JPH01259763A - 電力変換装置 - 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、直流リアクトルを介して接続される他励変換
器により構成された直流送電設備や、無整流子電動機駆
動装置等の電力変換装置に関する。

（従来の技術） 第５図に直流送電システムの構成図の１例を示す。第５
図に示すように、１と２は、各々異なる周波数の交流電
源、３と４は各々他励変換器、５は変換器３と４の間の
脈動電圧を抑制する直流リアクトル、６は電流を検出す
る変流器、７はダイオード、８は電流制御回路７９は電
流基準、１０゜１１は位相制御回路、１２は位相基準で
ある。

第５図の動作を簡単に説明する。第５図に示した変流器
６とダイオード７により検出した電流フィードバックと
、電流基準８とを電流制御回路９に入力し、電流制御回
路９の出力を位相基準として位相制御回路１０に入力す
る。位相制御回路１０で位相基準に応じたゲートパルス
を出力し変換器３の位相制御を行う。

つまり、変換器３により電流を制御しながら交流電力を
直流に変換する。変換器３の出力直流電圧は直流リアク
トル５によって平滑されて、変換器４に加えられる。一
方、位相制御回路１０Ａは負極性の位相基！！１１に応
じたゲートパルスを出力し、変換器４の位相制御を行う
。位相基準１２が負極性なので、変換器４は逆変換動作
を行い、変換器４の直流側に加えられた電力は交流に変
換される。

以上のようにして交流電源１の交流電力が、−担直流を
介して再び交流に変換され異った周波数の交流電源２へ
電力を変換することができる。

ここで、第５図の構成で、交流電源１から交流電源２へ
の電力変換を説明したが、制御回路として、送受両方の
構成要素を持てば、交流電源２から交流型ｇ１への電力
変換も行うことができ、双方向の電力変換ができること
は明らかである。

（発明が解決しようとする課題） 次に、上記電力変換装置において、何らかの要因により
変換器４の転流余裕角が不足し、変換器４が転流失敗し
た場合について第６図を用いて説明する。第６図は第５
図の変換器４の直流電圧波形を示したものである。ａ点
は正常に転流した場合で、ｂ点が転流した場合である。

変換器４は他励式であるため、ｂ点で転流失敗すると、
それ以降のゲートパルスに対して、転流電圧が反対の極
性となり、転流動作が不可能となる。従って、直流電圧
波形は第６図のように交流波形Ｕ−Ｖに従った波形とな
り、定常状態へ復帰するのはＣ点となる。

第６図で説明した転流失敗を生じると、ｂ点からＣ点の
間で直流リアクトルに過大な電圧が加わり、過大な直流
電流が流れる危険があり、大容量の直流リアクトルを用
いなければならない問題があった。

更に、第６図でｂ′点からＣ′点までは直流電圧が負の
領域であり、電力の流れが逆転している。

従って、交流電源１と２の間の電力変換において大きな
電力脈動が生じる問題があった。

したがって、上記問題点を鑑み、本発明の目的は、小容
量の直流リアクトルで直流電流の増大を抑制し、かつ電
力方向の逆転期間を最小にする電力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、上記目的を達成するために、サイリスタ変換
器の逆変動作を行っている逆変換器が転流失敗したこと
を検出し、逆変換器の点弧位相基準にバイアス信号を加
算することによって、逆変換器の点弧タイミングを操作
し、逆変換器のサイリスタ点弧順序を早めるよう制御す
る制御手段を備えた電力変換装置を提供する。

（作　用） 上記のように構成されたものにおいては、逆変換動作を
している逆変換器のゲートパルスタイミングを操作する
ことによって逆変換器の直流電圧波形を最短で正常状態
へ復帰させることによって達成できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

なお、第１図に示す第５図と同一要素については、同一
番号を付すことにより、その説明は省略する。

第１図に示すように、２０は電流を検出する変流器、２
１は電圧を検出する変圧器、２２は転流失敗検出検出器
、２３はワンショット信号を発生するモノマルチ回路、
２４はスイッチ、２５は位相バイアスである。

第１図に示した本実施例の動作を第２図を用いて簡単に
説明する。第２図において、第６図と同一の符号は同一
のタイミングである。第２図に示したｂ点において、転
流失敗すなわち、転流電圧零点を越えて、Ｖ相電流が流
れたことを、変流器２０と変圧器２１の信号を入力した
転流失敗検出器２２によって検出し、転流失敗信号Ｆを
発生する。転流失敗信号Ｆはモノマルチ回路２３に入力
され、パルス信号Ｇを発生する。

パルス信号Ｇによって、スイッチ２４を閉じて位相バイ
アス２５を位相基準１１に加算する。位相バイアスが加
算された位相基準は、位相制御回路１０Ａに入力され、
変換器４のゲートパルスを発生する。

このゲートパルスは、転流電圧が正しい極性なので変換
器４は転流し、第２図にＡまたはＢで示す直流電圧波形
となる。Ａの転流で転流余裕角が不足する場合は、位相
バイアス２５を大きく設定し。

Ｂの転流となるようにすれば良い。

Ａの転流を行った場合は交流波形ｖ−Ｗに従って直流電
圧が上昇し、ｄ点で定常状態へ復帰する。

またＢの転流を行った場合は交流波形Ｖ−Ｕに従って直
流電圧が上昇し、ｅ点で定常状態へ復帰する。

従来装置で直流電圧が定常状態へ復帰するのは、第２図
で、交流波形Ｕ−Ｗに従うためＣ点となる。

従って１本実施例においては、従来装置に比較して大幅
に短い時間で正常状態へ復帰させることができ、電力脈
動を大幅に縮少することができる。

また、期間の短縮と共に、電圧−時間面積も大幅に短縮
できるため、電流抑制用の直流リアクトルも大幅に削減
できコストダウン、設置スペース削減を図ることができ
る。

次に、第３図を用いて本発明の他の実施例を説明する。

第３図に示した本実施例は第１図の電力変換装置を双方
向に使えるようにしたものである。

なお、第３図において、第１図と同一番号を付した構成
要素は同一要素であり、番号の構成要素と同一要素であ
る。

第３図に示すように、２５は電力方向切換回路である。

第３図に示した実施例において、第１図に示した実施例
と異なる点は、電力の変換を双方向に行うように制御回
路を付加し、電力方向切換回路２５によって使い別ける
点である。

本実施例においても１本発明の主旨である逆変換動作を
している変換器の転流失敗に対する保護動作は全く同じ
であり、第１図と同様の効果が得られることは明らかで
ある。

さらに、第４図を用いて本発明の他の実施例を説明する
。第４図において、第１図と同一番号を付して構成要素
は同一要素であり、その説明は省略する。第４図に示す
ように、３０は、同期電動機である。第４図は無整流子
電動機と呼ばれる可変速駆動装置の１つである。なお、
第４図に示した実施例において第１図に示した実施例と
異っている点は、第１図の交流電源２が第４図では同期
電動機３０となっている点があるが、本発明の主旨であ
る。

逆に変換動作線をしている変換器の転流失敗に対する保
護動作は全く同じであり、第１図と同様の効果が得られ
ることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、直流リアクトルを
介して接続された他端変換器によって構成される電力変
換装置において、逆変換動作をしている逆変換器が転流
失敗した場合に、小容量の直流リアクトルで直流電流の
増大を抑制し、かつ最短時間で定常状態へ復帰させて、
電力脈動期間と量を最小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図
は、第１図に示した一実施例の動作を示すタイミングチ
ャート、第３図及び第４図は、本発明の他の実施例を示
す概要構成図、第５図は、従来の電力変換装置を示す概
要構成図、第６図は第５図に示した電力変換装置の動作
を示すタイミングチャートである。 １．２・・・交流電源　　　　　　３，４・・・他端変
換器５・・・直流リアクトル　　　　２０．２０Ａ・・
・変圧器２１　、２１Ａ・・・転流失敗検出器　　２２
，２２Ａ・・・モノマルチ回路２３　、２３Ａ・・・ス
イッチ　　　　　２４　、２４Ａ・・・位相バイアス２
５・・・電力方向切換回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流リアクトルを介して接続され、点弧位相制御された
   サイリスタ変換器で構成される電力変換装置において、
   前記サイリスタ変換器のうち、逆変換動作を行っている
   逆変換器が転流失敗したことを検出し、前記逆変換器の
   点弧位相基準にバイアス信号を加算することによって、
   前記逆変換器の点弧タイミングを操作し、前記逆変換器
   のサイリスタ点弧順序を早めるよう制御する制御手段を
   具備したことを特徴とする電力変換装置。