JPH067749B2 - Ｇｔｏサイリスタコンバ−タ - Google Patents
Ｇｔｏサイリスタコンバ−タInfo
- Publication number
- JPH067749B2 JPH067749B2 JP59105909A JP10590984A JPH067749B2 JP H067749 B2 JPH067749 B2 JP H067749B2 JP 59105909 A JP59105909 A JP 59105909A JP 10590984 A JP10590984 A JP 10590984A JP H067749 B2 JPH067749 B2 JP H067749B2
- Authority
- JP
- Japan
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- converter
- capacitor
- gto thyristor
- commutation
- main body
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 24
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of AC power input into DC 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はＧＴＯサイリスタコンバータに関する。
一般に転流ターンオフ形サイリスタ素子でコンバータを
構成し、各素子を点弧させてコンバータの出力を負荷に
供給させると、電源電圧と負荷に供給される電圧との間
に位相差が生じる。この位相差を一致させないと力率の
低下を招く関係から各素子を強制転流により消弧させる
必要がある。強制転流回路は各素子毎に設けられるため
にコンバータの構成が複雑となり、また転流回路が大型
であるためコンバータ全体の構成も大型化する問題があ
る。
構成し、各素子を点弧させてコンバータの出力を負荷に
供給させると、電源電圧と負荷に供給される電圧との間
に位相差が生じる。この位相差を一致させないと力率の
低下を招く関係から各素子を強制転流により消弧させる
必要がある。強制転流回路は各素子毎に設けられるため
にコンバータの構成が複雑となり、また転流回路が大型
であるためコンバータ全体の構成も大型化する問題があ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので強制転流
回路を設けくることなく転流を行うことができるととも
に転流時のエネルギーを有効に利用し、かつ回路構成の
簡素化を図つてコンバータを小型化したＧＴＯサイリス
タコンバータを提供する。
回路を設けくることなく転流を行うことができるととも
に転流時のエネルギーを有効に利用し、かつ回路構成の
簡素化を図つてコンバータを小型化したＧＴＯサイリス
タコンバータを提供する。
この発明はＰＷＭ制御されかつＧＴＯサイリスタにより
構成されたコンバータ本体の出力を負荷に供給し、コン
バータ本体の転流時に発生するエネルギーをダイオード
ブリッジ回路を介してコンデンサに蓄積させ、このコン
デンサに蓄積されたエネルギーをエネルギー反作用回路
を介して所定時刻に負荷に供給させるようにしたことに
ある。
構成されたコンバータ本体の出力を負荷に供給し、コン
バータ本体の転流時に発生するエネルギーをダイオード
ブリッジ回路を介してコンデンサに蓄積させ、このコン
デンサに蓄積されたエネルギーをエネルギー反作用回路
を介して所定時刻に負荷に供給させるようにしたことに
ある。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図において、ＡＧは三相交流電源で、この電源ＡＧ
のｕ，ｖ，ｗ相はＧＴＯサイリスタG1〜G6から形成され
るコンバータ本体ＣＶの交流入力側にそれぞれ接続され
る。このコンバータ本体CVのＧＴＯサイリスタG1〜G6は
図示しないＰＷＭ制御回路からの出力により制御され
る。コンバータ本体ＣＶの直流出力側の正極は直流リア
クトルLdを介して負荷（例えば直流電動機）Ｌの一端に
接続される。またコンバータ本体ＣＶの直流出力側の負
極は負荷Ｌの他端に接続される。
のｕ，ｖ，ｗ相はＧＴＯサイリスタG1〜G6から形成され
るコンバータ本体ＣＶの交流入力側にそれぞれ接続され
る。このコンバータ本体CVのＧＴＯサイリスタG1〜G6は
図示しないＰＷＭ制御回路からの出力により制御され
る。コンバータ本体ＣＶの直流出力側の正極は直流リア
クトルLdを介して負荷（例えば直流電動機）Ｌの一端に
接続される。またコンバータ本体ＣＶの直流出力側の負
極は負荷Ｌの他端に接続される。
D1〜D6はダイオードで、これらダイオードD1〜D6でダイ
オードブリツジ回路ＤＢが形成される。ダイオードブリ
ツジ回路ＤＢの交流入力側はコンバータ本体ＣＶの交流
入力側に接続される。ダイオードブリツジ回路ＤＢの正
負極間にはコンデンサCdが接続される。このコンデンサ
Cdの両端にはエネルギー反作用回路を構成する次のよう
な逆極性に接続された直列回路が接続される。その１つ
はＧＴＯサイリスタG7のカソードとダイオードD8のカソ
ードが共通接続され、両アノードがコンデンサCdの両端
に接続された回路である。また、他の１つはダイオード
D7のアノードとＧＴＯサイリスタG8のアノードが共通接
続され、両カソードがコンデンサCdの両端に接続された
回路である。Lr1，Lr2は和動巻きのリアクトルで、リアク
トルLr1，Lr2の一端はコンバータ本体ＣＶの正負極に接
続される。リアクトルLr1，Lr2の他端は前記ＧＴＯサイ
リスタG7とダイオードD8の共通接続点CO1及びＧＴＯサ
イリスタG8とダイオードD7の共通接続点CO2にそれぞれ
接続される。
オードブリツジ回路ＤＢが形成される。ダイオードブリ
ツジ回路ＤＢの交流入力側はコンバータ本体ＣＶの交流
入力側に接続される。ダイオードブリツジ回路ＤＢの正
負極間にはコンデンサCdが接続される。このコンデンサ
Cdの両端にはエネルギー反作用回路を構成する次のよう
な逆極性に接続された直列回路が接続される。その１つ
はＧＴＯサイリスタG7のカソードとダイオードD8のカソ
ードが共通接続され、両アノードがコンデンサCdの両端
に接続された回路である。また、他の１つはダイオード
D7のアノードとＧＴＯサイリスタG8のアノードが共通接
続され、両カソードがコンデンサCdの両端に接続された
回路である。Lr1，Lr2は和動巻きのリアクトルで、リアク
トルLr1，Lr2の一端はコンバータ本体ＣＶの正負極に接
続される。リアクトルLr1，Lr2の他端は前記ＧＴＯサイ
リスタG7とダイオードD8の共通接続点CO1及びＧＴＯサ
イリスタG8とダイオードD7の共通接続点CO2にそれぞれ
接続される。
次に上記実施例の動作を述べるに、第１図に示したコン
バータ本体ＣＶは後述するＰＷＭ制御用ゲートドライブ
パターンに従つて制御される。まず、ＧＴＯサイリスタ
G3G5がオンされると直流電流Idが負荷Ｌに供給される。
このときコンバータ本体ＣＶの出力電圧edはｗ相電圧と
ｖ相電圧の差となり、また交流側入力電流iwは正、ivは
負となる。前記第１図のようにＧＴＯサイリスタG3とG5
がオンしている状態を単流と称す。この状態のときＧＴ
ＯサイリスタG3をオフさせ、これと同時にG1をオンさせ
ることにより、G1とG5がオン状態となる。この間に転流
動作が行われる。この過程、即ち単流から単流への転流
過程を第２図について述べる。ＧＴＯサイリスタG3がオ
フすると電源リアクタンスのためにｗ相電流は直に零と
はならないで、過渡電圧euwが発生する。この電圧euwは
コンデンサCdの端子電圧ecdより高くなるので、ダイオ
ードブリッジ回路ＤＢのダイオードD3とD4が順バイアス
されｗ相→ダイオードD3→コンデンサCd→ダイオードD4
→ＧＴＯサイリスタG1→負荷Ｌ→ＧＴＯサイリスタG5→
ｖ相のループで電流（第２図実線で示す）が流れる。こ
の電流でコンデンサCdは充電され、充電が完了されると
ダイオードD3とD4はオフ状態となり、この時点で転流が
完了される。なお、過渡電圧euwはコンデンサCdの電圧e
cdにより波高が抑制される。
バータ本体ＣＶは後述するＰＷＭ制御用ゲートドライブ
パターンに従つて制御される。まず、ＧＴＯサイリスタ
G3G5がオンされると直流電流Idが負荷Ｌに供給される。
このときコンバータ本体ＣＶの出力電圧edはｗ相電圧と
ｖ相電圧の差となり、また交流側入力電流iwは正、ivは
負となる。前記第１図のようにＧＴＯサイリスタG3とG5
がオンしている状態を単流と称す。この状態のときＧＴ
ＯサイリスタG3をオフさせ、これと同時にG1をオンさせ
ることにより、G1とG5がオン状態となる。この間に転流
動作が行われる。この過程、即ち単流から単流への転流
過程を第２図について述べる。ＧＴＯサイリスタG3がオ
フすると電源リアクタンスのためにｗ相電流は直に零と
はならないで、過渡電圧euwが発生する。この電圧euwは
コンデンサCdの端子電圧ecdより高くなるので、ダイオ
ードブリッジ回路ＤＢのダイオードD3とD4が順バイアス
されｗ相→ダイオードD3→コンデンサCd→ダイオードD4
→ＧＴＯサイリスタG1→負荷Ｌ→ＧＴＯサイリスタG5→
ｖ相のループで電流（第２図実線で示す）が流れる。こ
の電流でコンデンサCdは充電され、充電が完了されると
ダイオードD3とD4はオフ状態となり、この時点で転流が
完了される。なお、過渡電圧euwはコンデンサCdの電圧e
cdにより波高が抑制される。
前述の転流が完了し、単流状態となつたときの図を第３
図に示す。この第３図のときのコンバータ本体ＣＶの出
力電圧edはｕ相の電圧とｖ相の電圧の差であり、交流入
力電流iuは正，ivは負である。この第３図の状態からＧ
ＴＯサイリスタG1をオフさせ、G2をオンさせてＧＴＯサ
イリスタG2とG5による還流状態に移行させる転流過程に
ついて第４図により述べる。
図に示す。この第３図のときのコンバータ本体ＣＶの出
力電圧edはｕ相の電圧とｖ相の電圧の差であり、交流入
力電流iuは正，ivは負である。この第３図の状態からＧ
ＴＯサイリスタG1をオフさせ、G2をオンさせてＧＴＯサ
イリスタG2とG5による還流状態に移行させる転流過程に
ついて第４図により述べる。
ＧＴＯサイリスタG1のオフと、G2のオンを同時に行うと
第２図の作用と同様に電源リアクタンスのために電流iu
は直に零とはならないで、過渡電圧euvが発生する。こ
の電圧euvはコンデンサCdの端子電圧ecdより高くなるの
で、ダイオードブリツジ回路ＤＢのダイオードD1とD5が
順バイアスされる。これにより前記と同様に第４図に実
線矢印で示すような電流が流れ、コンデンサCdは充電さ
れる。充電が完了されるとダイオードD1とD5はオフとな
つて転流が完了され還流状態になる。この状態が第５図
である。
第２図の作用と同様に電源リアクタンスのために電流iu
は直に零とはならないで、過渡電圧euvが発生する。こ
の電圧euvはコンデンサCdの端子電圧ecdより高くなるの
で、ダイオードブリツジ回路ＤＢのダイオードD1とD5が
順バイアスされる。これにより前記と同様に第４図に実
線矢印で示すような電流が流れ、コンデンサCdは充電さ
れる。充電が完了されるとダイオードD1とD5はオフとな
つて転流が完了され還流状態になる。この状態が第５図
である。
この第５図の還流状態から単流に転流させるにはＧＴＯ
サイリスタG2を急激にオフさせると第６図に示すように
過渡電圧evwが発生される。この電圧evwはコンデンサCd
の端子電圧ecdより高くなるので、前述と同様にダイオ
ードD2とD6が順バイアスされる。これにより、前述と同
様に第６図に実線矢印で示すような電流が流れ、コンデ
ンサCdは充電される。充電が完了されるとダイオードD2
とD6はオフとなつて転流が完了される。以下第７図Ｂに
示すＧＴＯサイリスタG1〜GR6のゲートドライブパター
ンに従つてＰＷＭ制御される。なお、第７図Ａは交流入
力電圧波形図で、図中白抜き部分以外はＧＴＯサイリス
タで交流側が制御されていることを示し、第７図Ｂは前
述のゲートドライブパターンでは黒塗部分はＧＴＯサイ
リスタがオンしている期間を示す。第７図Ｃはコンバー
タ本体ＣＶの出力電圧edの波形図、第７図Ｄは負荷に供
給されるＰＷＭ電流の各相波形図である。
サイリスタG2を急激にオフさせると第６図に示すように
過渡電圧evwが発生される。この電圧evwはコンデンサCd
の端子電圧ecdより高くなるので、前述と同様にダイオ
ードD2とD6が順バイアスされる。これにより、前述と同
様に第６図に実線矢印で示すような電流が流れ、コンデ
ンサCdは充電される。充電が完了されるとダイオードD2
とD6はオフとなつて転流が完了される。以下第７図Ｂに
示すＧＴＯサイリスタG1〜GR6のゲートドライブパター
ンに従つてＰＷＭ制御される。なお、第７図Ａは交流入
力電圧波形図で、図中白抜き部分以外はＧＴＯサイリス
タで交流側が制御されていることを示し、第７図Ｂは前
述のゲートドライブパターンでは黒塗部分はＧＴＯサイ
リスタがオンしている期間を示す。第７図Ｃはコンバー
タ本体ＣＶの出力電圧edの波形図、第７図Ｄは負荷に供
給されるＰＷＭ電流の各相波形図である。
次に第２図、第４図及び第６図では転流過程時に発生す
る過渡電圧をコンデンサCdに充電させていたが、転流の
たびごとにコンデンサCdに充電していたのではコンデン
サ電圧ecdは上昇し続けることになる。そこで、エネル
ギー反作用回路と称されるＧＴＯサイリスタG7とG8及び
ダイオードD7とD8からなる回路を用いてコンデンサCdの
充電電荷（充電エネルギー）を負荷Ｌへ供給させて充電
エネルギーを処理する手段を案出した。第８図におい
て、ＧＴＯサイリスタG7とG8をオンさせる（このG7，G8
のオン期間は転流が完全に終了した後の単流期間であ
る。）と、コンデンサCdの充電電荷（充電エネルギー）
はＧＴＯサイリスタG7→和動巻リアクトルLn→直流リア
クトルLd→負荷Ｌ→和動巻リアクトルLr2→ＧＴＯサイ
リスタG8を介して放電される。このようにして放電され
る電流は和動巻リアクトルLr1，Lr2により平滑化されて
直流リアクトルLdに流れ込む。このため、負荷Ｌには影
響を与えない。
る過渡電圧をコンデンサCdに充電させていたが、転流の
たびごとにコンデンサCdに充電していたのではコンデン
サ電圧ecdは上昇し続けることになる。そこで、エネル
ギー反作用回路と称されるＧＴＯサイリスタG7とG8及び
ダイオードD7とD8からなる回路を用いてコンデンサCdの
充電電荷（充電エネルギー）を負荷Ｌへ供給させて充電
エネルギーを処理する手段を案出した。第８図におい
て、ＧＴＯサイリスタG7とG8をオンさせる（このG7，G8
のオン期間は転流が完全に終了した後の単流期間であ
る。）と、コンデンサCdの充電電荷（充電エネルギー）
はＧＴＯサイリスタG7→和動巻リアクトルLn→直流リア
クトルLd→負荷Ｌ→和動巻リアクトルLr2→ＧＴＯサイ
リスタG8を介して放電される。このようにして放電され
る電流は和動巻リアクトルLr1，Lr2により平滑化されて
直流リアクトルLdに流れ込む。このため、負荷Ｌには影
響を与えない。
また、ＧＴＯサイリスタG7，G8がオフされるとリアクト
ルLr1，Lr2，Ldにより電流は急激に零とはならないで、
第９図に示す矢印のように電流が流れて再びコンデンサ
Cdに充電される。このときの充電電圧は低い。上記のよ
うにしてコンバータ本体ＣＶの転流時に発生する過渡電
圧をコンデンサCdに充電しておき、この充電電圧を負荷
Ｌに供給するので、過渡電圧を有効に活用できる。
ルLr1，Lr2，Ldにより電流は急激に零とはならないで、
第９図に示す矢印のように電流が流れて再びコンデンサ
Cdに充電される。このときの充電電圧は低い。上記のよ
うにしてコンバータ本体ＣＶの転流時に発生する過渡電
圧をコンデンサCdに充電しておき、この充電電圧を負荷
Ｌに供給するので、過渡電圧を有効に活用できる。
以上述べたように、この発明によれば、ＧＴＯサイリ
スタからなるコンバータ本体をＰＷＭ制御するときに発
生する転流エネルギーをコンデンサに蓄えて、所定時刻
にそのエネルギーをエネルギー反作用回路を介して負荷
に供給させるようにしたので、転流時に発生したエネル
ギーを有効に利用できるとともに強制転流回路を設ける
必要がなく、装置の小型化を図ることができる。さらに
重要なことは、電源側の力率を常に１にすることができ
るので装置効率を向上できる等の利点がある。
スタからなるコンバータ本体をＰＷＭ制御するときに発
生する転流エネルギーをコンデンサに蓄えて、所定時刻
にそのエネルギーをエネルギー反作用回路を介して負荷
に供給させるようにしたので、転流時に発生したエネル
ギーを有効に利用できるとともに強制転流回路を設ける
必要がなく、装置の小型化を図ることができる。さらに
重要なことは、電源側の力率を常に１にすることができ
るので装置効率を向上できる等の利点がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図から
第６図は上記実施例の動作を述べるための回路図、第７
図はＧＴＯサイリスタのゲートドライブパターン出力電
圧や交流入力電流の波形を示す図、第８図及び第９図は
エネルギー反作用回路の動作を説明する回路図である。 ＣＶ…コンバータ本体、ＤＢ…ダイオードブリツジ回
路、Cd…コンデンサ、Ld…直流リアクトル、Lr1，Lr2…
和動巻リアクトル、Ｌ…負荷、G1からG8…ＧＴＯサイリ
スタ、D1からD8…ダイオード。
第６図は上記実施例の動作を述べるための回路図、第７
図はＧＴＯサイリスタのゲートドライブパターン出力電
圧や交流入力電流の波形を示す図、第８図及び第９図は
エネルギー反作用回路の動作を説明する回路図である。 ＣＶ…コンバータ本体、ＤＢ…ダイオードブリツジ回
路、Cd…コンデンサ、Ld…直流リアクトル、Lr1，Lr2…
和動巻リアクトル、Ｌ…負荷、G1からG8…ＧＴＯサイリ
スタ、D1からD8…ダイオード。
Claims (1)
- 【請求項１】ＧＴＯサイリスタにより構成され、かつＰ
ＷＭ制御されるコンバータ本体と、このコンバータ本体
の出力端間に直流リアクトルを介して接続された負荷
と、前記コンバータ本体の交流入力側に接続され、転流
時に電源側の過渡電圧を整流して直流出力を得るダイオ
ードブリッジ回路と、このダイオードブリッジ回路の直
流出力側に接続され、前記過渡電圧を整流した電源側電
磁エネルギーが蓄積されるコンデンサと、ＧＴＯサイリ
スタとダイオードを互いに逆極性にして直列接続して、
前記コンデンサの正負極間に接続される一対の逆極性直
列回路体と、この逆極性直列回路体の一対の共通接続点
にそれぞれ一端が接続され、他端がそれぞれ前記コンバ
ータ本体の直流出力端間に接続される和動巻きの一対の
リアクタンスとを備えてなることを特徴とするＧＴＯサ
イリスタコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59105909A JPH067749B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | Ｇｔｏサイリスタコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59105909A JPH067749B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | Ｇｔｏサイリスタコンバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249871A JPS60249871A (ja) | 1985-12-10 |
| JPH067749B2 true JPH067749B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=14419990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59105909A Expired - Lifetime JPH067749B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | Ｇｔｏサイリスタコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067749B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102651620A (zh) * | 2011-02-24 | 2012-08-29 | 浙江源创电子科技有限公司 | 一种ac-dc反激式在线隔离电路 |
| EP2985448B1 (en) | 2013-04-11 | 2019-10-30 | Denso Corporation | Ignition control device for internal combustion engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60176468A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-10 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP59105909A patent/JPH067749B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60249871A (ja) | 1985-12-10 |
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