JPS5924632B2 - サイリスタ順変換器の出力電圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サイリスタ順変換器の出力電圧制御に関し、
特に逆変換器と組合せた可変周波数電源装置の瞬時停電
後の出力電圧制御に関する。

サイリスタ順変換器は、可変又は固定の設定電圧と直流
出力電圧又は逆変換器が接続される場合には逆変換器の
交流出力電圧との偏差に応じて主回路サイリスタの点弧
パルス位相を制御することで設定電圧に一致する出力電
圧を得る。第１図はインバータと組合せた電源装置を示
す。

商用電源等の交流電力は順変換器１で直流電力に変換さ
れ、リアクトル２、コンデンサ３の平滑回路を通してイ
ンバータ４の直流入力にされ、インバータ４から商用電
源周波数又は異なる周波数の交流電力が取出される。こ
のインバータ４は例えば誘導電動機Ｍ等の電源にされ、
出力周波数さらに出力電圧を可変とすることで電動機Ｍ
の加減制御がなされる。このような電源装置において、
第２図ａに示すように、受電電源に瞬時停電が発生する
と、その時点ｔｌからインバータ４の出力電圧すなわち
コンデンサ３の充電電圧は第２図ｂに示すように指数関
数的に低下する。

そして、を２時点で復電すると、順変換器１の設定値に
対してインバータ４の出力電圧が低下していることから
、順変換器１の出力電圧制御位相は最大出力電圧を出力
するように進んだ状態からの復電になるため、を２時点
で電動機Ｍに過電圧が印加される。上記問題に関して、
従来は復電時にサイリスタのゲート制御位相をしぼり込
む（遅らせる）ことにより過電圧出力を抑制するもので
あつた。

すなわち、復電時にある一定の値に位相をしぼり込み、
復電後の出力電圧は瞬時低下した後に設定電圧まで緩や
かに上昇させるものであつた。このため、出力電圧の制
御範囲が広い場合、停電中の出力電圧の低下に復電後の
電圧降下が加算され、電動機を制御する場合には脱調す
ることがあつた。特に、可変周波数電源装置では、電動
機制御において設定周波数に応じて出力電圧（設定電圧
）を変えるため、復電時に電源電圧の降下に無関係に一
定比率でグート制御位相をしほり込む従来方法ではポイ
ント調整は可能であつてもそのほかの制御状態での脱調
が起り易い。本発明の目的は、順変換器の任意の出力電
圧設定に対しても復電後の出力電圧を最適値に制御でき
る出力電圧制御装置を提供するにある。

本発明においては、復電時の出力電圧設定値に応じてサ
イリスタのゲート制御位相のしぼり込み量をリミツト制
御し、その後、リミツト値を緩やかに正常値まで上昇さ
せるものである。

第３図は本発明の一実施例を示す。

設定器ＶＲｌは順変換器１の出力電圧を設定するもので
、可変周波数電源装置では出力周波数に応じて自動的に
設定される。設定器ＶＲｌの設定電圧ＶＲＥＦは順変換
器の出力電圧もしくはインバータ４の出力電圧Ｖとの比
較がなされ、電圧制御増幅器Ａ１を通して移相器ＰＳの
位相制御電圧ＶＡにされる。移相器ＰＳは制御電圧ＶＡ
に従つてサイリスタのゲート信号位相を制御し、直流出
力電圧、可変周波数電源装置ではインバータ４の出力電
圧の制御がなされる。第４図には無負荷状態における移
相器ＰＳの入力電圧ＶＡとインバータ出力電圧（％表示
）との関係を示している。ここで、電圧制御増幅器Ａ１
は、抵抗Ｒｌ，Ｒ２｝よびダイオードＤ１によるリミツ
タ回路で出力電圧ＶＡが制限される。

そのリミツタ電圧ＡＬはほぼになり、リミツタ電源電圧
Ｖｃに対するリミツタ電圧ＶＡＬの関係を第５図に例示
する。

従つて、電圧制御増幅器Ａ１の出力電圧Ａ１換言すれば
順変換器の出力電圧はリミツタ電源電圧Ｖｃに応じて制
限される。破線プロツク５はリミツタ電源電圧Ｖｃの制
御回路を示す。

この制御回路５は、受電電源の正常時には制御応答上最
大出力電圧が出せる状態にリミツタ電源電圧Ｖｃを制御
する。また、瞬時停電の回復時には所定時間だけ設定電
圧ＶＲＥＦに応じて電圧Ｖｃをしぼり込み、その後Ｖｃ
を緩やかに元の電圧に戻す。以下に制御回路の動作を説
明する。まず、受電電源の停電検出は、第１図に示す如
く、ホールド機能とタイマ機能を持つ停電検出回路６訃
よびこの検出回路の停電検出信号で駆動されるリレー７
から得る。

なお、リレー７の代りに半導体スイツチでも良い。さて
、電源の正常時には、抵抗Ｒ３，Ｒ４による分圧回路の
出力電圧Ｖ，を加算用抵抗Ｒ５訃よびダイオードＤ２、
積分時定数用抵抗Ｒ６を通して高利得増幅器Ａ２の入力
にし、増幅器Ａ２は積分用コンデンサＣのほかに抵抗Ｒ
７を帰還回路に持つ不完全積分回路を構成し、抵抗Ｒ７
と抵抗Ｒ６との比で決まる増幅度で電圧ＶＣ（＝Ｖ１・
Ｒ７／Ｒ６）を出力している。停電後の復電時には、一
定時間Ｔ１だけリレー７が作動し、その常開接点Ｓａが
閉じることで電圧１をまで低くする。

同時に、リレー７の常閉接点Ｓｂが開き、設定電圧ＶＲ
ＥＦの逆極性電圧を発生する反転増幅器Ａ３の出力電圧
−ＶＲＥＦを抵抗Ｒ９，ＲｌＯの分圧回路に加えた電圧
Ｖ２が活きる。この電圧Ｖ２は抵抗Ｒｌｌを通して電圧
Ｖ１に加算される。従つて、増幅器Ａ２等による積分回
路はＶ１＋Ｖ２を積分入力とし、時定数Ｒ６・Ｃで復電
時の設定電圧ＶＲＥＦに応じた値に達する。このときの
リミツタ電源電圧Ｖｃとしては第６図に例示する特性に
する。第６図イは設定電圧ＶＲＥＦに対する順変換器も
しくはインバータの出力電圧Ｖの特性を示し、この特性
に対して、Ｖｃは口に示す特性にする。特性口の点Ｐ１
は抵抗Ｒ８，Ｒ３，Ｒ４の分圧電圧Ｖ１で設定し、特性
口の勾配は抵抗Ｒ９，ＲｌＯの分圧比もしくは抵抗Ｒ５
とＲｌｌの比で設定する。そして、特性口の電圧Ｖｃに
対して位相制御電圧Ａのリミツタ電圧ＶＡＬは特性一・
に示す如く抵抗Ｒｌ，Ｒ２の比で決まる。従つて、電圧
ＶＡはリミツタ電源電圧Ｖｃにより設定電圧ＶＲＥＦの
無負荷電圧に相当する値に制限されるので、復電による
負荷時には出力電圧Ｖは停電前の電圧よりも制御回路５
によるリミツタ動作でＶｃの電圧降下分だけ下る。

復電からＴ１時間後にはリレー７が消勢される。

このリレー７の復旧により、電圧Ｖｃは停電前の値まで
、ダイオードＤ３、抵抗Ｒｌ２を通したコンデンサＣの
放電時定数で緩やかに戻り、出力電圧Ｖは設定電圧ＶＲ
ＥＦに応じた値になる。このような動作により、順変換
器もしくはインバータの出力電圧Ｖは、第２図ＢＶＣ破
線で示すような復電動作にすることができ、これは設定
電圧ＶＲＥＦの値、停電中の出力電圧Ｖの降下率に関係
しない。

な訃、リレー７の動作時間Ｔ１は第１図のリアクタンス
２、コンデンサ３の時定数Ｔ２３で決定すれば良い。ま
た、抵抗Ｒ６〉Ｒｌ２とし、電圧Ｖｃの下降は時定数Ｔ
２３よりも早くする。以上説明した如く、本発明によれ
ば、瞬時停電に対して出力電圧の設定値、電源の降下率
に関係なく、復電時の過大出力電圧発生を防止できる。
特に、交流電動機を運転する可変周波数電源装置では従
来の過電流による瞬時電源電圧降下からの回復時の装置
停止防止に優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は可変周波数電源装置の概略構成図、第２図は第
１図における瞬時停電時の出力電圧特性を説明するため
の図、第３図は本発明によるサイリスタ順変換器の出力
電圧制御装置の一実施例を示す回路図、第４図、第５図
、第６図は第３図の動作を説明するための特性図である
。 １・・・・・・順変換器、４・・・・・・インバータ、
５・・・・・・制御回路、６・・・・・・停電検出回路
、７・・・・・・リレー、ＶＲｌ・・・・・・設定器、
Ｖ１・・・・・・電圧制御増幅器、ＰＳ・・・・・・移
相器、Ｓａ，Ｓｂ・・・・・・リレー７の接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 停電を検出する停電検出回路と、この検出回路が入
   力側に設けられるとともに設定電圧と出力電圧との偏差
   出力に応じてサイリスタ点弧パルス位相を変えて出力電
   圧が制御される順変換器と、この順変換器の出力電圧で
   駆動され、出力側に電動機駆動出力を得るインバータと
   を備えた制御装置において、前記設定電圧と出力電圧と
   の偏差出力側に設けられたリミッタ回路と、このリミッ
   タ回路に接続され、通常時は制御応答上最大出力電圧が
   出せる状態に制御させ、瞬時停電の回復時には所定時間
   だけ前記設定電圧に応じて偏差出力をしぼり込むように
   制御させる積分回路とよりなるサイリスタ順変換器の出
   力電圧制御装置。