JPH01185167A - 交直変換装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、交流電力系統に設けられ位相制御により直流
電流または直流電圧を制御する交直変換装置に関する。

（従来の技術） 第５図を参照して、従来の交直変換装置における直流電
流の一般的制御方法を説明する。

主回路１の直流電線路に設けられた直流変流器２により
直流電流値を検出し、これを電流電圧変換回路３により
電圧信号に変換して電流制御回路４に入力する。電流制
御回路４は入力された直流電流値を電流基準設定器５か
らの電流基準と比較し、その誤差を増幅して制御信号を
形成して点弧パルス決定回路６に出力する。点弧パルス
決定回路６は同期信号発生回路７からの信号により交流
電線路の電圧波形と同期をとりつつ、電流制御回路４か
らの制御信号に基づき各相点弧パルスの出力時期を決定
する。そして、決定された出力時期にパルス発生回路８
が変換装置１に点弧パルスを出力する。尚、図中、参照
番号９は変換装置用変圧器、１０は交流リアクトル、１
１は計器用変成器である。

このように従来は、直流電流を検出し、あるいは３相交
流電流の平均値を検出して、これを一定値とするように
位相制御をおこなっている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の交直変換装置では、直流負荷が小さく平滑リ
アクトルが無い又は小さい場合、極めて小さな点弧角の
ばらつきにより各相の交流電流にばらつきが生じ、直流
電流に脈動が生じる。また、電力変換装置一般に言える
ことであるが、系統交流電圧の不平衡や高調波の発生等
は位相制御に影響を与え、場合によっては系統の波形歪
みを増加させ、さらに、直流電流の脈動により変換器用
変圧器の直流偏磁を誘発させる原因となる。

これらの問題は、系統の短絡容量等の条件により影響の
大きさは変わるが、逆変換装置においては転流失敗の原
因となり運転継続を困難にし、また電圧制御形の変換装
置においては系統電圧の不平衡が特定相の過電流を生じ
させる。

さらに、交流系統の事故、例えば交直変換装置の遠方端
での一線地絡事故、において運転を継続する必要がある
場合にも、電圧不平衡、三相交流電圧の位相ずれが発生
する。この様な場合、同期信号発生回路（第５図参照番
号７）の作る等間隔パルスに位相ずれが発生し、系統電
圧の波形歪みを増加させ、転流失敗を誘発して運転継続
を困難にする。

また、交流系統が事故や点検等により弱小となった場合
にも、系統の持つ共振周波数のずれ等により制御系と交
流系統の干渉が発生し、直流電流の脈動により系統の波
形歪みを増加させ、転流失敗を誘発して運転継続を困難
にする。

従って、本発明の目的は上述した様な場合における交流
系統に与える影響を最少限にして、安定な運転を維持で
きる交直変換装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、多相の交流電力系統に設けられ位相制御によ
り直流電流または直流電圧を制御する交直変換装置にお
いて、主回路の各相スイッチング素子の電流値を検出し
この各相電流値が平衡するように前記位相制御による各
相スイッチング素子の点弧角を補正する回路を有するこ
とを特徴とする交直変換装置を提供するものである。

（作　用） 上記構成によれば、交流電圧の不平衡や点弧パルスのば
らつきが発生した場合、各相の電流値が平衡するように
点弧角が補正される。従って、直流電流の脈動が解消さ
れ安定した運転が維持される。

（実施例） 以下、実施例により説明する。

第１図は、本発明に係る交直変換装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。尚、第５図の従来例と同一の
要素は同一番号を付してその説明は省略する。

図示のようにこの実施例は、第５図の従来例の構成に加
えて、三相交流電線路に設けられた交流変流器１２によ
り各相の交流電流値を検出し、電流補正回路１３により
前記各相交流電流値と直流変流器２で検出した直流電流
値の平均値（三相交流電流値の平均値）との誤差を求め
、これを増幅して補正信号を形成し、この補正信号を各
相毎に加算器１４により定電流制御回路４からの制御信
号に加算し、こうして補正された制御信号に基づき点弧
パルス決定回路６により各相の点弧角を決定することに
より電流補正を行なうよう構成されている。

第２図は電流補正回路１３の詳細構成を示すブロック図
である。

この電流補正回路１３は、交流変流器１２（ｕ相の回路
のみ図示する）からの各相交流電流値信号を相毎に２つ
のルートに分けて電流電圧変換回路１５．１６を介して
比較器１７．１８に入力し、各比較器１７．１８にて直
流変流器２から電流電圧変換回路３及び平均化回路１９
を介して入力される直流電流の平均値（三相交流電流の
平均値）信号との誤差を計算し、各誤差信号を増幅回路
２０．２１により増幅して補正信号を形成し、各補正信
号をフリップフロップ２２．２３により制御されるアナ
ログスイッチ２４．２５を介して加算器１４に出力して
定電流制御回路４からの制御信号の補正を行うように構
成されている。尚、ここでは三相交流のＵ相に対応する
回路のみ図示しであるが、実際にはＶ相、Ｗ相共に同様
の回路が設けられている。

フリップフロップ２２．２３は、各相個別に補正を行う
ために、主回路１の対応するスイッチング素子（サイリ
スタ、ＧＴＯ等）の動作時期に合せてアナログスイッチ
２４．２５をオン／オフする。例えば、Ｕ相すイリスタ
に対応するフリップフロップ２２は、自相（Ｕ相）の６
０度前のＹ相の点弧パルスでセットされて自相の点弧パ
ルスでリセットされ、このセットとリセットの間のみア
ナログスイッチ２４を閉じてＵ相すイリスタの点弧角の
補正を行なう。また、Ｘ相すイリスタに対応するフリッ
プフロップ２３は、自相（Ｘ相）の６０度前のｖ相の点
弧パルスでセットされて自相の点弧パルスでリセットさ
れ、その間のみＸ相の点弧角の補正を行なう。このよう
に、時分割方式で６０度の期間づつ各相克弧角の補正を
行なう。

またそのために、増幅回路２０．２１は入力された自相
の誤差信号に適当な遅延を与えて、これに基づく補正信
号が自相の上記６０度期間に出力されるようにする。こ
うして、各相毎に他相に影響を与えることなく個別に電
流補正が加えられる。

次に、第３図を参照してこの実施例の電流補正の動作に
ついて説明する。

同図（ａ）の実線は直流電流波形、破線はその平均値を
示すが、ここで交流電圧の不平衡や点弧角のばらつきに
より図示のように直流電流の脈動が発生したとする。（
ａ）に示す直流電流の脈動波形と（ｂ）に示す各相点弧
パルスのタイミングとから、Ｕ相とＸ相を例にとれば、
Ｕ相電流は平均値より大きく、Ｘ相電流は平均値より小
さくなっていることがわかる。従って、Ｕ相、Ｘ相電流
と平均値との誤差を増幅した補正信号は夫々（Ｃ）、（
ｄ）に示すような波形となる。つまり、Ｕ相電流の補正
信号はＵ相電流を減少させるように働き、またＸ相電流
の補正信号はＸ相電流を増加させるように働くことにな
る。

そして、Ｕ相点弧パルスのほぼ６０度前のＹ相点弧パル
スの出力時にスイッチ２４が閉じ、Ｕ相電流の補正信号
が制御信号に加算される。この補正された制御信号によ
りＵ相点弧パルスの位相角が決められ、Ｕ相点弧パルス
の出力と同時にスイッチ２４が開きＵ相電流の補正が終
了する。同様に、Ｘ相点弧パルスのほぼ６０度前のＶ相
点弧パルスの出力時にスイッチ２５が閉じ、Ｘ相電流の
補正信号が制御信号に加算される。その補正された制御
信号によりＸ相点弧パルスの位相角が決定され、Ｘ相点
弧パルスの出力と同時にスイッチ２５が開きＸ相電流の
補正が終了する。（ｅ）はこのようにしてスイッチ２４
．２５から出力されるＵ相、Ｘ相の補正信号の波形を示
し、（ｆ）はＵ相、Ｘ相の補正信号が加算された制御信
号の波形を示している。

尚、ここではＵ相、Ｘ相の二相のみについて説明したが
、実際にはこのようにして全ての相について順次に電流
補正が行われ、その結果、各相交流電流が同値になるよ
うにつまり直流電流の脈動が無くなるように制御される
。

上記実施例では直流電流を制御する場合を説明したが、
直流電圧を制御する場合においても本発明が適用できる
。第４図はこのような場合における本発明の一実施例を
示す。尚、第２図の実施例と同一の要素には同一参照番
号を付してその説明は省略する。

この実施例では、分圧器２６により直流電圧を検出し、
この検出値と電圧基準設定器２７からの電圧基準との誤
差を定電圧制御回路２８により増幅して制御信号を形成
し、この制御信号に基づき点弧角を制御することにより
定電圧制御を行っている。そして、第２図の電流制御の
場合と同様に、電流補正回路１３により各相の電流と直
流電流の平均値との誤差を増幅した補正信号を形成して
、この補正信号を各相毎に６０度期間づつ定電圧制御回
路２８からの制御信号に加算することにより電流補正を
行なう。

このように定電圧制御に電流補正を加えることにより、
点弧角のばらつきや系統電圧の不平衡時等に三相交流電
流を一定つまり直流電流を一定に制御することになり、
系統に与える影響を少なくし安定な運転が行なえるよう
になる。

尚、上記実施例では定電流制御または定電圧制御される
６相の変換装置について、時分割方式により各相毎の補
正信号を位相制御回路に与える回路構成を示して説明し
たが、位相制御回路が各相個別に設けられる回路構成に
おいて、各位相制御回路にそれぞれ補正信号を与えるよ
うな構成も本発明に含まれることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、各相の電流値が
平衡するように位相制御を補正する回路を設けたため、
交流電圧の不平衡や点弧パルスのばらつきが生じても各
相の電流を一定に保ち安定した運転が確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る交直変換装置の一実施例のブロッ
ク構成図、第２図は第１図の実施例の電流補正回路のブ
ロック構成図、第３図は第１図の実施例の動作を説明す
るためのタイムチャート、第４図は本発明の別の実施例
のブロック構成図、第５図は従来の交直変換装置のブロ
ック構成図である。 １・・・主回路、２・・・直流変流器、３．　１５．　
１６・・・電流電圧変換回路、４・・・定電流制御回路
、５・・・電流基準設定器、６・・・点弧パルス決定回
路、８・・・パルス発生回路、１２・・・交流変流器、
１３・・・電流補正回路、１４・・・加算器、１７．１
８・・・比較器、１９・・・平均化回路、２０．２１・
・・増幅回路、２２゜２３・・・フリップフロップ、２
４．２５・・・アナログスイッチ、２６・・・分圧器、
２７・・・電圧基準設定器、２８・・・定電圧制御回路
。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第２図 第Δ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多相の交流電力系統に設けられ位相制御により直流電流
   または直流電圧を制御する交直変換装置において、主回
   路の各相スイッチング素子の電流値を検出しこの各相電
   流値が平衡するように前記位相制御による各相スイッチ
   ング素子の点弧角を補正する回路を有することを特徴と
   する交直変換装置。