JPS59222082A - 電流型インバ−タの自励起動方法 - Google Patents

電流型インバ−タの自励起動方法

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JPS59222082A
JPS59222082A JP58094846A JP9484683A JPS59222082A JP S59222082 A JPS59222082 A JP S59222082A JP 58094846 A JP58094846 A JP 58094846A JP 9484683 A JP9484683 A JP 9484683A JP S59222082 A JPS59222082 A JP S59222082A
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inverter
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capacitor
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守彦 谷野
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Koshuha Netsuren KK
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
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    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
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    • H02M5/45Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Power Engineering (AREA)
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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】 本発明は、電流型インバータの自励起動方法に関する。
代表的な電流型インバータは、交流電力を位相制御して
直流電力に変換する順変換器を電流源とし、該順変換器
が出力する直流電流を直流リアクトルで平滑して逆変換
器に供給する構成となっている。この為、インバータの
起動時には、上記面、流リアクトルの電流抑制作用によ
って、イン)< −夕負荷に流入するエネルギーが少な
く、高周波インパークになると、逆変換器を構成するサ
イリスクをターンオフさせるに十分な逆バイアス電圧が
得られない。この為、従来は、起動装置を特に設けて、
起動に際し、インバータ負荷に起動エネルギーを供給す
るようにしているが、これでは、高価になる上、インバ
ータが大形化する。また、インバータ負荷に直流カット
用のコンデンサを持たせて」二記逆バイアス電圧を確保
することも行われているが、高周波になると信頼性が低
下するので、この場合にも、従来は、起動装置を用いて
該信頼性を確保するようにしている。
本発明は、この問題点に鑑みてなされたもので、負荷に
直流カット用のコンデンサを有する場合において、該直
流カット用コンデンサの端子電圧が逆変換器を構成する
サイリスクの所要逆バイアス電圧まで上昇する毎にこれ
らのサイリスクにゲートパルスを供給しつつ起動する構
成とすることによって、高周波インバータの場合にも、
起動装置を設けることなく、高い信頼性をもって起動す
ることができる電流型インバータの自励起動方法を提供
することを目的とする。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図において、ACは3相交流電源、■は電流型イン
バータの主回路であって、位相制御される順変換器10
、直流リアクトルL、 d 、周波数制御される逆変換
器20からなる。30はインハ−り負荷である。順変換
器10は6個のサイリスク11〜16をブリッジ接続し
てなる回路にフライボイルダイオード17を接続してt
m成され、各サイリスクのゲートには位相制御装置40
からゲートパルスが供給される。逆変換器20は、4個
のサイリスク21〜24をブリッジ接続して構成されて
おり、直流リアクトルLdを介して順変換器10から直
流電流1doが供給され、周波数制御された交流電力を
インバータ負荷3oに供給する。逆変換器20のサイリ
スク21.24及びサイリスク22.23には周波数制
御装置50からゲートパルスG1及びG2がそれぞれ供
給される。
インバータ負荷30のL を及びRtは誘導加熱コイル
とワークとのそれぞれ等価インダクタンス分及び等価抵
抗分、Ctは誘導加熱コイルに並列接続された共振コン
デンサである。このインバータ負荷30は直流カット用
のコンデンサc1及びC2を有し、両コンデンサは直列
にして共振コンデンサCtに並列接続されると共に、コ
ンデンサC1の両端に逆変換器20の交流出力端子20
a20aがそれぞれ接続されている。
次に、周波数制御装置50を第1図と第2図について説
明する。51はパルス発振器(基準パルス発振器)であ
って、発振周期Tg=1/2fg(fg:インバータ発
振周波数)を持つパルスgを発生する。52は電圧検出
器であって、逆変換器20の交流出力端子20a、2O
a間に現れる電圧即ちコンデンサCIの端子電圧Vcを
検出してダイオード全波整流器52aに導く。該ダイオ
ード全波整流器52aは電圧Vcの大きさに対応したレ
ベルの直流電圧Ecを電圧比較器53に入力する。電圧
比較器53は直流電圧Ecを設定値Voと比較して、E
 c >、V oである場合にパルスP(パルス発振周
期をTpとする)を出方する。
この設定値Voはサイリスク21〜24をターンオフす
るに必要な逆バイアス電圧より小さくないレベルに選定
されている。54はタイミング比較器であって、パルス
gとパルスPが導がれ、パルスPの発振周期’rpがパ
ルスgの発振周期Tgより大である場合、T p > 
T gである場合に、選択指令信号rHJをパルス弁前
器55に送出し、逆の場合、即ち、Tp<Tgの場合に
、選択指令信号rLJをパルス弁別器55に送出する。
選択指令信号rLJはリセット信号として電圧比較器5
3にも供給される。このパルス弁別器55はパルス発振
器51と電圧比較器53からそれぞれパルスgとパルス
Pが導かれ、選択指令信号r HJを受けるとパルスP
を選択してパルス分配器56に供給し、また、選択指令
信号「■7」を受りるとパルスgを選択してパルス分配
器56に供給する。パルス分配器56はパルス入力を受
ける毎に出力端子(a)、(b)から交互にゲートパル
スG1、G2を送出するが、最初の出力がゲートパルス
G2となるように構成されている。ゲートパルスG1は
OR素子57及びパルス変圧器58aを通してサイリス
ク21.24のゲートに供給され、ゲートパルスG2は
パルス変圧器58bを介してサイリスタ22.23のゲ
ートに供給される。59はバースト回路であって、イン
バーり起動スイッチ60を介して起動信号Sを受けると
発振周期1゛bがパルスgの発振周期Tgに比してはる
かに小さいパルスBを所定時間tbの間だけ発生し、ま
た電圧比較器53の出力であるパルスPをリセット信号
として受けてパルスBの発生を停止する。このパルスB
はゲートパルスG1と同様にOR素子57及びパルス変
圧器58aを通してサイリスタ21.24のゲートに供
給される。61は同期回路であって、同期信号Xをパル
ス発振器51と電圧比較器53に入力する。
次に、この装置の動作を第3図の波形タイムチャートを
参照して説明する。同図において、Vdは順変換器10
が出力する直流電圧を示ず。
時刻toで、起動スイッチ60が投入され、同時に順変
換器10が位相制御装置40から所定位相のゲートパル
スを受けて順変換動作を開始すると共に周波数制御装置
が発振動作を開始したものと仮定する。起動スイッチ6
Qが閉路すると、起動信号Sがバースト回路59に入力
されて、該バースト回路59からパルスBが送出される
ので、パルスBの一売口がOR素子からゲートパルスG
1として送出され、サイリスタ21.24がこのゲート
パルスG1をゲートに受けてオンする。
両サイリスタ21.24がオンした時のインバータ主回
路の等酒量路を第4図+alに示す。この時、交流出力
端子20a、203間には図示極性の電圧が現れるが、
順変換器10が出力する直流電流ldoは直流リアクト
ルL dで抑制されて逆変換器20に入力される為、サ
イリスク21.24にはそのオン状態を保持するに足る
電流(ラッチング電流)が供給されず、上記第1売口の
パルスBが消滅すると、両サイリスタ 21.24は共
にオフする。パルスBの発振周期Tbは上記のように短
いので第1売口のパルスBが消滅したのち極めて微少時
間の経過後に第2売口のパルスBがサイリスタ21.2
4に供給されて両サイリスクがオンし、交流出力端子2
0a、20a間には再び図示極性の電圧が現れる。この
時は前回より若干大なる電流が流れるが上記ラッチング
電流に達していないのでパルスBが消滅すると両サイリ
スクはやはりオフする。サイリスク21、’24はパル
スBを受ける毎に上記動作を繰り返し、両サイ1′iス
タのオン電流、即ち、インバータ負荷30に流入する電
流I+のレベルは漸増する。インバータ負荷30に流入
した電流I+は、直流カット用のコンデンサCI、C2
がある為、コンデンサCt、誘導加熱コイル、ワーク側
には流れずコンデン+CIを充電する。サイリスタ21
.24がオフしてもコンデンサC1の放電回路は形成さ
れないので、該コンデンサCIに蓄積された電荷は放出
されることなくそのまま蓄えられる。従って、サイリス
タ21.24がオンする毎にインバータ負荷30に流入
する電流I+によりコンブザC1が充電されその端子電
圧Vcが上昇する。パルスBはインバータ負荷30に流
入する電流■十が上記ラッチング電流のレベルを超える
ようになる第N先日まで送出される。
時刻t1で、コンデンサC1の端子電圧Vcが設定電圧
Voに達すると、°電圧比較器53からパルスPの第1
売口が送出され、同時に、バースト回路59が発振動作
を停止する。この時点では、Tp>Tgであるので、タ
イミング比較器54は選択指令信号rHJを送出してお
りへ従って、パルス弁別器55はパルスPをパルス分配
器56に供給する。パルス分配器56は前記した通り最
初のパルス入力に対してはゲートパルスG2を出力する
構成となっているので、第1売口のパルスPが発生する
と、サイリスタ22.23がそのゲートにゲートパルス
G2を受けてオンし、同時にコンデンサCIの端子電圧
V c、がサイリスク21.24に逆極性に印加される
。サイリスク22.23がオンした時のインパーク主回
路の等酒量1洛を第4図(blに示す。この時の端子電
圧Vcはサイリスタ21.24を逆バイアスするGこ1
°分な大きさを有しているので、両サイリスクは6([
実にターンオフする。サイリスタ22.23がオンする
と、交流出力端子20a、2Oa間には第4図Falと
は逆極性の電圧が現れ、ある時間後には負極性の電流I
−がインバータ負荷30に流入し始め、コンデンサCI
は逆極性に充電される。
直流リアクトルLdを通して逆変換器2oに流人する直
流電流1doは時間の経過と共に増大するので、コンデ
ンサC1の端子電圧Vcば、時間to−tlよりも短い
時間t1−t2で設定電圧■0に達し、電圧比較器53
がパルスPを送出する。このパルスPは弁別器55で弁
別されてパルス分配器56に入力されると該パルス分配
器56は今度はゲートパルス G1を送出するので、サ
イリスタ21.24がオンし、同時にサイリスク22.
23がコンデンサCIの’ri’5子電圧Vcを逆バイ
アスとして受けてターンオフし、コンデンサCIが再び
第4図(alに示す極性に充電されるようになる。以後
同様にして、サイリスク21.24とサイリスク22.
23とが交互Gこデー1−パルスG1、G2を受けてオ
ンするが、時間の経過と共に端子電圧Vcが設定電圧■
0に達する時間が短縮されるので、パルスPの発振周期
′rpがパルスgの発振周期Tgに近づき、遂には両周
期が一致する。
Tp=Tgになると、今まで選択指令信号「H」を発生
していたタイミング比較器54が選択指令信号「I51
を送出するようになるので、以後、パルス弁別器55は
パルス発振器51の出力gを選択してパルス分配器56
に供給するようGこなる。他方、電圧比較器53が選択
指令信号rLJをリセット信号として受けるので、/<
/レスPの送+i3を停止する。かくして、インノ\−
夕の起動しま完了し、該インバータは、以後、前記イン
ノ\−タ)周波数fgで運転される。
本実施例では、順変換器100位相制御角を大きな値に
固定して起動しているが、位相制御装置40が出力する
ゲートパルスの第1売口の発生位相を第6図に示す如く
第3図実施例の場合よりO〜90の範囲で進ませて、起
動当初の直流電圧Vdを大きくすれば、逆変換器30に
流入する電流の立上りを早めることができるので、イン
ノ\−夕の起動時間を短縮することができる。
なお、前記インバータ負荷30としては、一方の直流カ
ット用コンデンサCIの無し)第5図に示す如き構成の
ものであっても、コンデンサC2の端子電圧を用いるこ
とにより、同様の作用・効果を得ることができる。
なお、バースト回路59からパルスBを発生させる期間
は実験等から求めて予め設定しておくようにしてもよい
以上の如く、本発明によれば、直流力・ノド用コンデン
サの端子電圧が逆変換器を構成するサイリスクの所要逆
バイアス電圧まで上昇する毎にこれらのサイリスクにゲ
ートパルスを供給しつつ起動する構成としたことにより
、インバータ発振周波数が高周波の場合でも」二記サイ
リスクを確実にターンオフさせることができるので、従
来に比して信頼性の高い起動を行うことができ、また、
起動装置を必要としないので、従来に比し、インバータ
を小型化し、価格を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電流型インバータの自励起動方法
の実施例の回路図、第2図は上記実施例における周波数
制御装置の詳細ブロック図、第3図は上記実施例を説明
する為の波形タイムチャート、第4図ta+、(blは
上記実施例の等酒量路図、第5図はインバータ負荷の他
の例を示す回路図、第6図は本発明の他の実施例を説明
するための直流電圧野波形図である。 10−一順変換器、20−逆変換器、4〇−位相制御装
置、50−・周波数制御装置、51−パルス発振器、5
2−電圧検出器、53−電圧比較器、54・−タイミン
グ比較器、55−パルス弁別器、56・−パルス分配器
、59−バースト回路。 特許出願人 高周波熱錬株式会社 代理人 弁理士 小林 傅 第 4 図 (0) 第 4  図  (b) 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11直流カツト用のコンデンサを有するインバータ負
    荷に交/!f、電力を供給する電流型インバータを起動
    する場合において、起動信号発生時点から該インバータ
    の逆変換器を構成するサイリスクの所定の一対に、短く
    とも、該サイリスクのオン電流がラッチング電流を超え
    るまでの期間、連続してゲートパルスを印加すると共に
    、交流出力端子間の電圧を検出してサイリスク逆バイア
    ス電圧相当の設定電圧と比較し、両型圧が一致する毎に
    パルスを発生せしめて該パルスに同期するゲートパルス
    を、上記逆変換器を構成するサイリスクに所定の順序で
    口、つ該パルスの発振周3ulが所定のインバータ発振
    周期と一致するまで供給することを特徴とする電流型イ
    ンバータの自励起動方法。 (2)逆変換器の電流源が位相制御される順変換器であ
    る場合において、該順変換器の第1発目のデー1〜パル
    スによる直流出力電圧を大にするこトラ特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の電流型インバータの自励起動方
    法。
JP58094846A 1983-05-31 1983-05-31 電流型インバ−タの自励起動方法 Granted JPS59222082A (ja)

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US06/593,249 US4589059A (en) 1983-05-31 1984-03-22 Method of starting a current-fed inverter with self-excitation

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