JPS603636Y2 - インバ−タの保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はインバータにおける各サイリスタアームのうち
特に転流補助用サイリスタのサイリスタアームの転流失
敗時における保護回路に関するものである。

従来、インバータの転流失敗に基づくサイリスタアーム
短絡時においては例えばアーム短絡に基づく電流の異常
の増加を変流器等で検出して一定時間後に各サイリスタ
ゲートの信号をしゃ断する手段が採られている。

しかるにこのような手段においてはまずフィルタ回路を
構成するコンデンサとアーム短絡を生じたサイリスタア
ームに接続されている転流リアクトル乃至ｄｖ／ｄｔ、
ｄｔ ／ｄｔ押制用リアクトルとが共振し、この共振電
流の半サイクル後の逆バイアスにより全てのサイリスタ
をターンオフさせ、サイリスタゲート信号の供給を停止
させるものである。

このような従来のサイリスタアーム短絡の保護手段は主
サイリスタのアーム短絡に対しては問題ないにしても転
流補助用サイリスタのアーム短絡においては難点を有す
る。

即ち、通常負荷電力を負う主サイリスタにはフィードバ
ックダイオードが必然的に逆並列接続されているから共
振電流が反転する全期間中逆バイアスが得られるのに対
し、転流補助用サイリスタのアーム短絡時においては共
振電流が反転した後ごく短い時間逆バイアス電圧が加わ
るのみである。

このことは直列共振現象に際して電流位相と電圧位相と
がほぼ９０°のずれを生じていることから明らかである
。

このように転流補助用サイリスタのアーム短絡時に上記
共振電流によるターンオフができない場合にはゲート信
号を除去しても依然として直流電源より短絡電流を流し
続けることになり、ひいては転流補助用サイリスタを破
壊するに至る。

このような現象を防止する手段として転流補助用サイリ
スタをターンオフ期間の短い特殊のものを選ぶこと、あ
るいは電源からの電流の流入を緩和する大きなりアクド
ルを挿入する等が考えられるが、いずれも高価となる傾
向がある。

本考案の目的は転流補助用サイリスタのアーム短絡に際
して生ずる共振電流の半サイクル中、逆バイアスを加え
つづけるように構成することによって主サイリスタのア
ーム短絡時同様に転流補助用サイリスタのアーム短絡に
際して当該転流補助サイリスタを確実に保護することに
ある。

以下、図示する実施例について具体的に説明する。

第１図は一相分を具体化して示したインバータである。

同図において１はコンバータで、サイリスタを含む制御
整流回路からなり、入力としては例えば三相交流電力を
受は電圧制御された直流出力をその出力端子１ａから得
る。

２は平滑回路で、リアクトル２Ｌ、コンデンサ２Ｃを図
示のように逆り字形に接続して構成され、その入力端子
２ａには上記コンバータ１の出力端子１ａが接続される
。

３，４及び５は各相についての直交変換回路で、それぞ
れ同−構成を有している。

今、直交変換回路３について詳述すると、３ａ１，３ａ
２は負荷電力を供給す主サイリスタで、それぞれｄｉ／
ｄｔ、 ｄｖ／ｄｔ押制用リアクトル３Ｌ１．３Ｌ２を
直列接続したうえ、１つのサイリスクアームを構成し、
このアームは平滑用コンデンサ２Ｃに図示の通りの極性
にて接続される。

３ｄｌ＝ ３ｄ２は帰還ダイオードで、それぞれ上記
主サイリスタ３ａ□、３ａ２に逆並列接続される。

３ ａ３ｖ ３ ａ４は転流補助用サイリスタで、それ
ぞれ転流リアクトル３Ｌ３゜３ Ｌ４を接続したうえサ
イリスタアームを構成し、上記平滑用コンデンサ２Ｃに
図示の極性にて接続される。

なお、この転流用リアクトル３Ｌ３？ ３Ｌ４はそれ
ぞれ転流補助用サイリスタ３ａ３゜３ａ４ノｄｉ／ｄｔ
、 ｄｖ／ｄｔ押制作用を兼ねテイル。

３Ｃは転流用コンデンサで、リアクトル３Ｌ１，３Ｌ２
の接続点と転流補助用サイリスタ３ａ３？ ３ａ４の
接続点との間に接続される。

３ｄａは本考案の主体。をなすダイオードで転流補助用
サイリスタ３ａ３゜３ａ＋の直列回路に逆並列接続され
る。

Ｌは負荷で、各直交変換回路の出力端子３ｐｔ ４ｐｔ
５ｐに接続される３相交流電力が供給される。

６は変流器で、平滑用コンデンサ２ｃから各相直交変換
；回路３，４，５に連らなるラインに鎖交して設けられ
る。

７は過電流検出装置で、上記変流器６から直交変換回路
３． ４． ５へ流れる電流に応じた信号を受け、過電
流時に信号を供給する。

８はパルスしゃ断装置で、入力端子８ａに過電流検出装
置７からの信号を受けた際に、パルス発生器９に対しゲ
ートパルスの発生を停止する指令を発するようになって
いる。

上記実施例の構成において、インバータが負荷りに電力
を供給している際には主サイリスタ及び転流補助用サイ
リスタの各サイリスタアームはいずれかのサイリスタが
しゃ断状態であるから短絡電流が流れる余地がない。

従って、過電流検出装置７は働くことなく、パルス発生
器９は定められた周期にてインバータを構成する主サイ
リスタ３ａ１ｔ ３３２及び転流補助用サイリスタ３
ａ３． ３ａ、は順次点弧されていく。

このようなインバータの正常運運転に際して、今、何ら
かの原因により誤っ−て転流補助用サイリスタ３ａ３．
３ ａ、が同時に点弧したとすると平滑用コンデンサ
２ｃと、転流用リアクトル３Ｌ３？ ３Ｌ４との直列
共振回路が閉成される。

これによって平滑用コンデンサ２ｃに蓄積されていた電
荷に基づいて第２図グラフィに示すｒ共振電流１が流れ
ることになる。

この共振電流１の最初の正の半サイクルの期間において
は転流補助用サイリスタ３ ａ３＊ ３ａ４には順方
向電流が流れると同時に過電流検出装置７が動作Ｌ１パ
ルスしゃ断装置８によってパルス発生器９からは何らの
信号が出されない。

次に共振電流１が負の領域に違した際には今度はダイオ
ード３ｄ３を通じて電流が流れ、この際のダイオードえ
ん層電圧が転流補助用サイリスタを逆バイアスし、ター
ンオフスる。

このターンオフ作用の時間は負の半サイクルの期間畑で
あることは明らかである。

この点に関し、従来のようにダイオード３ｄ３がない回
路と対比するとターンオフ作用を行う時間が著しく長く
、本考案に基づくターンオフの確実性の向上がわかる。

即ち、各サイリスタアームに印加される電圧■は共振電
流ｉとの関連のもとに第２図口に示す波形をなし、共振
電流ｉが反転する期間ｔ２中電圧が負になる期間がｔｌ
でごく短時間のみであるから、もしダイオード３ｄ３が
設けられていない場合においては逆電流が流れる通路が
ないため転流用補助サイリスタ３ａ３ｔ ３ａ４にはご
く短時間の期間ｔ１のみしか逆バイアスが加わらない。

なお、上記実施例においては各相の転流用補助サイリス
タのアームごとに１個のダイオードを逆並列接続した構
成について述べたものであるが、各サイリスクアームの
サイリスクごとにダイオードを逆並列接続しても良く、
転流リアクトル及び本考案に係るダイオードを各相共通
する構成例えば第３図に示す回路にても同様の効果が得
られるものである。

この第３図は第１図と均等の部分は同−符号を付し、第
１図と接続を異にする部分には（′）を付して示した。

以上述べたように本考案に係るインバータの保護回路は
アーム短絡した転流補助用サイリスクをＬＣ共振作用に
よって転流させるに際して共振半サイクル後の反転電流
を流す回路をダイオードにて構威し、アーム短絡に際し
全てのサイリスタのゲート信号供給を停止させる手段を
備えたものである。

このような構成に基づいて共振半サイクル後の反転電流
が流れる半サイクル期間中転流補助用サイリスタには逆
バイアスが継続するから、確実にターンオフすることが
でき、これに関連して転流期間の短い高価なサイリスタ
を転流補助用サイリスタとして用いる必要がない特長を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図は動作を
説明するためのグラフ、第３図は本考案の他の実施例を
示す回路図である。 １・・・・・・コンバータ、２ｃ・・・・・・平滑用コ
ンデンサ、３ａ１，３ａ２・・・・・・主サイリスタ、
３ａ３？ ３”４・・・・・・転流補助用サイリスタ
、３ｄ３・・・・・・ダイオード、７・・・・・・過電
流検出装置、８・・・・・・パルスしゃ断装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. サイリスタで構成されるアームが電源に複数個並列接続
   された補助インパルス転流形インバータにおいて、転流
   補助用サイリスタアームに当該アーム短絡に際して流れ
   る共振電流の反転電流を流し得るように１乃至複数個の
   ダイオードを上記転流補助用サイリスタに逆並列に接続
   し、いずれかのアーム短絡に基づいて生ずる過電流を検
   出する過電流検出装置、当該過電流検出装置からの信号
   によって全てのサイリスタのゲート信号の供給を停止す
   るパルスＬや断装置を備えたことを特徴とするインバー
   タの保護回路。