WO1996000463A1

WO1996000463A1 - Detecteur de defaillance pour convertisseur de puissance auto-commute sur une source de tension

Info

Publication number: WO1996000463A1
Application number: PCT/JP1995/001278
Authority: WO
Inventors: Kenichi Suzuki; Noriko Kawakami; Haruhisa Inokuchi
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1996-01-04
Also published as: JPH0819268A; EP0730340A1; JP3321298B2; EP0730340A4; CA2170539A1; DE69534981T2; EP0730340B1; CN1131477A; US5675482A; CN1041677C; DE69534981D1; CA2170539C

Description

明細書電圧形自励式電力変換器の事故検出回路 [技術分野]

本発明は交流受電電圧のフリッ力を抑制するフリッ力抑制装置、無効電力を補償する無効電力補償装置や交流受電電流の高調波を抑制するァクティブフィルタ等に使用される電圧形自励式電力変換器において、アーム短絡等による変換器事故を高速に検出する事故検出回路に関する。

[背景技術]

従来の三相の電圧形自励式電力変換器の一例として、 6 個のアーム回路からなり、各アーム回路は、自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に逆並列に接続されたダイォードと、半導体素子のァノ一ドに直列に接続され電流立ち上がり率を抑制するためのァノードリアクトルから構成されている。

いま、このような構成の電圧形自励式電力変換器において、低圧側のアーム回路の半導体素子が導通している時に高圧側のアーム回路の半導体素子が何らかの不具合により破損、或いは導通すれば、直流回路から直流短絡事故電流が流れる。同様に、高圧側のアーム回路の両端が閃絡等の事故により短絡された場合、或いは、変換器の交流側で線間短絡事故等が発生した場合にも、同様に直流短絡電流が半導体素子に流れる。

従来、かかる事故を検出して保護するために、各アーム回路毎に電流検出器と過電流継電器を設けていた。これはアーム回路に流れる電流を電流検出器で検出し、この検出電流が一定値以上の過電流になつたことを過電流継電器で検出し、一斉に電力変換器を構成している半導体素子の全てに対してオフゲート信号を与えて短絡事故電流を遮断し、電力変換器を保護していた。

このような保護方式では次のような欠点がある。すなわち、半導体素子の定格として遮断可能な電流値がある遮断可能電流値以上の電流をオフゲート信号を与えて遮断しようとすれば、半導体素子は破損する。

又、事故を検出して、半導体素子に事故電流を遮断するためのオフ信号を出力するためには、オフゲート信号を出力する回路に遅れ時間があるため、若干の時間が必要であ従って、かかる事故は、事故を検出してから事故電流が半導体素子の遮断可能な電流値に至る前にオフゲート信号を出力する必要がある。そのために、従来は、過電流を検出してからオフゲート信号を出力するための時間遅れを考慮して、ァノードリアクトルを大きくし、事故電流の立ち上がりを遅くしていた。その結果、通常の転流時のァノードリアクトルのエネルギーを処理するための回路損失の增加を招き、電力変換器の効率が低下する等の欠点があつた, 或いは、事故電流を遮断するために、通常の運転で流れる電流を遮断するために必要な遮断電流定格以上の大容量遮断電流定格の半導体素子を使用しなければならないと言う欠点があつた。

本発明の目的は、前述の欠点を除去するためになされたものであって、短絡事故電流が過電流に至る前に、自励式電力変換器の事故を高速に検出し、アノードリアクトル、或いは自己消弧形電力用半導体素子を必要以上に大きくすることなく、電力変換器の事故を検出できる電圧形自励式電力変換器の事故検出回路を提供することにある。

[発明の開示]

本発明は、電圧方向検出手段と、アーム電流方向検出手段と、出力手段を備えている。電圧方向検出手段は自己消弧形電力用半導体素子のァノ一ドからカソード方向に流れる電流が増加する時にァノードリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する。アーム電流方向検出手段は自己消弧形電力用半導体素子のァノードからカソードの向きに電流が流れていることを検出する。そして、出力手段はアーム電流方向検出信号を一定時間遅らせて、アノードリアクトル電圧方向検出信号とが同時に存在したとき、事故検出信号を出力する。このため、事故電流が過電流にいたる前に電力変換器の事故を高速に検出できる o

又、本発明は、電圧方向検出手段と、導通期間制御手段と、出力手段を備えている。電圧方向検出手段は、自己消弧形電力用半導体素子のァノ一ドからカソード方向に流れる電流が増加する時にァノードリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する。導通期間制御手段は、自己消弧形電力用半導体素子の転流動作を開始させるタイミングを決定し、導通期間を制御している。出力手段は導通期間を制御している信号を一定時間遅らせて、この信号とァノードリアクトル電圧方向検出信号が同時に存在したとき、事故検出信号を出力する。この結果、電力変換器の事故を検出でき、電力変換器に電流検出器を設ける必要もなくなる。

更に、本発明は、電圧方向検出手段と、電圧検出手段と、出力手段を備えている。電圧方向検出手段は自己消弧形電力用半導体素子のァノードからカソード方向に流れる電流が増加する時にァノ一ドリアクトル発生する向きの電圧が —定値以上であることを検出する。電圧検出手段は自己消弧形電力用半導体素子のゲートー力ソード間のオフゲート電圧を検出する。出力手段はオフゲート電圧検出信号を反転した信号を一定時間遅らせて、この信号とアノードリアクトル電圧検出信号が同時に存在したとき、事故検出信号を出力する。この結果、電力変換器の事故を検出でき、更に自己消弧形電力用半導体素子の破損を検出するようにすることもできる。

また、本発明は、電圧方向検出手段と、遅延手段を備えている。電圧方向検出手段は、自己消弧形電力用半導体素子のァノ一ドからカソ一ド方向に流れる電流が増加する時にアノードリアクトル発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する。遅延手段は、アノードリアクトル電圧検出信号が一定時間経過していることを検出したとき、事故検出信号を出力する。この結果、特別に電流検出器等を付加することなく電力変換器の事故を検出できる。

本発明の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路によれば、短絡事故電流が過電流に至る前に、電圧形自励式電力変換器の事故を高速に検出し、アノードリアクトル、或いは自己消弧形電力用半導体素子を必要以上に大きくすることない。

[図面の簡単な説明]

第 1図は本発明の電圧形自励式電力変換器の一例を示す主回路図である。

第 2図は本発明の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路の第 1実施例を示す構成図である。

第 3図は第 2図のァノードリアクトル電圧方向検出回路の詳細説明図である。

第 4図は第 2図のアーム電流方向検出回路の詳細説明図 " める。第 5図は本発明の第 1実施例の動作を説明するための導通期間制御信号と、オンゲート信号、オフゲート信号を示すタイムチヤ一トである。

第 6図は第 2図の自己消弧形電力用半導体素子に電流が流れていた時の転流動作を説明する図である。

第 7図は第 2図のダイォードに電流が流れていた時の転流動作を説明する図である。

第 8図は第 2図の自己消弧形電力用半導体素子に電流が流れていた時の事故時の現象を説明する図である。

第 9図は第 2図のダイオードに電流が流れていた時の事故時の現象を説明する図である。

第 1 0図は本発明の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路の第 2実施例を示す構成図である。

第 1 1図は本発明の第 2実施例の動作を説明するための導通期間制御信号と、オンゲ一ト信号、オフゲート信号を示すタイムチヤ一トである。

第 1 2図は本発明の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路の第 3実施例を示す構成図である。

第 1 3図は本発明の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路の第 4実施例を示す構成図である。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する < はじめに、本発明の対象である電圧形自励式電力変換器について、第 1図を参照して説明する。第 1図は三相の電圧形自励式電力変換器を示すもので、高圧側のアーム回路 1 , 3 , 5と、低圧側のアーム回路 2, 4 , 6と、アーム回路 1〜 6の直流側に接続され直流電圧を一定に維持するための直流コンデンサ 7からなつている。

アーム回路 1 は、例えば G T O (ゲートターンオフサイリスタ）からなる自己消弧形電力用半導体素子 1 1、半導体素子 1 1 に逆並列に接続されたダイォード 1 2、半導体素子 1 1、ダイオード 1 2に直列に接続され、かつ自己消弧形電力用半導体素子 1 1の電流立ち上がり率 d i / d t を抑制するためのァノ一ドリアクトル 1 3から構成されている。

同様に、アーム回路 2〜6は、自己消弧形電力用半導体素子 2 1， 3 1， 4 1， 5 1 , 6 1、半導体素子 2 1 , 3 1 , 4 1 , 5 1 , 6 1にそれぞれ並列に接続されたダイオード 2 2， 3 2， 4 2， 5 2， 6 2、アノードリアクトル 2 3， 3 3， 4 3, 5 3, 6 3から構成されている。

そして、アーム回路 1 , 2を直列接続したアーム直列回路、アーム回路 3 , 4を直列接続したアーム直列回路、ァーム回路 5, 6を直列接続したアーム直列回路における各アーム回路 1 , 2の接続点、 3， 4の接続点、 5, 6の接続点には、それぞれ交流側端子 R， S , Tが接続され、直流コンデンサ 7の両端子には直流側端子 P , Nが接続されている。なお、自己消弧形電力半導体素子 1 1， 2 1 に印加される電圧の傾き d v Z d t等を軽減するために、一般にスナバ回路が自己消弧形電力半導体素子 1 1 , 2 1に並列に設けられ、又、転流時にアノードリアクトルに蓄えられるェネルギーを処理するために、リアクトルエネルギー回生回路、或いは抵抗とダイォードを直列接続した回路がァノ一ドリアクトル 1 3 , 2 3と並列に接続されるが、これらの回路は本発明と直接の関係がないので、説明は省略する。

<第 1実施例 >

第 2図は本発明の第 1実施例を示す図であり、第 1図のアーム回路 1に、本発明の電圧方向検出手段の一例であるアノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6と、本発明のァーム電流方向検出手段の一例である電流検出器 1 4 とァーム電流方向検出回路 1 7と、本発明の遅延手段の一例である遅延回路 1 8と、本発明の出力手段の一例である論理積回路 1 9を設け、アーム回路 2に、本発明のアーム電流方向検出手段の一例であるアノードリアクトル電圧方向検出回路 2 6と、本発明のアーム電流方向検出手段の一例である電流検出器 2 4 とアーム電流方向検出回路 2 7と、本発明の遅延手段の一例である遅延回路 2 8と、本発明の出力手段の一例である論理積回路 2 9を設けたものである。

アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6は、アノードリアクトル 1 3に並列に接続し、半導体素子 1 1のァノードから力ソード方向に流れる電流が増加する時にァノ一ドリアクトル 1 3に発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する。ァノードリアクトル電圧方向検出回路 2 6は、アノードリアクトル 2 3に並列に接続し、半導体素子 2 1のアノードからカソ一ド方向に流れる電流が増加する時にアノードリアクトル 2 3に発生する向きの電圧が —定値以上であることを検出する。

アーム電流方向検出回路 1 7は、電流検出器 1 4で検出した電流を入力し、半導体素子 1 1のアノードからカソードの向きに電流が流れていることを検出する。アーム電流方向検出回路 2 7は、電流検出器 2 4で検出した電流を入力し、半導体素子 2 1のアノードからカソードの向きに電流が流れていることを検出する。アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6は、いずれも高圧他励式変換器を構成する電力用半導体素子に印加される順方向電圧検出器等と同様の回路で、第 3図に示すように発光素子 6 1 と. 受光素子 6 2、抵抗 6 3、ライトガイド 6 4、増幅回路 6 5から構成されている。

遅延回路 1 8は、アーム電流方向検出回路 1 7の出力信号を一定時間遅らせるものであり、また遅延回路 2 8は、アーム電流方向検出回路 2 7の出力信号を一定時間遅らせるものである。

論理積回路 1 9は、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6の出力信号と遅延回路 1 8の出力信号とを入力し、この両出力信号が同時に存在したとき出力信号すなわち事故検出信号を出力する。論理積回路 2 9は、アノードリアクトル電圧方向検出回路 26の出力信号と遅延回路 28の出力信号とを入力し、この両出力信号が同時に存在したとき出力信号すなわち事故検出信号を出力する。

アーム電流方向検出回路 1 7 , 2 7は第 14図の過電流継電器 1 5， 2 5と同様の回路で、これはいずれも第 4図に示すように、発光素子 7 1 と、受光素子 7 2と、抵抗 7 3と、ライトガイド 74と、増幅回路 7 5と、抵抗 76 から構成され、電流検出器 14， 24で検出された電流を発光素子 7 1に流し、受光素子 7 2で検出するように構成したものである。

アーム電流方向検出回路 1 7 , 27は、第 4図とは異なり、第 2図の電流検出器 14 , 24で検出された電流の正負を判別するレベル判定回路で構成するようにしてもよい, 以下、このように構成された第 1実施例の作用効果について、第 5図〜第 9図を参照して説明するが、始めに事故の検出方式を理解するために、電圧形自励式電力変換器の運転方式と事故時の現象を R相を例にして説明する。

電圧形自励式電力変換器は PWM制御等の公知の技術によって運転される。 PWM制御の方式、転流時の現象は一例としては、電気学会発行（ 1 987年 3月 3 1 日初版）の「半導体電力変換回路」の 1 0 8頁、 3 1頁に記載されているので、詳細な説明は省略する。第 5図に示すように、高圧側のアーム回路 1 と低圧側のアーム回路 2が同時に通電して直流短絡事故に至らないように、アーム回路 1 , 2を構成する自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1 には交互にオン，オフゲート信号が与えられる。なお、自励式電力変換器の制御装置には、転流動作を開始を決定するタイミングを決定し、低圧側、高圧側のアーム回路 1， 2の導通期間を制御している信号のもとに運転されている。

即ち、例えば、低圧側のアーム回路 2から高圧側のァーム回路 1 に電流を転流させる場合には、アーム回路 2の自己消弧形電力用半導体素子 2 1にオフゲート信号を与えて自己消弧形電力用半導体素子 2 1を遮断した後に、アーム回路 1を構成する自己消弧形電力用半導体素子 1 1にオンゲート信号が与えられるようにして、電圧形自励式電力変換器は運転される。その結果、電力変換器の交流側の電圧波形は直流電圧をピーク値とする矩形波の電圧波形の集合体になるのは周知の事実である。

第 6図に示すように、通常の転流時において、低圧側のアーム回路 2の自己消弧形電力用半導体素子 2 1 に電流が流されている時に、自己消弧形電力用半導体素子 2 1 にォフゲート信号を与えれば、自己消弧形電力用半導体素子 2 1に流れる電流は遮断される。その結果、低圧側のァノ一ドリアクトル 2 3を流れる電流も減衰し、アノードリアクトル 2 3には第 6図に示した極性の電圧、即ち、自己消弧形電力用半導体素子 2 1のァノードからカソードに流れる電流が減少する時に発生する向きの電圧が発生する。又、交流側の電流は第 6図に点線で示したように、低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1が遮断され、高圧側のァーム回路 1 に流れるので、過渡的に第 6図に示した極性の電圧が高圧側のァノードリアクトル 1 3に発生する。

しかしながら、第 7図に示すように、低圧側のアーム回路 2のダイオード 2 2が導通して、ダイオード 2 2を介して電流が流れている時に、転流動作を行わせるために、低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1にオフゲート信号を与えても、転流動作は行われない。ところが、次に高圧側の自己消弧形電力用半導体素子 1 1にオンゲ一ト信号が与えられた時に、転流動作が開始される。自己消弧形電力用半導体素子 1 1にオン信号を与えれば、第 6図に点線で示したように、ダイォード 2 2から交流側に流れている電流が、自己消弧形電力用半導体素子 1 1を介して交流側に流れるようになるまでの転流期間の間、アノードリアクトル 2 3には、自己消弧形電力用半導体素子 2 1のアノードからカソードに流れる電流が增加する時に発生する向きの電圧が印加される。同様に、この時には高圧側のアノードリアクトル 1 3にも電圧が印加され、その値はほぼ直流電圧の 1ノ 2の値である。

今、第 1実施例の作用の説明を簡単化するために、低圧側のアーム回路 2を構成する自己消弧形電力用半導体素子 2 1が導通期間である時に、何らかの不具合により、高圧側のアーム回路 1の自己消弧形電力用半導体素子 1 1が破損、或いは導通する叉は高圧側のアーム回路 1の両端が閃絡等により短絡した場合を考える。

低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1 に電流が流れている時に、高圧側の自己消弧形電力用半導体素子 1 1が何らかの不具合により破損、或いは導通すれば、第 7図に示すように、短絡電流が直流回路の P側からアノードリアクトル 1 3、自己消弧形電力用半導体素子 1 1、自己消弧形電力用半導体素子 2 1、アノードリアクトル 2 3の回路を介して直流回路の N側に流れる。従って、直流コンデンサ 7の電圧は、高圧側のァノ一ドリアクトル 1 3と低圧側のァノ一ドリアクトル 2 3 とでほぼ 1 Z 2づっ分担され、アノードリアクトル 1 3 , 2 3に印加される電圧の向きは、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のアノードから力ソードに流れる電流が増加する方向の向きの電圧で、第 8 図に示した極性の電圧である。

低圧側のダイォード 2 2に電流が流れている時に、高圧側の自己消弧形電力用半導体素子 1 1が何らかの不具合により破損、或いは導通すれば、第 9図に示すように短絡電流が流れる。事故の初期は第 7図に示した通常の転流と同様であるが、低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1は導通区間であるためにォンゲート信号が与えられているので、短絡電流は低圧側のダイオード 2 2を逆流して、次に低圧側の自己消弧形電力半導体素子 2 1を介して流れつづける。交流側から電流が流れ込んで来ていることを除けば、低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1 に電流が流れていた場合を説明した第 8図の場合と全く同様である。低圧側のアノードリアクトルには第 9図に示した極性、即ち、自己消弧形電力用半導体素子 2 1のアノードから力ソードの向きに流れる電流が増加する時に発生する向きの電圧が低圧側のアノードリアクトル 2 3に印加される。

高圧側のアーム回路 1の両端が閃絡等で短絡した場合にも低圧側のァノ一ドリアクトル 2 3には、第 8図，第 9図で示した極性で直流電圧相当の電圧が発生することは明かである。又、交流側で線間短絡が発生した場合にも、例えば、 R相の低圧側のアーム回路 2と S相の高圧側のアーム回路 3が導通している時に、 R - S相間の線間短絡が発生すれば、 S相の高圧側のアーム回路 3に具備されているァノードリアクトル 3 3には、アーム回路 3の自己消弧形電力用半導体素子 3 1のァノードからカソードに流れる電流が増加する時に発生する向きの電圧が印加されるのは明かである。当然、 R相の低圧側のァノ一ドリアクトル 2 3にも同様の向きの電圧が印加される。

以上、説明したように、第 8図，第 9図に示した事故時に低圧側のァノードリアクトル 2 3に印加される電圧の向きは、第 5図に示した低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1が通電している時に、高圧側のアーム回路 1に電流を転流させた場合に低圧側のァノードリアクトル 2 3に発生する電圧の向きとは逆方向の極性である。従って、ァノ一ドリアクトル 2 3に発生する電圧が自己消弧形電力用半導体素子 2 1のアノードからカソードに流れる電流を増加させる向きの電圧が発生すれば、電力変換器に事故が発生している可能性があることになる。

しかしながら、第 7図においてダイオード 2 2が導通している状態から高圧側のアーム回路 2に電流を転流させる動作を説明したように、低圧側のダイォード 2 2に電流が流れている場合には、低圧側のァノ一ドリアクトル 2 3には、事故時の場合と同様に、自己消弧形電力用半導体素子 .2 1のアノードからカソードに流れる電流が增加する時に発生する向きの電圧が印加される。しかし、通常の転流時において、低圧側のァノ一ドリアクトル 2 3に自己消弧形電力用半導体素子 2 1のァノードからカソードに流れる電流を增加させる向きに電圧が印加されている時には、ァーム回路 2に流れている電流はダイォード 2 2を介して流れている電流であり、自己消弧形電力用素子 2 1の力ソードからァノードの向きに流れている電流である。

従って、低圧側のアーム回路 2に流れている電流が自己消弧形電力用半導体素子 2 1のァノードからカソードの向きに流れている時に、アノードリアクトル 2 3に自己消弧形電力用半導体素子 2 1のァノードからカソ一ド方向に流れる電流が増加する時に低圧側のァノ一ドリアクトル 2 3 に発生する向きの電圧が印加されていれば、これは通常の転流動作ではなく、事故が発生していることを意味してい又、以上の説明は説明を簡単化するために、低圧側のァーム回路 2が導通している状態で説明したが、高圧側のァ —ム回路 1が導通している場合にも、上記の説明における低圧側を高圧側に、高圧側を低圧側に置き換えれば、同様に電圧形自励式電力変換器の事故を検出できることは明かめる。

従って、以上の説明で高圧側を非導通側と置き換えて言えば、非導通側のアーム回路が導通した事故、非導通側のアーム回路 1の両端が閃絡した事故、或いは線間短絡事故が発生した場合には、アーム回路 2に自己消弧形電力用半導体素子のァノ一ドからカソ一ドに流れる電流が流れている時に、アノードリアクトルに自己消弧形電力用半導体素子のァノ一ドから力ソードに流れる電流が増加する時に発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出できれば、事故の発生を高速に検出でき、従来例のように、事故電流が過電流領域に至る前に事故を検出できることは明かであ o

なお、アノードリアクトル 1 3 , 2 3の一定値以上の電圧を検出する理由は、自励式電力変換器は交流側に交流電流を流しているので、アノードリアクトル 1 3 , 2 3には交流電流の変化に伴い、交流の電圧、即ち、両方向の極性の電圧が現れる。従って、通常運転中の電流変化でァノードリアクトル 1 3 , 2 3に発生する電圧を検出しないようにするために、一定値以上の電圧を検出するようにする必要がある。しかし、通常の電流変化でァノードリアクトル 1 3 , 2 3に発生する電圧はァノードリアクトル 1 3 , 2 3のインダクタンス値が小さいため、直流電圧に比較して極めて小さい値であり、交流電圧の波形のピーク値はほぼ直流電圧値と等しい。

—方、事故時にアノードリアクトル 1 3 , 2 3に発生する電圧は、通常の電流変化で発生する電圧に比べて非常に大きい値であり、既に説明したように、直流電圧のほぼ 1 2の値、或いはそれ以上の電圧値である。即ち、事故時の電流の増加率は通常の電流の増加率で発生する以上の極めて大きな値である。

従って、第 1実施例によれば、アノードリアクトル 1 3 , 2 3に印加される電圧の向きを検出するァノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6， 2 6をアノードリアクトル 1 3， 2 3 と並列に設け、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のァノードからカソード方向に流れる電流が増加する時にアノードリアクトル 1 3 , 2 3に発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する。即ち、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1 にァノードからカソードの向きに電流が流れている時に、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1 にァノードからカソードの向きに流れる電流が通常の運転での電流増加率で発生する以上の電流増加率で増加していることをアノードリアクトル 1 3, 23に発生する電圧で検出する。

しかしながら、通常の転流時のおいても、アノードリアクトル 1 3, 23には事故時と同極性の電圧が発生するので、通常の転流時の現象と事故時の現象との判別を行うために、アーム回路 1 , 2に流れている電流の向きを検出する電流方向検出回路 1 7, 27をアーム回路 1， 2に設け、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のアノードから力ソ一ドの向きに電流が流れていることを検出する。

アーム電流方向検出回路 1 7， 27の出力信号を一定時間遅らせる遅延回路 18， 28を設け、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6, 26の出力信号と遅延回路 18, 28の出力信号とを入力信号とする論理積回路 1 9, 29 を設け、アーム電流方向検出回路 1 7, 27が動作して一定時間以上経過している時に、アノードリアクトル電圧検出回路 1 6， 26が動作していることで、通常の転流時の現象と識別して変換器の事故を高速に検出できる。

ここで、アーム電流方向検出信号を一定時間遅らせる理由について説明する。第 7図に示した転流動作の説明と同様に、低圧側のダイォ一ド 22に電流が流れている状態で、高圧側のアーム回路 1に電流を転流させる動作を更に詳細に説明する。低圧側のダイォ一ド 22に電流が流れている状態で、高圧側の自己消弧形電力用半導体素子 1 1にオンゲート信号を与えて、高圧側の電流を転流させる時に、高圧側の自己消弧形電力用半導体素子 1 1 にはァノードから力ソード方向への電流が流れ、又、高圧側のアノードリアクトル 1 3には、自己消弧形電力用半導体素子 1 1のァノ一ドからカソ一ドに流れる電流が増加する時に発生する向きの電圧が印加される。従って、低圧側のダイォード 2 2 が導通している時にいる時に高圧側への転流動作が行われれば、高圧側の事故検出回路が動作する不具合が生じる。この不具合を解決するために、転流が終了してアノードリァクトル 1 3 , 2 3に発生する電圧がなくなるまでの時間の間、ァノードからカソードの向きに流れる電流を検出している信号を遅らせる必要がある。

しかしながら、高圧側と低圧側のアーム回路 1 , 2のいずれにも事故を検出するための回路を設けているので、既に説明したことから明らかなように、低圧側のダイォ一ド 2 2が導通している時に高圧側への転流動作が行われると同時に事故が発生した場合には、事故の遅延回路の時間遅れで決まる時間後に検出される。しかしながら、本来この時間遅れは通常の電流の転流時間と協調が図れているため、事故が検出された時点での事故電流は通常の転流動作を行う電流の大きさ程度であるので、事故電流が過電流に至る前に、論理積回路の入力信号の条件が満足されて事故を検出することができる。

今までの説明と同様に、低圧側のアーム回路 2が導通状態である時に、高圧側のアーム回路 1が何らかの不具合により破損、或いは導通する、叉は高圧側のアーム回路 1の両端が閃絡する事故が発生したとして、第 1実施例の作用を説明する。ここでは、低圧側のアーム回路 2が導通状態である時に、高圧側のアーム回路 1が何らかの不具合により破損、或いは導通する、叉は高圧側のアーム回路 1の両端が閃絡する事故が発生したとして説明する。

事故が発生した時、或いは低圧側のダイォード 2 2に電流が流れている状態で、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 にオンゲ一ト信号が与えられた時に、アノードリアクトル 1 3， 2 3には、半導体素子 1 1 , 2 1のアノードから力ソ一ド方向へ流れる電流が増加して、アノードリアクトルに電圧が第 7図に示した極性、即ち自己消形弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のアノードからカソードに流れる向きの電流が増加したときに発生する向きの電圧が印加される, その結果、第 3図に示したアノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6を構成する受光素子 6 1に電流が流れて発光する。発光した光はライトガイド 6 4で受光素子 6 2に導かれ、增幅回路 6 5との相互作用により、了ノードリアクトルに電圧が印加されたことが検出できる。この時に、発光素子 6 1 と直列に接続されている抵抗の値を適正に選定することにより検出できる電圧値を任意に設定できるので、ァノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6の電圧検出値を通常の運転での電流増加率では検出しない一定値に設定すれば、事故が発生した時、或いは低圧側のダイォード 2 2に電流が流れている状態で、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 にオンゲ一ト信号が与えられた時に、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6は動作し、通常の運転中には動作しないことになる。

なお、アノードリアクトル 1 3 , 2 3に自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のアノードから力ソードの向きに電流が減少するような電圧が発生したような場合には、その電圧の向きが上記の説明と逆方向であるので、発光素子 6 1 には電流が流れないため、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6は動作しない。

. 次に、高圧側の自己消弧形電力用半導体素子 1 1に転流時のオンゲート信号が与えれば、アーム回路 1に自己消弧形電力用半導体素子 1 1のァノードから力ソード方向に電流が流れるので、第 4図に示したアーム電流方向検出回路 1 7， 2 7を構成する発光素子 7 1には電流が流れて発光し、この光がライトガイド 7 4を介して受光素子 7 2に導かれ、ここで得られる電気信号が増幅回路 7 5に増幅される。一方、アーム回路 1 , 2に流れる電流が電力用半導体素子 1 1の力ソードからアノード方向のときは、アーム電流方向検出回路 1 7， 2 7が動作せず、検出動作は行われない。

低圧側のダイォード 2 2が導通している時の転流動作であれば、高圧側のアーム電流方向検出回路 1 7が動作するが、遅延回路 1 8の作用により論理積回路 1 9には信号は入力されない。従って、通常の電流での転流時間に相当する時間遅れがあるよ όに遅延回路 1 8の遅れ時間を設定すれば、この転流時間が経過した後では、アノードリアクトル 1 3には電圧が発生していないため、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6は動作していない。従って、論理積回路 1 9の入力条件が満足されないので、本実施例の事故検出回路が動作することはない。

しかし、低圧側のダイォード 2 2に電流が流れている状態で、高圧側のアーム回路 1が導通したようような事故の場合には、事故が発生して一定時間が経過した後に、高圧側の事故検出回路が動作することは以上の説明から明かである ο

また、低圧側の事故検出回路も、低圧側のアーム回路 2 に自己消弧形電力半導体素子 2 1 のアノードから力ソード方向に電流が流れはじめた一定時間後に動作するのは明かである。

又、低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1に電流が流れている時には、事故が発生した場には、既にアーム電流方向検出回路 2 7から遅延回路 2 8を介して論理積回路 2 9に入力されている条件は既に成立しているので、事故が発生した時点でァノードリアクトル電圧方向検出回路 2 6が動作し、直ちに本検出回路が動作するのは明かであ ο 以上の説明は高圧側のアーム回路 1が導通して事故を想定して説明したが、高圧側のアーム回路 1の両端が閃絡する事故、或いは R - S相間の線間短絡でも、低圧側のァーム電流方向検出回路 2 7の後段の遅延回路 2 Sは既に動作しているか、或いは事故が発生して一定時間が経過した後に動作し、アノードリアクトル電圧方向検出回路 2 6は事故が発生すれば、直ちに動作するので、本実施例の事故検出回路が動作する。

以上の説明は低圧側を高圧側に、高圧側を低圧側に置き換えても、同様であるので、本実施例の事故検出回路は、変換器の高圧側、低圧側の事故に関係なく、電力変換器の事故を高速に検出できる。

また、以上の説明は高圧側のアーム回路が導通する事故が発生したとして説明したが、高圧側のアーム回路 1の両端が閃絡した事故の場合には、本発明の高圧側の事故検出回路は動作しないが、低圧側の回路が同様に動作して、事故を検出するのは明かである。又、線間短絡事故が発生した場合も同様である。

従って、事故が発生すれば、直ちにアノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6が動作し、事故電流がアーム回路に自己消弧形電力半導体素子のァノードからカソード方向に電流が流れれば、アーム電流方向検出回路 1 7 , 2 7が動作し、論理積回路 1 9 , 2 9に出力信号で事故を検出できる。 —方、通常の転流時には遅延回路 1 8, 28の作用により論理積回路 1 9, 29には出力信号は現れないので、事故検出回路により、高速に電力変換器の事故を検出できる,

<第 2実施例 >

第 1 0図は本発明の第 2実施例を示すもので、第 2図と同一部に同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点、すなわち、導通期間制御回路 1 7 1 , 27 1、遅延回路 181 , 281、論理積回路 1 9 1 , 29 1について説明する。

導通期間制御回路 1 7 1は高圧側の自己消弧形電力用半導体素子 1 1の導通期間を制御し、導通期間制御回路 27 1は低圧側の自己消弧形電力用半導体素子 2 1の導通期間を制御する。遅延回路 1 8 1 は導通期間制御回路 1 7 1の出力信号を所定時間遅延させ、遅延回路 281は導通期制御回路 27 1の出力信号を所定時間遅延させる。論理積回路 1 9 1は遅延回路 181の出力信号とァノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6の出力信号を入力し、両出力信号が同時に入力されたとき、事故検出信号を出力し. 論理積回路 29 1は遅延回路 281の出力信号とァノードリアクトル電圧方向検出回路 26の出力信号を入力し、両出力信号が同時に入力されたとき、事故検出信号を出力す

O o

前述したように、自励式電力変換器は、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1の転流動作を開始させるタイミングを決定し、導通期間を制御している信号により運転されている。

また、事故時と同様に転流動作を行う時に、アノードリァクトル 1 3， 23に自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のァノードからカソードの向きに流れる電流が増加する時に発生する向きの電圧がァノードリアクトル 1 3, 23に印加されるのは、第 1 1図に示すようにダイオード 1 2, 22に電流が流れている時に、自己消弧形電力用半導体素子 1 1， 2 1にオンゲート信号が与えられた直後の Aの期間である。

. 従って、第 1 1図に示したように、導通期間制御回路 1 7 1 , 27 1の出力信号を遅延回路 181 , 281を用いて、自己消弧形電力用半導体素子 1 1， 2 1の転流直後から一定時間経過した導通期間であることを検出すれば、転流直後の現象ではない期間を判定でき、アノードリアクトル電圧方向検出回路回路 1 6， 26で検出された信号との論理積により事故を検出できる。即ち、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 26の出力信号と遅延回路 181 , 281の出力信号とを入力信号とする論理積回路 1 1 , 29 1を設け、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1を導通期間を制御している信号が一定時間以上経過している時に、ァノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6, 26が動作していることで、通常の転流時の現象と識別して電力変換器の事故を高速に検出できる。

以上述べた第 2実施例の事故検出回路によれば、前述した第 1実施例の効果に加えて、次のような効果も得られる, 図 2の実施例のようにアーム回路 1 , 2の電流を検出していないので、アーム回路 1 , 2に電流検出器 14 , 24を設ける必要がないという効果も得られる。く第 3実施例 >

第 1 2図は本発明の第 3実施例を示すもので、第 2図と同一部に同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点、すなわち、 G— K間電圧検出回路 1 7 2, 2 7 2 インバー夕回路 1 7 3， 2 7 3、遅延回路 1 82 , 282 論理積回路 1 9 2, 2 9 2について説明する。

G - K間電圧検出回路 1 7 2は自己消弧形電力用半導体素子 1 1の G (ゲート）一 K (力ソード）間のオフゲート電圧を検出し、 G - K間電圧検出回路 2 7 2は自己消弧形電力用半導体素子 2 1の G (ゲート）一 K (力ソード）間のオフゲート電圧を検出する。

インバータ回路 1 7 3は G— K間電圧検出回路 1 7 2の出力信号を反転し、インバー夕回路 2 7 3は G— K間電圧検出回路 2 7 2の出力信号を反転する。遅延回路 1 82はインバ一タ回路 1 7 3の出力信号を所定時間遅延させ、遅延回路 282はインバータ回路 2 7 3の出力信号を所定時間遅延させる。論理積回路 1 9 2は遅延回路 1 82の出力信号とアノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6の出力信号を入力し、両出力信号が同時に入力されたとき、事故検出信号を出力し、論理積回路 29 2は遅延回路 2 S 2の出力信号とァノードリアクトル電圧方向検出回路 26の出力信号を入力し、両出力信号が同時に入力されたとき、事故検出信号を出力する。

以上述べた第 3実施例の事故検出回路によれば、前述した第 1実施例の効果に加えて、次のような効果も得られる。ァノードリアクトル 1 3 , 2 3に印加される電圧の向きを検出するアノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6, 26 をアノードリアクトル 1 3, 23と並列に設け、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のアノードから力ソード方向に流れる電流が増加する時にァノードリアクトル 1 3, 23に発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する。しかしながら、通常の転流時のおいても、アノードリアクトル 1 3, 2 3には事故時と同極性の電圧が発生するので、通常の転流時の現象と事故時の現象との判別を行う必要がある。

このため、第 1 2図の実施例では自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1のゲート一力ソード間のオフゲート電圧を検出する G— K間電圧検出回路 1 7 2, 2 7 2が設けてあるので、自己消弧形半導体素子 1 1 , 2 1の破損を含めて、素子 1 1 , 2 1の導通状態を検出できる。

従って、 G— K間電圧検出回路 1 7 2， 2 7 2の出力信号を、それぞれインバータ回路 1 7 3 , 2 7 3を介して反転し、この反転信号を遅延回路 1 8 2 , 2 8 2により一定時間遅らせ、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 1 , 2 1が転流直後から一定時間経過した導通期間であることを判定する。アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6の出力信号と遅延回路 1 8 2 , 2 8 2の出力信号を論理積回路 1 9 2 , 2 9 2に入力している。このため、自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1が導通して一定時間以上経過している時に、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6が動作していることで、通常の転流時の現象と識別して電力変換器の事故を高速に検出でき、更に自己消弧形電力用半導体素子 1 1 , 2 1 の破損も検出できる。

<第 4実施例 >

第 1 3図は本発明の第 4実施例を示すもので、第 2図と同一部に同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点を主として説明する。すなわち、アノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6の出力側に遅延回路 1 8 3を設け. ァノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6の出力信号を一定時間遅延させ、遅延回路 1 8 3から得られる出力信号を故障検出信号として扱うようにしたものである。また、ァノードリアクトル電圧方向検出回路 2 6の出力側に遅延回路 2 8 3を設け、アノードリアクトル電圧方向検出回路 2 6の出力信号を一定時間遅延させ、遅延回路 2 8 3から得られる出力信号を故障検出信号として扱うようにしたものである。

このように構成した第 4実施例によれば、以下のような作用効果が得られる。アノードリアクトル 1 3 , 2 3に印加される電圧は、転流時の過渡現象が完了して、アノードリアクトル 1 3 , 2 3に通常の運転での電流が流れている状態になれば、発生する電圧は事故時の電圧に比較し、極めて小さな値であることは既に説明した通りである。即ち、通常の電流の転流に必要な時間が経過した後では、ァノードリアクトル 1 3 , 2 3には電圧はほとんど発生していない。従って、アノードリアクトル検出信号を、一定時間遅らせる遅延回路 1 9 3 , 2 9 3を設けているので、ァノードリアクトル電圧方向検出回路 1 6 , 2 6がー定時間以上動作していることで、通常の転流時の現象と識別して、電力変換器の事故を検出できる。

以上述べた実施例では、電圧形自励式電力変換器として、第 1図に示すアーム回路 1， 2を直列接続したアーム直列回路、アーム回路 3 , 4を直列接続したアーム直列回路、アーム回路 5 , 6を直列接続したアーム直列回路からなる三相回路をあげたが、これに限らず、アーム直列回路を 2 個とした単相回路、アーム直列回路が 4個以上であっても同様な効果をあげることができる。また、アーム直列回路はアーム回路の個数が 2個に限らず 3個以上であってもよい。

Claims

請求の範囲

( 1 ) アーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に有するアノードに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのァノ一ドリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路の半導体素子毎のァノ一ドからカソード方向に流れる電流が増加する時に前記各アーム回路のァノ一ドリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを各々検出する電圧方向検出手段と、

. 前記各アーム回路の半導体素子毎のアノードからカソードの向きに電流が流れていることを各々検出するアーム電流方向検出手段と、

前記各アーム回路毎の前記電流方向検出手段の出力信号をそれぞれ一定時間遅らせる遅延手段と、

前記各アーム回路毎に、前記電圧方向検出手段の出力信号と前記遅延手段の出力信号が同時に存在したとき前記電力変換器の事故検出信号とする出力手段と、

を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 2 ) アーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に逆並列に接続されたダイォードと. 前記半導体素子に有するァノ一ドに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのァノードリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路のァノードリアクトルにそれぞれ並列に接続され、前記各半導体素子のアノードから力ソード方向に流れる電流が増加する時に前記各ァノ一ドリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する電圧方向検出手段と、

前記各アーム回路毎に設けられ、前記各半導体素子のァノードからカソードの向きに電流が流れていることを検出するアーム電流方向検出手段と、

前記各アーム回路毎に設けられ、前記各アーム電流方向検出手段の出力信号をそれぞれ一定時間遅らせる遅延手段と、

前記各アーム回路毎に設けられ、前記各電圧方向検出手段および前記各遲延手段の出力信号をそれぞれ入力し、この両信号が同時に存在したとき前記電力変換器の事故検出信号とする出力手段と、

を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 3 ) 前記アーム直列回路が複数個並列接続されるものであって、前記アーム直列回路のうちの一つのアーム直列回路のアーム回路毎に、前記電圧方向検出手段と、前記アーム電流方向検出手段と、前記出力手段を設けた請求の範囲第 1項または第 2項記載の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 4 ) アーム電流方向検出手段は、電流が流れたとき発光する発光素子と、この発光素子に直列に接続され電圧を設定するための第 1 の抵抗と、この第 1 の抵抗と前記発光素子に対して並列に接続された第 2の抵抗と、前記発光素子からの光を受光したとき電気信号に変換する受光素子と、前記発光素子からの光を前記受光素子に導くライトガィドと、前記受光素子から得られる電気信号を増幅する増幅回路とからなる請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかに記載の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 5 ) アーム電流方向検出手段は、アノードリアクトルに流れる電流を検出し、この検出された電流の正負を判別するレベル判定回路からなる請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかに記載の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 6 ) アーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に有するァノ一ドに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのアノードリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路の半導体素子のァノ一ドからカソード方向に流れる電流が増加する時に前記各アーム回路のァノ一ドリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを各々検出する電圧方向検出手段と、

前記各アーム回路の半導体素子の導通期間をそれぞれ制御する導通期間制御手段と、

前記各導通期間制御手段の出力信号をそれぞれ一定時間遅らせる遅延手段と、

'を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 7 ) ァーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に逆並列に接続されたダイォードと、前記半導体素子に有するァノ一ドに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのァノードリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路のァノ一ドリアクトルにそれぞれ並列に接続され、前記各半導体素子のァノ一ドからカソ一ド方向に流れる電流が増加する時に前記各アーム回路のァノ一ドリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを検出する電圧方向検出手段と、

前記各アーム回路に設けられ、前記半導体素子の導通期間をそれぞれ制御する導通期間制御手段と、

前記各アーム回路毎に設けられ、前記電圧方向検出手段の出力信号と前記遅延手段の出力信号が同時に存在したとき前記電力変換器の事故検出信号とする出力手段と、を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 8 ) 前記アーム直列回路が複数個並列接続されるものであって、前記アーム直列回路のうちの一つのアーム直列回路のアーム回路毎に、前記電圧方向検出手段と、前記導通期間制御手段と、前記遅延手段と、前記出力手段を設けた請求の範囲第 6項または第 7項記載の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 9 ) アーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に有するァノ一ドに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのァノ一ドリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路の半導体素子毎ののァノ一ドからカソ一ド方向に流れる電流が増加する時に前記各アーム回路のアノードリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを各々検出する電圧方向検出手段と、

前記各アーム回路の半導体素子毎のゲートおよびカソード間のオフゲート電圧を各々検出する電圧検出手段と、前記各電圧検出手段の出力信号をそれぞれ反転して一定時間遅らせる遅延手段と、

前記各アーム回路毎に前記電圧方向検出手段の出力信号と前記遅延手段の出力信号が同時に存在したとき前記電力変換器の事故検出信号とする出力手段と、を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 1 0 ) アーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に逆並列に接続されたダイォードと、前記半導体素子に有するァノ一ドに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのァノードリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路のァノ一ドリアクトルにそれぞれ並列に接続され、前記各半導体素子のァノードからカソード方向に流れる電流が増加する時に前記各アーム回路のァノ一ドリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを各々検出する電圧方向検出手段と、

前記各アーム回路毎に設けられ、前記各アーム回路の半導体素子のゲートおよび力ソード間のオフゲート電圧を各々検出する電圧検出手段と、

前記各アーム回路毎に設けられ、前記電圧検出手段の出力信号をそれぞれ反転して一定時間遅らせる遅延手段と、前記各アーム回路毎に、前記電圧方向検出手段の出力信号と前記遅延手段の出力信号が同時に存在したとき前記電力変換器の事故検出信号とする出力手段と、

を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 1 1 ) 前記アーム直列回路が複数個並列接続されるものであって、前記アーム直列回路のうちの一つのアーム直列回路のアーム回路毎に、前記電圧方向検出手段と、前記電圧検出手段と、前記遅延手段と、前記出力手段を設けた請求の範囲第 9項または第 1 0項記載の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 1 2 ) アーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に有するアノードに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのァノ一ドリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路の半導体素子毎のァノードからカソード方向に流れる電流が増加する時に前記各アーム回路のァノードリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを各々検出する電圧方向検出手段と、

この電圧方向検出手段の出力信号をそれぞれ一定時間遅らせて出力される信号を前記電力変換器の事故検出信号とする遅延手段と、

を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 1 3 ) アーム回路が複数直列接続されたアーム直列回路を備え、前記各アーム回路は自己消弧形電力用半導体素子と、この半導体素子に逆並列に接続されたダイォードと、前記半導体素子に有するァノ一ドに直列に接続され電流立上がり率を抑制するためのァノードリアクトルを有してなる電圧形自励式電力変換器において、

前記各アーム回路のァノードリアクトルにそれぞれ並列に接続され、前記各半導体素子のァノ一ドから力ソード方向に流れる電流が増加する時に前記各アーム回路のァノ一ドリアクトルに発生する向きの電圧が一定値以上であることを各々検出するアノードリアクトル電圧方向検出手段と、この各電圧方向検出手段の出力信号をそれぞれ一定時間遅らせて出力される信号を前記電力変換器の事故検出信号とする遅延手段と、

を具備した電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 1 4 ) 前記アーム直列回路が複数個並列接続されるものであって、前記アーム直列回路のうちの一つのアーム直列回路のアーム回路毎に、前記電圧方向検出手段と、前記遅延手段を設けた請求の範囲第 1 2項または第 1 3項記載の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。

( 1 5 ) 電圧方向検出手段は、電流が流れたとき発光する発光素子と、この発光素子に直列に接続され電圧を設定するための抵抗と、前記発光素子からの光を受光したとき電気信号に変換する受光素子と、前記発光素子からの光を前記受光素子に導くライトガイドと、前記受光素子から得られる電気信号を増幅する増幅回路とからなつている請求の範囲第 1項〜第 3項、第 6項〜第 1 4項のいずれか一つに記載の電圧形自励式電力変換器の事故検出回路。