JPH10271828A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH10271828A JPH10271828A JP7343497A JP7343497A JPH10271828A JP H10271828 A JPH10271828 A JP H10271828A JP 7343497 A JP7343497 A JP 7343497A JP 7343497 A JP7343497 A JP 7343497A JP H10271828 A JPH10271828 A JP H10271828A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高効率化、省電力化、ならびに小形化を実現す
ること。 【解決手段】単位アームが並列接続された複数個のサイ
リスタで構成され、交流電力を直流電力に変換して負荷
に供給する電力変換装置において、電力変換装置本体の
出力側に、負荷電流を検出する電流検出器９を設けると
共に、電力変換装置本体の出力側端子間に、無負荷状態
でサイリスタ７を導通させるための抵抗８とスイッチ12
とからなるダミーロードを設け、電流検出器９からの出
力値が所定の値以下になった場合に、ダミーロードのス
イッチ12を投入する。
ること。 【解決手段】単位アームが並列接続された複数個のサイ
リスタで構成され、交流電力を直流電力に変換して負荷
に供給する電力変換装置において、電力変換装置本体の
出力側に、負荷電流を検出する電流検出器９を設けると
共に、電力変換装置本体の出力側端子間に、無負荷状態
でサイリスタ７を導通させるための抵抗８とスイッチ12
とからなるダミーロードを設け、電流検出器９からの出
力値が所定の値以下になった場合に、ダミーロードのス
イッチ12を投入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電気鉄道用
直流変電所に使用されて、交流電力を直流電力に変換す
る電力変換装置に係り、特に高効率化、省電力化、なら
びに小形化を実現できるようにした電力変換装置に関す
るものである。
直流変電所に使用されて、交流電力を直流電力に変換す
る電力変換装置に係り、特に高効率化、省電力化、なら
びに小形化を実現できるようにした電力変換装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、サイリスタ等の半導体の大容量化
に伴なって、電力変換装置も増々大容量化の傾向にあ
る。また、小形化、省エネルギーの要求も強く、例えば
電気鉄道用直流変電所においても、車両の回生エネルギ
ーを、電力回生インバータにより交流系統へ回生して、
駅務設備への有効活用を図ることが行なわれてきてい
る。
に伴なって、電力変換装置も増々大容量化の傾向にあ
る。また、小形化、省エネルギーの要求も強く、例えば
電気鉄道用直流変電所においても、車両の回生エネルギ
ーを、電力回生インバータにより交流系統へ回生して、
駅務設備への有効活用を図ることが行なわれてきてい
る。
【０００３】図５は、この種の電気鉄道用直流変電所に
使用される従来の電力変換装置の全体構成例を示す回路
図である。図５において、交流系統１には、交流しゃ断
器２、および変換器用変圧器３を介してサイリスタ変換
器４を接続し、このサイリスタ変換器４の出力側を、高
速度直流しゃ断器５を介して負荷である車両６に接続
し、直流電力を供給するようにしている。
使用される従来の電力変換装置の全体構成例を示す回路
図である。図５において、交流系統１には、交流しゃ断
器２、および変換器用変圧器３を介してサイリスタ変換
器４を接続し、このサイリスタ変換器４の出力側を、高
速度直流しゃ断器５を介して負荷である車両６に接続
し、直流電力を供給するようにしている。
【０００４】サイリスタ変換器４の単位アームは、サイ
リスタ７を定格電流に応じて必要個数（ｎ個）並列接続
して構成している。さらに、サイリスタ変換器４の出力
側端子間には、ダミーロードである抵抗８を接続してい
る。このダミーロードは、負荷である車両６がない、例
えば早朝の変電所立上時でも、サイリスタ７を確実に導
通させるために必要な電流を流すために設けるものであ
る。
リスタ７を定格電流に応じて必要個数（ｎ個）並列接続
して構成している。さらに、サイリスタ変換器４の出力
側端子間には、ダミーロードである抵抗８を接続してい
る。このダミーロードは、負荷である車両６がない、例
えば早朝の変電所立上時でも、サイリスタ７を確実に導
通させるために必要な電流を流すために設けるものであ
る。
【０００５】しかしながら、このような電力変換装置に
おいては、以下のような問題点がある。すなわち、無負
荷状態でサイリスタ７を導通させるために設けるダミー
ロードは、通常、サイリスタ７のラッチング電流に十分
な余裕を取って、単位アーム内のサイリスタ７並列個数
全数が導通するように選定している。
おいては、以下のような問題点がある。すなわち、無負
荷状態でサイリスタ７を導通させるために設けるダミー
ロードは、通常、サイリスタ７のラッチング電流に十分
な余裕を取って、単位アーム内のサイリスタ７並列個数
全数が導通するように選定している。
【０００６】この場合、１個のサイリスタ７に必要とす
るラッチング電流は１Ａ程度であり、並列個数が１並列
でも、ダミーロードの発生ロスは、直流電圧が１５００
Ｖの場合１．５ｋｗになる。
るラッチング電流は１Ａ程度であり、並列個数が１並列
でも、ダミーロードの発生ロスは、直流電圧が１５００
Ｖの場合１．５ｋｗになる。
【０００７】通常、電気鉄道用直流変電所の電力変換装
置の定格容量は４０００ｋｗ〜６０００ｋｗで、直流電
流も２６６７Ａ〜４０００Ａになり、現有する大容量の
サイリスタを使用しても、単位アーム内のサイリスタ７
並列個数は３並列程度となる。従って、前述したダミー
ロードの発生ロスは、４．５ｋｗにもなってしまう。
置の定格容量は４０００ｋｗ〜６０００ｋｗで、直流電
流も２６６７Ａ〜４０００Ａになり、現有する大容量の
サイリスタを使用しても、単位アーム内のサイリスタ７
並列個数は３並列程度となる。従って、前述したダミー
ロードの発生ロスは、４．５ｋｗにもなってしまう。
【０００８】このことは、高効率化を要求される電力変
換装置と逆行しているばかりでなく、本来負荷である車
両６が立上った後は不要であるにもかかわらず常時接続
しているため、無駄な電力を常時消費していることにな
る。さらには、装置全体を大形化にしてしまうという問
題点もある。
換装置と逆行しているばかりでなく、本来負荷である車
両６が立上った後は不要であるにもかかわらず常時接続
しているため、無駄な電力を常時消費していることにな
る。さらには、装置全体を大形化にしてしまうという問
題点もある。
【０００９】そこで、このような問題点を回避するため
に、最近では、サイリスタ７へのゲートパルス信号を通
電区間中出し続ける広幅ゲートパルス方式が提案されて
きている。
に、最近では、サイリスタ７へのゲートパルス信号を通
電区間中出し続ける広幅ゲートパルス方式が提案されて
きている。
【００１０】しかしながら、この場合にも、狭幅ゲート
パルス方式に比べて、ゲート電源容量が増大して装置全
体が大形化になり、また通電期間中に負荷電流が断続し
て、サイリスタ７に逆電圧が印加された際のゲートパル
スカット回路が必要となり、ゲート制御回路が複雑にな
る等の問題点がある。
パルス方式に比べて、ゲート電源容量が増大して装置全
体が大形化になり、また通電期間中に負荷電流が断続し
て、サイリスタ７に逆電圧が印加された際のゲートパル
スカット回路が必要となり、ゲート制御回路が複雑にな
る等の問題点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電力変換装置においては、高効率化を図れないばかりで
なく、無駄な電力消費が多く、さらに装置全体が大形に
なるという問題があった。
電力変換装置においては、高効率化を図れないばかりで
なく、無駄な電力消費が多く、さらに装置全体が大形に
なるという問題があった。
【００１２】本発明の目的は、負荷が無負荷の際にダミ
ーロードに発生するロスを極小に抑制し、かつ負荷が立
上った後はダミーロードにより発生する無駄電力を無く
し、さらに負荷電流に応じて単位アーム内の並列サイリ
スタの導通個数を増減して装置の発生ロスを必要最低限
に抑制し、高効率化、省電力化、ならびに小形化を実現
することが可能な電力変換装置を提供することにある。
ーロードに発生するロスを極小に抑制し、かつ負荷が立
上った後はダミーロードにより発生する無駄電力を無く
し、さらに負荷電流に応じて単位アーム内の並列サイリ
スタの導通個数を増減して装置の発生ロスを必要最低限
に抑制し、高効率化、省電力化、ならびに小形化を実現
することが可能な電力変換装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、単位アームが並列接続され
た複数個のサイリスタで構成され、交流電力を直流電力
に変換して負荷に供給する電力変換装置において、電力
変換装置本体の出力側に、負荷電流を検出する電流検出
器を設けると共に、電力変換装置本体の出力側端子間
に、無負荷状態でサイリスタを導通させるための抵抗と
スイッチとからなるダミーロードを設け、電流検出器か
らの出力値が所定の値（例えば、単位アーム内の並列サ
イリスタが導通可能な下限値近傍の値相当）以下になっ
た場合に、ダミーロードのスイッチを投入するようにし
ている。
めに、請求項１の発明では、単位アームが並列接続され
た複数個のサイリスタで構成され、交流電力を直流電力
に変換して負荷に供給する電力変換装置において、電力
変換装置本体の出力側に、負荷電流を検出する電流検出
器を設けると共に、電力変換装置本体の出力側端子間
に、無負荷状態でサイリスタを導通させるための抵抗と
スイッチとからなるダミーロードを設け、電流検出器か
らの出力値が所定の値（例えば、単位アーム内の並列サ
イリスタが導通可能な下限値近傍の値相当）以下になっ
た場合に、ダミーロードのスイッチを投入するようにし
ている。
【００１４】従って、請求項１の発明の電力変換装置に
おいては、電流検出器にて常時負荷電流を検出し、負荷
電流の値が所定の値、例えば単位アーム内の並列サイリ
スタが導通可能な下限値近傍になった時に、ダミーロー
ドのスイッチを投入してサイリスタの導通状態を継続さ
せ、負荷電流の値が単位アーム内の並列サイリスタが確
実に導通可能な値になった時に、ダミーロードのスイッ
チを開放することにより、負荷電流が十分に大きくダミ
ーロードが不要な際に、ダミーロードのスイッチを開放
するため、無駄な電力を常時消費しなくて済み、省電力
化を図ることができる。
おいては、電流検出器にて常時負荷電流を検出し、負荷
電流の値が所定の値、例えば単位アーム内の並列サイリ
スタが導通可能な下限値近傍になった時に、ダミーロー
ドのスイッチを投入してサイリスタの導通状態を継続さ
せ、負荷電流の値が単位アーム内の並列サイリスタが確
実に導通可能な値になった時に、ダミーロードのスイッ
チを開放することにより、負荷電流が十分に大きくダミ
ーロードが不要な際に、ダミーロードのスイッチを開放
するため、無駄な電力を常時消費しなくて済み、省電力
化を図ることができる。
【００１５】また、請求項２の発明では、上記請求項１
の発明の電力変換装置において、電流検出器からの出力
が無負荷であること、および電力変換装置本体の起動指
令があることの条件が成立した場合に、単位アーム内の
並列サイリスタの１個のみを導通させるようにしてい
る。
の発明の電力変換装置において、電流検出器からの出力
が無負荷であること、および電力変換装置本体の起動指
令があることの条件が成立した場合に、単位アーム内の
並列サイリスタの１個のみを導通させるようにしてい
る。
【００１６】従って、請求項２の発明の電力変換装置に
おいては、電力変換装置本体の起動当初の負荷が存在し
ない負荷電流の供給は不要であるが、定格直流電圧が必
要ないわゆる無負荷立上げ時に限り、単位アーム内の並
列サイリスタの１個のみを導通させて、ダミーロードに
通電する電流を、本来単位アーム内の並列サイリスタ個
数（ｎ個）分のラッチング電流（ｎ）Ａを（１／ｎ）Ａ
となるように選定することにより、ダミーロードの発生
ロスを低減することができ、かつ無負荷の時も安定な直
流出力電圧を得ることができる。
おいては、電力変換装置本体の起動当初の負荷が存在し
ない負荷電流の供給は不要であるが、定格直流電圧が必
要ないわゆる無負荷立上げ時に限り、単位アーム内の並
列サイリスタの１個のみを導通させて、ダミーロードに
通電する電流を、本来単位アーム内の並列サイリスタ個
数（ｎ個）分のラッチング電流（ｎ）Ａを（１／ｎ）Ａ
となるように選定することにより、ダミーロードの発生
ロスを低減することができ、かつ無負荷の時も安定な直
流出力電圧を得ることができる。
【００１７】さらに、請求項３の発明では、上記請求項
１または請求項２の発明の電力変換装置において、電流
検出器からの出力の値に応じ負荷電流の増加に応じて、
単位アーム内の並列サイリスタを順次導通させるように
している。
１または請求項２の発明の電力変換装置において、電流
検出器からの出力の値に応じ負荷電流の増加に応じて、
単位アーム内の並列サイリスタを順次導通させるように
している。
【００１８】従って、請求項３の発明の電力変換装置に
おいては、電流検出器にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタを順次導通させる、すな
わちあらかじめ設定されたサイリスタの１並列からｎ並
列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電流と比
較して負荷電流の増加に応じて順次導通させることによ
り、負荷電流に応じたロスしか発生せず、無駄な電力を
省力化することができ、高効率な電力変換装置を実現す
ることができる。
おいては、電流検出器にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタを順次導通させる、すな
わちあらかじめ設定されたサイリスタの１並列からｎ並
列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電流と比
較して負荷電流の増加に応じて順次導通させることによ
り、負荷電流に応じたロスしか発生せず、無駄な電力を
省力化することができ、高効率な電力変換装置を実現す
ることができる。
【００１９】さらにまた、請求項４の発明では、上記請
求項１または請求項２の発明の電力変換装置において、
電流検出器からの出力の値に応じ負荷電流の減少に応じ
て、単位アーム内の並列サイリスタを順次非導通とする
ようにしている。
求項１または請求項２の発明の電力変換装置において、
電流検出器からの出力の値に応じ負荷電流の減少に応じ
て、単位アーム内の並列サイリスタを順次非導通とする
ようにしている。
【００２０】従って、請求項４の発明の電力変換装置に
おいては、電流検出器にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタを順次非導通とする、す
なわちあらかじめ設定されたサイリスタの１並列からｎ
並列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電流と
比較して負荷電流の減少に応じて順次非導通とすること
により、負荷電流に応じたロスしか発生せず、無駄な電
力を省力化することができ、高効率な電力変換装置を実
現することができる。
おいては、電流検出器にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタを順次非導通とする、す
なわちあらかじめ設定されたサイリスタの１並列からｎ
並列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電流と
比較して負荷電流の減少に応じて順次非導通とすること
により、負荷電流に応じたロスしか発生せず、無駄な電
力を省力化することができ、高効率な電力変換装置を実
現することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本実施の形態による電気
鉄道用直流変電所に使用される電力変換装置の全体構成
例を示す回路図であり、図５と同一要素には同一符号を
付して示している。
て図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本実施の形態による電気
鉄道用直流変電所に使用される電力変換装置の全体構成
例を示す回路図であり、図５と同一要素には同一符号を
付して示している。
【００２２】図１において、交流系統１には、交流しゃ
断器２、および変換器用変圧器３を介してサイリスタ変
換器４を接続し、このサイリスタ変換器４の出力側を、
高速度直流しゃ断器５を介して負荷である車両６に接続
し、直流電力を供給するようにしている。
断器２、および変換器用変圧器３を介してサイリスタ変
換器４を接続し、このサイリスタ変換器４の出力側を、
高速度直流しゃ断器５を介して負荷である車両６に接続
し、直流電力を供給するようにしている。
【００２３】サイリスタ変換器４の単位アームは、サイ
リスタ７を定格電流に応じて必要個数（ｎ個）並列接続
して構成している。さらに、サイリスタ変換器４の出力
側端子間には、無負荷状態でサイリスタ７を導通させる
ための抵抗８と抵抗８に直列に接続されたスイッチ１２
とからなるダミーロードを接続している。
リスタ７を定格電流に応じて必要個数（ｎ個）並列接続
して構成している。さらに、サイリスタ変換器４の出力
側端子間には、無負荷状態でサイリスタ７を導通させる
ための抵抗８と抵抗８に直列に接続されたスイッチ１２
とからなるダミーロードを接続している。
【００２４】一方、サイリスタ変換器４の出力側には、
負荷電流を検出する電流検出器９を設け、その出力をレ
ベル検出器１０に入力している。また、レベル検出器１
０は、電流検出器９からの出力値が所定の値、例えば単
位アーム内の並列サイリスタが導通可能な下限値近傍の
値相当以下になった場合に、ダミーロードスイッチ操作
回路１１へ出力信号を発生する。
負荷電流を検出する電流検出器９を設け、その出力をレ
ベル検出器１０に入力している。また、レベル検出器１
０は、電流検出器９からの出力値が所定の値、例えば単
位アーム内の並列サイリスタが導通可能な下限値近傍の
値相当以下になった場合に、ダミーロードスイッチ操作
回路１１へ出力信号を発生する。
【００２５】さらに、ダミーロードスイッチ操作回路１
１は、起動指令が有ること、およびレベル検出器１０か
ら出力信号が発生したことの条件が成立した場合に、ダ
ミーロードのスイッチ１２を投入するようにしている。
１は、起動指令が有ること、およびレベル検出器１０か
ら出力信号が発生したことの条件が成立した場合に、ダ
ミーロードのスイッチ１２を投入するようにしている。
【００２６】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電力変換装置においては、電流検出器９にて常時負荷
電流を検出し、負荷電流の値が所定の値、すなわち単位
アーム内の並列サイリスタが導通可能な下限値近傍にな
った時に、ダミーロードのスイッチ１２を投入してサイ
リスタ７の導通状態を継続させ、負荷電流の値が単位ア
ーム内の並列サイリスタが確実に導通可能な値になった
時に、ダミーロードのスイッチ１２を開放することによ
り、負荷電流が十分に大きくダミーロードが不要な際
に、ダミーロードのスイッチ１２を開放するため、無駄
な電力を常時消費しなくて済み、省電力化を図ることが
できる。
の電力変換装置においては、電流検出器９にて常時負荷
電流を検出し、負荷電流の値が所定の値、すなわち単位
アーム内の並列サイリスタが導通可能な下限値近傍にな
った時に、ダミーロードのスイッチ１２を投入してサイ
リスタ７の導通状態を継続させ、負荷電流の値が単位ア
ーム内の並列サイリスタが確実に導通可能な値になった
時に、ダミーロードのスイッチ１２を開放することによ
り、負荷電流が十分に大きくダミーロードが不要な際
に、ダミーロードのスイッチ１２を開放するため、無駄
な電力を常時消費しなくて済み、省電力化を図ることが
できる。
【００２７】これにより、負荷である車両６が無負荷の
際にダミーロードに発生するロスを極小に抑制すること
ができる。上述したように、本実施の形態の電力変換装
置では、電流検出器９にて常時負荷電流を検出し、負荷
電流の値が単位アーム内の並列サイリスタが導通可能な
下限値近傍になった時に、ダミーロードのスイッチ１２
を投入してサイリスタ７の導通状態を継続させるように
したので、負荷電流が十分に大きくダミーロードが不要
な際に、ダミーロードのスイッチ１２を開放するため、
無駄な電力を常時消費しなくて済み、省電力化を図るこ
とが可能となる。
際にダミーロードに発生するロスを極小に抑制すること
ができる。上述したように、本実施の形態の電力変換装
置では、電流検出器９にて常時負荷電流を検出し、負荷
電流の値が単位アーム内の並列サイリスタが導通可能な
下限値近傍になった時に、ダミーロードのスイッチ１２
を投入してサイリスタ７の導通状態を継続させるように
したので、負荷電流が十分に大きくダミーロードが不要
な際に、ダミーロードのスイッチ１２を開放するため、
無駄な電力を常時消費しなくて済み、省電力化を図るこ
とが可能となる。
【００２８】（第２の実施の形態）図２は、本実施の形
態による電気鉄道用直流変電所に使用される電力変換装
置の全体構成例を示す回路図であり、図１と同一要素に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
態による電気鉄道用直流変電所に使用される電力変換装
置の全体構成例を示す回路図であり、図１と同一要素に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
【００２９】図２において、直流電源１３から抵抗１４
を介して並列接続されたサイリスタ用発光ダイオード１
５−１〜１５−ｎを、主回路単位アーム内のサイリスタ
７と同一個数だけ設けている。
を介して並列接続されたサイリスタ用発光ダイオード１
５−１〜１５−ｎを、主回路単位アーム内のサイリスタ
７と同一個数だけ設けている。
【００３０】通常時は、パルスアンプ１６により、点弧
指令に基づいてサイリスタ用発光ダイオード１５−１〜
１５−ｎを全数導通するようにしており、また電流検出
器９からの出力が無負荷であること、および電力変換装
置本体であるサイリスタ変換器４の起動指令があること
の条件が成立した場合に、サイリスタ用発光ダイオード
１５−１〜１５−ｎの１並列のみを導通させ、他のｎ−
１個をスイッチ１７で非導通とするように構成したサイ
リスタ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８が動作
するようにしている。
指令に基づいてサイリスタ用発光ダイオード１５−１〜
１５−ｎを全数導通するようにしており、また電流検出
器９からの出力が無負荷であること、および電力変換装
置本体であるサイリスタ変換器４の起動指令があること
の条件が成立した場合に、サイリスタ用発光ダイオード
１５−１〜１５−ｎの１並列のみを導通させ、他のｎ−
１個をスイッチ１７で非導通とするように構成したサイ
リスタ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８が動作
するようにしている。
【００３１】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電力変換装置においては、サイリスタ変換器４の起動
当初の負荷である車両６が存在しない負荷電流の供給は
不要であるが、定格直流電圧が必要ないわゆる無負荷立
上げ時に限り、単位アーム内の並列サイリスタの１並列
のみを導通させて、ダミーロードに通電する電流を、本
来単位アーム内の並列サイリスタ個数（ｎ個）分のラッ
チング電流（ｎ）Ａを（１／ｎ）Ａとなるように選定す
ることにより、ダミーロードの発生ロスを低減すること
ができ、かつ無負荷の時も安定な直流出力電圧を得るこ
とができる。
の電力変換装置においては、サイリスタ変換器４の起動
当初の負荷である車両６が存在しない負荷電流の供給は
不要であるが、定格直流電圧が必要ないわゆる無負荷立
上げ時に限り、単位アーム内の並列サイリスタの１並列
のみを導通させて、ダミーロードに通電する電流を、本
来単位アーム内の並列サイリスタ個数（ｎ個）分のラッ
チング電流（ｎ）Ａを（１／ｎ）Ａとなるように選定す
ることにより、ダミーロードの発生ロスを低減すること
ができ、かつ無負荷の時も安定な直流出力電圧を得るこ
とができる。
【００３２】これにより、負荷である車両６が無負荷の
際にダミーロードに発生するロスを極小に抑制すること
ができる。上述したように、本実施の形態の電力変換装
置では、定格直流電圧が必要ないわゆる無負荷立上げ時
に限り、単位アーム内の並列サイリスタの１並列のみを
導通させて、ダミーロードに通電する電流を、本来単位
アーム内の並列サイリスタ個数（ｎ個）分のラッチング
電流（ｎ）Ａを（１／ｎ）Ａとなるように選定するよう
にしたので、ダミーロードの発生ロスを低減することが
でき、かつ無負荷の時も安定な直流出力電圧を得ること
が可能となる。
際にダミーロードに発生するロスを極小に抑制すること
ができる。上述したように、本実施の形態の電力変換装
置では、定格直流電圧が必要ないわゆる無負荷立上げ時
に限り、単位アーム内の並列サイリスタの１並列のみを
導通させて、ダミーロードに通電する電流を、本来単位
アーム内の並列サイリスタ個数（ｎ個）分のラッチング
電流（ｎ）Ａを（１／ｎ）Ａとなるように選定するよう
にしたので、ダミーロードの発生ロスを低減することが
でき、かつ無負荷の時も安定な直流出力電圧を得ること
が可能となる。
【００３３】（第３の実施の形態）図３は、本実施の形
態による電気鉄道用直流変電所に使用される電力変換装
置の全体構成例を示す回路図であり、図１および図２と
同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。
態による電気鉄道用直流変電所に使用される電力変換装
置の全体構成例を示す回路図であり、図１および図２と
同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。
【００３４】図３において、電流上昇基準回路１９−
１，１９−ｎを、単位アーム内のサイリスタ並列個数と
同数だけ設けている。この場合、電流上昇基準回路１９
−１は、１並列で許容できる電流上昇基準に、電流上昇
基準回路１９−ｎはｎ並列で許容できる電流上昇基準
に、それぞれあらかじめ設定しており、電流検出器９か
らの出力が、上記基準となった場合に、出力電流検出器
９からの出力に応じ負荷電流の増加に応じて、サイリス
タ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１８
−ｎへ出力信号を発生する。
１，１９−ｎを、単位アーム内のサイリスタ並列個数と
同数だけ設けている。この場合、電流上昇基準回路１９
−１は、１並列で許容できる電流上昇基準に、電流上昇
基準回路１９−ｎはｎ並列で許容できる電流上昇基準
に、それぞれあらかじめ設定しており、電流検出器９か
らの出力が、上記基準となった場合に、出力電流検出器
９からの出力に応じ負荷電流の増加に応じて、サイリス
タ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１８
−ｎへ出力信号を発生する。
【００３５】スイッチ１７−１、１７−ｎは、サイリス
タ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１８
−ｎからの出力信号に応じて、サイリスタ用発光ダイオ
ード１５−１，１５−ｎを順次投入する。
タ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１８
−ｎからの出力信号に応じて、サイリスタ用発光ダイオ
ード１５−１，１５−ｎを順次投入する。
【００３６】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電力変換装置においては、電流検出器９にて検出され
た負荷電流に応じて、並列接続されたサイリスタ７を順
次導通させる、すなわちあらかじめ設定されたサイリス
タ７の１並列からｎ並列単位に許容できる電流基準をｎ
段設け、負荷電流と比較して負荷電流の増加に応じて順
次導通させることにより、負荷電流に応じたロスしか発
生せず、無駄な電力を省力化することができ、高効率な
電力変換装置を実現することができる。
の電力変換装置においては、電流検出器９にて検出され
た負荷電流に応じて、並列接続されたサイリスタ７を順
次導通させる、すなわちあらかじめ設定されたサイリス
タ７の１並列からｎ並列単位に許容できる電流基準をｎ
段設け、負荷電流と比較して負荷電流の増加に応じて順
次導通させることにより、負荷電流に応じたロスしか発
生せず、無駄な電力を省力化することができ、高効率な
電力変換装置を実現することができる。
【００３７】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置では、電流検出器９にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタ７を順次導通させる、す
なわちあらかじめ設定されたサイリスタ７の１並列から
ｎ並列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電流
と比較して負荷電流の増加に応じて順次導通させ、負荷
電流に応じて単位アーム内の並列サイリスタの導通個数
を増加するようにしたので、負荷電流に応じたロスしか
発生せず、無駄な電力を省力化することができ、高効率
な電力変換装置を実現することが可能となる。
装置では、電流検出器９にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタ７を順次導通させる、す
なわちあらかじめ設定されたサイリスタ７の１並列から
ｎ並列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電流
と比較して負荷電流の増加に応じて順次導通させ、負荷
電流に応じて単位アーム内の並列サイリスタの導通個数
を増加するようにしたので、負荷電流に応じたロスしか
発生せず、無駄な電力を省力化することができ、高効率
な電力変換装置を実現することが可能となる。
【００３８】（第４の実施の形態）図４は、本実施の形
態による電気鉄道用直流変電所に使用される電力変換装
置の全体構成例を示す回路図であり、図１および図２と
同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。
態による電気鉄道用直流変電所に使用される電力変換装
置の全体構成例を示す回路図であり、図１および図２と
同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。
【００３９】図４において、電流減衰基準回路２０−
１，２０−ｎを、単位アーム内のサイリスタ並列個数と
同数だけ設けている。この場合、電流減衰基準回路２０
−１は、ｎ−１並列で許容できる電流減衰基準に、電流
減衰基準回路２０−ｎは１並列で許容できる電流減衰基
準に、それぞれあらかじめ設定しており、電流検出器９
からの出力が、上記基準となった場合に、出力電流検出
器９からの出力に応じ負荷電流の減少に応じて、サイリ
スタ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１
８−ｎへの出力信号の発生を停止する。
１，２０−ｎを、単位アーム内のサイリスタ並列個数と
同数だけ設けている。この場合、電流減衰基準回路２０
−１は、ｎ−１並列で許容できる電流減衰基準に、電流
減衰基準回路２０−ｎは１並列で許容できる電流減衰基
準に、それぞれあらかじめ設定しており、電流検出器９
からの出力が、上記基準となった場合に、出力電流検出
器９からの出力に応じ負荷電流の減少に応じて、サイリ
スタ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１
８−ｎへの出力信号の発生を停止する。
【００４０】スイッチ１７−１、１７−ｎは、サイリス
タ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１８
−ｎからの出力信号に応じて、サイリスタ用発光ダイオ
ード１５−１，１５−ｎを順次開放する。
タ用発光ダイオードオン／オフ操作回路１８−１，１８
−ｎからの出力信号に応じて、サイリスタ用発光ダイオ
ード１５−１，１５−ｎを順次開放する。
【００４１】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電力変換装置においては、電流検出器９にて検出され
た負荷電流に応じて、並列接続されたサイリスタ７を順
次非導通とする、すなわちあらかじめ設定されたサイリ
スタ７の１並列からｎ並列単位に許容できる電流基準を
ｎ段設け、負荷電流と比較して負荷電流の減少に応じて
順次非導通とすることにより、負荷電流に応じたロスし
か発生せず、無駄な電力を省力化することができ、高効
率な電力変換装置を実現することができる。
の電力変換装置においては、電流検出器９にて検出され
た負荷電流に応じて、並列接続されたサイリスタ７を順
次非導通とする、すなわちあらかじめ設定されたサイリ
スタ７の１並列からｎ並列単位に許容できる電流基準を
ｎ段設け、負荷電流と比較して負荷電流の減少に応じて
順次非導通とすることにより、負荷電流に応じたロスし
か発生せず、無駄な電力を省力化することができ、高効
率な電力変換装置を実現することができる。
【００４２】上述したように、本実施の形態の電力変換
装置では、電流検出器９にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタ７を順次非導通とする、
すなわちあらかじめ設定されたサイリスタ７の１並列か
らｎ並列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電
流と比較して負荷電流の減少に応じて順次非導通とし、
負荷電流に応じて単位アーム内の並列サイリスタの導通
個数を減少するようにしたので、負荷電流に応じたロス
しか発生せず、無駄な電力を省力化することができ、高
効率な電力変換装置を実現することが可能となる。
装置では、電流検出器９にて検出された負荷電流に応じ
て、並列接続されたサイリスタ７を順次非導通とする、
すなわちあらかじめ設定されたサイリスタ７の１並列か
らｎ並列単位に許容できる電流基準をｎ段設け、負荷電
流と比較して負荷電流の減少に応じて順次非導通とし、
負荷電流に応じて単位アーム内の並列サイリスタの導通
個数を減少するようにしたので、負荷電流に応じたロス
しか発生せず、無駄な電力を省力化することができ、高
効率な電力変換装置を実現することが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
力変換装置本体の出力側に、負荷電流を検出する電流検
出器を設けると共に、電力変換装置本体の出力側端子間
に、無負荷状態でサイリスタを導通させるための抵抗と
スイッチとからなるダミーロードを設け、電流検出器か
らの出力値が所定の値以下になった場合に、ダミーロー
ドのスイッチを投入し、また電流検出器からの出力が無
負荷であること、および電力変換装置本体の起動指令が
あることの条件が成立した場合に、単位アーム内の並列
サイリスタの１個のみを導通させ、さらに電流検出器か
らの出力の値に応じ負荷電流の増加／減少に応じて、単
位アーム内の並列サイリスタを順次導通／非導通させる
ようにしたので、負荷が無負荷の際にダミーロードに発
生するロスを極小に抑制し、かつ負荷が立上った後はダ
ミーロードにより発生する無駄電力を無くし、さらに負
荷電流に応じて単位アーム内の並列サイリスタの導通個
数を増減して装置の発生ロスを必要最低限に抑制し、高
効率化、省電力化、ならびに小形化を実現することが可
能な電力変換装置が提供できる。
力変換装置本体の出力側に、負荷電流を検出する電流検
出器を設けると共に、電力変換装置本体の出力側端子間
に、無負荷状態でサイリスタを導通させるための抵抗と
スイッチとからなるダミーロードを設け、電流検出器か
らの出力値が所定の値以下になった場合に、ダミーロー
ドのスイッチを投入し、また電流検出器からの出力が無
負荷であること、および電力変換装置本体の起動指令が
あることの条件が成立した場合に、単位アーム内の並列
サイリスタの１個のみを導通させ、さらに電流検出器か
らの出力の値に応じ負荷電流の増加／減少に応じて、単
位アーム内の並列サイリスタを順次導通／非導通させる
ようにしたので、負荷が無負荷の際にダミーロードに発
生するロスを極小に抑制し、かつ負荷が立上った後はダ
ミーロードにより発生する無駄電力を無くし、さらに負
荷電流に応じて単位アーム内の並列サイリスタの導通個
数を増減して装置の発生ロスを必要最低限に抑制し、高
効率化、省電力化、ならびに小形化を実現することが可
能な電力変換装置が提供できる。
【図１】本発明による電気鉄道用直流変電所に使用され
る電力変換装置の第１の実施の形態を示す回路図。
る電力変換装置の第１の実施の形態を示す回路図。
【図２】本発明による電気鉄道用直流変電所に使用され
る電力変換装置の第２の実施の形態を示す回路図。
る電力変換装置の第２の実施の形態を示す回路図。
【図３】本発明による電気鉄道用直流変電所に使用され
る電力変換装置の第３の実施の形態を示す回路図。
る電力変換装置の第３の実施の形態を示す回路図。
【図４】本発明による電気鉄道用直流変電所に使用され
る電力変換装置の第４の実施の形態を示す回路図。
る電力変換装置の第４の実施の形態を示す回路図。
【図５】電気鉄道用直流変電所に使用される従来の電力
変換装置の全体構成例を示す回路図。
変換装置の全体構成例を示す回路図。
１…交流系統、 ２…交流しゃ断器、 ３…変換器用変圧器、 ４…サイリスタ変換器、 ５…高速度直流しゃ断器、 ６…車両、 ７Ｕ〜７Ｕｎ…サイリスタ、 ７Ｚ〜７Ｚｎ…サイリスタ、 ８…抵抗、 ９…電流検出器、 １０…レベル検出器、 １１…ダミーロードスイッチ操作回路、 １２…スイッチ、 １３…直流電源、 １４…抵抗、 １５−１，１５−ｎ…サイリスタ用発光ダイオード、 １６…パルスアンプ、 １７−１，１７−ｎ…スイッチ、 １８−１，１８−ｎ…サイリスタ用発光ダイオードオン
／オフ操作回路、 １９−１，１９−ｎ…電流上昇基準回路、 ２０−１，２０−ｎ…電流減衰基準回路。
／オフ操作回路、 １９−１，１９−ｎ…電流上昇基準回路、 ２０−１，２０−ｎ…電流減衰基準回路。
Claims (5)
- 【請求項１】 単位アームが並列接続された複数個のサ
イリスタで構成され、交流電力を直流電力に変換して負
荷に供給する電力変換装置において、 前記電力変換装置本体の出力側に、負荷電流を検出する
電流検出器を設けると共に、前記電力変換装置本体の出
力側端子間に、無負荷状態で前記サイリスタを導通させ
るための抵抗とスイッチとからなるダミーロードを設
け、 前記電流検出器からの出力値が所定の値以下になった場
合に、前記ダミーロードのスイッチを投入するようにし
たことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の電力変換装置にお
いて、 前記電流検出器からの出力が無負荷であること、および
前記電力変換装置本体の起動指令があることの条件が成
立した場合に、前記単位アーム内の並列サイリスタの１
個のみを導通させるようにしたことを特徴とする電力変
換装置。 - 【請求項３】 前記請求項１または請求項２に記載の電
力変換装置において、 前記電流検出器からの出力の値に応じ負荷電流の増加に
応じて、前記単位アーム内の並列サイリスタを順次導通
させるようにしたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】 前記請求項１または請求項２に記載の電
力変換装置において、 前記電流検出器からの出力の値に応じ負荷電流の減少に
応じて、前記単位アーム内の並列サイリスタを順次非導
通とするようにしたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項５】 前記請求項１乃至請求項４のいずれか１
項に記載の電力変換装置において、 前記所定の値としては、前記単位アーム内の並列サイリ
スタが導通可能な下限値近傍の値相当であることを特徴
とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7343497A JPH10271828A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7343497A JPH10271828A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10271828A true JPH10271828A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13518143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7343497A Pending JPH10271828A (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10271828A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010118406A3 (en) * | 2009-04-11 | 2011-01-13 | Innosys, Inc. | Thyristor starting circuit |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP7343497A patent/JPH10271828A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010118406A3 (en) * | 2009-04-11 | 2011-01-13 | Innosys, Inc. | Thyristor starting circuit |
| US9006992B2 (en) | 2009-04-11 | 2015-04-14 | Innosys, Inc. | Low current thyristor-based dimming |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040319 |