JPS5818876B2 - インバ−タソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電流形定周波インバータの起動時および出
力電圧が低い時においても、確実に転流するように改善
した転流失敗防止回路を有するインバータ装置に関する
ものである。

第１図に従来用いられている電流形インバータを示す。

サイリスタ４，５，６，７がインバータを構成しており
、サイリスタ４，７および５，６を交互に一定周期で同
時に点弧する。

コンデンサ９、抵抗１０は容量性負荷を構成しており、
コンデンサ９に蓄えられたエネルギーにより、サイリス
タ４，７および５，６が転流する。

直流電源１はコンバータ等の可変直流電源である。

リアクトル３はインバータに定電流を供給する直流リア
クトルである。

今、サイリスタ４，７が導通している時直流電源１から
の電流はりアクドル３→サイリスタ４→コンデンサ９、
抵抗１０→サイリスタ７と流れて、コンデンサ９には第
１図に示すような極性に電荷が蓄えられており、この時
サイリスタ５，６を点弧すれば、コンデンサ９→サイリ
スタ４→サイリスタ５→コンデンサ９、およびコンデン
サ９→サイリスタ６→サイリスタ７→コンデンサ９なる
閉回路ができる。

コンデンサ９に蓄えられた電荷は、これらの閉回路の結
線のインダクタンス等の浮遊インダクタンスとコンデン
サ９との共振回路を構成し、サイリスタ４および７の電
流が零となるまでコンデンサ９から電流を流す。

サイリスタ４，７の電流が零となった時、サイリスタ４
，７は非導通となり、コンデンサ９の電圧がサイリスタ
５および６を通してサイリスタ４および７に逆電圧が印
加されサイリスタ４，７は消弧する。

サイリスタ５，６は導通状態にあるので直流電源１から
の電流は、リアクトル３→サイリスタ５→コンデンサ９
および抵抗１０→サイリスタ”６と流れる。

従って、コンデンサ９の電圧は第１”図に示された極性
からしだいに零となりさらに第１図に示された極性の逆
方向極性に移って行く。

次にサイリスタ４，７を点弧すれば上述と同様な過程を
経てサイリスタ５，６が非導通となる。

ここで、サイリスタ４に注目すれば゛、サイリスタ４が
非導通となりコンデンサ９の電圧が第１図の極性から零
となるまでの期間コンデンサ９の電圧がサイリスタ５を
通してサイリスタ４に逆バイアスとして印加されている
。

この期間がサイリスタ４の逆バイアス期間である。

従って直流電源１から供給する電流が一定であれば、転
流時におけるコンデンサ９の電圧が大きい程逆バイアス
時間が長くなるのは明らかである。

一般にサイリスクの逆バイアス時は一定値以上必要であ
る。

従ってコンデンサ９の電圧が低くなると逆バイアス時間
が短かくなり、ついにはサイリスクは転流能力不足とな
り転流失敗を却こす。

又、サイリスタ８と直流電源２、抵抗１２、コンデンサ
１１は初期充電回路を構成している。

この回路で、起動時について説明する。

まず直流電源２の電圧が抵抗１２を通して、コンデンサ
１１に印加される。

こののちサイリスタ８と７を点弧し、コンデンサ９に第
１図で示した極性に電圧を印加する。

この時、サイリスタ８は自然に消弧する。

こののち、サイリスタ６．５−→サイリスタ４，７→サ
イリスタ６．５と点弧し、インバータが作動する。

以上のように従来の回路では、起動時、初期充電回路を
用いて、コンデンサ９に電圧を加え、この電圧で転流を
確実に行なっている。

又、直流電源１の出力電圧が：低い場合定周波で、イン
バータを駆動すればインバータ出力電圧が低くなり、従
ってコンデンサ９の電圧も低くなり転流失敗の原因とな
る。

この発明は上記のサイリスク、コンデンサ、抵抗器、直
流電源からなる初期充電回路を用いず６乙起動し、かつ
低出力電圧時にも安定して転流させるよう転流失敗防止
回路を備えたものである。

この発明による転流失敗防止回路の概略について説明す
る。

本回路では、インバータ出力電圧を検出し、この出力電
圧が一定以上となって転流可。

能となり、又定周波発振器からの信号のアンドを取って
、インバータを転流している。

従って、起動時においては、リアクトル３によりインバ
ータ出力電圧は、ゆっくり立ち上がるので、発振器から
の転流信号が来た時には、まだコンデンサ９の。

電圧は低く充分転流能力がない。

従って、との時はインバータ出力電圧が転流可能な一定
値以上になった時、非導通側のサイリスタを点弧させ転
流を行なう。

又、直流電源１の出力電圧が低くなり転流能力がなくな
った時は、直流電源１の出力型・圧が上昇し、インバー
タ出力電圧が一定値以上になった時転流を行なう。

一般に直流電源１はコンバータを用いることが多いが、
コンバータ出力電圧は、商用周波数の整数倍のリップル
を含むので、出力電圧が低くなり転流失敗の原因となる
。

このような場合にも、この発明の回路を用いれば、イン
バータを安定に動作させることが出来る。

又、転流能力が充分にあればインバータ出力電圧が一定
値以上に達した後に発振器からの転流信号が来るので、
この発振周波数でインバータは交流電力を負荷に供給す
ることが出来る。

次にこの発明の転流失敗防止回路の一応用実施例のブロ
ック図を第２図に示し、またそのタイムチャートを第３
図に示す。

第２図において、第１図と同番号のものは、第１図と同
じものであるので説明は省略する。

比較回路２０はインバータの入力端ａ、ｂの電圧がある
一定値ＥＢ以上になると高レベルとなる比較回路である
。

定電圧源２１と抵抗２２、コンデンサ２４で充電回路を
成形しており、又、トランジスタ２３はコンデンサ２４
の放電回路である。

比較回路２５はコンデンサ２４の電圧がある一定値ＥＤ
以上になると高レベルとなる比較器である。

定電圧源２１、抵抗２２、コンデンサ２４、比較電圧Ｅ
Ｄにより通常運転時のインバータ出力周波数が決まる。

２６は比較器２０，２５のいづれもカ高しヘルの時高レ
ベルとなるアンド回路である。

単安定マルチバイブレーク２７はアンド回路２６の立上
がりでトリガされる。

このマルチバイブレーク２７でトランジスタ２３のベー
スを駆動し、コンデンサ２４の電圧を放電する。

フリップフロップ２８も又、単安定マルチバイブレーク
２７で駆動されており、芸の出力はサイリスタ４，７お
よび５，６を点弧するゲート回路に接続されている。

次に第３図のタイムチャートを用いて、第２図の転流失
敗防止回路の説明を行なう。

第３図Ａはインバータ出力電圧波形を示している。

従って、端子ａ、ｂの波形は第３図Ｂの如くなる。

第３図Ｃは、比較器２０の出力電圧を示しており、イン
バータ出力電圧が８８以上となった時、高レベルになっ
ている。

又、第３図りはコンデンサ２４の出力電圧波形である。

第３図Ｅは、比較器２５の出力、電圧波形で、コンデン
サ２４の出力電圧がＥＤ以上の時高レベルとなっている
。

第３図Ｆはアンド回路２６の出力電圧波形で、比較器２
０および２５のどちらもが高レベルの時、高レベルとな
る。

第３図Ｇは、単安定マルチバイブレーク２１の出力電圧
波形である。

起動時リアクトル３のため端子ａ、ｂ間の電圧の立ち上
がりが遅いので比較器２５は、既に高レベルに達してい
て、その後ａ、ｂ間の電圧がＥＢに達し、比較器２０が
高レベルになる。

その時、アンド回路２６の出力が高レベルとなり単安定
マルチバイブレータ２Ｔを駆動し、その出力でフリップ
フロップ２８を反転して転流が行なわれる。

又、この時、コンデンサ２４の電圧がリセットされる。

通常運転時には、転流能力が充分にあるので、比較器２
０の出力が先に高レベルに達していて、定電圧源２１の
出力電圧と抵抗２２、コンデンサ２４、比較器２５の比
較電圧ＥＤで定まる一定時間ｔＤ後、比較器２５の出力
は高レベルに達し、その時アンド回路は高レベルとなり
その出力で単安定マルチバイブレータ２Ｔを駆動し、又
この出力でフリップフロップ２８を反転し転流が行なわ
れる。

さらに単安定マルチバイブレータ２７の出力で、コンデ
ンサ２４の出力電圧がリセットされる。

従って、通常運転時は周期ｔ１）で転流が行、なわれて
定周波インバータとして動作する。

直流電源１の出力電圧が低い場合にも、上記出力電圧が
高くなり、インバータ出力電圧が高くなって端子ａ、ｂ
間の電圧がＥＢになるまで転流しないことは明らかであ
る。

以上のようにこの発明はサイリスク、コンデンサ、抵抗
器、直流電源からなる初期充電回路を省略したので構成
的にも簡単となり、また低出力電圧時にも安定して転流
させることができるので転流失敗もない安定したインバ
ータ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定電流インバータの回路図、第２図はこ
の発明による転流失敗防止回路を持つ定電流インバータ
装置の回路図、第３図は第２図の動作タイムチャート図
である。 なお図中同一符号は同−或は相当する部分を示す。 １・・・・・・直流電源、４，５，６，７・・・・・・
サイリスク、１０，２２・・・・・・抵抗、３・・・・
・・リアクトル、９゜２４・・・・・・コンデンサ、２
６・・・・・・アンド回路、２０゜２５・・・・・・比
較器、２７・・・・・・単安定マルチバイブレータ、２
８・・・・・・フリップフロップ、２３・・・・・・ト
ランジスタ、２１・・・・・・定電圧電源、ａ、ｂ・・
・・・・端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブリッジ状に接続されインバータを構成する制御ス
   イッチング素子、上記制御スイッチング素子のブリッジ
   の一方の対角線上の２点に定電流直流電力を供給する直
   流電源、上記制御スイッチング素子のブリッジの他方の
   対角線上の２点間に接続された容量性負荷、上記インバ
   ータの入力端の電圧が所定値以上になると信号を発生す
   る第１比較回路、定電圧源からの電圧を充放電する充放
   電回路、上記充放電回路の充電電圧が所定値以上になる
   と信号を発生する第２比較回路、上記第１及び第２比較
   回路がともに信号を発生したとき作動し上記充放電回路
   の放電を開始させる信号を発生するとともに上記インバ
   ータの点弧を反転させる信号を発生するトリガ回路を備
   えたことを特徴とするインバータ装置。