JPH0393459A - 点弧制御装置 - Google Patents
点弧制御装置Info
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- JPH0393459A JPH0393459A JP23017289A JP23017289A JPH0393459A JP H0393459 A JPH0393459 A JP H0393459A JP 23017289 A JP23017289 A JP 23017289A JP 23017289 A JP23017289 A JP 23017289A JP H0393459 A JPH0393459 A JP H0393459A
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- ignition
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 description 1
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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- Power Conversion In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はサイリスタ等の可制御半導体弁を用い交流電圧
を位相制御して電力交換等を行う装置における、前記可
制御半導体弁の点弧を制御する装置に関するもので、 特にマイクロコンピュータを用いて制御位相の正負サイ
クルの非対称性を除き、かつ電源周波数の変化に対する
制御の切換えを不要とし得るようにした、点弧制御装置
に関する。 なお以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。
を位相制御して電力交換等を行う装置における、前記可
制御半導体弁の点弧を制御する装置に関するもので、 特にマイクロコンピュータを用いて制御位相の正負サイ
クルの非対称性を除き、かつ電源周波数の変化に対する
制御の切換えを不要とし得るようにした、点弧制御装置
に関する。 なお以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。
第４図はこの種の電力変換装置の従来のシステム構威例
を示すブロック図、第５図は第４図の動作原理説明用の
タイムチャートである．第４図において可制御半導体弁
としての主サイリスタ３は電源２の交流電圧Ｅを位相制
御し、電力変換を行う。なお、この場合、主サイリスタ
３は交流電圧Ｅの正負サイクルをそれぞれ制御するサイ
リスタ３＋，３−からなるものとする．ワンチップマイ
クロコンピュータ（以下マイコンと略す）１にはＣＰＵ
，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマ．入力インタフェース，ＡＤ
変換回路等が１チップの形で組込まれており、これが演
算制御の中心となっている。電源２は主サイリスタ３へ
接続されていると同時に交流電圧ゼロクロス位置検出回
路６へ接続されている。マイコン１への入力信号として
は、交流電圧波形に同期した、そして制御の基準となる
タイξングを得るためのゼロクロス検出信号６ａと、出
力電圧設定回路７よりの出力電圧設定信号７ａと、電源
周波数５０／６０Ｈｚ選択信号ｌ１とがある。一方、マ
イコンｌからの出力信号としては主サイリスタ３への点
弧パルス１ａがある。 なお前記交流電圧ゼロクロス位置検出回路６はこの場合
、第５図に示すように交流電圧Ｅの立上り時のゼロクロ
ス時点１０を検出して、前記ゼロクロス検出信号６ａを
出力する． なおマイコンｌ内には、その機能を分担するものと見做
した部分機能部があって、本発明の説明に関わりの大き
い機能部としての点弧時期タイマ８，プリセット時間演
算千段１３，周期等設定データ記憶手段ｌ２が設けられ
ている。 次に第５図により第４図の主サイリスタ３の点弧時期の
制御方法の原理を説明する．５０／６０Ｈｚ選択信号１
１は使用したい電源の標準周波数に応じて予め図外の切
換スイッチなどによりマイコンエ内の周期等設定データ
記憶千段１２に入力され、該記憶手段ｌ２に予め設定記
憶された周期等の基準値が選択される．マイコンｌ内の
プリセット時間演算手段１３は出力電圧設定回路７の出
力としての出力電圧設定信号７ａに応じた．この電力変
換装置の所定の出力電圧を得るために、サイリスタ３の
点弧時期を前記の基準値を用いて計算し、マイコンｌ内
の点弧時期タイマ８の目標計時時間（プリセット時間）
Ｔｐをプリセットする．そして、このタイマ８がタイム
アップした時点ｔα＋でマイコン１は主サイリスタ３の
うち、正（＋）サイクル側のサイリスタ３＋へ点弧パル
スｌａ（Ｉａ”）を与えて当該のサイリスタ３＋を点弧
させる．この点弧時点ｔα＋でプリセット時間演算手段
１３は、さらに記憶千段１２から電源２の半周期ＴＭを
読取って点弧時期タイマ８にプリセットする。そしてこ
のタイマ８がタイムアップした時点ｔα一に、マイコン
１は主サイリスク３中の負（＝）サイクル側のサイリス
タ３−へ点弧パルス１ ａ（ ｌ ａ″″）を与えて当
該のサイリスタ３−を点弧させる。
を示すブロック図、第５図は第４図の動作原理説明用の
タイムチャートである．第４図において可制御半導体弁
としての主サイリスタ３は電源２の交流電圧Ｅを位相制
御し、電力変換を行う。なお、この場合、主サイリスタ
３は交流電圧Ｅの正負サイクルをそれぞれ制御するサイ
リスタ３＋，３−からなるものとする．ワンチップマイ
クロコンピュータ（以下マイコンと略す）１にはＣＰＵ
，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマ．入力インタフェース，ＡＤ
変換回路等が１チップの形で組込まれており、これが演
算制御の中心となっている。電源２は主サイリスタ３へ
接続されていると同時に交流電圧ゼロクロス位置検出回
路６へ接続されている。マイコン１への入力信号として
は、交流電圧波形に同期した、そして制御の基準となる
タイξングを得るためのゼロクロス検出信号６ａと、出
力電圧設定回路７よりの出力電圧設定信号７ａと、電源
周波数５０／６０Ｈｚ選択信号ｌ１とがある。一方、マ
イコンｌからの出力信号としては主サイリスタ３への点
弧パルス１ａがある。 なお前記交流電圧ゼロクロス位置検出回路６はこの場合
、第５図に示すように交流電圧Ｅの立上り時のゼロクロ
ス時点１０を検出して、前記ゼロクロス検出信号６ａを
出力する． なおマイコンｌ内には、その機能を分担するものと見做
した部分機能部があって、本発明の説明に関わりの大き
い機能部としての点弧時期タイマ８，プリセット時間演
算千段１３，周期等設定データ記憶手段ｌ２が設けられ
ている。 次に第５図により第４図の主サイリスタ３の点弧時期の
制御方法の原理を説明する．５０／６０Ｈｚ選択信号１
１は使用したい電源の標準周波数に応じて予め図外の切
換スイッチなどによりマイコンエ内の周期等設定データ
記憶千段１２に入力され、該記憶手段ｌ２に予め設定記
憶された周期等の基準値が選択される．マイコンｌ内の
プリセット時間演算手段１３は出力電圧設定回路７の出
力としての出力電圧設定信号７ａに応じた．この電力変
換装置の所定の出力電圧を得るために、サイリスタ３の
点弧時期を前記の基準値を用いて計算し、マイコンｌ内
の点弧時期タイマ８の目標計時時間（プリセット時間）
Ｔｐをプリセットする．そして、このタイマ８がタイム
アップした時点ｔα＋でマイコン１は主サイリスタ３の
うち、正（＋）サイクル側のサイリスタ３＋へ点弧パル
スｌａ（Ｉａ”）を与えて当該のサイリスタ３＋を点弧
させる．この点弧時点ｔα＋でプリセット時間演算手段
１３は、さらに記憶千段１２から電源２の半周期ＴＭを
読取って点弧時期タイマ８にプリセットする。そしてこ
のタイマ８がタイムアップした時点ｔα一に、マイコン
１は主サイリスク３中の負（＝）サイクル側のサイリス
タ３−へ点弧パルス１ ａ（ ｌ ａ″″）を与えて当
該のサイリスタ３−を点弧させる。
しかしながら前述のような点弧時期決定方法においては
、点弧時期タイマ８へのプリセット時間ＴｐとＴＭとし
て、５０／６０Ｈｚ選択信号１１によって選択された電
源周波数５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの標準周期のデータ
をもとに計算された値がプリセットされるため、その基
準の５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚに対し電源周波数に変動
がある場合には、出力電圧設定信号７ａに対応する正し
い点弧時期Ｔｐが得られないこと、また交流電源の正負
サイクルに対する点弧の対称性が正しく得られず、主回
路内のトランスの直流偏磁を招くなどの問題がある。 そこで本発明は常時、電源周期を測定する手段を新たに
設け、前記の問題を解消し得る点弧制御装置を提供する
ことを課題とする。
、点弧時期タイマ８へのプリセット時間ＴｐとＴＭとし
て、５０／６０Ｈｚ選択信号１１によって選択された電
源周波数５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚの標準周期のデータ
をもとに計算された値がプリセットされるため、その基
準の５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚに対し電源周波数に変動
がある場合には、出力電圧設定信号７ａに対応する正し
い点弧時期Ｔｐが得られないこと、また交流電源の正負
サイクルに対する点弧の対称性が正しく得られず、主回
路内のトランスの直流偏磁を招くなどの問題がある。 そこで本発明は常時、電源周期を測定する手段を新たに
設け、前記の問題を解消し得る点弧制御装置を提供する
ことを課題とする。
前記の課題を解決するために本発明の装置は、ｒ交流電
圧（Ｅ）を開閉する可制御半導体弁（主サイリスク３な
ど）を出力設定信号（７ａなど）によって定まる所定の
位相ごとに点弧させる点弧制御装置であって、 前記の交流電圧のゼロクロス時点を検出するゼロクロス
位置検出手段（交流電圧ゼロクロス位置検出回路６など
）と、 該検出手段によって検出されたゼロクロス時点を起点と
してプリセット時間の計時後に前記点弧を行わせる点弧
時期計時手段（点弧時期タイマ８など）と、を備えた点
弧制御装置において、前記ゼロクロス位置検出手段によ
って検出されたゼロクロス時点の間隔から前記交流電圧
の周期（Ｔ）を求める電源周期計測手段（１４など）と
、該周期と前記所定の位相とを用いて前記プリセット時
間を演算し、前記点弧時期計時手段に与えるプリセット
時間演算手段（１３Ａなど）と、を備えた』ものとする
。
圧（Ｅ）を開閉する可制御半導体弁（主サイリスク３な
ど）を出力設定信号（７ａなど）によって定まる所定の
位相ごとに点弧させる点弧制御装置であって、 前記の交流電圧のゼロクロス時点を検出するゼロクロス
位置検出手段（交流電圧ゼロクロス位置検出回路６など
）と、 該検出手段によって検出されたゼロクロス時点を起点と
してプリセット時間の計時後に前記点弧を行わせる点弧
時期計時手段（点弧時期タイマ８など）と、を備えた点
弧制御装置において、前記ゼロクロス位置検出手段によ
って検出されたゼロクロス時点の間隔から前記交流電圧
の周期（Ｔ）を求める電源周期計測手段（１４など）と
、該周期と前記所定の位相とを用いて前記プリセット時
間を演算し、前記点弧時期計時手段に与えるプリセット
時間演算手段（１３Ａなど）と、を備えた』ものとする
。
現実の電源の周波数、つまりは周期に応じて、点弧時期
タイマのプリセット値を決めることで、出力電圧設定値
人力に対応する正しい点弧時期を得る。
タイマのプリセット値を決めることで、出力電圧設定値
人力に対応する正しい点弧時期を得る。
以下第１図ないし第３図に基づいて本発明の実施例を説
明する。第１図は本発明の一実施例としてのシステム構
成図で、第４図に対応するものである．第２図は第１図
の点弧時期タイマの異なる構威の実施例を示す図、第３
図は第１図，第２図の動作説明用のタイムチャートであ
る。 第１図においては第４図に対し、５０／６０Ｈｚ 選択
信号ｏｈよびマイコン１内の周期等設定データ記憶手段
１２が取除かれ、該記憶手段ｌ２に代わって電源周期計
測千段１４が設けられると共に、プリセット時間演算手
段が新たな手段１３Ａに置換わっている。 電源周期計測手段１４へはゼロクロス位置検出回路６よ
り電源のゼロクロス検出ごとにパルス（ゼロクロス検出
信号）６ａが入力され、この周期計測手段１４内では、
その入力周期つまり電源周期Ｔを計測する． 一方、プリセット時間演算手段１３Ａは、出力電圧設定
回路７よりの出力データ（出力電圧設定信号）７ａに応
じた点弧時点を得るために、点弧時期タイマ８に与える
べきプリセット時間を、この計測された電源周期Ｔを用
いて計算する．この場合、第３図に示すように、出力電
圧設定信号７ａに対応する正（＋）サイクル側の点弧時
点ｔα＋はゼロクロス検出時点ＬＯから始まる電源周期
Ｔを規定数２Ｎで、１番目から２Ｎ番目まで順番に分割
した場合のＰ番目の分割点に相当するものとする。従っ
て正（＋）サイクル側点弧のための点弧時期タイマ８の
計時時間、つまりそのプリセット時間τ＋は次式（１）
で与えられる．Ｔ また負（−）サイクル側点弧のための点弧時期タイマ８
のプリセット時間τ−は次式（２）で与えられる。 点弧時期タイマ８はこの式（１）， （２）で示される
計時を行うものであるが、第２図はこの点弧時期タイマ
８の具体的な実現方法の実施例を示す。即ち第２図（Ａ
）はタイマ８を２個のカウンタＣＴＩとＣＴ２で実現す
る例を示し、第２図（Ｂ）はタイマ８を１個のカウンタ
ＣＴ３で実現する例を示す。 第２図（Ａ）ではカウンタＣＴＩへのクロツク入力の周
期をＣＫとするとき、このカウンタＣＴ１ヘカウント値
（プリセット値）（Ｔ／２Ｎ）／ＣＫをセットする。従
ってこのカウンタＣＴＩは時間（Ｔ／２Ｎ）の計時ごと
にパルスを出力する。 そしてこのパルス出力を次段のカウンタＣＴ２へのクロ
ック入力とする。またこのカウンタＣＴ２へはカウント
値（プリセット値）Ｐをセットする。 従ってカウンタＣＴ２はτ＋＝ （Ｔ／２Ｎ）ＸＰの計
時パルスを出力する。よってこのカウンタＣＴ２のパル
ス出力時点ｔα＋を正（＋）サイクル側点弧出力クイξ
ングとするものである。 また第２図（Ｂ）ではカウンタＣＴ３のクロック入力の
周期をＣＫとするとき、このカウンタＣＴ３ヘカウント
値（プリセット値）（（Ｔ／２Ｎ＞ｘＰ）／ＣＫをセッ
トする。従ってこのカウンクＣＴ３は直接τ＋＝ （Ｔ
／２Ｎ）ｘＰの計時パルスを出力する．よってこのカウ
ンタのパルス出力時点を点弧出力タイミングとするもの
である。 またこの第２図（Ａ），（Ｂ）の両方法において時点１
０から計時した負（−）サイクル側点弧タイミングｔα
一を得るには、カウンタにセットずるカウンタ値におけ
るＰ値を（Ｐ＋Ｎ）｛＋！！に置換えるものである。
明する。第１図は本発明の一実施例としてのシステム構
成図で、第４図に対応するものである．第２図は第１図
の点弧時期タイマの異なる構威の実施例を示す図、第３
図は第１図，第２図の動作説明用のタイムチャートであ
る。 第１図においては第４図に対し、５０／６０Ｈｚ 選択
信号ｏｈよびマイコン１内の周期等設定データ記憶手段
１２が取除かれ、該記憶手段ｌ２に代わって電源周期計
測千段１４が設けられると共に、プリセット時間演算手
段が新たな手段１３Ａに置換わっている。 電源周期計測手段１４へはゼロクロス位置検出回路６よ
り電源のゼロクロス検出ごとにパルス（ゼロクロス検出
信号）６ａが入力され、この周期計測手段１４内では、
その入力周期つまり電源周期Ｔを計測する． 一方、プリセット時間演算手段１３Ａは、出力電圧設定
回路７よりの出力データ（出力電圧設定信号）７ａに応
じた点弧時点を得るために、点弧時期タイマ８に与える
べきプリセット時間を、この計測された電源周期Ｔを用
いて計算する．この場合、第３図に示すように、出力電
圧設定信号７ａに対応する正（＋）サイクル側の点弧時
点ｔα＋はゼロクロス検出時点ＬＯから始まる電源周期
Ｔを規定数２Ｎで、１番目から２Ｎ番目まで順番に分割
した場合のＰ番目の分割点に相当するものとする。従っ
て正（＋）サイクル側点弧のための点弧時期タイマ８の
計時時間、つまりそのプリセット時間τ＋は次式（１）
で与えられる．Ｔ また負（−）サイクル側点弧のための点弧時期タイマ８
のプリセット時間τ−は次式（２）で与えられる。 点弧時期タイマ８はこの式（１）， （２）で示される
計時を行うものであるが、第２図はこの点弧時期タイマ
８の具体的な実現方法の実施例を示す。即ち第２図（Ａ
）はタイマ８を２個のカウンタＣＴＩとＣＴ２で実現す
る例を示し、第２図（Ｂ）はタイマ８を１個のカウンタ
ＣＴ３で実現する例を示す。 第２図（Ａ）ではカウンタＣＴＩへのクロツク入力の周
期をＣＫとするとき、このカウンタＣＴ１ヘカウント値
（プリセット値）（Ｔ／２Ｎ）／ＣＫをセットする。従
ってこのカウンタＣＴＩは時間（Ｔ／２Ｎ）の計時ごと
にパルスを出力する。 そしてこのパルス出力を次段のカウンタＣＴ２へのクロ
ック入力とする。またこのカウンタＣＴ２へはカウント
値（プリセット値）Ｐをセットする。 従ってカウンタＣＴ２はτ＋＝ （Ｔ／２Ｎ）ＸＰの計
時パルスを出力する。よってこのカウンタＣＴ２のパル
ス出力時点ｔα＋を正（＋）サイクル側点弧出力クイξ
ングとするものである。 また第２図（Ｂ）ではカウンタＣＴ３のクロック入力の
周期をＣＫとするとき、このカウンタＣＴ３ヘカウント
値（プリセット値）（（Ｔ／２Ｎ＞ｘＰ）／ＣＫをセッ
トする。従ってこのカウンクＣＴ３は直接τ＋＝ （Ｔ
／２Ｎ）ｘＰの計時パルスを出力する．よってこのカウ
ンタのパルス出力時点を点弧出力タイミングとするもの
である。 またこの第２図（Ａ），（Ｂ）の両方法において時点１
０から計時した負（−）サイクル側点弧タイミングｔα
一を得るには、カウンタにセットずるカウンタ値におけ
るＰ値を（Ｐ＋Ｎ）｛＋！！に置換えるものである。
本発明によれば点弧タイミングを得るためのタイマへの
プリセット時間を電源周期の測定結果より得るようにし
たため、電源周期が変動しても点弧タイ旦ングの位相角
は一定に保たれ、電力変換装置の出力電圧の一定化の効
果があるのみならず、交流電源の正，負サイクルに対す
る点弧の対称性が確保され、電源トランスの偏確の問題
が無くなる効果がある。なおこの周波数変動対応機能は
５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚへの切換機能を不要とする自
動切換え機能でもある。
プリセット時間を電源周期の測定結果より得るようにし
たため、電源周期が変動しても点弧タイ旦ングの位相角
は一定に保たれ、電力変換装置の出力電圧の一定化の効
果があるのみならず、交流電源の正，負サイクルに対す
る点弧の対称性が確保され、電源トランスの偏確の問題
が無くなる効果がある。なおこの周波数変動対応機能は
５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚへの切換機能を不要とする自
動切換え機能でもある。
第ｌ図は本発明の一実施例としてのシステム構成図、
第２図は第１図の点弧時期タイマの具体的構戊の実施例
を示す図、 第３図は第１図の動作説明用のタイムチャート、第４図
は第１図に対する従来のシステム構戊図、第５図は第４
図の動作説明用のタイムチャートである。 １：ワンチップマイクロコ ン）、ｌａ（ｌａ ＋， ｌａ−） １ｔｉｊＬ Ｅ ：交流電圧、３（３ リスタ、６：交流電圧ゼロク ６ａ：ゼロクロス検出信号、７ ンピュータ（マイコ ：点弧パルス、２： ＋．３−）：主サイ ロス位置検出回路、 ：出力電圧設定回路、 ７ａ：出力電圧設定信号、８：点弧時期タイマ、１３Ａ
：プリセット時間演算手段、１４：電源周期計測手段、
τ＋，τ−：プリセット時間、Ｃ Ｔｌ． Ｃ Ｔ２，
（マイコン） オ １ 図 オ４図
を示す図、 第３図は第１図の動作説明用のタイムチャート、第４図
は第１図に対する従来のシステム構戊図、第５図は第４
図の動作説明用のタイムチャートである。 １：ワンチップマイクロコ ン）、ｌａ（ｌａ ＋， ｌａ−） １ｔｉｊＬ Ｅ ：交流電圧、３（３ リスタ、６：交流電圧ゼロク ６ａ：ゼロクロス検出信号、７ ンピュータ（マイコ ：点弧パルス、２： ＋．３−）：主サイ ロス位置検出回路、 ：出力電圧設定回路、 ７ａ：出力電圧設定信号、８：点弧時期タイマ、１３Ａ
：プリセット時間演算手段、１４：電源周期計測手段、
τ＋，τ−：プリセット時間、Ｃ Ｔｌ． Ｃ Ｔ２，
（マイコン） オ １ 図 オ４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）交流電圧を開閉する可制御半導体弁を出力設定信号
によって定まる所定の位相ごとに点弧させる点弧制御装
置であって、 前記の交流電圧のゼロクロス時点を検出するゼロクロス
位置検出手段と、 該検出手段によって検出されたゼロクロス時点を起点と
してプリセット時間の計時後に前記点弧を行わせる点弧
時期計時手段と、を備えた点弧制御装置において、 前記ゼロクロス位置検出手段によって検出されたゼロク
ロス時点の間隔から前記交流電圧の周期を求める電源周
期計測手段と、 該周期と前記所定の位相とを用いて前記プリセット時間
を演算し、前記点弧時期計時手段に与えるプリセット時
間演算手段と、を備えたことを特徴とする点弧制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23017289A JPH0393459A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 点弧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23017289A JPH0393459A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 点弧制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393459A true JPH0393459A (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=16903735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23017289A Pending JPH0393459A (ja) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | 点弧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0393459A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5762769A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | Phase angle controlling circuit for thyristor converter |
-
1989
- 1989-09-05 JP JP23017289A patent/JPH0393459A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5762769A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | Phase angle controlling circuit for thyristor converter |
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