JPH0431827Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、サイリスタインバータの起動装置に
関する。

（従来の技術） 現在、サイリスタはスイツチング素子として民
生用機器をはじめとして、あるゆる産業分野で用
いられており、特に電力制御の分野においてはサ
イリスタなしには電力制御が考えられないものと
なつている。サイリスタインバータもサイリスタ
を用いた電力制御機器の一種であり、直流電圧を
サイリスタのスイツチング機能を用いて交流電圧
に変換するもので、逆変換装置ともいう。

第２図はサイリスタインバータの実施例を示す
電気的構成図である。図において、L₁は平滑用
リアクトル、L₂乃至L₅はアノードリアクトル、
D₁乃至D₄は逆変換用の主サイリスタである。ア
ノードリアクトルL₂〜L₅はサイリスタ点弧時の
順電流上昇率di／dt（ｉは順電流）及びサイリス
タの両端にかかる電圧変化率dv／dt（ｖは電圧）
をサイリスタの規格値内に抑制するためのもので
ある。アノードリアクトルL₂〜L₅と主サイリス
タD₁〜D₄はそれぞれ直列に接続されている。即
ち、L₂とD₁、L₃とD₂、L₄とD₃及びL₅とD₄が直列
に接続されている。又、サイリスタD₁のカソー
ドとD₂のアノードが接続され、サイリスタD₃の
カソードとD₄のアノードが接続されている。

１はその端子がD₁とD₂の接続点Ａ及びD₃とD₄
の接続点Ｂに接続された負荷共振回路である。該
負荷共振回路１はコンデンサＣ及びコイルＬの並
列回路より構成されている。このように構成され
た装置の動作を概説すれば、以下のとおりであ
る。

まず、図に示すサイリスタD₁〜D₄に負荷共振
回路１から逆電圧を所定時間（ターンオフ時間）
だけ与えておき、しかる後、図に示す各サイリス
タのゲートに点弧制御回路（図示せず）からトリ
ガパルスを与えてサイリスタをオンにする。図に
示すサイリスタのオンオフ制御モードとしては、
最初の半周期にD₁とD₄をオンにし、次の半周期
でD₂とD₃をオンにし、負荷共振回路１に交流電
圧を得る。尚、各サイリスタのオンとオンの間に
は負荷共振回路１より十分な逆電圧が与えられ
る。

ところで、サイリスタインバータの駆動方法と
しての手段は、種々のものが考えられているが、
基本的には起動用コンデンサ（図示せず）にチヤ
ージしておいた電荷を並列共振回路の負荷（第２
図の負荷共振回路１に相当）に流し、逆電圧の成
長をまち、ターンオフ時間が経過してから主サイ
リスタ（第２図のD₁〜D₄）を点弧する構成にお
いて同じである。第３図はサイリスタのターンオ
フ過程における電圧電流波形を示す図である。

イは順電流ｉを、ロは順電圧ｖの波形をそれぞ
れ示している。即ち、第３図はオン状態にあるサ
イリスタに逆電圧を印加して、順電流を減少さ
せ、順阻止能力を回復するまでの電圧、電流特性
を示している。図でt₁において、順電流が減少し
はじめt₂で零となる。t₂後は残存キヤリアの影響
で逆回復電流が流れはじめる。

t₃で陽極側のPN接合のキヤリアが消滅し、サ
イリスタは逆特性を回復し逆電圧が印加される。
t₃以降、逆回復電流は減少し始め、t₄で回路のイ
ンダクタンスで決定される誘起電圧Ｌ・di／dtに
よる影響で逆電圧はピーク値に達する。

t₅で逆電流は定常値となるが、この状態でも中
央の接合にはキヤリアが残存していて、順方向に
電圧を印加することはできない。このキヤリアが
完全に消滅するに必要な時間が経過したt₇におい
て、順方向に電圧を印加することができる。

このように、サイリスタのターンオフ過程にお
いて、順電流ｉが零になつた時刻t₂から、順阻止
電圧を印加してもオン状態に移行することなく、
耐えることができる最小の時間t₂〜t₇がターンオ
フ時間tqである。

（考案の解決しようとする問題点） 前述したように、サイリスタには、順電流ｉが
大電流になつたときの変化率di／dt耐量をサイリ
スタの許容定格値内に抑えるため、アノードリア
クトル（第２図のL₂〜L₅）が直列に接続される
のが普通である。このため、逆電圧を確保し得る
電流を負荷共振回路（第２図の１）に流すために
は起動用コンデンサのチヤージ電荷の量を増やす
必要がある。従つて、起動用コンデンサの容量を
大きくし、電圧も高くしなければならないので、
該起動用コンデンサの寸法が大きくなり、全体と
して装置自体も大型になつてしまう。

本考案は、このような点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、起動用コンデンサの容量を大き
くしなくても済む、従つて装置自体もコンパクト
にできるサイリスタインバータの起動装置を実現
することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本考案は、主サイリ
スタと、該主サイリスタと直列に接続されたアノ
ードリアクトルと、前記主サイリスタに逆電圧を
与える負荷共振回路とで構成されたサイリスタイ
ンバータを起動する起動装置において、前記主サ
イリスタに直列に接続された接続ブスバーと、中
央の穴を前記接続ブスバーが貫通するように配置
された環状のフエライトコアと、該フエライトコ
アの前記中央の穴を通つて該フエライトコアに巻
回されたシヨートリングと、該シヨートリングに
挿入接続され該シヨートリングの開閉を行うオン
オフスイツチとで、アノードリアクトル部を構成
すると共に、サイリスタインバータの起動時には
前記オンオフスイツチの接点を閉じて前記シヨー
トリングを１ターンシヨート状態にし、起動が確
立した時点で前記オンオフスイツチの接点を開く
ように構成したことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、図面を参照し、本考案の実施例を詳細に
説明する。

第１図は本考案に係るアノードリアクトル部の
一構成例を示す図である。図において、１１は環
状のフエライトコア、１２は接続ブスバーであ
る。該接続ブスバー１２はフエライトコア１１の
中央の穴を貫通している。そして、接続ブスバー
１２の第１図における上側は直流電圧の＋極側に
接続されており、下側は例えば第２図のサイリス
タD₁に接続されている。１３はフエライトコア
１１の前記中央の穴を通つて該フエライトコア１
１に巻回されたシヨートリング、SWは該シヨー
トリング１３に挿入接続された該シヨートリング
１３の開閉を行うオンオフスイツチである。該オ
ンオフスイツチSWとしては、例えばリードリレ
ーや電磁リレー等が用いられ、外部（図示しない
制御回路）からの制御信号により接点のオンオフ
が制御できるようになつている。接続ブスバー１
２は、シヨートリング１３と同様に、環状のフエ
ライトコア１１の中央の穴を貫通しており、この
接続ブスバー１２を流れる電流の経路は、接続ブ
スバー１２に電流を流す電源（図示せず）を含め
て考えれば、フエライトコア１１に１ターンだけ
巻回されていると見ることができる。上記第１図
に示したアノードリアクトル部の電気的構成を示
した回路図が第４図であり、第１図と対応する部
分には、同一符号を付してある。第４図から明ら
かなように、フエライトコア１１に対して、接続
ブスバー１２は１次巻線を形成し、シヨートリン
グ１３は２次巻線を形成していることになる。こ
のように構成された装置の動作を以下に説明す
る。

サイリスタインバータの起動時においては、制
御回路（図示せず）からの指令によりオンオフス
イツチSWの接点をオンにしておく。これにより
シヨートリング１３は１ターンシヨートになる。
この状態においては、接続ブスバー１２に電流が
流れ、これによりフエライトコア１１に磁束が生
じても、これを打ち消すような磁束がシヨートリ
ング１３によつて生じ、結果としてはフエライト
コア１１に磁束は発生しない。即ち、アノードリ
アクトルのインダクタンスはほぼ０になる。この
ことは、第２図においてアノードリアクトルL₂
〜L₅が接続されていないのと等価になる。従つ
て、逆電圧を確保しうる電流を負荷共振回路１に
流す際にアノードリアクトルをドライブする必要
がなくなる。従つて、起動用コンデンサにチヤー
ジする電荷の量は少なくて済む。

アノードリアクトルを１ターンシヨートした状
態で、主サイリスタD₁〜D₄を完全にオフにする
ためのターンオフ時間が確保されると、第２図に
示す主サイリスタD₁〜D₄の起動が確立する。し
かる後、制御回路から指令を送りオンオフスイツ
チSWの接点をオフにする。これにより、シヨー
トリング１３は１ターンシヨートの状態が解除さ
れ、アノードリアクトルとしては、２次巻線とし
てのシヨートリング１３が存在しないことにな
り、アノードリアクトルは通常の機能を回復す
る。そして、サイリスタに流れる順電流の変化率
di／dtをサイリスタの規格値内に抑えることがで
きる。

（考案の効果） 以上詳細に説明したように、本考案によれば、
アノードリアクトルにオンオフスイツチを介した
シヨートリングを巻回しておき、サイリスタイン
バータ起動時に該シヨートリングの開閉制御を行
うことにより、起動電力が少なくて済むサイリス
タインバータの起動装置を実現することができ
る。本考案によれば、起動電力が少なくて済むの
で起動用コンデンサの寸法を小さくでき、コンパ
クトなサイリスタインバータを実現でき、定常動
作状態においては順方向電流変化率di／dtも規格
値内に抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るアノードリアクトル部の
一構成例を示す図、第２図はサイリスタインバー
タの一実施例を示す電気的構成図、第３図はター
ンオフ過程におけるサイリスタの電圧電流波形を
示す図、第４図は第１図に示したアノードリアク
トル部の電気的構成を示す回路図である。 １……負荷共振回路、１１……フエライトコ
ア、１２……ブスバー、１３……シヨートリン
グ、L₁，Ｌ……リアクトル、L₂，L₅……アノー
ドリアクトル、D₁，〜D₄……主サイリスタ、Ｃ
……コンデンサ、SW……オンオフスイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 主サイリスタと、該主サイリスタと直列に接続
   されたアノードリアクトルと、前記主サイリスタ
   に逆電圧を与える負荷共振回路とで構成されたサ
   イリスタインバータを起動する起動装置におい
   て、 前記主サイリスタに直列に接続された接続ブス
   バーと、中央の穴を前記接続ブスバーが貫通する
   ように配置された環状のフエライトコアと、該フ
   エライトコアの前記中央の穴を通つて該フエライ
   トコアに巻回されたシヨートリングと、該シヨー
   トリングに挿入接続され該シヨートリングの開閉
   を行うオンオフスイツチとで、アノードリアクト
   ル部を構成すると共に、 サイリスタインバータの起動時には前記オンオ
   フスイツチの接点を閉じて前記シヨートリングを
   １ターンシヨート状態にし、起動が確立した時点
   で前記オンオフスイツチの接点を開くように構成
   したことを特徴とするサイリスタインバータの起
   動装置。