JP2000267746A - 電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、三相三線式の交流電源に適用し、
入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合でも安
定した所定の出力電圧を得ることができる電圧調整装置
を提供する。 【解決手段】 三相三線式の交流電源の異なる二相間に
各々接続した少なくとも２個の電圧調整トランス３Ａ、
３Ｂと、各電圧調整トランス３Ａ、３Ｂを制御する制御
回路１とを有する電圧調整装置であって、前記各電圧調
整トランス３Ａ、３Ｂは、単巻きトランス構成の昇圧ト
ランス及び降圧トランスを組み合わせて構成され、前記
制御回路１は、各電圧調整トランスの入力側、出力側の
電圧を検出するとともに各電圧調整トランスの入力側の
電圧の位相を検出し、入力側の電圧変動及び出力側の電
圧降下又は電圧上昇に応じて、前記昇圧トランス又は降
圧トランスの出力電圧のパルス幅制御を行って出力電圧
を設定電圧に制御することを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランス等を使用
した電圧調整装置に関し、特に三相三線式、三相四線式
等の交流電源に適用して好適な電圧調整装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電圧調整装置の一例を図５を参照
して説明する。

【０００３】図５に示す電圧調整装置は、単相三線式の
交流電源に適用されるものであり、入力端子Ｒ、Ｔと接
続した複数の主コイルＬ２１、Ｌ２２及びＬ２５、Ｌ２
６を、トランスを構成する鉄心（コア）３１に２回路相
巻きし、これらの各回路の主コイルＬ２２とＬ２６との
端部間に、上記コア３１に巻いて相互に直列に接続され
た複数組の励磁コイルＬ２３、Ｌ２４及びＬ２７、Ｌ２
８を接続している。

【０００４】また、トランスの各出力端子ｒ、ｔを、上
記各回路の主コイルＬ２２と励磁コイルＬ２３との間、
又主コイルＬ２６と励磁コイルＬ２７との間に夫々接続
し、零相の入力端子Ｓと出力端子ｓとを相互に接続して
いる。

【０００５】また、ボルテージセンサー３２を付加し、
このボルテージセンサー３２の入力側を前記各主コイル
Ｌ２１、Ｌ２５の入力端と接続し、このボルテージセン
サー３２の出力端に、切り替えスイッチ３３、３４を設
け、これら切り替えスイッチ３３、３４をボルテージセ
ンサー３２により検知した電圧値が所定の電圧以下に降
下又は上昇すると自動的に切り替わるように構成してい
る。これら各切り替えスイッチ３３、３４の出力端に
は、各々二組のサイリスタ３５、３６を設けている。

【０００６】これらの内、サイリスタ３５の入出力端
（カソード、アノード）は励磁コイルＬ２４とＬ２８と
の間に接続し、サイリスタ３５のゲートは切り替えスイ
ッチ２４に接続している。また、サイリスタ３６の入出
力端（カソード、アノード）は、上記励磁コイルＬ２３
とＬ２７との間に接続し、ゲートは切り替えスイッチ３
３に接続している。尚、図５においてＲ１乃至Ｒ３は負
荷である。

【０００７】この従来装置の場合、例えば入力端子Ｒ、
Ｓ間、入力端子Ｔ、Ｓ間に１０６Ｖの電圧がかかると、
各主コイルＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２５、Ｌ２６及び励磁コ
イルＬ２３、Ｌ２４、Ｌ２７、Ｌ２８に電流が流れ、主
コイルＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２５、Ｌ２６で６Ｖ降下し、
この結果、出力端子ｔ、ｓ間では１００Ｖの電圧とな
る。

【０００８】この場合、切換えスイッチ３４のオンによ
りサイリスタ３５はオン状態で、励磁コイルＬ２３、Ｌ
２４、Ｌ２７、Ｌ２８すべてに励磁電流が流れる。この
とき切線えスイッチ３３はオフとなっており、サイリス
タ３６はオフ状態となっている。

【０００９】何らかの理由で入力電圧が下がり、９７Ｖ
以下となると、これを電圧センサー３２が検知し、これ
により切換えスイッチ３３をオンにするとともに切換え
スイッチ３４をオフにする。従って、サイリスタ３５は
オフとなり、サイリスタ３６はオンとなる。これにより
励磁コイルＬ２４及び励磁コイルＬ２６には励磁電流が
流れず、励磁電流が流れるのは励磁コイルＬ２３及びＬ
２７のみとなる。これにより、入力電圧は主コイルＬ２
１、Ｌ２２、Ｌ２５、Ｌ２６では３Ｖしか降下せず、出
力端子ｔ、ｓ間では９４Ｖの電圧となる。

【００１０】このように、入力電圧が９７Ｖに降下した
場合、出力電圧は本来９１Ｖに降下するところを９４Ｖ
の出力電圧を得ることができ、出力電圧の低下を補償す
ることが可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来装置の場合、専ら単相三線式の交流電源に適用さ
れるものであること、入力電圧の降下のみを段階的に補
償するものであり、昇圧機能はないこと、入力電圧が低
くなり過ぎると機能を発揮することが困難であること等
の問題が有り、また、三相三線式又は三相四線式等の交
流電源についての電圧調整に関しては何等の対応策もな
されていない。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、三相三線式又は三相四線式等の交流電源に適用
し、入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合で
も安定した所定の出力電圧を得ることができる電圧調整
装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
三相Ｎ（Ｎは３より大きい正の整数）線式の交流電源の
異なる二相間に各々接続した少なくともＮ−１個の電圧
調整トランスと、各電圧調整トランスを制御する制御回
路とを有する電圧調整装置であって、前記各電圧調整ト
ランスは、単巻きトランス構成の昇圧トランス及び降圧
トランスを組み合わせて構成され、前記制御回路は、少
なくともＮ−１個の各電圧調整トランスの入力側、出力
側の電圧を検出するとともに各電圧調整トランスの入力
側の電圧の位相を検出し、入力側の電圧変動及び出力側
の電圧降下又は電圧上昇に応じて前記昇圧トランス又は
降圧トランスの出力電圧のパルス幅制御を行って出力電
圧を設定電圧に制御することを特徴とするものである。

【００１４】この発明によれば、前記制御回路により、
少なくともＮ−１個の各電圧調整トランスの入力側、出
力側の電圧を検出するとともに各電圧調整トランスの入
力側の電圧の位相を検出し、入力側の電圧変動及び出力
側の電圧降下又は電圧上昇に応じて、前記昇圧トランス
又は降圧トランスの出力電圧のパルス幅制御を行って出
力電圧を設定電圧に制御するものであるから、三相三線
式又は三相四線式等の三相Ｎ線式の交流電源に適用し、
入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合でも安
定した所定の出力電圧を得ることができる。

【００１５】請求項２記載の発明は、三相三線式の交流
電源の異なる二相間に各々接続した少なくとも２個の電
圧調整トランスと、各電圧調整トランスを制御する制御
回路とを有する電圧調整装置であって、前記各電圧調整
トランスは、単巻きトランス構成の昇圧トランス及び降
圧トランスを組み合わせて構成され、前記制御回路は、
各電圧調整トランスの入力側、出力側の電圧を検出する
とともに各電圧調整トランスの入力側の電圧の位相を検
出し、入力側の電圧変動及び出力側の電圧降下又は電圧
上昇に応じて、前記昇圧トランス又は降圧トランスの出
力電圧のパルス幅制御を行って出力電圧を設定電圧に制
御することを特徴とするものである。

【００１６】この発明によれば、制御回路により、各電
圧調整トランスの入力側、出力側の電圧を検出するとと
もに各電圧調整トランスの入力側の電圧の位相を検出
し、入力側の電圧変動及び出力側の電圧降下又は電圧上
昇に応じて、前記昇圧トランス又は降圧トランスの出力
電圧のパルス幅制御を行って出力電圧を設定電圧に制御
するものであるから、三相三線式の交流電源に適用し、
入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合でも安
定した所定の出力電圧を得ることができる。

【００１７】請求項３記載の発明は、三相三線式の交流
電源の異なる二相間に各々接続した少なくとも２個の電
圧調整トランスと、各電圧調整トランスを制御する制御
回路とを有する電圧調整装置であって、前記各電圧調整
トランスは、電力巻線及び昇圧巻線を具備する単巻きト
ランス構成の昇圧トランス及び電力巻線及び降圧巻線を
具備する単巻きトランス構成の降圧トランスを組み合わ
せて構成され、前記制御回路は、各電圧調整トランスの
入力側、出力側の電圧を検出するとともに各電圧調整ト
ランスの入力側の電圧の位相を検出し、入力側の電圧変
動及び出力側の電圧降下又は電圧上昇に応じて、前記昇
圧トランスの昇圧巻線又は降圧トランスの降圧巻線から
出力される出力電圧の半導体素子を使用したパルス幅制
御を行って出力電圧を設定電圧に制御することを特徴と
するものである。

【００１８】この発明によれば、前記制御回路により、
各電圧調整トランスの入力側、出力側の電圧を検出する
とともに各電圧調整トランスの入力側の電圧の位相を検
出し、入力側の電圧変動及び出力側の電圧降下又は電圧
上昇に応じて、前記昇圧トランスの昇圧巻線又は降圧ト
ランスの降圧巻線から出力される出力電圧の半導体素子
を使用したパルス幅制御を行って出力電圧を設定電圧に
安定化するものであるから、三相三線式の交流電源に適
用し、入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合
でも半導体素子を使用したパルス幅制御により安定した
所定の出力電圧を得ることができる。

【００１９】請求項４記載の発明は、単相三線式の交流
電源の異なる二線間に各々接続した２個の電圧調整トラ
ンスと、各電圧調整トランスを制御する制御回路とを有
する電圧調整装置であって、前記各電圧調整トランス
は、電力巻線及び昇圧巻線を具備する単巻きトランス構
成の昇圧トランス及び電力巻線及び降圧巻線を具備する
単巻きトランス構成の降圧トランスを組み合わせて構成
され、前記制御回路は、各電圧調整トランスの入力側、
出力側の電圧を検出するとともに各電圧調整トランスの
入力側の電圧の位相を検出し、入力側の電圧変動及び出
力側の電圧降下又は電圧上昇に応じて、前記昇圧トラン
スの昇圧巻線又は降圧トランスの降圧巻線から出力され
る出力電圧の半導体素子を使用したパルス幅制御を行っ
て出力電圧を設定電圧に制御することを特徴とするもの
である。

【００２０】この発明によれば、前記制御回路により、
各電圧調整トランスの入力側、出力側の電圧を検出する
とともに各電圧調整トランスの入力側の電圧の位相を検
出し、入力側の電圧変動及び出力側の電圧降下又は電圧
上昇に応じて、前記昇圧トランスの昇圧巻線又は降圧ト
ランスの降圧巻線から出力される出力電圧の半導体素子
を使用したパルス幅制御を行って出力電圧を設定電圧に
安定化するものであるから、単相三線式の交流電源に適
用し、入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合
でも半導体素子を使用したパルス幅制御により安定した
所定の出力電圧を得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電圧調整装置の実
施の形態を、図１乃至図４を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１に示す本実施の形態の電圧調整装置
は、三相三線式の交流電源のＲ相、Ｓ相間、Ｔ相、Ｓ相
間に各々接続される２個の電圧調整トランス２Ａ、２Ｂ
と、電圧調整トランス２Ａ、２Ｂを各々制御する制御回
路１とを有している。

【００２３】本実施の形態では、２個の電圧調整トラン
ス２Ａ、２Ｂの入力側の各相を入力Ｒ相、入力Ｔ相、入
力Ｓ相とし、出力側の各相を出力Ｒ相、出力Ｔ相、出力
Ｓ相として以下の説明を行う。

【００２４】図２は入力Ｒ相、入力Ｓ相間に接続した電
圧調整トランス２Ａ及び制御回路１の詳細を示すもので
ある。

【００２５】電圧調整トランス２Ａは、各々単巻きトラ
ンス構成の昇圧トランス３と、降圧トランス４とを組み
合わせて構成されている。

【００２６】前記昇圧トランス３は、閉磁路を形成する
鉄心５に対して、昇圧巻線Ｌ１と昇圧巻線Ｌ２、昇圧巻
線Ｌ３と昇圧巻線Ｌ４、電力巻線Ｌ５と電力巻線Ｌ６と
を各々対向する配置で巻回して構成している。そして、
昇圧巻線Ｌ３と電力巻線Ｌ５との接続端を入力Ｒ相に接
続し、昇圧巻線Ｌ４と電力巻線Ｌ６との接続端を入力Ｓ
相に接続している。

【００２７】また、昇圧巻線Ｌ１の一端は制御回路１の
端子Ｅに、昇圧巻線Ｌ１と昇圧巻線Ｌ３との接続端は制
御回路１の端子Ｄに、昇圧巻線Ｌ２の一端は制御回路１
の端子Ｆに、昇圧巻線Ｌ２と昇圧巻線Ｌ４との接続端は
制御回路１の端子Ｇに各々接続している。

【００２８】前記降圧トランス４は、閉磁路を形成する
鉄心５に対して前記昇圧トランス３と隣り合う位置に配
置され、電力巻線Ｌ７と電力巻線Ｌ８、降圧巻線Ｌ９と
降圧巻線Ｌ１０、降圧巻線Ｌ１１と降圧巻線Ｌ１２、降
圧巻線Ｌ１３と降圧巻線Ｌ１４とを各々対向する配置で
巻回して構成している。

【００２９】前記電力巻線Ｌ７、降圧巻線Ｌ９、降圧巻
線Ｌ１１及び降圧巻線Ｌ１３は、鉄心５における前記昇
圧トランス３の電力巻線Ｌ５の隣から順に巻回してい
る。また、電力巻線Ｌ８、降圧巻線Ｌ１０、降圧巻線Ｌ
１２及び降圧巻線Ｌ１４は、鉄心５における前記昇圧ト
ランス３の電力巻線Ｌ６の隣から順に巻回している。

【００３０】前記降圧トランス４の電力巻線Ｌ７の一端
と前記昇圧トランス３の電力巻線Ｌ６の一端とを接続
し、前記降圧トランス４の電力巻線Ｌ８の一端と前記昇
圧トランス３の電力巻線Ｌ５の一端とを接続して、昇圧
トランス３と降圧トランス４とを交叉する結線で接続し
ている。

【００３１】また、降圧トランス４における電力巻線Ｌ
７と降圧巻線Ｌ１０とを交叉する結線で接続し、かつ、
両者の接続端を入力Ｒ相に接続している。前記電力巻線
Ｌ８と降圧巻線Ｌ９とを交叉する結線で接続し、かつ、
両者の接続端を入力Ｓ相に接続している。

【００３２】前記降圧巻線Ｌ９と降圧巻線Ｌ１１との接
続端を制御回路１の端子Ｎに接続し、降圧巻線Ｌ１１と
降圧巻線Ｌ１３との接続端を制御回路１の端子Ｍに接続
し、降圧巻線Ｌ１３の一端を制御回路１の端子Ｌに接続
している。

【００３３】同様に、降圧巻線Ｌ１０と降圧巻線Ｌ１２
との接続端を制御回路１の端子Ｉに接続し、降圧巻線Ｌ
１２と降圧巻線Ｌ１４との接続端を制御回路１の端子Ｊ
に接続し、降圧巻線Ｌ１４の一端を制御回路１の端子Ｋ
に接続している。

【００３４】前記入力Ｒ相、入力Ｓ相には各々電流検出
トランスＣＴ１、ＣＴ２が設けられこれらを制御回路１
の端子Ｃに接続している。

【００３５】さらに、前記入力Ｒ相、入力Ｓ相には、各
々サーキットブレーカＣＢ１、ＣＢ２が設けられ、これ
らを制御回路１の端子Ｈに接続している。

【００３６】前記制御回路１の端子Ｑに温度検出用のサ
ーミスタＴＨ１を接続し、制御回路１の端子Ｒに冷却用
のファンＦＡＮを接続し、制御回路１の端子Ｓに電源表
示灯ＰＬ１を接続し、制御回路１の端子Ｔに警報表示灯
ＡＬ１を接続している。

【００３７】次に、前記制御回路１について、図３を参
照して詳述する。この制御回路１は入力Ｒ相、入力Ｓ相
に端子Ａ、Ｂを接続し入力電圧を検出する入力電圧検出
回路１１と、入力電圧検出回路１１の検出結果を基に入
力Ｒ相、入力Ｓ相の入力電圧と設定電圧との比較を行う
入力電圧比較回路１２と、出力Ｒ相、出力Ｓ相に端子
Ｏ、Ｐを接続し出力Ｒ相、出力Ｓ相の電圧を検出する出
力電圧検出回路１３と、出力電圧検出回路１３の検出結
果を基に出力Ｒ相、出力Ｓ相の出力電圧の比較を行う出
力電圧比較回路１４とを具備している。

【００３８】また、制御回路１は、出力電圧検出回路１
３の出力と予め設定した設定電圧との誤差を求める誤差
増幅回路１５と、前記入力電圧比較回路１２と出力電圧
比較回路１４との出力を取り込んで前記昇圧トランス
３、降圧トランス４の制御すべきタップ選択（巻線選
択）を行うタップ選択信号を送出するタップ選択回路１
６とを具備している。

【００３９】さらに、制御回路１は、入力Ｒ相、入力Ｓ
相に端子Ａ、Ｂを接続し入力Ｒ相、入力Ｓ相の位相検出
を行う位相検出回路１７と、この位相検出回路１７の出
力を取り込んで微分、遅延、積分の各処理を行う微分・
タイマー・積分回路１８と、前記誤差増幅回路と１５
と、微分・タイマー・積分回路１８との出力を基にパル
ス幅制御を行うためのパルス幅制御信号を送出するパル
ス幅制御回路１９と、前記タップ選択回路１６からのタ
ップ選択信号に応じてパルス幅制御信号を送るべき後述
する合計５個のプリドライバ２１ａ乃至２１ｅのいずれ
かを選択し、当該プリドライバ２１ａ乃至２１ｅのいず
れかにパルス幅制御信号を送るドライブセレクト回路２
０と、各々パルス幅制御信号のプリドライブ機能を有す
る５個のプリドライバ２１ａ乃至２１ｅからなるプリド
ライブ回路２１と、前記昇圧トランス３用に２系統、降
圧トランス４用に３系統の合計５個構成で、フォトカプ
ラ及びパワートランジスタ、ＧＴＯ等の半導体素子を用
いたパワードライバ２２ａ乃至２２ｅからなるパワード
ライブ回路２２と、入力Ｒ相、入力Ｓ相に接続した端子
Ａ、Ｂから入力電圧を取り込んで、前記端子Ｒからファ
ンＦＡＮ駆動用の駆動電圧を送出し、端子Ｓから電源表
示灯ＰＬ１点灯用の駆動電圧を送出する制御用電源２３
とを具備している。

【００４０】パワードライブ回路２２のパワードライバ
２２ａは、パルス幅制御信号を増幅して前記端子Ｅ、Ｆ
から昇圧トランス３の昇圧巻線Ｌ１、昇圧巻線Ｌ２に供
給するようになっている。前記パワードライバ２２ｂ
は、パルス幅制御信号を増幅して前記端子Ｄ、Ｇから昇
圧トランス３の昇圧巻線Ｌ３、昇圧巻線Ｌ４に供給する
ようになっている。

【００４１】また、前記パワードライバ２２ｃは、パル
ス幅制御信号を増幅し前記端子Ｋ、Ｌから降圧トランス
４の降圧巻線Ｌ１３、降圧巻線Ｌ１４に供給するように
なっている。前記パワードライバ２２ｄは、パルス幅制
御信号を増幅し前記端子Ｊ、Ｍから降圧トランス４の降
圧巻線Ｌ１１、降圧巻線Ｌ１２に供給するようになって
いる。前記パワードライバ２２ｅは、パルス幅制御信号
を増幅し前記端子Ｉ、Ｎから降圧トランス４の降圧巻線
Ｌ９、降圧巻線Ｌ１０に供給するようになっている。

【００４２】さらに、前記制御回路１は、端子Ｃから電
流検出トランスＣＴ１、ＣＴ２により検出した入力電流
を取り込む入力電流検出回路２４と、入力電流検出回路
２４により検出した入力電流の大小を判定し前記サーキ
ットブレーカＣＢ１、ＣＢ２の開閉信号を送出する過電
流制御回路２５と、前記端子ＱからサーミスタＴＨ１の
検出信号を取り込み、電圧調整トランス２Ａの加熱温度
を検出して前記端子ＲからファンＦＡＮの駆動信号を送
出する温度検出回路２６と、温度検出回路２６の検出結
果に応じて端子Ｔから前記警報表示灯ＡＬ１に点灯電圧
を送り、警報を発生させたり、又は、図示していないが
電話回線を介して警備会社等に警報信号を送ったり、さ
らにはビルディグ、工場等の集中管理室に警報信号を送
ったりする警報出力回路２７とを具備している。

【００４３】入力Ｔ相、入力Ｓ相間に接続した電圧調整
トランス２Ｂも、上述した電圧調整トランス２Ａと同様
に構成され、かつ、制御回路１により電圧調整トランス
２Ａと同様に制御されるようになっている。

【００４４】次に、本実施の形態の電圧調整装置の作用
を、三相交流入力、三相交流出力のうち、図４に示す入
力Ｒ相、入力Ｓ相間の入力電圧、出力Ｒ相、出力Ｓ相間
の出力電圧の変化の波形図を例にとり、さらに、基準電
圧を例えば交流１００Ｖ、設定電圧を９７Ｖとして説明
する。

【００４５】この電圧調整装置において、入力Ｒ相、入
力Ｓ相間の入力電圧が図４の期間Ａで示すように設定電
圧９７Ｖよりも低い場合には、前記制御回路１は以下の
ように動作する。

【００４６】即ち、前記制御回路１の入力電圧検出回路
１１は、端子Ａ、Ｂに入力される入力電圧を検出し、入
力電圧比較回路１２は検出した入力電圧と設定電圧との
比較を行い比較結果を前記タップ選択回路１６に送る。
また、前記制御回路１の出力電圧検出回路１３は、端子
Ｏ、Ｐに入力される出力電圧を検出し、出力電圧比較回
路１４は検出した出力電圧と設定電圧との比較を行い比
較結果を前記タップ選択回路１６に送る。

【００４７】タップ選択回路１６は、前記入力電圧比較
回路１２と出力電圧比較回路１４との出力を取り込ん
で、前記昇圧トランス３、降圧トランス４の制御すべき
タップ選択（巻線選択）を行うタップ選択信号をドライ
ブセレクト回路２０に送る。この場合、入力Ｒ相、入力
Ｓ相間の入力電圧が、図４の期間Ａで示すように設定電
圧９７Ｖよりも低いのでタップ選択回路１６は、昇圧ト
ランス３の昇圧巻線Ｌ１、昇圧巻線Ｌ２、又は、昇圧巻
線Ｌ３、昇圧巻線Ｌ４を駆動するためのタップ選択信号
をドライブセレクト回路２０に送る。

【００４８】一方、誤差増幅回路１５は出力電圧比較回
路１４の出力を取り込んで、予め設定した設定電圧との
誤差を求めパルス幅制御回路１９に送る。また、位相検
出回路１７は、端子Ａ、Ｂからの入力電圧により入力Ｒ
相、入力Ｓ相間の位相検出を行う。微分・タイマー・積
分回路１８は位相検出回路１７の出力を取り込んで微
分、遅延、積分の各処理を行い処理結果をパルス幅制御
回路１９に送る。

【００４９】また、パルス幅制御回路１９は、前記誤差
増幅回路と１５、微分・タイマー・積分回路１８の各出
力を基に、入力電圧を設定電圧に昇圧するためのパルス
幅制御信号を生成し、前記ドライブセレクト回路２０に
送る。

【００５０】前記ドライブセレクト回路２０は、前記タ
ップ選択回路１６からのタップ選択信号に応じてパルス
幅制御信号を送るべき昇圧トランス３の昇圧巻線Ｌ１、
昇圧巻線Ｌ２、又は、昇圧巻線Ｌ３、昇圧巻線Ｌ４に対
応するプリドライバ２１ａ又はプリドライバ２１ｂを選
択し、パルス幅制御信号を選択したプリドライバ２１ａ
又はプリドライバ２１ｂに送る。プリドライバ２１ａ又
はプリドライバ２１ｂは、送られてきたパルス幅制御信
号をプリドライブして対応するパワードライブ回路２２
のパワードライバ２２ａ又はパワードライバ２２ｂに送
る。

【００５１】この結果、前記パワードライバ２２ａがパ
ルス幅制御信号を増幅して前記端子Ｅ、Ｆから昇圧トラ
ンス３の昇圧巻線Ｌ１、昇圧巻線Ｌ２に供給し、又は、
前記パワードライバ２２ｂがパルス幅制御信号を増幅し
て前記端子Ｄ、Ｇから昇圧トランス３の昇圧巻線Ｌ３、
昇圧巻線Ｌ４に供給し、これにより、昇圧トランス３に
よる出力電圧の設定電圧（９７Ｖ）への昇圧動作が実行
され、出力電圧の安定化が図られる。

【００５２】次に、入力Ｒ相、入力Ｓ相間の入力電圧が
図４の期間Ｂで示すように設定電圧９７Ｖよりも高い場
合には、前記制御回路１は以下のように動作する。

【００５３】即ち、前記制御回路１の入力電圧検出回路
１１は、端子Ａ、Ｂに入力される入力電圧を検出し、入
力電圧比較回路１２は検出した入力電圧と設定電圧との
比較を行い比較結果を前記タップ選択回路１６に送る。
また、前記制御回路１の出力電圧検出回路１３は、端子
Ｏ、Ｐに入力される出力電圧を検出し、出力電圧比較回
路１４は検出した出力電圧と設定電圧との比較を行い比
較結果を前記タップ選択回路１６に送る。

【００５４】タップ選択回路１６は、前記入力電圧比較
回路１２と出力電圧比較回路１４との出力を取り込ん
で、前記昇圧トランス３、降圧トランス４の制御すべき
タップ選択（巻線選択）を行うタップ選択信号をドライ
ブセレクト回路２０に送る。この場合、入力Ｒ相、入力
Ｓ相間の入力電圧が、図４の期間Ｂで示すように設定電
圧９７Ｖよりも高いのでタップ選択回路１６は、前記降
圧トランス４の降圧巻線Ｌ９、Ｌ１０、降圧巻線Ｌ１
１、Ｌ１２、降圧巻線Ｌ１３、Ｌ１４のいずれか一つ又
は複数を駆動するためのタップ選択信号を前記ドライブ
セレクト回路２０に送る。

【００５５】一方、誤差増幅回路１５は出力電圧比較回
路１４の出力を取り込んで、予め設定した設定電圧との
誤差を求めパルス幅制御回路１９に送る。また、位相検
出回路１７は、端子Ａ、Ｂからの入力電圧により入力Ｒ
相、入力Ｓ相間の位相検出を行う。微分・タイマー・積
分回路１８は位相検出回路１７の出力を取り込んで微
分、遅延、積分の各処理を行い処理結果をパルス幅制御
回路１９に送る。

【００５６】また、パルス幅制御回路１９は、前記誤差
増幅回路と１５、微分・タイマー・積分回路１８の各出
力を基に、入力電圧を設定電圧に降圧するためのパルス
幅制御信号を生成し、前記ドライブセレクト回路２０に
送る。

【００５７】前記ドライブセレクト回路２０は、前記タ
ップ選択回路１６からのタップ選択信号に応じてパルス
幅制御信号を送るべき降圧トランス４の降圧巻線Ｌ９、
Ｌ１０、降圧巻線Ｌ１１、Ｌ１２、降圧巻線Ｌ１３、Ｌ
１４のいずれか一つ又は複数に対応するプリドライバ２
１ｃ、プリドライバ２１ｄ、プリドライバ２１ｅのいず
れか一つ又は複数を選択し、パルス幅制御信号を選択し
たプリドライバ２１ｃ乃至プリドライバ２１ｅに送る。
前記プリドライバ２１ｃ乃至プリドライバ２１ｅは、送
られてきたパルス幅制御信号をプリドライブして対応す
るパワードライブ回路２２のパワードライバ２２ｃ乃至
パワードライバ２２ｅに送る。

【００５８】この結果、前記パワードライバ２２ｃがパ
ルス幅制御信号を増幅して前記端子Ｋ、Ｌから降圧巻線
Ｌ１３、Ｌ１４に供給し、若しくは前記パワードライバ
２２ｄがパルス幅制御信号を増幅して前記端子Ｊ、Ｍか
ら降圧巻線Ｌ１１、Ｌ１２に供給し、又は、前記パワー
ドライバ２２ｅがパルス幅制御信号を増幅して前記端子
Ｉ、Ｎから降圧巻線Ｌ９、Ｌ１０に供給する。

【００５９】これにより、降圧トランス３による出力電
圧の設定電圧（９７Ｖ）への降圧動作が実行され、出力
電圧の安定化が図られる。

【００６０】前記入力Ｔ相、入力Ｓ相間に接続した電圧
調整トランス２Ｂも、制御回路１の制御の基に上述した
電圧調整トランス２Ａの場合と同様に動作し、出力電圧
を設定電圧となるように安定化動作を行う。

【００６１】このようにして、本実施の形態の電圧調整
装置によれば、三相三線式の交流電源に適用し、入力電
圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合でも安定した
所定の出力電圧を得ることができる。また、パルス幅制
御方式を採用しているので、出力電圧のドリフトを少な
くする事ができる。

【００６２】尚、本発明は、上述した三相三線式の交流
電源の他、三相四線式等の三相Ｎ（Ｎは３よりも大きい
正の整数）線式の交流電源にも適用可能である。また、
入力Ｒ相、入力Ｔ相間にも電圧調整トランスを付加した
構成とする事もできる。

【００６３】また、本発明は、上述した三相三線式の交
流電源の他、電灯、蛍光灯等の照明器具等を点灯駆動す
る単相三線式の交流電源にも適用可能であり、入力電圧
の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合でも安定した所
定の出力電圧を得ることができる。また、パルス幅制御
方式を採用しているので、出力電圧のドリフトを少なく
する事ができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、三相三線
式又は三相四線式等の三相Ｎ線式の交流電源に適用し、
入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場合でも安
定した所定の出力電圧を得ることができる電圧調整装置
を提供することができる。

【００６５】また、本発明によれば、単巻きトランス構
成の昇圧トランス及び降圧トランスを組み合わせた電圧
調整トランスを用いた構成で、三相三線式の交流電源に
適用し、入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの場
合でも安定した所定の出力電圧を得ることができる電圧
調整装置を提供することができる。

【００６６】さらに、本発明によれば、単巻きトランス
構成の昇圧トランス及び降圧トランスを組み合わせた電
圧調整トランスを用いた構成で、三相三線式の交流電源
に適用し、入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの
場合でも半導体素子を使用したパルス幅制御により安定
した所定の出力電圧を得ることができる電圧調整装置を
提供することができる。

【００６７】さらに、本発明によれば、単巻きトランス
構成の昇圧トランス及び降圧トランスを組み合わせた電
圧調整トランスを用いた構成で、単相三線式の交流電源
に適用し、入力電圧の降下、入力電圧の上昇のいずれの
場合でも半導体素子を使用したパルス幅制御により安定
した所定の出力電圧を得ることができる電圧調整装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の電圧調整装置を示す回路
図である。

【図２】本発明の実施の形態の電圧調整装置のＲ相、Ｓ
相間に接続した電圧調整トランス及び制御回路を示す回
路図である。

【図３】本発明の実施の形態の電圧調整装置の制御回路
の詳細ブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態の電圧調整装置における入
力電圧、出力電圧の波形図である。

【図５】従来の電圧調整装置の一例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 制御回路 ２Ａ 電圧調整トランス ２Ｂ 電圧調整トランス ３ 昇圧トランス ４ 降圧トランス １１ 入力電圧検出回路 １２ 入力電圧比較回路 １３ 出力電圧検出回路 １４ 出力電圧比較回路 １５ 誤差増幅回路 １６ タップ選択回路 １７ 位相検出回路 １８ 微分・タイマー・積分回路 １９ パルス幅制御回路 ２０ ドライブセレクト回路 ２１ プリドライブ回路 ２２ パワードライブ回路 ２３ 制御用電源 ２４ 入力電流検出回路 ２５ 過電流制御回路 ２６ 温度検出回路 ２７ 警報出力回路

フロントページの続き (72)発明者 島 國好 神奈川県川崎市高津区末長693番地10 Ｆターム(参考） 5G066 DA01 5H420 BB12 CC04 DD04 EA02 EA30 EA47 EB09 EB38 FF03 FF11 FF14 FF22 FF25

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三相Ｎ（Ｎは３より大きい正の整数）線
   式の交流電源の異なる二相間に各々接続した少なくとも
   Ｎ−１個の電圧調整トランスと、各電圧調整トランスを
   制御する制御回路とを有する電圧調整装置であって、 前記各電圧調整トランスは、単巻きトランス構成の昇圧
   トランス及び降圧トランスを組み合わせて構成され、 前記制御回路は、少なくともＮ−１個の各電圧調整トラ
   ンスの入力側、出力側の電圧を検出するとともに各電圧
   調整トランスの入力側の電圧の位相を検出し、入力側の
   電圧変動及び出力側の電圧降下又は電圧上昇に応じて、
   前記昇圧トランス又は降圧トランスの出力電圧のパルス
   幅制御を行って出力電圧を設定電圧に制御すること、 を特徴とする電圧調整装置。
2. 【請求項２】 三相三線式の交流電源の異なる二相間に
   各々接続した少なくとも２個の電圧調整トランスと、各
   電圧調整トランスを制御する制御回路とを有する電圧調
   整装置であって、 前記各電圧調整トランスは、単巻きトランス構成の昇圧
   トランス及び降圧トランスを組み合わせて構成され、 前記制御回路は、各電圧調整トランスの入力側、出力側
   の電圧を検出するとともに各電圧調整トランスの入力側
   の電圧の位相を検出し、入力側の電圧変動及び出力側の
   電圧降下又は電圧上昇に応じて、前記昇圧トランス又は
   降圧トランスの出力電圧のパルス幅制御を行って出力電
   圧を設定電圧に制御すること、 を特徴とする電圧調整装置。
3. 【請求項３】 三相三線式の交流電源の異なる二相間に
   各々接続した少なくとも２個の電圧調整トランスと、各
   電圧調整トランスを制御する制御回路とを有する電圧調
   整装置であって、 前記各電圧調整トランスは、電力巻線及び昇圧巻線を具
   備する単巻きトランス構成の昇圧トランス及び電力巻線
   及び降圧巻線を具備する単巻きトランス構成の降圧トラ
   ンスを組み合わせて構成され、 前記制御回路は、各電圧調整トランスの入力側、出力側
   の電圧を検出するとともに各電圧調整トランスの入力側
   の電圧の位相を検出し、入力側の電圧変動及び出力側の
   電圧降下又は電圧上昇に応じて、前記昇圧トランスの昇
   圧巻線又は降圧トランスの降圧巻線から出力される出力
   電圧の半導体素子を使用したパルス幅制御を行って出力
   電圧を設定電圧に制御すること、 を特徴とする電圧調整装置。
4. 【請求項４】 単相三線式の交流電源の異なる二線間に
   各々接続した２個の電圧調整トランスと、各電圧調整ト
   ランスを制御する制御回路とを有する電圧調整装置であ
   って、 前記各電圧調整トランスは、電力巻線及び昇圧巻線を具
   備する単巻きトランス構成の昇圧トランス及び電力巻線
   及び降圧巻線を具備する単巻きトランス構成の降圧トラ
   ンスを組み合わせて構成され、 前記制御回路は、各電圧調整トランスの入力側、出力側
   の電圧を検出するとともに各電圧調整トランスの入力側
   の電圧の位相を検出し、入力側の電圧変動及び出力側の
   電圧降下又は電圧上昇に応じて、前記昇圧トランスの昇
   圧巻線又は降圧トランスの降圧巻線から出力される出力
   電圧の半導体素子を使用したパルス幅制御を行って出力
   電圧を設定電圧に制御すること、 を特徴とする電圧調整装置。