JPS5936154Y2

JPS5936154Y2 - サイリスタ変換器の位相制御装置

Info

Publication number: JPS5936154Y2
Application number: JP17473377U
Authority: JP
Inventors: 晴久井野口; 宏行広瀬
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1984-10-05
Also published as: JPS5499563U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は周波数変換設備、直流送電設備におけるサイリ
スタ変換器の制御装置に関するものである。

周波数変換設備や直流送電設備のサイリスタ変換器を起
動するには、一般に２個の直列接続サイリスタを点弧す
るバイパスペア状態にして正常運転に移行するように構
成されている。

従来、第１図に示す三相グレーツ接続サイリスク変換器
を制御する制御装置は第２図に示す回路で行なわれてお
り、公知の技術である。

この装置は三相交流電源のＲ相をバイパスペア状態とし
てから起動する構成であり、以下、添付図面を参照して
、従来技術σ）作用および欠点について説明する。

第１図および第２図において、１〜６はサイリスク、７
は遅延回路、８，１３〜１８はアンド回路、９はフリツ
プフロツプ回路、１０は否定回路、１１はパルス化回路
、１２はパルス発生回路、１９〜２１はオア回路をそれ
ぞれ示している。

まず、第２図の位相制御装置に運転指令を与えると、こ
の信号はパルス化回路１１でパルスとなリ、オア回路２
０．２１を介してＵ相、Ｘ相バルブにゲート信号として
与えられ、変換器はＲ相がバイパスペア状態となる。

一方、運転指令を遅延回路７で遅らせ、この出力とパル
ス発生回路１２から発生するＵ相または、Ｘ相ハフ１／
スのオア信号、すなわち、オア回路１９の出力がロジッ
ク〔１〕になった時点で、アンド回路８の動作条件が満
足され、フリップ・フロップ回路９が動作する。

サイリスタ変換器の位相制御装置はこのフリップ・フロ
ップ回路の信号を得て動作するためこれをデブロック信
号（以下、ＤＥＢ信号と略記する）と呼ぶことにする。

このＤＥＢ信号はアンド回路１３〜１８に入力されてお
り、このアンド回路のもう一方の入力は、パルス発生回
路１２の出力すなわち、Ｕ相〜Ｚ相ノ〈ルス信号で、こ
のＤＥＢ信号がロジック〔１〕になった時点から、これ
らのパルス信号はそれぞれ対応する変換器のパルプにゲ
ート信号として与えられることになる。

ここで、パルス発生回路１２からのパルスはＤＥＢ信号
がロジック〔ｌ〕になる以前は点弧角が９０度近傍に設
定されるのが一般である。

この９０度近傍に設定する理由は後述するが、点弧角が
９０度であるときの変換器がインバータとして起動され
る場合のタイムチャートを第３図に示す。

第３図においてＡは相電圧を示し、太線で画かれたもの
は各相電流の転流動作を表わし、Ｂは各信号のタイムチ
ャート、ＣはＸ相バルブのアノード・カソード間電圧を
示す。

第３図のタイムチャートから明らかなように、ＤＥＢ
信号が〔１〕になった時点から電気角で６０度（以
下電気角を承略して記す）後にＸ相ババルブからＺ相バ
ルブへの転流動作が行われるが、いま、変換器はインバ
ータとしてデブロックしようとしているので、一般に直
流回路には直流電流が流れており、この電流はバイパス
ペア相を形成しているＵ相バルブ、Ｘ相バルブを通して
流れている。

従って、この状態でＸ相パルプから２相バルブへの転流
が行なわれる。

この時のＸ相バルブの転流余裕角γは３０度から転流型
なり角Ｕを引いた値となる。

一般に、変換器は半導体素子サイリスタで構成されてい
るため、余裕角は５０Ｈｚベースで約２０度位になって
いる。

また、サイリスタを保護する目的で電源インピーダンス
（転流インピーダンス）を負荷の１０〜２０％程度とす
るため、直流電流が１００％流れている全負荷状態でデ
ブロックすることは転流余裕角γを確保することが出来
ないために、無理にデブロックすると転流失敗を起こす
。

一般的には起動時、転流失敗せずにデブロック出来る直
流電流は全負荷時の４０〜５０％程度である。

従来、点弧角をデブロック時に９０度近傍に設定するの
は９０度の時の直流電圧は、その平均値が殆んど零とな
るためであり、直流回路、交流回路にじよう乱を与えず
、円滑な起動をすることが出来る点にある。

その反面、直流電流が１００多の全負荷状態では転流失
敗せずにデブロックすることはできないという欠点があ
った。

したがって、従来技術では直流電流が１００％の全負荷
状態にて起動させるためには点弧角を進めて、デブロッ
ク時に充分な転流余裕角を確保する必要があるが、この
場合も、直流電圧の平均値が零でなくなるため、直流回
路、交流回路にじよ５乱を与える欠点があった。

本考案は上記の欠点を除去するためになされたもので、
起動時に変換器のバルブに充分な余裕角を持たせ、転流
失敗することなく変換器を円滑に起動する位相制御装置
を提供することを目的とする。

以下、第４図および第５図を参照して本考案の位相制御
装置の作用を説明する。

第４図は本考案の位相制御装置のブロック図で、第２図
の従来の構成に対して、オア回路１９に入力するパルス
信号の位相を、バイパスペア相に対して１２０度遅れの
相に接続された点が異る。

第５図は第３図に対応して示した本考案の装置のタイム
チャートである。

この場合も簡単のために、Ｒ相がバイパスペアである時
にデブロックする方法として説明する。

第４図において、運転指令を与えると、オア回路２０，
２１を介してＲ相にバイパスペア相が形成される。

遅延回路７０時限後、Ｖ相パルスまたはＹ相パルスに同
期して、デブロックされることが判る。

この関係を同じく、点弧角が９０度としてタイムチャー
トを示したものが第５図である。

このタイムチャートではデブロック時、Ｕ相バルブから
Ｗ相バルブへ転流がなされているが、この時、Ｕ相の余
裕角γは９００から転流型なり角Ｕを引いた値となる。

第５図から明らかなように、第３図と比較して充分な転
流余裕角を確保することが出来る。

すなわち、オア回路１９、アンド回路８の働きにより、
起動時、バイパスベア相に対して１２０度遅れの相に接
続されたバルブから、順次、パルス発生回路からのパル
スをゲート信号として与えて起動することにより、直流
電流が１００％の全負荷状態でも充分な転流余裕角が確
保することができ、また、その点弧角を９０度近傍に設
定することにより、その直流電圧が殆んど零であるため
、直流回路、交流回路にじよ５乱を与えずに、バイパス
ペア相からのデブロックを行うことが可能である。

さらに、変換器が直流回路に対して、１個の場合には、
従来装置でも、直流電流の小さい領域で起動することは
可能であるが、第６図に示すような、直流回路に対して
、変換器が複数個直列接続されている場合には本考案に
よる装置が一層その効果を発揮する。

すなわち、複数個の変換器が直列に接続され、その中の
いくつかが既に運転されている状態で、残りの変換器が
バイパスペア状態で、且つ、直流電流が１００多負荷で
あると仮定すると、従来装置ではバイパスペア状態の変
換器をデブロックすることは転流失敗を招くとともに、
これを防止するために直流電流を減少させることが考え
られるが、周波数変換設備、直流送電設備では連系運転
させて電力を融通しているため、その電力を減少させて
デブロックすることは事実上不可能と言える。

また点弧角を９０度より進めてデブロックすることは、
前述の如く直流回路、交流回路にじよ５乱を与えること
となる。

本考案の装置を用いることによって、このような状況に
おいても、融通電力を減少させることなく、転流失敗を
起こさない充分な余裕角を確保してサイリスク変換器を
起動させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はサイリスタ変換器の回路図、第２図は従来のサ
イリスタ変換器の位相制御装置の回路図、第３図は従来
装置の動作を説明する図、第４図は本考案のサイリスタ
変換器の位相制御装置の回路図、第５図は第４図の装置
の動作を説明する図、第６図はサイリスタ変換器の使用
例を示す図である。１〜６・・・・・・サイリスタ、７・・・・・・遅延回
路、８゜１３〜１８・・・・・・アンド回路、９・・・
・・・フリラフ・フロップ回路、１０・・・・・・否定
回路、１１・・・・・・パルス化回路、１２・・・・・
・パルス発生回路、１９〜２１・・・・・・オア回路、
２２・・・・・・三相交流電源、２３．２４・・・・
・・サイリスタ変換器、２５・・・・・・ＤＣリアクト
ル。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

三相交流電源の相電圧が零になる瞬間毎に位相制御用パ
ルスを発生するパルス発生回路と、このパルス発生回路
より発生する位相が互いに電気角で１８０度異６ｚ個の
パルス信号が与えられる第１のオア回路と、運転指令信
号が与えられて瞬時パルスを発生するパルス化回路と、
遅延回路を介して前記運転指令信号を一方入力とし、前
記第１のオア回路の出力を他方入力とする第１のアンド
回路と、この第１のアンド回路の出力をセット側端子に
入力し、否定回路を介して前記運転指令信号の否定信号
をリセット側端子に入力するフリップ・フロップ回路と
、前記パルス発生回路より発生する各相のパルス信号を
一方入力とし、前記フリップ・フロップ回路の出力信号
を他方入力とする６個のゲート信号用アンド回路と、こ
の６個のゲート信号用アンド回路の中、前記パルス発生
回路より発生するパルスの位相が互いに電気角でｉｓｏ
度異るパルス信号に対応する２個のゲート信号用アンド
回路の各出力を一方入力とし、前記パルス化回路の信号
を他方入力とする第２、第３のオア回路とを具備し、こ
の第２、第３０オア回路の出力および第２、第３のオア
回路が接続されない４個の前記ゲート信号用アンド回路
の出力をサイリスタのゲート信号として、三相グレーツ
接続サイリスタ変換器を制御し、且つ、三相グレーツ接
続変換器をバイパスペア状態にして起動後、正常運転に
移行するサイリスタ変換器の位相制御装置において、前
記第２、第３のオア回路の出力をバイパスペア相信号と
し、起動時のバイパスペアに選ばれた相に対して、電気
角で１２０度遅れの相のハフ７ス信号を前記第１のオア
回路の入力とし、前記バイパスペア相に対して、電気角
で１２０度遅れの相に接続されたサイリスタから順次点
弧して起動することを特徴とするサイリスタ変換器の位
相制御装置。