JPS60216719A - Device for protecting gto inverter against shortcircuit - Google Patents

Device for protecting gto inverter against shortcircuit

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JPS60216719A
JPS60216719A JP7233884A JP7233884A JPS60216719A JP S60216719 A JPS60216719 A JP S60216719A JP 7233884 A JP7233884 A JP 7233884A JP 7233884 A JP7233884 A JP 7233884A JP S60216719 A JPS60216719 A JP S60216719A
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JP
Japan
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arm
gto
circuit
thyristor
phase
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Pending
Application number
JP7233884A
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Japanese (ja)
Inventor
浅井 至
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明はゲートターンオフサイリスタを用む)た電圧
形インバータの短絡保護装置に関する0〔従来技術とそ
の問題点〕 第1図はゲートターンオフ(以下ではGTOと略称する
)サイリスタで構成されているGTOインバータの短絡
保護装置の従来例を示す主回路接続図である。この第1
図において1は直流電源であり、2はこの直流電源1か
らの直流電力の脈動分を除去するための平滑コンデンサ
であって、3と4は直流リアクトルである。GTOイン
/<−タ5は、GTOサイリスタ5Gと、これに逆並列
接続される帰還ダイオード5Dとに抵抗とコンデンサを
直列接続してなるスナバ回路5Sが並列接続されてGT
Oサイリスタアームが形成されており、このGTOサイ
リスタアームをブリッジ結合したものであって、このG
TOインバータ5は直流電源1からの直流電力を交流電
力に変換して負荷6に供給する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field to Which the Invention Pertains] This invention relates to a short-circuit protection device for a voltage source inverter using a gate turn-off thyristor. 1 is a main circuit connection diagram showing a conventional example of a short-circuit protection device for a GTO inverter configured with thyristors (hereinafter abbreviated as GTO); FIG. This first
In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is a smoothing capacitor for removing the pulsation of DC power from the DC power supply 1, and 3 and 4 are DC reactors. The GTO input/<- circuit 5 has a snubber circuit 5S connected in parallel with a GTO thyristor 5G, a feedback diode 5D connected antiparallel to the GTO thyristor 5G, and a resistor and a capacitor connected in series.
An O thyristor arm is formed, and this GTO thyristor arm is bridge-coupled.
TO inverter 5 converts DC power from DC power supply 1 into AC power and supplies it to load 6 .

ところでこのGTOインバータ5にいろいろなモードの
短絡故障が発生することがある。たとえば、(イ)ある
GTOサイリスタアームの帰還ダイオードに電流が流れ
ているときにこの帰還ダイオードが過電流により破壊し
、引続き対向アーム(同じ相であって当該アームとは逆
の極性のアーム)のGTOサイリスタが点弧指令により
点弧する場合。(ロ)あるアームのGTOサイリスタの
通電中にこのGTOサイリスタが過電流破壊し、引続き
対向アームのGTOサイリスタが点弧指令により点弧す
る場合。(ハ)あるアームの帰還ダイオードに通流中に
、対向アームのGTOサイリスタに点弧指令が入り、そ
のGTOサイリスタが導通することにより対向アームの
ターンオフ動作がおこる過程で、このターンオフ側のア
ームの帰還ダイオードが過電圧破壊やスナバ回路の過電
流破壊がおこるサイリスタのターンオフ未完了や、GT
oサイリスタがターンオフする過程において過電圧や過
大な電圧変化速度により当該GTOサイリスタが破壊す
るなど転流失敗の瞬間に、対向アームのGTOサイリス
クに点弧指令が入る場合。(ホ)ターンオフ中のGTO
サイリスタが誤点弧する場合。などである。
By the way, various modes of short-circuit failures may occur in this GTO inverter 5. For example, (a) when current is flowing through the feedback diode of a certain GTO thyristor arm, this feedback diode is destroyed by an overcurrent, and then the opposite arm (an arm of the same phase but opposite polarity to that arm) When the GTO thyristor fires due to a firing command. (b) When the GTO thyristor of a certain arm is destroyed by an overcurrent while it is energized, and the GTO thyristor of the opposite arm is subsequently fired by the firing command. (c) While current is flowing through the feedback diode of a certain arm, a firing command is input to the GTO thyristor of the opposing arm, and in the process of turning off the opposing arm as the GTO thyristor becomes conductive, the arm on the turn-off side The feedback diode may be damaged by overvoltage or the snubber circuit may be damaged by overcurrent, or the thyristor may not turn off completely.
o When a ignition command is sent to the GTO thyristor of the opposing arm at the moment of commutation failure, such as destruction of the GTO thyristor due to overvoltage or excessive voltage change rate during the process of turning off the thyristor. (E) GTO during turn-off
When the thyristor fires incorrectly. etc.

上述のようないろいろなモードの短絡故障が発生しても
、第1図に示すようにバイパスサイリスタ7をGTOイ
ンバータ5の直流側に並列に接続しておいて、当該GT
Oサイリスタ5に短絡事故発生とともにこのバイパスサ
イリスタ7を導通させて故障電流を分流させることによ
り、異常発生のGTOサイリスタに流れる電流とターン
オフ時の電圧を小さくしておいて、このGTOインバー
タを構成している全GTOサイリスタをターンオフさせ
ることで、この事故の波及を防いでいる。
Even if a short-circuit failure occurs in various modes as described above, the bypass thyristor 7 is connected in parallel to the DC side of the GTO inverter 5 as shown in FIG.
When a short-circuit fault occurs in the O thyristor 5, this bypass thyristor 7 is made conductive to divert the fault current, thereby reducing the current flowing to the GTO thyristor in which the fault has occurred and the voltage at turn-off, thereby configuring this GTO inverter. By turning off all GTO thyristors, we are preventing this accident from spreading.

あるいは各GTOサイリスタアームに直列にヒユーズ8
を挿入し、故゛障時にはGTOサイリスタが破壊するよ
りも先にこのヒユーズ8が溶断するように保護協調がな
されているヒユーズ8を使用して事故の波及を阻止する
ようにしている。
Or fuse 8 in series with each GTO thyristor arm.
is inserted, and the fuse 8 is designed to prevent the accident from spreading by using the fuse 8, which is protected and coordinated so that in the event of a failure, the fuse 8 blows out before the GTO thyristor breaks down.

上述のような保睦装置を設けていても、GTOサイリス
タのターンオフ機能により故障電流を遮断するためには
、このGTOサイリスタに並列接続されているスナバ回
路のコンデンサが放電完了していて電圧変化速度を抑制
する機能が回復していることと、GTOサイリスタが遮
断する電流は、そのGTOサイリスタに定められている
最大可制御電流よりも小であるという2つの条件を満足
していなければならない。しかしながら前述の短絡故障
のうち(イ)項〜に)項の故障モードの場合は、GTO
サイリスタがターンオンした直後に短絡事故発生となる
ため、スナバ回路がその機能を回復することすなイつち
スナバコンデンサが放電する時間の経過を待ってからタ
ーンオフ操作をしなければならないので、その間に故障
電流が増大しないように、直流回路に設ける直流リアク
トル3のインダクタンスを大きな値にしておかなければ
ならない。しかしこの直流リアクトル3のインダクタン
スが大きいと、GTOインバータ5が通常運転中にこの
直流リアクトル3で発生する損失が大きくなり、効率が
低下するし、この直流リアクトル3に必要な費用やスペ
ースも大となる欠点がある。
Even if the protection device described above is installed, in order to cut off the fault current by the turn-off function of the GTO thyristor, the capacitor of the snubber circuit connected in parallel to the GTO thyristor must be fully discharged and the voltage change rate must be low. Two conditions must be satisfied: the function to suppress the GTO thyristor has been restored, and the current cut off by the GTO thyristor is smaller than the maximum controllable current specified for the GTO thyristor. However, in the case of the failure mode of (a) to (a) of the short circuit failures mentioned above, the GTO
Since a short-circuit accident occurs immediately after the thyristor is turned on, the snubber circuit must wait for the snubber capacitor to recover its function before turning it off. In order to prevent the fault current from increasing, the inductance of the DC reactor 3 provided in the DC circuit must be set to a large value. However, if the inductance of this DC reactor 3 is large, the loss generated in this DC reactor 3 during normal operation of the GTO inverter 5 will be large, resulting in a decrease in efficiency, and the cost and space required for this DC reactor 3 will also be large. There is a drawback.

才たこのGTOインバータ5の交流出力が配電系統など
の電圧源に接続される場合は、このGTOインバータ5
に流れる故障電流源が複数になるため、バイパスサイリ
スタ7などによるバイパス動作が困難になる。
When the AC output of this GTO inverter 5 is connected to a voltage source such as a power distribution system, this GTO inverter 5
Since there are a plurality of fault current sources flowing through the circuit, it becomes difficult to perform a bypass operation using the bypass thyristor 7 or the like.

ヒユーズ8により故障電流を遮断することでGTOサイ
リスタを保護しようとするならば、このヒユーズ8が遮
断動作を完了するまでの時間内に、事故電流が流れてい
る健全な半導体素子に発生する損失がこの半導体素子に
とって許容しつるものであるように保護協調がなされて
いるヒユーズを選定しなければならない。しかしてこの
保護協調は通常は通流する電流の2乗にその通流時間を
乗じたものすなわぢ1″tの値を目安に考えている。し
かしGTOサイリスタの誤点弧あるいはり−ンオフ未完
了などの故障モードの場合や、故障を検出したためにタ
ーンオンあるいはターンオフ動作中の健全なGTOサイ
リスタのゲートパルスを停止すると、導通している部分
が当該GTOサイリスタのペレットの一部分にとど才っ
ており、オンゲートパルスがないときのGTOサイリス
タのペレット上の導通部分の拡がりかたは、サイリスタ
やダイオードのそれにくらべて非常に緩やかであるため
、当該GTOサイリスタは当初に定めたI’tを確保し
得ないことになり、健全なGTOサイリスタをも破壊さ
せてしまうおそれを有する。
If an attempt is made to protect the GTO thyristor by interrupting the fault current with fuse 8, the loss occurring in the healthy semiconductor element through which the fault current is flowing will be reduced within the time it takes for fuse 8 to complete its interrupting operation. A fuse must be selected that has a protection coordination that is acceptable for this semiconductor device. However, this protection coordination is normally considered based on the value of the square of the current flowing multiplied by the current flowing time, i.e. 1''t.However, the false firing or turn-off of the GTO thyristor If the gate pulse of a healthy GTO thyristor during turn-on or turn-off operation is stopped due to a failure mode such as incomplete or a failure is detected, the conductive part reaches a part of the pellet of the GTO thyristor. When there is no on-gate pulse, the conduction on the pellet of the GTO thyristor spreads much more slowly than that of a thyristor or diode, so the GTO thyristor does not secure the initially determined I't. Therefore, there is a risk that even a healthy GTO thyristor may be destroyed.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明はGTOインバータに短絡故障を生じたとき、
簡素な装置で確実に故障の波及を最小限にとどめて排除
できるGTOインバータの短絡保護装置を提供すること
を目的とする。
When a short circuit failure occurs in the GTO inverter, this invention
It is an object of the present invention to provide a short-circuit protection device for a GTO inverter that can reliably minimize and eliminate the spread of failures with a simple device.

〔発明の要点〕[Key points of the invention]

この発明はGTOサイリスタで構成されるGTOインバ
ータにおいて、GTOサイリスタと帰還ダイオードとス
ナバ回路とで形成される各GTOサイリスタアームに直
列にヒユーズを挿入するとともに各アームごとあるいは
各相ごとに過電流検出器を設け、これが検出する過電流
を論理回路で処理し、短絡発生した相の正負両アームの
GTOサイリスタにはオン指令のゲートパルスを与える
とともに残余のアームのGTOサイリスタには、尚該G
TOサイリスタに並列接続されているスナバ回路のコン
デンサの放電が完了しているものから順にオフ指令を与
えることにより、健全相のGTOサイリスタはその電流
をみずから遮断し、故障発生相ではそのGTOサイリス
タは導通し続けるために流れる故障電流をヒユーズが遮
断して当該インバータの故障電流をすべて零にしようメ
するものである。
This invention provides a GTO inverter composed of GTO thyristors, in which a fuse is inserted in series with each GTO thyristor arm formed by a GTO thyristor, a feedback diode, and a snubber circuit, and an overcurrent detector is installed for each arm or each phase. The overcurrent detected by this is processed by a logic circuit, and an on command gate pulse is given to the GTO thyristors of both the positive and negative arms of the phase where the short circuit occurred, and the GTO thyristors of the remaining arms are
By giving an off command to the capacitors of the snubber circuit connected in parallel to the TO thyristor in order of completion of discharge, the GTO thyristor in the healthy phase will cut off the current by itself, and in the faulty phase, the GTO thyristor will shut off. The fuse cuts off the fault current that flows to keep the inverter running, thereby reducing the fault current of the inverter to zero.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第2図は本発明の実施例を示す主回路接続図であり、第
3図は本発明の実施例を示す論理回路図であって、この
第2図と第3図とで実施例が構成されている。よってこ
の第2図と第3図により本発明の詳細を以下に記述する
Fig. 2 is a main circuit connection diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a logic circuit diagram showing an embodiment of the invention. has been done. Therefore, the details of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図において1は直流電源であって、これからの直流
電力は平滑コンデンサ2を介してGTOインバータ5に
支えられ、このGTOインバータ5により直流電力は交
流電力に変換されて負荷6に与えられるようになってい
る。ここでGTOインバータ5は、GTOサイリスタ5
Gとこれに逆並列接続される帰還ダイオード5Dおよび
これらに並列接続されるスナバ回路5Sとで1組のGT
Oサイリスタアームを形成し、このアームをブリッジ結
合することにより構成されている。なおスナバ回路5S
は第2図では抵抗とコンデンサとの直列回路で図示され
ているが、たとえばコンデンサと抵抗とダイオードで構
成されるスナバ回路であっても差支えない。さらにこの
GTOインバータ5の各アームには直列にヒユーズ8と
変流器11が接続されており、変流器11の2次側回路
には抵抗12を接続し、この変流器11と抵抗12とで
過電流検出器を構成している。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a DC power supply, and the DC power from it is supported by a GTO inverter 5 via a smoothing capacitor 2, and the GTO inverter 5 converts the DC power into AC power and supplies it to a load 6. It has become. Here, the GTO inverter 5 is the GTO thyristor 5
G, a feedback diode 5D connected in antiparallel to this, and a snubber circuit 5S connected in parallel to these form one set of GT.
It is constructed by forming an O thyristor arm and connecting the arms with a bridge. In addition, snubber circuit 5S
Although shown in FIG. 2 as a series circuit of a resistor and a capacitor, it may be a snubber circuit composed of, for example, a capacitor, a resistor, and a diode. Furthermore, a fuse 8 and a current transformer 11 are connected in series to each arm of this GTO inverter 5, and a resistor 12 is connected to the secondary circuit of the current transformer 11. This constitutes an overcurrent detector.

一般にアームUと称されている第1相正極側アームに接
続されている過電流検出器からは、そのアームに流れる
電流に対応する電流信号U3が出力されている。同様に
第2相正極側アームであるアーム■、第3相正極側アー
ムであるアームWに設けられている過電流検出器からは
それぞれ電流信号V3.W3が出力されている。また負
極側第1相、第2相、第3相のアームであるアームX。
An overcurrent detector connected to the first phase positive side arm, generally referred to as arm U, outputs a current signal U3 corresponding to the current flowing through that arm. Similarly, current signals V3. W3 is being output. Further, arm X is an arm for the first phase, second phase, and third phase on the negative side.

Y、zからもそれぞれ該当するアームの電流信号X3.
Y3.Z3が得られる。
The current signal X3 of the corresponding arm is also obtained from Y and z.
Y3. Z3 is obtained.

第3図において上述の各アームの電流信号U3゜V3.
W3.X3.Y3.Z3はそれぞれコンパレータ21〜
26に導かれるのであるが、このコンパレータ21〜2
6において過電流を検出するために基準電源15からの
電圧と前述の電流信号U3〜z3とを比較することによ
り、各アームの電流が過電流であるか否かを示すデジタ
ル信号に変換されるのであって、過電流のときは論理1
を出力する。これらのコンパレータ21〜26の出力は
AND素子37〜3=9に導かれて同一相の正負両アー
ムが同時に過電流すなわち両アームが同時に導通となっ
ているか否かを判定する。すなわち変流器11と抵抗1
2と基準電源15とコンパレータ、21〜26とAND
素子37〜39とで各相毎の過電検出をしている。
In FIG. 3, the above-mentioned current signals U3°V3.
W3. X3. Y3. Z3 is each comparator 21~
26, but these comparators 21 to 2
6, by comparing the voltage from the reference power supply 15 and the aforementioned current signals U3 to z3 to detect overcurrent, the current in each arm is converted into a digital signal indicating whether or not there is an overcurrent. , and when there is an overcurrent, the logic is 1.
Output. The outputs of these comparators 21 to 26 are led to AND elements 37 to 3=9 to determine whether both the positive and negative arms of the same phase are overcurrent at the same time, that is, whether or not both arms are conducting at the same time. That is, current transformer 11 and resistor 1
2 and reference power supply 15 and comparator, 21 to 26 and AND
Elements 37 to 39 perform overcurrent detection for each phase.

しかしながらGTOインバータ5が故障していないにも
拘らず同一相の正負両アームに同時に同方向電流が流れ
る場合がある。これは負荷6に流れる電流がほとんど零
であるために、あるアームのGTOサイリスタがターン
オフしてもスナバ回路のコンデンサが充電せず、次いで
対向アームのGTOサイリスタがターンオンすると、直
流回路側からこの未充電のスナバコンデンサに充電電流
が供給される場合と、帰還ダイオードに電流が流れてい
るときに、これに対向するアームのGTOサイリスタが
オン動作を開始するためにこの帰還ダイオードに逆回復
電流が供給され、当該帰還ダイオードがターンオフした
後、これに並列接続されているスナバコンデンサが充電
される場合とが考えられる。この2つのモードは異常で
はないから、これらを異常検出から除外する必要がある
However, even though the GTO inverter 5 is not faulty, currents in the same direction may flow simultaneously in both the positive and negative arms of the same phase. This is because the current flowing through the load 6 is almost zero, so even if the GTO thyristor in one arm is turned off, the capacitor of the snubber circuit is not charged, and when the GTO thyristor in the opposite arm is then turned on, this unused current flows from the DC circuit side. When charging current is supplied to the charging snubber capacitor and when current is flowing through the feedback diode, a reverse recovery current is supplied to the feedback diode so that the GTO thyristor in the arm opposite to it starts to turn on. After the feedback diode is turned off, the snubber capacitor connected in parallel to it is charged. Since these two modes are not abnormal, it is necessary to exclude them from abnormality detection.

したがって各相毎に正負両アームのGTO−1+イリ充
電時間に相当する一定時間はAND素子37〜39の出
力−に異常信号があられれないようにそれぞれ(7)A
ND素子37’ 〜39に:’R1,S 1. TIな
る信号を入力させる。この信号R1,81,TIは常時
は論理1なる信号であるが、上述の一定時間のみは論理
0となって異常信号の出方を阻止するノテあり、C(7
)1号R1,81,T1とAND素子37〜39とで過
電流信号一時阻止回路が形成される。
Therefore, for each phase, for a certain period of time corresponding to the charging time of GTO-1+ of both the positive and negative arms, each (7) A
ND elements 37' to 39: 'R1, S1. A signal called TI is input. These signals R1, 81, and TI are always logic 1 signals, but there is a note that they become logic 0 only for the above-mentioned certain period of time to prevent abnormal signals from being output.
) No. 1 R1, 81, T1 and AND elements 37 to 39 form an overcurrent signal temporary blocking circuit.

GTOインバータ5が正常に動作をしているときはAN
D素子37〜39の出力は論理0であるから、この信号
はNOR素子41とフリップフロップ素子42を経てA
ND素子51〜56に論理1を与える。ここでアームU
(7)GTOサイリスタをオン・オフさせる指令信号U
1がこの第3図に示す論理回路に入力するのであるが、
この信号UlはAND素子51とOR素子61とモノス
テーブル素子71を経て信号U2となって出方する。信
号U1が指令するオン信号が論理1でオフ信号が論理0
であるとすると、正常運転中のフリップフロップ素子4
2の出力は論理1であり、モノステーブル素子71はそ
の入力が論理1から論理0に変化しても一定時間はその
出力が反転しないすなわち論理1のままであって、一定
時間後に論理0に変化するものである。そしてこの一定
時間は、当該GTOサイリスタがオン・オフ動作すると
きの半周期よりもはるかに短かい時間であるから、正常
時にはこの論理回路に入力する信号U1と、論理回路か
ら出力する信号U2とは全く同期している。これは他の
アームv、w、x、y、zの入力信号v1〜z1と出力
信号v2〜Z2についても同じである。なお同一相の正
負両アームの信号たとえば第1相の入力信号U1と■1
とが同時にオンになることがないのは当然である。
AN when GTO inverter 5 is operating normally
Since the outputs of D elements 37 to 39 are logic 0, this signal passes through NOR element 41 and flip-flop element 42 to A.
Logic 1 is given to ND elements 51-56. Here arm U
(7) Command signal U to turn on and off the GTO thyristor
1 is input to the logic circuit shown in Fig. 3,
This signal Ul passes through an AND element 51, an OR element 61, and a monostable element 71, and is output as a signal U2. The on signal commanded by signal U1 is logic 1 and the off signal is logic 0.
Assuming that, the flip-flop element 4 during normal operation
The output of 2 is logic 1, and even if the input of monostable element 71 changes from logic 1 to logic 0, its output does not invert for a certain period of time, that is, remains logic 1, and changes to logic 0 after a certain period of time. It changes. Since this certain period of time is much shorter than the half cycle of the on/off operation of the GTO thyristor, the signal U1 input to this logic circuit and the signal U2 output from the logic circuit during normal operation are are completely in sync. This also applies to the input signals v1 to z1 and output signals v2 to Z2 of the other arms v, w, x, y, and z. Note that the signals of the positive and negative arms of the same phase, for example, the first phase input signals U1 and ■1
It goes without saying that both are never turned on at the same time.

第3図に示す論理回路から出力する信号U2〜z2は図
示されていない回路により増幅され、論理1はオンゲー
トパルスに論理0はオフゲートパルスとなって当該アー
ムのGTOサイリスタをオン・オフさせる。
Signals U2 to z2 output from the logic circuit shown in FIG. 3 are amplified by a circuit not shown, and a logic 1 becomes an on-gate pulse and a logic 0 becomes an off-gate pulse, turning on and off the GTO thyristor of the arm concerned. .

いまアームUとアームXとが同時に導通する短絡事故が
発生したとすると、その電流が過電流検出器で検出され
、電流信号U3.X3が基準電源15による設定レベル
以上になると、AND素子37の出力は論理0から論理
1に変化するので、オン・オフ指令信号Ul、Xiの状
態には無関係にAND素子37からの論理1なる信号が
割込まれ、OR素子61.62とモノステーブル素子7
1.72を経て出力信号U2とX2はただちに論理1と
なり、アームUとXのGTOサイリスタにはオンゲート
パルスが与えられる。
If a short-circuit accident occurs in which arm U and arm X become conductive at the same time, the current will be detected by the overcurrent detector and a current signal U3. When X3 exceeds the level set by the reference power supply 15, the output of the AND element 37 changes from logic 0 to logic 1, so the output from the AND element 37 becomes logic 1 regardless of the states of the on/off command signals Ul and Xi. The signal is interrupted and the OR elements 61, 62 and monostable element 7
After 1.72, the output signals U2 and X2 immediately become logic 1, and the GTO thyristors of arms U and X are given an on-gate pulse.

AND素子37からの論理1なる信号は一方ではNOR
素子41とフリップフロップ素子42を経てAND素子
51〜56に論理0信号を送るため第3図に示す論理回
路から出力される信号V2゜T2.W2.Z2は入力信
号Vl、Yl、Wl。
The logic 1 signal from AND element 37 is on the one hand NOR
In order to send a logic 0 signal to AND elements 51-56 via element 41 and flip-flop element 42, signal V2°T2. W2. Z2 is the input signal Vl, Yl, Wl.

zlの状態には無関係に論理0となり、これらのアーム
のGTOサイリスタにはオフゲートパルスが与えられる
。ただし前述したようにGTOサイリスタがターンオン
した直後でスナバコンデンサが放電完了していない間に
当該GTOサイリスタがターンオフしないように、モノ
ステーブル素子73〜76が一定時間すなわちターンオ
ンしてからスナバ回路がその機能を回復するのに要する
時間はターンオフ信号を出力しないようにしており、こ
の一定時間を経過したアームから順次そのアームのGT
Oサイリスタはターンオフ動作する。かくして短絡発生
相のGTOサイリスタには故障電流が流れ続けるので、
その相の正負のアームに挿入されているヒユーズ8のい
ずれかが溶断してそのヒユーズのI”tよりも大きな値
のI”tを有する故障相の半導体素子は破壊をまぬがれ
る。また健全相のGTOサイリスタは、その交流出力端
子と故障発生相の交流出力端子との間に負荷6が接続さ
れていて、通常その時定数は大であるから故障電流の増
加は比較的緩やかであり一故障発生後でもターンオフが
できる。
It is a logic 0 regardless of the state of zl, and an off-gate pulse is applied to the GTO thyristors of these arms. However, as mentioned above, in order to prevent the GTO thyristor from turning off immediately after the GTO thyristor is turned on and before the snubber capacitor has finished discharging, the snubber circuit starts its function after the monostable elements 73 to 76 have been turned on for a certain period of time. The turn-off signal is not output during the time required to recover the condition, and the GT of that arm is
The O thyristor performs a turn-off operation. In this way, the fault current continues to flow through the GTO thyristor of the phase where the short circuit occurred.
Either one of the fuses 8 inserted in the positive and negative arms of that phase is blown out, and the semiconductor element of the failed phase having an I''t larger than the I''t of that fuse is prevented from being destroyed. In addition, the load 6 is connected between the AC output terminal of the healthy phase GTO thyristor and the AC output terminal of the faulty phase, and the time constant is usually large, so the increase in fault current is relatively slow. Turn-off is possible even after one failure occurs.

第4図は本発明の第2の実施例を示す論理回路図であっ
て、各アームごとに過電流を検出するのが第3図に示す
実施例と異なっている。すなわちコンパレータ21〜2
6の出力はそれぞれ別個にAND素子31〜36に入力
され、このAND素子31〜36の出力はそれぞれ別個
にOR素子61〜66に入力して当該アームのGTOサ
イリスタをオン・オフさせるようになされていることと
、NOR素子41に入力する信号が相の数からアームの
数に変更になること以外は第3図に示す論理回路とすべ
て同じであるから、これらの符号9名称、用途9機能と
動作説明は省略するが、このように構成すれば負荷6側
の短絡事故のように、直流短絡以外の故障についても検
出することができる。
FIG. 4 is a logic circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, which differs from the embodiment shown in FIG. 3 in that overcurrent is detected for each arm. That is, comparators 21-2
The outputs of 6 are input to AND elements 31 to 36 separately, and the outputs of these AND elements 31 to 36 are input to OR elements 61 to 66 respectively to turn on and off the GTO thyristor of the arm. The logic circuit is the same as the logic circuit shown in Fig. 3 except that the signal input to the NOR element 41 is changed from the number of phases to the number of arms. Although a description of the operation will be omitted, with this configuration, it is possible to detect failures other than DC short circuits, such as a short circuit accident on the load 6 side.

なお上述の実施例の変形として、各アームの電流を検出
する代りにアームの電圧から導通状態を検出する方法や
、第3図のAND素子37〜39に異常阻止信号R1,
81,Tlを入力させる代りに尚該AND素子37〜3
9が出力する論理1信号が一定時間以上継続するときは
異常と判定する論理回路を構成することなども本発明の
趣旨に合致するものである。
As a modification of the above-described embodiment, there may be a method of detecting the conduction state from the voltage of each arm instead of detecting the current of each arm, or a method of detecting the conduction state from the voltage of the arm instead of detecting the current of each arm, or applying abnormality prevention signals R1,
81, instead of inputting Tl, the AND elements 37 to 3
It is also consistent with the spirit of the present invention to configure a logic circuit that determines that there is an abnormality when the logic 1 signal outputted by 9 continues for a certain period of time or more.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、GTOインバータにおいて故障を発
生した相またはアームについては直ちにオンゲートパル
スを与えて故障電流を持続させ、当該アームの半導体素
子と保護協調のともているヒユーズによりこの故障、電
流を消滅させるようlこしているので、GTOサイリス
タの最大可制御アノード電流以上の故障電流をターンオ
フして素子を破壊するおそれがなく、また健全相あるい
は健全アームについては、当該アームに接続されている
スナバ回路の機能が回復したGTOサイリスタら順次タ
ーンオフさせるようlこ回路を構成しているので、短絡
事故が発生しても、故障発生相の正負いずれかのヒユー
ズが溶断するのみで故障電流を零にすることができるの
で、部品交換を最小限にとどめることができるので、直
ちに再運転が可能となる。さらにこのような効果を発揮
するために必要なものは変流器以外はすべて論理回路で
構成されているため、小形軽量でありコスト上昇も僅か
なものであり、運転中にエネルギーの損失も発生しない
から効率を向上させる効果も有する。
According to this invention, an on-gate pulse is immediately applied to a phase or arm in which a failure has occurred in a GTO inverter to sustain the failure current, and the failure and current are suppressed by a fuse that has protection coordination with the semiconductor element of the arm. Since the fault current exceeds the maximum controllable anode current of the GTO thyristor, there is no risk of turning it off and destroying the device.In addition, for a healthy phase or arm, the snubber connected to the arm The circuit is configured to turn off the GTO thyristors after their circuit function has been restored, so even if a short circuit occurs, either the positive or negative fuse of the faulty phase will simply blow, reducing the fault current to zero. Therefore, parts replacement can be kept to a minimum, and operation can be resumed immediately. Furthermore, everything necessary to achieve this effect is comprised of logic circuits, except for the current transformer, so it is small and lightweight, and the increase in cost is negligible, and there is no energy loss during operation. It also has the effect of improving efficiency because it does not.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はGTOインバータの短絡保護装置の従来例を示
す主回路接続図である。第2図は本発明の実施例を示す
主回路接続図であり、第3図は第2図とともに本発明の
実施例を示す論理回路図、第4図は第2図とともに本発
明の第2の実施例を示す論理回路図である。 1・・・直流電源、2・・・平滑コンデンサ、3,4・
・・直流リアクトル、5・・・GTOインバータ、5D
・・・帰還ダイオード、5G・・・GTOサイリスタ、
5S・・・スナバ回路、6・・・負荷、7・・・短絡サ
イリスタ、8・・・ヒユーズ、11・・・変流器、12
・・・抵抗、15・・・基準電源、21〜26・・・コ
ンパレータ、31〜39・・・AND素子、41・・・
NOR素子、42・・・フリップフロップ素子、51〜
56・・・AND素子、61〜66・・・OR素子、7
1〜76・・・モノ第3図 第4図
FIG. 1 is a main circuit connection diagram showing a conventional example of a short circuit protection device for a GTO inverter. FIG. 2 is a main circuit connection diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a logic circuit diagram showing an embodiment of the invention together with FIG. 2, and FIG. FIG. 2 is a logic circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 1... DC power supply, 2... Smoothing capacitor, 3, 4...
...DC reactor, 5...GTO inverter, 5D
...Feedback diode, 5G...GTO thyristor,
5S...Snubber circuit, 6...Load, 7...Short circuit thyristor, 8...Fuse, 11...Current transformer, 12
...Resistor, 15...Reference power supply, 21-26...Comparator, 31-39...AND element, 41...
NOR element, 42... flip-flop element, 51-
56...AND element, 61-66...OR element, 7
1-76... Things Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ゲートターンオフサイリスタと帰還ダイオードとを逆並
列接続し、該逆並列接続回路にスナバ回路を並列接続し
てなるGTOサイリスタアームをブリッジ結合して直流
電力を交流電力に変換するようなされている電圧形GT
Oインバータにおいて、前記GTOインバータの各アー
ムに直列接続されているヒユーズと、各アームまたは各
相の過電流を検出する過電流検出器と、ゲートターンオ
フサイリスタにオンゲートパルスを与えてからスナバ回
路の充電時間に相幽する所定時間はそのアームまたは相
からは過電流信号を出力しないようになされている過電
流信号一時阻止回路と、該過電流信号一時阻止回路を介
して前記温電流検出器が出力する過電流信号によりその
アームまたは相のゲートターンオフサイリスタにはオン
ゲートパルスを与え、残余のアームまたは相のゲートタ
ーンオフサイリスタには当該アームに接続されているス
ナバ回路が放電完了後にオフゲートパルスを与えるよう
なされているゲートパルス制御回路とを備えてなること
を特徴とするGTOイン/f−夕の短絡保護装置。
A voltage type GT that converts DC power into AC power by connecting a GTO thyristor arm in which a gate turn-off thyristor and a feedback diode are connected in anti-parallel, and a snubber circuit is connected in parallel to the anti-parallel connection circuit, and is bridge-coupled.
In the O inverter, a fuse is connected in series to each arm of the GTO inverter, an overcurrent detector detects overcurrent in each arm or each phase, and an on-gate pulse is applied to the gate turn-off thyristor, and then the snubber circuit is connected. An overcurrent signal temporary blocking circuit is configured not to output an overcurrent signal from the arm or phase during a predetermined period of time that overlaps with the charging time, and the hot current detector is connected via the overcurrent signal temporary blocking circuit. The output overcurrent signal gives an on-gate pulse to the gate turn-off thyristor of that arm or phase, and an off-gate pulse to the gate turn-off thyristors of the remaining arms or phases after the snubber circuit connected to that arm has completed discharging. 1. A short-circuit protection device for a GTO in/f-event, characterized in that it comprises a gate pulse control circuit configured to provide a gate pulse control circuit.
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