JPS588668B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
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- H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ブリッジ結線された複数個の可制御弁からな
り平滑された直流入力電流を交流に変換して負荷に供給
する変換器と、直流電源から給電される直流電流調整器
と、この直流電流調整器と変換器との間に介在して変換
器へ供給される直流入力電流を平滑する平滑リアクトル
と、この平滑リアクトルと変換器との直列回路に逆並列
接続されているフリーホイリング弁とを備え、前記直流
電流調整器は直流電源と直流中間回路との間の給電線に
直列に挿入されている可制御主弁とこの可制御主弁に並
列に接続された消弧装置とからなり、消弧装置は消弧コ
ンデンサと可制御消弧弁とを含んでいるような電力変換
装置に関する。
り平滑された直流入力電流を交流に変換して負荷に供給
する変換器と、直流電源から給電される直流電流調整器
と、この直流電流調整器と変換器との間に介在して変換
器へ供給される直流入力電流を平滑する平滑リアクトル
と、この平滑リアクトルと変換器との直列回路に逆並列
接続されているフリーホイリング弁とを備え、前記直流
電流調整器は直流電源と直流中間回路との間の給電線に
直列に挿入されている可制御主弁とこの可制御主弁に並
列に接続された消弧装置とからなり、消弧装置は消弧コ
ンデンサと可制御消弧弁とを含んでいるような電力変換
装置に関する。
従来のこの種の電力変換装置においては、負荷に交流を
供給する変換器として一般に転流コンデンサを備えたサ
イリスタインバータが使用されている。
供給する変換器として一般に転流コンデンサを備えたサ
イリスタインバータが使用されている。
このサイリスタインバータは平滑リアクトルを介して導
かれる平滑された直流入力電流を交流に変換して負荷に
供給するが、出力電流が矩形波であって電流源として作
用するためしばしば電流形インバータと呼ばれる。
かれる平滑された直流入力電流を交流に変換して負荷に
供給するが、出力電流が矩形波であって電流源として作
用するためしばしば電流形インバータと呼ばれる。
これに対して、出力電圧が矩形波となり電圧源として作
用するインバータは電圧形インバータと呼んで、上述の
電流形インバータと区別している。
用するインバータは電圧形インバータと呼んで、上述の
電流形インバータと区別している。
電圧形インバータの場合は個々のサイリスタにダイオー
ドが逆並列接続されているのに対して、電流形インバー
タはこのようなダイオードを備えていないのが通常であ
る。
ドが逆並列接続されているのに対して、電流形インバー
タはこのようなダイオードを備えていないのが通常であ
る。
インバータとして動作する変換器の直流入力側にチョツ
パとして動作する直流電流調整器が設けられる場合、そ
の直流電流調整器の可制御主弁に対する消弧装置を変換
器内の可制御弁の一括消弧装置として利用することによ
って、変換器専用の転流コンデンサ等の消弧装置を省略
することが試みられている。
パとして動作する直流電流調整器が設けられる場合、そ
の直流電流調整器の可制御主弁に対する消弧装置を変換
器内の可制御弁の一括消弧装置として利用することによ
って、変換器専用の転流コンデンサ等の消弧装置を省略
することが試みられている。
変換器が電圧形インバータとして構成されている場合に
は直流電流調整器に直接的に変換器を接続すれば、補助
弁を追加するだけでこれにより直流電流調整器内の消弧
コンデンサを利用して変換器の一括消弧を行なわせるこ
とができる。
は直流電流調整器に直接的に変換器を接続すれば、補助
弁を追加するだけでこれにより直流電流調整器内の消弧
コンデンサを利用して変換器の一括消弧を行なわせるこ
とができる。
（特公昭４７−３９０５０号公報）。しかしながら、電
流形インバータ構成の変換器の場合には、平滑リアクト
ルの存在が障害となり、そのままでは一括消弧方式を適
用できないために、これまで変換器は専用の消弧装置を
備えざるを得なかった。
流形インバータ構成の変換器の場合には、平滑リアクト
ルの存在が障害となり、そのままでは一括消弧方式を適
用できないために、これまで変換器は専用の消弧装置を
備えざるを得なかった。
本発明の目的は、冒頭に述べた如き電力変換装置におい
て、直流電流調整装置の可制御主弁のための消弧装置を
変換器の一括消弧に利用することを可能にする回路手段
を提供することにある。
て、直流電流調整装置の可制御主弁のための消弧装置を
変換器の一括消弧に利用することを可能にする回路手段
を提供することにある。
この目的は、本発明によれば特許請求の範囲記載の構成
により達成される。
により達成される。
本発明の構成によれば、平滑リアクトルは何ら障害とな
らず、むしろ転流リアクトルの機能も果し有効に作用す
る。
らず、むしろ転流リアクトルの機能も果し有効に作用す
る。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施例についてさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
第１図において、三相負荷２は特に同期機及び例えば車
両を駆動するための非同期機の如き回転電機である。
両を駆動するための非同期機の如き回転電機である。
この負荷３に給電する第１の変換器３は三相ブリッジ結
線された可制御弁（とくにサイリスタ）４〜９からなる
。
線された可制御弁（とくにサイリスタ）４〜９からなる
。
この場合に変換器３は基本的には一周期当り６個の互い
に６０°間隔の制御パルスにて制御されるため、この変
換器のパルス数はｐ＝６である。
に６０°間隔の制御パルスにて制御されるため、この変
換器のパルス数はｐ＝６である。
一般に、ブリッジ結線の場合、相数がｍならばパルス数
はｐ＝２ｍである。
はｐ＝２ｍである。
このパルス数は整流相数と呼ばれることもある。
これらの弁４乃至９を制御するだめにパルス増幅器１０
が設けられ、このパルス増幅器１０には点弧パルスＰ１
０が加えられる。
が設けられ、このパルス増幅器１０には点弧パルスＰ１
０が加えられる。
帰還弁はこの変換器においては必要としない。
ある数の可制御又は非制御の電気弁と転流コンデンサと
を有する本来用いられる固有の転流装置は備えられない
。
を有する本来用いられる固有の転流装置は備えられない
。
第１の変換器３の両入力端１１及び１２には可変の入力
直流電圧Ｕ２が加わる。
直流電圧Ｕ２が加わる。
両入力端１１及び１２は正側の接続線１３及び負側の接
続線１４を介して直流電源１５の両極と接続されている
。
続線１４を介して直流電源１５の両極と接続されている
。
この直流電源１５はその出力端子間に更に平滑コンデン
サ１６が接続され、この出力端子に出力直流電圧Ｕ１が
発生し、その値は例えば５００Ｖの値を持っている。
サ１６が接続され、この出力端子に出力直流電圧Ｕ１が
発生し、その値は例えば５００Ｖの値を持っている。
ここでは直流電源１５として、三相ブリッジ接続された
非制御の電気弁１７乃至２２を有する系統に接続された
整流装置が用いられる。
非制御の電気弁１７乃至２２を有する系統に接続された
整流装置が用いられる。
この整流装置は相導体Ｒ，Ｓ，Ｔにより三相系統２３に
接続されている。
接続されている。
この変換器３と直流電源１５とを有する中間回路付き周
波数変換器は三相系統２３に接続され良好な力率でもっ
て動作する。
波数変換器は三相系統２３に接続され良好な力率でもっ
て動作する。
正側の接続線１３内において直流電源１５の正極と第１
の変換器３の入力端１１との間に、第２の変換器として
直流電流調整器２４が接続される。
の変換器３の入力端１１との間に、第２の変換器として
直流電流調整器２４が接続される。
負側の接続線１４内において第１の変換器３の入力端１
２と直流電源１５の負極との間に平滑リアクトル２５が
接続される。
２と直流電源１５の負極との間に平滑リアクトル２５が
接続される。
直流電流調整器２４は接続線１３，１４の一方に、平滑
リアクトル２５は他方の接続線内に配置されることが重
要である。
リアクトル２５は他方の接続線内に配置されることが重
要である。
平滑リアクトル２５内の電流を測定するために更に変流
器２６が設けられる。
器２６が設けられる。
非制御のフリーホイリング弁２７は阻止方向に負側の接
続線１４を正側の接続線１３と接続する。
続線１４を正側の接続線１３と接続する。
このフリーホイリング弁２７は平滑リアクトル２５と直
列に第１の変換器３の両入力端１２及び１１間に接続さ
れるように配置される。
列に第１の変換器３の両入力端１２及び１１間に接続さ
れるように配置される。
直流電流調整器２４の構成要素は可制御主弁３０例えば
サイリスタであり、この主弁３０はリアクトル３１と直
列にして直流電源１５の正極と変換器３の入力端１１と
の間に接続され、リアクトル３１は主弁３０内の電流上
昇を制限するために設けられる。
サイリスタであり、この主弁３０はリアクトル３１と直
列にして直流電源１５の正極と変換器３の入力端１１と
の間に接続され、リアクトル３１は主弁３０内の電流上
昇を制限するために設けられる。
直流電流調整器２４は更に、主弁３０とリアクトル３１
との直列回路に並列に接続された消弧装置が設けられる
。
との直列回路に並列に接続された消弧装置が設けられる
。
この消弧装置により主弁３０は再び消弧される。
この消弧装置は消弧コンデンサ３２と可制御の消弧弁３
３との直列回路から構成される。
３との直列回路から構成される。
この場合消弧弁３３の陽極は可制御の主弁３０の陽極と
直接接続される。
直接接続される。
消弧コンデンサ３２は直流中間回路側に配置されている
。
。
消弧弁３３には非制御の反転振動弁３４と反転振動リア
クトル３５との直列回路が逆並列接続される。
クトル３５との直列回路が逆並列接続される。
主弁３０とリアクトル３１との直列回路には更に、主弁
３０の阻止方向の極性を持つ非制御の逆振動弁３６と逆
振動リアクトル３７との直列回路が逆並列接続される。
３０の阻止方向の極性を持つ非制御の逆振動弁３６と逆
振動リアクトル３７との直列回路が逆並列接続される。
非制御のフリーホイリング弁２７は主弁３０の無電流の
休止期間中角荷電流を負担する。
休止期間中角荷電流を負担する。
更に可制御補助弁３８が設けられる。
この補助弁３８は特にサイリスタを用いることができ、
直流電流調整器２４の可制御消弧弁３３に直列に配置さ
れる。
直流電流調整器２４の可制御消弧弁３３に直列に配置さ
れる。
補助弁３８はその陰極でもって第１の変換器３の両入力
端１１，１２の平滑リアクトル２５が接続されている方
の入力端、従ってこの例では入力端１２に接続される。
端１１，１２の平滑リアクトル２５が接続されている方
の入力端、従ってこの例では入力端１２に接続される。
又直流電流調整器２４は負側の接続線１４内に、平滑リ
アクトル２５ぱ正側の接続線１３内に配置することがで
きることも勿論である。
アクトル２５ぱ正側の接続線１３内に配置することがで
きることも勿論である。
この場合には可制御の補助弁３８はその陽極でもって入
力端１１に、その陰極でもって消弧弁３３の陽極に接続
される。
力端１１に、その陰極でもって消弧弁３３の陽極に接続
される。
全可制御弁４乃至９、３０，３３及び３８に対する点弧
パルスの形成及び印加のために制御装置４０が設けられ
る。
パルスの形成及び印加のために制御装置４０が設けられ
る。
この制御装置４０は、パルス増幅器４１を介して主弁３
０に点弧パルスｐ３０、パルス増幅器４２を介して消弧
弁３３に点弧パルスｐ３３、そしてパルス増幅器４３を
介して補助弁３８に点弧パルスｐ３８をそれぞれ与える
。
０に点弧パルスｐ３０、パルス増幅器４２を介して消弧
弁３３に点弧パルスｐ３３、そしてパルス増幅器４３を
介して補助弁３８に点弧パルスｐ３８をそれぞれ与える
。
同時に制御装置はｐ＝６チャネルを介してパルス増幅器
１０に点弧パルスｐ１０を供給する。
１０に点弧パルスｐ１０を供給する。
パルス増幅器１０は５０Ｈｚの出力周波数の場合全部で
毎秒３００パルスを例えば点弧パルスｐ７として弁７に
与える。
毎秒３００パルスを例えば点弧パルスｐ７として弁７に
与える。
制御装置４０の周波数制御入力端には周波数発生器４４
が接続され、この発生器４４は周波数制御信号ｆを発す
る。
が接続され、この発生器４４は周波数制御信号ｆを発す
る。
この周波数制御信号ｆは第１の変換器３の所望の出力周
波数のｐ倍に等しい周波数を持っている。
波数のｐ倍に等しい周波数を持っている。
所望の出力周波数が例えば５０Ｈｚであって、ｐ＝６で
パルス数６の変換器３が設けられる場合には、周波数発
生器４４は周波数制御信号ｆとして毎秒３００パルスを
供給する。
パルス数６の変換器３が設けられる場合には、周波数発
生器４４は周波数制御信号ｆとして毎秒３００パルスを
供給する。
周波数制御信号ｆの周波数は調整可能であるのが有利で
ある。
ある。
このため周波数制御電圧ｕｆが用いられ、この電圧は例
えば図示されていないポテンショメータから取シ出され
るか、制御回路において形成される。
えば図示されていないポテンショメータから取シ出され
るか、制御回路において形成される。
周波数発生器として例えば電圧周波数変換器を設けるこ
とができる。
とができる。
制御装置４０の制御入力端には、比較器４９を有し制御
信号Ｖを発生する電流調節器４８が直列接続されている
。
信号Ｖを発生する電流調節器４８が直列接続されている
。
比較器４９の一方の入力端には変流器２６により検出さ
れる平滑リアクトル２５内の電流ｉの実際値、他方の入
力端には可調整の設定値発信器５０により与えられる設
定値１７が加えられる。
れる平滑リアクトル２５内の電流ｉの実際値、他方の入
力端には可調整の設定値発信器５０により与えられる設
定値１７が加えられる。
設定値発信器５０としてこの例ではポテンショメータが
設けられる。
設けられる。
これとは異なシ設定値ｉ＊は上位の制御回路により発生
されることも可能である。
されることも可能である。
この制御回路は実際値ｉが設定値ｉ＊に追従するように
動作する。
動作する。
このことは直流電流調整器２４のオンオフ比が制御偏差
（ｉ−ｉ＊）に応じて変えられることによって行なわれ
る。
（ｉ−ｉ＊）に応じて変えられることによって行なわれ
る。
第１図に示す中間回路変換器の動作については三つの動
作を区別しなければならない。
作を区別しなければならない。
動作例 １
補助弁３８は若干時間点弧パルスｐ３８を得す、阻止状
態にある。
態にある。
従って弁４乃至９の全消弧に行なわれない。
従って直流電流調整器２４は通常のように動作する。
まず、直流電流調整器２４の主弁３０及び変換器３の可
制御弁６，７が点弧されている状態を考える。
制御弁６，７が点弧されている状態を考える。
中間回路直流電流Ｉ＝ｉは１５−３０−３１−１３−１
１−７−２−６−１２−２５−２６−１４−１５の回路
を流れる。
１−７−２−６−１２−２５−２６−１４−１５の回路
を流れる。
この場合消弧コンデンサ３２は図示とは逆の極性でほぼ
直流電圧Ｕ１のレベルに充電される。
直流電圧Ｕ１のレベルに充電される。
今中間回路直流電流Ｉが主弁３０からフリーホイリング
弁２７に転流されるべき場合には、消弧弁３３は点弧パ
ルスｐ３３を得る。
弁２７に転流されるべき場合には、消弧弁３３は点弧パ
ルスｐ３３を得る。
直流電流■は直ちに今点弧された消弧弁３３に移行する
。
。
続いて反転振動が生じ、消弧コンデンサ３２は逆振動リ
アクトル３７、逆振動弁３６及び消弧弁３３を経由する
回路でもって、消弧コンデンサ３２が再充電状態におい
てかつ図示の極性でほぼ直流電圧Ｕ１のレベルに達する
迄再充電される。
アクトル３７、逆振動弁３６及び消弧弁３３を経由する
回路でもって、消弧コンデンサ３２が再充電状態におい
てかつ図示の極性でほぼ直流電圧Ｕ１のレベルに達する
迄再充電される。
この場合主弁３０は消弧される。
再充電された消弧コンデンサ３２の電圧が直流電圧Ｕ１
の値に達した瞬間、直流電流Ｉ一ｉはフリーホイリング
弁２７に移行する。
の値に達した瞬間、直流電流Ｉ一ｉはフリーホイリング
弁２７に移行する。
今や直流電流Ｉ＝ｉは１１−７−２−６−１２−２５−
２６−２７の回路上を流れる。
２６−２７の回路上を流れる。
直流電流調整器２４は阻止状態におかれ、再充電された
消弧コンデンサ３２は図示の極性を持つ。
消弧コンデンサ３２は図示の極性を持つ。
直流電流調整器２４が再び動作状態に接続されるべき場
合には、主弁３０は再び点弧パルスｐ３０により点弧さ
れる。
合には、主弁３０は再び点弧パルスｐ３０により点弧さ
れる。
それによって直流電流Ｉは直ちにフリーホイリング弁２
７から主弁３０に移行する。
７から主弁３０に移行する。
更に直流電流調整器２４においては反転振動動作が行な
われ、消弧コンデンサ３２は反転振動リアクトル３５、
反転振動弁３４、主弁３０及びリアクトル３１を介して
、その電圧が再び図示とは逆の極性でもってほぼ直流電
圧Ｕ１のレベルに達するまで再充電される。
われ、消弧コンデンサ３２は反転振動リアクトル３５、
反転振動弁３４、主弁３０及びリアクトル３１を介して
、その電圧が再び図示とは逆の極性でもってほぼ直流電
圧Ｕ１のレベルに達するまで再充電される。
それによって仮定された初期状態に再び達する。
変換器３の出力周波数が低い場合には、主弁３０からフ
リーホイリング弁２７へ、及びその逆の転流が、次の点
弧パルスｐ３８が補助弁３８に加わり変換器３に転流が
導入されるまで若干回数繰り返される。
リーホイリング弁２７へ、及びその逆の転流が、次の点
弧パルスｐ３８が補助弁３８に加わり変換器３に転流が
導入されるまで若干回数繰り返される。
このようにして、２個の点弧パルスｐ３８間で直流中間
回路における直流Ｉ＝ｉの平均値が調整され、所定の設
定値１７に保持される。
回路における直流Ｉ＝ｉの平均値が調整され、所定の設
定値１７に保持される。
この場合弁４乃至９の一つの弁から他の弁への転流は行
なわれない。
なわれない。
動作例 ２
補助弁３８はこの動作例では消弧弁３３と共に点弧パル
スｐ３８を得る。
スｐ３８を得る。
これによって変換器３における転流が導入される。
まず直流電流調整器２４が阻止状態にある初期状態を考
える。
える。
この場合消弧コンデンサ３２は図示の極性でほぼ直流電
圧Ｕ１に再充電され、フリーホイリング弁２７を例えば
点弧されている２つの弁６及び７を介して流れる直流電
流Ｉ＝ｉを導く。
圧Ｕ１に再充電され、フリーホイリング弁２７を例えば
点弧されている２つの弁６及び７を介して流れる直流電
流Ｉ＝ｉを導く。
負荷２の次の相への直流電流Ｉの転流は、直流電流調整
器２４のこの阻止状態においてまず両弁、３３及び３８
が点弧パルスｐ３３及びｐ３８により同時に点弧される
ことによって導入される。
器２４のこの阻止状態においてまず両弁、３３及び３８
が点弧パルスｐ３３及びｐ３８により同時に点弧される
ことによって導入される。
これによって直流電源１５の正極から消弧弁３３、補助
弁３８、入力端１２、平滑リアクトル２５、変流器２６
を介して直流電源１５の負極へ電流が．流れうる。
弁３８、入力端１２、平滑リアクトル２５、変流器２６
を介して直流電源１５の負極へ電流が．流れうる。
この点弧状態においては直流電源１５の全直流電圧Ｕ１
が平滑リアクトル２５に加わる。
が平滑リアクトル２５に加わる。
これによりフリーホイリング弁２７を介して、消弧リア
ルトルとして働く平滑リアクトル２５の全直流電圧Ｕ１
は変換器３０入力端１２，１１、従って弁４乃至９に対
し阻止方向に印加される。
ルトルとして働く平滑リアクトル２５の全直流電圧Ｕ１
は変換器３０入力端１２，１１、従って弁４乃至９に対
し阻止方向に印加される。
この場合平滑リアクトル２５に加わる直流電圧Ｕ１は転
流電圧の機能を引き受ける。
流電圧の機能を引き受ける。
直流電圧Ｕ１は同時に又、入力端１１，１２に対し弁４
乃至９の阻止方向に並列に接続された消弧コンデンサ３
２にも加わる。
乃至９の阻止方向に並列に接続された消弧コンデンサ３
２にも加わる。
ここでは消弧コンデンサ３２は同時に変換器３に対する
消弧コンデンサとしての役割を持つ。
消弧コンデンサとしての役割を持つ。
弁６，７の直列回路に加わる逆電圧或は転流電圧は、負
荷２内の直流電流■を負荷２の漏れインタクタンスに対
し引き下げる。
荷２内の直流電流■を負荷２の漏れインタクタンスに対
し引き下げる。
この際直流電流■は極めて急速に零となり、両可制御弁
６及び７は消弧する。
６及び７は消弧する。
負荷の電流が零になった後、変換器３が無電流状態でか
つ直流電流ｉが直流電源１５の正極から消弧弁３３、補
助弁３８、平滑リアクトル２５及び変流器２６を介して
直流電源１５の負極に流れる回路状態が生ずる。
つ直流電流ｉが直流電源１５の正極から消弧弁３３、補
助弁３８、平滑リアクトル２５及び変流器２６を介して
直流電源１５の負極に流れる回路状態が生ずる。
なお変換器３の可制御弁４乃至９に対する逆バイアス時
間が待たれなければならない。
間が待たれなければならない。
そこで主弁３０は変換器３の点弧順序に従う弁６及び８
と共に点弧される。
と共に点弧される。
主弁３０の点弧によって、最初なお図示の極性を有する
消弧コンデンサ３２は３５−３４−３０−３１の回路を
通って逆充電される。
消弧コンデンサ３２は３５−３４−３０−３１の回路を
通って逆充電される。
コンデンサの電荷は反転振動する。
主弁３０の点弧により直流電流ｉは直ちに主弁３０に移
行し、消弧弁３３は消弧する。
行し、消弧弁３３は消弧する。
今や直流電流ｉは１５−３０−３１−３２−３８−１２
−２５−２６−１４−１５の回路を流れる。
−２５−２６−１４−１５の回路を流れる。
今述べた反転振動動作において消弧コンデンサ３２は３
５−３４−３０−３１の回路を通ってほぼ直流電圧Ｕ１
に逆充電される。
５−３４−３０−３１の回路を通ってほぼ直流電圧Ｕ１
に逆充電される。
即ち消弧コンデンサ３２は図とは逆の極性をとる。
直流電流ｉは更に直流電源１５の正極から主弁３０、リ
アクトル３１、消弧コンデンサ３２、補助弁３８、平滑
リアクトル２５及び変流器２６を介して直流電源１５の
負極に流れる。
アクトル３１、消弧コンデンサ３２、補助弁３８、平滑
リアクトル２５及び変流器２６を介して直流電源１５の
負極に流れる。
このようにして直流電流ｉにより消弧コンデンサ３２は
直流電圧Ｕ１の値以上に充電される。
直流電圧Ｕ１の値以上に充電される。
そしてとのより高くなったコンデンサ電圧は今や弁４乃
至９に順方向に加わる。
至９に順方向に加わる。
このコンデンサ電圧は、直流電流ｉ従ってその間に新し
く点弧された弁の組合わせ８，６を介して流れる電流が
再び急速に成り立つように働く。
く点弧された弁の組合わせ８，６を介して流れる電流が
再び急速に成り立つように働く。
弁８、負荷２及び弁６を介して流れる直流電流■が形成
される程度に応じて補助弁３８を流れる電流は減少する
。
される程度に応じて補助弁３８を流れる電流は減少する
。
この電流が零になった後、直流電流Ｉ＝ｉが１５−３０
−３１−１１−３−２−１２−２５−２６−１４−１５
の回路を通って流れる回路状態が得られる。
−３１−１１−３−２−１２−２５−２６−１４−１５
の回路を通って流れる回路状態が得られる。
次に再び消弧弁３３は点弧パルスｐ３３により点弧され
るが、補助弁３８の同時的な点弧は伴わない。
るが、補助弁３８の同時的な点弧は伴わない。
そこで動作例２の説明において出発点とされた回路状態
が再び生ずる。
が再び生ずる。
図示の転流回路においては、変換器３における転流過程
と、同時に常に直流電流調整器２４において阻止回路状
態から導通回路状態への切換過程が結びついていること
は強調されなければならない。
と、同時に常に直流電流調整器２４において阻止回路状
態から導通回路状態への切換過程が結びついていること
は強調されなければならない。
動作例 ３
上述の動作例１及び２は動作中順次現われうる。
これを動作例３とする。
それは第２図乃至第１８図に例として示されている。
変換器３の出力周波数が低い場合には、動作例１は規定
の点弧された弁対（例えば変換器３の弁６，７）におい
て数回現われる。
の点弧された弁対（例えば変換器３の弁６，７）におい
て数回現われる。
変換器３が負荷２のある相から次の相へ切換えられるべ
き瞬間に、弁３３，３８は共通に点弧される。
き瞬間に、弁３３，３８は共通に点弧される。
全消弧の終了後、変換器３０次の弁対が主弁３０と共に
点弧される。
点弧される。
主弁３８は又他の様式に従っても変換器３の可制御弁４
乃至９の全消弧のために関与させられうる。
乃至９の全消弧のために関与させられうる。
このため補助弁３８は消弧コンデンサ３２が再充電され
図示の極性を持つ時点に点弧される。
図示の極性を持つ時点に点弧される。
それ故この点弧は直流電流調整器２４の阻止状態におい
て行なわれ、もちろん消弧弁３３は点弧パルスを受けな
い。
て行なわれ、もちろん消弧弁３３は点弧パルスを受けな
い。
補助弁３８の点弧後、再充電された消弧コンデンサ３２
の電圧はちょうどフリーホイリング弁２７を介して流れ
る電流を導く弁に阻止電圧として加わる。
の電圧はちょうどフリーホイリング弁２７を介して流れ
る電流を導く弁に阻止電圧として加わる。
そしてその弁は消弧される。
第２図乃至第８図から、第１図の転流装置の機能は更に
明らかとなる。
明らかとなる。
第２図はｐ＝６について、増幅後弁４乃至９に対する点
弧パルスが得られる点弧信号ｐ１０を示す。
弧パルスが得られる点弧信号ｐ１０を示す。
第３図乃至第５図には弁７，６，８に対する点弧パルス
ｐ７，ｐ６，ｐ８が示されている。
ｐ７，ｐ６，ｐ８が示されている。
それから、まず弁６，７、次いで弁６，８が同時に点弧
されることが明らかとなる。
されることが明らかとなる。
従って周期Ｔ毎に二重パルスが与えられる。両単位パル
スは安全距離Ｓによって分離されている。
スは安全距離Ｓによって分離されている。
第６図の線図には補助弁３８の点弧パルスｐ３８が示さ
れている。
れている。
この各点弧パルスｐ３８は弁４乃至９の全消弧を導入す
る。
る。
補助弁３８の点弧は随伴弁の点弧前時間間隔ｔ３をおい
て行なわれる。
て行なわれる。
第７図から、消弧弁３３が２種の消弧パルスｐ３３を得
ることが分る。
ることが分る。
この場合出力周波数は比較的高いことが仮定されている
。
。
点弧パルスｐ３３の一方の即ち同期する方は補助弁３８
に対する点弧パルスｐ３８と同時に与えられるものでア
ル。
に対する点弧パルスｐ３８と同時に与えられるものでア
ル。
点弧パルスｐ３３の他方の、即ち可調整の方は、制御信
号Ｖに関係して調整可能なものである。
号Ｖに関係して調整可能なものである。
第１の方の２個の点弧パルス間には、図の例においては
第２の方のただ１つの点弧パルスが存在する。
第２の方のただ１つの点弧パルスが存在する。
第２の方の点弧パルヌｐ３３の可調整性は第７図におい
て水平な二重矢印によって示されている。
て水平な二重矢印によって示されている。
この二重矢印は、時間ｔ５だけ主弁３０の点弧時点より
後にある時点から、時間ｔ２だけ同期する方の次の点弧
パルスｐ３３より前にある時点まで及んでいる。
後にある時点から、時間ｔ２だけ同期する方の次の点弧
パルスｐ３３より前にある時点まで及んでいる。
主弁３０に対する点弧パルスｐ３０は第８図に示されて
いる。
いる。
符号ａは制御信号Ｖによって調整可能な直流電流調整器
２４の導通期間乃至オン期間を示す。
２４の導通期間乃至オン期間を示す。
第１図における直流電圧Ｕ２が大きければ大きいほど、
オン期間ａは大きい。
オン期間ａは大きい。
次に第９図乃至第１２図を考える。
これらの図は第３図、第６図、第７図及び第８図に対応
する。
する。
もちろん今第１の変換器３のより低い出力周波数が基礎
にされる。
にされる。
この周波数は、第２図乃至第８図において出発点とされ
た周波数の約４分の１である。
た周波数の約４分の１である。
変換器３の全消弧を導入する２個の点弧パルスｐ３８間
に、１より大きいある数の、主弁３０からフリーホイリ
ング弁２７への転流が生ずる。
に、１より大きいある数の、主弁３０からフリーホイリ
ング弁２７への転流が生ずる。
第１１図から、図の例では２個の点弧パルスｐ３８間に
それぞれ４個のかかる転流が行なわれることが分る。
それぞれ４個のかかる転流が行なわれることが分る。
出力周波数が減少するに従い転流の数は増加する。
ａでもって再び制御信号ｖにより調整可能な直流電流調
整器２４の投入期間が示される。
整器２４の投入期間が示される。
第１１図の二重矢印は可調整性を示す。
第１９図は第１図の制御装置４０の実施例を示す。
図に示すように、制御装置４０は、５個の時間回路６１
乃至６５、２個のＮＡＮＤ回路６７，６８を有する記憶
回路６６、３個の入力を有するＮＡＮＤ６９、２個の入
力を有するＮＡＮＤ回路７０，７１、リング分配器７２
及びある数の反転回路８１乃至８６から構成される。
乃至６５、２個のＮＡＮＤ回路６７，６８を有する記憶
回路６６、３個の入力を有するＮＡＮＤ６９、２個の入
力を有するＮＡＮＤ回路７０，７１、リング分配器７２
及びある数の反転回路８１乃至８６から構成される。
この場合装置は、時間回路６１乃至６５における個々の
信号の立上り側縁又は立下り側縁のみがスイッチング動
作を生じさせるように構成される。
信号の立上り側縁又は立下り側縁のみがスイッチング動
作を生じさせるように構成される。
それは個々の反転回路８１乃至８５が設けられる理由で
もある。
もある。
それ故後者について詳細に説明する必要はない。
第１９図によれば、時間回路６１は第１３図に示される
ような時間変化を示す周波数制御信号ｆが導かれた状態
にある。
ような時間変化を示す周波数制御信号ｆが導かれた状態
にある。
個々のパルスの立下り側縁はそれぞれ時間軸上に垂直な
線分でしるされている。
線分でしるされている。
立上り側縁の位置はこの関係においては主要なことでは
ない。
ない。
時間回路６１は周波数制御信号ｆから第１４図に示す出
力信号を形成する。
力信号を形成する。
この出力信号は、接続期間がｔ１で立上り側縁が第１３
図に示される立下り側縁と一致する個々のパルスから成
っている。
図に示される立下り側縁と一致する個々のパルスから成
っている。
持続時間ｔ１は時間回路６１における時間遅延として可
調整である。
調整である。
時間回路６１は、時間ｔ１の期間に、直流電流調整器２
４が導通状態から阻止状態へのみ切換えられ、その逆に
は切換えられないように働く。
４が導通状態から阻止状態へのみ切換えられ、その逆に
は切換えられないように働く。
第９図乃至第１７図においては出発点とされていない変
換器３の出力周波数最犬の場合には、持続時間ｔ１はｔ
１＝ｋ．Ｔ／ｐに選ばれ、ここでＴは出力周波数の周期
、ｐは変換器３のパルス数、ｋは係数で約０．７乃至０
．８の間にある。
換器３の出力周波数最犬の場合には、持続時間ｔ１はｔ
１＝ｋ．Ｔ／ｐに選ばれ、ここでＴは出力周波数の周期
、ｐは変換器３のパルス数、ｋは係数で約０．７乃至０
．８の間にある。
時間回路６１の出力信号は反転回路８１を介して時間回
路６２に導かれる。
路６２に導かれる。
それによってこの時間回路は第１５図に示されるような
時間変化を示す出力信号を形成する。
時間変化を示す出力信号を形成する。
それから個々のパルスの立上り側縁が第１４図に示され
るパルスの立下り側縁と時間的に一致し、個々のパルス
の持続時間ｔ２が持続時間ｔ１より若干短かいことが認
められる。
るパルスの立下り側縁と時間的に一致し、個々のパルス
の持続時間ｔ２が持続時間ｔ１より若干短かいことが認
められる。
時間回路６２において調整された持続時間ｔ２は安全時
間である。
間である。
この時間は直流電流調整器２４が主弁３０からフリーホ
イリング弁２７へ転流するために必要な時間より若干大
きく選定される。
イリング弁２７へ転流するために必要な時間より若干大
きく選定される。
時間回路６２の作用は、直流電流調整器２４がなお動作
状態に接続され導通状態にある場合、遅くとも時間ｔ２
経過後は直流電流調整器２４が・阻止状態にあるような
作用である。
状態に接続され導通状態にある場合、遅くとも時間ｔ２
経過後は直流電流調整器２４が・阻止状態にあるような
作用である。
時間回路６２の出力信号は反転回路８２を介して時間回
路６３の入力に与えられる。
路６３の入力に与えられる。
この時間回路６３の遅延時間ｔ３は、第１の変換器３の
弁４乃至９の逆バイアス時間に直流電流■が零になる時
間を加算して得る値に調整される。
弁４乃至９の逆バイアス時間に直流電流■が零になる時
間を加算して得る値に調整される。
時間回路８の出力信号の時間変化は第１６図に示されて
いる第１６図に示される個々のパルスの立上り側縁は第
１５図に示されるパルスの立下り側縁と時間的に一致し
ている。
いる第１６図に示される個々のパルスの立上り側縁は第
１５図に示されるパルスの立下り側縁と時間的に一致し
ている。
この出力信号は反転回路８３を介してリング分配器７２
の入力に与えられる。
の入力に与えられる。
リング分配器７２は第１５図に示すパルスの立下り側縁
に関係して弁４乃至９の点弧パルスｐ１０を形成し、そ
れらをｐチャネル又は点弧導線に分配する。
に関係して弁４乃至９の点弧パルスｐ１０を形成し、そ
れらをｐチャネル又は点弧導線に分配する。
例えば弁７に対する点弧パルスｐ７は第９図に示されて
いる。
いる。
この場合ｐ−６４に対しては出力周波数の周期Ｔ毎に、
約Ｔ／６の長さで安全間隔Ｓにより互いに分離されてい
る２個の連続するパルスが問題となる。
約Ｔ／６の長さで安全間隔Ｓにより互いに分離されてい
る２個の連続するパルスが問題となる。
第１９図によれば反転回路８２の出力信号は時間回路６
４に導かれ、この時間回路６４には反転回路８５が後置
される。
４に導かれ、この時間回路６４には反転回路８５が後置
される。
この時間回路６４は、一般に非常に短かい遅延時間ｔ４
を持っている。
を持っている。
遅延時間ｔ４は補助弁３８と消弧弁３３とにそれぞれ点
弧パルスが加えられる持続時間を決定する。
弧パルスが加えられる持続時間を決定する。
時間回路６４の出力信号の時間変化は第１７図に示され
ている。
ている。
第１７図の個々の短パルスの立上り側縁は第１５図のパ
ルスの立下り側縁と時間的に一致する。
ルスの立下り側縁と時間的に一致する。
第１７図に示される出力信号は反転後、第１０図との比
較から明らかなように補助弁３８に対する点弧信号ｐ３
８である。
較から明らかなように補助弁３８に対する点弧信号ｐ３
８である。
第１９図を更に考察するため、第１図における電流調節
器４８はヒステリシス特性をもつ限界値超過検出器、即
ち２位置調節器を仮定する。
器４８はヒステリシス特性をもつ限界値超過検出器、即
ち２位置調節器を仮定する。
このことは第１図の電流調節器４８のブロック線図にお
いて既にりンボルにより示されている。
いて既にりンボルにより示されている。
ここで電流調節器４８は、電流実際値ｉが電流設定値１
＊より小さい場合には１信号を発し、電流実際値ｉが電
流設定値１＊より大きい場合には０信号を発するように
構成されるものとする。
＊より小さい場合には１信号を発し、電流実際値ｉが電
流設定値１＊より大きい場合には０信号を発するように
構成されるものとする。
この０信号は、電流ｉか次第に減少しうるように直流電
流調整器２４が阻止されるだめに導かれるべきものであ
る。
流調整器２４が阻止されるだめに導かれるべきものであ
る。
第１９図において、制御信号Ｖは記憶回路６６の第１の
入力に導かれる。
入力に導かれる。
その第２の入力には第１４図に示される時間回路６１の
出力信号が導かれる。
出力信号が導かれる。
この記憶回路６６は２つのＮＡＮＤ回路６７，６８から
フリップフロップ回路の形に構成され、制御信号ｖが０
信号で時間回路６１の他の入力信号が１信号の場合には
記憶回路の出力に１信号が現われ、制御信号ｖが１信号
で他の入力信号が０信号の場合には記憶回路の出力に０
信号が現われる。
フリップフロップ回路の形に構成され、制御信号ｖが０
信号で時間回路６１の他の入力信号が１信号の場合には
記憶回路の出力に１信号が現われ、制御信号ｖが１信号
で他の入力信号が０信号の場合には記憶回路の出力に０
信号が現われる。
換言すれば次の通りである。第１４図に示される２個の
パルス間の時間において記憶回路６６の出力は制御信号
ｖを反転したものを生じ、しかも回路状態は電流実際値
ｉに関係する。
パルス間の時間において記憶回路６６の出力は制御信号
ｖを反転したものを生じ、しかも回路状態は電流実際値
ｉに関係する。
他の表現を借りれば次の通りである。
第１４図に示す個々のパルスの持続時間ｔ１において、
記憶回路６６の出力に既に１信号がかかつている場合に
はこの回路状態は制御信号ｖに無関係に保持され、又０
信号がかかつている場合には出力信号は制御信号ｖのす
ぐ次の変化の際１次態に跳躍する。
記憶回路６６の出力に既に１信号がかかつている場合に
はこの回路状態は制御信号ｖに無関係に保持され、又０
信号がかかつている場合には出力信号は制御信号ｖのす
ぐ次の変化の際１次態に跳躍する。
この１信号は直流電流調整器２４の阻止状態に対応する
。
。
制御装置４０の他の構成に従えば、記憶回路６６の出力
における１信号は消弧弁３３に対する点弧パルスｐ３３
に、０信号は主弁３０に対する点弧パルスｐ３０に処理
される。
における１信号は消弧弁３３に対する点弧パルスｐ３３
に、０信号は主弁３０に対する点弧パルスｐ３０に処理
される。
それに従い記憶回路６６は直流電流調整器２４が持続期
間ｔｌ中阻止のみされ導通動作されえないように作動す
る。
間ｔｌ中阻止のみされ導通動作されえないように作動す
る。
記憶回路６６の出力信号は３つの入力端を有するＮＡＮ
Ｄ回路６９の第１の入力端に導かれる。
Ｄ回路６９の第１の入力端に導かれる。
第２の入力端は反転回路８２の出力信号で付勢され、第
３の入力端は反転回路８３の出力信号で付勢される。
３の入力端は反転回路８３の出力信号で付勢される。
ＮＡＮＤ回路は、その３つの入力端の１つに０信号が生
ずると直流電流調整器２４が阻止されるように働く。
ずると直流電流調整器２４が阻止されるように働く。
それ故時間（ｔ２＋ｔ３）に主弁３０に対する点弧パル
スｐ３０が形成され，ることはない。
スｐ３０が形成され，ることはない。
ＮＡＮＤ回路６９の出力端はＮＡＮＤ回路７０の第１の
入力に接続される。
入力に接続される。
その第２の入力端は反転回路８４を介して時間回路６５
の出力端と接続され、時間回路６５の入力側は反転回路
８３の，出力端と接続されている。
の出力端と接続され、時間回路６５の入力側は反転回路
８３の，出力端と接続されている。
時間回路６５の遅延時間ｔ５は安全時間である。
この時間は、主弁３０の点弧（第１２図参照）と補助弁
３８が消弧する時点との間にある時間を考慮する。
３８が消弧する時点との間にある時間を考慮する。
この時間ｔ５中、直流電流調整器２４は動作状態にあり
、しかも制御信号ｖが０信号か１信号かには無関係であ
る。
、しかも制御信号ｖが０信号か１信号かには無関係であ
る。
時間回路６５の出力信号の時間変化は第１８図に示され
ている。
ている。
時間ｔ５中、直流電流調整器２４は動作状態に接続され
ている。
ている。
第１８図に示されるパルスの立下り側縁と第１４図に示
す次のパルスの立上り側縁との間において電流制御は完
全に行なわれる。
す次のパルスの立上り側縁との間において電流制御は完
全に行なわれる。
ＮＡＮＤ回路７０の出力信号は既に主弁３０に対する点
弧パルスｐ３０を供給する。
弧パルスｐ３０を供給する。
ＮＡＮＤ回路７０の出力信号はＮＡＮＤ回路７１の一つ
の入力端に導かれる。
の入力端に導かれる。
その他の入力端は時間回路６４の反転された出力信号に
より付勢される。
より付勢される。
このＮＡＮＤ回路７１の出力端から消弧弁３３の点弧パ
ルスｐ３３が取り出される。
ルスｐ３３が取り出される。
第１９図に示される論理回路は、実施する場合にはダイ
ナミック入力回路を備えるのが合目的的であり、これは
図においては見易くするため省略されている。
ナミック入力回路を備えるのが合目的的であり、これは
図においては見易くするため省略されている。
このダイナミック入力回路は、個々の点弧パルスｐ３０
，ｐ３３及びｐ３８の持続時間がある調整し得る値に制
限されるように働く。
，ｐ３３及びｐ３８の持続時間がある調整し得る値に制
限されるように働く。
第１図は本発明の一実施例の接続図、第２図乃至第１８
図は本発明の作用を説明するだめの線図、第１９図は本
発明に使用される制御装置の一例の接続図である。 ２・・・・・・負荷、３・・・・・・変換器、４〜９・
・・・・・可制御弁、１１，１２・・・・・・変換器の
入力端、１５・・・・・・直流電源、２３・・・・・・
三相系統、２４・・・・・・直流電流調整器、２５・・
・・・・平滑リアクトル、２７・・・・・・フリーホイ
リング弁、３０・・・・・・可制御主弁、３２・・・・
・・消弧コンデンサ、３３・・・・・・可制御消弧弁、
３８・・曲補助弁、４０・・・・・・制御装置。
図は本発明の作用を説明するだめの線図、第１９図は本
発明に使用される制御装置の一例の接続図である。 ２・・・・・・負荷、３・・・・・・変換器、４〜９・
・・・・・可制御弁、１１，１２・・・・・・変換器の
入力端、１５・・・・・・直流電源、２３・・・・・・
三相系統、２４・・・・・・直流電流調整器、２５・・
・・・・平滑リアクトル、２７・・・・・・フリーホイ
リング弁、３０・・・・・・可制御主弁、３２・・・・
・・消弧コンデンサ、３３・・・・・・可制御消弧弁、
３８・・曲補助弁、４０・・・・・・制御装置。
Claims (1)
- １ ブリッジ結線された複数個の可制御弁からなり平滑
された直流入力電流を交流に変換して負荷に供給する変
換器と、直流電源から給電される直流電流調整器と、こ
の直流電流調整器と変換器との間に介在して変換器へ供
給される直流入力電流を平滑する平滑リアクトルと、こ
の平滑リアクトルと変換器との直列回路に逆並列接続さ
れているフリーホイリング弁とを備え、前記直流電流調
整器は直流電源と直流中間回路との間の給電線に直列に
挿入されている可制御主弁とこの可制御主弁に並列に接
続された消弧装置とからなり、消弧装置は消弧コンデン
サと可制御消弧弁とを含んでいるような電力変換装置に
おいて、直流電源と変換器との間の２つの給電線の一方
に直流電流調整器の可制御主弁を配置し、他方に平滑リ
アクトルを配置し、前記直流電流調整器の消弧装置に含
まれる消弧コンデンサの端子のうち可制御主弁とは反対
側の端子と平滑リアクトルの端子のうち変換器側の端子
との間に接続され前記可制御主弁の阻止期間中に導通制
御されることにより消弧コンデンサの電圧を変換器の直
流入力端子間に逆電圧として導く可制御補助弁を設けた
ことを特徴とする電力変換装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742457109 DE2457109C3 (de) | 1974-12-03 | Kommutierungsschaltung für einen Stromrichter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5183125A JPS5183125A (en) | 1976-07-21 |
| JPS588668B2 true JPS588668B2 (ja) | 1983-02-17 |
Family
ID=5932380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50144574A Expired JPS588668B2 (ja) | 1974-12-03 | 1975-12-03 | 電力変換装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4019116A (ja) |
| JP (1) | JPS588668B2 (ja) |
| BE (1) | BE836083A (ja) |
| CH (1) | CH589966A5 (ja) |
| FR (1) | FR2293825A1 (ja) |
| SE (1) | SE7513576L (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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