JPH0274147A - ノッチング電圧抑制回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スイッチ素子群およびコンデンサからなる
電圧形インバータと、該スイッチ素子群の点、消弧制御
を行なう制御回路とを備え、整流器を含む電力変換装置
の転流時に生じる２相短絡電流を′ｒＩ＆源側に替わっ
て供給することにより、転流時のノツチング電圧を補償
するノツチング電圧抑制装置に間する。

〔従来の技術〕

一般に、電源に接続された整流器を含む電力変換装置が
その転流時に２相短絡すると、短絡電流が流れることに
よって電圧陥没（ノツチング電圧）が生じる。このとき
、電力変換装置の近くに通常設けられている力率改善用
コンデンサ（ＳＣ）がそのための２相短絡電流を供給す
るが、これによって電源側に電圧変動が生じ、これがト
リガとなってＳＣと電源側のラインインピーダンスから
なる閉回路に局所共振電流が流れ、配電系における高調
波障害の一因ともなっている。しかるに、このような局
所共振電流またはノツチング電圧を抑制するための具体
的な手段は未だなく、その出現が望まれている。

そこで、出願人は先にスイッチ素子及びコンデンサから
なる電圧形インバータと、該スイッチ素子群の点、消弧
制御を行なう制ｊ８回路とをもつノツチング電圧（局所
共振電流）抑制装置を提案している（特願昭６２−９９
９８８号公報参照：提案法装置）。

〔発明が解決しようとする課題〕

提案法装置では、電力変換装置側転流終了後の電源側リ
アクタンス分による転流エネルギーを、前記コンデンサ
へ充電するようにしているため、そのエネルギー処理に
時間が掛かるだけでなく、その期間中コンデンサ電圧が
転流時の電圧陥没と同一の形で印加されるため、本来の
ノツチング電圧抑制効果が半減すると云う問題がある。

したがって、この発明はコンデンサへの充電を短時間に
行なうと−もに、２相短絡電流の供給をスムーズに行な
うことが可能なノツチング電圧抑制装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

スイッチ素子群及びコンデンサからなる電圧形インバー
タと、該スイッチ素子群の点、消弧制御を行なう制御回
路とを備え、整流器を含む電力変換装置の転流時に生じ
る２相短絡電流を電源側に替わって供給することにより
、転流時のノツチング電圧を補償するノツチング電圧抑
制装置に対し、前記電力変換装置の交流入力側に交流リ
アクトルを挿入すると−もに、前記コンデンサと直列に
ダイオードと抵抗器との並列接続回路を挿入する。

〔作用〕

電力変換装置の交流入力側に交流リアクトルを挿入する
ことにより、電源側から供給される２相短絡電流を抑制
する。また、ダイオードと抵抗器との並列接続回路によ
り、電力変換装置転流時の２相短絡電流を該ダイオード
′を介してスムーズに供給すると＼もに、電源側の転流
エネルギー処理に係るコンデンサ充電々流は該抵抗器を
介して流すようにし、転流エネルギーを熱として消費さ
せ処理時間を速める。

（実施例〕 第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。同
図において、■は入カドランス、２は整流器（電力変換
装置）、３は力率改善用コンデンサ（ＳＣ）、４１〜４
３は交流リアクトル、５は電圧形インバータ、６は電流
検出器、７は制御回路である。

整流器２は２つの交流リアクトル４１．４２を介して入
カドランス１に接続され、入カドランス１の電源側には
力率改善用コンデンサ３が接続されている。電圧形イン
バータ５はスイッチ素子群（トランジスタ）５１．コン
デンサ５２およびダイオード５３と抵抗器５４の並列回
路からなるエネルギー処理回路を備え、交流リアクトル
４３を介して整流器２の交流入力側である交流リアクト
ル４１と４２との間に接続されている。

整流器２の転流時に、若し電圧形インバータ５がないと
すると、その２相短絡電流は近くのｓＣ３から速やかに
供給される。このため、交流リアクトル４１．４２に電
圧降下を生じさせるだけでなく、ＳＣ３に電圧変動を生
じさせ、これと電源側に存在するり、Ｃ回路との間で共
振現象が生じることになる。このため、ニーでは電圧形
インバータ５から適宜２相短絡電流を供給し、この電流
にて交流リアクトル４２に誘起される電圧により、電源
側（ＳＣ）からの短絡電流の供給を抑制する。

電圧形インバータ５からはコンデンサ５２．ダイオード
５３およびスイッチ素子群５１を介して、整流器側に電
流がスムーズに供給される。この電流により、整流器２
の該当素子の転流が終了し、電源側インダクタンス４１
のもつ転流エネルギーは、スイッチ素子群５Ｉを介して
コンデンサ５２に充電の形で流入するが、このときエネ
ルギーは抵抗器５４を介して流入するため、流入電流は
急速に減少し、問題となったコンデンサ電圧が印加され
るモードが短かくなる。

ところで、制御回路７から電圧形インバータ５のスイッ
チ素子群５１に与えられる点弧パルスは、通常は整流器
２の消弧相９点弧相の交流入力電流判別結果と、消弧ま
たは点弧の時点を確定するための他相の電流極性判別結
果の３つのアンド条件で決められるため、以下の如き問
題が生じる。

すなわち、各相電流は消弧時には逆回復状態を経て初め
て消弧するため、電流極性が反転し、その結果、反転し
た信号によりあたかも該アームの転流時と判別され、誤
パルスとなる。また、転流時の電流立ち上り、立ち下り
時の電流零近辺での振動による誤った判別や、逆バイア
ス時間が確保されていないため、適確な点弧パルスが発
生できず、ノンチングミ圧の抑制効果が充分に得られな
いことになる。

そこで、この発明では次のようにする。第２図は第１図
の制御回路内に設けられる点弧パルス発生回路の具体例
を示す回路図、第３図はその動作を説明するためのタイ
ムチャートである。

信号■および■は、整流器２の例えばＵアームおよび■
アームの交流入力電流を電流検出器６で検出し、これを
コンパレータ等で極性判別した結果の論理信号を示す。

また、信号■は同じくＵおよび■アームの転流時点を確
定するための信号（実際にはＺアームの極性判別結果）
を示す。

タイマー１１は信号■に含まれる逆回復時における一定
時間（Ｔ１）の判別結果を見ないようマスクし、信号■
′を生成する。信号■、■、■′はアンドゲート１２に
人力され、転流期間に相当する点弧パルス■が生成され
る。一方、信号■、■′をそれぞれトリガ（セット）信
号、リセット信号としてフリップフロップ１４に与える
ことにより、信号■の転流終了後の成る期間（Ｔ、）だ
け点弧パルスの発生を禁止する期間を確保する。その出
力■と信号■との論理積をアンドゲート１５にてとり、
本来の点弧パルス■を発生させる。さらに、この信号■
の立ち下りをトリガとするモノステープルマルチバイブ
レータ（単安定回路）１６により逆バイアス期間（Ｔ、
）を確保し、最終的な点弧パルス■を得る。

なお、以上の実施例の他に、電圧形インバータは従来と
同様、つまりダイオードと抵抗器との並列回路を持たな
いものに対し、以上の如き点弧パルス発生回路を設ける
例も考えられるが、これは上記並列回路を単に省略した
だけであるので、説明は省略する。

〔発明の効果〕

この発明によれば、電力変換装置の交流入力側に交流リ
アクトルを挿入するようにしたので、電源側からの短絡
電流の供給を抑制することができる。また、電圧形イン
バータの直流側に挿入されたダイオードおよび抵抗器か
らなるエネルギー処理回路は、必要とされる２相短絡電
流をダイオードを介して供給するため、エネルギー処理
回路がない場合に比べて、その大きさにか−わりなく、
スムーズに供給できる。一方、電源側転流エネルギーの
処理時にはその電流がコンデンサ充電の形で、挿入した
抵抗器を介して流入するため、エネルギーを抵抗損とし
ても消費でき、従来より短時間にこのモードを終了させ
ることができるだけでな（、このモードでのＬ−Ｃ閉回
路がＬ−Ｃ−Ｒ閉回路となり、振動現象自体も抑制でき
る。

また、制御回路内に上記の如き点弧パルス発生回路を設
けるようにすれば、点弧パルスを正確かつ適確に発生さ
せることができ、要求される２相短絡電流の供給と確実
な転流を保証することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図は点弧
パルス発生回路の具体例を示す回路図、第３図はその動
作を説明するためのタイムチャートである。 符号説明 １・・・入カドランス、２・・・整流器（ｔ力変換装置
）、３・・・力率改善用コンデンサ（ＳＣ）、４１．４
２゜４３・・・・・・交流リアクトル、５・・・電圧形
インバータ、５１・・・スイッチ素子群、５２・・・コ
ンデンサ、５３・・・ダイオード、５４・・・抵抗器、
１１・・・タイマー１２．１５・・・アンドゲート、１
３・・・インバータゲート、１４・・・フリップフロッ
プ、１６・・・モノステーブルマルチパイプレータ（単
安定回路）、１７・・・オアゲート。 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）スイッチ素子群及びコンデンサからなる電圧形イン
   バータと、該スイッチ素子群の点、消弧制御を行なう制
   御回路とを備え、整流器を含む電力変換装置の転流時に
   生じる２相短絡電流を電源側に替わって供給することに
   より、転流時のノッチング電圧を補償するノッチング電
   圧抑制装置であって、 前記電力変換装置の交流入力側に交流リアクトルを挿入
   するとゝもに、前記コンデンサと直列にダイオードと抵
   抗器との並列接続回路を挿入してなることを特徴とする
   ノッチング電圧抑制装置。 ２）前記制御回路は逆回復電流による極性誤判別を防止
   するためのタイマーと、転流時の電流振動による誤判別
   を防止するためのフリップフロップと、転流終了後の逆
   バイアス電圧を印加するための単安定回路とを有し、消
   弧相及び点弧相の極性判別結果と消弧または点弧時点を
   確定するための他相の極性判別結果とにもとづき点弧パ
   ルスを決定することを特徴とする請求項１）に記載のノ
   ッチング電圧抑制装置。 ３）スイッチ素子群及びコンデンサからなる電圧形イン
   バータと、該スイッチ素子群の点、消弧制御を行なう制
   御回路とを備え、整流器を含む電力変換装置の転流時に
   生じる２相短絡電流を電源側に替わって供給することに
   より、転流時のノッチング電圧を補償するノッチング電
   圧抑制装置であって、 前記制御回路は逆回復電流による極性誤判別を防止する
   ためのタイマーと、 転流時の電流振動による誤判別を防止するためのフリッ
   プフロップと、 転流終了後の逆バイアス電圧を印加するための単安定回
   路と、 を有し、消弧相及び点弧相の極性判別結果と消弧または
   点弧時点を確定するための他相の極性判別結果とにもと
   づき点弧パルスを決定することを特徴とするノッチング
   電圧抑制装置。