JPH02174553A - 静電誘導サイリスタ変換器 - 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） 本発明は直流送電設備等に使用される静電誘導サイリス
タ変換器に係シ、特に安全に起動出来る静電誘導サイリ
スタ変換器に関する。

（従来の技術） 第３図は複数個のサイリスタを直列接続して構成した高
電圧変換器の１アーム及びゲート制御回路を示した図で
ある。一般に直流送電に使用されるサイリスタ変換器で
は最小必要な直列数以上のサイリスタ（冗長サイリスタ
）を直列接続し、冗長サイリスタ以内のサイリスタが故
障してもサイリスタ変換器が運転を継続可能なように構
成される。

第３図において、Ｉｈ、ｌｂはサイリスタであり、分圧
回路及びスナバ回路は図示されていない。

２ｇ、２ｂはゲート回路、３ｔ、３ｂは光ゲート信号を
電気信号に変換する光電変換回路、９ａ。

９ｂはゲート電源のモニタ用光信号を電気信号に変換す
る光電変換回路、１０はゲート電源の故障判別回路、１
１は変換器故障時に適切な保瞳動作をする保護回路、１
２はアンド回路、１３はゲート信号を光信号に変える光
ゲート信号回路である。

又２２はゲート制御回路である。

制御回路から送られてくるゲート信号はアンド回路１２
によシ故障信号すを反転回路ノ４を通して得られる反転
信号とアンドを取シ、光ゲート信号回路１３に送られ、
そこで光ゲート信号に変換されライトガイド７ａ、７ｂ
を通し高電位部にある光電変換回路３ａ、３ｂＫ送られ
る。光ゲート信号は光電変換回路３ｇ、３ｂによシミ気
信号に変換されゲート回路２ａ　、２ｂで増幅され各サ
イリスタＩｎ、ｌｂに与えられる。光電変換回路３ａ、
３ｂ及びゲート回路２ｔ、２ｂの駆動電源はゲート電源
回路４ａ、４ｂより供給される。

ゲート電源回路４ａ、４ｂは電源モニタ回路５ｍ、５ｂ
によって監視され、正常時はＬＥＤ　６　ａ　。

６ｂが点灯し、光ゲート電源モニタ信号（ＰＭ信号）と
してライトガイド＋！ｌａ、８ｂによシ、低電位側の制
御部へ送られる。光電変換回路９ａ、９ｂによシ光信号
から電気信号に変換されたＰＭ信号は故障判別回路１０
に入力される。ゲート電源回路４＆の電源電圧の低下等
が生じた場合は、電源モニタ回路５ａの働きにより　Ｌ
ＥＤ　６　ｔが消灯する。

故障判別回路１０は点灯しているＬＥＤ数が所定の数に
満たない場合、異常と判断し、故障信号すを保護回路Ｉ
Ｊへ送り、適切な保護動作を行なうと同時に故障信号す
を反転回路Ｉ４を通し、アンド回路１２に送シ、制御回
路からのゲート信号ａをプロ、りする。

第４図は従来のサイリスタを使用した高電圧変換器の起
動手順を示したものである。

変換器の起動は、まず制御電源を投入し次にし中断器２
３を投入し、主回路電源２４からサイリスタ変換器主回
路に電圧を印加する。さらに高圧側ｆ−）電源が確立す
ると、変換器の起動準備が確立したものとみなし、変換
器にゲート信号を与えて変換器の起動を行なっていた。

（発明が解決しようとする課題） 第３図に示される回路において、サイリスタ１を靜電銹
導サイリスタ（以下ＳＩサイリスタと記す）に置き変え
て第４図に示される手順で変換器を起動しようとした場
合、次のような問題がある。

ＳＩサイリスタはノーマリオン素子（ゲートとカソード
間に逆バイアス′亀圧が印加されていない時はオン状態
となる半導体素子）であるため、ＳＩサイリスタをオフ
状態に保つ為にはＳＩサイリスタのゲートとカソード間
に所定の逆バイアス電圧を与えておく必要がある。とこ
ろが第３図の起動手順では、制御電源を投入後に無条件
にし中断器２３を閉じ、主回路電源２４と変換器を接続
するので、何等かの不具合が生じ高電位部のゲート電源
回路４の電源が確立しておらず、ＳＩサイリスタのゲー
トとカソード間に所定の逆バイアスが印加されないため
、ＳＩサイリスタがオン状態である時に、しゃ断器２３
が閉じられ、主回路の短絡事故を発生する恐れがあった
。

本発明の目的は、ＳＩプサイスクを使用した変換器（Ｓ
Ｉサイリスタ変換器と呼ぶ）の起動に於て主回路に電圧
を投入した時、短絡事故を生じることなく安全に起動す
ることのできるＳＩサイリスタ変換器を提供することＫ
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） 本発明は前述の目的を達成するために、変換器を構成す
るアームが直列接続された複数の静電誘導サイリスタか
ら成る静電誘導サイリスタ変換器において、前記複数の
静電誘導サイリスタのそれぞれのゲートとカソード間に
逆バイアス電圧を印加する回路と、前記複数の静電誘導
サイリスタのそれぞれのゲートとカソード間に逆バイア
ス電圧が印加されているか否かを検出する第１の回路と
、この第１の回路の出力信号が印加され前記複数の静電
誘導サイリスタのうち所定数以上に逆バイアス電圧が印
加されていることを判別する第２の回路を具備し、この
第２の回路の出力信号と主回路しゃ断器投入指令信号と
のアンド条件で前記主回路しゃ断器を投入するようにし
たことを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、ＳＩサイリスタ変換器を起動する前に
、全てのＳＩサイリスタに逆バイアス電圧を印加し、そ
の際逆バイアス電圧が何等かの原因で印加されないＳＩ
サイリスタがあっても、その数が冗長サイリスタ以内で
あるか否かを検出して、逆バイアス電圧が印加されない
ＳＩサイリスタがあっても、その数が冗長サイリスタ以
内であればＳＩサイリスタ変換器を起動出来る。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。第
１図はＳ１サイリスタ変換器の１アームとゲート制御回
路部の一部を示したもので、第３図に示されている要素
と同じ作用をするものは同一符号を付けて説明を省略す
る。

図において、１５ｈ、１５ｂばＳＩサイリスタ、１６ｈ
、１６ｂはｓｒサイリスタ１５ａ、１５ｂのケ９−トと
カソード間の逆バイアス電圧を検出するための電圧検出
回路であり、１７ａ、１７ｂはＬＥＤ電流制限用抵抗、
１８ｈ、１８ｂは逆バイアス電圧検出光信号用のＬＥＤ
である。２５はゲート電源回路用電源、２６はスイッチ
、２７は電位の異なるゲート電源回路４へ電力を供給す
るための絶縁変圧器である。

ＳＩサイリスタ１５ｍ、１５ｂのゲートとカソード間に
逆バイアスが印加されているとＬＥＤ　１８ａ。

１８ｂが発光し、その光信号がライトガイド８ｍ。

８ｂを通して光電変換回路９＊、９ｂに送られる。

光電変換回路９ａ、９ｂはライトガイド８ａ、８ｂから
の光信号を電気信号に変換する。抵抗１７ｔＬ。

１７ｂの値又は光電変換回路９ａ、９ｂの光感度の調節
により、Ｓ■サイリスタ１５ｈ、１５ｂのに必要な所定
値Ｖｌに達した時に光電変換回路９ａ、９ｂが動作する
ようにする。

判別回路１９は所定数以上の逆バイアス信号の有無を判
別するための判別回路であシ、所定数以上の逆バイアス
信号があるとき逆バイアス確立信号を１″とする。２０
は逆バイアス確立信号と主回路しゃ断器投入指令とのア
ンドを行なうアンド回路である。２Ｉはオフデイレイ回
路である。通常運転中はＳＩサイリスタは周期的にオン
、オフを繰シ返すがオン期間中はＳＩサイリスタのダト
とカソード間に逆バイアスが印加されない。

そこで、こうした正常運転時の逆バイアス信号の周期的
な消滅に対し、故障判別回路１０の誤動作を防ぐ役割を
オフデイレイ回路２１ａ、２１ｂが行なう。

第２図に本発明によるＳＩサイリスタ変換器の概略の起
動手順を示す。

以下第１図及び第２図を参照して本発明の詳細な説明す
る。

ＳＩサイリスタ変換器の起動は第２図に示したように、
制御電源を投入する。次にスイッチ２６を閉じるとゲー
ト電源回路４ａ、４ｂＫ電源が確立する。この時は、変
換器は運転状態ではなく図示されない制御装置からのゲ
ート信号は０″であるので、光ゲート信号回路１３から
光ゲートパルスは高圧側の光電変換回路９ａ、９ｂに与
えられず、ゲート電源回路４ａ、４ｂから供給される電
力によシｒ−ト回路２ａ、２ｂはＳエサイリスタ１５ａ
、１５ｂのゲートとカソード間に逆バイアス電圧を印加
する。正常時はこの逆バイアス電圧は所定値Ｖ１以上で
あるため、ＬＥＤｌＢａ、１８ｂが発光し、ライトガイ
ド８＊、８ｂを通しその光信号が光電変換回路９　ａ、
　、　９　ｂに送られ、光電変換回路９ｇ、９ｂから電
気信号に変換された逆バイアス信号が判別回路１９に送
られる。正常時には全ての逆バイアス信号が１′′であ
るため判別回路１９の出力は１”となる。

次に図示されない制御装置より、主回路しゃ断器投入指
令が来るとアンド回路２０の一方の入力は判別回路Ｉ９
の出力信号で“１″であるためアンド回路２０の出力は
＋１１１＋となシ、しゃ断器２３にしゃ断器投入指令が
与えられる。こうしてしゃ断器２３が投入されると主回
路を源２４よｐ主回路に電圧が印加される。次に図示さ
れない制御装置によってゲート信号ａがアンド回路１２
に与えられると光ゲート信号回路から光ゲート信号が発
せられ、前述のサイリスタ変換器と同様にＳＩサイリス
タ変換器動作する。

次に異常時を考える。何等かの原因によシ高圧側のゲー
ト電源回路１６の全てに電源が供給されなかった場合、
例えばスイッチ２６が閉じなかった場合を考える。この
時ＳＩサイリスタ１５のブトとカソード間には逆バイア
ス電圧が印加されないためＬＥＤは発光せず光電変換回
路９の出力の個別逆バイアス信号は全てＮＯ”であう、
判別回路１９の出力の逆バイアス確立信号も”０”とな
る。

従って、アンド回路２０の一方の入力がＯ″であるので
、アンド回路２０の出力は０″のままであシ、しゃ断器
２３は投入されず、ＳＩサイリスタがオン状態の時に主
回路電圧が印加され短絡事故に至ることはない。

次に一部のゲート電源回路４又はゲート回路２に異常が
ある場合を考える。

この時故障したゲート電源回路４又はゲート回路２に対
応するＳＩサイリスタ１５のケ゛−トとカソード間には
充分な逆バイアス電圧が印加されない。従って、対応す
るＬＥＤは発光せず、対応する光電変換回路９の出力は
０”となる。判別回路１９は出力が０″にある信号数を
計算し、その数が予め定められた所定数（例えば冗長サ
イリスタ数）を越える場合は逆バイアス確立信号を０″
のままとし、アンド回路２０の一方の入力を′０”とす
る。

従って、図示されない主回路のしゃ断器２３に主回路の
しゃ断器２３の投入指令が送られないので充分な数のオ
フ状態のＳＩサイリスタが確保されない時には主回路電
圧がＳＩサイリスタ変換器に印加されず、短絡事故が防
止される。

尚、ゲート電源回路４又はゲート回路２の異常数が所定
の冗長サイリスタ数以内である場合は判別回路１９の出
力逆バイアス確立信号は１″となシ、アンド回路２０の
一方の入力は１”となるので主回路しゃ断器は、主回路
しゃ断器投入指令によって動作し、変換器を運転状態へ
移行することができる。

又、冗長ＳＩサイリスタの無い変換器では全てのＳＩサ
イリスタのゲートとカソード間に逆バイアス電圧が印加
されている時のみ主回路のしゃ断器の投入条件が成立す
ることになる。

更に、第１図において、主回路電源２４は、直流回路側
の電源として示されているが、主回路電源か交流回路側
の電源であっても同様に作用する。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように本発明によれば、ＳＩサイ
リスタ変換器の主回路に電圧を印加したとき、短絡事故
を生じることなく、安全に起動することのできるＳＩサ
イリスタ変換器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明による変換器の起動手順を示すフローチャート、
第３図は従来のサイリスタ変換器のブロック図、第４図
は第３図のサイリスタ変換器の起動手順を示すフローチ
ャートである。 ２＊、２ｂ・・・ゲート回路、３＊、３ｂ・・・光電変
換回路、４　ａ　、　４　ｂ−ゲート電源回路、５ｍ、
５ｂ・・・電源モニタ回路、６　＊　、６　ｂ・−・Ｌ
ＥＤ、７ｍ、７ｂ。 ８＊、８ｂ・・・ライトガイド、９ａ、９ｂ・・・光電
変換回路、１０・・・故障判別回路、１１・・・保護回
路、１２・・・アンド回路、１３・・・光ゲート信号回
路、１４・・・反転回路、１５ＩＬ、１５ｂ・・・ＳＩ
サイリスタ、１６　ａ　、　Ｉ　６　ｂ−電圧検出回路
、１７ａ、１７ｂ・・・抵抗、１８ｍ、１８ｂ・・・Ｌ
ＥＤ、１９・・・判別回路、２０・・・アンド回路、２
１１Ｌ、２１ｂ・・・オフデイレイ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変換器を構成するアームが直列接続された複数の静電誘
   導サイリスタから成る静電誘導サイリスタ変換器におい
   て、前記複数の静電誘導サイリスタのそれぞれのゲート
   とカソード間に逆バイアス電圧を印加する印加回路と、
   前記複数の静電誘導サイリスタのそれぞれのゲートとカ
   ソード間に逆バイアス電圧が印加されているか否かを検
   出する第１の回路と、この第１の回路の出力信号が印加
   され前記複数の静電誘導サイリスタのうち所定数以上に
   逆バイアス電圧が印加されていることを判別する第２の
   回路を具備し、この第２の回路の出力信号と主回路しゃ
   断器投入指令信号とのアンド条件で前記主回路しゃ断器
   を投入するようにしたことを特徴とする静電誘導サイリ
   スタ変換器。