JPH0969768A - 高調波抑制型電力線瞬時切替装置 - Google Patents
高調波抑制型電力線瞬時切替装置Info
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- JPH0969768A JPH0969768A JP7224201A JP22420195A JPH0969768A JP H0969768 A JPH0969768 A JP H0969768A JP 7224201 A JP7224201 A JP 7224201A JP 22420195 A JP22420195 A JP 22420195A JP H0969768 A JPH0969768 A JP H0969768A
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- H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来型のサイリスタを用いた半導体スイッチ
回路は、ゼロクロス点近傍において交流電流の波形歪が
大きいので、多くの高調波電流を含んでいた。この高調
波電流を減らすことが課題であった。 【解決手段】 半導体スイッチ回路に急峻波頭峻度型の
サイリスタを用いるとともに、半導体スイッチ回路と電
源間に直列にインダクタを設ける。
回路は、ゼロクロス点近傍において交流電流の波形歪が
大きいので、多くの高調波電流を含んでいた。この高調
波電流を減らすことが課題であった。 【解決手段】 半導体スイッチ回路に急峻波頭峻度型の
サイリスタを用いるとともに、半導体スイッチ回路と電
源間に直列にインダクタを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力送配電装置に
おいて停電を防止する電力線瞬時切替装置の改良に関す
る。
おいて停電を防止する電力線瞬時切替装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術による電力線瞬時切替装置の
回路図を図４に示す。図において、切替回路１は、並列
に接続された、半導体スイッチ回路２とガスしゃ断器Ｇ
ＣＢから構成されている。半導体スイッチ回路２は順方
向が互に逆向きになるようにして並列に接続した一対の
サイリスタＴｈの並列接続体と、このサイリスタＴｈの
並列接続体に並列に接続された、抵抗Ｒｄとコンデンサ
Ｃｓとの直列接続体及び一個の抵抗Ｒｐとから構成され
ている。抵抗Ｒｄ及びＲｐ及びコンデンサＣｓからなる
上記の回路はスナバー回路として知られている。スナバ
ー回路はサイリスタＴｈに過渡サージ電圧が印加された
ときその過渡サージ電圧を吸収してサイリスタＴｈを保
護するための回路である。
回路図を図４に示す。図において、切替回路１は、並列
に接続された、半導体スイッチ回路２とガスしゃ断器Ｇ
ＣＢから構成されている。半導体スイッチ回路２は順方
向が互に逆向きになるようにして並列に接続した一対の
サイリスタＴｈの並列接続体と、このサイリスタＴｈの
並列接続体に並列に接続された、抵抗Ｒｄとコンデンサ
Ｃｓとの直列接続体及び一個の抵抗Ｒｐとから構成され
ている。抵抗Ｒｄ及びＲｐ及びコンデンサＣｓからなる
上記の回路はスナバー回路として知られている。スナバ
ー回路はサイリスタＴｈに過渡サージ電圧が印加された
ときその過渡サージ電圧を吸収してサイリスタＴｈを保
護するための回路である。
【０００３】通常の三相の送配電路においては、前記の
切替回路１が各相の電路の負荷に接続される端子４と電
源１０間に接続されている。
切替回路１が各相の電路の負荷に接続される端子４と電
源１０間に接続されている。
【０００４】電力の送配電系統では、一般にループ送電
が行われている。ループ送電では、発電所又は変電所等
の電源１０から多数の需要家に至る電路をループ状に形
成している。以後このような電路をループ電路と称す
る。このループ電路には所定距離毎にしゃ断器を設け
て、必要なときループ電路をしゃ断できるようになされ
ている。となり合う２個のしゃ断器間の各電路には需要
家の電気機器が接続されている。ループ電路が正常な場
合には、電源１０から一定の方向でループ電路を回るよ
うにして送電される。ループ電路の一部で故障が発生す
ると、故障が発生した部分をループ電路から切離すため
に、その両側のしゃ断器を開く。次にループ電路上の前
記切離された故障部分の両側の健全部分に向かって両方
向から送電を行う。すなわち、ループ電路の故障前の方
向への送電は継続され、故障発生前に故障部分より上流
側であった需要家へは故障発生前と同じ方向に送電がな
される。また故障前に故障部分より下流側であった需要
家へは、故障発生前の送電方向とは逆の方向でループ電
路に送電する。このために、逆方向の電路を形成させる
ための電力線瞬時切替装置を閉とする。その結果電源１
０からの送電はループ電路を逆方向に行われ、前記故障
発生部分より下流側の需要家に供給される。このように
故障切離し箇所の手前に双方向から送電することによっ
て故障が生じていない需要家への送電が前記の故障によ
って影響をうけないようにしている。
が行われている。ループ送電では、発電所又は変電所等
の電源１０から多数の需要家に至る電路をループ状に形
成している。以後このような電路をループ電路と称す
る。このループ電路には所定距離毎にしゃ断器を設け
て、必要なときループ電路をしゃ断できるようになされ
ている。となり合う２個のしゃ断器間の各電路には需要
家の電気機器が接続されている。ループ電路が正常な場
合には、電源１０から一定の方向でループ電路を回るよ
うにして送電される。ループ電路の一部で故障が発生す
ると、故障が発生した部分をループ電路から切離すため
に、その両側のしゃ断器を開く。次にループ電路上の前
記切離された故障部分の両側の健全部分に向かって両方
向から送電を行う。すなわち、ループ電路の故障前の方
向への送電は継続され、故障発生前に故障部分より上流
側であった需要家へは故障発生前と同じ方向に送電がな
される。また故障前に故障部分より下流側であった需要
家へは、故障発生前の送電方向とは逆の方向でループ電
路に送電する。このために、逆方向の電路を形成させる
ための電力線瞬時切替装置を閉とする。その結果電源１
０からの送電はループ電路を逆方向に行われ、前記故障
発生部分より下流側の需要家に供給される。このように
故障切離し箇所の手前に双方向から送電することによっ
て故障が生じていない需要家への送電が前記の故障によ
って影響をうけないようにしている。
【０００５】前記の故障の発生の検知によって前ループ
電路への送電がいったん停電してから、故障区間を切離
した残りのループ電路に双方向から送電するための切替
が完了するまでの所要時間、すなわち停電時間は１０ミ
リ秒以下が望ましく、目標値は４ミリ秒以下である。４
ミリ秒以下であると、肉眼では停電したことを検知でき
ない、またコンピューターなど高度な電子装置にもほと
んど悪影響を与えることがない。図４の切替回路１は従
来のループ送電の切換のための従来の電力線瞬時切換装
置のものである。以下にその動作を詳細に説明する。
電路への送電がいったん停電してから、故障区間を切離
した残りのループ電路に双方向から送電するための切替
が完了するまでの所要時間、すなわち停電時間は１０ミ
リ秒以下が望ましく、目標値は４ミリ秒以下である。４
ミリ秒以下であると、肉眼では停電したことを検知でき
ない、またコンピューターなど高度な電子装置にもほと
んど悪影響を与えることがない。図４の切替回路１は従
来のループ送電の切換のための従来の電力線瞬時切換装
置のものである。以下にその動作を詳細に説明する。
【０００６】ループ電路上のある部分で故障が発生し、
故障個所の両側のしゃ断器が開となると、その開動作に
よって生じる信号を受信して、図示を省略したトリガ回
路からゲート信号が出力される。ゲート信号は切替回路
１の各通常型のサイリスタＴｈのゲートＧに印加され
る。その結果各サイリスタＴｈがオンとなって半導体ス
イッチ２は閉となり、電源１０からの電力が、端子４を
経て需要家の負荷に供給される。サイリスタＴｈは順方
向の抵抗を有しているので、長時間にわたって半導体ス
イッチ２を経由して送電するとサイリスタＴｈが発熱す
る。そこで、サイリスタＴｈをオンとすると同時にガス
しゃ断器ＧＣＢを閉とし、ガスしゃ断器ＧＣＢが完全に
閉となるに要する時間例えば１秒後に前記ゲート信号を
しゃ断してサイリスタＴｈをオフにする。各サイリスタ
Ｔｈは数１００マイクロ秒でオンとなるので、前記の目
標である４ミリ秒以下の短時間で故障区間を残して健全
な両側の部分に双方向から送電するよう切替えることが
できる。
故障個所の両側のしゃ断器が開となると、その開動作に
よって生じる信号を受信して、図示を省略したトリガ回
路からゲート信号が出力される。ゲート信号は切替回路
１の各通常型のサイリスタＴｈのゲートＧに印加され
る。その結果各サイリスタＴｈがオンとなって半導体ス
イッチ２は閉となり、電源１０からの電力が、端子４を
経て需要家の負荷に供給される。サイリスタＴｈは順方
向の抵抗を有しているので、長時間にわたって半導体ス
イッチ２を経由して送電するとサイリスタＴｈが発熱す
る。そこで、サイリスタＴｈをオンとすると同時にガス
しゃ断器ＧＣＢを閉とし、ガスしゃ断器ＧＣＢが完全に
閉となるに要する時間例えば１秒後に前記ゲート信号を
しゃ断してサイリスタＴｈをオフにする。各サイリスタ
Ｔｈは数１００マイクロ秒でオンとなるので、前記の目
標である４ミリ秒以下の短時間で故障区間を残して健全
な両側の部分に双方向から送電するよう切替えることが
できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来の切換
回路１のサイリスタＴｈでは、交流電流の極性が変化す
る時点であるゼロクロス点からサイリスタＴｈがオンと
なる時点までの時間として約４００〜８００マイクロ秒
を要し（この時間を瞬断時間と呼ぶ）、この瞬断時間中
は半導体スイッチ２は開であるので電流は流れない。こ
の瞬断時間のため、ゼロクロス点の近傍においてサイリ
スタＴｈを流れる電流波形が正弦波と異なる波形とな
る。このためこの半導体スイッチ回路２を流れる電流に
波形歪を生じ、この波形歪による高調波が発生する。こ
の高調波は基本波周波数（関東では５０Ｈｚ，関西では
６０Ｈｚ）の２倍から数１０倍の周波数を含んでいる。
この高調波によって、電路に接続された電気機器が障害
をうける場合がある。図５の（ａ）は前記波形歪によっ
て６０Ｈｚの交流波形の基本波に高調波が重畳された状
態を示す従来の半導体スイッチ２を流れる電流の波形図
である。この波形図は切替回路１の端子１Ａと端子４間
の電線の代りに測定用の低抵抗を接続して抵抗の両端子
間の電圧を測定して得た実測波形を示している。図５の
（ａ）の波形図において、波形の平均レベルが零ではな
く正の電圧値の方へずれているのは、切換回路１の近傍
の他の電気機器からの誘導によって、切換回路１が接続
された電路に直流電流が生じ、その直流電流が測定用抵
抗を流れたことによるものである。図に示すように、従
来のサイリスタＴｈを用いた半導体スイッチ回路２を流
れる交流電流の波形は歪んでいる。図５の（ｂ）は図５
の（ａ）の交流波形をスペクトル分析した図であり、基
本波の電圧０.２５Ｖに対して、その約３４％の電圧で
ある０.０８５Ｖの第５高調波とほぼ同じ電圧の第９高
調波が含まれていることを示している。上記のように、
従来の半導体スイッチ回路２では、ゼロクロス点近傍で
の瞬断時間が４００〜８００マイクロ秒と比較的長いの
で、半導体スイッチ回路２を流れる交流電流の波形歪が
大きく、この波形歪を減少させることが課題であった。
本発明は上記の課題を解決するために、波形歪を低減し
た半導体スイッチを提供することを目的とする。
回路１のサイリスタＴｈでは、交流電流の極性が変化す
る時点であるゼロクロス点からサイリスタＴｈがオンと
なる時点までの時間として約４００〜８００マイクロ秒
を要し（この時間を瞬断時間と呼ぶ）、この瞬断時間中
は半導体スイッチ２は開であるので電流は流れない。こ
の瞬断時間のため、ゼロクロス点の近傍においてサイリ
スタＴｈを流れる電流波形が正弦波と異なる波形とな
る。このためこの半導体スイッチ回路２を流れる電流に
波形歪を生じ、この波形歪による高調波が発生する。こ
の高調波は基本波周波数（関東では５０Ｈｚ，関西では
６０Ｈｚ）の２倍から数１０倍の周波数を含んでいる。
この高調波によって、電路に接続された電気機器が障害
をうける場合がある。図５の（ａ）は前記波形歪によっ
て６０Ｈｚの交流波形の基本波に高調波が重畳された状
態を示す従来の半導体スイッチ２を流れる電流の波形図
である。この波形図は切替回路１の端子１Ａと端子４間
の電線の代りに測定用の低抵抗を接続して抵抗の両端子
間の電圧を測定して得た実測波形を示している。図５の
（ａ）の波形図において、波形の平均レベルが零ではな
く正の電圧値の方へずれているのは、切換回路１の近傍
の他の電気機器からの誘導によって、切換回路１が接続
された電路に直流電流が生じ、その直流電流が測定用抵
抗を流れたことによるものである。図に示すように、従
来のサイリスタＴｈを用いた半導体スイッチ回路２を流
れる交流電流の波形は歪んでいる。図５の（ｂ）は図５
の（ａ）の交流波形をスペクトル分析した図であり、基
本波の電圧０.２５Ｖに対して、その約３４％の電圧で
ある０.０８５Ｖの第５高調波とほぼ同じ電圧の第９高
調波が含まれていることを示している。上記のように、
従来の半導体スイッチ回路２では、ゼロクロス点近傍で
の瞬断時間が４００〜８００マイクロ秒と比較的長いの
で、半導体スイッチ回路２を流れる交流電流の波形歪が
大きく、この波形歪を減少させることが課題であった。
本発明は上記の課題を解決するために、波形歪を低減し
た半導体スイッチ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】本発明の電力線瞬時切替
装置は、順方向が互に逆向きになるようにして並列に接
続した少なくとも一対の急峻波頭峻度型のサイリスタの
並列接続体、前記急峻波頭峻度型のサイリスタの並列接
続体に並列に接続したスナバー回路、及び前記急峻波頭
峻度型のサイリスタの並列接続体に直列に接続したイン
ダクタを備えている。急峻波頭峻度型のサイリスタを用
いることによって、瞬断時間が短縮されるので波形歪が
減少し、従って高調波電流が減少する。また直列に接続
されたインダクタのインダクタンスによって高調波電流
に対するインピーダンスが増加する。
装置は、順方向が互に逆向きになるようにして並列に接
続した少なくとも一対の急峻波頭峻度型のサイリスタの
並列接続体、前記急峻波頭峻度型のサイリスタの並列接
続体に並列に接続したスナバー回路、及び前記急峻波頭
峻度型のサイリスタの並列接続体に直列に接続したイン
ダクタを備えている。急峻波頭峻度型のサイリスタを用
いることによって、瞬断時間が短縮されるので波形歪が
減少し、従って高調波電流が減少する。また直列に接続
されたインダクタのインダクタンスによって高調波電流
に対するインピーダンスが増加する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図１ないし図３について本発
明の好ましい実施形態を説明する。図１は本発明の高調
波抑制型電力線瞬時切替装置の回路図である。図におい
て、切換回路としての半導体スイッチ回路６が三相の各
電路に設けられている。各半導体スイッチ回路６は順方
向が互に逆向きになるようにして並列に接続した一対の
急峻波頭峻度型サイリスタThsの並列接続体と、この急
峻波頭峻度型サイリスタThsの並列接続体に並列に接続
された一個の抵抗Ｒｐ及び順方向が互に逆向きになるよ
うにして直列に接続した一対のツエナーダイオードＤか
ら構成されている。前記一対のツエナーダイオードＤは
スナバー回路を構成しており、急峻波頭峻度型サイリス
タThsに過渡サージ電圧が印加されたとき急峻波頭峻度
型サイリスタThsを保護する機能を有する。スナバー回
路の他の例としては、スパークギャップ、アレスターな
どがあり、これらをツエナーダイオードＤの代わりに用
いてもよい。抵抗Ｒｐは２個の急峻波頭峻度型サイリス
タThsの電圧分担を均一にするためのものである。スナ
バー回路として、例えば１００〜１０００マイクロ秒間
の瞬断がある瞬時切換スイッチを用いてもよい。
明の好ましい実施形態を説明する。図１は本発明の高調
波抑制型電力線瞬時切替装置の回路図である。図におい
て、切換回路としての半導体スイッチ回路６が三相の各
電路に設けられている。各半導体スイッチ回路６は順方
向が互に逆向きになるようにして並列に接続した一対の
急峻波頭峻度型サイリスタThsの並列接続体と、この急
峻波頭峻度型サイリスタThsの並列接続体に並列に接続
された一個の抵抗Ｒｐ及び順方向が互に逆向きになるよ
うにして直列に接続した一対のツエナーダイオードＤか
ら構成されている。前記一対のツエナーダイオードＤは
スナバー回路を構成しており、急峻波頭峻度型サイリス
タThsに過渡サージ電圧が印加されたとき急峻波頭峻度
型サイリスタThsを保護する機能を有する。スナバー回
路の他の例としては、スパークギャップ、アレスターな
どがあり、これらをツエナーダイオードＤの代わりに用
いてもよい。抵抗Ｒｐは２個の急峻波頭峻度型サイリス
タThsの電圧分担を均一にするためのものである。スナ
バー回路として、例えば１００〜１０００マイクロ秒間
の瞬断がある瞬時切換スイッチを用いてもよい。
【００１０】半導体スイッチ回路６と電源１０の間には
直列にインダクタ３が接続されている。インダクタ３の
インダクタンスは２０〜４０ｍＨの範囲が適している。
本発明の半導体スイッチ回路６に用いられる、急峻波頭
峻度型のサイリスタThsは、例えば、加速電圧１０Ｍｅ
ｖ程度のプロトンを照射する処理によって所定の格子欠
陥を生じさせた半導体素材を用いて作られたサイリスタ
である。プロトン照射処理をした急峻波頭峻度型サイリ
スタとしては、例えば三社電機株式会社製の型番ＰＫ−
２５ＨＢ−１６０（１６００Ｖ、２５Ａ）のものが市販
されている。このような急峻波頭峻度型サイリスタによ
り構成された半導体スイッチの瞬断時間は従来の方式の
サイリスタの瞬断時間の約１０分の１ないし５分の１の
４０ないし２００マイクロ秒である。
直列にインダクタ３が接続されている。インダクタ３の
インダクタンスは２０〜４０ｍＨの範囲が適している。
本発明の半導体スイッチ回路６に用いられる、急峻波頭
峻度型のサイリスタThsは、例えば、加速電圧１０Ｍｅ
ｖ程度のプロトンを照射する処理によって所定の格子欠
陥を生じさせた半導体素材を用いて作られたサイリスタ
である。プロトン照射処理をした急峻波頭峻度型サイリ
スタとしては、例えば三社電機株式会社製の型番ＰＫ−
２５ＨＢ−１６０（１６００Ｖ、２５Ａ）のものが市販
されている。このような急峻波頭峻度型サイリスタによ
り構成された半導体スイッチの瞬断時間は従来の方式の
サイリスタの瞬断時間の約１０分の１ないし５分の１の
４０ないし２００マイクロ秒である。
【００１１】本発明の高調波抑制型電力線瞬時切換装置
は前記の「従来の技術」の項で説明したように、ループ
電路に用いられるものである。ループ電路上のある部分
で故障が発生して、故障個所の両側のしゃ断器が開とな
ると、その開動作によって出力される信号を受信し、図
示を省略したトリガ回路からゲート信号が出力される。
ゲート信号は各半導体スイッチ回路６の急峻波頭峻度型
サイリスタThsのゲートＧに印加され、急峻波頭峻度型
サイリスタThsがオンとなって半導体スイッチ６は閉と
なる。その結果、電源１０から端子４を経て電力が供給
される。
は前記の「従来の技術」の項で説明したように、ループ
電路に用いられるものである。ループ電路上のある部分
で故障が発生して、故障個所の両側のしゃ断器が開とな
ると、その開動作によって出力される信号を受信し、図
示を省略したトリガ回路からゲート信号が出力される。
ゲート信号は各半導体スイッチ回路６の急峻波頭峻度型
サイリスタThsのゲートＧに印加され、急峻波頭峻度型
サイリスタThsがオンとなって半導体スイッチ６は閉と
なる。その結果、電源１０から端子４を経て電力が供給
される。
【００１２】図１に示す本発明の電力線瞬時切換装置で
は、半導体スイッチ回路６の急峻波頭峻度型サイリスタ
Thsとして、ループ電路の電流に対して十分余裕のある
電流容量を有する急峻波頭峻度型サイリスタを用いてい
る。従って、本発明の電力線瞬時切換装置では、第５図
に示す従来の技術の電力線瞬時切換装置に設けられてい
るガスしゃ断器ＧＣＢを設けていない。本発明の高調波
抑制型電力線瞬時切換装置では、急峻波頭瞬度型サイリ
スタを用いることによって、交流電流のゼロクロス点の
近傍において電流の立上がり特性が改善され前記の通り
瞬断時間が大幅に減少する。その結果波形歪が減少して
半導体スイッチ回路６を流れる電流に含まれる高調波電
流も減少する。
は、半導体スイッチ回路６の急峻波頭峻度型サイリスタ
Thsとして、ループ電路の電流に対して十分余裕のある
電流容量を有する急峻波頭峻度型サイリスタを用いてい
る。従って、本発明の電力線瞬時切換装置では、第５図
に示す従来の技術の電力線瞬時切換装置に設けられてい
るガスしゃ断器ＧＣＢを設けていない。本発明の高調波
抑制型電力線瞬時切換装置では、急峻波頭瞬度型サイリ
スタを用いることによって、交流電流のゼロクロス点の
近傍において電流の立上がり特性が改善され前記の通り
瞬断時間が大幅に減少する。その結果波形歪が減少して
半導体スイッチ回路６を流れる電流に含まれる高調波電
流も減少する。
【００１３】図２の（ａ）は急峻波頭峻度型のサイリス
タを用いた半導体スイッチ回路６にインダクタ３を直列
に接続しない場合、すなわちスイッチ回路を直接電源１
０に接続した場合における半導体スイッチ回路６を流れ
る電流の波形図である。この波形図は半導体スイッチ回
路６の端子６Ａと端子４間の電線の代わりに測定用低抵
抗を接続してその両端子間の電圧を測定して得た実測波
形を示している。図２の（ａ）の波形図において、波形
の平均レベルが零ではなく正の電圧値の方へずれている
のは、切換回路１の近傍の他の電気機器からの誘導によ
って、切換回路１が接続された電路に直流電流が生じ、
その直流電流が測定用抵抗を流れたことによるものであ
る。
タを用いた半導体スイッチ回路６にインダクタ３を直列
に接続しない場合、すなわちスイッチ回路を直接電源１
０に接続した場合における半導体スイッチ回路６を流れ
る電流の波形図である。この波形図は半導体スイッチ回
路６の端子６Ａと端子４間の電線の代わりに測定用低抵
抗を接続してその両端子間の電圧を測定して得た実測波
形を示している。図２の（ａ）の波形図において、波形
の平均レベルが零ではなく正の電圧値の方へずれている
のは、切換回路１の近傍の他の電気機器からの誘導によ
って、切換回路１が接続された電路に直流電流が生じ、
その直流電流が測定用抵抗を流れたことによるものであ
る。
【００１４】図２の（ｂ）は図２の（ａ）の波形の周波
数スペクトル分布を示す。図２の（ｂ）に示すように６
０Ｈｚの交流波形の基本波に、基本波の電圧０.２５Ｖ
の約１５％の電圧である約０.０３８Ｖの第５高調波と
ほぼ同じ電圧の第９高調波が重畳されていることがわか
る。図５の（ｂ）の従来のサイリスタＴｈによる半導体
スイッチ回路２のスペクトル分布と比較すると、図５の
（ｂ）においては第５及び第９高調波の電圧がともに基
本波の電圧の約３４％であるのに対して、本発明の急峻
波頭瞬度型のサイリスタＴｈｓによる半導体スイッチ回
路６においては、図２の（ｂ）に示すように、第５及び
第９高調波の電圧がともに基本波の電圧の約１５％と前
記３４％の約２分の１に低減されており、波形歪が大幅
に減少したことを示している。図２の（ａ）の波形を従
来例図５の（ａ）の波形と比較すると、図２の（ａ）の
波形の方が凸凹が少なく波形歪が少ないことが判る。
数スペクトル分布を示す。図２の（ｂ）に示すように６
０Ｈｚの交流波形の基本波に、基本波の電圧０.２５Ｖ
の約１５％の電圧である約０.０３８Ｖの第５高調波と
ほぼ同じ電圧の第９高調波が重畳されていることがわか
る。図５の（ｂ）の従来のサイリスタＴｈによる半導体
スイッチ回路２のスペクトル分布と比較すると、図５の
（ｂ）においては第５及び第９高調波の電圧がともに基
本波の電圧の約３４％であるのに対して、本発明の急峻
波頭瞬度型のサイリスタＴｈｓによる半導体スイッチ回
路６においては、図２の（ｂ）に示すように、第５及び
第９高調波の電圧がともに基本波の電圧の約１５％と前
記３４％の約２分の１に低減されており、波形歪が大幅
に減少したことを示している。図２の（ａ）の波形を従
来例図５の（ａ）の波形と比較すると、図２の（ａ）の
波形の方が凸凹が少なく波形歪が少ないことが判る。
【００１５】図３の（ａ）は、図１の実施形態であるイ
ンダクタ３を直列に接続した急峻波頭峻度型のサイリス
タを用いた半導体スイッチ回路６における半導体スイッ
チ回路６を流れる電流の波形図である。測定方法は図２
の(ａ)の波形図の場合と同様である。また波形の平均レ
ベルが零ではなく負の電圧値の方へずれているのは、切
換回路１の近傍の他の電気機器からの誘導によって、切
換回路１が接続された電路に、前記図２の（ａ）の場合
とは逆の方向の直流電流が生じ、その直流電流が測定用
抵抗を流れたことによるものである。
ンダクタ３を直列に接続した急峻波頭峻度型のサイリス
タを用いた半導体スイッチ回路６における半導体スイッ
チ回路６を流れる電流の波形図である。測定方法は図２
の(ａ)の波形図の場合と同様である。また波形の平均レ
ベルが零ではなく負の電圧値の方へずれているのは、切
換回路１の近傍の他の電気機器からの誘導によって、切
換回路１が接続された電路に、前記図２の（ａ）の場合
とは逆の方向の直流電流が生じ、その直流電流が測定用
抵抗を流れたことによるものである。
【００１６】図３の（ｂ）は図３の（ａ）の波形の周波
数スペクトル分布を示す。図３の（ｂ）において、基本
波に、基本波の電圧１Ｖの約１０％の電圧である約０.
１Ｖの第５高調波と、約２％の電圧である約０.０２Ｖ
の第９高調波が重畳されている。図３の（ａ）を図２の
（ａ）と比較すると、本実施形態の図３の（ａ）の波形
では波形歪が大幅に減少していることが判る。これはイ
ンダクタ３を直列に接続することによって高調波が大幅
に減少したことを示している。
数スペクトル分布を示す。図３の（ｂ）において、基本
波に、基本波の電圧１Ｖの約１０％の電圧である約０.
１Ｖの第５高調波と、約２％の電圧である約０.０２Ｖ
の第９高調波が重畳されている。図３の（ａ）を図２の
（ａ）と比較すると、本実施形態の図３の（ａ）の波形
では波形歪が大幅に減少していることが判る。これはイ
ンダクタ３を直列に接続することによって高調波が大幅
に減少したことを示している。
【００１７】図３の（ａ）の波形図を図５の（ａ）の従
来の半導体スイッチ回路２の波形図と比較すると、図３
の（ａ）の波形は図５の（ａ）の波形に比べて凸凹が少
なく滑らかであり波形歪が少ないことが分かる。さら
に、図３の（ｂ）のスペクトル分布図を、従来の半導体
スイッチ回路２の図５の（ｂ）のスペクトル分布図と比
較すると、第５高調波については、図５の（ｂ）に示す
基本波の電圧の約３４％から、図３の（ｂ）に示す基本
波の電圧の約１０％に低減されている。また第９高調波
については、図５の（ｂ）に示す同約３４％から、図３
の（ｂ）に示す同約２％に低減されている。
来の半導体スイッチ回路２の波形図と比較すると、図３
の（ａ）の波形は図５の（ａ）の波形に比べて凸凹が少
なく滑らかであり波形歪が少ないことが分かる。さら
に、図３の（ｂ）のスペクトル分布図を、従来の半導体
スイッチ回路２の図５の（ｂ）のスペクトル分布図と比
較すると、第５高調波については、図５の（ｂ）に示す
基本波の電圧の約３４％から、図３の（ｂ）に示す基本
波の電圧の約１０％に低減されている。また第９高調波
については、図５の（ｂ）に示す同約３４％から、図３
の（ｂ）に示す同約２％に低減されている。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、交流電流のゼロクロス
点の近傍における半導体スイッチ６の瞬断時間が短くな
ったので交流電流の波形歪が大幅に減少する。また半導
体スイッチ６に直列に接続されたインダクタによって、
出力電流に含まれる高調波が抑制され、第５高調波の電
圧は基本波の電圧の約３４％から約１０％と約３分の１
に減少し、第９高調波の電圧は、同約３４％から同約２
％と約１７分の１に減少した。
点の近傍における半導体スイッチ６の瞬断時間が短くな
ったので交流電流の波形歪が大幅に減少する。また半導
体スイッチ６に直列に接続されたインダクタによって、
出力電流に含まれる高調波が抑制され、第５高調波の電
圧は基本波の電圧の約３４％から約１０％と約３分の１
に減少し、第９高調波の電圧は、同約３４％から同約２
％と約１７分の１に減少した。
【図１】本発明の高調波抑制型電力線瞬時切替装置の回
路図
路図
【図２】（ａ）急峻波頭峻度型サイリスタを用いた半導
体スイッチ回路において波形歪を生じた交流の波形図 （ｂ）上記波形歪を生じた交流の周波数スペクトル分布
図
体スイッチ回路において波形歪を生じた交流の波形図 （ｂ）上記波形歪を生じた交流の周波数スペクトル分布
図
【図３】（ａ）急峻波頭峻度型サイリスタを用いた半導
体スイッチ回路にインダクタを直列に接続した本発明の
切換回路の交流の波形図 （ｂ）上記交流の周波数スペクトル分布図
体スイッチ回路にインダクタを直列に接続した本発明の
切換回路の交流の波形図 （ｂ）上記交流の周波数スペクトル分布図
【図４】従来の技術による電力線瞬時切替装置の回路図
【図５】（ａ）従来の技術による電力線瞬時切替装置に
用いられる半導体スイッチ回路において波形歪を生じた
交波の波形図 （ｂ）上記波形歪を生じた交流の周波数スペクトル分布
図
用いられる半導体スイッチ回路において波形歪を生じた
交波の波形図 （ｂ）上記波形歪を生じた交流の周波数スペクトル分布
図
Ths：サイリスタ Ｒｐ：抵抗 ３：インダクタ Ｄ：ツエナーダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｋ 17/16 9184−5Ｋ Ｈ０３Ｋ 17/16 Ｆ
Claims (2)
- 【請求項１】 順方向が互に逆向きになるようにして並
列に接続した少なくとも一対の急峻波頭峻度型のサイリ
スタの並列接続体、 前記急峻波頭峻度型のサイリスタの並列接続体に並列に
接続したスナバー回路、及び前記急峻波頭峻度型のサイ
リスタの並列接続体に直列に接続したインダクタを有す
る高調波抑制型電力線瞬時切替装置。 - 【請求項２】 前記インダクタのインダクタンスが２０
ｍＨないし４０ｍＨである請求項１の高調波抑制型電力
線瞬時切替装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22420195A JP3492042B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 高調波抑制型電力線瞬時切替装置 |
| TW085110155A TW353829B (en) | 1995-08-31 | 1996-08-20 | Power line switching apparatus |
| US08/924,338 US5754045A (en) | 1995-08-31 | 1997-09-05 | Power line switching apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22420195A JP3492042B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 高調波抑制型電力線瞬時切替装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969768A true JPH0969768A (ja) | 1997-03-11 |
| JP3492042B2 JP3492042B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=16810117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22420195A Expired - Fee Related JP3492042B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 高調波抑制型電力線瞬時切替装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5754045A (ja) |
| JP (1) | JP3492042B2 (ja) |
| TW (1) | TW353829B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012186924A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Yaskawa Electric Corp | 電力変換装置 |
| JP2014003766A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Yaskawa Electric Corp | 電力変換装置 |
| JP2014209814A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | 株式会社Ihi | 電源装置 |
| JP2016025456A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スイッチ装置及びそれを用いた負荷制御システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2253762A1 (fr) | 1998-12-04 | 2000-06-04 | Hydro-Quebec | Appareil et methode de commutation pour des lignes de transport d'energie electrique |
| FR2816772B1 (fr) * | 2000-11-10 | 2003-01-31 | Thomson Csf | Procede et systeme de transmission par cryptographie quantique |
| EP1410477B1 (fr) * | 2000-11-14 | 2005-10-19 | Hydro-Quebec | Appareil et methode de commutation pour varier l'impedance d'une ligne de phase d'un troncon d'une ligne de transport d'energie electrique |
| EP1990929A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-12 | Feelux Co., Ltd. | Power line communication apparatus, and method and apparatus for controlling electric devices |
| FR2936646B1 (fr) * | 2008-10-01 | 2011-07-22 | Jean Jacques Carrillo | Disjoncteur electronique en tranche et installation le comportant. |
| CN103928915A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-07-16 | 国家电网公司 | 一种断路器非全相保护电路 |
| BR112017000973A2 (pt) * | 2014-07-18 | 2018-01-16 | Prysmian Spa | aparelho de ligação de cabo elétrico, e, sistema de cabo elétrico. |
| US10230260B2 (en) * | 2015-09-23 | 2019-03-12 | Abb Schweiz Ag | Fast utility disconnect switch for single conversion UPS |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3731183A (en) | 1971-09-29 | 1973-05-01 | Inductotherm Corp | Power control and phase angle correcting apparatus |
| JPS5820552B2 (ja) | 1977-01-26 | 1983-04-23 | 株式会社東芝 | サイリスタ変換装置 |
| JPS58834B2 (ja) | 1978-01-25 | 1983-01-08 | 松下電器産業株式会社 | 誘導加熱調理器の保護装置 |
| FR2498023A1 (fr) | 1981-01-14 | 1982-07-16 | Cables De Lyon Geoffroy Delore | Dispositif de protection d'une ligne electrique contre des perturbations a front tres raide |
| US4539617A (en) | 1983-12-28 | 1985-09-03 | Control Concepts Corporation | AC Power line transient suppressing circuit |
| JPS60194761A (ja) | 1984-03-14 | 1985-10-03 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP22420195A patent/JP3492042B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-20 TW TW085110155A patent/TW353829B/zh active
-
1997
- 1997-09-05 US US08/924,338 patent/US5754045A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012186924A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Yaskawa Electric Corp | 電力変換装置 |
| JP2014003766A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Yaskawa Electric Corp | 電力変換装置 |
| CN103516229A (zh) * | 2012-06-15 | 2014-01-15 | 株式会社安川电机 | 电力转换装置 |
| US8964428B2 (en) | 2012-06-15 | 2015-02-24 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Power conversion device |
| JP2014209814A (ja) * | 2013-04-16 | 2014-11-06 | 株式会社Ihi | 電源装置 |
| JP2016025456A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スイッチ装置及びそれを用いた負荷制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3492042B2 (ja) | 2004-02-03 |
| US5754045A (en) | 1998-05-19 |
| TW353829B (en) | 1999-03-01 |
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