JPH0365025A

JPH0365025A - 電力変換装置

Info

Publication number: JPH0365025A
Application number: JP1198311A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Takaoka; 秀幸高岡; Yasuhiro Ando; 康裕安東
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-20
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2647204B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、複数の電源母線を切り替えて使用する電源系
統に変圧器を介して接続された電力変換装置に関する。

（従来の技術）第５図に２系統の電源母線を切り替えて使用する電源系
統に接続された電力変換装置の構成を示す。１系母線１
および２系母線２がそれぞれの母線用のしゃ断器３およ
び４を介して接続された電源系統５、前記電源系統５に
接続された主回路入力変圧器６および制御回路用変圧器
９、前記主回路入力変圧器６に接続されて電力の供給を
受ける電力変換装置７の主回路８、前記制御回路用変圧
器９に接続されて電源系統の電圧波形が人力される電力
変換装置７の位相制御回路１０、前記主回路８に接続さ
れる電動機１１、前記しゃ断器３、のさ＼・切に連動し前記位相制御回路に入力される状態信
号１２ａ　、　１２ｂから構成されている。

また、前記電力変換装置の主回路８の構成を第６図に示
す。主回路は、前記位相制御回路１０の出力信号により
位相制御され、前記主回路入力変圧器６を介して供給さ
れる交流電力を直流電力に変換するサイリス８ａ１〜８
ａ６、この直流電力を平滑する直流リアクトル８ａｌ　
、この平滑された直流電力を任意の一周波数の交流電力
に変換するサイリスタ８ｂｌ〜８ｂ６、このサイリスタ
８ｂｌ〜８ｂ６の転流エネルギーを蓄える転流コンデン
サ８ｄｌ〜８ｄ６、この転流コンデンサ８ｄｌ〜８ｄＢ
と前記電動機１１の端子電圧を分離するダイオード＆ｃ
ｌ〜８ｃ８で構成される。この種回路の動作は、例えば
、「ニュードライブエレクトロニクス」　（電気書院発
行　上山直彦編著）の第４章Ｐ１０３〜１０９に詳細説
明されているので、ここではその説明を省略する。次に
第７図に前記位相制御回路１０の詳細構成を示す。前記
電源系統５の電圧位相が制御回路用変圧器９により人力
され、電源系統５からの外乱防止を目的としたフィルタ
ｌＯａ　、この出力信号である交流信号の零クロスを検
出しデユーティ５０％のパルス波形に変換する比較器１
０ｂ１この出力信号と後に述べるゲートパルス発生器１
０１からの同期パルス信号を抵抗器１０ｅ、１０ｂを介
して入力し、前記比較器１０ｂの出力信号とゲートパル
ス発生器１０１からの同期パルス信号の位相差を積分す
る、抵抗器１０ｅ及び、コンデンサ１０ｇ　、増幅器振
周波数により動作時間が決定されるゲートパルス発生器
１０１で構成される。

いま、１系母線から２系母線への切り替えに際して、１
系母線用のしゃ断器３が閉じている状態から、しゃ断器
３を開いて２系母線用のしゃ断器４を閉じる場合を考え
る。このとき、主回路入力変圧器６の２次側の電圧波形
は第２図のように過渡的に零点電圧に対して非対称とな
ることがある。

これは変圧器鉄心の偏磁現象が起こるためである。

この過渡状態の持続時間は母線の位相差、しゃ断器投入
時の電圧位相などの条件によって変動するため必ずしも
一定ではない。

上記のしゃ断器３が開いてからしゃ断器４が閉じるまで
の間は電力変換装置に電力が供給されない。また、上記
過渡状態の継続中は電力変換装置の位相制御回路に入力
される電圧位相と主回路に入力される電圧位相が一致し
ないため、電力変換装置の位相制御ができない。従って
、電力変換装置は過渡状態の予想し得る最大時間以上の
一定時間をあらかじめ設定しておき、しゃ断器３が開い
てからしゃ断器４が閉じてさらに上記の一定時間が経過
するまでの間運転を停止するように制御されている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、以上述べた構成による従来の電力変換装置では
次のような問題点があった。

（１）　　上記の過渡状態が設定値より短い時間で収束
した場合でも、あらかじめ設定した時間が経過するまで
は運転を再開しない。そのため、迅速な再起動が必要な
場合に無駄な待ち時間が発生する可能性がある。

（２）過渡状態が設定値よりも長く続いた場合、電力変
換装置の位相制御回路に入力される電圧位相と主回路に
入力される電圧位相が一致しない状態で主回路のサイリ
スクがトリガされるため、過電流、過電圧等が発生する
。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、複数
の電源母線を切り替えて使用する電源系統に変圧器を介
して接続された電力変換装置で、力変換装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記の目的を遠戚するために、第１の本発明は電力変換
装置に供給される交流電源の電圧波形の零点電圧丼に対
する正側の振幅を検出する第１の手段と、前記電圧波形
の零点電圧に対する負側の振幅を検出する第２の手段と
、前記第１の検出手段の出力と前記第２の検出手段の出
力の差を求める第３の手段と、前記第３の手段の出力を
予め定めた値と比較して結果を出力する第４の手段を備
えた構成とするものである。また第２の発明は電力変換
装置に供給される交流電源の電圧波形を検出する第１の
手段と、前記電圧波形が零点電圧に一致する時間間隔を
測定する第２の手段と、前記第２の手段の出力を予め定
めた値と比較して結果を出力する第３の手段を備えた構
成とするものである。さらに第３の発明は電力変換装置
に供給される交流電源の電圧波形を検出する第１の手段
と、前記電圧波形の直流成分を検出する第２の手段と、
前記第２の手段の出力を予め定めた値と比較して結果を
出力する第３の手段を備えた構成とするものである。

（作用）本電力変換装置においては、主回路入力変圧器の２次側
電圧波形を検出し、過渡状態が終了したか否かを下記の
（１）〜（３）のいずれかの手段により検出する。

（１）上記２次側電圧波形の零点電圧に対する正側およ
び負側の振幅の差を予め定めた基準と比較する。

（２）上記２次側電圧波形が零点電圧に一致する時間間
隔を予め定めた基準と比較する。

（３）上記２次側電圧波形に含まれる直流成分の検出値
を予め定めた基準と比較する。

上記（１）〜（３）のいずれの場合も、検出値が基準以
下となったときに過渡状態が終了したと判断して、電力
変換装置の位相制御回路に再起動許可信号を出力する。

この結果、電力変換装置は運転可能な状態になると同時
に再起動できるため、無駄な待ち時間がなくなる。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面によって説明する。

第１図において、符号１〜１１および符号１２ａ〜１２
ｂは既に述べた第５図のものと同一であるので、個々の
説明は省略する。１３ａ〜１３ｂはそれぞれ主回路入力
変圧器６の２次電圧波形の正側振幅、負側振幅の検出手
段、１４は前記正側振幅と前記負側振幅の差を検出する
手段、１５は前記振幅差と予め設定された基準とを比較
し、振幅差の方が小さい場合に起動許可信号１６を出力
する手段である。前記起動許可信号は電力変換装置７の
位相制御回路１０に入力される。

１系母線１から２系母線２への切り替えを行なう場合に
ついて以下に述べる。１系母線用のしゃ断器３が閉じ、
２系母線用のしゃ断器４が開いている状態からしゃ断器
３を開くと、電力変換装置７の位相制御回路１０に入力
されているしゃ断器の状態信号１２ａが変化して１２ａ
　、　１２ｂとも「開」となり、電力変換装置は運転を
停止する。次にしゃ断器４を閉じるとしゃ断器の状態信
号１２ｂが「閉」になり、電力変換装置は起動許可信号
１６待ちの再起動準備状態になる。一方、主回路入力変
圧器６の２次側電圧の正側振幅、負側振幅は検出手段１
１ａ　、　１３ｂにより検出され、差の検出手段１４で
差をとられた後で比較手段１５に入力される。

比較手段１５は入力された値と予め設定されている基準
とを比較し、入力された値の方が小さい場合に起動許可
信号１Ｂを出力する。起動許可信号が電力変換装置の位
相制御回路に入力されると、電力変換装置は再起動する
。以上の動作のタイミング波形を第２図に示す。１は電
源系統５の電圧波形、２は主回路入力変圧器６の２次側
電圧波形、４は本発明による動作タイミング、５は従来
例による動作タイミングである。

以上述べたように本発明によれば、複数の電源母線を切
り替えて使用する電源系統に変圧器を介して接続された
電力変換装置が母線切り替え時に運転を停止する時間を
最小限とし、かつ過電流や過電圧を発生させないように
することができる。

本発明の他の実施例を第３図、第４図に示す。

第３図は、第１図の正側振幅、負側振幅の検出手段１３
ａ　、　１３ｂのかわりに主回路入力変圧器の２次側電
圧波形の検出手段１７、前記検出手段の出力電圧波形が
零点電圧に一致する時間間隔を測定する手段１８とを備
えた例、第４図は、第１図の正側振幅、負側振幅の検出
手段１３ａ　、　１３ｂのかわりに主回路入力変圧器の
２次側電圧波形の検出手段１７、前記検出手段の出力電
圧波形の直流成分を検出する手段１つとを備えた例であ
る。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、複数の電源母線を切
り替えて使用する電源系統に変圧器を介して接続された
電力変換装置が母線切り替え時に運転を停止する時間を
最小限とし、かつ過電圧、過電流等を発生させないよう
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の動作波形の一例を示した図、第３図及び第４図は本
発明のそれぞれ異なる他の実施例を示した構成図、第５
図は従来例の構成図、第６図は第５図の電力変換装置の
主回路構成図、第７図は第５図の電力変換装置の制御回
路の構成図とである。１・・・１系母線、２・・・２系母線、６・・・主回路
入力変圧器、１３ａ・・・正側振幅検出手段、１３ｂ・
・・負側振幅検出手段、１４・・・減算手段、１５・・
・比較手段、１６・・・起動許可信号、１７・・・波形
検出手段、１８・・・時間間隔測定手段、１つ・・・直
流成分検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれしゃ断器を介して一方の交流母線或は他
方の交流母線のいずれかを選択して交流電力が供給され
る電力変換装置において、前記電力変換装置に供給され
る交流電源の電圧波形の零点電圧に対する正側の振幅を
検出する第１の手段と、前記電圧波形の零点電圧に対す
る負側の振幅を検出する第２の手段と、前記第１の手段
の出力と第２の手段の出力の差を求める第３の手段と、
この第３の手段の出力を予め定められた値と比較しその
差が所定値以下のとき出力信号を発生する第４の手段を
具備し、前記一方の交流母線のしゃ断器を遮断し、他方
の交流母線のしゃ断器を投入して前記電力変換装置の交
流入力を切換える場合、他方の交流母線のしゃ断器投入
後前記第４の手段の出力信号によって前記電力変換装置
の運転を再開するようにしたことを特徴とする電力変換
装置。
（２）それぞれしゃ断器を介して一方の交流母線或は他
方の交流母線のいずれかを選択して交流電力が供給され
る電力変換装置において、前記電力変換装置に供給され
る交流電源の電圧波形を検出する第１の手段と、前記電
圧波形が零点電圧に一致する時間間隔を測定する第２の
手段と、この第２の手段の出力と予め定められた値と比
較しその差が所定値以下のとき出力信号を発生する第３
の手段を具備し、前記一方の交流母線のしゃ断器を遮断
し、他方の交流母線のしゃ断器を投入して前記電力変換
装置の交流入力を切換える場合、他方の交流母線のしゃ
断器投入後前記第３の手段の出力信号によって前記電力
変換装置の運転を再開するようにしたことを特徴とする
電力変換装置。
（３）それぞれしゃ断器を介して一方の交流母線或は他
方の交流母線のいずれかを選択して交流電力が供給され
る電力変換装置において、前記電力変換装置に供給され
る交流電源の電圧波形を検出する第１の手段と、この第
１の手段で検出された電圧波形の直流成分を検出する第
２の手段と、この第２の手段の出力と予め定められた値
と比較しその差が所定値以下のとき出力信号を発生する
第３の手段を具備し、前記一方の交流母線のしゃ断器を
遮断し、他方の交流母線のしゃ断器を投入して前記電力
変換装置の交流入力を切換える場合、他方の交流母線の
しゃ断器投入後前記第３の手段の出力信号によって前記
電力変換装置の運転を再開するようにしたことを特徴と
する電力変換装置。