(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイリスタ素子と、このサイリスタ素子からの出力電流値を設定するための電流設定器と、この電流設定器の設定にもとづいてサイリスタ素子へのゲートトリガパルスの位相角を制御する電流御装置とを備えたサイリスタ整流器において、
予め設定された小電流運転域以上の電流下限設定値を記憶しておく手段と、
電流設定器への設定値が前記電流下限設定値以下であるか否かを判別し、以下である場合にゲートトリガパルスの位相角を、整流出力が零となる最大角度にシフトする手段と、
を備えたことを特徴とするサイリスタ整流器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイリスタ整流器の電流制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示される構成をしたサイリスタ多相整流器がある。図において、１は整流器用変圧器、２はサイリスタ素子からなる整流器、３は電流制御装置、４は電流設定器である。この整流器２における電流断続限界レベル以下の小電流運転時では、他系整流器及び負荷側の対向電圧との関係で全面導通せず部分点弧に依り、サイリスタのスイッチングロスが大きくなり、局部温度上昇によるサイリスタ素子の破壊のおそれがある。
又、小電流運転時に整流器直流側設備による出力電圧変動と素子の点弧タイミングから起こる素子破壊のおそれがある。
【０００３】
しかしながら、サイリスタ整流器の直流側設備は通常整流器の持つ定格出力近傍での連続運転であるため、上記のような小電流での運転は行わない。小電流での運転をするのは、点検により設備を停止する場合であり、そのときは設備を安全に停止するために、出力電流を零まで下げてから遮断器を開放する。又、設備復旧による遮断器投入時には、同様に設備を安全に運転開始させるため、出力電流を零から負荷設備の状況に応じて徐々に上昇させていく。これらのときにサイリスタ整流器は小電流での運転が行われることになる。
【０００４】
そこで従来は、これらの問題を引き起こす小電流運転を防ぐため、電流設定にバイアスを設けていた。すなわち、電流設定器４の下方の設定限界をＡ〔ｋＡ〕とすると、図６に示すように、通常の運転時の電流値から下方へ設定値を変更していっても整流器２の実電流は、Ａ〔ｋＡ〕よりも小さくなることはない。また、図７に示すように、電流値を増大させる場合も、最小値のＡ〔ｋＡ〕より増大されていく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の運転で電流設定値のバイアス量を大きくとると遮断器を開放した時のサージ電圧によりサイリスタ素子にダメージを与えるという問題があった。また反対にバイアス量を小さくとると、今度は対向電圧の変動を受けるようになりバイアスを入れた効果が得られないといった問題があった。
そこで本発明は、小電流時の素子破壊現象を防止することを可能としたサイリスタ整流器を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、サイリスタ素子と、このサイリスタ素子からの出力電流値を設定するための電流設定器と、この電流設定器の設定にもとづいてサイリスタ素子へのゲートトリガパルスの位相角を制御する電流御装置とを備えたサイリスタ整流器において、予め設定された小電流運転域以上の電流下限設定値を記憶しておく手段と、電流設定器への設定値が前記電流下限設定値以下であるか否かを判別し、以下である場合にゲートトリガパルスの位相角を、整流出力が零となる最大角度にシフトする手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
なお、サイリスタ整流器では一般的に通常50％以下の出力で連続運転を行うことはないので、小電流において電流断続を起こす小電流レベルの電流設定に対してはサイリスタの制御角をαmax側までシフトさせ電流を強制的に零にすることで、部分点弧を防ぐことができる。それにより、サイリスタ局部温度上昇による素子破壊を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
実施形態の基本的な構成は、従来技術で説明した図５と同様であるので説明を省略する。
図１、図２は本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
図１は、サイリスタ整流器の運転中に電流設定値を減少させて運転を停止させる場合の動作を示す。先ず、電流設定器４により、電流値設定下げ操作がなされると（ステップ１０１）、電流制御装置３は、整流器２へのゲートトリガパルスの位相角（サイリスタの制御角）を設定値に追随して遅らせていくことで、実電流は減少する（ステップ１０２）。
【０００９】
この動作を、実電流が、小電流時の電流断続が発生する電流値Ａ〔ｋＡ〕に達するまで続け、実電流がＡ〔ｋＡ〕以下になると(ステップ１０３Ｙｅｓ）、サイリスタの制御角を実電流が零となるαmaxまでシフトさせる(ステップ１０４，１０５）。図３は、これら運転停止の際の設定値と実電流の関係を示す。このようにして運転を停止する場合に、整流器２の出力電流がＡ〔ｋＡ〕から直ちに零となるため、小電流の運転状態を経ることなく運転が停止されて、断続現象が発生することはなくなる。なお、このαmaxは通常130〜150°である。
【００１０】
図２は、停止中のサイリスタ整流器の運転を開始させる場合の動作を示す。先ず、電流設定器４により、電流値設定上げ操作がなされると（ステップ２０１）、電流制御装置３は、設定値が小電流時の電流断続が終了する電流値Ａ〔ｋＡ〕に達するまで、サイリスタ制御角をαmax側で待機させ、整流器２から電流を出力させないでおく（ステップ２０２Ｎｏ，２０３，２０１）。次に、設定値がＡ〔ｋＡ〕に達すると(ステップ２０２Ｙｅｓ）、サイリスタ制御角のαmax側での待機を解除し、設定値に見合った制御角にして運転を開始する(ステップ２０４）。
【００１１】
それにより、以後は電流設定器４の設定値に追随して整流器２の出力電流が上昇していく(ステップ２０５）。図４は、これら運転開始の際の設定値と実電流の関係を示す。
このようにして運転を開始する場合も、整流器２の出力電流が零から直ちにＡ〔ｋＡ〕となるため、小電流の運転状態を経ることなく運転が開始されて、断続現象が発生することはなくなる。
なお、断続現象が発生する電流値は整流器の定格出力電流に対して5〜10％のごく小さい値であるのでＡ〔ｋＡ〕以下での運転ができなくても支障はない。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、電流設定値の範囲が小電流運転の範囲である場合は、ゲートトリガパルスの位相角が最大となり出力電流が零となる。それにより小電流運転での素子破壊が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の場合の設定値と実電流の関係を示すグラフである。
【図４】図２の場合の設定値と実電流の関係を示すグラフである。
【図５】実施形態に係るサイリスタ整流器の基本的な構成を示す図である。
【図６】従来例の動作を示すグラフである。
【図７】従来例の動作を示すグラフである。
【符号の説明】
１  整流器用変圧器
２  整流器
３  電流制御装置
４  電流設定器
【図１】
0003781162.tif 000002
【図２】
0003781162.tif 000003
【図３】
0003781162.tif 000004
【図４】
0003781162.tif 000005
【図５】
0003781162.tif 000006
【図６】
0003781162.tif 000007
【図７】
0003781162.tif 000008