出信号Ｅarc が５００Ｖから±１
００Ｖ変化した場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の
定電流制御のみの場合では最大７３ＭＶａｒで最小５７
ＭＶａｒとなり、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対し
て、この実施例５では、最大６６ＭＶａｒ、最小６３Ｍ
Ｖａｒとなり、変化幅は３．５ＭＶａｒであり、従来の
定電流制御のみの場合の２０％程度になるので、フリッ
カの抑制に大きな効果が得られる。
て、上記実施例２で述べた条件下で、この実施例５を用
いた場合のアーク電圧検出信号Ｅarcと無効電力Ｑとの
関係を図９に示す。例えばアークインピーダンスの変動
により、アーク電圧検出信号Ｅarc が５００Ｖから±１
００Ｖ変化した場合を考えると、無効電力Ｑは、従来の
定電流制御のみの場合では最大７３ＭＶａｒで最小５７
ＭＶａｒとなり、変化幅が１６ＭＶａｒであるのに対し
て、この実施例５では、最大６６ＭＶａｒ、最小６３Ｍ
Ｖａｒとなり、変化幅は３．５ＭＶａｒであり、従来の
定電流制御のみの場合の２０％程度になるので、フリッ
カの抑制に大きな効果が得られる。
【０１２４】従って、上記実施例５によれば、前述した
実施例４において、アーク電圧に比べて、アーク５ａを
除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流
による電圧降下が充分小さいと考えられる場合は、アー
ク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒを
無視して定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める定無
効電力位相制御回路１６Ｄを備えたので、実施例４に比
較して演算回路を安価で、かつ簡単化することができ、
アークインピーダンスの変動に高速に追従して定無効電
力制御を行い得ることができ、無効電力を一定制御する
ことができる。
実施例４において、アーク電圧に比べて、アーク５ａを
除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流
による電圧降下が充分小さいと考えられる場合は、アー
ク５ａを除く負荷回路と直流電源装置との総合抵抗Ｒを
無視して定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを求める定無
効電力位相制御回路１６Ｄを備えたので、実施例４に比
較して演算回路を安価で、かつ簡単化することができ、
アークインピーダンスの変動に高速に追従して定無効電
力制御を行い得ることができ、無効電力を一定制御する
ことができる。
【０１２５】実施例６．まず、この実施例６の概念につ
いて説明する。上記実施例４及び５では、定無効電力位
相制御回路の第１の演算ブロックより出力される基準信
号とアーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信号Ｅ
arc とを第２の演算ブロックで乗算して定無効電力位相
制御信号ｃｏｓαを出力しているが、直流アーク炉の運
転パターンは、ボーリング期、主溶解期、メルトダウン
・精錬昇温期などと限られていて、各運転パターン毎に
アークインピーダンスの変動の度合が異なるので、運転
パターン毎に増幅率が変更可能な増幅器を設置し、アー
ク電圧検出信号Ｅarc を各々の運転パターン毎に増幅率
を変更して増幅することにより定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを出力してもよい。
いて説明する。上記実施例４及び５では、定無効電力位
相制御回路の第１の演算ブロックより出力される基準信
号とアーク電圧変換器１５からのアーク電圧検出信号Ｅ
arc とを第２の演算ブロックで乗算して定無効電力位相
制御信号ｃｏｓαを出力しているが、直流アーク炉の運
転パターンは、ボーリング期、主溶解期、メルトダウン
・精錬昇温期などと限られていて、各運転パターン毎に
アークインピーダンスの変動の度合が異なるので、運転
パターン毎に増幅率が変更可能な増幅器を設置し、アー
ク電圧検出信号Ｅarc を各々の運転パターン毎に増幅率
を変更して増幅することにより定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを出力してもよい。
【０１２６】まず、この実施例６の概念について説明す
る。前述した実施例４での(25)式（定無効電力位相制御
信号ｃｏｓαを、Ｅarc＝Ｅarcref及びＩｄ＝Ｉdrefを
中心としてテーラ展開の１次近似を行った式）と、実施
例５での(32)式（アーク５ａを除いた負荷回路と直流電
源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流による電圧降下がアー
ク電圧に比べて充分小さとして簡略化して定無効電力制
御信号ｃｏｓαを同じくテーラ展開の一次近似した式）
について考える。
る。前述した実施例４での(25)式（定無効電力位相制御
信号ｃｏｓαを、Ｅarc＝Ｅarcref及びＩｄ＝Ｉdrefを
中心としてテーラ展開の１次近似を行った式）と、実施
例５での(32)式（アーク５ａを除いた負荷回路と直流電
源装置との総合抵抗Ｒの負荷電流による電圧降下がアー
ク電圧に比べて充分小さとして簡略化して定無効電力制
御信号ｃｏｓαを同じくテーラ展開の一次近似した式）
について考える。
【０１２７】上記(25)式及び上記(32)式で示されるよう
に、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαは、アーク電圧検
出信号Ｅarc と各種運転条件設定信号Ｅs、Ｚ、
Ｉdref、Ｅa rcrefの関数との積となる。上記各種運転条
件設定信号Ｅs、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcr efは、運転パター
ン毎に異なり、かつ各運転パターンにおいては、アーク
インピーダンスの変動に依存せず一定であるので、運転
パターン毎に、(25)式及び(32)式の右辺におけるアーク
電圧検出信号Ｅarc を除いた各種運転条件設定信号
Ｅs、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の部分を増幅率とす
る増幅率が可変な増幅器を設けることにより、運転パタ
ーン毎に、該当する増幅率でアーク電圧検出信号Ｅar c
を増幅して、定無効電力位相制御角信号ｃｏｓαを求め
ることができる。
に、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαは、アーク電圧検
出信号Ｅarc と各種運転条件設定信号Ｅs、Ｚ、
Ｉdref、Ｅa rcrefの関数との積となる。上記各種運転条
件設定信号Ｅs、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcr efは、運転パター
ン毎に異なり、かつ各運転パターンにおいては、アーク
インピーダンスの変動に依存せず一定であるので、運転
パターン毎に、(25)式及び(32)式の右辺におけるアーク
電圧検出信号Ｅarc を除いた各種運転条件設定信号
Ｅs、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の部分を増幅率とす
る増幅率が可変な増幅器を設けることにより、運転パタ
ーン毎に、該当する増幅率でアーク電圧検出信号Ｅar c
を増幅して、定無効電力位相制御角信号ｃｏｓαを求め
ることができる。
【０１２８】次に、上述した概念に基づいて定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを求める実施例６に係る定無効電
力位相制御回路を図１０に基づいて具体的に説明する。
図１０において、１６Ｅは、第１の演算ブロック１８Ｄ
と増幅率が切り換え可能な増幅率可変式増幅器１９Ｄと
で構成される定無効電力位相制御回路である。第１の演
算ブロック１８Ｄは、運転条件設定信号発生器１０Ａよ
り出力される各種運転条件設定信号を用いた演算結果に
基づいて運転パターンを判別し、その判別結果に応じて
増幅率を選択するための増幅率選択信号を出力する。上
記運転条件設定信号は、各運転パターンにおいてはアー
クインピーダンスの変動に依存せず一定であるため、各
種運転条件設定信号を用いた演算を高速で行う必要はが
ないので、運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入れて
もよい。
位相制御信号ｃｏｓαを求める実施例６に係る定無効電
力位相制御回路を図１０に基づいて具体的に説明する。
図１０において、１６Ｅは、第１の演算ブロック１８Ｄ
と増幅率が切り換え可能な増幅率可変式増幅器１９Ｄと
で構成される定無効電力位相制御回路である。第１の演
算ブロック１８Ｄは、運転条件設定信号発生器１０Ａよ
り出力される各種運転条件設定信号を用いた演算結果に
基づいて運転パターンを判別し、その判別結果に応じて
増幅率を選択するための増幅率選択信号を出力する。上
記運転条件設定信号は、各運転パターンにおいてはアー
クインピーダンスの変動に依存せず一定であるため、各
種運転条件設定信号を用いた演算を高速で行う必要はが
ないので、運転条件設定信号発生器１０Ａに組み入れて
もよい。
【０１２９】増幅率可変式増幅器１９Ｄは、第１の演算
ブロック１８Ｄからの増幅率選択信号に応じて増幅率を
切り換え設定し、設定された増幅率でアーク電圧変換器
１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc を増幅して出力す
る。
ブロック１８Ｄからの増幅率選択信号に応じて増幅率を
切り換え設定し、設定された増幅率でアーク電圧変換器
１５からのアーク電圧検出信号Ｅarc を増幅して出力す
る。
【０１３０】まず、第１の演算ブロック１８Ｄの詳細に
ついて述べる。１８Ｄａは運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力される負荷電流設定信号Ｉdrefとアーク５ａ
を除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンス
Ｚとを乗算してＺ・Ｉdrefを出力する乗算器、１８Ｄｂ
は運転条件設定信号発生器１０Ａから出力されるアーク
電圧設定信号Ｅarcrefと上記乗算器１８Ｄａの出力信号
Ｚ・Ｉdrefとを乗算してＥarcref・Ｚ・Ｉdrefを出力す
る乗算器、１８Ｄｃはアーク電圧設定信号Ｅarcref を
２乗してＥarcref 2を出力する乗算器である。
ついて述べる。１８Ｄａは運転条件設定信号発生器１０
Ａから出力される負荷電流設定信号Ｉdrefとアーク５ａ
を除く負荷回路と直流電源装置との総合インピーダンス
Ｚとを乗算してＺ・Ｉdrefを出力する乗算器、１８Ｄｂ
は運転条件設定信号発生器１０Ａから出力されるアーク
電圧設定信号Ｅarcrefと上記乗算器１８Ｄａの出力信号
Ｚ・Ｉdrefとを乗算してＥarcref・Ｚ・Ｉdrefを出力す
る乗算器、１８Ｄｃはアーク電圧設定信号Ｅarcref を
２乗してＥarcref 2を出力する乗算器である。
【０１３１】１８Ｄｄは運転条件設定信号発生器１０Ａ
から出力される整流回路３への交流電圧設定信号ＥS を
２乗すると共に２倍して２ＥS 2を出力する２乗２倍器、
１８Ｄｅは２乗２倍器１８Ｄｄの出力２ＥS 2から２乗器
１８Ｄｃの出力Ｅarcref 2 を減じて２ＥS 2−Ｅarcref 2
を出力する減算器、１８Ｄｆは乗算器１８Ｄｂの出力Ｅ
arcref・Ｚ・Ｉdrefを減算器１８Ｄｅの出力２Ｅs 2−Ｅ
arcref 2 で除算して（Ｅarcref・Ｚ・Ｉdref）／（２Ｅ
s 2−Ｅarcref 2） を出力する除算器である。
から出力される整流回路３への交流電圧設定信号ＥS を
２乗すると共に２倍して２ＥS 2を出力する２乗２倍器、
１８Ｄｅは２乗２倍器１８Ｄｄの出力２ＥS 2から２乗器
１８Ｄｃの出力Ｅarcref 2 を減じて２ＥS 2−Ｅarcref 2
を出力する減算器、１８Ｄｆは乗算器１８Ｄｂの出力Ｅ
arcref・Ｚ・Ｉdrefを減算器１８Ｄｅの出力２Ｅs 2−Ｅ
arcref 2 で除算して（Ｅarcref・Ｚ・Ｉdref）／（２Ｅ
s 2−Ｅarcref 2） を出力する除算器である。
【０１３２】１８Ｄｇは除算器１８Ｄｆの出力（Ｅ
arcref・Ｚ・Ｉdref）／（２Ｅs 2−Ｅar cref 2） を運転
条件設定信号発生器１０Ａから出力される整流回路３へ
の交流電圧設定信号Ｅs で除算すると共に1.35で除算し
て（１／1.35Ｅs ）｛（Ｅarcref・Ｚ・Ｉdref）／（２
Ｅs 2−Ｅarcref 2 ）｝を出力する除算器、１８Ｄｈは除
算器１８Ｄｇの出力信号（１／1.35Ｅs ）｛（Ｅarcref
・Ｚ・Ｉdref）／（２ＥS 2−Ｅarcref 2）｝に応じて増
幅率選択信号を出力する増幅率選択回路である。
arcref・Ｚ・Ｉdref）／（２Ｅs 2−Ｅar cref 2） を運転
条件設定信号発生器１０Ａから出力される整流回路３へ
の交流電圧設定信号Ｅs で除算すると共に1.35で除算し
て（１／1.35Ｅs ）｛（Ｅarcref・Ｚ・Ｉdref）／（２
Ｅs 2−Ｅarcref 2 ）｝を出力する除算器、１８Ｄｈは除
算器１８Ｄｇの出力信号（１／1.35Ｅs ）｛（Ｅarcref
・Ｚ・Ｉdref）／（２ＥS 2−Ｅarcref 2）｝に応じて増
幅率選択信号を出力する増幅率選択回路である。
【０１３３】次に、増幅率可変式増幅器１９Ｄの詳細に
ついて述べる。１９Ｄは、例えば“ＯＰアンプ回路の設
計”（ＣＱ出版株式会社、昭和４８年８月１０日初版発
行、昭和５５年８月２０日第１５版発行）の９０ペー
ジ、図５−３に示すような一般的に使用されている増幅
率が切り換え可能な増幅率可変式増幅器で、この増幅器
１９Ｄの構成要素として、２０はアンプ、２１は入力抵
抗、２２はフィードバック抵抗、２３及び２４−１ない
し２４−ｎは出力電圧分圧抵抗、２５−１ないし２５−
ｎは出力分圧抵抗２４−１ないし２４−ｎにそれぞれ接
続され、第１の演算ブロック１８Ｄの増幅率選択回路１
８Ｄｈからの指令に基づいて入切することにより、出力
電圧分圧抵抗２４−１ないし２４−ｎを基準電位（通常
はアース電位）に接続するスイッチであり、出力分圧抵
抗２４−１ないし２４−ｎのうちの入にされたスイッチ
につながるものの合成抵抗と出力分圧抵抗２３とにより
総合の出力抵抗値を得る。
ついて述べる。１９Ｄは、例えば“ＯＰアンプ回路の設
計”（ＣＱ出版株式会社、昭和４８年８月１０日初版発
行、昭和５５年８月２０日第１５版発行）の９０ペー
ジ、図５−３に示すような一般的に使用されている増幅
率が切り換え可能な増幅率可変式増幅器で、この増幅器
１９Ｄの構成要素として、２０はアンプ、２１は入力抵
抗、２２はフィードバック抵抗、２３及び２４−１ない
し２４−ｎは出力電圧分圧抵抗、２５−１ないし２５−
ｎは出力分圧抵抗２４−１ないし２４−ｎにそれぞれ接
続され、第１の演算ブロック１８Ｄの増幅率選択回路１
８Ｄｈからの指令に基づいて入切することにより、出力
電圧分圧抵抗２４−１ないし２４−ｎを基準電位（通常
はアース電位）に接続するスイッチであり、出力分圧抵
抗２４−１ないし２４−ｎのうちの入にされたスイッチ
につながるものの合成抵抗と出力分圧抵抗２３とにより
総合の出力抵抗値を得る。
【０１３４】ここで、入力抵抗２１の抵抗値をＲs 、フ
ィードバック抵抗２２の抵抗値をＲf 、出力電圧分圧抵
抗２３の抵抗値をＲ1 とする。また、第１の演算ブロッ
ク１８Ｄからの増幅率選択信号に応じたスイッチ２５−
１から２５−ｎまでのオンオフによる出力分圧抵抗２４
−１ないし２４−ｎの合成抵抗値をＲ2 とすると、増幅
率可変式増幅器１９Ｄの増幅率ＡNFは、前述の“ＯＰア
ンプ回路の設計”の９０ページに示すように、ＡNE＝
（Ｒf／ＲS）・｛（Ｒ1＋Ｒ2）/Ｒ2｝となる。
ィードバック抵抗２２の抵抗値をＲf 、出力電圧分圧抵
抗２３の抵抗値をＲ1 とする。また、第１の演算ブロッ
ク１８Ｄからの増幅率選択信号に応じたスイッチ２５−
１から２５−ｎまでのオンオフによる出力分圧抵抗２４
−１ないし２４−ｎの合成抵抗値をＲ2 とすると、増幅
率可変式増幅器１９Ｄの増幅率ＡNFは、前述の“ＯＰア
ンプ回路の設計”の９０ページに示すように、ＡNE＝
（Ｒf／ＲS）・｛（Ｒ1＋Ｒ2）/Ｒ2｝となる。
【０１３５】従って、各運転条件に応じて増幅率選択回
路１８Ｄｈの増幅率選択信号によりスイッチ２５−１か
ら２５−ｎを入切し、出力電圧分圧抵抗の総合抵抗値を
変化させることにより、増幅率ＡNFの値が(25)式及び(3
2)式の右辺におけるアーク電圧検出信号Ｅarc を除いた
各種運転条件設定信号ＥＳ、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関
数の部分を増幅率となるような各種抵抗を設置しておく
ことにより、増幅率可変式増幅器１８Ｄの出力が定無効
電力制御における定無効電力位相制御信号ｃｏｓαとな
る。
路１８Ｄｈの増幅率選択信号によりスイッチ２５−１か
ら２５−ｎを入切し、出力電圧分圧抵抗の総合抵抗値を
変化させることにより、増幅率ＡNFの値が(25)式及び(3
2)式の右辺におけるアーク電圧検出信号Ｅarc を除いた
各種運転条件設定信号ＥＳ、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関
数の部分を増幅率となるような各種抵抗を設置しておく
ことにより、増幅率可変式増幅器１８Ｄの出力が定無効
電力制御における定無効電力位相制御信号ｃｏｓαとな
る。
【０１３６】なお、図１０の中に示している増幅率可変
式増幅器１９Ｄは、増幅器の一例であり、出力電圧分圧
抵抗を固定値としてフィードバック抵抗を数種類設置
し、それぞれにスイッチを設けて、第１の演算ブロック
１８Ｄｈからの増幅率選択信号によりスイッチを切り換
えて増幅率を変更するようにしてもよい。
式増幅器１９Ｄは、増幅器の一例であり、出力電圧分圧
抵抗を固定値としてフィードバック抵抗を数種類設置
し、それぞれにスイッチを設けて、第１の演算ブロック
１８Ｄｈからの増幅率選択信号によりスイッチを切り換
えて増幅率を変更するようにしてもよい。
【０１３７】また、この実施例６では、第１の演算ブロ
ック１８Ｄは、各種運転条件設定信号を用いた演算結果
に基づいて運転パターンを判別し、増幅率可変式増幅器
１９Ｄに増幅率選択信号を出力するが、運転パターン毎
の各種運転条件設定信号を第１の演算ブロック１８Ｄに
予め記憶させておき、第１の演算ブロック１８Ｄに入力
された各種運転条件設定信号の値に応じて運転パターン
を判別し、増幅率選択信号を出力するようにしてもよ
い。
ック１８Ｄは、各種運転条件設定信号を用いた演算結果
に基づいて運転パターンを判別し、増幅率可変式増幅器
１９Ｄに増幅率選択信号を出力するが、運転パターン毎
の各種運転条件設定信号を第１の演算ブロック１８Ｄに
予め記憶させておき、第１の演算ブロック１８Ｄに入力
された各種運転条件設定信号の値に応じて運転パターン
を判別し、増幅率選択信号を出力するようにしてもよ
い。
【０１３８】従って、上記実施例６によれば、運転条件
設定信号発生器１０Ａからの各種運転条件設定信号に基
づいて運転パターンに応じた増幅率でアーク電圧検出信
号Ｅarc を増幅することにより定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを求める定無効電力位相制御回路１６Ｅを備え
たので、運転パターンが数種類に固定されている場合
に、各々運転条件で無効電力が一定となるようなアーク
電圧検出信号と点孤位相角の関係を予め設定して定無効
電力位相制御信号を求めるようにすることにより、上記
実施例４及び５と同様な効果がより簡単な回路構成で実
現できる。
設定信号発生器１０Ａからの各種運転条件設定信号に基
づいて運転パターンに応じた増幅率でアーク電圧検出信
号Ｅarc を増幅することにより定無効電力位相制御信号
ｃｏｓαを求める定無効電力位相制御回路１６Ｅを備え
たので、運転パターンが数種類に固定されている場合
に、各々運転条件で無効電力が一定となるようなアーク
電圧検出信号と点孤位相角の関係を予め設定して定無効
電力位相制御信号を求めるようにすることにより、上記
実施例４及び５と同様な効果がより簡単な回路構成で実
現できる。
【０１３９】実施例７．まず、この実施例７の概念につ
いて説明する。上記実施例６では、増幅率可変式増幅器
１９Ｄは、アーク電圧検出信号Ｅarcを、運転条件設定
信号発生器１０Ａからの各種運転条件設定信号に基づい
て運転パターンに応じた増幅率で増幅することにより、
定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを決定しているが、直
流アーク炉での無効電力の変化によるフリッカの最も激
しい運転パターン（ボーリング期と主溶解期）での増幅
率を固定に持つ増幅器であっても十分な効果を得ること
ができる。
いて説明する。上記実施例６では、増幅率可変式増幅器
１９Ｄは、アーク電圧検出信号Ｅarcを、運転条件設定
信号発生器１０Ａからの各種運転条件設定信号に基づい
て運転パターンに応じた増幅率で増幅することにより、
定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを決定しているが、直
流アーク炉での無効電力の変化によるフリッカの最も激
しい運転パターン（ボーリング期と主溶解期）での増幅
率を固定に持つ増幅器であっても十分な効果を得ること
ができる。
【０１４０】そこで、この実施例７では、増幅率可変式
増幅器１９Ｄに替えて、(25)式及び(32)式の右辺におけ
るアーク電圧検出信号Ｅarc を除いた各種運転条件設定
信号Ｅs、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の部分に相当す
る増幅率がフリッカの最も激しい運転条件における値に
固定されている増幅率固定式増幅器を設けて、定無効電
力位相制御信号ｃｏｓαを求める。
増幅器１９Ｄに替えて、(25)式及び(32)式の右辺におけ
るアーク電圧検出信号Ｅarc を除いた各種運転条件設定
信号Ｅs、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の部分に相当す
る増幅率がフリッカの最も激しい運転条件における値に
固定されている増幅率固定式増幅器を設けて、定無効電
力位相制御信号ｃｏｓαを求める。
【０１４１】次に、上述した概念に基づいて定無効電力
位相制御信号ｃｏｓαを求める実施例７に係る無効電力
位相制御回路を図１１に基づいて具体的に説明する。図
１１において、１６Ｆはアーク電圧変換器１５からのア
ーク電圧検出信号Ｅarc を増幅して定無効電力位相制御
信号ｃｏｓαを出力する無効電力位相制御回路であり、
アーク電圧検出信号Ｅarc を所定の増幅率ＡNFで増幅す
る増幅率固定式増幅器１９Ｅを有する。
位相制御信号ｃｏｓαを求める実施例７に係る無効電力
位相制御回路を図１１に基づいて具体的に説明する。図
１１において、１６Ｆはアーク電圧変換器１５からのア
ーク電圧検出信号Ｅarc を増幅して定無効電力位相制御
信号ｃｏｓαを出力する無効電力位相制御回路であり、
アーク電圧検出信号Ｅarc を所定の増幅率ＡNFで増幅す
る増幅率固定式増幅器１９Ｅを有する。
【０１４２】増幅率固定式増幅器１９Ｅにおいて、２０
Ａはアンプ、２１Ａは入力抵抗、２２Ａはフィードバッ
ク抵抗、２６は出力電圧分圧可変抵抗である。上記入力
抵抗２１Ａの抵抗値をＲs 、フィードバック抵抗２２Ａ
の抵抗値をＲf とし、出力電圧分圧可変抵抗２６のフィ
ードバック抵抗２２Ａの出力部と基準電位間の抵抗値を
Ｒ2 、フィードバック抵抗２２Ａの出力部とアンプ２０
Ａの出力部の間の抵抗値をＲ1 とすると、この増幅率固
定式増幅器１９Ｅの増幅率ＡNFは、実施例６と同じく、
ＡNE＝（Ｒf／Ｒs）・｛（Ｒ1＋Ｒ2）/Ｒ2｝となる。
Ａはアンプ、２１Ａは入力抵抗、２２Ａはフィードバッ
ク抵抗、２６は出力電圧分圧可変抵抗である。上記入力
抵抗２１Ａの抵抗値をＲs 、フィードバック抵抗２２Ａ
の抵抗値をＲf とし、出力電圧分圧可変抵抗２６のフィ
ードバック抵抗２２Ａの出力部と基準電位間の抵抗値を
Ｒ2 、フィードバック抵抗２２Ａの出力部とアンプ２０
Ａの出力部の間の抵抗値をＲ1 とすると、この増幅率固
定式増幅器１９Ｅの増幅率ＡNFは、実施例６と同じく、
ＡNE＝（Ｒf／Ｒs）・｛（Ｒ1＋Ｒ2）/Ｒ2｝となる。
【０１４３】ここで、増幅率固定式増幅器１９Ｅの増幅
率ＡNFは、フリッカの最も激しい運転パターンにおける
運転条件設定信号発生器１０Ａからの負荷電流設定信号
Ｉdr efと、アーク電圧設定信号Ｅarcrefと、整流回路３
への交流電圧設定信号ＥS と、アーク５ａを除く負荷回
路と直流電源装置との総合インピーダンスＺ及び総合抵
抗Ｒと、整流回路３の整流素子に流れる電流が微少なと
きにおける電圧降下信号ｅp とに基づいて決まる(25)式
の右辺におけるアーク電圧検出信号Ｅarc を除いた各種
運転条件設定信号ＥＳ、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の
部分に相当する値である。
率ＡNFは、フリッカの最も激しい運転パターンにおける
運転条件設定信号発生器１０Ａからの負荷電流設定信号
Ｉdr efと、アーク電圧設定信号Ｅarcrefと、整流回路３
への交流電圧設定信号ＥS と、アーク５ａを除く負荷回
路と直流電源装置との総合インピーダンスＺ及び総合抵
抗Ｒと、整流回路３の整流素子に流れる電流が微少なと
きにおける電圧降下信号ｅp とに基づいて決まる(25)式
の右辺におけるアーク電圧検出信号Ｅarc を除いた各種
運転条件設定信号ＥＳ、Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の
部分に相当する値である。
【０１４４】すなわち、ＡNF＝（１／1.35ＥS）［｛Ｚ
・Ｉdref（Ｅarcref＋ｅp＋Ｒ・Ｉdr ef）｝／｛２ＥS 2-
（Ｅarcref＋ｅp＋Ｒ・Ｉdref）（Ｅarcref＋ｅp＋２Ｒ
・Ｉd ref）｝＋1］である。よって、この増幅率ＡNF満
足する抵抗値をもつ入力抵抗２１Ａ及びフィードバック
抵抗２２Ａが設けられると共に、出力電圧分圧可変抵抗
２６の目盛が設定される。
・Ｉdref（Ｅarcref＋ｅp＋Ｒ・Ｉdr ef）｝／｛２ＥS 2-
（Ｅarcref＋ｅp＋Ｒ・Ｉdref）（Ｅarcref＋ｅp＋２Ｒ
・Ｉd ref）｝＋1］である。よって、この増幅率ＡNF満
足する抵抗値をもつ入力抵抗２１Ａ及びフィードバック
抵抗２２Ａが設けられると共に、出力電圧分圧可変抵抗
２６の目盛が設定される。
【０１４５】また、(25)式を簡略した(32)式を用いる場
合は、ＡNF＝（１／1.35ＥS）｛（Ｚ・Ｉdref・Ｅ
arcref）／（２ＥS 2−Ｅarcref 2）＋１｝となるので、
この増幅率ＡNFを満足するような抵抗値をもつ入力抵抗
２１Ａ及びフィードバック抵抗２２Ａが設けられると共
に、出力電圧分圧可変抵抗２６の目盛が設定される。な
お、図１１に示している増幅率固定式増幅器１９Ｅは、
増幅率が固定な増幅回路の一例を示すものであり、増幅
率が固定であれば他の回路構成でもよい。
合は、ＡNF＝（１／1.35ＥS）｛（Ｚ・Ｉdref・Ｅ
arcref）／（２ＥS 2−Ｅarcref 2）＋１｝となるので、
この増幅率ＡNFを満足するような抵抗値をもつ入力抵抗
２１Ａ及びフィードバック抵抗２２Ａが設けられると共
に、出力電圧分圧可変抵抗２６の目盛が設定される。な
お、図１１に示している増幅率固定式増幅器１９Ｅは、
増幅率が固定な増幅回路の一例を示すものであり、増幅
率が固定であれば他の回路構成でもよい。
【０１４６】従って、上記実施例７によれば、アーク電
圧検出信号Ｅarc を除いた各種運転条件設定信号Ｅs、
Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の部分に相当する増幅率が
フリッカの最も激しい運転条件における値に固定されて
いる増幅率固定式増幅器１９Ｅを設けて、定無効電力位
相制御信号ｃｏｓαを求める定無効電力位相制御回路１
６Ｆを備えたので、簡単な回路構成で、実施例６の運転
パターンのうち、最もフリッカの激しいパターンで最も
効果が得られ、交流電源のインピーダンスが大きい場合
に交流電源に接続される無効電力補償装置の容量を小型
にしてフリッカが最大のときでもフリッカを許容値内に
収まるようにすることができる。
圧検出信号Ｅarc を除いた各種運転条件設定信号Ｅs、
Ｚ、Ｉdref、Ｅarcrefの関数の部分に相当する増幅率が
フリッカの最も激しい運転条件における値に固定されて
いる増幅率固定式増幅器１９Ｅを設けて、定無効電力位
相制御信号ｃｏｓαを求める定無効電力位相制御回路１
６Ｆを備えたので、簡単な回路構成で、実施例６の運転
パターンのうち、最もフリッカの激しいパターンで最も
効果が得られ、交流電源のインピーダンスが大きい場合
に交流電源に接続される無効電力補償装置の容量を小型
にしてフリッカが最大のときでもフリッカを許容値内に
収まるようにすることができる。
【０１４７】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る直流アーク炉の電源装置によれば、従来の定電流制御
に並行して、アークインピーダンスの変動によるアーク
電圧の変動に応答してアーク電圧検出信号に基づき実際
の無効電力と運転条件設定信号発生器からの各種運転条
件に基づいた基準無効電力とが等しくなるように整流回
路の点孤位相角を直接制御して負荷電流を制御すること
により無効電力を一定に制御する定無効電力制御回路を
備えたので、アーク短絡等により負荷インピーダンスが
急変した場合でも無効電力を高速に一定制御することが
でき、これに伴う電源系統のフリッカを低減することが
できると共に、交流電源のインピーダンスが大きい場合
に交流電源に接続されるフリッカ防止のための無効電力
補償装置を小容量で、かつ安価なもので構成でき、条件
によっては不要とすることができ、直流アーク炉設備の
製作費用及び設置スペース等を大幅に削減できるという
効果を奏する。
る直流アーク炉の電源装置によれば、従来の定電流制御
に並行して、アークインピーダンスの変動によるアーク
電圧の変動に応答してアーク電圧検出信号に基づき実際
の無効電力と運転条件設定信号発生器からの各種運転条
件に基づいた基準無効電力とが等しくなるように整流回
路の点孤位相角を直接制御して負荷電流を制御すること
により無効電力を一定に制御する定無効電力制御回路を
備えたので、アーク短絡等により負荷インピーダンスが
急変した場合でも無効電力を高速に一定制御することが
でき、これに伴う電源系統のフリッカを低減することが
できると共に、交流電源のインピーダンスが大きい場合
に交流電源に接続されるフリッカ防止のための無効電力
補償装置を小容量で、かつ安価なもので構成でき、条件
によっては不要とすることができ、直流アーク炉設備の
製作費用及び設置スペース等を大幅に削減できるという
効果を奏する。
【０１４８】また、請求項２に係る直流アーク炉の電源
装置によれば、変数に関する漸化式を使用して該漸化式
に基づいて変数を求めることによりアークインピーダン
スの変動に高速に追従して整流回路の定無効電力位相制
御信号を求めることができる定無効電力位相制御回路を
備えたので、アーク電圧の大きな変動に対しても高い精
度で定無効電力制御が行い得ることができ、アーク短絡
等により負荷インピーダンスが大きく急変した場合でも
無効電力を高速に一定制御することができるという効果
を奏する。
装置によれば、変数に関する漸化式を使用して該漸化式
に基づいて変数を求めることによりアークインピーダン
スの変動に高速に追従して整流回路の定無効電力位相制
御信号を求めることができる定無効電力位相制御回路を
備えたので、アーク電圧の大きな変動に対しても高い精
度で定無効電力制御が行い得ることができ、アーク短絡
等により負荷インピーダンスが大きく急変した場合でも
無効電力を高速に一定制御することができるという効果
を奏する。
【０１４９】また、請求項３に係る直流アーク炉の電源
装置によれば、アーク電圧に比べて、アークを除く負荷
回路と直流電源装置との総合抵抗の負荷電流による電圧
降下が充分小さいと考えられる場合に、アークを除く負
荷回路と直流電源装置との総合抵抗を無視して、請求項
２に係る漸化式を簡略化した式により定無効電力位相制
御信号を求める定無効電力位相制御回路を備えたので、
請求項２に比較して演算回路の構成を安価で、かつ簡単
化することができ、アークインピーダンスの変動に高速
に追従して定無効電力制御を行い得ることができ、無効
電力を一定制御することができるという効果を奏する。
装置によれば、アーク電圧に比べて、アークを除く負荷
回路と直流電源装置との総合抵抗の負荷電流による電圧
降下が充分小さいと考えられる場合に、アークを除く負
荷回路と直流電源装置との総合抵抗を無視して、請求項
２に係る漸化式を簡略化した式により定無効電力位相制
御信号を求める定無効電力位相制御回路を備えたので、
請求項２に比較して演算回路の構成を安価で、かつ簡単
化することができ、アークインピーダンスの変動に高速
に追従して定無効電力制御を行い得ることができ、無効
電力を一定制御することができるという効果を奏する。
【０１５０】また、請求項４に係る直流アーク炉の電源
装置によれば、定無効電力位相制御信号を、アーク電圧
設定信号と負荷電流設定信号を中心としてテーラー展開
した１次近似式に基づいて線形化して定無効電力位相制
御信号を求める定無効電力位相制御回路を備えたので、
請求項２に比べて、演算回路の構成が簡単になり、アー
クインピーダンスの変動に高速に追従して無効電力を一
定に制御できるという効果を奏する。
装置によれば、定無効電力位相制御信号を、アーク電圧
設定信号と負荷電流設定信号を中心としてテーラー展開
した１次近似式に基づいて線形化して定無効電力位相制
御信号を求める定無効電力位相制御回路を備えたので、
請求項２に比べて、演算回路の構成が簡単になり、アー
クインピーダンスの変動に高速に追従して無効電力を一
定に制御できるという効果を奏する。
【０１５１】また、請求項５に係る直流アーク炉の電源
装置によれば、前述した請求項４において、アーク電圧
に比べて、アークを除く負荷回路と直流電源装置との総
合抵抗の負荷電流による電圧降下が充分小さいと考えら
れる場合に、アークを除く負荷回路と直流電源装置との
総合抵抗を無視して定無効電力位相制御信号を求める定
無効電力位相制御回路を備えたので、請求項４に比較し
て演算回路を安価で、かつ簡単化することができ、アー
クインピーダンスの変動に高速に追従して定無効電力制
御を行い得ることができ、無効電力を一定制御すること
ができるという効果を奏する。
装置によれば、前述した請求項４において、アーク電圧
に比べて、アークを除く負荷回路と直流電源装置との総
合抵抗の負荷電流による電圧降下が充分小さいと考えら
れる場合に、アークを除く負荷回路と直流電源装置との
総合抵抗を無視して定無効電力位相制御信号を求める定
無効電力位相制御回路を備えたので、請求項４に比較し
て演算回路を安価で、かつ簡単化することができ、アー
クインピーダンスの変動に高速に追従して定無効電力制
御を行い得ることができ、無効電力を一定制御すること
ができるという効果を奏する。
【０１５２】また、請求項６に係る直流アーク炉の電源
装置によれば、運転条件設定信号発生器からの各種運転
条件設定信号に基づいて運転パターンに応じた増幅率で
アーク電圧検出信号を増幅することにより定無効電力位
相制御信号を求める定無効電力位相制御回路を備えたの
で、演算回路が縮小され演算処理時間が短縮されると共
に、運転パターンが数種類に固定されている場合に、各
々運転条件で無効電力が一定となるようなアーク電圧検
出信号と点孤位相角の関係を予め設定して定無効電力位
相制御信号を求めるようにすることにより、請求項４及
び５と同様な効果がより簡単な回路構成で実現できると
いう効果を奏する。
装置によれば、運転条件設定信号発生器からの各種運転
条件設定信号に基づいて運転パターンに応じた増幅率で
アーク電圧検出信号を増幅することにより定無効電力位
相制御信号を求める定無効電力位相制御回路を備えたの
で、演算回路が縮小され演算処理時間が短縮されると共
に、運転パターンが数種類に固定されている場合に、各
々運転条件で無効電力が一定となるようなアーク電圧検
出信号と点孤位相角の関係を予め設定して定無効電力位
相制御信号を求めるようにすることにより、請求項４及
び５と同様な効果がより簡単な回路構成で実現できると
いう効果を奏する。
【０１５３】さらに、請求項７に係る直流アーク炉の電
源装置によれば、各種運転条件設定信号の関数の部分に
相当する増幅率をフリッカの最も激しい運転条件におけ
る値に固定してアーク電圧検出信号を増幅することによ
り定無効電力位相制御信号を求める定無効電力位相制御
回路を備えたので、簡単な回路構成で、運転パターンの
うち、最もフリッカの激しいパターンで最も効果が得ら
れ、交流電源のインピーダンスが大きい場合に交流電源
に接続される無効電力補償装置の容量を小型にしてフリ
ッカが最大のときでもフリッカを許容値内に収まるよう
にすることができるという効果を奏する。
源装置によれば、各種運転条件設定信号の関数の部分に
相当する増幅率をフリッカの最も激しい運転条件におけ
る値に固定してアーク電圧検出信号を増幅することによ
り定無効電力位相制御信号を求める定無効電力位相制御
回路を備えたので、簡単な回路構成で、運転パターンの
うち、最もフリッカの激しいパターンで最も効果が得ら
れ、交流電源のインピーダンスが大きい場合に交流電源
に接続される無効電力補償装置の容量を小型にしてフリ
ッカが最大のときでもフリッカを許容値内に収まるよう
にすることができるという効果を奏する。
【図１】この発明の実施例１に係る直流アーク炉の電源
装置を示す全体構成図である。
装置を示す全体構成図である。
【図２】この発明の実施例２に係るもので、図１の定無
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
【図３】この発明の実施例２に係るアーク電圧検出信号
と無効電力との関係を示す特性図である。
と無効電力との関係を示す特性図である。
【図４】この発明の実施例３に係るもので、図１の定無
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
【図５】この発明の実施例３に係るアーク電圧検出信号
と無効電力との関係を示す特性図である。
と無効電力との関係を示す特性図である。
【図６】この発明の実施例４に係るもので、図１の定無
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
【図７】この発明の実施例４に係るアーク電圧検出信号
と無効電力との関係を示す特性図である。
と無効電力との関係を示す特性図である。
【図８】この発明の実施例５に係るもので、図１の定無
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図である。
【図９】この発明の実施例５に係るアーク電圧検出信号
と無効電力との関係を示す特性図である。
と無効電力との関係を示す特性図である。
【図１０】この発明の実施例６に係るもので、図１の定
無効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図であ
る。
無効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図であ
る。
【図１１】この発明の実施例７に係るもので、図１の定
無効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図であ
る。
無効電力位相制御回路の詳細な内部回路の構成図であ
る。
【図１２】従来の直流アーク炉の電源装置を示す構成図
である。
である。
【図１３】従来の直流アーク炉に供給される有効電力と
無効電力との関係を示す特性図である。
無効電力との関係を示す特性図である。
１ 交流電源 ２ 変圧器 ３ 整流回路 ５ アーク炉 ５ａ ア−ク ８ 変流器 ９ 電流変換器 １０Ａ 運転条件設定信号発生器 １２ 定電流位相制御回路 １３ 点弧パルス発生器 １４ アーク電圧検出器 １５ アーク電圧変換器 １６ 定無効電力位相制御回路 １６Ａ 定無効電力位相制御回路 １６Ｂ 定無効電力位相制御回路 １６Ｃ 定無効電力位相制御回路 １６Ｄ 定無効電力位相制御回路 １６Ｅ 定無効電力位相制御回路 １６Ｆ 定無効電力位相制御回路 １９Ｄ 増幅率可変式増幅器 １９Ｅ 増幅率固定式増幅器
Claims (7)
- 【請求項１】 交流電源からの交流電圧を所定の電圧に
変換する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流し
て直流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有す
る直流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負
荷電流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出
力する定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号
に基づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点
弧パルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回
路とを備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制
御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク
電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷
電流設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信
号、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との
総合抵抗設定信号と総合インピーダンス設定信号、及び
アーク電圧設定信号を発生する運転条件設定信号発生器
と、上記アーク電圧検出手段によるアーク電圧検出信号
と上記運転条件設定信号発生器により設定された運転条
件及び上記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な状
態での電圧降下信号とに基づいて定無効電力位相制御信
号を演算出力する定無効電力位相制御回路と、上記定電
流位相制御信号と上記定無効電力位相制御信号とを加算
する加算手段とを備えると共に、上記点弧パルス発生器
を、上記加算手段による加算結果に基づいて上記整流回
路への点弧パルスを発生する構成としたことを特徴とす
る直流アーク炉の電源装置。 - 【請求項２】 交流電源からの交流電圧を所定の電圧に
変換する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流し
て直流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有す
る直流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負
荷電流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出
力する定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号
に基づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点
弧パルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回
路とを備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制
御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク
電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷
電流設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信号
Ｅsref、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置
との総合抵抗設定信号Ｒrefと総合インピーダンス設定
信号Ｚref、及びアーク電圧設定信号を発生する運転条
件設定信号発生器と、上記負荷電流設定信号、上記交流
入力電圧設定信号、上記アーク電圧設定信号、上記総合
抵抗設定信号、及び上記整流回路の整流素子に流れる電
流が微少な状態での電圧降下信号ｅp に基づいた基準無
効電力をＱref 、上記アーク電圧検出手段によるアーク
電圧検出信号Ｅarc として、下記に示す漸化式を満たす
変数Ｅz を求め、 【数１】 その変数、上記アーク電圧検出手段によるアーク電圧検
出信号、上記整流回路の整流素子に流れる電流が微少な
状態での電圧降下信号、及び上記交流入力電圧設定信号
に基づいて定無効電力位相制御信号を演算出力する定無
効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上記
定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備え
ると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段によ
る加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発
生する構成としたことを特徴とする直流アーク炉の電源
装置。 - 【請求項３】 交流電源からの交流電圧を所定の電圧に
変換する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流し
て直流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有す
る直流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負
荷電流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出
力する定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号
に基づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点
弧パルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回
路とを備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制
御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク
電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷
電流設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信
号、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との
総合抵抗設定信号と総合インピーダンス設定信号、及び
アーク電圧設定信号を発生する運転条件設定信号発生器
と、上記負荷電流設定信号、交流入力電圧設定信号、及
びアーク電圧設定信号に基づいて基準無効電力を求め、
その基準無効電力、総合インピーダンス設定信号、交流
入力電圧設定信号、及び上記アーク電圧検出手段による
アーク電圧検出信号に基づいて定無効電力位相制御信号
を演算出力する定無効電力位相制御回路と、上記定電流
位相制御信号と上記定無効電力位相制御信号とを加算す
る加算手段とを備えると共に、上記点弧パルス発生器
を、上記加算手段による加算結果に基づいて上記整流回
路への点弧パルスを発生する構成としたことを特徴とす
る直流アーク炉の電源装置。 - 【請求項４】 交流電源からの交流電圧を所定の電圧に
変換する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流し
て直流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有す
る直流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負
荷電流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出
力する定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号
に基づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点
弧パルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回
路とを備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制
御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク
電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷
電流設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信
号、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との
総合抵抗設定信号と総合インピーダンス設定信号、及び
アーク電圧設定信号を発生する運転条件設定信号発生器
と、定無効電力位相制御信号ｃｏｓαを、負荷電流設定
信号Ｉdref及びアーク電圧設定信号Ｅarcrefを中心とし
てテーラ展開の１次近似を行い線形化した下式に従い、 【数２】 上記負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設定信号Ｅ
sref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合抵抗設定信号
Ｒref、総合インピーダンス設定信号Ｚref、上記整流回
路の整流素子に流れる電流が微少な状態での電圧降下信
号ｅp 、上記アーク電圧検出器によるアーク電圧検出信
号Ｅarc 及び負荷電流検出信号Ｉd に基づいて演算出力
する定無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信
号と上記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段
とを備えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算
手段による加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パ
ルスを発生する構成としたことを特徴とする直流アーク
炉の電源装置。 - 【請求項５】 交流電源からの交流電圧を所定の電圧に
変換する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流し
て直流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有す
る直流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負
荷電流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出
力する定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号
に基づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点
弧パルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回
路とを備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制
御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク
電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷
電流設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信
号、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との
総合インピーダンス設定信号、及びアーク電圧設定信号
を発生する運転条件設定信号発生器と、定無効電力位相
制御信号ｃｏｓαを、負荷電流設定信号Ｉdref及びアー
ク電圧設定信号Ｅarcrefを中心としてテーラ展開の１次
近似を行い線形化した下式に従い、 【数３】 上記負荷電流設定信号Ｉdref、交流入力電圧設定信号Ｅ
sref、アーク電圧設定信号Ｅarcref、総合インピーダン
ス設定信号Ｚref 、及び上記アーク電圧検出器によるア
ーク電圧検出信号Ｅarcに基づいて演算出力する定無効
電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信号と上記定
無効電力位相制御信号とを加算する加算手段とを備える
と共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算手段による
加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パルスを発生
する構成としたことを特徴とする直流アーク炉の電源装
置。 - 【請求項６】 交流電源からの交流電圧を所定の電圧に
変換する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流し
て直流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有す
る直流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負
荷電流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出
力する定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号
に基づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点
弧パルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回
路とを備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制
御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク
電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷
電流設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信
号、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との
総合インピーダンス、及びアーク電圧設定信号を発生す
る運転条件設定信号発生器と、この運転条件設定信号発
生器からの設定信号に基づいた運転パターン毎の増幅率
を選択し、その選択された増幅率により上記アーク電圧
検出手段によるアーク電圧検出信号を増幅して定無効電
力位相制御信号を演算出力する定無効電力位相制御回路
と、上記定電流位相制御信号と上記定無効電力位相制御
信号とを加算する加算手段とを備えると共に、上記点弧
パルス発生器を、上記加算手段による加算結果に基づい
て上記整流回路への点弧パルスを発生する構成としたこ
とを特徴とする直流アーク炉の電源装置。 - 【請求項７】 交流電源からの交流電圧を所定の電圧に
変換する変圧器と、上記変圧器からの交流出力を整流し
て直流アーク炉の負荷回路に供給する整流回路とを有す
る直流電源装置を備えると共に、上記負荷回路に流れる
電流を検出する電流検出手段と、その電流検出信号と負
荷電流設定信号との差に応じた定電流位相制御信号を出
力する定電流位相制御回路と、上記定電流位相制御信号
に基づいて上記整流回路の点孤位相を制御するための点
弧パルスを出力する点孤パルス発生器とを有する制御回
路とを備えた直流アーク炉の電源装置において、上記制
御回路に、上記負荷回路のアーク電圧を検出するアーク
電圧検出手段と、上記負荷回路の運転条件として、負荷
電流設定信号、上記整流回路への交流入力電圧設定信
号、上記アークを除く負荷回路と上記直流電源装置との
総合インピーダンス設定信号、及びアーク電圧設定信号
を発生する運転条件設定信号発生器と、この運転条件設
定信号発生器からの設定信号に基づいた固定増幅率によ
り上記アーク電圧検出手段により検出されるアーク電圧
検出信号を増幅して定無効電力位相制御信号を演算出力
する定無効電力位相制御回路と、上記定電流位相制御信
号と上記定無効電力位相制御信号とを加算する加算手段
とを備えると共に、上記点弧パルス発生器を、上記加算
手段による加算結果に基づいて上記整流回路への点弧パ
ルスを発生する構成としたことを特徴とする直流アーク
炉の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5239536A JP2842769B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 直流アーク炉の電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5239536A JP2842769B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 直流アーク炉の電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794275A JPH0794275A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2842769B2 true JP2842769B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=17046275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5239536A Expired - Lifetime JP2842769B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 直流アーク炉の電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2842769B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5051345B2 (ja) * | 2006-11-09 | 2012-10-17 | 富士電機株式会社 | アーク炉用電源装置 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP5239536A patent/JP2842769B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0794275A (ja) | 1995-04-07 |
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