JPH0429315B2 - - Google Patents

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JPH0429315B2
JPH0429315B2 JP60282403A JP28240385A JPH0429315B2 JP H0429315 B2 JPH0429315 B2 JP H0429315B2 JP 60282403 A JP60282403 A JP 60282403A JP 28240385 A JP28240385 A JP 28240385A JP H0429315 B2 JPH0429315 B2 JP H0429315B2
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current transformer
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/162—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration
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    • H02M7/1626—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration with control circuit with automatic control of the output voltage or current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、直流しや断器を省略し得るプラズマ
励起装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ プラズマの励起方法の一つに変流器コイルと呼
ばれるコイルの電流を急速に変化させ、変流器コ
イル両端に高電圧を発生させて行なう方法が有
る。この電流変化はあらかじめ直流電源によつて
変流器コイルに蓄積された電流を急速にしや断
し、コイル電流を抵抗器に転流させることによつ
て与えることができる。従つてこの方法は大電力
で高速の直流しや断器を必要とする。このため、
気体プラズマによる核融合発電等の開発にとつ
て、信頼性の高い、高速で低廉な直流しや断器の
開発は非常に重要な意味を持つ。
直流しや断器としては真空しや断器、ガスしや
断器、半導体しや断器等種々のものが考えられて
いるが、中でも半導体しや断器は、寿命が半永久
的であること、信頼性が高いこと、保守が不要で
あること等の特徴が有り、有望な直流しや断器の
一つとされている。ただ、高圧、大電流の直流し
や断器では、多くの半導体エレメントを直並列接
続して使用しなくてはならない為にシステム全体
が非常に高価になることである。
第３図は半導体しや断器を用いた従来のプラズ
マ励起装置を示す。第３図で、１０は３相交流電
源、１１は交流しや断器、１２は整流器用変圧
器、１３はサイリスタ変換器で、各アーム素子１
３１〜１３６で構成され、１４は直流しや断器、
１５はダイオード、１６は抵抗器、１７は変換器
コイル、１８はプラズマを示している。以下第３
図にもとづき回路動作を説明する。まず、サイリ
スタ変換器１３の各アーム素子１３１〜１３６か
ら成る整流器を順変換運転し、直流しや断器１４
を通して変流器コイル１７に電流を流す。ダイオ
ード１５はこの時の直流電流が抵抗器１６に分流
するのを阻止するためのものである。変流器コイ
ル、１７の電流が規定値に達したら、サイリスタ
変換器１３にバイパスペア運転指令を与えて、例
えばアーム素子１３１→直流しや断器１４→変流
器コイル１７→アーム素子１３４→のループで電
流を循環させる。この状態で直流しや断器１４を
開極すると変流器コイル１７の電流は抵抗器１
６、ダイオード１５の回路に分流し、変流器コイ
ル１７の極間に光電圧が発生し、１８のプラズマ
が励磁される。
第４図のａ〜ｅ実線にこの操作期間中の各部の
電圧、電流波形の概略を示す。各融合用プラズマ
励起装置等では変流器コイル１７に通電する電圧
は数十kA〜数百kAにも達し、また電流しや断時
変流器コイル１７の極間に発生する電圧も数十
kV以上となる。この為、従来のシステムでは、
サイリスタ変換器１３や直流しや断器１４に多量
の半導体エレメントが必要となり、非常に高価に
なる欠点が有つた。
［発明の目的］ 本発明の目的は、上記欠点に対し成されたもの
で、直流しや断器を省略することにより小形で低
廉なプラズマ励起装置を提供するところにある。
［発明の概要］ 本発明は自己しや断能力を有するサイリスタ等
によりサイリスタ変換器を構成し、かつ同サイリ
スタ変換器を直流しや断器としても使用すること
により、小形、低廉化をはかつたものである。
［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示すプラズマ励起
装置を示すもので、以下第１図をもとに本発明を
説明する。第１図において、第３図と同じ符号は
同一の部品を示し、１９は各アーム素子１９１〜
１９６を自己しや断能力のあるゲートターンオフ
サイリスタ（以下GTO）で構成したサイリスタ
変換器である。
以下第１図の動作説明をする。まず、サイリス
タ変換器１９を順変換運転し、変流器コイル１７
に電流を通電する。変流器コイル１７の電流が規
定値に達したら、サイリスタ変換器１９にバイパ
スペア運転指令を与える。この時の通電経路は例
えば、アーム素子１９１→変流器コイル１７→ア
ーム素子１９４のループで電流を循環させる。次
に交流しや断器１１を開極し、サイリスタ変換器
１９への交流入力電源を開放する。この状態でサ
イリスタ変換器１９の通電していないアーム素子
１９２，１９３，１９５，１９６にオンゲート信
号を与えると、アーム素子１９１〜１９６は全て
導通状態となり、アーム素子１９１，１９４に流
れていた変流器コイル１７の電流は他のアーム素
子ぺア１９２，１９５と１９３，１９６に分流
し、３つのアーム素子ペア１９１，１９４，１９
２，１９５，１９３，１９６全てに電流が流れ
る。ここで全てのアーム素子１９１〜１９６にオ
フゲート信号を与えてサイリスタ変換器１９に通
電していた電流をしや断すると、変流器コイル１
７電流は抵抗器１６、ダイオード１５に分流して
流れ、変流器コイル１７の極間に高電圧が発生
し、１８のプラズマが励起される。第２図ａ〜ｄ
にこの操作期間中の各部の電圧、電流波形の概略
を示す。
本実施例によれば、サイリスタ変換器１９に
GTOを使用することにより、新たに直流しや断
器を設けることなくサイリスタ変換器に直流しや
断機能を持たせることができると共に、変換器を
バイパスペアにした後、変流器コイル電流を各ア
ーム素子に分流できる為、サイリスタ変換器で使
用する半導体エレメントの数を概ね直流しや断器
で使用する半導体エレメント数で選定できる。ま
た自己しや断能力のある半導体素子を使つたサイ
リスタ変換器では、整流器として使用する場合、
通電角のパルス幅制御が容易にでき、変流器コイ
ル電流立上げ時の高速応答制御や変換器の力率調
整ができると言う効果もある。
前記実施例では、サイリスタ変換器１９をバイ
パスペア運転した後、交流しや断器１１を開極し
て変流器コイル１７の通電電流を全てのアーム素
子に分流したが、サイリスタ変換器１９で使用す
る各アーム素子に電流しや断能力の高い素子を使
用すれば、交流しや断器１１を開極する必要もな
く、サイリスタ変換器１９がバイパスペア運転状
態で、通電アーム素子にしや断指令を与えても良
い。この場合も先の実施例と同様の効果が得られ
る。
［発明の効果］ 以上の説明のように、本発明によれば、サイリ
スタ変換器を自己しや断能力の有る半導体素子で
構成することにより、サイリスタ変換器に変流器
コイルの電流制御、電流循環、直流電流しや断の
各機能を兼用させることが可能で、システムとし
て使用する半導体エレメント数を大幅に減少でき
小形で低廉なプラズマ励起装置を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すプラズマ励起
回路図、第２図は第１図の各部電圧、電流波形を
示す図、第３図は従来方式によるプラズマ励起回
路図、第４図は第３図の各部電圧、電流波形を示
す図である。 １０……３相交流電源、１１……交流しや断
器、１２……整流器用変圧器、１３，１９……サ
イリスタ変換器、１３１〜１３６，１９１〜１９
６……アーム素子、１４……直流しや断器、１５
……ダイオード、１６……抵抗器、１７……変流
器コイル、１８……プラズマ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 交流を直流に変換するサイリスタ変換器を順
    変換器運転して変流器コイルに所定の直流電流を
    供給する手段、該電流が所定位置に達した時点で
    前記サイリスタ変換器をバイパスペア運転にする
    手段、バイパスペア運転期間に前記サイリスタ変
    換器と前記変流器コイルの閉回路で還流している
    電流をしや断するために前記サイリスタ変換器の
    出力側に設けられる直流しや断器と、バイパスペ
    ア運転期間に還流している電流を前記直流しや断
    器でしや断した際に前記変流器コイルと側路回路
    との閉回路で変流器コイル電流を還流させるため
    に前記変流器コイルに並列に設けられるダイオー
    ドと抵抗器との直列回路から成る側路回路を備え
    たプラズマ励起装置において、前記サイリスタ変
    換器を構成する半導体素子を自己消弧形半導体素
    子で構成し、前記直流しや断器を省略し、直流し
    や断器の機能を該サイリスタ変換器に兼用させた
    ことを特徴とするプラズマ励起装置。
JP60282403A 1985-12-16 1985-12-16 プラズマ励起装置 Granted JPS62141977A (ja)

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EP86117187A EP0227993B1 (en) 1985-12-16 1986-12-10 High-voltage/large-current generator apparatus and method for generating high-voltage/large-current
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