JPS5915276B2 - 電動機駆動装置における直流故障の検出是正回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的に云えば、多相交流から直流への変換
装置に於ける故障検出に関し、更に詳しく云うと、交流
源からの電力を直流電動機に供給するために利用される
ブリツジ回路内の制御整流器の不適切な導通を検出する
こと、並びにこのような不適切に導通している整流器を
是正すなわち非導通にする手段に関する。

交流を直流に変換するため、複数個の制御整流器、普通
シリコン制御整流器（ＳＣＲ）として知られている形式
のサイリスタ、を用いる全波整流ブリツジを使用する装
置を設けることは当該分野では―知である。

また、単相又は多相の装置であるかどうかに拘らず、整
流ブリツジの出力の直流電圧の値が、個々のブリツジ整
流器の位相点弧角を制御することにより変えられること
も周知である。位相角制御とは、当該分野で周知のよう
に、個々の整流器を印加電圧サイクル内の制御可能な時
刻に点弧し、該整流器が該サイクルの１部分の間のみ導
通する様にすることである。直流電動機の制御にこのよ
うなブリツジ回路を使用することも知られて｝り、この
装置では普通整流器ブリツジの位相点弧角を調節するた
めの帰還及び制御回路る用いて、電動機に加えられる電
圧を制御することにより電動機の動作を制御する。電流
制限作用を採り入れたこのような装置の→１が米国特許
第３５２６８１９号に記載されている。こ＼で述べてい
るような電動機制御用の制御整流器電力変換装置は、電
動機が回生様式で動作しているとき、直流故障又はシユ
ートスル一（ＳｈＯＯｔｔｈｒＯｕｇｈ）として知られ
ている故障を特に起しやすい。

直流故障は、ブリツジの整流器の内の１つ又はそれより
多くの整流器が非導通であるべき時に導通しているとき
に生じる。これらの故障又はシユートスル一が生じる種
々の理由の内の１つは、整流器点弧回路接続部又は点弧
制御の間欠的な故障のため、個々の整流器がその指定さ
れた時刻に点弧又は導通し損うことである。また、１つ
の整流器が、過大な電流により、又は印加交流電圧の減
少による十分なボルト・秒の不足により１前の整流器を
オフに転流し損う結果生じる。他の原因は、陽極一陰極
間電圧の時間に対する変化が大きすぎるため、又は整流
器に関連する点弧回路に電気雑音が結合したため、適切
に点弧された整流器と同じ交流源相の１つの整流器が誤
つて点弧する場合である。直流故障又はシユートスル一
の原因が何であれ、最終的には、ヒユーズが切れて駆動
装置を停止させ、ひどい場合には、故障により生じた過
大な電流により、電動機に別段保護がなされていないと
、該電動機を損いすることもある。従つて、本発明の目
的は、電動機制御装置の直流故障の検出及び是正のため
の改良手段を提供することである。直流故障の場合、交
流電流が零に向つて減少している間直流電流が急速に上
昇することが認められる。

このように、故障を認知するための最も確実な方法は、
交流相電流及び直流電動機電流を共に測定し、これらを
比較することである。然し、直流電流の大きさを正確に
検出するたとは困難であり且つ経費がかさむ。このため
、本発明では、（１）交流から直流への変換装置の電圧
ど電動機の逆起動力との間の実質的な差の発生、（２）
零ボルト又はその近辺の直流電動機母線電圧（端子電圧
）の発生、（電動機母線は電動機が起動するときほＳ零
ボルトであり、このとき逆起電力もまたほＳ零である）
、（３）減少すなわち零に向う交流源電流の発生を同時
に検出する適当な回路を設ける。上掲３つの状態の同寺
発生は、直流故障又はブリツジ内の制御整流器の不適切
な導通を表わし、この同時発生を利用することにより適
当な信号を発生し、この信号を用いて次に点弧するよう
に予定されているブリツジ内の整流器の点弧角を進めて
、該整流器を導通させると共に不適切に導通している整
流器をオフに転流する。本発明は、以下図面について好
ましい実施例を説明する所から一層明らかとなろう。

第１図に、電動機１０が線路Ｌｌ，Ｌ２，Ｌ３で示した
３相の源から全体を１２で示す普通の位相制御全波整流
ブリツジを介して可変電圧直流電力を供給されるものと
して示されている。

ブリツジ１２は６個の制御整流器１３乃至１８で構成さ
れ、整流器は夫々ゲート電極ａ乃至ｆを持つＳＣＲとし
て例示されている。周知のように、電動機に印加される
電圧の値は、個々の整流器１３乃至１８が導通にされる
時点の関数である。導通は、適当な電圧を陽極一陰極間
に印加し且つ整流器のゲート電極へゲート信号を印加す
ることにより開始する。図示の装置は一般的な形式のも
のであり、前掲米国特許第３５２６８１９号に記載され
ている形式のものである。第２図は整流器の正常な点弧
順序を例示しており、この順序で、整流器は電気角で６
０度間隔で点弧即ち導通させられ、電気角で１２０度の
間導通することができ、次の点弧順序の整流器が点弧さ
れることによつてオフに転流する。第２図を第１図のブ
リツジ１２の整流器に関係付けると、第２図の線１乃至
６が夫々第１図の整流器１３乃至１８の点弧時間の利用
範囲に対応する。第１図に戻つて説明する。

本発明の動作のための所望の信号を得るため・２つの帰
還路が設けられる。これらの帰還信号の第１が交流電流
に比例するものである。この目的のため、線路Ｌｌ，Ｌ
２，Ｌ３に夫々関連して変流器２０，２２，２４を設け
る。各変流器は、出力線２８を持つプロツク２６で示し
た全波整流ブリツジに信号を供給する。この結果、３つ
の交流線路の瞬時電流の和に比例する値を持つ信号が線
２８に現われる。交流電流信号（線２８）は電流速度回
路３２に対する信号入力となり、電流速度回路は交流電
流が上昇しているか又は下降しているかどうかを決定す
る機能を持つ。線２８の信号が下降しているか又は実質
的に一定に留まつている場合、電流速度回路３２は信号
を発生せず、これに対して、信号が上昇している場合に
は、該回路から信号が発生され、この信号が後で述べる
目゛めのためクランプ回路に対する入力を形成する。第
２の帰還信号は、電動機１０の端子に接続された電圧隔
離回路３１から取り出された、線３０に現われる電圧信
号である。

用いられる隔離の形式は本発明にとつて重要ではないが
、電動機端子に現われる大きさの大きい電圧が本発明の
制御回路まで達しないようにするのが望ましい。当該分
野で周知のように、磁気的又は光による隔離のような他
の形式の隔離も等しく便利に使用することが出来る。然
し、例示の実施例ではインピーダンス隔離を選び、この
ため回路は、抵抗２３，２５を介して夫々電動機１０の
端子に接続された反転入力及び普通入力を持つ演算増幅
器２１を含む。抵抗２３，２５は普通等しく且つ高い抵
抗値を持ち、例えば各々１タグオーム程度である。抵抗
２９が演算増幅器の出力と反転入力との間に接続され、
別の抵抗２７が基準点（大地）とインバータの普通入力
との間に結合されている。抵抗２７，２９は普通同じ値
であつて、抵抗２３，２５よりずつと小さい（例えば２
０キロオーム）。この結果、霜動機端子電圧を表わす信
号が演算増幅器２１の出力に現われる。電動機端子電圧
は、電動機のＩＲ及びＩＸ降下分だけ異なるが、電動機
の逆起電力にほＳ等しいことに注意されたい。このため
線３０の信号は電動機の逆起電力を表わしていると云え
る。電圧帰還信号（線３０）は２入力比較器３４の一方
の入力として作用し、その第２の入力はフイルタ３６の
出力である。

フイルタ３６はまたその入力に電圧帰還信号を受け取る
。前に述べたように、線３０の電圧帰還信号は電動機１
０の瞬時端子電圧を表わし、第３ａ図に線Ｖｍで例示さ
れている。該電圧の正常な状態が第３ａ図の時刻Ｔ，の
左側に示されている。フイルタ３６は平均化回路として
作用し、その出力は装置が正常な動作状態にあるとき第
３ａ図に線ＶＡＶＯ：で例示された正常値になる６比較
器３４はこれらの２つの入力信号を比較し、その出力と
して、第３ｂ図に例示されるように零ボルト附近の、直
流電動機のリツプル電圧を表わす信号を発生する。この
信号は整流器回路３８に送られる。整流器回路３８はそ
の入力信号について全波整流を行ない、その出力をクラ
ンプ回路４０に送る。整流されたリツプル信号を第３ｃ
図に例示する。線３０の電圧帰還信号はまた零電圧検出
器４２にも供給される。

零電圧検出器４２は、線３０の電圧が略零ボルトである
時以外は常時クランプ回路４０に出力信号を送る。以後
の説明から一層明らかとなるが、線３０の信号は、電圧
帰還信号が略零ボルト（２つの導通している整流器及び
関連する巻線間の電圧降下分だけそれから異なる）であ
る直流故障の発生の際（第３ａ図のｔ１とＴ４との間）
を除いて、常時正又は負のある値を持つ。従つて、電圧
帰還信号が零であるとき以外は、クランプ４０へ印加さ
れる検出器４２からの信号が、どんな信号もクランプ４
０を通過しないようにする。同様に、電流速度回路３２
から出力がある時、クランプ４４はどんな信号もそれを
通過するのを禁止する。クランプ回路４４の出力は、選
ばれた入力閾値を持つ適当な増幅器４６に加えられる。

該増幅器の出力は位相進め信号発生器５０に対する入力
を形成する。位相進め信号発生器５０は、増幅器４６か
らの入力信号を受け取つた時、一定の値の出力信号を発
生する。この出力信号は加算接続部６０に印加され、そ
の出力が瞬時応答パルス発生器６８の入力を形成する。
瞬時応答パルス発生器６８は、当該分野で周知の任意の
ものであつてよく、これに印加された信号の値に従つて
線ａ乃至ｆで表わした複数の出力信号を夫々ブリツジ整
流器１３乃至１８のゲート端子に供給するように作用す
る。瞬時応答パルス発生器の１例が前掲米国特許第３５
２６８１９号に記載されている。従来技術に対する本発
明の関係を適切に示すため、クランプ回路５４からの加
算接続部６０に対する第２の入力を示す。クランプ回路
５４には増幅器５２から信号が供給され、増幅器５２は
加算接続部４８から入力を受け取る。加算接続部４８は
、この種の装置に普通用いられる他の制御機能を表わし
、例えば前掲米国特許３５２６８１９号中に記載されて
いる加算接続部に対応する。再び従来技術との関係に於
て説明すると、直流故障が存在していなくて、位相進め
信号発生器５０から何ら信号が送り出されないような場
合、ブリツジの整流器の点弧角を制御する正規の匍卿信
号が、加算接続部４８に対する幾つかの入力から導出さ
れて増幅器５２によつて適当に増幅される。クランプ５
４はこの時動作せず、増幅器５２の出力が瞬時応答パル
ス発生器６８に対する入力信号として作用して、整流ブ
リツジの動作を制御する。本実施例では、クランプ５４
は第２の入力として増幅器４６の出力を受け取る。本発
明に於ては、直流故障がある場合、ブリツジの制御を本
発明の制御の下に置くのが望ましい。このため、増幅器
４６からの出力がクランプ５４に印加されると、加算接
続部４８から来る正規の制御信号が阻止され、従つてこ
れらの制御信号が加算接続部６０に到達しない。前にも
述べたように、位相進め信号発生器５０の出力は一定値
の信号である。

このため、この信号を発生器６８に印加することにより
、次のブリツジ整流器の点弧を｛量だけ進ませるように
なる。普通、本発明の好ましい実施例では、この進みは
電気角で６０度であり、発生器５０からの信号の値はこ
の進みをもたらすように予め定められる。然し、位相進
みの所望量は交流線路インピーダンスの関数であると認
められる。具体的に云うと、交流線路インピーダンスが
低い場合、略６０度の例は十分であろう。然し、交流線
路インピーダンスが高い場合、不適切に導通している整
流器をオフに転流するのに必要な時間が増加し、この際
、余分の位相進みを付加することが望ましい。そのため
、第１図に示されるように、ダイオード６４を設けて、
ダイオード６４と基準点との間に接続されたポテンシヨ
メータ６６に位相進め信号発生器５０からの信号を導く
。ポテンシヨメータ６６の摺動子７０は、線路インピー
ダンスの変動を補償出来るように手動調節可能である。
ダイオード６４を介してポテンシヨメータ６６に印加さ
れる信号は、普通発生器５０から加算接続部６０に印加
される信号に一定の倍率をかけた値であり、好ましくは
それと同じ極性を持つものである。従つて、交流線路イ
ンピーダンスが低くて、ほんの少しの位相進みしか必要
でない場合、ポテンシヨメータの摺動子７０はその最低
の位置にセツトされて、倍率抵抗７１を介して加算接続
部６０に供給される余分の位相進みが何もないか又はほ
とんどないようにする。他方、交流線路インピーダンス
が高い場合、ポテンシヨメータの摺動子はその上側の位
置にセツトされて、余分な最大位相進み、例えば電気角
で２５度の移相を表わす信号を供給する。第１図の残り
の部分は、ダイオード６２を介してポテンシヨメータ６
６の接地されていない側に印加される線２８の電流帰還
信号である。

このようにポテンシヨメータ６６に印加される信号は、
瞬時応答発生器６８によつて起ｂ得る位相遅延の量を制
限する安全手段として作用する。転流の問題がない場合
に許容され得る最大の位相遅延量は交流線路インピーダ
ンスと整流器１３乃至１８を流れる電流との関数であり
、電流が増すにつれ転流を行なうためには余分な時間が
必要であると認められる。本明細書で述べているような
装置に於ては、電気角で最大１５０度の遅延をさせるの
が普通である。然し、交流線路インピーダンスと整流器
電流との組合せが大きい場合、１８０度と１５０度との
差３０度より大きな差が適切な転流を保証する為に必要
であることが知られている。従つて、ダイオード６２、
ポテンシヨメータ６６及び抵抗７１を介して加算接続部
６０に印加される帰還信号は遅延量を制限して、他の全
ての制御が瞬時応答パルス発生器から取り除かれた場合
、遅延が、交流電流の値とポテンシヨメータによつてセ
ツトされた交流線路インピーダンスとの関数としてこの
帰還信号によつて設定された値に制御されるようにする
。第１図の動作について次に説明する。

電動機１０の端子電圧を表わす信号が線３０を介してフ
イルタ３６及び比較器３４に印加され、ブリツジ１２の
出力電圧の値と電動機の逆起電力との間に実質的な差が
あるなら、意味のある値を持つ信号が比較器３４の出力
に発生される。この信号が整流器３８によつて整流さわ
、整流器の出力がクランプ回路４０に供給される。線３
０の電圧帰還信号の値が（卦卦よそ）零の値以外の値で
ある場合、零電圧検出器４２がクランプ４０に出力信号
を供給し、整流器３８からの信号を更に伝送しないよう
にする。零電圧検出器４２が電圧帰還信号を略零ボルト
として感知した場合、クランプ４０に対するクランプ信
号が除去さねて、整流器３８からの信号が第２のクラン
プ４４へ通ることが許される。線２８の電流帰還信号が
電流速度回路３２によつて調べられ、該回路は電流の値
が増加しているときクランプ４４に出力信号を供給する
。このため、交流電流が第３ｄ図のｔ１とＴ３の間にあ
る破線で示さ泗るように零に向つている場合、電流速度
回路３２からの信号がクランプ４４から取り除かれて、
クランプ４０からの信号が増幅器４６、次いで位相進め
信号発生器５０へ通過出来るようになる。（第３ｄ図は
基本的には直流電動機電流を例示したものである。交流
電流は、故障が生じた場合を除いて、直流電流に密接に
近似する。交流の直流からのず！れがこの図の中の破線
で示されている。）発生器５０に信号が送られるのは、
前に述べた３つの条件を満足するときのみ生じる。

すなわち、ブリツジの出力電圧の値ど電動機の逆起電力
との間に実質的に差が存在し、交流電流が零に向つて卦
り、電動機母線電圧がほマ零である場合である。前述し
たように、増幅器４６の出力は、クランプ５４に印加さ
わたとき、全体の装置に関連する正規の制御信号が加算
接続部６０に印加されないようにし、また、位相進め信
号発生器５０から出力を出させて接続部６０の入力とす
る。交流線路インピーダンスの補償に関する別の信号が
（ダイオード６４を介して）加算接続部６０で発生器５
０の出力と組み合わさつて、瞬時応答パルス発生器６８
に対する制御入力となる。発生器６８は次いで線ａ乃至
ｆの内の適切な線に適当な制御信号を送り出して、ブリ
ツジ内の次に点弧さわるように予定されている整流器を
位相を進めて点弧し、先に転流し損つて不適切に導通し
ていた整流器を転流する。次に、第１図にプロツク形式
で示した本発明の素子を詳細に例示する第４ａ図及び第
４ｂ図について説明する。

第４ａ図及び第４ｂ図に於て、電流帰還信号は線２８に
現われ、ダイオード６２を介して前に説明した様にポテ
ンシヨメータ６６の上端に印加される。線２８の電流帰
還信号はまた電流速度回路３２にも印加される。電流速
度回路３２は進相回路を形成し、コンデンサ７２及びそ
れと直列の抵抗７４、並びに抵抗７４の自由端から基準
点（大地）に接続さわた抵抗７６及びダイオード７８の
並列組合せで構成されており、ダイオードは大地から抵
抗７４の自由端へ向つて導通するような極性になつてい
る。抵抗７４の自由端はまた、クランプ回路４４を形成
するトランジスタ８０のベースに接続されている。電流
速度回路３２は、交流電流帰還信号が上昇しているか下
降しているかどうかを決定し、該信号が上昇している限
り、コンデンサ７２が充電してトランジスタ８０のベー
スに正の電圧を加える。このトランジスタのエミツタは
接地されて｝り、コレクタはクランプ回路４０の出力に
接続されている。正の電圧がトランジスタ８０のベース
に現われる限り、トランジスタは導通状態にあり、クラ
ンプ４０の出力線に現われる信号を大地に通す。線２８
の電流帰還信号が下降し始めると、コンデンサ７２が放
電し始め、このためトランジスタ８０（クランプ４４）
のベースに負の電圧がか＼つて該トランジスタをオフに
し、クランプ４０から出力線に現われる任意の信号を増
幅器４６（第４ｂ図）へ通過させる。電圧帰還信号（線
３０）は、前に述べたように、第３ａ図中の線Ｖｎｌで
示したものと同様な波形を持つ。

この信号がフイルタ３６に印加される。フイルタ３６は
、直列抵抗８２と、抵抗８２の自由端と大地との間に接
続されたコンデンサ８４及び抵抗８６の並列組合せとか
らなる。フイルタ３６の時定数をかなり大きくして、こ
のフイルタの出力（比較器３４内の演算増幅器に対する
普通入力を形成する）が第３ａ図に線ＶＡＶＯで例示し
たように電動機１０（第１図）の逆起電力に大よそ等し
い全く一定の値となるようにするのが好ましい。第３ａ
図に示すように、信号ＶＡＶＯは、本来直流故障の生じ
る時（時刻ｔ１ ）まで電動機の逆起電力に比例し且つ
大よそそれに等しい（電動機のＩＲ降下分だけ異なる）
値に一定に留まる。時刻ｔ１に、電圧帰還信号が零まで
急速に増大し、信号ＶＡＶＧがゆつくりと変化し始める
。然し、フイルタ３６の時定数のため、この変化は帰還
信号の変化に比べて小さく、帰還信号が再び信号ＶＡＶ
Ｏの値より小さくなるまで続く。帰還信号が信号ＶＡＶ
Ｇよシ小さくなつた時に、ＡＶＯはほぼその元の値へと
戻る。電圧帰還信号はまた比較器３４の演算増幅器８８
の反転入力にも印加される。

増幅器８８は、その出力とその反転入力との間に接続さ
わた抵抗９２及びコンデンサ９４の並列組合せからなる
帰還路を持つ。比較器３４がフイルタ３６からの平均電
圧と線３０に現われる瞬時電圧帰還信号とを比較するの
で、その出力波形は第３ｂ図に示すように第３ａ図の線
．ど類似の波形である。この出力は、比較的に零の近辺
で正及び負になり、また整流器回路３８に印加される。
整流器回路３８ぱ、その出力の端子１０８に比較器３４
の出力信号の正の部分を通すような極性になつているダ
イオード９６を含む。

比較器出力の負の部分は、比較器３４と演算増幅器９８
の反転入力との間に接続された入力抵抗１０２を含む回
路に結合される。演算増幅器９８はその出力と反転入力
との間に接続された帰還抵抗１００を持つと共に、その
普通入力が抵抗１０４を介して大地に接続され、出力が
ダイオード１０６を介して接続点１０８に接続されてい
る。この回路は、反転作用を行なつて、接続点１０８に
現われる合成信号が比較器３４の出力の全波整流になる
ようにする。この合成信号が第３ｃ図に例示されている
。電圧検出器４２もまた電圧帰還信号を受け取り、前に
述べたように、電圧帰還がほＳ零に等しいときを除いて
、クランプ４０に出力制御信号を送る。この機能を達成
する為に、零電圧検出器４２は、電圧帰還（線３０）が
入力抵抗１１２を介してその反転入力に印加される演算
増幅器１１０を含む。演算増幅器１１０の普通入力は抵
抗１１４を介して接地される。帰還抵抗１１６が演算増
幅器１１０の出力と反転入力との間に接続され、増幅器
の出力がまた２つの直列の抵抗１１８，１２０を介して
−Ｖとして示した負の電圧に接続される。増幅器の第２
の帰還路が、抵抗１１８及び１２０の接続点と増幅器１
１０の反転入力との間に接続されたダイオード１２２を
含む。零電圧検出器４２は線１２４，１２６として示す
ようにクランプ回路４０に２つの出力を印加する。線３
０の電圧帰還信号が正のとき、正の電圧が線１２４に現
われる。これは線１２４が抵抗１１２を介して直接に線
３０に接続されているためである。電圧帰還信号が大地
に対し負であるとき、演算増幅器１１０及びその付設回
路が線１２６に正の出力を出す。線３０の電圧帰還信号
が零であるとき、線１２４及゛び１２６のどれも正の電
圧を持たず、以下に説明するように、クランプ回路４０
が不作動になり、クランプ回路に印加される信号を通過
させる。こ＼でクランプ回路４０について説明する。ク
ランプ回路４０は２つのトランジスタ１２８，１３０を
有し、整流器回路３８の出力（第３ｂ呻が１対の直列接
続された抵抗１３２，１３４を介してトランジスタ１２
８のコレクタに印加される。トランジスタ１２８のベー
スは線１２４によつて零電圧検出器４２に接続さわ、エ
ミツタは線１２６によつて検出器４２の反転増幅器１１
０の出力に接続さわている。整流器３８の出力はまた抵
抗１３２を介してトランジスタ１３０のコレクタにも印
加される。トランジスタ１３０のエミツタは接地されて
いる。トランジスタ１３０のベースは、抵抗１３６及び
線１２６を介して零電圧検出器４２の一方の出力を受け
取る。クランプ回路４４に供給されるクランプ回路４０
の出力（線１３８）はまたトランジスタ１３０のコレク
タから取り出される。前に示したように、線１２４，１
２６の検出器４２からの出力信号は、夫々線３０の電圧
帰還信号が正及び負であるとき正になる。このように、
電圧帰還信号が正であつて、線１２４の信号が正になる
と、トランジスタ１２８が導通伏態になり、このため整
流器３８からのクランプ回路４０に対する入力信号がク
ランプされ、すなわち出力線１３８に現われるのを禁止
される。同様に電圧帰還信号が負であつて、線１２６の
信号が正になると、トランジスタ１３０が導通し、整流
器の出力が大地に通されて線１３８には現われない。線
１３８はクランプ回路４４のトランジスタ８０のコレク
タに接続されており、該コレクタはまた端子１４０で例
示したようにクランプ回路４４の出力を形成する。今ま
で詳細に述べた回路の部分は、本発明の主要な検出機能
を行なう。

要約すると、第３図のグラフかられかるように、整流器
３８の出力は直流１故障が存在する時間の間のみ、すな
わちｔ１で始まつてほＳｔ５まで続く時間（第３ｃ図）
の間のみかなりの大きさを持つ。電圧帰還信号が零以外
であるとき（第３ａ図に示すようにｔ１からＴ５までが
零）、クランプ回路４０と関連して作用すｌる零電圧検
出器４２の出力は、整流器の信号の通過を阻止する。ま
た、交流電流信号が第３ｄ図のＴ，とＴ３の間の破線で
示すように零に向つて減少している時を除いて、クラン
プ回路は信号の通過を禁止し、このため端子１４０（ク
ランプ回路２４４の出力）には、次の３つの条件を満足
するとき、則ち（１）電動機の逆起電力と変換装置の電
圧との間に実質的な差があり、（２）交流電流が零に向
つており、（３）電動機電子電圧が零であるときのみ信
号が現われる。 ２端子１４
０（第４ａ図及び第４ｂ図）に現われる信号は、第４ｂ
図の増幅器４６に印加される。増幅器４６は閾値増幅器
であり、端子１４０と大地との間に接続されたコンデン
サ１４２を含む。コンデンサ１４２は沢波作用を行なつ
て、スプリ ３アス信号が本発明の動作全体に影響を及
ぼさないようにする。このため、ボルト・秒の比較的小
さい信号はコンデンサを充電するには不充分となる。然
し、第３ｂ図のｔ１とＴ５の間の信号によつて例示した
直流故障により引き起されるような一層３大きな信号が
存在する場合、コンデンサ１４２は充電して、ダイオー
ド１４４及び抵抗１４６を介゛してトランジスタ１４８
のベースに信号を通過させる。このトランジスタのエミ
ツタは接地されると共に、ダイオードを介してベースに
結合されて４いる。トランジスタ１４８のベースは、抵
抗１５２を介して負の電圧（−Ｖ）源に接続されること
によつて選ばれた入力信号閾値を作るように負にバイア
スされている。トランジスタ１４８のコレクタは２つの
抵抗１５４，１５６を介して正の電圧（＋Ｖ）源に接続
されており、分圧回路を構成するこわらの抵抗の接続点
が別のトランジスタ１５８のベースに接続されている。
トランジスタ１５８はＰＮＰ形であつて、そのエミツタ
が抵抗１６０により正の電圧（＋Ｖ）源に接続され、コ
レクタが抵抗１６２を介して負の電圧（−ＶＩ）源に接
続されている。トランジスタ１５８のコレクタは増幅器
１４６の出力として作用し、図では接続点１６４に接続
されている。コンデンサ１４２の上部電極が正に充電さ
れると、この電圧がダイオード１４４及び抵抗１４６を
介してトランジスタ１４８のベースに印加され、このト
ランジスタが導通してトランジスタ１５８のベースの電
圧を下げ、該トランジスタ１５８を導通させる。トラン
ジスタ１５８のコレクタ即ち接続点１６４に現われる信
号（直流故障信号）は第３ｃ図に例示したパルスである
。このパルスはｔ１の発生時点よりも少し後の時刻Ｔ２
に始まる。この短い遅延はコンデンサ１４２の充電時間
すなわち遅延時間によつて生じる。第３ｅ図に示すパル
スは、次の予定順序のプリツジ整流器の点弧によつて終
了する。この点弧により、交流電流を第３ｄ図のＴ３と
Ｔ４の間の破線で示すように上昇させる。交流電流が上
昇すると、クランプ４４（第４ａ図）が動作し、トラン
ジスタ１４８，１５８の導通が止まる。接続点１６４の
直流故障信号はクランプ回路５４の入力信号として供給
され、前に述べたように増幅器５２を介して加算接続部
４８から来る正規の制御信号の通過を阻止する。

クランプ回路５４はダイオード１６６及び抵抗１６８の
直列組合せを含み、これが演算増幅器１７０の反転端子
に対する入力を形成し、演算増幅器の普通入力端子は抵
抗１７２により接地されている。第２の抵抗１７４が増
幅器１７０の出力と反転入力との間の帰還路に接続され
ている。好ましい実施例では、増幅器５２の出力はまた
演算増幅器１７０に対する入力を形成する。例示のよう
に、増幅器５２からの出力は相対的に負の信号であり、
この信号を増幅器１７０によつて反転することにより正
の出力を生じるようにする。この正の出力が直列のダイ
オード１７６によつて加算接続部６０に通される。接続
点１６４に現われるパルスは、正の値であつて大きさも
増幅器１７０を負に飽和させるほど、充分大きいので、
このパルスが発生したとき、該増幅器の出力が負になり
、従つて該出力がダイオード１７６によつて阻止される
ようにする。この作用により、前掲米国特許第３５２６
８１９号に見られるような装置の残りの部分から導き出
された正規の制御信号が、直流故障の際に加算接続部６
０を介して瞬時応答パルス発生器６８に通されないよう
に保証する。第１図のプロツク図に関して示したように
、瞬時応答パルス発生器６８に実際に加えられる制御パ
ルスは、発生器５０からの位相進め信号の関数である。

このパルスは、この回路部分に関する限り、要求される
瞬時応答パルス発生器６８の位相進めの量が一定値にな
るように一定の大きさを持つと前に述べたことを思い出
されたい。この目的の為、接続点１６４にある直流故障
信号（第３ｅ図）が抵抗１７８を介してトランジスタ１
８０のベースに印加される。トランジスタ１８０のコレ
クタは正の電圧（＋Ｖ）源に接続さわ、エミツタは抵抗
１８２を介してベースに接続され、該エミツタから位相
進め信号発生器５０の出力が取り出されて別の抵抗１８
４を介して加算接続部６０に供給される。したがつて、
１６４の信号が正である限り、トランジスタ１８０が導
通して、抵抗１８４を介して加算接続部６０に一定の電
圧を印加する。１６４の信号が消失すると、トランジス
タ１８０が非導通になり、加算接続部から信号がなくな
ると同時に、クランプ５４がもはや働いていないので、
加算接続部４０から来る信号が加算接続部６０に再び印
加さわる。

加算接続部６０の出力を第３ｆ図に示す。前に第１図に
関して説明したように、交流線路インピーダンス調節信
号及び電流帰還信号が夫夫のダイオード６４，６２及び
ポテンシヨメータ６６を介して加算接続部６０に印加さ
れる。

また、第１図の説明のところで述べたように、瞬時応答
パルス発生器６８は加算接続部６０の出力、本実施例で
は（ポテンシヨメータ６６の出力によつて変更されなが
ら）位相進め信号発生器５０から送り出されるパルスの
値、に応答して、第１図のブリツジ回路１２のサイリス
タに印加さ５れるゲート信号である線ａ乃至ｆの内の適
切な１つに信号を印加することにより、次の予定順序の
ブリツジ整流器の点弧を進める。このように次に点弧し
ようと予定されている整流器の点弧を正規の点弧よりも
早めることにより、不適切に導通している整流器に充分
な負のバイアスがか＼り、この整流器を非導通にし、直
流故障が是正される。従つて、直流電動機制御回路の電
源ブリツジ内の不適切に導通している整流器の存在を決
定し、これに対し是正を行なう経済的で効果的な手段が
提供されたことが御理解いただけよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた全体の装置を示す主なプロツク
図、第２図は３相６サイリスタ（ＳＣＲ）制御ブリツジ
の正規の点弧順序を例示するタイミング図、第３ａ図乃
至第３ｆ図は本発明の回路内に生じる種々の波形を例示
するグラフ、第４ａ図及び第４ｂ図は第１図にプロツク
で示した本発明の主要な構成部分をより詳細に例示した
回路図である。 主な符号の説明、１３乃至１８：制御整流器、２０，２
２，２４：変流器、２６：全波整流ブリツジ、３１：電
圧隔離回路、３２：電流速度回路、３４：比較器、３６
：フイルタ、３８：整流器回路、４０，４４，５４：ク
ランプ回路、５０：位相進め信号発生器、６０：加算接
続部、６８：瞬時応答パルス発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電動機が交流源から整流器ブリッジを介して電
   力を供給され、該ブリッジの個々の整流器が予定の順序
   で制御可能な時刻に導通させられるような形式の制御整
   流器ブリッジを用いた電動機駆動装置における、不適切
   に導通している整流器により生じる直流故障を検出して
   是正するための回路であつて、ブリッジの出力電圧と電
   動機の逆起電力との間の実質的な差に応答して第１の制
   御信号を発生する第１の手段、交流源からブリッジに供
   給される交流電流の値の減少に応答して第２の制御信号
   を発生する第２の手段、実質的に零ボルトである電動機
   端子電圧の値に応答して第３の制御信号を発生する第３
   の手段、上記第１、第２及び第３の制御信号の同時発生
   に応答して、ブリッジの次に導通させるべき整流器の点
   弧時刻を早める第４の手段を設けたことを特徴とする回
   路。 ２ 前記交流源が多相交流源である特許請求の範囲１項
   に記載の回路。 ３ 前記ブリッジが、定められた電動機動作パラメータ
   に応じた制御された時刻に順次導通される複数個の制御
   整流器からなり、前記第４の手段が第１、第２及び第３
   の制御信号の同時発生に応答して、上記動作パラメータ
   に応じた整流器の正規の点弧制御を禁止し、ブリッジの
   次に導通させるべき整流器の点弧時刻を早めるための位
   相進め信号を発生する手段を有する特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載の回路。 ４ 前記第４の手段が、第１、第２及び第３の制御信号
   の同時発生に応答して第１の制御信号を通過させるクラ
   ンプ手段と、該クランプ手段を通過した第１の制御信号
   に応答して、ブリッジの次に導通させるべき整流器の点
   弧時刻を早めるための位相進め信号を発生する手段とを
   有する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の回路。 ５ 前記クランプ手段を通過した第１の制御信号に応答
   して位相進め信号を発生する手段が、該第１の制御信号
   に応答して出力信号を発生する閾値増幅器と、該出力信
   号に応答して、電動機動作パラメータに応じた整流器の
   正規の点弧制御を禁止する手段と、上記出力信号に応答
   して上記位相進め信号を発生する位相進め信号発生器と
   を含んでいる特許請求の範囲第４項記載の回路。 ６ 交流線路インピーダンスの値が高いときに前記位相
   進め信号に付加的な信号を加えて更に点弧時刻を早める
   補償手段を含む特許請求の範囲第４項又は第５項に記載
   の回路。 ７ 補償手段が調節可能である特許請求の範囲第６項に
   記載の回路。 ８ 前記付加的な信号が前記位相進め信号に一定の倍率
   をかけた値を持つ信号である特許請求の範囲第６項に記
   載の回路。