JPH0352086B2 - - Google Patents
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- JPH0352086B2 JPH0352086B2 JP56017106A JP1710681A JPH0352086B2 JP H0352086 B2 JPH0352086 B2 JP H0352086B2 JP 56017106 A JP56017106 A JP 56017106A JP 1710681 A JP1710681 A JP 1710681A JP H0352086 B2 JPH0352086 B2 JP H0352086B2
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特に抵抗溶接機のように無効電力変動
の激しい負荷により生ずるフリツカを補償するた
めにサイリスタなどの半導体開閉装置を用いてコ
ンデンサを開閉制御する無効電力制御装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention particularly relates to a reactive power control device that controls the opening and closing of a capacitor using a semiconductor switching device such as a thyristor in order to compensate for flickering caused by a load such as a resistance welding machine where the reactive power fluctuates rapidly. It is something.
一般にコンデンサと直列にサイリスタなどの半
導体開閉装置を接続した無効電力制御装置は負荷
の無効電力を検出して、これにより制御している
ので、約0.5サイクルの応答遅れが生ずる。この
ために負荷減少時はコンデンサの開放遅れで過進
相状態となつてコンデンサの端子電圧が上昇し、
この端子電圧で充電されたままコンデンサが開放
されることになるので、コンデンサの残留端子電
圧はコンデンサ開放後の回路電圧より高くなる。
この状態で負荷が増大してコンデンサが再投入さ
れると、コンデンサの残留端子電圧と回路電圧の
差電圧分に相当する突入電流が流れることになる
ため、例えばサイリスタの定格サージ電流がこの
突入電流に耐え得るように大きくとる必要があ
り、高価になる欠点があつた。 Generally, a reactive power control device in which a semiconductor switchgear such as a thyristor is connected in series with a capacitor detects the reactive power of the load and controls it accordingly, resulting in a response delay of about 0.5 cycles. For this reason, when the load decreases, the opening delay of the capacitor causes an over-phase state, and the terminal voltage of the capacitor increases.
Since the capacitor is opened while being charged with this terminal voltage, the residual terminal voltage of the capacitor becomes higher than the circuit voltage after the capacitor is opened.
If the load increases in this state and the capacitor is turned on again, an inrush current equivalent to the difference between the residual terminal voltage of the capacitor and the circuit voltage will flow, so for example, the rated surge current of a thyristor will be It had to be large enough to withstand high temperatures, and had the disadvantage of being expensive.
すなわち、第3図は従来の無効電力制御装置の
一群の回路構成図を示し、線路インピーダンス2
を有する電源1に逆並列接続したサイリスタ3と
コンデンサ4の直列回路を構成し、このサイリス
ト3とコンデンサの直列回路に負荷7を並列接続
し、かつコンデンサ4に放電抵抗または放電コイ
ル5を並列接続したものである。 That is, FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of a group of conventional reactive power control devices, and the line impedance 2
A series circuit is formed of a thyristor 3 and a capacitor 4 which are connected in antiparallel to a power supply 1 having It is connected.
第3図の例に示すように電源側リアクタンス
XB(Ω)の回路に容量Q(kVA)のコンデンサが
投入されており、負荷が0となつた時の電上昇
は、
ΔE=XB・Q×103/E=XB・IC
となる。Eは回路電圧、ICはコンデンサの定格電
流である。 As shown in the example in Figure 3, the power supply side reactance
A capacitor with a capacity of Q (kVA) is inserted into a circuit of X B (Ω), and the current rise when the load becomes 0 is ΔE=X B・Q×10 3 /E=X B・I C becomes. E is the circuit voltage and I C is the rated current of the capacitor.
この種の無効電力制御装置では、サイリスタな
どの半導体開閉装置の突入電流による損傷を防止
するため、この半導体開閉装置の端子間電圧eが
最小となるタイミングで点弧するよう制御されて
いるが、上記のようにコンデンサの端子電圧は回
路電圧EよりΔEだけ高くなるため、半導体開閉
装置の端子間電圧eは最小でもΔEとなり、この
状態で半導体開閉装置を点弧すれば突入電流が流
れることになる。 In this type of reactive power control device, in order to prevent damage to a semiconductor switchgear such as a thyristor due to inrush current, it is controlled to fire at the timing when the voltage e between the terminals of the semiconductor switchgear is at its minimum. As mentioned above, the terminal voltage of the capacitor is higher than the circuit voltage E by ΔE, so the voltage e between the terminals of the semiconductor switchgear is at least ΔE, and if the semiconductor switchgear is ignited in this state, an inrush current will flow. Become.
この突入電流の大きさはコンデンサのリアクタ
ンスをXCとすると、回路のサージインピーダン
スZは
より、突入電流の過渡電流分ISは、
として求められる。 The magnitude of this inrush current is determined by the surge impedance Z of the circuit, assuming that the reactance of the capacitor is X C. Therefore, the transient current component I S of the inrush current is, It is required as.
XB=ΔE/IC XC=E/IC であるので、 となる。 Since X B = ΔE/I C X C = E/I C , becomes.
例えば、電圧上昇が10%、すなわち
ΔE/E=0.1
の場合
IS=IC√0.1=0.321C
となるので、定常電流を含めた突入電流をIOとす
ると、
IO=IC+IS=1.321C
となり、突入電流は定格電流の1.32倍流れること
になる。 For example, if the voltage rise is 10%, that is, ΔE/E=0.1, I S = I C √0.1=0.321 C , so if the inrush current including the steady current is I O , then I O = I C + I S = 1.321 C , and the inrush current will flow 1.32 times the rated current.
従来はこのコンデンサに並列に放電抵抗または
放電コイルを接続して、これによりコンデンサの
残留電荷を放電することにより、コンデンサ端子
電圧の低下をはかつているが、一般にこれらの放
電装置はコンデンサ回路閉路時の損失を低く押さ
えるため、かなり高抵抗(高インピーダンス)に
設定されるので、放電速度は余り速くなく、コン
デンサの端子電圧の低下に時間を要し、上記の突
入電流を低減するためコンデンサの端子電圧の低
下を待つていると、この種の無効電力制御装置に
要求される高速応答性が失われることになる。放
電コイルを使用した場合にはかなり放電速度を速
くすることが可能であるが、この種の無効電力制
御装置では、数十サイクルに1回の割合で高頻度
で放電するものが多く、放電エネルギーによる過
熱防止のための放電コイルが大形化する欠点があ
つた。 Conventionally, a discharge resistor or a discharge coil is connected in parallel to this capacitor to discharge the residual charge in the capacitor, thereby lowering the capacitor terminal voltage. In order to keep the loss low, a fairly high resistance (high impedance) is set, so the discharge speed is not very fast and it takes time for the terminal voltage of the capacitor to drop. If you wait for the voltage to drop, you will lose the high-speed response required of this type of reactive power control device. When using a discharge coil, it is possible to increase the discharge speed considerably, but in many cases, this type of reactive power control device discharges at a high frequency of once every several dozen cycles, and the discharge energy is The disadvantage was that the discharge coil to prevent overheating was large.
本発明は上述の欠点を除去し、小形で高速応答
ができる無効電力制御装置を提供しようとするも
のである。 The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks and provide a reactive power control device that is compact and capable of high-speed response.
すなわち、トライアツクまたはサイリスタを逆
並列接続して無効電力を制御する第1の半導体開
閉装置とコンデンサとを直列接続した無効電力制
御装置において、トライアツクまたはサイリスタ
を逆並列接続してコンデンサの残留電荷放電電流
を制御する第2の半導体開閉装置と放電抵抗また
は放電コイルを直列接続したものを、上記第1の
半導体開閉装置に並列接続したことを特徴とする
無効電力制御装置である。 That is, in a reactive power control device in which a capacitor is connected in series with a first semiconductor switchgear that controls reactive power by connecting triacs or thyristors in antiparallel, the residual charge discharge current of the capacitor is controlled by connecting triacs or thyristors in antiparallel. This is a reactive power control device characterized in that a second semiconductor switchgear for controlling a discharge resistor or a discharge coil connected in series is connected in parallel to the first semiconductor switchgear.
以下、本発明の無効電力制御装置を第1図およ
び第2図に示す実施例について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the reactive power control device of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described below.
第1図は本発明の無効電力制御装置の一群の回
路構成図を示し、線路インピーダンス2を有する
電源1(電圧eO=√2E sinωt)に逆並列接続
したサイリスタ3(第1の半導体開閉装置)とコ
ンデンサ4の直列回路を構成し、さらに抵抗5
(抵抗値をRとする)とこれを制御する逆並列接
続したサイリスタ6(第2の半導体開閉装置)の
直列回路を上記逆並列接続したサイリスタ3(第
1の半導体開閉装置)に並列接続して構成された
ものである。7は負荷である。 FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of a group of reactive power control devices of the present invention, in which a thyristor 3 (a first semiconductor switchgear ) and a capacitor 4, and a resistor 5.
(resistance value is R) and a series circuit of thyristor 6 (second semiconductor switchgear) connected in antiparallel to control it are connected in parallel to thyristor 3 (first semiconductor switchgear) connected in antiparallel. It is composed of 7 is the load.
次に本装置の動作について第2図により説明す
る。 Next, the operation of this device will be explained with reference to FIG.
いま、時刻A点の直前で負荷が0となつて過進
相となり、電圧EがΔEだけ上昇した状態でコン
デンサが開路されたとすると、コンデンサ端子電
圧はeC=√2(E+ΔE)で充電されたままでサ
イリスタ3により開放される。次に逆並列接続し
たサイリスタ6を点弧すると、これに流れる電流
iは、線路インピーダンスが抵抗Rに比して小さ
いとして無視すれば、
i=√2(E+ΔE)ε−γt−√2Esin ωt/R
γはこの回路の放電時定数とする。 Now, if the load becomes 0 just before time point A and the phase becomes over-advanced, and the capacitor is opened with the voltage E rising by ΔE, the capacitor terminal voltage will be charged by e C = √2 (E + ΔE). It is opened by the thyristor 3 while it remains open. Next, when the anti-parallel connected thyristor 6 is fired, the current i flowing through it is i=√2(E+ΔE)ε− γt −√2Esin ωt, if the line impedance is small compared to the resistance R and ignored. /R γ is the discharge time constant of this circuit.
したがつて、
√2(E+ΔE)ε−γt=√2sin ωt
の時、すなわちコンデンサの端子電圧eCが回路電
圧eOに等しくなつた時にi=0となる。 Therefore, i=0 when √2(E+ΔE)ε−γ t =√2sin ωt, that is, when the terminal voltage e C of the capacitor becomes equal to the circuit voltage e O .
このことはコンデンサ開放後放電用の逆並列接
続したサイリスタ6をいつたん点弧すれば自動的
にコンデンサ充電電圧が回路電圧まで放電し、自
然消弧するので、特別な消弧回路などが不要であ
り、回路構成もきわめて簡単になる。 This means that once the thyristor 6 connected in anti-parallel for discharge after opening the capacitor is turned on, the capacitor charging voltage will automatically discharge to the circuit voltage and the arc will be extinguished naturally, so there is no need for a special arc extinguishing circuit. This makes the circuit configuration extremely simple.
第2図は上記コンデンサ4の電圧、電流波形図
で、図中iOは逆並列接続サイリスタ3の通流時の
コンデンサ4の電流、eCはコンデンサ4の端子電
圧、iは逆並列接続サイリスタ6の点弧時におけ
るコンデンサ4の放電電流、eOは電源1の電圧を
示す。また時刻A点は逆並列接続サイリスタ3に
よりコンデンサ4を開放した時、時刻B点は逆並
列接続サイリスタ6を点弧し、コンデンサ4の放
電を開始した時、時刻C点はコンデンサ4の放電
を終了し、逆並列接続サイリスタ6の回路を開放
した時を示す。 Figure 2 is a diagram of the voltage and current waveforms of the capacitor 4, in which i O is the current of the capacitor 4 when the anti-parallel connected thyristor 3 conducts, e C is the terminal voltage of the capacitor 4, and i is the anti-parallel connected thyristor 3. The discharge current of capacitor 4 at the time of ignition of 6, e O indicates the voltage of power supply 1. Also, time point A is when the capacitor 4 is opened by the anti-parallel connected thyristor 3, time B is when the anti-parallel connected thyristor 6 is ignited and discharge of the capacitor 4 is started, and time C is when the capacitor 4 is discharged. This shows the time when the circuit of the anti-parallel connected thyristor 6 is opened.
時刻Aでコンデンサ4を開閉する直前には負荷
の減少により進み力率となるため、コンデンサ4
の端子電圧eCは電源1の電圧eOよりedだけ上昇す
るので、開放後のコンデンサ4の端子電圧eCは電
源1の電圧eOよりedだけ高くなつている。時刻B
で放電回路のサイリスタ6を点弧すると、放電抵
抗5と電源インピーダンス2とコンデンサ4の条
件により定まる放電電流iが流れて、コンデンサ
4の端子電圧の波高値は残留端子電圧eCより次第
に低下し、時刻Cでコンデンサ4の端子電圧の波
高値は電源1の電圧eOの波高値と等しくなり(図
中の時刻B、C間のeCはコンデンサ4の端子電圧
の波高値の変化を示すものである)、ed=0とな
るので、逆並列接続サイリスタ6は消弧し、放電
電流i=0となる。この状態で逆並列接続サイリ
スタ3を点弧してもコンデンサ4に突入電流は流
れることがない。 Immediately before opening and closing capacitor 4 at time A, the power factor becomes leading due to a decrease in load, so capacitor 4
Since the terminal voltage e C of the capacitor 4 is higher than the voltage e O of the power supply 1 by an amount e d , the terminal voltage e C of the capacitor 4 after opening is higher than the voltage e O of the power supply 1 by an amount e d . Time B
When the thyristor 6 of the discharge circuit is ignited, a discharge current i determined by the conditions of the discharge resistor 5, power supply impedance 2, and capacitor 4 flows, and the peak value of the terminal voltage of the capacitor 4 gradually decreases from the residual terminal voltage e C. , at time C, the peak value of the terminal voltage of capacitor 4 becomes equal to the peak value of voltage e O of power supply 1 (e C between times B and C in the figure indicates the change in the peak value of the terminal voltage of capacitor 4. ), e d =0, so the anti-parallel connected thyristor 6 is extinguished and the discharge current i=0. Even if the anti-parallel connected thyristor 3 is fired in this state, no rush current will flow into the capacitor 4.
また、本装置によると放電時に消費されるエネ
ルギーQはコンデンサの静電容量をCとすると、
Q=1/2C{√2(E+ΔE)}2−1/2C(√2E
)2
=CE2{(1+ΔE/E)2−1}
CE2・2ΔE/E(ΔE≪Eのため)
となる。 Furthermore, according to this device, the energy Q consumed during discharging is Q=1/2C{√2(E+ΔE)} 2 -1/2C(√2E), where C is the capacitance of the capacitor.
) 2 = CE 2 {(1+ΔE/E) 2 −1} CE 2・2ΔE/E (because ΔE≪E).
従来の第3図に示すようなコンデンサに並列接
続された放電抵抗や放電コイルでは放電時の消費
エネルギーQ′が
Q′=1/2C{√2(E+ΔE)}2
CE2
となるのに比して、大幅に放電時の消費エネルギ
ーが小さくなる。例えば、ΔE/E=0.1(電圧上
昇が10%)の場合では消費エネルギーは20%とな
り、このために放電抵抗または放電コイルを小容
量のもので済み、高頻度で放電を行つても、過熱
することがない利点がある。 Compared to the conventional discharge resistor or discharge coil connected in parallel to a capacitor as shown in Figure 3, the energy consumed during discharge Q' is Q' = 1/2C {√2 (E + ΔE)} 2 CE 2 . As a result, energy consumption during discharging is significantly reduced. For example, when ΔE/E = 0.1 (voltage rise is 10%), the energy consumption is 20%, so the discharge resistor or discharge coil can be of small capacity, and even if discharge is performed frequently, the energy consumption will be 20%. There are advantages to not having to do that.
叙上のように本発明の無効電力制御装置は放電
装置の放電消費エネルギーの大幅低減により小形
軽量化ができる大きな利点がある、また、従来の
構成のようなコンデンサ通電中に放電装置に電圧
が印加されることがないので、コンデンサ通電中
のエネルギー消費はなく、放電装置の低インピー
ダンスが可能となり、放電時間を大幅に短縮でき
るので、応答時間が放電のため遅くなることもな
い利点がある。放電回路にはこのための逆並列接
続サイリスタを必要とするが、自然消滅できるた
めに特別な消弧用回路は不要で、回路も簡素化で
きるなどの効果があり、実用的価値大なるもので
ある。 As mentioned above, the reactive power control device of the present invention has the great advantage that it can be made smaller and lighter by significantly reducing the energy consumption of the discharge device. Since no voltage is applied, there is no energy consumption while the capacitor is energized, the impedance of the discharge device can be made low, and the discharge time can be significantly shortened, so there is an advantage that the response time is not delayed due to discharge. The discharge circuit requires an anti-parallel connected thyristor for this purpose, but since it can be self-extinguished, a special extinguishing circuit is not required, and the circuit can be simplified, so it has great practical value. be.
なお、逆並列接続サイリスタの代わりにトライ
アツクを使用した場合も同様な効果を奏すること
はいうまでもない。また放電抵抗の代わりに放電
コイルを使用した場合は、放電コイル抵抗分をイ
ンダクタンス分に比して充分大きくすることによ
り同様の効果を奏する。 It goes without saying that the same effect can be obtained when a triax is used instead of the anti-parallel connected thyristor. Further, when a discharge coil is used instead of a discharge resistor, the same effect can be obtained by making the discharge coil resistance sufficiently larger than the inductance.
第1図は本発明の無効電力制御装置の一群の回
路構成図、第2図は同無効電力制御装置のコンデ
ンサの電圧、電流波形図、第3図は従来の無効電
力制御装置の一群の回路構製図である。
1:電源、2:線路インピーダンス、3:逆並
列接続したサイリスタ(第1の半導体開閉装置)、
4:コンデンサ、5:放電抵抗(または放電コイ
ル)、6:逆並列接続したサイリスタ(第2の半
導体開閉装置)、7:負荷。
Fig. 1 is a circuit configuration diagram of a group of reactive power control devices of the present invention, Fig. 2 is a voltage and current waveform diagram of a capacitor of the same reactive power control device, and Fig. 3 is a circuit diagram of a group of conventional reactive power control devices. This is a structural drawing. 1: Power supply, 2: Line impedance, 3: Thyristor connected in anti-parallel (first semiconductor switchgear),
4: capacitor, 5: discharge resistor (or discharge coil), 6: anti-parallel connected thyristor (second semiconductor switchgear), 7: load.
Claims (1)
して無効電力を制御する第1の半導体開閉装置と
コンデンサとを直列接続した無効電力制御装置に
おいて、トライアツクまたはサイリスタを逆並列
接続してコンデンサの残留電荷放電電流を制御す
る第2の半導体開閉装置と放電抵抗または放電コ
イルを直列接続したものを、上記第1の半導体開
閉装置に並列接続したことを特徴とする無効電力
制御装置。1. In a reactive power control device in which a first semiconductor switchgear and a capacitor are connected in series to control reactive power by connecting triacs or thyristors in anti-parallel, residual charge discharge current of the capacitor is controlled by connecting triacs or thyristors in anti-parallel. A reactive power control device characterized in that a second semiconductor switchgear to be controlled and a discharge resistor or a discharge coil connected in series are connected in parallel to the first semiconductor switchgear.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56017106A JPS57132220A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Reactive power controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56017106A JPS57132220A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Reactive power controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57132220A JPS57132220A (en) | 1982-08-16 |
| JPH0352086B2 true JPH0352086B2 (en) | 1991-08-08 |
Family
ID=11934771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56017106A Granted JPS57132220A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Reactive power controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57132220A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4470005A (en) * | 1982-11-02 | 1984-09-04 | Westinghouse Electric Corp. | Static VAR generator having a thyristor circuit arrangement providing reduced losses |
| JPS59222036A (en) * | 1983-06-01 | 1984-12-13 | 富士電機株式会社 | Reactive power compensator |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5330760A (en) * | 1976-09-02 | 1978-03-23 | Toshiba Corp | Switch device for condenser |
-
1981
- 1981-02-06 JP JP56017106A patent/JPS57132220A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57132220A (en) | 1982-08-16 |
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