JPS6240947B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6240947B2
JPS6240947B2 JP16357379A JP16357379A JPS6240947B2 JP S6240947 B2 JPS6240947 B2 JP S6240947B2 JP 16357379 A JP16357379 A JP 16357379A JP 16357379 A JP16357379 A JP 16357379A JP S6240947 B2 JPS6240947 B2 JP S6240947B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
commutation
control
angle
rectifier
thyristor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP16357379A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5687114A (en
Inventor
Shigenori Kinoshita
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP16357379A priority Critical patent/JPS5687114A/en
Publication of JPS5687114A publication Critical patent/JPS5687114A/en
Publication of JPS6240947B2 publication Critical patent/JPS6240947B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、サイリスタブリツジ構成からなる
単位変換器を縦続接続したサイリスタ変換装置の
回生運転時における制御方式に関し、殊に回生電
力を向上し得る制御方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control method during regenerative operation of a thyristor conversion device in which unit converters having a thyristor bridge configuration are connected in cascade, and in particular to a control method capable of improving regenerative power. .

一般に、同一のサイリスタ変換装置で出力し得
る電力は、駆動電力よりも回生電力の方が小さ
い。このため、交流電気鉄道車両に搭載されるこ
の種のサイリスタ変換装置は、制動運転でも充分
な回生電力が得られることが必要とされ、回生電
力向上のために種々の制御方式が提案されてい
る。
Generally, the regenerative power that can be output by the same thyristor conversion device is smaller than the driving power. For this reason, this type of thyristor conversion device installed on AC electric railway vehicles is required to be able to obtain sufficient regenerative power even during braking operation, and various control methods have been proposed to improve regenerative power. .

従来、交流電気鉄道車両に搭載されるサイリス
タ変換装置は、給電架線に流れる高調波電流を低
減するために車両に搭載する変圧器の二次巻線を
複数個に分割し、これらの二次巻線に夫々単位サ
イリスタ変換器を接続し、そしてこれらの単位サ
イリスタ変換器の直流側を縦続接続する方式が一
般的に採用されている。
Conventionally, thyristor conversion devices installed on AC electric railway vehicles have been developed by dividing the secondary winding of the transformer installed on the train into multiple parts in order to reduce harmonic current flowing through the power supply overhead wire. Generally, a system is adopted in which a unit thyristor converter is connected to each line, and the DC sides of these unit thyristor converters are connected in cascade.

このようなサイリスタ変換装置において、逆変
換動作をさせて負荷電力を電源に回生する制動運
転では、サイリスタの最点弧進み角βminは、サ
イリスタによつて規定された転流余裕角θが確
保されるためには次のような値でなければならな
い。
In such a thyristor conversion device, during braking operation in which load power is regenerated to the power source by performing a reverse conversion operation, the maximum firing advance angle βmin of the thyristor ensures a commutation margin angle θ 0 defined by the thyristor. In order for this to happen, the value must be as follows:

βmin≧θ+U〓 ………(1) 但し、U〓は転流重なり角である。 βmin≧θ 0 +U〓 ………(1) However, U〓 is the commutation overlap angle.

ここで、転流重なり角U〓は交流側のリアクタ
ンスに比例するので、電気鉄道のような交流側リ
アクタンスが大きく変動するような場合、交流側
リアクタンスが最大となる運転条件でも転流余裕
角θは確保されなければならない。
Here, since the commutation overlap angle U〓 is proportional to the reactance on the AC side, in cases where the reactance on the AC side fluctuates greatly, such as in electric railways, even under operating conditions where the reactance on the AC side is maximum, the commutation margin angle θ 0 must be reserved.

一方、変圧器の二次巻線を多分割して単位整流
器を縦続接続した整流器では、整流器が転流する
時各二次巻線相互で干渉し合い、複雑な転流動作
となる。整流器の回生電力を最大にするために
は、常に整流器の転流余裕角θがある規定値に
なるよう点弧進み角を制御すればよい。交流電気
鉄道用の場合、前述したように交流側リアクタン
スが変動し、巻線相互間の転流干渉により、各整
流器の転流動作が同一とならないことから、各整
流器を一定な最小点弧進み角βminで制御して転
流余裕角θを常に一定値にするのは非常に困難
である。このような観点から、従来においては、
各整流器毎の転流余裕角を検出し、整流器の中で
最も小さい転流余裕角が規定値以上になるような
各整流器を同一の最小点弧進み角で点弧制御する
いわゆる定余裕角制御方式が提案されている。
On the other hand, in a rectifier in which the secondary winding of a transformer is divided into multiple parts and unit rectifiers are connected in series, each secondary winding interferes with each other when the rectifier commutates, resulting in a complicated commutation operation. In order to maximize the regenerative power of the rectifier, the ignition advance angle may be controlled so that the commutation margin angle θ 0 of the rectifier always reaches a certain specified value. In the case of AC electric railways, the reactance on the AC side fluctuates as mentioned above, and the commutation operation of each rectifier is not the same due to commutation interference between windings, so each rectifier is set to a constant minimum firing advance. It is very difficult to always maintain the commutation margin angle θ 0 at a constant value by controlling the angle βmin. From this perspective, conventionally,
So-called constant margin angle control that detects the commutation margin angle of each rectifier and controls the firing of each rectifier at the same minimum firing advance angle so that the smallest commutation margin angle among the rectifiers is equal to or greater than a specified value. A method has been proposed.

しかしながら、いずれか一つの整流器をバーニ
ヤ制御する場合に、バーニヤ制御巻線に前記定余
裕角制御方式を適用すると、バーニヤ巻線の制御
切換時は定余裕角とはならず、転流余裕角が規定
値より小さくなる場合もあり、転流失敗に発展す
る難点がある。なお、バーニヤ制御とは、1つの
整流器が位相制御を行うと共に他の整流器がON
−OFF動作のみ行う制御方式を指称する。
However, when applying vernier control to one of the rectifiers, if the constant margin angle control method is applied to the vernier control winding, the commutation margin angle will not be constant when switching control of the vernier winding, and the commutation margin angle will change. There are cases where it becomes smaller than the specified value, which has the disadvantage of leading to commutation failure. In addition, vernier control means that one rectifier performs phase control while the other rectifiers are turned on.
-Specifies a control method that performs only OFF operation.

第1図は、従来のサイリスタ変換装置の主要回
路図であり、変圧器Trの二次巻線を4分割
(W21,W22,W23,W24)した場合を示す。なお、
第1図において、変圧器Trの分割された各二次
巻線W21,W22,W23,W24には夫々整流器Rec
1,Rec2,Rec3,Rec4が接続され、これら
の整流器Rec1〜Rec4は縦続接続されて電動機
Mに電力を供給するよう結線されている。また、
変圧器Trの各二次巻線W21〜W24より各整流器
Rec1〜Rec4の最小転流余裕角信号を検出回路
10に入力して最小転流余裕角を検出し、次いで
この最小転流余裕角信号を制御回路12および位
相制御回路14を介して各整流器Rec1〜Rec4
に送出し、各整流器Rec1〜Rec4を定余裕角制
御するよう構成されている。
FIG. 1 is a main circuit diagram of a conventional thyristor conversion device, showing a case where the secondary winding of a transformer Tr is divided into four (W 21 , W 22 , W 23 , W 24 ). In addition,
In Fig. 1, each divided secondary winding W 21 , W 22 , W 23 , W 24 of the transformer Tr is connected to a rectifier Rec.
1, Rec2, Rec3, and Rec4 are connected, and these rectifiers Rec1 to Rec4 are connected in cascade to supply electric power to the electric motor M. Also,
Each rectifier from each secondary winding W 21 to W 24 of the transformer Tr
The minimum commutation margin angle signals Rec1 to Rec4 are input to the detection circuit 10 to detect the minimum commutation margin angle, and then this minimum commutation margin angle signal is transmitted to each rectifier Rec1 via the control circuit 12 and the phase control circuit 14. ~Rec4
The configuration is such that each rectifier Rec1 to Rec4 is controlled with a constant margin angle.

第2図、第1図に示す整流器Rec1〜Rec4を
同一点弧進み角で点弧させた時の各整流器の巻線
21〜W24の動作波形(出力電流i1〜i4および出力電
圧v1〜v4を示す。第2図により転流動作を説明す
れば、最小点弧進み角βminの所定転流角θ
4つの整流器Rec1〜〜Rec4を同時に転流させ
ると、4巻線W21〜W24の転流干渉により、整流
器Rec1,Rec2が転流を始める。この間、例え
ば、Rec4は転流できない。なぜならば、Rec4
は転流干渉を受けて、このためにRec4内で新た
な点弧サイリスタにとつて逆バイアス方向の極性
の転流電圧(負の転流電圧と呼ぶ。)が生じるか
らである。この負の転流電圧は、Rec4内で今ま
で電流を流していて、これから電流を零にされよ
うとするサイリスタにとつては、順バイアス方向
の極性にあり、これは第2図の電圧v4の波形から
わかる。所定角θで整流器Rec1の転流が終る
と、整流器Rec2の転流電圧は負となり(但し、
大きさが僅かであるため、第2図における電圧v2
の波形には定かに示されていない。)電流の変化
は逆になると共に整流器Rec1の転流余裕角はθ
01となる。次いで、所定角θで整流器Rec3の
転流が終り、その転流余裕角はθ03となる。以下
同様にして、所定角θで整流器Rec2の転流が
終る。そして、最後に整流器Rec4が転流を終
り、その転流余裕角は規定値のθとなる。従つ
て、この場合の定余裕角制御は、転流余裕角θ01
〜θ04を夫々検出してこの中から最も小さい転流
余裕角(第2図の例ではθ)を検出回路10で
検出し、この転流余裕角θ04が規定値θ以上に
なるよう制御回路12および位相制御回路14に
よつて各整流器Rec1〜Rec4の最小点弧進み角
βminを制御する。
The windings of each rectifier when the rectifiers Rec1 to Rec4 shown in Fig. 2 and Fig. 1 are fired at the same firing advance angle.
Operating waveforms of 21 to W 24 (output currents i 1 to i 4 and output voltages v 1 to v 4 are shown. If the commutation operation is explained with reference to Fig. 2, the predetermined commutation angle θ of the minimum ignition advance angle β min When the four rectifiers Rec1 to Rec4 are commutated at the same time, the rectifiers Rec1 and Rec2 start commutation due to the commutation interference of the four windings W21 to W24.During this time, for example, Rec4 cannot be commutated. Because, Rec4
is subject to commutation interference, which causes a commutation voltage (referred to as a negative commutation voltage) having a polarity in the reverse bias direction for the new ignition thyristor in Rec4. This negative commutation voltage has a polarity in the forward bias direction for the thyristor that has been passing current in Rec4 and is about to have its current reduced to zero, and this is equal to the voltage v in Figure 2. This can be seen from the waveform in 4 . When commutation of rectifier Rec1 ends at a predetermined angle θ 2 , the commutation voltage of rectifier Rec2 becomes negative (however,
Due to its small magnitude, the voltage v 2 in FIG.
It is not clearly shown in the waveform of ) The change in current is reversed and the commutation margin angle of rectifier Rec1 is θ
It becomes 01 . Next, the commutation of the rectifier Rec3 ends at a predetermined angle θ 3 , and the commutation margin angle becomes θ 03 . Similarly, the commutation of the rectifier Rec2 ends at the predetermined angle θ4 . Finally, the rectifier Rec4 completes commutation, and its commutation margin angle becomes the specified value θ 0 . Therefore, constant margin angle control in this case is based on the commutation margin angle θ 01
~ θ 04 is detected, and the detection circuit 10 detects the smallest commutation margin angle (θ 4 in the example shown in FIG. 2) among these, and this commutation margin angle θ 04 becomes greater than or equal to the specified value θ 0 . The minimum firing advance angle βmin of each rectifier Rec1 to Rec4 is controlled by the control circuit 12 and the phase control circuit 14.

第3図は、前述の定余裕角制御を行つて、バー
ニヤ制御巻線の制御切換の様子を示したものであ
る。次に、第3図に基づいてバーニヤ制御巻線の
制御切換時の動作を説明する。まず、整流器Rec
1をバーニヤ制御整流器とした場合、サイクル(A)
で整流器Rec1の制御が完了した(整流器Rec1
の進み位相制御角βが180゜となつて、整流器
Rec1の出力電圧が略零となる)、次のサイクル
(B)で整流器Rec2の出力零(フリーホイール動
作)とすると共にバーニヤ制御整流器Rec1をサ
イクル(A)の時と同じ最小点弧進み角βminで点弧
する。この場合、サイクル(A)以前では最小転流余
裕角(第3図では整流器Rec4が最小転流余裕角
を示している)規定値θ以上になるように最小
点弧進み角βminを決定している。ところが、サ
イクル(B)で転流する巻線が変わるため、各巻線の
転流干渉も異なつてくる。このため、サイクル(A)
と同一の最小点弧進み角βminで点弧しても、例
えば整流器Rec4の転流余裕角は変わり、場合に
よつては図示のようにθ0aより小さいθ0bとなり
転流失敗へ発展する危険性がある。すなわち、従
来の定余裕角制御方式では、バーニヤ制御巻線の
制御切換時に定余裕角制御系が乱れてしまうとい
う欠点がある。
FIG. 3 shows how the control of the vernier control winding is switched by performing the above-described constant margin angle control. Next, the operation at the time of control switching of the vernier control winding will be explained based on FIG. First, the rectifier Rec
If 1 is a vernier controlled rectifier, the cycle (A)
Control of rectifier Rec1 is completed (rectifier Rec1
When the leading phase control angle β becomes 180°, the rectifier
Rec1 output voltage becomes almost zero), next cycle
In (B), the output of the rectifier Rec2 is set to zero (freewheel operation), and the vernier control rectifier Rec1 is fired at the same minimum firing advance angle βmin as in cycle (A). In this case, before cycle (A), the minimum ignition advance angle βmin is determined so that the minimum commutation margin angle (rectifier Rec4 indicates the minimum commutation margin angle in Fig. 3) is equal to or greater than the specified value θ 0 . ing. However, since the windings commutated in cycle (B) change, the commutation interference of each winding also differs. Therefore, cycle (A)
Even if ignition is performed with the same minimum ignition advance angle βmin, for example, the commutation margin angle of rectifier Rec4 will change, and in some cases, as shown in the figure, θ 0b may be smaller than θ 0a , leading to a risk of commutation failure. There is sex. That is, the conventional constant margin angle control system has a drawback that the constant margin angle control system is disturbed when switching the control of the vernier control winding.

そこで、本発明者は、前述したサイリスタ変換
装置における制御方式の欠点を克服すべく種々検
討並びに改良を重ねた結果、バーニヤ制御整流器
のバーニヤ制御巻線の最小点弧進み角を他の整流
器の最小点弧進み角よりバーニヤ制御巻線の整流
重なり角だけ大きくして、バーニヤ制御巻線の制
御切換を行うことにより、バーニヤ制御巻線の転
流が他の整流器の転流に影響を与えることなく、
定余裕角制御系を安定に動作させることができる
ことを突き止めた。
Therefore, as a result of various studies and improvements to overcome the drawbacks of the control method in the thyristor conversion device described above, the inventor of the present invention determined that the minimum firing advance angle of the vernier control winding of the vernier control rectifier is the minimum of that of other rectifiers. By making the rectification overlap angle of the vernier control winding larger than the ignition lead angle and switching the control of the vernier control winding, the commutation of the vernier control winding can be prevented from affecting the commutation of other rectifiers. ,
We have found that the constant margin angle control system can be operated stably.

従つて、本発明の目的は、縦続接続サイリスタ
変換装置において、バーニヤ制御巻線の制御切換
時でも規定の転流余裕角を確保し得る制御方式を
提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a control method that can ensure a specified commutation margin angle even when switching control of a vernier control winding in a cascade-connected thyristor converter.

前記の目的を達成するため、本発明において
は、複数のサイリスタ変換器を縦続接続してなる
サイリスタ変換装置の少くとも1つのサイリスタ
変換器をバーニヤ制御逆変換動作させ、他のサイ
リスタ変換器をフリーホイール動作もしくは同一
の最小点弧進み角で動作させて負荷電力を電源に
回生する制御方式において、バーニヤ制御サイリ
スタ変換器の最大制御遅れ角の進み角換算値を他
のサイリスタ変換器を動作させる同一の最小点弧
進み角よりも少なくとも転流重なり角だけ大きく
設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, at least one thyristor converter of a thyristor converter formed by cascading a plurality of thyristor converters is operated in a vernier control reverse conversion operation, and the other thyristor converters are operated in a free manner. In a control system that regenerates load power to the power supply by operating the wheel or operating at the same minimum firing advance angle, the maximum control delay angle of a vernier control thyristor converter is converted into an advance angle when the other thyristor converters are operated with the same value. It is characterized in that the commutation overlap angle is set larger than the minimum firing advance angle of the commutation overlap angle.

次に、本発明に係る縦続接続サイリスタ変換装
置の制御方式の実施例につき添付図面を参照しな
がら以下詳細に説明する。
Next, embodiments of a control method for a cascaded thyristor conversion device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第4図は本発明の一実施例を示すサイリスタ変
換装置の回路図を示すものである。この第4図に
示す実施例は、基本的に第1図に示す回路図と同
一であつて、同一の構成要素については同一参照
符号を付して説明を省略する。本実施例において
は、検出回路10で検出された最小転流余裕角信
号を入力して所定の制御信号を出力する制御回路
12と、各整流器Rec1〜Rec4の位相制御回路
14との間に、バーニヤ制御整流器の制御切換時
の一定時間においてバーニヤ制御整流器の位相制
御角を最小点弧進み角βminより転流重なり角U
〓だけ大なるように制御する制御回路16を接続
配置する。
FIG. 4 shows a circuit diagram of a thyristor conversion device showing one embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 4 is basically the same as the circuit diagram shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the same components and the explanation thereof will be omitted. In this embodiment, between the control circuit 12 which inputs the minimum commutation margin angle signal detected by the detection circuit 10 and outputs a predetermined control signal, and the phase control circuit 14 of each rectifier Rec1 to Rec4, The phase control angle of the vernier control rectifier is determined by the commutation overlap angle U from the minimum firing advance angle βmin during a certain period of time when switching the control of the vernier control rectifier.
A control circuit 16 is connected and arranged to control such that .

第5図乃至第9図に、本発明による制御を行つ
た場合の各整流器Rec1〜Rec4の動作波形図
(出力電圧)を示す。第5図、全ての整流器Rec
1〜Rec4が最小点弧進み角βminで動作してい
る場合を示す。第6図、バーニヤ制御整流器Rec
1が、制御遅れ角α、制御進み角βmin非対称制
御され、他の整流器Rec2〜Rec4が最小点弧進
み角βminで制御されている場合を示す。第7図
は、バーニヤ制御整流器Rec1の制御が終了(制
御遅れ角αが零)した状態を示す。第8図は、バ
ーニヤ制御整流器Rec1から他の整流器Rec2へ
制御を切換えた直後の状態を示す。すなわち、第
8図においては、整流器Rec2をフリーホイール
動作に移すと同時にバーニヤ制御整流器Rec1を
制御遅れ角αmaxにし、制御進み角を最小点弧進
み角βminとしたものである。なお、第9図は、
第4図に示す転流動作の詳細を示すものである。
FIGS. 5 to 9 show operating waveform diagrams (output voltages) of the rectifiers Rec1 to Rec4 when the control according to the present invention is performed. Figure 5, all rectifiers Rec
1 to Rec4 are operating at the minimum firing advance angle βmin. Figure 6, Vernier control rectifier Rec
1 shows a case where the control delay angle α and the control advance angle βmin are asymmetrically controlled, and the other rectifiers Rec2 to Rec4 are controlled with the minimum ignition advance angle βmin. FIG. 7 shows a state in which the control of the vernier control rectifier Rec1 has ended (the control delay angle α is zero). FIG. 8 shows the state immediately after the control is switched from the vernier-controlled rectifier Rec1 to another rectifier Rec2. That is, in FIG. 8, the rectifier Rec2 is shifted to freewheel operation, the vernier control rectifier Rec1 is set to the control delay angle αmax, and the control advance angle is set to the minimum firing advance angle βmin. In addition, Fig. 9 shows
This figure shows details of the commutation operation shown in FIG. 4.

第10図は、バーニヤ制御整流器Rec1の詳細
を示したサイリスタT11,T12,T13,T14の結線
図であり、この整流器Rec1の制御切換時の時サ
イリスタT11〜T14の点弧順序を第11図に示
す。逆変換動作時における非対称制御は次のよう
にして行なわれる。すなわち、例えばサイリスタ
T11およびT13は常に最小点弧進み角βminで点弧
され、サイリスタT12およびT14は制御遅れ角α
をα=0とα=αmaxとの間で可変点弧制御され
る。この場合、従来においては、最大制御遅れ角
αmaxの点弧進み角換算値はβminに等しく選ば
れている。すなわち、 αmax=π−βmin の関係にある。第7図のモードから第8図のモー
ドの切換えは、サイリスタ12およびT14の制御角
αをα=0からα=αmaxに切換えることに相当
する。本発明は、切換え直後において、バーニヤ
制御整流器Rec1の転流を残りの他の整流器より
も早く開始させることによつて、その切換え直後
において整流器Rec1が転流干渉の仲間に入らな
いようにしようとするものである。第9図は、例
えばサイリスタT11,T14が導通している状態
で、最大制御遅れ角αmaxに相当する時点(第1
1図ではθに相当)が到来したことによりサイ
リスタT12が点弧された場合について、Rec1の
直流電圧ed1および交流側電流is1の波形図を示
している。サイリスタT12点弧によつて、今まで
サイリスタT14を介して交流側に流れていた電流
はサイリスタT12へ転流してゆき、この転流が完
了すると交流側の電流は零となり、サイリスタ
T12,T11を介して電流がバイパスするフリーホ
イール動作モードとなる。整流動作モードからフ
リーホイール動作モードへの移行過程における転
流重なり期間の角度がU〓で示されている。この
転流重なり期間の完了後に最小点弧進み角βmin
に相当する時点(第11図ではθに相当)が到
来し、この時点でサイリスタT13が点弧される。
これによつて、サイリスタT12からサイリスタ
T11へバイパスしていた電流はサイリスタT12
ら交流側を通つてサイリスタT13を介して流れる
経路Dへ転流し始める。このフリーホイール動作
モードから再び整流動作モードへの移行過程にお
ける転流重なり期間の角度U〓1で示されてい
る。サイリスタT13が点弧された最小点弧進み角
βminに相当する時点では、他の整流器Rec2〜
Rec4においても点弧動作が行なわれて転流が開
始される。したがつて、後者の転流重なり期間
(U〓1)では整流器Rec1は他の整流器Rec2〜
Rec4と共に相互に転流干渉をする。しかしなが
ら、サイリスタT13もしくはT11切換直前におい
ても最小点弧進み角βminに相当する時点で点弧
制御されていたのであるから、転流余裕角制御回
路は既にその転流干渉を考慮のもとに最小点弧進
み角βminを決定しているので、この転流干渉は
問題にする必要はない。ところが、前者の転流重
なり期間(U〓)は、切換え直前においては、α
=0に相当する時点で行なわれていたので、他の
整流器Rec2〜Rec4の転流動作期間とは重なつ
ていないのに対して、切換え直後においては、従
来のようなαmax=π−βminとすると、他の整
流器Rec2〜Rec4の転流動作期間と重なる。そ
こで、本発明よれば、転流重なり期間(U〓)の
開始時点を従来よりもΔθだけ早めて、他の整流
器Rec2〜Rec4における転流動作が開始される
以前に、転流重なり期間(U〓)を完了させてお
くようにする。この場合、制御切換時の制御遅れ
角αmaxは次のように定める。
FIG. 10 is a wiring diagram of thyristors T 11 , T 12 , T 13 , and T 14 showing details of the vernier-controlled rectifier Rec1, and when the control of the rectifier Rec1 is switched, thyristors T 11 to T 14 are activated. The order is shown in FIG. Asymmetric control during the inverse conversion operation is performed as follows. i.e. for example thyristor
T 11 and T 13 are always fired with the minimum firing advance angle β min, and thyristors T 12 and T 14 are fired with the control delay angle α
The firing is controlled to be variable between α=0 and α=αmax. In this case, conventionally, the firing advance angle conversion value of the maximum control delay angle αmax is selected to be equal to βmin. In other words, the relationship is αmax=π−βmin. Switching from the mode of FIG. 7 to the mode of FIG. 8 corresponds to switching the control angle α of thyristor 12 and T 14 from α=0 to α=αmax. The present invention attempts to prevent the rectifier Rec1 from entering commutation interference immediately after the switching by starting the commutation of the vernier-controlled rectifier Rec1 earlier than the remaining rectifiers. It is something to do. FIG . 9 shows, for example, a time point corresponding to the maximum control delay angle αmax (the first
FIG. 1 shows a waveform diagram of the DC voltage e d1 and the AC side current i s1 of Rec1 when the thyristor T 12 is fired due to the arrival of θ 1 (corresponding to θ 1 in FIG. 1). By the ignition of thyristor T 12 , the current that has been flowing to the AC side via thyristor T 14 is commutated to thyristor T 12. When this commutation is completed, the current on the AC side becomes zero and the thyristor
A freewheel operation mode is established in which the current is bypassed via T 12 and T 11 . The angle of the commutation overlap period during the transition from the commutating operating mode to the freewheeling operating mode is indicated by U〓. After the completion of this commutation overlap period, the minimum firing advance angle βmin
A time point corresponding to (corresponding to θ 2 in FIG. 11) arrives, at which point the thyristor T 13 is fired.
This allows thyristor T 12 to
The current that was bypassed to T 11 begins to be diverted from thyristor T 12 through the alternating current side to path D, which flows through thyristor T 13 . The commutation overlap period during the transition from the freewheeling mode to the commutating mode is indicated by the angle U 1 . At the point in time corresponding to the minimum firing advance angle βmin when the thyristor T13 is fired, the other rectifiers Rec2~
Also in Rec4, an ignition operation is performed and commutation is started. Therefore, during the latter commutation overlap period (U〓 1 ), the rectifier Rec1 is connected to the other rectifiers Rec2~
Mutual commutation interference occurs with Rec4. However, even immediately before switching thyristor T 13 or T 11 , firing was controlled at a time corresponding to the minimum firing advance angle βmin, so the commutation margin angle control circuit had already taken into account the commutation interference. Since the minimum firing advance angle βmin is determined at , there is no need to consider this commutation interference as a problem. However, the former commutation overlap period (U〓) is α
= 0, so it does not overlap with the commutation operation period of other rectifiers Rec2 to Rec4. Immediately after switching, αmax = π - βmin as in the conventional case. This overlaps with the commutation operation period of the other rectifiers Rec2 to Rec4. Therefore, according to the present invention, the commutation overlap period (U〓) is started earlier than the conventional one by Δθ, and the commutation overlap period (U 〓) should be completed. In this case, the control delay angle αmax at the time of control switching is determined as follows.

αmax=π−βmin−△θ ………(2) 前記(2)式において、△θは制御遅れ角で点弧し
たサイリスタの転流重なり角U〓より大であれば
よい。
αmax=π−βmin−Δθ (2) In the above equation (2), Δθ only needs to be larger than the commutation overlap angle U〓 of the thyristor fired at the control delay angle.

そこで、本発明における、第4図に示す制御回
路を具体的な実施例を第12図に示す。すなわ
ち、第12図において、参照符号18はバーニヤ
制御巻線W21の点弧遅れ角での転流終了直後の電
圧v1と点弧進み角で点弧される直前の電圧v2とを
検出る電圧検出回路である。また、参照符号20
は、バーニヤ制御整流器Rec1の点弧遅れ角での
転流重なり角U〓を検出する検出回路である。そ
して、前記電圧検出回路16で検出された電圧
v1,v2は割算器22に入力されてv1/v2の演算出
力を得る。次いで、この割算器22の出力と前記
検出回路20の出力とは掛算器24に入力され
て、U〓=KU0・v1/v2演算出力を得る。このよ
うにして得られた掛算器24の出力U〓と制御回
路12の出力(最小点弧進み角)βminと演算器
26に入力して、次式に示すように制御遅れ角α
maxを演算出力する。
FIG. 12 shows a specific embodiment of the control circuit shown in FIG. 4 according to the present invention. That is, in FIG. 12, reference numeral 18 detects the voltage v 1 of the vernier control winding W 21 immediately after the commutation ends at the ignition delay angle and the voltage v 2 immediately before the vernier control winding W 21 is ignited at the ignition advance angle. This is a voltage detection circuit. Also, reference numeral 20
is a detection circuit that detects the commutation overlap angle U at the ignition delay angle of the vernier control rectifier Rec1. Then, the voltage detected by the voltage detection circuit 16
v 1 and v 2 are input to a divider 22 to obtain a calculation output of v 1 /v 2 . Next, the output of this divider 22 and the output of the detection circuit 20 are inputted to a multiplier 24 to obtain a calculation output of U=KU 0 ·v 1 /v 2 . The output U〓 of the multiplier 24 obtained in this way and the output (minimum firing advance angle) βmin of the control circuit 12 are inputted to the calculator 26, and the control delay angle α is calculated as shown in the following equation.
Calculate and output max.

αmax=π−βmin−U〓 ………(3) 前記(3)式が得られることを、第13図の動作波
形に基づいて説明する。第13図は切換え直前の
状態(第7図のモード)における整流器Rec1の
交流側の電圧、電流波形を示す。整流器Rec1の
転流期間U0では他の整流器Rec2〜Rec4で転流
動作は行なわれないので、転流期間U0では、バ
ーニヤ制御巻線W21の転流は、他の巻線の影響を
全く受けないことから、バーニヤ制御整流器Rec
1の巻線からみたリアクタンスXによつてのみ行
われる。ここで、U0期間中のバーニヤ制御整流
器Rec1の巻線電圧は略直線であるとみなすと、
前記リアクタンスXは次式で求められる。
αmax=π−βmin−U〓 (3) The fact that the above equation (3) is obtained will be explained based on the operating waveforms in FIG. 13. FIG. 13 shows the voltage and current waveforms on the AC side of the rectifier Rec1 in the state immediately before switching (the mode shown in FIG. 7). During the commutation period U 0 of the rectifier Rec1, no commutation operation is performed in the other rectifiers Rec2 to Rec4, so during the commutation period U 0 , the commutation of the vernier control winding W 21 is independent of the influence of the other windings. Vernier controlled rectifier Rec
This is done only by the reactance X seen from the first winding. Here, assuming that the winding voltage of the vernier-controlled rectifier Rec1 during the U 0 period is approximately linear,
The reactance X is determined by the following equation.

X≒v・U/2Id ………(4) また、第9図のように、他の整流器Rec2〜
Rec4が転流を開始する前に、転流重なり期間U
〓を完了させれば、この期間U〓でもバーニヤ制
御巻線W21の転流は、他の巻線の影響をく受けな
いことから、バーニヤ制御整流器Rec1の巻線か
らみたリアクタンスX(すなわち、(4)式のX)に
よつてのみ行なわれる。そこで、転流重なり角U
〓期間中のバーニヤ制御整流器Rec1の巻線電圧
を一定値v2と仮定すれば、次式が成立する。
X≒ v1U0 /2Id……(4) Also, as shown in Fig. 9, other rectifiers Rec2~
Commutation overlap period U before Rec4 starts commutation
If 〓 is completed, the commutation of the vernier control winding W 21 is not affected by other windings even during this period U 〓, so the reactance X seen from the winding of the vernier control rectifier Rec1 (i.e., This is done only by X) in equation (4). Therefore, the commutation overlap angle U
If the winding voltage of the vernier-controlled rectifier Rec1 during the period is assumed to be a constant value v2 , the following equation holds true.

U〓≒Id・X/v ………(5) 前記(4)、(5)式から次式が求められる。 U=≒Id・X/v 2 ......(5) The following equation is obtained from the above equations (4) and (5).

U〓≒1/2・v/v・U0 ………(6) 但し、値v2は本来的には、αmax相当の時点に
おける巻線電圧でなければならないので、予め求
めることはできない。そこで、v2として切換え直
前における値(第13図)が使用される。したが
つて、v2として本来の値よりも小さい値を用いて
U〓を求めることになるが、これは(6)式からもわ
かるようにU〓として本来の値よりも若干大き目
の値を見込むことを意味する。つまり、U〓の完
了後からU〓1の開始までの間にフリーホイール
動作が介在するように余裕を持たせることになる
ので、見込み誤差は安全方向の誤差である。前記
(6)式から明らかなように、第12図における掛算
器24の定数Kを適当に選ぶことにより、第12
図に示す回路構成において転流重なり角U〓を容
易に決定することができる。
U〓≒1/2・v 1 /v 2・U 0 ………(6) However, since the value v 2 should originally be the winding voltage at the time corresponding to αmax, it is impossible to obtain it in advance. Can not. Therefore, the value immediately before switching (Fig. 13) is used as v2 . Therefore, we need to use a value smaller than the original value for v 2 to find U〓, but as you can see from equation (6), we need to use a value slightly larger than the original value for U〓. It means to anticipate. In other words, a margin is provided for freewheeling to occur between the completion of U〓 and the start of U〓1 , so the expected error is an error in the safe direction. Said
As is clear from equation (6), by appropriately selecting the constant K of the multiplier 24 in FIG.
In the circuit configuration shown in the figure, the commutation overlap angle U can be easily determined.

前述したところから明らかなように、本発明に
よれば、バーニヤ制御整流器におけるバーニヤ制
御巻線の制御切換時、バーニヤ制御巻線の転流が
他の整流器の転流に影響を与えないよう、最大制
御遅れ角αmaxの進み角換算(π−αmax)を最
小点弧進み角βminよりも少なくとも転流重なり
角U〓だけ大きくすることができ、この結果バー
ニヤ制御巻線の制御切換時でも定余裕角制御系を
安定に動作させることができる。
As is clear from the foregoing, according to the present invention, when switching the control of the vernier control winding in the vernier control rectifier, the maximum The advance angle conversion (π-αmax) of the control delay angle αmax can be made larger than the minimum firing advance angle βmin by at least the commutation overlap angle U〓, and as a result, even when switching the control of the vernier control winding, a constant margin angle can be maintained. The control system can be operated stably.

従つて、本発明方式は、縦続接続サイリスタ変
換装置を備える交流電気鉄道車両に応用すれば、
回生電力の回生率が高められ、経済的な運転を達
成することができる。
Therefore, if the method of the present invention is applied to an AC electric railway vehicle equipped with a cascade-connected thyristor conversion device,
The regeneration rate of regenerated power is increased, and economical operation can be achieved.

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

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

第1図は従来の縦続接続サイリスタ変換装置を
示す回路図、第2図は第1図に示す各整流器の出
力電流および出力電圧の動作波形図、第3図は第
1図に示すバーニヤ制御巻線の制御切換時の動作
波形図、第4図は本発明方式の一実施例を示す縦
続接続サイリスタ変換装置の回路図、第5図乃至
第9図は第4図に示す各整流器の動作波形図、第
10図は第4図に示すバーニヤ制御整流器の詳細
回路図、第11図は第10図に示す各サイリスタ
の点弧動作波形図、第12図は第4図に示す制御
回路の一実施例を示す詳細回路図、第13図は第
12図に示すバーニヤ制御整流器の動作波形図で
ある。 Tr……変圧器、M……電動機、W21,W22
W23,W24……直流側巻線、Rec1,Rec2,Rec
3,Rec4……整流器、T11,T12,T13,T14……
サイリスタ、10……検出回路、12……制御回
路、14……位相制御回路、16……制御回路、
18……電圧検出回路、20……検出回路、22
……割算器、24……掛算器、26……演算器。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional cascade-connected thyristor converter, Fig. 2 is an operating waveform diagram of the output current and output voltage of each rectifier shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a vernier control winding shown in Fig. 1. FIG. 4 is a circuit diagram of a cascade-connected thyristor conversion device showing an embodiment of the method of the present invention, and FIGS. 5 to 9 are operating waveforms of each rectifier shown in FIG. 4. Figure 10 is a detailed circuit diagram of the vernier control rectifier shown in Figure 4, Figure 11 is a firing waveform diagram of each thyristor shown in Figure 10, and Figure 12 is a diagram of the control circuit shown in Figure 4. A detailed circuit diagram showing the embodiment, FIG. 13 is an operating waveform diagram of the vernier control rectifier shown in FIG. 12. Tr...Transformer, M...Motor, W21 , W22 ,
W 23 , W 24 ...DC side winding, Rec1, Rec2, Rec
3, Rec4... Rectifier, T 11 , T 12 , T 13 , T 14 ...
Thyristor, 10...detection circuit, 12...control circuit, 14...phase control circuit, 16...control circuit,
18...Voltage detection circuit, 20...Detection circuit, 22
...Divider, 24...Multiplier, 26...Arithmetic unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数のサイリスタ変換器を縦続接続してなる
サイリスタ変換装置の少なくとも1つのサイリス
タ変換器をバーニヤ制御逆変換動作させ、他のサ
イリスタ変換器をフリーホイール動作もしくは同
一の最小点弧進み角で動作させて負荷電力を電源
に回生する制御方式において、バーニヤ制御サイ
リスタ変換器の最大制御遅れ角の進み角換算値
を、他のサイリスタ変換器を動作させる同一の最
小点弧進み角よりも少なくとも転流重なり角だけ
大きく設定することを特徴とする縦続接続サイリ
スタ変換装置の制御方式。
1 At least one thyristor converter of a thyristor converter device formed by cascading a plurality of thyristor converters is operated in vernier control reverse conversion operation, and other thyristor converters are operated in freewheel operation or with the same minimum firing advance angle. In a control system that regenerates load power to the power supply using A control method for a cascade-connected thyristor conversion device characterized by setting only the angle larger.
JP16357379A 1979-12-18 1979-12-18 Control system for cascade connection thyristor converter Granted JPS5687114A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16357379A JPS5687114A (en) 1979-12-18 1979-12-18 Control system for cascade connection thyristor converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16357379A JPS5687114A (en) 1979-12-18 1979-12-18 Control system for cascade connection thyristor converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5687114A JPS5687114A (en) 1981-07-15
JPS6240947B2 true JPS6240947B2 (en) 1987-08-31

Family

ID=15776472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16357379A Granted JPS5687114A (en) 1979-12-18 1979-12-18 Control system for cascade connection thyristor converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5687114A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5687114A (en) 1981-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07298631A (en) Three-phase pwm voltage generating circuit
JPS62104481A (en) Driving system for dc power source
JPS6240947B2 (en)
JPS59159602A (en) Thyristor firing angle controller for ac electric rolling stock
JP3232689B2 (en) Power regeneration control system
JPS5943914B2 (en) Protection method of controlled rectifier
JPS6322156B2 (en)
JPH0337394B2 (en)
JP2001178192A (en) Speed control device for induction motor
JPS586391B2 (en) Inverter touch
JP2922269B2 (en) Thyristor converter
JP2641852B2 (en) Frequency converter
JPH0258872B2 (en)
JPH02307303A (en) Drive system of ac electric car
JPS62110537A (en) Power transformer
JP2692909B2 (en) Inverter device for electric car
JPS59136078A (en) Controller for thyristor converter
JPS626428B2 (en)
JPS6325974B2 (en)
JPS6056389B2 (en) Operation method of thyristor bridge circuit
JPS62281771A (en) Control system for reversible converter
JPH0947041A (en) Power converter
JPS61157291A (en) Current cutting operating method of commutatorless motor
JPS5976102A (en) Operation control circuit for ac electric rolling stock
JPH0246176A (en) Output voltage detecting circuit for inverter device