KR100205269B1 - 턴 오프 회로 - Google Patents

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Abstract

예를들면, 비동기 기계(7)급전용 인버터(4)에서와 같이 자려식(self-commuation)회로에서, 인버터의 사이리스터 전류를 차단하기 위한 짧은 시간의 턴 오프 임펄스는 턴 오프 혹은 공통 턴 오프 회로(3)의 턴 오프 캐패시터(1)에서 이끌어 낸다. 인버터(4)의 직류측(8,9)에 연결된 턴 오프 회로는 턴 오프 캐패시터(C1)와 제1전기적 밸브(T2,D2)의 제1직렬회로를 구비한다. 턴 오프 캐패시터(C1)와 병렬인 지로에, 0.1mH의 인덕턴스를 갖는 링 어라운드(ring-around)리액터(L1)는 직렬로 제2 사이리스터(T1)에 연결된다. 또 다른 제3사이리스터(T3)가 역병렬로 제2사이리스터(T1)에 연결된다. 제2사이리스터(T1)의 도통에 의해 시작된 링 어라운드 과정은 반주기후 중단된다. 자유로이 선택가능한 시간후, 제3사이리스터(T3)가 도통될수 있어 완전한 공진 사이클이 이루어진다. 결과적으로, 사이리스터에 대한 홀드 오프(hold-off)간격 혹은 최소 턴 오프 주기는 상대적으로 매우 작은 링 어라운드 리액터(L1)에 의해 이루어질수 있다.

Description

턴 오프 회로
제1도는 직류링크 회로와 인버터용 턴오프 회로를 구비한 3 상 교류기계 급전용 컨버터에 대한 블럭도이다.
제2도는 제1도에 따른 컨버터를 나타내지만 다른 인버터용 턴오프 회로를 나타내고,
제3도는 제1도 및 제2도에 따른 턴 오프 회로들의 효과를 설명하기 위한 전류 및 전압의 신호도를 나타낸다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정류기 2 : 링크 회로 리액터
3 : 턴 오프 회로, 공통 턴 오프 회로 4 : 인버터
5 : 부하 리액터 6 : 부하 캐패시터
7 : 모터, 교류기계, 비동기기계(ASM) 8 : 3 및 4의 양급전단자
9 : 3 및 4의 부급전단자
본 발명은 특허청구의 범위 제1항의 전제부에 따른 적어도 하나의 자려식 전기적 밸브(self-commutated electrical valve)를 갖는 회로에 대한 턴 오프 회로에 관한 것이다.
본 발명의 전제부는 EP-BI-0 161 738로부터 알 수 있는 선행기술에 관한 것이다. 이 명세서에서, 병렬로 직류측상의 컨버터의 인버터와 연결된 공동 턴오프 장치가 상술되어 있다.
인버터를 턴 오프 시키기 위해, 부하 전류는 턴 오프 회로 전환된다. 이것은 인버터에 역전압을 인가하여 인버터로의 전류를 턴오프한다. 턴오프회로는 다이오우드와 턴오프 캐패시터의 직렬회로를 구비한다. 링 어라운드(ring-around)리액터는 턴오프캐패시터의 병렬지로에 있는 사이리스터에 직렬로 연결된다. 다이오우드는 역병렬로 이 사이리스터에 연결된다.
이 공통 턴오프 장치에서, 인버터사이리스터의 홀드 오프(hold-off) 간격 혹은 최소 턴오프 주기는 공통 턴오프 장치의 링 어라운드 주기에 위해 즉 링 어라운드 리액터의 유도성 크기에 의해 고정적으로 설정된다.
특허청구의 범위 1항에 한정된 바의 발명은 적어도 하나의 자려식 전기적 밸브의 턴오프 주기는 가변적으로 조정가능하게 되는 식으로 서두에서 언급한 적어도 하나의 자려식 전기적 밸브를 갖는 회로용 턴 오프 회로를 더욱더 개발하는 목적을 달성한다.
본 발명의 이점은 턴 오프 회로의 양이 감쇠되는 결과 링 어라운드 리액터가 더욱 작게 크기가 정해질 수 있다는데에 있다. 턴 오프 회로의 크기를 정하는 것은 더욱 간단하다.
링 어라운드 과정은 반주기후 끝날수가 있다. 자유롭게 선택할 수 있는 시간후 제2밸브가 턴 온 되고, 그 결과, 완전한 공진 사이클이 완성된다.
본 발명의 완전한 이해와 그 수반하는 많은 이점은 도면을 참조하여 설명하는 다음으로부터 분명해진다.
도면을 참조하면, 전 도면에서 동일한 도면부호는 동일하거나 상응하는 부분을 지칭하며, 제1도에서, (1)링크회로 리액터(2)와 공통 턴오프회로 혹은 턴 오프 회로(3)를 경유하여 직류단부에서 3상 브릿지 회로내의 인버터(4)에 연결된다. 정류기(1), 링크 회로 리액터(2), 턴 오프회로(3) 및 인버터(4)는 함께 컨버터를 형성하고 상기 컨버터는 그 교류출력에서 고조파를 보상하기 위한 스타 회로의 3개의 부하 혹은 컴뮤테이팅(commutating)리액터(5) 및 3개의 부하 커패서터(6)을 경유하여 모터에 혹은 교류 기계 혹은 3상 비동기 기계(7)에 연결되어 있다.
도면 부호 8은 턴오프 회로(3), 동시에, 브릿지 지로에 사이리스터를 갖는 인버터(4)의 양급전단자를 가리키고, 도면부호 9는 부급전단자를 가리킨다.
UTh는 사이리스터 전압을 가리키며 iM은 부하 혹은 모터 혹은 기계 전류를 나타낸다.
턴오프회로(3)는 직류 단부에서 병렬로 인버터(4)에 연결되어 있으며 턴 오프 캐패시터(C1) 및 캐소우드 단부가 부급전단자(9)에 접속된 사이리스터(T2)의 제1직렬회로를 구비한다. 턴 오프 캐패시터(C1)에의 병렬지로에, 유도저항 혹은 링 어라운드 리액터(L1) 및 제어가능 전기적 밸브 혹은 그의 캐소우드 단부가 사이리스터(T2)의 아노드에 연결된 사이리스터(T1)의 직렬회로가 갖추어진다. 사이리스터(T3)은 역병로 사이리스터(T1)에 연결된다. 사이리스터(T2)대신에 특히 점선으로 나타낸 바의 낮은 링크 회로 전압(Ud)을 갖는 다이오우드(D2)가 갖추어질 수 있다.
본원의 컨버터는, 예를 들면, 2.4kV의 링크 회로 전압(Ud) 및 840A의 링크 회로 전류 (id)용으로 설계된다. 턴 오프 캐패시터(C1)의 커패시턴스는 133μF이고 링 어라운드 리액터(L1)의 인덕턴스는 0.1mH이다. 평균 기계 전류(iM)는 560A이다.
사이리스터(T3)를 역병렬로 사이리스터(T1)에 연결시키는 대신, 이것은 사이리스터(T1)에의 병렬지로에 사이리스터(T2)와 함께 연결되는데, 제2도에서 볼 수 있는 바와 같이 사이리스터(T2)의 캐소우드는 사이리스터(T3)의 아노드에 연결된다. 제2도에 따른 회로에서 다이오우드(D2)(도시 되지 않음)는 또한 제1도의 바람직한 실시예어서와 같이 사이리스터 (T2)대신에 갖추어진다.
다음은 제1도 및 제2도에 따른 2개의 턴 오프 회로(3)의 동일한 효과를 제3도를 참조하여 설명한다. 이 도면에서 , 전압(U) 및 전류(i)는 세로 좌표를 따라 표시되고 시간(t)는 임의 단위로 가로좌표에 표시된다. 나타낸 곡선들은 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 얻은 것이다.
시간 t0전, 턴 오프 캐패시터(C1)은 캐패시터 전류(ic1)의 흐름없이 링크 회로 전압(Ud)에 동등한 턴 오프 캐패시터 전압 (Uc1)까지 충전된다.
인버터(4)는 사이리스터 전압(UTh)=0 및 기계전류 (iM)=560A에서 전류가 흐른다. 시간 t0에서 턴 오프 지령이 인버터(4)를 턴 오프 시키기 위해 도시되지 않은 상위 레벨 장치로부터 턴 오프 회로(3)로 들어온다.
이 시간 t0에서, 사이리스터(T1)는 도통되어 리액터 전류(iL1)가 증가 링 어라운드 리액터(L1)를 통해 흐르기 시작하고 제1도에 나타낸 화살표 방향에 대해 역방향인 캐패시터 전류(ic1)가 흐르기 시작하여 턴 오프 캐패시터(C1)를 재충전한다.
턴 오프 캐패시터(C1)에서 전압 역전의 시간(t1)후, 곧 사이리스터(T2)가 도통되어 인버터(4)의 사이리스터는 역전류를 받고 멀지 않은 시간(t2)에서 전류가 흐르지 않게 된다. 얼마후의 시간(t3)에서, 캐패시터 전류(ic1) 및 리액터 전류(iL1)모두 0이 되어, 사이리스터 (T1)은 전류가 흐리지 않게 되며 오프 상태로 변하여 링 어라운드 과정을 차단한다. 링크 회로 리액터(2)와 전류가 흐르는 사이리스터(T2)를 통하여 일정한 캐패시터 전류(ic1)으로 턴 오프 캐패시터(C1)을 정상 재충전하는 것이 이어진다.
상위 레벨 장치에 의해 미리 정해질 수 있는 시간(t4)에서, 사이리스터(T3)가 도통되는데, 이는 인버터(4)가 턴온됨을 의미한다. 그후, 턴 오프 캐패시터(C1)의 링 어라운드 과정은 시간(t5)에서 끝난다. 시간(t5)에서 , 사이리스터(T3)는 전류가 0을 통과하므로 턴 오프되어 링 어라운드 과정은 정지된다. 그후, 턴 오프 캐패시터(C1)는 t3와 t4간의 시간 간격으로 정상적으로 충전된다. 인버터(4)는 항상 시간 (t6)에서 다시 턴 온되어 캐패시터 전압(Uc1)은 더 이상 상승하지 않고 점선에 의해 표시된 바와 같이 시간(to)전의 값에서 정지한다.
물론, 컨버터(2~4)는 6펄스 모우드 대신 예를 들면 12펄스 모우드에서 작동되도록 구성될 수 있다. 턴 오프 캐패시터(C1)대신에, 캐패시터뱅크가 갖추어질 수 있다. 상응하는 고 링크 회로 전압에 따라, 여러 캐패시터 및 밸브들이 직렬로 연결될 수 있다.
분명히, 수많은 본 발명의 변형과 변경이 상기 교사로부터 가능하다.
그러므로, 다음의 특허청구의 범위 내에서 본 발명은 상기 특정적으로 설명한 바와 다르게 실시될 수 있다고 하여야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 하나 이상의 리액터(2)를 통해 DC 전압원 (1)에 접속된 하나 이상의 자려식 (self-commuated)전긱적 밸브를 갖는 회로용 턴 오프 회로에 있어서, (a)하나 이상의 턴 오프 캐패시터(C1)와 하나 이상의 제1 전기적 밸브(T2,D2)의 제1 직렬회로를 구비하며, (b)제어가능한 제2전기적 밸브(T1)와 함께 하나 이상의 유도성 저항(L1)의 제2직렬회로가 상기 하나 이상의 턴 오프 캐패시터(C1)에 병렬인 지로에 구비되고, 상기 제2전기적 밸브 부전위측이 상기 하나 이상의 제1 전기적 밸브(T2,D2)의 애노드에 작동적으로 접속되며, (c)제어가능한 제3전기적 밸브(T3)는 상기 제2전기적 밸브 (T1)와 병렬인 지로에 제공되고, 상기 제3전기적 밸브(T3)는 캐소우드측에서 상기 제어가능한 제2 전기적 밸브(T1)의 애노드에 작동적으로 접속되고, (d)상기 제1직렬회로는 상기 하나 이상의 자려식 전기적 밸브 (4)에 병렬적으로 직접 접속되며, (e)하나 이상의 리액터(2)를 통해 DC전압원(1)에 병렬로 직접 접속되는 것을 특징으로 하는 턴 오프 회로.
  2. 제1항에 있어서, 제3전기적 밸브(T3)는 제어가능한 제2전기적 밸브(T1)에 역 병렬로 접속됨을 특징하는 턴 오프 회로.
  3. 제1항에 있어서, 제3전기적 밸브(T3)는 제1전기적 밸브(T2,D2)의 캐소우드가 제3전기적 밸브(T3)의 캐소우드에 작동적으로 접속되도록 제1전기적 밸브 (T2,D2)에 직렬로 접속됨을 특징으로 하는 턴 오프 회로.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 내지 제3전기적 밸브 (T2,T1,T3)는 사이리스터임을 특징으로 하는 턴 오프 회로.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서 , 제1전기적 밸브는 다이오우드(D2)이고 제3 전기적 밸브는 사이리스터(T1,T3)임을 특징으로 하는 턴 오프 회로.
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