JPH0769747B2 - AC constant voltage device - Google Patents

AC constant voltage device

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JPH0769747B2
JPH0769747B2 JP63219243A JP21924388A JPH0769747B2 JP H0769747 B2 JPH0769747 B2 JP H0769747B2 JP 63219243 A JP63219243 A JP 63219243A JP 21924388 A JP21924388 A JP 21924388A JP H0769747 B2 JPH0769747 B2 JP H0769747B2
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thyristor
output
tap
commutation
power supply
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秀夫 伊藤
泰夫 渡辺
英機 山村
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Nissin Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タップ付きの変圧器の各タップの出力を双方
向性サイリスタの点,消弧によって択一的に選択し、交
流電源の電圧変動によらず、定電圧交流を負荷に供給す
る交流定電圧装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention selectively selects the output of each tap of a transformer with a tap by the point of a bidirectional thyristor or by extinguishing the arc, and the voltage of an AC power supply. The present invention relates to an AC constant voltage device that supplies a constant voltage AC to a load regardless of fluctuations.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、OA機器などの負荷の給電交流を定電圧化するた
め、たとえば特開昭53−81928号公報(G05F 1/20)に
は、タップ付きの変圧器と複数の双方向性サイリスタと
を組合わせ、変圧器の1次側の交流電源の電圧変動の検
出にもとづき、各サイリスタを択一的に選択して点弧
し、変圧器の各タップの出力を負荷に切換え供給する交
流定電圧装置が記載されている。
Conventionally, in order to make a power supply alternating current of a load such as OA equipment a constant voltage, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 53-81928 (G05F 1/20) discloses a transformer with a tap and a plurality of bidirectional thyristors. In addition, based on the detection of the voltage fluctuation of the primary side AC power supply of the transformer, each thyristor is selectively selected and ignited, and the output of each tap of the transformer is switched to the load and supplied. Is listed.

ところで、各サイリスタを点弧してタップ出力を切換え
る際には、複数のサイリスタの同時オンによる破損を防
止するため、既点弧によってオンしているサイリスタの
転流消弧後に目標のタップのサイリスタの点弧制御に移
行する必要がある。
By the way, when switching the tap output by igniting each thyristor, in order to prevent damage due to simultaneous turning on of multiple thyristors, the thyristor of the target tap after commutation extinguishing of the thyristor that has been turned on by the already ignited It is necessary to shift to the ignition control of.

そして、前記公報に記載の交流定電圧装置の場合、通電
電流のゼロクロスによって自然転流するサイリスタの特
性を利用し、タップ出力を切換える際には、タップ切換
制御により、既点弧によってオンしているサイリスタへ
の点弧用のゲート信号の供給を遮断停止し、自然転流に
よって当該サイリスタが転流消弧した後、交流電源の電
圧のゼロクロスに同期して目標のタップのサイリスタに
点弧用のゲート信号を供給している。
And, in the case of the AC constant voltage device described in the above publication, the characteristics of the thyristor that spontaneously commutates due to the zero cross of the energizing current are used, and when the tap output is switched, it is turned on by the already ignited by the tap switching control. The thyristor at the target tap is ignited in synchronism with the zero crossing of the AC power supply voltage after the thyristor has commutated and extinguished by natural commutation by stopping the supply of the gate signal for ignition to the existing thyristor. Is supplying the gate signal of.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

前記のようにサイリスタの消弧を自然転流で行う場合、
消弧に要する時間が交流電源のサイクル(周波数)に依
存し、しかも、オン状態のサイリスタを通流する負荷電
流が遅れ位相になるときには、電圧のゼロクロスから遅
れてサイリスタが転流消弧される。
When extinguishing the thyristor by natural commutation as described above,
The time required for extinguishing arc depends on the cycle (frequency) of the AC power supply, and when the load current flowing through the thyristor in the ON state is in the delay phase, the thyristor is extinguished in commutation after the zero crossing of the voltage. .

したがって、交流電源の電圧変動の検出から既点弧のサ
イリスタが消弧されるまでに交流電源の約1サイクル
(50Hzで約20msec)もの長時間を要し、複数のサイリス
タの同時オンを確実に防止するには、目標のタップのサ
イリスタの点弧制御を、負荷電流のゼロクロス検出後又
は予め設定した1サイクル以上の長い消弧期間経過後に
行う必要がある。
Therefore, it takes about one cycle of AC power supply (about 20 msec at 50 Hz) from detection of voltage fluctuation of AC power supply to extinction of already ignited thyristor, and it is ensured that multiple thyristors are turned on at the same time. In order to prevent it, it is necessary to control the firing of the thyristor of the target tap after the zero crossing of the load current is detected or after the preset long extinction period of one cycle or more.

そのため、タップ出力の迅速な切換えが行えず、しか
も、少なくとも1サイクル程度の長い期間に渡って出力
交流が無制御状態になり、その間、過大又は過小な電圧
印加によって負荷に悪影響を与える問題点がある。
Therefore, there is a problem that the tap output cannot be rapidly switched, and the output AC is in an uncontrolled state for a long period of at least about one cycle, and during that time, an excessive or excessive voltage application adversely affects the load. is there.

なお、前記公報には交流電源の電圧のゼロクロス検出に
もとづき、交流電源の電圧のゼロクロスに同期して目標
のタップのサイリスタを点弧することのみが記載され、
この場合、タップ出力の迅速な切換えが行えず、かつ、
前述の負荷電流の位相の遅れなどにもとづき、複数のサ
イリスタが同時にオンする恐れがあるため、タップ間電
圧が規制され、しかも、出力の多段切換えを行うには変
圧器の巻線構成,タップ切換制御を複雑かつ特殊なもの
とする必要がある。
Incidentally, in the publication, based on the zero-cross detection of the voltage of the AC power supply, it is described only to ignite the thyristor of the target tap in synchronization with the zero-cross of the voltage of the AC power supply,
In this case, tap output cannot be switched quickly, and
Due to the delay in the phase of the load current described above, multiple thyristors may turn on at the same time, so the voltage between taps is regulated. Controls need to be complex and specialized.

本発明は、複数のサイリスタの同時オンを確実に防止し
てタップ出力の迅速な切換えが行える交流定電圧装置を
提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide an AC constant voltage device capable of reliably preventing simultaneous turning-on of a plurality of thyristors and enabling quick switching of tap outputs.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

前記目的を達成するための手段を、1実施例に対応する
第1図を参照して以下に説明する。
Means for achieving the above object will be described below with reference to FIG. 1 corresponding to one embodiment.

本発明は第1図に示すように、交流電源1に接続された
変圧器2Bに複数の出力タップT1,T2,…,Tn-1,Tnを設け、
該各出力タップTn-1〜Tnに複数の双方向性サイリスタ
S1,S2,…,Sn-1,Snそれぞれの一端を接続するとともに、
各サイリスタS1〜Snの他端を出力端子3に接続し、電源
1の電圧変動の検出にもとづくタップ切換制御により、
既点弧のサイリスタの点弧制御を停止し、該サイリスタ
の転流消弧後に目標の出力タップのサイリスタの点弧制
御に移行し、出力端子3に接続された負荷に定電圧交流
を供給する交流定電圧装置において、各サイリスタS1
Snの他端の接続点と出力端子3との間に2次巻線L2が挿
入され,1次巻線L1の中間タップTmがアースされた転流エ
ネルギ注入用のリアクトル4と、 直流電源と1次巻線L1の両端それぞれとの間に設けられ
た正,負転流用の2個の半導体スイッチQc,Qdと、 既点弧のサイリスタの点弧制御の停止と同時に電源1の
電圧の正,負に応じて両スイッチQc,Qdを択一的に瞬時
オン駆動し,2次巻線L2の誘起エネルギで各サイリスタS1
〜Snを強制転流消弧する転流制御回路と を備えるという技術的手段を講じている。
As shown in FIG. 1, the present invention provides a transformer 2B connected to an AC power source 1 with a plurality of output taps T 1 , T 2 , ..., T n-1 , Tn,
A plurality of bidirectional thyristors are provided at each of the output taps T n-1 to T n.
While connecting one end of each of S 1 , S 2 , ..., S n-1 , and Sn,
The other end of each thyristor S 1 -Sn is connected to the output terminal 3, and by tap switching control based on the detection of the voltage fluctuation of the power supply 1,
The ignition control of the already ignited thyristor is stopped, and after the commutation of the thyristor is extinguished, the control proceeds to the ignition control of the thyristor of the target output tap, and a constant voltage AC is supplied to the load connected to the output terminal 3. In the AC constant voltage device, each thyristor S 1 ~
The secondary winding L 2 is inserted between the connection point at the other end of Sn and the output terminal 3, and the intermediate tap Tm of the primary winding L 1 is grounded. Two semiconductor switches Qc and Qd for positive and negative commutation provided between the power source and both ends of the primary winding L 1 and the termination of the ignition control of the already ignited thyristor and the power source 1 Both switches Qc and Qd are selectively momentarily turned on depending on whether the voltage is positive or negative, and each thyristor S 1 is driven by the induced energy in the secondary winding L 2.
~ The technical means of providing a commutation control circuit for forcibly extinguishing Sn is extinguished.

〔作用〕[Action]

以上のように構成されているため、本発明の交流定電圧
装置においては、電源1の電圧が変動したときに、既点
弧のサイリスタの点弧制御の停止と同時に、転流制御回
路によってスイッチQc,Qdが択一的に瞬時オン駆動さ
れ、このとき、リアクトル4の1次巻線L1の通電方向が
スイッチQc,Qdそれぞれのオンによって逆になるととも
に、1次巻線L1の通電方向に応じて極性反転する2次巻
線L2の誘起エネルギによって既点弧のサイリスタが逆バ
イアスされ、強制転流によって当該サイリスタが直ちに
消弧される。
With the above-described configuration, in the AC voltage regulator of the present invention, when the voltage of the power supply 1 fluctuates, the commutation control circuit switches the ignition control of the already-ignited thyristor at the same time. Qc and Qd are selectively turned on instantaneously, and at this time, the energization direction of the primary winding L 1 of the reactor 4 is reversed by turning on each of the switches Qc and Qd, and the energization of the primary winding L 1 is reversed. The already fired thyristor is reverse-biased by the induced energy in the secondary winding L 2 whose polarity reverses depending on the direction, and the thyristor is immediately extinguished by forced commutation.

そのため、既点弧のサイリスタの転流消弧が、電源1の
サイクルに依存することなく、サイリスタの特性に依存
した数100μsecの瞬時に行え、既点弧のサイリスタの点
弧制御を停止した後、直ちに目標の出力タップのサイリ
スタの点弧制御に移行することにより、複数のサイリス
タの同時オンを防止してタップ出力の切換えが瞬時に行
える。
Therefore, the commutation extinction of the already ignited thyristor can be performed instantly for several 100 μsec depending on the characteristics of the thyristor without depending on the cycle of the power supply 1, and after the ignition control of the already ignited thyristor is stopped. By immediately shifting to the firing control of the thyristor of the target output tap, simultaneous turning on of a plurality of thyristors can be prevented and tap output can be switched instantaneously.

〔実施例〕〔Example〕

1実施例について、第1図および第2図を参照して説明
する。
One embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図に示すように50V又は60Vの系統の交流電源1に単
巻の変圧器2Bが接続され、この変圧器2Bは、1次側のタ
ップとして所定ターン位置に入力タップTiが設けられる
とともに、タップ出力のn段切換えを行うため、2次側
のタップとしてn個の出力タップT1,T2,…,Tn-1,Tnが設
けられる。
As shown in FIG. 1, a single-winding transformer 2B is connected to an AC power source 1 of 50V or 60V system, and this transformer 2B is provided with an input tap T i at a predetermined turn position as a tap on the primary side. In addition, n output taps T 1 , T 2 , ..., T n-1 , Tn are provided as secondary-side taps for switching n stages of tap output.

なお、最も高電圧の出力タップTnは巻線2Bの一端を形成
する。
The highest voltage output tap Tn forms one end of the winding 2B.

そして、入力タップTiと巻線2Bの他端の入力側共通端子
Ti′の間に印加された電源電圧にもとづき、各出力タッ
プT1〜Tnと巻線2Bの他端の出力側共通端子T0との間にタ
ップ位置に応じた電圧が発生し、たとえば前記所定ター
ン位置に設けられた出力タップT1には電源電圧と同一の
電圧が発生する。
Then, the input tap Ti and the input side common terminal of the other end of the winding 2B
Based on the power supply voltage applied between Ti ′, a voltage corresponding to the tap position is generated between each output tap T 1 to Tn and the output-side common terminal T 0 at the other end of the winding 2B. The same voltage as the power supply voltage is generated at the output tap T 1 provided at the predetermined turn position.

さらに、各出力タップT1〜Tnにトライアック,2個の単方
向性サイリスタの可逆接続などによって形成された3端
子型のn個の双方向性サイリスタS1,S2,…,Sn-1,Snそれ
ぞれの一端が接続され、各サイリスタS1〜Snの他端は転
流エネルギ注入用のリアクトル4を介して一方の出力端
子3に接続され、各サイリスタS1〜Snの択一的な点弧制
御にもとづき、出力端子3と,共通端子T0に接続された
他方の出力端子3′との間に、各出力タップT1〜Tnの電
圧の交流が切換えて出力される。
Furthermore, n tridirectional thyristors S 1 , S 2 , ..., S n-1 of three terminals formed by triacs and reversible connections of two unidirectional thyristors at each output tap T 1 to Tn. , Sn are each one end connected to the other end of the thyristors S 1 to Sn is connected to one output terminal 3 through the reactor 4 for commutation energy implant, an alternative for the thyristors S 1 to Sn Based on the firing control, the alternating current of the voltages of the output taps T 1 to Tn is output between the output terminal 3 and the other output terminal 3 ′ connected to the common terminal T 0 .

前記リアクトル4は2次巻線L2が各サイリスタS1〜Snの
他端と出力端子3との間に挿入されるとともに、1次巻
線L1の中間タップTmがアースされている。
In the reactor 4, the secondary winding L 2 is inserted between the other end of each thyristor S 1 to Sn and the output terminal 3, and the intermediate tap Tm of the primary winding L 1 is grounded.

また、出力端子3,3′間には、交流アブソーバを形成す
るノイズ吸収用のコンデンサCa,抵抗Raが設けられてい
る。
Further, a noise absorbing capacitor Ca and a resistor Ra forming an AC absorber are provided between the output terminals 3 and 3 '.

つぎに、出力タップの切換えの際の各サイリスタS1〜Sn
の逆バイアス用のエネルギを得るため、電源1の交流が
小型小容量の電源変圧器15,整流用のダイオードDe,Dfに
よって変圧,全波整流されるとともに、ダイオードDe,D
fの整流出力により直流電源を形成する大容量の平滑積
分コンデンサCbが常時充電される。
Next, each thyristor S 1 to Sn when switching output taps
In order to obtain the energy for the reverse bias of, the AC of the power supply 1 is transformed and full-wave rectified by the small and small-capacity power supply transformer 15 and the diodes De, Df for rectification, and the diodes De, D
The rectified output of f constantly charges the large-capacity smoothing integration capacitor Cb that forms the DC power supply.

また、コンデンサCbの充電エネルギの1次巻線L1への給
電方向を切換え、2次巻線L2の誘起エネルギの極性を電
源1の電圧の正,負に応じて切換えるため、コンデンサ
Cbと1次巻線L1の一端,他端との間に、正,負転流用の
2個の半導体スイッチを形成するNPN型の2個のトラン
ジスタQc,Qdそれぞれが挿入される。
Further, since the direction of feeding the charging energy of the capacitor Cb to the primary winding L 1 is switched, the polarity of the induced energy of the secondary winding L 2 is switched depending on whether the voltage of the power source 1 is positive or negative.
Two NPN type transistors Qc and Qd forming two semiconductor switches for positive and negative commutation are respectively inserted between Cb and one end and the other end of the primary winding L 1 .

両トランジスタQc,Qdはコレクタが接続用の抵抗Rbを介
してコンデンサCbに接続され、エミッタが逆流防止用の
ダイオードDg,Dhそれぞれを介して1次巻線L1の一端,
他端それぞれに接続されている。
The collectors of both transistors Qc and Qd are connected to a capacitor Cb via a connection resistor Rb, and the emitters are connected to one end of a primary winding L 1 via backflow prevention diodes Dg and Dh, respectively.
It is connected to each of the other ends.

一方、電源1の電圧変動の検出及び各サイリスタS1〜Sn
の点,消弧を制御するため、電源1の電圧が検出変圧器
6で検出されるとともに、変圧器6の2次側の検出出力
が直流変換回路7,同期パルス発生回路8に入力され、変
換回路7から積分回路9に電源1の交流電圧にもとづく
直流電圧が出力され、発生回路8から積分回路9に電源
1の電圧の正,負それぞれの同期パルスが1サイクルよ
り十分短い間隔,たとえば1/4サイクル毎に出力され
る。
On the other hand, detection of voltage fluctuation of the power supply 1 and each thyristor S 1 to Sn
Point, the voltage of the power supply 1 is detected by the detection transformer 6, and the detection output of the secondary side of the transformer 6 is input to the DC conversion circuit 7 and the synchronous pulse generation circuit 8. A DC voltage based on the AC voltage of the power supply 1 is output from the conversion circuit 7 to the integration circuit 9, and the positive and negative sync pulses of the voltage of the power supply 1 are generated from the generation circuit 8 to the integration circuit 9 at intervals sufficiently shorter than one cycle, for example, Output every 1/4 cycle.

そして、積分回路9は変換回路7の各1/4サイクルの出
力の積分をくり返し、積分回路9の積分電圧は判定回路
10に出力される。
The integrator circuit 9 repeats the integration of the output of each 1/4 cycle of the conversion circuit 7, and the integrated voltage of the integrator circuit 9 is the determination circuit.
Output to 10.

この判定回路10は積分回路9の積分電圧と検出基準電源
11の基準電圧との誤差を演算し、デコーダ回路12に電源
1の電圧変動の検出電圧としての積分電圧と基準電圧と
の差分電圧を出力する。
This judging circuit 10 is the integrated voltage of the integrating circuit 9 and the detection reference power source.
An error from the reference voltage of 11 is calculated, and the difference voltage between the integrated voltage as the detection voltage of the voltage fluctuation of the power supply 1 and the reference voltage is output to the decoder circuit 12.

そして、デコーダ回路12は入力された差分電圧を、該電
圧の極性,大きさに応じて各出力タップT1〜Tnのいずれ
かを択一的に選択するnビットの選択データに変換し、
該選択データをタップ切換指令回路13に供給する。
Then, the decoder circuit 12 converts the input differential voltage into n-bit selection data that selectively selects one of the output taps T 1 to Tn according to the polarity and magnitude of the voltage,
The selection data is supplied to the tap switching command circuit 13.

さらに、この指令回路13は1/4サイクル毎に入力される
選択データにもとづいて出力タップT1〜Tnの切換えの有
無を検出し、この検出結果にもとづき、各サイリスタS1
〜SnのゲートGに択一的に点弧用のゲート信号を出力す
る。
Further, the command circuit 13 detects the presence or absence of switching of the output taps T 1 to Tn based on the selection data input every 1/4 cycle, and based on this detection result, each thyristor S 1
A gate signal for firing is alternatively output to the gates G of ~ Sn.

このゲート信号により、出力端子3,3′間に電源1の定
格電圧の定電圧交流が生じるように、各サイリスタS1
Snが択一的に点弧制御されてオンし、出力端子3,3′間
の負荷に定電圧交流が供給される。
This gate signal causes each of the thyristors S 1 to S 1 to generate a constant voltage AC of the rated voltage of the power source 1 between the output terminals 3 and 3 '.
Sn is selectively fired and turned on, and a constant voltage AC is supplied to the load between the output terminals 3 and 3 '.

そして、たとえばサイリスタS1の点弧制御中に電源1の
電圧が低下変動すると、積分回路9の出力にもとづき、
1/4サイクルの極めて短い時間内に、判定回路10が電圧
低下を検出し、このとき、デコーダ回路12の選択データ
にもとづき、指令回路13はタップ出力の切換え,たとえ
ば出力タップT1から出力タップTnへの切換えを検出す
る。
Then, for example, when the voltage of the power supply 1 drops and changes during the firing control of the thyristor S 1 , based on the output of the integrating circuit 9,
The decision circuit 10 detects a voltage drop within an extremely short time of 1/4 cycle, and at this time, based on the selection data of the decoder circuit 12, the command circuit 13 switches the tap output, for example, from the output tap T 1 to the output tap. Detect switching to Tn.

ところで、タップ出力の切換えを検出すると、指令回路
13は既点弧のサイリスタS1のゲート信号を遮断すると同
時に転流駆動回路14に転流指令信号を出力する。
By the way, when the tap output switching is detected, the command circuit
13 cuts off the gate signal of the already fired thyristor S 1 and at the same time outputs a commutation command signal to the commutation drive circuit 14.

また、駆動回路14は発生回路8の正,負の同期パルスに
もとづく出力切換えにより、駆動回路14からの転流指令
信号を正側,負側のオン信号としてトランジスタQc,Qd
のベースBc,Bdに択一的に瞬時(数100μsec)出力す
る。
Further, the drive circuit 14 switches the outputs based on the positive and negative sync pulses of the generation circuit 8 to make the commutation command signal from the drive circuit 14 a positive side and a negative side on-signal as transistors Qc and Qd.
Outputs instantaneously (several 100 μsec) to the bases Bc and Bd of.

この結果、電源1の電圧の正の半サイクルにタップの切
換えが発生すると、指令回路13,駆動回路14が形成する
転流制御回路により、ゲート信号の遮断にもとづく既点
弧のサイリスタS1の点弧制御の停止と同時にトランジス
タQcが瞬時オンする。
As a result, when tap switching occurs in the positive half cycle of the voltage of the power supply 1, the commutation control circuit formed by the command circuit 13 and the drive circuit 14 causes the thyristor S 1 that has already been ignited based on the interruption of the gate signal. At the same time as the ignition control is stopped, the transistor Qc is instantly turned on.

このとき、1次巻線L1の通電極性にもとづき、2次巻線
L2に図中の+,−で示す極性,すなわちサイリスタS1
Snの接続点を正とする極性の誘起エネルギが発生し、該
誘起エネルギがサイリスタS1に転流エネルギとして注入
され、サイリスタS1が逆バイアスされて強制転流消弧さ
れ、直ちにオフする。
At this time, based on the conduction polarity of the primary winding L 1 , the secondary winding
L 2 in in FIG. +, - polarity indicated by, i.e. thyristors S 1 ~
The connection point of the Sn-induced energy polarity to positive occurs, the induced energy is injected as commutation energy thyristors S 1, are forced commutation extinguishing thyristor S 1 is reverse biased to turn off immediately.

そして、サイリスタS1の転流消弧後、駆動回路14のオン
信号の出力が終了すると、指令回路13は選択データによ
って指定された目標の出力タップTnのサイリスタSnにゲ
ート信号を出力し、サイリスタS1のオフから数100μsec
だけ遅れて直ちにサイリスタSnの点弧制御に移行し、サ
イリスタSnをオンしてタップ出力を切換える。
Then, after the extinction of the commutation of the thyristor S 1 , when the output of the ON signal of the drive circuit 14 ends, the command circuit 13 outputs a gate signal to the thyristor Sn of the target output tap Tn designated by the selection data, and the thyristor S1. Several hundred microseconds from S 1 off
Immediately after a delay, the thyristor Sn is switched to the ignition control, the thyristor Sn is turned on, and the tap output is switched.

そのため、電圧低下の検出からタップ出力の切換え終了
までが数100μsecの瞬時に行え、しかも、強制転流消弧
によって既点弧のサイリスタS1が消弧された後、目標の
出力タップTnのサイリスタSnが点弧され、サイリスタ
S1,Snが同時にオン状態になることもない。
Therefore, the detection of the voltage drop to the end of tap output switching can be done in an instant of several 100 μsec, and furthermore, after the extinguished thyristor S 1 is extinguished by the forced commutation extinction, the thyristor of the target output tap Tn is S n is fired and the thyristor
Neither S 1 nor Sn will be on at the same time.

なお、電源1の電圧の負の半サイクルのときには、駆動
回路14の負側のオン信号によってトランジスタQdがオン
し、2次巻線L2の誘起エネルギの極性が正の半サイクル
の極性と逆になり、この逆極性の誘起エネルギにより正
の半サイクルの場合と同様にして既点弧のサイリスタが
強制転流消弧され、出力タップの切換えが行われる。
In the negative half cycle of the voltage of the power source 1, the transistor Qd is turned on by the ON signal on the negative side of the drive circuit 14, and the polarity of the induced energy of the secondary winding L 2 is opposite to the positive half cycle. Then, the induced energy of the opposite polarity causes the commutated extinction of the already ignited thyristor in the same manner as in the positive half cycle, and the output taps are switched.

また、転流エネルギの負荷への流出はリアクトル4によ
って阻止され、転流消弧,点弧によって生じる数100μs
ecのノイズはコンデンサCa,抵抗Raによって吸収され
る。
In addition, the flow of commutation energy to the load is blocked by the reactor 4, and the commutation extinguishing and ignition generate a few hundred μs.
The noise of ec is absorbed by the capacitor Ca and the resistor Ra.

さらに、電源1の電圧の上昇,低下の変動にしたがって
出力タップの切換え方向が変化するのは勿論である。
Further, it goes without saying that the switching direction of the output taps changes as the voltage of the power source 1 rises and falls.

そして、電源1の電圧が上昇変動したときの出力交流の
電圧,電流の波形は、たとえば第2図(a),(b)そ
れぞれの実線に示すようになり、同図(a),(b)に
おいて、破線は変動にもとづく異常電圧,異常電流の波
形を示し、τは数100μsecのタップ出力の切換え期間を
示す。
The waveforms of the voltage and current of the output AC when the voltage of the power source 1 rises and rises are as shown by the solid lines in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. ), The broken lines show the waveforms of abnormal voltage and current due to fluctuations, and τ shows the tap output switching period of several 100 μsec.

ところで、各サイリスタS1〜Snの転流消弧が電源1の電
圧変動によらず確実に行えるように、コンデンサCbの容
量などは予め設定されている。
By the way, the capacitance and the like of the capacitor Cb are set in advance so that the commutation extinction of the thyristors S 1 to Sn can be surely performed regardless of the voltage fluctuation of the power supply 1.

そして、サイリスタS1〜Snの転流消弧がいずれもコンデ
ンサCbの充電エネルギにもとづいて行われ、タップ出力
毎にコンデンサの容量に重み付けを施したりする必要が
なく、しかも、変圧器2Bに転流消弧のための特別なタッ
プを設ける必要もなく、ほぼ無調整で装置が形成され
る。
Then, both commutation extinguishing thyristor S 1 to Sn is performed on the basis of the charging energy of the capacitor Cb, it is not necessary or subjected to a weighted capacitance of the capacitor for each tap output, moreover, rolling the transformer 2B The device is formed with almost no adjustment, without the need to provide special taps for extinguishing the flow.

ところで、変圧器2Bの代わりに単巻の変圧器,1次,2次巻
線を有する変圧器などの種々の変圧器を使用してよいの
は勿論である。
By the way, it goes without saying that various transformers such as a single-turn transformer and a transformer having primary and secondary windings may be used instead of the transformer 2B.

また、電源1の電圧変動の検出手法などが実施例と異な
っていてもよい。
Further, the method of detecting the voltage fluctuation of the power supply 1 may be different from that of the embodiment.

さらに、直流電源として電源1と別系統の交流電源の整
流出力あるいは電池電源を用いてもよい。
Further, as the DC power supply, a rectified output of an AC power supply of a different system from the power supply 1 or a battery power supply may be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載する効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the effects described below.

変圧器2Bの各出力タップT1〜Tnそれぞれに接続された複
数の双方向性サイリスタS1〜Snと出力端子3との間に2
次巻線L2が挿入された転流エネルギ注入用のリアクトル
4を設け、交流電源1の電圧変動の検出にもとづく出力
タップの切換えの際に、既点弧のサイリスタの点弧制御
の停止と同時に交流電源1の電圧の正,負に応じてリア
クトル4の1次巻線L1に設けられた正,負転流用の2個
の半導体スイッチQc,Qdを択一的に瞬時オン駆動し、直
流電源の直流にもとづき、リアクトル4の2次巻線L2
交流電源1の正,負に応じて極性が反転する誘起エネル
ギを発生し、該誘起エネルギによって各サイリスタS1
Snを逆バイアスし、既点弧のサイリスタを強制転流消弧
したことにより、変圧器2Bの巻線構成,タップ切換制御
を複雑化することなく、しかも、出力タップによらず無
調整で転流エネルギとしての誘起エネルギを各サイリス
タS1〜Snに注入し、瞬時に既点弧のサイリスタを転流消
弧して直ちに目標のタップのサイリスタの点弧制御に移
行することができる。
2 between the plurality of bidirectional thyristors S 1 to Sn connected to the output taps T 1 to Tn of the transformer 2B and the output terminal 3, respectively.
A reactor 4 for injecting commutation energy into which the secondary winding L 2 is inserted is provided, and when the output tap is switched based on the detection of the voltage fluctuation of the AC power supply 1, the ignition control of the already ignited thyristor is stopped. At the same time, depending on whether the voltage of the AC power supply 1 is positive or negative, two semiconductor switches Qc, Qd for positive and negative commutation provided on the primary winding L 1 of the reactor 4 are selectively momentarily turned on, Based on the direct current of the direct current power supply, induced energy is generated in the secondary winding L 2 of the reactor 4 in which the polarity is inverted depending on whether the alternating current power supply 1 is positive or negative, and the induced energy causes each thyristor S 1 ...
By reverse biasing Sn and extinguishing the already ignited thyristor by commutation, the winding configuration of the transformer 2B and tap switching control are not complicated, and there is no adjustment regardless of the output tap. It is possible to inject the induced energy as the flow energy into the thyristors S 1 to Sn to instantaneously commutate and extinguish the thyristors that have already been ignited, and immediately shift to the ignition control of the thyristor of the target tap.

さらに、負荷電流が遅れ位相であっても、既点弧のサイ
リスタが強制転流消弧によって確実に転流消弧されるた
め、複数のサイリスタの同時オン状態の発生を防止して
瞬時に出力タップの切換えが行え、出力タップの切換え
にもとづく出力交流の無制御を防止して定電圧交流を負
荷に供給することができる。
Furthermore, even if the load current is in a lag phase, the commutated extinction of the already fired thyristor is ensured by forced commutation extinction, preventing the simultaneous turn-on of multiple thyristors and outputting instantaneously. It is possible to switch the taps, prevent non-control of the output AC based on the switching of the output taps, and supply the constant voltage AC to the load.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の交流定電圧装置の1実施例の結線図、
第2図(a),(b)は第1図の動作説明用の出力交流
の電圧,電流波形図である。 1……交流電源、2B……変圧器、3……出力端子、4…
…転流エネルギ注入用のリアクトル、Qc,Qd……正,負
転流用の半導体スイッチとしてのトランジスタ、S1〜Sn
……双方向性サイリスタ、T1〜Tn……出力タップ。
FIG. 1 is a connection diagram of one embodiment of an AC constant voltage device of the present invention,
FIGS. 2A and 2B are output AC voltage and current waveform diagrams for explaining the operation of FIG. 1 ... AC power supply, 2B ... Transformer, 3 ... Output terminal, 4 ...
… Reactor for injecting commutation energy, Qc, Qd… Transistors as semiconductor switches for positive and negative commutation, S 1 to Sn
…… Bidirectional thyristor, T 1 to Tn …… Output tap.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−101847(JP,A) 特開 昭61−281312(JP,A) 特開 昭62−127911(JP,A)Continuation of front page (56) Reference JP-A-51-101847 (JP, A) JP-A-61-281312 (JP, A) JP-A-62-127911 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電源に接続された変圧器に複数の出力
タップを設け、該各出力タップに複数の双方向性サイリ
スタそれぞれの一端を接続するとともに、前記各サイリ
スタの他端を出力端子に接続し、前記電源の電圧変動の
検出にもとづくタップ切換制御により、既点弧サイリス
タの点弧制御を停止し、該サイリスタの転流消弧後に目
標の出力タップのサイリスタの点弧制御に移行し、前記
出力端子に接続された負荷に定電圧交流を供給する交流
定電圧装置において、 前記各サイリスタの他端の接続点と前記出力端子との間
に2次巻線が挿入され,1次巻線の中間タップがアースさ
れた転流エネルギ注入用のリアクトルと、 直流電源と前記1次巻線の両端それぞれとの間に設けら
れた正,負転流用の2個の半導体スイッチと、 前記既点弧のサイリスタの点弧制御の停止と同時に前記
交流電源の電圧の正,負に応じて前記両スイッチを択一
的に瞬時オン駆動し,前記2次巻線の誘起エネルギで前
記各サイリスタを強制転流消弧する転流制御回路と を備えたことを特徴とする交流定電圧装置。
1. A transformer connected to an AC power supply is provided with a plurality of output taps, one end of each of the plurality of bidirectional thyristors is connected to each output tap, and the other end of each of the thyristors is an output terminal. Connected, by tap switching control based on the detection of the voltage fluctuation of the power supply, stop the ignition control of the already ignited thyristor, and after the commutation extinction of the thyristor, shift to the ignition control of the thyristor of the target output tap. In an AC constant voltage device that supplies constant voltage AC to a load connected to the output terminal, a secondary winding is inserted between a connection point at the other end of each thyristor and the output terminal, and a primary winding A reactor for injecting commutation energy, in which the center tap of the wire is grounded, two semiconductor switches for positive and negative commutation provided between the DC power supply and both ends of the primary winding, respectively. Firing service Simultaneously with the stoppage of the ignition control of the lister, the both switches are selectively momentarily turned on depending on whether the voltage of the AC power supply is positive or negative, and the commutation of each of the thyristors is forced by the induced energy of the secondary winding. An AC constant voltage device comprising a commutation control circuit for extinguishing an arc.
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