JPH0210669B2 - - Google Patents
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- JPH0210669B2 JPH0210669B2 JP14981383A JP14981383A JPH0210669B2 JP H0210669 B2 JPH0210669 B2 JP H0210669B2 JP 14981383 A JP14981383 A JP 14981383A JP 14981383 A JP14981383 A JP 14981383A JP H0210669 B2 JPH0210669 B2 JP H0210669B2
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- Japan
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- phase
- wave rectifier
- rectifier unit
- full
- rectifier
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/17—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only arranged for operation in parallel
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は可変直流出力電圧を発生する整流装
置に関するものである。
置に関するものである。
第１図は３相全波整流装置の基本構成を示すも
ので、１は３相交流電源、２，３，４はそれぞれ
この３相交流電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相、５は３相
全波整流ユニツト、６，７，８はそれぞれ３相全
波整流ユニツトの入力線Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、９，
１０はそれぞれ３相全波整流ユニツト５の出力線
Ｐ及びＮ、UPは３相全波整流ユニツト５を構成
するＵ相Ｐ側のサイリスタ、UNはＵ相Ｎ側のサ
イリスタ、VPはＶ相Ｐ側のサイリスタ、VNは
Ｖ相Ｎ側のサイリスタ、WPはＷ相Ｐ側のサイリ
スタ、WNはＷ相Ｎ側のサイリスタを示す。なお
３相交流電源１の相名称Ｒ、Ｓ、Ｔ相と３相全波
整流ユニツト５の入力線Ｕ、Ｖ、Ｗ相を別名称と
したのは後の説明を分り易くする為であり、通常
ＲとＵ、ＳとＶ、ＴとＷの各線が接続されてい
る。
ので、１は３相交流電源、２，３，４はそれぞれ
この３相交流電源のＲ相、Ｓ相、Ｔ相、５は３相
全波整流ユニツト、６，７，８はそれぞれ３相全
波整流ユニツトの入力線Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、９，
１０はそれぞれ３相全波整流ユニツト５の出力線
Ｐ及びＮ、UPは３相全波整流ユニツト５を構成
するＵ相Ｐ側のサイリスタ、UNはＵ相Ｎ側のサ
イリスタ、VPはＶ相Ｐ側のサイリスタ、VNは
Ｖ相Ｎ側のサイリスタ、WPはＷ相Ｐ側のサイリ
スタ、WNはＷ相Ｎ側のサイリスタを示す。なお
３相交流電源１の相名称Ｒ、Ｓ、Ｔ相と３相全波
整流ユニツト５の入力線Ｕ、Ｖ、Ｗ相を別名称と
したのは後の説明を分り易くする為であり、通常
ＲとＵ、ＳとＶ、ＴとＷの各線が接続されてい
る。
第２図は第１図のような３相全波整流装置で可
変直流出力電圧を発生させる場合の従来の一般的
な点弧制御による出力電圧波形と導通サイリスタ
の時間的変化を示すもので、図から明らかな如く
一定直流出力電圧に対しては、各サイリスタとも
同一の位相角αで対称的に点弧制御されている。
衆知の如くこのような整流方式では電圧に対する
電流の位相を制御するものである為、低出力時に
は力率が悪く大きな無効電力を発生する欠点があ
る。
変直流出力電圧を発生させる場合の従来の一般的
な点弧制御による出力電圧波形と導通サイリスタ
の時間的変化を示すもので、図から明らかな如く
一定直流出力電圧に対しては、各サイリスタとも
同一の位相角αで対称的に点弧制御されている。
衆知の如くこのような整流方式では電圧に対する
電流の位相を制御するものである為、低出力時に
は力率が悪く大きな無効電力を発生する欠点があ
る。
この発明は上述の如く、第１図に示すようなサ
イリスタを整流素子とする３相全波整流装置で、
第２図に示すような対称位相制御により可変直流
出力電圧を発生させた場合、特に低出力時には力
率が悪く、大きな無効電力を発生する欠点がある
のを除去し、低出力域の力率を向上させ、無効電
力の発生の少い整流方式、点弧制御方式を提供す
る為になされたものである。
イリスタを整流素子とする３相全波整流装置で、
第２図に示すような対称位相制御により可変直流
出力電圧を発生させた場合、特に低出力時には力
率が悪く、大きな無効電力を発生する欠点がある
のを除去し、低出力域の力率を向上させ、無効電
力の発生の少い整流方式、点弧制御方式を提供す
る為になされたものである。
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第３図に於て、５１，５２，５３はそれぞれ
第１、第２及び第３の３相全波整流ユニツト、Ｌ
１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ
はそれぞれリアクトルを示す。上記第１〜第３の
３相全波整流ユニツト５１〜５３の内部構成は第
１図の３相全波整流ユニツト５と同一であるが、
３相交流電源１に対する入力線の接続は、第１の
３相全波整流ユニツト５１がＲ−Ｕ、Ｓ−Ｖ、Ｔ
−Ｗであり、第２の３相全波整流ユニツト５２
が、Ｓ−Ｕ、Ｔ−Ｖ、Ｒ−Ｗであり、第３の３相
全波整流ユニツト５３がＴ−Ｕ、Ｒ−Ｖ、Ｓ−Ｗ
の接続となるよう相を入れ替えて接続されてお
り、又、それぞれのユニツト５１〜５３の出力線
Ｐ、ＮはそれぞれリアクトルＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ
２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂを介して相互に並
列接続されている。
る。第３図に於て、５１，５２，５３はそれぞれ
第１、第２及び第３の３相全波整流ユニツト、Ｌ
１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ
はそれぞれリアクトルを示す。上記第１〜第３の
３相全波整流ユニツト５１〜５３の内部構成は第
１図の３相全波整流ユニツト５と同一であるが、
３相交流電源１に対する入力線の接続は、第１の
３相全波整流ユニツト５１がＲ−Ｕ、Ｓ−Ｖ、Ｔ
−Ｗであり、第２の３相全波整流ユニツト５２
が、Ｓ−Ｕ、Ｔ−Ｖ、Ｒ−Ｗであり、第３の３相
全波整流ユニツト５３がＴ−Ｕ、Ｒ−Ｖ、Ｓ−Ｗ
の接続となるよう相を入れ替えて接続されてお
り、又、それぞれのユニツト５１〜５３の出力線
Ｐ、ＮはそれぞれリアクトルＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ
２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂを介して相互に並
列接続されている。
第４図は第３図の各３相全波整流ユニツト５１
〜５３の点弧制御方式と出力電圧波形を示すもの
で、イは単相モード（以下モードと称する）、
ロは３相モード（以下モードと称する）での出
力電圧波形と３相全波整流ユニツトの等価回路、
ハは各モードに於けるサイリスタ点弧制御の一覧
表をそれぞれ示している。この発明は要求される
出力直流電圧レベルに応じ、各３相全波整流ユニ
ツトの整流モード，を切替えて運転し、か
つ、各３相全波整流ユニツト５１〜５３の合成出
力を得ようとするものである。即ちサイリスタを
理想整流素子と仮定し、３相交流電源１のの線間
電圧の波高値をEm、３相全波整流ユニツトの直
流出力電圧をEdα，Edαの最大値をEdoすると、
Epα＝０〜３／πEm、Edo＝３／πEmとなるが、Edα ＝０〜２／３Edoの場合は、モード、Edα＝２／３ Edo〜Edoの場合はモードで第１〜第３の３相
全波整流ユニツト５１〜５３を運転するものと
し、しかも第１〜第３の各３相全波整流ユニツト
を構成するサイリスタ１１〜１６は第４図ハに示
す如く、モードではUPとUNが要求される出
力直流電圧レベルに応じて位相制御され、VPと
VNは常時導通（ダイオードと同特性）、WPと
WNは常時非導通とされ、モードではUPと
UNが位相制御され、VP、VN、WP、WNは常
時導通となるよう非対称点弧制御を行う。又、前
記したように第１〜第３の３相全波整流ユニツト
５１〜５３は３相交流電源１に対する入力線の接
続がそれぞれずらされており、かつリアクトルＬ
１ａ〜Ｌ３ｂを介して相互に並列接続されている
ので、合成直流出力電流は軽負荷時においても不
連続となることはない。第５図は上述の如く出力
直流電圧Edαのレベルに応じモード、モード
の２つのモードを切替え、非対称点弧制御を行つ
た場合の制御角αと出力電圧Edαの関係を示す特
性図、第６図は横軸に出力電圧Edα／Edo、縦軸
に無効電力Ｑ／Edo・Id（但し、Ｑは基本無効電
力、Idは直流出力電流を示す）をとつて両者の関
係を示す電力円線図で、比較の為本発明の実施例
による非対称制御による場合ａと従来の対称制御
による３相全波整流の場合ｂとを示している。第
６図から明らかな如く、電力円線図に於ける弧の
半径は、通常の３相全波方式にくらべ本発明はよ
る装置の場合は1/3となつており無効電力の発生
が大巾に少くなつている。又は第７図は基本波力
率cosφ1と出力電圧の関係を示すもので、ａは本
発明の実施例による非対称制御の場合、ｂは通常
の３相全波方式の場合である。図から明らかなよ
うに低中出力域に於ける基本波力率が大巾に改善
されている。
〜５３の点弧制御方式と出力電圧波形を示すもの
で、イは単相モード（以下モードと称する）、
ロは３相モード（以下モードと称する）での出
力電圧波形と３相全波整流ユニツトの等価回路、
ハは各モードに於けるサイリスタ点弧制御の一覧
表をそれぞれ示している。この発明は要求される
出力直流電圧レベルに応じ、各３相全波整流ユニ
ツトの整流モード，を切替えて運転し、か
つ、各３相全波整流ユニツト５１〜５３の合成出
力を得ようとするものである。即ちサイリスタを
理想整流素子と仮定し、３相交流電源１のの線間
電圧の波高値をEm、３相全波整流ユニツトの直
流出力電圧をEdα，Edαの最大値をEdoすると、
Epα＝０〜３／πEm、Edo＝３／πEmとなるが、Edα ＝０〜２／３Edoの場合は、モード、Edα＝２／３ Edo〜Edoの場合はモードで第１〜第３の３相
全波整流ユニツト５１〜５３を運転するものと
し、しかも第１〜第３の各３相全波整流ユニツト
を構成するサイリスタ１１〜１６は第４図ハに示
す如く、モードではUPとUNが要求される出
力直流電圧レベルに応じて位相制御され、VPと
VNは常時導通（ダイオードと同特性）、WPと
WNは常時非導通とされ、モードではUPと
UNが位相制御され、VP、VN、WP、WNは常
時導通となるよう非対称点弧制御を行う。又、前
記したように第１〜第３の３相全波整流ユニツト
５１〜５３は３相交流電源１に対する入力線の接
続がそれぞれずらされており、かつリアクトルＬ
１ａ〜Ｌ３ｂを介して相互に並列接続されている
ので、合成直流出力電流は軽負荷時においても不
連続となることはない。第５図は上述の如く出力
直流電圧Edαのレベルに応じモード、モード
の２つのモードを切替え、非対称点弧制御を行つ
た場合の制御角αと出力電圧Edαの関係を示す特
性図、第６図は横軸に出力電圧Edα／Edo、縦軸
に無効電力Ｑ／Edo・Id（但し、Ｑは基本無効電
力、Idは直流出力電流を示す）をとつて両者の関
係を示す電力円線図で、比較の為本発明の実施例
による非対称制御による場合ａと従来の対称制御
による３相全波整流の場合ｂとを示している。第
６図から明らかな如く、電力円線図に於ける弧の
半径は、通常の３相全波方式にくらべ本発明はよ
る装置の場合は1/3となつており無効電力の発生
が大巾に少くなつている。又は第７図は基本波力
率cosφ1と出力電圧の関係を示すもので、ａは本
発明の実施例による非対称制御の場合、ｂは通常
の３相全波方式の場合である。図から明らかなよ
うに低中出力域に於ける基本波力率が大巾に改善
されている。
尚、上記説明では簡単のため、３相全波整流ユ
ニツトはサイリスタ６個で構成される最も基本的
なもので説明したが、電圧電流値によつてサイリ
スタ素子を直並列に接続しても、又、３相全波整
流ユニツト自体の一個分を直並列或は逆方向の出
力電流が得られるよう逆並列接続したものについ
ても上記実施例と同様の効果を奏する。更に３相
全波整流ユニツトの構成素子はサイリスタで説明
したが、導通位相制御可能な他の素子、例えばト
ランジスタ、ゲートターンオフサイリスタ等であ
つても同様の効果が得られる。
ニツトはサイリスタ６個で構成される最も基本的
なもので説明したが、電圧電流値によつてサイリ
スタ素子を直並列に接続しても、又、３相全波整
流ユニツト自体の一個分を直並列或は逆方向の出
力電流が得られるよう逆並列接続したものについ
ても上記実施例と同様の効果を奏する。更に３相
全波整流ユニツトの構成素子はサイリスタで説明
したが、導通位相制御可能な他の素子、例えばト
ランジスタ、ゲートターンオフサイリスタ等であ
つても同様の効果が得られる。
以上のように、この発明によれば、複数個の整
流ユニツトを並列接続し、要求される出力直流電
圧レベルに応じてそれらの運転モードを単相モー
ド又は多相モードに切替え、各整流ユニツトを構
成するスイツチング素子を非対称点弧制御する事
により、低出力電圧域に於いても力率が良く無効
電力の発生の少い整流方式が得られる効果があ
り、且つ入力電源の相を各整流ユニツトでずらせ
て接続しているので、非対称制御による電源側の
不平衝も防止出来る効果がある。又このような無
効電力の発生が少い整流装置が負荷となる場合
は、３相交流電源としてフライホイール発電機等
を使用する場合、発電機の所要皮相電力が少くて
済むのは勿論、発電機の出力電圧変動も小さくな
るという効果を有する。そしてこのような特徴を
有する整流装置は低電圧大電流を要求されるレオ
ナード用、無効電力の発生が多い核融合用磁場コ
イル電源等に有効と考えられる。
流ユニツトを並列接続し、要求される出力直流電
圧レベルに応じてそれらの運転モードを単相モー
ド又は多相モードに切替え、各整流ユニツトを構
成するスイツチング素子を非対称点弧制御する事
により、低出力電圧域に於いても力率が良く無効
電力の発生の少い整流方式が得られる効果があ
り、且つ入力電源の相を各整流ユニツトでずらせ
て接続しているので、非対称制御による電源側の
不平衝も防止出来る効果がある。又このような無
効電力の発生が少い整流装置が負荷となる場合
は、３相交流電源としてフライホイール発電機等
を使用する場合、発電機の所要皮相電力が少くて
済むのは勿論、発電機の出力電圧変動も小さくな
るという効果を有する。そしてこのような特徴を
有する整流装置は低電圧大電流を要求されるレオ
ナード用、無効電力の発生が多い核融合用磁場コ
イル電源等に有効と考えられる。
第１図は３相全波整流装置の基本構成図、第２
図は第１図の構成により可変直流電圧を発生する
場合の従来の点弧制御方式による出力電圧波形と
導通サイリスタの時間的変化を示す説明図、第３
図はこの発明の一実施例による整流装置の構成
図、第４図は第３図の構成による整流装置の出力
電圧波形、等価回路、サイリスタの点弧制御方式
を説明する図、第５図はこの発明の整流装置によ
る制御角αと出力電圧の関係を示す特性図、第６
図は同じく出力電圧と無効電力の関係を示す電力
円線図、第７図は同じく基本波力率と出力電圧の
関係を示す特性図である。 図に於て、１は３相交流電源、２は３相交流電
源のＲ相、３はＳ相、４はＴ相、５は３相全波整
流ユニツト、６は３相全波整流ユニツトの入力線
Ｕ相、７はＶ相、８はＷ相、９は３相全波整流ユ
ニツトの出力線Ｐ、１０は出力線Ｎ、UPは３相
全波整流ユニツトを構成するＵ相Ｐ側のサイリス
タ、UNはＵ相Ｎ側のサイリスタ、VPはＶ相Ｐ
側のサイリスタ、VNはＶ相Ｎ側のサイリスタ、
WPはＷ相Ｐ側のサイリスタ、WNはＷ相Ｎ側の
サイリスタ、５−１，５−２，５−３はそれぞれ
No.１、No.２、No.３の３相全波整流ユニツト、Ｌ１
ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂは
リアクトルを示す。なお図中同一符号は同一又は
相当部分を示す。
図は第１図の構成により可変直流電圧を発生する
場合の従来の点弧制御方式による出力電圧波形と
導通サイリスタの時間的変化を示す説明図、第３
図はこの発明の一実施例による整流装置の構成
図、第４図は第３図の構成による整流装置の出力
電圧波形、等価回路、サイリスタの点弧制御方式
を説明する図、第５図はこの発明の整流装置によ
る制御角αと出力電圧の関係を示す特性図、第６
図は同じく出力電圧と無効電力の関係を示す電力
円線図、第７図は同じく基本波力率と出力電圧の
関係を示す特性図である。 図に於て、１は３相交流電源、２は３相交流電
源のＲ相、３はＳ相、４はＴ相、５は３相全波整
流ユニツト、６は３相全波整流ユニツトの入力線
Ｕ相、７はＶ相、８はＷ相、９は３相全波整流ユ
ニツトの出力線Ｐ、１０は出力線Ｎ、UPは３相
全波整流ユニツトを構成するＵ相Ｐ側のサイリス
タ、UNはＵ相Ｎ側のサイリスタ、VPはＶ相Ｐ
側のサイリスタ、VNはＶ相Ｎ側のサイリスタ、
WPはＷ相Ｐ側のサイリスタ、WNはＷ相Ｎ側の
サイリスタ、５−１，５−２，５−３はそれぞれ
No.１、No.２、No.３の３相全波整流ユニツト、Ｌ１
ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂは
リアクトルを示す。なお図中同一符号は同一又は
相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導通位相制御可能な複数のスイツチング素子
により構成された整流ユニツトを交流電源に接続
し、上記スイツチング素子を導通制御して上記整
流ユニツトの出力側から直流出力を得るようにし
たものに於て、上記整流ユニツトを複数個設け、
これらの整流ユニツトの入力端を上記交流電源に
対して互いに異なる相関係でそれぞれ接続すると
共に各整流ユニツトの出力端を共通接続し、かつ
上記それぞれの整流ユニツトをその発生し得る直
流出力電圧の値に応じて単相運転モード又は多相
運転モードに切り替えて運転するようにした事を
特徴とする整流装置。 ２ 各整流ユニツトは第１、第２及び第３の３相
全波整流ユニツトからなり、上記各３相全波整流
ユニツトは、その発生し得る直流出力電圧の最大
値をEdoとするとき、要求される出力電圧値が０
〜2/3Edoの時は単相モードで運転され、要求さ
れる出力電圧値が2/3Edo〜Edoの時は３相モー
ドで運転されるようにした事を特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の整流装置。 ３ ３相交流電源の出力端の相をＲ相、Ｓ相、Ｔ
相とし、第１、第２及び第３の３相全波整流ユニ
ツトの入力端の相をそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相と
したとき、上記３相交流電源の出力端と第１、第
２及び第３の３相全波整流ユニツトの入力端との
接続はそれぞれ、（Ｒ−Ｕ、Ｓ−Ｖ、Ｔ−Ｗ）、
（Ｓ−Ｕ、Ｔ−Ｖ、Ｒ−Ｗ）及び（Ｔ−Ｕ、Ｒ−
Ｖ、Ｓ−Ｗ）となるよう相を替えて接続すると共
に各３相全波整流ユニツトの正側出力端Ｐ及び負
側出力端Ｎをそれぞれリアクトルを介して並列接
続し、かつ各３相全波整流ユニツトを構成するス
イツチング素子のＵ相Ｐ側をUP、Ｕ相Ｎ側を
UN、Ｖ相Ｐ側をVP、Ｖ相Ｎ側をVN、Ｗ相Ｐ側
をWP、Ｗ相Ｎ側をWNとしたとき、単相運転モ
ードの時は、各３相全波整流ユニツトは上記スイ
ツチング素子UPとUNを位相制御し、VPとVN
を常時導通させ、WPとWNを常時非導通とする
よう制御され、３相運転モードの時は、各３相全
波整流ユニツトは上記スイツチング素子UPと
UNを位相制御し、VP、VN、WP、WNを常時
導通とするよう制御されるようにした事を特徴と
する特許請求の範囲第２項に記載の整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14981383A JPS6043075A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14981383A JPS6043075A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 整流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043075A JPS6043075A (ja) | 1985-03-07 |
| JPH0210669B2 true JPH0210669B2 (ja) | 1990-03-09 |
Family
ID=15483266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14981383A Granted JPS6043075A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043075A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224865A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-06 | Isao Takahashi | サイリスタ制御方法 |
| FR2588432B1 (fr) * | 1985-10-04 | 1987-11-27 | Jeumont Schneider | Dispositif d'alimentation en courant continu d'au moins deux charges electriques ayant une polarite commune, en particulier pour l'alimentation d'arcs electriques multiples |
-
1983
- 1983-08-17 JP JP14981383A patent/JPS6043075A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6043075A (ja) | 1985-03-07 |
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