JPS603637Y2 - サイリスタインバ−タの保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はサイリスクインバータにおける各サイリスタア
ームのうち特に転流補助用サイリスタのアーム短絡時に
おける保護回路に関するものである。

サイリスクインバータにおいて負荷電力を供給する主サ
イリスタ及びこの主サイリスタを転流させるための転流
補助用サイリスタの各サイリスタアームは各アームを構
成する２個のサイリスタのうち少なくとも一方は非導通
の状態を維持するように交互に点弧して直交電力変換作
用乃至転流作用を行うことは周知のことである。

しかるに過負荷状態その他の異常状態によりｌのサイリ
スタアームを構成する２個のサイリスタが同時に点弧す
ることがインバータ運転中にはしばしば生じ得る。

このようにアーム短絡を生じた際にはアーム短絡を生じ
たサイリスクアームに平滑用コンデンサ及び転流リアク
トル乃至ｄｖ／ｄｔ、 ｄｉ／ｄｔ押制用リアクトルの
共振に基づいて大きな共振電流が流れ、この共振電流が
減衰した後においても直流電源から短絡電流を流しアー
ム短絡を生じたサイリスタを破壊することになる。

このような弊害を防止すべくアーム短絡をそれによって
生じる過電流から検出し、一旦全てのサイリスクアーム
を短絡させるような信号を発生し、各サイリスタアーム
に共振電流乃至電流からの短絡電流を分流させ一定時間
後各サイリスタの点弧信号を停止する手段を備えている
。

このように一旦全サイリスタを点弧した際には各サイリ
スタアームには共振半サイクル後から逆バイパスが加わ
る期間において各サイリスタは消弧する。

このような従来のサイリスタアーム短絡の保護手段は主
サイリスタのアーム短絡に対しては問題ないにしても転
流補助用サイリスタアームに対しては充分な保護が期待
できない。

即ち、通常負荷電力を担う主サイリスタにはフィードバ
ックダイオードが必然的に逆並列接続されているから共
振電流が反転する全期間中逆バイアスが得られるのに対
し転流補助用サイリスタのアーム短絡に対しては共振電
流が反転した後ごく短い時間のみしか逆バイアスが得ら
れない。

このことは直列共振現象に際し、後述するように電流位
相と電圧位相とがほぼ９０’のずれを生じていることか
ら明らかである。

転流補助用サイリスタアーム短絡が解かれないままの状
態においてゲート信号を除去しても直流電源側より短絡
電流を流し続けることになり、ひいては転流補助用サイ
リスタを破壊するおそれがあった。

本考案の目的は直流電力を供給する電源側と直交電力変
換作用をなすインバータ回路側との間に逆導通整流回路
を介在させることにより上記従来の欠点を除去し、転流
補助用サイリスタの転流失敗を確実に補償することにあ
る。

以下、図示する実施例について具体的について具体的に
説明する。

第１図は一相分を具体化して示したインバータである。

同図において１はコンバータで、サイリスタを含む制御
整流回路からなり、入力としては例えば三相交流電力を
受け、電圧制御された直流出力を供給するものである。

２は平滑回路で、リアクトル２Ｌ、コンデンサ２ｃを図
示のように逆り字形に接続して構成され、上記コンバー
タ１の出力のリッフルを除去スる。

３．４及び５は各相についての直交変換回路で、それぞ
れ同−構成を有している。

今、直交変換回路３について詳述すると、３ａｌ？３２
２は負荷電力を担う主サイリスタで、それぞれｄｉ／ｄ
ｔ、 ｄｖ／ｄｔ抑制用リアクトル３Ｌ１． ３Ｌ、を
直接接続したうえ１つのサイリスタアームを構成し、こ
のアームはサイリスタ６ａ、ダイオード６ｂからなり、
本考案の主体をなす逆導通制御整流回路６をサイリスタ
側が電源としてのコンバータ１に順方向に接続される方
向に介して平滑用コンデンサ２Ｃに図示の通りに接続さ
れる。

３ｄｘｔ ３ｄ２は帰還ダイオードで、それぞれ上記
主サイリスタ３ａ１，３ａ２に逆並列接続される。

３ ａ３． ３ａ、は転流補助用サイリスタで、それぞ
れ転流リアクトル３Ｌ３． ３Ｌ４を直列接続してサイ
リスタアームを構成している。

なお、この転流用リアクトル３Ｌａｔ ３Ｌ１は各サ
イリスタ３ａ３ｔ ３ａ４ノｄｉ／ｄｔ、 ｄｖ／ｄ
ｔ抑制作用をも兼ねている。

３ｃは転流用コンデンサで、主サイリスタ３ａ□、３ａ
２の接続点と、転流補助用サイリスタ３ ａ３９ ３ａ
４の接続点間に接続される。

Ｌは負荷で各直交変換回路の出力端子３Ｐ、４Ｐ、５Ｐ
に接続され３相交流電力が供給される。

７は変流器で、平滑用コンデンサ２ｃから各相直交変換
回路３． ４． ５に連らなるラインに鎖交して設けら
れる。

８は過電流検出装置で、上記変流器７から直交変換回路
３． ４． ５へ流れる電流に応じた信号を受け、過電
流時に外部に信号を供給するようになっている。

９はパルス発生装置で、過電流検出装置８からの信号を
受けた後に、各直交変換回路３． ４． ５に含まれる
サイリスタ３ａ□〜３ａＪ及びサイリスタ６ａの全サイ
リスタを同時に点弧すべく信号をサイリスタ点弧回路１
０に供給する作用をなす。

１１はしゃ断回路で、上記過電流検出装置８からの信号
を受けて一定時間後にサイリスタ点弧回路１０に全サイ
リスタの点弧信号をしゃ断するものである。

上記構成において、負荷りに対し各相直交変換回路３，
４．５より電力を供給するに際して、逆導通制御整流回
路６のサイリスタ６ａを常時点弧すべき状態を維持する
。

この状態のもとにおいて各相直交変換回路３． ４．５
中のサイリスタを定められた順序に従って点弧すること
により負荷りにには所定の周波数の交流電力が供給され
ることになる。

このように負荷に正常に電力が供給されている過程にお
いては平滑回路２からは過電流が流れることなく、従っ
て、過電流検出装置８は何らの作用を及ぼすことなくサ
イリスク点弧回路１０からの規則的なパルス信号によっ
てインバータは動作する。

さて、急激なる負荷変動、その他の異常状態に基づいて
主サイリスタ３ａｉｔ ３３２を含むサイリスタアー
ム又は転流補助用サイリスタ３ａ３ｔ ３ａ４を含む
コンデンサが短絡状態となると、平滑用コンデンサ２ｃ
と主サイリスタ３ａ１９ ３ａ２、転流補助用サイリス
タ３ ａ３９ ３ ａ４等に接続されているｄｖ／ｄｔ
、 ｄｉ／ｄｔ抑制用リアクトル３Ｌ１゜３Ｌ２乃至流
転リアクトル３Ｌ３． ３Ｌ４との直列共振現象が発生
する。

従って変流器７からは過電流が検出され、直ちにインバ
ータ回路を構成する全てのサイリスタを同時に点弧して
各サイリスクアーム全体を短絡状態にして短絡電流を分
流させる。

その後一定時間経過後に各サイリスタのゲート信号をし
ゃ断する。

これによってインバータを構成する全てのサイリスタは
確実に消弧され誤って短絡電流が継続して流れる事態は
生じない。

この理由を第２図に示すグラフに基づいて説明すると次
の通りである。

即ち、平滑用コンデンサ２ｃに帯積されていた電荷に基
づいて第２図グラフィに示す共振電流ｉが流れる。

この共振電流ｉに対して各サイリスタアームに印加され
る電圧■はゲラフロに示す波形のようにほぼ９０°の位
相がずれる。

従って、共振電流ｉが反転する期間ｔ２の間において逆
並列にダイオードが接続されている主サイリスタ３ａ１
，３ａ２乃至サイリスタ６ａは逆バイアスが得られる。

一方逆並列にダイオードが接続されていない転流補助用
サイリスタ３ａ３ｔ ３３４はこの共振電流が反転す
る期間ものうら電圧が負となる期間Ｃ□のみ逆バイアス
が加えられ、逆バイアス時間が逆並列にダイオードが接
続されているサイリスタに比して著しく短く確実なる転
流が得られないおそれがある。

しかるにこの点については本考案の主眼とする逆導通制
御整流回路６中のサイリスタ６ａは期間ｔ２中逆バイア
スされることに伴って確実に消弧し、従って、各サイリ
スタアームと直流電力を供給する平滑回路とは電気的に
しゃ断されることにより確実に補償されるものである。

なお、上記実施例において逆導通制御整流回路６及び主
サイリスタと帰還ダイオードとのサイリスタとダイオー
ドの逆並列回路は逆導通サイリスタ素子をもって代える
ことができる。

以上述べたように本考案に係るサイリスクインバータの
保護回路は直流電源と各相直交変換回路の間に逆導通制
御整流回路を介在させ、いずれかのサイリスタアームが
転流失敗によりアーム短絡した際に一旦インバータ中の
全サイリスタを点弧した後一定時間後に全てのサイリス
タのゲート信号をしゃ断する手段を備えたものである。

このような構成により特にアーム短絡時にＬ共振によル
逆バイアス時間が短いために確実に消弧シにくい転流補
助用サイリスタを確実に保護できる特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図は動作を
説明するためのグラフである。 ２・・・・・・平滑回路、３．４．５・・・・・・直交
変換回路、３ａ１９ ３ａ２・・・・・・主サイリスク
、３ ａ３９ ３ａ４・・・・・・転流補助用サイリス
ク、６・・・・・・逆導通制御整流回路、訃・・・・・
過電流検出装置、９・・・・・・パルス発生装置、１０
・・・・・・サイリスタ点弧回路、１１・・・・・・し
ゃ断回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. リアクトルを含むサイリスタアームが複数個並列接続さ
   れる補助インパルス転流形インバータ回路、当該インバ
   ータ回路に対して直流電圧を供給するための可変直流電
   源回路、リアクトルとコンデンサで構成され、上記可変
   直流電源回路の出力電圧のリップルを除去するためのフ
   ィルタ回路、及び上記フィルタ回路中のコンデンサと上
   記インバータ回路の入力側との間にコンデンサからイン
   バータ回路に流入する電流のスイッチング制御をなす逆
   導通制御整流回路を備え、上記インバータ回路中のいず
   れかのサイリスタアームが短絡した際に上記逆導通制御
   整流回路を含む全てのサイリスタのゲート信号をしゃ断
   する回路手段を備えたことを特徴とするサイリスクイン
   バータの保護回路。