JP4579733B2 - サイリスタの故障検出装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置の構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置は、アーム1a(TX),1b(TU),1c(TY),1d(TV),1e(TZ),1f(TW)を備える。
それぞれのサイリスタ11のアノードとカソードの間には、抵抗18とコンデンサ19の直列体が並列に接続される。以後、抵抗18とコンデンサ19の直列体をスナバ回路と呼称する。また、サイリスタ11のアノードとカソードの間には、抵抗12と発光素子13との直列体が並列接続される。発光素子13の極性向きは、サイリスタ11の極性向きと同じである。発光素子13は、サイリスタ11のアノード・カソード間に順電圧が発生している場合に導通して発光する。
アーム1bは、直流定電圧源16、順電圧検出器17、論理積回路20、および、故障判定回路21を含む。
また、残り5つのアーム1a,1c,1d,1e,1fの内部回路の構成は、アーム1bの内部回路の構成と同じである。
図2は、本発明の第1の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置によるアーム1bのサイリスタの故障検出にかかる動作波形の一例を示す図である。
この導通指示信号にしたがって、電光変換回路3からの信号入力を受けたアームのサイリスタは導通する。
順電圧検出器17は、定電圧源16からの電圧入力がある場合に、出力信号のレベルを“1”とする。この信号を電圧検出信号と呼称する。
図3に示すように、マスク信号発生回路4は、ワンショット回路(OSM)41,42,43,44,45,46、および、論理和回路47を備える。
ワンショット回路41〜46の入力端子は、ゲートパルス発生器2と接続される。
また、ワンショット回路41〜46の出力端子は、論理和回路47の各入力端子と1対1の関係で接続される。
論理和回路47の出力端子は、前述した第1〜第6の信号線を介して、論理否定回路5と接続される。
その1つ目の場合とは、導通指示信号GUが与えられた結果、アーム1bが導通した場合である。このアームのサイリスタ11に順電圧が発生する期間はアーム1bの電流が正方向に増加する期間である。したがって、アーム1bが導通した時点でサイリスタ11に発生した電圧の発生期間は、転流重なり時間uを超えない。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るサイリスタの故障検出装置の構成のうち、図1に示したものと同一部分の説明は省略する。
図4は、本発明の第2の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置のマスク信号出力回路4中のマスク信号MUの出力回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
ワンショット回路51は、ゲートパルス発生器2からの導通指示信号GX、つまり、論理和回路53の1つ目の入力端子が入力した導通指示信号の出力対象のアームと直列接続されたアームへの出力対象である導通指示信号を入力する。ワンショット回路51の出力端子は、論理和回路53の2つ目の入力端子と接続される。
論理和回路53の出力端子は、前述した第1の信号線を介して論理否定回路5と接続される。
ワンショット回路51がレベル“1”の信号を入力した場合の、レベル“1”の信号の出力時間は、スナバ回路時定数tよりも長く、電気角60度よりも短い時間である。この出力波形は、図5中の「OSM−A出力」に対応する波形であり、この信号のレベルは、導通指示信号GXの出力が開始されてから、前述した時間にわたって“1”となる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るサイリスタの故障検出装置の構成のうち、図1に示したものと同一部分の説明は省略する。
本発明の第1,2の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置では、アームの不完全短絡状態のサイリスタ11に過渡的に順電圧が発生する期間にマスク信号を出力したが、本発明の第3の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置では、正常なサイリスタ11に確実に順電圧が印加される期間については、当該サイリスタへのマスク信号の出力を行なわずに、それ以外の期間にわたってマスク信号を出力する。これにより、故障したサイリスタ11に発生する過渡的な順電圧の影響を受けず確実に素子故障を検出できる。
図6に示すように、本発明の第3の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置のマスク信号出力回路は、ワンショット回路61,62,63,64,65,66(OSM−C)を備える。
ここでは、マスク信号MUの出力について説明する。アーム1bの導通時点において、ワンショット回路61、レベル“1”の信号を入力した場合の、レベル“1”の信号の出力時間は、電気角300度、転流重なり時間u、および、スナバ回路時定数tの和より長く、電気角360度より短い時間である。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るサイリスタの故障検出装置の構成のうち、図1に示したものと同一部分の説明は省略する。
図8は、本発明の第4の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置のマスク信号出力回路4中のマスク信号MUの出力回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
論理否定回路73は、ゲートパルス発生器2からの導通指示信号GX、つまり、フリップフロップ回路72の入力端子Sが入力した導通指示信号の出力対象のアームと直列接続されたアームへの出力対象である導通指示信号を入力する。論理否定回路54は、ワンショット回路71の入力端子と接続される。ワンショット回路71の出力端子は、フリップフロップ回路72の入力端子Rと接続される。
本発明の第4の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置のマスク信号出力回路4中のマスク信号MZの出力回路、マスク信号MVの出力回路、マスク信号MXの出力回路、マスク信号MWの出力回路、マスク信号MYの出力回路の構成は、図8に示した構成と同様である。
図9は、本発明の第1の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置の故障判定回路21の内部回路の構成例を示すブロック図である。本発明の第2乃至第4の実施形態にしたがったサイリスタの故障検出装置の故障判定回路21の内部回路の構成例は、図9に示した構成と同じである。
カウンタ82は、入力端子Cに、パルス発生器81からのパルス信号を入力するたびに、出力端子Qからの信号で示されるカウント値を1ずつ増加させる。
カウンタ82の出力端子は、比較器84の入力端子Bと接続される。設定器83の出力端子は、比較器84の入力端子Aと接続される。
Claims (8)
- サイリスタと、一端が前記サイリスタのアノードおよびカソードの一方と接続される抵抗と、一端が前記抵抗の他端と接続され、他端が前記サイリスタのアノードおよびカソードの他方と接続されるコンデンサとを備えるアームが2つ直列接続され、かつ、これらが各相に対応して並列に接続され、各相のアームにおける、他相に対応するアームと接続される端子をそれぞれ直流端子とした整流回路のサイリスタの故障検出装置であって、
前記直流端子のうち一方と接続されたアーム、および、他方と接続されたアームのいずれかに、当該アームの導通指示信号を、予め定めた時間にわたって、前記整流回路の入力電圧の1周期を基準とした、予め定めた電気角の位相差をもって交互に出力することで、各アームを電気角360度の周期で導通させる導通制御手段と、
前記各アームのうち、任意のアームにおける故障判定対象のサイリスタに順方向電圧が発生しているか否かを検出する電圧検出手段と、
前記導通制御手段による、前記任意のアームに対する信号入力開始タイミング、このアームと直列接続されるアームに対する信号入力開始タイミング、および、当該アームに対する信号入力終了タイミングから予め定めた時間にわたってマスク信号を出力するマスク信号出力手段と、
前記電圧検出手段が、前記故障判定対象のサイリスタに順方向電圧が発生している事を検出し、かつ、前記マスク信号出力手段からマスク信号が出力されていない場合に、これを通知する通知手段と、
前記入力電圧の1周期より長い予め定めた時間にわたって、前記通知手段からの通知がない場合に、前記故障判定対象のサイリスタは故障していると判定する故障判定手段と
を備えたことを特徴とするサイリスタの故障検出装置。 - 前記マスク信号出力手段は、
前記導通制御手段からの信号入力にしたがった、前記各アームのうち正常なアームが導通状態にある時間と、他の正常なアームが導通状態にある時間との重複時間、ならびに、前記抵抗およびコンデンサの回路定数をもとに決定した予め定めた時間にわたって、前記マスク信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載のサイリスタの故障検出装置。 - 前記導通制御手段は、
前記アームに対する導通指示信号を、予め定めた電気角にわたって当該アームに出力し、かつ、この出力対象のアームを、予め定めた電気角ごとに切り替え、
前記マスク信号出力手段は、
前記各アームのいずれかに対する信号入力開始タイミングから、前記導通制御手段からの信号入力にしたがった、前記各アームのうち正常なアームが導通状態にある時間と、他の正常なアームが導通状態にある時間との重複時間、ならびに、前記抵抗およびコンデンサの回路定数をもとに決定した時間の和より長く、前記導通制御手段による信号出力の位相差の電気角より短い予め定めた時間にわたって、前記マスク信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載のサイリスタの故障検出装置。 - 前記マスク信号出力手段は、
前記導通制御手段からの、前記任意のアームに対する信号入力開始から終了まで、前記マスク信号を出力し、
前記導通制御手段からの、前記任意のアームと直列接続されるアームに対する信号入力開始タイミングから、前記抵抗およびコンデンサの回路定数をもとに決定した時間より長く、前記導通制御手段による信号出力の位相差の電気角より短い予め定めた時間にわたって、前記マスク信号を出力し、
かつ、前記導通制御手段からの、前記直列接続されるアームに対する信号入力終了タイミングから、前記導通制御手段からの信号入力にしたがった、前記各アームのうち正常なアームが導通状態にある時間と、他の正常なアームが導通状態にある時間との重複時間、ならびに、前記抵抗およびコンデンサの回路定数をもとに決定した時間の和より長く、前記導通制御手段による信号出力の位相差の電気角より短い予め定めた時間にわたって、前記マスク信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載のサイリスタの故障検出装置。 - サイリスタと、一端が前記サイリスタのアノードおよびカソードの一方と接続される抵抗と、一端が前記抵抗の他端と接続され、他端が前記サイリスタのアノードおよびカソードの他方と接続されるコンデンサとを備えるアームが2つ直列接続され、かつ、これらが各相に対応して並列に接続され、各相のアームにおける、他相に対応するアームと接続される端子をそれぞれ直流端子とした整流回路のサイリスタの故障検出装置であって、
前記直流端子のうち一方と接続されたアーム、および、他方と接続されたアームのいずれかに、当該アームの導通指示信号を、予め定めた時間にわたって、前記整流回路の入力電圧の1周期を基準とした、予め定めた電気角の位相差をもって交互に出力することで、各アームを電気角360度の周期で導通させる導通制御手段と、
前記各アームのうち、任意のアームにおける故障判定対象のサイリスタに順方向電圧が発生しているか否かを検出する電圧検出手段と、
前記導通制御手段からの、前記任意のアームに対する信号入力タイミングから、電気角360度と前記導通制御手段による信号出力の位相差の電気角との差分より長く、かつ、電気角360度より短い時間にわたって、マスク信号を出力するマスク信号出力手段と、
前記電圧検出手段が、前記故障判定対象のサイリスタに順方向電圧が発生している事を検出し、かつ、前記マスク信号出力手段からマスク信号が出力されていない場合に、これを通知する通知手段と、
前記入力電圧の1周期より長い予め定めた時間にわたって、前記通知手段からの通知がない場合に、前記故障判定対象のサイリスタは故障していると判定する故障判定手段と
を備えたことを特徴とするサイリスタの故障検出装置。 - 前記マスク信号出力手段は、
前記導通制御手段からの、前記任意のアームに対する信号入力タイミングから、電気角360度と前記導通制御手段による信号出力の位相差の電気角との差分、ならびに、前記導通制御手段からの信号入力にしたがった、正常なサイリスタが導通状態にある時間と、他の正常なアームが導通状態にある時間との重複時間、ならびに、前記抵抗およびコンデンサの回路定数をもとに決定した時間の和より長く、電気角360度より短い予め定めた時間にわたって、前記マスク信号を出力する
ことを特徴とする請求項5に記載のサイリスタの故障検出装置。 - 前記マスク信号出力手段は、
前記導通制御手段からの、前記任意のアームに対する信号入力タイミングから、前記マスク信号の出力を開始し、前記直列接続されるアームに対する信号入力終了タイミングから、前記導通制御手段からの信号入力にしたがった、任意の正常なアームが導通状態にある時間と、他の正常なアームが導通状態にある時間との重複時間、ならびに、前記抵抗およびコンデンサの回路定数をもとに決定した時間の和より長く、かつ、前記導通制御手段による信号出力の位相差の電気角より短い予め定めた時間が経過したタイミングで前記マスク信号の出力を終了する
ことを特徴とする請求項5に記載のサイリスタの故障検出装置。 - 前記故障判定手段は、
前記通知手段からの通知がなされた場合にカウンタ値をリセットするカウンタを有し、このカウンタによるカウント値が、前記入力電圧の1周期より長い予め定めた時間に相当する値となった場合に、前記故障判定対象のサイリスタは故障していると判定する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のサイリスタの故障検出装置。
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