[其他]變換器裝置的保護系統

在審

• 申請號: 101986000000629
• 申請日: 1986-01-25
• 公開（公告）號: CN1003031B
• 公開（公告）日: 1989-01-04
• 發明（設計）人: 堀江哲;岡松茂俊
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 姚珊

采用脈沖寬度調制（ＰＷＭ）方式以控制應用了柵截止可控硅（ＧＴＯ）的變換器，以此來進行感應電機的速度控制。如果在ＧＴＯ的斷路能力范圍之內感應電機中流過的電流出現過載，各ＧＴＯ中將會加上門截止信號，使其滅弧，從而斷開過載電流。另一方面，如果變換器的各相橋臂中任意一臂出現短路，將會在所有的ＧＴＯ中出現門導通信號。使短路電流分流，由高速斷路器將主電路斷開。此時，使同時門導通信號優先進入，這樣一來，同時門截止信號將不會起作用，從而防止了連續保護動作所造成的ＧＴＯ損壞。

本發明涉及變換器裝置中的主開關器件的保護方式，尤其是關于使用具有自斷路功能開關器件的變換器裝置的保護方式。

近年來，隨著各種功率半導體器件開發工作的開展，使用GTO（柵截止可控硅器件）、功率晶體管等所謂能夠自斷路開關器件的相當大容量的變換器裝置已經投入使用。

然而，通常這種具有自斷路功能的開關器件具有下列特性，要想安全地進行開關動作，則在電壓和電流方面存在著嚴格的范圍，一旦其數值超過此范圍而進行開關動作時。立即會產生永久性破壞。

因此，在使用這種具有自斷路開關器件的變換器裝置中，安裝著各種保護裝置。如日本專利公報昭59-63983號中所揭示的那樣，通常，在變換器主電路的電壓和電流處于異常狀態時，如果因為開關器件的截止作用，進入使得這種異常狀態能得以避免的范圍，則能使變換器主電路的開關器件同時截止，以完成保護功能，即為所謂的起動同時斷路保護裝置;如果其異常狀態超出了由開關器件的作用所能控制的范圍時，相反，將會使變換器主電路的開關器件同時導通，從而使開關器件的損壞得到避免。與此同時，整個裝置的保護作用將由保險絲或者斷路器來完成，即為所謂的起動同時導通保護裝置。以上是通常所采用的保護手段。

但是，由于這些保護裝置的連續性動作，反而會使開關器件受到破壞。

本發明的目的在于，提供一種能夠克服上述先有技術上缺點的變換器裝置保護方式。在這種保護方式的作用下，無論在什么場合下，都能夠獲得保護功能，能夠有效地防止損壞變換器主電路開關器件。

本發明的特點在于，在變換器裝置中，同時具備著所謂同時導通保護裝置和同時截止保護裝置作為保護裝置，而且使同時導通保護裝置的動作要早于同時截止保護裝置的動作而產生。

如果前述的同時導通保護裝置和同時截止保護裝置各自的動作是、分別獨立進行的，則有時會在一種保護裝置動作之后，繼而另一種保護裝置接著動作。

此時，在由于負載電流出現異常而同時截止保護裝置動作之后，如果發生支路短路從而同時導通保護裝置動作時，將不會產生什么特殊的問題，一直到在高速斷路器等的作用下發生電路開路時為止，不必擔心GTO的損壞等事故的產生。另一方面，當支路發生短路而同時導通保護裝置起作用之后，由于負載電流的異常而造成同時截止保護裝置工作時，如上所述，將會同時控制因通過過大的電流而導通的GTO，使其產生截止。在這種情況下，不可能獲得保護作用，而有可能導致GTO等開關器件的損壞。

第1圖是適用于電車的本發明變換器裝置保護系統的一個實施例的構成圖;第2圖是說明此系統動作的時序圖;第3圖是本發明的另一實施例的主要部分組成圖;第4圖為說明其動作的時序圖。

第1圖表示GTO作為開關器件的電車用橋式變換器裝置主電路和控制電路的概況。在主電路中，1為開閉器，2為高速斷路器，3為濾波器扼流圈，4為濾波器用的電容器，5～10為組成變換器主電路的GTO，11～13為電流檢測器，14為負載感應電機（以下簡稱IM）。

該變換器主電路稱為橋式結構，在GTO5～10中，GTO5、6，GTO7、8，GTO9、10分別配對，串聯在直流電源上，組成所謂橋臂，從各橋臂的中點，取出交流輸出信號。并且，各橋臂的GTO5～10相互交叉，即圖的上部的GTO5、7、9與下部的GTO6、8、10必須配對，相互交替地一方導通，另一方則截止，分別進行控制，從而使變換器動作。換言之，根據PWM調制電路15和開關信號發生電路161～166，從而產生如日本實用新型公報昭57-42590號中的第2圖（A）、（B）、（C）及（D）所示的開關信號。171～176為門驅動電路，當前述開關信號接通時，產生導通門信號;當開關信號斷開時，產生截止門信號。