JPS607466B2 - Current type cycloconverter device - Google Patents

Current type cycloconverter device

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JPS607466B2
JPS607466B2 JP50082702A JP8270275A JPS607466B2 JP S607466 B2 JPS607466 B2 JP S607466B2 JP 50082702 A JP50082702 A JP 50082702A JP 8270275 A JP8270275 A JP 8270275A JP S607466 B2 JPS607466 B2 JP S607466B2
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JP
Japan
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commutation
output
phase
load
thyristor
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JP50082702A
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Japanese (ja)
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章 難波江
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流型サィクロコンバータ装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a current type cycloconverter device.

最近、交流電動機、特にかご型誘導電動機又はリニアモ
ータなどの可変遠駆動用に可変周波数電源としてサィク
ロコンバータが多く用いられている。
Recently, cycloconverters have been widely used as variable frequency power supplies for variable distance driving of AC motors, particularly squirrel cage induction motors or linear motors.

これらの用途に適用されるサイクロコンバータには大別
して次の2種類がある。‘1’ 正弦波変調連続式サィ
クロコンバータ■ 電流型サイクロコンバータ両者を比
較すると、前者はほぼ正弦波の出力電流を得られるが、
制御が複雑で電気弁の使用数も多く、従って経済的に高
価であるのに対し、後者は出力電流が矩形波になるが、
制御も簡単で電気弁の使用数も前者の1′2で済み、従
って経済的に0有利なことが特徴である。
There are roughly two types of cycloconverters applied to these uses: '1' Sine wave modulation continuous cycloconverter ■ Comparing both current type cycloconverters, the former can obtain an almost sine wave output current, but
The control is complicated, a large number of electric valves are used, and it is therefore economically expensive, whereas the latter output current is a rectangular wave.
The control is simple and the number of electric valves used is only 1'2 compared to the former, so it is characterized by being economically advantageous.

後者のもう一つの欠点は、出力周波数が平均値としては
一定の設定周波数を保つが、瞬時値としては平均周波数
を基準としてその上下に周期的に変動するということで
ある。そのため、負荷として誘導電動機を使用するタ場
合には大きいトルク脈動を生じることは避け難いものと
されていた。この影響は特に出力周波数が大きくなるに
つれて顕著に現れ、これが出力周波数の上限を制約する
大きな条件の一つになっていた。このことを、図面を参
照しながらより詳細0に説明してみる。第1図は、入力
側三相、出力側三相の従来の電流型サィクロコンバータ
の基本的な回路構成を示すものである。
Another drawback of the latter is that although the output frequency maintains a constant set frequency as an average value, as an instantaneous value it periodically fluctuates above and below the average frequency. Therefore, when an induction motor is used as a load, it is difficult to avoid large torque pulsations. This effect becomes particularly noticeable as the output frequency increases, and this is one of the major conditions that restricts the upper limit of the output frequency. This will be explained in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the basic circuit configuration of a conventional current type cycloconverter with three phases on the input side and three phases on the output side.

第1図の装置は三相電源変圧器TRIの三相出力端子R
,S,Tと三相負荷LDの夕三相入力端子U,V,Wと
が三相直流リアクトルDL及びサィリスタ式サィクロコ
ンバータCCVを介して接続されているものである。リ
アクトルDLは各相ごとにその両端がサイクロコンバー
タCCVの正側入力端子及び負側入力端子に接続され、
中点タップが変圧器TRIの対応する相の出力端子に接
続されている。サイクロコンバータCCVは、正、負両
側にそれぞれ各出力端子ごとに互いに異なる相の入力端
子との間に接続される3個のサィリスタが設けられ、従
って、都合3×3×2=18個のサィリス夕が設けられ
ている。各サィリスタは各挿入位置に従って3個のアル
ファベット符号で示されている。その第1の符号は電源
側から見た相別を示すR,S又はTであり、第2の符号
は負荷側から見た相別を示すU,V又はWであり、更に
第3の末尾符号は正側(P側)が負側(N側〉かを示す
P又はNである。従って、例えばRUPなるサイリスタ
は、電源側から見てR相に接続され、負荷側から見てU
相に接続され、更に正側に接続されているサィリスタで
あることを示す。第2図a〜eは第1図の装置の動作を
説明するためのタイムチャートである。
The device shown in Figure 1 is the three-phase output terminal R of the three-phase power transformer TRI.
, S, T and three-phase input terminals U, V, and W of the three-phase load LD are connected via a three-phase DC reactor DL and a thyristor type cycloconverter CCV. Both ends of the reactor DL are connected to the positive input terminal and negative input terminal of the cycloconverter CCV for each phase,
The midpoint tap is connected to the output terminal of the corresponding phase of transformer TRI. The cycloconverter CCV has three thyristors connected between each output terminal and the input terminals of different phases on both the positive and negative sides, and therefore has a total of 3 x 3 x 2 = 18 thyristors. Evening is set. Each thyristor is designated by three alphabetical symbols according to its insertion position. The first code is R, S, or T indicating the phase difference seen from the power supply side, the second code is U, V, or W indicating the phase difference seen from the load side, and the third suffix is The sign is P or N indicating whether the positive side (P side) is the negative side (N side). Therefore, for example, a thyristor called RUP is connected to the R phase when viewed from the power supply side, and the U phase when viewed from the load side.
Indicates that the thyristor is connected to the phase and further connected to the positive side. FIGS. 2a to 2e are time charts for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1.

第2図aは電源側転流指令、bは負荷側転流指令、cは
負荷側U相各サィリスタに与えられるゲートパルス、d
は各サィリスタの通電期間、eは負荷側各相電流の通電
期間をそれぞれ示す。この例は電源周波数fiに対する
負荷側指令周波数f。の比f。/f;=2/7の場合を
示す。従来の電流型サィクロコンバータにおいては、各
サィリスタ間の転流は電源電圧転流によって行われるた
め、サィリスタ間の転流は電源周波数の電気角1200
ごとにしか行われない。
Figure 2 a shows the commutation command on the power supply side, b shows the commutation command on the load side, c shows the gate pulse given to each U-phase thyristor on the load side, and d
is the energization period of each thyristor, and e is the energization period of each phase current on the load side. In this example, the load side command frequency f with respect to the power supply frequency fi. The ratio f. The case of /f;=2/7 is shown. In conventional current-type cycloconverters, commutation between each thyristor is performed by power supply voltage commutation, so commutation between thyristors occurs at an electrical angle of 1200 degrees of the power frequency.
It is only done once in a while.

従って、第2図に示す通り、例えば時刻L‘こおいてサ
ィリスタUP→VPの転流指令が発せられるのに対して
、実際の転流は時亥比2において行われ、8d=(t2
一t,)だけの転流の遅れを生ずる。この遅れ角8aは
、通常、転流の度ごとに異なる値をとり、最大約120
o電気角に達する。このため、既に述べたように、出力
周波数の平均値は設定周波数を保つが、出力周波数の瞬
時値は平均周波数を基準としてその上下に変動を繰返す
ことになる。この変動には一定の周期性があり、そのた
め負荷側転流周期のビートを発生し、負荷として議導電
動機を駆動する場合には、大きいトルク脈動を生じるこ
と、しかも、これらの影響は特に出力周波数が大きくな
るにつれて顕著に現われ、それが出力周波数の上限を制
約する大きな条件の一つとなっていること、も既に述べ
た通りである。従って本発明の目的は、負荷として誘導
電動機を駆動する場合のトルク脈動を効果的に低減する
ために、電源側転流タイミングに影響されずに負荷側転
流タイミングを決定できる電流型サィクロコンバータを
提供することにある。
Therefore, as shown in FIG. 2, for example, while the commutation command for the thyristor UP→VP is issued at time L', the actual commutation is performed at a time ratio of 2, and 8d=(t2
This results in a commutation delay of 1 t,). This delay angle 8a usually takes a different value for each commutation, and the maximum value is about 120.
o Electrical angle is reached. Therefore, as described above, the average value of the output frequency maintains the set frequency, but the instantaneous value of the output frequency repeatedly fluctuates above and below the average frequency. This fluctuation has a certain periodicity, and therefore generates beats in the commutation cycle on the load side, and when driving a conduction motor as a load, large torque pulsations occur.Moreover, these effects are particularly important for output. As already mentioned, this becomes more noticeable as the frequency increases, and is one of the major conditions that restricts the upper limit of the output frequency. Therefore, an object of the present invention is to provide a current-type cycloconverter that can determine load side commutation timing without being affected by power supply side commutation timing, in order to effectively reduce torque pulsation when driving an induction motor as a load. Our goal is to provide the following.

この目的を達成するために本発明は、サィクロコンバー
タの正側入力端と負側入力端をそれぞれ互いに所定の位
相差を有する分離された電源変圧器巻線に接続し、両電
源変圧器巻線の各相巻線がサィクロコンバ−夕の各通電
モード‘こ応じて直流リアクトルを介して選択的に直列
接続されるようにするものである。
To achieve this objective, the present invention connects the positive input terminal and negative input terminal of the cycloconverter to separate power transformer windings having a predetermined phase difference from each other, and The windings of each phase of the line are selectively connected in series via a DC reactor in accordance with each energization mode of the cycloconverter.

以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第3図は本発明による電流型サィクロコンバ−タ装置の
主回路の一実施例を示す。
FIG. 3 shows an embodiment of the main circuit of a current type cycloconverter device according to the present invention.

この装置のサイクロコンバータCCV及びこれに三相端
子U,V,Wを介して接続される負荷LOは共に第1図
のものと同様である。電源変圧器TRには一次巻線Wo
のほかに互いに分離された2組の二次巻線W,,W2が
備えられている。二次巻線W,の出力端R,,S,,T
,に生ずる電圧と二次巻線W2の出力端R2,S2,L
に生ずる電圧との間には互いに30oの位相差を持ち、
両者で12鯉の整流相数を構成するように二次巻線W,
は星型結線に構成され、二次巻線W2は三角結線に構成
されている。そして、サィクロコンバー夕CCVの正側
入力端は端子R,,S,,T,を介して二次巻線W,に
接続され、負側入力端は端子R2,S2,Lを介して二
次巻線W2に接続されている。更に、一方の端子R,,
S,,T,には主サイリスタR,PUP〜R,pWPと
は逆向きに補助サィリスタR,N,S.N,T,Nが接
続され、その自由端側(アノード側)は共通に接続され
ている。同様に他方の端子R2,S2,T2には主サィ
リスタR机UN〜T鮒WNとは逆向きに補助サィリス夕
R2P,S2P,T2Pが接続され、その自由端側(カ
ソード側)が共通に接続されている。補助サイリスタR
,N〜T,Nの共通接続点と補助サイリスタR2P〜T
沙の共通接続点とは直両リアクトルDLを介して接続さ
れている。なお、この直流リアクトルは電源側又は負荷
側に共通鉄心型多巻線構成のものを挿入してもよい。第
4図は第3図の主回路に付設する制御装置を、主回路の
正側主サィリスタR,PUP〜T,PWP及び補助サィ
リスタR,N〜T,N用の制御回路部分についてのみ示
すものである。
The cycloconverter CCV of this device and the load LO connected thereto via three-phase terminals U, V, and W are both similar to those in FIG. The power transformer TR has a primary winding Wo.
In addition to the above, two sets of secondary windings W, , W2 which are separated from each other are provided. Output end R,,S,,T of secondary winding W,
, and the output terminals R2, S2, L of the secondary winding W2
There is a phase difference of 30o between the voltage generated at
The secondary winding W, so that both constitute a rectification phase number of 12,
is configured in a star-shaped connection, and the secondary winding W2 is configured in a triangular connection. The positive input end of the cycloconverter CCV is connected to the secondary winding W through terminals R, , S, , T, and the negative input end is connected to the secondary winding W through terminals R2, S2, and L. It is connected to the next winding W2. Furthermore, one terminal R,,
S, , T, have auxiliary thyristors R, N, S. N, T, and N are connected, and their free ends (anode sides) are commonly connected. Similarly, auxiliary thyristors R2P, S2P, and T2P are connected to the other terminals R2, S2, and T2 in the opposite direction to the main thyristors R UN to WN, and their free ends (cathode sides) are connected in common. has been done. Auxiliary thyristor R
, N~T, N common connection point and auxiliary thyristor R2P~T
It is connected to the common connection point of SHA via a direct reactor DL. Note that this DC reactor may have a common iron core type multi-winding structure inserted on the power supply side or the load side. Figure 4 shows the control device attached to the main circuit in Figure 3 only for the control circuit portion for the positive main thyristors R, PUP~T, PWP and the auxiliary thyristors R, N~T, N of the main circuit. It is.

負側サイリスタに対しては図示のものとほぼ同様構成の
制御回路部分が備えられる。第5図は第3図及び第4図
の装置の動作を説明するめのタイムチャートを示すもの
である。以下、第4図の制御装置を、第5図のタイムチ
ャートを参照しながら説明する。第4図において、PD
,Pは正側主サィリスタR,PUP〜T.PWP用のゲ
ートパルス分配器であり、PD,Nは正側補助サイリス
タR,N〜T,N用のゲートパルス分配器である。
For the negative side thyristor, a control circuit portion having substantially the same configuration as that shown in the drawing is provided. FIG. 5 shows a time chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIGS. 3 and 4. The control device shown in FIG. 4 will be explained below with reference to the time chart shown in FIG. In Figure 4, PD
, P are the positive main thyristors R, PUP to T. This is a gate pulse distributor for PWP, and PD,N is a gate pulse distributor for positive side auxiliary thyristors R,N to T,N.

まず、電源周期信号R,Ps,S,P8,T,Ps(第
5図a)がIP電源側分配器PD,Psに入力されてお
り、ここでオア回路OR,の出力信号則ちQIパルス例
P,PQ1(第5図C)にトリガされてこれに同期する
電源側転流指令R,P,S,P,T,Pが出力される。
この電源側転流指令はゲートパルス分配器PD,Pに入
力される。オア回路OR,には移相器PH,Pの出力と
して与えられるQパルス列P,PQ(第5図b)、即ち
電源同期信号の零点を基準として制御角Qの位相点で出
力されるパルス列と、比較器CPの出力パルスとが入力
されて、この両入力によって上記QIパルス列P,PQ
Iが形成される。移相器PH,Pは電源同期信号(第5
図a)と、制御角Qに対応する移相信号電圧VQとに基
づいて、電源同期信号の零点から制御角Qだけずれた位
相点でQパルス列(第5図c)を出力する。SBは減算
器であり、基準信号電圧設定器RVで設定される基準信
号電圧、即ちこの実施例では120oに対応する信号電
圧V側から移相信号電圧VQを減算した結果を減算出力
信号V,N,=V側一VQとして出力し、これを比較器
CPの一方の入力端子に入力する。他方、ICは積分コ
ンデンサであり、これの両端にスイッチングトランジス
タTrが並列に接続されている。積分コンデンサICは
定電流源CCSを介して定電流iで充電することが出来
るものとする。トランジスタTr力ミ非導通状態にある
限り、積分コンデンサICは定電流iにより充電時間に
比例した充電電圧V,N2に充電される。この電圧V,
N2は比較器CPの第2の入力端子に入力される。比較
器CPは両入力を比較し、V,N,くV,N2となつた
ときに出力を出す。
First, the power supply periodic signals R, Ps, S, P8, T, Ps (Fig. 5a) are input to the IP power supply side distributor PD, Ps, where the output signal of the OR circuit OR, ie, the QI pulse Power supply side commutation commands R, P, S, P, T, and P are output in synchronization with examples P and PQ1 (FIG. 5C) triggered by the commands.
This power supply side commutation command is input to gate pulse distributors PD and P. The OR circuit OR has a Q pulse train P, PQ (Fig. 5b) given as the output of the phase shifters PH, P, that is, a pulse train output at the phase point of the control angle Q with reference to the zero point of the power synchronization signal. , and the output pulses of the comparator CP are input, and the above QI pulse trains P, PQ are input by these inputs.
I is formed. The phase shifters PH and P receive the power synchronization signal (fifth
Based on the phase shift signal voltage VQ corresponding to the control angle Q, a Q pulse train (FIG. 5c) is output at a phase point shifted by the control angle Q from the zero point of the power synchronization signal. SB is a subtracter, which subtracts the result of subtracting the phase-shifted signal voltage VQ from the signal voltage V side corresponding to the reference signal voltage set by the reference signal voltage setter RV, that is, 120o in this embodiment, to the subtracted output signal V, N,=V side is outputted as -VQ, and this is inputted to one input terminal of the comparator CP. On the other hand, the IC is an integrating capacitor, and a switching transistor Tr is connected in parallel to both ends of the IC. It is assumed that the integrating capacitor IC can be charged with a constant current i via a constant current source CCS. As long as the transistor Tr is in a non-conducting state, the integral capacitor IC is charged by the constant current i to a charging voltage V, N2 proportional to the charging time. This voltage V,
N2 is input to the second input terminal of comparator CP. Comparator CP compares both inputs and outputs an output when V, N, - V, N2.

この世力はフリツプフロツプ回路FFのリセツト端子に
入力され、これをリセツトする。PDしは負荷側分配器
であり、負荷同期パルス8。
This world power is input to the reset terminal of flip-flop circuit FF and resets it. PD is a load-side distributor and has a load synchronization pulse 8.

(第5図e)に基づいて、負荷側転流指令UP,VP,
WP(第5図f)を出力する。この負荷側転流指令UP
,VP,WPは、一方では、それぞれ立上り微分回路T
DCを介して第2のオア回路OR2に入力される。オア
回路OR2の出力信号はフリッブフロップ回路FFのセ
ット入力端子に入力される。負荷側転流指令UP,VP
,WPは、他方ではそれぞれアンド回路ANDの各一方
の入力端子に入力される。アンド回路ANDの各他方の
入力端子にはフリップフロップ回路FFの、リセット状
態に対応する出力Qが共通に入力される。負荷側転流指
令UP,VP,WP(第5図f)は実は最終的な転流指
令ではなく、本発明に従い、アンド回路ANDを通すこ
とにより、その出力側に得られる休止期間付負荷側転流
指令UP′,VP′,WP′(第5図g)が最終的な転
流指令としてゲートパルス分配器PD,Pに導びかれる
。休止期間8o はフリツプフロツプ回路FFの出力の
Qの存在する期間に対応する。トランジスタTrはフリ
ツプフロツプ回路FFの出力9があるとき、即ちフリツ
プフロツプ回路FFがリセット状態にあるときは、導適
状態になって積分コンデンサICを短絡して放電させ、
フリツプフロツプ回路FFがセット状態にあるとき、即
ちQ出力が無いときは、非導通状態になって積分コンデ
ンサICの充電を可能とする。
Based on (Fig. 5 e), load side commutation commands UP, VP,
WP (Fig. 5 f) is output. This load side commutation command UP
, VP, WP are, on the one hand, respectively rising differential circuits T
The signal is input to the second OR circuit OR2 via DC. The output signal of the OR circuit OR2 is input to the set input terminal of the flip-flop circuit FF. Load side commutation command UP, VP
, WP are respectively input to one input terminal of the AND circuit AND. The output Q corresponding to the reset state of the flip-flop circuit FF is commonly input to the other input terminal of the AND circuit AND. The load-side commutation commands UP, VP, and WP (Fig. 5 f) are not actually the final commutation commands, but the load-side commutation commands with a rest period obtained on the output side by passing the AND circuit AND according to the present invention. Commutation commands UP', VP', WP' (FIG. 5g) are led to gate pulse distributors PD, P as final commutation commands. The idle period 8o corresponds to the period in which Q of the output of the flip-flop circuit FF exists. When the output 9 of the flip-flop circuit FF is present, that is, when the flip-flop circuit FF is in the reset state, the transistor Tr becomes conductive to short-circuit and discharge the integrating capacitor IC.
When the flip-flop circuit FF is in the set state, that is, when there is no Q output, it becomes non-conductive to enable charging of the integrating capacitor IC.

ゲートパルス分配器PD,Pは電源側転流指令R,P,
S,P,T,P(第5図d)と、休止期間付負荷側転流
指令UP′,VP′,WP(第5図g)とに基づいて正
側主サイリスタR,PUP〜T,PWPに与えるゲート
パルス(第5図h)を出力する。この場合、例えば主サ
イリスタR,PUPに対するゲートパルスは電源側転流
指令R,Pと休止期間付負荷側転流指令UP′との論理
贋則ちアンド条件を満足する出力として与えられる。正
側補助サイリスタ用ゲートパルス分配器PD,Nは、電
源同期信号R,Ns,S,Ns,T,Ns(第5図a)
と、Qパルス列P瓜Q(第5図b)とに基づいて、補助
サィリスタR,N,S,N,ST,Nに対する転流指令
を形成する。
Gate pulse distributors PD, P are power supply side commutation commands R, P,
Based on S, P, T, P (Fig. 5 d) and load side commutation commands UP', VP', WP with rest period (Fig. 5 g), the positive side main thyristors R, PUP~T, A gate pulse (Fig. 5h) given to PWP is output. In this case, for example, the gate pulses for the main thyristors R and PUP are given as outputs that satisfy the AND condition of the power supply side commutation commands R and P and the load side commutation command UP' with a rest period. The gate pulse distributor PD, N for the positive side auxiliary thyristor receives the power synchronization signals R, Ns, S, Ns, T, Ns (Fig. 5a)
commutation commands for the auxiliary thyristors R, N, S, N, ST, and N are formed based on the Q pulse train P melon Q (FIG. 5b).

この場合、例えばR相の転流指令R,Nは電源同期信号
R船(第5図a)とQパルス列P,NQ(第5図b)と
の論理積を満足する時点で出力される。Qパルス列P,
NQは電源同基信号R,Ns,S,Ns,T,Nsと、
即に述べた移相信号電圧VQとを基にして移相器PH,
Nにより電源同期信号の零点から制御角Qだけずれた位
相点で発生されるパルス列として与えられる。以下、第
3図及び第4図の装置によって行われる転流動作につい
て説明する前に、第4図の装置の動作について若干の説
明を補足する。
In this case, for example, the R-phase commutation commands R and N are output at the time when the logical product of the power synchronization signal R (FIG. 5a) and the Q pulse trains P and NQ (FIG. 5b) is satisfied. Q pulse train P,
NQ is the same power source signal R, Ns, S, Ns, T, Ns,
Based on the phase shift signal voltage VQ just mentioned, the phase shifter PH,
N is given as a pulse train generated at a phase point shifted by a control angle Q from the zero point of the power synchronization signal. Hereinafter, before explaining the commutation operation performed by the apparatuses shown in FIGS. 3 and 4, some supplementary explanations will be given regarding the operation of the apparatus shown in FIG. 4.

休止期間付負荷側転流指令(第5図g)は第2図bに示
す負荷側転流指令に対応するが、それとは異なり、負荷
側転流指令の直前に、それまでの負荷側通電相に所定期
間点弧パルスを与えないようにするためにフリツプフロ
ツプ回路FFの出力で制御されたものとなっている。
The load-side commutation command with a rest period (Fig. 5g) corresponds to the load-side commutation command shown in Fig. 2b, but unlike that, immediately before the load-side commutation command, the previous load-side energization is It is controlled by the output of the flip-flop circuit FF so as not to apply an ignition pulse to the phase for a predetermined period.

それによって、各主サィリスタに与えられるゲートパル
ス(第5図h)は、電源側転流指令パルス(第5図d)
が前記休止期間8。内に入ったときには、その電源側転
流指令パルスを負荷側転流指令(第5図g)の時刻まで
遅らせ、又、電源側転流指令パルスが休止期間8。内に
入らないときには、次に通電を開始すべき相の電源側転
流指令パルスを負荷側転流指令の時刻まで進めるように
制御される。第5図gにおいて、破線で示すパルスは休
止期間8。内に入って消去される露源転流指令パルスを
示す。なお、第5図iは正側主サィリスタR,PUP〜
T,PWP及び正側補助サィリスタR・N〜TINの通
電期間を示し、第5図iは各相負荷電流の通電期間を示
す。さて、次に第3図及び第4図の装置による転流動作
について説明する。
As a result, the gate pulse given to each main thyristor (Fig. 5h) is changed from the power supply side commutation command pulse (Fig. 5d)
is the said suspension period 8. When the power supply side commutation command pulse is within the period of time, the power supply side commutation command pulse is delayed until the time of the load side commutation command (Fig. 5g), and the power supply side commutation command pulse is suspended for a period of 8. If not, the power supply side commutation command pulse of the phase to start energization next is controlled to advance to the time of the load side commutation command. In FIG. 5g, the pulse indicated by a broken line has a rest period of 8. The dew source commutation command pulse is shown entering and being erased. In addition, Fig. 5i shows the positive main thyristor R, PUP~
The energization periods of T, PWP and the positive side auxiliary thyristors R·N to TIN are shown, and FIG. 5i shows the energization period of each phase load current. Next, the commutation operation by the apparatus shown in FIGS. 3 and 4 will be explained.

m 第1転流モード:第5図のの時亥比,において主サ
イリスタR,PUP〜T,NからS,PVP〜T,Nへ
の負荷転流が行われるが、その転流指令の直前の休止期
間8oの間に入って消去された露源転流指令パルスは無
いので、この場合は次に通電すべき主サィリスタS,P
VPの点弧パルスが負荷側転流指令の時刻まで進められ
て、主サィリスタRIPUPからS,PVPに負荷側転
流指令と同期して転流が行われる。
m 1st commutation mode: Load commutation is performed from the main thyristors R, PUP to T, N to S, PVP to T, N at the time ratio of Fig. 5, but immediately before the commutation command Since there is no open source commutation command pulse that was erased during the rest period 8o, in this case, the main thyristors S and P to be energized next
The firing pulse of VP is advanced to the time of the load-side commutation command, and commutation is performed from the main thyristor RIPUP to S, PVP in synchronization with the load-side commutation command.

転流のための必要条件は時刻t=t,において、変圧器
巻線W,のS相電圧Vs,PとR相電圧VR,Pとの関
係がVs,P>VR,Pであることであるが、第6図か
ら、この条件が満足されていることは明らかである。{
2} 第2転流モード:第5図の時亥比2においても主
サイリスタS,PWP〜R,NからT,PUP〜R,N
への負荷転流が行われるが、この場合は上記休止期間a
o内に入った露源転流指令T,Pが消去されるので、主
サイリスタS,PWPがそのまま通電し続けて主サィリ
スタT,PUPの点弧パルスが負荷側転流指令の時刻ま
で遅らされて、主サィリスタS・PWPからT,PUP
に負荷側転流指令と同期して転流が行われる。転流のた
めの必要条件は時刻t=t2において変圧器巻線W,の
T相電圧VT,PとS相電圧Vs,Pとの関係がVT,
P>Vs,Pであることであるが、第7図から、この条
件が満足されていることは明らかである。上記の場合、
休止期間8。として第5図に示すように、8。=120
0−Qの関係を保つように制御回路を構成すれば、Qの
値し、かんにかかわらず、常に上記の転流に必要な条件
を満足する。そして、休止期間8oの区間内に亀源転流
パルスが入った場合は上記の第2転流モードで遅れ転流
を、又、休止期間aoの区間内に軍源転流パルスが入ら
ない場合は上記の第1転流モードで進み転流を、いずれ
も負荷転流指令に同期して行わせることが出来る。従っ
て、従釆の電流型サィクロコンバータに見られた出力周
波数の変動、負荷側転流周期のビートの発生、及びそれ
に伴う電動機トルクの脈動増大といった現象を避けるこ
とが出来る。
The necessary condition for commutation is that at time t=t, the relationship between the S-phase voltage Vs,P and the R-phase voltage VR,P of the transformer winding W is Vs,P>VR,P. However, from FIG. 6, it is clear that this condition is satisfied. {
2} Second commutation mode: Even at the time ratio 2 in Fig. 5, the main thyristors S, PWP~R, N to T, PUP~R, N
However, in this case, the above-mentioned rest period a
Since the dew source commutation commands T and P that have entered within o are erased, the main thyristors S and PWP continue to be energized and the ignition pulses of the main thyristors T and PUP are delayed until the time of the load side commutation command. from the main thyristor S・PWP to T,PUP
Commutation is performed in synchronization with the load side commutation command. The necessary condition for commutation is that at time t=t2, the relationship between the T-phase voltage VT,P of the transformer winding W, and the S-phase voltage Vs,P is VT,
P>Vs,P, and it is clear from FIG. 7 that this condition is satisfied. In the above case,
Pause period 8. As shown in FIG. =120
If the control circuit is configured to maintain the 0-Q relationship, the above conditions necessary for commutation will always be satisfied, regardless of the value of Q. If the main commutation pulse enters within the period of rest period 8o, delayed commutation is performed in the second commutation mode, and if the main commutation pulse does not enter within the period of rest period ao. In the above-mentioned first commutation mode, advance commutation can be performed in synchronization with the load commutation command. Therefore, it is possible to avoid phenomena such as fluctuations in the output frequency, generation of beats in the commutation period on the load side, and increased pulsation in the motor torque associated therewith, which are observed in the conventional current type cycloconverter.

なお、上記制御方式は従来の入力側三相、出力側三相の
電流型サイクロコンバータ(サィリスタ素子数18個、
整流相数6相)に対してもそのまま適用出来るが、この
場合には転流時に行われる制御角ばの遅れ及び進み制御
のため、電流の変動が大きく、これに伴うトルク脈動を
招いて上記の同期転流の効果が減殺される。
The above control method is based on the conventional 3-phase input side, 3-phase output side current type cycloconverter (18 thyristor elements,
It can be applied as is to a rectification phase (6 phases), but in this case, due to the delay and advance control of the control angle performed at the time of commutation, the current fluctuation is large, resulting in torque pulsation, resulting in the above-mentioned problem. The effect of synchronous commutation is reduced.

これに対して本回路方式の場合には、正側変圧器巻線W
,と負側変圧器巻線W2の両出力電圧を補助サィリスタ
を介して直列にして使用するので、上記の転流時の遅れ
及び進み制御に伴う電流の変動の影響は少なく、トルク
脈動は大幅に改良される。又、第3図の主回路は整流相
数が12相となっているので、整流相数6相の場合に比
較して、直流リアクトルの大きさが同じならば、電流脈
動がより小さく、しかも電源側に対する高調波の悪影響
も少ない。以上、第3図の主回路に対して制御方式とし
て同灘転流を行わせる例について説明したが、従釆の電
流型サィクロコンバータの転流方式と同様に、電源側か
ら見て120oごとの転流を行わせる簡単な制御方式を
採用しても差支えなく、この場合にも従来の整流相数6
相の場合と比較してトルク脈動が低減されることはもち
ろんである。第8図は第3図の主回路に対する変形例を
示すものであり、ここでは同一出力端子に接続される主
サィリスタは正側ないし負側ごとにまとめて表示されて
おり、正側は3群の主サイリスタUP,VP,WPで、
又、負側は3群の主サィリスタUN, VN,WNで示
されている。同様に、正側の補助サィリスタはA,Nで
、負側の補助サイリスタはAがで示されている。両補助
サィリスタA,NとA密が直列に接続され、その共通接
続点○と負荷LDの中性点OLとが接続されている。こ
の第8図の主回路は電源側と負荷側の中性点とが接続さ
れているので、保護装置の構成いかんなどによって良好
に適用出釆る。
On the other hand, in the case of this circuit system, the positive side transformer winding W
, and the negative side transformer winding W2 are used in series via the auxiliary thyristor, the influence of current fluctuations associated with the delay and advance control during commutation is small, and torque pulsation is significantly reduced. improved. Also, since the main circuit in Figure 3 has 12 rectification phases, compared to a case with 6 rectification phases, if the size of the DC reactor is the same, the current pulsation is smaller. There is also less harmful effect of harmonics on the power supply side. Above, we have explained an example in which the same Nada commutation is performed as a control method for the main circuit in Fig. There is no problem in adopting a simple control method that allows commutation of
Of course, torque pulsation is reduced compared to the phase case. Figure 8 shows a modification of the main circuit in Figure 3. Here, the main thyristors connected to the same output terminal are grouped together by positive side or negative side, and the positive side is shown in three groups. The main thyristors UP, VP, WP of
Moreover, the negative side is shown by three groups of main thyristors UN, VN, and WN. Similarly, the auxiliary thyristors on the positive side are indicated by A and N, and the auxiliary thyristor on the negative side is indicated by A. Both auxiliary thyristors A, N and A-tight are connected in series, and their common connection point ○ is connected to the neutral point OL of the load LD. Since the main circuit shown in FIG. 8 has the power supply side and the load side connected to the neutral point, it can be suitably applied depending on the structure of the protection device.

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

第1図は従来の電流型サィクロコンバータ装置の接続図
、第2図は第1図の装置の動作のタイムチャート、第3
図は本発明の電流型サィク。 コンバータ装置の一実施例を示す接続図、第4図は第3
図の装置を制御するための制御装置の一実施例を示す接
続図、第5図は第3図及び第4図の装置の動作を説明す
るためのタイムチャート、第6図及び第7図は異なる転
流モードーこおける動作説明図、第8図は第3図の主回
路に対する異なる実施例を示す接続図である。TR・・
・…電源変圧器、W,,W2・・・・・・電源変圧器T
Rの二次巻線、CCV・・・・・・サィクロコンバータ
、R,PUP〜T,PWP,R2NUN〜T靴WN……
主サイリスタ、R,N〜T,N, R2P〜T2P・・
…・補助サイリスタ、DL,DL,,DL・・・・・・
直流IJアクトル、LD・・…・負荷、PD,P・・・
・・・主サィリスタ用ゲートパルス分配器、PD,Ps
・・・・・・電源側分配器、PD,N・・・・・・補助
サィリスタ用ゲートパルス分配器、PH,P,PH,N
・・・・・・移相器、PDL・・・・・・負荷側分配器
、FF・・・・・・フリップフロップ回路、CP・・・
・・・比較器、CB・・・...減算器、IC・…・・
積分コンデンサ、Tr・・…・スイッチングトランジジ
スタ、TDC・・・・・・立上り微分回路、OR,,O
R2・・・・・・オア回路、AND・・・・・・アンド
回路、UP〜WP,UN〜WN……主サィリスタ、A,
N, A2P・・・・・・補助サィリス夕。 稀8図図 N 康 図 町 峠 豹2図 瀞字図 第〇図 第6図 弟ク図
Figure 1 is a connection diagram of a conventional current-type cycloconverter device, Figure 2 is a time chart of the operation of the device in Figure 1, and Figure 3
The figure shows the current type SiC of the present invention. A connection diagram showing one embodiment of the converter device, FIG.
A connection diagram showing an embodiment of the control device for controlling the device shown in the figure, FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the device shown in FIGS. 3 and 4, and FIGS. 6 and 7 are FIG. 8 is a connection diagram showing a different embodiment of the main circuit of FIG. 3. TR...
・...Power transformer, W,, W2...Power transformer T
Secondary winding of R, CCV...Cyclo converter, R, PUP~T, PWP, R2NUN~T shoe WN...
Main thyristor, R, N~T, N, R2P~T2P...
...・Auxiliary thyristor, DL, DL,, DL...
DC IJ actor, LD...Load, PD, P...
...gate pulse distributor for main thyristor, PD, Ps
...Power supply side distributor, PD, N... Gate pulse distributor for auxiliary thyristor, PH, P, PH, N
... Phase shifter, PDL ... Load side distributor, FF ... Flip-flop circuit, CP ...
...Comparator, CB.... .. .. Subtractor, IC...
Integrating capacitor, Tr...Switching transistor, TDC...Rising differential circuit, OR,,O
R2...OR circuit, AND...AND circuit, UP~WP, UN~WN...main thyristor, A,
N, A2P... Auxiliary sirens evening. Rare 8th figure N Kozucho Toge Leopard 2nd figure Dooji figure 0 figure 6 Younger brother ku figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1の出力端に接続された第1の二次巻線と、この
第1の二次巻線との間に所定の位相差を有し、第2の出
力端に接続された第2の二次巻線とを有する電源変圧器
と、 直流リアクトルと、 前記第1の出力端ごとに設けられ、カソードが前記第
1の出力端に接続され、各アノードが前記直流リアクト
ルの一端に共通に接続された第1のサイリスタ群と、前
記第2の出力端ごとに設けられ、アノードが前記第2の
出力端に接続され、各カソードが前記直流リアクトルの
他端に共通に接続された第2のサイリスタ群とからなり
、前記両二次巻線の出力端線相に応じて両二次巻線の出
力相を前記リアクトルを介して選択的に直列接続する補
助サイリスタ群と、 正側入力端が前記電源変圧器の第
1の出力端に接続され、負側入力端が前記電源変圧器の
第2の出力端に接続され、交流出力端が誘導電動機に接
続されるサイクロコンバータと、を備えてなる電流型サ
イクロコンバータ装置。
[Claims] 1. A first secondary winding connected to the first output terminal and a predetermined phase difference between the first secondary winding and the second output terminal. a power transformer having a second secondary winding connected to the DC reactor; a first thyristor group commonly connected to one end of the DC reactor; and a first thyristor group provided for each of the second output ends, an anode connected to the second output end, and each cathode connected to the other end of the DC reactor. and a second thyristor group connected in common, the auxiliary thyristor selectively connects the output phases of both secondary windings in series via the reactor according to the output end line phases of both the secondary windings. a positive input terminal is connected to a first output terminal of the power transformer, a negative input terminal is connected to a second output terminal of the power transformer, and an AC output terminal is connected to an induction motor. A current-type cycloconverter device comprising a cycloconverter and a cycloconverter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015167467A (en) * 2014-03-03 2015-09-24 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company Power frequency converter and associated method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5055829A (en) * 1973-09-19 1975-05-16

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