JPH063472B2 - 直流変換装置の制御方法 - Google Patents
直流変換装置の制御方法Info
- Publication number
- JPH063472B2 JPH063472B2 JP58117231A JP11723183A JPH063472B2 JP H063472 B2 JPH063472 B2 JP H063472B2 JP 58117231 A JP58117231 A JP 58117231A JP 11723183 A JP11723183 A JP 11723183A JP H063472 B2 JPH063472 B2 JP H063472B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- rectifying
- arm group
- converter
- winding
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明はデルタまたは星形に接続された交流側巻線
と、中性点相互間が相間リアクトルを介して接続され位
相を１８０゜ずらせた２組の星形接続された直流側巻線
とを備えた変圧器と、前記それぞれの直流側巻線と接続
された整流アーム群とを有する直流変換装置において、
各整流アーム群からの直流出力電流を計測し、制御する
方法に関する。この種装置からの直流出力電流の計測に
は、計測装置のコスト、取付スペースなどの観点から、
直流電流を直接計測する代りに、変換装置用変圧器の巻
線に流れる交流電流を変流器によって検出し、これを整
流として間接的に直流出力電流を計測する方法がとられ
ることが多い。
と、中性点相互間が相間リアクトルを介して接続され位
相を１８０゜ずらせた２組の星形接続された直流側巻線
とを備えた変圧器と、前記それぞれの直流側巻線と接続
された整流アーム群とを有する直流変換装置において、
各整流アーム群からの直流出力電流を計測し、制御する
方法に関する。この種装置からの直流出力電流の計測に
は、計測装置のコスト、取付スペースなどの観点から、
直流電流を直接計測する代りに、変換装置用変圧器の巻
線に流れる交流電流を変流器によって検出し、これを整
流として間接的に直流出力電流を計測する方法がとられ
ることが多い。
ソーダ電解やアルミ電解などの低圧、大電流の直流負荷
の電源として用いられる直流変換装置用変圧器の直流側
巻線には中心点相互間の相間リアクトルを介して接続さ
れた二重星形結線が適用されることが多い。第１図にそ
の結線図を示す。図において１はデルタに接続された交
流側巻線、2,3はそれぞれ星形に接続された直流側巻
線、４は直流側巻線の中性点相互間を接続する相間リア
クトル、５は負荷、Ｕ，Ｖ，Ｗは一方の直流側巻線２と
接続された第１の整流アーム群７の各相アーム、Ｘ，
Ｙ，Ｚは他方の直流側巻線３と接続された第２の整流ア
ーム群８の各相アームである。これら第１の整流アーム
群と第２の整流アーム群の直流出力電圧をそれぞれ
ｅＵ，ｅＸとし、ｅＵとｅＸの波形例を示すと第２図の
ようになる。第２図においてｅＵは破線にて、またｅＸ
を一点鎖線にて示す。図からみられるようにｅＵとｅＸ
とは位相が６０度ずれており、それぞれ直流の平均値と
しては互いに等しいが、瞬時値では斜線で示したような
差電圧が生じておる。この差電圧を２組の直流側巻線
２，３の中性点相互間に設けられた相間リアクトル４に
印加し、その中点Ｎと直流出力側母線６との間に負荷５
を接続することによって第１，第２の整流アーム群の並
列運転が行われる。このときの直流電圧すなわち負荷５
の端子電圧ｅＬを第２図中の実線にて示す。
の電源として用いられる直流変換装置用変圧器の直流側
巻線には中心点相互間の相間リアクトルを介して接続さ
れた二重星形結線が適用されることが多い。第１図にそ
の結線図を示す。図において１はデルタに接続された交
流側巻線、2,3はそれぞれ星形に接続された直流側巻
線、４は直流側巻線の中性点相互間を接続する相間リア
クトル、５は負荷、Ｕ，Ｖ，Ｗは一方の直流側巻線２と
接続された第１の整流アーム群７の各相アーム、Ｘ，
Ｙ，Ｚは他方の直流側巻線３と接続された第２の整流ア
ーム群８の各相アームである。これら第１の整流アーム
群と第２の整流アーム群の直流出力電圧をそれぞれ
ｅＵ，ｅＸとし、ｅＵとｅＸの波形例を示すと第２図の
ようになる。第２図においてｅＵは破線にて、またｅＸ
を一点鎖線にて示す。図からみられるようにｅＵとｅＸ
とは位相が６０度ずれており、それぞれ直流の平均値と
しては互いに等しいが、瞬時値では斜線で示したような
差電圧が生じておる。この差電圧を２組の直流側巻線
２，３の中性点相互間に設けられた相間リアクトル４に
印加し、その中点Ｎと直流出力側母線６との間に負荷５
を接続することによって第１，第２の整流アーム群の並
列運転が行われる。このときの直流電圧すなわち負荷５
の端子電圧ｅＬを第２図中の実線にて示す。
しかし第１図に示す結線すなわちいわゆる相間リアクト
ル付き二重星形結線においては、整流素子としてサイリ
スタが使用される場合には次のような理由からｅＵの直
流平均値とｅＸの直流平均値が等しくならない場合があ
る。すなわち、 1.第１の整流アーム群７の点弧角と第２の整流アーム群
８の点弧角との間に誤差がある。
ル付き二重星形結線においては、整流素子としてサイリ
スタが使用される場合には次のような理由からｅＵの直
流平均値とｅＸの直流平均値が等しくならない場合があ
る。すなわち、 1.第１の整流アーム群７の点弧角と第２の整流アーム群
８の点弧角との間に誤差がある。
2.第１の整流アーム群７の転流リアクタンスと第２の整
流アーム群８の転流リアクタンスとに差がある。
流アーム群８の転流リアクタンスとに差がある。
3.第１の整流アーム群７と第２の整流アーム群８との間
に両アーム群の構造的配置からきまる、電磁誘導に基づ
く転流干渉があり、その影響の度合いが互いに等しくな
らない。
に両アーム群の構造的配置からきまる、電磁誘導に基づ
く転流干渉があり、その影響の度合いが互いに等しくな
らない。
このような場合には負荷電流が第１の整流アーム群７と
第２の整流アーム群８とに等分に分流しないだけでな
く、相間リアクトルや変圧器の鉄心は直流偏磁をおこ
し、これによる飽和によって励磁電流が著しく増加した
り鉄損が増えるなどの問題を生ずる。
第２の整流アーム群８とに等分に分流しないだけでな
く、相間リアクトルや変圧器の鉄心は直流偏磁をおこ
し、これによる飽和によって励磁電流が著しく増加した
り鉄損が増えるなどの問題を生ずる。
そこでこの問題を解決する方法の一例を第３図に示す。
第３図は第１の整流アーム群７からの直流出力電流と第
２の整流アーム群８からの直流出力電流が互いに等しく
なるように制御する方法を示すものであって、両方の整
流アーム群に共通の電流設定器における電流設定値と各
整流アーム群からの直流出力電流とを比較することによ
り、整流アーム群を構成する整流素子の点弧角を制御し
ようとするものである。第３図において、２４は直流電
流測定用変成器（以下ＤＣ−ＣＴと記す）、２３は２４
の直流電流測定値を入力し、適当なレベルの出力信号に
レベル変換を行なう変換器、２５は第１，第２の整流ア
ーム群に共通の電流設定器であって、それぞれのアーム
群から出力される直流出力電流の互に等しい目標値を設
定するもの、２２は２５による電流設定値と変換器２３
からの出力信号とを比較して２５の電流設定値に等しい
直流出力電流を得るための点弧角の大きさを求めるとと
もに、この点弧角に応じた出力信号を発生する定電流調
節器、２１は整流アーム群に対する点弧パルスの発生器
である。制御系をこのように構成することによって第１
の整流アーム群からの直流出力電流と第２の整流アーム
群からの直流出力電流とを互に等しくし、これによって
相間リアクトルや変圧器鉄心の直流偏磁を防ぎ、過大な
励磁電流の発生を避けかつ鉄損を小さくすることができ
るが、各整流アーム群からの直流出力電流は負荷５がソ
ーダ電解槽やアルミ電解槽の場合には数千アンペアない
し数万アンペアにもなるためＤＣ−ＣＴの大きさも極め
て大きく、従ってこのような直流出力電流を直接検出し
て点弧パルスを制御する制御系はコスト的にもまた設置
スペースの点からも問題があった。
第３図は第１の整流アーム群７からの直流出力電流と第
２の整流アーム群８からの直流出力電流が互いに等しく
なるように制御する方法を示すものであって、両方の整
流アーム群に共通の電流設定器における電流設定値と各
整流アーム群からの直流出力電流とを比較することによ
り、整流アーム群を構成する整流素子の点弧角を制御し
ようとするものである。第３図において、２４は直流電
流測定用変成器（以下ＤＣ−ＣＴと記す）、２３は２４
の直流電流測定値を入力し、適当なレベルの出力信号に
レベル変換を行なう変換器、２５は第１，第２の整流ア
ーム群に共通の電流設定器であって、それぞれのアーム
群から出力される直流出力電流の互に等しい目標値を設
定するもの、２２は２５による電流設定値と変換器２３
からの出力信号とを比較して２５の電流設定値に等しい
直流出力電流を得るための点弧角の大きさを求めるとと
もに、この点弧角に応じた出力信号を発生する定電流調
節器、２１は整流アーム群に対する点弧パルスの発生器
である。制御系をこのように構成することによって第１
の整流アーム群からの直流出力電流と第２の整流アーム
群からの直流出力電流とを互に等しくし、これによって
相間リアクトルや変圧器鉄心の直流偏磁を防ぎ、過大な
励磁電流の発生を避けかつ鉄損を小さくすることができ
るが、各整流アーム群からの直流出力電流は負荷５がソ
ーダ電解槽やアルミ電解槽の場合には数千アンペアない
し数万アンペアにもなるためＤＣ−ＣＴの大きさも極め
て大きく、従ってこのような直流出力電流を直接検出し
て点弧パルスを制御する制御系はコスト的にもまた設置
スペースの点からも問題があった。
このような問題を解決する別の方法として、直流側巻線
の巻線電流を測定する変流器を直流変換装置中に設け、
その２次側に交番して流れる電流を整流して等価的ない
し間接的に直流出力電流を計測し、これを第３図のＤＣ
−ＣＴ２４の代りに使用する方法がある。この方法にお
いても直流側巻線の電圧は低圧であるから巻線導体は大
きく、従って変流器も比較的大形となるとともに、個数
も２組すなわち６相分を必要とするという欠点があっ
た。
の巻線電流を測定する変流器を直流変換装置中に設け、
その２次側に交番して流れる電流を整流して等価的ない
し間接的に直流出力電流を計測し、これを第３図のＤＣ
−ＣＴ２４の代りに使用する方法がある。この方法にお
いても直流側巻線の電圧は低圧であるから巻線導体は大
きく、従って変流器も比較的大形となるとともに、個数
も２組すなわち６相分を必要とするという欠点があっ
た。
この発明は上述のような直流変換装置の直流出力電流の
制御方法の欠点を除去し、経済的で設置スペースをほと
んど必要としない直流出力電流の計測手段により制御す
る方法を提供しようとするものである。を提供しようと
するものである。
制御方法の欠点を除去し、経済的で設置スペースをほと
んど必要としない直流出力電流の計測手段により制御す
る方法を提供しようとするものである。を提供しようと
するものである。
この発明はデルタまたは星形に接続された交流側巻線
と、中性点相互間が相間リアクトルを介して接続され、
位相を互いに１８０度ずらせた２組の星形接続された直
流側巻線とを備えた変圧器と、前記それぞれの直流側巻
線と接続された整流アーム群とを有する直流変換装置に
おいて、前記交流側巻線の巻線電流を変流器を介して整
流方向が正と負のそれぞれ別の三相半波整流回路に導き
前記各整流アーム群からの直流出力電流を交流側にて分
離計測し、これらの計測値により前記各整流アーム群か
らの直流出力電流を制御しようとするものである。
と、中性点相互間が相間リアクトルを介して接続され、
位相を互いに１８０度ずらせた２組の星形接続された直
流側巻線とを備えた変圧器と、前記それぞれの直流側巻
線と接続された整流アーム群とを有する直流変換装置に
おいて、前記交流側巻線の巻線電流を変流器を介して整
流方向が正と負のそれぞれ別の三相半波整流回路に導き
前記各整流アーム群からの直流出力電流を交流側にて分
離計測し、これらの計測値により前記各整流アーム群か
らの直流出力電流を制御しようとするものである。
第４図に本発明を構成する直流出力電流を計測する回路
の一実施例を示す。図において１０１，１０２，１０３
はそれぞれ交流側巻線の巻線電流を計測する変流器であ
って、通常は交流側巻線の両側を変圧器タンクの外側に
導出するブッシング導体を１次側導体とするブッシング
形変流器として形成されるが、ここには説明の便宜上交
流側巻線に直接付設した形で示されている。これら変流
器の２次側は星形に接続され、また111，１１２，１１
３はそれぞれ変流器２次側電流ｉM1，ｉV1，ｉW1の正方
向が図の矢印の方向としたときに整流する三相半波整流
回路１１０の整流素子、１１６，１１７，１１８はそれ
ぞれ変流器２次側電流が負の方向に流れるときに整流す
る三相半波整流回路１１５の整流素子である。１２１は
前記正方向側の半波整流回路の出力側に設けられた計測
抵抗、１２２は同様に負方向側の計測抵抗である。
の一実施例を示す。図において１０１，１０２，１０３
はそれぞれ交流側巻線の巻線電流を計測する変流器であ
って、通常は交流側巻線の両側を変圧器タンクの外側に
導出するブッシング導体を１次側導体とするブッシング
形変流器として形成されるが、ここには説明の便宜上交
流側巻線に直接付設した形で示されている。これら変流
器の２次側は星形に接続され、また111，１１２，１１
３はそれぞれ変流器２次側電流ｉM1，ｉV1，ｉW1の正方
向が図の矢印の方向としたときに整流する三相半波整流
回路１１０の整流素子、１１６，１１７，１１８はそれ
ぞれ変流器２次側電流が負の方向に流れるときに整流す
る三相半波整流回路１１５の整流素子である。１２１は
前記正方向側の半波整流回路の出力側に設けられた計測
抵抗、１２２は同様に負方向側の計測抵抗である。
いま交流側巻線に流れている電流をそれぞれＩＵφ，Ｉ
Ｖφ，ＩＷφ、変流器１０１，１０２，１０３の２次側
に流れている電流をそれぞれｉU1，ｉV1，ｉW1とすれば
変流器１０１，１０２，１０３の２次側は星形に接続さ
れているからｉU1，ｉV1，ｉW1はそれぞれＩＵφ，Ｉ
Ｖφ，ＩＷφと同一波形であって変流比によってきまる
電流値を示す。ここでｉU1，ｉV1，ｉW1の流れの正方向
を上述のように図の矢印の方向とすれば、正方向には第
１図に示す第１の整流アーム群の電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ
に対応する電流が流れ、負方向には第２の整流アーム群
の電流ＩＸ，ＩＹ，ＩＺに対応する電流が流れることに
なる。なお第５図は交流側巻線の巻線電流の波形を示す
ものであって、それぞれ電気角が１２０度の継続時間を
もって１周期ごとに現われる矩形波の直流側巻線の電流
たとえばＩＵと、これと方向が反対で位相が１８０度す
れた電流ＩＸとの波形からなるように示す。
Ｖφ，ＩＷφ、変流器１０１，１０２，１０３の２次側
に流れている電流をそれぞれｉU1，ｉV1，ｉW1とすれば
変流器１０１，１０２，１０３の２次側は星形に接続さ
れているからｉU1，ｉV1，ｉW1はそれぞれＩＵφ，Ｉ
Ｖφ，ＩＷφと同一波形であって変流比によってきまる
電流値を示す。ここでｉU1，ｉV1，ｉW1の流れの正方向
を上述のように図の矢印の方向とすれば、正方向には第
１図に示す第１の整流アーム群の電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ
に対応する電流が流れ、負方向には第２の整流アーム群
の電流ＩＸ，ＩＹ，ＩＺに対応する電流が流れることに
なる。なお第５図は交流側巻線の巻線電流の波形を示す
ものであって、それぞれ電気角が１２０度の継続時間を
もって１周期ごとに現われる矩形波の直流側巻線の電流
たとえばＩＵと、これと方向が反対で位相が１８０度す
れた電流ＩＸとの波形からなるように示す。
このようにして変流器の２次側に得られた正方向の電流
は整流素子１１１，１１２，１１３からなる三相半波整
流回路１１０を介して計測抵抗１２１に導かれ、また負
方向の電流は１１６，１１７，１１８からなる三相半波
整流回路１１５を介して計測抵抗１２２に導かれるか
ら、直流変換装置における２組の整流アーム群からの直
流出力電流を交流側において分離計測することが可能と
なるので、この計測値により前記整流アームからの出力
電流を制御することができる。
は整流素子１１１，１１２，１１３からなる三相半波整
流回路１１０を介して計測抵抗１２１に導かれ、また負
方向の電流は１１６，１１７，１１８からなる三相半波
整流回路１１５を介して計測抵抗１２２に導かれるか
ら、直流変換装置における２組の整流アーム群からの直
流出力電流を交流側において分離計測することが可能と
なるので、この計測値により前記整流アームからの出力
電流を制御することができる。
以上の直流変換装置の直流出力電流を交流側にて分離計
測する計測回路の実施例は変流器１０１，１０２，１０
３に２次側負担が計測抵抗１２１，１２２を含む三相半
波整流回路のみの場合に対するものであるが、２次側に
さらに保護継電器２０１，２０２，２０３などの負担を
かける場合には、変流器１０１，１０２，１０３の容量
をこれらの負担に応じたものとするとともに、第６図の
実施例に示すように変流器１０１，１０２，１０３の２
次側導体を１次側とする補助変流器１０４，１０５，１
０６を介在させて保護継電器の回路と三相半波整流回路
とを別回路とすることにより信頼性の高い分離計測回路
を構成することができる。
測する計測回路の実施例は変流器１０１，１０２，１０
３に２次側負担が計測抵抗１２１，１２２を含む三相半
波整流回路のみの場合に対するものであるが、２次側に
さらに保護継電器２０１，２０２，２０３などの負担を
かける場合には、変流器１０１，１０２，１０３の容量
をこれらの負担に応じたものとするとともに、第６図の
実施例に示すように変流器１０１，１０２，１０３の２
次側導体を１次側とする補助変流器１０４，１０５，１
０６を介在させて保護継電器の回路と三相半波整流回路
とを別回路とすることにより信頼性の高い分離計測回路
を構成することができる。
また上述の実施例においては交流側巻線がデルタ接続と
なっている場合についてのみ説明したが、星形接続の場
合に対しても本発明を適用し得ることが明らかである。
なっている場合についてのみ説明したが、星形接続の場
合に対しても本発明を適用し得ることが明らかである。
この発明によれば比較的高電圧小電流の交流側巻線の巻
線電流を計測する小形な変流器を直流変換装置中に設
け、この変流器を介して得られた電流を２組の小形な三
相半波整流回路を介して２個の計測抵抗に導くだけで相
間リアクトル付き二重星形結線の直流変換装置における
各整流アーム群からの直流出力電流を交流側にて分離計
測することができるので、極めて安価に各整流アーム群
からの直流出力電流を均衡せしめる制御を行なうことが
できるという効果が得られる。
線電流を計測する小形な変流器を直流変換装置中に設
け、この変流器を介して得られた電流を２組の小形な三
相半波整流回路を介して２個の計測抵抗に導くだけで相
間リアクトル付き二重星形結線の直流変換装置における
各整流アーム群からの直流出力電流を交流側にて分離計
測することができるので、極めて安価に各整流アーム群
からの直流出力電流を均衡せしめる制御を行なうことが
できるという効果が得られる。
第１図は相間リアクトル付き二重星形結線の変圧器を有
する直流変換装置の結線図、第２図は第１図における各
整流アーム群の直流出力電圧と負荷の端子電圧のそれぞ
れの波形を示す図、第３図は前記各整流アーム群からの
直流出力電流を均衡せしめる制御方法を説明する図、第
４図は本発明の一実施例を示す図、第５図は第４図の実
施例に対する本発明の原理を説明する図、第６図は別の
実施例を示す図である。 １…交流側巻線、２，３…直流出力電流、４…相間リア
クトル、７，８…整流アーム群、１０１，１０２，１０
３…変流器、１１０，１１５…三相半波整流回路。
する直流変換装置の結線図、第２図は第１図における各
整流アーム群の直流出力電圧と負荷の端子電圧のそれぞ
れの波形を示す図、第３図は前記各整流アーム群からの
直流出力電流を均衡せしめる制御方法を説明する図、第
４図は本発明の一実施例を示す図、第５図は第４図の実
施例に対する本発明の原理を説明する図、第６図は別の
実施例を示す図である。 １…交流側巻線、２，３…直流出力電流、４…相間リア
クトル、７，８…整流アーム群、１０１，１０２，１０
３…変流器、１１０，１１５…三相半波整流回路。
Claims (1)
- 【請求項１】デルタまたは星形に接続された交流巻線
と、中性点相互間が相間リアクトルを介して接続され位
相を１８０度ずらせた２組の星形接続された直流側巻線
とを備えた変圧器と、前記それぞれの直流側巻線と接続
された整流アーム群とを有する直流変換装置において、
前記交流側巻線の巻線電流を変流器を介して整流方向が
正と負のそれぞれ別の三相半波整流回路に導き前記各整
流アーム群からの直流出力電流を交流側にて分離計測
し、これらの計測値により前記各整流アーム群からの直
流出力電流を制御することを特徴とする直流変換装置の
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117231A JPH063472B2 (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 直流変換装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117231A JPH063472B2 (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 直流変換装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608757A JPS608757A (ja) | 1985-01-17 |
| JPH063472B2 true JPH063472B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=14706628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117231A Expired - Lifetime JPH063472B2 (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 直流変換装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063472B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5340111B2 (ja) * | 1971-12-24 | 1978-10-25 | ||
| JPS5382488A (en) * | 1976-12-28 | 1978-07-20 | Fuji Electric Co Ltd | Current detecting circuit |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58117231A patent/JPH063472B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS608757A (ja) | 1985-01-17 |
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