JPH0432634B2 - - Google Patents

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JPH0432634B2
JPH0432634B2 JP58094846A JP9484683A JPH0432634B2 JP H0432634 B2 JPH0432634 B2 JP H0432634B2 JP 58094846 A JP58094846 A JP 58094846A JP 9484683 A JP9484683 A JP 9484683A JP H0432634 B2 JPH0432634 B2 JP H0432634B2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
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    • H02M5/45Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/901Starting circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電流型インバータの自励起動方法に
関する。
代表的な電流型インバータは、交流電力を位相
制御して直流電力に変換する順変換器を電流源と
し、該順変換器が出力する直流電流を直流イアク
トルで平滑して逆変換器に供給する構成となつて
いる。この為、インバータの起動時には、上記直
流リアクトルの電流抑制作用によつて、インバー
タ負荷に流入するエネルギーが少なく、高周波イ
ンバータになると、逆変換器を構成するサイリス
タをターンオフさせるに十分な逆バイアス電圧が
得られない。この為、従来は、起動装置を特に設
けて、起動に際し、インバータ負荷に起動エネル
ギーを供給するようにしているが、これでは、高
価になる上、インバータが大形化する。また、イ
ンバータ負荷に直流カツト用のコンデンサを持た
せて上記逆バイアス電圧を確保することも行われ
ているが、高周波になると信頼性が低下するの
で、この場合にも、従来は、起動装置を用いて該
信頼性を確保するようにしている。
本発明は、この問題点に鑑みてなされたもの
で、負荷に直流カツト用のコンデンサを有する場
合において、該直流カツト用コンデンサの端子電
圧が逆変換器を構成するサイリスタの所要逆バイ
アス電圧まで上昇する毎にこれらのサイリスタに
ゲートパルスを供給しつつ起動する構成とするこ
とによつて、高周波インバータの場合にも、起動
装置を設けることなく、高い信頼性をもつて起動
することができる電流型インバータの自励起動方
法を提供することを目的とする。
以下、本発明の一実施例を図面に参照して説明
する。
第1図において、ACは3相交流電源、1は電
流型インバータの主回路であつて、位相制御され
る順変換器10、直流リアクトルLd、周波数制
御される逆変換器20からなる。30はインバー
タ負荷である。順変換器10は6個のサイリスク
11〜16をブリツジ接続してなる回路にフライ
ホイルダイオード17を接続して構成され、各サ
イリスタのゲートには位相制御装置40からゲー
トパルスが供給される。逆変換器20は、4個の
サイリスタ21〜24をブリツジ接続して構成さ
れており、直流リアクトルLdを介して順変換器
10から直流電流Idoが供給され、周波数制御さ
れた交流電力をインバータ負荷30に供給する。
逆変換器20のサイリスタ21,24及びサイリ
スタ22,23には周波数制御装置50からゲー
トパルスG1及びG2がそれぞれ供給される。イ
ンバータ負荷30のLt及びRtは誘導加熱コイル
とワークとのそれぞれ等価インダクタンス分及び
等価抵抗分、Ctは誘導加熱コイルに並列接続さ
れた共振コンデンサである。このインバータ負荷
30は直流カツト用のコンデンサC1及びC2を
有し、両コンデンサは直列にして共振コンデンサ
Ctに並列接続されると共に、コンデンサC1の
両端に逆変換器20の交流出力端子20a,20
aがそれぞれ接続されている。
次に、周波数制御装置50を第1図と第2図に
ついて説明する。51はパルス発振器(基準パル
ス発振器)であつて、発振周期Tg=1/2g
(g:インバータ発振周波数)を持つパルスgを
発生する。52は電圧検出器であつて、逆変換器
20の交流出力端子20a,20a間に現れる電
圧即ちコンデンサC1の端子電圧Vcを検出して
ダイオード全波整流器52aに導く。該ダイオー
ド全波整流器52aは電圧Vcの大きさに対応し
たレベルの直流電圧Ecを電圧比較器53に入力
する。電圧比較器53は直流電圧Ecを設定値Vo
と比較して、Ec>Voである場合にパルスP(パ
ルス発振周期をTpとする)を出力する。この設
定値Voはサイリスタ21〜24をターンオフす
るに必要な逆バイアス電圧より小さくないレベル
に選定されている。54はタイミング比較器であ
つて、パルスgとパルスPが導かれ、パルスPの
発振周期Tpがパルスgの発振周期Tgより大であ
る場合、Tp>Tgである場合に、選択指令信号
「H」をパルス弁別器55に送出し、逆の場合、
即ち、Tp<Tgの場合に、選択指令信号「L」を
パルス弁別器55に送出する。選択指令信号
「L」はリセツト信号として電圧比較器53にも
供給される。このパルス弁別器55はパルス発振
器51と電圧比較器53からそれぞれパルスgと
パルスPが導かれ、選択指令信号「H」を受ける
とパルスPを選択してパルス分配器56に供給
し、また、選択指令信号「L」を受けるとパルス
gを選択してパルス分配器56に供給する。パル
ス分配器56はパルス入力を受ける毎に出力端子
a,bから交互にゲートパルスG1,G2を送出
するが、最初の出力がゲートパルスG2となるよ
うに構成されている。ゲートパルスG1はOR素
子57及びパルス変圧器58aを通してサイリス
タ21,24のゲートに供給され、ゲートパルス
G2はパルス変圧器58bを介してサイリスタ2
2,23のゲートに供給される。59はバースト
回路であつて、インバータ起動スイツチ60を介
して起動信号Sを受けると発振周期Tbがパルス
gの発振周期Tgに比してはるかに小さいパルス
Bを所定時間tbの間だけ発生し、また電圧比較器
53の出力であるパルスPをリセツト信号として
受けてパルスBの発生を停止する。このパルスB
はゲートパルスG1と同様にOR素子57及びパ
ルス変圧器58aを通してサイリスタ21,24
のゲートに供給される。61は同期回路であつ
て、同期信号xをパルス発振器51と電圧比較器
53に入力する。
次に、この装置の動作を第3図の波形タイムチ
ヤートを参照して説明する。同図において、Vd
は順変換器10が出力する直流電圧を示す。
時刻toで、起動スイツチ60が投入され、同時
に順変換器10が位相制御装置40から所定位相
のゲートパルスを受けて順変換動作を開始すると
共に周波数制御装置が発振動作を開始したものと
仮定する。起動スイツチ60が閉路すると、起動
信号Sがバースト回路59に入力されて、該バー
スト回路59からパルスBが送出されるので、パ
ルスBの一発目がOR素子からのゲートパルスG
1として送出され、サイリスタ21,24がこの
ゲートパルスG1をゲートに受けてオンする。両
サイリスタ21,24がオンした時のインバータ
主回路の等価回路を第4図aに示す。この時、交
流出力端子20a,20a間には図示極性の電圧
が現れるが、順変換器10が出力する直流電流
Idoは直流リアクトルLdで抑制されて逆変換器2
0に入力される為、サイリスタ21,24にはそ
のオン状態を保持する足る電流(ラツチング電
流)が供給されず、上記第1発目のパルスBが消
滅すると、両サイリスタ21,24はと共にオフ
する。パルスBの発振周期Tbは上記のように短
いので第1発目のパルスBが消滅したのち極めて
微小時間の経過後に第2発目のパルスBがサイリ
スタ21,24に供給されて両サイリスタがオン
し、交流出力端子20a,20a間には再び図示
極性の電圧が現れる。この時は前回より若干大な
る電流が流れるが上記ラツチング電流に達してい
ないのでパルスBが消滅すると両サイリスタはや
はりオフする。サイリスタ21,24はパルスB
を受ける毎に上記動作を繰り返し、両サイリスタ
のオン電流、即ち、インバータ負荷30に流入す
る電流I+のレベルは漸増する。インバータ負荷
30に流入した電流I+は、直流カツト用のコン
デンサC1,C2がある為、コンデンサCt、誘
導加熱コイル、ワーク側には流れずコンデンサC
1を充電する。サイリスタ21,24がオフして
もコンデンサC1の放電回路は形成されないの
で、該コンデンサC1に蓄積された電荷は放出さ
れることなくそのまま蓄えられる。従つて、サイ
リスタ21,24がオンする毎にインバータ負荷
30に流入する電流I+によりコンデンサC1が
充電されその端子電圧Vcが上昇する。パルスB
はインバータ負荷30に流入する電流I+が上記
ラツチング電流のレベルを超えるようになる第N
発目まで送出される。
時刻t1で、コンデンサC1の端子電圧Vcが
設定電圧Voに達すると、電圧比較器53からパ
ルスPの第1発目が送出され、同時に、バースト
回路59が発振動作を停止する。この時点では、
Tp>Tgであるので、タイミング比較器54は選
択指令信号「H」を送出しており、従つて、パル
ス弁別器55はパルスPをパルス分配器56に供
給する。パルス分配器56は前記した通り最初の
パルス入力に対してはゲートパルスG2を出力す
る構成となつているので、第1発目のパルスPが
発生すると、サイリスタ22,23がそのゲート
にゲートパルスG2を受けてオンし、同時にコン
デンサC1の端子電圧Vcがサイリスタ21,2
4に逆極性に印加される。サイリスタ22,23
がオンした時のインバータ回路の等価回路を第4
図bに示す。この時の端子電圧Vcはサイリスタ
21,24を逆バイアスするに十分な大きさを有
しているので、両サイリスタは確実にターンオフ
する。サイリスタ22,23がオンすると、交流
出力端子20a,20a間には第4図aとは逆極
性の電圧が現れ、ある時間後には負極性の電流I
−がインバータ負荷30に流入し始め、コンデン
サC1は逆極性に充電される。
直流リアクトルLdを通して逆変換器20に流
入する直流電流Idoは時間の経過と共に増大する
ので、コンデンサC1の端子電圧Vcは、時間to
−t1よりも短い時間t1−t2で設定電圧Vo
に達し、電圧比較器53がパルスPを送出する。
このパルスPは弁別器55で弁別されてパルス分
配器56に入力されると該パルス分配器56は今
後はゲートパルスG1を送出するので、サイリス
タ21,24がオンし、同時にサイリスタ22,
23がコンデンサC1の端子電圧Vcを逆バイア
スとして受けてターンオフし、コンデンサC1が
再び第4図aに示す極性に充電されるようにな
る。以後同様にして、サイリスタ21,24とサ
イリスタ22,23とが交互にゲートパルスG
1,G2を受けてオンするが、時間の経過と共に
端子電圧Vcが設定電圧Voに達する時間が短縮さ
れるので、パルスPの発振周期Tpがパルスgの
発振周期Tgに近づき、遂には両周期が一致する。
Tp=Tgになると、今では選択指令信号「H」
を発生していたタイミング比較器54が選択指令
信号「L」を送出するようになるので、以後、パ
ルス弁別器55はパルス発振器51の出力gを選
択してパルス分配器56に供給するようになる。
他方、電圧比較器53が選択指令信号「L」をリ
セツト信号として受けるので、パルスPの送出を
停止する。かくして、インバータの起動は完了
し、該インバータは、以後、前記インバータ周波
数gで運転される。
本実施例では、順変換器10の位相制御角を大
きな値に固定して起動しているのが、位相制御装
置40が出力するゲートパルスの第1発目の発生
位相を第6図に示す如く第3図実施例の場合より
0〜90の範囲で進ませて、起動当初の直流電圧
Vdを大きくすれば、逆変換器30に流入する電
流の立上りを早めることができるので、インバー
タの起動時間を短縮することができる。
なお、前記インバータ負荷30としては、一方
の直流カツト用コンデンサC1の無い第5図に示
す如き構成のものであつても、コンデンサC2の
端子電圧を用いることにより、同様の作用・効果
を得ることができる。
なお、バースト回路59からパルスBを発生さ
せる期間は実験等から求めて予め設定しておくよ
うにしてもよい。
以上の如く、本発明によれば、直流カツト用コ
ンデンサの端子電圧が逆変換器を構成するサイリ
スタの所要逆バイアス電圧まで上昇する毎にこれ
らのサイリスタにゲートパルスを供給しつつ起動
する構成としたことにより、インバータ発振周波
数が高周波の場合でも上記サイリスタを確実にタ
ーンオフさせることができるので、従来に比して
信頼性の高い起動を行うことができ、また、起動
装置を必要としないので、従来に比し、インバー
タを小型化し、価格を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電流型インバータの自励
起動方法の実施例の回路図、第2図は上記実施例
における周波数制御装置の詳細ブロツク図、第3
図は上記実施例を説明する為の波形タイムチヤー
ト、第4図a,bは上記実施例の等価回路図、第
5図はインバータ負荷の他の例を示す回路図、第
6図は本発明の他の実施例を説明するための直流
電圧の波形図である。 10……順変換器、20……逆変換器、40…
…位相制御装置、50……周波数制御装置、51
……パルス発振器、52……電圧検出器、53…
…電圧比較器、54……タイミング比較器、55
……パルス弁別器、56……パルス分配器、59
……バースト回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直流カツト用のコンデンサを有するインバー
    タ負荷に交流電力を供給する電流型インバータを
    起動する場合において、起動信号発生時点から該
    インバータの逆変換器を構成するサイリスタの所
    定の一対に、短くとも、該サイリスタのオン電流
    がラツチング電流を超えるまでの期間、連続して
    ゲートパルスを印加すると共に、交流出力端子間
    にある上記インバータ負荷の直流カツト用のコン
    デンサの端子電圧を検出してサイリスタ逆バイア
    ス電圧相当の設定電圧と比較し、両電圧が一致す
    る毎にパルスを発生せしめて該パルスに同期する
    ゲートパルスを、上記逆変換器を構成するサイリ
    スタに所定の順序で且つ該パルスの発振周期が所
    定のインバータ発振周期と一致するまで供給する
    ことを特徴とする電流型インバータの自励起動方
    法。 2 逆変換器の電流源が位相制御される順変換器
    である場合において、該順変換器の第1発目のゲ
    ートパルスによる直流出力電圧を大にすることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電流型イ
    ンバータの自励起動方法。
JP58094846A 1983-05-31 1983-05-31 電流型インバ−タの自励起動方法 Granted JPS59222082A (ja)

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