JPS58274B2 - フクスウダイノインバ−タニヨル デンリヨクキヨウキユウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は並行投入制御装置を具備した複数台のサイリス
タインバータによる電力供給装置に関するものである。

従来、サイリスタインバータを並行投入する方法として
インバータの内部インピーダンスを高く設計しておき、
多少の位相差を無視して投入する方法、及び既に運転し
ているインバータのゲート制御信号を共用して投入する
方法とがあるが、前者の方法は負荷急変時の出力電圧変
動が大きくなり、後者の方法はゲート制御信号を付与す
るための配線が長くなり、ノイズによって誤動作を起す
という欠点があった。

本発明は上述の如き欠点を解決した並行投入制御装置を
具備した複数台のインバータによる電力供給装置を提供
することを目的とするものである。

以下本発明に付いて述べると、本願の発明に係わる電力
供給装置は、負荷に電力を供給するためのサイリスタ位
相制御形の第１のインバータと、前記負荷に電力を供給
するためのサイリスク位相制御形の第２のインバータと
、前記第２のインバータと前記負荷との間に設けた第１
のスイッチと、前記第１のスイッチの前段で検出した前
記第２のインバータの出力電圧を整流するための第１の
整流回路と、前記第１のスイッチの前段の電圧の位相と
前記第１のスイッチの後段の電圧の位相との差に対応し
た直流出力電圧を得るための位相差検出回路と、前記第
１の整流回路の出力電圧と前記位相差検出回路の出力電
圧との和に相当する制御電圧を得るための制御電圧回路
と、前記制御電圧回路の出力電圧によって制御され、前
記制御電圧回路の出力電圧の大小に対応した位相のゲー
ト信号を前記第２のインバータに付与するためのゲート
信号回路とを少なくとも具備し、既に運転されている前
記第１のインバータと並行に前記第２のインバータを運
転する際に、前記制御電圧回路の出力電圧による前記ゲ
ート信号の位相制御によって前記第２のインバータの出
力電圧の位相を前記第１のインバータの出力電圧の位相
に近づけてから前記第１のスイッチをオン状態とするよ
うに構成されていることを特徴とするものである。

尚、上記サイリスク位相制御形の第１及び第２のインバ
ータはゲート信号の位相を変えることによって出力パル
スの幅を変えることが出来るインバータであれば、どの
様なものであってもよい。

一般的には出力段にフィルタ回路を有するブリッジ形イ
ンバータで構成されるが、特願昭４９−１４０４７６号
で発表した様なインバータであってもよい。

上記第１のスイッチはＡＣスイッチであって、サイリス
タを逆並列に接続したスイッチ等で構成される。

上記第１の整流回路は整流器とフィルタとによって構成
される。

上記位相差検出回路は、位相差に対応した直流出力を発
生する回路とこの直流出力を反転増幅する回路とで構成
することが出来る。

上記制御電圧回路は第１の整流回路の出力電圧と位相差
検出回路の出力電圧との算術的和の出力を発生する回路
構成としてもよいし、位相差検出回路の出力電圧で第１
の整流回路の出力電圧を制御して第１の整流回路の出力
から制御電圧を得る様にしてもよい。

上記ゲート信号回路はサイリスクインバータの基準とな
るゲート信号は移相せずに固定しておき、この固定位相
のゲート信号は第１のインバータと同一の位相特性を有
する様にしておく。

そして、もう一方のゲート信号のみを移相してパルス幅
制御を行う。

好ましくは、これから投入しようとする第２のインバー
タの出力電圧位相が進んでいるときにはパルス幅を大き
くして出力電圧を増大させる様にサイリスクを制御し、
第２のインバータの出力電圧の位相が遅れているときは
逆にパルス幅を狭くする。

上述の如き装置でインバータの並行投入を行えば、ゲー
ト信号の移相回路を独立して設けても自動的に位相を合
せることが可能となる。

従って、配線を短かくすることが可能となり、誤動作が
少なくなる。

又、インバータの内部インピーダンスを高く設計する必
要がなくなるので、電圧変動も少なくなる。

本願の発明は、更に、前記第１のスイッチの後段で検出
した出力電圧を整流するための第２の整流回路と、前記
第１のスイッチをオン状態に転換すると同時に作動して
前記ゲート信号回路に対する前記制御電圧回路からの電
圧付与状態を前記ゲート信号回路に対する前記第２の整
流回路からの電圧付与状態に切替えるための第２のスイ
ッチとを付加し、少なくとも前記第１のスイッチをオン
状態とした時及びその直後は前記第２の整流回路の出力
電圧に基づいて前記ゲート信号の位相制御を行うように
構成したことを特徴とする複数台のインバータによる電
力供給装置に係わるものである。

上述の如き回路を付加すれば、並行投入時の電圧変動を
極めて小さくすることが出来る。

次に本発明の１実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は第１のインバータ１と第２のインバータ２とで
負荷３に電力を供給する装置を示すものである。

この第１図に於いて、４は直流電源接続端子であり、イ
ンバータ１，２の電源端子である。

５及び６はインバータ１及び２の出力段のフィルタであ
る。

一般的にはインバータ１及び２と一体的に構成されるが
、この図面では理解を容易にするために分けて示しであ
る。

負荷電流が流れているとこのフィルタ５，６で電圧降下
を生じる。

７及び８はＡＣスイッチであって、インバータ１及び２
を負荷３に電気的に接続するためのものである。

尚この実施例ではサイリスタ９，１０を逆並列に接続す
ることによってＡＣスイッチ７．８が構成されている。

１１及び１２はインバータ１及び２の制御回路である。

同第１のインバータ１の制御回路１１はブロックで示さ
れているが、第２のインパーク２の制御回路１２と同一
構成となっている。

しかし、第１のインバータ１を常に先に負荷運転状態と
する場合に於いては、並行投入時の位相制御回路は不要
である。

制御回路１２に於いて、１３は位相差検出回路であり、
イで示す点と口で示す点との電圧の位相差に対応した直
流出力を発生する回路である。

この回路の具体的構成は後で第４図に基づいて説明する
。

１４は第１の整流回路であって、口点の電圧を整流する
ための回路であり、ダイオードとフィルタとから成る。

１５は第２の整流回路であって、イ点の電圧を整流する
回路であり、ダイオードとフィルタとから成る。

１６は反転増幅回路であって、位相差検出回路１３の出
力を反転増幅した出力をニで示す点に送出するものであ
り、抵抗１７．１８，１９と演算増幅器２０とから成る
。

尚この回路１６は位相差検出回路の１部と考えることも
出来る。

線２１．２２は制御電圧回路の１部であり、ホで示す点
には第１の整流回路１４の出力電圧と反転増幅回路１６
の出力電圧とが加算されたものが現われる。

２３は第２のスイッチであって、接点Ａが閉成されたと
きには合成出力電圧がト点を含む回路に伝達され、接点
Ｂが閉成されたときには第２の整流回路１５の出力電圧
がト点を含む回路に伝達される。

２４は第３のスイッチであって、接点Ｂが閉成された時
に位相差検出回路１３の出力をハ点を含む回路に伝達し
、接点Ａが閉成されたときには零ボルトライン２５に接
続するためのものである。

２６はゲート制御回路であって、発振器２７と移相回路
２８とから成り、ライン２９から移相されないゲート信
号を送出し、ライン３０から移相されたゲート信号を送
出するものである。

尚移相回路２８は発振器２７からの信号の位相をト点の
電圧が低い時に遅らせ、ト点の電圧が高い時に進ませる
ものである。

３１はシーケンス制御回路であって、スイッチ８．２３
．２４等を制御する回路である。

この実施例の場合は、インバータ２を並行投入するため
のスイッチを押すことによって、スイッチ２４の接点Ｂ
が閉成され、且つスイッチ２３の接点Ａが閉成された状
態となり、これから一定遅延時間後にスイッチ８がオン
状態とされ、同時にスイッチ２３の接点Ｂが閉成され、
且つスイッチ２４の接点Ａが閉成される構成となってい
る。

第２図は第１図に於けるブリッジ形サイリスタインバー
タ１及び２の基本的構成を示すものであって、直流電源
端子４１と４２との間に４個のサイリスタ４３ａ、４３
ｂ、４３ｃ、４３ｄがブリッジ形に接続され、出力変圧
器４４の一端がサイリスタ４３ａと４３ｂとの間に接続
された転流用リアクトル４５の中間タップ４６に接続さ
れ、出力変圧器４４の他端がサイリスタ４３ｃと４３ｃ
との間に接続された転流用リアクトル４７の中間タップ
４８に接続されている。

尚、４９ａ、４９ｂ４９ｃ及び４９ｄは転流用コンデン
サ、５０ａ。

５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄはダイオード、５１は出力端
子である。

このインバータを動作させるにはサイリスタ４３ａ〜４
３ｄのゲートに第３図Ａ〜Ｄに示す様なゲート信号を印
加する。

これにより、サイリスタ４３ａと４３ｄとの両方がオン
状態のときに第１の方向の出力電圧が端子５１から得ら
れ、サイリスタ４３ｂと４３Ｃとの両方がオン状態のと
きに第２の方向の出力電圧が得られる。

即ち第３図Ｅに示す如き出力電圧が得られる。

この回路でパルス幅制御する場合には、サイリスタ４３
ａと４３ｂのゲート信号の位相は固定しておき、サイリ
スタ４３ｃと４３ｄとのゲート信号の位相を固定位相の
サイリスタ４３ａと４３ｂとのゲート信号を基準にして
変化させる。

これにより、例えば実線で示す波形から点線で示す波形
に出力パルスの幅が変化する。

第４図は位相差検出回路１３の１例を示すものである。

この回路に於いて、６１は第１の入力端子であって、第
１図の回路の口点に接続し、スイッチ８の前段に於いて
インバータ２の出力電圧を検出する部分である。

６２は第２の入力端子であつて、第１図の回路のイ点に
接続し、スイッチ８の後段の電圧即ち第１のインバータ
１の出力電圧を検出する部分である。

入力端子６１及び６２に於ける電圧は、巻線ｎ１．ｎ２
．ｎ３を有する変圧器Ｔ１、巻線ｎ８ ＋ ｎ９を有す
る変圧器Ｔ２、巻線ｎ１゜ｎ５を有する変圧器Ｔ３、巻
線ｎ６ 、 ｎ７を有する変圧器Ｔ４、第１及び第２の
整流器６３及び６４、抵抗６５，６６．６７．６８、コ
ンデンサ６９，７０、及びスイッチ２４から成る回路に
印加され、この出力端子７１から入力端子６１の電圧の
位相と入力端子６２の電圧の位相との差に対応した誤差
出力が発生する。

出力端子７１は第１図の回路のハ点に接続される。

次に第１図に示す装置の運転方法及び動作に付いて述べ
る。

今、スイッチ７がオン、スイッチ８がオフとなっており
、インバータ１のみによって負荷３に電力供給され、且
つインバータ２が無負荷運転されている状態に於いては
、スイッチ２４を接点Ａに投入し、又スイッチ２３を接
点Ａに投入しておく。

第１図の各部の状態を示す第５図に於いて、時点ｔ１ま
では上述の状態を示している。

この状態に於いては例えば第５図Ａに示す様にインバー
タ１により付与されるイ点の電圧は２０８ボルトである
。

又、口点の電圧も例えば２０８ボルトであり、例えばイ
点の電圧の位相よりθ度進んだ状態にある。

この時、スイッチ２４の接点Ｂが開成されているので、
反転増幅回路１６の出力は零である。

上述の如き状態からインバータ２を並行運転状態とした
いときには、シーケンス制御回路３１に於いて、並行投
入命令スイッチを押す。

これにより、ｔｌに於いてスイッチ２４が接点Ｂに切替
わる。

この結果、位相差検出回路１３から誤差検出出力が反転
増幅回路１６に付与され、二点に第５図りに示す如き出
力電圧が発生する。

この説明に於いては、インバータ２の出力電圧の位相が
インバータ１の出力電圧の位相よりも進んでいるので、
位相差検出回路１３の出力段のハ点には第５図Ｃに示す
如く正の電圧が発生し、反転増幅回路１６の出力段の二
点には第５図りに示す如く負の電圧が発生する。

逆にインバータ２の位相がインバータ１の位相よりも進
んでいるとすれば、上述と逆の動作となる。

二点に電圧が生じれば第１の整流回路１４の出力段のホ
点の電圧が制御され、二点の電圧が第１の整流回路１４
の出力電圧に重畳された状態となる。

これにより、ホ点は第５図Ｅに示す如き電圧となる。

従ってスイッチ２３で接続されているト点の電圧も第５
図Ｇに示す如く低下する。

移相回路２８はト点の電圧が低下するとその出力信号の
位相がある点を基準にして遅れ、ト点の電圧が高くなる
とその出力信号の位相がある点を基準にして進む様に構
成されている。

ゲート制御回路２６に於いては、発振器２７から第３図
Ａ、Ｂに示す如き固定のゲート信号が発生し、これがラ
イン２９を介して第２図のインバータのサイリスタ４３
ａと４３ｂとに付与され、又、発振器２７の出力信号が
移相回路２８で第３図Ｃ，Ｄに示す如く移相され、これ
がライン３０を介して第２図のサイリスタ４３ｃ 、４
３ｄに付与される。

この時、本実施例ではト点の電圧が低下するので、第３
図Ｃ及びＤで点線で示す如く移相回路２８の出力は右側
に移相し、遅れ位相となる。

インバータ２に於いて、第３図Ｃ，Ｄの点線で示すゲー
ト信号となる前は、ｔｌでサイリスタ４３ａと４３ｄと
の両方がオン状態となって出力電圧を発生し、Ｔ２でサ
イリスタ４３ｄのゲート信号が立下ったときに出力電圧
も第３図Ｅに示す如く立下る。

この様な状態から点線で示すゲート信号となるとＴ２で
ゲート信号が立下り、出力電圧もｔ′２で立下る。

従って出力パルス幅はＴ１からＴ２になり、出力電圧は
例えば２０８ボルトから２３０ボルトになる。

この時、出力パルス幅Ｔ２は第６図に示す如く第１のイ
ンバータ１の出力パルスの幅とほぼ同じになる。

第３図Ｅ及び第６図Ｂに示す如く出力パルスの立下りが
右側に延びたということはこれまでの出力電圧の位相よ
りも遅れ位相になって、インバータ１とインバータ２と
の出力電圧の位相がほぼ同一になったことを意味する。

尚、インバータ１及び２の出力パルスの立上り時点はい
つも同じになる様に設定されている。

これは、サイリスタ４３ａ。４３ｂに与える固定位相の
ゲート信号を同じにすることによって達成することが出
来る。

第５図に於けるｔｌからＴ２までの期間はシーケンス制
御回路３１によって前もって決められた期間であって、
インバータ１とインバータ２との出力電圧位相差がイン
バータを並行投入しても支障のない程度に減少するまで
の時間に設定されている。

第５図の１２になると、スイッチ８がオン状態となり、
且つスイッチ２３が接点Ｂを閉成する。

又、この実施例ではスイッチ２４が接点Ａに切替わる。

この様にｔ２でスイッチ８をオンにしてインバータ２を
並行運転状態とすれば、インバータ２が負荷運転状態と
なり、フィルタ６等の電圧降下のために出力電圧は２０
８ボルトに低下する。

この時、本装置ではスイッチ２３が接点Ｂに切替わって
、移相回路２８はｔ２の前後において電圧変動の少ない
第２の整流回路１５の出力電圧で制御される。

従って、インバータ２の並行投入時の電圧変動は極めて
小さい。

もし、スイッチ２３による切替をしなければ、スイッチ
８のオンによってインバータ２に負荷電流が流れ、第５
図Ｅに示す如く出力電圧が急激に下り、ゲート制御信号
回路２６からインバータ２の出力電圧を上昇させる様な
ゲート信号が発生し、インバータ１とインバータ２との
間に位相のずれが生じ、横流が急激に増加する。

上述から明らかな様に本実施例の装置によれば、移相回
路２８をインバータ１と２とで独立に設けであるにも拘
わらず、はぼ同一位相で並行投入をすることが出来る。

従って、移相回路とサイリスクとの間の配線を短かくす
ることが出来、回路構成が簡単になり、且つ、ノイズが
配線に乗ってサイリスタを誤動作させることが少なくな
る。

又、番２の整流回路１５とスイッチ２３とを設け、並行
投入と同時に第２の整流回路１５の出力で移相回路２８
を制御する様にしたので、電圧変動及び横流が少ない状
態でスムーズに並行投入を開始することが出来る。

以上本発明の１実施例に付いて述べたが、本発明は上述
の実施例に限定されるものではなく、更に変形可能なも
のである。

例えば、イ点と口点における電圧位相差検出から移相回
路２８の間の制御回路を別の構成としても差支えない。

又、２台以上のインバータを並行運転する場合にも本発
明を適用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す電力供給装置の回路図
、第２図は第１図の回路に於けるサイリスタインバータ
を示す回路図、第３図はインバータのゲート信号と出力
電圧との波形図、第４図は位相差検出回路を具体的に示
す回路図、第５図は第１図の回路の各部の状態を示す波
形図、第６図はインバータの出力電圧を示す波形図であ
る。 また図面に用いられている符号において、１゜２はイン
バータ、３は負荷、５，６はフィルタ、７．８はスイッ
チ、１１．１２は制御回路、１３は位相差検出回路、１
４は第１の整流回路、１５は第２の整流回路、１６は反
転増幅回路、２３はスイッチ、２６はゲート制御回路、
２８は移相回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 負荷に電力を供給するためのサイリスタ位相制御形
   の第１のインバータと、 前記負荷に電力を供給するためのサイリスタ位相制御形
   の第２のインバータと、 前記第２のインバータと前記負荷との間に設けた第１の
   スイッチと、 前記第１のスイッチの前段で検出した前記第２のインバ
   ータの出力電圧を整流するための第１の整流回路と、 前記第１のスイッチの前段の電圧の位相と前記第１のス
   イッチの後段の電圧の位相との差に対応した直流出力電
   圧を得るための位相差検出回路と、前記第１の整流回路
   の出力電圧と前記位相差検出回路の出力電圧との和に相
   当する制御電圧を得るための制御電圧回路と、 前記第１のスイッチの後段で検出した出力電圧を整流す
   るための第２の整流回路と、 前記制御電圧回路又は前記第２の整流回路の出力電圧に
   よって制御され、前記制御電圧回路又は前記第２の整流
   回路の出力電圧の大小に対応した位相のゲート信号を前
   記第２のインバータに付与するためのゲート信号回路と
   、 前記第１のスイッチをオン状態に転換する前は前記制御
   電圧回路を前記ゲート信号回路に接続し、前記第１のス
   イッチのオン状態への転換と同時に前記第２の整流回路
   を前記ゲート信号回路に接続する第２のスイッチと、 を少なくとも具備し、既に運転されている前記第１のイ
   ンバータと並行に前記第２のインバータを運転する際に
   、前記制御電圧回路の出力電圧による前記ゲート信号の
   位相制御によって前記第２のインバータの出力電圧の位
   相を前記第１のインバータの出力電圧の位相に近づけて
   から前記第１のスイッチをオン状態とするように構成さ
   れ、且つ少なくとも前記第１のスイッチをオン状態とし
   た時及びその直後は前記第２のスイッチをオン状態とじ
   て前記第２の整流回路の出力電圧に基づいて前記ゲート
   信号の位相制御を行うように構成されていることを特徴
   とする複数台のインバータによる電力供給装置。