JPS6120213B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、３相交流電流を直流電流に変換す
る整流装置を基準側および従属側として複数台備
え、各整流装置の交流電源側の各３線に交流変流
器をそれぞれ接続し、かつ該変流器の２次側を３
角結線して３相全波整流回路に接続し、基準側の
整流装置に接続された３相全波整流回路に検出さ
れた直流電流を基準電流として従属側の整流装置
の出力電流を制御し、各整流装置の出力電流をそ
の直流電流容量比に相応した負荷分担比で制御す
るうにした整流装置の並列運転方法に関する。

そして、この発明は、前記各整流装置の内部イ
ンピーダンス等の相違により、各整流装置にそれ
ぞれの電流容量以上の負荷電流が流れ、各整流装
置が破壊されるのを防止することを目的とする。

一般に、３相交流電流を直流電流に変換する整
流装置は、その構成要素であるサイリスタ等を制
御して出力電流を一定に調整しているが、負荷の
性質によつては、整流装置に容量不足が生じる場
合があり、この場合、整流装置を増設して並列運
転する手段が用いられる。

この場合、単に整流装置を増設して並列運転す
れば、負担負荷電流は、その整流装置の電流容量
と無関係に、半導体化された各整流装置の内部イ
ンピーダンス等の相異等によつて決定され、各整
流装置にそれぞれの電流容量以上の負荷電流が流
れて各整流装置を破壊する。

そこで、複数台の整流装置を並列運転する場
合、従来、第１図ないし第３図に示すような方法
が用いられている。すなわち、第１図は、３相交
流電源１，１′に接続されて直流電流容量の異な
る基準側および従属側の２台の整流装置２，３の
各直流側端子Ｐ，Ｎおよびｐ，ｎを共通負荷４に
並列運転に接続し、各々の直流電源容量比に応じ
た負荷を分担させて並列運転する場合を示してい
る。

そして、各々の直流電流容量比に相応した負荷
分担比で制御するには、基準側の整流装置２にお
いて出力する直流電流を設定し、この基準側の整
流装置２に分担された直流電流を、第２図に示す
ように、第１直流変流器５により励磁用電源６を
介して検出し、第１直流変流器５の２次電流を第
１整流器７で直流に変換し、その電流I₂により第
１電流−電圧変換用抵抗器８に直流電圧Esが発
生する。この時、この直流電圧Esと第１直流変
流器５の１次電流Idの間につぎの関係式が成り立
つ。

I₂＝ｎ_１／ｎ_２・Id，Es＝K₁・I₂， ∴Es＝K₂・Id ここで、 n₁……第１直流変流器５の１次コイル巻数 n₂……第１直流変流器５の２次コイル巻数 K₁，K₂……定数、 したがつて、前式によると、第１電流−電圧変
換用抵抗器８には第１直流変流器５の１次電流
Id、すなわち基準側の整流装置２から出力される
直流電流に直線比例する直流電圧Esが発生し、
この直流電圧Esが従属側の整流装置３の直流電
流を制御する制御基準信号として比較器９に印加
される。

つぎに、従属側の整流装置３の制御系を示した
第３図において、基準側の整流装置２の負荷分担
電流に相応した直流電圧Esが、従属側の整流装
置３をフイードバツク制御する基準信号として比
較器９に印加され、一方、従属側の整流装置３の
直流電流が第２直流変流器１０で検出され、さら
に第２整流器１１を介して第２電流−電圧変換用
抵抗器１２に発生した直流電圧Efが比較器９に
印加される。

そして、比較器９において、この直流電圧Ef
が基準となる直流電圧Esと比較され、その差電
圧が制御回路１３の増幅器１３ａで増幅され、位
相制御器１３ｂを介して従属側の整流装置３のサ
イリスタ等の制御素子１３ａ，１３a′を位相制御
し、変圧器３ｂおよび整流回路３ｃを介して従属
側の整流装置３の出力電流が定電流制御されてい
る。

この時、例えば基準側の整流装置２の定格電流
容量が10KAで従属側の整流装置３のそれが5KA
であるとすれば、各々の定格電流で通電時に直流
電圧EsおよびEfを同一レベルに設定すれば、直
流電圧EsおよびEfは、各々の直流電流容量に比
例することにより、各整流装置２，３の直流電流
容量に相応した負荷分担で並列運転が行なわれ
る。

しかし、交流電力を比較的低電圧、例えば数ボ
ルトないし数十ボルトで、大電流、例えば数千ア
ンペアないしは数万アンペアの直流電力に変換す
る各整流装置２，３においては、直流側の大電流
導体を第１，第２直流変流器５，１０に貫通させ
て整流装置２，３の直流側に通ずる電流を検出し
て定電流制御を行なつている。

したがつて、既設の複数台の整流装置２，３ま
たは既設および新設の整流装置２，３の並列運転
を行なう場合、大電流導体を切断して直流変流器
の挿入および大電流導体の再接続といつた煩雑か
つ困難な工事を必要とする。

また、第１，第２直流変流器５，１０はその性
質上、励磁用交流電流６を必要とし、相当な費用
を要して不経済である。

さらに、各整流装置２，３の直流側が大電流に
なればなるほど、直流導体サイズが大となり、そ
れに伴なつて第１，第２直流変流器５，１０の外
形寸法も大形となり、整流装置２，３の製造上、
構造面での不利が生じる。

また、各整流装置２，３の交流側と直流側の各
電流は理想値として比例関係にあるが、大電流導
体を直流変流器５，１０に貫通させるため、その
もれ磁束や周辺の磁性体の影響を受けやすく、前
述の方法による実測値においては、両電流間の直
線性が得にくく円みをもつた曲線となる欠点を有
している。

一方、交流電源の電流を交流変流器を用いて検
出し、制御装置を制御する方法も提案されている
が、この場合、交流電源の２線に交流電流器を設
け、その２次側を星形結線して使用されている。

したがつて、サイリスタ等の位相制御により整
流装置を制御すると、高調波電流が交流側に流
れ、交流変流器２次電流と整流装置の出力電流と
の間の比例関係がずれ、電流検出精度および整流
装置の電流平衡が悪くなる。

この発明は、前記従来の欠点に留意し、整流装
置の交流側の電流が直流側のそれに比して著しく
小さい点に着目し、比較的簡単でかつ経済的に、
また高信頼性を得られる複数台の整流装置のそれ
ぞれの交流側の電流を検出して並列運転制御を行
ない、各整流装置にそれぞれの電流容量以上の負
荷電流が流れ、各整流装置が破壊されるのを防止
するものである。

つぎに、この発明をその１実施例を示した第４
図とともに詳細に説明する。

同図において、第１図ないし第３図と同一記号
は同一のものを示し、３相交流電源１，１′と基
準側および従属側の整流装置２，３の各交流側３
線との間に、それぞれ３個の交流変流器１４およ
び１５を接続し、各３個の交流変流器１４および
１５の２次巻線を３角結線するとともに、それぞ
れ第１，第２の３相全波整流回路１６，１７に接
続し、かつ第１，第２の３相波整流回路１６，１
７をそれぞれ第１および第２電流−電圧変換用抵
抗器１８，１９に接続するとともに、第１電流−
電圧変換用抵抗器１８に第１制御用抵抗器２０を
並列に接続し、第２制御用抵抗器２１を第１制御
用抵抗器２０に直列接続し、かつ、第１制御用抵
抗器２０と第２制御用抵抗器２１との直列回路に
並列に第２電流−電圧変換用抵抗器１９を接続
し、第２制御用抵抗器２１が増幅器１３ａおよび
位相制御器１３ｂから構成される制御回路を介し
て従属側の整流装置３に接続され、基準側および
従属側の整流装置２，３の各直流側端子Ｐ，Ｎお
よびｐ，ｎが共通負荷４に並列に接続されて構成
されている。

つぎに、前記実施例の動作について説明する。

３相交流電源１，１′が投入されると、基準側
および従属側の整流装置２，３の３相各相の線電
流が各交流変流器１４，１５により検出され、そ
れぞれ第１，第２の３相全波整流回路１６，１７
を介して直流に変換されたのち、第１および第２
電流−電圧変換用抵抗器１８，１９に図示する極
性に各整流装置２，３の出力電流に直線比例した
直流電圧が発生する。そして、第１電流−電圧変
換用抵抗器１８の直流電圧が第１制御用抵抗器２
０に印加される。

一方、第２電流−電圧変換用抵抗器１９の直流
電圧が第１，第２制御用抵抗器２０，２１により
分圧され、第２制御用抵抗器２１に発生する電圧
が増幅器１３ａに内蔵されている基準電源（図示
せず）の基準電圧と比較されてその差電圧が増幅
され、増幅器１３ａの出力電圧により位相制御器
１３ｂを介して従属側の整流装置３の制御素子３
ａを制御し、従属側の整流装置３から定電流が出
力されている。

ところで、第１電流−電圧変換用抵抗器１８の
直流電圧が第１制御用抵抗器２０に印加されてい
ることにより、該抵抗器２０に発生する電圧が制
御されるとともに、第２制御抵抗器２１に発生す
る電圧も制御されている。すなわち基準側の整流
装置２の出力電流に直線比例した直流電圧を第１
電流−電圧変換用抵抗器１８に発生させ、この直
流電圧により従属側の整流装置３の出力電流を制
御している。

したがつて、基準側の整流装置２の出力電流を
制御、例えば増加させれば、基準側の整流装置２
の交流側にそれに相応して増加した交流電流が流
れ、各交流変流器１４および第１の３相全波整流
回路１６の各出力電流も増加し、第１電流−電圧
変換用抵抗器１８に発生する電圧および第１制御
用抵抗器２０の電圧も増大し、増幅器１３ａが基
準電圧と２制御用抵抗器２１の電圧との差電圧が
零になるように働く。

すなわち、第２電流−電圧変換用抵抗器１９お
よび各交流変流器１５の検出電圧が増加し、従属
側の整流装置３の出力電流も増大する。同様に、
基準側の整流装置２の出力電流が減少すれば、従
属側の整流装置３の出力電流もそれに相応して減
少するのはもちろんである。

いま、基準側および従属側の整流装置２，３の
直流電流容量がそれぞれ10KAおよび5KAで、基
準側の整流装置２から5KAおよび従属側の整流
装置３から2KAがそれぞれ出力されていると
し、基準側の整流装置２の出力電流が10KAに増
大すれば、従属側の整流装置３の出力電流が
4KAに増大する。すなわち各整流装置２，３の
出力電流をその直流電流容量に相応した負荷分担
比で制御しながら並列運転することができる。

以上のように、この発明の整流装置の並列運転
方法は、３相交流電流を直流電流に変換する整流
装置を複数台備えて並列運転制御を行なう整流装
置の並列運転方法において、基準側および従属側
の各整流装置の交流電源側の各相にそれぞれ交流
変流器を接続し、前記各交流変流器の２次側を３
角結線するとともにそれぞれ第１，第２の３相全
波整流回路に接続し、前記各整流回路にそれぞれ
の前記整流装置の出力電流に比例した直流電圧を
発生する第１，第２電流−電圧変換用抵抗器を接
続し、前記第１電流−電圧変換用抵抗器に並列に
第１制御用抵抗器を接続し、前記第１制御用抵抗
器に第２制御用抵抗器を直列に接続し、前記第１
制御用抵抗器と前記第２制御用抵抗器との直列回
路に並列に前記第２電流−電圧変換用抵抗器を接
続し、前記第１の３相全波整流回路に検出された
直流電流を基準電流とし、該基準電流により前記
第１電流−電圧変換用抵抗器に発生した直流電圧
を前記第１制御用抵抗器い印加し、前記第２制御
用抵抗器に発生した直流電圧と前記従属側の整流
装置の制御回路の増幅器に内蔵された基準電源の
基準電圧とを比較することにより、前記従属側の
整流装置の出力電流を制御し、前記各整流装置の
出力電流をその直流電流容量比に相応した負荷分
担比で制御するものである。

したがつて、この発明によると、各整流装置の
出力電流に直線比例する電流を微少電流回路であ
る各整流装置の交流側から検出して各整流装置の
出力電流を制御でき、各整流装置の内部インピー
ダンス等の相違により、各整流装置にそれぞれの
電流容量以上の負荷電流が流れ、各整流装置が破
壊されるのを防止することができる。

また、負荷が既設の整流装置では容量不足にな
つて増設する場合、大電流導体の切断、再接続の
工事が不要であり、特に大容量の整流装置の増設
に有利である。

また、交流変流器を交流電流の３線に設け、そ
の２次側を３角結線しているため、サイリスタ等
の位相制御による高調波電流が２次側出力に出力
されることがなく、交流変流器の２次電流と整流
装置の出力電流とが比例し、電流検出精度が良
く、整流装置の電流平衡が良い。

さらに、励磁用交流電源が不要で配線数が少な
くて済み、増設工事が簡単になるとともに非常に
経済的である。

また、大電流導体を変流器に貫通していないた
め、整流装置の製造上、構造面で有利になる。

さらに、整流装置の交流側で電流検出するた
め、整流装置の出力電流に直線比例する電流を検
出することができ、信頼性が高い。

したがつて、この発明は工業的効果の大きいも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の整流装置の並列運転の結線図、
第２図および第３図は第１図の各部の詳細結線
図、第４図はこの発明の整流装置の並列運転方法
の１実施例の結線図である。 １，１′……３相交流電源、２……基準側の整
流装置、３……従属側の整流装置、１４，１５…
…交流変流器、１６，１７……第１，第２の３相
全波整流回路、１８，１９……第１，第２電流−
電圧変換用抵抗器、２０，２１……第１，第２制
御用抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３相交流電流を直流電流に変換する整流装置
   を２台備えて並列運転制御を行なう整流装置の並
   列運転方法において、基準側および従属側の各整
   流装置の交流電源側の各相にそれぞれ交流変流器
   を接続し、前記各交流変流器の２次側を３角結線
   するとともにそれぞれ第１，第２の３相全波整流
   回路に接続し、前記各整流回路にそれぞれの前記
   整流装置の出力電流に比例した直流電圧を発生す
   る第１，第２電流−電圧変換用抵抗器を接続し、
   前記第１電流−電圧変換用抵抗器に並列に第１制
   御用抵抗器を接続し、前記第１制御用抵抗器に第
   ２制御用抵抗器を直列に接続し、前記第１制御用
   抵抗器と前記第２制御用抵抗器との直列回路に並
   列に前記第２電流−電圧変換用抵抗器を接続し、
   前記第１の３相全波整流回路に検出された直流電
   流を基準電流とし、該基準電流により前記第１電
   流．電圧変換用抵抗器に発生した直流電圧を前記
   第１制御用抵抗器に印加し、前記第２制御用抵抗
   器に発生した直流電圧と前記従属側の整流装置の
   制御回路の増幅器に内蔵された基準電源の基準電
   圧とを比較することにより、前記従属側の整流装
   置の出力電流を制御し、前記各整流装置の出力電
   流をその直流電流容量比に相応した負荷分担比で
   制御することを特徴とする整流装置の並列運転方
   法。