JPH06253552A - 負荷転流形インバータ装置 - Google Patents

負荷転流形インバータ装置

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JPH06253552A
JPH06253552A JP5037229A JP3722993A JPH06253552A JP H06253552 A JPH06253552 A JP H06253552A JP 5037229 A JP5037229 A JP 5037229A JP 3722993 A JP3722993 A JP 3722993A JP H06253552 A JPH06253552 A JP H06253552A
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JP
Japan
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commutation
converter
inverse converter
load
inverter device
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Pending
Application number
JP5037229A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeharu Mori
重春 森
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、インバ―タ装置の転流失敗時、停
止させることなく再起動し得る負荷転流形インバ―タ装
置を提供することを目的とする。 【構成】 順変換器の直流電力を交流電力に変換し並列
共振負荷に交流電力を供給する逆変換器と、予め別電源
から充電され起動サイリスタを点弧することにより充電
電荷を逆変換器に放電しバイパスペア状態を解除するプ
リチャ―ジコンデンサを備えた負荷転流形インバ―タ装
置において、逆変換器の転流失敗を検出する手段と、逆
変換器の転流余裕時間不足を検出する手段と、両手段が
動作したこと及び逆変換器がバイパスペア状態であるこ
とで、逆変換器のゲ―トパルスに同期した再起動パルス
とゲ―トパルスを発生する手段を具備し、再起動パルス
を起動サイリスタに与え、ゲ―トパルスを逆変換器に与
えることを特徴とする負荷転流形インバ―タ装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷転流形インバ―タ
装置に係り、特に転流失敗時に再起動を行ない操業率の
向上を図った負荷転流形インバ―タ装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の負荷転流形インバ―タ装
置の主回路構成図を示す。
【0003】図において、1は順変換器、2は直流リア
クトル、3はサイリスタ3U〜3Yのブリッジ接続で構
成された逆変換器、4はインバ―タ起動時のみ動作する
起動回路、5は並列共振負荷であ。
【0004】起動回路4の動作は、別電源4hを整流器
4eで整流し、プリチャ―ジコンデンサ4cの充電を行
う。起動サイリスタ4aは、起動信号で点弧し充電完了
したプリチャ―ジコンデンサ4cの電荷を、逆変換器3
と並列共振負荷5に放電させるものである。次に図7を
参照して、負荷転流形インバ―タ装置の起動を説明す
る。
【0005】順変換器1に点弧信号を与えると同時に逆
変換器3の全サイリスタ3U〜3Yを点弧(以下この状
態をBPPと記す)し、直流リアクトル2に流れる電流
が所定の値まで立上って来たら、起動回路4の起動サイ
リスタ4aを点弧し充電を完了しているプリチャ―ジコ
ンデンサ4cの電荷を、逆変換器3及び並列共振負荷5
に対して放電させる。
【0006】逆変換器3に対しては、プリチャ―ジコン
デンサ4c→サイリスタ3Y→サイリスタ3X→起動サ
イリスタ4a→リアクトル4b→プリチャ―ジコンデン
サ4c及びプリチャ―ジコンデンサ4c→サイリスタ3
V→サイリスタ3U→起動サイリスタ4a→リアクトル
4b→プリチャ―ジコンデンサ4cの放電ル―プが形成
され、逆変換器3のサイリスタ3V及び3Xは逆バイア
スされてタ―ンオフし、サイリスタ3U及び3Yにより
直流電流を並列共振負荷5に流し込むことにより、並列
共振負荷5に高周波の電圧を誘起し並列共振負荷5が発
振を始める。これによりインバ―タ装置の起動が完了す
る。
【0007】並列共振負荷5としては、高周波誘導炉、
高周波加熱機があるが、いずれの負荷においても被溶解
材料を炉への投入時、又は溶落時被加熱材料のコイル進
入及び通過時等負荷インピ―ダンスが大きく変動するこ
とが知られている。インバ―タ装置を安定に継続運転す
るためには、以上述べた負荷変動時の転流重なり角の変
化幅を事前に把握して負荷急変に対しても転流失敗を起
さないように十分な転流余裕時間を持つことが望まれ
る。
【0008】しかしながら、負荷変動に対して十分な転
流余裕時間を確保した場合、インバ―タ装置の力率が低
下し不経済となるため、転流余裕時間の余裕を多く取れ
ないから、一過性の負荷急変による低インピ―ダンス時
は転流重なり角の急増により転流余裕時間不足により転
流失敗に至る。従来例のケ―スでは、この場合転流失敗
検出でインバ―タ装置をトリップ停止させていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来例では、負荷急変
時に転流失敗によりインバ―タ装置をトリップした場合
はシステムを一旦停止し、事故拡大を防止するため転流
失敗によってインバ―タ装置に異常が発生していないか
調査を行った上で再起動しているため、システム停止か
ら再起動するまでのロス時間が発生し、操業率が低下し
てしまう欠点があった。
【0010】従って本発明は、負荷急変時、負荷インピ
―ダンス変化による転流失敗に対してはインバ―タ装置
をトリップさせることなく、順変換器は運転を継続した
ままで、転流失敗と転流余裕時間不足のAND条件で起
動回路を動作させて、再運転させることにより前述の欠
点を解消し得る負荷転流形インバ―タ装置を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1の順変換器の直流電力を交流電力
に変換し並列共振負荷に交流電力を供給する逆変換器
と、予め別電源から充電され起動サイリスタを点弧する
ことにより充電電荷を前記逆変換器に放電しバイパスペ
ア状態を解除するプリチャ―ジコンデンサを備えた負荷
転流形インバ―タ装置は、前記逆変換器の転流失敗を検
出する手段と、前記逆変換器の転流余裕時間不足を検出
する手段と、前記両手段が動作したこと及び前記逆変換
器がバイパスペア状態であることで、前記逆変換器のゲ
―トパルスに同期した再起動パルスとゲ―トパルスを発
生する手段を具備し、前記再起動パルスを前記起動サイ
リスタに与え、前記ゲ―トパルスを前記逆変換器に与え
るようにしたものである。
【0012】又、上記目的を達成するため、本発明の請
求項2の、変換器の直流電力を交流電力に変換し並列共
振負荷に交流電力を供給する逆変換器と、予め別電源か
ら充電され起動サイリスタを点弧することにより充電電
荷を前記逆変換器に放電しバイパスペア状態を解除する
プリチャ―ジコンデンサを備えた負荷転流形インバ―タ
装置は、前記逆変換器の転流失敗を検出する手段と、該
手段が動作して所定時間経過したこと及び前記逆変換器
がバイパスペア状態であることで、前記逆変換器のゲ―
トパルスに同期した再起動パルスとゲ―トパルスを発生
する手段を具備し、前記再起動パルスを前記起動サイリ
スタに与え、前記ゲ―トパルスを前記逆変換器に与える
ようにしたものである。
【0013】更に、上記目的を達成するため、本発明の
請求項3の、負荷転流形インバ―タ装置は、請求項1又
は請求項2における再起動パルスとゲ―トパルスを少く
とも前記転流失敗検出手段の出力に応じて一定時限、強
制的に進ませる転流余裕時間強制拡大手段を備えたこと
を特徴とするものである。
【0014】
【作用】請求項1の発明によれば、転流余裕時間不足に
起因して逆変換器が転流失敗すれば、逆変換器の転流失
敗を検出する手段と、逆変換器の転流余裕時間不足を検
出する手段の両手段が動作する。この時、逆変換器がバ
イパスペア状態であることにより、逆変換器のゲ―トパ
ルスに同期した再起動パルスとゲ―トパルスが発生し、
再起動パルスを起動サイリスタに与えることにより、プ
リチャ―ジコンデンサの電荷が逆変換器のサイリスタ3
V,3Xを逆バイアスする方向に放電するため、BPP
は解除され、また再起動パルスと同時に発生するゲ―ト
パルスは逆変換器のサイリスタ3U,3Yに与えるた
め、転流余裕時間不足に起因する転流失敗ではインバ―
タ装置を停止することなく再運転が可能となる。
【0015】又、請求項2の発明によれば、逆変換器の
転流失敗の大部分は、転流余裕時間不足に起因するもの
であることから、逆変換器の転流余裕時間不足を検出す
る手段を設けることなく、逆変換器が転流失敗すれば、
逆変換器の転流失敗を検出する手段が動作すれば、この
時、逆変換器がバイパスペア状態であることにより、逆
変換器のゲ―トパルスに同期した再起動パルスとゲ―ト
パルスが発生し、再起動パルスを起動サイリスタに与え
ることにより、プリチャ―ジコンデンサの電荷が逆変換
器のサイリスタ3V,3Xを逆バイアスする方向に放電
するため、BPPは解除され、また再起動パルスと同時
に発生するゲ―トパルスは逆変換器のサイリスタ3U,
3Yに与えるため、転流失敗ではインバ―タ装置を停止
することなく再運転が可能となる。
【0016】更に、請求項3の発明によれば、転流失敗
によりインバ―タ装置を再起動させるようにした請求項
1の発明、或いは請求項2の発明において、更に、再起
動パルスとゲ―トパルスを少くとも転流失敗検出手段の
出力に応じて一定時限、強制的に進ませる転流余裕時間
強制拡大手段を設け、再起動時に所定時間、逆変換器の
ゲ―トパルスを進ませ、繰り返して発生する恐れのある
転流失敗を防止することができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を図1、図2及び図3を参照し
て説明する。
【0018】図1は、本発明の一実施例を示す負荷転流
形インバ―タ装置の主回路構成図であり、従来例を示す
図7と同一機能のものは同一符号を付して、その説明を
省略する。図2は、転流失敗検出から再起動に至るまで
の本発明の一実施例を示す制御ブロックダイヤグラムを
表す。
【0019】図3は、本発明の動作を説明するための図
2の各部波形を示したものである。図1は、従来例の負
荷転流形インバ―タ装置を示す図7の直流回路のPN間
に抵抗6aとフォットカプラ6bからなる転流余裕時間
検出回路6を追加し起動回路4のプリチャ―ジコンデン
サ4cを常時充電できるようスイッチ4fを削除し、プ
リチャ―ジコンデンサ4cにインバ―タ装置の出力電圧
が重畳されないよう起動サイリスタ4jを追加したもの
である。
【0020】次に、図1から図3を参照して、転流失敗
から再起動に至る動作を説明する。図1のフォットカプ
ラ6bにより転流余裕時間7eを検出する。図2、図3
で逆変換器3のゲ―トパルス7dからオンディレイ7f
により予め設定した装置運転時の最大の転流重なり時間
に相当する時間だけ時間を遅延し、次の波形の零点まで
を転流余裕時間基準値7gとする。逆変換器3のゲ―ト
パルス7d´は、図3の黒印のパルスを示し、逆変換器
3を構成するサイリスタ3Uと3Yに与えるパルスであ
る。
【0021】転流余裕時間基準値7gと転流余裕時間7
eを比較し、転流余裕時間基準値7g>転流余裕時間7
eの場合は、転流余裕時間不足検出7hとなる。この
時、転流失敗検出7jと転流余裕時間不足検出7hのA
ND条件が成立したことで、図示しない信号により、再
起動が許可される。
【0022】再起動が許可されると、BPP状態信号7
kと逆変換器3のU相,Y相ゲ―トパルス7d´のAN
D条件により、逆変換器3へのUY相ゲ―トパルス7m
と、再起動パルス7lが発生する。
【0023】再起動パルス7lは、起動回路4の起動サ
イリスタ4a,4jに与えられるため、転流失敗により
既にBPP7kに入っていた逆変換器3は再起動パルス
7lによりBPPを解除され。一方、これと同時に逆変
換器3へのUY相ゲ―トパルス7mにより逆変換器3は
再運転を開始することになる。
【0024】図4は、本発明の他の実施例の要部を示
す、転流失敗から再起動に至るまでの制御ブロックダイ
ヤグラムである。又、図5は、図4の実施例の動作を説
明するための波形である。
【0025】図1の負荷転流形インバ―タ装置に、転流
失敗7jが発生した場合、転流余裕時間不足の条件なし
でタイムディレ―後、図示しない信号により、再起動が
許可される。再起動が許可されると、BPP状態信号7
kと逆変換器3のU相,Y相ゲ―トパルス7d´のAN
D条件により、逆変換器3のU相サイリスタ3UとY相
サイリスタ3Yへゲ―トパルス7mを与え、これに同期
して再起動パルス7lを図1の起動サイリスタ4a,4
jに与えることによりプリチャ―ジコンデンサ4cの放
電を行い転流失敗によりBPPを形成していた逆変換器
3はBPPを解除されてインバ―タは再運転に入る。
【0026】この実施例においては、転流失敗の検出を
行うとタイムディレ―後に再運転に入るため、一過性の
負荷変動に対して転流余裕時間を拡げることなく再起動
するため力率良く運転出来、又トリップによる操業のロ
スも無くなる。図6は、本発明の更に他の実施例の要部
を示す、転流失敗から再起動に至るまでの制御ブロック
ダイヤグラムである。
【0027】図1の負荷転流形インバ―タ装置に、転流
失敗が発生した場合、転流失敗検出7j或いは転流余裕
時間不足検出7hにより、その時点から所定時間、転流
余裕時間強制拡大を動作させ逆変換器3のゲ―トパルス
7dを進ませる。その結果、再起動時に逆変換器3のU
相サイリスタ3UとY相サイリスタ3Yへ与えるゲ―ト
パルス7mも進むことになり、再起動時には転流余裕時
間を一定時限拡大することができる。
【0028】操業方法に起因する負荷パタ―ンが通常の
負荷パタ―ンに比較し低インピ―ダンスの場合は、転流
失敗を繰り返し発生する可能性があるため、本実施例を
使用することで、一度転流失敗した場合、転流余裕時間
を一定時限強制的に拡げることにより繰り返しの転流失
敗を未然に防止することができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明のように請求項1の本発明によ
れば、負荷転流形インバ―タが多く使用される高周波誘
導炉において、溶解材料の溶落時や、炉へ材料を投入す
る時等の一過性の負荷急変に対し転流失敗してもシステ
ムを停止することなく運転できる。
【0030】又、請求項2の本発明によれば、転転流余
裕時間不足検出手段を設けることなく転流失敗時、タイ
ムディレイにより無条件に再起動を行うことも可能であ
る。更に、請求項3の本発明によれば、炉の焼結溶解時
等予め炉のインピ―ダンスが通常溶解時と異り低インピ
―ダンスとなることが判明している場合は、転流余裕時
間強制拡大手段を設ければ、転流失敗再起動時に転流余
裕時間が広がるため2度目の転流失敗が起らないことに
よりシステムが停止することなく安定した運転が可能と
なる。
【0031】以上のことから、転流失敗時、従来のよう
にインバ―タがトリップ停止することがなくなるため、
停止によるロス時間、トリップ時のシステムの点検調査
に要するロス時間がなくなるため、操業率を向上出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による負荷負荷転流形インバ―タ装置の
一実施例を示す主回路構成図。
【図2】本発明の一実施例を示す制御ブロックダイヤグ
ラム。
【図3】[図2]の動作を説明するための波形図。
【図4】本発明の他の実施例の要部を示す制御ブロック
ダイヤグラム。
【図5】[図4]の動作を説明するための波形図。
【図6】本発明の更に他の実施例の要部を示す制御ブロ
ックダイヤグラム。
【図7】従来の負荷負荷転流形インバ―タ装置の主回路
構成図。
【符号の説明】
1 …順変換器 2 …直流リアクトル 3 …逆変換器 4 …起動回路 4a,4j …起動サイリスタ 4b …リアクトル 4c …プリチャ―ジコンデンサ 4d,4g …抵抗 4e …整流器 4h …別電源 5 …並列共振負荷 6 …フォトカプラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 順変換器の直流電力を交流電力に変換
    し並列共振負荷に交流電力を供給する逆変換器と、予め
    別電源から充電され起動サイリスタを点弧することによ
    り充電電荷を前記逆変換器に放電しバイパスペア状態を
    解除するプリチャ―ジコンデンサを備えた負荷転流形イ
    ンバ―タ装置において、前記逆変換器の転流失敗を検出
    する手段と、前記逆変換器の転流余裕時間不足を検出す
    る手段と、前記両手段が動作したこと及び前記逆変換器
    がバイパスペア状態であることで、前記逆変換器のゲ―
    トパルスに同期した再起動パルスとゲ―トパルスを発生
    する手段を具備し、前記再起動パルスを前記起動サイリ
    スタに与え、前記ゲ―トパルスを前記逆変換器に与える
    ことを特徴とする負荷転流形インバ―タ装置。
  2. 【請求項2】 順変換器の直流電力を交流電力に変換
    し並列共振負荷に交流電力を供給する逆変換器と、予め
    別電源から充電され起動サイリスタを点弧することによ
    り充電電荷を前記逆変換器に放電しバイパスペア状態を
    解除するプリチャ―ジコンデンサを備えた負荷転流形イ
    ンバ―タ装置において、前記逆変換器の転流失敗を検出
    する手段と、該手段が動作して所定時間経過したこと及
    び前記逆変換器がバイパスペア状態であることで、前記
    逆変換器のゲ―トパルスに同期した再起動パルスとゲ―
    トパルスを発生する手段を具備し、前記再起動パルスを
    前記起動サイリスタに与え、前記ゲ―トパルスを前記逆
    変換器に与えることを特徴とする負荷転流形インバ―タ
    装置。
  3. 【請求項3】 前記再起動パルスとゲ―トパルスを少
    くとも前記転流失敗検出手段の出力に応じて一定時限、
    強制的に進ませる転流余裕時間強制拡大手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2の負荷転流形イン
    バ―タの制御装置。
JP5037229A 1993-02-26 1993-02-26 負荷転流形インバータ装置 Pending JPH06253552A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107612015A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 华北电力大学 一种基于电阻耗能的高压直流系统换相失败抵御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107612015A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 华北电力大学 一种基于电阻耗能的高压直流系统换相失败抵御装置
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