サイリスタ位相制御

サイリスタ位相制御（サイリスタいそうせいぎょ）は、交流電流の周期毎におけるON時間の割合をサイリスタを用い変化させることで出力電圧を擬似的に制御する方式のひとつである。サイリスタを整流回路の構成要素として用いることで、直流出力電力を制御する方法としても用いられる。 またこの制御を用いた直流電動機の可変速制御ならびに直流電動機を用いた交流専用電気鉄道車両の制御を指す。 かつては多くの産業機器や交流専用鉄道車両の駆動用電動機の制御方法として採用されていたが、1990年代以降は半導体技術の進歩により安価に実現可能になったVVVF制御を採用することが多くなっている。また、下述するように高調波を発生させる欠点があることから、熱源等の制御方法としても、交流の複数周期を一群として扱い、この一群内でのON時間比率を変化させることにより出力電圧を擬似的に変化させる制御において、電流がゼロとなった瞬間にON-OFFを切り替えることで高調波の発生を抑制するゼロクロス制御が多用されるようになってきている。

方式の概要

Wikipedia画像へのリンク(サイリスタ位相制御概念図)

• 必要であれば、電源電圧を扱いやすい電圧まで変圧器で下げる。
• 回路の途中にサイリスタを挿入し、サイリスタをオンさせる位相(タイミング)を変化させることで、擬似的に電圧を制御する。
• サイリスタはアノードからカソードに逆方向の電流が流れた時点で自動的に非導通状態になるため、オフにするための特別な回路は必要ない。
• *直流用電気鉄道車両のチョッパ制御においては、サイリスタをオフにするための回路が必要であり、サイリスタ位相制御と比較して回路構成がはるかに複雑になる。
• 直流負荷(電気鉄道車両の電動機等)の駆動に用いる場合には、サイリスタを単独で、またはダイオードと組み合わせ整流回路に組み込む場合が多い。(実用例は極めて少ないが、交流出力のサイリスタ位相制御回路に純ダイオード整流回路を組み合わせ可変電圧の直流出力を得ることも可能ではある。)
• 回路電流が正弦波でなく、ある点で急激に電流が流れることとなるため、高調波が発生し1次側(電源側)に接続される他の負荷に悪影響が出やすい。そのため、特に大電力回路では、リアクトル等からなるフィルター回路が必要である。

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