JPH1169819A - 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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JPH1169819A
JPH1169819A JP9231067A JP23106797A JPH1169819A JP H1169819 A JPH1169819 A JP H1169819A JP 9231067 A JP9231067 A JP 9231067A JP 23106797 A JP23106797 A JP 23106797A JP H1169819 A JPH1169819 A JP H1169819A
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JP
Japan
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zero
thyristor converter
signal
thyristor
crossing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9231067A
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English (en)
Inventor
Kenichi Aiba
謙一 相場
Masayuki Morimoto
雅之 森本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】サイリスタ変換器の点弧バラツキによって、サ
イリスタ変換器から交流電源系統に流出する偶数次高調
波の発生量を抑えること。 【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、サイリスタ変換器の入力交
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、ゼロクロス信号に基づい
て点弧信号を生成し、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、ゼロクロス信号の時間間
隔を測定するゼロクロス時間測定手段15と、ゼロクロス
信号の時間間隔に基づいて、サイリスタ変換器から偶数
次高調波が発生していることを検出すると、サイリスタ
変換器の出力電流を絞るような制限信号を点弧信号生成
手段13に与える偶数次高調波判定手段16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の点弧バ
ラツキによって、サイリスタ変換器から交流電源系統に
流出する偶数次高調波の発生量を抑えるようにしたサイ
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。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。
【0014】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%含まれるようになる。そして、このゼロクロス
信号の時間間隔の違いとサイリスタ変換器の電流との積
が大きくなればなる程、偶数次の高調波電流は増加し、
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。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TH12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。
【0016】本発明の目的は、サイリスタ変換器の点弧
バラツキによって、サイリスタ変換器から交流電源系統
に流出する偶数次高調波の発生量を抑えることが可能な
サイリスタ変換器の制御装置を提供することにある。
【0017】
【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、
ゼロクロス検出手段から出力されるゼロクロス信号の時
間間隔を測定するゼロクロス時間測定手段と、ゼロクロ
ス時間測定手段により測定されたゼロクロス信号の時間
間隔に基づいて、サイリスタ変換器から偶数次高調波が
発生していることを検出すると、サイリスタ変換器の出
力電流を絞るような制限信号を点弧信号生成手段に与え
る偶数次高調波判定手段とを具備している。
【0018】
【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。
【0019】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、ゼロクロス時間測定回
路15、および偶数次高調波判定回路16を付加した構
成としている。
【0020】ゼロクロス時間測定回路15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21の時
間間隔を測定する。偶数次高調波判定回路16は、ゼロ
クロス時間測定回路15により測定されたゼロクロス信
号の時間間隔22に基づいて、サイリスタ変換器から偶
数次高調波が発生していることを検出すると、サイリス
タ変換器の出力電流を絞るような制限信号23を点弧信
号生成回路13に与える。
【0021】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
のゼロクロス検出回路12に入力される。
【0022】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21が点弧信号生成回路1
3に入力される。
【0023】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。
【0024】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。
【0025】一方、ゼロクロス時間測定回路15によ
り、ゼロクロス検出回路12から出力される点弧信号の
基準となるゼロクロス信号21の時間間隔が測定され
る。そして、偶数次高調波判定回路16により、ゼロク
ロス時間測定回路15で測定したゼロクロス信号21の
時間間隔22を基に、サイリスタ変換器から偶数次高調
波が発生しているかどうかが検出される。
【0026】すなわち、ゼロクロス信号21の時間間隔
22のバラツキが大きくなると(時間間隔22の変動が
あらかじめ設定された値よりも大きくなると)、サイリ
スタ変換器から偶数次高調波が発生していることが検出
され、サイリスタ変換器の出力電流を絞る(出力電流の
上限を下げる)ような制限信号23が、点弧信号生成回
路13に与えられる。
【0027】すると、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と、偶数次
高調波判定回路16からの制限信号23とを基に点弧信
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。
【0028】これにより、サイリスタ変換器から交流電
源系統に流出する偶数次高調波が多くなると、サイリス
タ変換器の出力電流が絞られるため、サイリスタ変換器
の点弧バラツキによって、サイリスタ変換器から交流電
源系統に流出する偶数次高調波の発生量を制限すること
ができる。
【0029】なお、上記において、ゼロクロス信号21
の時間的なバラツキと、サイリスタ変換器の出力電流の
上限との関係は、偶数次高調波の量から関数化したり、
段階的に減らすようにしてもよい。
【0030】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、点弧信号の基準となる
サイリスタ変換器の入力交流電圧のゼロクロス信号21
の時間間隔を測定してその時間間隔のバラツキが大きく
なると、すなわちサイリスタ変換器から偶数次高調波が
発生していることを検出すると、サイリスタ変換器の出
力電流が絞られるため、サイリスタ変換器の点弧バラツ
キによって、サイリスタ変換器から交流電源系統に流出
する偶数次高調波の発生量を抑えることが可能となる。
【0031】
【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、ゼロクロス検出手段から出力されるゼロクロス信
号の時間間隔を測定するゼロクロス時間測定手段と、ゼ
ロクロス時間測定手段により測定されたゼロクロス信号
の時間間隔に基づいて、サイリスタ変換器から偶数次高
調波が発生していることを検出すると、サイリスタ変換
器の出力電流を絞るような制限信号を点弧信号生成手段
に与える偶数次高調波判定手段とを具備して構成したも
のである。
【0032】従って、点弧信号の基準となるサイリスタ
変換器の入力交流電圧のゼロクロス信号21の時間間隔
を測定してその時間間隔のバラツキが大きくなる(サイ
リスタ変換器から偶数次高調波が発生していることを検
出する)と、サイリスタ変換器の出力電流を絞ることが
可能となる。以上により、サイリスタ変換器の点弧バラ
ツキによって、サイリスタ変換器から交流電源系統に流
出する偶数次高調波の発生量を抑えることができる。
【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…ゼロクロス時間測定回路、 16…偶数次高調波判定回路、 21…ゼロクロス信号、 22…ゼロクロス信号の時間間隔、 23…制限信号、 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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02M 7/162 H02M 7/162 H02P 7/292 H02P 7/292 C H03K 17/13 H03K 17/13 D

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、 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
    の時間間隔を測定するゼロクロス時間測定手段と、 前記ゼロクロス時間測定手段により測定されたゼロクロ
    ス信号の時間間隔に基づいて、前記サイリスタ変換器か
    ら偶数次高調波が発生していることを検出すると、前記
    サイリスタ変換器の出力電流を絞るような制限信号を前
    記点弧信号生成手段に与える偶数次高調波判定手段と、 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。
JP9231067A 1997-08-27 1997-08-27 サイリスタ変換器の制御装置 Withdrawn JPH1169819A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011109827A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Nippon Reliance Kk Ac/dcコンバータ
CN115940671A (zh) * 2021-10-04 2023-04-07 丹佛斯电力电子有限公司 用于抑制在asd上的供电电压中的偶次谐波的效应的开关控制方法

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011109827A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Nippon Reliance Kk Ac/dcコンバータ
CN115940671A (zh) * 2021-10-04 2023-04-07 丹佛斯电力电子有限公司 用于抑制在asd上的供电电压中的偶次谐波的效应的开关控制方法

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Effective date: 20041102