JPS60152268A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPS60152268A JPS60152268A JP706784A JP706784A JPS60152268A JP S60152268 A JPS60152268 A JP S60152268A JP 706784 A JP706784 A JP 706784A JP 706784 A JP706784 A JP 706784A JP S60152268 A JPS60152268 A JP S60152268A
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- magnetic
- commutation
- capacitor voltage
- pressure
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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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal 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
- H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は交流亀源砥圧を直流磁圧または前記交流嵯源鴫
圧よシ低い周波数の交流磁圧(二変換する磁力変換装置
(二係り、%にゲートターンオフサイリスタ(二代衣さ
れる自己消弧可能な磁力用半導体素子を用いる。ことが
できる磁力変換装置(二関する。
圧よシ低い周波数の交流磁圧(二変換する磁力変換装置
(二係り、%にゲートターンオフサイリスタ(二代衣さ
れる自己消弧可能な磁力用半導体素子を用いる。ことが
できる磁力変換装置(二関する。
第1図は従来実施されているゲートターンオフサイリス
ク (以下単にGTO、!: 8eす)を用いた1区力
変換装置の構成例で、1は交流嘔源、2は交流電源側の
りアクドル、3はサージ重圧抑制用コンデンサ、4は6
アームをGTOGU−GZi14!0構成されたブリッ
ジ回路から成る磁力変換装置、5は出力磁流Id(I−
平滑する直流リアクトル、6は負荷である。本構成は直
流側(=リアクトル5を設けた峨流形眠力変侠装置であ
る。いま、父流仙]1籠流が図示峨力変挾装置4のGT
OのうちGUからGVへ転流する場合を考える。GUへ
オンゲート磁流を流してターンオフさせると同時にGV
をターンオンすべくゲートへオンゲート磁流(!−流す
。このときu相に流れていた直光は5薫1がj的(二零
となるが、リアクトル2(−蓄積されていた磁磁エネル
ギーはコンデンサ3を介して移行する。交流側回路(−
抵抗分があまりないJjA会は、リアクトル2とコンデ
ンサ3ζ二より一流後前記峨磁エネルギーのやりと9を
行ない、結果的(二交A<圧が振動することとなる。
ク (以下単にGTO、!: 8eす)を用いた1区力
変換装置の構成例で、1は交流嘔源、2は交流電源側の
りアクドル、3はサージ重圧抑制用コンデンサ、4は6
アームをGTOGU−GZi14!0構成されたブリッ
ジ回路から成る磁力変換装置、5は出力磁流Id(I−
平滑する直流リアクトル、6は負荷である。本構成は直
流側(=リアクトル5を設けた峨流形眠力変侠装置であ
る。いま、父流仙]1籠流が図示峨力変挾装置4のGT
OのうちGUからGVへ転流する場合を考える。GUへ
オンゲート磁流を流してターンオフさせると同時にGV
をターンオンすべくゲートへオンゲート磁流(!−流す
。このときu相に流れていた直光は5薫1がj的(二零
となるが、リアクトル2(−蓄積されていた磁磁エネル
ギーはコンデンサ3を介して移行する。交流側回路(−
抵抗分があまりないJjA会は、リアクトル2とコンデ
ンサ3ζ二より一流後前記峨磁エネルギーのやりと9を
行ない、結果的(二交A<圧が振動することとなる。
振#Jを抑制するためにコンデンサ3(二直列(=抵抗
を入れる場合もある。
を入れる場合もある。
4流形屯力変換装置(=おいて上記例のように交流電流
を強制的に転流させようとする場合、転流時の交流側′
電磁エネルギーをどう処理するかが大きな問題となる。
を強制的に転流させようとする場合、転流時の交流側′
電磁エネルギーをどう処理するかが大きな問題となる。
上記例は屯磁エネルギーを交流側で振励させ消費させて
いる例でおる。第1図のりアクドル2は通常変圧器のも
れリアクタンスや配線のりアクタンスであるが、ここ(
=蓄積されたエネルギーを抵抗分で消費させる方式は変
換装置の効率上からも好ましくない。またコンデンサ3
を省略したものは過嵯圧防止上から等測的(二〇TOの
スナバ回路として容量の大きなものを使用せねばならな
い。
いる例でおる。第1図のりアクドル2は通常変圧器のも
れリアクタンスや配線のりアクタンスであるが、ここ(
=蓄積されたエネルギーを抵抗分で消費させる方式は変
換装置の効率上からも好ましくない。またコンデンサ3
を省略したものは過嵯圧防止上から等測的(二〇TOの
スナバ回路として容量の大きなものを使用せねばならな
い。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、交流側成
磁エネルギーの有効利用、変換装置を構成している磁力
用半導体素子の過電圧押1rlJ、優れた制御性を示す
磁力変換装置を提供することにおる。
磁エネルギーの有効利用、変換装置を構成している磁力
用半導体素子の過電圧押1rlJ、優れた制御性を示す
磁力変換装置を提供することにおる。
不発明は、この目的を達成するため(二、ブリッジ回路
の交流側の各相端子(二それぞれ接続される複数組の逆
並列接続のサイリスタと、前d己ブリッジ回路の直流側
端子間(=設けられる直列接続された1対の磁力用半導
体素子と、この磁力用半導体素子の直列接続点と前目己
逆並列サイリスタの共通汲続点との間(=接続されるコ
ンデンサを設は転流時の交流側回路に8積されている峨
磁エネルギーを一担前記コンデンサ(二d積し、これを
直流iti+に放出するようにしたものでめる。
の交流側の各相端子(二それぞれ接続される複数組の逆
並列接続のサイリスタと、前d己ブリッジ回路の直流側
端子間(=設けられる直列接続された1対の磁力用半導
体素子と、この磁力用半導体素子の直列接続点と前目己
逆並列サイリスタの共通汲続点との間(=接続されるコ
ンデンサを設は転流時の交流側回路に8積されている峨
磁エネルギーを一担前記コンデンサ(二d積し、これを
直流iti+に放出するようにしたものでめる。
第2図は本発明の一実M例を示す、溝成図である。
図(=おいて、2は交流4 源1dllのりアクドル、
4は6アームk GTOGU〜GZ l二よυ構成され
たブリッジ、5は直訛りアクドルで第1図で示した要素
と同一のものである。7は3組の逆並列gdサイリ、l
’TUとTX、TV、!:TY、’IW、!:TZで各
組)一端は交流の各相(二接続され、他端は共通接続さ
れている。8,9はサイリスタで、おの2のが同方向と
なるよう(二直列接続し、アノード側をブリッジ4のア
ノード側(二、カソード側をブリッジ4のカソード側と
なるよう(二してブリッジ番の直流側(二接続してなる
。10はコンデンサで、前記逆並列接続サイリスタ7の
共通接続端とサイリスタ8゜9の中間点との間口接続し
た構成である。
4は6アームk GTOGU〜GZ l二よυ構成され
たブリッジ、5は直訛りアクドルで第1図で示した要素
と同一のものである。7は3組の逆並列gdサイリ、l
’TUとTX、TV、!:TY、’IW、!:TZで各
組)一端は交流の各相(二接続され、他端は共通接続さ
れている。8,9はサイリスタで、おの2のが同方向と
なるよう(二直列接続し、アノード側をブリッジ4のア
ノード側(二、カソード側をブリッジ4のカソード側と
なるよう(二してブリッジ番の直流側(二接続してなる
。10はコンデンサで、前記逆並列接続サイリスタ7の
共通接続端とサイリスタ8゜9の中間点との間口接続し
た構成である。
以下、前述構成から成る本発明の詳細な説明する。第3
図は第2図の構成(=よる本発明磁力変換装置の動作波
形で、Vu + Vv + Vwは谷々U相、V相r
wa覗源題圧、iu+ iv + 1wは谷々ブリッジ
4(=供給されるU相、■相、W相屯流で必る。第2因
及び第3図(二おいてGTOGU 、 GV 、 GW
。
図は第2図の構成(=よる本発明磁力変換装置の動作波
形で、Vu + Vv + Vwは谷々U相、V相r
wa覗源題圧、iu+ iv + 1wは谷々ブリッジ
4(=供給されるU相、■相、W相屯流で必る。第2因
及び第3図(二おいてGTOGU 、 GV 、 GW
。
GA’、 GY 、 GZは制御角がマイナスのαで点
弧制御されるものとrる。即ち、タイミングt1ではG
TOGU tターンオンさせると同時(=サイリスタT
UJ?よびTPを点弧する。このときコンデンサ10の
磁圧が第2図鴫二示す極性であるとすれば、GTOG(
Jに==を圧がはじめ印加され、luはサイリスタTU
、コンデンサ10.サイリスタTPを通って直流リアク
トル5(磁流れる。GTOGv t: t、の時点かあ
るいはそれ以後の適当なタイミングでオンゲートパルス
を与えれば第2図のコンデンサ10の磁圧はその容量と
Idの大きさ(二依存した時間で反転しているから、交
流題流は1uからivへ転流する。転流後のコンデンサ
電圧は第2図で図示したものと逆極性となる。サイリス
タTU、TPはi、が苓となると同時(二消弧する。タ
イミングt2ではGTOGZをターンオフさせると同時
(=サイリスタTZおよびTNを点弧する。GTOGX
にt2の時点かあるいはそれ以後の適当なタイミングで
オンゲートパルスを与えれば、上記タイミングt1で記
述した動作と同様に鵡からiuへの転流が行なわれる。
弧制御されるものとrる。即ち、タイミングt1ではG
TOGU tターンオンさせると同時(=サイリスタT
UJ?よびTPを点弧する。このときコンデンサ10の
磁圧が第2図鴫二示す極性であるとすれば、GTOG(
Jに==を圧がはじめ印加され、luはサイリスタTU
、コンデンサ10.サイリスタTPを通って直流リアク
トル5(磁流れる。GTOGv t: t、の時点かあ
るいはそれ以後の適当なタイミングでオンゲートパルス
を与えれば第2図のコンデンサ10の磁圧はその容量と
Idの大きさ(二依存した時間で反転しているから、交
流題流は1uからivへ転流する。転流後のコンデンサ
電圧は第2図で図示したものと逆極性となる。サイリス
タTU、TPはi、が苓となると同時(二消弧する。タ
イミングt2ではGTOGZをターンオフさせると同時
(=サイリスタTZおよびTNを点弧する。GTOGX
にt2の時点かあるいはそれ以後の適当なタイミングで
オンゲートパルスを与えれば、上記タイミングt1で記
述した動作と同様に鵡からiuへの転流が行なわれる。
以下同様(ニタイミングts、t4.ts、taで転流
が行なわれ、颯源側−周期での動作が終了する。
が行なわれ、颯源側−周期での動作が終了する。
以上の転流制御(=よシju+ iv+ 1wは第3図
に示すような波形とな夛、その基本波は磁圧に対して進
み磁流となる。制御角αを通常の位相制御のように遅れ
とすることももちろん可能であすαとして0度から36
0度まで全範囲で制御することができる。ここで説明し
た制御例では、たとえばりイミングt1において第2図
コンデンサ10の極性は図示のようになっているからサ
イリスタTUをオンすること(二よ5 GTOGUは逆
バイアスされる。
に示すような波形とな夛、その基本波は磁圧に対して進
み磁流となる。制御角αを通常の位相制御のように遅れ
とすることももちろん可能であすαとして0度から36
0度まで全範囲で制御することができる。ここで説明し
た制御例では、たとえばりイミングt1において第2図
コンデンサ10の極性は図示のようになっているからサ
イリスタTUをオンすること(二よ5 GTOGUは逆
バイアスされる。
したがってブリッジ4を構成しているGU、G#。
GW、 GX 、 GY 、 GZ を自己消弧不可能
なサイリスタで構成しても所定の逆バイアス期間を持た
すことができるから動作は可能である。
なサイリスタで構成しても所定の逆バイアス期間を持た
すことができるから動作は可能である。
本転流制御ではコンデンサ]0の極性は転売ごと(二反
転する。第2図の実施例での構成で転流期間以外でコン
デンサ10の磁圧を1■す御することができる。いまタ
イミングt1とタイミングt2の間を考える。このとき
前述制御例ではタイミングt!転流終了後、コンデンサ
10の極性は左・ilj+が正、右側が負となっている
。タイミングt1からタイミングt。
転する。第2図の実施例での構成で転流期間以外でコン
デンサ10の磁圧を1■す御することができる。いまタ
イミングt1とタイミングt2の間を考える。このとき
前述制御例ではタイミングt!転流終了後、コンデンサ
10の極性は左・ilj+が正、右側が負となっている
。タイミングt1からタイミングt。
にいたる期間ブリッジ4のGTOGZは連続して通電し
ているが、タイミングt1での転流終了後適当な夕づミ
ンクでサイリスタTZ&よびTNtオンさせる。このと
きGZには逆題圧が印加されオフ状態となる。直流電流
IdはTN→コンデンサ10→TZを通って交a 1i
流Lwとなる。コンデンサ10の磁圧は、コンデンサ容
量をCとするとコンデンサの磁圧変化率dvc/dtが
Id/Cの速さで逆方向(=光磁されてゆく。電圧反転
後適当なタイミングでGZをオンさせればTN、TZは
消弧する。この動作によりタイミングt2での転流)二
あたυコンデンサ10は第2図図示の方向に光磁されて
いるからGZをオフし、TZ 、 TN、 GX金オン
するモード(=2いて交流磁流1wは前述制御方法よp
もはやく零となる。
ているが、タイミングt1での転流終了後適当な夕づミ
ンクでサイリスタTZ&よびTNtオンさせる。このと
きGZには逆題圧が印加されオフ状態となる。直流電流
IdはTN→コンデンサ10→TZを通って交a 1i
流Lwとなる。コンデンサ10の磁圧は、コンデンサ容
量をCとするとコンデンサの磁圧変化率dvc/dtが
Id/Cの速さで逆方向(=光磁されてゆく。電圧反転
後適当なタイミングでGZをオンさせればTN、TZは
消弧する。この動作によりタイミングt2での転流)二
あたυコンデンサ10は第2図図示の方向に光磁されて
いるからGZをオフし、TZ 、 TN、 GX金オン
するモード(=2いて交流磁流1wは前述制御方法よp
もはやく零となる。
第4図は本発明の他の実施例を示す構成図でおる。11
.12はGTO113はコンデンサ鴫圧検出器、14は
ゲート指令・16号である。他の一要素は第2図で示し
たものは同一の98を示す。本構成における動作を説明
する。第3図で示したタイミング1.〜t6での転流制
御は前述の方法と同一である。転流と転流の間(=おけ
るコンデンサ10の磁圧を自由(二制御可能となるよう
に第一の実施例のサイリスタ8.9のかわ9(二GTO
11、12を設けている。いまタイミングt1での転流
終了後、タイミングt2までの期間での適当な時刻にサ
イリスタTZおよびGTOGNをオンさせる。コンデン
サ磁圧VCはその容量と直流電流Idの商(二比例して
変化するが、所望のコンデンサ磁圧となったときにコン
デンサ峨圧検出器11(二よυ出力されるゲート指令信
号14(=よ、り GTOGNをターンオフさせる。こ
の動イ乍(二よりこれまでIdがGN→コンデンサ10
→Tz−+iWと流れていたものが、GZ→iwの通常
のモードとなる。第1の実施例ではコンデンサ磁圧が第
2図で示した極性となったが、本実施例ではコンデンサ
磁圧を任意の極性、大きさとすることが可能である。し
たがって次の転0毘開始前(=コンデンサ磁圧を直流電
流Idやmlj御角αに応じた所望の・直にしておくこ
とにより常(二安定した転流を行なわせることが可能と
なる。
.12はGTO113はコンデンサ鴫圧検出器、14は
ゲート指令・16号である。他の一要素は第2図で示し
たものは同一の98を示す。本構成における動作を説明
する。第3図で示したタイミング1.〜t6での転流制
御は前述の方法と同一である。転流と転流の間(=おけ
るコンデンサ10の磁圧を自由(二制御可能となるよう
に第一の実施例のサイリスタ8.9のかわ9(二GTO
11、12を設けている。いまタイミングt1での転流
終了後、タイミングt2までの期間での適当な時刻にサ
イリスタTZおよびGTOGNをオンさせる。コンデン
サ磁圧VCはその容量と直流電流Idの商(二比例して
変化するが、所望のコンデンサ磁圧となったときにコン
デンサ峨圧検出器11(二よυ出力されるゲート指令信
号14(=よ、り GTOGNをターンオフさせる。こ
の動イ乍(二よりこれまでIdがGN→コンデンサ10
→Tz−+iWと流れていたものが、GZ→iwの通常
のモードとなる。第1の実施例ではコンデンサ磁圧が第
2図で示した極性となったが、本実施例ではコンデンサ
磁圧を任意の極性、大きさとすることが可能である。し
たがって次の転0毘開始前(=コンデンサ磁圧を直流電
流Idやmlj御角αに応じた所望の・直にしておくこ
とにより常(二安定した転流を行なわせることが可能と
なる。
これまでの説明では4流の位相制御として記述したが、
GVからGUへの転流も同様(′″−行なうことができ
、父流屯流のパルス幅変調(PWM)制御も可能である
。また交流側(二域源のかわりに交流峨動機を接続し、
直流電流を供給して峨kJh機駆動用周波数変換装置と
することができる。
GVからGUへの転流も同様(′″−行なうことができ
、父流屯流のパルス幅変調(PWM)制御も可能である
。また交流側(二域源のかわりに交流峨動機を接続し、
直流電流を供給して峨kJh機駆動用周波数変換装置と
することができる。
以上述べたよう(二本発明はl献流時の交流側回路(=
蓄積されている峨磁エネルギーを一担コンデンサζユ蓄
積し、これを直流側(二放出することを基本としておシ
、エネルギー損失のあまりない変換装置とすることがで
きる。また、回路動作上、使用している磁力用半導体素
子(=は過酷な磁圧、−流が印加されることがないので
動作も安定となる。
蓄積されている峨磁エネルギーを一担コンデンサζユ蓄
積し、これを直流側(二放出することを基本としておシ
、エネルギー損失のあまりない変換装置とすることがで
きる。また、回路動作上、使用している磁力用半導体素
子(=は過酷な磁圧、−流が印加されることがないので
動作も安定となる。
第1図は従来の磁力変換装置の構成図、第2図は本発明
の一央滝例金示す構成図、第3図は第2図の動作波形図
、第4図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 1・・・交Al源、 2.5・・・リアクトル3.10
・・・コンデンサ、4・・・ブリッジ6・・・負荷、
7・・・逆並列接続サイリスタ8.9・・・サイリスタ
、11.12・・・GTO13・・・コンデンサ頌圧検
出器、14・・・ゲート指令信号(7317)代理人
弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)第1図 第2図 第3図 7# TP 7A/ γl’ TN γPスン Xン
オン オン 2ン 7ン 第4図
の一央滝例金示す構成図、第3図は第2図の動作波形図
、第4図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 1・・・交Al源、 2.5・・・リアクトル3.10
・・・コンデンサ、4・・・ブリッジ6・・・負荷、
7・・・逆並列接続サイリスタ8.9・・・サイリスタ
、11.12・・・GTO13・・・コンデンサ頌圧検
出器、14・・・ゲート指令信号(7317)代理人
弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)第1図 第2図 第3図 7# TP 7A/ γl’ TN γPスン Xン
オン オン 2ン 7ン 第4図
Claims (1)
- 各アームを磁力用半導体素子で構成したブリッジ回路と
、一端が共通接続され他端が前記ブリッジ回路の父+A
、側の各相端子(−それぞれ接続される4L数組の逆並
列接続のサイリスクと、前記ブリッジ回路の直流側端子
間(=設けられる直列・歴続された1対の磁力用半導体
素子と、この磁力用半導体素子の直列接続点を前記逆並
列サイリスタの共通接続点との間(二接続されるコンデ
ンサとから成る磁力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP706784A JPS60152268A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP706784A JPS60152268A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 電力変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60152268A true JPS60152268A (ja) | 1985-08-10 |
Family
ID=11655724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP706784A Pending JPS60152268A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60152268A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11165330B2 (en) | 2017-07-13 | 2021-11-02 | The University Of Birmingham | Elimination of commutation failure of LCC HVDC system |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP706784A patent/JPS60152268A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11165330B2 (en) | 2017-07-13 | 2021-11-02 | The University Of Birmingham | Elimination of commutation failure of LCC HVDC system |
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