JPH0199113A - 自動電圧調整装置 - Google Patents
自動電圧調整装置Info
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- JPH0199113A JPH0199113A JP25458987A JP25458987A JPH0199113A JP H0199113 A JPH0199113 A JP H0199113A JP 25458987 A JP25458987 A JP 25458987A JP 25458987 A JP25458987 A JP 25458987A JP H0199113 A JPH0199113 A JP H0199113A
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の対象〕
本発明はフリッカ−防止装置あるいは定電圧装置として
有用な電源制御システムに関し、とくに、入力電源電圧
および負荷の変動に対して出力電圧を安定化させる自動
電圧調整装置に関する。
有用な電源制御システムに関し、とくに、入力電源電圧
および負荷の変動に対して出力電圧を安定化させる自動
電圧調整装置に関する。
従来、米国特許第4,339.705号において、サイ
リスタ・スイッチ方式のインダクタ回路の制御によりf
I!源システムのフリッカ−を防止するとともに出力電
圧を安定化する自動電圧調整装置が提案されている。こ
の電圧調整抜駆では、サイリスタの位相制御によりイン
ダクタ回路のりアクドル内を流れる交流電圧を調整する
ため、リアクトルを流れる電流が多くの高調波成分を含
み、この高調波電流が電流用コンデンサとリニア・リア
クトルに流入して、これら素子に異常音、振動の発生及
び過熱損傷等の障書をひき起こしていた。しかも、高調
波電流によって受電電源電圧の波形に歪みが発生する。
リスタ・スイッチ方式のインダクタ回路の制御によりf
I!源システムのフリッカ−を防止するとともに出力電
圧を安定化する自動電圧調整装置が提案されている。こ
の電圧調整抜駆では、サイリスタの位相制御によりイン
ダクタ回路のりアクドル内を流れる交流電圧を調整する
ため、リアクトルを流れる電流が多くの高調波成分を含
み、この高調波電流が電流用コンデンサとリニア・リア
クトルに流入して、これら素子に異常音、振動の発生及
び過熱損傷等の障書をひき起こしていた。しかも、高調
波電流によって受電電源電圧の波形に歪みが発生する。
サイリスタは毎サイクルにおいて電圧に同期して点弧す
る必要があるが、サイリスタの点弧のための同期信号は
電源電圧からとっているので、同期信号はこの波形歪み
のために変動してしまう、このため負荷の状態によって
制御が不安定になったり、場合によっては制御不能つぎ
に、交流電源にリニア・リアクトルと共振用コンデンサ
を直列接続し、共振用コンデンサに可飽和リアクトルと
スイッチング回路との直列回路を並列接続した鉄共振形
定電圧装置が提案されている。この定電圧装置において
、各素子の寸法重量が比較的大きいために装置の構造が
大形化するとともに、製造コストが高いという欠点があ
った。
る必要があるが、サイリスタの点弧のための同期信号は
電源電圧からとっているので、同期信号はこの波形歪み
のために変動してしまう、このため負荷の状態によって
制御が不安定になったり、場合によっては制御不能つぎ
に、交流電源にリニア・リアクトルと共振用コンデンサ
を直列接続し、共振用コンデンサに可飽和リアクトルと
スイッチング回路との直列回路を並列接続した鉄共振形
定電圧装置が提案されている。この定電圧装置において
、各素子の寸法重量が比較的大きいために装置の構造が
大形化するとともに、製造コストが高いという欠点があ
った。
しかも、このタイプの定電圧装置では大形のリニア・リ
アクトルや可飽和リアクトルに鉄損、銅損等の損失が生
じ、また共振用コンデンサに内部損失が発生する結果、
変換時のエネルギー損失が大きく、効率が悪かった。
アクトルや可飽和リアクトルに鉄損、銅損等の損失が生
じ、また共振用コンデンサに内部損失が発生する結果、
変換時のエネルギー損失が大きく、効率が悪かった。
そこで1本発明は安全性、信頼性ならびに安定性に優れ
た自動電圧調整装置を提供することを目的とする。
た自動電圧調整装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は大幅な小形軽量化と定価格化が実現
可能な自動電圧調整装置を提供することを目的とする。
可能な自動電圧調整装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的はエネルギー損失の少ない高効率の自
動電圧調整装置を提供することを目的とする。
動電圧調整装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は数ワットの小形様用のものから数1
0,0OOKV八以上の超大形機用のものまで製造可能
な超小形の自動電圧調整装置を提供することを目的とす
る。
0,0OOKV八以上の超大形機用のものまで製造可能
な超小形の自動電圧調整装置を提供することを目的とす
る。
本発明の他の目的は電源電圧波形に歪みを与えることの
ない高精度の自動電圧調整装置を提供することを目的と
する。
ない高精度の自動電圧調整装置を提供することを目的と
する。
本発明による自動電圧調整装置は交流電源と負荷との間
に接続されるように配置され、前記負荷に出力電圧を供
給する出力巻線と、前記出力電圧を調整するための制御
巻線を備えた単巻変圧樹形電圧調整器と、前記出力巻線
に接続されて前記出力電圧を変換して前記制御巻線に直
流励磁電流を供給する直流励磁電源と、前記制御巻線と
前記直流励磁電源との間に接続され、前記制御巻線に供
給される前記直流励磁電流を制御して前記出力電圧を調
整する半導体スイッチと、前記直流励磁電源の出力側に
接続されて前記出力電圧に対応した出力信号を発生する
電圧検出回路と、前記出力信号に応答して、前記出力電
圧が一定レベルになるように前記半導体スイッチの通魔
率を制御して前記直流励磁電流を制御する制御回路とを
備えたこ“ とを特徴とする。
に接続されるように配置され、前記負荷に出力電圧を供
給する出力巻線と、前記出力電圧を調整するための制御
巻線を備えた単巻変圧樹形電圧調整器と、前記出力巻線
に接続されて前記出力電圧を変換して前記制御巻線に直
流励磁電流を供給する直流励磁電源と、前記制御巻線と
前記直流励磁電源との間に接続され、前記制御巻線に供
給される前記直流励磁電流を制御して前記出力電圧を調
整する半導体スイッチと、前記直流励磁電源の出力側に
接続されて前記出力電圧に対応した出力信号を発生する
電圧検出回路と、前記出力信号に応答して、前記出力電
圧が一定レベルになるように前記半導体スイッチの通魔
率を制御して前記直流励磁電流を制御する制御回路とを
備えたこ“ とを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図において1本発明の望ましい実施例による自動電
圧調整装置10は交流電源12に接続される入力端14
.16と、負荷18に接続される出力端20.22と、
負荷18に供給される出力電圧を一定に調整する制御巻
線26を備えた単巻変圧樹形電圧調整器24と、制御巻
線26に直流励磁電流を供給する直流励磁電源28と、
制御巻線2Gと直流励磁電源28との間に接続され、制
御巻線26に供給される直流励磁電流を可変する半導体
スイッチ回路30と、電圧、11整器24の出力電圧に
応答して半導体スイッチ回路30の通流率を制御して出
力電圧を一定に調整する制御回路34とを備える。
圧調整装置10は交流電源12に接続される入力端14
.16と、負荷18に接続される出力端20.22と、
負荷18に供給される出力電圧を一定に調整する制御巻
線26を備えた単巻変圧樹形電圧調整器24と、制御巻
線26に直流励磁電流を供給する直流励磁電源28と、
制御巻線2Gと直流励磁電源28との間に接続され、制
御巻線26に供給される直流励磁電流を可変する半導体
スイッチ回路30と、電圧、11整器24の出力電圧に
応答して半導体スイッチ回路30の通流率を制御して出
力電圧を一定に調整する制御回路34とを備える。
第1〜5図において、単巻変圧樹形電圧調整器24は主
磁束ループ路を構成する第1可飽和鉄心42と、主磁束
ループ路の1部をバイパスさせるだめの磁気分路鉄心4
4とを有し、第1可飽和鉄心44とを有し、第1可飽和
鉄心42は巻鉄心からなる。第1可飽和鉄心42は第1
直列巻線46と、分路巻線48と、第2直列巻線50か
らなる出力巻線を備える1分路巻線48に対する第1直
列巻線46の巻数比は入力電圧に対して望ましくは出力
電圧が10〜15%上昇するような値を選択し、第2直
列巻線50の巻数は第1直列巻線46の巻数と同じ値に
選択される。第1直列巻線46は出力端20に接続され
た高圧端子と入力端14に接続された中圧端子との間に
接続され1分路巻線48は第1直列巻I@46に同一極
性で直列接続される0分路巻線48の下端部は入力端1
6に接続された中性点に接続される。第2直列巻、i@
50は分路巻線48の下端部と出力端22との間におい
て第1直列巻線46とは逆極性で接続される。主磁束ル
ープ路の少くとも一部の磁気飽和状態を変えて、磁気分
路鉄心44の磁束密度を制御するために巻鉄心からなる
第2可飽和鉄心52が制御巻線26により後述の如く制
御される。
磁束ループ路を構成する第1可飽和鉄心42と、主磁束
ループ路の1部をバイパスさせるだめの磁気分路鉄心4
4とを有し、第1可飽和鉄心44とを有し、第1可飽和
鉄心42は巻鉄心からなる。第1可飽和鉄心42は第1
直列巻線46と、分路巻線48と、第2直列巻線50か
らなる出力巻線を備える1分路巻線48に対する第1直
列巻線46の巻数比は入力電圧に対して望ましくは出力
電圧が10〜15%上昇するような値を選択し、第2直
列巻線50の巻数は第1直列巻線46の巻数と同じ値に
選択される。第1直列巻線46は出力端20に接続され
た高圧端子と入力端14に接続された中圧端子との間に
接続され1分路巻線48は第1直列巻I@46に同一極
性で直列接続される0分路巻線48の下端部は入力端1
6に接続された中性点に接続される。第2直列巻、i@
50は分路巻線48の下端部と出力端22との間におい
て第1直列巻線46とは逆極性で接続される。主磁束ル
ープ路の少くとも一部の磁気飽和状態を変えて、磁気分
路鉄心44の磁束密度を制御するために巻鉄心からなる
第2可飽和鉄心52が制御巻線26により後述の如く制
御される。
第2〜3図において、第1可飽和熱心42は主磁束ルー
プ路を構成するセンター・レッグ54とアウター・レッ
グ56,58を備える。センター・レッグ54は磁気分
路鉄心44により区分された第1コア部54aと第2コ
ア部54bを備える。さらに、センター・レッグ54は
アウター・レッグ56,58の外側に延びる延長部、す
なわち、第3コア部54cを備える。センター・レッグ
54は第1可飽和鉄心42の上に配置されて、固定具6
0.62で互いに固定されて一体化される。第2.3.
5図より明らかなように、磁気分路鉄心44は多枚数の
ケイ素鋼板を積層した断面C形状の鉄心からなる。磁気
分路鉄心44の溝44aはセンター・レッグ54と磁気
的に結合するように配置しである。磁気分路鉄心44の
端部44b。
プ路を構成するセンター・レッグ54とアウター・レッ
グ56,58を備える。センター・レッグ54は磁気分
路鉄心44により区分された第1コア部54aと第2コ
ア部54bを備える。さらに、センター・レッグ54は
アウター・レッグ56,58の外側に延びる延長部、す
なわち、第3コア部54cを備える。センター・レッグ
54は第1可飽和鉄心42の上に配置されて、固定具6
0.62で互いに固定されて一体化される。第2.3.
5図より明らかなように、磁気分路鉄心44は多枚数の
ケイ素鋼板を積層した断面C形状の鉄心からなる。磁気
分路鉄心44の溝44aはセンター・レッグ54と磁気
的に結合するように配置しである。磁気分路鉄心44の
端部44b。
44cは第1直列巻線46および分路巻線48の第1コ
イルブロツクと第2直列巻線50の第2コイルブロツク
との間で一定のエアギャップに相当する所要の厚みの間
装物64,66を挾んで第1可飽和鉄心42のアウター
・レッグ56,58上に配置され、固定具68.70に
よってアウター・レッグ56,58に固定されて、各鉄
心は一体化される。磁気分路鉄心64は主磁束ループ路
の磁束の一部を高リラクタンスをなすギャップ(間装物
64.6f3により形成される)を介してアウター・レ
ッグ56,58に分路させて出力電圧を調整するととも
に、高調波を減衰させ、出力電圧の波形歪みを少なくす
るように機能する。第2可飽和鉄心52は磁気分路鉄心
54の下側において、すなわち、第1直列巻線46およ
び分路巻線48の第1コイルブロツクと第2直列巻線5
0の第2コイルブロツクとの間でセンター・レッグ54
の第2コア部54bの上部と第3コア部54cの下端部
の上に配置されて、固定具72.74によって各鉄心は
一体化されて磁気的に結合される。このように、第2可
飽和鉄心52は第1可飽和鉄心42の下半部とオーバー
ラツプするように配置され、第1可飽和鉄心の一部を磁
気飽和させて第2直列巻線50の磁束が第1直列巻線4
6と分路巻線48の磁束に作用しないようにするととも
に、第1直列巻線46と分路巻線48の磁束を磁気分路
鉄心44にシフトさせるように機能する。
イルブロツクと第2直列巻線50の第2コイルブロツク
との間で一定のエアギャップに相当する所要の厚みの間
装物64,66を挾んで第1可飽和鉄心42のアウター
・レッグ56,58上に配置され、固定具68.70に
よってアウター・レッグ56,58に固定されて、各鉄
心は一体化される。磁気分路鉄心64は主磁束ループ路
の磁束の一部を高リラクタンスをなすギャップ(間装物
64.6f3により形成される)を介してアウター・レ
ッグ56,58に分路させて出力電圧を調整するととも
に、高調波を減衰させ、出力電圧の波形歪みを少なくす
るように機能する。第2可飽和鉄心52は磁気分路鉄心
54の下側において、すなわち、第1直列巻線46およ
び分路巻線48の第1コイルブロツクと第2直列巻線5
0の第2コイルブロツクとの間でセンター・レッグ54
の第2コア部54bの上部と第3コア部54cの下端部
の上に配置されて、固定具72.74によって各鉄心は
一体化されて磁気的に結合される。このように、第2可
飽和鉄心52は第1可飽和鉄心42の下半部とオーバー
ラツプするように配置され、第1可飽和鉄心の一部を磁
気飽和させて第2直列巻線50の磁束が第1直列巻線4
6と分路巻線48の磁束に作用しないようにするととも
に、第1直列巻線46と分路巻線48の磁束を磁気分路
鉄心44にシフトさせるように機能する。
第1直列巻l@46および分路巻線48.第2直列巻線
50ならびに制御巻線26はそれぞれセンター・レッグ
54の第1〜第3コア部54a、54b、54c上に巻
かれて、はぼ同一平面内に配置される。さらに、各巻線
の上面と下面は第2可飽和鉄心52の上面と第1可飽和
鉄心42の下面とにそれぞれ整列するように配置される
。すなわち、第1直列巻線46と分M巻線48(7)コ
イル・ブロックと第2直列巻線5oからなる第2コイル
・ブロックと、制御巻線2Gの第3コイル・ブロックは
センター・レッグ54、第1.第2可飽和鉄心42.5
2の厚み内にほぼ配置される。センター・レッグ54の
第3コア部54cは第1可飽和鉄心42の外側に延びて
いて、制御巻vA26はセンター・レッグ54の下端部
54c上に巻がれている。第2可飽和鉄心52は第2直
列巻線50の第2コイル・ブロックと制御巻線26の第
3コイル・ブロックを囲んでいる。第2,3図において
第2可飽和鉄心52の上部と下部はそれぞれ固定具72
.74によりセンター・レッグ54とともに補助磁束ル
ープ路を構成し、制御巻線26に直流励磁電流が供給さ
れたときに制御巻線26の磁束の通路として機能する。
50ならびに制御巻線26はそれぞれセンター・レッグ
54の第1〜第3コア部54a、54b、54c上に巻
かれて、はぼ同一平面内に配置される。さらに、各巻線
の上面と下面は第2可飽和鉄心52の上面と第1可飽和
鉄心42の下面とにそれぞれ整列するように配置される
。すなわち、第1直列巻線46と分M巻線48(7)コ
イル・ブロックと第2直列巻線5oからなる第2コイル
・ブロックと、制御巻線2Gの第3コイル・ブロックは
センター・レッグ54、第1.第2可飽和鉄心42.5
2の厚み内にほぼ配置される。センター・レッグ54の
第3コア部54cは第1可飽和鉄心42の外側に延びて
いて、制御巻vA26はセンター・レッグ54の下端部
54c上に巻がれている。第2可飽和鉄心52は第2直
列巻線50の第2コイル・ブロックと制御巻線26の第
3コイル・ブロックを囲んでいる。第2,3図において
第2可飽和鉄心52の上部と下部はそれぞれ固定具72
.74によりセンター・レッグ54とともに補助磁束ル
ープ路を構成し、制御巻線26に直流励磁電流が供給さ
れたときに制御巻線26の磁束の通路として機能する。
すなわち、制御巻線26の磁束はセンター・レッグ54
の第2コア部54bを部分的に磁気飽和させ、もって第
1直列巻線46および分路巻線48の磁束を主磁束ルー
プから磁気分路鉄心44を介してアウター・レッグ56
,58にシフトさせる。
の第2コア部54bを部分的に磁気飽和させ、もって第
1直列巻線46および分路巻線48の磁束を主磁束ルー
プから磁気分路鉄心44を介してアウター・レッグ56
,58にシフトさせる。
第1直列巻@46と分路巻線48はセンター・レッグ5
4の第1コア部54a上に巻かれて単巻変圧器を構成し
、第2直列巻線5oが第2コア54b上に第1直列巻線
46とは逆極性で巻かれて、いわゆる1M動結合される
。
4の第1コア部54a上に巻かれて単巻変圧器を構成し
、第2直列巻線5oが第2コア54b上に第1直列巻線
46とは逆極性で巻かれて、いわゆる1M動結合される
。
上記構成において、入力端14.16が交流電源12に
接続されて、出力端20.22が負荷18に接続される
と、第1.第2直列巻線46゜50に大電流が流れ、分
路巻線48には入力電流と出力電流との差電流が流れる
。
接続されて、出力端20.22が負荷18に接続される
と、第1.第2直列巻線46゜50に大電流が流れ、分
路巻線48には入力電流と出力電流との差電流が流れる
。
第1,2図において、制御巻線26に直流励磁電流が供
給されないときは、第1直列巻線46と分路巻線48お
よびこの分路巻線48に差動結合された第2直列巻線5
0により生じた磁束がセンター・レッグ54からアウタ
ー・レッグ56,58を通過して、センター・レッグ5
4に循還する。
給されないときは、第1直列巻線46と分路巻線48お
よびこの分路巻線48に差動結合された第2直列巻線5
0により生じた磁束がセンター・レッグ54からアウタ
ー・レッグ56,58を通過して、センター・レッグ5
4に循還する。
このとき、第1直列巻線46と分路巻線48の生ずる磁
束と第2直列巻線50の生ずる磁束とは逆方向になって
いるから、相互磁束全体としては。
束と第2直列巻線50の生ずる磁束とは逆方向になって
いるから、相互磁束全体としては。
差になって作用する。したがって、このときの出力電圧
は最少となる。
は最少となる。
つぎに、制御巻線26に直流励磁電流が供給されると、
第2可飽和鉄心52はセンター・レッグ54の第2.第
3コア部54b、54cとともに磁気飽和されるため、
第1直列巻線46と分路巻線48の生ずる磁束は磁気分
路鉄心44にシフトされる。このとき、磁束は第1コア
部54a、アウター・レッグ56,58および磁気分路
鉄心44を介して循還し、出力端20.22の出力電圧
は最大となる。制御巻線26に供給される直流励磁電流
を少なくすると、それに応じて出力巻線の出力端出力電
圧は低下する。このように、センター・レッグ54の第
2.第3コア部54b、54Cの磁気飽和状態を可変制
御することにより、第1直列巻線46と分路巻線48か
らなる出力巻線に対する第2直列巻I@50の差動結合
状態を変化させて磁気分路鉄心44にシフトされる第1
直列巻@46および分路巻線48の磁束を制御し、出力
端の出力電圧を可変制御できる。
第2可飽和鉄心52はセンター・レッグ54の第2.第
3コア部54b、54cとともに磁気飽和されるため、
第1直列巻線46と分路巻線48の生ずる磁束は磁気分
路鉄心44にシフトされる。このとき、磁束は第1コア
部54a、アウター・レッグ56,58および磁気分路
鉄心44を介して循還し、出力端20.22の出力電圧
は最大となる。制御巻線26に供給される直流励磁電流
を少なくすると、それに応じて出力巻線の出力端出力電
圧は低下する。このように、センター・レッグ54の第
2.第3コア部54b、54Cの磁気飽和状態を可変制
御することにより、第1直列巻線46と分路巻線48か
らなる出力巻線に対する第2直列巻I@50の差動結合
状態を変化させて磁気分路鉄心44にシフトされる第1
直列巻@46および分路巻線48の磁束を制御し、出力
端の出力電圧を可変制御できる。
第1図にもどって、直流励磁電g28は単巻変圧蓋形電
圧調整器24の出力側に接続された変流器80と、変圧
器81を介して接続された交流リアクトル82とを備え
る。変流器80は負荷18の電流に依存した成分をとり
出すための電流成分回路として機能する。交流リアクト
ル82は変圧器81を介して高圧から低圧に変圧された
電圧を電圧調整器24の出力電圧に依存した成分をとり
出すための電圧成分回路として機能する6両成分は整流
器84の交流入力側でベクトル合成される。整流器84
の直流出力電流は周成分の合成電流を整流したものに相
当し、コンデンサ86にょって平滑され、制御巻線26
の直流励磁電流工として用いられる。整流器84の直流
出力電流に含まれる電流依存成分と電圧依存成分とによ
り、負荷の投入、遮断、あるいは負荷の急激な変動時に
直流出力電流の変化によって高速応答でその負荷変動を
補償させることができる。
圧調整器24の出力側に接続された変流器80と、変圧
器81を介して接続された交流リアクトル82とを備え
る。変流器80は負荷18の電流に依存した成分をとり
出すための電流成分回路として機能する。交流リアクト
ル82は変圧器81を介して高圧から低圧に変圧された
電圧を電圧調整器24の出力電圧に依存した成分をとり
出すための電圧成分回路として機能する6両成分は整流
器84の交流入力側でベクトル合成される。整流器84
の直流出力電流は周成分の合成電流を整流したものに相
当し、コンデンサ86にょって平滑され、制御巻線26
の直流励磁電流工として用いられる。整流器84の直流
出力電流に含まれる電流依存成分と電圧依存成分とによ
り、負荷の投入、遮断、あるいは負荷の急激な変動時に
直流出力電流の変化によって高速応答でその負荷変動を
補償させることができる。
半導体スイッチ回路30は半導体スイッチ88を備え、
この半導体スイッチ88は整流器84の直流出力端子間
に直流励磁電流Iを制御するために接続される。半導体
スイッチ88としてはトランジスタやサイリスタを使用
することができる。
この半導体スイッチ88は整流器84の直流出力端子間
に直流励磁電流Iを制御するために接続される。半導体
スイッチ88としてはトランジスタやサイリスタを使用
することができる。
第1図において、半導体スイッチ88はインバーテツド
ダーリントン回路を形成する第1と第2の制御用トラン
ジスタ88a、88bを備える。
ダーリントン回路を形成する第1と第2の制御用トラン
ジスタ88a、88bを備える。
ここで、インバーテツドダーリントン回路とは、PNP
型トランジスタとNPN型トランジスタを相補的に接続
した回路を云う、すなわち、第1の制御用トランジスタ
88aのベース電流を制御するために第2の制御用トラ
ンジスタ88bがインバーテツドダーリントン接続され
、インバーテツドダーリントン回路を形成している。直
流励磁電流工を供給される制御巻線2Gには電流吸収回
路90が並列接続されている。電流吸収回路90として
はコンデンサが用いられる。この電流吸収回路90は半
導体スイッチ88がオフ時に整流器84の直流出力電流
と直流励磁電流との左型流分を吸収する作用をする。電
流吸収回路88と並列に電圧制限素子92が接続される
。この電圧制御素子92は励磁電圧が電圧制限素子92
により制限される電圧に達すると導通し、半導体スイッ
チ88と電流吸収回路90に過電圧が加わらないように
するために設けられる。電圧制限素子92として宋電圧
ダイオードを用いた場合の実施例が第1図に示されてい
る。第1図において、電流吸収回路90としてのコンデ
ンサと半導体スイッチ88との間に逆流防止用ダイオー
ド94が挿入されている。ダイオード94は半導体スイ
ッチ88のオン時にコンデンサ90からの放電電流がこ
の半導体スイッチ88を介して流れるのを阻止する。こ
れにより半導体スイッチ88として用いられる例えば図
示の如きトランジスタなどの素子の破壊の危険性を防止
する。半導体スイッチ88はドライブ・トランジスタ1
02によりオンオフ制御される。ドライブ・トランジス
タ102のコレクタは抵抗104,106を介してトラ
ンジスタ88aのコレクタ側に接続されており、トラン
ジスタ102のエミッタは抵抗108を介して零電位に
接続されている。トランジスタ102のベースは分圧抵
抗96.88からなる電圧検出回路100に接続され、
W1圧検出回路100の検出電圧が一部レベルに達する
とオンするように構成される。電圧検出回路100は8
4の出力端86a、86bに接続されて電圧調整器24
の出力電圧を検出する。
型トランジスタとNPN型トランジスタを相補的に接続
した回路を云う、すなわち、第1の制御用トランジスタ
88aのベース電流を制御するために第2の制御用トラ
ンジスタ88bがインバーテツドダーリントン接続され
、インバーテツドダーリントン回路を形成している。直
流励磁電流工を供給される制御巻線2Gには電流吸収回
路90が並列接続されている。電流吸収回路90として
はコンデンサが用いられる。この電流吸収回路90は半
導体スイッチ88がオフ時に整流器84の直流出力電流
と直流励磁電流との左型流分を吸収する作用をする。電
流吸収回路88と並列に電圧制限素子92が接続される
。この電圧制御素子92は励磁電圧が電圧制限素子92
により制限される電圧に達すると導通し、半導体スイッ
チ88と電流吸収回路90に過電圧が加わらないように
するために設けられる。電圧制限素子92として宋電圧
ダイオードを用いた場合の実施例が第1図に示されてい
る。第1図において、電流吸収回路90としてのコンデ
ンサと半導体スイッチ88との間に逆流防止用ダイオー
ド94が挿入されている。ダイオード94は半導体スイ
ッチ88のオン時にコンデンサ90からの放電電流がこ
の半導体スイッチ88を介して流れるのを阻止する。こ
れにより半導体スイッチ88として用いられる例えば図
示の如きトランジスタなどの素子の破壊の危険性を防止
する。半導体スイッチ88はドライブ・トランジスタ1
02によりオンオフ制御される。ドライブ・トランジス
タ102のコレクタは抵抗104,106を介してトラ
ンジスタ88aのコレクタ側に接続されており、トラン
ジスタ102のエミッタは抵抗108を介して零電位に
接続されている。トランジスタ102のベースは分圧抵
抗96.88からなる電圧検出回路100に接続され、
W1圧検出回路100の検出電圧が一部レベルに達する
とオンするように構成される。電圧検出回路100は8
4の出力端86a、86bに接続されて電圧調整器24
の出力電圧を検出する。
つぎに、第1図の自動電圧調整装置の作用を説明する。
整流器84の直流出力電流工はいかなる場合でも制御巻
線26の励磁電流工′の所要値よりも大きくなるように
回路定数が選ばれる。半導体スイッチ88がオンのとき
には整流器84の直流出力電流工はこの半導体スイッチ
88によって分路され、励磁電流I′は減少してゆく、
つぎに、半導体スイッチ88がオフすると、整流器出力
電流工は増加してゆきながら制御巻線26に流入する。
線26の励磁電流工′の所要値よりも大きくなるように
回路定数が選ばれる。半導体スイッチ88がオンのとき
には整流器84の直流出力電流工はこの半導体スイッチ
88によって分路され、励磁電流I′は減少してゆく、
つぎに、半導体スイッチ88がオフすると、整流器出力
電流工は増加してゆきながら制御巻線26に流入する。
制御巻線26のインダクタンスのために励磁電流■′は
徐々にしか増大できないため、左型流分I−I’は電流
吸収コンデンサ90に流入する。このようにして、励磁
電流工′は半導体スイッチ88のペース信号によって目
標値に保たれるように瞬時値制御される。
徐々にしか増大できないため、左型流分I−I’は電流
吸収コンデンサ90に流入する。このようにして、励磁
電流工′は半導体スイッチ88のペース信号によって目
標値に保たれるように瞬時値制御される。
ある瞬時での半導体スイッチ88の通流率αはオン時間
をT o n 、周期をTとすると、 on α= □ と表わすことができ、励磁電流I′の平均値I’ av
は、整流器出力Iの平均値Iavとすると I’ av=α0Iav なる関係にある。すなわち、平均値としてみると、整流
器出力電流Iのうち励磁にはαIavだけ流れ、半導体
スイッチ88には残りの(1−α)Iavが分流してい
ることが分かる。このように半導体スイッチ88は電圧
検出回路100により検出された出力電圧に応答してオ
ン・オフされて、出力電圧が一定値に近づくように制御
回路34により制御される。すなわち、負荷18が急増
して出力電圧が低下したときはトランジスタスイッチ8
8の通流率が小さくなって励磁電流の分流量が小さくな
る。したがって。
をT o n 、周期をTとすると、 on α= □ と表わすことができ、励磁電流I′の平均値I’ av
は、整流器出力Iの平均値Iavとすると I’ av=α0Iav なる関係にある。すなわち、平均値としてみると、整流
器出力電流Iのうち励磁にはαIavだけ流れ、半導体
スイッチ88には残りの(1−α)Iavが分流してい
ることが分かる。このように半導体スイッチ88は電圧
検出回路100により検出された出力電圧に応答してオ
ン・オフされて、出力電圧が一定値に近づくように制御
回路34により制御される。すなわち、負荷18が急増
して出力電圧が低下したときはトランジスタスイッチ8
8の通流率が小さくなって励磁電流の分流量が小さくな
る。したがって。
制御巻線26に供給される制御電流工′が多くなって、
単巻変圧器形電圧wa器24のセンター・レッグ54の
第2コア部54bの磁気飽和度が高くなる。このとき、
第2図における第1直列巻線46および分路巻線48の
磁束に対する第2直列巻線50による逆極性の磁束によ
り打ち消される量が少なくなって、電圧調整m24の出
力電圧が上昇する。つぎに負荷18が急減すると、出力
端20.22の出力電圧が上昇し、電圧検出回路100
の検出電圧は高くなる。このとき、ドライブ・トランジ
スタ102はオンとなり、半導体スイッチ88の通流率
が大きくなって励磁f!!流工′が減少してセンタ・レ
ッグ54bの磁気飽和度が小さくなる。このとき。
単巻変圧器形電圧wa器24のセンター・レッグ54の
第2コア部54bの磁気飽和度が高くなる。このとき、
第2図における第1直列巻線46および分路巻線48の
磁束に対する第2直列巻線50による逆極性の磁束によ
り打ち消される量が少なくなって、電圧調整m24の出
力電圧が上昇する。つぎに負荷18が急減すると、出力
端20.22の出力電圧が上昇し、電圧検出回路100
の検出電圧は高くなる。このとき、ドライブ・トランジ
スタ102はオンとなり、半導体スイッチ88の通流率
が大きくなって励磁f!!流工′が減少してセンタ・レ
ッグ54bの磁気飽和度が小さくなる。このとき。
第1直列巻線46および分路巻線48の磁束に対する第
2直列巻線50による逆極性の磁束の作用量が大きくな
って電圧調整器24の出力電圧が減少する。このように
、制御回路34は電圧検出回路100の出力信号に応答
して、半導体スイッチ88の通流率を制御することによ
り励磁電流I′を制御し、もって、電圧調整器24から
負荷18に供給される出力電圧を一定になるように調整
する。
2直列巻線50による逆極性の磁束の作用量が大きくな
って電圧調整器24の出力電圧が減少する。このように
、制御回路34は電圧検出回路100の出力信号に応答
して、半導体スイッチ88の通流率を制御することによ
り励磁電流I′を制御し、もって、電圧調整器24から
負荷18に供給される出力電圧を一定になるように調整
する。
以上、本発明について単相用の実施例を説明したが、上
述の単巻変圧樹形電圧調整器を3相結線して3相交流電
源に接続することもできる。また、本発明の自動電圧調
整装置は出力端子2o’、22と負荷18との間に整流
器を設けて直流安定化電源として用いることもできる。
述の単巻変圧樹形電圧調整器を3相結線して3相交流電
源に接続することもできる。また、本発明の自動電圧調
整装置は出力端子2o’、22と負荷18との間に整流
器を設けて直流安定化電源として用いることもできる。
(1)本発明では単巻変圧樹形電圧調整器によって電圧
調整をしているため、自動電圧調整装置を著しく小形軽
量、低価格化することができる。
調整をしているため、自動電圧調整装置を著しく小形軽
量、低価格化することができる。
(2)大きな負荷容量の自動電圧調整装置が極めて小さ
な自己容量の単巻変圧樹形電圧調整器で制御できるため
、電圧調整器の制御巻線に低電圧で小電力の励磁電流を
供給することにより、出力電圧のlJl?Iが可能とな
り、回路構成が非常に簡単となり、大幅な低価格化と小
形化が図れる。
な自己容量の単巻変圧樹形電圧調整器で制御できるため
、電圧調整器の制御巻線に低電圧で小電力の励磁電流を
供給することにより、出力電圧のlJl?Iが可能とな
り、回路構成が非常に簡単となり、大幅な低価格化と小
形化が図れる。
(3)低電圧、小容量の半導体スイッチを単巻変圧樹形
電圧調整器の制御巻線と組み合わせて高電圧(たとえば
1万ボルト以上)、大容量の電圧調整が可能なため、安
全で信頼性が高く、しかも、極めて安価な電子部品で従
来不可能であった高電圧の交流電源から安定化した大容
量の交流電源が得られるため、実用上の効果が大きい。
電圧調整器の制御巻線と組み合わせて高電圧(たとえば
1万ボルト以上)、大容量の電圧調整が可能なため、安
全で信頼性が高く、しかも、極めて安価な電子部品で従
来不可能であった高電圧の交流電源から安定化した大容
量の交流電源が得られるため、実用上の効果が大きい。
(4)本発明の自動電圧調整装置では電源ラインにおい
て位相制御をしないため、受電型g電圧波形に歪みを発
生させたり、ノイズを発生させない。
て位相制御をしないため、受電型g電圧波形に歪みを発
生させたり、ノイズを発生させない。
(5)大きな負荷容量に対して小さな自己容量の電圧調
整器と小電力の制御回路の採用を可能として、エネルギ
ー損失を最少としたため、定電圧装置の大幅な高効率化
が図れる。
整器と小電力の制御回路の採用を可能として、エネルギ
ー損失を最少としたため、定電圧装置の大幅な高効率化
が図れる。
第1図は本発明による自動電圧調整装置の望ましい実施
例の結線図、第2図は第1図の単巻変圧樹形電圧調整器
の平面図、第3図は第2図の電圧調整器の側面図、第4
図は第2図の電圧調整器の底面図、第5図は第2図のv
−v線の断面図をそれぞれ示す。 24・・・・・・・・・単巻変圧樹形電圧調整器28・
・・・・・・・・直流励磁ffi源30・・・・・・・
・・半導体スイッチ回路34・・・・・・・・制御回路 100・・・・電圧検出回路 特許出願人 株式会社ハイテクチ究所
例の結線図、第2図は第1図の単巻変圧樹形電圧調整器
の平面図、第3図は第2図の電圧調整器の側面図、第4
図は第2図の電圧調整器の底面図、第5図は第2図のv
−v線の断面図をそれぞれ示す。 24・・・・・・・・・単巻変圧樹形電圧調整器28・
・・・・・・・・直流励磁ffi源30・・・・・・・
・・半導体スイッチ回路34・・・・・・・・制御回路 100・・・・電圧検出回路 特許出願人 株式会社ハイテクチ究所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(a)交流電源と負荷との間に接続されるように配
置され、前記負荷に出力電圧を供給する出力巻線と、前
記出力電圧を調整するための制御巻線を備えた単巻変圧
器形電圧調整器と、(b)前記出力巻線に接続されて前
記出力電圧を変換して前記制御巻線に直流励磁電流を供
給する直流励磁電源と、(c)前記制御巻線と前記直流
励磁電源との間に接続され、前記制御巻線に供給される
前記直流励磁電流を制御して前記出力電圧を調整する半
導体スイッチと、(d)前記直流励磁電源の出力側に接
続されて前記出力電圧に対応した出力信号を発生する電
圧検出回路と、(e)前記出力信号に応答して、前記出
力電圧が一定レベルになるように前記半導体スイッチの
通流率を制御して前記直流励磁電流を制御する制御回路
と、を備えた自動電圧調整装置。 2、前記直流励磁電源が前記負荷の入力側に接続されて
前記負荷の電流に依存した成分を取り出す変流器と、前
記変流器に接続された整流器を備えたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の自動電圧調整装置。 3、前記直流励磁電源が前記負荷の入力側に接続されて
前記出力電圧に依存した成分を取り出す交流リアクトル
と、前記負荷の電流に依存した成分を取り出す変流器と
、両成分をベクトル合成した電流を整流して前記直流励
磁電流となす整流器とを備えたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の自動電圧調整装置。 4、前記半導体スイッチが前記直流励磁電源の直流出力
端子に接続されて、前記直流励磁電流の一部を前記半導
体スイッチに分流させたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項または第2項記載の自動電圧調整装置。 5、前記半導体スイッチに並列に電流吸収回路が接続さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の自動
電圧調整装置。 6、前記半導体スイッチに並列に電圧制限素子が接続さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の自動
電圧調整装置。 7、前記電圧検出回路が前記整流器の直流出力端子に接
続されたことを特徴とする特許請求の範囲第2項または
第3項記載の自動電圧調整装置。 8、前記制御回路が前記出力信号に応答して前記半導体
スイッチの通流率を制御するドライブ・トランジスタと
を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載の自動電圧調整装置。 9、前記単巻変圧器電圧調整器が第1直列巻線と、この
第1直列巻線に直列接続された分路巻線と、この分路巻
線とは異なる極性で前記分路巻線に直列接続された第2
直列巻線とからなる前記出力巻線を有する第1可飽和鉄
心を備えた主磁束ループ路と、前記分路巻線と前記第2
直列巻線との間に配置されて前記主磁束ループ路の一部
をバイパスさせるためのエアギャップを備えた少くとも
1つの磁気分路鉄心と、前記磁気分路鉄心と前記第2直
列巻線との間の前記第1可飽和鉄心の一部に磁気的に結
合された第2可飽和鉄心を備えた補助磁束ループ路とを
備え、前記制御巻線が前記第1可飽和鉄心の前記延長部
に巻装され、前記第2可飽和鉄心を介して前記第1可飽
和鉄心の前記一部を磁気飽和させて前記第1直列巻線と
前記分路巻線の磁束を前記分路鉄心にシフトさせること
を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
自動電圧調整装置。 10、前記第1可飽和鉄心がセンター・レッグとアウタ
ー・レッグを有する第1巻鉄心を備え、前記補助磁束ル
ープ路が前記センター・レッグ上に前記第2直列巻線と
前記制御巻線を囲むように配置された第2巻鉄心とを備
え、前記センター・レッグが前記第1巻鉄心の外方に延
びる前記延長部を備えたことを特徴とする特許請求の範
囲第9項記載の自動電圧調整装置。 11、前記第1巻鉄心と前記センター・レッグとを固定
する第1の固定具と、前記第2巻鉄心と前記センター・
レッグとを固定する第2の固定具とをさらに備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第10項記載の自動電圧調
整装置。 12、前記センター・レッグの一方の側に前記第1巻鉄
心が配置され、前記センター・レッグの他方側に前記第
2巻鉄心が配置されたことを特徴とする特許請求の範囲
第10項ないし第11項記載の自動電圧調整装置。 13、前記第1直列巻線および前記分路巻線と、前記第
2直列巻線と、前記制御巻線とがほぼ同一平面内に配置
されたことを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の
自動電圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25458987A JPH0199113A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 自動電圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25458987A JPH0199113A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 自動電圧調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199113A true JPH0199113A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17267141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25458987A Pending JPH0199113A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 自動電圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0199113A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS471942U (ja) * | 1971-01-19 | 1972-08-22 | ||
| JPS62254588A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Hitachi Ltd | 光走査方式カラ−画像再生装置 |
| JPS62254590A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Hitachi Ltd | テレビ受信機の信号処理回路 |
-
1987
- 1987-10-12 JP JP25458987A patent/JPH0199113A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS471942U (ja) * | 1971-01-19 | 1972-08-22 | ||
| JPS62254588A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Hitachi Ltd | 光走査方式カラ−画像再生装置 |
| JPS62254590A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Hitachi Ltd | テレビ受信機の信号処理回路 |
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