JPS59209064A - 光サイリスタのゲ−ト駆動回路 - Google Patents
光サイリスタのゲ−ト駆動回路Info
- Publication number
- JPS59209064A JPS59209064A JP8072783A JP8072783A JPS59209064A JP S59209064 A JPS59209064 A JP S59209064A JP 8072783 A JP8072783 A JP 8072783A JP 8072783 A JP8072783 A JP 8072783A JP S59209064 A JPS59209064 A JP S59209064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light emitting
- drive circuit
- gate drive
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は光サイリスタ(光直接点弧サイリスタ)のゲー
ト駆動回路に係シ、特に光サイリスタのターンオン時間
を短くできる光サイリスタのゲート、駆動回路に関する
。
ト駆動回路に係シ、特に光サイリスタのターンオン時間
を短くできる光サイリスタのゲート、駆動回路に関する
。
ゲート回路が116単となる為高信頼度化、コンパクト
化が期待できる光サイリスタが無効電力制御装置のスイ
ッチや直流送電用リーイリスタバルブ等の尚圧犬芥墓亀
力ta器に適用され始めてさた。光ナイリスタ?高圧大
谷#螺力嘘器に適用する場合、従来のライリスクと同僚
に複数個直並列接続されて構成されることになるが、こ
の場合これがあたかも1個のスイッチ素子と同様に動作
するようにしなけれはならない。
化が期待できる光サイリスタが無効電力制御装置のスイ
ッチや直流送電用リーイリスタバルブ等の尚圧犬芥墓亀
力ta器に適用され始めてさた。光ナイリスタ?高圧大
谷#螺力嘘器に適用する場合、従来のライリスクと同僚
に複数個直並列接続されて構成されることになるが、こ
の場合これがあたかも1個のスイッチ素子と同様に動作
するようにしなけれはならない。
第1図はこのための従来考えられている光サイリスタの
ゲート駆動回路である。1は発光素子、駆動用の電di
、21’1発光素芋r保護するだめのパルストランス、
3はパルストランス2に流れる電流にオンオフするだめ
のスイッチでCOMはスイッチ3のオンオフを指令する
制御信号%LEll〜L E□は発光素子、41.42
・・・は発光素子の光出力r光サイリスタT hI +
T hI・・・に導くライトガイドである。複数個直
並列接続された光サイリスク(第1図では直列接続した
場合ケ示す)を111・iのスイッチと同様に動作させ
るためには、各各の光ライリスクのゲー目言号である光
(入力)パルスのパワーが十分大きく更に立上りの速い
ことが必要である。この理由は光ライリスクの光入力に
対するターンオン時間の特性ケ第2図に概略示すように
、光入力Panが小さいとターンオン時間T o+tが
長くなるため、複数個直並列接続された。
ゲート駆動回路である。1は発光素子、駆動用の電di
、21’1発光素芋r保護するだめのパルストランス、
3はパルストランス2に流れる電流にオンオフするだめ
のスイッチでCOMはスイッチ3のオンオフを指令する
制御信号%LEll〜L E□は発光素子、41.42
・・・は発光素子の光出力r光サイリスタT hI +
T hI・・・に導くライトガイドである。複数個直
並列接続された光サイリスク(第1図では直列接続した
場合ケ示す)を111・iのスイッチと同様に動作させ
るためには、各各の光ライリスクのゲー目言号である光
(入力)パルスのパワーが十分大きく更に立上りの速い
ことが必要である。この理由は光ライリスクの光入力に
対するターンオン時間の特性ケ第2図に概略示すように
、光入力Panが小さいとターンオン時間T o+tが
長くなるため、複数個直並列接続された。
光り一イリスタ各々の特性のバラツキによって、1個の
スイッチとして動作しなくなるためである。
スイッチとして動作しなくなるためである。
光入力パルスのパワーが十分でないとか、光入力パルス
の立上シが遅いと、複数の直並列接続された光サイリス
タ素子のうちのあるものはターンオンし、あるものtよ
オフしたままのものが存在して、並列接続の場合にはタ
ーンオンした元サイリスタイ、子に電流が集中し、直列
接続の場合にはオフしていΦ光サイリスタ素子に過電圧
がかかるといった問題が生じ、これによって光サイリス
タ素子の劣化や、場合によっては素子の破壊を招くこと
になる。
の立上シが遅いと、複数の直並列接続された光サイリス
タ素子のうちのあるものはターンオンし、あるものtよ
オフしたままのものが存在して、並列接続の場合にはタ
ーンオンした元サイリスタイ、子に電流が集中し、直列
接続の場合にはオフしていΦ光サイリスタ素子に過電圧
がかかるといった問題が生じ、これによって光サイリス
タ素子の劣化や、場合によっては素子の破壊を招くこと
になる。
本発明の目的は上述した従来技術の問題点?除き、高圧
大容量の電力機器に光サイリスタ?適用する場合に必要
な光サイリスタの直並列接続全可能とするための光サイ
リスタのゲート駆動回路全提供することにある。
大容量の電力機器に光サイリスタ?適用する場合に必要
な光サイリスタの直並列接続全可能とするための光サイ
リスタのゲート駆動回路全提供することにある。
光サイリスタの直並列接続?可能とするためには光サイ
リスタのターンオン時間及びその素子のバラツキ4小さ
くする必要がある。このためには光サイリスタの光入力
パルスのパワーが十分大きいこと及びパルスの立上シが
早いことが必要である。後者については第1図の等価回
路を第3図に示すように、スイッチSWオン時に発光素
子LEに流れる電流の立上シ?早くすることが解決策と
なる。第3図の等価回路でスイッチSWが理想的なスイ
ッチとして動作するものとすれば、発光素子LEに流れ
る電流は時定数(L、+L)/Rで立上ることになるの
でこれを小さくすることが必要となる。ここでり、はパ
ルストランスの漏れリアクタンス、Lは配線のインダク
タンス、Rは回路の抵抗である。一般にり、>>Lであ
るのでり。
リスタのターンオン時間及びその素子のバラツキ4小さ
くする必要がある。このためには光サイリスタの光入力
パルスのパワーが十分大きいこと及びパルスの立上シが
早いことが必要である。後者については第1図の等価回
路を第3図に示すように、スイッチSWオン時に発光素
子LEに流れる電流の立上シ?早くすることが解決策と
なる。第3図の等価回路でスイッチSWが理想的なスイ
ッチとして動作するものとすれば、発光素子LEに流れ
る電流は時定数(L、+L)/Rで立上ることになるの
でこれを小さくすることが必要となる。ここでり、はパ
ルストランスの漏れリアクタンス、Lは配線のインダク
タンス、Rは回路の抵抗である。一般にり、>>Lであ
るのでり。
?小さくするためにはノくルストランスの1次巻線及び
2次巻線によシ生じる磁束が密に結合することが必要と
なる。このノζめ1次巻線と2次巻線とが一体構造とな
った巻線例えばシールド線(芯線全1次、シールド線?
2次又はこの逆として使用する)ヲ使用するようにした
。また、前述の時定数?小さくするために2次の発光素
子を幾つかのグループに分割し、グループ毎に共通鉄心
上に上記巻線?巻いてパルストランスケ構成した。分割
により時定数の小さくなる理由は後述する。
2次巻線によシ生じる磁束が密に結合することが必要と
なる。このノζめ1次巻線と2次巻線とが一体構造とな
った巻線例えばシールド線(芯線全1次、シールド線?
2次又はこの逆として使用する)ヲ使用するようにした
。また、前述の時定数?小さくするために2次の発光素
子を幾つかのグループに分割し、グループ毎に共通鉄心
上に上記巻線?巻いてパルストランスケ構成した。分割
により時定数の小さくなる理由は後述する。
光パルスのパワー?十分大きなものとするためには上述
の分割した幾つかの独立な発光素子群の発光素子からの
先出カッくルス金集めて(合成して)、これが1光サイ
リスタのゲート光入力/(ルスとなるようにゲート回路
全構成し、lシルストランスの故障、1@又は数個の発
光素子の劣化、故障等によシ光パルスのパワー不足を生
じて光サイリスタが破壊することがないようにした。
の分割した幾つかの独立な発光素子群の発光素子からの
先出カッくルス金集めて(合成して)、これが1光サイ
リスタのゲート光入力/(ルスとなるようにゲート回路
全構成し、lシルストランスの故障、1@又は数個の発
光素子の劣化、故障等によシ光パルスのパワー不足を生
じて光サイリスタが破壊することがないようにした。
本発明の一実施例を第4図に示す、第4図は第1図に示
したゲート回路の2次の発光回路y<m分割し、その各
々に1次及び2次巻線が一体構造となった巻線たとえは
シールド線を巻いたパルストランス全使用した場合で、
前述と同じ番号、記号のものは同じものを表わしている
ので異った新しいものについて説明すると、21〜2m
は2次発光回路のm分割によって1次及び2次巻線が一
体構造の巻線全もったパルストランスで、この詳細を第
5図、第6図に示す。第5図は鉄心7に巻かれた1次巻
線71及び2次巻線72の配列を示しく図と逆の配列で
もよい)、どの1次及び2次巻線をとっても、1次巻線
71の作る磁束分布と2次巻線72の作る磁束分布が打
消しあう構造となっているのが、1次、2次巻線間の漏
れリアクタンスが小さくなる理由である。第6図に具体
的な巻線のh4造を示す。73は絶縁物、74は外被(
絶縁物)である。このようにしてもれリアクタンスL、
を小さくして2次の発光回路の電流の立上bt早くする
ことができる。
したゲート回路の2次の発光回路y<m分割し、その各
々に1次及び2次巻線が一体構造となった巻線たとえは
シールド線を巻いたパルストランス全使用した場合で、
前述と同じ番号、記号のものは同じものを表わしている
ので異った新しいものについて説明すると、21〜2m
は2次発光回路のm分割によって1次及び2次巻線が一
体構造の巻線全もったパルストランスで、この詳細を第
5図、第6図に示す。第5図は鉄心7に巻かれた1次巻
線71及び2次巻線72の配列を示しく図と逆の配列で
もよい)、どの1次及び2次巻線をとっても、1次巻線
71の作る磁束分布と2次巻線72の作る磁束分布が打
消しあう構造となっているのが、1次、2次巻線間の漏
れリアクタンスが小さくなる理由である。第6図に具体
的な巻線のh4造を示す。73は絶縁物、74は外被(
絶縁物)である。このようにしてもれリアクタンスL、
を小さくして2次の発光回路の電流の立上bt早くする
ことができる。
次に第4図に示した2次回路ケ幾つかの発光素子群に分
割することによって回路の電流の立上りが早くなる理由
ケ第7図に示す等両回路で次に説明する。第7図におい
て、L @I I L2 、・・・L @ IIは各々
パルストランス21.22・・・2mの漏れリアクタン
ス、LE1* LEt・・・LEイは2次の発光素子群
#l、 #2.・・・#mの発光素子のすべて金1個で
代表して示す発光素子、mLはm個に分割された各々の
発光回路の配線のインダクタンス、ml(は各々のパル
ストランスと発光回路の抵抗を合せた抵抗である。各々
の回路の時定数はr=(L*++mL)/mRi=1.
2.”’m (1)で表わされ、L 、 I)) m
L とすれはτ−Let/m几
(2)となシ、第1図の場合が τo=(L−+L)/R=L−/R,但しり、>>L
(31であったのに対し時定数は1部mとなるからで
ある。
割することによって回路の電流の立上りが早くなる理由
ケ第7図に示す等両回路で次に説明する。第7図におい
て、L @I I L2 、・・・L @ IIは各々
パルストランス21.22・・・2mの漏れリアクタン
ス、LE1* LEt・・・LEイは2次の発光素子群
#l、 #2.・・・#mの発光素子のすべて金1個で
代表して示す発光素子、mLはm個に分割された各々の
発光回路の配線のインダクタンス、ml(は各々のパル
ストランスと発光回路の抵抗を合せた抵抗である。各々
の回路の時定数はr=(L*++mL)/mRi=1.
2.”’m (1)で表わされ、L 、 I)) m
L とすれはτ−Let/m几
(2)となシ、第1図の場合が τo=(L−+L)/R=L−/R,但しり、>>L
(31であったのに対し時定数は1部mとなるからで
ある。
但し L−I=L、(1=1,2.・・・m)(4)以
上のように本発明のゲート駆動回路によシ、光サイリス
タの光パルスの立上!ll−早くできるので、複数直並
列接続された光サイリスタのターンオン時間及びそのバ
ラツヤが小さくでき、高圧大容量の電力機器に必要な光
サイリスタの直並列接続が可能となる。
上のように本発明のゲート駆動回路によシ、光サイリス
タの光パルスの立上!ll−早くできるので、複数直並
列接続された光サイリスタのターンオン時間及びそのバ
ラツヤが小さくでき、高圧大容量の電力機器に必要な光
サイリスタの直並列接続が可能となる。
以上の第4図のゲート駆動回路の構成によシ立上刃の早
い光パルスが得られるが、発光素子LE+t、 LEt
2・・・I、E□が劣化、故障した場合はこの素子に接
続された光サイリスタも前述理由によって劣化、故障に
至る。このため第8図に示すように独立な発光回路の発
光素子からの光出力?ライトガイドの途中でをせ集めて
光サイリスタを駆動するのが良い。第8図の場合は、m
個の独立な発光回路の発光素子から光を寄せ集めライト
ガイド=1m本バンドルして光サイリスタに接続した場
合?示している。従って1つの発光回路の劣化、故障に
よる光パルスのパワーの変化は(m−1)7mとなるた
め、前図第4図に比較し信頼度の高いものとすることが
できる。図中51.52・・・はm本バンドルのライト
ガイドである。
い光パルスが得られるが、発光素子LE+t、 LEt
2・・・I、E□が劣化、故障した場合はこの素子に接
続された光サイリスタも前述理由によって劣化、故障に
至る。このため第8図に示すように独立な発光回路の発
光素子からの光出力?ライトガイドの途中でをせ集めて
光サイリスタを駆動するのが良い。第8図の場合は、m
個の独立な発光回路の発光素子から光を寄せ集めライト
ガイド=1m本バンドルして光サイリスタに接続した場
合?示している。従って1つの発光回路の劣化、故障に
よる光パルスのパワーの変化は(m−1)7mとなるた
め、前図第4図に比較し信頼度の高いものとすることが
できる。図中51.52・・・はm本バンドルのライト
ガイドである。
さらに第9図は第8図における発光素子の必要個数の低
減及び発光素子とライトガイドとの光結合効率を良くす
るためライトガイドの途中で分岐、合成を施したライト
ガイドを用いて構成したゲート駆動回路の1部を示して
いる。この方法で発光素子とライトガイドとの結合部の
効率が上がる理由は、光の受口が単に大きくなることに
よる。第9図では3つの独立な発光回路の発光素子によ
り3部1Mの光サイリスタを駆動する場合を示している
。
減及び発光素子とライトガイドとの光結合効率を良くす
るためライトガイドの途中で分岐、合成を施したライト
ガイドを用いて構成したゲート駆動回路の1部を示して
いる。この方法で発光素子とライトガイドとの結合部の
効率が上がる理由は、光の受口が単に大きくなることに
よる。第9図では3つの独立な発光回路の発光素子によ
り3部1Mの光サイリスタを駆動する場合を示している
。
第8図に示した構成ではこの場合、発光素子は9個必要
となシ、発光素子数の低減が図れることが分る。尚、発
光素子11固又は1つの発光回路の故障による光サイリ
スタへの光パワーの変化は第9図の場合(3−1)/3
=2/3で、第8図の場合はm = 3とおくと2/3
となシ変わらない。第9図で61.62.63はライト
ガイドの途中で分岐、合成?施したバンドルライトガイ
ドで、図中には3本のバンドルとした場合を示したが、
これがn本(n:任意)のバンドルとなった場合も分岐
、合成の構成は同様であp、1個の発光素子の故障によ
る光サイリスタへの光パワーの変化はこの場合(n−1
)/nとなる。
となシ、発光素子数の低減が図れることが分る。尚、発
光素子11固又は1つの発光回路の故障による光サイリ
スタへの光パワーの変化は第9図の場合(3−1)/3
=2/3で、第8図の場合はm = 3とおくと2/3
となシ変わらない。第9図で61.62.63はライト
ガイドの途中で分岐、合成?施したバンドルライトガイ
ドで、図中には3本のバンドルとした場合を示したが、
これがn本(n:任意)のバンドルとなった場合も分岐
、合成の構成は同様であp、1個の発光素子の故障によ
る光サイリスタへの光パワーの変化はこの場合(n−1
)/nとなる。
以上のように発光素子又は1つの発光回路が故障しても
光サイリスタの光入力パワーを十分大きくとることがで
きるので、光サイリスタのターンオン時間及びそのバラ
ツー#を小さくでき、高圧大容量の電力機器に必要な光
サイリスタの直並列接続が可能となる。
光サイリスタの光入力パワーを十分大きくとることがで
きるので、光サイリスタのターンオン時間及びそのバラ
ツー#を小さくでき、高圧大容量の電力機器に必要な光
サイリスタの直並列接続が可能となる。
第1図は本発明の対象とする光サイリスタのゲート駆動
回路、第2図は光サイリスタの光入力に対するターンオ
ン時間特性、第3図は第1図の等節回路、第4図μ本発
明による光サイリスタのゲート駆動回路、第5図は第4
図のパルストランス巻線の詳細を示す図、第6図は第4
図及び第5図のパルストランスの1次及び2次巻線の巻
線構造、第7図は第4図の等節回路、第8図及び第9図
は本発明の他の実施例を示す光サイリスタのゲート駆動
回路を示す図である。 1・・・電源、2・・・パルストランス、3・・・スイ
ッチ、LElビ・・LH□発光素子、Thx、Th2・
・・光サイリスタ、41.42・・・ライトガイド、5
1゜52・・・61,62.63バンドル7アイパ、L
・・・・パルストランスの漏れリアクタンス、R・・・
抵抗\第1 G 葛1口 第5図 1 第6図 73 74 第7図 第8FZJ 1 第qm 11
回路、第2図は光サイリスタの光入力に対するターンオ
ン時間特性、第3図は第1図の等節回路、第4図μ本発
明による光サイリスタのゲート駆動回路、第5図は第4
図のパルストランス巻線の詳細を示す図、第6図は第4
図及び第5図のパルストランスの1次及び2次巻線の巻
線構造、第7図は第4図の等節回路、第8図及び第9図
は本発明の他の実施例を示す光サイリスタのゲート駆動
回路を示す図である。 1・・・電源、2・・・パルストランス、3・・・スイ
ッチ、LElビ・・LH□発光素子、Thx、Th2・
・・光サイリスタ、41.42・・・ライトガイド、5
1゜52・・・61,62.63バンドル7アイパ、L
・・・・パルストランスの漏れリアクタンス、R・・・
抵抗\第1 G 葛1口 第5図 1 第6図 73 74 第7図 第8FZJ 1 第qm 11
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、複数個の光サイリスタと、この光サイリスタに光出
力?与える複数個の発光素子と、この発光素子をパルス
トランスkjN、て駆動する電源とから成る光サイリス
タのゲート駆動回路において、上記パルストランスはそ
の1次巻線と2次巻線とが一体構造となった巻線で構成
されたこと全特徴とする光サイリスタのゲート駆動回路
。 2、 l特許請求の範囲第1項において、上記パルス
トランスに、その1次巻線と2次巻線とが一体構造とな
った巻線を、上記複数個の発光素子をグループ分けして
できたその各グループ毎に備えたことを特徴とする光サ
イリスタのゲート駆動回路。 3、特許請求の範囲第2項において、上記光サイリスタ
は上記複数のグループの発光素子の光出力を受光するこ
とを特徴とする光サイリスタのゲート駆動回路。 4、特許請求の範囲第2項又は第3項において、上記各
発光素子の光出力は上記複数の光サイリスタに与えられ
ることヲ!1番徴とする光サイリスタのゲート駆動回路
。 5、特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかにおい
て、上記1次巻線と2次巻線とが一体構造となった巻線
はシールド線であることを特徴とする光サイリスタのゲ
ート駆動回路。 6、複数個の光サイリスタと、この光サイリスタに先出
カケ与える複数個の発光素子と、この発光素子p パル
ストランスを介して駆動する電源とから成る光サイリス
タのゲート駆動回路において、上記パルストランスは、
その1次および2次巻線ケ、上記複数個の発光素子?グ
ループ分けしてできたその各グループ毎に備えたことを
特徴とする光サイリスタのゲート駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8072783A JPS59209064A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 光サイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8072783A JPS59209064A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 光サイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59209064A true JPS59209064A (ja) | 1984-11-27 |
JPH0515150B2 JPH0515150B2 (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=13726397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8072783A Granted JPS59209064A (ja) | 1983-05-11 | 1983-05-11 | 光サイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59209064A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0679128U (ja) * | 1992-06-12 | 1994-11-04 | 株式会社ユタカ電機製作所 | トランス用巻線とその巻線を使用したスイッチング電源 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52137022U (ja) * | 1976-04-14 | 1977-10-18 | ||
JPS57135671A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-21 | Toshiba Corp | Gate circuit for thyristor converter |
-
1983
- 1983-05-11 JP JP8072783A patent/JPS59209064A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52137022U (ja) * | 1976-04-14 | 1977-10-18 | ||
JPS57135671A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-21 | Toshiba Corp | Gate circuit for thyristor converter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0679128U (ja) * | 1992-06-12 | 1994-11-04 | 株式会社ユタカ電機製作所 | トランス用巻線とその巻線を使用したスイッチング電源 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0515150B2 (ja) | 1993-02-26 |
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