JPS5814710Y2 - 直流発生装置の高速遮断用の過電流防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流発生装置の高速遮断用の過電流防止装置に
関する。

斯様な装置は主として金属を電解により除去する装置（
成形、研削）において利用される。

金属を有効に除去するために加工物と対向電極との間の
間隙をできるだけ小さくシ、かつ電解液をこの間隙を経
て圧送する。

この場合通常加工物と対向電極との間の間隙を一定値以
下に低減することは避けられない、これにより極めて高
い電流を、極端な場合には、例えば加工物と対向電極と
が接触する場合には短絡を生ずることになる。

この原因は例えば加工装置の振動、電解液を加工間隙を
経て圧送する圧力並びに非平坦性および加工物または対
向電極に導電粒子が集められることによって生ずる。

加工物と対向電極とに高い電界強度によって生ぜしめら
れるアークまたは高い電流により生ゼしぬられる過度の
加熱による損傷を与えないように、直接電流を導びく主
整流器をできるだけ早く遮断することが必要である。

なお、パルス制御されるインバータは可制御半導体素子
保護用の既に公知の回路装置（ドイツ特許出願公告第１
４８８９４８号公報）によれば、サイリスクの強制転流
のための装置が設けられている。

この強制転流用装置の有する転流コンデンサは制御可能
な半導体弁を介して放電される。

転流コンデンサの充電が半導体弁に並列接続の振動回路
を介して行なわれこの振動回路は転流リアクトルとこれ
に直列接続のダイオードとを有し、それらを介して、転
流コンデンサが、主サイリスタの動作接続の際消弧電圧
に充電される。

この装置構成は殊に消弧コンデンサにおける電圧の高さ
が、どんな場合でも主サイリスクの確実な消弧をさせる
のには十分なものでなく、さらに、主サイリスタの再点
弧の危険があるという欠点がある。

障害が起ったとき整流器の放電区間を阻止するための装
置（ドイツ特許明細書第９４４６１９号）の場合、ゲー
ト制御される整流器の主放電区間に並列に、制御可能な
消弧整流素子と消弧コンデンサとの直列接続が設けられ
ている。

消弧コンデンサは抵抗を介して直流配電流の電圧で充電
される。

したがって、消弧コンテ゛ンサの充電に必要な時間のた
め、第１の消弧に間もなくしてひきつづいての第２の消
弧が、不可能になるという危険がある。

さらに、インバータを遮断させる公知の方法（ドイツ特
許第８８５８８２号明細書）では消弧コンデンサを補助
直流電流源で充電するようにしているが、インバータを
確実に消弧するには負荷電流が減衰するのに必要とする
時間より長く持続する負の電圧パルスを相電圧に重畳し
なければならない、負荷電流のこの減衰時間は負荷回路
中にインダクタンスが存在する場合比較的大きく、シた
がって確実な消弧が行なわれなかったり、それとも、消
弧コンデンサを著しく大容量のものにしなければならな
いのである。

消弧電圧を維持するための何らかの補助手段は設けられ
ていない。

それ故に本考案による根本課題は次のような装置を提供
することである、すなわちそれぞれ電流の流れる主整流
器を迅速にかつ正確に遮断することおよびその結果生ず
るかも知れない加工物と対向電極との損傷を避ける装置
を提供することである。

この課題は本考案により次のように解決される。

即ちトランスの２次回路においてこのトランスの２次巻
線に直列に、制御可能な主整流素子と、直流発生装置の
出力端子と、電流制限器とが設けられており、かつ更に
前記制御可能な主整流素子に並列に、ダイオードまたは
低抵抗の抵抗と、補助電圧源によって、前記直流発生装
置の出力端子における作動電圧に比して高い電圧に充電
可能なエネルギ蓄積器と、制御可能なスイッチング素子
とから戒る直列回路が設けられており、その際前記ダイ
オードまたは低抵抗と抵抗と前記エネルギ蓄積器との接
続点は前記チョークに接続されておりまた前記制御可能
なスイッチング素子は、前記主整流素子の数に相応する
数の並列なダイオードを介して前記主整流素子に接続さ
れており、かつまた前記直流発生装置の出力端子の一方
と前記主整流素子との間で検出した電圧が所定の値を越
えると前記制御可能なスイッチング素子が導通制御され
て前記エネルギ蓄積器に対する放電路として、主整流素
子と、該主整流素子に並列に設けられた、ダイオードま
たは低抵抗の抵抗および制御可能なスイッチング素子と
、前記主整流素子に接続された並列のダイオードとを含
む第１放電路ならびに、前記のチョークとトランス２次
巻線と並列のダイオードと制御可能なスイッチング素子
を含む第２放電路が形成され、これによりそれぞれ電流
を導いている主整流素子が消弧されるようにする。

次に本考案を図に示す実施例について詳細に説明する。

三相交流電源網１にヒユーズ２および主開閉器３を介し
てトランス５の１次コイル４が接続されている。

トランス５の２次コイル６は相間リアクトル７を介して
相互に接続されている。

２次コイル６の各々は、カソードが相互に接続されてい
るそれぞれ１つのサイリスタ８のアノードに接続されて
いる。

その上トランス５の２次コイル６のそれぞれ１つに、カ
ソードが相互に接続されたオア素子を形成するそれぞれ
１つのダイオード９が接続されている。

ダイオード９の共通の接続点は消弧サイリスタ１０のア
ノードに接続され、そのカソードは消弧コンテ゛ンサ１
１を介してダイオード１２のアノードと接続されている
。

ダイオード１２のカソードはサイリスタ８のカソードの
共通接続点に接続されている。

消弧コンデ゛ンサ１１に並列に直流発電機１３、スイッ
チ１４および電流制限抵抗１５の直列接続が接続されて
いる。

直流発電機１３はスイッチ１４が閉成されると消弧コン
デンサ１１を端子１６と１７に印加される作動電圧に比
べて比較的に高い電圧に充電する。

ダイオード１２のアノードに、トランス５の相間リアク
トル７と接続された平滑チョークコイル１８が接続され
ている。

さらに測定抵抗１９が出力端子１６とサイリスタ８のア
ノードの共通接続点との間に設けられている。

その上出力端子１６と１７とに並列に基本負荷抵抗２０
が設けられている。

回路装置の動作は次の通りである。

トランス５の１次コイル４を３相交流電源網１に接続す
るとトランス５の２次コイル６に電圧が誘起される。

整流および電圧制御または電流制御のため６個のサイリ
スタ８が利用される。

これらのサイリスタは図示されていない制御装置を介し
て位相制御で作動される。

出力端子１６とサイリスタ８のカソードとの間にある測
定抵抗１９にそこを流れる電流に相応して電圧降下が生
ずる。

この電圧は一定の値を超過すると消弧サイリスタ１０を
点弧する図示されていない回路装置をトリガする。

消弧サイリスタが導通状態になると、消弧コンデンサ１
１が放電する。

この場合短時間電流がダイオード１２およびその都度導
通するサイリスタ８、ダイオード９の１つおよび消弧サ
イリスタを介して流れる。

さらに放電電流の１部が平滑チョークコイル１８を介し
て、相間リアクトル７および２次コイル６の１つ並びに
ダイオード９の１つおよび消弧サイリスタ１０を介して
流れる。

この放電によってダイオード１２とサイリスタ８の１つ
とを介して電流が流れなくなった後でもサイリスタに対
して定められたタンオフ時間より長くサイリスタ８のカ
ソード電位がそのアノード電位に比べて正に保持される
。

その結果その都度導通しているサイリスタ８が完全に消
弧される。

要するに、消弧コンテ゛ンサ１１は直流発電機１３によ
って直流給電源の端子１６．１７間に印加される作動電
圧に比して高い電圧に充電される。

サイリスタ１０が点弧されると、最初主整流素子８およ
びダイオード９を介して電流パルスが流れる。

平滑チョーク１８は最初、電流に対して高い電気抵抗と
なるが、その抵抗は急速に低下する。

これによりサイリスタ８は、損傷されないばかりか、主
整流素子８のカソードに加わる正の電位は、チョーク１
８を介する電流回路が閉成されたときも維持される。

即ちサイリスタ８のカソードの電位はそのアノードの電
位に比して、サイリスタ８を消弧するのに十分な時間間
隔にわたって正である。

この時間は、サイリスタ８の所謂ターンオフ時間で゛あ
る。

回路装置の再運転は短時間の遅延の後初めて可能である
、この遅延の間スイッチ１４の閉成により消弧コンデン
サ１１を再び十分な電圧に充電されるはずである。

上述の装置は構造が簡単であり、かつ廉価に製作できし
かも加工物とこの加工物に対向して配置された対向電極
との間の電流が大き過ぎる場合電流を導びくサイリスタ
の迅速確実な遮断を行なえる利点を有する。

実施例に示すように、相間リアクトル接続を有する回路
で作動するトランスの代わりにトランスが他の接続形式
、例えばブリッジ接続、星形接続または星形星形接続を
有するようにすることもできる。

オアー素子９および消弧サイリスタ１０を主整流素子の
数に相応する数の消弧サイリスタに置き換えることもで
きる。

最後にサイリスタ８に対する転流が負荷抵抗を介して流
れるようにする場合、装置をダイオード１２を使わずに
構成できる。

この場合サイリスタ８に対してもつと遮断時間を速くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案による装置の実施例の回路略図である。 １・・・・・・３相交流電源網、２・・・・・・ヒユー
ズ、３・・・・・・主開閉器、４・・・・・・トランス
の１次コイル、５・・・・・・トランス、６・・・・・
・トランスの２次コイル、７・・・・・・相間リアクト
ル、８・・・・・・サイリスタ、１０・・・・・・消弧
サイリスタ、１１・・・・・・消弧コンデンサ、１３・
・・・・・直流発電機、１５・・・・・・電流制限抵抗
、１８・・・・・・平滑チョークコイル、１９・・・・
・・測定抵抗、２０・・・・・・負荷抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トランス５の２次回路において該トランス２次巻線６に
   直列に、制御可能な主整流素子８と、直流発生装置の出
   力端子１６．１７と、チョーク１８とが設けられており
   、かつ更に前記制御可能な主整流素子８に並列に、ダイ
   オード１２または低抵抗の抵抗と、補助電圧源１３によ
   って、前記直流発生装置の出力端子１６．１７における
   作動電圧に比して高い電圧に充電可能なエネルギ蓄積器
   １１と、制御可能なスイッチング素子１０とから戒る直
   列回路が設けられており、その際前記ダイオード１２ま
   たは低抵抗の抵抗と前記エネルギ蓄積器１１との接続点
   は前記チョーク１８に接続されておりまた前記制御可能
   なスイッチング素子は、前記主整流素子８の数に相応す
   る数の並列なダイオード９を介して前記主整流素子８に
   接続されており、かつまた前記直流発生装置の出力端子
   の一方と前記主整流素子との間で検出した電圧が所定値
   を越えると前記制御可能なスイッチング素子１０が導通
   制御されて前記エネルギ蓄積器１１に対する放電路とし
   て、主整流素子８と、該主整流素子に並列に設けられた
   、ダイオード１２または低抵抗の抵抗および制御可能な
   スイッチング素子１０と、前記主整流素子に接続された
   並列のダイオード９を含む第１放電路ならびに、前記の
   チョーク１８とトランス２次巻線６と並列のダイオード
   ９と制御可能なスイッチング素子１０を含む第２放電路
   が形成されこれによりそれぞれ電流を導いている主整流
   素子８が消弧されるようにしたことを特徴とする直流発
   生装置の高速遮断用の過電流防止装置。