JPH0619012U - 直流き電電圧補償装置の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 き電線に立ち上りの大きい負荷電流が流れて
も制御アンプの応答遅れに関係なくき電電圧をほぼ一定
に保つ。 【構成】 電圧設定とき電電圧の偏差を電圧制御アンプ
９で増幅し位相制御回路１８により位相パルスを作り整
流器１と直列に接続された直流き電電圧補償装置を位相
制御するものにおいて、補償装置２の入力電流信号をア
ンプ１１で増幅し固定位相設定器１２で分圧して固定位
相信号を作り、これを位相制御回路１８に入れ、電圧制
御アンプ９に制御遅れのある場合固定位相信号により直
流き電電圧補償を行い、負荷電流が臨界電流以下の場合
はこの電流をコンパレータ１２で検出し、スイッチＳＷ
₁をオフとして直流き電電圧補償をやめて直流電圧の上
昇を防ぐ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直流電気鉄道変電所においてシリコン整流器と直列に接続されて使 用されている直流き電電圧補償装置の制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、直流き電電圧補償装置（以下ＤＣＶＲという）の制御回路を図４，図５ に示す。

【０００３】 図４，図５において、１は３相入力を整流してき電線Ｐ，Ｎに出力するシリコ ン整流器、２はシリコン整流器１と直列に接続され負荷電流によりシリコン整流 器出力電圧が低下するのを補償するＤＣＶＲである。

【０００４】 ＤＣＶＲ２の制御回路は、電圧設定器３の電圧設定値と直流電圧検出器８から の直流電圧の偏差を電流リミッタ付の電圧制御アンプ９で増幅し、位相制御回路 １８で位相パルスを作り、ゲート信号発生回路１９にてＤＣＶＲ２の制御素子を 制御し、図６に示すようにシリコン整流器出力電圧＋ＤＣＶＲ出力電圧が一定と なるように制御している。

【０００５】 なお電圧制御アンプ９は、図５に示すように変流器ＣＴ₁，ＣＴ₂及び整流器５ からなる電流検出回路４により検出したＤＣＶＲ入力電流をコンパレータ７で電 流設定器６の設定値と比較し、負荷電流がＤＣＶＲ許容最大電流設定値Ｉ_Sを越 えたとき電流リミッタがかかりＤＣＶＲ２の出力電圧を垂下させて、ＤＣＶＲの 出力電流が許容値を越えないようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来制御回路では、直流電圧Ｖを直流電圧検出器８で検出しフィードバッ クしているが、この直流電圧検出器８の応答時間は約０．３ｓｅｃとかなり長い 。従って電圧制御アンプ９の時定数も長くせざるを得なくなる。このため次の欠 点がある。

【０００７】 力行車両が当該の変電所のき電区間に入ってきたとき、或は当該き電区間にあ る車両が始動した時、又は惰行から力行に切換えた時には、立上りの大きい電流 が流れる。

【０００８】 この立上りの大きい電流が流れると、電圧制御アンプ９の時定数が長く応答が 遅いので、図７に示すようにＤＣＶＲ２の出力電圧は負荷電流の動きに追随でき ずに大きく低下し、変電所の出力電圧Ｖはシリコン整流器１だけの電圧に近づい てしまう。

【０００９】 本考案は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と するところは、き電線に立上りの大きい負荷電流が流れても制御アンプの応答遅 れに関係なくき電電圧をほぼ一定に保つことができる直流き電電圧補償装置の制 御回路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案における直流き電電圧補償装置の制御回路 は、 電圧設定とき電電圧検出信号との偏差を電圧制御アンプで増幅し位相制御 回路により位相パルスを作り整流器と直列に接続された直流き電電圧補償装置を 位相制御するものにおいて、 直流き電電圧補償装置の入力又は出力電流検出信号からこの電流検出信号に比 例した固定位相信号を作り、この信号を前記位相制御回路に出力する固定位相設 定回路と、 固定位相設定回路の入力側乃至出力側に設けたスイッチと、 電流検出信号から電流が臨界電流以下になったことを検出し前記スイッチをオ フとするコンパレータを設けてなるものである。

【００１１】 また、電流検出信号から過電流を検出し固定位相設定の入力側乃至出力側に設 けたスイッチをオフとするコンパレータを設けるとよい。

【００１２】

【作用】

固定位相設定回路は、直流き電線補償装置の入力又は出力電流に比例した固定 位相信号を作り位相制御回路に出力する。

【００１３】 通常電圧制御アンプからの信号が高いので位相制御回路は電圧制御アンプの出 力により位相制御パルスを出力しゲート信号発生回路を介して直流き電電圧補償 装置を制御する。

【００１４】 この直流き電電圧補償装置のあるき電区間に力行車が入って来るなどして立上 りの大きな負荷電流が増加すると電圧制御アンプがこれに追随できず、き電電圧 は整流器だけの電圧に下がるところ、位相制御回路に固定位相信号が入力してお り、き電電圧補償装置はこの固定位相信号に基づく補償電圧を出力することがで きる。

【００１５】 電流が臨界電流以下となると整流器の出力電圧が高くなるが、コンパレータは この臨界電流を検出すると固定位相設定回路の入力側乃至入力側に設けたスイッ チをオフとし固定位相信号の発生乃至出力を妨げる。

【００１６】 このため電流が臨界電流以下のときは固定位相信号に基づく補償電圧が出力さ れることがないので、き電電圧が整流器の出力電圧以上に高くなることはない。

【００１７】 第２のコンパレータは、過電流を検出すると前記スイッチをオフとする。この ため過電流時には固定位相信号によるき電電圧の補償が働くことはなく安全であ る。

【００１８】

【実施例】 本発明の実施例を図面を参照して説明する。

【００１９】 図１は実施例１にかかるＤＣＶＲの制御回路を、図２は負荷電流−出力電流特 性図を、図３は実施例２にかかるＤＣＶＲの制御回路の固定位相回路を示す。な お、図中従来図４，図５に示したものと同一構成部分は同一符号を付してその重 複する説明を省略する。

【００２０】 実施例１ 図１において、１７は電圧アンプ９と位相制御回路１８との間に抵抗Ｒ₁を介 して接続されたアンプ、１０はこのアンプ１７に抵抗Ｒ₂を介して固定位相信号 を出力する固定位相回路である。

【００２１】 固定位相回路１０は、入力電流検出回路４からのＤＣＶＲの入力電流信号を増 幅するリミッタ付アンプ１１と、アンプ１１の出力を分圧し固定位相信号の設定 をする固定位相設定器１２と、入力電流信号からシリコン整流器１の臨界電流（ ２〜３Ａ）を検出するコンパレータ１３と、コンパレータ１３が臨界電流を検出 すると動作しアンプ１１の出力を切るアナログスイッチＳＷ₁からなる。

【００２２】 入力電流が臨界電流以上の場合アナログスイッチＳＷ₁が入っており、固定位 相回路１０が働くので、入力電流を増幅するアンプ１１の出力電圧はスイッチＳ Ｗ₁を通って設定器ＶＲにより固定位相設定される。

【００２３】 この固定位相信号レベルは、図２のｃに示すように、この固定位相信号によっ てＤＣＶＲ２が制御された場合、出力電圧Ｖが定格電圧とならないようにする。

【００２４】 即ち、電圧制御アンプ９が有効に動作するレベルであって、入力電流（∝負荷 電流）が大きくなると高くなり、かつ一定出力電圧よりやや低い所にあって、特 性の傾斜がシリコン整流器１のレギュレーション（約６％〜８％）に合うように 決定する。

【００２５】 したがって、臨界電流以上の負荷電流が流れている状態において、負荷電流が 急激に増加しＶアンプ９がこれに追従し得なかったとしても位相制御回路１８に はアンプ１７を介して固定位相信号が入力しているので、直流電圧は図２の固定 位相出力特性以下となることはない。

【００２６】 また、臨界電流以下ではシリコン整流器１のスナバ回路にあるスナバコンデン サがピーク充電して定格電圧より高い電圧（１８００〜１９００^V）になる。こ のような状態において固定位相信号が位相制御回路１８に入ると、ＤＣＶＲが働 き更に直流電圧が上昇する。

【００２７】 しかし、臨界電流以下ではコンパレータ１３が動作しアナログスイッチＳＷ₁ が切れると固定位相信号が位相制御回路１８に入力することがないので直流電圧 ＶがＤＣＶＲ２により上昇することはない。

【００２８】 実施例２ 図３について、４₁は変流器ＣＴ₁，ＣＴ₂の回路に設けた補助変流器ＣＴ₁₁， ＣＴ₁₂及び整流器５₁からなる第１の入力電流検出回路、１１はこの回路から入 力電流信号を増幅しアナログスイッチＳＷ₁に出力するリミッタ付アンプ、１４ は入力電流信号から過電流を検出し論理和回路ＯＲ₁を介してアナログスイッチ ＳＷ₁を切るコンパレータ。

【００２９】 ４₂は変流器ＣＴ₁，ＣＴ₂の回路に設けられた補助変流器ＣＴ₂₁，ＣＴ₂₂及び 整流器５₁からなる第２の入力電流検出回路、１３はこの回路からの入力電流信 号から臨界電流を検出し、上記論理和回路ＯＲ₁を介してアナログスイッチＳＷ₁ を切るコンパレータ、１５はコンパレータ１３の入力を非直線的に制限するバリ スタである。

【００３０】 この実施例では、負荷電流が過電流領域に入るとリミッタ１３が過電流を検出 し、アナログスイッチＳＷ₁を切りアンプ１７への固定位相信号の出力を停止す るので、過電流領域で固定位相出力特性がなくなる。

【００３１】 このため過電流領域において負荷電流が急に増加した場合固定位相出力特性が 働かないので、出力電圧はシリコン整流器の電圧レベルまで下がるので負荷電流 の急増が緩和される。

【００３２】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。

【００３３】 （１）臨界電流より大きいところに固定位相信号が入っているので、き電区間に 力行車が入るなど急激な出力電流変化が起きても電圧アンプのループに関係なく 出力電圧の変化量を小さくすることができる。

【００３４】 （２）固定位相信号は臨界電流以下で切られるので、無負荷時の直流電圧はシリ コン整流器の臨界電流以下でのはね上り電圧だけとなり、それ以上に高くなるこ とはない。

【００３５】 （３）固定位相信号レベルは負荷電流に比例するので、固定位相による補正分を 加えた直流電圧は広範囲で定電圧近くなり、広範囲で出力電圧の変動幅を小さく することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す回路図。

【図２】実施例の負荷電流−出力電圧特性図。

【図３】他の実施例を示す回路図。

【図４】従来例を示す回路図。

【図５】図４における電流リミッタの作成部を示す回路
図。

【図６】従来の負荷電流−出力電圧特性図。

【図７】電圧ドロップの説明図。

【符号の説明】

１…シリコン整流器 ２…直流き電電圧補償装置（ＤＣＶＲ） ３…電圧設定器 ４，４₁，４₂…入力電流検出回路 ６…電流設定器 ７，１３，１４…コンパレータ ８…直流電圧検出器 ９，１１，１７…アンプ １０…固定位相設定回路 １２…固定位相設定器 １５…バリスタ １８…位相制御回路 １９…ゲート信号発生回路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧設定とき電電圧検出信号との偏差を
   電圧制御アンプで増幅し位相制御回路により位相パルス
   を作り整流器と直列に接続された直流き電電圧補償装置
   を位相制御するものにおいて、 直流き電電圧補償装置の入力又は出力電流検出信号から
   この電流検出信号に比例した固定位相信号を作り、この
   信号を前記位相制御回路に出力する固定位相設定回路
   と、 固定位相設定回路の入力側乃至出力側に設けたスイッチ
   と、 電流検出信号から電流が臨界電流以下になったことを検
   出し前記スイッチをオフとするコンパレータを設けたこ
   とを特徴とする直流き電電圧補償装置の制御回路。
2. 【請求項２】 電流検出信号から過電流を検出し固定位
   相設定の入力側乃至出力側に設けたスイッチをオフとす
   る第２のコンパレータを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の直流き電電圧補償装置の制御回路。