直流断路装置的制造方法_3

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,则驱动装置也可以在时刻t5之前的时间点朝向断开而开始驱动。
[0072](半导体开关2L的断开)
[0073]图8是示出断开了半导体开关2L的状态的图。在机械式断路器4L以及4R得到了即使断开半导体开关2L也能够承受主电路电流断流后的重起电压那样的绝缘耐力的状态、SP得到了足够的断开距离的状态下(图2的时刻t6),如图8所示地断开半导体开关2L。由此,完成电流断流。避雷器11限制由于断路而产生的重起电压,并且吸收系统的残留能量。
[0074][动作过程的流程图]
[0075]图9是示出直流断路装置的动作过程的流程图。以下,将上述所示的直流断路装置的动作过程表示为流程图。控制器9依照以下的流程图所示的过程,输出构成直流断路装置的设备进行开闭动作的信号。
[0076]首先,在步骤SI中,在时间t成为上述11的时间时,转移到步骤S2。在步骤S2中,机械式断路器4L进行断开动作。在步骤S3中,在控制器9判断出时间t成为上述t2的时间时转移到步骤S4。在步骤S4中,接通开关8进行闭合动作。之后,在机械式断路器4L中切断电流。然后,在步骤S5中,在控制器9判断出时间t成为上述t4时转移到步骤S6。在步骤S6中,半导体开关2R进行断开动作。在步骤S7中,在控制器9判断出时间t成为上述t5的时间时转移到步骤S8。在步骤S8中,机械式断路器4R进行断开动作。在步骤S9中,在控制器9判断出时间t成为上述t6的时间时转移到步骤S10。在步骤SlO中,半导体开关2L进行断开动作。
[0077]如上所述,根据实施方式I的直流断路装置100,能够提供在切断双向的直流电流、降低电弧所致的消耗、损伤的同时具有高的绝缘性能的廉价的直流断路装置。
[0078]〈实施方式I的变形例〉
[0079]在上述中,在稳定时,设为半导体开关2L以及2R闭合,但也可以在稳定时断开,并在将要接通接通开关8之前闭合。
[0080]接通开关8不仅可以是例如机械式开关,还可以是如间隙开关那样的放电开关、或者晶闸管或IGBT等半导体开关。另外,在接通开关8不太贵的情况下,也可以应用具有电流切断能力的开关而作为接通开关8,由此切断电流IL和电流IR。
[0081]在上述中,在稳定时,闭合半导体开关2R。其理由在于具有如下那样的优点:如果始终断开半导体开关2R,则虽然是二极管的电压下降量,但始终对半导体开关2R施加电压,所以能够避免该电压应力。进而,还因为具有如下优点:在被施加了由于来自雷等外部的感应等而导致的过电压、过电流的情况下,如果始终闭合半导体开关2R,则能够利用基于二极管3L和半导体开关2R的闭环来吸收这样的过电压、过电流,保护半导体开关2R和二极管3L。
[0082]但是,也能够在稳定时断开半导体开关2R。以下,补充该情况下的直流断路装置100的动作。
[0083]图10是示出直流断路装置100的从稳定时至断路状态的其它动作例的时序图(预先断开半导体开关2R的情况)。参照图10,在预先断开半导体开关2R的情况下,在机械式断路器4L消弧了的时刻t3下,逆电流IL也被切断。逆电流IL的能量由避雷器11吸收。其它点与图2的情况相同,所以不重复说明。
[0084]在实施方式I中,如图1等所示,在利用IGBT构成了半导体开关2L、2R的各个的情况下,在IGBT的发射极侧连接有两个半导体开关2L、2R。与此相反地,还能够在IGBT的集电极侧连接两个半导体开关2L、2R。以下,参照附图,补充说明。
[0085]图11是示出实施方式I的变形例的直流断路装置的结构的电路图。在图11的直流断路装置100A中,与图1的直流断路装置100的情况相反地配置有半导体开关2L与二极管3L的对和半导体开关2R与二极管3R的对。即,半导体开关2L在节点A与节点N2之间以从节点NI至节点N2的方向为通电方向的方式连接。半导体开关2R在节点A与节点NI之间以从节点N2至节点NI的方向为通电方向的方式连接。二极管3L以及3R分别与半导体开关2L以及2R对应,各二极管以向与对应的半导体开关的通电方向相反的方向流过电流的方式,与对应的半导体开关并联连接。图11的其它结构要素的连接与图1的情况相同。
[0086]图11的直流断路装置100A的动作过程与图1的直流断路装置100的动作过程相同。例如,图2的时序图以及图9的流程图在图11的直流断路装置100A的情况下也原样地适用。但是,在时刻t4(步骤S6)断开的是靠近节点NI的一侧的半导体开关2R,在时刻t6(步骤S10)断开的是靠近节点N2的一侧的半导体开关2L。在该点上,图11的直流断路装置100A与图1的直流断路装置100不同。
[0087]〈实施方式2>
[0088]图12是实施方式2的直流断路装置101的电路图。
[0089]图12的直流断路装置101与图1的直流断路装置100不同的点在于,还包括与二极管3L串联连接的高频截止电抗器12L以及与二极管3R串联连接的高频截止电抗器12R。二极管3L以及高频截止电抗器12L与半导体开关2L并联连接,二极管3R以及高频截止电抗器12R与半导体开关2R并联连接。高频截止电抗器12L以及12R具有使直流电流通电、但通过电感而使高频的振动电流即在时间上变动的电流截止而不通过的功能(在本说明书中将具有这样的功能的元件称为“电感元件”)。也可以代替电抗器6L以及6R而将铁氧体芯等设置为电感元件。
[0090]图12的其它点与图1所示的实施方式I的情况相同,所以对相同或者相当的部分附加相同的参照符号而不重复说明。以下,说明高频截止电抗器12L以及12R的效果。
[0091]图13是示出在图1所示的直流断路装置100中机械式断路器4L断路后的节点A处的电流波形的图。将向右流过图1的A点(从节点NI至N2的方向)的电流设为正。
[0092]参照图13,在图10的时刻t3,机械式断路器4L被断路。在图2中,在紧接着时刻t3之后的时刻t4,断开半导体开关2R,但在图13的情况下,半导体开关2R设为闭合的状态不变。在机械式断路器4L断路之后,主电路电流1与作为振动电流的逆电流IL重叠的电流在点A处流过。在直至断开半导体开关2R为止的期间,逆电流IL是通过电阻元件1L而衰减的波形。在图13的时刻t3至til的期间以及时刻tl2至tl3的期间,在点A处流过的电流1 — IL的值为负,所以在半导体开关2R中流过电流。另一方面,在其它时间段,在点A处流过的电流1 — IL的值为正,所以在二极管3R中流过电流。
[0093]因此,用半导体开关2R切断逆电流IL仅限于在点A处流过的电流值为负时。因此,有在由于衰减而负的区域消失的情况下(在时刻tl3之后)无法利用半导体开关2R切断逆电流IL这样的问题。该问题是图1的结构的直流断路装置100特有的问题,是在日本特开昭59 —128714号公报(专利文献I)以及日本特开平10 —126961号公报(专利文献2)所公开的以往的直流断路装置中未产生的问题。
[0094]如果如图12所示将高频截止电抗器12R与二极管3R串联地设置,则在二极管3R中不流过作为高频的振动电流的逆电流IL,所以逆电流IL在半导体开关2R中流过。由此,变得易于利用半导体开关2R切断逆电流IL。同样地,将高频截止电抗器12L与二极管3L串联设置。
[0095]通过上述结构,能够可靠地切断逆电流IL,所以能够提供在降低电弧所致的消耗、损伤的同时具有高的绝缘性能的廉价的直流断路装置。
[0096]〈实施方式3>
[0097]图14是实施方式3的直流断路装置102的电路图。
[0098]图14的直流断路装置102的逆电流产生电路7L以及7R的结构与图1的直流断路装置101不同。即,图14的逆电流产生电路7L与图1的逆电流产生电路7L不同的点在于,代替电容器5L以及电抗器6L而包括电池13L。同样地,图14的逆电流产生电路7R与图1的逆电流产生电路7R不同的点在于,代替电容器5R以及电抗器6R而包括电池13R。将电池13L连接成以节点N4侧为正极且以节点NI侧为负极。同样地,将电池13R连接成以节点N4侧为正极且以节点N2侧为负极。图14的其它点与图1的情况相同,所以对相同或者相当的部分附加相同的参照符号而不重复说明。
[0099]通过使用电池13L以及13R,也能够在分别对应的机械式断路器4L以及4R中流过逆电流。由于不需要用于如图1的电容器5L以及5R那样进行充电的充电器,所以具有电路结构变简单这样的优点。
[0100]如果将图14的电阻元件1L以及1R各自的电阻值设为r,则需要使电池13L以及13R各自的输出电压V大于主电路电流I ο与电阻值r之积。主电路电流I ο的大小根据直流电力系统而各种各样,例如当设为IkA时,如果电阻值r是I Ω,则需要使输出电压V大于lkV。
[0101]图15是实施方式3的变形例的直流断路装置103的电路图。图14的电路图示出了分别仅使用了电池13L以及13R来作为逆电流产生电路7L以及7R的例子。也可以代替该结构而设为对图1以及图12的电容器以及电抗器串联地附加电池的结构。例如,图15的逆电流产生电路7L以及7R的结构是对图10(实施方式2)的
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