JPH0517790B2 - - Google Patents
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- JPH0517790B2 JPH0517790B2 JP57163110A JP16311082A JPH0517790B2 JP H0517790 B2 JPH0517790 B2 JP H0517790B2 JP 57163110 A JP57163110 A JP 57163110A JP 16311082 A JP16311082 A JP 16311082A JP H0517790 B2 JPH0517790 B2 JP H0517790B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- connection point
- transformer
- diode
- negative
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 17
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion 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
- H02M7/505—Conversion 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
- H02M7/515—Conversion 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、GTOサイリスタ（ゲートターンオ
フサイリスタ）を使用した直流−交流電力変換装
置に関するものである。
フサイリスタ）を使用した直流−交流電力変換装
置に関するものである。
GTOサイリスタは、自己消弧能力を有してい
るので、従来のサイルスタのような強制転流回路
が不要になる。このため、素子自身の損失が低減
できるばかりでなく、これを用いて装置を構成し
た場合の回路構成が簡単になり、装置の小形軽量
化、効率向上をはかることができる。
るので、従来のサイルスタのような強制転流回路
が不要になる。このため、素子自身の損失が低減
できるばかりでなく、これを用いて装置を構成し
た場合の回路構成が簡単になり、装置の小形軽量
化、効率向上をはかることができる。
ところで、高電圧入力の電力変換装置にGTO
サイリスタを適用する場合、従来のサイリスタと
同様、素子構成を直列接続とする必要がある。
サイリスタを適用する場合、従来のサイリスタと
同様、素子構成を直列接続とする必要がある。
第１図に、GTOサイリスタを直列接続したイ
ンバータ回路の代表的な回路の一例を示す。
ンバータ回路の代表的な回路の一例を示す。
第１図において、直流電源１より、フイルタリ
アクトル２とフイルタコンデンサ３を介して平滑
された直流電圧を得る。GTOサイリスタ４ａ，
４ｂの導通時間を制御することにより、負荷へ制
御された交流電力を供給する。ダイオード５は
GTOサイリスタ４ａ，４ｂのオフ時のフライホ
ール用である。アノードリアクトル６は、GTO
サイリスタ４ａ，４ｂがオンとなつた直後の電流
の立ち上り（di／dt）の抑制のためのものであ
る。可飽和リアクトル７は、GTOサイリスタ４
ａ，４ｂのターンオン時間のばらつきによる素子
間の電圧アンバランスを緩和している。ダイオー
ド８および抵抗器９は、GTOサイリスタ４ａ，
４ｂがオフとなつた直後、アノードリアクトル６
と可飽和リアクトル７のエネルギがGTOサイリ
スタ４ａ，４ｂのスナバ回路（ダイオード１０
ａ，１０ｂ、コンデンサ１１ａ，１１ｂ、抵抗器
１２ａ，１２ｂで構成される。）において、ダイ
オード１０ａ，１０ｂを介してコンデンサ１１
ａ，１１ｂに流入しないように、リアクトル６→
リアクトル７→ダイオード８→抵抗器９→リアク
トル６のループでエネルギを還流させるものであ
る。なお１３ａ，１３ｂは分圧抵抗器である。
アクトル２とフイルタコンデンサ３を介して平滑
された直流電圧を得る。GTOサイリスタ４ａ，
４ｂの導通時間を制御することにより、負荷へ制
御された交流電力を供給する。ダイオード５は
GTOサイリスタ４ａ，４ｂのオフ時のフライホ
ール用である。アノードリアクトル６は、GTO
サイリスタ４ａ，４ｂがオンとなつた直後の電流
の立ち上り（di／dt）の抑制のためのものであ
る。可飽和リアクトル７は、GTOサイリスタ４
ａ，４ｂのターンオン時間のばらつきによる素子
間の電圧アンバランスを緩和している。ダイオー
ド８および抵抗器９は、GTOサイリスタ４ａ，
４ｂがオフとなつた直後、アノードリアクトル６
と可飽和リアクトル７のエネルギがGTOサイリ
スタ４ａ，４ｂのスナバ回路（ダイオード１０
ａ，１０ｂ、コンデンサ１１ａ，１１ｂ、抵抗器
１２ａ，１２ｂで構成される。）において、ダイ
オード１０ａ，１０ｂを介してコンデンサ１１
ａ，１１ｂに流入しないように、リアクトル６→
リアクトル７→ダイオード８→抵抗器９→リアク
トル６のループでエネルギを還流させるものであ
る。なお１３ａ，１３ｂは分圧抵抗器である。
ここで、GTOサイリスタ４ａ，４ｂを1kHz程
度でスイツチングして500A程度の電流をターン
オフさせる場合、直流電源１を1500Vとすると、
抵抗器９は、2kW程度の損失となり、効率の低
下および抵抗器容量の増大を招き、装置構成上好
ましくない。
度でスイツチングして500A程度の電流をターン
オフさせる場合、直流電源１を1500Vとすると、
抵抗器９は、2kW程度の損失となり、効率の低
下および抵抗器容量の増大を招き、装置構成上好
ましくない。
本発明の目的は、効率の向上ならびに装置の小
形化を実現し得る直流−交流電力変換装置を提供
することにある。
形化を実現し得る直流−交流電力変換装置を提供
することにある。
本発明は、直列接続されたGTOサイリスタを
使用した電力変換装置において、GTOサイリス
タが、ターンオフした直後に、リアクトルに蓄積
したエネルギの一部を一時的にサージ吸収コンデ
ンサで吸収させるとともに、その過充電エネルギ
と、上記リアクトルの蓄積エネルギの大半を直流
変圧器で、直流電源側へ帰還することを特徴とし
ている。
使用した電力変換装置において、GTOサイリス
タが、ターンオフした直後に、リアクトルに蓄積
したエネルギの一部を一時的にサージ吸収コンデ
ンサで吸収させるとともに、その過充電エネルギ
と、上記リアクトルの蓄積エネルギの大半を直流
変圧器で、直流電源側へ帰還することを特徴とし
ている。
本発明の一実施例の構成を第２図に示す。
第２図において、第１図の同様の部分には同符
号を付しており、ダイオード１４およびコンデン
サ１５は、GTOサイリスタ４ａ，４ｂがオフと
なつた直後、アノードリアクトル６および可飽和
リアクトル７の蓄積エネルギを一時的に吸収させ
るためのものである。各々２つの巻線を単巻結合
した直流変圧器１６ａ，１６ｂは、上記各リアク
トル６および７の蓄積エネルギと、コンデンサ１
５の過充電エネルギを直流電源１側へ帰還させる
ものである。また、１７ａ，１７ｂはGTOサイ
リスタ４ａ，４ｂにそれぞれ逆並列接続された補
助ダイオード、１８ａ，１８ｂは負側アーム（下
アーム）の同様の補助ダイオード、１９ａ，１９
ｂは各アームと直流変圧器１６ａ，１６ｂとの間
にそれぞれ挿入された補助ダイオード、２０ａ，
２０ｂは直流変圧器１６ａ，１６ｂから直流電源
側への帰還路形成用の帰還ダイオード、２１はサ
ージ吸収用ダイオード１４に並列に設けられた制
動用抵抗器である。
号を付しており、ダイオード１４およびコンデン
サ１５は、GTOサイリスタ４ａ，４ｂがオフと
なつた直後、アノードリアクトル６および可飽和
リアクトル７の蓄積エネルギを一時的に吸収させ
るためのものである。各々２つの巻線を単巻結合
した直流変圧器１６ａ，１６ｂは、上記各リアク
トル６および７の蓄積エネルギと、コンデンサ１
５の過充電エネルギを直流電源１側へ帰還させる
ものである。また、１７ａ，１７ｂはGTOサイ
リスタ４ａ，４ｂにそれぞれ逆並列接続された補
助ダイオード、１８ａ，１８ｂは負側アーム（下
アーム）の同様の補助ダイオード、１９ａ，１９
ｂは各アームと直流変圧器１６ａ，１６ｂとの間
にそれぞれ挿入された補助ダイオード、２０ａ，
２０ｂは直流変圧器１６ａ，１６ｂから直流電源
側への帰還路形成用の帰還ダイオード、２１はサ
ージ吸収用ダイオード１４に並列に設けられた制
動用抵抗器である。
次にこのような構成における作用を第３図、第
４図を参照して説明する。
４図を参照して説明する。
第３図は、GTOサイリスタ４ａ，４ｂがター
ンオフした直後の状態を示し、アノードリアクト
ル６と可飽和リアクトル７の蓄積エネルギは、直
流変圧器１６ａの２次電流が立ち上るまでは、ダ
イオード１０ａ，１０ｂとコンデンサ１１ａ，１
１ｂを介して、図示電流i1の経路で、負荷側へ放
出されるコンデンサ１１ａ，１１ｂが電源電圧ま
で充電されると、ダイオード１９ａ→ダイオード
１４→コンデンサ１５→ダイオード１９ｂ→ダイ
オード１８ｂ→ダイオード１８ａの経路で、図示
電流i2が負荷側へ放出され、コンデンサ１５を過
充電する。
ンオフした直後の状態を示し、アノードリアクト
ル６と可飽和リアクトル７の蓄積エネルギは、直
流変圧器１６ａの２次電流が立ち上るまでは、ダ
イオード１０ａ，１０ｂとコンデンサ１１ａ，１
１ｂを介して、図示電流i1の経路で、負荷側へ放
出されるコンデンサ１１ａ，１１ｂが電源電圧ま
で充電されると、ダイオード１９ａ→ダイオード
１４→コンデンサ１５→ダイオード１９ｂ→ダイ
オード１８ｂ→ダイオード１８ａの経路で、図示
電流i2が負荷側へ放出され、コンデンサ１５を過
充電する。
次に、第４図に示すように、アノードリアクト
ル６、可飽和リアクトル７の蓄積エネルギが図示
電流i3の経路で循環し、直流変圧器１６ａに図示
極性で電圧が誘起され、電源電圧に対し逆行し
て、図示電流i4の経路で、帰還ダイオード２０ａ
を介して、上記蓄積エネルギは、帰還される。ま
た、同時に、コンデンサ１５の過充電エネルギ
は、直流変圧器１６ｂ→コンデンサ１５→抵抗器
２１→直流変圧器１６ａの経路で電源側に帰還さ
れるが、この時、上述したように直流変圧器１６
ａの２次電流i4の図示経路ならびに直流変圧器１
６ｂの２次電流i6の図示経路で、帰還ダイオード
２０ａを介して、電源側に帰還される。
ル６、可飽和リアクトル７の蓄積エネルギが図示
電流i3の経路で循環し、直流変圧器１６ａに図示
極性で電圧が誘起され、電源電圧に対し逆行し
て、図示電流i4の経路で、帰還ダイオード２０ａ
を介して、上記蓄積エネルギは、帰還される。ま
た、同時に、コンデンサ１５の過充電エネルギ
は、直流変圧器１６ｂ→コンデンサ１５→抵抗器
２１→直流変圧器１６ａの経路で電源側に帰還さ
れるが、この時、上述したように直流変圧器１６
ａの２次電流i4の図示経路ならびに直流変圧器１
６ｂの２次電流i6の図示経路で、帰還ダイオード
２０ａを介して、電源側に帰還される。
以上のようにコンデンサ１５とダイオード１４
からなるサージ吸収回路が接続されているので、
GTOサイリスタ４ａ，４ｂをターンオフした直
後、直流電源１の電源電圧をオーバシユート（電
源電圧を越えた分）するのを抑制され、これによ
つて従来のようにサージ吸収回路を有していない
ものに比べて、無駄なエネルギを抵抗器２１で消
費することがない。
からなるサージ吸収回路が接続されているので、
GTOサイリスタ４ａ，４ｂをターンオフした直
後、直流電源１の電源電圧をオーバシユート（電
源電圧を越えた分）するのを抑制され、これによ
つて従来のようにサージ吸収回路を有していない
ものに比べて、無駄なエネルギを抵抗器２１で消
費することがない。
従つて、抵抗器２１は、制御用で、抵抗値は数
Ω程度でよく、容量も比較的小さくてよい。可飽
和リアクトルは、その蓄積エネルギを完全に放出
した時、その磁束がリセツトされる。
Ω程度でよく、容量も比較的小さくてよい。可飽
和リアクトルは、その蓄積エネルギを完全に放出
した時、その磁束がリセツトされる。
なお、本発明は上述し且つ図面に示した実施例
にのみ限定されるものではなく、各部を実質的に
等価な構成と置換するなど、その要旨を変更しな
い範囲内で種々変形して実施することができるこ
とはいうまでもない。
にのみ限定されるものではなく、各部を実質的に
等価な構成と置換するなど、その要旨を変更しな
い範囲内で種々変形して実施することができるこ
とはいうまでもない。
本発明によれば、サイリスタアームをGTOサ
イリスタの直列回路で構成した直流−交流電力変
換装置において、GTOサイリスタがターンオフ
した直後、アノードリアクトルおよび可飽和リア
クトルの蓄積エネルギ放出によりGTOサイリス
タに印加される過電圧をサージ吸収コンデンサで
抑制するとともに、該コンデンサの過充電エネル
ギと上記リアクトルの蓄積エネルギを直流変圧器
で電源側へ帰還させるようにしたので、むだなエ
ネルギを抵抗で消費することなく効率の向上をは
かることができ、装置の小形化が実現できる。
イリスタの直列回路で構成した直流−交流電力変
換装置において、GTOサイリスタがターンオフ
した直後、アノードリアクトルおよび可飽和リア
クトルの蓄積エネルギ放出によりGTOサイリス
タに印加される過電圧をサージ吸収コンデンサで
抑制するとともに、該コンデンサの過充電エネル
ギと上記リアクトルの蓄積エネルギを直流変圧器
で電源側へ帰還させるようにしたので、むだなエ
ネルギを抵抗で消費することなく効率の向上をは
かることができ、装置の小形化が実現できる。
第１図は、GTOサイリスタを直列接続した従
来の直流−交流電力変換装置の構成を示す回路
図、第２図は本発明の一実施例の構成を示す回路
図、第３図および第４図は、同実施例の動作説明
図である。 １……直流電源、２……フイルタリアクトル、
３……フイルタコンデンサ、４ａ，４ｂ……
GTOサイリスタ、５……フライホイールダイオ
ード、６……アノードリアクトル、７……可飽和
リアクトル、１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ…
…補助ダイオード、１０ａ，１０ｂ，１４……サ
ージ吸収用ダイオード、１１ａ，１１ｂ，１５…
…サージ吸収用コンデンサ、１２ａ，１２ｂ……
放電抵抗器、１３ａ，１３ｂ……分圧抵抗器、２
１……制動用抵抗器、１６ａ，１６ｂ……直流変
圧器、１９ａ，１９ｂ……補助ダイオード、２０
ａ，２０ｂ……帰還ダイオード。
来の直流−交流電力変換装置の構成を示す回路
図、第２図は本発明の一実施例の構成を示す回路
図、第３図および第４図は、同実施例の動作説明
図である。 １……直流電源、２……フイルタリアクトル、
３……フイルタコンデンサ、４ａ，４ｂ……
GTOサイリスタ、５……フライホイールダイオ
ード、６……アノードリアクトル、７……可飽和
リアクトル、１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ…
…補助ダイオード、１０ａ，１０ｂ，１４……サ
ージ吸収用ダイオード、１１ａ，１１ｂ，１５…
…サージ吸収用コンデンサ、１２ａ，１２ｂ……
放電抵抗器、１３ａ，１３ｂ……分圧抵抗器、２
１……制動用抵抗器、１６ａ，１６ｂ……直流変
圧器、１９ａ，１９ｂ……補助ダイオード、２０
ａ，２０ｂ……帰還ダイオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直流電源の正側端子および負側端子間に直列
接続され、複数のGTOサイリスタにより構成さ
れる正側および負側サイリスタアームを直列接続
した直流−交流電力変換部の出力側に負荷を接続
する直流−交流電力変換装置において、 前記直流−交流電力変換部の各サイリスタにそ
れぞれ逆並列にダイオードを接続し、 前記正側サイリスタアームのアノードと前記直
流電源の正側端子の間に第１のリアクトルを直列
に接続し、 前記負側サイリスタアームのカソードと前記直
流電源の負側端子の間に第２のリアクトルを直列
に接続し、 この第２のリアクトルと前記直流電源の負側端
子の接続点と、前記正側サイリスタアームと前記
第１のリアクトルの接続点の間に、第１の帰還ダ
イオード、２つの巻線を単巻結合した第１の直流
変圧器の直列回路を接続し、 前記第１のリアクトルと前記直流電源の正側端
子の接続点と、前記負側サイリスタアームと前記
第２のリアクトルの接続点の間に、第２の帰還ダ
イオード、２つの巻線を単巻結合した第２の直流
変圧器の直列回路を接続し、 前記第１の直流変圧器と前記第１のリアクトル
の接続点と、前記第２の直流変圧器と前記第２の
リアクトルの接続点との間に、サージ吸収ダイオ
ードと抵抗器の並列回路と、これに直列接続され
たコンデンサからなるサージ吸収回路を接続し、 前記第１の直流変圧器の２つの巻線の接続点
と、前記直流電源の正側端子と前記第１のリアク
トルの接続点を接続し、 前記第２の直流変圧器の２つの巻線の接続点
と、前記直流電源の負側端子と前記第２のリアク
トルの接続点を接続したことを特徴とする直流−
交流電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16311082A JPS5953086A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 直流−交流電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16311082A JPS5953086A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 直流−交流電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5953086A JPS5953086A (ja) | 1984-03-27 |
| JPH0517790B2 true JPH0517790B2 (ja) | 1993-03-10 |
Family
ID=15767350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16311082A Granted JPS5953086A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | 直流−交流電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953086A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61106068A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-24 | Fuji Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
| JPH03261377A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-21 | Toshiba Corp | 電力変換装置の保護装置 |
| WO2008093429A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Forced commutated inverter apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58141683A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-23 | Toshiba Corp | 直流−交流電力変換装置 |
-
1982
- 1982-09-21 JP JP16311082A patent/JPS5953086A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58141683A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-08-23 | Toshiba Corp | 直流−交流電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5953086A (ja) | 1984-03-27 |
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