JPS61156419A - 交流電力調整装置 - Google Patents

交流電力調整装置

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Publication number
JPS61156419A
JPS61156419A JP27563584A JP27563584A JPS61156419A JP S61156419 A JPS61156419 A JP S61156419A JP 27563584 A JP27563584 A JP 27563584A JP 27563584 A JP27563584 A JP 27563584A JP S61156419 A JPS61156419 A JP S61156419A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
signal
circuit
thyristor
positive
Prior art date
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Pending
Application number
JP27563584A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Uematsu
上松 賢司
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPS61156419A publication Critical patent/JPS61156419A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/44Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
    • G05F1/45Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイッチング用半導体素子を用いて交流電源か
ら負荷へ供給する電力を効率よく調整する装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
従来から交流電力を調整する装置としては第4図ないし
オ6図に示す構成のものが知られている。
第4図は従来のサイクル制御式交流電力調整装置の回路
構成図であり、牙6図及び牙6図は第4図における負荷
への電力波形図である。
第4図及びオ6図において、サイリスタ2とナイリス・
り3を逆極性に並列接続してなる並列回路を交流電源1
と負荷4の間に直列に接続する。サイリスタ2.3はゲ
ートが制御回路28iC接続され、制御回路四からゲー
トへの信号によって動作する。
サイクル制御方式は、定め九一定周期のうちの一定時間
を制御角α=0でサイリスタ2.3を制御回路部によっ
てオンさせて通電し、残りの時間をオフさせて通電を阻
止する動作状態を繰υ返す制御方式で6D、サイリスタ
2.3のオン期間とオフ期間との比率を制御回路四によ
って制御して交流電源1から負荷4への供給電力を調整
する。サイリスタ2.3のオン期間中は交流電源1の電
圧がそのまま負荷4に印加される。牙5図に示すように
制御周期Tのオン期間の時は、波形が正側の時にサイリ
スタ3へのトリガ信号をオンさせてサイリスタ3を導通
させ、波形が負側の時にサイリスタ2へのトリガ信号を
オンさせてサイリスタ2を導通させる。オンしたサイリ
スタ3は波形が負側となることでオフし、サイリスタ2
は波形が正側となることでオフする。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来の交流電力調整装置にあ
っては牙6図に示すように制御周期Tのサイリスタ2.
3のオン期間で必ずしも正負の波形が等しくならず正負
対称の出力電圧が得られないため、出力電圧は直流分を
含んでしまう。この丸め直流分を含む出力電圧が電源系
統へ悪影響を及ぼすばかりでなく、直流分を嫌う負荷へ
の供給電力の制御に適用できない。また出力側に変圧器
があるとこの直流分により偏磁するので、変圧器の1次
制御に適用できない等の問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は正相検出器6で正側波形のゼロクロス点毎に発
生する第1の信号と、制御周期中のオン期間に相当する
デジタル信号の設定入力信号12とをフリップ70ツブ
13に入力し、比較回路ツで1サイクルの正側波形のゼ
ロクロス点から負側波形のゼロクロス点を含みlサイク
ル毎に発生する第2の信号と7リツプフロツプ13の出
力信号を7リツプ70ツブ161C入力し、正側ゼロク
ロス検出回路加で正側波形のゼロクロス点毎に発生する
第3の信号と7リツプフロツプ16の出力信号をAND
回路4を介してサイリスタ3に供給し、負側ゼロクロス
検出回路22で負側波形のゼロクロス点毎に発生する第
4の信号と7リツプフロツプ16の出力信号をAND回
路茄を介してサイリスタ2に供給し、制御周期内のオン
期間を正側サイリスタ3の導通で開始し、負側サイリス
タ2の導通で終了させることにより、出力電圧に直流分
が含まれるのを防止する。
〔作用〕
本発明によれば、7リツプフロツプ13で第1の信号と
設定入力信号12の両信号がオンの時にオンに立ち上が
9、設定入力信号12が・オフに立ち下がるとオフとな
る出力信号を出力し、7リツプ70ツブ16で第2の信
号と7リツプフロツプ13の出力信号の両信号がオンの
時にオンに立ち上がり、その径寸2の信号に同期し、フ
リップ70ツブ13の出力信号の立ち下がり後に第2の
信号がオフに立ち下がるとオフとなる出力信号を出力し
、第3の信号と7リツプ70ツブ16の出力信号の両信
号がオンの時にサイリスタ3に信号を供給し、第4の信
号と7リツプ70ツグ16の出力信号の両信号がオンの
時にサイリスタ2に信号を供給するのである。
〔実施例〕
第1図ないし第3図は本発明の実施例を示す構成図であ
る。第1図は本発明の実施例であるサイクル制御式交流
電力調整装置の回路構成図であり、第2図は第1図にお
ける各部信号のタイミングチャートである。
第1図において、サイリスタ2とサイリスタ3を逆極性
に並列接続してなる並列回路を交流電源1と負荷4の間
に直列に接続する。交流電源1と負荷4の間にトランス
5 、19 、21の1次側をそれぞれ並列に接続する
。トランス502次側に正相検出器6を接続する。正相
検出器6はトランス5を介して交流電源lの正弦波交流
に同期した波形の正側のゼロクロス点でサイクル毎にパ
ルス信号を出力する。またトランス5の2次側へOR回
路8を介して比較器Hの一端を接続する。比較器nの他
端は直流電源Tea関に接続された抵抗9と抵抗lOの
分圧点に接続され分圧値である閾値2ツが入力される。
OR回路8.比較器n、低抵抗、10によって比較回路
フが形成される。この比較回路フでは抵抗9,10によ
って分圧された閾値2フを正側の値に設定し、OR回路
8からの波形が閾値で以下の時に比較器nから出力され
る信号をノ・イレペルとなるようにする。この時比較器
11から出力される信号が交流電源1の正弦波交流の1
サイクル毎に正側のゼロクロス点から立ち上がり負側の
ゼロクロス点を含んだ時点で立ち下がる信号となるよ5
KOR回路8によって位相をずらし九波形を比較器Hに
入力する。このように、比較回路フは正側に閾値4を設
定し、波形が閾値で以下であることを検出することで、
正負のゼロクロス点を含んだ信号とし、位相をずらすこ
とで交流電源1の正弦波交流の1サイクル毎に正側のゼ
ロクロス点から立ち上がる信号を出力する。クリップ7
0ツブ13はNAND回路14a + 14b + 1
4aとNOT回路16で構成される。制御周期Tのオン
期間に相当するデジタル信号の設定入力信号はNAND
回路14a 、 14bの一入力端子に入力される。N
AND回路141)の低入力端子には正相検出器6の出
力が入力される。
HAND回路14aの出力はNOT回路15とNAND
回路14cの一入力端子に入力され、NAND回路14
1)の出力はNAND回路14cの低入力端子に入力さ
れる。
NAND回路14cの出力はNAND回路14aの低入
力端子に入力される。このフリップフロップ13では設
定入力信号12と正相検出器6の真出力がハイレベルに
なった時にNOT回路15の出力がハイレベルとなり、
設定入力信号12がロウレベルとなつ走時Ic NOT
回路15の出力がロウレベルとなる。フリップフロップ
16はフリップフロップ13と同じ構成であり、比較回
路フの出力がHAND回路17a + lフbの一入力
端子に入力され、NOT回路15の出力(フリップフロ
ップ13の出力)がNAND回路1フaの低入力端子に
入力される。このフリップフロップ16では比較回路7
とNOT回路15の真出力がハイレベルになった時にN
OT回路18の出力がハイレベルとなり、比較回路ツ出
力がロウレベルとなった時KNOT回路1日の出力(7
リツプ70ツブ16の出力)がロウレベルとなる。つま
シ設定入力信号12で制御周期Tのオン期間に相当する
デジタル信号が入力されたらクリップフロップ13で正
側のゼロクロス点からの立ち上抄と設定入力信号12の
立ち下がシを検出し、フリップ70ツブ16で正側のゼ
ロクロス点からの立ち上りと設定入力信号12の立ち下
がシ後の負側のゼロクロス点を含んだ立ち下がプを検出
している。
トランス19の2次側には正側ゼロクロス検出回路20
が接続され、トランス2102次側には負側ゼロクロス
検出回路22が接続される。この正側ゼロクロス検出回
路20と負側ゼロクロス検出回路羽は同一の構成であり
、波形のサイクル毎の正側のゼロクロス点でパルス信号
を出力するのである。負側ゼロクロス検出回路22は接
続されるトランス虹の2次側がトランス19の2次側と
巻方向が逆で波形が反転されているので、位相のずれて
いる見かけ上の正側のゼロクロス点を検出することで負
側のゼロクロス点でパルス信号を出力するようにしてい
る。正側ゼロクロス検出回路加の出力はAND回路−の
−入力端子に入力され、負側ゼロクロス検出回路22の
出力はAND回路回路−人カ端子に入力される。AND
回路オ、24のそれぞれの低入力端子にはNOT回路1
日の出力(フリップ7はツブ16の出力)が入力される
。AND回路葛の出方はパルストランス25を介して負
側のサイリスタ2に入力され5ANDO路島の出力はパ
ルストランス26を介して正側のサイリスタ3に入力さ
れる。
以上の構成における各部信号のタイミング関係を、牙2
図において、タイミングチャート■〜■に示す。
但し、■はトランス5の出力波形、■は正相検出器6の
出力、■は設定入力信号12、■はNOT回路15の出
力であるフリップフロップ13の出方、■は比較回路マ
の出力、■はNO?回路18の出方であるスリップ70
ツブ16の出力、■は正側ゼロクロス検出回路初の出力
、■は負側ゼロクロス検出回路四の出力、■はAND回
路茄の出力、■はAND回路あの出力、■は負荷4の入
力波形である。  ゛まずフリップフロップ13 、1
6にっaて説明する。
フリップ70ツブ13 、16は同じ構成なのでここで
はクリップ70ツブ13Vcついて説明する。ここで使
用される回路はNANDAND回路a〜14cであり、
NANDAND回路、第2の入力端子への入力がハイの
時、出力はロクとなシそれ以外は出方がハイとなる。ま
ず正相検出器6出カがハイで設定入ヵ信号12がロウの
時は、NAND回路14a 、 14bの出力がハイと
なり、NAND回路14cはロウとなシ、NO?回路1
5の出力がロウとなる。次に正相検出器6出力をロウと
すると設定入力信号12がロウの丸め出力は変わらない
。次に設定入力信号12をハイ、正相検出器6出力をロ
ウとすると、NAND回路141)の出力はハイとなり
、NAND回路14cの出力はロウとなり、NAND回
路14aの出力はハイとなり、NOT回路15の出力は
ロウとなる。次に正相検出器6出力をハイ、設定入力信
号12をハイとすると、WAND回路141)の出力は
ロウとな9、NANI)回路14cの出力はハイとなり
、NAND回路14aの出力はロウとなり、NOT回路
15の出力はハイとなる。
次に正相検出器6出力をロウ、設定入力信号12をハイ
とすると、HAND回路141)の出力はハイとなり、
WAND回路14cの出力はハイとなり、NAND回路
14aの出力はロウとなり、NOT回路15の出力はハ
イとなる。次に正相検出器6出力をロウ、設定入力信号
12をロウとすると、NAND回路14a。
141)の出力がハイとなり、NAND回路14cの出
力がロウとなり、 NOT回路15の出力がロウとなる
つまり、正相検出器6出力と設定入力信号戎の両方がハ
イレベルの時に717ツプ70ツブ13の出力がハイと
なり、設定入力信号12がロウレベルとなることで7リ
ツプ70ツグ15の出力がロウとなる。
第2図において、まず正相検出器6出力と設定入力信号
12がハイとなると79ツブ70ツブ13出力がハイと
なる。7リツプ70ツブ13がハイとなることで、比較
回路フ出力に比例した7リツプフロツプ16出力が出力
される。フリップ70ツブ16出力がハイとなることで
正側ゼロクロス検出回路匍出力のハイレベルとでAND
回路回路力出力イとなシ、サイリスタ3にパルス信号が
与えられ、負荷4に正側波形を供給する。次に負側ゼロ
クロス検出回路22出力がハイの時に7リツプフロツプ
16出力もハイなので、AND回路回路力出力イとなシ
、サイリスタ2にパルス信号が与えられ、負荷4に負側
波形を供給する。このように設定入力信号話がハイレベ
ルの間サイリスタ2.3にパルス信号が与えられ、負荷
4に正負の波形が供給される。
次に設定入力信号12がロウレベルになることで、クリ
ップ70ツプユ3出力もロウとなる。フリップ70ツブ
13出力がロウとなる時に比較回路7出力がロウでられ
ば7リツプフロツプ16出力がロウとな9、比較回路7
出力がハイの状態であれば、比較回路ツ出力がロウとな
った時点で7リツプフロツプ16出力がロウとなる。こ
のため設定入力信号12がロウとなった後に比較回路γ
出力のロウ状態で7リツプフロツプ16出力がロウとな
るため、AND回路23 、 u出力のうち最後の信号
となるのはAND回路お出力であり、負荷4に供給され
る波形は負側の波形で終了する。
第3図は設定入力信号にリンギングが生じた際の各部信
号のタイミングチャートである。
第3図において、設定入力信号12の立ち上り、立ち下
が9時の波形にリンギングが生じてもフリップフロップ
により、波形整形が行なわれるので安定した出力信号が
得られる。
〔発明の効果〕
本発明は波形の正側のゼロクロス点と負側のゼロクロス
点を検出し、制御周期Tのオン期間中に相当する信号が
与えられると正側のサイリスタから導通させ、制御周期
Tのオン期間中に相当する信号の終了時は負側のサイリ
スタの導通で終了することにより、正負の波形が等しく
なり、正負対称の出力電圧が必らず出力される。
これにより、出力電圧が直流分を含まなくなり。
交流電力調整装置が電源系統へ悪影響を及ぼさなくなる
ばかシでなく、直流分を嫌う負荷への供給電々の制御あ
るいは変圧器の1次制御に使用することができる効果が
得られる。
本発明ではサイクル制御式交流電力調整装置について説
明してきたが交流電源の正負対称の波形を必要とするも
のであればどのようなものであっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例であるサイクル制御式交流電力
調整装置の回路構成図、牙2図は第1図における各部信
号のタイミングチャート、第3図は設定入力信号にリン
ギングが生じた際の各部信号のタイミングチャート、第
4図は従来のサイクル制御式交流電力調整装置の回路構
成図、第5図及び第6図は第4図における負荷への電力
波形図を示す。 l・・・交流電源、2.3・・・サイリスタ、4・・・
負荷、6・・・正相検出器、7・・・比較回路、13 
、16・・・クリップ70ツブ、20・・・正側ゼロク
ロス検出回路、22・・・負側ゼロクロス検出回路、四
・・・制御回路。 第 1 図 第2図 第3 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交流電力をサイリスタによりオン、オフして負荷に供給
    する電力を制御する調整装置において、電力波形の正側
    のゼロクロス点をサイクル毎に検出する第1の手段と、
    サイクル毎に正側のゼロクロス点から負側のゼロクロス
    点を含んだ信号を出力する第2の手段と、前記第1、第
    2の手段からの信号と正側、負側サイリスタにオン信号
    を与える時間に相当する設定入力信号により、前記設定
    入力信号が入力されたら正側のゼロクロス点から立ち上
    がり、設定入力信号の立ち下がりで負側のゼロクロス点
    後に立ち下がる信号を出力する第3の手段と、正側のゼ
    ロクロス点と負側のゼロクロス点をサイクル毎にそれぞ
    れ検出する第4の手段を設け、サイリスタ点弧の開始時
    は正側のサイリスタから点弧させ、サイリスタ点弧終了
    時は負側のサイリスタの点弧で終了させることを特徴と
    する交流電力調整装置。
JP27563584A 1984-12-28 1984-12-28 交流電力調整装置 Pending JPS61156419A (ja)

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JP27563584A JPS61156419A (ja) 1984-12-28 1984-12-28 交流電力調整装置

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JP27563584A JPS61156419A (ja) 1984-12-28 1984-12-28 交流電力調整装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008226002A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Omron Corp 電力調整装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008226002A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Omron Corp 電力調整装置

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