JP3077300B2 - 瞬時電圧低下補償装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ装置を用い
た直列補償型の瞬時電圧低下補償装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種直列補償型の瞬時電圧低下
補償装置は図２に示すように構成され、系統電源等の交
流電源１の電圧正常時は、この電源１と負荷２との間の
負荷給電路３に設けられた常給電路用のサイリスタバイ
パススイッチ４の逆並列接続された１対のサイリスタ４
ｐ，４ｎが、制御装置５のサイリスタ駆動により、電源
１に同期して交互に点弧駆動され、電源１がスイッチ４
を介して負荷２に給電される。

【０００３】また、電源１が電源トランス６を介して整
流回路７に供給され、この整流回路７の直流出力により
インバータ装置８の電源としてのコンデンサ９が充電さ
れる。さらに、電源１の電圧（以下電源電圧という）が
電源電圧検出トランス１０により検出され、このトラン
ス１０の電源電圧波形の電圧検出信号が制御装置５に設
けられた瞬時電圧低下（以下瞬低という）検出回路１１
及び補償量決定回路１２に供給される。

【０００４】そして、検出回路１１は例えば、入力され
た電圧検出信号及びこの信号に位相同期した基準正弦波
信号を全波整流してその差分の信号を生成し、この信号
の１／４周期の積分値と基準値との比較をくり返して瞬
低の発生を監視する。つぎに、電源１の瞬低が発生する
と、検出回路１１がハイレベルの瞬低検出信号Ｓ１を出
力し、この検出信号Ｓ１がパルス発生器１３及びインバ
ータ駆動制御回路１４に供給される。

【０００５】また、検出信号Ｓ１により制御装置５のサ
イリスタ駆動が停止し、サイリスタ４ｐ，４ｎの点弧駆
動が瞬低発生と同時に行われなくなる。ところで、発生
器１３は例えばモノマルチ（単安定マルチバイブレー
タ）からなり、検出信号Ｓ１により動作して強制消弧期
間に設定された所定パルス幅の消弧パルスＳ２を発生
し、このパルスＳ２を制御回路１４に供給する。

【０００６】また、決定回路１２は例えばトランス１０
の電圧検出信号と前記基準正弦波信号との差から瞬低に
基づく電源電圧の低下量を検出し、この低下量に相当す
る補償量を決定してこの量の信号Ｓ３を制御回路１４に
供給する。さらに、負荷２に供給される負荷電流がスイ
ッチ４と負荷２との間に設けられた変流器１５により検
出され、この変流器１５の負荷電流波形の電流検出信号
Ｓ４が制御回路１４に供給される。

【０００７】そして、ロジックゲート回路構成の制御回
路１４は検出信号Ｓ１により瞬低の発生が通知される
と、インバータ装置８の駆動制御を開始し、最初は、検
出信号Ｓ４の極性からオンしているサイリスタ４ｐ又は
４ｎを判別し、この判別に基づき、パルスＳ２が供給さ
れる瞬低発生初期の一定期間インバータ装置８を消弧駆
動する。このインバータ装置８の出力は注入トランス１
６の１次側に注入され、スイッチ４に並列に接続された
トランス１６の２次側に供給される。

【０００８】そして、消弧駆動時はインバータ装置８の
強制消弧出力により、オンしているサイリスタ４ｐ又は
４ｎのアノード，カソード間に逆電圧が印加され、この
サイリスタ４ｐ又は４ｎが強制消弧されオフし、スイッ
チ４がオフする。さらに、パルスＳ２が消失すると、制
御回路１４は消弧駆動の制御から補償駆動の制御に移行
し、信号Ｓ３に基づき、インバータ装置８を補償量の交
流出力に制御する。

【０００９】この制御によりインバータ装置８は電源１
の低下量に相当する補償交流を形成し、この補償交流が
トランス１６の２次側で電源１に直列合成されて負荷２
に給電され、瞬低に基づく負荷給電の電圧低下が補償さ
れる。なお、電源１が瞬低から復帰して正常に戻ると、
検出信号Ｓ１が消失し、制御装置５は制御回路１４のイ
ンバータ駆動からサイリスタ駆動に戻り、電源１がスイ
ッチ４を介して負荷２に給電される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記図２の従来装置の
場合、瞬低発生時、負荷電流の大小等に無関係に発生器
１３の消弧パルスＳ２のパルス幅で定まる一定期間、イ
ンバータ装置８が消弧駆動されてサイリスタ４ｐ，４ｎ
の逆並列回路に、インバータ装置８の強制消弧出力の逆
電圧が印加され続ける。そして、消弧パルスＳ２のパル
ス幅は、そのときのサイリスタ４ｐ又は４ｎの通流電流
（位相角）の大小によらず確実に消弧が行えるように、
十分な消弧期間の幅に設定される。

【００１１】したがって、とくに前記通流電流が小さく
短時間の逆電圧印加でスイッチ４がオフするときには、
消弧後もインバータ装置８が消弧駆動され、不要な強制
消弧出力の電圧印加が継続されてこの電圧が負荷２に印
加される問題点がある。そして、不要な強制消弧出力の
電圧印加が生じると、インバータ装置８の過電流が発生
したり、負荷２の誤動作が生じたりする。

【００１２】本発明は、瞬低発生時のバイパススイッチ
の強制消弧に基づく不要な強制消弧出力の電圧が負荷に
印加されないようにすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の瞬時電圧低下補償装置においては、瞬低
の検出信号により動作し瞬低の発生初期に強制消弧期間
に設定された所定パルス幅の消弧パルスを発生するパル
ス発生器と、サイリスタバイパススイッチの両サイリス
タの逆並列回路の両端間の電圧を検出するサイリスタ電
圧検出トランスと、この検出トランスの出力がサイリス
タのオン電圧に基づく微少電圧範囲である時にハイレベ
ル信号の判定信号を、サイリスタがオフして逆電圧に基
づく大きな電圧が発生した時にローレベル信号の判定信
号を出力する判定回路と、消弧パルスと判定信号とを論
理積処理して判定回路の判定信号がハイレベル信号の間
だけ消弧パルスを出力するアンドゲートと、瞬時電圧低
下の発生初期にアンドゲートのパルス出力期間だけイン
バータ装置を消弧駆動してサイリスタバイパススイッチ
を強制消弧し，該強制消弧後にインバータ装置を補償駆
動するインバータ駆動制御回路とを備える。

【００１４】

【作用】前記のように構成された本発明の瞬時電圧低下
補償装置の場合、瞬低発生時、パルス発生器からアンド
ゲートを介して供給された消弧パルスによりインバータ
駆動制御回路がインバータ装置を消弧駆動する。また、
この消弧駆動に基づく強制消弧出力の電圧が印加される
サイリスタバイパススイッチの前記両端間の電圧がサイ
リスタ電圧検出トランスにより検出され、このトランス
の出力に基づき、判定回路は、サイリスタ電圧検出トラ
ンスの出力がサイリスタのオン電圧に基づく微少電圧範
囲である時はハイレベル信号の判定信号を出力し、サイ
リスタがオフして逆電圧に基づく大きな電圧が発生した
時にローレベル信号の判定信号を出力する。

【００１５】そして、前記強制消弧出力の電圧印加に基
づく強制消弧によりサイリスタバイパススイッチがオフ
すると、判定信号がハイレベル信号からローレベル信号
に変化してアンドゲートがオフし、インバータ駆動制御
回路に、消弧パルスが供給されなくなる。したがって、
パルス発生器から消弧パルスが出力されている途中であ
っても、サイリスタバイパススイッチのサイリスタが消
弧されてこのスイッチがオフすると同時に、前記強制消
弧出力の電圧印加が終了してインバータ装置の補償駆動
に移行し、消弧後の不要な強制消弧出力の電圧印加が防
止される。

【００１６】

【実施例】１実施例について、図１を参照して説明す
る。図１において、図２と同一符号は同一もしくは相当
するものを示し、１７はサイリスタ４ｐ，４ｎの逆並列
回路の両端間の電圧を検出するサイリスタ電圧検出トラ
ンス、１８はトランス１７の出力が供給される判定回路
であり、判定信号Ｓ５を出力する。１９は消弧パルスＳ
２と判定信号Ｓ５との論理積処理を行うアンドゲートで
あり、制御回路１４の前段に設けられている。

【００１７】そして、電源１の電圧正常時は検出回路１
１から検出信号Ｓ１が出力されず、図２の従来装置の場
合と同様、制御装置５のサイリスタ駆動によりスイッチ
４のサイリスタ４ｐ，４ｎが電源１に同期して交互に点
弧駆動され、電源１がスイッチ４を介して負荷２に給電
される。

【００１８】つぎに、電源１の瞬低が発生すると、検出
回路１１から検出信号Ｓ１が出力され、この信号Ｓ１に
基づき発生器１３が所定パルス幅の消弧パルスＳ２を発
生する。このとき、消弧パルスＳ２は従来と同様、消弧
が確実に行えるように、十分な消弧期間の幅に設定され
る。また、検出信号Ｓ１により制御装置５はサイリスタ
駆動を停止し、制御回路１４のインバータ駆動制御に切
換わる。

【００１９】一方、トランス１７によりサイリスタ４
ｐ，４ｎの逆並列回路の両端間の電圧が検出され、トラ
ンス１７から判定回路１８にトランス１７の両端間の電
圧波形の検出信号Ｓ６が供給される。判定回路１８は例
えばウインドウ型の比較器からなり、検出信号Ｓ６と
正，負の基準信号とを比較して検出信号Ｓ６を２値化
し、前記両端間の電圧がサイリスタ４ｐ，４ｎのオン電
圧に基づく正，負の微小電圧範囲である時にハイレベル
信号の判定信号Ｓ５を出力する。

【００２０】そして、瞬低発生時、強制消弧前にサイリ
スタ４ｐ又は４ｎがオンしていると、判定回路１８がハ
イレベル信号の判定信号Ｓ５を出力し、アンドゲート１
９がオンする。このオンにより、消弧パルスＳ２がアン
ドゲート１９を介して制御回路１４に供給され、このと
き、制御回路１４は図２の場合と同様、検出信号Ｓ４の
極性からオンしているサイリスタ４ｐ又は４ｎを判別
し、この判別の結果に基づいてインバータ装置８を消弧
駆動する。

【００２１】そして、インバータ装置８の強制消弧出力
に基づく逆電圧がトランス１６を介してサイリスタ４
ｐ，４ｎの逆並列回路に印加され、オンしているサイリ
スタ４ｐ又は４ｎが強制消弧される。この強制消弧によ
りサイリスタ４ｐ，４ｎがオフしてスイッチ４がオフす
ると、サイリスタ４ｐ，４ｎの逆並列回路の両端間に前
記逆電圧に基づく大きな電圧が発生し、判定回路１８か
ら出力される判定信号Ｓ５がハイレベル信号からローレ
ベル信号に変化する。

【００２２】さらに、判定信号Ｓ５がローレベル信号に
なると、アンドゲート１９がオフし、発生器１３から消
弧パルスＳ２が出力されていても、制御回路１４には消
弧パルスＳ２が供給されなくなり、この消弧パルスＳ２
の消失により、制御回路１４は消弧駆動の制御から補償
駆動の制御に移行し、図２の場合と同様、決定回路１２
の信号Ｓ３に基づき、インバータ装置８を補償量の交流
出力に制御する。

【００２３】そして、オンしているサイリスタ４ｐ又は
４ｎが消弧されてスイッチがオフすると、ローレベル信
号の判定信号Ｓ５により、直ちにインバータ装置８が消
弧駆動から補償駆動に移行するため、とくにサイリスタ
４ｐ又は４ｎの通流電流が小さく、短期間の逆電圧印加
で消弧が終了してスイッチ４がオフするときに、消弧後
の不要な逆電圧の印加がなく、この逆電圧が負荷２に誤
って印加されることがない。ところで、電源１が３相電
源の場合は、相毎にスイッチ４，インバータ装置８，制
御回路１４等が設けられるため、トランス１７，整形回
路１８，アンドゲート１９も相毎に設ければよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。瞬低発生
時、瞬低の検出信号Ｓ１に基づきパルス発生器１３から
アンドゲート１９を介してインバータ駆動制御回路１４
に消弧パルスＳ２を供給し、制御回路１４によりインバ
ータ装置８を消弧駆動し、このインバータ装置８の出力
を注入トランス１６を介してサイリスタバイパススイッ
チ４に印加し、スイッチ４のオンしているサイリスタ４
ｐ又は４ｎを強制消弧することができる。さらに、サイ
リスタ４ｐ，４ｎの逆並列回路の両端間の電圧をサイリ
スタ電圧検出トランス１７により検出し、このトランス
１７の出力に基づき、判定回路１８からアンドゲート１
９に、トランス１７の出力がサイリスタ４ｐ，４ｎのオ
ン電圧に基づく微少電圧範囲である時はハイレベル信号
の判定信号Ｓ５を出力し、サイリスタ４ｐ，４ｎがオフ
して逆電圧に基づく大きな電圧が発生した時にローレベ
ル信号の判定信号Ｓ５を出力し、前記強制消弧により、
オンしているサイリスタ４ｐ又は４ｎがオフしてスイッ
チ４がオフしたときに、アンドゲート１９をオフして制
御回路１４に供給する消弧パルスＳ２を直ちにオフする
ことができる。したがって、スイッチ４がオフした後
に、消弧パルスＳ２に基づく不要な強制消弧出力の電圧
を負荷２に印加することがなく、インバータ装置８の過
電流の発生及び負荷２の誤動作等を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の瞬時電圧低下補償装置の１実施例の結
線図である。

【図２】従来例の結線図である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 負荷 ３ 負荷給電路 ４ サイリスタバイパススイッチ ４ｐ，４ｎ サイリスタ ８ インバータ装置 １３ パルス発生器 １４ インバータ駆動制御回路 １６ 注入トランス １７ サイリスタ電圧検出トランス １８ 判定回路 Ｓ１ 瞬時電圧低下の検出信号 Ｓ２ 消弧パルス Ｓ５ 判定信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源の正常時、負荷給電路に設けた
   常給電路用のサイリスタバイパススイッチの逆並列の１
   対のサイリスタを交流電源に同期して交互に点弧駆動
   し、交流電源を前記バイパススイッチを介して負荷に給
   電し、 交流電源の瞬時電圧低下の発生時、前記バイパススイッ
   チの駆動からインバータ装置の駆動に切換え、前記イン
   バータ装置の出力を前記バイパススイッチに並列に設け
   た注入トランスに供給し、前記インバータ装置の出力に
   より前記バイパススイッチを強制消弧した後前記交流電
   源の電圧低下を直列補償する瞬時電圧低下補償装置にお
   いて、 瞬時電圧低下の検出信号により動作し瞬時電圧低下の発
   生初期に強制消弧期間に設定された所定パルス幅の消弧
   パルスを発生するパルス発生器と、 前記両サイリスタの逆並列回路の両端間の電圧を検出す
   るサイリスタ電圧検出トランスと、 前記サイリスタ電圧検出トランスの出力が前記サイリス
   タのオン電圧に基づく微少電圧範囲である時にハイレベ
   ル信号の判定信号を、前記サイリスタがオフして逆電圧
   に基づく大きな電圧が発生した時にローレベル信号の判
   定信号を出力する判定回路と、 前記消弧パルスと前記判定信号とを論理積処理して前記
   判定回路の判定信号がハイレベル信号の間だけ前記消弧
   パルスを出力するアンドゲートと、 瞬時電圧低下の発生初期に前記アンドゲートのパルス出
   力期間だけ前記インバータ装置を消弧駆動して前記バイ
   パススイッチを強制消弧し，該強制消弧後に前記インバ
   ータ装置を補償駆動するインバータ駆動制御回路とを備
   えたことを特徴とする瞬時電圧低下補償装置。