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JP6432472B2 - Power switching device - Google Patents
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Description

この発明は、2つの交流電源を交互に切り換えて負荷へ給電するための電源切換装置に関する。   The present invention relates to a power supply switching device for alternately switching two AC power supplies and supplying power to a load.

一般に、インバータを備えた交流電源から負荷に給電する場合、インバータの故障時や点検時にインバータを備えた交流電源から、商用の交流電源に切り換えて商用交流電源から負荷へ給電することが行われる。     In general, when power is supplied to a load from an AC power source including an inverter, the AC power source including the inverter is switched from the AC power source including the inverter to a commercial AC power source when the inverter is broken or inspected, and power is supplied from the commercial AC power source to the load.

このように2つの電源の間で瞬間的に切り換える場合、負荷変動に伴う電圧変動が発生するとともに、電源間に横流が流れる。     Thus, when switching between two power supplies instantaneously, the voltage fluctuation accompanying a load fluctuation generate | occur | produces and a cross current flows between power supplies.

このような電圧変動や、横流の発生を抑制するための電源切換装置として、従来から特許文献1や2に示される装置が知られている。しかし、この従来の電源切換装置には、インバータを備える電源の電圧と、もう一方の商用交流電源の電圧とを同期させて切換えを行う同期切換手段や、横流を抑制する横流抑制手段などを備えるので、構成が複雑になる問題がある。
Conventionally, devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known as power supply switching devices for suppressing such voltage fluctuations and cross currents. However, this conventional power source switching device includes a synchronous switching unit that performs switching by synchronizing the voltage of the power source including the inverter with the voltage of the other commercial AC power source, a cross current suppressing unit that suppresses the cross current, and the like. Therefore, there is a problem that the configuration becomes complicated.

特開平09−019065号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-019065 特公平07−004052号公報Japanese Patent Publication No. 07-004052

この発明は、前記の従来装置における問題を解決するため、同期切換え手段や、横流を抑制する横流抑制手段などを設けることなく、電源切換え時に横流の発生を確実に防止することのできる、構成の簡単な電源切換装置を提供することを課題とする。   In order to solve the problems in the above-described conventional device, the present invention has a configuration that can reliably prevent the occurrence of a cross current at the time of power switching without providing a synchronous switching means or a cross current suppressing means for suppressing a cross current. It is an object to provide a simple power supply switching device.

前記の課題を解決するため、この発明は、第1と第2の2つの交流電源のそれぞれから共通の負荷へ給電する2つの給電回路に、それぞれ給電スイッチを設け、これらの給電スイッチの切換えにより負荷へ給電する電源を切換える電源切換装置において、前記2つの給電スイッチを、それぞれ2つのサイリスタ素子を逆極性に並列接続して構成し、前記2つの給電スイッチを切換えて電源を切り換える際、オンしている一方の給電スイッチの各サイリスタにゲートオフ信号を与え、このオンしている側の給電スイッチの各サイリスタがオフした後に、オフしている他方の給電スイッチの各サイリスタにゲートオン信号を与えて、各サイリスタをオンさせることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a power supply switch in each of two power supply circuits that supply power to a common load from each of the first and second AC power supplies, and by switching these power supply switches. In the power supply switching device for switching the power supply for supplying power to the load, the two power supply switches are configured by connecting two thyristor elements in parallel with opposite polarities, respectively, and are switched on when switching the power supply by switching the two power supply switches. A gate-off signal is given to each thyristor of one feeding switch that is turned on, a gate-on signal is given to each thyristor of the other feeding switch that is turned off after each thyristor of the feeding switch on the turned-on side is turned off, Each thyristor is turned on.

この発明においては、オンしている側の給電スイッチにおける各サイリスタのオフしたことを検知する手段として、前記給電スイッチを通流する電流の極性の反転を判別する極性判別手段と、前記給電スイッチを通流する電流がほぼゼロになったことを検知するゼロ電流検出器とを備えることができる。   In the present invention, as means for detecting that each thyristor in the on-side power supply switch is turned off, polarity determination means for determining inversion of the polarity of the current flowing through the power supply switch, and the power supply switch And a zero current detector for detecting that the flowing current is almost zero.

この発明によれば、2つの交流電源から共通の負荷へ給電する2つの給電回路にそれぞれ設けた、サイリスタ素子で構成した給電スイッチのオン、オフを切り換えて電源の切換えを行うとき、オンしている一方の前記給電スイッチにオフ指令を与え、そのサイリスタがオフになった後に、オフしている他方の給電スイッチのサイリスタにオン指令を与えて、そのサイリスタをオンにするようにしているので、特別な横流抑制装置を設けることなしに電源の切り換え時に電源間に横流が流れることを防止することができる。このため、切換装置の構成を簡単にすることができる。   According to the present invention, when switching the power supply by switching on and off the power supply switch composed of thyristor elements provided in the two power supply circuits that supply power to the common load from the two AC power supplies, the power supply is switched on. Since the off command is given to one of the power supply switches, and the thyristor is turned off, the on command is given to the thyristor of the other power feed switch that is turned off, so that the thyristor is turned on. Without providing a special cross current suppressing device, it is possible to prevent a cross current from flowing between the power sources when the power source is switched. For this reason, the configuration of the switching device can be simplified.

この発明の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the Example of this invention. この発明の実施例の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of the Example of this invention.

この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings.

図1は、この発明の電源切換装置の実施例であり、三相交流回路の一相分を示す構成図である。   FIG. 1 shows an embodiment of a power supply switching device according to the present invention, and is a configuration diagram showing one phase of a three-phase AC circuit.

図1において、1および2は、第1および第2の交流電源である。この2つの交流電源のそれぞれから、給電路11および21を切り換えて共通の負荷5に給電する。給電路11および21には、それぞれ、電流検出器12、22、および負荷5への給電路を選択的に切換えるための給電スイッチ3、4が設けられている。給電スイッチ3および4は、それぞれ2つのサイリスタを3P、3Nおよび4P、4Nを逆極性に並列接続して構成される。   In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote first and second AC power supplies. From each of the two AC power sources, the power supply paths 11 and 21 are switched to supply power to the common load 5. The power feed paths 11 and 21 are provided with current detectors 12 and 22 and power feed switches 3 and 4 for selectively switching power feed paths to the load 5, respectively. The power feeding switches 3 and 4 are each configured by connecting two thyristors in parallel with 3P, 3N and 4P, 4N in reverse polarity.

給電スイッチ3および4には、それぞれ、切換制御回路30および40が付属する。切換制御回路30および40は、外部からの切換指令により一方の給電スイッチがオンしているときは他方の給電スイッチがオフされ、2つの給電スイッチ3、4が同時にオンされることがないように、給電スイッチ3、4のオン、オフを制御する。   Switching control circuits 30 and 40 are attached to the power supply switches 3 and 4, respectively. The switching control circuits 30 and 40 are configured so that when one power feeding switch is turned on by an external switching command, the other power feeding switch is turned off and the two power feeding switches 3 and 4 are not turned on at the same time. The power supply switches 3 and 4 are turned on and off.

切換制御回路30は、給電スイッチ3に対するオン指令ON3により、給電スイッチ3のサイリスタ3P,3Nへのゲート信号G3P、G3Nをオン(「1」)にし、給電スイッチ4のサイリスタ4P,4Nへのゲート信号G4P、G4Nをオフ(「0」)にする動作をする。そして、切換制御回路40は、給電スイッチ4に対するオン指令ON4により、給電スイッチ4のサイリスタ4P、4Nへのゲート信号G4P、G4Nをオン(「1」)にし、給電スイッチ3のサイリスタ3P、3Nへのゲート信号G3P、G3Nをオフ(「0」)にする動作をする。   The switching control circuit 30 turns on (“1”) the gate signals G3P and G3N to the thyristors 3P and 3N of the power supply switch 3 in response to an ON command ON3 to the power supply switch 3, and gates the power supply switch 4 to the thyristors 4P and 4N. The operation of turning off the signals G4P and G4N (“0”) is performed. Then, the switching control circuit 40 turns on (“1”) the gate signals G4P and G4N to the thyristors 4P and 4N of the power supply switch 4 in response to an ON command ON4 to the power supply switch 4 to the thyristors 3P and 3N of the power supply switch 3. The gate signals G3P and G3N are turned off (“0”).

切換制御回路30および40は、同じ構成を有するので、切換制御回路30の構成を説明し、切換制御回路40の同一構成要素の符号をカッコ書きで併せて示す。   Since the switching control circuits 30 and 40 have the same configuration, the configuration of the switching control circuit 30 will be described, and the reference numerals of the same components of the switching control circuit 40 are also shown in parentheses.

極性判別器31P、31N(41P、41N)は、給電路22(12)の交流電流I2(I1)を予め設定した基準値0と比較して電流の極性反転を判別する。切換制御回路30(40)の極性判別器31P(41P)は、相手方の交流電源2(1)側の電流検出器22(12)で検出される給電路21(11)の交流電流I2(I1)の極性が正から負へ反転したことを判別したとき、「1」となる判別信号を出力し、それ以外のときは「0」となる判別信号を出力する。極性判別器31N(41N)は、相手方の交流電源2(1)側の電流検出器22(12)で検出される給電路21(11)の交流電流I2(I1)が、負から正へ反転したことを判別したとき、「1」となる判別信号を出力し、それ以外のときは「0」となる判別信号を出力する。極性判別器31P、31N(41P、41N)の判別出力はそれぞれアンドゲート32P、32N(42P、42N)の一方の入力端に加えられる。   The polarity discriminators 31P and 31N (41P and 41N) discriminate the polarity reversal of the current by comparing the alternating current I2 (I1) of the power feeding path 22 (12) with a preset reference value 0. The polarity discriminator 31P (41P) of the switching control circuit 30 (40) is connected to the AC current I2 (I1) of the power supply path 21 (11) detected by the current detector 22 (12) on the other AC power supply 2 (1) side. ) Outputs a determination signal that is “1” when the polarity is inverted from positive to negative, and outputs a determination signal that is “0” otherwise. In the polarity discriminator 31N (41N), the AC current I2 (I1) of the power supply path 21 (11) detected by the current detector 22 (12) on the other party AC power supply 2 (1) side is inverted from negative to positive. When it is determined that it has been performed, a determination signal that is “1” is output, and in other cases, a determination signal that is “0” is output. The discrimination outputs of the polarity discriminators 31P and 31N (41P and 41N) are applied to one input terminals of AND gates 32P and 32N (42P and 42N), respectively.

アンドゲート32P、32N(42P、42N)の他方の入力端には、相手方の切換制御回路40(30)の指令入力端S41(S31)に加えられる給電スイッチ4(3)に対するオン指令ON4(ON3)がノット回路38(48)を介して加わる。このため、オン指令ON4(ON3)がオフ(「0」)のときに、極性判別器31P、31N(41P、41N)の出力がアンドゲート32P、32N(42P、42N)から取り出される。   On the other input terminal of the AND gates 32P, 32N (42P, 42N), an ON command ON4 (ON3) for the power supply switch 4 (3) applied to the command input terminal S41 (S31) of the counterpart switching control circuit 40 (30). ) Is added via the knot circuit 38 (48). Therefore, when the ON command ON4 (ON3) is OFF (“0”), the outputs of the polarity discriminators 31P and 31N (41P and 41N) are taken out from the AND gates 32P and 32N (42P and 42N).

フリップフロップ34P、34N(44P、44N)は、アンドゲート32P、32N(42P、42N)を介して加わるセット入力端Sに極性判別器31P、31N(41P、41N)の判別出力が「1」のときセットされる。フリップフロップ34P、34N(44P、44N)は、セットされると、ゲートオン許可信号GA3P、GA3N(GA4P、GA4N)を「1」にして保持する。このフリップフロップ34P、34Nが出力するゲートオン許可信号GA3P、GA3N(GA4P、GA4N)がオン(「1」)となると、アンドゲート35P、35N(45P、45N)が開き、給電スイッチ3(4)に対するオン指令ON3(ON4)が、ゲート信号G3P、G3N(G4P、G4N)としてサイリスタ3P、3N(4P、4N)のゲートに加わる。   In the flip-flops 34P and 34N (44P and 44N), the discrimination outputs of the polarity discriminators 31P and 31N (41P and 41N) are “1” to the set input terminal S added via the AND gates 32P and 32N (42P and 42N). Set when. When the flip-flops 34P and 34N (44P and 44N) are set, the gate-on permission signals GA3P and GA3N (GA4P and GA4N) are set to “1” and held. When the gate-on permission signals GA3P and GA3N (GA4P and GA4N) output from the flip-flops 34P and 34N are turned on (“1”), the AND gates 35P and 35N (45P and 45N) are opened, and the power supply switch 3 (4) An ON command ON3 (ON4) is applied to the gates of thyristors 3P and 3N (4P and 4N) as gate signals G3P and G3N (G4P and G4N).

フリップフロップ34P、34N(44P、44N)のリセット入力端Rに給電スイッチ3(4)に対するオン指令ON3(ON4)がノット回路37(47)を介して加わるので、フリップフロップ34P、34N(44P、44N)は、オン指令ON3(ON4)がオフ(「0」)となったとき、リセットされ、保持したゲートオン許可信号GA3P,GA3N(GA4P、GA4N)をオフ(「0」)にする。これによりアンドゲート35P、35N(45P、45N)が閉じて、スイッチ3(4)の各サイリスタのゲートに加えるゲート信号G3P、G3N(G4P、G4N)をオフ(「0」)にする。   Since the ON command ON3 (ON4) for the feed switch 3 (4) is applied to the reset input terminal R of the flip-flops 34P and 34N (44P and 44N) via the knot circuit 37 (47), the flip-flops 34P and 34N (44P, 44N) is reset when the ON command ON3 (ON4) is turned off ("0"), and turns off the held gate-on permission signals GA3P, GA3N (GA4P, GA4N). As a result, the AND gates 35P and 35N (45P and 45N) are closed, and the gate signals G3P and G3N (G4P and G4N) applied to the gates of the thyristors of the switch 3 (4) are turned off (“0”).

切換制御回路30(40)は、さらに、給電スイッチ3(4)がオフしたことを検出するスイッチオフ検出器36(46)を備える。このスイッチオフ検出器36(46)は、電流検出器22(12)で検出される給電路21(11)の電流I2(I1)がほぼゼロになったとき、「1」となる検出信号を発生するゼロ電流検出器36I(46I)と、このゼロ電流検出器36I(46I)の出力信号を所定時間αだけ遅らせる遅延回路36D(46D)とで構成される。   The switching control circuit 30 (40) further includes a switch-off detector 36 (46) that detects that the power feeding switch 3 (4) is turned off. The switch-off detector 36 (46) outputs a detection signal that becomes “1” when the current I2 (I1) of the power supply path 21 (11) detected by the current detector 22 (12) becomes almost zero. The generated zero current detector 36I (46I) and a delay circuit 36D (46D) that delays the output signal of the zero current detector 36I (46I) by a predetermined time α.

スイッチオフ検出器36(46)の出力は、アンドゲート36A(46A)、オアゲート33P、33N(43P、43N)を介して、フリップフロップ34P、34N(44P、44N)のセット入力端Sに加えられる。アンドゲート36A(46A)の他方の入力端には、相手方の給電スイッチ4(3)に対するオン指令ON4(ON3)がノット回路38(48)を介して加えられる。このため、アンドゲート36A(46A)は、相手方の給電スイッチ4(3)に対するオン指令ON4(ON3)がオフ(「0」)のときアンドゲート32P、32N(42P、42N)とともに開く。このため、給電スイッチ4(3)のオン指令ON4(ON3)がオフ(「0」)のときだけ、ゼロ電流検出器36(46)の出力信号DI3(DI4)が、オアゲート33P、33N(43P、43N)を介してフリップフロップ34P、34N(44P、44N)のセット入力端Sに加わる。   The output of the switch-off detector 36 (46) is applied to the set input terminal S of the flip-flops 34P and 34N (44P and 44N) via the AND gate 36A (46A) and the OR gates 33P and 33N (43P and 43N). . An ON command ON4 (ON3) for the other power supply switch 4 (3) is applied to the other input terminal of the AND gate 36A (46A) via a knot circuit 38 (48). For this reason, the AND gate 36A (46A) is opened together with the AND gates 32P and 32N (42P and 42N) when the ON command ON4 (ON3) for the other power supply switch 4 (3) is OFF (“0”). For this reason, only when the ON command ON4 (ON3) of the power supply switch 4 (3) is OFF (“0”), the output signal DI3 (DI4) of the zero current detector 36 (46) is OR gates 33P and 33N (43P). 43N) to the set input terminal S of the flip-flops 34P, 34N (44P, 44N).

次に、このように構成されたこの発明の電源切換装置の動作を、図2に示す動作波形図を参照して説明する。   Next, the operation of the power supply switching device of the present invention configured as described above will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG.

図2のt0時点においては、切換制御回路30の指令入力端S31に加えられた電源1側の給電スイッチ3に対するオン指令ON3がオン(「1」)で、切換制御回路40の指令入力端S41に加えられた電源2側の給電スイッチ4に対するオン指令ON4がオフ(「0」)となっている(図2(c)、(d)参照)。   At time t0 in FIG. 2, the ON command ON3 for the power supply switch 3 on the power source 1 side applied to the command input terminal S31 of the switching control circuit 30 is ON (“1”), and the command input terminal S41 of the switching control circuit 40 is ON. The ON command ON4 for the power supply switch 4 on the power source 2 side added to is OFF (“0”) (see FIGS. 2C and 2D).

このため、切換制御回路30においては、フリップフロップ34P、34Nがセットされ、アンドゲート35P、35Nが開となって給電スイッチ3のサイリスタ3P、3Nのゲート信号G3P,G3Nがオン(「1」)となって、給電スイッチ3がオンし、電源1から負荷5へ給電が行われる。   For this reason, in the switching control circuit 30, the flip-flops 34P and 34N are set, the AND gates 35P and 35N are opened, and the gate signals G3P and G3N of the thyristors 3P and 3N of the feed switch 3 are turned on (“1”). Thus, the power supply switch 3 is turned on, and power is supplied from the power source 1 to the load 5.

一方、切換制御回路40においては、フリップフロップ44P、44Nがリセットされるとともに、アンドゲート45P、45Nが閉となって給電スイッチ4のサイリスタ4P、4Nへのゲート信号G4P、G4Nがオフ(「0」)となり、給電スイッチ4がオフされる。このため、電源2から負荷5への給電は停止される。   On the other hand, in the switching control circuit 40, the flip-flops 44P and 44N are reset, the AND gates 45P and 45N are closed, and the gate signals G4P and G4N to the thyristors 4P and 4N of the power feeding switch 4 are turned off (“0 ]) And the power feed switch 4 is turned off. For this reason, the power supply from the power source 2 to the load 5 is stopped.

t1時点で、負荷5への給電を、電源1から電源2に切換えるために、図2(c)、(d)に示すように、給電スイッチ3へのオン指令ON3をオフ(「0」)に、給電スイッチ4へのオン指令ON4をオン(「1」)に切り換える。   At time t1, in order to switch the power supply to the load 5 from the power supply 1 to the power supply 2, as shown in FIGS. 2C and 2D, the ON command ON3 to the power supply switch 3 is turned off (“0”). In addition, the on command ON4 to the power supply switch 4 is switched on ("1").

これによって、切換制御回路30においては、フリップフロップ34P、34Nが、オフ(「0」)したオン指令ON3をノット回路37により反転したによりリセットされ、保持しているゲートオン許可信号GA3P、GA3Nがオフ(「0」)になる(図2(k)、(l)参照)。そして、同時にオン指令ON3がオフ(「0」)することによりアンドゲート35P,35Nから給電スイッチ3のサイリスタ3P、3Nへ加えられるゲート信号G3P、G3Nがオフ(「0」)となる。サイリスタ3P、3Nは、ゲート信号がオフされても、まだ電流I1が流れていれば、直ちにオフとなることはない。ここでは、サイリスタ3Nがオフし、サイリスタ3Pがオンしているので、オンしているサイリスタ3Pは、ゲート信号G3Pがオフし、その電流I1がゼロ点を通過して極性を反転するt2時点でオフする。これによって給電スイッチ3がオフとなり、電流I1が遮断される。   As a result, in the switching control circuit 30, the flip-flops 34P and 34N are reset by inverting the ON command ON3 turned off ("0") by the knot circuit 37, and the held gate-on permission signals GA3P and GA3N are turned off. ("0") (see FIGS. 2 (k) and (l)). At the same time, when the ON command ON3 is turned off ("0"), the gate signals G3P and G3N applied from the AND gates 35P and 35N to the thyristors 3P and 3N of the power supply switch 3 are turned off ("0"). The thyristors 3P and 3N are not immediately turned off if the current I1 still flows even when the gate signal is turned off. Here, since the thyristor 3N is turned off and the thyristor 3P is turned on, the gate signal G3P is turned off at the time t2 when the gate signal G3P is turned off and the current I1 passes through the zero point and reverses the polarity. Turn off. As a result, the power supply switch 3 is turned off and the current I1 is cut off.

切換制御回路40においては、電源1側の電流I1の極性反転を判別する極性判別器41Pが、t2時点で、電流I1がゼロとなることにより、極性が反転したことを判別し、判別出力信号D41Pを「0」(オフ)とする(図2(g)参照)。この判別出力信号D41Pが、給電スイッチ3に対する「0」(オフ)のオン指令ON3によって開となっているアンドゲート42Pとオアゲート43Pを介して、フリップフロップ44Pのセット入力端Sに加わり、フリップフロップ44Pがセットされる。これにより、フリップフロップ44Pがゲートオン許可信号GA4Pを「1」(オン)にして保持する。このゲートオン許可信号GA4Pによってアンドゲート45Pが開となり、給電スイッチ4に対するオン指令ON4が、給電スイッチ4のサイリスタ4Pのゲートにゲートオン信号G4Pとして加えられる。これにより、サイリスタ4Pが直ちにオンする。   In the switching control circuit 40, the polarity discriminator 41P that discriminates the polarity reversal of the current I1 on the power source 1 side discriminates that the polarity is reversed by the current I1 becoming zero at the time t2, and the discrimination output signal D41P is set to “0” (off) (see FIG. 2G). This discrimination output signal D41P is applied to the set input terminal S of the flip-flop 44P through the AND gate 42P and the OR gate 43P which are opened by the ON command ON3 of “0” (off) to the power supply switch 3, and the flip-flop 44P is set. As a result, the flip-flop 44P sets the gate-on permission signal GA4P to “1” (on) and holds it. The gate-on permission signal GA4P opens the AND gate 45P, and an ON command ON4 for the power supply switch 4 is applied to the gate of the thyristor 4P of the power supply switch 4 as a gate-on signal G4P. Thereby, the thyristor 4P is immediately turned on.

t1からt2の期間、転換先のサイリスタ4Pのみにオン信号が与えられるが、転換先の他の相のN側のサイリスタの導通状態によって、電源2から負荷5への給電の有無が決まる。t2以降、電流I1がゼロになるため、N側のサイリスタのゲートオンを許可する極性判別器41Nが出力しなくなる。   During the period from t1 to t2, an ON signal is given only to the conversion destination thyristor 4P, but whether or not power is supplied from the power source 2 to the load 5 is determined by the conduction state of the N-side thyristor of the other phase of the conversion destination. Since the current I1 becomes zero after t2, the polarity discriminator 41N that permits the gate-on of the N-side thyristor does not output.

極性判別器41Nに代わって、ゼロ電流検出器46Iが、電流I1がゼロとなるt2時点でこれを検出し、「1」となる検出信号を発生する。この信号が遅延回路46Dにより所定の時間αだけ遅らされて、t3時点で、スイッチオフ検出器46が給電スイッチ3のオフを示す「1」となる検出信号DS4が発生される(図2(j)参照)。この信号DS4は、「0」となっている給電スイッチ3に対するオン指令ON3がノット回路48を介して反転して加わることによって開となっているアンドゲート46Aと、オアゲート43P、43Nを介して、フリップフロップ44P、44Nのセット端子Sに加わる。これによって、リップフロップ44Nもセットされ、ゲートオン許可信号GA4Nを「1」(オン)にして保持する(図2(n)参照)。   Instead of the polarity discriminator 41N, the zero current detector 46I detects this at the time t2 when the current I1 becomes zero, and generates a detection signal which becomes “1”. This signal is delayed by a predetermined time α by the delay circuit 46D, and at time t3, a detection signal DS4 is generated in which the switch-off detector 46 becomes “1” indicating that the power supply switch 3 is turned off (FIG. 2 ( j)). This signal DS4 is supplied via an AND gate 46A which is opened when the ON command ON3 for the power supply switch 3 which is “0” is inverted through the knot circuit 48 and OR gates 43P and 43N. Applied to the set terminal S of the flip-flops 44P and 44N. As a result, the lip flop 44N is also set, and the gate on permission signal GA4N is set to “1” (on) and held (see FIG. 2 (n)).

フリップフロップ44Nが保持した「1」(オン)となったセットゲートオン許可信号GA4Nが、アンドゲート45Nに加わり、アンドゲート45Nが開となる。これにより、指令入力端S41からの給電スイッチ4に対するオン指令ON4が、ゲート信号G4Nとして給電スイッチ4のサイリスタ4Nのゲートに加わる(図2(n)参照)。t3の時点でP側、N側の両方のゲート信号が転換先のサイリスタ4P、4Nに与えられる。   The set gate ON permission signal GA4N which is held “1” (ON) held by the flip-flop 44N is applied to the AND gate 45N, and the AND gate 45N is opened. As a result, the ON command ON4 for the power supply switch 4 from the command input terminal S41 is applied to the gate of the thyristor 4N of the power supply switch 4 as the gate signal G4N (see FIG. 2 (n)). At time t3, both the P-side and N-side gate signals are applied to the thyristors 4P and 4N that are the conversion destinations.

このように、ゲート信号G4Nが加えられた給電スイッチ4のサイリスタ4Nは、電流I2が負極性となるt4時点からオンし、給電スイッチ4がオンする。以後は、電流I2の極性に応じて、給電スイッチ4の両方のサイリスタ4P、4Nが交互にオンして、負荷5への給電を行う(図2(b)、(t)参照)。   Thus, the thyristor 4N of the feed switch 4 to which the gate signal G4N is applied is turned on from the time t4 when the current I2 becomes negative, and the feed switch 4 is turned on. Thereafter, both thyristors 4P and 4N of the power supply switch 4 are alternately turned on according to the polarity of the current I2 to supply power to the load 5 (see FIGS. 2B and 2T).

スイッチオフ検出器46で、電流ゼロの検出から所定時間αだけ出力を遅らせるのは、給電スイッチ4への切換え時に、給電スイッチ4のサイリスタ4Nが、サイリスタ3Pと同時に導通(オン)して、電源1側から電源2側へ横流が流れるのを防止するためである。このため、出力を遅らせる時間αは、サイリスタ3Pと4Nが同時に導通するのを防止できる時間に設定する。   The switch-off detector 46 delays the output for a predetermined time α from the detection of the current zero because the thyristor 4N of the power supply switch 4 is turned on simultaneously with the thyristor 3P when switching to the power supply switch 4. This is to prevent cross current from flowing from the first side to the power source 2 side. For this reason, the time α for delaying the output is set to a time that can prevent the thyristors 3P and 4N from conducting simultaneously.

次に、負荷5へ給電する電源を電源2から電源1に切り換えるときの動作を説明する。   Next, the operation when the power source for supplying power to the load 5 is switched from the power source 2 to the power source 1 will be described.

給電する電源を電源2から電源1に切り換えるために、図2(c)、(d)に示すように、t10時点で、切換制御回路40の給電スイッチ4に対するオン指令ON4を「1」(オン)から「0」(オフ)に、切換制御回路30の給電スイッチ3に対するオン指令ON3を「0」(オフ)から「1」(オン)に切り換える。   In order to switch the power supply from the power supply 2 to the power supply 1, as shown in FIGS. 2C and 2D, the ON command ON4 for the power supply switch 4 of the switching control circuit 40 is set to “1” (ON) as shown in FIGS. ) To “0” (off), the on command ON3 for the power supply switch 3 of the switching control circuit 30 is switched from “0” (off) to “1” (on).

これによって、切換制御回路40における給電スイッチ4へのゲート信号G4P、G4Nが直ちに「0」(オフ)になるが、給電スイッチ4のサイリスタ4Nに電流I2の負の電流が流れているので、そのまま導通し、電流I2を流し続ける(図2(b)参照)。また、「0」(オフ)となったオン指令ON4がノット回路47を介してリセット入力端Rに加わるため、フリップフロップ44P、44Nは、リセットされ、図2(q)、(r)に示すようにゲートオン許可信号GA4P,GA4Nが「0」(オフ)となる。   As a result, the gate signals G4P and G4N to the power supply switch 4 in the switching control circuit 40 immediately become “0” (off), but since a negative current of the current I2 flows through the thyristor 4N of the power supply switch 4, Conduction continues and current I2 continues to flow (see FIG. 2B). Further, since the ON command ON4 that has become “0” (OFF) is applied to the reset input terminal R via the knot circuit 47, the flip-flops 44P and 44N are reset, as shown in FIGS. 2 (q) and (r). Thus, the gate-on permission signals GA4P and GA4N are “0” (off).

電流I2が、ゼロまで減少するt10からt11の期間で、切換制御回路30の電流極性判別器31Nが電流I2の負極性を判別して、判別信号D31Nを「1」(オン)とする(図2(f)参照)。この極性判別器31Nからの判別信号がアンドゲート32N、オアゲート33Nを介して、セット入力端Sに加わり、フリップフロップ34Nがセットされ、ゲートオン許可信号GA3Nを「1」(オン)にして保持する。このゲートオン許可信号GA3Nによって、アンドゲート35Nが開き、オン指令ON3がゲート信号G3Nとして、給電スイッチ3の負側のサイリスタ3Nのゲートに加えられる。これにより、サイリスタサイリスタ3Nが点弧導通(オン)する。   In the period from t10 to t11 when the current I2 decreases to zero, the current polarity discriminator 31N of the switching control circuit 30 discriminates the negative polarity of the current I2 and sets the discrimination signal D31N to “1” (ON) (FIG. 2 (f)). The discrimination signal from the polarity discriminator 31N is applied to the set input terminal S via the AND gate 32N and the OR gate 33N, the flip-flop 34N is set, and the gate on permission signal GA3N is set to “1” (on) and held. The gate-on permission signal GA3N opens the AND gate 35N, and the ON command ON3 is applied as the gate signal G3N to the gate of the negative side thyristor 3N of the power supply switch 3. As a result, the thyristor thyristor 3N is turned on (turned on).

t10からt11の期間、転換先のサイリスタ3Nのみにオン信号が与えられるが、転換先の他の相のP側のサイリスタの導通状態によって、電源1から負荷5への給電の有無が決まる。t11以降、電流I2がゼロになるため、P側のサイリスタのゲートオンを許可する極性判別器31Pが出力しなくなる。   During the period from t10 to t11, an ON signal is given only to the conversion destination thyristor 3N, but whether or not power is supplied from the power source 1 to the load 5 is determined by the conduction state of the P-side thyristor of the other phase of the conversion destination. After t11, since the current I2 becomes zero, the polarity discriminator 31P that permits gate-on of the P-side thyristor does not output.

極性判別器31Pに代わって、t11時点で電流I2がゼロに減少するので、これが切換制御回路30のゼロ電流検出器36Iにより検出される。この検出信号は遅延回路36Dからこれから所定時間α遅れて給電スイッチ3のオフ検出信号DS3として出力される(図2(i)参照)。このスイッチオフ検出信号DS3は、アンドゲート32A、オアゲート34P、34Nを介してフリップフロップ34P、34Nのセット入力端Sに加わるので、フリップフロップ34Pもセットされて、ゲートオン許可信号GA3Pをオン(「1」)にして保持する(図2(k)参照)。   Instead of the polarity discriminator 31P, the current I2 decreases to zero at time t11, and this is detected by the zero current detector 36I of the switching control circuit 30. This detection signal is output from the delay circuit 36D as the OFF detection signal DS3 of the power feeding switch 3 after a predetermined time α (see FIG. 2 (i)). Since the switch-off detection signal DS3 is applied to the set input terminal S of the flip-flops 34P and 34N via the AND gate 32A and the OR gates 34P and 34N, the flip-flop 34P is also set and the gate-on permission signal GA3P is turned on (“1 )) And hold (see FIG. 2 (k)).

このゲートオン許可信号GA3Pによって、アンドゲート35Pが開き、オン指令ON3が、ゲート信号G3Pとして、給電スイッチ3の正側サイリスタ3Pのゲートに加えられる。これにより、電流I1が正極性となるt13において、負側サイリスタ3Nはオフし、正側サイリスタ3Pがオンする。以後は、オン指令ON3がオフ(「0」)になるまで、給電スイッチ3のサイリスタ3P、3Nが電流I1の極性に応じて交互にオンし、負荷3への給電を行う。   The gate-on permission signal GA3P opens the AND gate 35P, and the ON command ON3 is applied to the gate of the positive side thyristor 3P of the power supply switch 3 as the gate signal G3P. Thereby, at t13 when the current I1 becomes positive, the negative thyristor 3N is turned off and the positive thyristor 3P is turned on. Thereafter, the thyristors 3P and 3N of the power supply switch 3 are alternately turned on according to the polarity of the current I1 until the on command ON3 is turned off (“0”), and power is supplied to the load 3.

以上のとおり、この発明おいては、2つの交流電源から1つの負荷に給電するための給電回路のそれぞれに、サイリスタを逆極性に並列接続して構成した給電スイッチを設け、この給電スイッチを切り換えるとき、オンしている側の給電スイッチが完全にオフになった後に、オフしている側の給電スイッチをオンにするので、電源の切り換え時に電源間に流れる横流を防止することができる。   As described above, in the present invention, each of the power supply circuits for supplying power to one load from two AC power supplies is provided with a power supply switch configured by connecting thyristors in reverse polarity in parallel, and this power supply switch is switched. At this time, since the power supply switch on the side that is turned on is turned on after the power supply switch on the side that is turned on is completely turned off, it is possible to prevent the cross current that flows between the power supplies when the power supply is switched.

1,2:交流電源
11,21:給電路
12:22:電流検出器
3,4:給電スイッチ
3P,3N,4P,4N:サイリスタ
30,40:切換制御回路
31P,31N,41P,41N:極性判別器
32A,32P,32N,35P,35N,42A,42P,42N,45P,45N:アンドゲート
33P,33N,43P,43N:オアゲート
34P,34N,44P,44N:フリップフロップ
36,46:スイッチオフ検出器
37,38,47,48:ノット回路
S31,S41:開閉指令入力端
ON3:給電スイッチ3に対するオン指令
ON4:給電スイッチ4に対するオン指令。
1, 2: AC power supply 11, 21: Feed path 12: 22: Current detector 3, 4: Feed switch 3P, 3N, 4P, 4N: Thyristor 30, 40: Switching control circuit 31P, 31N, 41P, 41N: Polarity Discriminators 32A, 32P, 32N, 35P, 35N, 42A, 42P, 42N, 45P, 45N: AND gates 33P, 33N, 43P, 43N: OR gates 34P, 34N, 44P, 44N: flip-flops 36, 46: switch-off detection Units 37, 38, 47, 48: Knot circuits S 31 and S 41: Opening / closing command input terminal ON 3: ON command ON for power feed switch 3 4: ON command for power feed switch 4.

Claims (1)

第1と第2の2つの交流電源のそれぞれから共通の負荷へ給電する2つの給電回路に、それぞれサイリスタ素子の逆極性並列接続回路で構成された給電スイッチを設け、これらの給電スイッチの切換えにより負荷へ給電する電源を切換える電源切換装置において、
前記2つの給電回路の交流電流をそれぞれ検出する電流検出器と、一方の給電スイッチに対するオン指令により、当該給電スイッチのサイリスタへのゲート信号をオンにするとともに、他方の給電スイッチのサイリスタへのゲート信号をオフにする切換制御回路と、を備え、
前記切換制御回路が、前記電流検出器で検出された交流電流に基づいて電流の極性反転を判別するとともに極性判別信号を出力する極性判別手段と、前記給電スイッチがオフしたことを検出するスイッチオフ検出器と、を有し、
前記スイッチオフ検出器が、前記電流検出器で検出された交流電流がゼロになったときに検出信号を発生するゼロ電流検出器と、前記ゼロ電流検出器の検出信号を所定時間だけ遅らせたスイッチオフ検出信号を発生する遅延回路と、を有し、
前記2つの給電スイッチを切換えて電源を切り換える際、オンしている一方の給電スイッチへのオン指令をオフに、オフしている他方の給電スイッチへのオン指令をオンに、それぞれ切り換えることにより、前記オンしている一方の給電スイッチの各サイリスタへのゲート信号をオフにして、
前記オンしている一方の給電スイッチの各サイリスタがオフした後に、前記極性判別信号に基づいて、前記オフしている他方の給電スイッチのうちの一方のサイリスタへのゲート信号をオンにし、前記スイッチオフ検出信号に基づいて、前記オフしている他方の給電スイッチのうちの他方のサイリスタへのゲート信号をオンにして、各サイリスタをオンさせることを特徴とする電源切換装置。
The two power supply circuits that supply power to the common load from each of the first and second AC power supplies are each provided with a power supply switch composed of a reverse polarity parallel connection circuit of thyristor elements. In the power supply switching device that switches the power supply for supplying power to the load,
A current detector that detects the alternating currents of the two power supply circuits, and a gate signal to the thyristor of the power supply switch according to an ON command to one power supply switch, and a gate to the thyristor of the other power supply switch A switching control circuit for turning off the signal,
The switching control circuit determines polarity reversal of current based on the alternating current detected by the current detector and outputs a polarity determination signal, and switch-off detecting that the power supply switch is turned off A detector,
The switch-off detector generates a detection signal when the alternating current detected by the current detector becomes zero, and a switch that delays the detection signal of the zero current detector by a predetermined time A delay circuit for generating an off detection signal,
When switching the power supply by switching the two power supply switches, by switching off the on command to one power switch that is turned on and to turn on the command to turn on the other power switch that is turned off, Turn off the gate signals to the thyristors of the power supply switch of one being the on,
After the thyristors of one power supply switches that the on is turned off, on the basis of the polarity determination signal, to turn on the gate signal to one of the thyristors of the other power supply switches and said off, said switch A power supply switching device characterized in that, based on an off detection signal, a gate signal to the other thyristor of the other power supply switch that is turned off is turned on to turn on each thyristor.
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