JPH07322485A - 突入電流抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷が定常運転されているときに瞬時停電が
生じてもサイリスタ２４をオン状態に保持し、突入電流
抑制機能が働くことを防止する。 【構成】 サイリスタ２４がオフされているときには、
電流制限抵抗２０を通して励磁コイル１３ｂに電流を供
給し、リレースイッチ１３をオフ状態に保持する。これ
により、突入電流抑制抵抗１４により抑制された電力を
誘導電動機１６に印加する。また、サイリスタ２４がオ
ンされると、サイリスタ２４を通して励磁コイル１３ｂ
に電流を供給し、リレースイッチ１３をオンする。これ
により、突入電流抑制抵抗１４により抑制されない電力
を誘導電動機１６に印加する。そして、コンデンサ２５
ｂはダイオード２５ａを通して充電を行い、瞬時停電が
生じたときには、その放電電荷を抵抗２５ｃを通してサ
イリスタ２４に供給し、サイリスタ２４をオン状態に保
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電源を投入するにあた
って、突入電流抑制抵抗により抑制された電力を負荷に
印加するための突入電流抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、この種突入電流抑制装置をイン
バータ装置に適用した従来例を示すブロック図である。
ここで、交流電源１の電源線１ａおよび１ｂには、２個
のダイオード２ａおよび２個の平滑用コンデンサ２ｂか
らなる倍電圧整流回路２が接続され、一方の電源線１ａ
には、リレースイッチ３の接点３ａおよび突入電流抑制
抵抗４が並列に接続されている。そして、リレースイッ
チ３がオフされ、接点３ａ間が非導通状態になっている
場合、突入電流抑制抵抗４を通ることにより抑制された
交流電力が倍電圧整流回路２に供給され、倍電圧整流回
路２により直流電力に変換された後、インバータ回路５
を通して誘導電動機６に印加される。また、リレースイ
ッチ３の接点３ａ間が導通されると、突入電流抑制抵抗
４を通らない電力が誘導電動機６に印加される。

【０００３】交流電源１の電源線１ａおよび１ｂには、
前記リレーの励磁コイル３ｂを介して全波整流回路７が
接続され、この全波整流回路７の電源線７ａおよび７ｂ
間には電流制限抵抗８およびサイリスタ９が並列に接続
されている。そして、サイリスタ９のゲートには、サイ
リスタ駆動回路９ａを介してタイマー回路９ｂが接続さ
れ、タイマー回路９ｂの両端子は、ツェナーダイオード
９ｃの両端子に接続されている。

【０００４】この構成の場合、電源投入時には、サイリ
スタ９が非導通状態にあるため、下記（１）の経路で電
流が流れ、電流制限抵抗８により制限された電流Ｉが励
磁コイル３ｂに印加される。 交流電源１→励磁コイル３ｂ→全波整流回路７→電流制限抵抗８→ ツェナーダイオード９ｃ→全波整流回路７→交流電源１ ……（１） 従って、励磁コイル３ｂが励磁されず、接点３ａが非導
通状態に保持され、突入電流抑制抵抗４により抑制され
た電力が誘導電動機６に印加される。これと共に、ツェ
ナーダイオード９ｃにより電源が確立され、タイマー回
路９ｂがタイマー動作を開始する。

【０００５】この後、所定時間が経過すると、タイマー
回路９ｂからサイリスタ駆動回路９ａに駆動信号が出力
され、サイリスタ駆動回路９ａによりサイリスタ９が導
通される。すると、下記（２）の経路で電流が流れ、電
流Ｉより大きな電流Ｉ´が励磁コイル３ｂに印加され
る。

【０００６】 交流電源１→励磁コイル３ｂ→全波整流回路７→サイリスタ９→ 全波整流回路７→交流電源１ ……（２） これにより、励磁コイル３ｂが励磁され、接点３ａ間が
導通され、突入電流抑制抵抗４により抑制されない電力
が誘導電動機６に印加される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、インバータ装
置においては、１５ｍｓｅｃ以下の瞬時停電時において
も継続運転されることが理想とされている。しかしなが
ら、上記従来構成では、瞬時停電が生じると、交流電源
１からサイリスタ９に電流が供給されなくなるため、サ
イリスタ９がオフしてしまう。そして、復電と同時にタ
イマー回路９ｂがタイマー動作を開始し、所定時間経過
後、再びサイリスタ９がオンする。従って、タイマー回
路９ｂがタイマー動作を行っている間、突入電流抑制抵
抗４により抑制された電力が誘導電動機６に印加される
ことになるため、突入電流抑制抵抗４の電圧降下により
インバータ装置の不足電圧保護機能が働き、装置が運転
停止してしまう。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、負荷が定常運転されているときに瞬
時停電が生じても、突入電流抑制機能が働くことを防止
することが可能な突入電流抑制装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の突入電流抑制装
置は、交流電源と負荷との間に設けられた突入電流抑制
抵抗と、前記交流電源を整流して直流電源を得るための
整流回路と、この整流回路の直流電源電圧が印加され、
前記負荷の始動後にゲート信号が与えられるサイリスタ
と、このサイリスタを通して前記直流電源電圧が供給さ
れることにより励磁される励磁コイルおよび該励磁コイ
ルが励磁されることに伴い前記突入電流抑制抵抗の両端
子間を短絡するリレースイッチを有するリレーと、前記
直流電源電圧により充電され且つその放電電荷により前
記サイリスタに保持電流を流す充放電回路とを備えたと
ころに特徴を有する（請求項１）。

【００１０】この場合、充放電回路を、ダイオードと該
ダイオードを通して充電を行うコンデンサと該コンデン
サの放電電荷をサイリスタへ供給する抵抗とから構成し
ても良い（請求項２）。また、交流電源を整流して負荷
駆動用の直流電源を得るための倍電圧整流回路を突入電
流抑制抵抗の出力側に接続しても良い（請求項３）。ま
た、交流電源を整流して負荷駆動用の直流電源を得るた
めの全波整流回路を突入電流抑制抵抗の出力側に接続し
ても良い（請求項４）。また、交流電源を整流して負荷
駆動用の直流電源を得るための全波整流回路を突入電流
抑制抵抗の入力側に接続しても良い（請求項５）。

【００１１】

【作用】請求項１記載の手段によれば、瞬時停電が生じ
ると、充放電回路が放電し、その放電電荷によりサイリ
スタがオン状態に保持される。従って、瞬時停電に伴う
サイリスタのオフが防止されるので、突入電流抑制機能
が働くことなく負荷が継続運転される。

【００１２】ところで、充放電回路の具体構成として、
抵抗およびコンデンサを直列に接続すること等が考えら
れるが、この場合、コンデンサは抵抗を通して充電を行
いつつ放電も行ってしまうため、充放電回路の充電効率
が低い。この点、請求項２記載の手段によれば、コンデ
ンサがダイオードを通して充電し、抵抗を通して放電す
るので、充放電回路の充電効率が向上する。また、請求
項１記載の手段の適用例として、請求項３記載の手段の
ように、交流電源を倍電圧整流回路により直流化して負
荷に供給すること、請求項４および５記載の手段のよう
に、全波整流回路により直流化して負荷に供給すること
が挙げられる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１に基づいて
説明する。単相交流電源１１の電源線１１ａおよび１１
ｂには、２個のダイオード１２ａおよび２個の平滑用コ
ンデンサ１２ｂからなる倍電圧整流回路１２が接続さ
れ、一方の電源線１１ａにはリレースイッチ１３の接点
１３ａおよび突入電流抑制抵抗１４が並列に接続されて
いる。尚、１３ｃはリレースイッチ１３の可動接片であ
る。また、倍電圧整流回路１２の電源線１２ｃおよび１
２ｄ間にはインバータ回路１５が接続されている。この
インバータ回路１５は、複数のスイッチング素子をブリ
ッジ接続してなる周知構成のものであり、各相の出力端
子が負荷である誘導電動機１６の各相の入力端子に接続
されている。

【００１４】そして、リレースイッチ１３がオフされ、
接点１３ａ間が非導通状態にある場合、突入電流抑制抵
抗１４を通ることにより抑制された単相交流電源１１の
交流電力が倍電圧整流回路１２に供給され、倍電圧整流
回路１２により直流電力に変換された後、インバータ回
路１５を通して誘導電動機１６に印加される。また、リ
レースイッチ１３がオンされ、接点１３ａ間が導通され
ると、突入電流抑制抵抗１４の両端子間が短絡されるの
で、単相交流電源１１の交流電力は、突入電流抑制抵抗
１４を通らずに倍電圧整流回路１２に供給され、インバ
ータ回路１５を通して誘導電動機１６に印加される。
尚、１７は、インバータ回路１５をスイッチング制御す
るための制御装置である。

【００１５】単相交流電源１１の電源線１１ａおよび１
１ｂにはバイパス電源線１８ａおよび１８ｂが接続さ
れ、バイパス電源線１８ａおよび１８ｂには、４個のダ
イオード１９ａからなる全波整流回路１９が接続されて
いる。この全波整流回路１９は請求項１記載の整流回路
に相当するものであり、単相交流電源１１の交流電力を
全波整流して直流電力に変換する。また、全波整流回路
１９の負側の電源線１９ｂには前記リレーの励磁コイル
１３ｂが接続され、正側の電源線１９ｃおよび負側の電
源線１９ｂ間には、電流制限抵抗２０とツェナーダイオ
ード２１とが直列に接続されている。そして、全波整流
回路１９により変換された直流電力を電流制限抵抗２０
を通して励磁コイル１３ｂに供給することにより、励磁
コイル１３ｂを励磁させないようにしている。

【００１６】ツェナーダイオード２１の両端子にはタイ
マー回路２２の両端子が接続されており、電源が投入さ
れると、ツェナーダイオード２１により電源が確立さ
れ、タイマー回路２２がタイマー動作を開始するように
構成されている。また、タイマー回路２２にはサイリス
タ駆動回路２３が接続され、このサイリスタ駆動回路２
３はサイリスタ２４のゲートに接続されている。このサ
イリスタ２４は、そのアノードおよびカソードが全波整
流回路１９の正側の電源線１９ｃおよび負側の電源線１
９ｂに接続されており、タイマー動作の開始から所定時
間経過した後、タイマー回路２２が駆動信号を出力する
と、サイリスタ駆動回路２３からサイリスタ２４にゲー
ト信号が出力され、全波整流回路１９により変換された
直流電力がサイリスタ２４を通して励磁コイル１３ｂに
供給される。これにより、励磁コイル１３ｂが励磁さ
れ、リレースチッチ１３がオンされる。尚、励磁コイル
１３ｂは、内部に全波整流回路を有した直流形のもので
あり、上記のように直流回路で使用しても何等支障がな
いように構成されている。

【００１７】全波整流回路１９の出力側には充放電回路
２５が接続されている。この充放電回路２５は、全波整
流回路１９の正側の電源線１９ｃおよび負側の電源線１
９ｂ間に直列に接続されたダイオード２５ａおよびコン
デンサ２５ｂと、ダイオード２５ａに対して並列に接続
された抵抗２５ｃとから構成されるものであり、後述す
るように、コンデンサ２５ｂはダイオード２５ａを通し
て充電し、抵抗２５ｃを通して放電する。

【００１８】次に上記構成の作用について説明する。電
源が投入されると、単相交流電源１１の交流電力はバイ
パス電源線１８ａおよび１８ｂを通して全波整流回路１
９に供給され、全波整流回路１９より全波整流される。
この場合、サイリスタ２４が非導通になっているため、
下記（３）の経路で電流が流れ、電流制限抵抗２０によ
り制限された電流Ｉが励磁コイル１３ｂに印加される。 単相交流電源１１→全波整流回路１９→電流制限抵抗２０→ ツェナーダイオード２１→励磁コイル１３ｂ→全波整流回路１９→ 単相交流電源１１ ……（３） 従って、励磁コイル１３ｂが励磁されず、リレースイッ
チ１３がオフされ、接点１３ａ間が非導通状態に保持さ
れ、突入電流抑制抵抗１４により抑制された電力が誘導
電動機１６に印加される。これと共に、ツェナーダイオ
ード２１により電源が確立され、タイマー回路２２がタ
イマー動作を開始する。

【００１９】しかも、全波整流回路１９の全波整流電圧
をＶａ，コンデンサ２５ｂの端子間電圧をＶｃとする
と、電源投入直後、「Ｖａ＞Ｖｃ」という関係にあるた
め、ダイオード２５ａが導通し、コンデンサ２５ｂが全
波整流出力Ｖａによって充電され、「Ｖｃ＝Ｖａ」の状
態を保ちつつ、ＶｃがＶａと共に上昇する。そして、全
波整流電圧Ｖａがピーク値に達すると、「Ｖａ＝Ｖｃ」
から「Ｖａ＜Ｖｃ」という関係になり、ダイオード２５
ａが非導通状態になるため、コンデンサ２５ｂに充電さ
れていた電荷が下記（４）の経路で放電する。

【００２０】 コンデンサ２５ｂ→抵抗２５ｃ→電流制限抵抗２０→ ツェナーダイオード２１→励磁コイル１３ｂ→コンデンサ２５ｂ…（４） 従って、この場合にも励磁コイル１３ｂが励磁されず、
突入電流抑制抵抗１４により抑制された電力が誘導電動
機１６に印加される。

【００２１】この後、所定時間が経過すると、タイマー
回路２２からサイリスタ駆動回路２３に駆動信号が出力
され、サイリスタ駆動回路２３からサイリスタ２４のゲ
ートにゲート信号が印加される。これによりサイリスタ
２４が導通し、「Ｖａ＞Ｖｃ」という関係にある間、下
記（５）の経路で電流が流れ、前記電流Ｉより大きな電
流Ｉ´が励磁コイル１３ｂに印加される。

【００２２】また、「Ｖａ＜Ｖｃ」という関係にある
間、下記（６）の経路でコンデンサ２５ｂの放電電荷が
流れ、電流Ｉより大きな電流Ｉ´が励磁コイル１３ｂに
印加され、総じて、励磁コイル１３ｂに平滑化された電
流Ｉ´が印加される。

【００２３】 単相交流電源１１→全波整流回路１９→サイリスタ２４→ 励磁コイル１３ｂ→全波整流回路１９→単相交流電源１１ ……（５） コンデンサ２５ｂ→抵抗２５ｃ→サイリスタ２４→励磁コイル１３ｂ→ コンデンサ２５ｂ ……（６） 従って、励磁コイル１３ｂが励磁され、リレースイッチ
１３がオンされ、接点１３ａ間が導通され、突入電流抑
制抵抗１４を通らない電力が誘導電動機１６に印加さ
れ、誘導電動機１６が定常運転されることになる。

【００２４】ここで、誘導電動機１６の定常運転中に単
相交流電源１１の瞬時停電が生じると、全波整流回路１
９からの全波整流出力がなくなり、強制的に「Ｖａ＜Ｖ
ｃ」という関係になるため、サイリスタ２４を導通状態
に保持する保持電流が上記（６）の経路で流れる。従っ
て、励磁コイル１３ｂが励磁され、誘導電動機１６が継
続して運転されるようになる。

【００２５】上記実施例によれば、瞬時停電が生じる
と、充放電回路２５が放電し、その放電電荷によりサイ
リスタ２４がオン状態に保持される。従って、瞬時停電
に伴うサイリスタ２４のオフが防止されるので、突入電
流抑制機能が働くことなく誘導電動機１６が継続運転さ
れる。また、直列に接続された抵抗およびコンデンサか
ら充放電回路を構成すると、コンデンサが抵抗を通して
充電を行いつつ放電も行ってしまうため、充電効率が低
いが、本実施例の場合、ダイオード２５ａと該ダイオー
ド２５ａを通して充電を行うコンデンサ２５ｂとコンデ
ンサ２５ｂの放電電荷をサイリスタ２４へ供給する抵抗
２５ｃとから充放電回路２５を構成しているので、充放
電回路２５の充電効率が向上する。

【００２６】尚、上記第１実施例においては、突入電流
抑制抵抗１４の出力側に倍電圧整流回路１２を接続した
が、本発明の第２実施例を示す図２のように、全波整流
回路２６を接続しても上記第１実施例と同様の効果を奏
する。この全波整流回路２６は、４個のダイオード２６
ａからなるものであり、インバータ回路１５は、全波整
流回路２６の正側の電源線２６ｂおよび負側の電源線２
６ｃ間に接続されている。尚、２７は平滑用コンデンサ
である。

【００２７】また、上記第２実施例においては、突入電
流抑制抵抗１４の出力側に全波整流回路２６を接続した
が、本発明の第３実施例を示す図３のように、突入電流
抑制抵抗１４の入力側に全波整流回路２６を接続しても
上記第２実施例と同様の効果を奏する。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の突入電流抑制装置によれば、次のような優れた効果を
奏する。請求項１記載の手段によれば、瞬時停電が生じ
てもサイリスタをオン状態に保持するための保持電流を
流すことができるので、瞬時停電に伴うサイリスタのオ
フが防止され、突入電流抑制機能が働くことなく負荷が
継続運転されるようになる。請求項２記載の手段によれ
ば、コンデンサがダイオードを通して充電し、抵抗を通
して放電するので、充放電回路の充電効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図

【図２】本発明の第２実施例を示すブロック図

【図３】本発明の第３実施例を示すブロック図

【図４】従来例を示すブロック図

【符号の説明】

１１は単相交流電源（交流電源）、１２は倍電圧整流回
路、１３はリレースイッチ、１３ｂは励磁コイル、１４
は突入電流抑制抵抗、１６は誘導電動機（負荷）、１９
は全波整流回路（整流回路）、２４はサイリスタ、２５
は充放電回路、２５ａはダイオード、２５ｂはコンデン
サ、２５ｃは抵抗、２６は全波整流回路を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一ノ関 雅章 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と負荷との間に設けられた突入
   電流抑制抵抗と、 前記交流電源を整流して直流電源を得るための整流回路
   と、 この整流回路の直流電源電圧が印加され、前記負荷の始
   動後にゲート信号が与えられるサイリスタと、 このサイリスタを通して前記直流電源電圧が供給される
   ことにより励磁される励磁コイルおよび該励磁コイルが
   励磁されることに伴い前記突入電流抑制抵抗の両端子間
   を短絡するリレースイッチを有するリレーと、 前記直流電源電圧により充電され且つその放電電荷によ
   り前記サイリスタに保持電流を流す充放電回路とを備え
   たことを特徴とする突入電流抑制装置。
2. 【請求項２】 充放電回路は、ダイオードと該ダイオー
   ドを通して充電を行うコンデンサと該コンデンサの放電
   電荷をサイリスタへ供給する抵抗とから構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の突入電流抑制装置。
3. 【請求項３】 交流電源を整流して負荷駆動用の直流電
   源を得るための倍電圧整流回路を突入電流抑制抵抗の出
   力側に接続したことを特徴とする請求項１記載の突入電
   流抑制装置。
4. 【請求項４】 交流電源を整流して負荷駆動用の直流電
   源を得るための全波整流回路を突入電流抑制抵抗の出力
   側に接続したことを特徴とする請求項１記載の突入電流
   抑制装置。
5. 【請求項５】 交流電源を整流して負荷駆動用の直流電
   源を得るための全波整流回路を突入電流抑制抵抗の入力
   側に接続したことを特徴とする請求項１記載の突入電流
   抑制装置。