JPH0546192B2 - - Google Patents

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JPH0546192B2
JPH0546192B2 JP57217119A JP21711982A JPH0546192B2 JP H0546192 B2 JPH0546192 B2 JP H0546192B2 JP 57217119 A JP57217119 A JP 57217119A JP 21711982 A JP21711982 A JP 21711982A JP H0546192 B2 JPH0546192 B2 JP H0546192B2
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JP
Japan
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voltage
current
prevention circuit
capacitor
bridge
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JP57217119A
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JPS58123378A (ja
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Hofuman Katsutoraa Jon
Hainesu Uooka Rooren
Dagurasu Datsutorii Jon
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General Electric Co
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General Electric Co
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Publication of JPH0546192B2 publication Critical patent/JPH0546192B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/505Conversion 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
    • H02M7/515Conversion 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
    • H02M7/521Conversion 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 in a bridge configuration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <発明の背景> この発明は一般的に電流制御形インバータ、更
に具体的に云えば、転流コンデンサの電圧が制御
整流器の適正な転流を行なうのに不十分である様
なインバータ・ブリツジの誤動作を防止する方式
に関する。
制御整流器のブリツジを持つ電流制御形インバ
ータを用いて、交流電動機を回生制動様式で制御
する時、転流コンデンサの電圧が、次の制御整流
器を導電させた時、ブリツジの1つの制御整流器
の転流(ターンオフ)を行なうのに十分でないと
いう場合が発生することがある。こういう状態を
そのまゝにしておくと、ブリツジは制御出来なく
なることがあり、全く制御が効かなくなつて、ブ
リツジがダイオード整流器ブリツジとして動作す
るに至るまで、その動作が低下することである。
この問題は、1台の電動機を制御する為に2つの
ブリツジを使う場合、特に起りがちであることが
判つている。この様な2重ブリツジ動作の1例が
係属中の1980年12月23日付米国特許出願通し番号
第219734号に記載されている。この形式の装置で
は、2つの6パルス形インバータを、電動機と電
力源の間で電力を伝達する様に接続する。これら
のインバータが電流制御形であつて、電動機が回
生制動様式で運転されていて、この時電力が電動
機から電源に流れる様になつている時、或る場合
には、電動機磁束を維持し、こうして、強制転流
インバータとして動作することが、1つの6パル
ス形インバータしか要求されないことが判つた。
状況によるが、他方のインバータは負荷転流の程
度が変化しながら動作することがあり、或いは実
際に単純なダイオード整流器ブリツジとして動作
するまでその作用が低下することがあり、この
為、装置の最大限の能力が活用されず、十分な信
頼性のある動作が達成されないことがある。
<発明の概要> 従つて、この発明の目的は、装置の十分な能力
を活用する為に、回生制動様式で電流制御形イン
バータの信頼性のある動作が出来る様にする方式
を提供することである。
別の目的は、電流制御形インバータの動作がダ
イオード整流器ブリツジの動作に低下するのを防
止する方式を提供することである。
別の目的は、転流コンデンサの電圧の関数とし
て、電流制御形インバータ・ブリツジの制御整流
器を導電させる時刻を制御する方式を提供するこ
とである。
この発明では、各々制御整流器を含む複数個の
枝路を持つ電流制御形インバータ・ブリツジを提
供することによつて、上記並びにその他の目的が
達成される。枝路は関連した転流コンデンサを持
ち、その両端に電圧が発生されて制御整流器の転
流を行なうと共に、次に導電させる整流器の導電
に応答して、1つの整流器の転流を行なわせる為
の、コンデンサの両端の電圧を感知する手段を設
ける。こうして感知した電圧を基準の値と比較
し、予定の関係が成立すると、次に点弧する整流
器にゲート・パルスを印加することを可能にする
制御信号が発生される。この制御信号が存在しな
い時、ゲート・パルスが禁止される。更にこの発
明は、最初の始動が出来る様にする為、ブリツジ
電流を感知し、この電流が予定の値に達する前
は、禁止作用を取消し又は作用しない様にして、
コンデンサ電圧に関係なく、ブリツジの幾つかの
整流器にゲート信号を供給することが出来る様に
する。
この発明は特許請求の範囲に具体的に記載して
あるが、この発明は以下図面について説明する所
から更によく理解されよう。
<詳細な記述> 第1図は電動機に給電する従来の典型的な電流
制御形インバータ装置を示す。図示の様に直流源
10が、適当な波器14を含む直流リンク回路
12を介して、電流制御形インバータ・ブリツジ
16に電流Iを供給する。ブリツジ16の出力が
3相出力として示されており、これが電動機18
に供給される。ブリツジ16の動作は適当な制御
装置20によつて制御される。この制御装置が、
線22を介してブリツジに制御信号を供給する様
に作用する。今日最も普通の形式のインバータ・
ブリツジは、第2図について詳しく説明する様な
サイリスタを用いたものである。この場合、線2
2を介して印加される信号は、サイリスタのゲー
ト電極に印加されるゲート信号である。以下の説
明では、便宜の為にサイリスタと云う言葉を使う
が、この発明が被制御装置全般に適用し得ること
は云うまでもない。
第2図は従来の典型的な電流制御形インバー
タ・ブリツジを示す。ブリツジは3つの垂直の枝
路で構成されている。図示の様に左側の枝路がサ
イリスタQ1、ダイオードD1、ダイオードD4及び
サイリスタQ4の直列接続を含む。同様に、真中
の枝路がサイリスタQ3、ダイオードD3、ダイオ
ードD6及びサイリスタQ6を含む。右側の枝路が
サイリスタQ5、ダイオードD5、ダイオードD2
及びサイリスタQ2を含む。周知の様に、電動機
18への接続(線路V1,V2,V3)は、ブリツジ
内のダイオードの接続点から為される。適当な転
流コンデンサC1,C3,C5が、ブリツジの上半分
で、図示の様に夫々1対のサイリスタQ1,Q3
Q5の間に接続され、下半分では、コンデンサC2
C4,C6がサイリスタQ2,Q4,Q6の陽極の間に接
続されている。この様なブリツジの基本的な構成
並びに動作は周知であるが、詳細を知りたけれ
ば、IEEEインダストリ・アンド・ゼネラル・ア
ツプリケイシヨンズ・グループの1971年第6回年
会のIEEEコンフアレンス・レコード(ジイ・イ
ンステイチユート・オブ・エレクトリカル・アン
ド・エレクトロニツク・エンジニアーズ・インコ
ーポレーテツド、1971年著作権)に記載されたケ
ネスE.フイリツプスの論文「交流電動機駆動装置
に対する源制御形変換装置」を参照されたい。
こゝでは、ブリツジが回生制動様式で動作して、
電動機18が直流源に電力を供給している時、ブ
リツジの上側母線26が下側母線28に対して負
になることを述べておけば十分である。第2図に
ついて考慮すべきもう1つの点は、リンク回路1
2(第1図)内の直流電流に比例する信号Ldc
出力する適当な電流感知装置24が設けられてい
ることである。第2図で、サイリスタ並びにダイ
オードに付した添字は通常の場合の導電順序を表
わす。
基本的な動作並びにこの発明が解決する問題
は、ブリツジ全体の内の一部分の素子だけを示し
た第3図について説明するのが、理解し易いと思
われる。ブリツジの他の部分は、図面を簡単にす
る為に省略してある。電動機は回生制動様式で動
作していると仮定すると、出力端子(線路)V1
V2,V3には、電気エネルギ源を表わす電圧が現
われる。最初に、サイリスタQ1及びダイオード
D1と、ダイオードD2及びサイリスタQ2が導電し
ていると仮定する。この場合、電流通路は実線A
で表わされる。通常の場合、コンデンサC1に電
荷が発生して、その左側の極板が図示の様に正に
なり、従つて、サイリスタQ3のゲート電極にゲ
ート信号が印加された時、コンデンサC1を含む
循環通路は、コンデンサC1の電荷が十分である
と仮定すると、サイリスタQ1が転流し又はオフ
に転じ、最終的な電流通路はサイリスタQ3、ダ
イオードD3、端子V2及びV3、ダイオードD2及び
サイリスタQ2を通る様になる。然し、何等かの
理由で、コンデンサC1に、サイリスタQ3を導電
した時にサイリスタQ1を転流するのに十分な電
荷が発生していない場合、Q1は導電状態にとゞ
まり、コンデンサC1に電荷を発生する方法がな
くなる。この為、ブリツジの少なくともこの部分
の制御が出来なくなり、ダイオード整流器の動作
になる傾向がある。この状況をそのまゝにしてお
き、他のコンデンサが電荷を発生しないと、第2
図に示したブリツジの上半分全体は制御が効かな
くなり、ブリツジは単なる整流器形の動作になつ
てしまう。
この発明では、サイリスタQ1を転流するのに
十分な電圧がコンデンサC1に生ずる時まで、サ
イリスタQ3の導電を禁止する。第3図で、Q1
びD1が導電していて、点30の電圧が点32の
電圧よりも負である時、ダイオードD3は導電す
ることが出来ず、電流通路は実線で示す通りにな
る。然し、点32の電圧が点30の電圧よりも負
になると、ダイオードD3が導電することが出来、
サイリスタQ1、コンデンサC1、ダイオードD3
ダイオードD2及びサイリスタQ2を含む電流通路
が出来る。この電流通路が鎖線Bで示されてお
り、第3図に示す向きに、コンデンサC1の両端
に電圧を設定する様に作用する。
この発明では、コンデンサC1の両端の電圧を
感知することにより、この電圧が第3図に示す極
性で、サイリスタQ1を転流するのに十分な値で
ある時を決定することが出来る。この後でサイリ
スタQ3をゲート駆動する時、こうなる時まで、
Q3からゲート信号を止めておくことにより、サ
イリスタQ3、ダイオードD3、ダイオードD2及び
サイリスタQ2を含む点線Cで示した電流通路が
出来る。勿論、ブリツジの他のサイリスタ並びに
ダイオードにも、同様な通路がある。然し、これ
らは何れも関係するサイリスタについて同様な性
格のものであるから、これらの通路を詳しく説明
することは不必要と考えられる。
第4図はこの発明をアナログ形式で実施した場
合を示すが、デイジタル形式も同様に使うことが
出来ることは云うまでもない。前に述べた様に、
この発明の是正作用は、コンデンサ電圧を感知す
ることによつて行なわれる。この電圧は第3図に
節x及びyで示す様に、夫々のコンデンサの両端
で直接的に感知してもよいし、或いは適当なサイ
リスタの両端の電圧を感知してもよい。これが第
3図ではコンデンサCの場合について、サイリス
タQ3の両端の節x及びy′によつて示されている。
Q3が導電せずにQ1が導電している時、即ち、コ
ンデンサ電圧を感知したい期間の間、サイリスタ
Q3の両端の電圧は実質的にコンデンサC1の電圧
であり、それとはサイリスタQ1の両端の電圧降
下しか違わない。コンデンサ電圧を直接的に感知
する代りに、これを選択する1つの理由は、多く
の装置では、他の理由で、ブリツジの種々のサイ
リスタの両端の電圧を感知しており、従つて、こ
の信号は利用し易く、コンデンサ電圧を直接的に
感知する為の追加の回路が不要だからである。サ
イリスタ電圧を利用するこれとは別の、然し更に
重要な理由は、この電圧が電動機の両方の回転方
向に対し、適正なコンデンサ電圧が表わすからで
ある。
第4図で、x及びy(又はy′)の電圧が、差動
様式に接続された演算増幅器の入力として印加さ
れる。電圧yが抵抗42及び43を介して増幅器
40に印加され、電圧xが抵抗44を介してこの
増幅器の反転入力に印加される。帰還抵抗46が
増幅器の出力と反転入力の間に接続され、線47
に出るその出力がコンデンサ電圧の値を表わす信
号になる様にする。この値を比較回路48で基準
信号VREFと比較する。基準信号の値は、可変にす
ることが出来るが、ブリツジ内の導電しているサ
イリスタ(例えばサイリスタQ1)を転流するの
に十分なコンデンサ電圧に対応する。この為、コ
ンデンサ電圧が転流を行なうのに十分である時に
だけ、比較回路48が出力信号を発生する。比較
回路48の出力がオア・ゲート50を介してアン
ド・ゲート52に印加される。アンド・ゲートの
2番目の入力はブロツク54からのゲート信号を
受取る。このゲート信号が、サイリスタに達する
通常のゲート信号である。例えば、これは第1図
の線22を介してインバータ制御装置20から取
出した信号である。アンド・ゲート52の出力が
サイリスタ、こゝで説明している例では、サイリ
スタQ3のゲート電極に印加される。この為、こ
れまで説明した回路部分について云うと、サイリ
スタにブロツク54からの普通のゲート信号を通
過させることの出来るのは、比較回路48の出力
によつてアンド・ゲート52が動作され、転流を
行なうのに十分なコンデンサ電圧があることを表
わす時だけであることが判る。他の全ての時、ブ
ロツク54からのゲート信号は、以下説明する場
合を除いて、禁止される。こゝで、ゲート信号に
ついて、この発明の1つの条件は、ゲート信号
が、サイリスタを導電させてもよい期間全体にわ
たつて存在することである。これは周知の考え方
に従つて、連続的な信号又はパルス列点弧によつ
て行なうことが出来る。
電流制御形インバータの通常の動作に関する限
り、これまで説明して来たことが必要な全部であ
る。然し、装置を初めて始動する時、何等かの補
助充電装置を用いなければ、目立つたコンデンサ
電圧は存在しないことが理解されよう。オア・ゲ
ート50及び第4図に示した残りの回路は、初期
動作を設定する為に作用する。前に説明した様
に、電流感知装置24(第2図及び第3図参照)
から取出した信号Ldcが、比較回路56の一方の
入力として印加され、その他方の入力は基準信号
IREFである。この基準信号は通常は定格電流の或
る端数(例えば5%)を表わす値を持ち、装置を
初めて動作させる時、そしてコンデンサの電圧が
予想されない時、比較回路の出力は低レベルの信
号である。この低レベルの信号がオア・ゲート5
0の反転入力に印加され、その出力がアンド・ゲ
ート52を動作する様に作用する。然し、電流
Idcが選ばれた電流の値まで上昇し、十分なコン
デンサ電圧がある筈である時、比較回路56は高
レベルの出力信号を発生し、勿論これはゲート5
0を通過しない。この時、アンド・ゲート52の
禁止(付能)作用は、前に述べた様に、コンデン
サ電圧のみによつて制御される。
第4図は1つのコンデンサに関連した回路だけ
を示しているが、ブリツジ内の各サイリスタの
各々のゲート制御の為に同様な回路が設けられて
いることは明らかである。ブリツジ全体に対して
電流は同じであるから、1個の電流の測定及び比
較をしさえすればよい。この為、出力比較回路5
6は同様な回路に対して設けられるものとして示
されている。即ち、それが他の各々のサイリスタ
に関連した同様なオア・ゲート50に印加され
る。
現在この発明の好ましい実施例と考えられるも
のを図示して説明したが、当業者にはいろいろな
変更が考えられよう。従つて、この発明が、こゝ
に図示して説明した特定の構成に制約されるもの
ではなく、特許請求の範囲の記載のみによつて限
定されることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明が用いられる様な従来の典型
的な構成のブロツク図、第2図は電動機負荷に接
続された典型的な従来の6パルス形電流制御形イ
ンバータ・ブリツジの回路図、第3図は第2図に
示したブリツジの一部分の回路図であると共に、
この発明を理解するのに役立つ電流通路を示す。
第4図はこの発明の好ましい実施例の回路図であ
る。 主な符号の説明、Q1乃至Q6:制御整流器、C1
乃至C6:転流コンデンサ、40:演算増幅器、
48:比較器、52:アンド・ゲート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 各々制御整流器を持つ複数個の枝路を持つと
    共に、関連した転流コンデンサを持つていて、該
    転流コンデンサの両端に電圧が発生されて、制御
    整流器を逐次的に導電させることによつて、制御
    整流器を転流し、或る制御整流器から別の制御整
    流器へ電流を切換える様になつている形式の被制
    御インバータ・ブリツジに用いて、コンデンサの
    電圧が制御整流器の転流を行なうには不十分であ
    ることによつて生ずるブリツジの誤動作状態を防
    止する為の防止回路に於て、転流しようとする制
    御整流器に関連したコンデンサの両端の電圧を表
    わす電圧信号を発生する手段と、該電圧信号を予
    定の値を持つ基準信号と比較して、その間の定め
    られた関係に応じて制御信号を発生する手段と、
    前記制御信号が存在しない時、次に導電させるべ
    き制御整流器に対するゲート信号の印加を禁止す
    る禁止手段とを有する誤動作防止回路。 2 特許請求の範囲1に記載した誤動作防止回路
    に於て、前記基準信号が、導電している制御整流
    器を転流するのに十分なコンデンサ電圧に対応す
    る値を持つ誤動作防止回路。 3 特許請求の範囲1又は2に記載した誤動作防
    止回路に於て、前記電圧信号を発生する手段が、
    前記転流コンデンサの両端の電圧を感知する手段
    を含む誤動作防止回路。 4 特許請求の範囲1又は2に記載した誤動作防
    止回路に於て、前記電圧信号を発生する手段が、
    次に導電させるべき制御整流器の両端の電圧を感
    知する手段を含んでいる誤動作防止回路。 5 特許請求の範囲1又は2に記載した誤動作防
    止回路に於て、前記ブリツジ内の電流を感知する
    手段と、該電流が予定の値に達するまで、前記禁
    止手段を作用しない様にする手段とを有する誤動
    作防止回路。 6 特許請求の範囲3に記載した誤動作防止回路
    に於て、ブリツジ内の電流を感知する手段と、該
    電流が予定の値に達するまで前記禁止手段が作用
    しない様にする手段とを有する誤動作防止回路。 7 特許請求の範囲4に記載した誤動作防止回路
    に於て、ブリツジ内の電流を感知する手段と、該
    電流が予定の値に達するまで、前記禁止手段が作
    用しない様にする手段とを有する誤動作防止回
    路。
JP57217119A 1981-12-23 1982-12-13 回復回路 Granted JPS58123378A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US333930 1981-12-23
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JPS58123378A JPS58123378A (ja) 1983-07-22
JPH0546192B2 true JPH0546192B2 (ja) 1993-07-13

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