JPH0865921A - 瞬時電圧低下補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路構成で、インバータ９から負荷４
に出力電圧Ｖ２を供給する。 【構成】 出力電圧Ｖ１の正常時には、充電回路21によ
りフィルタ回路11のコンデンサ13にエネルギーを蓄え
る。出力電圧Ｖ１が低下すると、第２のサイリスタ16を
介してコンデンサ13のエネルギーが線路22に移動する。
このとき、線路22に存在するインダクタ23により、振動
電流を第１のサイリスタ15に供給する。第１のサイリス
タ15は強制的にターンオフし、以後インバータ９から負
荷４に出力電圧Ｖ２が供給される。 【効果】 既存の回路にコンデンサ13の充電回路21を設
けるだけで、交流電源２の電圧低下時に、第１のサイリ
スタ15を直ちにターンオフできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の三端子サイリス
タを用いて負荷への電圧供給を切換える瞬時電圧低下補
償装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の瞬時電圧低下補償装置
は、例えば実開平１−１２３４３６号公報などに開示さ
れるように、交流電源に接続された変圧器を介してコン
デンサに電気エネルギーを蓄え、前記交流電源の瞬時電
圧低下時にコンデンサに蓄えられたエネルギーをインバ
ータにより所定の交流出力電圧に変換して、各種電子機
器からなる負荷にこの交流出力電圧を供給するようにし
ており、交流電源からの電圧値を監視しながら、負荷に
対する電圧供給の切換えを行なっている。

【０００３】図２は、電圧切換手段として一対の三端子
サイリスタを用いた瞬時電圧低下補償装置の回路図を示
しており、同図において、１，１Ａは例えば交流１００
Ｖの単相交流電源２が接続される入力端子、３，３Ａは
交流駆動の負荷４の両端に接続される出力端子であり、
入力端子１と出力端子３間、および入力端子１Ａと出力
端子３Ａ間には、一対の電圧供給ライン５，５Ａが接続
される。交流電源２からの出力電圧Ｖ１は、入力端子
１，１Ａに接続された充電用変圧器６により所定の交流
電圧に変換され、この変換された電圧をダイオードブリ
ッジ７により整流することで、コンデンサ８に電気エネ
ルギーとして蓄えるようになっている。９は複数のスイ
ッチング素子（図示せず）を備えたインバータであり、
これは、交流電源２の出力電圧Ｖ１が低下すると、各ス
イッチング素子をスイッチングして、その出力電圧ライ
ン10，10Ａから負荷４に交流出力電圧Ｖ２を供給するも
のである。インバータ９の出力側には、出力電圧Ｖ２に
含まれるノイズ成分を除去するフィルタ回路11が接続さ
れ、このフィルタ回路11によって、スイッチング素子の
スイッチングに伴なうノイズなどを除去する。フィルタ
回路11は、一方の出力電圧ライン10に挿入接続されるイ
ンダクタ12と、出力電圧ライン10，10Ａ間に接続される
コンデンサ13とにより構成される。

【０００４】14は負荷４への電圧供給を切換える電圧切
換手段であり、これは、双方向性三端子サイリスタ（ト
ライアック）からなる第１のサイリスタ15と、第２のサ
イリスタ16とを備えている。第１のサイリスタ15の各主
端子は前記一方の電圧供給ライン５に挿入接続され、ま
た、第２のサイリスタ16の各主端子は、一方の出力電圧
ライン10に挿入接続される。出力電圧ライン10の終端、
すなわち、第２のサイリスタ16の一方の主端子は、負荷
４側に接続する第１のサイリスタ15の一方の主端子に接
続され、これによって、第１のサイリスタ15と第２のサ
イリスタ16の負荷４側の主端子どうしが接続される。ま
た、インバータ９からの他方の出力電圧ライン10Ａが、
他方の電圧供給ライン５Ａに接続される。

【０００５】17は各サイリスタ15，16のゲートに接続さ
れるサイリスタ駆動回路であり、このサイリスタ駆動回
路17から交流電源２に同期したトリガ信号を第１および
第２のサイリスタ15，16のいずれか一方に出力すること
で、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を選択的に負荷４に供給するよ
うになっている。また、18は電圧供給ライン５に挿入接
続される電流検出手段としての変流器であり、この変流
器18からの電流検出信号とコンデンサ８の端子電圧に基
づき、制御回路19が交流電源２からの出力電圧Ｖ１の低
下を検出すると、制御手段19はサイリスタ駆動回路17を
介して各サイリスタ15，16のオン，オフ状態を切換える
と同時に、内蔵するインバータ駆動回路を介してインバ
ータ９の駆動を制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の瞬時電圧低
下補償装置は、正常時には第１のサイリスタ15にのみサ
イリスタ駆動回路17からトリガ信号を供給することで、
第１のサイリスタ15をオンにするとともに、第２のサイ
リスタ16をオフにして、交流電源２からの出力電圧Ｖ１
を負荷４に供給しているが、交流電源２からの出力電圧
Ｖ１が何等かの原因で低下すると、サイリスタ駆動回路
17は第２のサイリスタ16にのみトリガ信号を供給するた
め、これにより第１のサイリスタ15をオフに切換えると
ともに、第２のサイリスタ16をオンに切換えて、インバ
ータ９から出力電圧Ｖ２を負荷４に供給するようにして
いる。ところが、出力端子３，３Ａに誘導性あるいは容
量性の負荷４を接続すると、負荷４に印加される交流電
圧と交流電流との間に位相差を生じるため、この第１お
よび第２のサイリスタ15，16のオン，オフ切換え時にお
いて、導通状態にある第１のサイリスタ15は、交流電圧
が零ボルト付近に達しても、その後交流電流が零アンペ
ア付近に達するまで、ターンオフできない状態が続くこ
とになる。したがって、この間に第２のサイリスタ16が
サイリスタ駆動回路17からのトリガ信号によりターンオ
ンすると、インバータ９からの出力電圧Ｖ２が負荷４に
供給されず、第１のサイリスタ15を介して交流電源２側
に戻されるという不具合を生じる。従来は、このような
事態を避けるために、第１のサイリスタ15に逆電圧を印
加する転流回路20を設けて、第２のサイリスタ16がター
ンオンする前に、第１のサイリスタ15を強制的にターン
オフさせるようにしていたが、専用の転流回路20を必要
とするために、回路構成が複雑になるなどの問題があっ
た。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、転流
回路を別に設けることなく、簡単な回路構成で、交流電
源の出力低下時にインバータから負荷に出力電圧を供給
できる瞬時電圧低下補償装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の瞬時電圧低下
補償装置は、交流電源と負荷間の電圧供給ラインの一方
に挿入接続される第１のサイリスタと、インバータの出
力電圧ラインの一方に挿入接続される第２のサイリスタ
とを備え、前記交流電源の電圧低下時に前記第１および
第２のサイリスタのオン，オフを切換えて前記インバー
タからの交流出力電圧を前記負荷に供給するとともに、
前記インバータからの交流出力電圧に含まれるノイズ成
分を除去するために、少なくとも前記出力電圧ライン間
にコンデンサを接続したフィルタ回路を備えた瞬時電圧
低下補償装置において、前記交流電源からの交流電流を
前記コンデンサに供給する充電回路を前記フィルタ回路
に接続し、前記コンデンサから前記第１のサイリスタに
至る線路に存在するインダクタンス分を利用して前記コ
ンデンサに蓄えられたエネルギーを振動電流として前記
第１のサイリスタに供給するように構成したものであ
る。

【０００９】また、請求項２の瞬時電圧低下補償装置
は、前記充電回路が、逆流防止用のダイオードと電流制
限用の抵抗とを前記コンデンサの一端と前記電圧供給ラ
イン間に直列接続して構成されるものである。

【００１０】

【作用】請求項１の構成により、交流電源が正常の電圧
を出力している状態では、充電回路を介してフィルタ回
路を構成するコンデンサにエネルギーが蓄えられる。一
方、交流電源の電圧が低下すると、第２のサイリスタが
ターンオンするのに伴なって、コンデンサに蓄えられた
エネルギーが、コンデンサから第１のサイリスタに至る
線路に移動する。この際、線路に存在するインダクタン
ス分によって振動電流が発生し、これによって、第１の
サイリスタは強制的にターンオフする。既存のフィルタ
回路のコンデンサと、線路に存在するインダクタンス分
を利用し、単にコンデンサの充電回路を設けるだけで、
交流電源の電圧低下時に、第１のサイリスタを直ちにタ
ーンオフすることができる。

【００１１】また、請求項２の構成では、既存の装置に
ダイオードと抵抗を追加するだけで、交流電源の電圧低
下時に、第１のサイリスタを直ちにターンオフすること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を装置の全体構成を
示す図１に基づいて説明する。なお、前記従来例で示し
た図２と同一部分には同一符号を付し、その共通する部
分の詳細なる説明は省略する。

【００１３】本実施例では、フィルタ回路11のコンデン
サ13と、このコンデンサ13に交流電源２からの交流電流
を供給する充電回路21と、コンデンサ13の一端から第１
のサイリスタ15の負荷４側の主端子に至る線路22に存在
するインダクタンス分（等価的に、破線のインダクタ23
として示す。）とにより、第１のサイリスタ15を強制的
にターンオフする転流回路を構成する点が注目される。
充電回路21は、逆流防止用のダイオード24と電流制限用
の抵抗25とを、コンデンサ13の一端と電圧供給ライン５
に直列接続して構成される。その他の点は、前記従来例
で示した図２の構成と全く同一である。

【００１４】次に、本実施例における瞬時電圧低下補償
装置の作用を説明する。交流電源２の出力電圧Ｖ１が正
常に供給されている場合、前述のようにサイリスタ駆動
回路17から第１のサイリスタ15のゲートにのみ、出力電
圧Ｖ１に同期したトリガ信号を出力する。したがって、
第１のサイリスタ15はオン，第２のサイリスタ16はオフ
状態となり、負荷４には交流電源２からの出力電圧Ｖ１
が第１のサイリスタ15を介して供給される。また、この
正常時には、インバータ９の駆動が停止しており、電圧
供給ライン５の電位がコンデンサ13の端子電圧よりも高
くなると、ダイオード24が導通状態となって、電圧供給
ライン５から充電回路21を経由して、フィルタ回路11の
コンデンサ13に充電電流が流れ込む。この場合、第２の
サイリスタ16はオフ状態になっており、しかも、電圧供
給ライン５の電位がコンデンサ13の端子電圧よりも低く
なると、ダイオード24は非導通状態になるため、コンデ
ンサ13にはそのまま充電エネルギーが蓄えられ続ける。

【００１５】一方、制御回路19により交流電源２からの
出力電圧Ｖ１の低下を検出すると、制御回路19はインバ
ータ９の各スイッチング素子に対して駆動信号を供給す
るとともに、サイリスタ駆動回路17は第１のサイリスタ
15に代わり、第２のサイリスタ16のゲートにトリガ信号
を出力する。サイリスタ駆動回路17からのトリガ信号に
より第２のサイリスタ16がターンオンすると、コンデン
サ13に蓄えられたエネルギーが第２のサイリスタ16を経
由して線路22側に移動するが、このとき線路22に分布す
るインダクタ23によって、第１のサイリスタ15の負荷４
側に接続される主端子に振動電流が供給される。したが
って、誘導性あるいは容量性の負荷４を出力端子３，３
Ａ間に接続しても、線路22に発生する振動電流によりそ
れまでとは逆方向の電流が第１のサイリスタ15の負荷４
側に接続される主端子に周期的に流れるため、電源供給
ライン５が零ボルト付近に達すると、第１のサイリスタ
15は強制的にターンオフして、以後インバータ９からの
出力電圧Ｖ２を負荷４側に供給することができる。しか
も、この時点では、コンデンサ13に蓄えられたエネルギ
ーが線路22の振動電流として放出されるため、フィルタ
回路11は出力電圧Ｖ２に含まれるノイズ成分を除去する
本来の機能を発揮することができる。

【００１６】以上のように、上記実施例においては、既
存のフィルタ回路11のコンデンサ13と、線路22に存在す
るインダクタンス分（インダクタ23）を利用し、単にコ
ンデンサ13の充電回路21をフィルタ回路11に接続するだ
けで、従来のような専用の転流回路を別に設けることな
く、交流電源２の電圧低下時に、線路22に発生する振動
電流により第１のサイリスタ15を直ちにターンオフし
て、インバータ９から負荷４に出力電圧Ｖ２を供給する
ことができる。すなわち、本実施例における瞬時電圧低
下補償装置は、交流電源２と負荷４間の電圧供給ライン
５，５Ａの一方に挿入接続される第１のサイリスタ15
と、インバータ９の出力電圧ライン10，10Ａの一方に挿
入接続される第２のサイリスタ16とを備え、交流電源２
の電圧低下時に前記第１および第２のサイリスタ15，16
のオン，オフを切換えてインバータ９からの交流出力電
圧Ｖ２を負荷４に供給するとともに、前記インバータ９
からの交流出力電圧Ｖ２に含まれるノイズ成分を除去す
るために、少なくとも出力電圧ライン10，10Ａ間にコン
デンサ13を接続したフィルタ回路11を備えた瞬時電圧低
下補償装置において、交流電源２からの交流電流をコン
デンサ13に供給する充電回路21をフィルタ回路11に接続
し、コンデンサ13から第１のサイリスタ15に至る線路22
に存在するインダクタ23を利用してコンデンサ13に蓄え
られたエネルギーを振動電流として第１のサイリスタ15
に供給するように構成したものであり、従来のような転
流回路を別に設けることなく、充電回路21を設けただけ
の簡単な回路構成で、交流電源２の出力低下時にインバ
ータ９から負荷４に出力電圧Ｖ２を供給できる。

【００１７】コンデンサ13を充電するための充電回路21
は、種々の回路構成が考えられるが、本実施例のように
ダイオード24と抵抗25との直列回路を電圧供給ライン５
とコンデンサ13の一端との間に接続したものが、最も簡
単な回路構成で好ましい。すなわち、本装置は、逆流防
止用のダイオード24と電流制限用の抵抗25とをコンデン
サ13の一端と電圧供給ライン５間に直列接続して充電回
路21を構成したものであり、この場合には、既存の装置
にダイオード24と抵抗25とを追加するだけで、交流電源
２の電圧低下時に、第１のサイリスタ15を直ちにターン
オフして、インバータ９から負荷４に出力電圧Ｖ２を供
給することが可能となる。

【００１８】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可
能である。例えば、本実施例では、サイリスタとしてい
わゆるトライアックと称する双方向性三端子サイリスタ
15，16を用いたが、他の三端子サイリスタを適宜組み合
わせてもよい。また、第１のサイリスタ15を入力端子１
Ａと出力端子３Ａ間の電圧供給ライン５Ａに接続すると
ともに、第２のサイリスタ16をインバータ９の出力電圧
ライン10Ａに接続してもよい。さらに、線路22から発生
する振動電流は、線路22の長さやコンデンサ13の容量な
どを適宜調節することにより、その振幅や周期を変える
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１に記載の瞬時電圧低下補償装置
は、交流電源と負荷間の電圧供給ラインの一方に挿入接
続される第１のサイリスタと、インバータの出力電圧ラ
インの一方に挿入接続される第２のサイリスタとを備
え、前記交流電源の電圧低下時に前記第１および第２の
サイリスタのオン，オフを切換えて前記インバータから
の交流出力電圧を前記負荷に供給するとともに、前記イ
ンバータからの交流出力電圧に含まれるノイズ成分を除
去するために、少なくとも前記出力電圧ライン間にコン
デンサを接続したフィルタ回路を備えた瞬時電圧低下補
償装置において、前記交流電源からの交流電流を前記コ
ンデンサに供給する充電回路を前記フィルタ回路に接続
し、前記コンデンサから前記第１のサイリスタに至る線
路に存在するインダクタンス分を利用して前記コンデン
サに蓄えられたエネルギーを振動電流として前記第１の
サイリスタに供給するように構成したものであり、転流
回路を別に設けることなく、充電回路を設けるだけの簡
単な回路構成で、交流電源の出力低下時にインバータか
ら負荷に出力電圧を供給することができる。

【００２０】また、請求項２に記載の瞬時電圧低下補償
装置は、前記充電回路が逆流防止用のダイオードと電流
制限用の抵抗とを前記コンデンサの一端と前記電圧供給
ライン間に直列接続したものであり、この場合には、転
流回路を別に設けることなく、既存の装置にダイオード
と抵抗を追加するだけの簡単な回路構成で、交流電源の
出力低下時にインバータから負荷に出力電圧を供給する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】従来例を示す回路構成図である。

【符号の説明】

２ 交流電源 ４ 負荷 ５，５Ａ 電圧供給ライン ９ インバータ 10，10Ａ 出力電圧ライン 11 フィルタ回路 13 コンデンサ 15 第１のサイリスタ 16 第２のサイリスタ 21 充電回路 22 線路 23 インダクタ（線路に存在するインダクタンス分） 24 ダイオード 25 抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と負荷間の電圧供給ラインの一
   方に挿入接続される第１のサイリスタと、インバータの
   出力電圧ラインの一方に挿入接続される第２のサイリス
   タとを備え、前記交流電源の電圧低下時に前記第１およ
   び第２のサイリスタのオン，オフを切換えて前記インバ
   ータからの交流出力電圧を前記負荷に供給するととも
   に、前記インバータからの交流出力電圧に含まれるノイ
   ズ成分を除去するために、少なくとも前記出力電圧ライ
   ン間にコンデンサを接続したフィルタ回路を備えた瞬時
   電圧低下補償装置において、前記交流電源からの交流電
   流を前記コンデンサに供給する充電回路を前記フィルタ
   回路に接続し、前記コンデンサから前記第１のサイリス
   タに至る線路に存在するインダクタンス分を利用して前
   記コンデンサに蓄えられたエネルギーを振動電流として
   前記第１のサイリスタに供給するように構成したことを
   特徴とする瞬時電圧低下補償装置。
2. 【請求項２】 前記充電回路は、逆流防止用のダイオー
   ドと電流制限用の抵抗とを前記コンデンサの一端と前記
   電圧供給ライン間に直列接続したものであることを特徴
   とする請求項１記載の瞬時電圧低下補償装置。