JPH01320474A

JPH01320474A - 交流量のシミユレーシヨン装置

Info

Publication number: JPH01320474A
Application number: JP1113547A
Authority: JP
Inventors: Marcos-Antonio Pereira; マルコスアントニオ、ペレイラ
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1989-12-26
Also published as: EP0343392B1; EP0343392A2; CA1313224C; EP0343392A3; DE58902321D1; US4904925A

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、直流成分を有する交流量、特に測定目的で
電磁変成器を有する制御される半導体デバイスにおける
交流量をシミュレートするための装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

電磁変成器による交流量の伝達の際には定常的な直流成
分は伝達されない、その結果１、入力交流量にくらべて
変成器から出力される交流量の零点シフトが生ずる。こ
の問題は特に、制御される半導体デバイスの電流の測定
の際に生ずる。たとえば、サイリスタ調整器の電流経過
のなかの直流成分は個々のサイリスタに対する不等の点
弧角により生ずる。測定された交流量はサイリスタ制御
８に対して必要とされるので、誤りのない値を得ること
が特に重要である。

そのために従来は、特別な手段により直流成分を伝達し
得る装置が使用された。この装置はたとえば直流成分に
より磁化に逆作用する変成器コアの予磁化を行う特別な
追加巻線を有する変成器を含んでいる。このような変成
器は高価である。さらに、この場合、予磁化に対する追
加的な調節装置が必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、冒頭に記載した種類の装置であって、
制御される半導体デバイスにおいて直流線分を有する電
気的交流量が簡単な仕方で測定、調節および制御機能に
対してシミュレートされ得る装置を提供することである
。

［課題を解決するための手段］この課題は、冒頭に記載した種類の装置において、本発
明によれば、変成器の二次巻線がサンプル・アンド・ホ
ールド回路の入力端と接続されており、そのトリガ入力
端が半導体デバイスに対する制御装置に接続されており
、またこの制御装置からトリガパルスをそれぞれ半導体
デバイスの制御時点で受け、また直流成分に比例する出
力信号を生ずるサンプル・アンド・ホールド回路の出力
端が比較器の第１の入力端に導かれており、その第２の
入力端が変成器の二次巻線と接続されており、またその
出力端からシミュレートされた交流量が取り出され得る
装置により解決される。

こうして、簡単な手段により、直流成分を含む必要とさ
れる電気的交流量のシミュレーシヨンが達成される。従
来の経済的な変成器、たとえば通常の保護変成器が測定
値検出のために使用され得る。加えて、このことは、そ
の小さい外形寸法により、付加巻線を有する従来の解決
策にくらべて、占有場所の本質的な縮小に寄与する０本
発明によれば、非常に小さい直流成分を検出することが
可能である。その際に、定常的であり、また変成器から
伝達されない直流成分のみが顧慮される。

比較器が第１および第２の入力端を存する差し引き器と
して構成されており、第１の入力端が反転入力端として
、また第２の入力端が非反転入力端として構成されてい
ることは望ましい、こうしてシミュレートされた交流量
（直流および交流成分）はその位相の点でも元の交流量
に相当する。

この利点は同じく、比較器が加算器として構成されてお
り、サンプル・アンド・ホールド回路と比較器との間に
インバータ回路が配置されている実施例でも得られる。

インバータ回路および（または）比較器が増幅器として
構成されていることは好ましい、それによって変成器と
後続の要素との間のレベル比の整合が達成され、それに
より非常に小さい直流成分の検出も可能である。

１つの有利な実施例では、比較器の出力端と測定出力端
との間に除去および低域通過フィルタとして構成されて
いるフィルタが配置されている。

こうして測定出力端から、交流量のなかに含まれている
すべての直流成分が別の目的で得られる。

この測定信号は有利に、制御装置を介して望ましくない
直流成分を零に調節する役割をする。

本発明の有利な実施例は従属請求項にあげられている。

〔実施例］以下、本発明の実施例を図面により一層詳細に説明する
。

第１図には、制御される半導体デバイス、特にサイリス
タにおける交流量をシミュレートするための装置１１０
０が示されている。これは負荷１４および電圧源１５の
導線ａ、ｂ、ｃにより電流回路を形成するサイリスタ調
整器１３の構成部分である。調整器１３を通って１つの
電流Ｉｔが図示されているように流れる。その際に留意
すべきこととして、両半波は不等の点弧角に基づいて相
異なる大きさを有し、従ってまた電流経過は直流成分を
有する。これは定常的でなければならない。

調整器１３の半導体デバイスｌはその制御パルスを制御
ｎ装置２から受ける。この制御袋！２はパルス発生器２
４を含んでおり、その出力パルスが角度制御装置２３ａ
、２３ｂおよび整合回路１８ａ、１８ｂを介して、制御
される半導体デバイスｌに伝達される。電流！７は変成
器３により検出される。変成器３の伝達特性によりその
二次側の導線ｄに電圧Ｕ、が図示されているように伝達
される。

直流成分は変成器３により抑制されている。互いに属す
る正および負の半波の電圧時間面積は等大である。電流
■７の元の零線１６は直流成分の大きさ１７だけ下方に
ずらされている。この電圧Ｕ。

は導線ｄを介して、トリガ入力端６で制御装置２と接続
されているサンプル・アンド・ホールド回路４の入力端
５に与えられる。制御袋Ｗ２からサンプル・アンド・ホ
ールド回路４はトリガパルスをそれぞれ半導体デバイス
１の制御時点２０で受ける。それにより、それぞれ半導
体デバイスｌの制御時点２０で電圧Ｕ。がサンプリング
され、またこの値が、１つの直ぐ次のトリガパルスが続
くまで、サンプル・アンド・ホールド回路４の出力端７
から出力される。制御時点２０では半導体デバイス１の
電流■、は零である。この時点２０で電圧Ｕ。の値を考
察すると、正確に大きさ１７により直流成分の割合が得
られる。すなわち、サンプル・アンド・ホールド回路４
の導線ｅ上の出力電圧ＵＧＬは直流成分に比例している
。出力端７は比較器９の第１の入力端８ａと接続されて
おり、その第２の入力端８ｂは変成器３の二次巻線と接
続されている。その際に、比較器９が差し引き器として
構成され、第１の入力端８ａが反転入力端として、また
第２の入力端８ｂが非反転入力端として構成されている
ことは望ましい、このことは、直流成分ＵＧＬが交流量
Ｕｗから差し引かれることを意味する。比較器９の出力
端２１に元の交流量Ｉｔの正しい位相でのシミュレーシ
ヨンＵ＋ｔが生ずる。信号ＵＩＴは次いで別の測定目的
に使用される。この信号はたとえば温度監視装置、監視
および制御−置、または図示されているように電流値を
指示する測定装置２５に伝達される。

第２図には別の実施例が示されている。この実施例では
比較器９は加算器として構成されている。

直流成分が正しい極性で変成器信号と加算されるように
、サンプル・アンド・ホールド回路４と比較器９との間
にインバータ回路１０が配置されている。また、さらに
インバータ回路１０ａがサンプル・アンド・ホールド回
路４の入力端５に配置されていてもよい、インバータ回
路１０，１０ａおよび（または）比較器９が増幅器とし
て構成されていることは、個々の要素の相互の最適な整
合のために好ましい。

比較器９の出力端２１と測定出力端２２との間に除去お
よび低域通過フィルタとして構成されているフィルタ１
２が配置されている。フィルタ１２により電圧Ｕｌ？の
すべての交流量が消去されるので、出力端２２には、電
流！７のなかに含まれているすべての直流成分に比例し
ている電圧Ｕ。

が生ずる。この電圧は、制御時点の補正により負荷電流
回路内の望ましくない直流成分を得るため、たとえば導
線ｆを介して制御装置２の制御装置１９に導かれ得る。

このことは、負荷１４が誘導性であり、また望ましくな
い予磁化が生ずるときに特に有意義である。電圧Ｕ、は
予磁化に対する１つの尺度としての役割をする。また、
この電圧は監視装置または図示されているように測定装
置２５ａにも供給され得る。

装置１００または１００ａの本質的な利点は、変成器３
により伝達されない直流成分のみがサンプル・アンド・
ホールド回路４により検出されることである。すなわち
、たとえば変成器３が伝達し得る短時間のダイナミック
な成分はサンプル・アンド・ホールド回路４により検出
されない、それらは時間的経過に、信号Ｕｗと異なり、
変成器３の二次側に交流量のずれを有していない、すな
わちダイナミックな成分が特別に顧慮され、また場合に
よってはフィルタ装置１２のなかでさらに処理され得る
。

【図面の簡単な説明】

第１図はサイリスタにおける交流電流のシミュレーシッ
ン装置の第１の実施例の回路図、第２図はその第１の実
施例の回路図である。１・・・半導体デバイス２・・・制御装置３・・・変成器４・・・サンプル・アンド・ホールド回路５・・・入力
端６・・・トリガ入力端７・・・出力端８ａ・・・第１の入力端８ｂ・・・第２の入力端９・・・比較器１Ｏ１１０ａ・・・インバータ回路１２・・・フィルタ１３・・・調整器１４・・・負荷１５・・・電圧源２１・・・出力端２２・・・測定出力端２３．２３ａ・・・角度制御装置２４・・・パルス発生器２５．２４ａ・・・測定装置１００．１００ａ−・・装置

Claims

【特許請求の範囲】１）直流成分を有する交流量、特に測定目的で電磁変成
器を有する制御される半導体デバイスにおける交流量を
シミュレートするための装置において、変成器（３）の
二次巻線がサンプル・アンド・ホールド回路（４）の入
力端（５）と接続されており、そのトリガ入力端（６）
が半導体デバイス（１）に対する制御装置（２）に接続
されており、またこの制御装置（２）からトリガパルス
をそれぞれ半導体デバイス（１）の制御時点（２０）で
受け、また直流成分に比例する出力信号を生ずるサンプ
ル・アンド・ホールド回路（４）の出力端（７）が比較
器（９）の第１の入力端（８ａ）に導かれており、その
第２の入力端（８ｂ）が変成器（３）の二次巻線と接続
されており、またその出力端（２１）からシミュレート
された交流量が取り出され得ることを特徴とする交流量
のシミュレーション装置。２）比較器（９）が第１および第２の入力端を有する差
し引き器として構成されており、第１の入力端（８ａ）
が反転入力端として、第２の入力端（８ｂ）が非反転入
力端として構成されていることを特徴とする請求項１記
載の装置。３）比較器（９）が加算器として構成されており、サン
プル・アンド・ホールド回路（４）と比較器（９）との
間にインバータ回路（１０）が配置されていることを特
徴とする請求項１記載の装置。４）比較器（９）が加算器として構成されており、イン
バータ回路（１０ａ）がサンプル・アンド・ホールド回
路（４）の入力端（５）に配置されていることを特徴と
する請求項１記載の装置。５）インバータ回路（１０、１０ａ）が増幅器として構
成されていることを特徴とする請求項３または４記載の
装置。６）比較器（９）の出力端（２１）とシミュレートされ
た交流量が取り出され得る測定出力端（２２）との間に
、除去および低域通過フィルタとして構成されているフ
ィルタ（１２）が配置されていることを特徴とする請求
項１ないし５の１つに記載の装置。７）比較器（９）が増幅器として構成されていることを
特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の装置。８）半導体デバイス（１）が少なくとも１つのサイリス
タを含んでいる特徴とする請求項１ないし７の１つに記
載の装置。９）半導体デバイス（１）がサイリスタ調整器の構成部
分であることを特徴とする請求項８記載の装置。１０）測定出力端（２２）に、電流値を指示する測定装
置（２５、２５ａ）が接続されていることを特徴とする
請求項６ないし９の１つに記載の装置。