JPS6343530A - Electric source - Google Patents
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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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、製鋼用アーク炉等のようにインピーダンス
が激しく変動する交流負荷のための電源装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a power supply device for an alternating current load whose impedance fluctuates drastically, such as in an electric arc furnace for steel making.
[従来の技術]
第3図は例えば特開昭55−150737号公報に示さ
れた従来のアーク炉用の電源装置を示す構成図であり、
図において、1はインピーダンス変動の大きい交流負荷
としての製鋼用アークが、2Aは同アーク炉1を2次側
に接続された負荷タップ切換式の炉用変圧器、3は炉用
変圧器2Aを介しアーク炉1へ電流を供給する電源系統
、4はフィルタコンデンサ、5はリアクトル、6は炉用
変圧器2Aの1次側に接続された計器用変流器(CT)
、7は電源系統3に接続された計器用変圧器(PT)、
8は電源系統3に接続された無効電力補償用サイリスタ
、9はサイリスタ8の位相制御を行なう制御装置、10
はサイリスタ8により電流調節される分路リアクトルで
ある。[Prior Art] FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional power supply device for an arc furnace disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-150737.
In the figure, 1 is a steelmaking arc as an AC load with large impedance fluctuations, 2A is a load tap switching type furnace transformer connected to the secondary side of the arc furnace 1, and 3 is a furnace transformer 2A. 4 is a filter capacitor, 5 is a reactor, and 6 is an instrument current transformer (CT) connected to the primary side of the furnace transformer 2A.
, 7 is a potential transformer (PT) connected to the power supply system 3,
8 is a reactive power compensation thyristor connected to the power supply system 3; 9 is a control device for controlling the phase of the thyristor 8; 10
is a shunt reactor whose current is regulated by a thyristor 8.
そして、サイリスタ8.制御装置9および分路リアクト
ル10により無効電力補償装置が構成されている。And thyristor 8. The control device 9 and the shunt reactor 10 constitute a reactive power compensator.
次に動作について説明する。アーク炉lの初期作動時に
は、その負荷インピーダンス値は小さく、変動幅は大き
いので、炉用変圧器2Aは低タップ位置で運転され、こ
の炉用変圧器2Aを介し電源系統3からアーク炉1へ所
定電力が供給される。Next, the operation will be explained. During the initial operation of the arc furnace 1, the load impedance value is small and the fluctuation range is large, so the furnace transformer 2A is operated at a low tap position, and the electric power is transferred from the power supply system 3 to the arc furnace 1 via the furnace transformer 2A. Predetermined power is supplied.
そして、アーク炉1内においてスクラップ等が溶解する
と、これに伴い負荷インピーダンス値は増大するため、
この負荷変動には炉用変圧器2人のタップ位置を上昇さ
せて対応している。When scrap etc. are melted in the arc furnace 1, the load impedance value increases accordingly.
This load fluctuation is dealt with by raising the tap positions of the two furnace transformers.
次いで、計器用変流器6および計器用変圧器7により炉
用変圧器2Aの1次側において発生する無効電力を検出
して、制御装置9によってサイリスタ8の点弧位相を決
定し同サイリスタ8の位相制御を行なう。Next, the reactive power generated on the primary side of the furnace transformer 2A is detected by the instrument current transformer 6 and the instrument transformer 7, and the control device 9 determines the firing phase of the thyristor 8. performs phase control.
このようにして、分路リアクトル10の通電電流を制御
することにより、コンデンサ4による進相容量の機能も
合いまって、電源系統3における無効電流の変動による
電圧フリッカ障害が抑制される。By controlling the current flowing through the shunt reactor 10 in this way, the function of the phase advancing capacity by the capacitor 4 is also combined, and voltage flicker disturbances due to fluctuations in reactive current in the power supply system 3 are suppressed.
[発明が解決しようとする問題点コ
ところで、従来のアーク炉1用の電源装置の出力電圧波
形および出力電流波形について説明すると、第4図はそ
の出力電圧波形および出力電流波形の一例を示すグラフ
であり、この第4図に示すように、正弦波形状の電圧を
アーク炉1へ印加すると、空気の火花放電電圧−電流特
性により、電圧零付近ではアーク炉1の電極間には微少
電流しか流れず、電圧が上昇してグロー放電域を過ぎる
と、アーク放電となり大電流が流れる。従って、電流波
形は等測的に遅れ位相となり、その分、無効電力が増大
する。しかも、アーク放電域でも負荷インピーダンスが
激しく変動して電流波形に歪みを生じることが、フリッ
カ障害の発生要因となっている。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, to explain the output voltage waveform and output current waveform of the conventional power supply device for the arc furnace 1, FIG. 4 is a graph showing an example of the output voltage waveform and output current waveform. As shown in Fig. 4, when a sinusoidal voltage is applied to the arc furnace 1, only a small current flows between the electrodes of the arc furnace 1 near zero voltage due to the spark discharge voltage-current characteristics of the air. When the voltage does not flow and the voltage rises and passes the glow discharge region, an arc discharge occurs and a large current flows. Therefore, the current waveform has an isometrically delayed phase, and the reactive power increases accordingly. Furthermore, even in the arc discharge region, the load impedance fluctuates violently, causing distortion in the current waveform, which is a factor in the occurrence of flicker failures.
そこで、従来のアーク炉用の電源装置においては、上記
フリッカ障害を抑制するために、前述したような無効電
力補償装置を並設しなければならないが、この無効電力
補償装置でも、その制御応答の限界等により、第4図に
示すように、電圧に対する電流の遅れを十分に補正でき
ず、フリッカ補償率をある値以上に確保することは困難
であるなどの問題点があった。Therefore, in conventional electric power supplies for arc furnaces, a reactive power compensator as described above must be installed in parallel in order to suppress the above-mentioned flicker failure, but even with this reactive power compensator, the control response is Due to limitations, etc., as shown in FIG. 4, there are problems such as the delay in current relative to voltage cannot be sufficiently corrected and it is difficult to maintain a flicker compensation rate above a certain value.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、無効電力補償装置を並設することなく、電源
系統でのフリッカ障害を確実に抑制できるようにした、
電源装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and makes it possible to reliably suppress flicker disturbances in the power supply system without installing a reactive power compensator in parallel.
The purpose is to obtain a power supply device.
[問題点を解決するための手段]
この発明に係る電源装置は、交流負荷のインピーダンス
変動に応じてパルス幅変調を施すことにより上記交流負
荷への交流出力を制御するインバータを設けたものであ
る。[Means for Solving the Problems] A power supply device according to the present invention is provided with an inverter that controls AC output to the AC load by performing pulse width modulation according to impedance fluctuations of the AC load. .
[作 用]
この発明における電源装置では、交流負荷への交流出力
が、インバータにより、上記交流負荷のインピーダンス
変動に応じ、パルス幅変調を施されて制御され、上記交
流負荷へ一定の正弦波形状の電流が供給される。[Function] In the power supply device according to the present invention, the AC output to the AC load is controlled by the inverter through pulse width modulation according to the impedance fluctuation of the AC load, so that the AC output to the AC load is controlled with a constant sine wave shape. current is supplied.
[発明の実施例]
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例による電源装置を示す構成図で
あり、図において、1はインピーダンス変動の大きい交
流負荷としての製鋼用アーク炉、2は同アーク炉1を2
次側に接続された炉用変圧器、3は炉用変圧器2を介し
アーク炉1へ電流を供給する電源系統、4はフィルタコ
ンデンサ、5はリアクトルである。[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a configuration diagram showing a power supply device according to an embodiment of the present invention.
A furnace transformer is connected to the next side, 3 is a power supply system that supplies current to the arc furnace 1 via the furnace transformer 2, 4 is a filter capacitor, and 5 is a reactor.
また、11はサイリスタ整流器、12は電圧エネルギを
蓄積する電解コンデンサ、13はゲートターンオフ等を
使用したパルス幅変調(P W M :P ulse
Width Modulation)インバータであり
、このインバータ13は、アーク炉1のインピーダンス
変動に応じてパルス幅変調を施すことにより、アーク炉
1への交流出力を制御するものである。In addition, 11 is a thyristor rectifier, 12 is an electrolytic capacitor that stores voltage energy, and 13 is a pulse width modulation (PWM) using gate turn-off, etc.
This inverter 13 controls the AC output to the arc furnace 1 by performing pulse width modulation according to impedance fluctuations of the arc furnace 1.
14は計器用変流器(CT)、15はサイリスタ整流器
11用の変圧器であり、本実施例において。In this embodiment, 14 is a current transformer (CT), and 15 is a transformer for the thyristor rectifier 11.
サイリスタ整流器11は、上記変圧器15を介して電源
系統3に接続される一方、パルス幅変調インバータ13
は、計器用変流器14を取り付けられたラインを介して
炉用変圧器2の1次側に接続されている。そして、サイ
リスタ整流器11.パルス幅変調インバータ13および
電解コンデンサ12は並列に配設されて、アーク炉1は
、上記の変圧器15.サイリスタ整流器11.’!解コ
ンデンサ12.パルス幅変調インバータ13および炉用
変圧器2を介して電源系統3に接続され、この電源系統
3からの給電を受けるようになっている。The thyristor rectifier 11 is connected to the power supply system 3 via the transformer 15, while the pulse width modulation inverter 13
is connected to the primary side of the furnace transformer 2 via a line to which an instrument current transformer 14 is attached. and thyristor rectifier 11. The pulse width modulation inverter 13 and the electrolytic capacitor 12 are arranged in parallel, and the arc furnace 1 is connected to the above-mentioned transformer 15. Thyristor rectifier 11. '! solution capacitor 12. It is connected to a power supply system 3 via a pulse width modulation inverter 13 and a furnace transformer 2, and receives power from this power supply system 3.
さらに、16は制御装置であり、同制御装!16は、計
器用変流器14からの電流検出信号を受け、サイリスタ
整流器11の制御およびパルス幅変調インバータ13の
定電流制御を行なうものである。Furthermore, 16 is a control device, and the same control device! 16 receives the current detection signal from the instrument current transformer 14 and controls the thyristor rectifier 11 and constant current control of the pulse width modulation inverter 13.
第2図はこの発明におけるパルス幅変調インバータ13
の出力電圧波形および出力電流波形を示すグラフであり
、この第2図により本実施例の電源装置の動作を説明す
る。パルス幅変調インバータ13からの出力電圧は、同
パルス幅変調インバータ13および制御装置16により
計器用変流器14からの電流検出信号に基づき、高周波
でパルス幅変調され、電圧基本成分(点線で示す)の零
点付近ではフォーシングをかける意味で高電圧が出力さ
れるようにする。FIG. 2 shows a pulse width modulation inverter 13 in this invention.
FIG. 2 is a graph showing the output voltage waveform and output current waveform of FIG. 2, and the operation of the power supply device of this embodiment will be explained with reference to FIG. The output voltage from the pulse width modulation inverter 13 is pulse width modulated at a high frequency by the pulse width modulation inverter 13 and the control device 16 based on the current detection signal from the instrument current transformer 14. ) A high voltage is output near the zero point to apply forcing.
これにより、アーク炉1内の電極間のグロー放電期間を
できるだけ短くする。This makes the glow discharge period between the electrodes in the arc furnace 1 as short as possible.
次に、アーク放電域へ達したら、アーク炉1の火花放電
電圧−電流特性に従って、出力電圧基本成分を正弦波値
(第4図参照)よりも低い値として。Next, when the arc discharge region is reached, the output voltage basic component is set to a value lower than the sine wave value (see FIG. 4) according to the spark discharge voltage-current characteristics of the arc furnace 1.
電流波形が正弦波形状と□なるように、出力電圧にパル
ス幅変調インバータ13によりパルス幅変調を施す。The output voltage is subjected to pulse width modulation by a pulse width modulation inverter 13 so that the current waveform has a sine wave shape.
このように、パルス幅変調インバータ13によってアー
ク炉1への出力電圧をパルス幅変調し適当に歪ませるこ
とで、アーク放電域で負荷インピーダンスが変動しても
、電流波形が正弦波形状を維持できるように制御され、
電源系統3のフリッカ障害の発生が確実に防止されるの
である。In this way, by pulse width modulating the output voltage to the arc furnace 1 using the pulse width modulation inverter 13 and appropriately distorting it, the current waveform can maintain a sine wave shape even if the load impedance changes in the arc discharge region. controlled as
The occurrence of flicker failure in the power supply system 3 is reliably prevented.
また、アーク炉1への交流出力の電流波形およびその周
波数をパルス幅変調インバータ13により任意に制御で
きるので、アーク炉1の操業率が向上する利点もある。Furthermore, since the current waveform and frequency of the AC output to the arc furnace 1 can be arbitrarily controlled by the pulse width modulation inverter 13, there is also the advantage that the operation rate of the arc furnace 1 is improved.
なお、上記実施例では、アーク炉を交流負荷とした場合
について説明したが、溶接機などの他の変動負荷、非線
形インピーダンス負荷を交流負荷としてもよく、上記実
施例と同様の効果が得られる。In the above embodiments, the arc furnace is used as an AC load, but other variable loads such as welding machines and nonlinear impedance loads may be used as AC loads, and the same effects as in the above embodiments can be obtained.
[発明の効果]
以上のように、この発明によれば、交流負荷のインピー
ダンス変動に応じてパルス幅変調を施すことにより上記
交流負荷への交流出力を制御するインバータを設けて構
成したので、従来のような無効電力補償装置を設けるこ
となく、フリッカ障害を確実に抑制できる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an inverter is provided to control the AC output to the AC load by performing pulse width modulation according to the impedance fluctuation of the AC load, so it is possible to This has the effect of reliably suppressing flicker disturbances without providing a reactive power compensation device such as the one described above.
第1図はこの発明の一実施例による電源装置を示す構成
図、第2図はこの発明におけるインバータからの交流出
力波形を示すグラフであり、第3図は従来の電源装置を
示す構成図、第4図は従来装置の交流出力波形を示すグ
ラフである。
図において、1−・・交流負荷としての製鋼用アーク炉
、13・・・インバータとしてのパルス幅変調インバー
タ。
なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。FIG. 1 is a block diagram showing a power supply device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing an AC output waveform from an inverter in the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a conventional power supply device. FIG. 4 is a graph showing the AC output waveform of the conventional device. In the figure, 1--A steelmaking arc furnace serves as an AC load, and 13...A pulse width modulation inverter serves as an inverter. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
において、上記交流負荷のインピーダンス変動に応じて
パルス幅変調を施すことにより上記交流負荷への交流出
力を制御するインバータが設けられたことを特徴とする
電源装置。A power supply device for an AC load with large impedance fluctuations, characterized in that the power supply is provided with an inverter that controls AC output to the AC load by performing pulse width modulation according to impedance fluctuations of the AC load. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61187259A JPS6343530A (en) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | Electric source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61187259A JPS6343530A (en) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | Electric source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6343530A true JPS6343530A (en) | 1988-02-24 |
Family
ID=16202845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61187259A Pending JPS6343530A (en) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | Electric source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6343530A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013531961A (en) * | 2010-05-25 | 2013-08-08 | リアクティブ テクノロジーズ オーワイ | Reactive power management |
-
1986
- 1986-08-07 JP JP61187259A patent/JPS6343530A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013531961A (en) * | 2010-05-25 | 2013-08-08 | リアクティブ テクノロジーズ オーワイ | Reactive power management |
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