JPS5947950B2 - 直流電力制御装置 - Google Patents
直流電力制御装置Info
- Publication number
- JPS5947950B2 JPS5947950B2 JP8816280A JP8816280A JPS5947950B2 JP S5947950 B2 JPS5947950 B2 JP S5947950B2 JP 8816280 A JP8816280 A JP 8816280A JP 8816280 A JP8816280 A JP 8816280A JP S5947950 B2 JPS5947950 B2 JP S5947950B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- voltage
- series
- unit
- control device
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/125—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M3/135—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと略
す）等の自己消弧形半導体素子を直列接続して使用する
直流電力制御装置に関する。
す）等の自己消弧形半導体素子を直列接続して使用する
直流電力制御装置に関する。
サイリスタが発明されて以降、直流電力を制御するもの
としてチョッパ制御方式が実用化され、特に大電力を扱
う分野としては直流電車の速度制御に多く採用されてい
る。チョッパ、即ち電子スイッチには従来より逆導通形
を含むサイリスタが使用されているが、サイリスタの特
性上消弧させるための強制転流回路が必要であった。最
上、次に示すように、（１）ゲートに逆電流を流すこと
によって、自己消弧するため転流回路が不要である。
としてチョッパ制御方式が実用化され、特に大電力を扱
う分野としては直流電車の速度制御に多く採用されてい
る。チョッパ、即ち電子スイッチには従来より逆導通形
を含むサイリスタが使用されているが、サイリスタの特
性上消弧させるための強制転流回路が必要であった。最
上、次に示すように、（１）ゲートに逆電流を流すこと
によって、自己消弧するため転流回路が不要である。
（２）主回路転流動作がないので、ターンオフ時間が短
かくチョッパの制御範囲（最小通流率〜最大通流率）が
大きくとれるか、一方ではチョッパを高周派化できる。
かくチョッパの制御範囲（最小通流率〜最大通流率）が
大きくとれるか、一方ではチョッパを高周派化できる。
（３）ゲート信号で消弧するので、消弧（転流）能力が
主回路電圧に左右されず安定している。
主回路電圧に左右されず安定している。
等の特長を有するＧＴＯ製造技術が進歩し、大電力チョ
ッパに適用できるレベルに近づいてきており、実用化研
究が盛んになっている。しかしながら、ＧＴＯの適用に
当っては次のような重大な問題点があり、それを解決す
る研究が広くなされている。一般に、半導体素子を高圧
回路で使用する場合、１つの素子では耐圧特性を満足で
きないために、複数個の素子を直列接続して使用してい
る。
ッパに適用できるレベルに近づいてきており、実用化研
究が盛んになっている。しかしながら、ＧＴＯの適用に
当っては次のような重大な問題点があり、それを解決す
る研究が広くなされている。一般に、半導体素子を高圧
回路で使用する場合、１つの素子では耐圧特性を満足で
きないために、複数個の素子を直列接続して使用してい
る。
しかし、半導体素子では素子特性のバラツキで、直列接
続した場合各素子の分担電圧に差が生じる。特にＧＴＯ
は同じゲート逆バイアス信号を与えても、ターンオフゲ
インのバラツキによってしゃ断時間がかなク異なり、タ
ーンオフ時の電圧分担、スイッチング損失に不平衡を生
じて素子の劣化や破壊の原因になる。しかもＧＴＯは直
列接続しなくて・ も従来のサイリスタに比べてスナバ
ー回路を強化し、さらに配線のインダクタンスを極力減
らす等の工夫をする必要のあることはすでに知られてい
る。即ち、従来のサイリスタ１３ではターンオフさせる
とき、第１図のように外部の強制転流回路フによって逆
方向に大きな電流を流して、素子内部のキャリアを消滅
させるため、スナバー回路はその後の残留キャリア分を
吸収すればよかった。ところが、ＧＴＯではゲート逆バ
イアスにより素子内部でキャリアを消滅させようとする
ため負荷電５流をスナバー回路に移して吸収し、過電圧
を発生させないようにする必要があるためである。第２
図はＧＴ０１４によく採用されるスナバー回路であるが
コンデンサ容量特は従来形サイリスタの場合に比べて大
きくなることはいうまでもない。しかもＧＴＯを直列接
続した場合、ターンオフ特性にかなシバラツキがあるた
め先にオフする側のスナバ一回路で負荷電流を吸収しき
れなくなると、スナバ一のコンデンサに充電された全電
源電圧が先にオフした側の素子に印加されて破壊に至る
。従って、通常の手段ではＧＴＯを直列接続して使用す
るのは困難とされていた。もちろん、必要以上に直列素
子数を増やしたう、またＧＴＯのバラツキに合わせて逆
バイアス信号を時間的にずらしたシする方策（特開昭５
５−１３６６１）が提案されているが、経済性や互換性
の点で実用的でない本発明は、上記に鑑みてなされたも
ので、チョクパ等の直流電源を分圧することによシ、Ｇ
ＴＯを直列接続したと等価な形で安全に使用できる直流
電力制御装置を提供する。
続した場合各素子の分担電圧に差が生じる。特にＧＴＯ
は同じゲート逆バイアス信号を与えても、ターンオフゲ
インのバラツキによってしゃ断時間がかなク異なり、タ
ーンオフ時の電圧分担、スイッチング損失に不平衡を生
じて素子の劣化や破壊の原因になる。しかもＧＴＯは直
列接続しなくて・ も従来のサイリスタに比べてスナバ
ー回路を強化し、さらに配線のインダクタンスを極力減
らす等の工夫をする必要のあることはすでに知られてい
る。即ち、従来のサイリスタ１３ではターンオフさせる
とき、第１図のように外部の強制転流回路フによって逆
方向に大きな電流を流して、素子内部のキャリアを消滅
させるため、スナバー回路はその後の残留キャリア分を
吸収すればよかった。ところが、ＧＴＯではゲート逆バ
イアスにより素子内部でキャリアを消滅させようとする
ため負荷電５流をスナバー回路に移して吸収し、過電圧
を発生させないようにする必要があるためである。第２
図はＧＴ０１４によく採用されるスナバー回路であるが
コンデンサ容量特は従来形サイリスタの場合に比べて大
きくなることはいうまでもない。しかもＧＴＯを直列接
続した場合、ターンオフ特性にかなシバラツキがあるた
め先にオフする側のスナバ一回路で負荷電流を吸収しき
れなくなると、スナバ一のコンデンサに充電された全電
源電圧が先にオフした側の素子に印加されて破壊に至る
。従って、通常の手段ではＧＴＯを直列接続して使用す
るのは困難とされていた。もちろん、必要以上に直列素
子数を増やしたう、またＧＴＯのバラツキに合わせて逆
バイアス信号を時間的にずらしたシする方策（特開昭５
５−１３６６１）が提案されているが、経済性や互換性
の点で実用的でない本発明は、上記に鑑みてなされたも
ので、チョクパ等の直流電源を分圧することによシ、Ｇ
ＴＯを直列接続したと等価な形で安全に使用できる直流
電力制御装置を提供する。
第３図は本発明の実施例を示す回路図である。図中、１
は直流電源、２はフィルタリアクトル３とフィルタコン
デンサ４、５とからなるフィルタ装置で、直流チョッパ
制御では入力電流を平滑化し、特に電車の場合は誘導障
害を防止するため必要なものである。そして、十分な容
量を有するフィルタコンデンサを電源の分圧器として分
割使用し、従来直列接続すべきであフたＧＴＯｌ６とＧ
ＴＯ２７、及びダイオード８、９を図のよう，に分圧さ
れた電源間に接続する。そして、ＧＴＯｌ６とダイオー
ド８とからなるユニツトの出力端子１０とＧＴＯ２７と
ダイオード９とからなるユニツトの出力端子１１との間
に通常、誘導性の負荷１２を接続する。基本的な動作を
以下に説明する。
は直流電源、２はフィルタリアクトル３とフィルタコン
デンサ４、５とからなるフィルタ装置で、直流チョッパ
制御では入力電流を平滑化し、特に電車の場合は誘導障
害を防止するため必要なものである。そして、十分な容
量を有するフィルタコンデンサを電源の分圧器として分
割使用し、従来直列接続すべきであフたＧＴＯｌ６とＧ
ＴＯ２７、及びダイオード８、９を図のよう，に分圧さ
れた電源間に接続する。そして、ＧＴＯｌ６とダイオー
ド８とからなるユニツトの出力端子１０とＧＴＯ２７と
ダイオード９とからなるユニツトの出力端子１１との間
に通常、誘導性の負荷１２を接続する。基本的な動作を
以下に説明する。
第３図において、ＧＴＯｌ６とＧＴＯ２７とを点弧する
と、電源１及びコンデンサ４、５から負荷１２に電流が
流れ、ＧＴＯｌ６とＧＴＯ２７とが同時に消弧す．ると
、負荷電流は負荷１２が持つインダクタンスの作用によ
シダイオード８、９を介して環流する。この動作は、チ
ョッパの基本動作と何ら変わりはなく、ＧＴＯｌ６とＧ
ＴＯ２７の導通時間率を変えてやれば、負荷電流を自由
に制御できるのは周知である。さて、前記のように実際
にはＧＴＯｌ６とＧＴＯ２７とのターンオフ特性にかな
わのバラツキがあることになるが、たとえＧＴＯｌ６が
先に消弧したとしても持続して流れようとする負荷電流
は、図中一点鎖線で示すように分割されたコンデンサ５
から供給される。
と、電源１及びコンデンサ４、５から負荷１２に電流が
流れ、ＧＴＯｌ６とＧＴＯ２７とが同時に消弧す．ると
、負荷電流は負荷１２が持つインダクタンスの作用によ
シダイオード８、９を介して環流する。この動作は、チ
ョッパの基本動作と何ら変わりはなく、ＧＴＯｌ６とＧ
ＴＯ２７の導通時間率を変えてやれば、負荷電流を自由
に制御できるのは周知である。さて、前記のように実際
にはＧＴＯｌ６とＧＴＯ２７とのターンオフ特性にかな
わのバラツキがあることになるが、たとえＧＴＯｌ６が
先に消弧したとしても持続して流れようとする負荷電流
は、図中一点鎖線で示すように分割されたコンデンサ５
から供給される。
即ち、コンデンサ５はフィルタコンデンサとしての要求
から負荷電流を充分供給できる容量を有しているためで
ある。従って、ＧＴＯｌ６は素子自身で直ちに消弧でき
、スナバ一回路も負荷電流を吸収する必要はない。しか
も、ＧＴＯｌ６に印加されるオフ電圧はコンデンサ４、
５で分圧されたコンデンサ４の電圧、即ち電源電圧！で
あシ、前記のように耐圧で破壊することもなく、負荷電
流との積で決まるスイッチングロスも小さく熱的に破壊
することもない。スナバ一回路もコンデンサ４の電圧が
印加されるのに適切なものだけでよく特に大形化するこ
とはない。以上のように、本発明によれば従来直列接続
が困難とされていたＧＴＯを用いて高圧チョッパ動作を
行うことができ、ＧＴＯの特長を生かすだけでなく、欠
点であったスナバ一回路の大形化も解決できることにな
る。本発明は、電車用直流直巻電動機を負荷とする電機
子チョッノ儀置、電車用直流複巻電動機の分巻界磁巻線
を負荷とする界磁チョッパ装置などをはじめ、広範囲の
直流電力制御装置に適用できるのはいうまでもない。
から負荷電流を充分供給できる容量を有しているためで
ある。従って、ＧＴＯｌ６は素子自身で直ちに消弧でき
、スナバ一回路も負荷電流を吸収する必要はない。しか
も、ＧＴＯｌ６に印加されるオフ電圧はコンデンサ４、
５で分圧されたコンデンサ４の電圧、即ち電源電圧！で
あシ、前記のように耐圧で破壊することもなく、負荷電
流との積で決まるスイッチングロスも小さく熱的に破壊
することもない。スナバ一回路もコンデンサ４の電圧が
印加されるのに適切なものだけでよく特に大形化するこ
とはない。以上のように、本発明によれば従来直列接続
が困難とされていたＧＴＯを用いて高圧チョッパ動作を
行うことができ、ＧＴＯの特長を生かすだけでなく、欠
点であったスナバ一回路の大形化も解決できることにな
る。本発明は、電車用直流直巻電動機を負荷とする電機
子チョッノ儀置、電車用直流複巻電動機の分巻界磁巻線
を負荷とする界磁チョッパ装置などをはじめ、広範囲の
直流電力制御装置に適用できるのはいうまでもない。
第１図はチョッパなどで使用されているサイリスタのス
ナバ一回路、第２図はＧＴＯ方式で使用されるスナバ一
回路、第３図は本発明によるＧＴＯを使用した直流電力
制御装置の一実施例を示す。
ナバ一回路、第２図はＧＴＯ方式で使用されるスナバ一
回路、第３図は本発明によるＧＴＯを使用した直流電力
制御装置の一実施例を示す。
Claims (1)
- １ 正負端子と中間電位の分圧端子とを有する直流電源
と、それぞれ２つの入力端子と１つの出力端子とを有し
自己消弧形半導体素子とダイオードとの直列接続でなる
第１及び第２のユニットとを備え、上記第１のユニット
の入力端子を上記直流電源の正端子と分圧端子との間に
接続し、上記第２ユニットの入力端子を上記直流電源の
分圧端子と負端子との間に接続し、さらに上記ユニット
の出力端子の相互間に負荷を接続するようにした直流電
力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8816280A JPS5947950B2 (ja) | 1980-06-26 | 1980-06-26 | 直流電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8816280A JPS5947950B2 (ja) | 1980-06-26 | 1980-06-26 | 直流電力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5713964A JPS5713964A (en) | 1982-01-25 |
| JPS5947950B2 true JPS5947950B2 (ja) | 1984-11-22 |
Family
ID=13935224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8816280A Expired JPS5947950B2 (ja) | 1980-06-26 | 1980-06-26 | 直流電力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947950B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61202843U (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-19 |
-
1980
- 1980-06-26 JP JP8816280A patent/JPS5947950B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61202843U (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5713964A (en) | 1982-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2312456C (en) | Npc inverter control system | |
| US5710698A (en) | Delta connected resonant snubber circuit | |
| EP0649215B1 (en) | Semiconductor apparatus | |
| US5347166A (en) | Apparatus and method for switching high power levels | |
| US5642273A (en) | Resonant snubber inverter | |
| JPH03107328A (ja) | 電力変換装置のスナバ回路 | |
| US4415963A (en) | FET commutated current-FED inverter | |
| US3365642A (en) | Dynamic braking circuit for motor control system | |
| US4716515A (en) | Switched capacitor induction motor drive | |
| US3536984A (en) | Polyphase inverter with selfprotection means | |
| JPS5833792B2 (ja) | 変換弁の保護回路 | |
| KR890001475B1 (ko) | 교류 전동기 구동을 위한 동시회생 환류형 전류원 인버터 | |
| JPS5947950B2 (ja) | 直流電力制御装置 | |
| JP2711534B2 (ja) | コンデンサースイッチ式誘導モーター駆動装置 | |
| JPH11146638A (ja) | 電力変換器 | |
| KR870002154B1 (ko) | 두 유도권선을 설치한 동기모터의 제어회로 장치 | |
| US3504254A (en) | Adjustable speed induction system | |
| ZA200105218B (en) | Method and device for protecting converters. | |
| JP2919033B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH03198618A (ja) | 電力変換装置のスナバ回路 | |
| JPS586078A (ja) | インバ−タ | |
| JPH0632760Y2 (ja) | 直列形瞬時電圧低下補償装置 | |
| Evans et al. | Some aspects of power transistor inverter design | |
| JPH06205587A (ja) | 枝路対に対する接続回路網及びその使用方法 | |
| JPS62217864A (ja) | インバ−タのスナバ回路 |