直流開閉器用人工ゼロクロス生成方法

この方法は、遮断したい電流と逆方向の電流を注入または重ね合わせることを含む。重ね合わせる電流は、並列共振回路との相互作用を通じて提供されるか、または積極的に電流を注入することによって生成され、これにより人工的な電流ゼロクロスが作成される。人工的な電流ゼロクロスが達成されると、遮断過程は交流回路の場合と同様になる。

動作原理

以下の図は、システム電流に対して反対方向に電流を積極的に注入し、電流ゼロクロスを生成するスキームを示している。具体的な手順は以下の通りである：

1. 予充電段階:

   • 主回路のスイッチが閉じられたとき、コンデンサは別個の充電ユニットによって予め充電される。

2. 遮断過程:

   • 遮断過程は、まず主回路のスイッチの接点を開くことから始まる。
   • その後、並列回路のスイッチが閉じられる。
   • これによりコンデンサが放電し、その電流が主回路の電流に重ね合わされる。
   • コンデンサの放電電流の振幅が主回路の電流の振幅を超える場合、人工的な電流ゼロクロスが生成され、電流が遮断される。

主要な要件

スイッチングデバイスの開閉時間は数ミリ秒しかないので、機械式スイッチは非常に迅速に開く必要がある。そのため、主回路には固体スイッチングデバイスを使用して、高速かつ信頼性の高い応答を確保することが望ましい。

図解説

この図は、このプロセスの具体的な実装を示している：

• 主回路: 遮断すべき電流を含む。
• コンデンサ: 別個の充電ユニットによって予め充電される。
• 並列回路: コンデンサの放電を制御するためのスイッチを含む。
• 固体スイッチ: 主回路のスイッチの接点を迅速に開くために使用される。

まとめ

この方法を使用することで、主回路で効果的に人工的な電流ゼロクロスを生成し、電流遮断を達成できる。この方法は、電流遮断の信頼性を向上させるとともに、スイッチングデバイスへの負荷を減らし、その寿命を延ばすことができる。さらに、固体スイッチングデバイスを使用することで、システムの高速応答能力が高まり、効率的かつ安全な電流遮断が可能となる。