JPH08275533A - 充電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】入力電源に大きな電圧の低下、著しい電圧の部
分的な落ち込み、欠相が発生した後、正常な電源状態に
回復したとき、サイリスタ保護ヒューズの溶断や過電圧
の発生などを防止することを目的とする。 【構成】三相入力電圧を全波整流し、これを一定電圧と
比較し、電源の部分的な落ち込み、欠相等があると、サ
イリスタ点弧を一時停止せしめ、電源が正常に回復した
とき、直流出力をソフトスタートさせることができるよ
うに構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三相電源を交流入力と
する充電器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、充電器とバッテリーを併用した直
流電源装置としては、非常用電源、受変電設備の操作用
電源、通信用電源として広く応用され、充電器はサイリ
スタによる整流回路を使用し、バッテリーの充電のた
め、定電圧定電流特性を有している。このような充電器
では、サイリスタの点弧信号は、電源電圧のゼロクロス
により同期させており、電圧波形のゼロクロスに近い付
近に、自らあるいは同じ電源系統にあるサイリスタ機器
の転流重り角による電圧の落ち込みや、動力機器の影響
を受けた電圧の落ち込み、変形があると、サイリスタの
点弧位相が変り誤点弧することがある。このような誤点
弧が発生すると、過電流によるサイリスタ保護用速断ヒ
ューズの溶断による故障や直流出力電圧に過電圧が発生
することがある。このため同期回路にＲＣフィルタを挿
入することである程度の同期電圧の落ち込みに対して対
策ができるが、ＲＣフィルタを大きくすると同期位相が
遅れ、サイリスタの制御角を小さくできず、直流出力の
制御範囲が狭くなる欠点があった。

【０００３】図３は従来の充電器の回路構成を示す。三
相電源１に接続した変圧器２の２次側には三相サイリス
タ整流回路３があり、位相制御した直流出力は平滑リア
クトル４と平滑コンデンサ５により平滑した直流電力と
し分流器６を経て負荷８の直流負荷９、バッテリー１０
に供給される。制御は分流器６の電位を比較増幅する電
流比較増幅器１１と直流出力端子７に近い検出点から電
圧を比較増幅する電圧比較増幅器１２とによりそれぞれ
の誤差出力を定電圧制御するためのＯＲ回路１３を介し
てパルス発生部１４，１５，１６に移相信号入力１８に
接続してあり、電圧比較増幅器１２には基準電圧発生部
と該基準電圧を起動時徐々に立上げるソフトスタート回
路３０がある。各々のパルス発生部の同期入力２１に
は、三相電源１から制御変圧器１９から同期電源を得て
ＣＲフィルタ２０があり、三相電源に含まれたパルス状
の落ち込みを吸収する。図２（ａ）における（イ）のよ
うなパルス状の落ち込みは、ＣＲフィルタで吸収され
る。このような電圧の落ち込み幅が広い場合にはＣＲフ
ィルタで吸収されずゼロクロスが発生し該パルスが発生
することがあり得る。なおＣＲフィルタを大きくするこ
とにより幅の広い落ち込みを吸収することができるが、
同期位相がサイリスタ印加電圧に対し、ＣＲフィルタの
時定数による遅れが発生しサイリスタの点弧位相範囲が
狭くなってしまう。また図２（ａ）における（ロ）、
（ハ）に示すような瞬時的な電圧の低下に対しては、直
流出力電圧を定電圧制御するため次の半サイクルでは制
御角を小さくする動作となり、電圧が瞬時に回復すると
過電圧や過電流が発生するという問題点があった。

【０００４】また、電源電圧変動が著しい電源系統、た
とえば電車の軌条用電源系統に接続される充電器や、大
容量動力機器の常に入切を繰り返すような電源に接続さ
れる充電器では、急激な電源変動が半サイクルあるいは
数サイクルの間に発生し、これに対するサイリスタゲー
ト制御装置の制御系の遅れが大なるため、電源が正常に
もどったとき、過電流の発生によるサイリスタ保護用遮
断ヒューズの溶断や直流出力電圧に過電圧が発生すると
いう欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電源
電圧波形の歪みや落ち込み、著しい電源電圧の低下に対
して、バッテリーと併用して安定に直流電源を供給する
充電器を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、三相電源の電圧波形を常に一定のレベル
と比較し、異常な電圧低下が各半サイクルの一部に発生
し、その時間が一定の時限を経過したとき、電源異常信
号を発生させ、サイリスタ点弧信号を停止させると共
に、ソフトスタート回路をリセットさせ一時的に充電器
を停止させることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明は上記の特徴を有することにより、異常
な電源電圧の低下があったとき充電器を停止させ、電源
が正常に回復したとき、過電圧や過電流の発生が防止で
きる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を説明する。図１は、三相
電源１より変圧器２、三相サイリスタ整流回路３、平滑
リアクトル４、平滑コンデンサ５、分流器６を経て直流
出力端子７に至る主回路は一般的な充電器の構成で、負
荷８の直流負荷９と浮動充電されるバッテリー１０に接
続して使用する充電器を示すものである。

【０００９】充電器としては定電圧、定電流特性を有
し、制御は直流出力端子７に近い点より検出した直流電
圧を、基準電圧発生器２９による基準電圧と電圧比較増
幅器１２により比較増幅した誤差出力および、分流器６
の電流検出電位を電流比較増幅器１１に比較増幅しこの
誤差出力とを、定電圧又は定電流制御するためのＯＲ回
路１３を介して各サイリスタの点弧信号を発生させるパ
ルス発生部１４，１５，１６の移相制御入力１８に接続
しダブルパルスを発生させるパルス加算回路１７を経て
サイリスタを制御するものである。

【００１０】本発明では制御用変圧器２０より、同期電
圧を各パルス発生部１４，１５，１６の同期入力２２に
接続する間に各相のＣＲフィルタ２１があって、サイリ
スタの転流重り角による同期電圧の落ち込みや電源系統
において発生する幅の狭い同期電圧の落ち込みを吸収さ
せ、サイリスタの誤点弧や制御系に不安定を及ぼす同期
電圧による影響を除去する。

【００１１】一方前述のＣＲフィルタ２１では吸収でき
ない幅の広い落ち込みが電源電圧に発生したことや異常
に低い入力電圧が発生したことを検出するため、三相全
波整流回路２３より得た全波整流電圧Ｅｓを、抵抗２
４，２５により分圧しコンパレータ２６に入力し、基準
電圧Ｅｒ₁と比較する。該コンパレータの出力Ｅ₀は、図
２に示すように三相交流入力波形（ａ）の一部に落ち込
みとなる電圧低下により、三相全波整流波形図２（ｂ）
において（イ）、（ロ）、（ハ）の如く部分的に発生す
ると、同図コンパレータ出力波形は（ｃ）のように出力
される。この出力は図１の時定数Ｒ₂Ｃ₂２８を有したマ
ルチバイブレータ２７のＡ入力に与えられ、時定数Ｔ₂
＝Ｃ₂Ｒ₂より長い時間ｔ₂の電圧低下が発生すると、マ
ルチバイブレータ２７の出力Ｑに図２（ｄ）の出力Ｈを
得る。この出力は図１におけるパルス発生部１４，１
５，１６のパルスを停止する入力１９に与え、サイリス
タ整流回路３の動作を停止させ充電器は停止する。同時
に基準電圧発生器２９の基準電圧をゆるやかに立上げる
ソフトスタート回路３０もリセットする。交流入力電圧
が正常にもどったとき出力Ｑは図２の（ｄ）に示すＬと
なって再びサイリスタ整流回路は点弧し充電器はソフト
スタートする。サイリスタの転流重り角により発生する
電圧の落ち込みや、電源系統の大きな突入電流による電
圧の落ち込み、即ち図２（ａ）における（ハ）のような
電圧の落ち込みに対しては、サイリスタの同期不良が発
生しないように、図１におけるＣＲフィルタ２１により
吸収するがこのＣＲにより定まる時定数Ｔ₁＝Ｃ₁Ｒ₁に
対し、時定数Ｔ₂は大きく選定する。充電器の動作中
は、入力電圧に幅の狭い落ち込みは、発生する頻度が多
いが、幅の広い落ち込みに対しては時定数Ｔ₁の効果は
少くなるためである。充電器が前述のように一次停止し
てもバッテリーより負荷に直流電源が供給され、負荷へ
の影響はない。

【００１２】

【発明の効果】上述したように、本発明による充電器
は、入力電源の低下が著しい電源系統、例えば電鉄軌条
用電源、工作機械設備、多数のサイリスタ電源設備など
がある電源系統に接続されたときに、一時的な電圧低
下、即ち充電器の入力電源の定格範囲より低下したとき
にも、有効にサイリスタの点弧を停止させるものとした
ため、従来の充電器に比べ、瞬時に定格入力電圧以上に
電源が回復したときに、制御系の遅れにより発生する充
電出力の過電流によるサイリスタ保護ヒューズの溶断や
過電圧を防止することができる。さらに本充電器は瞬時
停電が発生したときの他、三相入力電源のうち一相が欠
相となったときにも同様にサイリスタの点弧を一時停止
させ、回復後はその出力をソフトスタートさせる動作を
同様に過電流や過電圧を防止する点で優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】回路動作を示す図である。

【図３】従来の充電器の回路を示す図である。

【符号の説明】

１は三相電源、２は変圧器、３は三相サイリスタ整流回
路、４は平滑リアクトル、５は平滑コンデンサ、６は分
流器、７は直流出力端子、８は負荷、９は直流負荷、１
０はバッテリー、１１は電流比較増幅器、１２は電圧比
較増幅器、１３はＯＲ回路、１４はパルス発生部、１５
はパルス発生部、１６はパルス発生部、１７はパルス加
算回路、１８は移相制御入力、１９はパルスを停止する
入力、２０は制御変圧器、２１はＣＲフィルタ、２２は
同期入力、２３は全波整流回路、２４は抵抗、２５は抵
抗、２６はコンパレータ、２７はマルチバイブレータ、
２８は時定数Ｒ₂Ｃ₂、２９は基準電圧発生器、３０はソ
フトスタート回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サイリスタ点弧パルスの同期電源に挿入し
   たＲＣフィルターと三相全波整流波形の電圧を比較検出
   する回路と、ＲＣフィルターの時定数より大なる時間の
   三相全波整流波形の電圧低下を検知する回路と、電圧低
   下を検知したとき、サイリスタ点検パルスを停止せしめ
   る回路を有し、電圧低下が回復したとき、サイリスタ点
   弧パルスを発生させ、出力電圧をゆるやかに立上るソフ
   トスタート回路を有することを特徴とする三相電源を交
   流入力とする充電器。