JPS594945B2

JPS594945B2 - サイクロコンバ−タ装置

Info

Publication number: JPS594945B2
Application number: JP51134306A
Authority: JP
Inventors: 真照国吉; 喜平中島
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-11-09
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1984-02-01
Also published as: JPS5358620A

Description

【発明の詳細な説明】本発明ぱ、サイクロコンバータ装置に係Ｖ）特に中性点
を有する負荷の各相の入力端子に各別にそれぞれの一端
が接続され、それぞれの他端が共通接続された可逆電流
供給可能な各相変換器の前記共通接続点、すなわち各相
変換器中性点と前記３ｃ負荷の中性点との間にリアク
トルを接続してなるサイクロコンバータ装置に関する。

最近、同期電動機あるいぱ誘導電動機を可変速運転する
のに、電動機トルクの脈動が小さくなりまた大容量に適
している等の理由から多相正弦波３、・出力サイクロ
コンバータが多用されている。

この場合、変換器側中性点と電動機側中性点とを直接接
続する方式としない方式とが従来からとられているが、
前者においてぱ各相の電流を完全に独立に制御できる利
点がある反面、中性点に高調波電流が流れ易く電動機の
損失が大きくなる欠点があ一 υ、後者においては前者
の欠点が無い反面、各相電流の干渉のため独立な電流制
御がしにくい欠点がある。そこで、両者の欠点を除去す
べく、サイクロコンバータの各相変換器中性点と負荷側
の中性点間にリアクトルを挿入することが提案されてフ
いる。ところが、こうした中性点間にリアクトルを挿
入する方式においても、軽負荷に基づく断続電流発生時
に過電圧が発生してサイリスタが破壊されるおそれがあ
る。

本発明ぱ、この様な問題点を解決するためになされたも
ので、中性点を有する負荷の各相の入力端子に各別にそ
れぞれの一端が接続され、それぞれの他端が共通接続さ
れた可逆電流供給可能な各相変換器の前記共通接続点と
前記中性点との間にフリアクトルを接続してなるサイ
クロコンバータ装置において、軽負荷に基づく断続電流
発生時における過電圧の発生を防止することを目的とす
る。

この目的を達成するために、本発明ぱ、上記リアクトル
に並列に振動抑制用抵抗器を接続するも１のである。
以下、添附図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図に示す実施例において、三相交流電源１ぱ、３台
のトランス２、３、４の１次側に接続さフれ、トラン
ス２、３、４の２次側にぱ六パルス形ブリッジ接続の変
換器５、６、Ｔの交流側が接続される。

変換器５、６、Ｔは同一構成であり、例えば、変換器６
において、ブリッジ回路６１、６２ぱ同期電動機（負荷
）１２の電機子巻線Ｖ相にそ・れぞれ正電流、負電流
を供給するものである。変換器６の直流側の一端ぱ各変
換器５、６、７の中性線８に接続され、他端ぱそれぞれ
直流りアクトル６３，６４を弁して互いに接続され（十
字結線方式）、その接続点は同期電動機１２のｖ相電機
子巻線に接続される。

変換器５，６，７の中性点は、中性線８、及びリアクト
ル１０ＬＮと本発明の特徴である振動抑制抵抗器１１と
でなる並列回路を介して電動機１２の中性点９に接続さ
れる。

第２図Ａ，ｂは、変換器１アームの回路構成例を示し、
サイリスタＴｈｌの陽極にはｄ凶ｔ抑制用アノードリア
クトルＬＡ（例えば６０μＨ）が接続され、またサイリ
スタＴｈｌに並列にサイリスタ極間のＤｕＡｔ抑制用Ｃ
ｌＲｌ回路（例えばＣ１＝０４５μＦｓＲｌ＝２０Ω）
が接続される。

また、第２図ｂの様に、定常電圧分担平均化抵抗Ｒ２（
例えば２０ＫΩ）をサイリスタＴｈ，に並列に設けるこ
ともある。サイクロコンバータを構成する各サイリスタ
の点弧信号としては、一般に狭幅パルスと広幅パルスの
２つがあ虱前者はサイリスタの直列数が１つですむ低圧
回路に一般的に採用され、後者はサイリスタの直列接続
数が２以上の高圧回路に用いられ前者より高価である。

ここではゲート信号を狭幅（例えば２００ＩｔＳ）のダ
ブルパルス方式とし、低速無負荷運転状態とする。この
場合、電動機の要求する電流は小さく、各変換器出力電
圧は低電圧、低周波であり、各アームの制御角ｄは後述
の電流断続のため９０各〜１２０制の近傍で低周波変動
的に変化する。第１図に示す直流リアクトル６３，６４
の大きさは、寸法、コスト面に｝いてそれ程大きな値で
なく、定格電流時のリツプル率を１０〜２０％程度に抑
えるよう設計されているから、低速無負荷時の要求電流
が平均５％程度であり、変換器出力半サイクル内では６
パルス形ブリツジであると、電源周波数が５０Ｈｚのと
き約３００Ｈｚの断続電流となる。また一方、速度制御
偏差信号の変動のため、６ブリツジ中１ブリツジしか動
作しないこともあり得る。この様な状態に於いて、本発
明の特徴である振動抑制抵抗１１が挿入されていないと
、以下に詳述する振動電流がブリツジ内サイリスタに流
れ、大きな過電圧が発生してサイリスタを破壊する｝そ
れが生じる。

これは、第２図ａに示すサイリスタ極間のコンデンサＣ
１と主回路内各インダクタンス（主として電源トランス
漏れインダクタンスＬｔｌ直流リアクタンス６３，６４
のインダタタンスＬＤｌ電動機の漏れインダクタンスＬ
Ｏ）等による振動回路が形成されるためである。第３図
は、変換器の各アームが第２図ａの様に構成されている
場合の第１図の回路の等価回路を示す。

今、中性点リアクトルＬＮをＬＮＺｌＯＬＯとし、振動
抑制抵抗１１ＲＤは接続されていないものとする。α＝
９０１での変換器出力電圧ｅは第３図の左端に示す三角
波となり、第４図に示す様に通電サイリスタの電流１Ａ
は、ＬＣ回路の振動電流と中性点電流１Ｎとの和である
。第１回目の振動（ｔ＝ＴＯ）に卦いて電流１Ａが零に
なるとサイリスタＴｈ，はターンオフされ、このとき流
れる電流１Ｎ＝ＩＮＯにより中性点リアクトルＬＮに蓄
えられたエネルギが放出され、第３図に示すコンデンサ
（？Ｃ１；ＷＣｌ）に充電さへ第４図に示すサイリスタ
Ｔｈｌの端子電圧ＶＡＫの大きさが順方向で過大となＶ
１サイリスタＴｈｌが破壊する恐れがある。これは、高
電圧を得るために変換器の各アームを第２図ｂの様に複
数個のサイリスタを直列接続する場合に特に問題となる
もので、サイリスタの特性にバラつきがあるため早くタ
ーンオフしたサイリスタのみに過大な順電圧が印加され
、破壊されることになる。本発明では、この様な過電圧
発生を防止するため第１図に示す様に振動抑制抵抗器１
１ＲＤを中性点リアクトル１０ＬＮに並列に接続する。

振動抑制用抵抗器１０の大きさ及び消費電力は理論的に
もまた実験結果から得られる値も電動機容量の１／１０
０程度であ９、実用的に許容できるものである。第４図
に示すＩＡＰ及びＶＡＰは本発明を適用した場合のサイ
リスタＴｈ，に流れる電流、極間電圧を示し、電源周波
数５０Ｈｚにおいて電気角６００ごとに電流が断続して
も、サイリスタＴｈｌにとつて危険のない状態を示して
いる。従つて、本発明によれば、ゲート信号として狭幅
ゲートパルスを使用しても、電流断続時に訃いてサイリ
スタ電流の振動を防止でき、サイタロコンバータの安全
な運転がなし得る。

な訃、上記実施例では、十字結線方式のものをとりあげ
たが、逆並列接続方式のものにも本発明を適用できる。

また、負荷としては同期電動機のほか誘導電動機等の交
流電動機も使用できる。以上の説明から明らかな様に、
本発明は中性点リアクトルに並列に抵抗器を接続すると
いつた簡単な構成で、サイクロコンバータの過電圧発生
を防止できる。また、本発明は特に変換器１アーム中に
サイリスタを複数個接続した高圧回路に｝いて効果があ
り、また、安価な狭幅パルスをグート信号として用いて
も振動電流を抑制でき過電圧発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図はサイク
ロコンバータの変換器の１アームの構成例を示す回路図
、第３図は第１図回路の等価回路図、第４図は本発明に
よるサイクロコンバータのサイリスタ電圧、電流を従来
のそれと比較して示す波形図である。１・・・交流電源、２，３，４・・・トランス、５，６
，７・・・変換器、８・・仲性線、９・・・負荷の中性
点、１０・・・中性点リアクトル、１１ＲＤ・・・振動
抑制用抵抗器、１２・・・同期電動機、６１，６２・・
・ブリツジ回路、６３，６４・・・直流リアクトル、Ｔ
ｈｌ・・・サイリスタ、Ｒｌ，Ｒ２・・・抵抗器、Ｃ１
・・・コンデンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

１中性点を有する負荷の各相の入力端子に各別にそれ
ぞれの一端が接続され、それぞれの他端が共通接続され
た可逆電流供給可能な各相変換器の前記共通接続点と前
記中性点との間にリアクトルを接続してなるサイクロコ
ンバータ装置において、前記リアクトルに並列に振動抑
制用抵抗器を接続したことを特徴とするサイクロコンバ
ータ装置。