【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、磁場発生用マグネット負荷に対し超低リプ
ルの電流を安定に供給する定電流電源に係り、特に交流
電源をサイリスタ整流器により直流に変換した後直流平
滑回路で平滑化して低リプル電流を得るための直流平滑
回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a constant current power supply that stably supplies ultra-low ripple current to a magnetic load for generating a magnetic field, and in particular, it relates to a constant current power supply that stably supplies an ultra-low ripple current to a magnetic load for generating a magnetic field, and in particular, it relates to a constant current power supply that stably supplies an ultra-low ripple current to a magnetic load for generating a magnetic field. The present invention relates to a DC smoothing circuit for obtaining a low ripple current by smoothing the converted current using a DC smoothing circuit.
一般に、マグネットを負荷とする電源の応用システムと
しては、核磁気共鳴診断装置や核融合装置、粒子加速装
置、超電導電力貯蔵装置等が知られている。このような
電源の応用システムにおいては、本質的に大規模で大容
量装置となることから、この電源としては実用性の高い
サイリスタ整流器が多く使用される。そして、これらシ
ステムの運転要件から、−船釣には所望の電流変化率で
電流を増減する電源の調節を行って負荷の運転を行う場
合が多い。さらに、電源の性能要件としては、超低リプ
ル、例えば０．００１％程度の電流を供給することが望
まれる。In general, nuclear magnetic resonance diagnostic devices, nuclear fusion devices, particle accelerators, superconducting power storage devices, and the like are known as applied systems using power sources that use magnets as loads. Since such a power supply application system is essentially a large-scale, large-capacity device, a highly practical thyristor rectifier is often used as the power supply. Due to the operating requirements of these systems, - In boat fishing, the load is often operated by adjusting the power supply to increase or decrease the current at a desired current change rate. Furthermore, as a performance requirement of the power supply, it is desirable to supply an ultra-low ripple current, for example, about 0.001%.
そこで、従来この種の電源装置として、交流電源にサイ
リスタ整流器を接続して前記交流入力を直流に変換し、
得られた直流出力を直流リアクトルとコンデンサとから
なる直流平滑回路で平滑化して、マグネット負荷に低リ
プルの電流を供給するよう構成したものが知られている
。Therefore, as a conventional power supply device of this type, a thyristor rectifier is connected to an AC power source to convert the AC input to DC,
There is a known structure in which the obtained DC output is smoothed by a DC smoothing circuit consisting of a DC reactor and a capacitor to supply a low ripple current to a magnetic load.
この場合、超低リプルの電流を得るためには、さらにサ
イリスタ整流器を多相および多重化したり、さらには直
流平滑回路のフィルタコンデンサを１括して大きくする
ことが知られている。In this case, in order to obtain an ultra-low ripple current, it is known that the thyristor rectifiers are multi-phased and multiplexed, and the filter capacitors of the DC smoothing circuit are made larger all at once.
しかしながら、前述した従来の電源装置においては、大
容量のコンデンサを設けることから、回路のＱが高くな
り、応答性を悪化させると共に出力電流状態が不安定と
なる問題がある。また、最悪の場合には共振を招くこと
がある。特に、電流を高速度で立上げおよび立下げを行
う運転に際しては前述した問題点が顕著に現われる。However, in the conventional power supply device described above, since a large capacity capacitor is provided, the Q of the circuit becomes high, which deteriorates the response and causes the output current state to become unstable. Furthermore, in the worst case, resonance may occur. In particular, the above-mentioned problems become noticeable during operation in which the current is raised and lowered at high speed.
そこで、本発明の目的は、サイリスタ整流器を使用して
交流入力を直流に変換しマグネット負荷に対し低リプル
電流を供給し得る電源装置において、直流出力電流が負
荷の運転状態の如何に拘らず常に超低リプル電流として
安定に供給することができるマグネット励磁用サイリス
タ整流器の直流平滑回路を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply device that uses a thyristor rectifier to convert AC input into DC and can supply low ripple current to a magnetic load, so that the DC output current is always constant regardless of the operating state of the load. An object of the present invention is to provide a DC smoothing circuit for a thyristor rectifier for magnet excitation, which can stably supply ultra-low ripple current.
本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流器の直流
平滑回路は、交流入力をサイリスタ整流器により直流変
換し直流平滑回路を介してマグネット負荷に供給するよ
う構成したマグネット励磁用サイリスタ整流器において
、直流平滑回路を構成するコンデンサを複数段に分割し
、各コンデンサにそれぞれダンピング抵抗器と開閉器と
を直列接続し、これらの直列接続回路をマグネット負荷
に対し並列に接続し、直流出力電力の増加に対し開閉器
を開放してコンデンサのトータル容量を低減すると共に
直流出力電流の減少に対し開閉器を投入してコンデンサ
のトータル容量を増加するよう構成することを特徴とす
る。A DC smoothing circuit of a thyristor rectifier for magnet excitation according to the present invention constitutes a DC smoothing circuit in a thyristor rectifier for magnet excitation configured to convert an AC input into DC by a thyristor rectifier and supply it to a magnetic load via a DC smoothing circuit. Divide the capacitors into multiple stages, connect each capacitor with a damping resistor and a switch in series, and connect these series-connected circuits in parallel to the magnetic load. The present invention is characterized in that the total capacitance of the capacitor is reduced by opening the capacitor, and the total capacitance of the capacitor is increased by closing the switch in response to a decrease in the DC output current.
前記の直流平滑回路において、複数段に分割された各コ
ンデンサに直列接続されるダンピング抵抗器は、コンデ
ンサのトータル容量が増加するステ、ブ段になる程それ
ぞれ抵抗値が小さ（なるよう設定する。In the DC smoothing circuit described above, the damping resistors connected in series to each of the capacitors divided into multiple stages are set such that the resistance value becomes smaller as the total capacitance of the capacitor increases in the stages.
本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流器の直流
平滑回路によれば、サイリスタ整流器の直流平滑回路を
構成するコンデンサを複数段に分割し、直流出力電流の
上昇に対してコンデンサのトータル容量が低減するよう
にし、また直流出力電流の下降に対してコンデンサのト
ータルｇｆｆｌが増加するようにして、サイリスタ整流
器の出力歪み特性を補償し、全直流出力運転範囲に亘っ
て歪み率を低減して超低リプルの電流をマグネット負荷
に対し安定して供給することができる。According to the DC smoothing circuit of the thyristor rectifier for magnet excitation according to the present invention, the capacitor constituting the DC smoothing circuit of the thyristor rectifier is divided into multiple stages, so that the total capacitance of the capacitor is reduced in response to an increase in DC output current. In addition, the total gffl of the capacitor increases as the DC output current decreases, compensating for the output distortion characteristics of the thyristor rectifier, reducing the distortion rate over the entire DC output operating range, and achieving ultra-low ripple. Current can be stably supplied to the magnetic load.
次に、本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流器
の直流平滑回路の実施例につき、添付図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。Next, embodiments of a DC smoothing circuit for a magnet excitation thyristor rectifier according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明の直流平滑回路の一実施例を示すマグ
ネット励磁用サイリスタ整流器を備えた電源回路を示す
ものである。第１図において、参照符号１０は交流入力
変圧器、１２はサイリスタ整流器、１４は直流平滑リア
クトル、１６は直流平滑コンデンサ、１８はマグネット
負荷をそれぞれ示す、直流平滑リアクトル１４と直流平
滑コンデンサ１６とは、直流平滑回路を構成している。FIG. 1 shows a power supply circuit equipped with a thyristor rectifier for magnet excitation, which is an embodiment of the DC smoothing circuit of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 is an AC input transformer, 12 is a thyristor rectifier, 14 is a DC smoothing reactor, 16 is a DC smoothing capacitor, and 18 is a magnetic load. What are the DC smoothing reactor 14 and the DC smoothing capacitor 16? , constitutes a DC smoothing circuit.
しかるに、本実施例回路において、直流平滑回路を構成
するコンデンサは３分割され、１つは固定コンデンサＣ
０であり、残りのコンデンサＣ１，Ｃ２は開閉器Ｓ、、
Ｓ２とそれぞれ直列に接続されて負荷マグネット１８に
対し並列に接続されている゛。また、前記コンデンサＣ
１゜Ｃ２と直列にダンピング抵抗器Ｒ，，Ｒ２を接続し
て回路のＱを低下させている。この場合、ダンピング抵
抗器Ｒ，，Ｒ２は、略Ｑ（＝−ｉｇ）；ｆｔ等しくする
ために、Ｒ，＞Ｒ２に選定される。However, in the circuit of this embodiment, the capacitors constituting the DC smoothing circuit are divided into three parts, one being the fixed capacitor C.
0, and the remaining capacitors C1 and C2 are connected to switches S,...
The magnets are connected in series with S2 and in parallel with the load magnet 18. In addition, the capacitor C
Damping resistors R, R2 are connected in series with 1°C2 to lower the Q of the circuit. In this case, the damping resistors R,,R2 are chosen such that R,>R2 to approximately equal Q(=-ig);ft.
このように接続配置したコンデンサＣ，，Ｃ２は、直流
出力電流の上昇に対して開閉器Ｓ１＋８２を開放操作し
て直流平滑回路から切離し、また直流出力電流の下降に
対して開閉器Ｓ１＋８２を投入操作して直流平滑回路に
接続する。Capacitors C, C2 connected and arranged in this manner are disconnected from the DC smoothing circuit by opening the switch S1+82 when the DC output current increases, and closing the switch S1+82 when the DC output current decreases. and connect it to the DC smoothing circuit.
これは、サイリスタ整流器１２の特性が出力電流の低い
領域では位相制御角αを大きくして歪みの大きいものと
なる一方、大電流領域においては位相制御角αを小さく
して歪みの小さいものとなることを考慮したものである
。従って、前述したように、直流出力電流を増大する場
合と減少する場合の各運転状態について、開閉器Ｓ、、
Ｓ２の操作とコンデンサＣ９，Ｃ，、Ｃ２のトータル容
量の変化を示せば第１表に示す通りとなる。This is because the characteristics of the thyristor rectifier 12 are such that in the low output current region, the phase control angle α is increased and the distortion is large, whereas in the high current region, the phase control angle α is decreased and the distortion is small. This is taken into consideration. Therefore, as mentioned above, for each operating state when increasing or decreasing the DC output current, the switches S, ,
The operation of S2 and the change in the total capacitance of capacitors C9, C, C2 are as shown in Table 1.
従って、第１表に示すように制御することにより、全直
流出力運転範囲に対し、直流平滑回路に各コンデンサＣ
１，Ｃ２が適切に接続され°ることにより、歪み率を低
減して超低リプルの電流を安定に供給することができる
。Therefore, by controlling as shown in Table 1, each capacitor C is connected to the DC smoothing circuit for the entire DC output operating range.
By properly connecting C1 and C2, it is possible to reduce the distortion rate and stably supply ultra-low ripple current.
なお、本実施例回路においては、サイリスタ整流器とし
て、これを重器で示したが、複数台のサイリスタ整流器
を多相多重化し得ることば勿論である。また、本実施例
回路では、直流平滑回路を構成するコンデンサを３分割
段としたものを示したが、さらに多数段の分割構成とす
ることもできる。この場合、ダンピング抵抗器の抵抗値
は、コンデンサーのトータル容量が増加する投入ステッ
プ段になる程小さくなるようにそれぞれ異なる値に選定
すれば好適である。しかし、通常は２乃至３段の分割構
成とすることが実用性の面から有効である。In the circuit of this embodiment, the thyristor rectifier is shown as a multilayer device, but it goes without saying that a plurality of thyristor rectifiers can be multiphase multiplexed. Further, in this embodiment circuit, the capacitor constituting the DC smoothing circuit is divided into three stages, but it is also possible to have a divided configuration with more stages. In this case, it is preferable that the resistance values of the damping resistors are selected to be different values so that they become smaller as the total capacitance of the capacitor increases in the closing step stage. However, it is usually effective from a practical point of view to have a two- or three-stage divided structure.
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
サイリスタ整流器の出力歪み特性に合せて、直流平滑回
路を構成するコンデンサをダンピング抵抗器と開閉器と
からなる直列接続回路にて多段に分割し、これらコンデ
ンサを直流平滑回路に対し適宜接続または切離しを行う
ことにより、常に安定した超低リプルの電流を得ると共
にこの電流をマグネット負荷に対し有効に供給すること
ができる。また、回路構成要素としては、開閉器と抵抗
器とからなる極めて簡単な構成であり、実用的で経済的
な構成とすることができる。さらに、直流出力電流の大
きな運転状態になる程、コンデンサのトータル容量は低
減するため、直流平滑回路の時定数を小さ（して、定電
流源としての主要性能である低リプル特性を満足しなが
ら、応答特性を改善することが可能となる。As is clear from the embodiments described above, according to the present invention,
In accordance with the output distortion characteristics of the thyristor rectifier, the capacitors that make up the DC smoothing circuit are divided into multiple stages using a series connection circuit consisting of a damping resistor and a switch, and these capacitors are connected or disconnected from the DC smoothing circuit as appropriate. By doing so, it is possible to always obtain a stable ultra-low ripple current and to effectively supply this current to the magnetic load. In addition, the circuit components are extremely simple, consisting of a switch and a resistor, and can be made practical and economical. Furthermore, as the DC output current increases, the total capacitance of the capacitor decreases, so the time constant of the DC smoothing circuit can be reduced (while still satisfying low ripple characteristics, which is the main performance as a constant current source). , it becomes possible to improve response characteristics.
第１図は本発明に係るマグネット励磁用サイリスタ整流
器の直流平滑回路の一実施例を示す電源回路図である。１０、、、交流入力変圧器１２）、、サイリスタ整流器１４、、、直流平滑リアクトル１６、、、直流平滑コンデンサ１Ｂ、、、マグネット負荷ｓ、、Ｓ２．、、開閉器Ｃ（）＋ Ｃ１＋ Ｃ２１０，コンデンサＲ１，Ｒ
，、、、ダンピング抵抗器特許出願人 富士電機株式会社ＦＩＧ、 １FIG. 1 is a power supply circuit diagram showing one embodiment of a DC smoothing circuit of a thyristor rectifier for magnet excitation according to the present invention. 10, AC input transformer 12), Thyristor rectifier 14, DC smoothing reactor 16, DC smoothing capacitor 1B, Magnet load s, S2. ,, Switch C()+ C1+ C210, Capacitor R1, R
,,,, Damping resistor patent applicant Fuji Electric Co., Ltd. FIG, 1
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27163387AJPH01117666A (en) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | Dc smoothing circuit of thyristor rectifier for exciting magnet |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27163387AJPH01117666A (en) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | Dc smoothing circuit of thyristor rectifier for exciting magnet |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117666Atrue JPH01117666A (en) | 1989-05-10 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27163387APendingJPH01117666A (en) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | Dc smoothing circuit of thyristor rectifier for exciting magnet |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01117666A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007023845A1 (en)* | 2007-05-23 | 2009-01-22 | Siemens Ag | Lossy low-pass filter |
| CN106329896A (en)* | 2015-06-18 | 2017-01-11 | 鸿富锦精密工业(武汉)有限公司 | DC power circuit |
| JP2018517386A (en)* | 2016-02-05 | 2018-06-28 | グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッド | Charging system for terminal, charging method and power adapter |
| CN108462379A (en)* | 2018-03-29 | 2018-08-28 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | A kind of direct current is double to apply high-voltage great-current experiment power supply ripple suppression circuit |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007023845A1 (en)* | 2007-05-23 | 2009-01-22 | Siemens Ag | Lossy low-pass filter |
| DE102007023845B4 (en)* | 2007-05-23 | 2012-11-08 | Siemens Ag | Lossy low-pass filter |
| CN106329896A (en)* | 2015-06-18 | 2017-01-11 | 鸿富锦精密工业(武汉)有限公司 | DC power circuit |
| JP2018517386A (en)* | 2016-02-05 | 2018-06-28 | グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッド | Charging system for terminal, charging method and power adapter |
| US10340717B2 (en) | 2016-02-05 | 2019-07-02 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Charging system, charging method, and power adapter |
| CN108462379A (en)* | 2018-03-29 | 2018-08-28 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | A kind of direct current is double to apply high-voltage great-current experiment power supply ripple suppression circuit |
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