JPH01117666A - マグネット励磁用サイリスタ整流器の直流平滑回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁場発生用マグネット負荷に対し超低リプ
ルの電流を安定に供給する定電流電源に係り、特に交流
電源をサイリスタ整流器により直流に変換した後直流平
滑回路で平滑化して低リプル電流を得るための直流平滑
回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、マグネットを負荷とする電源の応用システムと
しては、核磁気共鳴診断装置や核融合装置、粒子加速装
置、超電導電力貯蔵装置等が知られている。このような
電源の応用システムにおいては、本質的に大規模で大容
量装置となることから、この電源としては実用性の高い
サイリスタ整流器が多く使用される。そして、これらシ
ステムの運転要件から、−船釣には所望の電流変化率で
電流を増減する電源の調節を行って負荷の運転を行う場
合が多い。さらに、電源の性能要件としては、超低リプ
ル、例えば０．００１％程度の電流を供給することが望
まれる。

そこで、従来この種の電源装置として、交流電源にサイ
リスタ整流器を接続して前記交流入力を直流に変換し、
得られた直流出力を直流リアクトルとコンデンサとから
なる直流平滑回路で平滑化して、マグネット負荷に低リ
プルの電流を供給するよう構成したものが知られている
。

この場合、超低リプルの電流を得るためには、さらにサ
イリスタ整流器を多相および多重化したり、さらには直
流平滑回路のフィルタコンデンサを１括して大きくする
ことが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した従来の電源装置においては、大
容量のコンデンサを設けることから、回路のＱが高くな
り、応答性を悪化させると共に出力電流状態が不安定と
なる問題がある。また、最悪の場合には共振を招くこと
がある。特に、電流を高速度で立上げおよび立下げを行
う運転に際しては前述した問題点が顕著に現われる。

そこで、本発明の目的は、サイリスタ整流器を使用して
交流入力を直流に変換しマグネット負荷に対し低リプル
電流を供給し得る電源装置において、直流出力電流が負
荷の運転状態の如何に拘らず常に超低リプル電流として
安定に供給することができるマグネット励磁用サイリス
タ整流器の直流平滑回路を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流器の直流
平滑回路は、交流入力をサイリスタ整流器により直流変
換し直流平滑回路を介してマグネット負荷に供給するよ
う構成したマグネット励磁用サイリスタ整流器において
、直流平滑回路を構成するコンデンサを複数段に分割し
、各コンデンサにそれぞれダンピング抵抗器と開閉器と
を直列接続し、これらの直列接続回路をマグネット負荷
に対し並列に接続し、直流出力電力の増加に対し開閉器
を開放してコンデンサのトータル容量を低減すると共に
直流出力電流の減少に対し開閉器を投入してコンデンサ
のトータル容量を増加するよう構成することを特徴とす
る。

前記の直流平滑回路において、複数段に分割された各コ
ンデンサに直列接続されるダンピング抵抗器は、コンデ
ンサのトータル容量が増加するステ、ブ段になる程それ
ぞれ抵抗値が小さ（なるよう設定する。

〔作用〕

本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流器の直流
平滑回路によれば、サイリスタ整流器の直流平滑回路を
構成するコンデンサを複数段に分割し、直流出力電流の
上昇に対してコンデンサのトータル容量が低減するよう
にし、また直流出力電流の下降に対してコンデンサのト
ータルｇｆｆｌが増加するようにして、サイリスタ整流
器の出力歪み特性を補償し、全直流出力運転範囲に亘っ
て歪み率を低減して超低リプルの電流をマグネット負荷
に対し安定して供給することができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流器
の直流平滑回路の実施例につき、添付図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明の直流平滑回路の一実施例を示すマグ
ネット励磁用サイリスタ整流器を備えた電源回路を示す
ものである。第１図において、参照符号１０は交流入力
変圧器、１２はサイリスタ整流器、１４は直流平滑リア
クトル、１６は直流平滑コンデンサ、１８はマグネット
負荷をそれぞれ示す、直流平滑リアクトル１４と直流平
滑コンデンサ１６とは、直流平滑回路を構成している。

しかるに、本実施例回路において、直流平滑回路を構成
するコンデンサは３分割され、１つは固定コンデンサＣ
０であり、残りのコンデンサＣ１，Ｃ２は開閉器Ｓ、、
Ｓ２とそれぞれ直列に接続されて負荷マグネット１８に
対し並列に接続されている゛。また、前記コンデンサＣ
１゜Ｃ２と直列にダンピング抵抗器Ｒ，，Ｒ２を接続し
て回路のＱを低下させている。この場合、ダンピング抵
抗器Ｒ，，Ｒ２は、略Ｑ（＝−ｉｇ）；ｆｔ等しくする
ために、Ｒ，＞Ｒ２に選定される。

このように接続配置したコンデンサＣ，，Ｃ２は、直流
出力電流の上昇に対して開閉器Ｓ１＋８２を開放操作し
て直流平滑回路から切離し、また直流出力電流の下降に
対して開閉器Ｓ１＋８２を投入操作して直流平滑回路に
接続する。

これは、サイリスタ整流器１２の特性が出力電流の低い
領域では位相制御角αを大きくして歪みの大きいものと
なる一方、大電流領域においては位相制御角αを小さく
して歪みの小さいものとなることを考慮したものである
。従って、前述したように、直流出力電流を増大する場
合と減少する場合の各運転状態について、開閉器Ｓ、、
Ｓ２の操作とコンデンサＣ９，Ｃ，、Ｃ２のトータル容
量の変化を示せば第１表に示す通りとなる。

従って、第１表に示すように制御することにより、全直
流出力運転範囲に対し、直流平滑回路に各コンデンサＣ
１，Ｃ２が適切に接続され°ることにより、歪み率を低
減して超低リプルの電流を安定に供給することができる
。

なお、本実施例回路においては、サイリスタ整流器とし
て、これを重器で示したが、複数台のサイリスタ整流器
を多相多重化し得ることば勿論である。また、本実施例
回路では、直流平滑回路を構成するコンデンサを３分割
段としたものを示したが、さらに多数段の分割構成とす
ることもできる。この場合、ダンピング抵抗器の抵抗値
は、コンデンサーのトータル容量が増加する投入ステッ
プ段になる程小さくなるようにそれぞれ異なる値に選定
すれば好適である。しかし、通常は２乃至３段の分割構
成とすることが実用性の面から有効である。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
サイリスタ整流器の出力歪み特性に合せて、直流平滑回
路を構成するコンデンサをダンピング抵抗器と開閉器と
からなる直列接続回路にて多段に分割し、これらコンデ
ンサを直流平滑回路に対し適宜接続または切離しを行う
ことにより、常に安定した超低リプルの電流を得ると共
にこの電流をマグネット負荷に対し有効に供給すること
ができる。また、回路構成要素としては、開閉器と抵抗
器とからなる極めて簡単な構成であり、実用的で経済的
な構成とすることができる。さらに、直流出力電流の大
きな運転状態になる程、コンデンサのトータル容量は低
減するため、直流平滑回路の時定数を小さ（して、定電
流源としての主要性能である低リプル特性を満足しなが
ら、応答特性を改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流
器の直流平滑回路の一実施例を示す電源回路図である。 １０、、、交流入力変圧器 １２）、、サイリスタ整流器 １４、、、直流平滑リアクトル １６、、、直流平滑コンデンサ １Ｂ、、、マグネット負荷 ｓ、、Ｓ２．、、開閉器 Ｃ（）＋　　Ｃ１＋　　Ｃ２１０，コンデンサＲ１，Ｒ
，、、、ダンピング抵抗器 特許出願人　　富士電機株式会社 ＦＩＧ、　　１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流入力をサイリスタ整流器により直流変換し直
   流平滑回路を介してマグネット負荷に供給するよう構成
   したマグネット励磁用サイリスタ整流器において、直流
   平滑回路を構成するコンデンサを複数段に分割し、各コ
   ンデンサにそれぞれダンピング抵抗器と開閉器とを直列
   接続し、これらの直列接続回路をマグネット負荷に対し
   並列に接続し、直流出力電力の増加に対し開閉器を開放
   してコンデンサのトータル容量を低減すると共に直流出
   力電流の減少に対し開閉器を投入してコンデンサのトー
   タル容量を増加するよう構成することを特徴とするマグ
   ネット励磁用サイリスタ整流器の直流平滑回路。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の直流平滑回路におい
   て、複数段に分割された各コンデンサに直列接続される
   ダンピング抵抗器は、コンデンサのトータル容量が増加
   するステップ段になる程それぞれ抵抗値が小さくなるよ
   う設定してなるマグネット励磁用サイリスタ整流器の直
   流平滑回路。