JP3019554B2 - Ｇｔｏサイリスタインバータ - Google Patents
ＧｔｏサイリスタインバータInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＧＴＯサイリスタを
スイッチング素子として用いた電圧型のＧＴＯサイリス
タインバータに関するものである。
スイッチング素子として用いた電圧型のＧＴＯサイリス
タインバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のＧＴＯサイリスタインバー
タの構成を示す回路図である。図４において、１は直流
電圧源、２は還流ダイオード、３は短絡電流上昇率抑制
用の直流リアクトル、４Ａ〜４Ｄはアノードリアクト
ル、５Ａ〜５ＤはＧＴＯサイリスタ、６Ａ〜６Ｄは還流
ダイオードである。７Ａ〜７Ｄはスナバコンデンサ、８
Ａ〜８Ｄはダイオード、９Ａ〜９Ｄは抵抗、１０Ａ〜１
０Ｄはエネルギー吸収用の直列回路を構成する抵抗、１
１Ａ〜１１Ｄはエネルギー吸収用の直列回路を構成する
ダイオード、１０は負荷、１１は短絡電流検出用の直流
電流検出器、１２は直流ヒューズである。
タの構成を示す回路図である。図４において、１は直流
電圧源、２は還流ダイオード、３は短絡電流上昇率抑制
用の直流リアクトル、４Ａ〜４Ｄはアノードリアクト
ル、５Ａ〜５ＤはＧＴＯサイリスタ、６Ａ〜６Ｄは還流
ダイオードである。７Ａ〜７Ｄはスナバコンデンサ、８
Ａ〜８Ｄはダイオード、９Ａ〜９Ｄは抵抗、１０Ａ〜１
０Ｄはエネルギー吸収用の直列回路を構成する抵抗、１
１Ａ〜１１Ｄはエネルギー吸収用の直列回路を構成する
ダイオード、１０は負荷、１１は短絡電流検出用の直流
電流検出器、１２は直流ヒューズである。
【０００３】このように構成された従来のＧＴＯサイリ
スタインバータは、例えばパルス幅変調信号により、Ｇ
ＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄをスイッチングすることによ
って、負荷１０に交流電力を供給するようになってい
る。ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄのスイッチングによる
変換動作は周知であるので、説明は省略する。このＧＴ
Ｏサイリスタインバータは、変換動作中において、何ら
かの原因で、例えばＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｂ、もし
くはＧＴＯサイリスタ５Ｃ，５Ｄが同時にオンとなって
電源短絡状態となる場合がある。この場合に、電流ＩS
は急激に増大することになる。電流ＩS が予め設定した
しきい値電流ＩS1を超えたことを直流電流検出器１１が
検出したときに、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄへのゲー
ト信号を遮断してＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄを遮断す
ることにより、回路の保護を図っている。
スタインバータは、例えばパルス幅変調信号により、Ｇ
ＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄをスイッチングすることによ
って、負荷１０に交流電力を供給するようになってい
る。ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄのスイッチングによる
変換動作は周知であるので、説明は省略する。このＧＴ
Ｏサイリスタインバータは、変換動作中において、何ら
かの原因で、例えばＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｂ、もし
くはＧＴＯサイリスタ５Ｃ，５Ｄが同時にオンとなって
電源短絡状態となる場合がある。この場合に、電流ＩS
は急激に増大することになる。電流ＩS が予め設定した
しきい値電流ＩS1を超えたことを直流電流検出器１１が
検出したときに、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄへのゲー
ト信号を遮断してＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄを遮断す
ることにより、回路の保護を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧＴＯ
サイリスタ５Ａ〜５Ｄの遮断、つまりＧＴＯサイリスタ
５Ａ〜５Ｄに対するオフ信号の発生のタイミングは、最
小オンパルス時間Ｔmin の確保という制限から、短絡の
発生つまり電流ＩS がしきい値電流ＩS1を超えてからＧ
ＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄを遮断させるまで、最小オン
パルス時間Ｔmin 以上遅らせる必要がある。
サイリスタ５Ａ〜５Ｄの遮断、つまりＧＴＯサイリスタ
５Ａ〜５Ｄに対するオフ信号の発生のタイミングは、最
小オンパルス時間Ｔmin の確保という制限から、短絡の
発生つまり電流ＩS がしきい値電流ＩS1を超えてからＧ
ＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄを遮断させるまで、最小オン
パルス時間Ｔmin 以上遅らせる必要がある。
【０００５】したがって、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄ
の遮断直前に流れる電流ＩS は電流値ＩS2まで上昇する
ことになる。この電流値ＩS2は、ＧＴＯサイリスタ５Ａ
〜５Ｄの破壊防止のため、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄ
の可制御電流値（トランジスタにおけるコレクタ電流の
最大定格値に相当するものを、ＧＴＯサイリスタで一般
に、このように表現する。以下、同様）以下に抑えなけ
ればならない。このために従来例では、直流リアクトル
３を直流電圧源１からの給電経路中に介挿し、電流上昇
率を抑えるようにしている。したがって、直流リアクト
ル３をできる限り小型化するには、最終遮断電流、つま
り電流値ＩS2をＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄの可制御電
流値の近辺まで大きくしなければならない。
の遮断直前に流れる電流ＩS は電流値ＩS2まで上昇する
ことになる。この電流値ＩS2は、ＧＴＯサイリスタ５Ａ
〜５Ｄの破壊防止のため、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄ
の可制御電流値（トランジスタにおけるコレクタ電流の
最大定格値に相当するものを、ＧＴＯサイリスタで一般
に、このように表現する。以下、同様）以下に抑えなけ
ればならない。このために従来例では、直流リアクトル
３を直流電圧源１からの給電経路中に介挿し、電流上昇
率を抑えるようにしている。したがって、直流リアクト
ル３をできる限り小型化するには、最終遮断電流、つま
り電流値ＩS2をＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄの可制御電
流値の近辺まで大きくしなければならない。
【０００６】一方、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄに並列
に接続されたスナバ回路中のスナバコンデンサ７Ａ〜７
Ｄの静電容量は、図５に示すようにＧＴＯサイリスタ５
Ａ〜５Ｄの最終の遮断電流にほぼ比例し、この遮断電流
が大きいとスナバコンデンサ７Ａ〜７Ｄの静電容量も大
きく設定する必要がある。また、スナバ回路の損失は、
直流電源電圧が同じであるなら、スナバコンデンサ７Ａ
〜７Ｄの静電容量に比例し、スナバコンデンサ７Ａ〜７
Ｄの静電容量が大きいほど大きくなる。したがって、ス
ナバ回路の損失は、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄの遮断
電流にほぼ比例し、遮断電流が大きいほど大きくなる。
に接続されたスナバ回路中のスナバコンデンサ７Ａ〜７
Ｄの静電容量は、図５に示すようにＧＴＯサイリスタ５
Ａ〜５Ｄの最終の遮断電流にほぼ比例し、この遮断電流
が大きいとスナバコンデンサ７Ａ〜７Ｄの静電容量も大
きく設定する必要がある。また、スナバ回路の損失は、
直流電源電圧が同じであるなら、スナバコンデンサ７Ａ
〜７Ｄの静電容量に比例し、スナバコンデンサ７Ａ〜７
Ｄの静電容量が大きいほど大きくなる。したがって、ス
ナバ回路の損失は、ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄの遮断
電流にほぼ比例し、遮断電流が大きいほど大きくなる。
【０００７】図４に示す従来のＧＴＯサイリスタインバ
ータでは、平常時に負荷電流を遮断するだけでなく、Ｇ
ＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄで短絡電流をも遮断する構成
であり、短絡時にＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄの最大定
格の電流を遮断する点を考慮に入れてスナバコンデンサ
７Ａ〜７Ｄの静電容量を設定する必要がある。つまり、
大容量のスナバコンデンサ７Ａ〜７Ｄが必要である。こ
のため平常時には、過大な静電容量のスナバコンデンサ
７Ａ〜７Ｄのために、スナバ回路の損失がきわめて大き
くなるという問題があった。
ータでは、平常時に負荷電流を遮断するだけでなく、Ｇ
ＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄで短絡電流をも遮断する構成
であり、短絡時にＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄの最大定
格の電流を遮断する点を考慮に入れてスナバコンデンサ
７Ａ〜７Ｄの静電容量を設定する必要がある。つまり、
大容量のスナバコンデンサ７Ａ〜７Ｄが必要である。こ
のため平常時には、過大な静電容量のスナバコンデンサ
７Ａ〜７Ｄのために、スナバ回路の損失がきわめて大き
くなるという問題があった。
【０００８】この発明の目的は、上記問題点に鑑み、小
型化を図り、かつスナバ回路の損失を低減して総合効率
を高めることができるＧＴＯサイリスタインバータを提
供することである。
型化を図り、かつスナバ回路の損失を低減して総合効率
を高めることができるＧＴＯサイリスタインバータを提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明のＧＴＯサイリ
スタインバータは、第１および第２の変換用ＧＴＯサイ
リスタの直列回路に第３および第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタの直列回路を並列接続し、第１，第２，第３およ
び第４の変換用ＧＴＯサイリスタにそれぞれ第１のスナ
バ回路を並列に接続するとともに第１の還流ダイオード
をそれぞれ逆並列接続したブリッジ回路と、このブリッ
ジ回路に接続した直流電圧源と、第１および第２の変換
用ＧＴＯサイリスタの接続点と第３および第４の変換用
ＧＴＯサイリスタの接続点との間に接続した負荷と、第
１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指
令信号およびオフ指令信号を発生する変換用オンオフ指
令信号発生回路と、この変換用オンオフ指令信号発生回
路から発生する第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリス
タに対するオン指令信号およびオフ指令信号に基づいて
第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタをオンオフ駆
動する第１のゲート駆動回路と、直流電圧源からブリッ
ジ回路への給電路中に挿入接続された短絡電流遮断用Ｇ
ＴＯサイリスタと、この短絡電流遮断用ＧＴＯサイリス
タに並列接続した第２のスナバ回路と、短絡電流遮断用
ＧＴＯサイリスタに逆並列接続した第２の還流ダイオー
ドと、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指
令信号およびオフ指令信号を発生する短絡電流遮断用オ
ンオフ指令信号発生回路と、この短絡電流遮断用オンオ
フ指令信号発生回路から発生する短絡電流遮断用ＧＴＯ
サイリスタに対するオン指令信号およびオフ指令信号に
基づいて短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタをオンオフ駆
動する第２のゲート駆動回路とを備えたものであり、変
換用オンオフ指令信号発生回路から第１および第４の変
換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号が同時に発
生した時ならびに、第２および第３の変換用ＧＴＯサイ
リスタに対するオン指令信号が同時に発生した時にそれ
ぞれ短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路により短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号を
発生するようにしたものである。
スタインバータは、第１および第２の変換用ＧＴＯサイ
リスタの直列回路に第３および第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタの直列回路を並列接続し、第１，第２，第３およ
び第４の変換用ＧＴＯサイリスタにそれぞれ第１のスナ
バ回路を並列に接続するとともに第１の還流ダイオード
をそれぞれ逆並列接続したブリッジ回路と、このブリッ
ジ回路に接続した直流電圧源と、第１および第２の変換
用ＧＴＯサイリスタの接続点と第３および第４の変換用
ＧＴＯサイリスタの接続点との間に接続した負荷と、第
１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指
令信号およびオフ指令信号を発生する変換用オンオフ指
令信号発生回路と、この変換用オンオフ指令信号発生回
路から発生する第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリス
タに対するオン指令信号およびオフ指令信号に基づいて
第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタをオンオフ駆
動する第１のゲート駆動回路と、直流電圧源からブリッ
ジ回路への給電路中に挿入接続された短絡電流遮断用Ｇ
ＴＯサイリスタと、この短絡電流遮断用ＧＴＯサイリス
タに並列接続した第２のスナバ回路と、短絡電流遮断用
ＧＴＯサイリスタに逆並列接続した第２の還流ダイオー
ドと、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指
令信号およびオフ指令信号を発生する短絡電流遮断用オ
ンオフ指令信号発生回路と、この短絡電流遮断用オンオ
フ指令信号発生回路から発生する短絡電流遮断用ＧＴＯ
サイリスタに対するオン指令信号およびオフ指令信号に
基づいて短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタをオンオフ駆
動する第２のゲート駆動回路とを備えたものであり、変
換用オンオフ指令信号発生回路から第１および第４の変
換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号が同時に発
生した時ならびに、第２および第３の変換用ＧＴＯサイ
リスタに対するオン指令信号が同時に発生した時にそれ
ぞれ短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路により短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号を
発生するようにしたものである。
【００１０】
【作用】この発明の構成によれば、短絡電流遮断用ＧＴ
Ｏサイリスタで短絡電流を遮断し、変換用ＧＴＯサイリ
スタは変換動作のために負荷電流を断続するだけであ
り、変換用ＧＴＯサイリスタの遮断電流が小さいので、
変換用ＧＴＯサイリスタに付設される第１のスナバ回路
の構成要素であるスナバコンデンサの静電容量を小さく
設定することができ、スナバコンデンサによる第１のス
ナバ回路の損失を少なくすることができる。
Ｏサイリスタで短絡電流を遮断し、変換用ＧＴＯサイリ
スタは変換動作のために負荷電流を断続するだけであ
り、変換用ＧＴＯサイリスタの遮断電流が小さいので、
変換用ＧＴＯサイリスタに付設される第１のスナバ回路
の構成要素であるスナバコンデンサの静電容量を小さく
設定することができ、スナバコンデンサによる第１のス
ナバ回路の損失を少なくすることができる。
【００１１】また、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタは
遮断電流が大きいので、付設される第２のスナバ回路の
構成要素であるスナバコンデンサの静電容量を大きくす
る必要があるが、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタが平
常時は導通状態であってスナバコンデンサの充電動作が
行われないので、スナバコンデンサによる第２のスナバ
回路の損失は実質的に零にすることができる。
遮断電流が大きいので、付設される第２のスナバ回路の
構成要素であるスナバコンデンサの静電容量を大きくす
る必要があるが、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタが平
常時は導通状態であってスナバコンデンサの充電動作が
行われないので、スナバコンデンサによる第２のスナバ
回路の損失は実質的に零にすることができる。
【００１２】また、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに
は、第１および第４の変換用ＧＴＯサイリスタを通して
負荷に力行モードの電流が流れる毎ならびに、第２およ
び第３の変換用ＧＴＯサイリスタを通して負荷に力行モ
ードの電流が流れる毎に直流電圧源から断続的に直流電
流が流れるが、この短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに
断続的な直流電流が流れ始める毎に第２のゲート駆動回
路から短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタのゲートにハイ
ゲート電流を流す必要があり、このためには短絡電流遮
断用オンオフ指令信号発生回路は、第１および第４の変
換用ＧＴＯサイリスタを通して負荷に力行モードの電流
が流れ始めるタイミングならびに、第２および第３の変
換用ＧＴＯサイリスタを通して負荷に力行モードの電流
が流れるタイミングに同期して短絡電流遮断用ＧＴＯサ
イリスタに対するオン指令信号を発生する必要がある。
は、第１および第４の変換用ＧＴＯサイリスタを通して
負荷に力行モードの電流が流れる毎ならびに、第２およ
び第３の変換用ＧＴＯサイリスタを通して負荷に力行モ
ードの電流が流れる毎に直流電圧源から断続的に直流電
流が流れるが、この短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに
断続的な直流電流が流れ始める毎に第２のゲート駆動回
路から短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタのゲートにハイ
ゲート電流を流す必要があり、このためには短絡電流遮
断用オンオフ指令信号発生回路は、第１および第４の変
換用ＧＴＯサイリスタを通して負荷に力行モードの電流
が流れ始めるタイミングならびに、第２および第３の変
換用ＧＴＯサイリスタを通して負荷に力行モードの電流
が流れるタイミングに同期して短絡電流遮断用ＧＴＯサ
イリスタに対するオン指令信号を発生する必要がある。
【００１３】このような負荷に力行モードの電流が流れ
るタイミングに同期した短絡電流遮断用ＧＴＯサイリス
タに対するオン指令信号を作成するのに、短絡電流遮断
用オンオフ指令信号発生回路は、変換用オンオフ指令信
号発生回路から発生する第１ないし第４の変換用ＧＴＯ
サイリスタに対するオン指令信号に基づき、第１および
第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号が
同時に発生した時ならびに、第２および第３の変換用Ｇ
ＴＯサイリスタに対するオン指令信号が同時に発生した
時にそれぞれ短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対する
オン指令信号を発生するようにしたため、変換用オンオ
フ指令信号発生回路により発生するオン指令信号を論理
処理するだけの簡単な回路で、短絡電流遮断用ＧＴＯサ
イリスタに対するオン指令信号を得ることができる。
るタイミングに同期した短絡電流遮断用ＧＴＯサイリス
タに対するオン指令信号を作成するのに、短絡電流遮断
用オンオフ指令信号発生回路は、変換用オンオフ指令信
号発生回路から発生する第１ないし第４の変換用ＧＴＯ
サイリスタに対するオン指令信号に基づき、第１および
第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号が
同時に発生した時ならびに、第２および第３の変換用Ｇ
ＴＯサイリスタに対するオン指令信号が同時に発生した
時にそれぞれ短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対する
オン指令信号を発生するようにしたため、変換用オンオ
フ指令信号発生回路により発生するオン指令信号を論理
処理するだけの簡単な回路で、短絡電流遮断用ＧＴＯサ
イリスタに対するオン指令信号を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照しな
がら説明する。図１はこの発明の一実施例のＧＴＯサイ
リスタインバータの構成を示す回路図である。このＧＴ
Ｏサイリスタインバータは、直流電圧源１に短絡電流遮
断用ＧＴＯサイリスタ１４および還流ダイオード２の逆
並列回路と直流ヒューズ１２とを直列に介して、アノー
ドリアクトル４Ａ，４Ｂおよび第１，第２の変換用ＧＴ
Ｏサイリスタ５Ａ，５Ｂの直列回路を接続し、アノード
リアクトル４Ａ，４Ｂおよび第１，第２の変換用ＧＴＯ
サイリスタ５Ａ，５Ｂの直列回路と並列にアノードリア
クトル４Ｃ，４Ｄおよび第３，第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ｃ，５Ｄの直列回路を接続している。また、第
１，第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｂの接続点
と、第３，第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｃ，５Ｄの
接続点との間に負荷１０を接続している。また、アノー
ドリアクトル４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび４Ｄには、エネル
ギー吸収用の抵抗１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃおよび１０Ｄ
とダイオード１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび１１Ｄとか
らなる直列回路を並列に接続している。そして、第１の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａには、還流ダイオード６Ａ
が逆並列接続され、スナバコンデンサ１３Ａ，ダイオー
ド８Ａおよび抵抗９Ａからなるスナバ回路１９Ａが並列
接続されている。同様に、第２の変換用ＧＴＯサイリス
タ５Ｂには還流ダイオード６Ｂとスナバコンデンサ１３
Ｂ，ダイオード８Ｂおよび抵抗９Ｂからなるスナバ回路
１９Ｂとが、また第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｃに
は還流ダイオード６Ｃとスナバコンデンサ１３Ｃ，ダイ
オード８Ｃおよび抵抗９Ｃからなるスナバ回路１９Ｃと
が、また第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｄには還流ダ
イオード６Ｄとスナバコンデンサ１３Ｄ，ダイオード８
Ｄおよび抵抗９Ｄからなるスナバ回路１９Ｄとが、各々
接続されている。
がら説明する。図１はこの発明の一実施例のＧＴＯサイ
リスタインバータの構成を示す回路図である。このＧＴ
Ｏサイリスタインバータは、直流電圧源１に短絡電流遮
断用ＧＴＯサイリスタ１４および還流ダイオード２の逆
並列回路と直流ヒューズ１２とを直列に介して、アノー
ドリアクトル４Ａ，４Ｂおよび第１，第２の変換用ＧＴ
Ｏサイリスタ５Ａ，５Ｂの直列回路を接続し、アノード
リアクトル４Ａ，４Ｂおよび第１，第２の変換用ＧＴＯ
サイリスタ５Ａ，５Ｂの直列回路と並列にアノードリア
クトル４Ｃ，４Ｄおよび第３，第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ｃ，５Ｄの直列回路を接続している。また、第
１，第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｂの接続点
と、第３，第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｃ，５Ｄの
接続点との間に負荷１０を接続している。また、アノー
ドリアクトル４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび４Ｄには、エネル
ギー吸収用の抵抗１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃおよび１０Ｄ
とダイオード１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃおよび１１Ｄとか
らなる直列回路を並列に接続している。そして、第１の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａには、還流ダイオード６Ａ
が逆並列接続され、スナバコンデンサ１３Ａ，ダイオー
ド８Ａおよび抵抗９Ａからなるスナバ回路１９Ａが並列
接続されている。同様に、第２の変換用ＧＴＯサイリス
タ５Ｂには還流ダイオード６Ｂとスナバコンデンサ１３
Ｂ，ダイオード８Ｂおよび抵抗９Ｂからなるスナバ回路
１９Ｂとが、また第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｃに
は還流ダイオード６Ｃとスナバコンデンサ１３Ｃ，ダイ
オード８Ｃおよび抵抗９Ｃからなるスナバ回路１９Ｃと
が、また第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｄには還流ダ
イオード６Ｄとスナバコンデンサ１３Ｄ，ダイオード８
Ｄおよび抵抗９Ｄからなるスナバ回路１９Ｄとが、各々
接続されている。
【００１５】また、還流ダイオード２を逆並列に接続し
た短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４には、スナバコ
ンデンサ１５，ダイオード１６および抵抗１７からなる
スナバ回路１９Ｅを並列接続している。また、第１ない
し第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄのゲートに
は、第１のゲート駆動回路（図示せず）を接続し、この
第１のゲート駆動回路には、変換用オンオフ指令信号発
生回路（図示せず）を接続している。変換用オンオフ指
令信号発生回路は、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ａ〜５Ｄに対するオン指令信号およびオフ指令
信号を発生するものである。また、第１のゲート駆動回
路は、変換用オンオフ指令信号発生回路から発生するオ
ン指令信号およびオフ指令信号に基づいて第１ないし第
４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄをオンオフ駆動
するものである。
た短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４には、スナバコ
ンデンサ１５，ダイオード１６および抵抗１７からなる
スナバ回路１９Ｅを並列接続している。また、第１ない
し第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄのゲートに
は、第１のゲート駆動回路（図示せず）を接続し、この
第１のゲート駆動回路には、変換用オンオフ指令信号発
生回路（図示せず）を接続している。変換用オンオフ指
令信号発生回路は、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ａ〜５Ｄに対するオン指令信号およびオフ指令
信号を発生するものである。また、第１のゲート駆動回
路は、変換用オンオフ指令信号発生回路から発生するオ
ン指令信号およびオフ指令信号に基づいて第１ないし第
４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄをオンオフ駆動
するものである。
【００１６】また、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１
４のゲートには、第２のゲート駆動回路２４を接続し、
この第２のゲート駆動回路２４には、短絡電流遮断用オ
ンオフ指令信号発生回路２３を接続している。短絡電流
遮断用オンオフ指令信号発生回路２３は、短絡電流遮断
用ＧＴＯサイリスタ１４に対するオン指令信号およびオ
フ指令信号を発生するものである。また、第２のゲート
駆動回路２４は、短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生
回路２３から発生するオン指令信号およびオフ指令信号
に基づいて短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４をオン
オフ駆動するものである。
４のゲートには、第２のゲート駆動回路２４を接続し、
この第２のゲート駆動回路２４には、短絡電流遮断用オ
ンオフ指令信号発生回路２３を接続している。短絡電流
遮断用オンオフ指令信号発生回路２３は、短絡電流遮断
用ＧＴＯサイリスタ１４に対するオン指令信号およびオ
フ指令信号を発生するものである。また、第２のゲート
駆動回路２４は、短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生
回路２３から発生するオン指令信号およびオフ指令信号
に基づいて短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４をオン
オフ駆動するものである。
【００１７】このように構成したＧＴＯサイリスタイン
バータでは、平常時は短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ
１４が導通するようにゲート駆動されており、短絡電流
遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に還流ダイオード２が逆並
列接続されているので、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリス
タ１４および還流ダイオード２を省いた状態と等価にな
り、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５
Ｄが第１のゲート駆動回路によりオンオフ駆動され、負
荷１０に交流電力を供給することになる。このとき、短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４のアノード・カソー
ド間には、逆方向電圧として還流ダイオード２のオン電
圧が加えられるとともに、順方向電圧として短絡電流遮
断用ＧＴＯサイリスタ１４自体のオン電圧が加えられる
のみである。したがって、スナバコンデンサ１５には、
平常時には蓄積電荷がほとんど無いことになる。このた
め、スナバコンデンサ１５の静電容量を大きくしても、
スナバ回路の損失が増加することはない。
バータでは、平常時は短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ
１４が導通するようにゲート駆動されており、短絡電流
遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に還流ダイオード２が逆並
列接続されているので、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリス
タ１４および還流ダイオード２を省いた状態と等価にな
り、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５
Ｄが第１のゲート駆動回路によりオンオフ駆動され、負
荷１０に交流電力を供給することになる。このとき、短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４のアノード・カソー
ド間には、逆方向電圧として還流ダイオード２のオン電
圧が加えられるとともに、順方向電圧として短絡電流遮
断用ＧＴＯサイリスタ１４自体のオン電圧が加えられる
のみである。したがって、スナバコンデンサ１５には、
平常時には蓄積電荷がほとんど無いことになる。このた
め、スナバコンデンサ１５の静電容量を大きくしても、
スナバ回路の損失が増加することはない。
【００１８】一方、変換動作中において、何らかの原因
で、例えば第１および第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５
Ａ，５Ｂ、もしくは第３および第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ｃ，５Ｄが同時にオンとなって電源短絡状態と
なった場合には、電流ＩS が急激に増大する。電流ＩS
が予め設定したしきい値電流ＩS1を超えたことを直流電
流検出器１１が検出したときに、短絡電流遮断用ＧＴＯ
サイリスタ１４が導通状態であれば、第２のゲート駆動
回路２４により短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４を
オフ駆動し、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４を遮
断してその後のオン駆動を行わない。また、このとき、
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄへのゲート信号につ
いては、そのまま継続して供給し、変換用ＧＴＯサイリ
スタ５Ａ〜５Ｄのオンオフ駆動は持続させる。したがっ
て、最小オンパルス時間の確保の点についても全く問題
はない。
で、例えば第１および第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５
Ａ，５Ｂ、もしくは第３および第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ｃ，５Ｄが同時にオンとなって電源短絡状態と
なった場合には、電流ＩS が急激に増大する。電流ＩS
が予め設定したしきい値電流ＩS1を超えたことを直流電
流検出器１１が検出したときに、短絡電流遮断用ＧＴＯ
サイリスタ１４が導通状態であれば、第２のゲート駆動
回路２４により短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４を
オフ駆動し、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４を遮
断してその後のオン駆動を行わない。また、このとき、
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄへのゲート信号につ
いては、そのまま継続して供給し、変換用ＧＴＯサイリ
スタ５Ａ〜５Ｄのオンオフ駆動は持続させる。したがっ
て、最小オンパルス時間の確保の点についても全く問題
はない。
【００１９】このように、短絡電流は短絡電流遮断用Ｇ
ＴＯサイリスタ１４で遮断するので、第１ないし第４の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄを遮断する必要がな
い。したがって、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリ
スタ５Ａ〜５Ｄにそれぞれ付設したスナバコンデンサ１
３Ａ〜１３Ｄの静電容量は、平常時に負荷１０に流れる
電流のピーク値に相当する遮断電流に基づいて設定すれ
ばよく、スナバコンデンサ１３Ａ〜１３Ｄの静電容量は
小さく設定することが可能となり、スナバコンデンサ１
３Ａ〜１３Ｄによるスナバ回路の損失を低減することが
できる。
ＴＯサイリスタ１４で遮断するので、第１ないし第４の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄを遮断する必要がな
い。したがって、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリ
スタ５Ａ〜５Ｄにそれぞれ付設したスナバコンデンサ１
３Ａ〜１３Ｄの静電容量は、平常時に負荷１０に流れる
電流のピーク値に相当する遮断電流に基づいて設定すれ
ばよく、スナバコンデンサ１３Ａ〜１３Ｄの静電容量は
小さく設定することが可能となり、スナバコンデンサ１
３Ａ〜１３Ｄによるスナバ回路の損失を低減することが
できる。
【００２０】また、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１
４は平常時は導通状態であってスナバコンデンサ１５の
充電動作が行われないので、スナバコンデンサ１５によ
るスナバ回路の損失は実質的に零にすることができる。
したがって、両スナバ回路の損失は小さいものとするこ
とができ、総合効率を高めることができる。また、従来
例のような直流リアクトル３を用いず、短絡電流遮断用
ＧＴＯサイリスタ１４およびスナバ回路を用いているた
め、小型化を図ることができる。
４は平常時は導通状態であってスナバコンデンサ１５の
充電動作が行われないので、スナバコンデンサ１５によ
るスナバ回路の損失は実質的に零にすることができる。
したがって、両スナバ回路の損失は小さいものとするこ
とができ、総合効率を高めることができる。また、従来
例のような直流リアクトル３を用いず、短絡電流遮断用
ＧＴＯサイリスタ１４およびスナバ回路を用いているた
め、小型化を図ることができる。
【００２１】次に、図１，図２および図３を参照しなが
ら、第１および第２のゲート駆動回路２２，２４，変換
用オンオフ指令信号発生回路２１および短絡電流遮断用
オンオフ指令信号発生回路２３について説明する。ここ
で、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４には、第１お
よび第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｄを通して
負荷１０に力行モードの電流が流れる毎ならびに、第２
および第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂ，５Ｃを通し
て負荷１０に力行モードの電流が流れる毎に直流電圧源
１から断続的に直流電流が流れるが、この短絡電流遮断
用ＧＴＯサイリスタ１４に断続的な直流電流が流れ始め
る毎に第２のゲート駆動回路２４から短絡電流遮断用Ｇ
ＴＯサイリスタ１４のゲートに、定常ゲート電流よりも
大きいハイゲート電流を流す必要があり、このために短
絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路２３は、第１お
よび第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｄを通して
負荷１０に力行モードの電流が流れ始めるタイミングな
らびに、第２および第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５
Ｂ，５Ｃを通して負荷１０に力行モードの電流が流れる
タイミングに同期して短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ
１４に対するオン指令信号を発生する必要がある。
ら、第１および第２のゲート駆動回路２２，２４，変換
用オンオフ指令信号発生回路２１および短絡電流遮断用
オンオフ指令信号発生回路２３について説明する。ここ
で、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４には、第１お
よび第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｄを通して
負荷１０に力行モードの電流が流れる毎ならびに、第２
および第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂ，５Ｃを通し
て負荷１０に力行モードの電流が流れる毎に直流電圧源
１から断続的に直流電流が流れるが、この短絡電流遮断
用ＧＴＯサイリスタ１４に断続的な直流電流が流れ始め
る毎に第２のゲート駆動回路２４から短絡電流遮断用Ｇ
ＴＯサイリスタ１４のゲートに、定常ゲート電流よりも
大きいハイゲート電流を流す必要があり、このために短
絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路２３は、第１お
よび第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｄを通して
負荷１０に力行モードの電流が流れ始めるタイミングな
らびに、第２および第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５
Ｂ，５Ｃを通して負荷１０に力行モードの電流が流れる
タイミングに同期して短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ
１４に対するオン指令信号を発生する必要がある。
【００２２】図２はこの発明の一実施例のＧＴＯサイリ
スタインバータを構成する第１および第２のゲート駆動
回路と、変換用オンオフ指令信号発生回路と、短絡電流
遮断用オンオフ指令信号発生回路とを示すブロック図で
ある。図２において、２１は変換用オンオフ指令信号発
生回路、２２は第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリス
タ５Ａ〜５Ｄをオンオフ駆動する第１のゲート駆動回
路、２３は短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路、
２４は短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４をオンオフ
駆動する第２のゲート駆動回路である。
スタインバータを構成する第１および第２のゲート駆動
回路と、変換用オンオフ指令信号発生回路と、短絡電流
遮断用オンオフ指令信号発生回路とを示すブロック図で
ある。図２において、２１は変換用オンオフ指令信号発
生回路、２２は第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリス
タ５Ａ〜５Ｄをオンオフ駆動する第１のゲート駆動回
路、２３は短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路、
２４は短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４をオンオフ
駆動する第２のゲート駆動回路である。
【００２３】図２に示すように、変換用オンオフ指令信
号発生回路２１は、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ａ〜５Ｂに対する４つのオン指令信号ＯＮＦ1
〜ＯＮＦ4 およびオフ指令信号（図示せず）を出力す
る。第１のゲート駆動回路２２はオン指令信号ＯＮＦ1
〜ＯＮＦ4 およびオフ指令信号に基づいて第１ないし第
４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄをオンオフ駆動
する。
号発生回路２１は、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイ
リスタ５Ａ〜５Ｂに対する４つのオン指令信号ＯＮＦ1
〜ＯＮＦ4 およびオフ指令信号（図示せず）を出力す
る。第１のゲート駆動回路２２はオン指令信号ＯＮＦ1
〜ＯＮＦ4 およびオフ指令信号に基づいて第１ないし第
４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄをオンオフ駆動
する。
【００２４】また、オン指令信号ＯＮＦ1 〜ＯＮＦ
4 は、２個のＡＮＤ回路ＡＮ1 ，ＡＮ2 およびＯＲ回路
ＯＲ1 からなる短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回
路２３にも入力される。これにより、短絡電流遮断用オ
ンオフ指令信号発生回路２３は短絡電流遮断用ＧＴＯサ
イリスタ１４に対するオン指令信号ＯＮＦ5 を発生す
る。第２のゲート駆動回路２４は、オン指令信号ＯＮＦ
5 に基づいて短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４をオ
ン駆動する。なお、短絡電流遮断用オンオフ指令信号発
生回路２３が短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に対
するオフ指令信号を発生するのは、前述のように図１に
示す電流ＩS が予め設定したしきい値電流ＩS1を超えた
ことを直流電流検出器１１が検出したときであり、これ
により、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４はオフ駆
動される。
4 は、２個のＡＮＤ回路ＡＮ1 ，ＡＮ2 およびＯＲ回路
ＯＲ1 からなる短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回
路２３にも入力される。これにより、短絡電流遮断用オ
ンオフ指令信号発生回路２３は短絡電流遮断用ＧＴＯサ
イリスタ１４に対するオン指令信号ＯＮＦ5 を発生す
る。第２のゲート駆動回路２４は、オン指令信号ＯＮＦ
5 に基づいて短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４をオ
ン駆動する。なお、短絡電流遮断用オンオフ指令信号発
生回路２３が短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に対
するオフ指令信号を発生するのは、前述のように図１に
示す電流ＩS が予め設定したしきい値電流ＩS1を超えた
ことを直流電流検出器１１が検出したときであり、これ
により、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４はオフ駆
動される。
【００２５】また、図３は図１のＧＴＯサイリスタイン
バータの動作を説明するための各部のタイムチャートで
ある。図３（ａ）には、パルス幅変調のためのレファレ
ンス電圧ＶREF ，位相が１８０度異なる２つの三角波電
圧ＶC1，ＶC2および力率が零のときの電流Ｉ（実線）の
各波形を示している。
バータの動作を説明するための各部のタイムチャートで
ある。図３（ａ）には、パルス幅変調のためのレファレ
ンス電圧ＶREF ，位相が１８０度異なる２つの三角波電
圧ＶC1，ＶC2および力率が零のときの電流Ｉ（実線）の
各波形を示している。
【００２６】また、図３（ｂ）〜（ｅ）は変換用オンオ
フ指令信号発生回路２１から発生するオン指令信号ＯＮ
Ｆ1 〜ＯＮＦ4 であり、図３（ｂ）は第１の変換用ＧＴ
Ｏサイリスタ５Ａに対するオン指令信号ＯＮＦ1 、同図
（ｃ）は第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂに対するオ
ン指令信号ＯＮＦ2 、同図（ｄ）は第３の変換用ＧＴＯ
サイリスタ５Ｃに対するオン指令信号ＯＮＦ3 、同図
（ｅ）は第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｄに対するオ
ン指令信号ＯＮＦ4 を示している。なお、第１ないし第
４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄに対するオフ指
令信号は同図（ｂ）〜（ｅ）の波形をそれぞれ反転した
波形である。
フ指令信号発生回路２１から発生するオン指令信号ＯＮ
Ｆ1 〜ＯＮＦ4 であり、図３（ｂ）は第１の変換用ＧＴ
Ｏサイリスタ５Ａに対するオン指令信号ＯＮＦ1 、同図
（ｃ）は第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂに対するオ
ン指令信号ＯＮＦ2 、同図（ｄ）は第３の変換用ＧＴＯ
サイリスタ５Ｃに対するオン指令信号ＯＮＦ3 、同図
（ｅ）は第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｄに対するオ
ン指令信号ＯＮＦ4 を示している。なお、第１ないし第
４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄに対するオフ指
令信号は同図（ｂ）〜（ｅ）の波形をそれぞれ反転した
波形である。
【００２７】また、図３（ｆ）には、短絡電流遮断用オ
ンオフ指令信号発生回路２３から発生するオン指令信号
ＯＮＦ5 を示している。また、図３（ｇ）には還流ダイ
オード６Ａに流れる電流Ｄ1 、同図（ｈ）には還流ダイ
オード６Ｂに流れる電流Ｄ2 、同図（ｉ）には還流ダイ
オード６Ｃに流れる電流Ｄ3 、同図（ｊ）には還流ダイ
オード６Ｄに流れる電流Ｄ4 を示している。
ンオフ指令信号発生回路２３から発生するオン指令信号
ＯＮＦ5 を示している。また、図３（ｇ）には還流ダイ
オード６Ａに流れる電流Ｄ1 、同図（ｈ）には還流ダイ
オード６Ｂに流れる電流Ｄ2 、同図（ｉ）には還流ダイ
オード６Ｃに流れる電流Ｄ3 、同図（ｊ）には還流ダイ
オード６Ｄに流れる電流Ｄ4 を示している。
【００２８】また、図３（ｋ）には図１に示す電流ＩDC
を示している。また、図３（ｂ）から図３（ｋ）までの
各図において、パルス信号波形の内部を黒く塗り潰して
あるところは、ＧＴＯサイリスタインバータが還流モー
ドで動作している期間を示し、パルス信号波形の内部に
クロスハッチングを施してあるところは、ＧＴＯサイリ
スタインバータが回生モードで動作している期間を示
し、パルス信号波形の内部に通常のハッチングを施して
あるところは、ＧＴＯサイリスタインバータが力行モー
ドで動作している期間を示している。
を示している。また、図３（ｂ）から図３（ｋ）までの
各図において、パルス信号波形の内部を黒く塗り潰して
あるところは、ＧＴＯサイリスタインバータが還流モー
ドで動作している期間を示し、パルス信号波形の内部に
クロスハッチングを施してあるところは、ＧＴＯサイリ
スタインバータが回生モードで動作している期間を示
し、パルス信号波形の内部に通常のハッチングを施して
あるところは、ＧＴＯサイリスタインバータが力行モー
ドで動作している期間を示している。
【００２９】また、図３（ｂ）から図３（ｅ）までの各
図において、パルス信号波形の内部が白くなっていると
ころは、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ
〜５Ｄをオン駆動しているが、第１ないし第４の変換用
ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄに電流は流れず、第１ない
し第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄに逆並列接
続した還流ダイオード６Ａ〜６Ｄに電流が流れている期
間を示している。
図において、パルス信号波形の内部が白くなっていると
ころは、第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ
〜５Ｄをオン駆動しているが、第１ないし第４の変換用
ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄに電流は流れず、第１ない
し第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ〜５Ｄに逆並列接
続した還流ダイオード６Ａ〜６Ｄに電流が流れている期
間を示している。
【００３０】図２に示すように、短絡電流遮断用オンオ
フ指令信号発生回路２３を構成するＡＮＤ回路ＡＮ1 に
は、変換用オンオフ指令信号発生回路２１から図３
（ｂ）に示す第１の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａに対す
るオン指令信号ＯＮＦ1 および図３（ｅ）に示す第４の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｄに対するオン指令信号ＯＮ
Ｆ 4 を入力し、このＡＮＤ回路ＡＮ1 の出力をＯＲ回路
ＯＲ1 に入力する。また、ＡＮＤ回路ＡＮ2 には、変換
用オンオフ指令信号発生回路２１から図３（ｃ）に示す
第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂに対するオン指令信
号ＯＮＦ2 および図３（ｄ）に示す第３の変換用ＧＴＯ
サイリスタ５Ｃに対するオン指令信号ＯＮＦ 3 を入力
し、このＡＮＤ回路ＡＮ2 の出力をＯＲ回路ＯＲ1 に入
力する。これにより、ＯＲ回路ＯＲ1 の出力すなわち、
短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路２３の出力と
して図３（ｆ）に示すオン指令信号ＯＮＦ5 を得る。
フ指令信号発生回路２３を構成するＡＮＤ回路ＡＮ1 に
は、変換用オンオフ指令信号発生回路２１から図３
（ｂ）に示す第１の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａに対す
るオン指令信号ＯＮＦ1 および図３（ｅ）に示す第４の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｄに対するオン指令信号ＯＮ
Ｆ 4 を入力し、このＡＮＤ回路ＡＮ1 の出力をＯＲ回路
ＯＲ1 に入力する。また、ＡＮＤ回路ＡＮ2 には、変換
用オンオフ指令信号発生回路２１から図３（ｃ）に示す
第２の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂに対するオン指令信
号ＯＮＦ2 および図３（ｄ）に示す第３の変換用ＧＴＯ
サイリスタ５Ｃに対するオン指令信号ＯＮＦ 3 を入力
し、このＡＮＤ回路ＡＮ2 の出力をＯＲ回路ＯＲ1 に入
力する。これにより、ＯＲ回路ＯＲ1 の出力すなわち、
短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路２３の出力と
して図３（ｆ）に示すオン指令信号ＯＮＦ5 を得る。
【００３１】したがって、短絡電流遮断用オンオフ指令
信号発生回路２３は、第１および第４の変換用ＧＴＯサ
イリスタ５Ａ，５Ｄに対するオン指令信号ＯＮＦ1 ，Ｏ
ＮＦ 4 が同時に発生した時ならびに、第２および第３の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂ，５Ｃに対するオン指令信
号ＯＮＦ2 ，ＯＮＦ3 が同時に発生した時にそれぞれ短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に対するオン指令信
号ＯＮＦ5 を発生させることとなる。すなわち、短絡電
流遮断用オンオフ指令信号発生回路２３は、第１および
第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｄを通して負荷
１０に力行モードの電流が流れ始めるタイミングならび
に、第２および第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂ，５
Ｃを通して負荷１０に力行モードの電流が流れるタイミ
ングに同期して短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に
対するオン指令信号ＯＮＦ5 を発生させることとなり、
上述のように変換用オンオフ指令信号発生回路２１によ
り発生したオン指令信号ＯＮＦ1 〜ＯＮＦ4 を論理処理
するだけの簡単な回路でオン指令信号ＯＮＦ5 を作成し
て第２のゲート駆動回路２４に入力することで、短絡電
流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に断続的な直流電流が流
れ始める毎に第２のゲート駆動回路２４から短絡電流遮
断用ＧＴＯサイリスタ１４のゲートにハイゲート電流を
流すことが可能となる。
信号発生回路２３は、第１および第４の変換用ＧＴＯサ
イリスタ５Ａ，５Ｄに対するオン指令信号ＯＮＦ1 ，Ｏ
ＮＦ 4 が同時に発生した時ならびに、第２および第３の
変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂ，５Ｃに対するオン指令信
号ＯＮＦ2 ，ＯＮＦ3 が同時に発生した時にそれぞれ短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に対するオン指令信
号ＯＮＦ5 を発生させることとなる。すなわち、短絡電
流遮断用オンオフ指令信号発生回路２３は、第１および
第４の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ａ，５Ｄを通して負荷
１０に力行モードの電流が流れ始めるタイミングならび
に、第２および第３の変換用ＧＴＯサイリスタ５Ｂ，５
Ｃを通して負荷１０に力行モードの電流が流れるタイミ
ングに同期して短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に
対するオン指令信号ＯＮＦ5 を発生させることとなり、
上述のように変換用オンオフ指令信号発生回路２１によ
り発生したオン指令信号ＯＮＦ1 〜ＯＮＦ4 を論理処理
するだけの簡単な回路でオン指令信号ＯＮＦ5 を作成し
て第２のゲート駆動回路２４に入力することで、短絡電
流遮断用ＧＴＯサイリスタ１４に断続的な直流電流が流
れ始める毎に第２のゲート駆動回路２４から短絡電流遮
断用ＧＴＯサイリスタ１４のゲートにハイゲート電流を
流すことが可能となる。
【００３２】なお、この実施例では単相のＧＴＯサイリ
スタインバータを説明したが、この発明を３相のＧＴＯ
サイリスタインバータにも適用できることは言うまでも
ない。
スタインバータを説明したが、この発明を３相のＧＴＯ
サイリスタインバータにも適用できることは言うまでも
ない。
【００３３】
【発明の効果】この発明のＧＴＯサイリスタインバータ
によれば、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタで短絡電流
を遮断し、変換用ＧＴＯサイリスタは変換動作のために
負荷電流を断続するだけであって変換用ＧＴＯサイリス
タの遮断電流が小さいので、変換用ＧＴＯサイリスタに
付設されるスナバ回路の構成要素のスナバコンデンサの
静電容量を小さく設定することができ、スナバコンデン
サによるスナバ回路の損失を少なくすることができる。
によれば、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタで短絡電流
を遮断し、変換用ＧＴＯサイリスタは変換動作のために
負荷電流を断続するだけであって変換用ＧＴＯサイリス
タの遮断電流が小さいので、変換用ＧＴＯサイリスタに
付設されるスナバ回路の構成要素のスナバコンデンサの
静電容量を小さく設定することができ、スナバコンデン
サによるスナバ回路の損失を少なくすることができる。
【００３４】また、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタは
遮断電流が大きいので、付設されるスナバ回路の構成要
素のスナバコンデンサの静電容量を大きくする必要があ
るが、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタは平常時は導通
状態であってスナバコンデンサの充電動作が行われない
ので、スナバコンデンサによるスナバ回路の損失は実質
的に零にすることができる。したがって、両スナバ回路
の損失は小さいものとすることができ、総合効率を高め
ることができる。
遮断電流が大きいので、付設されるスナバ回路の構成要
素のスナバコンデンサの静電容量を大きくする必要があ
るが、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタは平常時は導通
状態であってスナバコンデンサの充電動作が行われない
ので、スナバコンデンサによるスナバ回路の損失は実質
的に零にすることができる。したがって、両スナバ回路
の損失は小さいものとすることができ、総合効率を高め
ることができる。
【００３５】また、従来例のような直流リアクトルを用
いず、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタおよびスナバ回
路を用いているため、小型化を図ることができる。ま
た、負荷に力行モードの電流が流れるタイミングに同期
した短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令
信号を作成するのに、短絡電流遮断用オンオフ指令信号
発生回路は、変換用オンオフ指令信号発生回路から発生
する第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対する
オン指令信号に基づき、第１および第４の変換用ＧＴＯ
サイリスタに対するオン指令信号が同時に発生した時な
らびに、第２および第３の変換用ＧＴＯサイリスタに対
するオン指令信号が同時に発生した時にそれぞれ短絡電
流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号を発生
させるようにしたため、変換用オンオフ指令信号発生回
路により発生するオン指令信号を論理処理するだけの簡
単な回路で、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対する
オン指令信号を作成し、第２のゲート駆動回路に入力す
ることで、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに断続的な
直流電流が流れ始める毎に第２のゲート駆動回路から短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタのゲートにハイゲート電
流を流すことが可能となる。
いず、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタおよびスナバ回
路を用いているため、小型化を図ることができる。ま
た、負荷に力行モードの電流が流れるタイミングに同期
した短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令
信号を作成するのに、短絡電流遮断用オンオフ指令信号
発生回路は、変換用オンオフ指令信号発生回路から発生
する第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対する
オン指令信号に基づき、第１および第４の変換用ＧＴＯ
サイリスタに対するオン指令信号が同時に発生した時な
らびに、第２および第３の変換用ＧＴＯサイリスタに対
するオン指令信号が同時に発生した時にそれぞれ短絡電
流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号を発生
させるようにしたため、変換用オンオフ指令信号発生回
路により発生するオン指令信号を論理処理するだけの簡
単な回路で、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対する
オン指令信号を作成し、第２のゲート駆動回路に入力す
ることで、短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに断続的な
直流電流が流れ始める毎に第２のゲート駆動回路から短
絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタのゲートにハイゲート電
流を流すことが可能となる。
【図１】この発明の一実施例のＧＴＯサイリスタインバ
ータの構成を示す回路図である。
ータの構成を示す回路図である。
【図２】同ＧＴＯサイリスタインバータを構成する第１
および第２のゲート駆動回路と、変換用オンオフ指令信
号発生回路と、短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回
路とを示すブロック図である。
および第２のゲート駆動回路と、変換用オンオフ指令信
号発生回路と、短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回
路とを示すブロック図である。
【図３】図１のＧＴＯサイリスタインバータの動作を説
明するための各部のタイムチャートである。
明するための各部のタイムチャートである。
【図４】従来のＧＴＯサイリスタインバータの構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図５】スナバコンデンサの静電容量とピーク遮断電流
の関係を示す特性図である。
の関係を示す特性図である。
１ 直流電圧源 ２ 還流ダイオード ５Ａ 第１の変換用ＧＴＯサイリスタ ５Ｂ 第２の変換用ＧＴＯサイリスタ ５Ｃ 第３の変換用ＧＴＯサイリスタ ５Ｄ 第４の変換用ＧＴＯサイリスタ ６Ａ〜６Ｄ 還流ダイオード １０ 負荷 １４ 短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ 19A 〜19E スナバ回路 ２１ 変換用オンオフ指令信号発生回路 ２２ 第１のゲート駆動回路 ２３ 短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路 ２４ 第２のゲート駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｋ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/515 H02H 7/122 H02H 9/00 H02M 1/00 H02M 1/06 H02M 7/48
Claims (1)
- 【請求項１】 第１および第２の変換用ＧＴＯサイリス
タの直列回路に第３および第４の変換用ＧＴＯサイリス
タの直列回路を並列接続し、前記第１，第２，第３およ
び第４の変換用ＧＴＯサイリスタにそれぞれ第１のスナ
バ回路を並列に接続するとともに第１の還流ダイオード
をそれぞれ逆並列接続したブリッジ回路と、 このブリッジ回路に接続した直流電圧源と、 前記第１および第２の変換用ＧＴＯサイリスタの接続点
と前記第３および第４の変換用ＧＴＯサイリスタの接続
点との間に接続した負荷と、 前記第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対する
オン指令信号およびオフ指令信号を発生する変換用オン
オフ指令信号発生回路と、 この変換用オンオフ指令信号発生回路から発生する前記
第１ないし第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対するオン
指令信号およびオフ指令信号に基づいて前記第１ないし
第４の変換用ＧＴＯサイリスタをオンオフ駆動する第１
のゲート駆動回路と、 前記直流電圧源から前記ブリッジ回路への給電路中に挿
入接続された短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタと、 この短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに並列接続した第
２のスナバ回路と、 前記短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに逆並列接続した
第２の還流ダイオードと、 前記短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令
信号およびオフ指令信号を発生する短絡電流遮断用オン
オフ指令信号発生回路と、 この短絡電流遮断用オンオフ指令信号発生回路から発生
する前記短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタに対するオン
指令信号およびオフ指令信号に基づいて前記短絡電流遮
断用ＧＴＯサイリスタをオンオフ駆動する第２のゲート
駆動回路とを備え、 前記変換用オンオフ指令信号発生回路から前記第１およ
び第４の変換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号
が同時に発生した時ならびに、前記第２および第３の変
換用ＧＴＯサイリスタに対するオン指令信号が同時に発
生した時にそれぞれ前記短絡電流遮断用オンオフ指令信
号発生回路により前記短絡電流遮断用ＧＴＯサイリスタ
に対するオン指令信号を発生するようにしたことを特徴
とするＧＴＯサイリスタインバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3298948A JP3019554B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Ｇｔｏサイリスタインバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3298948A JP3019554B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Ｇｔｏサイリスタインバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05137346A JPH05137346A (ja) | 1993-06-01 |
| JP3019554B2 true JP3019554B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=17866257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3298948A Expired - Fee Related JP3019554B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Ｇｔｏサイリスタインバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019554B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP3298948A patent/JP3019554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05137346A (ja) | 1993-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |