JPS602868B2 - 多相変換器の点弧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、点弧時点が多相変換器の入力側もしくは出力
側の電圧からパルス変換回路を介して導き出されるよう
な多相変換器の可制御弁の点弧パルスを形成するための
点弧制御装置に関する。

か）る点弧制御装置では「発生する点弧パルスの周波数
は変換器の入力側もしくは出力側の電圧の周波数によっ
て決まる。か）る変換器は原理的には任意の負荷の給電
に使用できる。

とりわけ、か）る変換器において無整流子電動機の電動
機側変換器「あるいは直接もしくは変圧器を介して多相
電源系統に接続される変換器がとりあげられる。この種
の点弧制御装置ではｔある周波数から他の周波数への変
化を克服することに困難がある。

この種の変化を非常に急速に行うことのできる公知の点
弧装置は技術的にぜいたくなものであり「従って高価で
ある。簡単な構成の点弧制御装置は従来一般に突然の周
波数変動には門固応し得なかった。つまり周波数が跳躍
すると転流が困難になることがある。本発明の目的は、
構成が簡単でしかも変換器の周波数変動時における上述
の如き困難を避けることのできる点弧制御装置を提供す
ることにある。

とりわけ〜本発明はか）る周波数変動時に制御角が同じ
値を維持することを保証しようとするものである。本発
明は、制御角の可調整範囲がある限られた範囲でよい場
合には上記の２つの互いに矛盾する条件を満たすことが
できるという認識に基づいている。

上述の目的は、本発明によれば、昌頭に述べた如き点弧
制御装置においては「変換器の入力側もしくは出力側で
取り出された第１の単相電圧と、変換器の入力側もしく
は出力側で取り出され「かつ第１の単相電圧に対して位
相のずれた別の単相電圧から大きさ変化要素にて大きさ
を変化させることにより得られた第２の単相電圧とを加
算要素に導き、この加算要素から生じる合成電圧を点弧
パルス形成のためのパルス変換回路に導くようにするこ
とによって達成される。

なお、ここに単相鰭圧とは単檎の交流電圧瞬時値であり
〜以下においてもこれと同様とする。この装置において
も大きさ変化要素は、取り出された電圧の大きさを増大
もしくは低減することによって大きさ変化を生じさせる
。

この装置は技術的にかなり簡単に構成できる。

この装置を使用すれば、変換器の周波数がある周波数か
ら他の周波数へ変化しても制御角は同じ値を維持するこ
とが保証される。大きさを変える要素を調整可能にして
おけば制御角も調整できる。この場合に制御角は調節ル
ープにより一定に保持される。特別な本発明の装置の利
点としては、本発明装置が池励変換器の入力側もしくは
出力側の電圧の大きさ亨こ依存しないで動作するという
ことを挙げることができる。このことは「２つの取り出
される電圧は変化しても常に同じ方向にあって同じ大き
さの割合で変化することに基づいている。か）る装置は
可変周波数系統や可変遠交流器において特に有効に適用
できる。例えば弱い交流電圧系統での運転が可能となる
。本発明による装置の有利な実施能様では大きさ変化要
素として大きさ低減要素が用いられる。

このようなものとしては可変抵抗器を使用することがで
き「 また頚算器や増幅器なども使用することができる
。例えば第１の単相電圧を取り出すために第１の変圧器
を設けＬ別の単相電圧を取り出すために第２の変圧器を
設けｔ第２の変圧器の変圧比を第１の変圧器の変圧比よ
りも小さくするようにすることもできる。このような実
施形態では第２の変圧器が同時に大きさ低減要素として
役立＜〕。取り出される電圧は、原理上も変換器の入力
側もしくは出力側の多相電圧の線間電圧であってもよい
し、あるいは線電圧であってもよい。

しかしながら中性点が得られないか「または得られたと
しても費用がか）りすぎるような場合には線間電圧を取
り出せばよい。以下、図面を参照しながら本発明の実施
例につて詳細に説明する。

第１図によれば、３相変換器の入力側もしくは出力側に
おける３つの大きさの等しも、線電圧ＵＲ， Ｕｓ，Ｕ
Ｔがあり、中性点Ｐを基準として１２０ｏずつずれてい
る。

本発明によれば、これらの線電圧ＵＲ，Ｕｓ，ＵＴのう
ちの少なくとも２つが、例えば線電圧ＵＲ，Ｕｓが変換
器の入力側もしくは出力側で検出される。一方の線電圧
ＵＲは大きさを変化されない。つまりそれは変化されな
いでそのま）処理される。これに対して他方の線電圧Ｕ
ｓは所定の調整可能な率だけ、例えば４０％だけ、減ら
されて別の電圧Ｕｓ′となる。線電圧ＵＲを基準とした
位相は大きさを減らしても変わらない。両電圧ＵＲ，Ｕ
ｓ′の加算によって電圧ＵＲに対して制御角はだけねじ
られた合成電圧Ｚが生じる。この合成電圧Ｚは点弧パル
ス発生するためのパルス変成回路に導かれる。その場合
に個々の点弧パルスは線電圧ＵＲを基準として制御角Ｑ
だけずらされている。第１図のベクトル図から分かるよ
うに、ベクトルＵｓ′の大きさを選定することによって
、即ち低減率の選定によって合成電圧Ｚの位相が決まり
、これとともに線電圧ＵＲを基準とした制御角Ｑが決ま
る。

周波数が変わった場合にも図示のベクトル図、従って制
御角Ｑはそのま）維持される。電圧が変化した場合には
すべての線電圧ＵＲ，Ｕｓ，ＵＴが同じように変化する
。つまり、図示の円Ｑ直径が変わるだけであり、制御角
Ｑの変化は生じない。周波数依存性のない制御角Ｑを得
るための上述の電圧加算は、第２図に従えば、環状電圧
Ｕ，，Ｕ２，Ｕ３によっても行うことができる。

この原理は中性点Ｐがないか〜もしくは取り出せない場
合に用いられる。この場合にも２つの線間電圧、例えば
６００の角度をなす電圧Ｕ，？Ｕ３が検出される。綾間
電圧Ｕ３は変化されないで処理されるのに対して線間電
圧Ｕ，は所定の率、例えば０．４だけ減られる。これに
より別の電圧Ｕ，′が生じる。両電圧Ｕ６，Ｕ，′は互
いに加え合わされる。これによって、電圧Ｕ３を基準と
して制御角ｙだけねじられた合成電圧×が生じるこの制
御角ｙは周波数が変化した場合も電圧Ｕ，？Ｕ２，Ｕ３
の振幅が一様に変化した場合にもそのま）維持される。
第３図には、周波数ｆ，からこれよりも高い周波数ｆ２
への移行がどのようになるかをパルスダイアグラムで示
している。

上に示すタイムチャートによれば「零点０さら間隔ｙを
有する点弧パルスが合成電圧Ｘから形成される。この零
点０は例えば蟹圧Ｕ３の零通過と一致する。高い周波数
ｆ２へ移行した場合、点弧パルスは時間的に早く形成さ
れる。しかしながら周波数ｆ２に関して零点０からの間
隔（電気角）は変わっていない。原理的には大きさの低
減の代りに大きさの増大も実施できる。

つまり、守るべきことは一方の線電圧もしくは線間電圧
と、大きさを増大または減少された他方の線電圧もしく
は線間電圧とを互いに加え合わせることである。第４図
には無整流子爵動機と共に点弧パルス発生装置が示され
ている。無整流子電動機は３相交流電源２に接続された
変換器３、リアクトル５を備えた直流中間回路、亀動機
側変換器６およびそれの３相出力様子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続
された同期機７から構成されている。電源側変換器６は
制御装置４から制御パルスを得る。電動機側変換器６の
ための点弧パルスｐを供Ｖ給するために３つの装置８ａ
，８ｂ，８ｃが設けられ、これらのうち装置８ａだけが
詳しく図示されている。両装置８ｂ，８ｃも同じように
構成されている。電動機側変換器６を同期機７の電圧に
依存して制御するために「第２図の方式に従って、Ｕ−
Ｖ間の線間電圧とＵ−Ｗ間の線間電圧が検出される。

このために２つの変圧器１１，１２が設けられている。
これらの変圧器は等しい変圧比を有する。両変圧器の２
次巻線は点１３で互いに接続されて基準電位点に置かれ
る。変換器１１の２次巻線では電圧Ｕ３が取り出され、
変圧器１２の２次巻線では電圧Ｕ，が取り出される。両
軍圧Ｕ３，Ｕ，は大きさが等しいが、しかし６００だけ
位相がずれている（第２図参照）両軍圧Ｕ３，Ｕ，は加
算要素１５に導かれる。

加算要素１５は増幅器１６の一方の入力端の前にあり「
この増幅器１６の他方の入力端は基準電位点に置かれ
る。電圧Ｕ３は抵抗亀７を介して加算要素ｉ５に導かれ
、電圧Ｕ，は大きさ可変要素１８を介して加算要素１５
に導かれる。要素１８としては、ここでは可変抵抗が設
けられている。この可変抵抗は抵抗１７よりも大きな抵
抗値に調整できる。加算要素１５では電圧Ｕ３と大きさ
を低減された電圧Ｕ，′の合成が行われる。可変抵抗ｉ
８の抵抗値を変えることによって低減率が変化し、これ
にともなって制御角ｙが変化する。原理的には、もちろ
ん図示とは異ならせて、等しい大きさの電圧Ｕ，，Ｕ３
のうちの一つを極性反転してもあしっかえない。

この場合には、得られる制御角ｙはより広い制御範囲（
即ち約１２０３０）を与えられる。増幅器１６が発生す
る合成電圧Ｚは零点検出器２７に導かれる。

この零点検出器２７は合成蟹圧Ｚの零点を検出して、各
零点で出力パルスの立上がりもしくは立下がりを与える
。従って検出器２７としてはコンパレータが使用される
。検出器２７の出力信号はパルス増幅器２８に達する。
パルス増幅器２８は変換器６の６つの主制御弁（主サィ
リスタ）のうちの２つのための点弧パルスｐを発生する
。零点検出器２７およびパルス増幅器２８はまとめてパ
ルス変換回路として考えることができる。第５図から分
るように、大きさ可変要素として可変抵抗の代りに掛算
器２０も使用できる。

この鶏算器２０、制御信号Ｓを供Ｖ給され、それによっ
て制御角ｙが設定される。鶏算器２０の素数は１よりも
大きくてもよいし、あるいは小さくてもよし、。第６図
によれば、大きさ可変要素として増幅器２２も使用でき
る。

この増幅器の帰還回路には可変抵抗２４があり「 この
抵抗で増大率もしくは低減率を設定することができる。
この場合にそのような率の変化によって制御角ｙの変化
が生じる。図面の簡単な磯明 第１図および第２図は本発明の原理を説明するためのベ
クトル図Ｌ第３図は本発明の作用についての補助説明図
、第４図は本発明一実施例を示すブロック図、第５図な
いし第６図は第４図の一部についての互いに異なる変形
例を示すブロック図である。

２・・・・・・電源系統、３……鰭娘側変換器、５・・
・・・・直流！」ァクトル、６・・・・・・電動機側変
換器、７・・…・同期機、８ａ，８ｂ，８ｃ、・・・・
・・点弧制御装鷹、１１……固定抵抗、１８・・・…可
変抵抗、１６…・・・増幅器、２７・・…・零点検出器
、２８・・・・・・パルス増幅器。

Ｆｉｇ‐引 Ｆｉｇ．２ Ｆｉｇ．３ ＦＩ９・ム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 点弧時点が多相変換器の入力側もしくは出力側の電
   圧からパルス変換回路により導き出されるような多相変
   換器の可制御弁の点弧パルスを形成するための装置にお
   いて、変換器の入力側もしくは出力側で取り出された第
   １の単相の交流電圧瞬時値と、変換器の入力側もしくは
   出力側で取り出されかつ第１の単相の交流電圧瞬時値に
   対して位相のずれた別の単相の交流電圧瞬時値から大き
   さ変化要素にて大きさを変化させることにより得られた
   第２の単相の交流電圧瞬時値とを加算要素に導き、この
   加算要素から生じる合成電圧を点弧パルス形成のための
   パルス変換回路に導くようにしたことを特徴とする多相
   変換器の点弧制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、大きさ変化要素は
   大きさ低減要素であることを特徴とする多相変換器の点
   弧制御装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、大きさ変化要素と
   して可変抵抗器を使用したことを特徴とする多相変換器
   の点弧制御装置。 ４ 特許請求の範囲第２項において、第１の単相の交流
   電圧瞬時値を取り出すために第１の変圧器を設け、別の
   単相の交流電圧瞬時値を取り出すために第２の変圧器を
   設け、第２の変圧器の変圧比よりも小さいことを特徴と
   する多相変換器の点弧制御装置。 ５ 特許請求の範囲第１項において、大きさ変化要素は
   大きさ増大要素であることを特徴とする多相変換器の点
   弧制御装置。 ６ 特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかの項
   において、大きさ変化要素として掛算要素もしくは増幅
   器を使用したことを特徴とする多相変換器の点弧制御装
   置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかの項
   において、大きさ変化要素は調整可能であることを特徴
   とする多相変換器の点弧制御装置。 ８ 特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかの項
   において、加算要素として増幅器の入力端子が設けられ
   ていることを特徴とする多相変換器の点弧制御装置。 ９ 特許請求の範囲第１項ないし第３項および第５項な
   いし第８項いずれかの項において、第１の単相の交流電
   圧瞬時値を取り出すための変圧器と別の単相の交流電圧
   瞬時値を取り出すための変圧器とが等しい変圧比を有す
   ることを特徴とする多相変換器の点弧制御装置。 １０ 特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかの
   項において、変換器の入力側および出力側の３相電圧に
   ついては、２つの取り出される電圧は線間電圧であるこ
   とを特徴とする多相変換器の点弧制御装置。