JPS596589B2 - Protection circuit for static power converter - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静止電力変換装置の動作に異常が生じた場合、
電力制御素子（サイリスタ）をいつたん導通させ、過電
流遮断用のサーキツトブレーカーにより電源回路を切断
し、電力制御素子を保護する静止電力変換装置の保護回
路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides for
This invention relates to a protection circuit for a static power converter that protects the power control element by turning on the power control element (thyristor) and cutting off the power supply circuit using a circuit breaker for cutting off overcurrent.

従来、交流電源をブリッジ整流回路により直流に変換し
た後、高周波に変換するインバーター装置においては、
異常状態を検出すると同時に、インバーター装置を構成
する電力制御素子をＤ、Ｃトリガすればよかつたが、交
流電源を直接高周波に変換するような装置では、ポテン
シャルの差を有する各ゲートに同一のパルス回路からゲ
ートパルスを供給するので、絶縁のために、パルストラ
ンスを用いる事が一般的である。Conventionally, in inverter devices that convert AC power to DC using a bridge rectifier circuit and then convert it to high frequency,
It would have been sufficient to trigger the power control elements D and C that make up the inverter device at the same time as detecting the abnormal state, but in a device that directly converts AC power into high frequency, the same Since the gate pulse is supplied from a pulse circuit, a pulse transformer is generally used for insulation.

しかしながら、パルストランスを点弧回路に使用してい
ると、異常時、ステップ状の点弧パルスを印加しても、
パルストランスの特性上、急速にゲート電流が減少して
、電源の零点で電力制御素子は転流してしまい、再び元
の異常状態にもどるため、保護が完全に行なわれない欠
点があつた。本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされた
もので、以下本発明の一実施例を添付図面を参照して説
明する。However, when a pulse transformer is used in the ignition circuit, even if a step-like ignition pulse is applied in the event of an abnormality,
Due to the characteristics of a pulse transformer, the gate current decreases rapidly, causing the power control element to commutate at the zero point of the power supply, returning to the original abnormal state again, resulting in a drawback that complete protection cannot be achieved. The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks, and one embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第１図において、１は交流電源、２は過電流遮断手段を
構成するサーキツトブレーカー、３は限流コイル、４は
進相コンデンサー、５、６は逆並列に接続したサイリス
タ、７、８はサイリスタ５、フ ６のゲートバイアス抵
抗、９は転流コイル、１０は転流コイル９と共に共振回
路を構成する転流コンデンサー、１１はパルス増幅回路
１２およびパルストランス１３、１４を介してサイリス
タ５、６にゲートパルスを供給するゲートパルス回路で
、５ パルス増幅回路１２および・・ルストランス１３
、１４と共に点弧回路を構成（、ている。In Fig. 1, 1 is an AC power supply, 2 is a circuit breaker constituting overcurrent interrupting means, 3 is a current limiting coil, 4 is a phase advance capacitor, 5 and 6 are thyristors connected in antiparallel, and 7 and 8 are thyristor 5, gate bias resistor of 6, 9 a commutation coil, 10 a commutation capacitor which forms a resonant circuit together with the commutation coil 9, 11 a pulse amplifier circuit 12 and a pulse transformer 13, 14 to connect the thyristor 5, A gate pulse circuit that supplies a gate pulse to 5, a pulse amplification circuit 12, and a transformer 13.
, 14 constitute an ignition circuit.

１５は電源電圧１を検出して零点に同期したパルスを発
生するゼロボルトパルス発生回路で、その出力はパルス
増幅回路１２に入力される構成となつている。Reference numeral 15 denotes a zero-volt pulse generation circuit that detects the power supply voltage 1 and generates a pulse synchronized with the zero point, and its output is input to the pulse amplification circuit 12.

１６は静止電力変換装置の異常状態をサイリスタ５，６
の両端の電圧により検出し、正常時にはゼロボルトパル
ス発生回路１５からのパルス増幅回路１２への入力を禁
止すると共に、異常時にはその禁止動作を解除する制御
手段である。16 indicates the abnormal state of the static power converter by connecting the thyristors 5 and 6.
This is a control means that detects the voltage across both ends of the zero volt pulse generating circuit 15 and prohibits the input from the zero volt pulse generating circuit 15 to the pulse amplifying circuit 12 during normal conditions, and cancels the prohibited operation when an abnormal condition occurs.

以上の構成に｝いて、まず正常時の動作について説明す
ると、サイリスタ５，６はゲートパルス回路１１からパ
ルス増幅回路１２、パルストランス１３，１４を経て供
給されるトリガパルスにより１駆動され、コンデンサー
４の充電電荷を電源として、転流コイル９および転流コ
ンデンサー１０とで転流されつつ、交流電源１から供給
される交流電圧を高い周波数に変換している。In the above configuration, the normal operation will first be explained.Thyristors 5 and 6 are driven by a trigger pulse supplied from gate pulse circuit 11 via pulse amplification circuit 12 and pulse transformers 13 and 14, and capacitor 4 The AC voltage supplied from the AC power source 1 is converted to a high frequency while being commutated by the commutating coil 9 and the commutating capacitor 10 using the charged charges as a power source.

この際、ゼロボルトパルス発生回路１５から大ルス増幅
回路１２への信号の入力は、制御手段１６により禁止さ
れている。今、この静止電力変換装置の動作に異常が起
り、サイリスタ両端に高い電圧が発生したとする。At this time, input of the signal from the zero volt pulse generation circuit 15 to the large pulse amplifier circuit 12 is prohibited by the control means 16. Now, suppose that an abnormality occurs in the operation of this static power converter and a high voltage is generated across the thyristor.

このとき制御手段１６は、この異常電圧を検出してゼロ
ボルトパルス発生回路１５からの出力信号の禁止動作を
解除する。従つてゼロボルトパルス発生回路１５からの
出力はパルス増幅回路１２に印加され、サイリスタ５，
６は零点に同期したパルスで駆動され、過電流遮断手段
２が作動して回路は保護される。第２図はゼロボルトパ
ルス発生回路１５お・よび制御手段１６の具体的な回路
構成を示すもので、その構成を動作と共に説明する。At this time, the control means 16 detects this abnormal voltage and cancels the inhibition operation of the output signal from the zero volt pulse generation circuit 15. Therefore, the output from the zero volt pulse generation circuit 15 is applied to the pulse amplification circuit 12, and the thyristor 5,
6 is driven by a pulse synchronized with the zero point, and the overcurrent cutoff means 2 is activated to protect the circuit. FIG. 2 shows a specific circuit configuration of the zero volt pulse generation circuit 15 and the control means 16, and the configuration will be explained together with the operation.

まず交流電源１の電圧は、ダイオード１７〜２０で全波
整流され、分圧抵抗２１，２２を介してＮゲートサイリ
スタ２３のアノードに印加されている。First, the voltage of the AC power supply 1 is full-wave rectified by diodes 17 to 20, and is applied to the anode of an N-gate thyristor 23 via voltage dividing resistors 21 and 22.

このＮゲートサイリスタ２３のゲートには、抵抗２４，
２５で分割された基準電圧が設けられてあ・り、アノー
ド電圧が基準電圧を越えるとＮゲートサイリスタ２３が
導通する。従つてＮゲートサイリスタ２３の出力端子で
あるゲート端子には、第３図ｂ（７）Ｃに示すように電
源の零点に同期したゼロボルトパルスが発生する。なお
第３図ａにおけるＡは全波整流された電圧、Ｂは基準電
圧の波形を示すものである。一方、サイリスタ５，６の
両端の電圧は抵抗２６，２７で検出され、この検出電圧
は電圧比較器２８，２９により基準電圧３０，３１と比
較されている。The gate of this N-gate thyristor 23 has a resistor 24,
A reference voltage divided by 25 is provided, and when the anode voltage exceeds the reference voltage, the N-gate thyristor 23 becomes conductive. Therefore, a zero volt pulse synchronized with the zero point of the power supply is generated at the gate terminal, which is the output terminal of the N-gate thyristor 23, as shown in FIG. 3b(7)C. In FIG. 3a, A indicates a full-wave rectified voltage, and B indicates a waveform of a reference voltage. On the other hand, the voltages across the thyristors 5 and 6 are detected by resistors 26 and 27, and this detected voltage is compared with reference voltages 30 and 31 by voltage comparators 28 and 29.

従つて、サイリスタ５，６の両端に異常電圧が発生する
と、電圧比較器２８または２９の出力がＨｉｇｈとなる
。この電圧はサイリスタ３２のゲートに印加されており
、このサイリスタ３２がトリガされる。このサイリスタ
３２が導通すると、トランジスタ３３，３４が導通して
第３図Ｃｌｌ７）Ｄに示す信号を得る。この信号および
前述したＮゲートサイリスタ２３の出力信号は論理和否
定回路３５に印加されて卦り、この論理和否定回路３５
の出力端子３６には第３図Ｄｌｌ７）Ｅに示す信号が現
われる。この論理和否定回路３５の出力端子３６はゲー
トパルス増幅回路１２に接続されている。従つて、異常
時、サイリスタ５，６はこの信号で導通されることとな
る。Therefore, when an abnormal voltage occurs across the thyristors 5 and 6, the output of the voltage comparator 28 or 29 becomes High. This voltage is applied to the gate of thyristor 32, and this thyristor 32 is triggered. When the thyristor 32 becomes conductive, the transistors 33 and 34 become conductive to obtain the signal shown in FIG. 3Cll7)D. This signal and the output signal of the N-gate thyristor 23 described above are applied to the OR NOT circuit 35.
A signal shown in FIG. 3 Dll7)E appears at the output terminal 36 of. An output terminal 36 of this OR NOT circuit 35 is connected to the gate pulse amplification circuit 12. Therefore, in the event of an abnormality, the thyristors 5 and 6 are rendered conductive by this signal.

以上の説明から明らかなように本発明によれば、毎サイ
クル、零点の直後にサイリスタを導通させる点弧信号が
出るので、確実に過電流が流れ、過電流遮断手段が確実
に動作することになり、異常時の保護を確実に行なうこ
とができる。As is clear from the above description, according to the present invention, an ignition signal that makes the thyristor conductive is issued immediately after the zero point in every cycle, so that an overcurrent flows reliably and the overcurrent cutoff means reliably operates. Therefore, protection in the event of an abnormality can be ensured.

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

第１図は本発明の一実施例を示す静止電力変換装置の保
護回路の回路図、第２図は同装置におけるゼロボルトパ
ルス発生回路および制御手段の具体構成を示す回路図、
第３図ａ−ｄは同装置の各部の電圧波形図であ゛る。 １・・・交流電源、２・・・過電流遮断手段、５，６・
・・サイリスタ、１１・・・ゲートパルス回路、１２・
・・パルス増幅回路、１３，１４・・・パルストランス
、１５・・・ゼロボルトパルス発生回路、１６・・・制
御手段。FIG. 1 is a circuit diagram of a protection circuit of a static power converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of a zero-volt pulse generation circuit and control means in the same device.
Figures 3a to 3d are voltage waveform diagrams of various parts of the device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... AC power supply, 2... Overcurrent cutoff means, 5, 6.
... Thyristor, 11... Gate pulse circuit, 12.
...Pulse amplifier circuit, 13, 14... Pulse transformer, 15... Zero volt pulse generation circuit, 16... Control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 転流コイルと転流コンデンサからなる共振回路と互
いに逆並列接続されたサイリスタとを並列接続して構成
した静止電力変換装置と、この静止電力変換装置と交流
電源の間に接続された過電流遮断手段と、前記サイリス
タにトリガパルスを供給するパルストランスを有した点
弧回路と、電源電圧の零点に同期した信号を前記点弧回
路に入力して前記点弧回路により前記サイリスタを電源
電圧の零点に同期したパルスで点弧させ、前記過電流遮
断手段を作動させるゼロボルトパルス発生回路と、前記
静止電力変換装置の異常状態を検出し、正常時には前記
ゼロボルトパルス発生回路から前記点弧回路への信号の
入力を禁止するとともに、異常時にはその禁止動作を解
除する制御手段とを備えた静止電力変換装置の保護回路
。 ２ 制御手段はサイリスタの両端の異常電圧を検出し、
その出力によりゼロボルトパルス発生回路から点弧回路
への信号の入力の禁止動作を解除することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の静止電力変換装置の保護回
路。[Claims] 1. A static power converter configured by connecting in parallel a resonant circuit consisting of a commutating coil and a commutating capacitor and thyristors connected in antiparallel to each other, and between this static power converting device and an AC power source. an ignition circuit having an overcurrent cutoff means connected to the thyristor, and a pulse transformer that supplies a trigger pulse to the thyristor; A zero-volt pulse generation circuit that fires the thyristor with a pulse synchronized with the zero point of the power supply voltage and activates the overcurrent cutoff means; and a zero-volt pulse generation circuit that detects an abnormal state of the static power converter and, when normal, generates a signal from the zero-volt pulse generation circuit. A protection circuit for a static power converter, comprising control means for prohibiting input of a signal to the ignition circuit, and for canceling the prohibited operation in the event of an abnormality. 2 The control means detects abnormal voltage across the thyristor,
2. A protection circuit for a static power converter according to claim 1, wherein the output thereof releases a prohibition operation of inputting a signal from the zero volt pulse generation circuit to the ignition circuit.