JPH0474948B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0474948B2
JPH0474948B2 JP1898779A JP1898779A JPH0474948B2 JP H0474948 B2 JPH0474948 B2 JP H0474948B2 JP 1898779 A JP1898779 A JP 1898779A JP 1898779 A JP1898779 A JP 1898779A JP H0474948 B2 JPH0474948 B2 JP H0474948B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse generator
thyristor
voltage
power
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1898779A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS54123865A (en
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of JPS54123865A publication Critical patent/JPS54123865A/ja
Publication of JPH0474948B2 publication Critical patent/JPH0474948B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/305Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/315Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • H02M3/135Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of dc power input into ac 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
    • H02M7/515Conversion of dc power input into ac 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
    • 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of dc power input into ac 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
    • H02M7/515Conversion of dc power input into ac 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
    • H02M7/523Conversion of dc power input into ac 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 with LC-resonance circuit in the main circuit
    • H02M7/5233Conversion of dc power input into ac 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 with LC-resonance circuit in the main circuit the commutation elements being in a push-pull arrangement
    • H02M7/5236Conversion of dc power input into ac 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 with LC-resonance circuit in the main circuit the commutation elements being in a push-pull arrangement in a series push-pull arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力発生及び変換のための装置、更に
特定するに、周波数変換器、DC−DCコンバー
タ、DC−ACインバータ、基本的電力変換が固体
サイリスタ等の切換装置の助けで達成されるRF
発生器又は送信機を含むコンバータ及びインバー
タにかかわる。更に特定するに本発明は、他に損
傷を与えない仕方、即ち装置全体の遮断を生じな
いようにして装置を故障させることのできる電力
変換装置にかかわる。
こうした形の電力変換装置システムには、長年
にわたつて悩まされていて解決しなければならな
い問題が幾つもある。しかしながら、特にシステ
ムの多くの構成要素に故障が生じた場合にも確実
に他のダメージを与えないようにして動作不能に
させるための、後述の如き解決方法はなかつた。
かかる不適性さはシステムを人手により監視する
ことを必要とし、システムの完全自動化を抑制し
ていた。そうしたものの一例としては、ローラン
航法での如きある種のRF送信機があり、この場
合、遠隔ステーシヨンが他に損傷を与えずに故障
でき、故郷したモジユールの自動的な取り替えを
行うことができれば最も望ましい。
本発明の好ましい応用及び実施に関連のあるも
のとしては、米国特許第3889263号及び同第
4001598号において開示されている型式の送信機
を挙げることができる。しかしながら、後で詳述
されるように、本発明による技術及び装置は、他
の電力発生器及び変換システム並びに上述の特許
で開示されているものと共に用い得るものであ
る。
さて、前述の問題を検討するに、サイリスタ又
は同種の切換装置(以下、サイリスタで代表す
る)を利用している電力変換装置における第1の
重要な問題は、ライン電圧過渡現象、落雷過渡現
象及び制御回路における故障に基づくような偽の
トリガ動作によりサイリスタが点弧したままとな
ること(latch−up)である。サイリスタが点弧
したままとなると、そのサイリスタに接続された
直流電力源に蓄えられているすべてのエネルギー
が一気に出されて、大きな電流パルスを生じさせ
る。もしも適当な保護回路が与えられていないと
すると、この電流パルスはサイリスタを破壊する
ことがある。大抵の電力変換装置システムにおい
て、このサイリスタが点弧したままとなることは
避けられないのが普通である。従つて、システム
としては、サイリスタが点弧したままとなること
がシステム動作や素子に支障をきたさせないよう
に設計されなければならず、本件出願人の所有に
係わる米国特許第3832573号にはこの問題を解決
する方法が記載されている。もしも解決手段とし
てすなわちサイリスタや他の素子を保護するため
に速動フユーズのような装置を採用すると、その
ヒユーズが交換されるまでコンバータの動作を中
断させる必要があり、この状態は自動及びそれに
近い運動条件の下では受け入れられないことは明
らかである。この問題に対する好都合な解決方法
としては、点弧したままのときの電流パルスがサ
イリスタのi2t定格内にあり、且つその点弧した
ままのときの電流パルスが回路素子を破損させる
ことなくサイリスタを通過できるようにコンバー
タ回路を設計することにある。
本発明によると、この問題は各サイリスタイン
バータ・モジユールに個別に適当な直流電力源を
与え、それによりサイリスタが点弧したままの時
に出されるエネルギを最小にし且つサイリスタ
i2t定格を最低化することにより解決される。
第2の問題は弱いトリガによるサイリスタの点
弧失敗すなわち最終的にdi/dtが不十分なことに
よるサイリスタの不適切なターンオンにある。こ
の問題はトリガ供給電圧が低い場合にはサイリス
タのトリガを禁止する保護回路を与えることによ
り解決できる。またサイリスタトリガ回路は、該
サイリスタトリガ回路へのスプリアス雑音入力が
あつた場合、これに応答して常に非常なトリガパ
ルスを発生するようにすべきである。この種の設
計は弱いトリガの発生を回避させるが、完全な対
策ではない。従つて本発明においては、コンバー
タ・システム全体を運転停止させたり又は他のイ
ンバータ・モジユールにおける故障を誘発しない
ように、該システムがインバータ・モジユールで
故障したサイリスタに左右されないようにしてい
る。
本発明によると、インバータ・モジユールが動
作していないときには、仮にそのインバータ・モ
ジユールが故障しているものである場合でも、そ
のインバータ・モジユールの出力インピーダンス
が高くされる。かくして、その故障したモジユー
ルは電力オンバータの出力を短絡させないので、
残りのインバータ・モジユールは性能に支障を来
すことなく動作し続けることができる。この特徴
はヒユーズや他の機械式遮断装置を用いずに達成
される。しかも、その故障したモジユールは、電
力コンバータを運転停止させることなく、所定の
機能モジユールと交換できる。
第3の問題は、負荷の位相角に変化が生じた場
合に発生される高電圧過渡現象によるサイリスタ
の故障である。
位相角が変動するリアクテイブ負荷(同調型ア
ンテナ、交流電動機等)を駆動する場合、その負
荷に送られるエネルギの量は大きな範囲で変動す
る。時には、エネルギが負荷からインバータ段へ
と流れ、インバターに高電圧を発生させ、サイリ
スタや他の回路素子を破壊したりすることがあ
る。
しかしながら、本発明によると負荷の位相角に
おける変化に基づくサイリスタの故障は2つの方
法で除去できる。まず第1は、インバータ・モジ
ユールが負荷からの電力を吸収すると同時に、負
荷に電力を送れるように設計すること、そして第
2には、サイリスタを横切つての電圧を監視し、
そしてこの電圧が臨界値に到つたときに、サイリ
スタのトリガを禁止して、サイリスタ電圧におけ
るそれ以上の増大を防止することである。
かくして、本発明の電力変換装置システムは上
述の問題のすべてを好都合に解決し、そして回路
素子の故障に際しても信頼でき且つ中断すること
のない出力電力を与えている。
従つて本発明の目的は、変換プロセスにサイリ
スタの如き切断素子を利用したモジユール型電力
変換装置システムなどについて、他にダメージを
与えずに穏やかに故障することを可能ならしめる
ための新しくて改良された装置を提供するにあ
る。この場合、かかる電力変換技術を採用してい
るRF発生器又は送信機をも含む。
本発明の更に別な目的は、偽のトリガによりサ
イリスタが点弧したままとなること、弱いトリガ
に基づいたサイリスタの動作不良、又は負荷の位
相角における変動にて発生される高電圧過渡現象
に基づくサイリスタの故障の如き長いこと悩まさ
れていた問題を解消する新規な装置を提供するに
あり、こうした問題がないか或いはすべてでない
所でも、本発明による解決策の組み合わせがそう
した問題の何れか1つ又はそれ以上を解決するた
めに使用できることは勿論である。
本発明の更に別な目的は、モジユールの故障と
は無関係に自動運転に適用可能な改良されたモジ
ユール型の電力変換装置を提供するにある。
本発明の更に別な目的は以下の説明からも明ら
かになるであろうが、特に特許請求の範囲には適
切に記述されている。上述したように、サイリス
タなどの切換素子は、偽のトリガ・パルスに応答
して点弧したままとなることによる故障、トリガ
が弱いことによる故障、或いはシステムの負荷の
位相角の変動などによる高電圧過渡現像による故
障を受ける。本発明では、このような切換素子を
利用した複数のパルス発生モジユールから成る電
力変換装置システムについて、他に損傷を与える
ことなく故障することを可能ならしめるための装
置を扱つている。この装置は、点弧したままとな
つた場合に一気に放出されるエネルギを最小にし
てサイリスタの定格を効果的に減少させるべく直
流電力を各モジユールに分離独立して供給し、サ
イリスタの故障を含めて各モジユールが作動しな
い場合、そのシステムでの他のモジユールを機能
低下させずに動作させ続けるべく、各モジユール
に高い出力インピーダンスを与え、そしてモジユ
ールのサイリスタを横切つた電圧を監視し、その
監視された電圧の臨界値に応動してサイリスタの
トリガを禁止しそれによりサイリスタ電圧におけ
るそれ以上の増大を防止することから成つてい
る。
以下、本発明は好ましい実施例である添付図面
を参照して詳細に記述されよう。
第1図に例示される電力コンバータにおいて、
このシステムは制御モジユール、n個のパルス発
生器モジユール及び負荷を供給している結合回路
網から成る。パルス発生器モジユールの数nは各
パルス発生器モジユールの出力電力に対する全コ
ンバータ出力電力の比によつて決定される。この
システムは、例えば、前述の米国特許第3889263
号及びそこに引用されている特許において開示さ
れている型式のものと同型式のものである。
制御モジユールはパルス発生器モジユールに対
するタイミング及び振幅制御信号を発生する。パ
ルス発生器モジユールの出力は結合回路網に通ず
る共通母線に接続されていて、その結合回路網の
出力は前述の特許に記述されている如く負荷に接
続されている。大抵の場合、その結合回路網はパ
ルス発生器の出力で高周波成分を除去する濾波器
である。
第2図はパルス発生器モジユールのブロツク図
を示している。それは、回路遮断器、個別の直流
電力供給源、パルス発生器及び制御ユニツトとい
う4つのユニツトから構成されている。回路遮断
器は交流主電力を直流電力供給ユニツトに接続す
る。パルス発生器モジユールに故障が発生する
と、回路遮断器の引外し線輪が励磁され、それに
より交流主電力をパルス発生器モジユールから切
離す。その回路遮断器は、直流電力供給ユニツト
への交流電流が定格値を超える場合にも引外し作
動するように設計されている。
直流電力供給ユニツトはパルス発生器ユニツト
及び制御ユニツトを作動させるに要するすべての
直流電圧を発生する。第2図に示されている如
く、例えば前記最後に述べた特許の送信器機応用
にとつて必要とする標準電圧はパルス発生器ユニ
ツトに対しては300V、そして制御ユニツトに対
しては24V及び5Vである。ある応用においては、
別な電圧を必要とする場合もある。直流電力供給
ユニツトは、初期ターンオン中における突入電流
を制限するためにスロースタート即ち始動緩慢形
でなければならない。
パルス発生器ユニツトは、前述の最後に引用し
た特許に説明してある如く、所望の出力波形を形
成すべく、第1図のすべての他のパルス発生器モ
ジユールの出力と組み合される高電力パルスを発
生する。この出力パルスは単極性で第2a図及び
第2b図に示されているような電圧及び電流波形
を有しているかもしくは双極性で第2c図及び第
2d図に示されているような波形を有している。
多くの別な波形も発生し得ることは勿論である。
直流電力供給源からの電圧(300Vとして例示さ
れている)とそして制御ユニツトからのサイリス
タのトリガ信号である“SCRトリガ”とがパル
ス発生器ユニツトへの入力となる。出力パルス振
幅とタイミング、フイードバツク信号を制御する
ために、“出力電流検知”と指定した信号がパル
ス発生器ユニツトから制御ユニツトへと供給され
ている。本発明によると、この信号は故障検出の
ためにも使用される。パルス発生器ユニツトにお
けるサイリスタを過電圧から保護するために、
“SCR電圧検知”信号が制御ユニツトへと送り戻
されている。
制御ユニツトは次の如く機能する。それは電力
供給源とパルス発生器ユニツトとに対するSCR
トリガ・パルスを発生し、故障防止と点弧したま
まとなることに対する防止とを与え、電力供給源
の主直流出力電圧を制御し、パルス発生器出力パ
ルスの振幅及びタイミングを制御し、そして回路
遮断器への引外し信号を発生する。制御ユニツト
への出力はタイミング及び振幅制御信号、パルス
発生器ユニツトへの主直流電力のための電圧検知
信号、点弧したままの状態の検知信号、出力電流
検知及びSCR電圧検知信号、そして直流電圧供
給源からの24V及び5V直流電圧として示されて
いる。
電圧検知信号はフイードバツク信号を制御ユニ
ツトに与えて、電力供給源の出力直流電圧を周知
の仕方で交流電圧の変動に対して調整する。もし
も直流電力供給源に故郷が発生して、そこに発生
される電圧が許容範囲外になる場合、その制御ユ
ニツトは回路遮断器を引外す。
前にも説明した如く、サイリスタが点弧したま
まとなることは2つの状態即ち1つはサイリスタ
の故障、残る1つはサイリスタに対する偽のトリ
ガ信号によるが、これら2つの状態を明確に区別
することは極めて重要である。サイリスタに対す
る偽のトリガ信号は本来的に過渡的なものであ
り、例えばラインの過渡変動と落雷によるインパ
ルスによるものである。かかる信号は、本来、偽
信号が素子を破壊しない限り、回路遮断器を引外
してはならないものである。従つて、点弧したま
まの状態が生じた場合、その制御ユニツトは、直
流電力源を完全に放電させそしてスロースタート
特性を回復させるに十分な期間、直流電力供給源
とパルス発生器とにおけるサイリスタに対するト
リガパルスの発生を中断する。その後、先ず電力
供給源へのトリガパルスが供給され、そして出力
直流電圧が所望の値に到つた時点でパルス発生器
へのトリガパルスが供給される。動作が正常に戻
れば、それ以上の作用は停止される。しかしなが
ら、もしもパルス発生器のサイリスタがパルス発
生器トリガ信号を受けた際に点弧したままとなる
ならば、その制御回路は回路遮断器を引外すこと
になる。この様式で繰返して点弧したままとなる
ならば、それはパルス発生器モジユールにおける
素子の実質的故障を示している。
パルス発生器ユニツトにおけるサイリスタ過電
圧は負荷の位相角における変動かもしくは出力パ
ルスの不適当なタイミングによる。両条件共、本
来的に過渡的なものであり、初期の始動中かもし
くはパルス発生器モジユールのサイリスタが点弧
したままの状態から回復するときに生じる。こう
した過渡条件に対して、回路遮断器は引外されて
はならず、従つて過渡的過電圧に対する適当な保
護手段がパルス発生器ユニツトにおけるサイリス
タのために設けられなければならない。しかし、
もしも過電圧状態がある程度長引くようであれ
ば、故障状態を表示しそして回路遮断器を引外す
ようにする。この動作は、上述の他の故障状態同
様に、所望ならば、継電器R(第2図)を介して
代替の予備モジユールに切替えることができる。
当然のことに、この長引く期間に対しても、サイ
リスタの過電圧に対しては適当な保護手段が必要
である。
こうした運転条件を達成するに必要な回路につ
いて検討しよう。第3図にはパルス発生器#1に
対する好ましい回路が示されている。この回路は
サイリスタSCR1に直列に接続された一次巻線
PとサイリスタSCR3に直列に接続された二次
巻線Sとを伴う複捲インダクタL1を備えてい
る。サイリスタSCR1のカソードは分路コンデ
ンサC1とインダクタL2との接続点に接続され
ている。インダクタL2は、更に、サイリスタ
SCR2と直列に接続されている。サイリスタ
SCR3のアノードは接地されている。コンデン
サC1の両端には、ダイオードCR1、コンデン
サC2、抵抗器R1及び個別の直流電力供給源か
ら成るクランプ回路網が接続されている。
ここでは第4a図及び第4b図に示されている
電圧及び電流波形を参照して上述の回路動作を説
明する。初めに、コンデンサC1上の電圧は負で
そしてEC10の大きさを持つている。サイリスタ
SCR1は時刻t0でターンオンされそしてコンデン
サC1はt0〜t1なる充電期間中に値EE11にまで共
振的に充電される。充電電流i1は第4a図に示さ
れている如く正弦波の半分である。C1電圧eC1
振幅調整はインダクタL1上での二次巻線Sとサ
イリスタSCR3とによつて得られる。充電期間t0
〜t1の後半において、インダクタL1の二次巻線
sを横切つての電圧は負であつてそして直流電力
供給源電圧よりも大きい。かくして、サイリスタ
SCR3を横切つての電圧は正である。時刻t1にお
いてサイリスタSCR3をターンオンすることに
より、サイリスタSCR1を横切つての電圧は負
に向けられる。この作用はサイリスタSCR1を
オフさせ、サイリスタSCR1を通る電流は第4
b図に示されている如くサイリスタSCR3へと
移され、そしてL1に蓄積されていたエネルギは
電源へと戻される。この様にして、瞬間的電圧調
整が達成される。時刻t1からしばらくして、サイ
リスタSCR2が時刻t2でターンオンされる。そこ
で、コンデンサC1におけるエネルギは正弦波状
電流パルスi2の形で負荷へと移送される。t1から
t2までの時間間隔は、サイリスタSCR1が回復す
るに十分な長さであることが必要である。
コンデンサC1が負荷に放電しているとき、C
1上の電圧は極性反転する。この電圧反転の大き
さは負荷の特性に依存する。もしも負荷が抵抗性
であれば、コンデンサC1上におけるエネルギの
大半は負荷に流れ込み、そして反転の負電圧は低
くなる。純りアクテイブ負荷の場合、反転の負電
圧は正の電圧に等しい。高いQ同調形回路や回転
機械のようなエネルギ蓄積負荷に対しては、コン
デンサC1が放電された場合、その負荷電圧は負
となる。この場合、エネルギは負荷から吸収さ
れ、そしてコンデンサC1上における逆電圧は正
の電圧よりもはるかに大きくなる。サイリスタ
SCR1を横切つての順方向電圧はC1の逆電圧
と直流電力供給源電圧との和であるので、C1に
おける大きな逆電圧はサイリスタSCR1の順方
向電圧定格を越えてしまう。C1での逆電圧を減
少させる1つの方法としては、第3図に示されて
いるように、C1の両端に前述のクランプ回路網
(ダイオードCR1、コンデンサC2、抵抗器R1
及び直流電力供給源で構成)を接続することであ
る。直流電力供給源は、抵抗器R1を介いて、コ
ンデンサC2を許容し得る最大の逆方向C1電圧
まで充電する。かくして、C1の逆方向電圧がC
2電圧を超えようとすると、ダイオードCR1が
導通し、C1電圧をC2電圧にクランプする。効果
的なクランプ機能を得るにはC2の静電容量をC1
よりもはるかに大きくすることが必要である。仮
に、負の出力電圧が長い時間にわたるとすると、
C2電圧が形成され、第2図でのSCR電圧検知回
路が制御ユニツトに警報を出し、そこでその制御
ユニツトはサイリスタSCR1へとトリガ禁止信
号を発生する。このようにして、C1における逆
電圧が最大許容値を超えないようにする。
前にも述べた如く、パルス発生器の出力インピ
ーダンスは、サイリスタが故障した時でさえも高
い状態におかれる。この特色は、パルス発生器モ
ジユールが故障しても、そのモジユールをコンバ
ータの全システム動作に影響しない状態に置くこ
とになる。第3図のパルス発生回路はかかる性能
を持つように設計されている。サイリスタSCR
2が故障すると、それは短絡回路となり、回路の
出力インピーダンスはL2とC1の直列接続とし
て示される。インバータは並列接続された非常に
多くのパルス発生器モジユール(第1図)から成
つているので、次式、即ち; にて与えられる各モジユールにおける出力インピ
ーダンスの大きさは、負荷インピーダンスに比べ
て十分に高い。
第5図には別な型式の適当なパルス発生回路が
示されている。この回路は第6a図に示されてい
るような負荷及び正の正弦波電流パルスの両方を
発生する。この回路は、コンデンサC1及びC
2、直列インダクタンスL1及びL2、直列サイ
リスタSCR1及びSCR2、そしてダイオードCR
1,CR2と変圧器T1とから成るクランプ回路
から構成されている。この回路の動作は以下の通
りである。まず、第6b図の時刻t0において、コ
ンデンサC1は正に、そしてコンデンサC2は負
にそれぞれ充電される。サイリスタSCR1は時
刻t0でターンオンされ、そして正の正弦波状半波
電流i1が発生されてそしてt0〜t1なる期間におい
て負荷へと流れる。時刻t1において、C1及びC
2上における電圧は共に反転され、C2の電圧は
正(ec2となり、そしてC1の電圧は負(ec1)とな
る。次のt1〜t2期間はサイリスタSCR1が完全に
回復するに十分なだけ長いことが必要である。時
刻t2においては、サイリスタSCR2がターンオン
され、負の正弦波半波電流i2が発生され、そして
t2〜t3なる期間中に負荷へと送られる。コンデン
サC1及びC2の電圧は時刻t3において反転さ
れ、時刻t0における初めの電圧極性へと戻る。期
間t3〜t4においてはサイリスタSCR2が回復し、
そして時刻t4においては新しい運転サイクルが開
始される。
順方向及び逆方向コンデンサ電圧間における関
係係は負荷特性に依存する。抵抗性負荷の場合、
エネルギは負荷へと入る。かくしてこの場合、逆
方向コンデンサの電圧は順方向よりも小さく、そ
してコンデンサ電圧におけるこの差は負荷に流れ
込むエネルギを反射する。他方、エネルギが負荷
からパルス発生器へと流れるようなエネルギ蓄積
形の負荷の場合、逆方向コンデンサ電圧は順方向
電圧よりも大きい。この最後の場合には、サイリ
スタの最大電圧定格を超えるような危険な高電圧
がパルス発生器回路に発生されることがある。変
圧器T1及びダイオードCR1,CR2を含むクラ
ンプ回路はそうした高い電圧を除去し、それによ
り、回生負荷すなわちエネルギが蓄えられる負荷
の場合における安全運転を確保する。
負荷が抵抗性の場合、この共通点における電圧
は、第6b図でのe1で示されている如く、頭の平
坦な対称波形となる。この電圧の振幅は負荷がリ
アクテイブ又は回生的になると増大する。電圧e1
の大きさは、抵抗性負荷に対してさえ、直流供給
電圧EDCよりも大きい。二次巻線Sが変圧器T1
に加えられているのは、e1電圧を所望の値にクラ
ンプするためである。一次巻線Pと二次巻線Sと
の間の巻線比は、e1が所望のクランプ電圧に等し
い場合、二次巻線電圧が直流供給源電圧EDCの半
分に等しくなるように選ばれる。もしも、e1がこ
の値を越えて増大すると、電圧の極性に依存して
ダイオードCR1かもしくはCR2のいずれかが導
通して、エネルギを電源へと戻すことになる。か
くして、電圧e1はクランプ電圧レベルを超すこと
はない。
この回路は、サイリスタが故障した場合におい
ても、高い出力インピーダンスを有している。こ
の出力インピーダンスはLとCとの直列接続とし
て表され、この場合には、L1とC1又はL2と
C2の直列接続として表される。
第6a図から見られる如く、第5図のパルス発
生器回路の出力は双極性で、半正弦波電流パルス
である。この回路は誘導加熱装置及びRF送信機
のような高周波電力発生装置において使用するの
に極めて理想的である。
第7図に示されている如く、変圧器T2に連結
されそして適当な出力フイルタL5,C3を伴つ
たダウン・コンバータ(サイリスタSCR3〜
SCR6)を加えることによつて、第5図のパル
ス発生器回路は、60Hz及び400Hzのような低周波
交流電力を発生するのに使用することができる。
かくして、モジユール様式に構成されたサイリ
スタ回路を使用している電力変換及びRF発生器
システムを伴つた本発明の装置は以下に列記する
ような特徴を与えることがわかろう。
(1) このシステムは、物理的破壊や誤動作なくし
て、各種の過渡的な電気的妨害に耐えることが
できる。
(2) いずれかのモジユール成分が故障した場合、
それが別なモジユールの動作やシステムの性能
には影響することなく、単にその故障モジユー
ルの機能喪失のみにとどめることができる。
(3) 故障したモジユールは、システム動作を中断
させることなく、交換及び動作回復可能であ
る。この操作は、第2図の継電器制御されたス
イツチRを用い、故障モジユールに対応した信
号表示に応動して、予備モジユールを代替とし
て挿入することにより自動的に行うことができ
る。
以上、本発明が幾つかの好ましい実施例に基づ
いて記述されてはいるが、当業者においては、本
発明の精神及びその範囲から逸脱することなく幾
多の変更及び修正が可能であろうことは明白であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が応用される好ましい電力変換
装置の基本的ブロツク図;第2図は第1図におけ
るパルス発生器モジユールのより詳細なブロツク
図;第2a図〜第2d図は第2図の回路に示され
た部分における波形図;第3図は第2図に対する
パルス発生器回路の好ましい実施例の回路図;第
4a図及び第4b図は第3図の回路の電圧及び電
流波形図;第5図は第1図及び第2図のシステム
に使用できる異なる型式のパルス発生器の回路
図;第6a図及び第6b図は第5図の回路の電圧
及び電流波形図;そして、第7図は第5図のパル
ス発生器を低周波用とした場合の回路図である。 SCR1〜6:サイリスタ、L1,L2,L
5:インダクタ、C1,C2,C3:コンデン
サ、CR1,CR2:ダイオード、R1:抵抗器、
T1,T2:変圧器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 並列接続され互いに共通の負荷に接続される
    複数のパルス発生器モジユールを備えた電力変換
    装置において、前記パルス発生器モジユールに、
    直流電力をパルス電力に変換する第1のサイリス
    タ並びに該第1のサイリスタに縦続接続されたコ
    ンデンサ及びインダクタから成る高出力インピー
    ダンス回路及び該高出力インピーダンス回路に縦
    続接続され出力段を形成する第2のサイリスタを
    有するパルス発生器と、該パルス発生器に個別に
    直流電力を供給する直流電力供給源と、前記コン
    デンサの両端電圧を検出する電圧検出手段と、該
    電圧検出手段の検出した電圧が所定の電圧を超え
    たとき前記第1のサイリスタへのトリガ信号の供
    給を停止する動作停止手段と、前記インピーダン
    ス回路のコンデンサに生じる電圧を所定電圧の範
    囲に抑制する電圧抑制手段とを備えたことを特徴
    とする電力変換装置。 2 前記パルス発生器モジユールは、前記直流電
    力供給源への交流電力の供給を遮断する回路遮断
    器を有する特許請求の範囲第1項記載の電力変換
    変換装置。 3 前記パルス発生器モジユールは、前記直流電
    力供給源から前記パルス発生器に供給された電力
    の一部を該直流電力供給源に還流する還流手段を
    備えた特許請求の範囲第1項記載の電力変換装
    置。 4 並列接続され互いに共通の負荷に接続される
    複数のパルス発生器モジユールを備えた電力変換
    装置において、前記パルス発生器モジユールに、
    直流電力をパルス電力に変換する第1のサイリス
    タ並びに該第1のサイリスタに縦続接続されたコ
    ンデンサ及びインダクタから成る高出力インピー
    ダンス回路及び該高出力インピーダンス回路に縦
    続接続され出力段を形成する第2のサイリスタを
    有するパルス発生器と、該パルス発生器に個別に
    直流電力を供給する直流電力供給源と、前記コン
    デンサの両端電圧を検出する電圧検出手段と、該
    電圧検出手段の検出した電圧が所定の電圧を超え
    たとき前記第1のサイリスタへのトリガ信号の供
    給を停止する動作停止手段と、前記インピーダン
    ス回路のコンデンサに生じる電圧を所定電圧の範
    囲に抑制する電圧抑制手段とを設けるとともに、
    前記パルス発生器モジユールにタイミング及び振
    幅制御信号を供給する共通の制御モジユールを設
    けたことを特徴とする電力変換装置。 5 並列接続され互いに共通の負荷に接続される
    複数のパルス発生器モジユールを備えた電力変換
    装置において、前記パルス発生器モジユールに、
    直流電力をパルス電力に変換する第1のサイリス
    タ並びに該第1のサイリスタに縦続接続されたコ
    ンデンサ及びインダクタから成る高出力インピー
    ダンス回路及び該高出力インピーダンス回路に縦
    続接続され出力段を形成する第2のサイリスタを
    有するパルス発生器と、該パルス発生器に個別に
    直流電力を供給する直流電力供給源と、前記コン
    デンサの両端電圧を検出する電圧検出手段と、該
    電圧検出手段の検出した電圧が所定の電圧を超え
    たとき前記第1のサイリスタへのトリガ信号の供
    給を停止する動作停止手段と、前記インピーダン
    ス回路のコンデンサに生じる電圧を所定電圧の範
    囲に抑制する電圧抑制手段とを設けるとともに、
    前記複数のパルス発生器モジユールの他に該パル
    ス発生器モジユールのいずれかが故障した場合に
    該パルス発生器モジユールに代替して動作する予
    備のパルス発生器モジユールを設けたことを特徴
    とする電力変換装置。 6 前記予備のパルス発生器モジユールと故障し
    たパルス発生器モジユールとを自動的に切換える
    接続切換手段を設けた特許請求の範囲第5項記載
    の電力変換装置。
JP1898779A 1978-02-23 1979-02-20 Method of and device for enabling soft disable operation of rf generator utilizing converter for power conversion Granted JPS54123865A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/880,842 US4191992A (en) 1978-02-23 1978-02-23 Method of and apparatus for enabling soft-failure of modular power converter systems, including RF generator systems, embodying switching components in the power conversion

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4173185A Division JPH05344746A (ja) 1978-02-23 1992-06-30 電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54123865A JPS54123865A (en) 1979-09-26
JPH0474948B2 true JPH0474948B2 (ja) 1992-11-27

Family

ID=25377235

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1898779A Granted JPS54123865A (en) 1978-02-23 1979-02-20 Method of and device for enabling soft disable operation of rf generator utilizing converter for power conversion
JP4173185A Pending JPH05344746A (ja) 1978-02-23 1992-06-30 電力変換装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4173185A Pending JPH05344746A (ja) 1978-02-23 1992-06-30 電力変換装置

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4191992A (ja)
JP (2) JPS54123865A (ja)
AU (1) AU526964B2 (ja)
CA (1) CA1134437A (ja)
DE (1) DE2907130A1 (ja)
FR (1) FR2418571A1 (ja)
GB (3) GB2070351B (ja)
HK (3) HK84885A (ja)
IL (1) IL56419A (ja)
IT (1) IT1115020B (ja)
NL (1) NL190625C (ja)
ZA (1) ZA79749B (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2472296A1 (fr) * 1979-12-21 1981-06-26 Inf Milit Spatiale Aeronaut Dispositif d'alimentation electrique modulaire
US4545002A (en) * 1983-06-28 1985-10-01 General Electric Company Thyristor voltage limiter for current source inverter
US4652769A (en) * 1984-02-14 1987-03-24 Ion Tech, Inc. Module power supply
EP0244186A3 (en) * 1986-04-29 1989-03-08 David C. Hoffmann Electronic power supply
US4956563A (en) * 1987-11-09 1990-09-11 Perma Power Electronics, Inc. Standby power supply
US4890002A (en) * 1987-11-09 1989-12-26 Perma Power Electronics, Inc. Line voltage fault detector for appliance protection
AT399067B (de) * 1988-10-05 1995-03-27 Fronius Schweissmasch Netz-überspannungs-schutzschaltung für ein primärgetaktetes geregeltes schaltnetzgerät
JP2592751Y2 (ja) * 1990-11-26 1999-03-24 日本電気株式会社 電源盤装置
US5672918A (en) * 1994-08-18 1997-09-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy System level latchup mitigation for single event and transient radiation effects on electronics
US6023638A (en) 1995-07-28 2000-02-08 Scimed Life Systems, Inc. System and method for conducting electrophysiological testing using high-voltage energy pulses to stun tissue
US5969439A (en) * 1998-04-09 1999-10-19 Megapulse, Incorporated Pulse generator apparatus for RF pulse generation in tuned loads including series regulation and capacitor clamping method therefor
US6107699A (en) * 1998-05-22 2000-08-22 Scimed Life Systems, Inc. Power supply for use in electrophysiological apparatus employing high-voltage pulses to render tissue temporarily unresponsive
US6428537B1 (en) 1998-05-22 2002-08-06 Scimed Life Systems, Inc. Electrophysiological treatment methods and apparatus employing high voltage pulse to render tissue temporarily unresponsive
JP3919472B2 (ja) * 2001-06-07 2007-05-23 三菱電機株式会社 車両用内燃機関制御装置
US6614133B2 (en) * 2001-10-31 2003-09-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Power system with plural parallel power supplies with at least one power supply in standby mode for energy efficiency
US7755300B2 (en) * 2003-09-22 2010-07-13 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for preventing instabilities in radio-frequency plasma processing
US7064705B2 (en) * 2004-06-25 2006-06-20 Allor Foundation Method of and apparatus for increasing the peak output pulse power delivered by capacitor-driven high-power diode and square-loop saturable reactor pulse compression generators with the aid of minority carrier sweep-out circuits within the pulse compression circuit
US20060044715A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Patrick Muggler ESD protection cell latch-up prevention
US7791912B2 (en) * 2008-05-02 2010-09-07 Advanced Energy Industries, Inc. Protection method, system and apparatus for a power converter
US8391025B2 (en) * 2008-05-02 2013-03-05 Advanced Energy Industries, Inc. Preemptive protection for a power convertor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5088533A (ja) * 1973-12-10 1975-07-16

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT263119B (de) * 1966-01-03 1968-07-10 Licentia Gmbh Schutzanordnung für Thyristorwechselrichter
US3530360A (en) * 1968-05-31 1970-09-22 Gen Electric High-speed protective means for uninterruptible power systems
US3611106A (en) * 1970-03-05 1971-10-05 Gen Motors Corp Fast rise two-transistor controlled rectifier trigger circuitry with control circuit isolation
US3800198A (en) * 1971-08-16 1974-03-26 Gen Electric Protection means for preventing overvoltage and undervoltage conditions in power circuits
JPS4985523A (ja) * 1972-12-25 1974-08-16
US3832573A (en) * 1973-02-15 1974-08-27 Megapulse Inc Over-current latch-up protection apparatus for scr inverter circuits and the like
US3821630A (en) * 1973-08-02 1974-06-28 Gen Electric Commutation failure detection and control for scr inverters
US3889263A (en) * 1973-11-15 1975-06-10 Megapulse Inc Radio-frequency pulse generation system and method
JPS50150853A (ja) * 1974-05-23 1975-12-03
JPS51127341A (en) * 1975-04-30 1976-11-06 Hitachi Ltd Inverter protective device inverter
JPS5268355A (en) * 1975-12-05 1977-06-07 Hitachi Ltd Gate control circuit of high-voltage thyristor converter
US4001598A (en) * 1975-12-29 1977-01-04 Megapulse Incorporated Sequential power supply and method for rf pulse generation
US4039925A (en) * 1976-06-10 1977-08-02 Nasa Phase substitution of spare converter for a failed one of parallel phase staggered converters
US4047235A (en) * 1976-08-13 1977-09-06 General Electric Company Current limit and overcurrent cut off system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5088533A (ja) * 1973-12-10 1975-07-16

Also Published As

Publication number Publication date
GB2015271A (en) 1979-09-05
GB2015271B (en) 1982-08-18
HK84885A (en) 1985-11-08
IL56419A (en) 1982-12-31
AU4349479A (en) 1979-08-30
IT1115020B (it) 1986-02-03
HK84985A (en) 1985-11-08
FR2418571A1 (fr) 1979-09-21
JPH05344746A (ja) 1993-12-24
DE2907130A1 (de) 1979-08-30
FR2418571B1 (ja) 1983-11-10
ZA79749B (en) 1980-03-26
NL7901418A (nl) 1979-08-27
NL190625B (nl) 1993-12-16
GB2070352B (en) 1982-12-01
GB2070351A (en) 1981-09-03
IL56419A0 (en) 1979-03-12
NL190625C (nl) 1994-05-16
US4191992A (en) 1980-03-04
JPS54123865A (en) 1979-09-26
CA1134437A (en) 1982-10-26
GB2070352A (en) 1981-09-03
GB2070351B (en) 1982-11-17
HK84685A (en) 1985-11-08
IT7948066A0 (it) 1979-02-21
AU526964B2 (en) 1983-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0474948B2 (ja)
JP3432640B2 (ja) 変換器保護装置
EP0039616B1 (en) Automatic fault protection system for power recovery control
JP3676384B2 (ja) 発電機用励磁装置
JP2003143863A (ja) 電力変換装置
US9450482B2 (en) Fault recovery for multi-phase power converters
CN113708355B (zh) 抑制直流滤波电容冲击的电路及装置
WO2019115508A1 (en) Fault clearing circuitry
JP2998711B2 (ja) 瞬低対策機能付き分散電源装置
JPH08317694A (ja) 過電圧保護装置
JP3286049B2 (ja) 可変速発電システム
JP4528552B2 (ja) 同期機の励磁制御装置
JP2634692B2 (ja) 交流励磁形同期機の2次過電圧保護装置
JPH0777486B2 (ja) 多重電圧型インバータ装置
JP2998213B2 (ja) 電源装置の運転方法
JPH04368436A (ja) 無停電電源装置の保護回路
JP2776559B2 (ja) 突入電流供給回路
JP4443792B2 (ja) 自家用発電設備の単独運転検出装置
JPS644433B2 (ja)
JPH0623159Y2 (ja) 三相電源の異常検出装置
JPH02276419A (ja) Vвоフリーサイリスタ変換装置
JPS5858833A (ja) 静止型無効電力補償装置
JPH07177743A (ja) 交直変換器の制御装置
JPS6118423B2 (ja)
JP2022108919A (ja) 電源システム