JP3418780B2 - Thyristor DC power supply - Google Patents

Thyristor DC power supply

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JP3418780B2
JP3418780B2 JP25101897A JP25101897A JP3418780B2 JP 3418780 B2 JP3418780 B2 JP 3418780B2 JP 25101897 A JP25101897 A JP 25101897A JP 25101897 A JP25101897 A JP 25101897A JP 3418780 B2 JP3418780 B2 JP 3418780B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電源からの交流電
力を直流電力に変換し負荷に与えるサイリスタ順変換器
と、負荷からの回生電力を交流電力に変換するサイリス
タ逆変換器と、サイリスタ順変換器及びサイリスタ逆変
換器の切り換え制御を行う切換制御部とを備えたサイリ
スタ直流電源装置の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thyristor forward converter for converting AC power from a power source into DC power and giving it to a load, a thyristor reverse converter for converting regenerative power from a load into AC power, and a thyristor order. The present invention relates to an improvement of a thyristor DC power supply device including a switching control unit that controls switching between a converter and a thyristor inverse converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のサイリスタ直流電源装置
の構成例を示すブロック図である。このサイリスタ直流
電源装置は、3組の直列接続されたダイオード対1a−
1b,1c−1d,1e−1fが並列接続され、各対の
それぞれの接続点に電源(図示せず)からの3相交流電
力の各相電力がそれぞれ与えられたサイリスタ順変換器
1(力行側コンバータ)と、このサイリスタ順変換器1
に逆並列に接続されたサイリスタ逆変換器2(回生側コ
ンバータ)とを備えている。サイリスタ逆変換器2は、
3組の直列接続されたダイオード対2a−2b,2c−
2d,2e−2fが並列接続され、各対のそれぞれの接
続点に3相交流電力の各相電力線がそれぞれ接続されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a conventional thyristor DC power supply device. This thyristor DC power supply device includes three diode pairs 1a-connected in series.
1b, 1c-1d, 1e-1f are connected in parallel, and the thyristor forward converter 1 (power running) in which each phase power of three-phase AC power from a power supply (not shown) is applied to each connection point of each pair Side converter) and this thyristor forward converter 1
And a thyristor inverse converter 2 (regeneration-side converter) connected in anti-parallel to. The thyristor inverse converter 2 is
Three pairs of series-connected diode pairs 2a-2b, 2c-
2d, 2e-2f are connected in parallel, and each phase power line of three-phase AC power is connected to each connection point of each pair.

【0003】また、このサイリスタ直流電源装置は、負
荷として平滑コンデンサ5aを内蔵したインバータ5が
直流遮断器19を介して接続されており、インバータ5
への出力電流を平滑する直流リアクトル4と、インバー
タ5への出力電圧及びインバータ5からの回生電力の電
圧を検出する為の直流電圧検出器6と、インバータ5へ
の出力電流及びインバータ5からの回生電力の電流を検
出する為の直流電流検出器7と、インバータ5への出力
電圧値及びインバータ5からの回生電力の電圧値を設定
する設定器8と、設定器8が設定した電圧値及び直流電
圧検出器6が検出した電圧値の差が小さくなるように、
インバータ5への出力電流及びインバータ5からの回生
電力の電流を制御する為の電流指示値を出力する電圧制
御部9とを備えている。
Further, in this thyristor DC power supply device, an inverter 5 having a smoothing capacitor 5a built therein as a load is connected through a DC circuit breaker 19, and the inverter 5
DC reactor 4 for smoothing the output current to the inverter 5, the DC voltage detector 6 for detecting the output voltage to the inverter 5 and the voltage of the regenerative power from the inverter 5, the output current to the inverter 5 and the inverter 5 A DC current detector 7 for detecting the current of regenerative power, a setter 8 for setting an output voltage value to the inverter 5 and a voltage value of regenerative power from the inverter 5, and a voltage value set by the setter 8 and To reduce the difference between the voltage values detected by the DC voltage detector 6,
The voltage control unit 9 outputs a current instruction value for controlling the output current to the inverter 5 and the current of the regenerative power from the inverter 5.

【0004】また、このサイリスタ直流電源装置は、電
圧制御部9が出力した電流指示値及び直流電流検出器7
が検出した電流値の差が小さくなるようにサイリスタ順
変換器1及びサイリスタ逆変換器2の位相制御を行う電
流制御部10と、電流制御部10からの指示により、サ
イリスタ順変換器1及びサイリスタ逆変換器2の切り換
えを行い、サイリスタ順変換器1及びサイリスタ逆変換
器2のサイリスタ1a〜1f,2a〜2fの各ゲートへ
の各パルスの位相を決定するゲートパルス制御部20
と、ゲートパルス制御部20からの指示によりそれぞれ
ゲートパルスを出力して、サイリスタ順変換器1及びサ
イリスタ逆変換器2を駆動するゲートパルス発生器12
及びゲートパルス発生器13とを備えている。ゲートパ
ルス制御部20は、電流制御部10が判定した、直流電
流検出器7が検出した電流の向きに従って切り換えを行
う。
In addition, this thyristor DC power supply device has a DC current detector 7 and a current instruction value output from the voltage controller 9.
The current control unit 10 that controls the phase of the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2 so that the difference between the detected current values becomes small, and the thyristor forward converter 1 and the thyristor according to an instruction from the current control unit 10. The gate pulse control unit 20 that switches the inverse converter 2 and determines the phase of each pulse to each gate of the thyristors 1a to 1f and 2a to 2f of the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2.
And a gate pulse generator 12 that outputs a gate pulse according to an instruction from the gate pulse control unit 20 to drive the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2.
And a gate pulse generator 13. The gate pulse control unit 20 performs switching according to the direction of the current detected by the DC current detector 7, which is determined by the current control unit 10.

【0005】以下に、このような構成のサイリスタ直流
電源装置の動作を説明する。このサイリスタ直流電源装
置では、サイリスタ順変換器1が、ゲートパルス発生器
12により駆動されて、電源からの3相交流電力を整流
する。この整流された直流電力は、直流リアクトル4に
より平滑されてインバータ5に与えられる。インバータ
5では、この直流電力を平滑コンデンサ5aにより平滑
した後、所定周波数の交流電力に変換して、電動機等
(図示せず)の負荷を駆動する。
The operation of the thyristor DC power supply device having such a configuration will be described below. In this thyristor DC power supply device, the thyristor forward converter 1 is driven by the gate pulse generator 12 to rectify the three-phase AC power from the power supply. The rectified DC power is smoothed by the DC reactor 4 and given to the inverter 5. In the inverter 5, the DC power is smoothed by the smoothing capacitor 5a and then converted into AC power of a predetermined frequency to drive a load such as an electric motor (not shown).

【0006】このとき、電圧制御部9は、設定器8が設
定した電圧値及び直流電圧検出器6が検出した電圧値の
差が小さくなるように、インバータ5への出力電流を制
御する為の電流指示値を出力する。電流制御部10は、
この電流指示値及び直流電流検出器7が検出した電流値
の差が小さくなるようにサイリスタ順変換器1の位相制
御を行う。ゲートパルス制御部20は、電流制御部10
からの指示により、サイリスタ順変換器1のサイリスタ
1a〜1fの各ゲートへの各パルスの位相を決定し、ゲ
ートパルス発生器12は、ゲートパルス制御部20から
の指示によりそれぞれゲートパルスを出力して、サイリ
スタ順変換器1を駆動する。
At this time, the voltage controller 9 controls the output current to the inverter 5 so that the difference between the voltage value set by the setter 8 and the voltage value detected by the DC voltage detector 6 becomes small. Outputs the current instruction value. The current control unit 10 is
Phase control of the thyristor forward converter 1 is performed so that the difference between the current instruction value and the current value detected by the DC current detector 7 becomes small. The gate pulse control unit 20 includes the current control unit 10
The phase of each pulse to each gate of the thyristors 1a to 1f of the thyristor forward converter 1 is determined by the instruction from the gate pulse generator 12, and the gate pulse generator 12 outputs the gate pulse according to the instruction from the gate pulse control unit 20. Then, the thyristor forward converter 1 is driven.

【0007】負荷である電動機の回生制動などにより回
生電力が発生し、電流が逆流したとき、電流制御部10
は、直流電流検出器7が検出した電流値により、その逆
流を判定し、ゲートパルス制御部20は、その判定に従
って、ゲートパルス発生器12からゲートパルス発生器
13への切り換えを行う。これにより、サイリスタ順変
換器1は停止し、サイリスタ逆変換器2が駆動される。
このとき、電圧制御部9は、設定器8が設定した電圧値
及び直流電圧検出器6が検出した電圧値の差が小さくな
るように、インバータ5からの回生電力の電流を制御す
る為の電流指示値を出力する。電流制御部10は、この
電流指示値及び直流電流検出器7が検出した電流値の差
が小さくなるようにサイリスタ逆変換器2の位相制御を
行う。
When regenerative electric power is generated by regenerative braking of the electric motor which is a load and a current flows backward, the current control unit 10
Is determined by the direct current detector 7 based on the current value detected, and the gate pulse controller 20 switches from the gate pulse generator 12 to the gate pulse generator 13 according to the determination. As a result, the thyristor forward converter 1 is stopped and the thyristor inverse converter 2 is driven.
At this time, the voltage control unit 9 controls the current of the regenerative power from the inverter 5 so that the difference between the voltage value set by the setting unit 8 and the voltage value detected by the DC voltage detector 6 becomes small. Output the indicated value. The current controller 10 controls the phase of the thyristor inverse converter 2 so that the difference between the current instruction value and the current value detected by the direct current detector 7 becomes small.

【0008】ゲートパルス制御部20は、電流制御部1
0からの指示により、サイリスタ逆変換器2のサイリス
タ2a〜2fの各ゲートへの各パルスの位相を決定し、
ゲートパルス発生器13は、ゲートパルス制御部20か
らの指示によりそれぞれゲートパルスを出力して、サイ
リスタ逆変換器2を駆動する。これにより、サイリスタ
逆変換器2は回生電力を、電源からの3相交流電力と同
一周波数の3相交流電力に変換し、電源へ返還する。直
流遮断器19は、インバータ5への出力電流又はインバ
ータ5からの回生電力の電流が所定値を超えて過大にな
ったとき、作動して電流を遮断し、サイリスタ順変換器
1及びサイリスタ逆変換器2のサイリスタ1a〜1f,
2a〜2fを保護する。
The gate pulse control unit 20 is the current control unit 1
By the instruction from 0, the phase of each pulse to each gate of the thyristors 2a to 2f of the thyristor inverse converter 2 is determined,
The gate pulse generator 13 outputs a gate pulse according to an instruction from the gate pulse control unit 20 to drive the thyristor inverse converter 2. As a result, the thyristor reverse converter 2 converts the regenerative power into the three-phase AC power having the same frequency as the three-phase AC power from the power supply and returns it to the power supply. The DC circuit breaker 19 operates to cut off the current when the output current to the inverter 5 or the current of the regenerative power from the inverter 5 exceeds a predetermined value and becomes excessive, and the thyristor forward converter 1 and the thyristor reverse conversion circuit. Of the thyristors 1a to 1f of the container 2,
Protects 2a-2f.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来のサイリスタ直流
電源装置は、上述したように構成されているので、力行
側のサイリスタ順変換器1に入力される電源電圧(入力
電圧)と、回生側のサイリスタ逆変換器2から電源に返
還される回生電力の電圧(出力電圧)とは等しい。しか
し、回生側のサイリスタ逆変換器2の転流余裕角(転流
終了からサイリスタがオフする迄の位相角)を確保する
には、位相制御により、出力電圧と入力電圧との比率を
一定値以下にしなければならないので、出力電圧/入力
電圧の比率で決まる電源力率は一定値以下になる。その
為、負荷であるインバータ5が電動機を駆動する場合等
の力行運転が非常に多い用途においては、力行時の電源
力率が悪い。
Since the conventional thyristor DC power supply device is configured as described above, the power supply voltage (input voltage) input to the power-driving side thyristor forward converter 1 and the regenerative side. The voltage (output voltage) of regenerative power returned from the thyristor inverse converter 2 to the power supply is equal. However, in order to secure the commutation allowance angle (phase angle from the end of commutation to the time when the thyristor is turned off) of the regenerative-side thyristor inverse converter 2, the ratio of the output voltage and the input voltage is set to a constant value by phase control. Since it must be set to the following, the power supply power factor determined by the ratio of the output voltage / the input voltage becomes a certain value or less. For this reason, the power supply power factor during power running is poor in applications in which power running is extremely frequent, such as when the inverter 5 that is a load drives an electric motor.

【0010】また、力行側のサイリスタ順変換器1のサ
イリスタは、インバータ5の平滑コンデンサ5aがある
為、停電等により発生する転流失敗においても過電流が
発生することはないが、力行時に常時電流を流すことが
可能な容量の大きい直流遮断器19を設置する必要があ
り、また、直流遮断器19の接触抵抗による損失が発生
する問題もあった。本発明は、上述したような事情に鑑
みてなされたものであり、第1〜4発明では、力行運転
時の電源力率が良いサイリスタ直流電源装置を提供する
ことを目的とする。第5,6発明では、負荷の極性より
サイリスタの保護が必要な回生側のサイリスタ逆変換器
のみを過電流から保護できるサイリスタ直流電源装置を
提供することを目的とする。
Further, since the thyristor of the thyristor forward converter 1 on the power running side has the smoothing capacitor 5a of the inverter 5, an overcurrent does not occur even in the case of commutation failure caused by a power failure or the like, but it always occurs during power running. It is necessary to install a direct current circuit breaker 19 having a large capacity capable of passing an electric current, and there is also a problem that a loss occurs due to a contact resistance of the direct current circuit breaker 19. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the first to fourth inventions is to provide a thyristor DC power supply device having a good power supply power factor during power running operation. It is an object of the fifth and sixth inventions to provide a thyristor DC power supply device capable of protecting only a regenerative side thyristor reverse converter, which requires protection of the thyristor from the polarity of the load, from overcurrent.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】第1発明に係るサイリス
タ直流電源装置は、電源からの交流電力を直流電力に変
換し負荷に与えるサイリスタ順変換器と、前記負荷から
の回生電力を交流電力に変換するサイリスタ逆変換器
と、該サイリスタ逆変換器が変換した交流電力を昇圧し
て前記電源に返還する昇圧変圧器と、前記サイリスタ順
変換器及び前記サイリスタ逆変換器の切り換え制御を行
う切換制御部と、前記サイリスタ順変換器が変換した直
流電力及び前記回生電力の電圧を検出する直流電圧検出
器と、前記直流電力及び前記回生電力の電流を検出する
直流電流検出器と、前記直流電力及び前記回生電力の電
圧値を設定する設定器と、該設定器が設定した電圧値及
び前記直流電圧検出器が検出した電圧値の差が小さくな
るように前記直流電力及び前記回生電力の電流を制御す
る為の電流指示値を出力する電圧制御部と、該電圧制御
部が出力した電流指示値及び前記直流電流検出器が検出
した電流値の差が小さくなるように前記サイリスタ順変
換器及び前記サイリスタ逆変換器の位相制御を行う電流
制御部とを備えることを特徴とする。
A thyristor DC power supply device according to the first invention is a thyristor forward converter for converting AC power from a power supply into DC power and applying it to a load, and regenerative power from the load into AC power. A thyristor reverse converter for converting, a step-up transformer for boosting the AC power converted by the thyristor reverse converter and returning it to the power source, and a switching control for performing switching control of the thyristor forward converter and the thyristor reverse converter. Unit, a DC voltage detector that detects the voltage of the DC power and the regenerative power converted by the thyristor forward converter, a DC current detector that detects the current of the DC power and the regenerative power, the DC power and A setter that sets the voltage value of the regenerative power, and the DC power generator that reduces the difference between the voltage value set by the setter and the voltage value detected by the DC voltage detector. And a voltage control unit that outputs a current instruction value for controlling the current of the regenerative power, and a difference between the current instruction value output by the voltage control unit and the current value detected by the DC current detector is reduced. The thyristor forward converter and the current control unit for controlling the phase of the thyristor inverse converter are provided.

【0012】第2発明に係るサイリスタ直流電源装置
は、電源からの交流電力を降圧する降圧変圧器と、該降
圧変圧器が降圧した交流電力を直流電力に変換し負荷に
与えるサイリスタ順変換器と、前記負荷からの回生電力
を交流電力に変換し前記電源に返還するサイリスタ逆変
換器と、前記サイリスタ順変換器及び前記サイリスタ逆
変換器の切り換え制御を行う切換制御部と、前記サイリ
スタ順変換器が変換した直流電力及び前記回生電力の電
圧を検出する直流電圧検出器と、前記直流電力及び前記
回生電力の電流を検出する直流電流検出器と、前記直流
電力及び前記回生電力の電圧値を設定する設定器と、該
設定器が設定した電圧値及び前記直流電圧検出器が検出
した電圧値の差が小さくなるように前記直流電力及び前
記回生電力の電流を制御する為の電流指示値を出力する
電圧制御部と、該電圧制御部が出力した電流指示値及び
前記直流電流検出器が検出した電流値の差が小さくなる
ように前記サイリスタ順変換器及び前記サイリスタ逆変
換器の位相制御を行う電流制御部とを備えることを特徴
とする。
A thyristor DC power supply device according to a second aspect of the present invention includes a step-down transformer for stepping down AC power from a power source, and a thyristor forward converter for converting the AC power stepped down by the step-down transformer into DC power and applying it to a load. A thyristor reverse converter that converts regenerative electric power from the load into AC power and returns it to the power source; a switching control unit that controls switching of the thyristor forward converter and the thyristor reverse converter; and the thyristor forward converter. A DC voltage detector that detects the converted DC power and the voltage of the regenerative power, a DC current detector that detects the current of the DC power and the regenerative power, and set the voltage values of the DC power and the regenerative power. And the current of the DC power and the regenerative power so that the difference between the voltage value set by the setting device and the voltage value detected by the DC voltage detector becomes small. A voltage control unit for outputting a current instruction value for controlling, and the thyristor forward converter and the aforesaid thyristor forward converter so that the difference between the current instruction value output by the voltage control unit and the current value detected by the DC current detector becomes small. And a current control unit that controls the phase of the thyristor inverse converter.

【0013】第3発明に係るサイリスタ直流電源装置
は、切換制御部は、サイリスタ順変換器及びサイリスタ
逆変換器を電源からの交流電力の電圧及び昇圧変圧器が
昇圧した電圧の差に関わらず円滑に切り換えるべく、サ
イリスタ順変換器又はサイリスタ逆変換器を位相制御す
る手段を備えることを特徴とする。
In the thyristor DC power supply device according to the third aspect of the present invention, the switching controller smoothly operates the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter regardless of the difference between the voltage of the AC power from the power supply and the voltage boosted by the step-up transformer. It is characterized in that it comprises means for controlling the phase of the thyristor forward converter or the thyristor inverse converter in order to switch to.

【0014】第4発明に係るサイリスタ直流電源装置
は、切換制御部は、サイリスタ順変換器及びサイリスタ
逆変換器を電源からの交流電力の電圧及びサイリスタ逆
変換器が変換した交流電力の電圧の差に関わらず円滑に
切り換えるべく、サイリスタ順変換器又はサイリスタ逆
変換器を位相制御する手段を備えることを特徴とする。
In the thyristor DC power supply device according to the fourth aspect of the present invention, the switching control unit is configured so that the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter have a difference between the voltage of the AC power from the power source and the voltage of the AC power converted by the thyristor inverse converter. In order to switch smoothly regardless of the above, a means for controlling the phase of the thyristor forward converter or the thyristor inverse converter is provided.

【0015】第5発明に係るサイリスタ直流電源装置
は、サイリスタ逆変換器は直流遮断器を有し、該サイリ
スタ逆変換器が有するサイリスタのみを保護すべくなし
てあることを特徴とする。
The thyristor DC power supply device according to the fifth aspect of the invention is characterized in that the thyristor reverse converter has a DC circuit breaker and is designed to protect only the thyristor of the thyristor reverse converter.

【0016】第6発明に係るサイリスタ直流電源装置
は、直流電流検出器が検出した電流の過電流を検出する
過電流検出器をさらに備え、サイリスタ逆変換器はサイ
リスタ順変換器及び負荷との間に半導体バルブを有し、
該半導体バルブは前記過電流検出器が過電流を検出した
ときにオフとなり、前記サイリスタ逆変換器が有するサ
イリスタのみを保護すべくなしてあることを特徴とす
る。
The thyristor DC power supply device according to the sixth aspect of the invention further comprises an overcurrent detector for detecting an overcurrent of the current detected by the DC current detector, and the thyristor reverse converter is provided between the thyristor forward converter and the load. Has a semiconductor valve,
The semiconductor valve is turned off when the overcurrent detector detects an overcurrent, and is designed to protect only the thyristor included in the thyristor reverse converter.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を、その実施の形
態を示す図面に基づき説明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係るサイリスタ直流電
源装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。こ
のサイリスタ直流電源装置は、3組の直列接続されたダ
イオード対1a−1b,1c−1d,1e−1fが並列
接続され、各対のそれぞれの接続点に電源(図示せず)
からの3相交流電力の各相電力がそれぞれ与えられたサ
イリスタ順変換器1(力行側コンバータ)と、このサイ
リスタ順変換器1に直流遮断器3を介して逆並列に接続
されたサイリスタ逆変換器2(回生側コンバータ)とを
備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings showing the embodiments thereof. Embodiment 1. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a thyristor DC power supply device according to the present invention. In this thyristor DC power supply device, three pairs of series-connected diode pairs 1a-1b, 1c-1d, 1e-1f are connected in parallel, and a power supply (not shown) is provided at each connection point of each pair.
Thyristor forward converter 1 (power running side converter) to which each phase power of the three-phase AC power from is supplied, and thyristor reverse conversion connected to this thyristor forward converter 1 via DC breaker 3 in anti-parallel 2 (regeneration side converter).

【0018】サイリスタ逆変換器2は、3組の直列接続
されたダイオード対2a−2b,2c−2d,2e−2
fが並列接続され、各対のそれぞれの接続点に3相交流
電力の各相電力線がそれぞれ接続されている。この各相
電力線は、昇圧変圧器14を経由して電源の各相電力線
にそれぞれ接続されている。
The thyristor inverse converter 2 includes three sets of diode pairs 2a-2b, 2c-2d, 2e-2 connected in series.
f are connected in parallel, and each phase power line of three-phase AC power is connected to each connection point of each pair. The respective phase power lines are connected to the respective phase power lines of the power source via the step-up transformer 14.

【0019】また、このサイリスタ直流電源装置は、負
荷として、平滑コンデンサ5aを内蔵したインバータ5
がサイリスタ順変換器1に接続されており、インバータ
5への出力電流を平滑する直流リアクトル4と、インバ
ータ5への出力電圧及びインバータ5からの回生電力の
電圧を検出する為の直流電圧検出器6と、インバータ5
への出力電流及びインバータ5からの回生電力の電流を
検出する為の直流電流検出器7と、インバータ5への出
力電圧値及びインバータ5からの回生電力の電圧値を設
定する設定器8と、設定器8が設定した電圧値及び直流
電圧検出器6が検出した電圧値の差が小さくなるよう
に、インバータ5への出力電流及びインバータ5からの
回生電力の電流を制御する為の電流指示値を出力する電
圧制御部9とを備えている。
In addition, this thyristor DC power supply device has an inverter 5 having a smoothing capacitor 5a as a load.
Is connected to the thyristor forward converter 1, and a DC reactor 4 for smoothing the output current to the inverter 5, and a DC voltage detector for detecting the output voltage to the inverter 5 and the voltage of the regenerative power from the inverter 5 are connected. 6 and inverter 5
A DC current detector 7 for detecting an output current to the inverter 5 and a current of regenerative power from the inverter 5, and a setter 8 for setting an output voltage value to the inverter 5 and a voltage value of regenerative power from the inverter 5. A current instruction value for controlling the output current to the inverter 5 and the current of regenerative power from the inverter 5 so that the difference between the voltage value set by the setter 8 and the voltage value detected by the DC voltage detector 6 becomes small. And a voltage control section 9 for outputting.

【0020】また、このサイリスタ直流電源装置は、電
圧制御部9が出力した電流指示値及び直流電流検出器7
が検出した電流値の差が小さくなるようにサイリスタ順
変換器1及びサイリスタ逆変換器2の位相制御を行う電
流制御部10と、電流制御部10からの指示により、サ
イリスタ順変換器1及びサイリスタ逆変換器2の切り換
えを行い、サイリスタ順変換器1及びサイリスタ逆変換
器2のサイリスタ1a〜1f,2a〜2fの各ゲートへ
の各パルスの位相を決定するゲートパルス制御部11
と、ゲートパルス制御部11からの指示によりそれぞれ
ゲートパルスを出力して、サイリスタ順変換器1及びサ
イリスタ逆変換器2を駆動するゲートパルス発生器12
及びゲートパルス発生器13とを備えている。ゲートパ
ルス制御部11は、電流制御部10が判定した、直流電
流検出器7が検出した電流の向きに従って切り換えを行
う。
In addition, this thyristor DC power supply device has a DC current detector 7 and a current instruction value output by the voltage control unit 9.
The current control unit 10 that controls the phase of the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2 so that the difference between the detected current values becomes small, and the thyristor forward converter 1 and the thyristor according to an instruction from the current control unit 10. A gate pulse control unit 11 that switches the inverse converter 2 and determines the phase of each pulse to each gate of the thyristors 1a to 1f and 2a to 2f of the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2.
And a gate pulse generator 12 for driving the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2 by respectively outputting gate pulses in response to an instruction from the gate pulse control unit 11.
And a gate pulse generator 13. The gate pulse control unit 11 performs switching according to the direction of the current detected by the DC current detector 7, which is determined by the current control unit 10.

【0021】以下に、このような構成のサイリスタ直流
電源装置の動作を説明する。このサイリスタ直流電源装
置では、サイリスタ順変換器1が、ゲートパルス発生器
12により駆動されて、電源からの3相交流電力を整流
する。この整流された直流電力は、直流リアクトル4に
より平滑されてインバータ5に与えられる。インバータ
5では、この直流電力を平滑コンデンサ5aにより平滑
した後、所定周波数の交流電力に変換して、電動機等
(図示せず)の負荷を駆動する。
The operation of the thyristor DC power supply device having such a configuration will be described below. In this thyristor DC power supply device, the thyristor forward converter 1 is driven by the gate pulse generator 12 to rectify the three-phase AC power from the power supply. The rectified DC power is smoothed by the DC reactor 4 and given to the inverter 5. In the inverter 5, the DC power is smoothed by the smoothing capacitor 5a and then converted into AC power of a predetermined frequency to drive a load such as an electric motor (not shown).

【0022】このとき、電圧制御部9は、設定器8が設
定した電圧値及び直流電圧検出器6が検出した電圧値の
差が小さくなるように、インバータ5への出力電流を制
御する為の電流指示値を出力する。電流制御部10は、
この電流指示値及び直流電流検出器7が検出した電流値
の差が小さくなるようにサイリスタ順変換器1の位相制
御を行う。ゲートパルス制御部11は、電流制御部10
からの指示により、サイリスタ順変換器1のサイリスタ
1a〜1fの各ゲートへの各パルスの位相を決定し、ゲ
ートパルス発生器12は、ゲートパルス制御部11から
の指示によりそれぞれゲートパルスを出力して、サイリ
スタ順変換器1を駆動する。
At this time, the voltage controller 9 controls the output current to the inverter 5 so that the difference between the voltage value set by the setter 8 and the voltage value detected by the DC voltage detector 6 becomes small. Outputs the current instruction value. The current control unit 10 is
Phase control of the thyristor forward converter 1 is performed so that the difference between the current instruction value and the current value detected by the DC current detector 7 becomes small. The gate pulse control unit 11 includes the current control unit 10
The phase of each pulse to each gate of the thyristors 1a to 1f of the thyristor forward converter 1 is determined according to the instruction from the gate pulse generator 12, and the gate pulse generator 12 outputs the gate pulse according to the instruction from the gate pulse control unit 11. Then, the thyristor forward converter 1 is driven.

【0023】負荷である電動機の回生制動などにより回
生電力が発生し、電流が逆流したとき、電流制御部10
は、直流電流検出器7が検出した電流値により、その逆
流を判定し、ゲートパルス制御部11は、その判定に従
って、ゲートパルス発生器12からゲートパルス発生器
13への切り換えを行う。これにより、サイリスタ順変
換器1は停止し、サイリスタ逆変換器2が駆動される。
このとき、電圧制御部9は、設定器8が設定した電圧値
及び直流電圧検出器6が検出した電圧値の差が小さくな
るように、インバータ5からの回生電力の電流を制御す
る為の電流指示値を出力する。電流制御部10は、この
電流指示値及び直流電流検出器7が検出した電流値の差
が小さくなるようにサイリスタ逆変換器2の位相制御を
行う。
When regenerative electric power is generated by regenerative braking of the electric motor which is a load and a current flows backward, the current control unit 10
Is to determine the reverse flow based on the current value detected by the DC current detector 7, and the gate pulse control unit 11 switches from the gate pulse generator 12 to the gate pulse generator 13 according to the determination. As a result, the thyristor forward converter 1 is stopped and the thyristor inverse converter 2 is driven.
At this time, the voltage control unit 9 controls the current of the regenerative power from the inverter 5 so that the difference between the voltage value set by the setting unit 8 and the voltage value detected by the DC voltage detector 6 becomes small. Output the indicated value. The current controller 10 controls the phase of the thyristor inverse converter 2 so that the difference between the current instruction value and the current value detected by the direct current detector 7 becomes small.

【0024】ゲートパルス制御部11は、電流制御部1
0からの指示により、サイリスタ逆変換器2のサイリス
タ2a〜2fの各ゲートへの各パルスの位相を決定し、
ゲートパルス発生器13は、ゲートパルス制御部11か
らの指示によりそれぞれゲートパルスを出力して、サイ
リスタ逆変換器2を駆動する。これにより、サイリスタ
逆変換器2は回生電力を、電源からの3相交流電力と同
一周波数の3相交流電力に変換する。昇圧変圧器14
は、サイリスタ逆変換器2が変換した3相交流電力を所
定の変圧比により昇圧し電源へ返還する。
The gate pulse controller 11 is the current controller 1
By the instruction from 0, the phase of each pulse to each gate of the thyristors 2a to 2f of the thyristor inverse converter 2 is determined,
The gate pulse generator 13 outputs a gate pulse according to an instruction from the gate pulse control unit 11 to drive the thyristor inverse converter 2. As a result, the thyristor reverse converter 2 converts the regenerative power into the three-phase AC power having the same frequency as the three-phase AC power from the power supply. Step-up transformer 14
The three-phase AC power converted by the thyristor reverse converter 2 is boosted by a predetermined transformation ratio and returned to the power supply.

【0025】直流遮断器3は、サイリスタ逆変換器2の
駆動時に、インバータ5からサイリスタ逆変換器2への
回生電力の電流が所定値を超えて過大になったとき、作
動して電流を遮断し、サイリスタ逆変換器2のサイリス
タ素子2a〜2fを保護する。これにより、直流遮断器
3には力行時の電流が流れず、接触抵抗による損失が低
減される。また、サイリスタ逆変換器2及び昇圧変圧器
14の回生回路に流れる電流量とサイリスタ順変換器1
の力行回路に流れる電流量とが異なり、回生回路の容量
が小さいサイリスタ直流電源装置である場合は、直流遮
断器3の容量を回生回路の容量に合わせて小さくするこ
とができ、サイリスタ素子1a〜1f,2a〜2fの定
格が力行側及び回生側で異なる場合でも、回生側サイリ
スタ素子2a〜2fの定格に合わせた保護が可能であ
る。
The DC circuit breaker 3 is activated when the thyristor reverse converter 2 is driven, and when the current of regenerative power from the inverter 5 to the thyristor reverse converter 2 exceeds a predetermined value and becomes excessive, cuts off the current. Then, the thyristor elements 2a to 2f of the thyristor inverse converter 2 are protected. As a result, current does not flow in the DC circuit breaker 3 during power running, and loss due to contact resistance is reduced. Further, the amount of current flowing in the regenerative circuit of the thyristor reverse converter 2 and the step-up transformer 14 and the thyristor forward converter 1
In the case of the thyristor DC power supply device in which the amount of current flowing in the power running circuit is different and the capacity of the regenerative circuit is small, the capacity of the DC circuit breaker 3 can be reduced according to the capacity of the regenerative circuit, and the thyristor elements 1a to Even if the ratings of 1f and 2a to 2f are different on the power running side and the regeneration side, it is possible to protect the regeneration side thyristor elements 2a to 2f in accordance with the ratings.

【0026】ここで、サイリスタ順変換器1の入力交流
電圧実効値Vin、出力直流電圧Vdc及びサイリスタを制
御する位相制御角αの関係は(1)式で表される。 Vdc=1.35×Vin×cosα (1) 一方、電源力率PFは、PF=cosαで表される。回
生側のサイリスタ逆変換器2の転流余裕角を例えば30
°確保した場合は、力行側のサイリスタ順変換器1の電
源力率はcos30°=0.866となる。そこで、回
生電力の電圧を昇圧変圧器14において1/cos30
°=1.155倍に昇圧すると、回生時の転流余裕角
は、サイリスタ順変換器1の位相制御角α=0°として
も確保することができる。従って、このサイリスタ直流
電源装置では、力行時の電源力率をcos0°=1.0
として運転することが可能となる。
Here, the relationship between the input AC voltage effective value Vin of the thyristor forward converter 1, the output DC voltage Vdc, and the phase control angle α for controlling the thyristor is expressed by equation (1). Vdc = 1.35 × Vin × cosα (1) On the other hand, the power source power factor PF is represented by PF = cosα. For example, the commutation allowance angle of the regenerative side thyristor inverse converter 2 is set to 30.
When the temperature is secured, the power factor of the thyristor forward converter 1 on the power running side becomes cos 30 ° = 0.866. Therefore, the voltage of the regenerative power is 1 / cos 30 in the step-up transformer 14.
If the pressure is increased to 1.degree., The commutation margin angle during regeneration can be secured even if the phase control angle .alpha. = 0.degree. Of the thyristor forward converter 1. Therefore, in this thyristor DC power supply device, the power supply power factor during power running is cos 0 ° = 1.0
It becomes possible to drive as.

【0027】例えば、瞬時電源電圧低下が発生する電源
において、電源電圧低下時の余裕を更に位相制御角に取
る場合には、サイリスタ逆変換器2から返還される回生
電力の電圧を昇圧する昇圧変圧器14の昇圧比を高くす
ることにより、力行時の電源力率を高い状態に保って運
転することが可能となり、安定した回生運転が可能とな
る。
For example, in a power source in which a momentary power source voltage drop occurs, when a margin for the power source voltage drop is further taken as the phase control angle, a step-up transformer for boosting the voltage of the regenerative power returned from the thyristor inverse converter 2. By increasing the step-up ratio of the device 14, it becomes possible to maintain the power source power factor during power running in a high state, and stable regenerative operation becomes possible.

【0028】また、ゲートパルス制御部11は、電流制
御部10の判定に従って、ゲートパルス発生器12及び
ゲートパルス発生器13の切り換えを行うが、このと
き、切り換え直後の位相制御角の値を設定する。このサ
イリスタ直流電源装置では、例えば、力行時のサイリス
タ順変換器1の位相制御角α=0°から回生側のサイリ
スタ逆変換器2へ切り換えた場合、位相制御角の初期値
は30°になる。この値は(1)式を変形して計算する
ことができる。
Further, the gate pulse control unit 11 switches the gate pulse generator 12 and the gate pulse generator 13 according to the judgment of the current control unit 10. At this time, the value of the phase control angle immediately after the switching is set. To do. In this thyristor DC power supply device, for example, when the phase control angle α = 0 ° of the thyristor forward converter 1 during power running is switched to the thyristor inverse converter 2 on the regeneration side, the initial value of the phase control angle becomes 30 °. . This value can be calculated by modifying the equation (1).

【0029】力行側のサイリスタ順変換器1の入力電圧
Ving 、回生側のサイリスタ逆変換器2の入力電圧Vin
r 及び直流電圧検出器6が検出した電圧値Vdcから、力
行側のサイリスタ順変換器1の位相制御角αing 及び回
生側のサイリスタ逆変換器2の位相制御角αinr は、
(2)式及び(3)式により計算することができる。 αing =cos-1(Vdc/(1.35×Ving )) (2) αinr =cos-1(Vdc/(1.35×Vinr )) (3) ゲートパルス発生器12及びゲートパルス発生器13
は、これらの関係式によりそれぞれ計算したαing 及び
αinr に従って、最初のゲートパルスを出力することに
より、サイリスタ順変換器1に入力される電源電圧と、
サイリスタ逆変換器2から電源に返還される回生電力の
電圧とが異なる場合でも、サイリスタ順変換器1及びサ
イリスタ逆変換器2の切り換えを円滑に行うことができ
る。
The input voltage Ving of the thyristor forward converter 1 on the power running side and the input voltage Vin of the thyristor reverse converter 2 on the regeneration side.
From r and the voltage value Vdc detected by the DC voltage detector 6, the phase control angle αing of the powering side thyristor forward converter 1 and the phase control angle αinr of the regenerative side thyristor inverse converter 2 are
It can be calculated by the equations (2) and (3). αing = cos −1 (Vdc / (1.35 × Ving)) (2) αinr = cos −1 (Vdc / (1.35 × Vinr)) (3) Gate pulse generator 12 and gate pulse generator 13
Is a power supply voltage input to the thyristor forward converter 1 by outputting the first gate pulse according to αing and αinr calculated by these relational expressions, respectively,
Even if the voltage of the regenerative power returned from the thyristor inverse converter 2 to the power supply is different, the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2 can be switched smoothly.

【0030】図2は、ゲートパルス制御部11が、ゲー
トパルス発生器12及びゲートパルス発生器13の切り
換えを行い、サイリスタ順変換器1及びサイリスタ逆変
換器2の切り換えが行われるときの、ゲートパルス制御
部11の動作を示すフローチャートである。以下に、こ
のフローチャートを参照しながら、ゲートパルス制御部
11の動作を説明する。直流電流検出器7が検出した電
流値により、電流制御部10が、その電流の流れる向き
が反転して切換条件が成立したと判定したとき(S1
0)、ゲートパルス制御部11は、直流電圧検出器6が
検出した電圧値を読み込む(S12)。
FIG. 2 shows that when the gate pulse control unit 11 switches the gate pulse generator 12 and the gate pulse generator 13, and the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2 are switched. 6 is a flowchart showing the operation of the pulse control unit 11. The operation of the gate pulse controller 11 will be described below with reference to this flowchart. When the current control unit 10 determines that the current flowing direction is reversed by the current value detected by the DC current detector 7 and the switching condition is satisfied (S1
0), the gate pulse control unit 11 reads the voltage value detected by the DC voltage detector 6 (S12).

【0031】ゲートパルス制御部11は、サイリスタ順
変換器1(力行側コンバータ)を駆動するゲートパルス
発生器12への切り換えを行ったとき(S14)、力行
側位相制御角初期値αing を、αing =cos-1(Vdc
/(1.35×Ving ))により計算し(S16)、ゲ
ートパルス発生器12に与える(S18)。ゲートパル
ス発生器12は、与えられた位相制御角初期値αing に
従ってサイリスタ順変換器1を駆動する。
When the gate pulse control unit 11 switches to the gate pulse generator 12 which drives the thyristor forward converter 1 (power running side converter) (S14), the power running side phase control angle initial value αing is changed to αing. = Cos -1 (Vdc
/(1.35.times.Ving)) (S16) and gives it to the gate pulse generator 12 (S18). The gate pulse generator 12 drives the thyristor forward converter 1 according to the given phase control angle initial value αing.

【0032】ゲートパルス制御部11は、サイリスタ逆
変換器2(回生側コンバータ)を駆動するゲートパルス
発生器13への切り換えを行ったとき(S14)、回生
側位相制御角初期値αinr を、αinr =cos-1(Vdc
/(1.35×Vinr ))により計算し(S20)、ゲ
ートパルス発生器13に与える(S18)。ゲートパル
ス発生器13は、与えられた位相制御角初期値αing に
従ってサイリスタ逆変換器2を駆動する。
When the gate pulse control section 11 switches to the gate pulse generator 13 for driving the thyristor inverse converter 2 (regeneration side converter) (S14), the regeneration side phase control angle initial value αinr is set to αinr. = Cos -1 (Vdc
/(1.35×Vinr)) (S20), and gives it to the gate pulse generator 13 (S18). The gate pulse generator 13 drives the thyristor inverse converter 2 according to the given phase control angle initial value αing.

【0033】実施の形態2.図3は、本発明に係るサイ
リスタ直流電源装置の実施の形態の構成を示すブロック
図である。このサイリスタ直流電源装置は、実施の形態
1で説明した本発明に係るサイリスタ直流電源装置の実
施の形態の構成(図1)において、直流遮断器3に代え
て、半導体バルブ15を接続し、直流電流検出器7が検
出した電流の過電流を検出する過電流検出器16を設け
てある。半導体バルブ15は、過電流検出器16が過電
流を検出したときにオフとなり、サイリスタ逆変換器2
が有するサイリスタ2a〜2fのみを保護する。その他
の構成及び動作は、実施の形態1で説明した本発明に係
るサイリスタ直流電源装置の構成及び動作と同様である
ので、説明を省略する。
Embodiment 2. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the thyristor DC power supply device according to the present invention. This thyristor DC power supply device has the same configuration as that of the thyristor DC power supply device according to the embodiment of the present invention described in Embodiment 1 (FIG. 1), except that the semiconductor valve 15 is connected instead of the DC circuit breaker 3. An overcurrent detector 16 for detecting an overcurrent of the current detected by the current detector 7 is provided. The semiconductor valve 15 is turned off when the overcurrent detector 16 detects an overcurrent, and the thyristor reverse converter 2
Protects only the thyristors 2a to 2f possessed by. Other configurations and operations are the same as the configurations and operations of the thyristor DC power supply device according to the present invention described in the first embodiment, and therefore description thereof is omitted.

【0034】実施の形態3.図4は、本発明に係るサイ
リスタ直流電源装置の実施の形態の構成を示すブロック
図である。このサイリスタ直流電源装置は、実施の形態
1で説明した本発明に係るサイリスタ直流電源装置の実
施の形態の構成(図1)において、昇圧変圧器14に代
えて、電源からの交流電力を降圧してサイリスタ順変換
器1に与える降圧変圧器17を設けてある。
Embodiment 3. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the thyristor DC power supply device according to the present invention. This thyristor DC power supply device reduces the AC power from the power supply in place of the step-up transformer 14 in the configuration (FIG. 1) of the embodiment of the thyristor DC power supply device according to the present invention described in the first embodiment. A step-down transformer 17 provided to the thyristor forward converter 1 is provided.

【0035】ゲートパルス制御部11は、サイリスタ順
変換器1及びサイリスタ逆変換器2を、電源からの交流
電力の電圧及びサイリスタ逆変換器2が変換した交流電
力の電圧の差に関わらず円滑に切り換えるべく、サイリ
スタ順変換器1又はサイリスタ逆変換器2を位相制御す
る。その他の構成及び動作は、実施の形態1で説明した
本発明に係るサイリスタ直流電源装置の構成及び動作と
同様であるので、説明を省略する。尚、上述した各実施
の形態では、負荷を平滑コンデンサ5aとしているが、
図5に示すように、サイリスタ順変換器1の出力電圧極
性が平滑コンデンサ5aと同様に負とならないような極
性固定負荷18に接続することも可能である。
The gate pulse control unit 11 smoothly operates the thyristor forward converter 1 and the thyristor inverse converter 2 regardless of the difference between the voltage of the AC power from the power source and the voltage of the AC power converted by the thyristor inverse converter 2. In order to switch, the thyristor forward converter 1 or the thyristor inverse converter 2 is phase-controlled. Other configurations and operations are the same as the configurations and operations of the thyristor DC power supply device according to the present invention described in the first embodiment, and therefore description thereof is omitted. Although the load is the smoothing capacitor 5a in the above-described embodiments,
As shown in FIG. 5, it is also possible to connect to a fixed polarity load 18 such that the output voltage polarity of the thyristor forward converter 1 does not become negative like the smoothing capacitor 5a.

【0036】[0036]

【発明の効果】第1発明に係るサイリスタ直流電源装置
によれば、サイリスタ順変換器が電源からの交流電力を
直流電力に変換し負荷に与え、サイリスタ逆変換器が負
荷からの回生電力を交流電力に変換して、昇圧変圧器が
その変換した交流電力を昇圧して電源に戻し、切換制御
部がサイリスタ順変換器及びサイリスタ逆変換器の切り
換え制御を行う。設定器は直流電力及び回生電力の電圧
値を設定し、電圧制御部は、その設定した電圧値及び直
流電圧検出器が検出した電圧値の差が小さくなるように
前記直流電力及び回生電力の電流を制御する為の電流指
示値を出力する。電流制御部は、その出力した電流指示
値及び直流電流検出器が検出した電流値の差が小さくな
るようにサイリスタ順変換器及びサイリスタ逆変換器の
位相制御を行う。
According to the thyristor DC power supply device of the first aspect of the invention, the thyristor forward converter converts the AC power from the power supply into DC power and gives it to the load, and the thyristor reverse converter converts the regenerative power from the load to AC. After being converted into electric power, the step-up transformer steps up the converted AC power and returns it to the power source, and the switching control unit controls switching between the thyristor forward converter and the thyristor reverse converter. The setter sets the voltage values of the DC power and the regenerative power, and the voltage control unit controls the currents of the DC power and the regenerative power so that the difference between the set voltage value and the voltage value detected by the DC voltage detector becomes small. Outputs the current instruction value for controlling. The current control unit performs phase control of the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter so that the difference between the output current instruction value and the current value detected by the DC current detector becomes small.

【0037】これにより、回生側のサイリスタ逆変換器
から電源に返還される回生電力の電圧を、力行側のサイ
リスタ順変換器に入力される電源電圧より高くできるの
で、力行運転中に高い力率を得ることができ、更に、電
圧差を大きくすることにより、瞬時電源電圧低下が発生
した場合でも安定した回生運転が可能となる。
As a result, the voltage of the regenerative electric power returned from the regenerative-side thyristor reverse converter to the power supply can be made higher than the power-supply voltage input to the power-running thyristor forward converter, so that a high power factor is achieved during power-running operation. Further, by increasing the voltage difference, stable regenerative operation becomes possible even if an instantaneous power supply voltage drop occurs.

【0038】第2発明に係るサイリスタ直流電源装置に
よれば、降圧変圧器が電源からの交流電力を降圧し、サ
イリスタ順変換器がこの降圧した交流電力を直流電力に
変換し負荷に与え、サイリスタ逆変換器が負荷からの回
生電力を交流電力に変換して電源に戻し、切換制御部が
サイリスタ順変換器及びサイリスタ逆変換器の切り換え
制御を行う。設定器は直流電力及び回生電力の電圧値を
設定し、電圧制御部は、その設定した電圧値及び直流電
圧検出器が検出した電圧値の差が小さくなるように前記
直流電力及び回生電力の電流を制御する為の電流指示値
を出力する。電流制御部は、その出力した電流指示値及
び直流電流検出器が検出した電流値の差が小さくなるよ
うにサイリスタ順変換器及びサイリスタ逆変換器の位相
制御を行う。
In the thyristor DC power supply device according to the second aspect of the invention, the step-down transformer steps down the AC power from the power source, and the thyristor forward converter converts the stepped-down AC power to DC power and supplies it to the load. The inverse converter converts the regenerative electric power from the load to AC power and returns it to the power source, and the switching control unit controls the switching of the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter. The setter sets the voltage values of the DC power and the regenerative power, and the voltage control unit controls the currents of the DC power and the regenerative power so that the difference between the set voltage value and the voltage value detected by the DC voltage detector becomes small. Outputs the current instruction value for controlling. The current control unit performs phase control of the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter so that the difference between the output current instruction value and the current value detected by the DC current detector becomes small.

【0039】これにより、回生側のサイリスタ逆変換器
から電源に返還される回生電力の電圧を、力行側のサイ
リスタ順変換器に入力される電源電圧より高くできるの
で、力行運転中に高い力率を得ることができ、更に、電
圧差を大きくすることにより、瞬時電源電圧低下が発生
した場合でも安定した回生運転が可能となる。
As a result, the voltage of the regenerative power returned from the regenerative thyristor reverse converter to the power supply can be made higher than the power supply voltage input to the power running side thyristor forward converter, so that a high power factor is achieved during power running operation. Further, by increasing the voltage difference, stable regenerative operation becomes possible even if an instantaneous power supply voltage drop occurs.

【0040】第3発明に係るサイリスタ直流電源装置に
よれば、切換制御部は、位相制御する手段が、サイリス
タ順変換器及びサイリスタ逆変換器を、電源からの交流
電力の電圧及び昇圧変圧器が昇圧した電圧の差に関わら
ず円滑に切り換えるべく、サイリスタ順変換器又はサイ
リスタ逆変換器を位相制御するので、サイリスタ順変換
器及びサイリスタ逆変換器の切り換えを円滑に行うこと
ができるのは勿論のこと、回生側のサイリスタ逆変換器
から電源に返還される回生電力の電圧を、力行側のサイ
リスタ順変換器に入力される電源電圧より高くでき、力
行運転中に高い力率を得ることができる。更に、電圧差
を大きくすることにより、瞬時電源電圧低下が発生した
場合でも安定した回生運転が可能となる。
According to the thyristor DC power supply device of the third invention, in the switching control unit, the phase control means includes the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter, and the AC power voltage from the power source and the step-up transformer. Since the thyristor forward converter or the thyristor inverse converter is phase-controlled so as to smoothly switch regardless of the difference in the boosted voltage, it goes without saying that the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter can be smoothly switched. That is, the voltage of the regenerative power returned from the thyristor reverse converter on the regeneration side to the power supply can be made higher than the power supply voltage input to the thyristor forward converter on the powering side, and a high power factor can be obtained during powering operation. . Furthermore, by increasing the voltage difference, stable regenerative operation becomes possible even when an instantaneous power supply voltage drop occurs.

【0041】第4発明に係るサイリスタ直流電源装置に
よれば、切換制御部は、位相制御する手段が、サイリス
タ順変換器及びサイリスタ逆変換器を、電源からの交流
電力の電圧及びサイリスタ逆変換器が変換した交流電力
の電圧の差に関わらず円滑に切り換えるべく、サイリス
タ順変換器又はサイリスタ逆変換器を位相制御するの
で、サイリスタ順変換器及びサイリスタ逆変換器の切り
換えを円滑に行うことができるのは勿論のこと、回生側
のサイリスタ逆変換器から電源に返還される回生電力の
電圧を、力行側のサイリスタ順変換器に入力される電源
電圧より高くでき、力行運転中に高い力率を得ることが
できる。更に、電圧差を大きくすることにより、瞬時電
源電圧低下が発生した場合でも安定した回生運転が可能
となる。
In the thyristor DC power supply device according to the fourth aspect of the present invention, in the switching control unit, the means for controlling the phase includes the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter, the voltage of the AC power from the power source and the thyristor inverse converter. The thyristor forward converter or the thyristor inverse converter is phase-controlled so that the thyristor forward converter or the thyristor inverse converter can be smoothly switched regardless of the voltage difference of the converted AC power, so that the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter can be smoothly switched. Of course, the voltage of the regenerative power returned from the thyristor reverse converter on the regenerative side to the power supply can be made higher than the power supply voltage input to the thyristor forward converter on the power running side, resulting in a high power factor during power running. Obtainable. Furthermore, by increasing the voltage difference, stable regenerative operation becomes possible even when an instantaneous power supply voltage drop occurs.

【0042】第5発明に係るサイリスタ直流電源装置に
よれば、サイリスタ逆変換器は直流遮断器を有し、サイ
リスタ逆変換器が有するサイリスタのみを保護すべくな
してあるので、負荷の極性よりサイリスタの保護が必要
な回生側のサイリスタ逆変換器のみを過電流から容易に
保護でき、また、小容量の直流遮断器で良いので部品コ
ストを抑えることができる。
In the thyristor DC power supply device according to the fifth aspect of the invention, the thyristor reverse converter has a DC circuit breaker and is designed to protect only the thyristor of the thyristor reverse converter. It is possible to easily protect only the regenerative-side thyristor reverse converter on the regeneration side from overcurrent, and a small-capacity DC circuit breaker is sufficient, so that the cost of parts can be suppressed.

【0043】第6発明に係るサイリスタ直流電源装置に
よれば、過電流検出器が、直流電流検出器が検出した電
流の過電流を検出したときに、半導体バルブがオフとな
り、サイリスタ逆変換器が有するサイリスタのみを保護
する。これにより、負荷の極性よりサイリスタの保護が
必要な回生側のサイリスタ逆変換器のみを過電流から容
易に保護でき、また、部品コストを抑えることができ
る。
According to the thyristor DC power supply device of the sixth invention, when the overcurrent detector detects an overcurrent of the current detected by the DC current detector, the semiconductor valve is turned off and the thyristor reverse converter is activated. Protect only the thyristors you have. This makes it possible to easily protect only the regenerative thyristor inverse converter on the regeneration side, which requires protection of the thyristor due to the polarity of the load, from overcurrent, and also to reduce the cost of parts.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るサイリスタ直流電源装置の実施
の形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a thyristor DC power supply device according to the present invention.

【図2】 ゲートパルス制御部の動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of a gate pulse control unit.

【図3】 本発明に係るサイリスタ直流電源装置の実施
の形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a thyristor DC power supply device according to the present invention.

【図4】 本発明に係るサイリスタ直流電源装置の実施
の形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a thyristor DC power supply device according to the present invention.

【図5】 本発明に係るサイリスタ直流電源装置の実施
の形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a thyristor DC power supply device according to the present invention.

【図6】 従来のサイリスタ直流電源装置の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a conventional thyristor DC power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サイリスタ順変換器、2 サイリスタ逆変換器、3
直流遮断器、5 インバータ、6 直流電圧検出器、
7 直流電流検出器、8 設定器、9 電圧制御部、1
0 電流制御部、11 ゲートパルス制御部(切換制御
部)、12,13 ゲートパルス発生器、14 昇圧変
圧器、15 半導体バルブ、16 過電流検出器、17
降圧変圧器、18 極性固定負荷。
1 Thyristor forward converter, 2 Thyristor inverse converter, 3
DC breaker, 5 inverters, 6 DC voltage detector,
7 DC current detector, 8 setting device, 9 voltage control unit, 1
0 current control unit, 11 gate pulse control unit (switching control unit), 12, 13 gate pulse generator, 14 step-up transformer, 15 semiconductor valve, 16 overcurrent detector, 17
Step-down transformer, 18-polar fixed load.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/757 H02M 1/08 H02M 7/162 H03K 17/30 H03K 17/693 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/757 H02M 1/08 H02M 7/162 H03K 17/30 H03K 17/693

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電源からの交流電力を直流電力に変換し
負荷に与えるサイリスタ順変換器と、前記負荷からの回
生電力を交流電力に変換するサイリスタ逆変換器と、該
サイリスタ逆変換器が変換した交流電力を昇圧して前記
電源に返還する昇圧変圧器と、前記サイリスタ順変換器
及び前記サイリスタ逆変換器の切り換え制御を行う切換
制御部と、前記サイリスタ順変換器が変換した直流電力
及び前記回生電力の電圧を検出する直流電圧検出器と、
前記直流電力及び前記回生電力の電流を検出する直流電
流検出器と、前記直流電力及び前記回生電力の電圧値を
設定する設定器と、該設定器が設定した電圧値及び前記
直流電圧検出器が検出した電圧値の差が小さくなるよう
に前記直流電力及び前記回生電力の電流を制御する為の
電流指示値を出力する電圧制御部と、該電圧制御部が出
力した電流指示値及び前記直流電流検出器が検出した電
流値の差が小さくなるように前記サイリスタ順変換器及
び前記サイリスタ逆変換器の位相制御を行う電流制御部
とを備えることを特徴とするサイリスタ直流電源装置。
1. A thyristor forward converter for converting AC power from a power source into DC power and applying it to a load, a thyristor inverse converter for converting regenerative power from the load into AC power, and the thyristor inverse converter. A step-up transformer that steps up the AC power and returns it to the power source, a switching control unit that controls switching of the thyristor forward converter and the thyristor reverse converter, and DC power converted by the thyristor forward converter and the A DC voltage detector that detects the voltage of regenerative power,
A DC current detector that detects the current of the DC power and the regenerative power, a setter that sets the voltage value of the DC power and the regenerative power, a voltage value set by the setter and the DC voltage detector. A voltage control unit that outputs a current instruction value for controlling the currents of the DC power and the regenerative power so that the difference between the detected voltage values becomes small, and the current instruction value and the DC current output by the voltage control unit. A thyristor DC power supply device comprising: a current control unit that performs phase control of the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter so that a difference between current values detected by a detector becomes small.
【請求項2】 電源からの交流電力を降圧する降圧変圧
器と、該降圧変圧器が降圧した交流電力を直流電力に変
換し負荷に与えるサイリスタ順変換器と、前記負荷から
の回生電力を交流電力に変換し前記電源に返還するサイ
リスタ逆変換器と、前記サイリスタ順変換器及び前記サ
イリスタ逆変換器の切り換え制御を行う切換制御部と、
前記サイリスタ順変換器が変換した直流電力及び前記回
生電力の電圧を検出する直流電圧検出器と、前記直流電
力及び前記回生電力の電流を検出する直流電流検出器
と、前記直流電力及び前記回生電力の電圧値を設定する
設定器と、該設定器が設定した電圧値及び前記直流電圧
検出器が検出した電圧値の差が小さくなるように前記直
流電力及び前記回生電力の電流を制御する為の電流指示
値を出力する電圧制御部と、該電圧制御部が出力した電
流指示値及び前記直流電流検出器が検出した電流値の差
が小さくなるように前記サイリスタ順変換器及び前記サ
イリスタ逆変換器の位相制御を行う電流制御部とを備え
ることを特徴とするサイリスタ直流電源装置。
2. A step-down transformer for stepping down AC power from a power source, a thyristor forward converter for converting the AC power stepped down by the step-down transformer to DC power and applying it to a load, and regenerative power from the load to AC. A thyristor reverse converter that converts to electric power and returns to the power source, and a switching control unit that performs switching control of the thyristor forward converter and the thyristor reverse converter,
A DC voltage detector that detects the voltage of the DC power and the regenerative power converted by the thyristor forward converter, a DC current detector that detects the current of the DC power and the regenerative power, the DC power and the regenerative power. For controlling the current of the DC power and the regenerative power so that the difference between the voltage value set by the setter and the voltage value detected by the DC voltage detector becomes small. A voltage control unit that outputs a current instruction value, and the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter so that the difference between the current instruction value output by the voltage control unit and the current value detected by the DC current detector becomes small. A thyristor DC power supply device, comprising:
【請求項3】 切換制御部は、サイリスタ順変換器及び
サイリスタ逆変換器を電源からの交流電力の電圧及び昇
圧変圧器が昇圧した電圧の差に関わらず円滑に切り換え
るべく、サイリスタ順変換器又はサイリスタ逆変換器を
位相制御する手段を備える請求項1記載のサイリスタ直
流電源装置。
3. The thyristor forward converter or the thyristor forward converter to smoothly switch the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter regardless of the difference between the voltage of the AC power from the power source and the voltage boosted by the step-up transformer. The thyristor DC power supply device according to claim 1, further comprising means for controlling a phase of the thyristor inverse converter.
【請求項4】 切換制御部は、サイリスタ順変換器及び
サイリスタ逆変換器を電源からの交流電力の電圧及びサ
イリスタ逆変換器が変換した交流電力の電圧の差に関わ
らず円滑に切り換えるべく、サイリスタ順変換器又はサ
イリスタ逆変換器を位相制御する手段を備える請求項2
記載のサイリスタ直流電源装置。
4. The thyristor is configured to switch smoothly between the thyristor forward converter and the thyristor inverse converter regardless of the difference between the voltage of the AC power from the power source and the voltage of the AC power converted by the thyristor inverse converter. 3. A means for controlling the phase of a forward converter or a thyristor inverse converter.
The thyristor DC power supply device described.
【請求項5】 サイリスタ逆変換器は直流遮断器を有
し、該サイリスタ逆変換器が有するサイリスタのみを保
護すべくなしてある請求項1〜4の何れかに記載のサイ
リスタ直流電源装置。
5. The thyristor DC power supply device according to claim 1, wherein the thyristor reverse converter has a DC circuit breaker and is designed to protect only the thyristor included in the thyristor reverse converter.
【請求項6】 直流電流検出器が検出した電流の過電流
を検出する過電流検出器をさらに備え、サイリスタ逆変
換器はサイリスタ順変換器及び負荷との間に半導体バル
ブを有し、該半導体バルブは前記過電流検出器が過電流
を検出したときにオフとなり、前記サイリスタ逆変換器
が有するサイリスタのみを保護すべくなしてある請求項
1〜4の何れかに記載のサイリスタ直流電源装置。
6. The semiconductor device further comprises an overcurrent detector for detecting an overcurrent of the current detected by the direct current detector, wherein the thyristor reverse converter has a semiconductor valve between the thyristor forward converter and the load. The thyristor DC power supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve is turned off when the overcurrent detector detects an overcurrent and protects only the thyristor included in the thyristor reverse converter.
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