JPH054781U - 電流制限回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可逆サイリスタレオナードにおける回生動作
時、交流電圧低下での転流失敗を抑制し、その電圧にお
いても転流が容易に行えるようにする。 【構成】 可逆サイリスタレオナード装置で、電流制限
付電流制御機能に交流電圧検出器と電流制限補正回路を
設け、回生運転時に電源電圧が低下（停電）しても、そ
の電圧に応じて補正回路により電流制限値を下げ、転流
失敗に至らぬよう抑制させるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、可逆、回生付サイリスタレオナード装置の速度及び電流制御を行う 直流電動機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

強制転流回路を備えず交流電源電圧を転流手段とする三相純ブリッジのサイリ スタレオナードにおいて、交流電圧Ｅ_ACと直流平均電圧Ｅ_DCとの関係は、一般に よく知られている三相全波整流回路の無負荷最高電圧の算出式、数１の式（１） （２）の様になる。

【０００３】

【数１】

【０００４】 特に、回生時には電源転流手段での交流電源電圧の低下は、転流失敗からの過 電流要因であり、保護動作が必要である事は公知である。このため、従来電源事 情の悪い受電端での使用などでは、電源変動巾が大きいため停電検出に至らない 範囲の使用もあり、やむを得ず定格直流出力電圧を低減したパワーダウン使用を したり、転流失敗の有無には無関係に低電圧では停電動作を故意に行ない転流失 敗を想定した後の過電流遮断を直流側に設けた遮断機構により回路の切り離しと 装置の停止保護動作をすることを行なっていた。 この場合、回生時の低電＝即、転流失敗→過電流と言う憶測での故意の直流遮 断保護動作もあり装置の停止も多くなる欠点があった。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

以上の様に電源に依存した転流動作を行っているにもかかわらず、制御情報と しては停電検出のみで転流失敗後の保護動作は行っていたが交流電圧低下時は積 極的に転流失敗を抑制する事では欠けていた。

【０００６】 図４が従来例の構成図であり、直流遮断回路14と直流遮断用ブレーカー４によ り交流電圧検出器８と停電検出器９の信号で停電時を検出することでＯＲ回路13 を介し停電時には遮断保護をしていた。 ここで１は３相交流電源、２はＡＣＣＴ、３は可逆変換器、５は直流モータ、 ６はゲート回路、７は電流制御回路、10は電流制限補正回路、11は信号優先ダイ オード、12は電流制限セツト器、Ｉ_S は電流指令である。

【０００７】 本考案は簡単な方法で電圧低下時の転流限界を規定し、回生時の転流失敗の抑 制を行うものである。 回生モードでは主電源はあくまでも直流側であり、直流平均電圧Ｅ_DCの大きさ により転流余裕角γが決まって来る。これは前述の数１の式（２）から明らかな ように、Ｅ_DC＝−1.35Ｅ_AC・ＣＯＳγであり、γは交流電圧Ｅ_DCを一定とすると 直流平均電圧Ｅ_DCが大きくなる程小さくなり、Ｅ_DC＝−1.35Ｅ_ACの時γ＝０°と なる。 この事は、回生時Ｅ_DC＜1.35Ｅ_ACが転流限界を意味するが、実際には転流時に 回路リアクタンス及び回路電流によって起る転流重なり角μが生じ、γ＝μの期 間以上予裕を見た電圧を考える必要がある。 一般的に転流重なり角μは、数２の式（３）になる事も、三相ブリッジ整流器 の算出式から公知であり、直流平均電流及び転流リアクタンスに比例された値に なることも知られている。

【０００８】

【数２】

【０００９】 よって、γ＞μが転流上必要条件となってくるが、通常γ＝ 180°位にリミッ トされ、直流平均電流の大きさによる重なり角が問題にならない程度に設定され ているが、直流電流が少なくなる分にはそれだけ転流余裕が出る様に働く。 又、比較的高いＥ_DCの所で回生に入った時にも前述した様に制御上 Ｅ_DC＝−1.35Ｅ_AC・ＣＯＳγとなる様γがきめられ、さらに有効電流を流す必要 から電流は電流制限にかかるまで増加しようとし、γは０°に近ずく。（転流失 敗を起す方向になる。）一般的にはＥ_ACは200Vとか400Vときめられているので直 流出力電圧が高く（高速）、直流電流が大きい方が転流余裕が少なくなる。 つまり、転流限界は交流電圧Ｅ_ACと、直流平均電流に主に左右される事と、電 流制限値を小さくしγが０°に近ずかない様にすれば、転流失敗の抑制が行える 事になる。

【００１０】 図５（ａ）が基本的な回路図、図５（ｂ）が図５（ａ）の転流動作説明図であ り、公知の内容であるので、図５（ｂ）の動作説明は省略するが、三相交流Ｅ_AC と直流電圧Ｅ_DC、回路リアクタンスＸ_L 、負荷電流Ｉ_D でＴ相からＲ相に転流す る所で転流重なり角μ及び角γを図示したものである。１′および２′はそのと きの負荷電流の流れを示している。 図６は、交流電圧Ｅ_ACと直流平均電圧Ｅ_DCとの間で前述の転流限界ゾーンを図 示した説明図である。転流リアクタンス降下分の考慮が必要となる事も重要であ る。 本考案は前述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、回 生時の低電時に起る転流失敗の抑制が行え、無駄な保護動作での装置の停止も少 なくなり、更にはシンプルな構成のものが得られる電流制限回路を提供するもの である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

つまり、その目的を達成するための手段は、前述の転流限界を知る上で、交流 電圧Ｅ_ACの検出回路と、その値で電流制限値を下げていく補正回路を設けるよう にしたものいある。

【００１２】

【作用】

その作用は、交流電圧検出器により、交流電圧が規定値にある場合は通常セッ トされている電流制限値で正常動作、交流電圧Ｅ_ACが低下して来た場合には補正 回路を介して低下に合せて正規の電流制限値を下げる様に働くようにしたもので ある。以下、本考案の一実施例を、図面に基づいて詳述する。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す構成図、図２は図１の具体的な回路図、図３は その内部動作レベル説明図であり、図中、図４と同符号のものは同じ構成部分を 有す。 図１，３において、電流制御回路７及びゲート回路６により、設定され電流指 令Ｉ_s は、信号優先ダイオード11を介し電流制限セット器12と、本考案の電流制 限補正回路10の出力にそれぞれレベル優先として比較され、実際に流そうとする 電流はこの３者の一番小さな値で指令する様に接続される。 ゆえに、電流指令Ｉ_s がいかに大きくとも、あるいは図３に示す電流制限セッ ト値Ｖ_L がいかに大きくとも、補正回路10の出力Ｖ_AXが小さければその値で働く 様にしている。

【００１４】 図２において、図１の交流電圧検出器８により検出された値Ｅ_ACにより、補正 回路10の出力Ｖ_AXが小さくなる様にオペアンプ16及びゲイン調整ＶＲ17にて構成 され、図３のように交流電圧Ｅ_ACが正規（100%）であれば優先出力15は電流制限 セット値Ｖ_L で、Ｅ_ACが規定値（100%）より低下した場合は、補正回路出力Ｖ_AX が低レベルになるので、電流制限セット値Ｖ_L より低い値の優先出力15が可能に なり、電流制限値がしぼれて、転流電流を小さくして、転流余裕を多くする事に より転流失敗を抑制する様に導く。 又、回路リアクタンスの大小や電源変動の様子により微妙に変る定数の対応に オペアンプ16のゲイン調整ＶＲ17にて行う事で電流制限パターンの変更も可能に してある。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、転流制限を交流電圧の値により簡易的に 想定し、異常時にはいち早く電流をしぼって転流可能な小電流とし、転流余裕を 大きくする事で回生時の低電時に起る転流失敗の抑制が行え、無駄な保護動作で の装置の停止も少なくなる。 又、正確な転流余裕角γを出力波形や点弧位相の測定・計算等で設計構成し、 制御補正を行なう事も一般には行なわれている様であるが、ハード及びソフトを 含め複雑になる。この点本考案は、シンプルで同等な目的が得られる効果的があ る。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例を示す構成図である。

【図２】図２は図１の具体的な回路図である。

【図３】図３はその内部動作レベル説明図である。

【図４】図４は従来例の構成図である。

【図５（ａ）】図５（ａ）は基本的な回路図である。

【図５（ｂ）】図５（ｂ）は図５（ａ）の転流動作説明
図である。

【図６】図６は転流制限電圧説明図である。

【００１７】

【符号の説明】

１ ３相交流電源 ２ ＡＣＣＴ ３ 可逆サイリスタ変換器 ４ 直流遮断用ブレカー ５ 直流モータ ６ ゲート回路 ７ 電流制御回路 ８ 交流電圧検出器 ９ 停電検出器 10 電流制限補正回路 11 信号優先ダイオード 12 電流制限セット器 13 ＯＲ回路 14 直流遮断回路 15 優先出力 16 オペアンプ 17 ゲイン調整ＶＲ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 可逆回生を行うサイリスタレオナード装
   置で電流制御と電流制限機能を有し、過電流を制限機能
   し保護する制御装置において、交流電源電圧検出器と、
   電流制限補正回路を備えて、交流電源電圧の検出電圧値
   に応じて回生時の電流制限値を下げ、転流電流を小さく
   転流を容易にすることにより転流失敗からの過電流発生
   の抑制を行うよう構成したことを特徴とする電流制限回
   路。