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JPS6154880A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

Info

Publication number
JPS6154880A
JPS6154880A JP59176254A JP17625484A JPS6154880A JP S6154880 A JPS6154880 A JP S6154880A JP 59176254 A JP59176254 A JP 59176254A JP 17625484 A JP17625484 A JP 17625484A JP S6154880 A JPS6154880 A JP S6154880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
current
rectifier
voltage
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59176254A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ikeda
博 池田
Osamu Higa
修 比嘉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59176254A priority Critical patent/JPS6154880A/ja
Priority to US06/765,127 priority patent/US4618921A/en
Priority to EP85305908A priority patent/EP0173535B1/en
Priority to DE8585305908T priority patent/DE3578711D1/de
Publication of JPS6154880A publication Critical patent/JPS6154880A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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    • HELECTRICITY
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は大電流を高速に制御する必要のある核融合用コ
イル電源等の電源装置に関するものである。
〔発明の技(?i的背景とその問題点〕核融合用プラズ
マを発生させる時には、プラズマの位置を制御するため
にプラズマ位置制御用コイルの電流を高速に制御する必
要がある。このため電流制御用に大電流高電圧の電源が
必要である。
従来どのような電源としては制御整流@置とダイオード
整流装置を直列に接続した電源装置が使用されプラズマ
電流立ち上げ時10kV〜20kVの直流電圧を発生さ
せプラズマ電流がフラットになりプラズマ位置制御用コ
イル電流もフラットになるとダイオード整流器用交流し
ゃ断器を開極し数kVの制御整流装置によりプラズマ位
置制御用コイルの電流を制御していた。
しかし、このよう゛な電源装置においては、ダイオード
整流装置の交流側しゃ断器を開極した時に、交流系統か
ら見て大きな負荷変動が発生し、交流母線に大きな外乱
を与えるという不具合があった。
また10数kV、数10kAのダイオード整流装置が必
要となり高価であった。特に中規模核融合装置で、交流
側に電動発電派がなく、商用系統より受電する場合には
、一度に大きな負荷変動を発生させることができないた
め、すべて制tIl整流装置で電流制御を行なうとか、
ダイオード整流器を数台直列に接続して順次交流しゃ断
器を開極する等の電源装置が必要となり非常に高励であ
った。
[発明の目的コ 本発明の目的は、前記不具合を解消し、交流母線に与え
る外乱がなく、高速に電流を立ち上げることのできる経
済性の高い電源装置を提供することである。
[発明の概要] 本発明は、制御1!1!流装置とスイッチとコンデンサ
を直列に接続し、スイッチとコンデンサを直列に接続し
た部分に並列にダイオードを接続し、起動指令により制
御整流装置のバイパスベアを4N成する制[整流素子に
連続的に点弧パルスを与えた後スイッチをオンし、コン
デンサ°雇流を放電させ、コンデンサの電圧が所定の値
より小さくなったら、制御整流装置をバイパスベアから
解除して通常制御を行ない、コンデンサ電圧が零になる
とスイッチがオフし、負荷電流は前記ダイオードを流し
て制御する電源装置である。
[発明の実施例1 本発明の一実施例を第1図に示す。第1図において1は
交流母線、2は交流しゃ断器、3は交流電圧の値を必要
な値に変換する整流器用変圧器、4は交流電圧を直流電
圧に整流する制御整流装置、5は負荷、6は充電された
電荷を電流立ち上げ時に放電するコンデンサ、7はコン
デンサ6を充電する充電装置、8はオフ時にはコンデン
サ6の電圧が印加され、オンすることによりコンデンサ
6の充電電荷を放電するスイッチであり、イグナイトロ
ンとか、サイリスク等により溝成される。9は、コンデ
ンサ6の電圧が零になった後、負荷電流が転流するダイ
オード、10は直流電流を検出する直流電流検出器、1
1はコンデンサ6の両端電圧を検出する電圧検出器、1
2は起動指令51を受けて、所定の時間、時間を遅らせ
るタイムディレィ回路、13はタイムディレィ回路12
の出力によりスイッチ已にオンパルスを出力するパルス
発生回路、14は電流基準値52と直流電流検出器10
の出力の差を求める演算回路である。
15は演算回路14の出力を受けて負荷電流が電流基準
値52と等しくなるよう制御する定電流回路、16は起
動指令51を受けて、制御整流装置4のバイパスベアと
なる制御整流素子にパルスを与え、後に述べるレベル検
出回路18の出力により制御整流装置4をバイパスベア
から解除し通常の点弧制御を行なう位相制御回路、17
は位相制御回路16の出力を増幅するパルスアンプ回路
、18はコンデンサ電圧検出器11の出力を受けてコン
デンサ電圧が所定の値以下になるとバイパスベア解除指
令を位相制御回路16に出力するレベル検出回路である
。起動指令51は実際に電流を立ち上げ始めるタイミン
グよりタイムディレィ回路12で設定される時間だけ早
いタイミングで(qられる指令である。
第2図に負荷電流LLと、コンデンサ電流り。
とコンデンサ電圧■。とダイオード電流Loの関係及び
、制1i111流装置4とスイッチ8とダイオード9の
状態の関係をタイムチャートで示す。第2図の副1fl
l整流装置の状態にBPPとあるのは、バイパスベアの
略称であり、制御整流装置の同一交流相に接続された制
御整流素子に点弧パルスが入力されているか又は、該当
する制御′l整流素子が通電していることを示す。
第3図、第4図は、本発明の詳細な説明するために負荷
電流の通電経路を示した通電経路図である。第3図、第
4図において第1図と同一符号のブロックは同一番号と
して説明を省略する。LLは負荷電流、Lcはコンデン
サの放電電流、Vcはコンデンサの電圧、Loはダイオ
ードの電流を示す。
以下、第1図乃至第4図により本発明の作用について説
明する。
コイルに電流を通電する前に、コンデンサ6をコンデン
サ充電装置7により充電する。充電電圧は、制御整流装
置4の定格出力電圧の5倍〜数十倍の場合もあり、充電
電圧は、スイッチ8により分担される。起動指令51が
入力されると、制御整流装W4にバイパスベアパルスが
出力される(第2図t1期間)。タイムディレィ回路1
2により設定された適当な時間(数ms>が経過すると
、スイッチ8がオンしコンデンサ6に充電された電荷は
、スイッチ8、制御整流装置4を介して負荷5に流れる
。この時制御整流装置4はバイパスベア状態にある(第
2図t2期間)。次にコンデンサ電圧Vcが所定の値以
下になると、レベル検出回路18が動作し、制御整流装
置4はBPPより解除され、定電流制御回路15により
通常制■が行なわれる(第2図℃3期間)。コンデンサ
電圧V0が零になると負荷電流LLは、ダイオード9に
転流し、その後は、ダイオード9を介して、ll1II
御整流装置4により電流制御が行なわれる(第2図【4
期間)。第3図は、第2図のt2期間とt3期間の電流
の流れる経路を説明したものである。負荷電流L1−は
コンデンサ6とスイッチ8と制rMJ整流装置4を介し
て流れる。第4図は、第2図のt4期間の電流の流れる
経路を説明したものである。スイッチ8はオフとなり負
荷電流ILは制御整流装置4とダイオード9を介して流
れる。
本発明においては、負荷電流を急激に立ち上げる部分は
、コンデンサ6に充電された電荷により供給しており交
流f!1mには、外乱を与えることなく負荷電流を立ち
上げることができる。さらに、本発明においては、コン
デンサ電圧■。が零になった後は、負荷電流LLがダイ
オード9に転流するので、スムーズに電流制御を行なう
ことができる。また、制iII整流装置4に、負荷電流
が流れ始める前にバイパスベアパルスを入力し、スイッ
チ8をオンすることにより負荷電流を立ち上げるので、
コンデンサ充電電圧は、制御整流装置4の定格電圧とは
関係なく決定され、コンデンサ充電電圧を高くし、制御
整流装置4の定格電圧を低くすることにより総合的に経
済性のすぐれた電ll!装置となる。
本発明の電源装置においては、必要な負荷電流波形によ
り、コンデンサ電流のピーク値及び起動よりピーク値に
なるまでの時間t2+t3を決定され、t1+t5=%
βの関係式よりコンデンサ6の容量が決定される。但し
Lは負荷のインダクタンス値である。また充電電圧Eは
、コンデンサの関係式により決定される。
尚、コンデンサの電圧が所定値にあるか否かを電圧検出
回路で直接検出する揚台を説明したが、例えば回路定数
が決定させれば、放電時定数から、間接的にコンデンサ
の電圧を検出することも出来る。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明においては、制御整流装置
と、スイッチとコンデンサを直列に接続し、スイッチと
コンデンサの直列接続部分に並列にダイオードを接続し
コンデンサの充電電圧が所定の値以上の時は、制御整流
装置をバイパスベア運転することにより、交流系統に外
乱を与えることなく、経済性が高く、高速に電流を立ち
上げできる電源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、本発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図の動作を説明するためのタイムチャート、第3
図、第4図は本発明の実施例の負荷電流の経路を示す説
明図である。 1・・・交流母線、2・・・交流しゃ断器、3・・・整
流器用変圧器、4・・・制御I整流装置、5・・・負荷
、6・・・コンデンサ、7・・・充電装置、8・・・ス
イッチ、9・・・ダイオード、10・・・直流電流検出
器、11・・・直流電圧検出器、12・・・タイムディ
レィ回路、13・・・パルス発生回路、14・・・演算
回路、15・・・定電流制御回路、16・・・位相制御
回路、17・・・パルスアンプ回路、18・・・レベル
検出回路、51・・・起動指令、52・・・電流基準値
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御整流装置とスイッチとコンデンサを直列に接続しス
    イッチとコンデンサの直列回路に並列にダイオードを接
    続し、前記コンデンサの電圧を直接又は間接的に検出す
    る手段を具備し少なくとも前記スイッチをオンする直前
    より前記コンデンサの電圧が所定の値以下になるまで前
    記制御整流装置をバイパスペアにて運転することを特徴
    とする電源装置。
JP59176254A 1984-08-24 1984-08-24 電源装置 Pending JPS6154880A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59176254A JPS6154880A (ja) 1984-08-24 1984-08-24 電源装置
US06/765,127 US4618921A (en) 1984-08-24 1985-08-13 Power supply system and a starting method thereof
EP85305908A EP0173535B1 (en) 1984-08-24 1985-08-20 A power supply system and a method of operating same
DE8585305908T DE3578711D1 (de) 1984-08-24 1985-08-20 Leistungsversorgungseinrichtung und betriebsverfahren dafuer.

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JP59176254A JPS6154880A (ja) 1984-08-24 1984-08-24 電源装置

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JPS6154880A true JPS6154880A (ja) 1986-03-19

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ID=16010344

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JP59176254A Pending JPS6154880A (ja) 1984-08-24 1984-08-24 電源装置

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EP (1) EP0173535B1 (ja)
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Also Published As

Publication number Publication date
EP0173535B1 (en) 1990-07-18
US4618921A (en) 1986-10-21
DE3578711D1 (de) 1990-08-23
EP0173535A2 (en) 1986-03-05
EP0173535A3 (en) 1986-12-03

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