JPS63171159A

JPS63171159A - 電力変換器の制御監視装置

Info

Publication number: JPS63171159A
Application number: JP61313073A
Authority: JP
Inventors: Hideo Saotome; 英夫早乙女
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-07-14

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）本発明は、インバータ等の電力変換器を備えた主回路盤
と、電力変換器を構成する半導体スイッチ素子の点弧制
御信号や素子監視信号を授受する外部の制御回路とを備
えた電力変換器の制御監視装置に関する。

（従来の技術）従来、この種の制御監視装置として、例えば第３図に示
すものが知られている。すなわち、図において］００は
電力変換器としてのインバータを構成する主回路盤であ
り、この主回路盤１００内には自己消弧形半導体スイッ
チ素子としてのＧＴＯサイリスタ１〜４が直列に接続さ
れ、このうち６Ｔｏサイリスタ１，２は」下アーム、同
３，４は下アームをそれぞれ構成している。なお、ここ
でＧＴＯサイリスタ１〜４は便宜上１相分のみを示しで
ある。

また、これらのＧＴＯサイリスタ１〜４に対応してゲー
ト回路５〜８が設けられていると共に、各素子の動作を
監視する素子監視回路９〜１２がそれぞれ設けられる。

ここで、ゲート回路５〜８は、主回路盤１００からある
程度前れて設置された制御盤２００内の制御回路１３か
ら出力されるオン・オフ指令信号ａによってその動作を
制御されるものであり、素子監視回路９〜１２はＧＴＯ
サイリスタ１〜４の動作状態を監視してその監視信号す
を制御回路１３に送出するものである。

しかして、このように大電力を扱う主回路盤１００と制
御盤２００との間で制御信号（オン・オフ指令信号）ａ
および素子監視信号すを授受する場合には、絶縁を考慮
して両者間をライトガイド（光ケーブル）３００にて接
続し、各信号ａ、ｂを光信号として授受する伝達方法が
採られていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかるにこのような制御監視装置では、比較的高価なラ
イトガイド３００を半導体スイッチ素子の総数の２倍の
本数だけ用意し、このライトガイド３００を主回路盤１
００および制御盤２００間の数１０ｍにわたって通す必
要がある。このため、コストが莫大なものになると共に
、ライトガイド３００を盤外で据え付ける際に、そのね
じれや曲がり等に対して十分な注意を払わなくてはなら
ないという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するべく提案されたもので
、その目的とするところは、主回路盤および制御盤間の
制御監視信号を安価かつ高い信頼性のもとて授受できる
ようにした電力変換器の制御監視装置を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は、ＧＴＯサイリスタ
の如き半導体スイッチ素子を直列に接続して上下アーム
を構成したインバータ等の電力変換器を主回路盤に備え
、前記半導体スイッチ素子の点弧制御信号および素子監
視信号を前記主回路盤の外部に設けた制御回路との間で
授受する電力変換器の制御監視装置において、前記主回
路盤に、電力変換器側と光信号にて前記点弧制御信号お
よび素子監視信号を授受する信号中継器を設けると共に
、この信号中継器と前記制御回路とを前記点弧制御信号
および素子監視信号の伝送路としての電線を介して接続
したことを特徴とする。

また、上記信号中継器としては、電力変換器の上下アー
ムのうち一方のアームの半導体スイッチ素子のオフ確認
信号と、他方のアームの半導体スイッチ素子のオン指令
信号とのアンド条件により前記オン指令信号を前記他方
のアームの半導体スイッチ素子に出力するアンド回路を
備えることが望ましい。

（作用）本発明では、外部の制御回路からの点弧制御信号が電線
を介して主回路盤の信号中継器に入力され、この信号中
継器において光信号に変換されて電力変換器側に入力さ
れる。また、半導体スイッチ素子の素子監視信号は光信
号として信号中継器に入力され、この信号中継器におい
て電気信号に変換された後、電線を介して制御回路に送
出される。

また、必要に応じて設けられる信号中継器内のインター
ロック手段により、電力変換器の上下アームの短絡を防
止する。

（実施例）以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。

第１′図は本発明が適用されるインバータの制御装置を
その１相分について示したものであり、前記同様に１〜
４は自己消弧形半導体スイッチ素子としてのＧＴＯサイ
リスタ（以下、単にサイリスタという）、５〜８はゲー
ト回路、９〜１２は素子監視回路である。主回路盤１０
０Ａ内にはインバータ１相分の信号中継器１４が設けら
れており、この信号中継器】４と制御盤２００Ａ内の制
御回路１３との間は電線３００ａ　、　３００　ｂにて
接続されている。ここで、電線３００ａはサイリスタ１
〜４の点弧制御信号としてのオン・オフ指令信号の伝達
用として、また電線３００ｂは素子監視信号の伝達用と
して用いられる。

更に、信号中継器１４とゲート回路５〜８および素子監
視回路９〜１２間はライトガイドｉ５ａ、１５ｂにてそ
れぞれ接続されており、この間では絶縁確保のため光信
号によって各信号が授受されるようになっている。

次に、信号中継器１４の内部構成を第２図に基づいて説
明する。この信号中継器１４は、インバータ１相分の上
下アームの短絡を防止するためのインターロック機能を
備えており、かかるインターロック機能は、例えば上下
アーム間で転流を行なう場合に、上アームを構成するサ
イリスタ１，２がオフした際に素子監視回路９，１０か
らのオフ確認信号を信号中継器１４が受けた時点をもっ
て制御回路１３からの下アームへのオン指令信号を有効
とする機能である。

すなわちその構成は、電線３００ａに接続されたオンデ
ィレー回路１６と、同じく否定回路１７を介して接続さ
れたオンディレー回路１８と、各オンディレー回路１６
．１８の出力側に設けられたインターロック用のアンド
回路１９．２０と、これらのアンド回路１９、２０の出
力信号を光信号に変換してゲート回路５〜８にそれぞれ
送出する信号変換部２１〜２４と、素子監視回路９〜１
２からの光信号を電気信号に変換してアンド回路２９．
３０にそれぞれ入力する信号変換部２５〜２８と、アン
ド回路２９．３０の出力信号をコード化して電線３００
ｂに送出するエンコーダ３１とからなっている。

なお、アンド回路２９．３０の出力信号はそれぞれアン
ド回路２０．１９の各他方の入力端子に加えられている
。また、信号変換部２１〜２８における図中の記号Ｅ／
○は電気信号から光信号への変換を、またＯ／Ｅは光信
号から電気信号への変換をそれぞれ示している。更に、
アンド回路１９．２０からの出力信号は「１」の場合に
サイリスタ１〜４へのオン指令、各信号変換部２５〜２
８は対応する素子監視回路９〜１２がサイリスタ１〜４
のオフを確認した場合に「１」を出力するものである。

以下、この動作を説明する。まず、例えば制御回路１３
から上アームのサイリスタ１，２にオフ指令、下アーム
のサイリスタ３，４にオン指令を与える場合を考えると
、この時の信号中継器１４に入カされるオン・オフ指令
信号は「Ｏ」であり、この信号はオンディレー回路１６
および信号変換部２１゜２２を介してサイリスタ１，２
に加えられ、これらを直ちにオフさせる。

一方、前記オン・オフ指令信号は否定回路１７により反
転されて「１」となり、オンディレー回路１８に入力さ
れる。このオンディレー回路１８は、反対アーム（上ア
ーム）のサイリスタ１，２のターンオフ時間以上の間、
自己のアーム（下アーム）のサイリスタ３，４へのオン
指令を遅らせるものであり、オフ指令は遅らせることな
く次段のアンド回路２０に出力される。

そしてアンド回路２０では、オンディレー回路１８から
のオン指令と、上アームのサイリスタ１，２の消弧を確
認した素子監視回路２５．２６ないしアンド回路２９の
出力信号とのアンド条件にてオン指令「１」を出力する
。このオン指令は信号変換回路２３゜２４を介して下ア
ームのゲート回路７，８に加えられ、サイリスタ３，４
をターンオンさせるものである。

以上の動作は、上アームのサイリスタ１，２をターンオ
ンさせる場合も実質的に同一であり、この実施例によれ
ば転流時に上下アームが短絡するのを確実に防止するこ
とができると共に、制御回路１３の誤動作によって上下
アーム双方のサイリスタ１〜４にオン指令が出力された
ような場合にも上下アームの短絡を防止することができ
る。

なお、本発明はこの実施例のようなインバータの制御回
路ばかりでなく、サイリスクコンバータ等にも適用可能
である。

（発明の効果）以上詳述したように本発明によれば、主回路盤および制
御盤ないし制御回路間の制御監視信号を安価かつ取扱い
の容易な電線を介して伝達すると共に、主回路盤内での
ライトガイドによる信号伝送路を最小限にしたから、極
めて経済的な制御装置を実現することができる。

また、必要に応じて信号中継器内にインターロック手段
を備えることにより、電力変換器の上下アームの短絡を
確実に防止して信頼性の高い制御装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は信号
中継器の内部構成図、第３図は従来例を示す構成図であ
る。１〜４・・・ＧＴＯサイリスタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体スイッチ素子を直列に接続して上下アーム
を構成した電力変換器を主回路盤に備え、前記半導体ス
イッチ素子の点弧制御信号および素子監視信号を前記主
回路盤の外部に設けた制御回路との間で授受する電力変
換器の制御監視装置において、前記主回路盤に、電力変換器側と光信号にて前記点弧制
御信号および素子監視信号を授受する信号中継器を設け
ると共に、この信号中継器と前記制御回路とを前記点弧
制御信号および素子監視信号の伝送路としての電線を介
して接続したことを特徴とする電力変換器の制御監視装
置。
（２）信号中継器は、電力変換器の上下アームのうち一
方のアームの半導体スイッチ素子のオフ確認信号と、他
方のアームの半導体スイッチ素子のオン指令信号とのア
ンド条件により、前記オン指令信号を前記他方のアーム
の半導体スイッチ素子のゲート回路に出力する手段を備
えてなる特許請求の範囲第１項記載の電力変換器の制御
監視装置。