JPS5852435B2 - 半導体整流装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は逆並列接続のサイリスクの選択的な導通制御
により直流出力電流の供給方向が切換可能な半導体整流
装置に関するものである。

この種の半導体整流装置は、直流モータ駆動用電源、銅
電解用電源、銅メツキ用電源などとして用いられており
、その接続図の一例を第１図に示す。

図中、Ｔは２次巻線ｕ、ｖ２ｗ、Ｘ、ｙ、ｚを有する整
流器用変圧器、Ｄは整流装置、Ｌは相間リアクトルで、
前記変圧器Ｔは２重星形結線としている。

また、整流装置りは正方向（端子Ｔ１が正、端子Ｔ２が
負の極性となるとき）に直流電流を流すサイリスタ１Ｐ
および逆方向に直流電流を流すサイリスタ１Ｒの逆並列
接続を整流要素とし、その一端を保護ヒユーズ４を介し
て主回路導体の直流側導体１０に接続し、他端を交流側
導体１１に接続している。

な＃、Ｇｌ 、Ｇ２はサイリスクＩＰ、ＩＲを点弧する
ためのゲート回路である。

なお、２重星形結線を例示したが、３相ブリツジ結線な
ど他の結線としてもよい。

この整流回路においてはゲート回路Ｇ１を動作させてサ
イリスク１Ｐを点弧すると、直流電流は端子Ｔ１から負
荷を経て端子Ｔ２へと流れ、ゲート回路Ｇ２を動作させ
てサイリスタ１Ｒを点弧すると、直流電流は端子Ｔ２か
ら負荷を経て端子Ｔ１へと流れる。

ところで、このような整流装置を前述したような直流電
源として用いる場合には、その電流定格が数千アンペア
−数万アンペアに達するものがあり、サイリスタとして
は平形サイリスタが使用され、第２図に示すようにサイ
リスクスタックとして構成される。

すなわち、サイリスタスタック６はサイリスタ１、冷却
片２、絶縁スペーサ３を順次積み重ね、その両端を締付
機構５により固着して構成し、冷却片２に電流端子７を
接続している。

このスタックは積み重ねの順序あるいは数を変えること
によりサイリスタを直並列接続とすることも可能であり
、第１図に示す装置の１部として使用される。

第３図は従来の整流装置における整流アームの展開接続
図を示すもので、１０．１１は整流素子（またはスタッ
ク）に接続される主回路導体で、ここでは１０を直流Ｄ
Ｃ側導体、１１を交流ＡＣ側導体と称する。

ＩＰ、ＩＲはサイリスク、４は保護ヒユーズ、６はサイ
リスタスタックであり、サイリスクＩＰ、ＩＲはスタッ
ク６内において導逆方向が同じ向きになるように積み重
ねられている。

したがって、１個の整流アーム内の正逆両方向素子数の
和の数のサイリスタが積み重ねられることになる。

第４図は第３図に示す接続の回路で構成する整流装置の
断面を示すもので、Ｔ３は整流器の交流入力端子である
。

ＤＣ側導体１０、ＡＣ側導体１１およびサイリスクスタ
ック６はそれぞれ平行になるように配置されている。

このような構成の装置では、第３図に示されているよう
にサイリスクスタックの長さが正逆両方向のサイリスク
数の和に応じて長くなるため、導体１０′ｊ６よび１１
も長くなり、その結果整流装置りの高さも高くなる。

これにより接続導体枠などの材料費がかさむばかりでな
く、背が高くなるため、組立作業が困難になるという欠
点がある。

また、整流ユニットの長さが長くなると、導体の自己イ
ンダクタンスが増し、並列サイリスク間の電流バランス
が悪くなるなど性能低下の一因となる。

この発明は上記の欠点を除去し、コンパクトに、かつ安
価に製作し得るとともに、性能的にも良好な半導体整流
装置を提供しようとするものである。

以下この発明を図示実施例に基づいて詳細に説明する。

ただし、第１図および第３図と同−構成部分には同じ符
号を付している。

第５図はこの発明による整流装置の整流アームの展開接
続図を示すもので、１０はＤＣ側導体、１１はＡＣ側導
体、１Ｐは端子Ｔ１から負荷を経て端子Ｔ２に電流を流
すサイリスクで、このサイリスク１Ｐはスタック６−１
に組込まれている。

ＩＲは端子Ｔ２から負荷を経て端子Ｔ１に電流を流すサ
イリスクで、これはスタック６−２に組込まれている。

４はヒユーズである。前記両スタック６−１．６−２は
第６図に示すようにＤＣ側導体１０、ＡＣ側導体１１の
両側に各導体’１０．１１と平行となるように配置され
ており、整流器りの表裏からそれぞれ直接見える形で取
付けられている。

なお、Ｔ１は直流出力端子、Ｔ３は交流入力端子であり
、この交流入力端子Ｔ３に第１図に示す整流器用変圧器
Ｔの２次巻線が接続される。

第７図および第８図は両サイリスタスタック６−１．６
−２間を結ぶ整流アームの構成を示すもので、ＤＣ側導
体１０とＡＣ側導体１１は第８図に示すように互いに隣
接して設けられている。

ＤＣ側導体１０にはヒユーズ取付導体９が溶接またはボ
ルト締めにより取付けられており、この導体９に１個ま
たは複数個のヒユーズ４がボルトにより固着されでいる
。

ヒユーズ４の他の端子には導体８が取付けられており、
補助導体７′を介してスタック６’−１、６−２の端子
７に接続されている。

また、１２は両スタック６１，６−２とＡＣ側導体１１
とを接続する接続導体である。

この発明による半導体整流装置は上記のように構成され
ており、以下に列挙するような利点を有している。

（イ）スタック６−１．６−２は正方向か逆方向のサイ
リスタ１Ｐまたは１Ｒのみを積み重ねているので、その
長さは従来に比べて著しく短縮され）取付はスペースの
縮少化が図れる。

（ロ）スタック長さの短縮により導体１０，１１の長さ
も短かくなり、その材料費および加工費が安くなる。

（ハ）装置全体の高さが低くなり、その加工費の低減が
図れるとともに、作業性が向上して製作が容易となる。

に）ヒユーズ４、導体８，９は両スタックに対して共通
材料であり、ヒユーズ取付関係の材料費の増加は最少限
に抑えられる。

（ホ）正逆電流方向の電流定格が異なる場合でもスタッ
ク６−１．６−２のサイリスク並列枚数を適宜選定すれ
ば、同様に実婢することができる。

しかも、この場合にもヒユーズ４、導体８，９などの構
造は全く元のままでよい。

（へ）整流ユニットの長さが短かくなるので、ＡＣ側導
体、ＤＣ側導体の自己インダクタンスが減じて並列サイ
リスク間の電流バランスが良くなり、その結果素子並列
枚数、ヒユーズ数を減少させることができる。

また、同じ素子並列数であれば、定格電流の小さなヒユ
ーズの選定が可能でコストダウンが図れるとともに、並
列素子間で最大の電流を受は持つサイリスクの電流値が
小さくなることにより、サイリスタの接合部の温度上昇
が抑制されて動作信頼度が高くなる。

（ト）ヒユーズがＤＣ側又はＡＣ側導体に取付けられて
いるので該導体の水冷などの冷却によりヒユーズの冷却
も行うことができる。

なお、上記実施例ではヒユーズ４を取付導体９を介して
ＤＣ側導体１０（またはＡＣ側導体１１）に取付けたが
、第９図および第１０図に示すようにヒユーズ４を直接
ＤＣ側導体１０（またはＡＣ側導体１１）に取付けても
よい。

このようなヒユーズ４の取付とすると、取付導体９を省
けるが、ヒユーズ４の取付作業の点においては稍々不便
になる。

以上のようにこの発明によれば、安価で、かつ高性能の
半導体整流装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は正逆両方向に直流出力電流を供給し得る整流装
置の一例を示す回路図、第２図はサイリスタスタックの
構造図、第３図は従来装置における整流アームの回路図
、第４図は従来の整流器の断面図、第５図はこの発明に
よる整流装置の整流アームを示す回路図、第６図は同装
置の断面図、第７図は同装置の整流アームの構成の一例
を示す側面図、第８図は第７図のＡ−Ａ線断面図、第９
図は整流アームの他の構成例を示す側面図、第１０図は
第９図のＢ−Ｂ線断面図である。 ＩＰ、ＩＲ・・・・・・サイリスク、２・・・・・・冷
却片、３・・・・・・絶縁スペーサ、４・・・・・・ヒ
ユーズ、６−１，６−２・・・・・・サイリスタネタツ
ク、９・・・・・・ヒユーズ取付導体、１０・・・・・
・ＤＣ側導体、１１・・・・・・ＡＣ側導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 逆並列接続のサイリスクの選択的な点弧により直流
   出力電流の方向を正逆両方向に切換え可能にした整流装
   置において、正方向に導通ずるサイリスタのスタックと
   逆方向に導通ずるサイリスタのスタックを、整流アーム
   を構成する交流側導体と直流側導体の両側にこれらの導
   体と平行に配置するとともに、ヒユーズの一方の端子を
   交流側導体または直流側導体に取付け、他方の端子を両
   スタックが共有するようにしたことを特徴とする半導体
   整流装置。 ２ ヒユーズの交流側導体または直流側導体への取付部
   にヒユーズ取付導体を用いた特許請求の範囲第１項記載
   の半導体整流装置。