JPH031906B2 - - Google Patents

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JPH031906B2
JPH031906B2 JP56033665A JP3366581A JPH031906B2 JP H031906 B2 JPH031906 B2 JP H031906B2 JP 56033665 A JP56033665 A JP 56033665A JP 3366581 A JP3366581 A JP 3366581A JP H031906 B2 JPH031906 B2 JP H031906B2
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JP
Japan
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power supply
thyristor
thyristor power
firing
waveform
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JP56033665A
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JPS57147721A (en
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Atsuo Kobayashi
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70Regulating power factor; Regulating reactive current or power

Description

【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野> 本発明は複数のサイリスタ電源(パワートラン
ジスタ等と同等電源を含む)で夫々の負荷を零相
制御する交流電源波形の制御方法に関する。 <従来の技術及び解決しようとする課題> 一般に電気炉等の負荷はその負荷温度に伴い出
力電圧を変化させる必要があり、この手段として
はトランスのタツプ切替えや、サイリスタ電源に
よる無段階制御方式の出力変換をし且つサーミス
タ等を主体としたフイードバツク系によつて炉内
温度の安定制御を図る方式が汎用的であつた。 然し乍ら、このサイリスタ方式のみでトランス
方式と同等の効果を得ようとすると、無効電力が
多くなり全消費電力の力率低下が大きな障害とな
るため、大型で而かも高価なトランス方式と併用
せざるを得なかつたのである。 即ち、在来のサイリスタ電源では位相制御によ
つて0から所定値迄無段階に出力を変化できる
が、サイリスタの抵抗対に使用されている素材の
抵抗値が経年変化によつて4倍位迄変化する。従
つて、仮に抵抗値が数年後2倍になるとすると、 負荷容量は(供給電圧)2/最終抵抗値=V2/rとな
り、この最 終抵抗値のときの最大出力V2/rを負荷に対して安 定供給できるように電力設備を設計するから、初
期電圧XはV2/r=X2/r/2より得る値X=V/√2 (V)に抑えなくてはならない。前記サイリスタ
により上記の如く電圧を抵抗体の経年変化に従い
V/√2〜Vに亘って出力変化させれば、電流値は 初期値V/√2/r/2=√2・V/rから最終値V/r
に 減少するから、負荷を設置する工場の変電設備は
初期値√2・V/rの電流を流し得て且つ最終電圧 の出力が可能な容量、つまり√2・V/r×V=√ 2・V2/rの容量が必要である。 然るにトランスのタツプ切替えによりV/√2〜 Vの出力変化をさせる場合は電流値がV/√2/r/2 =√2・V/rからV/rに変化するが、それはトラン スの2次電流のみであつて1次電流の方はトラン
スの電圧タツプ比に反比例して流れるため当初よ
りV/rだけで変化しない。従つてトランス方式に
比しサイリスタ方式は√2倍の電源容量設備が必
要となるのである。、しかも実際はサイリスタの
抵抗体に使用されている素材の抵抗値の経年変化
は4倍に達することもあり、この場合はトランス
方式に比し2倍の設備が必要である。 更にサイリスタ方式がトランス方式に比し不利
な点として、トランス方式はすべて正弦波で制御
を行なうので問題はないが、サイリスタ電源を位
相制御又は零相制御して電圧を制御すると、特に
何台かのサイリスタ電源を併用して制御した場合
はその出力波形が非常に悪くなり(正弦波にほど
遠くなり)無効電力が増加するという問題があっ
た。 <課題を解決するための手段> 本発明は叙上の問題点に鑑み為されたものであ
り、交流電源に接続したゼロクロスポイント検出
回路の出力部に点弧サイクル分配回路を接続し、
この点弧サイクル分配回路の出力端を任意数のサ
イリスタ電源の各ゲート部に接続し、且つ各サイ
リスタ電源の出力部には夫々に対応する負荷を接
続した制御回路を用いて、交流電源のゼロクロス
ポイントを検出し、その検出信号により複数のサ
イリスタ電源を点弧せしめ、各々の負荷を零相制
御するようにした交流電源波形の制御方法であつ
て、 上記点弧サイクル分配回路は、予め、各サイリ
スタ電源の各々異なる設定電圧に応じて各サイリ
スタ電源に共通する所定の位相範囲を設定し、上
記所定の位相範囲内における各サイリスタ電源の
点弧タイミングの数を、各サイリスタ電源毎に異
なる設定電圧に応じた異なる数だけ分配し、且つ
上記所定の位相範囲内において各サイリスタ電源
全てが同相で同時に点弧しないように抑制して順
次点弧させ、合成負荷電流の波流を正弦波に近似
せしめるようにして実効値を少なくし、無効電力
を低減することにより電源装置等の設備費の低減
と省エネルギー化及びランニングコストの低廉化
を可能とした交流電源波形の制御方法の提供を目
的とするものである。 <実施例> 以下、本発明を第1図〜第9図を参照しつつ説
明する。 先ず、実効値の低減に関し、交流電圧200Vの
1/√3電圧を得る一例に基づいて説明する。1台 サイリスタ電源の場合1/√3電圧Eは次のように なる。 又、回路抵抗Rを10Ωとすると電流Iは、I=
200/10√3(A)となる。 この時の波形は第1図に図示の如く最初の点弧
から2πの位相間隔をおいて半サイクル間点弧し
たものである。これが3台のサイリスタ電源を運
転する場合は3台共同相で同時に点弧すると、こ
の時の電流I′は次のようになる。 I′=3・200/10√3≒34 (A) この時の合成波形は第2図に図示の如く第1図
の3倍の波形となる。 ところが、第3図に図示の如く3台のサイリス
タ電源の点弧タイミングを3台全てが同相で同時
に点弧しないように抑制し、πずつ偏位させた合
成波形は第4図のようになり電流I″は次のように
なる。 即ち、この時の合成波形は第4図に図示される
如く完全な連続した正弦波形でありこのため第2
図より実効値が少なくなる。 以上は200/√3(V)を得ようとした場合である が、他の電圧を得る場合でも各サイリスタ電源の
点弧タイミングを設定電圧に応じた位相に分配す
れば良く、例えば200/2(V)、200/√5(V)、 200/√6(V)を得る場合には第5図a,b,cに 示す如く1/4、1/5、1/6の半波期間点弧すれば良
い。これらの波形は必ずしも規則的に1/4、1/5、
1/6周期毎である必要は無く、例えば位相範囲が
1000サイクル等の長い期間の内で平均して1/4、
1/5、1/6の半波が点弧すれば200/2、200/√5、 200/√6(V)が得られる。つまり1000サイクル中 nサイクルが使われるとその時得られる電圧は
【式】となるので0〜200Vの電圧 が無段階に調整できる。 上記の如く任意数のサイリスタ電源を所定位相
間隔で順次点弧させる場合第6図に示す構成の制
御回路がある。即ち、交流電源1に接続したゼロ
クロスポイント検出回路2の出力部には点弧サイ
クル分配回路3を接続し、その点弧サイクル分配
回路3の出力端を任意数サイリスタ電源41,42
……4nの各ゲート部に接続してあり、各サイリ
スタ電源41,42……4nの出力部は夫々に対応
する負荷51,52……5nを接続してある。尚、
各サイリスタ電源41,42……4nには前記交流
電源1から所定電圧を印加してある。叙上の構成
に於いて、交流電圧の零点をゼロクロスポイント
検出回路2で検出すると、その検出信号が点弧サ
イクル分配回路3に入力し、同回路3から所定の
点弧間隔で各サイリスタ電源41,42……4nの
ゲート部に出力が供給される。サイリスタ電源4
,42……4nは、前記の如くゲート部にトリガ
電圧が入力すると導通し交通電源1の電圧が負荷
1,52……5nに順次印加される。ただ、サイ
リスタ電源の数が増加し且つ各負荷に印加される
電圧が零から所定電圧まで各々異なる電圧で与え
られているとその合計電流値はかなり複雑にな
り、又、各サイリスタ電源の点弧タイミングの設
定も極めて複雑になるから、点弧サイクル分配回
路3は各サイリスタ電源の異なる設定電圧に応じ
予めその分配方式をプログラミングしマイクロコ
ンピュータ制御するのが好ましい。 次に実例を示す。先ず各サイリスタ電源の各々
異なる設定電圧に応じて各サイリスタ電源に共通
する所定の位相範囲を設定し、その中で各サイリ
スタ電源の点弧タイミングの数を、各サイリスタ
電源毎に異なる設定電圧に応じた異なる数だけ分
配し、且つ上記所定の位相範囲内で均一分配即ち
各サイリスタ電源の点弧タイミングを全てのサイ
リスタ電源が同相で同時に点弧しないように抑制
する例を示す。 今、A、B、Cの3台のサイリスタ電源に於い
て夫々の異なる設定電圧に応じた点弧タイミング
の数が平均して2/3、1/2、3/5とする。 この2/3、1/2、3/5は共通分母にすると20/30、1
5/30、18/30となるので30πを異なる設定電圧に
応じた各サイリスタ電源に共通する所定の位相範
囲とし、この位相範囲内で分子の合計20+15+18
=53の正弦半波(半サイクル)を分配することに
する。 (1) 先ず30πを5π毎に6分割して各分割毎に上記
合計数を53を割り当てる。即ち53/6=8……5 であるから5π毎に8回点弧させるが、この余
り5は各分割区分に割付け6分割のうち5分割
は9回点弧させ他の1分割のみ8回点弧させる
ことにする。 (2) 次にA、B、C夫々の点弧タイミングを各々
6分割する。 (A) 20/6=3……2 (B) 15/6=2……3 (C) 18/6=3 従つて夫々各分割毎に2〜3回づつ点弧タイン
ミングを配分し且つ余りの分は前項(1)で設定し
た各分割毎の割当数8〜9内に抑えられるよう
に割当てる。つまり (A)は5π毎に3〜4回、 (B)は5π毎に2〜3回、 (C)は5π毎に3回、 となるように点弧タイミングを割当てるが(A)
+(B)+(C)が8〜9回となるようにする(第7図
参照)。 (3) 更に、π毎に点弧タイミングを割当てる。即
ち、1分割毎に(A)+(B)+(C)で9回点弧させる場
合は、1分割単位当り5πであるから9/5=1… …4となり、又(A)+(B)+(C)で8回点弧させる場
合は8/5=1……3となる。従つて上記余りを 1〜5πの間に第8図に示す如く分配すれば良
い。 以上のようにしてπ毎の配分量が決定したら、
3台のサイリスタ電源A、B、Cの設定電圧は、
A>C>BであるからあA、C、Bの順で3台の
サイリス電源が同相で同時に点弧しないように抑
制して分配すれば良い。叙上のようにA、B、C
夫々の点弧タイミングを0〜30π迄に割当てる
が、前記余りの分配はプリセツトカウンターに記
録して各分割毎に1回づつ消去し零になるまで分
配する。又、余りの分配が重ならないようにする
には余りを1回消去したか否かのチエツク回路を
設ければ正確に分配点弧できる。 尚、上述の点弧タイミング分配状態及びその合
成波形を第9図に示す。 勿論、上記の場合は正弦半波(π)を分配した
が2π若しくはnπを単位としても良く、極めて長
期間に亘る場合はコンピュータ演算で点弧タイミ
ングを予め設定する。 但し、各負荷毎にトランスを直列に使用する場
合は、正弦半波のみを使用すると直流分が生じて
トランスに偏磁現象を起すため2π単位で分配す
る必要がある。又、長期間に亘つて分配する程点
弧タイミングの重複による影響は少なくなるが、
たとえ点弧タイミングが一部片寄って重複しても
全体で数回程度あれば問題はなく厳格に調整する
必要はない。 <効果> 本発明は以上説明してきた如き内容のものなの
で、合成電流波形が正弦波に近似して実効値が少
なくなり、無効電力が低減されるので、電源用の
トランスとの併用も不要となり工場設備費が廉価
になり、しかも任意の異なる電圧を効率良く得ら
れるので省エネルギー化及び低ランニングコスト
が可能となり、また設定電圧の異なるサイリスタ
電源を同一制御回路で同時に制御できるので、例
えば複数の同一ヒーターを各々異なる温度に制御
する場合でも、ヒーターを交換することなく各サ
イリスタ電源の設定電圧を変化させさえすれば良
い等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はゼロクスポイント点弧方式による電圧
波形図、第2図は3台のサイリスタ電源を同上方
式で同相で同時に点弧させた場合の電圧波形図、
第3図は3台のサイリスタ電源で200/√3(V)
を得る場合の電圧波形図、第4図は同上合成波形
図、第5図a,b,cは夫々れ200/2(V)、
200/√5(V)、200/√6(V)を得る際の電圧波形
図、 第6図は本発明に係る交流電源波形制御を行な手
段の一例示すブロック図、第7図は本発明に係る
交流電源波形の制御方法にて3台のサイリスタ電
源の点弧タイミングを0〜30πに割当てた場合の
割当図、第8図は第7図で割当てた点呼タイミン
グを更にπ〜5π間に割当てた場合の割当図、そ
して第9図A,B,Cは各々本発明に係る交流電
源波形の制御方法による0〜30πに於ける3台の
サイリスタ電源の夫々の点弧状態を示す波形図で
あり、Dはそれらの合成波形図である。 1……流電源、41,42…4o……サイリスタ
電源、51,52…5o……負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 交流電源に接続したゼロクロスポイント検出
    回路の出力部に点弧サイクル分配回路を接続し、 この点弧サイクル分配回路の出力端を任意数の
    サイリスタ電源の各ゲート部に接続し、且つ 各サイリスタ電源の出力部には夫々に対応する
    負荷を接続した制御回路を用いて、 交流電源のゼロクロスポイントを検出し、その
    検出信号により複数のサイリスタ電源を点弧せし
    め、各々の負荷を零相制御するようにした交流電
    源波形の制御方法であつて、 上記点弧サイクル分配回路は、 予め、各サイリスタ電源の各々異なる設定電圧
    に応じて各サイリスタ電源に共通する所定の位相
    範囲を設定し、 上記所定の位相範囲内における各サイリスタ電
    源の点弧タイミングの数を、各サイリスタ電源毎
    に異なる設定電圧に応じた異なる数だけ分配し、
    且つ 上記所定の位相範囲内において各サイリスタ電
    源全てが同相で同時に点弧しないように抑制して
    順次点弧させ、 合成負荷電流の波形を正弦波に近似せしめるこ
    とを特徴とする交流電源波形の制御方法。
JP3366581A 1981-03-09 1981-03-09 Controlling method for waveform of alternating current power source Granted JPS57147721A (en)

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JPS57147721A JPS57147721A (en) 1982-09-11
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US11193162B2 (en) 2014-02-05 2021-12-07 Fuso Pharmaceutical Industries, Ltd. Nucleic acid detection or quantification method using mask oligonucleotide, and device for same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077311B2 (ja) * 1987-01-26 1995-01-30 三菱電機株式会社 電力制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5399186A (en) * 1977-02-08 1978-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Temperature controller

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