JPS5911774A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本究明は癲数閾血列に接続されたサイリスタ素子からな
るイカｓｔ４％装ｉｉ４に関するものであ４）。

高嵯圧回路で便用される成力変侠装置は、通常複数個の
サイリスク素子が直列接続されたスタックを１アームと
して構成される。そして、谷アームを構成するサイリス
タ素子は所定の定格イ圧を有し、通常の動作１健圧を考
慮して、直列数が決定きれる。

さらに・直列数を決定する要因に，は方間換装ｊｉｌ’
にカロわる雷インパルス重圧、開閉インパルス１匡圧の
大きさがあり、これを考慮する必要がある・しかし、雷
インバＪレス、開閉インパルスは故発的に閉扉されるが
、通常は谷アームにＪＩ２列凄続されたアレスタによシ
ぞの直圧が制限される□したがって１アームｋ４ｓ＋戊
するサイリスタ素子の直列数はアレスタの制限覗比を基
準にして決゛ポすれば経済的な成力変換装置が４’４成
できる。

弟１図は重力変換装置の１アームの構成例を示したもの
であり、図示のように谷ザイリスタ素子（１）〜（３）
に抵抗（イ）〜（６）とコンデンサ（７）〜（９）との
１〆１列回路で構成されるスナバ−回路四〜（１２１を
並列接続し）ゲート回路（１３１〜（１５）で各サイリ
スタ素子（１）〜（３）を導通′１ｌｉｌｊＩ＋１１す
る。さらに、アノード端子ｏ均とカノード端子０７）七
の間には適当な個数のγノードリアクトル１１８）（１
９）ｆ）Ｚサイリスタ素子（１）〜（３）と旧刊に接続
されている。この例ではアノードリアクトル２個を設置
している。そして、イ圧制限用アレスタ四が端子（１６
）と端子（１７）との間に並列に接続されており、アー
ム全体にノＪＩ］わる直圧を一定レベルに制限する。

第２図に示す例はＳ１匡圧制限用アレスタ（２１）〜暖
が個々のサイリスタ素子（１）〜（３）とｊｌｋ列に接
続されている。

こｎもりアレスタは順化亜鉛素子を便用したギャップレ
スのアレスタを使用しているが、ｆ／Ｅ来のギャップ付
アレスタも叱用司能である。

第１図において、サイリスク素子がこわれるとアレスタ
の制限直圧がＶＭ、サイリスタ素子の１１ｄ数かＮ、と
して、サイリスタ系子に加わる直圧はサイリスタ素子の
故障数が）のときは■“！／Ｎであるのに対して、サイ
リスク素子の故障数が１となると、ＶＭ／Ｎ−ｉと大き
くなりストレスがＪ冑力１１するので、残りの健全イ１
」のサイリスタ素子の故障する確率が高くなる。より−
Ｃ，わらかしめサイリスク素子の直列ｔｋを−１へ１加
しておくなどの配慮が必・堤である。

一方、第２図においては、リイリスタ素子の故障数１に
関係なく、サイリスク素子に加わるｒ理１王は、各アレ
スタの制限Ｉば圧ＶＭの一矩であり、残りの健全なサイ
リスタ素子に／ＡＪわるストシ・スが変化しないので、
サイリスク素子の１目２列数を最低必要固数で実現出来
ると”）う特徴領有１−でいる０しかし、１眞夕ＵＪ妥
絖されたＮ１固４ノ）サイリスタ中、１１固あるいは少
緘のサイリスタが１−１定的なゲート回路などの故障に
より導通しない状態が発生した”ｊＪ合、％通しないサ
イリスタ素子と並列に接続されているアレスタにはｌ・
に力変換装置が通＋４ｉ中の負イ；な直流が流れること
になる。したがって、例えばサイリスタ素子（２）が導
通しなかったとき、サイリスタ素子（２）の端子直圧は
アーム老体にががっていたｉｆ圧が印刀口されることに
なる。しかし、サイリスタ素子（２）には並列Ｖこ−ア
レスタ（２りが成就されており、かつ、屈カタｊ捗（装
置道として強ｔｌｉｌ］的に霞膚［直流を流すという持
１生があるので、サイリスタ素子（２）の端子直圧はア
レスタ（２４の（に圧−＋ｔ、（ｆｉｆ、特性（Ｖ−Ｉ
特性）で決まる負ｆｉＩｗ流工Ｒが流れる時のｆｉｌｆ
ＶＲに制限される。従って負荷電流ＩＲはアレスタ＆２
１に流れ、サイリスタ素子（２）の端子゛直圧はＶＲと
なる。

一般に、アレスタは甫インパルス、開閉インパルスの過
イ圧からの保会のために設置されておりこれらのインパ
ルスがかかったときのくり返し、かつ非常に鎧時間通亀
能力しか持たないため・比較的長時間で、ましてくり返
し負荷１に流が流れる場合に発生する膨大な］イ刀損失
に１１１１Ｉえるように設計することは経済的に不可能
で、１ｌａ１時にアレスタは、悟破壊を起こすことにな
る。

匝来、アレスタぐより５３図に不すｉ′＞に支狩キれて
いる。図において、両輪は１延極（２η（２８１を固着
した絶縁節Ｃ（１１内にアレスタすなわち過ｒｌｆ、（
：Ｉ−ｆｌｌＪ眠要素（財）を配置して一方の電極伐η
にばねシ判で押圧し、他方の電極（２艶とは・ノヤント
（３［ｌ）で混気的に接続されている。したがって、負
萌戒雌は、１に惨（２８１−ソヤント（３０）−過１劫
；圧制限豊木Ｑ句−ｆ区隊（潤に流れる。ｌ”を肯「（
１：流が縦続すると過電圧制限要素（２４）が熱破壊し
、絶水杖１司賄、のにり、邪にｒ−りが発生しＣ５鯰４
ば；＞ｉ１Ｃ引）の１゛」１〜１への１土力が調気１王
になり、絶縁筒ｔ：ＩＯがイ伎壊３Ｓれ６゜このような
状態になると、アースはさらに円山、倖（２７１ｉ２樽
間で持続し、過ゼ圧ｆｌｉ１．ｌ限四素（２４）のＷｄ
））Ｊにある部品が（、＃ｊ鴻し、装置全体の重大Ｊ↓
故Ｖこ発展−ｆる。

不発：’１４＋・、Ｊ、−ヒ記に櫨ケーＣなされたもの
で、）１．キ旨（（１土制限安素と並列に席玲手段を接
続し、ジーイリスタ亥子のすｔ通不良時に過トｌ］、圧
制御浪安素１則に流れる貝１酊覗流ケＪ氾絡手段で辺絡
することによって、過電圧制限要素が過熱するのを防止
し、周辺部品の損隔才防ぐことができる。（モ力変り＃
装ｂ＆を提供する。

以下、図についてお兄明する。第４図において、（財）
は？ｌ直圧！１ｆｌＪ限要素、（２均（ｌ−１，過１匡
圧制御す（゛要素（２４）の−Ｉｔ品と当接した低融点
越へ、ｇ［ｊば１氏１練点金４し０と当接したプレー）
、＋２７）は過覗圧制限ツ素（２４）の他−１′１穎と
当接した第１の直・除で、第１の１１ｊ１４部（２７ａ
）全１１する。＋２８）はｆＡ２の征（（極で５ｉｉ３
１の通ｒｌｉ〕ｉ’ｌｌｓ（２７ａ）ノ−所シ〆の１ト
４ｊ噛で対１・ｉＪした第２のｊ用直部（２８ａ）で有
する。ｆ！お一画７１ｊｊ低部（２７ａ）（２８ａ）の
対向部は低融点ぐ９属（２５）の士ｐ、ｉＳにｌ！ｌ己
置装れている。（２ｔ）は〕尚ｌイＨ二ｆｌｊＩＪ限要
素（２４１を第ｌの直イへ（２７）に伸１王し７たばね
、１：＋ｎ）ｆよグレート（が）と粥２のｌｉ極バとを
］比メ（的に接続したシャント・（３１）は両亘極ヴ力
１熟を所ボの間隔に保持する絶縁筒である。−ヒ記（２
４）〜（３１）で＋１７４成されたものを第２図のし１
）〜關の代りに、名イ極Ｘｔ２７）をそれぞれ接続４−
る〇 次に動作について説明する。第２図のサイリスク素子（
２）が不導通となシ負荷Ｉ４Ｌ流工Ｒがブイリスク素子
（２）と並列に躾続きれた過諷１ｆ−副ｌ’ｇ＋要素■
１１を流れると、絨ツ゛イクルで過を比圧制限要素（ハ
）の温度ｒ上昇させる。過電圧＋１ｔｌＪ限要素ρ４）
と１１匁融点金属い０はばね四でＬＥ看されているので
、熱ｆ天与が艮い伏特に保たれている。したがって、過
イＩｆ、制御＼１（安素（刈の温度上昇とともに低市点
幇ＩＡシ均も温度が上昇し１例えば１００〜１５００程
度の温度になると低融点＠属ρ〜はｔｎ融し始める。

り４５Ｉ図４この状態を示す構造図である。低鴎点金＠
＋２５）は図示のように解融し、両ｔｔｌｌＩｌｔ部（
２７ａ）（２８ａ）間を・短絡し、「４記気回路を形成
する。この１凝の負慴ｊイ流ＵＲは第２のは痙（２→−
１氏１１棟、蝋ぐン（川２５）−第１の「Ｆ極シカの経
路で／＋ｌｉ’、ノするので１尚−Ｉｆｉ１ニイｉ１１
］Σ艮冑、と、（２４）の１Ｅ流は流れなくなり、従っ
て、−ｙＣ，のＹｉｒＡノ５−ヒ胃が抑１１ｉｌｌされ
る。この場合、浴融した低融７中金１．：（ｉ：１．Ｉ
ｉ）のｔ谷融鮎と、両曲ｔＬ’ｉ％（２７ａ）（２８ａ
）とｒｔ４１ＫｌｉＩ、た低１．．１１Ｈ点金属＋２均
との接触抵４：Ｉ’ｌ：久）犬注さが）ｆｔｌｒ＾：に
よる副成上昇を決＞屁するが、低融点金！用の（へ）Ｉ
Ｈ点！七で７！＋ＡＩ（）：炉上がると屑１ＩＩｌｌｌ
♀鵬部が増えて、接触Ｊ’ｋ４：ｌ”しに小さくするよ
うに作用ｒる＠ 上記実か゛ハ例において、サイリスク素子は８閏的タリ
のものについてｈ兄：月したが、実１県にはもつと多く
の直列数で使用される。

不究明によれば、サイ１１スタのゲート点弧不良時のア
レスタに流れる負イ釘、、−Ｌ流に、（る過「１ｔ１土
Ｉ同ｌ報安素の破壊を防ぐことができると同時に、負性
″ｇ流は短絡手段によってバイパスさＪするので、女ボ
な状態で継続して運転することがＣき、商いイ、１・・
１性の成力変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は匠来のサイリスタアームの横ｋｙを
示す構成図、弔８ｄは従来の６・１（庄割限髪素の支持
機構を示す−［面図、嘉４図は不究明の一冥施１ｚ１１
ｉ示すもので、過１゛民圧１１ｉ１Ｊ限安話に短１賂゛
２１ゝ段を設けた状態を示ｆ＋υｆ面図、第５１ヌ１は
短絡手段の１（Φ作状態金示す説明図である０ １図において、（１）〜（３）はナイリスタ、ｆ；子、
（ハ）〜１２４）は過イ圧割眠要素、１洒は低融点金・
ｉＪ４・（２ηは（へ）は「ＣＣ極である。 なお１，６図中同−祠号は１ｖ」−又は和尚部分を示す
０ 代理人葛野信− 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個のサイリスタ素子が直列接続されて負荷Ｃ
   に流を制菌するものにおいて、上記各サイリスタ素子ま
   たは複数個の上記サイリスタ素子と並列に過ぼ圧制限要
   素を接続し、上記サイリスタ素子の全数が導通すべきと
   きに不導通の上記サイリスク素子を上記負荷ｔに流によ
   って作動する短絡手段で短絡するイカ変換装置０
2. （２）短絡手段は過ｔｔＩｆ制限要素の温度が所定の温
   度を超えたとき１乍動するように構成されていることを
   特徴とする特許 変換装置。
3. （３）短絡手段は過岐圧制限“要素を流れるｔＣａがｎ
   ｒ定り匝を超えたとき作動するように構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の純囲弟１項記載の［配力変換
   装置。