JPH02101967A - 電解用サイリスタ整流装置 - Google Patents
電解用サイリスタ整流装置Info
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- JPH02101967A JPH02101967A JP25311188A JP25311188A JPH02101967A JP H02101967 A JPH02101967 A JP H02101967A JP 25311188 A JP25311188 A JP 25311188A JP 25311188 A JP25311188 A JP 25311188A JP H02101967 A JPH02101967 A JP H02101967A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔腫東上の利用分野〕
この発明は、ソーダ１！解装置、アルミナ電解装置など
互いに直列接続された複数の電解装置を負荷とする１解
用サイリスタ喪流装置、ことにその出力直流電圧の制御
回路に関する。
互いに直列接続された複数の電解装置を負荷とする１解
用サイリスタ喪流装置、ことにその出力直流電圧の制御
回路に関する。
電解工業など、数ｖ程度の低電圧で数万人の直流電流を
必要とする電解装ｆｉ［ｙｆｒ：負荷とする電解用サイ
リスタ整流器置においては、′ｒｔ解装置を数台から十
台程度厘列接続してサイリスタ整流器に接続した方がサ
イリスタ素子の耐電圧性能を有効に活用でき、かつ降圧
変圧器の直流巻線数が少くてすむなどの利点があシ広く
使用されている。また直流電圧の制御をサイリスタ整流
器を位相制御することによって行う方式が広く知られて
いる。
必要とする電解装ｆｉ［ｙｆｒ：負荷とする電解用サイ
リスタ整流器置においては、′ｒｔ解装置を数台から十
台程度厘列接続してサイリスタ整流器に接続した方がサ
イリスタ素子の耐電圧性能を有効に活用でき、かつ降圧
変圧器の直流巻線数が少くてすむなどの利点があシ広く
使用されている。また直流電圧の制御をサイリスタ整流
器を位相制御することによって行う方式が広く知られて
いる。
位相制御されるサイリスタ整流器の制御角αにおける直
流電圧平均（［Ｅｄは、制御角α＝Ｏにおける直流電圧
平均値・ＥｄＯと制御角αの余弦Ｃｏａαとの槓に比例
するので、制御角αを制御することにより、出力直流電
圧を大幅に変化させることが可能である。ところが、
Ｃｏｓαは装置の力率でもあるために、制御角αを大き
くして出力直流電圧Ｅｄを低い値に絞り込んだ場合には
、装置の力率も著しく悪くなる。また、装置の力率Ｃｏ
ｓαの低下は、併せて交流電力系統の力率（＋１！路力
率）に悪影響を及ぼし、ひいては電源容量の増大を必要
とするので、電力事情の悪い地域や国々においては、１
！解用サイリスタ整流装置の力率Ｃｏｓαの改善が重要
な課題になりている。ことに、直列電解装置の競合かを
短絡して運転台数を制御する方式では、運転台数に対志
して直流電圧Ｅｄ ｔｌ−制御する必要があるので、位
相制御のみでは制御角αが大きくなシ、線路力率に及ぼ
す悪影響が深刻な問題になる。
流電圧平均（［Ｅｄは、制御角α＝Ｏにおける直流電圧
平均値・ＥｄＯと制御角αの余弦Ｃｏａαとの槓に比例
するので、制御角αを制御することにより、出力直流電
圧を大幅に変化させることが可能である。ところが、
Ｃｏｓαは装置の力率でもあるために、制御角αを大き
くして出力直流電圧Ｅｄを低い値に絞り込んだ場合には
、装置の力率も著しく悪くなる。また、装置の力率Ｃｏ
ｓαの低下は、併せて交流電力系統の力率（＋１！路力
率）に悪影響を及ぼし、ひいては電源容量の増大を必要
とするので、電力事情の悪い地域や国々においては、１
！解用サイリスタ整流装置の力率Ｃｏｓαの改善が重要
な課題になりている。ことに、直列電解装置の競合かを
短絡して運転台数を制御する方式では、運転台数に対志
して直流電圧Ｅｄ ｔｌ−制御する必要があるので、位
相制御のみでは制御角αが大きくなシ、線路力率に及ぼ
す悪影響が深刻な問題になる。
この発明の目的は、直流電圧を低い電圧に制御した場合
においても力率ＣＯＢαの低下が少く、こＣＰ れによｌＥｉ路力率に及ぼす悪影響をｉ制することにあ
る。
においても力率ＣＯＢαの低下が少く、こＣＰ れによｌＥｉ路力率に及ぼす悪影響をｉ制することにあ
る。
上記課題を解決するために、この発明によれば、降圧変
圧器の直流巻縁側に配されたサイリスタ整流器を位相制
御することにより、その負荷側に複数台直列接続された
！解装置の運転台数に対応して出力電圧および電流を制
御するものにおいて、前記降圧変圧器の交流巻線側沈設
けられたタップ切換装置と、前記サイリスタ整流器の出
力電流検出信号とその設定信号とを突き合わせその偏差
を積分した電圧信号を制御角指令信号として出力する比
内槓分形電流調節器と、前記制御角指令信号が所定のし
きい値範囲を超えたとき前記タップ切換装置にタップ切
換を指令する交流側電圧制御部と、前記降圧変圧器の端
子電圧検出信号を同期信号として前記制御角指令信号レ
ベルに比例した制御角を有する制御信号を前記サイリス
タ整流器のゲート回路に向けて出力する位相制御部とを
備えるものとする。
圧器の直流巻縁側に配されたサイリスタ整流器を位相制
御することにより、その負荷側に複数台直列接続された
！解装置の運転台数に対応して出力電圧および電流を制
御するものにおいて、前記降圧変圧器の交流巻線側沈設
けられたタップ切換装置と、前記サイリスタ整流器の出
力電流検出信号とその設定信号とを突き合わせその偏差
を積分した電圧信号を制御角指令信号として出力する比
内槓分形電流調節器と、前記制御角指令信号が所定のし
きい値範囲を超えたとき前記タップ切換装置にタップ切
換を指令する交流側電圧制御部と、前記降圧変圧器の端
子電圧検出信号を同期信号として前記制御角指令信号レ
ベルに比例した制御角を有する制御信号を前記サイリス
タ整流器のゲート回路に向けて出力する位相制御部とを
備えるものとする。
上記手段において、比例積分形電流調節器が発する制御
角指令信号が所定レベル範囲を超えたとき、降圧変圧器
のタップ切換装置に向けて駆動信号を発する交流側電圧
制御部を設けたことによシ、直列電解装置の運転台数の
変化は直流電流の増大。
角指令信号が所定レベル範囲を超えたとき、降圧変圧器
のタップ切換装置に向けて駆動信号を発する交流側電圧
制御部を設けたことによシ、直列電解装置の運転台数の
変化は直流電流の増大。
制御角指令信号の増大を介して又流側電圧制御部がタッ
プ切換装ａを降圧タップ側または昇圧タップ側に切換え
ることによシミ圧が＃ｉ調整される。
プ切換装ａを降圧タップ側または昇圧タップ側に切換え
ることによシミ圧が＃ｉ調整される。
また、変流電圧の制御にともなう直流電流の変化は再び
電流調節器の出力制御角指令信号レベルの変化として位
相角制御部により検知され、制御信号の制御遅れ角αが
交流側電圧制御部がない場合に比べて小さくなるので、
力率Ｃｏｇαは従来装置に比べて著しく改善され、これ
に伴なって系統力率も改善される。
電流調節器の出力制御角指令信号レベルの変化として位
相角制御部により検知され、制御信号の制御遅れ角αが
交流側電圧制御部がない場合に比べて小さくなるので、
力率Ｃｏｇαは従来装置に比べて著しく改善され、これ
に伴なって系統力率も改善される。
以下この発ａＡを笑施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例装置を示す回路構成図であり
、三相ブリッジ結線されたサイリスタ整流器を用いた場
合金的に示したものである。図において、１は降圧変圧
器であシ、その−次巻線２側にはタップ切換器１５Ａと
、これＫよって切換制御されるタップ選択器１５Ｂとか
らなる負荷時タップ切換装置１５（無電圧タップ切換装
置であってもよい）を持ち、直流巻線３の出力側はサイ
リスタ素子５を例えば三相ブリッジ結線されたサイリス
タ整流器（他の多相整流器であってもよい）４に接続さ
れる。７は整流器４の出力側に接続され、複数台直列接
続された電解装置であｐｌ例えば短絡スイッチ８によ〕
その運転台数が制御される。１１は出力直流電流１ｄの
検出器、１２はその設定器であシ、検出信号１１１と設
定信号１２１は比例積分形電流調節器１３に電流突き合
わせ方式で入力される。比例積分形電流調節器１３は比
例抵抗を介して定電流充電される積分コンデンサを持ち
、設定信号１２１に対する検出信号１１１の偏差信号電
流とほぼ等しく逆極性の電流が積分コンデンサに流れる
ことくより、積分コンデンサにあらかじめ充電されてい
た電荷が放電し、第２図にその出力電圧信号を制御角α
を縦軸に対応させて示すように制御角指令信号１３αと
して出力される。
、三相ブリッジ結線されたサイリスタ整流器を用いた場
合金的に示したものである。図において、１は降圧変圧
器であシ、その−次巻線２側にはタップ切換器１５Ａと
、これＫよって切換制御されるタップ選択器１５Ｂとか
らなる負荷時タップ切換装置１５（無電圧タップ切換装
置であってもよい）を持ち、直流巻線３の出力側はサイ
リスタ素子５を例えば三相ブリッジ結線されたサイリス
タ整流器（他の多相整流器であってもよい）４に接続さ
れる。７は整流器４の出力側に接続され、複数台直列接
続された電解装置であｐｌ例えば短絡スイッチ８によ〕
その運転台数が制御される。１１は出力直流電流１ｄの
検出器、１２はその設定器であシ、検出信号１１１と設
定信号１２１は比例積分形電流調節器１３に電流突き合
わせ方式で入力される。比例積分形電流調節器１３は比
例抵抗を介して定電流充電される積分コンデンサを持ち
、設定信号１２１に対する検出信号１１１の偏差信号電
流とほぼ等しく逆極性の電流が積分コンデンサに流れる
ことくより、積分コンデンサにあらかじめ充電されてい
た電荷が放電し、第２図にその出力電圧信号を制御角α
を縦軸に対応させて示すように制御角指令信号１３αと
して出力される。
この制御角指令信号１３αは上限、下限二つのしきい値
１４Ａ、１４Ｂを有するコンパレータからなる交流側電
圧制御部１４に入力され、指令信号１６αの電圧レベル
が正側の上限しきい値レベルを超えたとき、タップ切換
器１５Ａに降圧タップへの切換を指示する制御信号を発
し、負側の下限しきい値レベルを下廻った場合に昇圧タ
ップへの切換を指示する制御信号を発する。
１４Ａ、１４Ｂを有するコンパレータからなる交流側電
圧制御部１４に入力され、指令信号１６αの電圧レベル
が正側の上限しきい値レベルを超えたとき、タップ切換
器１５Ａに降圧タップへの切換を指示する制御信号を発
し、負側の下限しきい値レベルを下廻った場合に昇圧タ
ップへの切換を指示する制御信号を発する。
一方、指令信号１３αは位相制御部２００制御信号発生
器１７に電圧検出器１６の検出電圧信号１６ｖとともに
入力され、検出電圧信号１６Ｖを同期信号としてサイリ
スタ素子５０位相制御に必要な制御信号１７Ｐが発生す
る。すなわち、制御信号発生器の動作をタイムチャート
第３図に示すように、検出電圧信号１６Ｖはこれに同期
した矩形波信号１７Ａに変換され、さらに鋸歯状波信号
１７Ｂに変換された後、第２図に示す制御角指令信号１
３αとの切合いが行われ、両者の交点で制御信号として
の矩形波パルス１７ｐが発生し、増幅回路１８でパワー
増幅された後、パルス伝送器１９を介してサイリスタ歴
流器４の各サイリスタ素子５のゲートに供給される。な
お、制御信号１７ｐは図ではＵ相の上下一対のサイリス
タアームＵ、Ｘに供給される一対の制御信号１７ｕ、１
７Ｘのみを示したが、これが各相電気角１２０’の位相
差をもって発生することにより、相互に電気角６０°位
相がずれた６個の制御信号（ゲートパルス）により各サ
イリスタ素子が制御されることはいうまでもないことで
あシ、制御角指令信号１３αの電圧レベルが増大すると
制御角αが大きくなシ、電圧レベルが低下すると制御角
αが小さくなる位相制御が行われる。
器１７に電圧検出器１６の検出電圧信号１６ｖとともに
入力され、検出電圧信号１６Ｖを同期信号としてサイリ
スタ素子５０位相制御に必要な制御信号１７Ｐが発生す
る。すなわち、制御信号発生器の動作をタイムチャート
第３図に示すように、検出電圧信号１６Ｖはこれに同期
した矩形波信号１７Ａに変換され、さらに鋸歯状波信号
１７Ｂに変換された後、第２図に示す制御角指令信号１
３αとの切合いが行われ、両者の交点で制御信号として
の矩形波パルス１７ｐが発生し、増幅回路１８でパワー
増幅された後、パルス伝送器１９を介してサイリスタ歴
流器４の各サイリスタ素子５のゲートに供給される。な
お、制御信号１７ｐは図ではＵ相の上下一対のサイリス
タアームＵ、Ｘに供給される一対の制御信号１７ｕ、１
７Ｘのみを示したが、これが各相電気角１２０’の位相
差をもって発生することにより、相互に電気角６０°位
相がずれた６個の制御信号（ゲートパルス）により各サ
イリスタ素子が制御されることはいうまでもないことで
あシ、制御角指令信号１３αの電圧レベルが増大すると
制御角αが大きくなシ、電圧レベルが低下すると制御角
αが小さくなる位相制御が行われる。
上述のように構成された実施例装置において、直列電解
装［７の１台が短絡スイッチ８によって短絡されて運転
を中止すると、電流１ｄの増加は電流検出器１１で検知
され、電流調節器がこの電流増加を設定値に戻すための
電圧レベルの高い制御角指令信号１３αを出力する。１
３αの電圧レベルが交流電圧制御部１４の上限しきい値
１４Ａを超えると、タップ切換器１５Ａを降圧タップに
切換える信号が出され、これに基づいてタップ選択器１
５が動作して直流巻線６の出力電圧が低下し、まず直流
出力電圧Ｅｄの粗調整が行われる。
装［７の１台が短絡スイッチ８によって短絡されて運転
を中止すると、電流１ｄの増加は電流検出器１１で検知
され、電流調節器がこの電流増加を設定値に戻すための
電圧レベルの高い制御角指令信号１３αを出力する。１
３αの電圧レベルが交流電圧制御部１４の上限しきい値
１４Ａを超えると、タップ切換器１５Ａを降圧タップに
切換える信号が出され、これに基づいてタップ選択器１
５が動作して直流巻線６の出力電圧が低下し、まず直流
出力電圧Ｅｄの粗調整が行われる。
粗調整による直流電圧Ｅｄの低下は負荷電流１ｄの減少
として電流検出器１１を介して電流調節器１６に伝えら
れ、指令信号１６αの電圧レベルが低下するので、この
信号を受けてサイリスタ素子を位相制御する位相制御部
２０は、粗調整で電圧を下げ足りない分を微調整するだ
けですむことにな夛、当然のことながら制御角αは小さ
くなり、力率Ｃｏｓαを高いレベルに保持できるととも
に、ｆＩｓ路力重力率ぼす悪影響おも排除することがで
きる。
として電流検出器１１を介して電流調節器１６に伝えら
れ、指令信号１６αの電圧レベルが低下するので、この
信号を受けてサイリスタ素子を位相制御する位相制御部
２０は、粗調整で電圧を下げ足りない分を微調整するだ
けですむことにな夛、当然のことながら制御角αは小さ
くなり、力率Ｃｏｓαを高いレベルに保持できるととも
に、ｆＩｓ路力重力率ぼす悪影響おも排除することがで
きる。
なお降圧変圧器１次巻線２のタップ間隔は電解装置７０
台数に対応して決めることが好ましいことはいうまでも
ないことであ夕、負荷時タップ切換装置を用いれば、電
解装置全体の運転を持続した状態で電圧制御を自動的に
行うことができる。
台数に対応して決めることが好ましいことはいうまでも
ないことであ夕、負荷時タップ切換装置を用いれば、電
解装置全体の運転を持続した状態で電圧制御を自動的に
行うことができる。
この発明は前述のように、複数台直列接続された′ＮＬ
解装置の運転台数の変化に対応する電圧制御を、比しｕ
積分形電流調節器の出力制御角指令信号を交流制御部で
しきい値と比較して行う降圧変圧器の出力電圧制御と、
制御角指令信号を位相制御部で受けて行う位相制御とを
併用して行うよう構成した。その結果、運転台数の変化
によって生ずる各ｔｍ装置の電圧変化の大部分を交流制
御部で粗調整でき、粗調整で足９ない電圧の微調整を位
相制御部によって行うことができるので、制御角を小さ
な範囲に限定することが可能になシ、従来技術で問題と
なった制御角が大きくなることによる力率Ｃｏ ｓαの
低下および線路力率に及ぼす悪影響が排除され、したが
って電力事情の悪い地域や国々において電源設備容量に
支障を来たすことなく、直列ｖＬ解装置の運転台数の変
化に対応して電圧制御を行うことのできる電解用サイリ
スタ整流装置を提供することができる。
解装置の運転台数の変化に対応する電圧制御を、比しｕ
積分形電流調節器の出力制御角指令信号を交流制御部で
しきい値と比較して行う降圧変圧器の出力電圧制御と、
制御角指令信号を位相制御部で受けて行う位相制御とを
併用して行うよう構成した。その結果、運転台数の変化
によって生ずる各ｔｍ装置の電圧変化の大部分を交流制
御部で粗調整でき、粗調整で足９ない電圧の微調整を位
相制御部によって行うことができるので、制御角を小さ
な範囲に限定することが可能になシ、従来技術で問題と
なった制御角が大きくなることによる力率Ｃｏ ｓαの
低下および線路力率に及ぼす悪影響が排除され、したが
って電力事情の悪い地域や国々において電源設備容量に
支障を来たすことなく、直列ｖＬ解装置の運転台数の変
化に対応して電圧制御を行うことのできる電解用サイリ
スタ整流装置を提供することができる。
第１図はこの発明の実施例装置を示す概略回路構成図、
第２図は実施例装置における比例積分形電流調節器の出
力信号対制御角特性線図、第６図は実施例装置における
制御信号発生器の各部信号タイムチャートである。
第２図は実施例装置における比例積分形電流調節器の出
力信号対制御角特性線図、第６図は実施例装置における
制御信号発生器の各部信号タイムチャートである。
Claims (1)
- １）降圧変圧器の直流巻線側に配されたサイリスタ整流
器を位相制御することにより、その負荷側に複数台直列
接続された電解装置の運転台数に対応して出力電圧およ
び電流を制御するものにおいて、前記降圧変圧器の交流
巻線側に設けられたタップ切換装置と、前記サイリスタ
整流器の出力電流検出信号とその設定信号とを突き合わ
せその偏差を積分した電圧信号を制御角指令信号として
出力する比例積分形電流調節器と、前記制御角指令信号
が所定のしきい値範囲を超えたとき前記タップ切換装置
にタップ切換を指令する交流側電圧制御部と、前記降圧
変圧器の端子電圧検出信号を同期信号として前記制御角
指令信号レベルに比例した制御角を有する制御信号を前
記サイリスタ整流器のゲート回路に向けて出力する位相
制御部とを備えたことを特徴とする電解用サイリスタ整
流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63253111A JP2718958B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 電解用サイリスタ整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63253111A JP2718958B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 電解用サイリスタ整流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02101967A true JPH02101967A (ja) | 1990-04-13 |
| JP2718958B2 JP2718958B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=17246652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63253111A Expired - Lifetime JP2718958B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 電解用サイリスタ整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718958B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012157238A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Aeg Power Solutions Bv | 少なくとも２つの動作点を有する整流回路 |
| AT526361B1 (de) * | 2022-12-21 | 2024-02-15 | Andritz Ag Maschf | Regelbare Gleichrichteranordnung für die Wasserstoff-Elektrolyse |
| DE102023118387B3 (de) | 2023-07-12 | 2024-09-26 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Vorrichtung zum erzeugen einer geregelten gleichspannung, vorrichtung zum erzeugen einer geregelten wechselspannung sowie verfahren zur betätigung der beiden vorrichtungen |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135447A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Tokuyama Soda Kk | Method of controlling voltage in electric dialysing device |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63253111A patent/JP2718958B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135447A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-27 | Tokuyama Soda Kk | Method of controlling voltage in electric dialysing device |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012157238A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Aeg Power Solutions Bv | 少なくとも２つの動作点を有する整流回路 |
| AT526361B1 (de) * | 2022-12-21 | 2024-02-15 | Andritz Ag Maschf | Regelbare Gleichrichteranordnung für die Wasserstoff-Elektrolyse |
| AT526361A4 (de) * | 2022-12-21 | 2024-02-15 | Andritz Ag Maschf | Regelbare Gleichrichteranordnung für die Wasserstoff-Elektrolyse |
| DE102023118387B3 (de) | 2023-07-12 | 2024-09-26 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Vorrichtung zum erzeugen einer geregelten gleichspannung, vorrichtung zum erzeugen einer geregelten wechselspannung sowie verfahren zur betätigung der beiden vorrichtungen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2718958B2 (ja) | 1998-02-25 |
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