JPH04295276A

JPH04295276A - 交流電流欠相検出装置

Info

Publication number: JPH04295276A
Application number: JP5631991A
Authority: JP
Inventors: Wataru Miyake; 亙三宅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-20

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流電気車の交直変換
器の制御装置において、交流入力電流の正負通流率の不
平衡により欠相を検出し、主回路または制御回路の異常
を検知するための欠相検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、図４に示すように、磁気
増幅器を用いている。

【０００３】交流電流の通流角に不平衡が生じた場合、
リセット磁束が飽和に近づいていく。そして、磁束が飽
和に達すると磁気増幅器の巻線のインピーダンスが急減
少することにより、出力端子間のトランジスタをオンす
るように動作している。このように磁気増幅器を計測に
応用する技術が新版電気工学ハンドバブック（電気学会
　　昭和６３年２月２８日発行）に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、磁気
増幅器の鉄心の飽和現象を利用したものであるため、次
のような短所があった。

【０００５】（１）鉄心と巻線から構成されているため
、大形で重量が大である。

【０００６】（２）鉄心の飽和を利用しているため、不
平衡の検出レベルの調整と、検出時素の設定が難しい。

【０００７】（３）外部磁界の影響を受けやすい。

【０００８】本発明の目的は、従来技術の問題点を解決
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は電子回路により、欠相検出装置を構成した
。

【００１０】この装置は、波形整形部，正負通流率比較
部，積分器，整流器、および、比較器よりなる。

【００１１】

【実施例】図１に、本発明による欠相検出装置のブロッ
ク図を示す。

【００１２】本発明は、波形整形部（正）１ａ，波形整
形部（負）１ｂ，正負通流率比較部２，積分器３，整流
器４，比較器５，設定器６からなる。また、電流検出器
１４は、交流電流を検出する検出器，設定器６は、交流
電流の正負の不平衡による欠相検出の感度を設定するた
めのものである。

【００１３】本装置を適用する主回路構成も、図１に示
してある。集電装置１５により集電した交流電力を、主
変圧器１６で電圧変換および絶縁する。主変圧器１６の
二次巻線には、サイリスタまたはダイオードブリッジか
らなる主整流装置１７が接続され、直流電力に変換する
。負荷１８は、一般には、電動機や、インバータ装置な
どが接続される。遮断器１９は、故障などの際に、主回
路を開放するためのものである。

【００１４】次に、欠相検出装置の動作について述べる
。図２は、主回路が正常動作（欠相していない）のとき
の各部の波形を示したものである。なお、ここに示す波
形は、主整流装置１６の通流率が１００％のときである
。

【００１５】波形整形部（正）１ａは、電流検出器１４
で検出した交流電流７が、正方向のときのみ出力を出す
。一方、波形整形部（負）１ｂは、検出した交流電流７
が、負方向のときのみ出力を出す。正負通流率比較部２
では、波形整形された通流信号（正）８ａと通流信号（
負）８ｂとの差をとる。正負比較部２の出力である矩形
波９は、この場合、正の期間と負の期間が等しい矩形波
となる。積分器３は、矩形波９を積分する。ここでは、
矩形波９は、正負の期間が等しいので、出力である積分
波形１０は、０を中心とする波形となる。整流器４は、
積分波形１０を整流し、絶対値１１をとる。最後に、絶
対値１１と、設定器６によって設定した設定値１２の大
小関係を、比較器５で比較する。図２では、正常時の波
形であるため、絶対値１１が設定値１２を上回ることが
なく、従って、欠相検出信号１３は出力されない。

【００１６】図３は、欠相が生じた際の各部の波形を示
したものである。ここでは、主整流装置１６の正側の通
流率が１００％で、負側の通流率が０％（欠相）と仮定
している。

【００１７】電流検出器１４で検出した交流電流７は、
正側のみ流れ、負側は流れない。従って、波形整形部（
正）１ａからの通流信号８ａは出力されるが、波形整形
部（負）１ｂからの通流信号８ｂは出力されない。この
ため、正負通流率比較部２から積分器３へ与えられる矩
形波９は、正側にのみ生じることになる。積分器８では
、矩形波９を積分するので、積分波形１０は、正側にず
れていく。積分波形の絶対値１１が設定値１２を超える
と、比較器５から欠相検出信号１３が出力される。

【００１８】なお、欠相が正側に生じて通流率が０％と
なり、負側の通流率が１００％であったとすると、矩形
波９は、図３とは逆に負側になるが、整流器４で絶対値
がとられるので、比較器５への入力である絶対値１１は
、上記の負側が欠相した場合と同様になる。

【００１９】図５は、本発明の他の実施例の回路図であ
る。

【００２０】波形整形部（正）１ａ，波形整形部（負）
１ｂ，正負通流率比較部２，積分器３までは、図１と同
一の構成である。積分波形１０は、比較器（正）５１ａ
、および比較器（負）５１ｂに与えられる。比較器（正
）５１ａでは、設定器（正）５２ａで設定した設定値５
４ａと積分波形１０を比較する。また、比較器（負）５
１ｂは、設定器（負）５２ｂで設定した設定値５４ｂと
積分波形１０を比較する。比較器（正）５１ａの出力５
５ａと、比較器（負）５１ｂの出力５５ｂと論理和を、
論理和回路５３でとることにより、欠相検出信号１３を
得ることができる。

【００２１】図６に、図５の構成による、正常時の各部
の波形図を示す。

【００２２】なお、欠相が検出された場合には、主回路
や制御回路に故障が生じたということであるから、主整
流装置１７を構成するサイリスタ素子のゲート信号をオ
フしたり、遮断器１９を開放するなどの保護動作を行う
のが一般的である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば電子回路（演算増幅器な
どの素子）で構成することにより、小形で軽量な装置が
提供できる。また、可変抵抗器を用いることにより、設
定器の設定値の変更や、積分器の時定数の変更を容易に
行える。さらに、磁気的な動作を伴わないため、外部磁
界の影響をほとんど受けることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】図１の正常時の各部の波形図。

【図３】図１の欠相時の各部の波形図。

【図４】従来の装置の構成を示す回路図。

【図５】本発明の他の実施例を示す回路図。

【図６】図５の正常時の各部の波形図。

【符号の説明】

１ａ…波形整形部（正）、１ｂ…波形整形部（負）、２
…正負通流率比較部、３…積分器、４…整流器、５…比
較器、６…設定器、７…検出した交流電流、８ａ…通流
信号（正）、８ｂ…通流信号（負）、９…矩形波、１０
…積分波形、１１…絶対値、１２…設定値、１３…欠相
検出信号、１４…電流検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流を直流に変換する電力変換装置におい
て、波形整形部，正負通流率比較部，積分器，整流器，
比較器、および設定器からなることを特徴とする交流電
流欠相検出装置。
【請求項２】交流を直流に変換する電力変換装置におい
て、波形整形部，正負通流率比較部，積分器，正負の比
較器、および正負の設定器からなることを特徴とする交
流電流欠相検出装置。