JPH0324152B2 - - Google Patents
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- JPH0324152B2 JPH0324152B2 JP57023424A JP2342482A JPH0324152B2 JP H0324152 B2 JPH0324152 B2 JP H0324152B2 JP 57023424 A JP57023424 A JP 57023424A JP 2342482 A JP2342482 A JP 2342482A JP H0324152 B2 JPH0324152 B2 JP H0324152B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- gto
- diode
- circuit
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/505—Conversion of DC power input into AC 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
- H02M7/515—Conversion of DC power input into AC 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ゲートターンオフサイリスタ（以
下、『GTOサイリスタ』という）を使用した電力
変換装置に関する。
下、『GTOサイリスタ』という）を使用した電力
変換装置に関する。
GTOサイリスタは自己消弧能力をするので、
従来のサイリスタのように強制転流回路が不要に
なる。このため、素子自身の損失が低減できる上
に、装置として回路構成が簡単になり、小形軽量
化、効率向上が図れる。
従来のサイリスタのように強制転流回路が不要に
なる。このため、素子自身の損失が低減できる上
に、装置として回路構成が簡単になり、小形軽量
化、効率向上が図れる。
ところで、高電圧入力の電力変換装置にGTO
サイリスタを適用する場合、従来のサイリスタと
同様、素子構成を直列接続する必要がある。
サイリスタを適用する場合、従来のサイリスタと
同様、素子構成を直列接続する必要がある。
第１図に、従来のGTOサイリスタを直列接続
したインバータ回路の代表的な回路図を示す。
したインバータ回路の代表的な回路図を示す。
第１図において、直流電源１よりフイルタリア
クトル２とフイルタコンデンサ３を介して平滑さ
れた直流電圧を得る。
クトル２とフイルタコンデンサ３を介して平滑さ
れた直流電圧を得る。
図中、上下のGTOサイリスタアーム等におけ
る対称部分の符号は省略して説明を行なう。
る対称部分の符号は省略して説明を行なう。
GTOサイリスタ４ａ，４ｂの導通時間を制御
することにより、負荷１８へ制御された交流電力
を供給する。
することにより、負荷１８へ制御された交流電力
を供給する。
並列に抵抗器１３とコンデンサ１４の直列接続
をそなえるダイオード５は、GTOサイリスタ４
ａ，４ｂがオフしたときのフライホイール用であ
る。アノードリアクトル６はGTOサイリスタ４
ａ，４ｂがオンした直後の電流の立ち上り（di／
dt）・電流の時間微分）の抑制のためのものであ
る。
をそなえるダイオード５は、GTOサイリスタ４
ａ，４ｂがオフしたときのフライホイール用であ
る。アノードリアクトル６はGTOサイリスタ４
ａ，４ｂがオンした直後の電流の立ち上り（di／
dt）・電流の時間微分）の抑制のためのものであ
る。
可飽和リアクトル７はGTOサイリスタ４ａ，
４ｂのターンオン時間のバラツキによる素子間の
電圧アンバランスを緩和している。ダイオード２
０および抵抗器２１はGTOサイリスタ４ａ，４
ｂがオフした直後、アノードリアクトル６と可飽
和リアクトル７のエネルギがGTOサイリスタの
スナバ回路（ダイオード９ａ，９ｂ、コンデンサ
１０ａ，１０ｂ、抵抗器１１ａ，１１ｂ）におい
て、ダイオード９ａ，９ｂを介してコンデンサ１
０ａ，１０ｂに流入させないよう、アノードリア
クトル６→可飽和リアクトル７→抵抗器２１→ダ
イオード２０→アノードリアクトル６のループで
エネルギーを還流させるものである。なお、１０
０，１００′はともに従来の直流−交流電力変換
装置で同一の回路構成をとる。
４ｂのターンオン時間のバラツキによる素子間の
電圧アンバランスを緩和している。ダイオード２
０および抵抗器２１はGTOサイリスタ４ａ，４
ｂがオフした直後、アノードリアクトル６と可飽
和リアクトル７のエネルギがGTOサイリスタの
スナバ回路（ダイオード９ａ，９ｂ、コンデンサ
１０ａ，１０ｂ、抵抗器１１ａ，１１ｂ）におい
て、ダイオード９ａ，９ｂを介してコンデンサ１
０ａ，１０ｂに流入させないよう、アノードリア
クトル６→可飽和リアクトル７→抵抗器２１→ダ
イオード２０→アノードリアクトル６のループで
エネルギーを還流させるものである。なお、１０
０，１００′はともに従来の直流−交流電力変換
装置で同一の回路構成をとる。
ここで、GTOサイリスタ４ａ，４ｂを1KHz程
度でスイツチングして500A程度の電流をターン
オフする場合、直流電源１１を1500Vとすると、
抵抗器１１ａ，１１ｂは各々500W程度となる。
また抵抗器２１は2kw程度の損失となり、効率の
低下及び抵抗器容量の増大となり、装置構成上好
ましくない。
度でスイツチングして500A程度の電流をターン
オフする場合、直流電源１１を1500Vとすると、
抵抗器１１ａ，１１ｂは各々500W程度となる。
また抵抗器２１は2kw程度の損失となり、効率の
低下及び抵抗器容量の増大となり、装置構成上好
ましくない。
ここにおいて、本発明は、直列接続された
GTOサイリスタを使用した電力変換装置のリア
クトルに蓄積されるエネルギーを直流変流器で直
流電源へ帰還することにより効率向上を図るとと
もに、GTOサイリスタがターンオフした直後に
リアクトルに蓄積されたエネルギーを一時的にサ
ージ吸収回路で吸収する直流−交流電力変換装置
を提供することを、その目的とする。
GTOサイリスタを使用した電力変換装置のリア
クトルに蓄積されるエネルギーを直流変流器で直
流電源へ帰還することにより効率向上を図るとと
もに、GTOサイリスタがターンオフした直後に
リアクトルに蓄積されたエネルギーを一時的にサ
ージ吸収回路で吸収する直流−交流電力変換装置
を提供することを、その目的とする。
本発明は、直列接続されたGTOサイリスタの
上下アームからなる電力変換装置において、上ア
ームGTOサイリスタのアノード側と下アーム
GTOサイリスタのカソード側との間にサージ吸
収回路を設け、かつGTOサイリスタに並列に接
続されたスナバ回路に逆方向極性のダイオードを
有し、さらにGTOサイリスタの直列接続に直列
に挿入されたリアクトルの蓄積エネルギーの大半
を直流電源へ帰還するように接続された直流変流
器を備える直流−交流電力変換装置である。
上下アームからなる電力変換装置において、上ア
ームGTOサイリスタのアノード側と下アーム
GTOサイリスタのカソード側との間にサージ吸
収回路を設け、かつGTOサイリスタに並列に接
続されたスナバ回路に逆方向極性のダイオードを
有し、さらにGTOサイリスタの直列接続に直列
に挿入されたリアクトルの蓄積エネルギーの大半
を直流電源へ帰還するように接続された直流変流
器を備える直流−交流電力変換装置である。
本発明の一実施例のブロツク図を第２図に示
す。
す。
第２図において、帰還用直流変流器１５によ
り、GTOサイリスタ４ａ，４ｂがオフした時の
アノードリアクトル６および可飽和リアクトル７
の蓄積エネルギーを直流電源１側へ帰還させる構
成としている。またダイオード１７は帰還用であ
る。
り、GTOサイリスタ４ａ，４ｂがオフした時の
アノードリアクトル６および可飽和リアクトル７
の蓄積エネルギーを直流電源１側へ帰還させる構
成としている。またダイオード１７は帰還用であ
る。
ダイオード２２・抵抗器２４およびコンデンサ
２３は、GTOサイリスタ４ａ，４ｂがオフした
直後、アノードリアクトル６および可飽和リアク
トル７の蓄積エネルギーを一時的に吸収させる。
２３は、GTOサイリスタ４ａ，４ｂがオフした
直後、アノードリアクトル６および可飽和リアク
トル７の蓄積エネルギーを一時的に吸収させる。
なお、２５ａ，２５ｂも８ａ，８ｂと同じダイ
オード、２００，２００′は本発明になる直流−
交流電力変換装置である。
オード、２００，２００′は本発明になる直流−
交流電力変換装置である。
図面において同一符号は同一もしくは相当部分
とする。
とする。
本発明の作用を第３図，第４図を用いて説明す
る。
る。
第３図においてGTOサイリスタ４ａ，４ｂが
ターンオフした直後には帰還用直流変流器５はす
ぐに動作しない。変流器の磁束は電圧の時間積分
であり、すぐに大きくならない。このため帰還用
直流変流器５は、十分に例示されて磁束が大きく
なるまでの間動作しない。そこで、アノードリア
クトル６と可飽和リアクトル７の蓄積エネルギー
は、帰還用直流変流器５が動作するまで、ダイオ
ード９ａ，９ｂとコンデンサ１０ａ，１０ｂを介
して電流i1のループ（６→７→９ａ→１０ａ→９
ｂ→１０ｂ→１８）で負荷１８側へ放出されると
ともに、ダイオード２２，２５ａ，２５ｂとコン
デンサ２３を介して電流i2のループ（６７→２２
→２３→２５ｂ→２５ａ→１８）で負荷１８側へ
放出される。スナバ回路（ダイオード９ａ、コン
デンサ１０ａ、抵抗器１１ａ）とサージ吸収回路
（ダイオード２２、コンデンサ２３、抵抗器２４）
とは、リアクトルの蓄積エネルギーを吸収すると
いう共通する機能を有する。しかし、スナバ回路
のコンデンサ１０ａの容量は、GTOのオン期間
に放電を終了するためにあまり大きくすることは
できない。実際には、放電抵抗器１１ａ，１１ｂ
による損失の点から2μF程度に抑えられる。そこ
で、サージ吸収回路によりリアクトルの蓄積エネ
ルギーを吸収することにしている。コンデンサ２
３はアノードリアクトル６および可飽和リアクト
ル７の蓄積エネルギーによる過充電分のみ電源電
圧まで放電すれば良いので、その容量は例えば
10μF程度に大きくすることができる。
ターンオフした直後には帰還用直流変流器５はす
ぐに動作しない。変流器の磁束は電圧の時間積分
であり、すぐに大きくならない。このため帰還用
直流変流器５は、十分に例示されて磁束が大きく
なるまでの間動作しない。そこで、アノードリア
クトル６と可飽和リアクトル７の蓄積エネルギー
は、帰還用直流変流器５が動作するまで、ダイオ
ード９ａ，９ｂとコンデンサ１０ａ，１０ｂを介
して電流i1のループ（６→７→９ａ→１０ａ→９
ｂ→１０ｂ→１８）で負荷１８側へ放出されると
ともに、ダイオード２２，２５ａ，２５ｂとコン
デンサ２３を介して電流i2のループ（６７→２２
→２３→２５ｂ→２５ａ→１８）で負荷１８側へ
放出される。スナバ回路（ダイオード９ａ、コン
デンサ１０ａ、抵抗器１１ａ）とサージ吸収回路
（ダイオード２２、コンデンサ２３、抵抗器２４）
とは、リアクトルの蓄積エネルギーを吸収すると
いう共通する機能を有する。しかし、スナバ回路
のコンデンサ１０ａの容量は、GTOのオン期間
に放電を終了するためにあまり大きくすることは
できない。実際には、放電抵抗器１１ａ，１１ｂ
による損失の点から2μF程度に抑えられる。そこ
で、サージ吸収回路によりリアクトルの蓄積エネ
ルギーを吸収することにしている。コンデンサ２
３はアノードリアクトル６および可飽和リアクト
ル７の蓄積エネルギーによる過充電分のみ電源電
圧まで放電すれば良いので、その容量は例えば
10μF程度に大きくすることができる。
次に、第４図は帰還用直流変流器が働いている
状態図である。
状態図である。
帰還用直流変流器１５が図示の極性で十分励磁
され、アノードリアクトル６、可飽和リアクトル
７の蓄積エネルギーは電流i3のループ（６→７→
補助ダイオード１６→１５→６）を通して蓄積エ
ネルギーを放出する。
され、アノードリアクトル６、可飽和リアクトル
７の蓄積エネルギーは電流i3のループ（６→７→
補助ダイオード１６→１５→６）を通して蓄積エ
ネルギーを放出する。
この時、帰還用直流変流器１５の１次側と２次
側には図示の極性で電圧が誘起し、電源電圧に逆
らつて電流i4のループ（３→１７→１５→３）で
エネルギーが帰還される。
側には図示の極性で電圧が誘起し、電源電圧に逆
らつて電流i4のループ（３→１７→１５→３）で
エネルギーが帰還される。
可飽和リアクトル７は蓄積エネルギーを完全に
放出した時、その磁束はリセツトされる。
放出した時、その磁束はリセツトされる。
かくして本発明によれば、GTOサイリスタを
直列接続した直流交流電力変換装置において、
GTOサイリスタがターンオフした直後、アノー
ドリアクトル６および可飽和リアクトル７の蓄積
エネルギー放出によるGTOサイリスタに印加さ
れる過電圧をサージ吸収回路２２，２３，２４で
抑制するとともに、前記リアクトルの蓄積エネル
ギーを帰還用直流変流器１５で直流電源１側へ帰
還させるようにしたので、無駄なエネルギーを抵
抗器で消費することなく効率の向上を計ることが
できる。また、装置を小形化する副次的な効果も
ある。
直列接続した直流交流電力変換装置において、
GTOサイリスタがターンオフした直後、アノー
ドリアクトル６および可飽和リアクトル７の蓄積
エネルギー放出によるGTOサイリスタに印加さ
れる過電圧をサージ吸収回路２２，２３，２４で
抑制するとともに、前記リアクトルの蓄積エネル
ギーを帰還用直流変流器１５で直流電源１側へ帰
還させるようにしたので、無駄なエネルギーを抵
抗器で消費することなく効率の向上を計ることが
できる。また、装置を小形化する副次的な効果も
ある。
第１図は従来装置のブロツク図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示すブロツク図、第３図は
そのサージ吸収回路などの動作説明図、第４図は
その帰還用直流変流器の動作説明図である。 １……直流電源、２……フイルタリアクトル、
３……フイルタコンデンサ、４ａ，４ｂ……
GTOサイリスタ、５……フライホイールダイオ
ード、６……アノードリアクトル、７……可飽和
リアクトル、８ａ，８ｂ，２５ａ，２５ｂ……補
助ダイオード、９ａ，９ｂ，２２……サージ吸収
用ダイオード、１０ａ，１０ｂ，２３……サージ
吸収用コンデンサ、１１ａ，１１ｂ，２４……放
電抵抗器、１２ａ，１２ｂ……分圧抵抗器、１３
……サージ吸収抵抗器、１４……サージ吸収コン
デンサ、１５……帰還用直流変流器、１６……補
助ダイオード、１７……帰還ダイオード、１８…
…負荷、１００，１００′……従来の直流−交流
電力変換装置、２００，２００′……本発明にな
る直流−交流変換装置。
明の一実施例の構成を示すブロツク図、第３図は
そのサージ吸収回路などの動作説明図、第４図は
その帰還用直流変流器の動作説明図である。 １……直流電源、２……フイルタリアクトル、
３……フイルタコンデンサ、４ａ，４ｂ……
GTOサイリスタ、５……フライホイールダイオ
ード、６……アノードリアクトル、７……可飽和
リアクトル、８ａ，８ｂ，２５ａ，２５ｂ……補
助ダイオード、９ａ，９ｂ，２２……サージ吸収
用ダイオード、１０ａ，１０ｂ，２３……サージ
吸収用コンデンサ、１１ａ，１１ｂ，２４……放
電抵抗器、１２ａ，１２ｂ……分圧抵抗器、１３
……サージ吸収抵抗器、１４……サージ吸収コン
デンサ、１５……帰還用直流変流器、１６……補
助ダイオード、１７……帰還ダイオード、１８…
…負荷、１００，１００′……従来の直流−交流
電力変換装置、２００，２００′……本発明にな
る直流−交流変換装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 各々複数のGTOサイリスタが直列接続され
てなり直流電源にアノードリアクトル及び可飽和
リアクトルを介して接続された上下アームと、 前記GTOサイリスタに並列接続されたスナバ
回路と、 前記GTOサイリスタに逆並列接続された第１
のダイオードと、 １次巻線が前記GTOサイリスタのターンオフ
時の前記リアクトルに蓄積されたエネルギーを帰
還させるよう前記リアクトルに接続され、２次巻
線が直流電源端子間に第２のダイオードを介して
接続され前記リアクトルに蓄積されたエネルギー
を電源電圧に逆らつて直流電源側に帰還する直流
変流器と、 前記上アームのアノード側と下アームのカソー
ド側との間に順方向の第３のダイオード及び抵抗
器の並列回路とコンデンサとを直列接続してな
り、前記直流変流器が動作する以前のGTOサイ
リスタのターンオフ直後に前記リアクトルに蓄積
されたエネルギーを吸収するサージ吸収回路とを
有する直流−交流電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57023424A JPS58141683A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 直流−交流電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57023424A JPS58141683A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 直流−交流電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141683A JPS58141683A (ja) | 1983-08-23 |
| JPH0324152B2 true JPH0324152B2 (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=12110114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57023424A Granted JPS58141683A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 直流−交流電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58141683A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5953086A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-27 | Toshiba Corp | 直流−交流電力変換装置 |
| JPS60166292U (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-05 | 三洋電機株式会社 | インバ−タ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5388124A (en) * | 1977-01-13 | 1978-08-03 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Protecting inverter with gate turn-off thyristor applied |
| JPS576571A (en) * | 1980-06-10 | 1982-01-13 | Yuasa Battery Co Ltd | Protection for inverter device |
-
1982
- 1982-02-16 JP JP57023424A patent/JPS58141683A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58141683A (ja) | 1983-08-23 |
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