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初級講習用指導書(電気機器編)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


(3)サイリスタ整流器の位相制御角と直流電圧
 前各項にて代表的なサイリスタ整流回路の動作について概念的な説明を行ったが、位相制御角と直流電圧との関係を数式で示すと表2.2の通りで、これを連続的特性曲線として表したものは図2.100に示される。
 
表2.2 各種結線方式によるサイリスタ整流器の位相制御角に対する直流電圧平均値
(拡大画面:27KB)
 
図2.100 サイリスタ整流器の順変換における位相制御角と直流電圧
 
(4)サイリスタ整流器の位相制御角と入カカ率
 入力側の交流の力率は位相制御角に大いに左右されて変化することは単相、三相の何れの場合も同じであるが、図示の関係上、ここでは三相サイリスタ整流回路を例にとり説明する。
 整流器の電源側交流のu相の電圧を図2.101の(A)図に示す通りとし、負荷電流が平滑化しているとするとu相巻線の負担する電流は短形波とみなされる。其処で位相制御角零の場合はu相巻線に流れる電流は(B)図に示すように、その電流の基本波(主体を成す交流波成分)は電圧と位相が一致しているが、位相制御角が零より大きくなると、電流の基本波I1は(C)図に示すように、位相制御角αの大きさに応じて、位相遅れψが大きくなり、したがって、入力の力率も低下するようになる。全アームがサイリスタで構成される三相全波ブリッジ整流器の場合はα=ψとみなされるので、この場合の1相分の負担する基本波入力電力Pは、交流電圧実効値をVとすると、P=V・I1・cosα1で示される。其処で、直流出力電圧はCOSα1に比例して低下し、一方COS、は入力力率に相当するので、上式は出力電圧の低下と共に入力力率が低下することを意味している。
 直流電動機の始動の場合のように、サイリスタ整流器の出力電圧を低下させて始動電流が流される場合には、以上の理由から突発的な無効電流がかなりのものとなり、電源系統電圧の瞬時降下を引き起す恐れがあるので注意を要する。
(拡大画面:39KB)
図2.101 位相制御角αによる交流入力電流の交流電圧に対する位相変化







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