JPH0356046A - 瞬時電圧低下補償装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，交流電源の電源電圧の瞬低時に，インバータ
を駆動して負荷への供給電圧の不足分を補う瞬時電ＥＥ
低下補償装置に関する。

〔従来の技術〕

従来，瞬時電圧低下補償装置は．第６図に示すように構
或されている。

同図に釦いて、（１）は交流電源，（２）は負荷、＜３
）は逆並列接続された２個のサイリスタからなり電源（
１）と負荷（２）との間の通電路に設けられたサイリス
タスイッチ、（４）は１次巻線（４ａ）の両端が電源（
１）に接続された電源トランス，（５）は両入力端子が
電源トランス（４）の２次巻線（４ｂ）の両端に接続さ
れた整流回路，（６）は補償用コンデンサであり、両端
が整流回路（５）の両出力端子に接続され，整流回路（
５）の出力によシ充電される。

（７）は両入力端子がコンデンサ（６）の両端に接続さ
れたインバータ．（８）は１次巻線（８ａ）の両端がイ
ンバータ（７〉の両出力端子に接続され２次巻線（８ｂ
）がサイリスタスイッチ（３）に並列に接続された注入
トランス，（９）はＰＴであシ６電源（１）に接続され
．電源電圧Ｖｓを検出する。

ＱＯはＰ−ｆ’（ｃ＋）の出力信号が入力され電源電圧
ＶＳの零点を検出して同期信号を出力する同期回路、Ｑ
υは同期信号が入力されるロジック回路、いは同期信号
が入力され電源電圧Ｖｓに同期し定格電圧に等しい振幅
の基準正弦波電ＦＥＶｓｉｎを発生する基準正弦波発生
回路，　Ｑ３は基準正弦波電ＳＥＶｓｉｎと電源電圧Ｖ
ｓとの差（Ｖｓｉｎ　−　Ｖｓ　）を算出し電源電圧Ｖ
ｓの低下分に相当する補償電圧を決定する補償電圧決定
回路、αＥは基準三角波発生回路，α均はコンパレータ
であシ、決定回路α１の出力と発生回路０◆とを比較す
る。

ＱＯは決定回路α東によシ算出された差（Ｖｓｉｎ　−
Ｖｓ　）の絶対値Ｉ　Ｖｓｉｎ　−　Ｖｓ　ｌが入力さ
れこれを積分して所定の電圧低下検出レベルと比較し電
源電圧の瞬低を検出する瞬低・検出部，αカはオン，オ
フ制御部であシ、瞬低検出部ＢＧの出力信号にょシ、電
源電圧の正常時，ｒ！ｌｌｌ低時にサイリスタスイッチ
（３）及びインバーク（７）のオン，オフ制御のための
信号を出力する。

叫はオン．オフ制御部（１７）の出力信号によりサイリ
スタスイッチ（３冫を電源電圧の正常時にオンし瞬低時
にオフするサイリスタ制御部、ａ傷はインパータ制御部
であり，オン，オフ制御部Ｑ７］の出力信号によシ、イ
ンパータ（７）を電源ｔ圧の正常時に停止し瞬低時に駆
動し、瞬低時にはコンバレータ（至）の出力信号に基き
インパータ（７〉の出力を制御し、インバーク（７）か
ら電源電圧の低下分の補償電圧を発生させる。

従って、電源電圧の正常時には、サイリスタ制御Ｓ（至
）及びインバータ制御部０埠それぞれにより，サイリス
タスイッチ（３）がオンされ，インバータ（７）が停止
され，ｔ源（１）の電源電圧がサイリスタスイッチ（３
）を介して負荷（２）に供給される。

一方，［源！圧の瞬低時には，サイリスタ制御部（至）
及びインバータ制御部ａ傷それぞれによシ，サイリスタ
スイッチ（３）がオフされ，インバータ（７）が駆動さ
れ、インバータ（７）により電源電圧の低下分に相当す
る補償電圧が発生され，注入トランス（８）を介してイ
ンバータ（７）の発生電圧が電源電圧に直列加算され、
負荷（２）に対し、瞬低発生前と同じ定格電圧が供給さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の場合、第６図中のＸ印の点にかいて電源回路が瞬
時開放して瞬断が発生すると、瞬低時と同様にインバー
タ（７）が駆動されて電圧を発生するが．電源開放であ
るため，インバーク（７）の制御電源がダウンして負荷
（２）に給電することができなくなう，＠断時にＩ／ｉ
電圧補償を行うことができないという問題点がある。

本発明は、前記の点に留意してなされ，ｔ源開放による
瞬断時にも，負荷のｔ圧補償を行えるようにすることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達或するために、本発明の瞬時電圧低下補償
装置では、 交流電源と負荷との間の通電路に設けられた主サイリス
タスイッチと、 前記電源と前記主サイリスタスイッチとの間の通電路に
設けられた補助サイリスタスイッチと、１次巻線が前記
補助サイリスタスイッチを介して前記電源に接続された
電源トランスと，前記電源トランスの２次巻線に接続さ
れ，コンバークモード時に前記電源トランスの出力を直
流に変換して補償用コンデンサに充電電流を供給しイン
バータモード時に前記コンデンサの出力を交流に変換し
て前記電源トランスに出力する変換器と、 前記コンデンサの両端に接続されたインバータと， １次巻線が前記インバータの出力端子に接続され２次巻
線が前記主サイリスタスイッチに並列に接続された注入
トランスと、 前記電源の電源ｔ圧を監視し前記電源電圧の瞬低及び瞬
断をそれぞれ検出する瞬低検出部及び瞬断検出部と， 前記両検出部の出力信号が入力され，前記インバータを
前記電源［圧の正常時及び瞬断時に停止し瞬低時に駆動
するインバータ制御部と、前記両検出部の出力信号が入
力され，前記主サイリスタスイッチを前記電源電圧の正
常時及び瞬断時にオンし瞬低時にオフする主サイリスタ
制御部と， 前記変換器をコンバータモードに制御し，前記瞬断検出
部の出力信号の入力により前記変換器をインパータモー
ドに制御する変換器制御部と５前記補助サイリスタスイ
ッチをオンし，前記瞬断検出部の出力信号の入力によシ
前記補助サイリスタスイッチをオフする補助サイリスタ
制御部とを備えている。

〔作　用〕

以上のような構或にかいて，電源開放による瞬断が発生
すると，瞬断検出部により瞬断が検出され，各制御部に
より、インバークが停止され、主．補助サイリスタスイ
ッチがそれぞれオン，オフされ，変換器がインバータモ
ードに制御され、変換器によう補償用コンデンサの出カ
が交流に変換されて電源トランスに出刀されるため、電
源トランスを介して変換器の出力電圧が主サイリスタス
イツチを経て負荷に供給され．Ｗｉ４断時の電圧補償が
行われる。

〔実施例〕

実施例について第１図ないし第５図を参照して説明する
。

全体の構戒を示す第１図にかいて，第６図と同一記号は
同一のものもしくは相当するものを示し、（１）は逆並
列接続された２個のサイリスタからなる補助サイリスタ
スイッチであυ，ｔ源（１）とサイリスタスイッチ（３
）（以下これを主サイリスタスイッチ（３）という）と
の間の通電路に設けられ，電源トランス（４》の１次巻
線（４ａ）がこの補助サイリスタスイッチ勾を介して電
源（１）に接続されている。

ｇ１）ハコンバータ及びインパータの両機能ヲ有スる変
換器であり，２次巻線（４ｂ）に接続され，コンバータ
モード時に電源トランス（４）の出力を直流に変換して
コンデンサ（６）に充！電流を供給し、インバータモー
ド時にコンデンサ（６）の放電出力を交流に変換して電
源トランス（４）に出力する。ここで、変換器なりの容
量は定格負荷容量に設定されてかり，この場合電源トラ
ンス（４）も同様である。

（自）は瞬断検出部であシ，弟２図に示すように、コン
パレーク（２２ａ）　トモノマルチパイブレータ（以下
七ノマ／レチという）（２２ｂ）とからなり、決定回路
α１により算出された差（Ｖｓｉｎ−Ｖｓ）の絶対値ｌ
Ｖｓｉｎ−Ｖｓｌと瞬断検出レベルＶｔとがコンパレー
タ（２２ａ）　Ｋよシ比較され、第３図（ａ）に示すよ
うに、前者が後者よう大きいときに，第３図（ｂ）に示
すようにコンパレータ（２２ａ）の出力がハイレベルと
なシ，コンパレータ（２２ａ）の出力のハイレベルへの
立上がりによう，弟３図（Ｃ）に示すように七ノマルチ
（２２ｂ）がトリガされ、モノマルチ（　２２ｂ）の出
カが所定時間ハイレベルとなる。

このとき．モノマノレチ（２２ｂ）の時定数は、瞬断回
復による電源復帰後、電源電圧と変換器ｃ２１）の出力
交流電庄との位相が同期するのに十分な時間を見込んで
設定されている。

即ち、変換器ｅ；！υの出力交流電匡Ｖｉと電源電圧Ｖ
ｓとの間の位相差θがある場合，電源トランス（４）の
インピーダンスをＸとして　Ｖ目ｎ９　　で定ｌる横Ｘ 流が電源（１）と変換器＠との間で流れ，これを防止す
るために，電源復帰後電圧Ｖｉの位相が電源電圧Ｖｓの
位相に同期する１で補助サイリスタスイッチ翰をオフし
て釦き，このように瞬断の検出から電圧位相の同期壕で
の補助サイリスタスイッチ（４）のオフ期間を、モノマ
ルチ（２２ｂ）によって定めている。

さらに、第１図において、＠は変換器制御部であり、瞬
断検出部＠Ｏモノマルチ（　２２ｂ）からの／＼イレベ
ルの出力信号が入力される間，変換器Ｃυをインバータ
モードに制御し，それ以外の時には変換器Ｑυをコンバ
ータモードに制御する。

弼は補助サイリスタ制御部であシ，モノマルチ（２２ｂ
）からのハイレベルの出力信号が入力される間、補助サ
イリスタスイッチ（７）をオフし，それ以外の時には補
助サイリスタスイッチ（４）をオンする。

ところで、第１図に示すように、オン，オフ制の部的に
は，瞬低検出部αＧの出力信号のほか，瞬断検出部＠の
出力信号も入力され、瞬断時にも主サイリスタスイッチ
（３）及びインバータ（７）のオン，オフ制御のための
信号をサイリスタ制御部（１８）　（以下これを主サイ
リスタ制御部（１８）という）及びインバータ制御部四
に出力する。

そして、主サイリスタ制御部賭により，主サイリスタス
イッチ（３）が電源電圧の正常時及び瞬断時にオンされ
，瞬低時にオフされ、インバータ制御部ＯＩによシ、イ
ンバータ（７）が電源電圧の正常時及び瞬断時に停止さ
れ，瞬低時に駆動される。

つぎに．前記実施例の動作について説明する。

電源電圧の正常時及び瞬低時の動作は、第６図の場合と
同じであるので、瞬断時の動作について説明する。

い１．第１図中の×印の点にふ・いて電源回路が瞬間的
に開放して瞬断が発生すると，第４図（ａ）に示すよう
に，電源電ＦＥ．ＶＳが一瞬零となり、瞬低検出部Ｑ０
によシこれが瞬低として検出され、即座に主サイリスタ
スイッチ（３）がオフされると共に，インバータ（７）
が駆動される。

ところで、インバータ（７）は、第４図（ｂ）に示す基
準正弦波電Ｅ　Ｖｓｉｎと電源電圧Ｖｓとの差（Ｖｓｉ
ｎ　−　Ｖｓ　）に相当する電圧Ｖｉｎｖを出力するが
、電源が開放状態にあるため、ＶＳ＝〜Ｖｉｎｖとなる
。

このとき．基準正弦波電６　Ｖｓｉｎは電源電圧Ｖｓに
同期しているが，ある程度の時定数をもっているため、
弟４図（ｂ）に示すように，瞬断発生後もしばらくは瞬
新発生前の位相を維持し、インパータ（７）。

の出力電圧Ｖｉｎｖがその１壕ＶＳ　（＝　一Ｖｉｎｖ
）に反映され、その結果弟４図（Ｃ）に示すように電圧
の差（ＶｓｉｎＶｓ）が大きくなり、正帰還現象によう
インパータ（７）の出力電ＩＪＶｉｎｖが増大するが、
コンデンサ（６）の直流電圧によって制限され，同図（
ｄ）に示すようにインバータ（７）の出力電圧Ｖｉｎｖ
は台形波状となる。

そして，第４図（Ｃ）に示すような電圧の差（Ｖｓｉｎ
−Ｖｓ）の絶対値ＩＶｓｉｎ−Ｖｓｌが決定回路０から
瞬断検出部＠に入力され，前記したように瞬断検出部＠
のコンパレータ（　２２ａ）によって検出レヘ／Ｌ／Ｖ
ｔと比較されて瞬断が検出され、モノマルチ（　２２ｂ
）からハイレベノレの信号が出力される。

つぎに，瞬断発生時の各部の動作について説明すると，
瞬断が発生すると，第５図（ａ）に示すように、前記し
たクｎ〈，まず瞬低検出部ＯＱによシこれが瞬低として
検出され．同図（ｂ）に示すように、主サイリスタ制御
部（ＩＯによう主サイリスタスイッチ（３）がオフされ
ると共に、同図（Ｃ）に示すように、インパータ制御部
Ｑ傷によりインバーク（７）が駆動され，第４図（ｄ）
に示すような電圧Ｖｉｎｖがインバータから出力され、
決定回路α３から第４図（Ｃ）に示す差電圧（Ｖｓｉｎ
　−　Ｖｓ　）の絶対値ＩＶｓｉｎ−ｖｓｌ　　が瞬断
検出部＠に入力され、弟５図（ｄ）に示すように、瞬断
発生からやや遅れて瞬断が検出され、ハイレベルの信号
が出力される。

そして，瞬断検出部＠のハイレベルの出力信号によって
．弟５図（ｂ）に示すように主サイリスタ制御部（財）
によシ主サイリスタスイッチ（３）がオンされ、同図（
Ｃ）に示すように，インバータ制御部０９によりインバ
ータ（７）が停止されると共に、同図（ｅ）に示すよう
に，補助サイリスタ制御部（ハ）により補助サイリスタ
スイッチ翰がオンからオフに切り換えられ、変換器制御
部＠により変換器Ｃ２１）がコンバータモードからイン
バータモードに切換え制御される。

このように，インバータモードに制御された変換器Ｃυ
により、コンデンサ（６）の出力が交流に変換されて電
源トランス（４）に出力され，電源トランス（４）及び
オン状態の主サイリスタスイッチ（３）を介して変換器
１２１）の出力電圧が負荷（２）に供給される。

さらに、電源開放が解除されて電源復帰すると、第５図
（ａ）に示すように瞬低検出部αＱによる瞬低検出が停
止するが，同図（ｂ）　，　（Ｃ）に示すように、主サ
イリスタスイッチ（３）及びインバーク（７）は引き続
いてオン状態及び停止状態にそれぞれ維持される。

一方、電源復帰後もしばらくは瞬断検出部＠のモノマル
チ（２２ｂ）の出力はハイレベルを維持するため、弟５
図（ｄ）に示すように、瞬断検出部＠からハイレベルの
信号が出力される間は、同図（ｅ）　，　（ｆ）にそれ
ぞれ示すように、補助サイリスタスイッチ■及び変換器
ＣＩ）はそれぞれオフ状態及びインバータモードに維持
され，復帰した電源（１）と変換器０１）との間の横流
の発生が防止されつつ、電源電圧と変換器Ｃ］）の出力
電圧の位相の同期がとられる。

その後、第５図（ｄ）に示すように、瞬断検出部＠■出
力がローレベルに反転すると、同図（ｅ）に示すように
、補助サイリスタ制御部（財）によシ補助サイリスタス
イッチ四がオンされると共に、同図（ｆ）に示すように
．変換器制御部のにより変換器２１）がコンバータモー
ドに制のされ，装置は電源電圧の正常時の状態に復帰す
る。

なお、コンパレーク（２２ａ）にノイズ除去用の積分要
素を設けてもよい。

壕た，前記実施例では単相の場合について説明したが，
これに限るものではない。

〔発明の効果〕

本発明は，以上説明したように溝或されているので、以
下に記載する効果を奏する。

電源開放による瞬断が発生すると、ＢＮｌｉｔｒ検出部
により困断が検出され、各制御部により、インバータが
停止され，主，補助サイリスタスイッチがそれぞれオン
，オフされ、変換器がインバータモードに制御され，変
換器によう補償用コンデンサの出力が交流に変換されて
電源トランスに出力されるため，瞬断時に電源トランス
及びオン状態の主サイリスタスイッチを介して負荷に変
換器の出力電圧を供給することができ、瞬断に対する電
圧補償を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

弟１図ないし弟５図は本発明の瞬時電ＩｆＥ低下補償装
置の１実施例を示し．第１図はブロック結線図，第２図
は一部のブロック図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は弟２図の
動作説明用の信号波形図，第４図（ａ）〜（ｄ）は各種
信号波形図，第５図（ａ）〜（ｆ）は動作説明用のタイ
ミングチャート，弟６図は従来例のブロック結線図であ
る。 （１）・・・交流電源，（２）・・・負荷、（３）・・
・主サイリスタスイッチ、（４）・・・電源トランス．
　　（４ａ）．（４ｂ）・・・１次，２次巻線，（６）
・・・補償用コンデンサ、（７）・・インバータ，　（
８）・・・注入トランス、（８ａ）．（８ｂ）−ｔ次，
２次巻線．　ＱＱ・・・瞬低検出部，（至）・・・主サ
イリスタ制御部，Ｏ傷・・・インバータ制御部、翰・・
・補助サイリスタスイッチ、１２１）・・・変換器，＠
・・・瞬断検出部，翰・・変換器制御部，（ハ）・・・
補助サイリスタ制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源と負荷との間の通電路に設けられた主サ
   イリスタスイッチと、 前記電源と前記主サイリスタスイッチとの間の通電路に
   設けられた補助サイリスタスイッチと、１次巻線が前記
   補助サイリスタスイッチを介して前記電源に接続された
   電源トランスと、 前記電源トランスの２次巻線に接続され、コンバータモ
   ード時に前記電源トランスの出力を直流に変換して補償
   用コンデンサに充電電流を供給しインバータモード時に
   前記コンデンサの出力を交流に変換して前記電源トラン
   スに出力する変換器と、 前記コンデンサの両端に接続されたインバータと、 １次巻線が前記インバータの出力端子に接続され２次巻
   線が前記主サイリスタスイッチに並列に接続された注入
   トランスと、 前記電源の電源電圧を監視し前記電源電圧の瞬低及び瞬
   断をそれぞれ検出する瞬低検出部及び瞬断検出部と、 前記両検出部の出力信号が入力され、前記インバータを
   前記電源電圧の正常時及び瞬断時に停止し瞬低時に駆動
   するインバータ制御部と、 前記両検出部の出力信号が入力され、前記主サイリスタ
   スイッチを前記電源電圧の正常時及び瞬断時にオンし瞬
   低時にオフする主サイリスタ制御部と、 前記変換器をコンバータモードに制御し、前記瞬断検出
   部の出力信号の入力により前記変換器をインバータモー
   ドに制御する変換器制御部と、前記補助サイリスタスイ
   ッチをオンし、前記瞬断検出部の出力信号の入力により
   前記補助サイリスタスイッチをオフする補助サイリスタ
   制御部とを備えたことを特徴とする瞬時電圧低下補償装
   置。