JPH0757103B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPH0757103B2 JPH0757103B2 JP59230110A JP23011084A JPH0757103B2 JP H0757103 B2 JPH0757103 B2 JP H0757103B2 JP 59230110 A JP59230110 A JP 59230110A JP 23011084 A JP23011084 A JP 23011084A JP H0757103 B2 JPH0757103 B2 JP H0757103B2
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- Japan
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- power
- output
- turn
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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
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、直流リアクトルを有し、自己ターンオフ能力
をもつ素子（トランジスタやGTO）をブリツジ接続し
て、逆変換器を構成した電力変換装置の、特に、主回路
素子の保護に好適な回路構造に関する。
をもつ素子（トランジスタやGTO）をブリツジ接続し
て、逆変換器を構成した電力変換装置の、特に、主回路
素子の保護に好適な回路構造に関する。
自己ターンオフ能力のある素子であるパワートランジス
タ（以下TRと略す）やゲートターンオフサイリスタ（以
下GTOと略す）により構成された電力変換装置の主回路
を第１図に示す。この図において、交流電源１は順変換
器２の入力端に接続されており、この順変換器２の直流
出力は、直流リアクトル３を介して、逆変換器４に供給
されるようになつている。逆変換器４は、３相ブリツジ
結線されたものであり、各々のアームはGTO41〜46とダ
イオードD41〜D46の直列接続されたものから形成されて
いる。この回路構成において電源断や瞬時停電、不足電
圧等の電源異常時、主回路素子41〜46を保護する為、TR
又はGTO（以下は代表してGTOと書く）のベース信号をし
や断しなければならないが、即時しや断してしまうと、
直流リアクトル３のインダクタンスに蓄積されたエネル
ギーにより過電圧が発生してしまう。その為、従来はリ
アクトル３のエネルギーを放出するまで直流出力である
Ｐ−Ｎ間を一定時間短絡しエネルギーを環流する目的で
逆変換器４の上，下アームの少なくとも各々一担を同時
点弧し短絡していた。しかしながら、GTOや、TRは、自
己消弧能力があるが由に、そのベース電流を流し続けな
ければ導通状態を保持することが出来ず、さらにベース
電流が不足すると、素子の熱破壊に至る。その為、直流
リアクトルの蓄積エネルギーが放出されるまで、ベース
電流を保持し続ける為の電源供給が必要となり、装置が
大きくなり、又、高価になるという欠点があつた。
タ（以下TRと略す）やゲートターンオフサイリスタ（以
下GTOと略す）により構成された電力変換装置の主回路
を第１図に示す。この図において、交流電源１は順変換
器２の入力端に接続されており、この順変換器２の直流
出力は、直流リアクトル３を介して、逆変換器４に供給
されるようになつている。逆変換器４は、３相ブリツジ
結線されたものであり、各々のアームはGTO41〜46とダ
イオードD41〜D46の直列接続されたものから形成されて
いる。この回路構成において電源断や瞬時停電、不足電
圧等の電源異常時、主回路素子41〜46を保護する為、TR
又はGTO（以下は代表してGTOと書く）のベース信号をし
や断しなければならないが、即時しや断してしまうと、
直流リアクトル３のインダクタンスに蓄積されたエネル
ギーにより過電圧が発生してしまう。その為、従来はリ
アクトル３のエネルギーを放出するまで直流出力である
Ｐ−Ｎ間を一定時間短絡しエネルギーを環流する目的で
逆変換器４の上，下アームの少なくとも各々一担を同時
点弧し短絡していた。しかしながら、GTOや、TRは、自
己消弧能力があるが由に、そのベース電流を流し続けな
ければ導通状態を保持することが出来ず、さらにベース
電流が不足すると、素子の熱破壊に至る。その為、直流
リアクトルの蓄積エネルギーが放出されるまで、ベース
電流を保持し続ける為の電源供給が必要となり、装置が
大きくなり、又、高価になるという欠点があつた。
尚、第２図はターンオフ能力を有するスイツチング素子
で逆変換器を構成したときの電源側電圧，電流波形を、
第３図はそのモートル５側の電圧，電流波形を示す。第
４図，第５図は、自己ターンオフ能力を有する素子を用
いず、サイリスタで逆変換器を構成した回路の夫々第２
図，第３図に対応する電流，電圧波形を示す。自己ター
ンオフ能力を有する素子を用いた場合の方が、電源や、
モートルへ供給される波形がより正弦波であり、すぐれ
ていることがわかる。
で逆変換器を構成したときの電源側電圧，電流波形を、
第３図はそのモートル５側の電圧，電流波形を示す。第
４図，第５図は、自己ターンオフ能力を有する素子を用
いず、サイリスタで逆変換器を構成した回路の夫々第２
図，第３図に対応する電流，電圧波形を示す。自己ター
ンオフ能力を有する素子を用いた場合の方が、電源や、
モートルへ供給される波形がより正弦波であり、すぐれ
ていることがわかる。
なお直流リアクトルに対して並列にスイツチを接続した
ものは特公昭52−25532号公報や特公昭52−25535号公報
に示してあるが、これ等の回路では主スイツチング素子
として自己ターンオフ能力を有していないサイリスタを
用いているし、スイツチの開閉動作が、いつ行われるの
かについて何ら開示されてない。
ものは特公昭52−25532号公報や特公昭52−25535号公報
に示してあるが、これ等の回路では主スイツチング素子
として自己ターンオフ能力を有していないサイリスタを
用いているし、スイツチの開閉動作が、いつ行われるの
かについて何ら開示されてない。
本発明の目的は、自己ターンオフ能力のある素子で、電
力変換装置を構成した時の電源異常時に、安価な保護装
置を提供することにある。
力変換装置を構成した時の電源異常時に、安価な保護装
置を提供することにある。
電源異常時とは、停電，瞬停，不足電圧や、装置の上位
電源がしや断された場合、等のことである。
電源がしや断された場合、等のことである。
本発明電力変換装置は交流電力を直流電力に変換する順
変換器と、自己ターンオフ能力を有する素子をブリツジ
に接続して構成してあり、前記順変換器の出力を受け
て、これを交流電力に変換する逆変換器と、該逆変換器
と前記順変換器との間に接続した直流リアクトルを有す
るものに於いて、前記順変換器の入力側又は出力側の電
圧の低下を検知する電圧検知手段と、前記直流リアクト
ルに対して並列に接続してあり、前記電圧検知手段が前
記電圧の低下を検知したときには閉路するスイツチとを
有することを特徴とする。
変換器と、自己ターンオフ能力を有する素子をブリツジ
に接続して構成してあり、前記順変換器の出力を受け
て、これを交流電力に変換する逆変換器と、該逆変換器
と前記順変換器との間に接続した直流リアクトルを有す
るものに於いて、前記順変換器の入力側又は出力側の電
圧の低下を検知する電圧検知手段と、前記直流リアクト
ルに対して並列に接続してあり、前記電圧検知手段が前
記電圧の低下を検知したときには閉路するスイツチとを
有することを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を第６図により説明する。１は
３相交流電源、２は交流を直流に変換する順変換器、61
は本発明によつて設けたスイツチとしてのサイリスタ、
３は直流リアクトル、４は逆変換器であり夫々のアーム
はGTOとダイオードとを直列に接続して構成してある。
５は３相誘導電動機である。本回路構成は、順変換器２
により３相交流電源１の出力を直流にし、直流リアクト
ル３により平滑した直流出力を逆変換器４により再び３
相交流にして三相誘導電動機５に供給する。90はこれら
の制御回路で、51は電流フイードバツク、81は電圧フイ
ードバツクを示す。又、91,92はゲート回路を示す。こ
のような回路構成において、90に電源を供給するトラン
ス52を介して電圧検知手段53によつて電源異常（電源
断，瞬停，不足電圧等）を異常検出すると同時に、GTO4
1〜46のベース電流が不足しない許容時間以内に順変換
器2,逆変換器４を構成しているGTOをターンオフさせる
信号101,102と、スイツチ61をONする信号100を53より発
生する。サイリスタ61をONする信号、及び信号101,102
により順変換器２及び逆変換器４は急にベースストツプ
保護される。これは、サイリスタ61のONにより直流リア
クトル３のエネルギーがサイリスタ61を通して環流し、
過電圧の発生がおさえられる為である。54は通常運転時
の過電圧検出回路を示す。82はAVR系を構成する為の電
圧検出信号である。110は論理和回路である。
３相交流電源、２は交流を直流に変換する順変換器、61
は本発明によつて設けたスイツチとしてのサイリスタ、
３は直流リアクトル、４は逆変換器であり夫々のアーム
はGTOとダイオードとを直列に接続して構成してある。
５は３相誘導電動機である。本回路構成は、順変換器２
により３相交流電源１の出力を直流にし、直流リアクト
ル３により平滑した直流出力を逆変換器４により再び３
相交流にして三相誘導電動機５に供給する。90はこれら
の制御回路で、51は電流フイードバツク、81は電圧フイ
ードバツクを示す。又、91,92はゲート回路を示す。こ
のような回路構成において、90に電源を供給するトラン
ス52を介して電圧検知手段53によつて電源異常（電源
断，瞬停，不足電圧等）を異常検出すると同時に、GTO4
1〜46のベース電流が不足しない許容時間以内に順変換
器2,逆変換器４を構成しているGTOをターンオフさせる
信号101,102と、スイツチ61をONする信号100を53より発
生する。サイリスタ61をONする信号、及び信号101,102
により順変換器２及び逆変換器４は急にベースストツプ
保護される。これは、サイリスタ61のONにより直流リア
クトル３のエネルギーがサイリスタ61を通して環流し、
過電圧の発生がおさえられる為である。54は通常運転時
の過電圧検出回路を示す。82はAVR系を構成する為の電
圧検出信号である。110は論理和回路である。
なおスイツチ61は自己ターンオフ能力のない無接点スイ
ツチング素子であつても有接点スイツチであつても良
い。しかし自己ターンオフ能力のない無接点スイツチを
用いることが望ましい。またスイツチに対しては直列に
抵抗を接続しても良い。電圧検知手段はこの電圧検知手
段の入力電圧が一定値以下に低下したことを検知するよ
うに構成しても良いし入力電圧の低下値が一定値以上に
なつたことを検出するようにしても良い。
ツチング素子であつても有接点スイツチであつても良
い。しかし自己ターンオフ能力のない無接点スイツチを
用いることが望ましい。またスイツチに対しては直列に
抵抗を接続しても良い。電圧検知手段はこの電圧検知手
段の入力電圧が一定値以下に低下したことを検知するよ
うに構成しても良いし入力電圧の低下値が一定値以上に
なつたことを検出するようにしても良い。
本発明によれば、自己ターンオフ能力を有する素子であ
るトランジスターやGTOを使用した逆変換器を構成した
場合に於いて、装置の電源が、停電や瞬停，不足電圧
時、あるいは装置上位のコンタクター等のしや断した場
合において、直流リアクトルのインダクタンスエネルギ
ーが消滅する時間（装置の容量により変わるが概略0.1
〜１秒程度）素子のベース信号をバツテリー電源等によ
り保持する必要がなくなる為、装置の制御電流が大幅に
小型，簡略化となり、安価な電力変換装置を提供でき
る。
るトランジスターやGTOを使用した逆変換器を構成した
場合に於いて、装置の電源が、停電や瞬停，不足電圧
時、あるいは装置上位のコンタクター等のしや断した場
合において、直流リアクトルのインダクタンスエネルギ
ーが消滅する時間（装置の容量により変わるが概略0.1
〜１秒程度）素子のベース信号をバツテリー電源等によ
り保持する必要がなくなる為、装置の制御電流が大幅に
小型，簡略化となり、安価な電力変換装置を提供でき
る。
第１図は、GTO素子を用いた公知な電力変換装置の主回
路構成図、第２図，第３図は自己ターンオフ能力を有す
る素子GTOを用いた場合の電源側及びモートル側の電
圧，電流波形、第４図，第５図は、自己ターンオフ能力
を有していない素子例えばサイリスタを用いた時の同波
形を示す。第６図は本発明電力変換装置の実施例を示す
回路図である。 １は三相交流電源、２は順変換器、３は直流リアクト
ル、４は逆変換器、53は電圧検知手段、61はスイツチと
してのサイリスタである。
路構成図、第２図，第３図は自己ターンオフ能力を有す
る素子GTOを用いた場合の電源側及びモートル側の電
圧，電流波形、第４図，第５図は、自己ターンオフ能力
を有していない素子例えばサイリスタを用いた時の同波
形を示す。第６図は本発明電力変換装置の実施例を示す
回路図である。 １は三相交流電源、２は順変換器、３は直流リアクト
ル、４は逆変換器、53は電圧検知手段、61はスイツチと
してのサイリスタである。
Claims (1)
- 【請求項１】自己ターンオフ能力を有する素子をブリッ
ジ接続して構成してあり、交流電源から給電される交流
電力を直流電力に変換する順変換器と、自己ターンオフ
能力を有する素子をブリッジ接続して構成してあり、前
記順変換器の出力を受けて、これを交流電力に変換する
逆変換器と、該逆変換器と前記順変換器との間に接続し
た直流リアクトルと、前記逆変換器の出力に接属された
三相誘導電動機とを備えた電力変換装置において、前記
順変換器の入力側又は出力側の電圧が所定の一定値以下
に低下したことを検知する電圧検知手段と、前記直流リ
アクトルに対して並列に接続したスイッチ手段と、前記
電圧検知手段の出力に応じて信号を発生する制御回路と
を設け、前記電圧検知手段が前記電圧の低下を検知した
とき、前記制御回路から前記順変換器と逆変換器のそれ
ぞれにターンオフ信号を供給すると同時に前記スイッチ
手段にオン信号を供給するように構成したことを特徴と
する電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230110A JPH0757103B2 (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59230110A JPH0757103B2 (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109471A JPS61109471A (ja) | 1986-05-27 |
| JPH0757103B2 true JPH0757103B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=16902716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59230110A Expired - Lifetime JPH0757103B2 (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757103B2 (ja) |
-
1984
- 1984-11-02 JP JP59230110A patent/JPH0757103B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61109471A (ja) | 1986-05-27 |
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