JPH1132484A - サイリスタ変換器の制御装置 - Google Patents

サイリスタ変換器の制御装置

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JPH1132484A
JPH1132484A JP18389797A JP18389797A JPH1132484A JP H1132484 A JPH1132484 A JP H1132484A JP 18389797 A JP18389797 A JP 18389797A JP 18389797 A JP18389797 A JP 18389797A JP H1132484 A JPH1132484 A JP H1132484A
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JP
Japan
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zero
thyristor
voltage
signal
thyristor converter
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Withdrawn
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JP18389797A
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Inventor
Kenichi Aiba
謙一 相場
Satoshi Matsuda
聡 松田
Masayuki Morimoto
雅之 森本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】偶数次高調波源の影響を受けずに、サイリスタ
変換器を安定に動作させて、点弧角のバラツキによる転
流失敗を防止すること。 【解決手段】交流電源系統に接続され、複数のサイリス
タからなるサイリスタブリッジ1で点弧信号に基づく位
相制御により交流/直流の電力変換を行なうサイリスタ
変換器の制御装置において、電圧検出手段11により検出
されたサイリスタ変換器の入力交流電圧から、2次,4
次等の低次の偶数次高調波を除去し出力するローパスフ
ィルタ15と、ローパスフィルタ15から出力される交流電
圧のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号を出力する
ゼロクロス検出手段12と、ゼロクロス検出手段12から出
力されるゼロクロス信号に基づいて点弧信号を生成し、
当該点弧信号をサイリスタ変換器のサイリスタに与える
点弧信号生成手段13とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源系統に接
続されて、交流/直流の電力変換を行なうサイリスタ変
換器の制御装置に係り、特にサイリスタ変換器が過渡的
に交流電源系統に流す偶数次高調波の影響や交流電源系
統に存在する偶数次高調波源の影響を受けずに、サイリ
スタ変換器を安定に動作させて、点弧角のバラツキによ
る転流失敗を防止したサイリスタ変換器の制御装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、交流電源系統に接続されて、
交流/直流の電力変換を行なうサイリスタ変換器の制御
装置においては、サイリスタ変換器の入力交流電圧を検
出し、この検出した交流電圧のゼロクロス点を検出し
て、この検出したゼロクロス点に基づいて、サイリスタ
変換器のスイッチング素子であるサイリスタに点弧信号
を与えるようにしている。
【0003】図2は、この種の従来のサイリスタ変換器
の制御装置の一例を示す構成図である。図2において、
サイリスタブリッジ1は、複数(図では6個)のサイリ
スタTH11,TH12,TH21,TH22,TH3
1,TH32をブリッジ接続してなっており、点弧信号
に基づく位相制御により交流/直流の電力変換を行な
う。
【0004】このサイリスタブリッジ1の交流側には、
リアクトル2を介して3相交流電源3が接続されてい
る。また、このサイリスタブリッジ1の直流側には、リ
アクトル4を介して直流電動機5が接続されている。
【0005】なお、3相交流電源3の系統(以下、交流
電源系統と称する)には、電源インピーダンス6が存在
する。一方、サイリスタブリッジ1の点弧角を制御する
ための制御装置は、電圧検出手段である計器用変圧器1
1と、ゼロクロス検出回路12および点弧信号生成回路
13からなる制御ユニット14とにより構成されてい
る。
【0006】計器用変圧器11は、サイリスタ変換器の
受電点R,S,Tの電圧(相電圧若しくは線間電圧)、
すなわちサイリスタブリッジ1の入力交流電圧を検出す
る。また、ゼロクロス検出回路12は、計器用変圧器1
1により検出されたサイリスタブリッジ1の入力交流電
圧のゼロクロス点を検出する。
【0007】さらに、点弧信号生成回路13は、ゼロク
ロス検出回路12から出力されるゼロクロス信号に基づ
いて点弧信号を生成し、この点弧信号をサイリスタブリ
ッジ1のサイリスタTH11,TH12,TH21,T
H22,TH31,TH32に与える。
【0008】すなわち、この点弧信号生成回路13は、
ゼロクロス検出回路12によりゼロクロスを検出した時
刻から所定の位相の遅れを与えて、サイリスタブリッジ
1のサイリスタTH11,TH12,TH21,TH2
2,TH31,TH32の点弧信号を出力する。
【0009】これにより、制御装置は、交流電圧のゼロ
クロスから点弧角に相当する時間経過してから、サイリ
スタTH11,TH12,TH21,TH22,TH3
1,TH32に次々に点弧信号を与えることによって、
サイリスタ変換器を動作させるようにしている。
【0010】この時、他の相のサイリスタが点弧するこ
とにより、それまで点弧していたサイリスタに逆方向の
電圧がかかり消弧する。これを転流と称する。図3は、
検出した交流電圧波形と点弧角との関係を示す概念図で
ある。
【0011】図3(a)に示すように、交流電圧波形e
R が高調波によつて歪んでいない時には、ゼロクロス2
R が一定の間隔で検出され、それに基づいて、点弧角
αを持ったサイリスタの点弧信号TH11G,TH12
Gも一定の間隔で動作する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直流側
の動作条件が変わると、サイリスタ変換器の点弧角を変
更する必要が生じる。そして、この点弧角を変更する
と、過渡的に交流電源系統に偶数次の高調波電流が流れ
込む。すると、交流電源系統のインピーダンス6のた
め、交流電圧に偶数次の歪が生じる。この交流電圧波形
の歪の影響は、同じ交流電源系統に複数のサイリスタ変
換器が存在する場合、全てのサイリスタ変換器が影響を
受ける。
【0013】すなわち、計器用変圧器11により検出さ
れた交流電圧波形eR に、偶数次の高調波が重畳してい
ると、図3(b)に示すように、ゼロクロス20R 検出
のタイミングが正側と負側とで異なってしまう。
【0014】これにより、ゼロクロス20R を基準にす
る点弧信号も、正側TH11Gと負側TH12Gとで異
なってしまう。この場合、もし正側と負側とで点弧が1
°異なったとすると、偶数次の高調波が基本波に対して
2.4%含まれるようになり、サイリスタ変換器から交
流電源系統に出力される電流にも、偶数次の高調波が重
畳するようになる。
【0015】このため、交流電源系統のインピーダンス
6が大きいと、偶数次高調波がサイリスタ変換器によっ
て正帰還され、ゼロクロスのバラツキがますます大きく
なる。
【0016】そして、点弧角αが大きく点弧余裕角が少
ない状態で動作している場合には、図3(b)のTH1
2のように、転流させようとした時は既に電圧の極性が
変わって、転流失敗を生じることもある。
【0017】すなわち、上記正側と負側でのゼロクロス
検出の違いは、図3(c)の交流電圧波形eR のように
奇数次高調波が重畳している場合には、ゼロクロス検出
のタイミングの違いが生じない。
【0018】このため、高調波のうち偶数次高調波によ
って交流電圧波形がさらに歪み、転流余裕角が少ない場
合には転流失敗を生じることがある。本発明の目的は、
サイリスタ変換器が過渡的に交流電源系統に流す偶数次
高調波の影響や交流電源系統に存在する偶数次高調波源
の影響を受けずに、サイリスタ変換器を安定に動作させ
て、点弧角のバラツキによる転流失敗を防止することが
可能なサイリスタ変換器の制御装置を提供することにあ
る。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、交流電源系統に接続され、複数のサイ
リスタからなるサイリスタブリッジで点弧信号に基づく
位相制御により交流/直流の電力変換を行なうサイリス
タ変換器の制御装置において、電圧検出手段により検出
されたサイリスタ変換器の入力交流電圧から、2次,4
次等の低次の偶数次高調波を除去し出力するローパスフ
ィルタと、ローパスフィルタから出力される交流電圧の
ゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号を出力するゼロ
クロス検出手段と、ゼロクロス検出手段から出力される
ゼロクロス信号に基づいて点弧信号を生成し、当該点弧
信号をサイリスタ変換器のサイリスタに与える点弧信号
生成手段とを具備している。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施の
形態によるサイリスタ変換器の制御装置の一例を示す構
成図であり、図2と同一要素には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
【0021】すなわち、本実施の形態のサイリスタ変換
器の制御装置は、図1に示すように、図2における制御
ユニット14の構成要素として、ゼロクロス検出回路1
2の前段に、ローパスフィルタ15を付加した構成とし
ている。
【0022】このローパスフィルタ15は、計器用変圧
器11により検出されたサイリスタ変換器の入力交流電
圧波形から、2次,4次,…等の低次の偶数次高調波を
除去し出力する。
【0023】なお、このローパスフィルタ15は、基本
波に極近い高調波を取除く必要があるので、アナログフ
ィルタにより構成する場合には、遮断特性のよいフィル
タを用いることが好ましい。
【0024】また、アナログで構成した場合には、構成
部品のバラツキが問題となるようであれば、ディジタル
のハードウエアまたはソフトウエアでフィルタを構成す
るようにしてもよい。
【0025】次に、以上のように構成した本実施の形態
のサイリスタ変換器の制御装置の作用について説明す
る。図1において、計器用変圧器11により、サイリス
タ変換器の入力交流電圧が検出され、制御ユニット14
のローパスフィルタ15に入力される。
【0026】次に、ローパスフィルタ15により、計器
用変圧器11で検出した交流電圧から、2次,4次,…
等の低次の偶数次高調波が除去され、その交流電圧がゼ
ロクロス検出回路12に入力される。
【0027】次に、ゼロクロス検出回路12により、計
器用変圧器11で検出した交流電圧のゼロクロス点が検
出され、そのゼロクロス信号が点弧信号生成回路13に
入力される。
【0028】次に、点弧信号生成回路13により、ゼロ
クロス検出回路12からのゼロクロス信号を基に点弧信
号が生成され、この点弧信号がサイリスタブリッジ1の
サイリスタTH11,TH12,TH21,TH22,
TH31,TH32に与えられる。
【0029】これにより、制御ユニット14は、交流電
圧のゼロクロスから点弧角に相当する時間経過してか
ら、サイリスタTH11,TH12,TH21,TH2
2,TH31,TH32に次々に点弧信号を与えること
によって、サイリスタ変換器を動作させる。
【0030】この場合、ゼロクロス検出回路12の前段
にローパスフィルタ15を設けている、すなわち点弧角
の基準となる交流電圧のゼロクロスの検出を行なう際
に、検出した交流電圧を、2次,4次,…等の低次の偶
数次高調波を除去するようなローパスフィルタ15を通
すようにしていることにより、交流電圧のゼロクロス検
出をする前に、低次の偶数次高調波を除去してこの影響
を無くすため、交流電源系統の電圧波形に偶数次高調波
が重畳していたり、サイリスタ変換器自身が過渡的に偶
数次高調波を出力しても、サイリスタ変換器のゼロクロ
スのタイミングがバラツクことがない。
【0031】すなわち、交流電圧の波形eR が高調波に
よつて歪まないため、前述した図3(a)に示すよう
に、ゼロクロス20R が一定の間隔で検出され、それに
基づいて、点弧角αを持ったサイリスタの点弧信号TH
11G,TH12G(TH21G,TH22G・TH3
1G,TH32G)も一定の間隔で動作する。
【0032】これにより、サイリスタ変換器から発生す
る高調波が減少し、転流余裕角が少ない時でも、点弧角
のバラツキによる転流失敗を生じず、サイリスタ変換器
を安定に動作させることができる。
【0033】上述したように、本実施の形態のサイリス
タ変換器の制御装置においては、交流電源系統の電圧波
形の偶数次高調波の影響を受けなくなり、サイリスタ変
換器から発生する高調波を低減することが可能となる。
【0034】また、点弧余裕角の少ない場合でも、サイ
リスタ変換器の点弧が安定して動作するため、点弧角の
バラツキによる転流失敗を防止することが可能となる。
すなわち、交流電源系統の電圧波形の偶数次高調波の影
響を受けなくなり、サイリスタ変換器の点弧のバラツキ
が無くせるため、偶数次高調波が交流電源系統の電圧波
形に乗っていても、サイリスタ変換器の発生する高調波
が減少し、点弧角のバラツキによる転流失敗を防止する
ことが可能となる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサイリス
タ変換器の制御装置は、交流電源系統に接続され、複数
のサイリスタからなるサイリスタブリッジで点弧信号に
基づく位相制御により交流/直流の電力変換を行なうサ
イリスタ変換器の制御装置において、電圧検出手段によ
り検出されたサイリスタ変換器の入力交流電圧から、2
次,4次等の低次の偶数次高調波を除去し出力するロー
パスフィルタと、ローパスフィルタから出力される交流
電圧のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号を出力す
るゼロクロス検出手段と、ゼロクロス検出手段から出力
されるゼロクロス信号に基づいて点弧信号を生成し、当
該点弧信号をサイリスタ変換器のサイリスタに与える点
弧信号生成手段とを具備して構成したものである。
【0036】従って、交流電源系統の電圧波形の偶数次
高調波の影響を受けなくなり、サイリスタ変換器から発
生する高調波を低減することが可能となる。また、点弧
余裕角の少ない場合でも、サイリスタ変換器の点弧が安
定して動作するため、点弧角のバラツキによる転流失敗
を防止することが可能となる。
【0037】すなわち、交流電源系統の電圧波形の偶数
次高調波の影響を受けなくなり、サイリスタ変換器の点
弧のバラツキが無くせるため、偶数次高調波が交流電源
系統の電圧波形に乗っていても、サイリスタ変換器の発
生する高調波が減少し、点弧角のバラツキによる転流失
敗を防止することが可能となる。
【0038】以上により、サイリスタ変換器が過渡的に
交流電源系統に流す偶数次高調波の影響や交流電源系統
に存在する偶数次高調波源の影響を受けずに、サイリス
タ変換器を安定に動作させて、点弧角のバラツキによる
転流失敗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるサイリスタ変換器の制御装置の一
実施の形態を示す構成図。
【図2】従来のサイリスタ変換器の制御装置の一例を示
す構成図。
【図3】交流電圧波形と点弧角との関係を示す概念図。
【符号の説明】
1…サイリスタブリッジ、 2…リアクトル、 3…3相交流電源、 4…リアクトル、 5…直流電動機、 6…電源インピーダンス、 11…計器用変圧器、 12…ゼロクロス検出回路、 13…点弧信号生成回路、 14…制御ユニット、 15…ローパスフィルタ、 TH11,TH12,TH21,TH22,TH31,
TH32…サイリスタ、 eR …交流電圧波形、 20R …ゼロクロス、 TH11G,TH12G…サイリスタTH11,TH1
2の点弧信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源系統に接続され、複数のサイリ
    スタからなるサイリスタブリッジで点弧信号に基づく位
    相制御により交流/直流の電力変換を行なうサイリスタ
    変換器の制御装置において、 電圧検出手段により検出された前記サイリスタ変換器の
    入力交流電圧から、2次,4次等の低次の偶数次高調波
    を除去し出力するローパスフィルタと、 前記ローパスフィルタから出力される交流電圧のゼロク
    ロス点を検出し、ゼロクロス信号を出力するゼロクロス
    検出手段と、 前記ゼロクロス検出手段から出力されるゼロクロス信号
    に基づいて点弧信号を生成し、当該点弧信号を前記サイ
    リスタ変換器のサイリスタに与える点弧信号生成手段
    と、 を具備して成ることを特徴とするサイリスタ変換器の制
    御装置。
JP18389797A 1997-07-09 1997-07-09 サイリスタ変換器の制御装置 Withdrawn JPH1132484A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006166650A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Mitsubishi Electric Corp サイリスタ変換器の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006166650A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Mitsubishi Electric Corp サイリスタ変換器の制御装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20041005