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発明の名称 瞬時電圧低下対策装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−103036
公開日 平成8年(1996)4月16日
出願番号 特願平6−236422
出願日 平成6年(1994)9月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】江原 省吾 (外2名)
発明者 岩崎 敏泰 / 正垣 三四一
要約 目的
給電線2に、瞬時電圧低下を補償するインバータと双方向のサイリスタバイパススイッチA,Bの並列回路を、直列に挿入接続し、電圧低下が検出されたときインバータの出力に先立って、上記サイリスタの消弧動作を行なう場合において、導通サイリスタの極性を誤って判定したことによる消弧失敗で起こる補償失敗をなくす。

構成
最初の消弧に用いた極性をラッチしておき、消弧失敗によりインバータ過電流が検出されたとき、直ちに過電流報知とインバータ停止を行なわず、極性を逆にした消弧パルスで再消弧を行なう。
特許請求の範囲
【請求項1】 電圧補償用のインバータを給電線に直列に挿入接続するとともに、このインバータの出力側に逆並列のサイリスタバイパススイッチを設け、負荷への給電電圧が正常なときは、上記スイッチを短絡状態に保って電源から負荷に直接給電し、負荷への給電電圧が低下したときは、上記スイッチへの点弧パルスの供給を停止するとともに、同スイッチに上記インバータから、このとき検出された負荷電流の極性に対応した消弧パルスを供給して消弧した後、同インバータから電圧の不足分を補償・供給するようにした瞬時電圧低下対策装置において、負荷への供給電圧の低下が検出されたとき、このとき検出された負荷電流の極性をラッチするラッチ回路と、この極性に基づく前記消弧パルスの供給後に、上記インバータ出力の過電流が検出されたとき、前記ラッチされた極性と逆極性に対応する消弧パルスを、上記インバータから、再度サイリスタバイパススイッチに供給する再消弧回路を設けたことを特徴とする瞬時電圧低下対策装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、瞬時電圧低下時に、給電線に直列に挿入・接続したインバータによって電圧の不足分を補償する瞬時電圧低下対策装置に関し、特に平常時にインバータの出力側を短絡しているサイリスタバイパススイッチを、瞬時電圧低下時のインバータ出力を可能とするため、確実に遮断する消弧方式に関する。
【0002】
【従来の技術】大容量負荷の投入あるいは瞬時地絡等によって、給電線の電圧が一時的に低下すると、半導体製造ライン等では、ライン停止、不良品の発生、復旧作業等によって大きな損害を被ることがある。このように瞬時電圧低下で被害額が大きくなる生産設備等を稼動させる場合は、不足する電圧を補償して系統を定格電圧に保つ目的で、図3に示すような瞬時電圧低下対策装置1が使用される。
【0003】これは給電線2の電圧が低下したとき、インバータ3によって、電力蓄積用のコンデンサCの電圧を、系統電源ESに同期し、かつ不足電圧に応じた大きさの交流補償電圧に変換し、注入トランス4を介して、給電線に直列に供給するもので、このコンデンサCは、平常時に整流器5を介して系統電圧でゆっくりと充電される。
【0004】上記装置1は、系統の電圧が正常なときは、補償電圧の出力端子(注入トランス4の2次側)に逆並列に接続したサイリスタバイパススイッチA,Bを導通状態とし、負荷6が正規の電源ESから直接給電を受けるようにしている。
【0005】しかし、瞬時電圧低下が検出されて、インバータ3から補償電圧を出力させるときは、予め上記サイリスタバイパススイッチA,Bを遮断状態にしなければならない。このため、従来は、インバータの出力前に、図4に示すような手順を踏んでいる。
【0006】■始めに、瞬時電圧低下の有無を判別する。瞬時電圧低下があれば、■給電線2に取付けた電流変成器CTによって現在の負荷電流の極性を判別する。これによって、導通しているサイリスタがA,Bのいずれであるかが解る。
■次に、サイリスタの点弧パルスを停止し、再点弧が起らないようにする。
【0007】■さらに、インバータ3より、サイリスタに消弧パルスを供給して、消弧を行なう。この消弧パルスは、注入トランス4を介して、導通状態のサイリスタの両端に一定レベルの逆電圧を供給して行なわれ、この極性は上記■で判別した負荷電流の極性によって決定される。
【0008】■この後、インバータに出力させ、この出力が過電流になっているか否か判別する。この判別は、インバータ内にインバータ自身の不良検出のために装備された過電流検出回路によって行われる。
【0009】■過電流が検出されなければ、インバータ3から注入トランス4を通して補償電圧の供給を開始し、負荷6に加わる電圧を定格電圧に維持する。これは、補償成功の場合である。
【0010】■一方、上記■でインバータの過電流が検出されたときは、インバータを停止し、インバータ過電流信号(OC)を報知する。これは、補償が失敗となった場合である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記構成は、サイリスタの消弧後に、インバータ過電流が検出されると、インバータの運転を停止させ補償失敗としている。このインバータ過電流の検出は、本来は、アーム短絡等のインバータ自身の不良対策としてのみ行なうべきものである。
【0012】しかし、サイリスタの消弧動作が失敗することもあり、この場合はインバータの出力側の短絡によりインバータ過電流が検出されるので、インバータ自身の不良と同様の処理となり、インバータ3が正常であっても補償が行われない問題があった。
【0013】サイリスタ消弧の失敗の原因は、図5に示すように、負荷電流の零点近傍で、瞬時電圧低下が発生した場合に、負荷電流検出用CTが製作上の制約により持つ位相ずれにより、消弧すべきサイリスタの極性を誤判定することによる。
【0014】例えば、CTの検出位相がθ進むとすると、実負荷電流iLの極性が正(サイリスタAが導通する)から負(サイリスタBが導通する)に変わるとき、CTの検出極性は、正から負に変わる時期がθだけ早まり、正であるのに負と誤判定するIIの時期が生じる。
【0015】この時期IIに、瞬時電圧低下が起きると、実負荷電流の極性が正であるにもかかわらず、負と判断され、サイリスタBに対する消弧動作を行なうことになる。この消弧パルスは、導通しているサイリスタAに対しては順方向電圧となるため消弧できず、インバータ過電流による補償失敗となってしまう。
【0016】そこで、本発明は、極性判定を誤ったことによるインバータ過電流検出の場合には、再消弧によりインバータの補償動作を可能にし、無用なインバータ過電流報知とインバータ停止をなくし、瞬時電圧低下対策装置の信頼性を高めることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、電圧補償用のインバータを給電線に直列に挿入接続するとともに、このインバータの出力側に逆並列のサイリスタバイパススイッチを設け、負荷への給電電圧が正常なときは、上記スイッチを短絡状態に保って電源から負荷に直接給電し、負荷への給電電圧が低下したときは、上記スイッチへの点弧パルスの供給を停止するとともに、同スイッチに上記インバータから、このとき検出された負荷電流の極性に対応した消弧パルスを供給して消弧した後、同インバータによって電圧の不足分を補償・供給するようにした瞬時電圧低下対策装置において、負荷への供給電圧の低下が検出されたとき、このとき検出された負荷電流の極性をラッチするラッチ回路と、【0018】この極性に基づく消弧パルスの供給後に、上記インバータ出力の過電流が検出されたとき、前記ラッチされた極性と逆極性に対応する消弧パルスを、上記インバータから、再度サイリスタバイパススイッチに供給する再消弧回路を設けたことを特徴とする。
【0019】
【作用】サイリスタの消弧動作後にインバータ過電流が検出された場合は、消弧に用いた極性と逆極性の消弧パルスを、インバータからサイリスタバイパススイッチに供給する。
【0020】インバータ過電流の検出が、消弧の極性を誤ったことに起因するものであれば、今回の消弧は成功するはずで、インバータ過電流は検出されなくなり、補償成功となる。極性を変えた消弧パルスの再供給にもかかわらず、インバータ過電流が検出された場合は、インバータ自身の故障であり、警報を発してインバータを停止する。
【0021】前記消弧パルスの再供給によって、補償成功となる場合は、インバータ過電流ほ発報されず、インバータの停止もないので、負荷電流の誤検出による制御不良は解消されることになる。
【0022】
【実施例】本発明は、図1に示す瞬時電圧低下対策装置10において、図2のような手順によって、瞬時電圧低下の補償を行なう。
【0023】図1は、図3に示す従来装置に、瞬時電圧低下時に検出された負荷電流の極性を記憶するラッチ回路11と、消弧失敗時に極性を反転させて再消弧を行なう再消弧回路12を付加したもので、図3の装置と同一乃至同等の部分には、同一符号を付けてある。また、図3の回路では図示を省略していた電圧検出回路7、インバータ過電流検出回路8も示している。
【0024】なお、電圧検出回路7は給電線2の電圧を検出して、瞬時電圧低下の検出信号と補償電圧の位相及び大きさの指令信号を発生する。インバータ過電流検出回路は8、インバータの出力電流が定格を超える所定の基準値を超えたとき出力するもので、通常、インバータ内にインバータ自身の不良検出のために装備されている。
【0025】図2のフロー図を、図1に従って順に説明する。なお、以下の説明で■〜■は、図4で同一符号を付して説明した処理と共通することを表し、■’,■’,■”が本発明特有の処理となっている。
【0026】始めに、■瞬時電圧低下の有無を電圧検出回路7で判別する。瞬時電圧低下があれば、■給電線2に配置した電流変成器CTによって現在の負荷電流iLの極性を判定する(導通しているサイリスタA,Bの判定)。
■次に、サイリスタの点弧パルスを停止し、再点弧が起らないようにする。
■’そして、電流変成器CTによって判定された現在の負荷電流iLの極性をラッチ回路11にラッチし、再消弧に備える。
【0027】■さらに、インバータ3より注入トランス4を介してサイリスタに消弧パルスを加え、通電中のサイリスタの両端に逆極性の消弧電圧を加える。
■この後、インバータが過電流になっているか否かを、インバータ過電流検出回路8によって判別する。
【0028】■過電圧が検出されなければ、インバータに、電圧検出回路7が指令する補償電圧の供給を開始する。これにより、注入トランス4を通して直列に挿入補償される補償電圧によって、負荷電圧を定格に保つことができる。これは補償成功の場合である。
【0029】■’一方、■でインバータ過電流が検出されたときは、■’でラッチした極性と逆極性の消弧パルスによってサイリスタの再消弧を行なう。
■”この後、インバータ過電流検出回路8による過電流検出が行われなくなっているか判別する。
【0030】この結果、過電流が検出されなければ、インバータによる補償電圧を開始する前記■の状態に移行する。これは、再消弧によって補償成功となった場合である。
【0031】■極性を変えて再消弧をしたにもかかわらず、■”で過電流が検出された場合は、負荷電流の極性判定の誤りではなく、インバータ自身の動作不良と考えられるので、インバータ過電流信号(OC)を発報し、インバータの出力は停止させる。これは、補償動作が失敗となった場合である。
【0032】
【発明の効果】本発明は、導通しているサイリスタの極性判定を誤ることによって、インバータの補償動作先立って行われるサイリスタバイパススイッチの消弧動作の失敗を、逆極性で再消弧を行うことによって解消する。したがって、上記極性判定の誤りによるインバータ過電流の発報及びインバータ停止をなくすことができ、瞬時電圧低下対策装置の制御精度の向上が図れる。




 

 


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