JPS5850108B2 - 整流装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は整流装置の整流素子または整流素子群が逆阻
止能力破壊等の異常を発生した時、速応して電源開閉器
を開放させる等のための異常検出機能を持たせた整流装
置に関するものである。

第１図は従来の整流装置を示した回路図で、開閉器１を
経て整流トランス２の１次側に電源が接続され、６相の
２次巻線端子は電力ヒユーズ５を経て整流素子４の陰極
側に接続される。

整流トランス２の中性点は整流装置の陰極端子９に接続
され、整流素子４の陽極は６相共通で陽極端子１０に接
続される。

直流負荷３はこの陰極端子９と陽極端子１０に接続され
る。

第２図は第１図の電力ヒユーズ５に作動検出器として取
付けられているものの一例を示す概念図で、電力ヒユー
ズ５に並列に小電流ヒユーズ６が接続され、これによっ
て押バネ７が圧縮されなから押棒８が引留められ、その
先端にはＩＪ ミツトスイッチ１１が配置されている〇 従来の整流装置は以上のように構成されているが、この
動作を説明すると、整流素子４のうち１ケが逆素子能力
を失うとこの整流素子に逆電圧が加わる期間中に整流素
子、電力ヒユーズおよび整流トランス巻線を経て短絡電
流が流れる。

すると直列に接続された電力ヒユーズはしゃ断動作をし
、故障した整流素子４を切放す。

そして第２図の小電流ヒユーズ６には電力ヒユーズ健在
時にはほとんど流れなかった電流が、そのしゃ断動作と
ともに増えるため、相前後してこれもしゃ断動作を行う
。

すると押バネ７の拘束力がなくなるため押棒８が外部へ
押し出され、リミットスイッチ１１のレバーを作動させ
、内部の回路接点が反転する。

この接点の切換りをもって、異常表示、電源開閉器の開
放等を行うものである。

しかるにこの種の整流装置の多くはメッキ用直流電源、
抵抗溶接機用直流電源等の用途で用いられ、５〜３０■
、数千〜数百Ａ程度の低電圧、大電流の特性を持つもの
で、整流トランス２次側および整流素子の回路はインピ
ーダンスを極力小とすべく、導体は太くそして短かくそ
る事が必要であり、この部分に電力ヒユーズを設置する
ことは、インピーダンスの増大をまねき、また点検交換
等が一定条件の保守スペースを必要とするところから装
置自体の空間専有体積もかなり犬となっていた。

またメカニカルな作動により、異常検出、電源開閉器作
動を行うため、故障に対する連応性において問題がある
等の欠点があった。

この発明は以上の点に鑑みてなされたもので、６相のう
ち対象となる２つの相に接続された整流素子の逆耐電圧
値は互いの整流素子が正常ならば同時にゼロ値にはなら
ない点に着目して、整流素子の異常を検出することによ
り上記欠点のない整流装置を提供することを目的とする
ものである。

第３図は本発明の一実施例による整流装置で、大電流が
流れるパワー回路部は通常の接続図で、異常を検出する
ための信号回路はブロック線図で示している。

図中１〜４，９，１０は第１図の従来装置と同様であり
、８本の信号線を受ける電圧発生確認回路５と逆阻止電
圧確認回路６とこれらに接続される判定回路７、更に表
示及び出力回路８で構成される。

第４図は第３図における整流トランスの６相の各巻線の
電圧■。

〜■、と端子９および端子１０の電位の関係と波形を示
したものである。

第４図Ｂは端子１０の電位を基準とした対象となる相、
ここではＵとＸの整流素子陰極側電圧、を示した波形で
ある。

第５図は■相、Ｗ相分が省略されているが、本発明の一
実施例で１〜４，９，１０は従来整置と同様であり、＋
２０ｖ、Ｏｖ、−５ｖを発生し、整流装置の陽極と０
端子を共通とし、トランジスタ等の回路へ電力を供給す
る直流電源装置１１と各整流素子４の陽極側にその陰極
側が接続されるダイオード群１２、そしてこれらの陽極
側を共通とし、ここと整流装置の陰極間に接続される抵
抗器２４、およびダイオード１３、抵抗器２５〜３０、
トランジスタ１７，１８で構成される電圧発生確認部、
ならびに抵抗器３１〜３６、ダイオード１４．１５、ト
ランジスタ１９，２０で構成される逆明止電圧確認部、
ならびに抵抗器３７〜４０、トランジスタ２１で構成さ
れる判定部、ならびに押釦スイッチ２２、抵抗器４１，
４２、コンデンサ４３、サイリスク１６、パルストラン
ス２３で構成される表示出力部等よりなっている。

この整流装置の動作を説明すると、まず６相の整流素子
４の全てが健在である場合は開閉器１を投入すると端子
９，１０に直流出力を発生し、正常に各相が順番に負荷
電流を供給しながら運転をする。

この時の各相の実効電圧と直流出力電圧は前者は第４図
Ａに示すごとく６０°の位相差を持ち後者は各相電圧曲
線の包絡線である。

この直流電圧の実効値は相電圧実効値の１．３５倍であ
る。

また相対象となる２つの相（ここではＵとＸの整流素子
陰極側）の電圧波形（整流装置の陽極端子側を基準とし
た）は第４図Ｂに示すとと＜ ｏＶの期間が６００で互
に１２００の位相差を持つ曲線となる。

この状態において第５図のダイオード群１２と抵抗器２
４の回路では回路構成が整流素子４と直流負荷３の主回
路とダイオードの接続が逆であるだけの相似形なので第
４図Ａの下側半分の波形部に相当する電圧で同様な直流
電圧を発生している。

この直流電圧は抵抗器２５を通じてトランジスタ１７の
ベースのバイアスとして働きトランジスタ１７はオフと
なっている。

ここでダイオード１３はトランジスタに加えられるバイ
アスの直流電圧をダイオードの順方向電圧降下以上には
高めない電圧制限器の役目をなす。

その後に接続されているトランジスタ１８はトランジス
タ１７がオフしたがってオンとなりエミッタ側には＋２
０ の電位が出ている。

また、Ｕ、Ｘ相の整流素子陽極側の逆阻止電圧は抵抗器
３１．３４を経てトランジスタ１９，２０のベースのバ
イアスとして与えられる。

ダイオード１４，１５は上記１３と同じ役目である。

これらの逆阻止電圧は第４図Ｂのどと＜１．Ｈｚに６０
゜だけＯとなるのでトランジスタ１９，２０は各各の逆
阻止電圧のｏＶ期間のみオンとなり、したがって常にオ
ン、オフを繰返している。

トランジスタ１９，２０のコレクタの電圧は抵抗器３７
゜３８を経てトランジスタ２１のベースに接続されてい
るが、これらの電圧は第４図Ｂに示すごとくバイアス電
圧が必ずとちらかに発生しているために抵抗でＯＲ回路
としたベース点電位に約＋２０ｖありトランジスタ２１
は常にオンである。

したがって抵抗器４１を経てのサイリスク１６のゲート
回路はＯ電位であり、この表示出力部は動作していない
。

次に整流素子のうち１個が（ここではＵ巻線のものと仮
定する）逆阻止能力を失う異常を発生すると、この異常
整流素子が逆防止をすべき期間に逆流する短絡状の電流
が流れることとなり、この異常整流素子の陽極、陰極間
の電位差はほとんどゼロとなる。

この時整流装置９，１０間の直流電圧は整流トランス、
整流回路の内部インピーダンスの電圧降下にほとんどが
消費され大巾に低下するが、ダイオード１２、抵抗器２
４の回路による直流電圧は短絡状の電流を供給していな
い反対側の巻線により発生しているため、正規の電圧値
を維持し、電圧発生確認に充分の責を果す。

そしてトランジスタ１９のベースに対するバイアスが消
滅する結果トランジスタ１９は常にオンとなり、したが
ってトランジスタ２０がオンとなるタイミングに合わせ
てトランジスタ２１はオフ、オンするところとなり、サ
イリスク１６に抵抗器４１を経てゲートトリが電流が供
給され、サイリスク１６はオンとなり故障検出を記憶す
ると共にパルストランス２３を通して外部に信号を発生
する。

この動作は他の■相、Ｗ相の回路でも同じであり、どの
相で異常が発生したかはサイリスクの自己保持がどれか
を調べることによって判明する。

以上のようにこの発明の整流装置は電力ヒユーズを使用
しないで異常検出を行うため、整流装置内のインピーダ
ンスが小となりまた必要スペースも減少すると共に検出
回路の応答速度は電気的に行うため１− ＦＩｚ以下に
なる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す回路図、第２図は従来の異常検
出器の一例を示す概念図、第３図はこの発明の一実施例
による整流装置の概略回路図、第４図はこの発明を説明
するための電圧波形図、第５図はこの発明の一実施例に
よる異常検出部の詳細を示す回路図である。 図中１は開閉器、２は整流トランス、３は直流負荷、４
は整流素子、ｉは電圧発生確認回路、−６−は逆阻止電
圧確認回路、ヱは判定回路、１は表示及び出力回路、９
は陰極端子、１０は陽極端子、１１は直流電源装置、１
２〜１５は整流素子、１６はサイリスク、１７〜２１は
トランジスタ、２３はパルストランス、２４〜４２は抵
抗器、４３はコンデンサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １３相交流を１次側電源とし、２次側に６相星形または
   ２重星形結線にて中性点を出す整流トランスと、６相分
   の整流素子または整流素子群で構成される整流装置にお
   いて、整流トランスの中性点でありかつ整流装置の陰極
   端子、整流素子または整流素子群の共通の陽極側、即ち
   整流装置の陽極端子、および整流素子または整流素子群
   の各々の陰極側の計８ケ所の部所より信号線を引き出し
   、これらの信号線を受けて、整流装置の電圧発生確認、
   各々の整流素子または整流素子群の逆阻止電圧確認、対
   象となる相の２つの整流素子又は整流素子群が同時に逆
   明止電圧が消滅するか否かの判定、および判定結果を記
   憶し、表示し、出力する回路等を設けて、整流素子また
   は整流素子群の逆阻止能力破壊等の異常を検出し、電源
   側の開閉器等に対して開放指令を発して、装置の事故拡
   大を防止することを特徴とする整流装置。 ２ 電圧発生確認、逆阻止電圧確認、判定、および記憶
   、表示、出力等の回路部にダイオード、トランジスタ、
   サイリスクを使用した事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の整流装置。 ３ 電圧発生確認回路部をダイオード、トランジスタ等
   で構成し、そのダイオードの接続方向を整流装置の主整
   流素子または主整流素子群と逆とし、直流負荷に対して
   電流を供給していない整流トランス巻線より電圧発生を
   検知確認するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の整流装置。 ４ 逆阻止電正確認回路部をダイオード、トランジスタ
   等で構成し、トランジスタのエミッターを整流装置の陽
   極端子と同一電位とし、ベース側に主整流素子または主
   整流素子群の陰極側の信号線を抵抗とダイオードにより
   電圧制限を加えて接続し、トランジスタを逆阻止電圧よ
   り保護すると共にトランジスタに対するバイアスとして
   働かせ逆阻止電圧有りの時トランジスタＯＦＦとしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の整流装置。 ５ 判定回路部をトランジスタ等で構成し、このトラン
   ジスタのコレクク側を電圧発生確認により電圧が印加さ
   れる回路とし、整流トランスに電圧が発生している時の
   み判定回路部が有効に作動するようにした事を特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の整流装置。