JPS6329509B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電源から負荷に給電するための自
由整流チヨツパー回路に係る。

此の構成の回路は特に駆動電気モーターに用い
られる。

既知のチヨツパー回路の例は第１図及び第２図
に示されている。此の例に於て直列共振回路で転
流が行なわれ、時間に依る電流の変動を制限する
コイルが慣性ダイオードに直列に又は主サイリス
ターと直列に設けられている。既知の回路に於て
は常に異なつた作用のこのコイルが存在する。即
ち一つは共振回路の中に、他は慣性ダイオード又
は負荷電流の流れる回路中のサイリスターと直列
に設けられている。

特に制限用コイルの存在及び慣性ダイオードの
端子に抵抗及び容量を有する保護回路が存在する
ために慣性ダイオードがブロツクする毎に負荷に
過度過電圧が発生する。

此れ等の既知の回路の他の不利は、チヨツパー
の主サイリスターが負荷電流と転流回路の振動電
流の和の電流を受けることにある。此のために電
流と電圧に固く拘束される。

本発明の目的はスペース及び重量が小さく、電
気的拘束が限定されており出力電圧中に過度過電
圧が存在しないチヨツパー回路を提供するにあ
る。

本発明の更に他の目的は可変又は固定周波数の
特に簡単な自由整流チヨツパー回路を提供するに
ある。

上記の目的は本発明に於て反並列帰還ダイオー
ドを有する主サイリスター、整流回路として負荷
並列に設けられた直列共振回路及び負荷に並列に
設けられた慣性ダイオードを含む構造の、直流電
源から負荷に給電するための自由整流チヨツパー
回路に於て、慣性ダイオードが直列共振回路のコ
ンデンサーに並列に同共振回路のコイルに直列に
設けられていて、同コイルは回路中にしかなく同
時に共振回路のコイル及びサイリスターの中の電
流の変動を制限するコイルの働きをすることを特
徴とするチヨツパー回路に依り達せられる。

以下本発明を添附の実施例に関する図面に就き
詳細に説明する。

図に於て既知のチヨツパー回路は直流電源７と
負荷６との間に置かれている。上記のチヨツパー
回路は実質的に、反並列に設けられた帰還ダイオ
ード２を有する主サイリスター１、コイル４とコ
ンデンサー５とを含む転流直列共振回路及び慣性
ダイオード３を有している。通常転流共振回路に
直列にダイオード１４が設けられており此のダイ
オードに反並列にサイリスター１５が設けられて
いる。更に慣性ダイオードに並列に抵抗１６と容
量１７とを有する保護回路が設けられている。

更に常に時間に依る電流の変化を制限するコイ
ル１が設けられている。此のコイルは慣性ダイオ
ードに直列（第１図参照）か又は主サイリスター
と直列（第２図参照）である。

第３図に示す本発明に依るチヨツパー回路は既
知の回路と少し異なつている。事実帰還ダイオー
ド２を有する主サイリスター１に依り電源７から
エネルギーが確実に負荷６の方に運ばれる。負荷
に並列に転流直列共振回路が単にコイル４とコン
デンサー５とに依つて構成されている。慣性ダイ
オード３はコンデンサー５と並列にコイル４と直
列に設けられており、その陽極は電源の負極と結
合されておりその陰極はコイル４とコンデンサー
５との共通点に結合されている。

此のチヨツパー回路の作用は以下の通りであ
る。サイリスター１は当初ブロツクされており負
荷６の電流は慣性ダイオード３とコイル４とを通
じて流れているものとする。ダイオード３の導通
に依りコンデンサー５の端子電圧は零に保たれて
いる。t₀の瞬間にサイリスターは起動し此の瞬間
から電源電圧７と時間に比例しコイル４のインダ
クタンスの値に反比例する電流が上記サイリスタ
ーを流れる。瞬間t₁に於て電流が負荷６中の電流
と等しくなると、ダイオード３がブロツクし共振
回路の負荷電流が確立する。此の際サイリスター
にはほぼ一定である負荷６の電流とほぼ正弦波形
である共振回路中の電流との和が流れる。此の重
畳に依つてサイリスター１中の電流は時間t₂で零
となり此の瞬間からサイリスター１から帰還ダイ
オード２に電流が流れ、同ダイオードには共振回
路中の電流と負荷電流との差が流れる。

時点t₃に於て此の電流が零になるとダイオード
２はブロツクし、負荷６中の電流は不連続とはな
り得ずダイオードが従つて導通し負荷６中の電流
を連続させる。ダイオード３の導通に依つてコン
デンサー５の残留電圧は零となる。回路は此の際
新らしい作用のサイクルの準備ができている。

負荷６の端子電圧は、サイリスター１であれダ
イオード２であれ導通している間は電源電圧と等
しく、総ての過度過電圧を除けば枕木の連続した
形状である。負荷に掛る平均電圧の調節はサイリ
スターの起動周波数を変化させて得られる。

第４図に於て第３図の基本図に、ダイオード２
及びサイリスター１とダイオード２との間に分枝
されたダイオード９に反並列に設けられたサイリ
スター８が加えられており、ダイオード９の陽極
はサイリスター１の陰極と結合されており、ダイ
オード９の陰極はダイオード２の陽極と結合され
ている。此のチヨツパーはこの作用モードの可能
性を有している、即ち可変周波数作用モード及び
固定用波数作用モードである。

可変周波数モードに対してはサイリスター８は
起動インパルスを受けない。サイリスター１だけ
が負荷６に望まれる電圧の平均値に依る可変周波
数の起動指令を受ける。作用原理は第３図に対し
て記載したものと類似したものである。チヨツパ
ーのブロツクの間負荷６中の電流はダイオード３
と９及びコイル４を通つて流れ、此の場合ダイオ
ード３と９は慣性ダイオードの働きをする。サイ
リスター１が起動するとダイオード３の消灯相が
開始し、電流コイル４に依り限定された速度で減
少する。ダイオード３がブロツクされる瞬間t₁か
ら共振回路の負荷が始まる一方、ダイオード９に
依つて確実に電流が負荷の中を流れる。負荷電流
と共振電流との和であるサイリスター１の中の電
流は時点t₂で零となり、此のことに依つてサイリ
スター１はブロツクされサイリスター１からダイ
オード２に電流が流れる。今度はダイオード９に
依つて共振電流が循環する一方、ダイオード２の
中を共振電流と負荷電流の差に等しい電流が流れ
る。瞬間t₃でダイオード２の中の電流は零となり
ダイオード２はブロツクされる。此の際ダイオー
ド３が起動し負荷６中の電流を連続に保ちコンデ
ンサー５の電圧を零に保つ。装置は新たな作用サ
イクルに対し準備できている。

固定周波数の作用原理は以下の如くである。

チヨツパーがブロツクされている初期状態に於
て負荷６中の電流はダイオード３と９及びコイル
４とを流れる。

t₀の瞬間に、サイリスター８が起動し、此の結
果ダイオード９と３が減衰する。サイリスター８
とダイオード３と９との中の電流の変化はコイル
４に依つて制限される。ダイオード３と９がブロ
ツクされた後にサイリスター８に依つて電流が負
荷の中を流れる。サイリスター８をブロツクする
ために瞬間t₁でサイリスター１を起動する。此の
ことに依り共振回路（コイル４とコンデンサー
５）に負荷が掛る。共振電流の正の波がサイリス
ター１を通り、負の波がダイオード９を通して電
源７に帰る。ダイオード９が導通する瞬間t₂に於
てサイリスター８の中の電流が減少を始め、此の
電流は負荷電流と増加共振電流の差に等しい。サ
イリスター８中の電流が零になると、ダイオード
２が導通する。ダイオード２中の電流は此の際共
振電流と負荷電流との差に等しい。ダイオード２
の導通に依りサイリスター１と８が充分に分極す
る。最後にダイオード２自体がブロツクし、電流
が零となる。瞬間t₃の後ダイオード３がブロツク
し負荷６中の電流が連続する一方、コンデンサー
５はダイオード３の導通に依つて放電する。最初
の状態にもどり、装置は新たな作用サイクルの準
備ができている。

チヨツパーの連続的導通が望まれる電気的駆動
のある用途に於ては本発明の変形を示す第５図の
装置が用いられる。

第５図の装置は第４図の装置に、コンデンサー
５に並列にコンデンサー５の放電装置１０を設け
ることに依り得られる。此の作用原理は以下の通
りである。チヨツパーを連続的に導通させるため
には、サイリスター８が起動される一方サイリス
ター１のブロツク解除インパルスが押えられる。
此の際負荷１６はサイリスター８を経由して電源
７に結合される。装置１０の働きは、チヨツパー
の転流能力を再び得るためにサイリスター１を再
起動させる瞬間にコンデンサー５が大きな正の残
留電圧を有することを阻止するにある。事実装置
１０がなければ、半導体１と９の中の漏電電流、
半導体を保護する抵抗及び容量を有する電源を考
慮に入れるとコンデンサー５は連続的導通の期間
に依つて多少チヤジーされるであろう。

装置１０は単に抵抗だけで構成され、此の場合
には（チヨツパーの制御が再び行なわれる瞬間
に）コンデンサー５にある残留電圧が存在し、同
電圧はチヨツパーの大きさに考慮される。。

装置１０の他の変形が第６図に示されている。

装置１０は直列に補助サイリスター１０、コイ
ル１２及び（又は）抵抗１３を含んでいる。

チヨツパーを再び制御するために、チヨツパー
が連続的導通になつた後サイリスター１を起動す
る前にサイリスター１１を起動する。

此の結果コンデンサー５が完全に放電する。

コイル１２の存在に依りコンデンサー５の放電
時間が短縮される。

本発明に依りチヨツパー回路は特に例えば駆動
モーターの給電に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は慣性ダイオードと直列に制限コイルを
有する既知の構造のチヨツパー回路の例を示す。
第２図は主サイリスターと直列に制限コイルを有
する既知の構造のチヨツパー回路の他の例を示
す。第３図は本発明に依るチヨツパー回路の実施
例を示す。第４図は第２のサイリスター及び補助
ダイオードを含む本発明に依るチヨツパー回路の
実施例を示す。第５図は、コンデンサーの放電回
路が設けられた、第４図のチヨツパー回路の変形
を示す。第６図は、第５図に依るチヨツパー回路
の実施例を示す。第７図は第３図に依る回路の電
流及び電圧の図である。第８図は固定周波数作用
モードに於ける、第４図の回路中の電流及び電圧
図である。 １…主サイリスター、２…帰還ダイオード、３
…慣性ダイオード、４…コイル、５…コンデンサ
ー、６…負荷、７…電源、８…サイリスター、９
…ダイオード、１０…放電装置、１１…補助サイ
リスター、１２…コイル、１３…抵抗、１４…ダ
イオード、１５…サイリスター、１６…抵抗、１
７…容量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反並列帰還ダイオードを有する主サイリスタ
   ー、整流回路として負荷に並列に設けられた直列
   共振回路及び負荷に並列に設けられた慣性ダイオ
   ードを含む構造の、直流電源から負荷に給電する
   ための自由整流チヨツパー回路に於て、慣性ダイ
   オード３が直列共振回路のコンデンサー５に並列
   に同共振回路のコイル４に直列に設けられてい
   て、同コイル４は回路中にしかなく同時に共振回
   路４，５のコイル及びサイリスター１の中の電流
   の変動を制限するコイルの働きをすることを特徴
   とするチヨツパー回路。 ２ 更に帰還ダイオード２に反並列に設けられた
   第２のサイリスター８及び一方に於て主サイリス
   ター１とコイル４の共通点と他方に於て帰還ダイ
   オード２を有する第２のサイリスター８と負荷６
   との共通点との間に補助ダイオード９を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１）に記載のチヨ
   ツパー回路。 ３ 更に直列共振回路のコンデンサー５に並列に
   同コンデンサー５の放電回路を有していることを
   特徴とする特許請求の範囲２）に記載のチヨツパ
   ー回路。 ４ コンデンサー５の放電回路１０が補助サイリ
   スター１１、コイル１２及び直列に設けられた抵
   抗１３を有していることを特徴とする特許請求の
   範囲３）に記載のチヨツパー回路。