JPH02280209A - タップ切り換え交流電源安定化装置 - Google Patents
タップ切り換え交流電源安定化装置Info
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- switching element
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
- G05F1/16—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
- G05F1/20—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、複数の切り換えタップを備えた変圧器を用い
、トランスの各タップに制御スイッチング素子を接続し
て導通を切り換え出力電圧を安定化するタップ切り換え
交流電源安定化装置に関する。
、トランスの各タップに制御スイッチング素子を接続し
て導通を切り換え出力電圧を安定化するタップ切り換え
交流電源安定化装置に関する。
所謂商用の交流電源は、地域によって定格電圧やその変
動幅等が異なる。例えば定格電圧は、国によって１００
Ｖ、１１５Ｖ、・・・・・・のように種々の電圧が採用
されている。
動幅等が異なる。例えば定格電圧は、国によって１００
Ｖ、１１５Ｖ、・・・・・・のように種々の電圧が採用
されている。
他方、交流を電源として動作する電子化された装置では
、電圧の変動に対して厳しく制限されるものが多い。し
たがって、交流電源により動作するこのような装置にお
いて、電源定格の異なる地域で使用される場合には、そ
れぞれの定格に合わせて装置の定格を仕様変更するか、
電源安定化装置を接続することが必要になってくる。
、電圧の変動に対して厳しく制限されるものが多い。し
たがって、交流電源により動作するこのような装置にお
いて、電源定格の異なる地域で使用される場合には、そ
れぞれの定格に合わせて装置の定格を仕様変更するか、
電源安定化装置を接続することが必要になってくる。
しかしながら、使用する地域の電源定格に合わせて装置
の設計を変更すると、電源の定格の変更に伴って装置内
の制御基板や各部品が共通に使用できなくなり、それぞ
れに対応した部品を用意しなければならないという問題
が生じる。その結果、設計は勿論、製造コストのアップ
を招き、また、部品管理の負担も重く、製品の歩留まり
も悪くなる。
の設計を変更すると、電源の定格の変更に伴って装置内
の制御基板や各部品が共通に使用できなくなり、それぞ
れに対応した部品を用意しなければならないという問題
が生じる。その結果、設計は勿論、製造コストのアップ
を招き、また、部品管理の負担も重く、製品の歩留まり
も悪くなる。
そこで、上記のような問題を解決する１つの方法として
電源安定化装置を組み合わせて対応することが考えられ
、この組み合わせことによって装置の標準化が可能にな
る。しかし、上記のように地域（国）によって定格がそ
れぞれ異なると、電源安定化装置自体も制御レンジの広
いものが必要になり、高価なものになってしまう。しか
も、電圧の変動幅が大きい場合には、低い効率での使用
も多くなって無駄が多く、構造的にも大型、複雑化する
だけでなく、メンテナンスコストやランニングコストも
高くなってくる。
電源安定化装置を組み合わせて対応することが考えられ
、この組み合わせことによって装置の標準化が可能にな
る。しかし、上記のように地域（国）によって定格がそ
れぞれ異なると、電源安定化装置自体も制御レンジの広
いものが必要になり、高価なものになってしまう。しか
も、電圧の変動幅が大きい場合には、低い効率での使用
も多くなって無駄が多く、構造的にも大型、複雑化する
だけでなく、メンテナンスコストやランニングコストも
高くなってくる。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、簡単な
構成により効率よく電圧を安定化することが可能なタッ
プ切り換え交流電源安定化装置を提供することを目的と
するものである。
構成により効率よく電圧を安定化することが可能なタッ
プ切り換え交流電源安定化装置を提供することを目的と
するものである。
そのために本発明は、トランスの各タップに制御スイッ
チング素子を接続し、導通する制御スイッチング素子を
切り換えて負荷電圧を安定化するタップ切り換え交流電
源安定化装置において、各制御スイッチング素子の端子
間電圧を検出する手段、負荷に供給する電圧の変動を検
出する手段、負荷に供給する電圧の変動に応じて導通す
る制御スイッチング素子の制御信号を生成する手段を備
え、各制御スイッチング素子の端子間電圧が全てゼロで
ないことを条件として導通する制御スイッチング素子の
切り換えを行うように構成したことを特徴とし、また、
ヒステリシス特性を有する比較回路により基準電圧と負
荷に供給する電圧とを比較し導通すべき制御スイッチン
グ素子のゲート制御信号を生成する信号生成手段、各制
御スイッチング素子の端子間電圧を検出し端子間電圧が
全てゼロでないことを条件としてゲート制御信号により
制御スイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え
たことを特徴とするものである。
チング素子を接続し、導通する制御スイッチング素子を
切り換えて負荷電圧を安定化するタップ切り換え交流電
源安定化装置において、各制御スイッチング素子の端子
間電圧を検出する手段、負荷に供給する電圧の変動を検
出する手段、負荷に供給する電圧の変動に応じて導通す
る制御スイッチング素子の制御信号を生成する手段を備
え、各制御スイッチング素子の端子間電圧が全てゼロで
ないことを条件として導通する制御スイッチング素子の
切り換えを行うように構成したことを特徴とし、また、
ヒステリシス特性を有する比較回路により基準電圧と負
荷に供給する電圧とを比較し導通すべき制御スイッチン
グ素子のゲート制御信号を生成する信号生成手段、各制
御スイッチング素子の端子間電圧を検出し端子間電圧が
全てゼロでないことを条件としてゲート制御信号により
制御スイッチング素子の導通を制御する制御手段を備え
たことを特徴とするものである。
本発明のタップ切り換え交流電源安定化装置では、負荷
に供給する電圧の変動に応じて導通する制御スイッチン
グ素子の制御信号を生成しても、それまで導通していた
制御スイッチング素子が非導通にならないと、その制御
スイッチング素子の端子間電圧がゼロのままになってい
るので、次に導通する制御スイッチング素子への切り換
えが行われない。したがって、複数の制御スイッチング
素子が導通してタップ間を短絡することはない。
に供給する電圧の変動に応じて導通する制御スイッチン
グ素子の制御信号を生成しても、それまで導通していた
制御スイッチング素子が非導通にならないと、その制御
スイッチング素子の端子間電圧がゼロのままになってい
るので、次に導通する制御スイッチング素子への切り換
えが行われない。したがって、複数の制御スイッチング
素子が導通してタップ間を短絡することはない。
しかも、全ての制御スイッチング素子が非導通になり、
端子間電圧が全てゼロでなくなると、直ちに次の制御ス
イッチング素子への切り換えが行われる。また、制御ス
イッチング素子のゲート制御信号を生成する信号生成手
段は、ヒステリシス特性を有する比較回路により基準電
圧と負荷に供給する電圧とを比賛するように構成してい
るので、制御スイッチング素子の切り換えにより検出電
圧に変動が生じても、一定の変動幅の範囲内で切り換え
後の状態が維持されるので、切り換え制御においてハン
チング等の現象が生じるのを防ぐことができる。
端子間電圧が全てゼロでなくなると、直ちに次の制御ス
イッチング素子への切り換えが行われる。また、制御ス
イッチング素子のゲート制御信号を生成する信号生成手
段は、ヒステリシス特性を有する比較回路により基準電
圧と負荷に供給する電圧とを比賛するように構成してい
るので、制御スイッチング素子の切り換えにより検出電
圧に変動が生じても、一定の変動幅の範囲内で切り換え
後の状態が維持されるので、切り換え制御においてハン
チング等の現象が生じるのを防ぐことができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係るタップ切り換え交流電源安定化装
置の１実施例を示す図、第２図はゲート制御信号発生回
路の構成例を示す図、第３図はゲート信号のタイミング
バス制御回路の構成例を示す図である。図中、１は制御
回路、２は負荷、３は整流回路、４は比較回路、５はプ
ライオリティ処理回路、６−１〜６−３は電圧ゼロ検出
回路、７−１〜７−３はタイミングバス制御トランジス
タ、８−１〜８−３はゲート制御トランジスタ、ＴＨＩ
〜ＴＨ３はサイリスタ、ＴＲはトランス、Ｒ１，Ｒ２と
Ｒ２ハ抵抗、Ｖ ｒａｔは基準電圧を示す。
置の１実施例を示す図、第２図はゲート制御信号発生回
路の構成例を示す図、第３図はゲート信号のタイミング
バス制御回路の構成例を示す図である。図中、１は制御
回路、２は負荷、３は整流回路、４は比較回路、５はプ
ライオリティ処理回路、６−１〜６−３は電圧ゼロ検出
回路、７−１〜７−３はタイミングバス制御トランジス
タ、８−１〜８−３はゲート制御トランジスタ、ＴＨＩ
〜ＴＨ３はサイリスタ、ＴＲはトランス、Ｒ１，Ｒ２と
Ｒ２ハ抵抗、Ｖ ｒａｔは基準電圧を示す。
第１図において、トランスＴＲは、電圧切り換えタップ
を有するものであり、１次巻線の入力端子側に２次巻線
の中間端子を接続し、２次巻線のそれぞれの端子からス
イッチング用のサイリスタＴＨＩ〜ＴＨ３を介して負荷
に給電するように接続構成している。したがって、サイ
リスタＴＨＩ〜ＴＨ３のいずれか１つがオンになるよう
にスイッチング制御することによって負荷電圧を電源電
圧に対しタップ電圧分だけ高くしたり、逆にタップ電圧
分だけ低くすることができる。サイリスタＴＨＩ〜ＴＨ
３は、双方向性のスイッチング素子であれば、トライア
ックは勿論、単方向性サイリスタやトランジスタ等の半
導体制御整流素子による並列回路により構成してもよい
。
を有するものであり、１次巻線の入力端子側に２次巻線
の中間端子を接続し、２次巻線のそれぞれの端子からス
イッチング用のサイリスタＴＨＩ〜ＴＨ３を介して負荷
に給電するように接続構成している。したがって、サイ
リスタＴＨＩ〜ＴＨ３のいずれか１つがオンになるよう
にスイッチング制御することによって負荷電圧を電源電
圧に対しタップ電圧分だけ高くしたり、逆にタップ電圧
分だけ低くすることができる。サイリスタＴＨＩ〜ＴＨ
３は、双方向性のスイッチング素子であれば、トライア
ックは勿論、単方向性サイリスタやトランジスタ等の半
導体制御整流素子による並列回路により構成してもよい
。
制御回路１は、電源電圧Ａ又は負荷電圧Ｂを検出して負
荷電圧Ｂが所定の範囲内になるようにサイリスタＴＨＩ
−ＴＨ３のいずれかを選択的に導通させるものである。
荷電圧Ｂが所定の範囲内になるようにサイリスタＴＨＩ
−ＴＨ３のいずれかを選択的に導通させるものである。
そのために、制御回路ｌは、負荷電圧Ｂの目標値となる
基準電圧発生回路を有すると共に、電源電圧Ａ又は負荷
電圧Ｂと基準電圧とを比較する比較回路、その比較結果
から導通させるサイリスタＴＨＩ−ＴＨ３を選択し、所
定のタイミングでサイリスタＴＨＩ〜ＴＨ３の１つに点
弧信号を供給する点弧回路等を有する。
基準電圧発生回路を有すると共に、電源電圧Ａ又は負荷
電圧Ｂと基準電圧とを比較する比較回路、その比較結果
から導通させるサイリスタＴＨＩ−ＴＨ３を選択し、所
定のタイミングでサイリスタＴＨＩ〜ＴＨ３の１つに点
弧信号を供給する点弧回路等を有する。
電圧を検出しゲート制御信号を発生する回路の構成例を
示したのが第２図である。
示したのが第２図である。
第２図において、比較回路４は、整流回路３の出力電圧
と基準電圧Ｖ ｒｅｆとを比較するものであり、抵抗Ｒ
１、Ｒ２によりヒステリシス特性をもった比較回路を構
成し、タップ切り換えに伴ってハンチング現象が発生す
るのを防止している。整流回路３は、第１図に示すトラ
ンスの１次側に接続されるものであり、電源電圧を整流
、平滑し、さらには比較回路４の定格に合わせて分圧、
降圧する回路である。この場合には、電源電圧を検出し
て調整する所謂フィードフォワードの制御系を構成して
いるので、各タップに対応して同様の回路を備えること
が必要となる。
と基準電圧Ｖ ｒｅｆとを比較するものであり、抵抗Ｒ
１、Ｒ２によりヒステリシス特性をもった比較回路を構
成し、タップ切り換えに伴ってハンチング現象が発生す
るのを防止している。整流回路３は、第１図に示すトラ
ンスの１次側に接続されるものであり、電源電圧を整流
、平滑し、さらには比較回路４の定格に合わせて分圧、
降圧する回路である。この場合には、電源電圧を検出し
て調整する所謂フィードフォワードの制御系を構成して
いるので、各タップに対応して同様の回路を備えること
が必要となる。
プライオリティ処理回路５は、最上位の信号を選択する
ものである。第１図では、電源電圧が低いと、サイリス
タＴＨＩをオンにすることによって出力電圧を高くし、
電源電圧が上昇してくると、次にサイリスタＴＨＩから
ＴＲ２に切り換え、さらに上昇してくるとサイリスタＴ
Ｈ２からＴＲ３に切り換えるようになる。そこで、サイ
リスタＴＨ３をオンにするような電圧まで電源電圧が上
昇した場合には、いずれの比較回路においても基準電圧
より高い判定信号が出力されるので、プライオリティ処
理回路５では、複数の判定信号から優先度の高いサイリ
スタＴＨ３のゲート制御信号のみを優先して処理する。
ものである。第１図では、電源電圧が低いと、サイリス
タＴＨＩをオンにすることによって出力電圧を高くし、
電源電圧が上昇してくると、次にサイリスタＴＨＩから
ＴＲ２に切り換え、さらに上昇してくるとサイリスタＴ
Ｈ２からＴＲ３に切り換えるようになる。そこで、サイ
リスタＴＨ３をオンにするような電圧まで電源電圧が上
昇した場合には、いずれの比較回路においても基準電圧
より高い判定信号が出力されるので、プライオリティ処
理回路５では、複数の判定信号から優先度の高いサイリ
スタＴＨ３のゲート制御信号のみを優先して処理する。
なお、上記のフィードフォワードの制御系に対してフィ
ードバックの制御系とし負荷電圧Ｂを整流回路３の人力
にするように構成してもよい。この場合には、整流回路
と２組の比較回路（上限値を越えたか否かの判定と下限
値を割ったか否かの判定を行う）があればよく、プライ
オリティ処理回路が不要となる。しかし、この場合には
、負荷電圧Ｂが上限値を越える毎にタップ位置を逐次下
げ、逆に負荷電圧Ｂが下限値を下まわる毎にタップ位置
を逐次下げてゆく制御が必要となるので、タップ位置の
情報を保持し、比較回路からの判定信号により次の切り
換えタップを認識する回路が必要となる。この具体的な
回路としては、例えばアップダウンカウンタを使用する
ことができる。
ードバックの制御系とし負荷電圧Ｂを整流回路３の人力
にするように構成してもよい。この場合には、整流回路
と２組の比較回路（上限値を越えたか否かの判定と下限
値を割ったか否かの判定を行う）があればよく、プライ
オリティ処理回路が不要となる。しかし、この場合には
、負荷電圧Ｂが上限値を越える毎にタップ位置を逐次下
げ、逆に負荷電圧Ｂが下限値を下まわる毎にタップ位置
を逐次下げてゆく制御が必要となるので、タップ位置の
情報を保持し、比較回路からの判定信号により次の切り
換えタップを認識する回路が必要となる。この具体的な
回路としては、例えばアップダウンカウンタを使用する
ことができる。
この場合には、例えば比較回路からのタップ切り上げ信
号によりカウントアツプし、逆にタップ切り下げ信号に
よりカウントダウンして、そのカウント値をタップ位置
と対応させることによりゲート制御信号を選択的に発生
させることができる。
号によりカウントアツプし、逆にタップ切り下げ信号に
よりカウントダウンして、そのカウント値をタップ位置
と対応させることによりゲート制御信号を選択的に発生
させることができる。
ところで、従来よりタップ切り換え変圧器のタップをサ
イリスタの如き半導体制御整流素子により切り換えて電
圧を制御する構成は知られているが、このような装置で
は、半導体制御整流素子の切り換え回路が問題となる。
イリスタの如き半導体制御整流素子により切り換えて電
圧を制御する構成は知られているが、このような装置で
は、半導体制御整流素子の切り換え回路が問題となる。
すなわち、サイリスタでは、強制切り換えを行うと、素
子に容量の大きいものが必要となるため、一般には、電
流が零となるクロスポイントでの切り換えが行われる。
子に容量の大きいものが必要となるため、一般には、電
流が零となるクロスポイントでの切り換えが行われる。
例えばサイリスタＴＨＩをオンにして負荷に給電してい
る場合において、電圧が上昇したため、サイリスタＴＨ
ＩからＴＨ２に切り換えようとするときは、サイリスタ
ＴＨＩに対する点弧信号の供給を停止し、サイリスタＴ
ＨＩの電流が零になったことを条件として次のサイリス
タＴＨ２に点弧信号を与えるようにするのが従来より採
用されている制御方式である。さらに、この切り換えを
円滑にするため、負荷回路の各サイリスタに直列に電流
検出手段を挿入接続し、また、消弧リアクトルを接続す
るなど、実際にはサイリスタだけでなく、その他の回路
が負荷電流の流れる主回路に付加接続して、複数のサイ
リスタが導通することによりタップ間で短絡回路が形成
されるのを防止したり、サイリスタの消弧を速やかにす
るような配慮を行っている。そのため、電源の容量の増
大に伴ってこれら付加回路も大容量化し、装置も大型に
なってコスト的にも高価なものとなる。
る場合において、電圧が上昇したため、サイリスタＴＨ
ＩからＴＨ２に切り換えようとするときは、サイリスタ
ＴＨＩに対する点弧信号の供給を停止し、サイリスタＴ
ＨＩの電流が零になったことを条件として次のサイリス
タＴＨ２に点弧信号を与えるようにするのが従来より採
用されている制御方式である。さらに、この切り換えを
円滑にするため、負荷回路の各サイリスタに直列に電流
検出手段を挿入接続し、また、消弧リアクトルを接続す
るなど、実際にはサイリスタだけでなく、その他の回路
が負荷電流の流れる主回路に付加接続して、複数のサイ
リスタが導通することによりタップ間で短絡回路が形成
されるのを防止したり、サイリスタの消弧を速やかにす
るような配慮を行っている。そのため、電源の容量の増
大に伴ってこれら付加回路も大容量化し、装置も大型に
なってコスト的にも高価なものとなる。
このような従来の回路に対して、本発明に係るタップ切
り換え交流電源安定化装置では、負荷回路からりアクド
ルや電流検出回路等をなくし、サイリスタＴＨＩ〜ＴＨ
３のみを主回路に接続するように構成している。そのた
めに、サイリスタＴＨ１−ＴＨ３の端子間電圧を検出し
、サイリスタＴＨＩ−ＴＨ３の全ての電圧がゼロでなく
なったことをサイリスタの点弧条件とし、その回路構成
を示したのが第３図である。
り換え交流電源安定化装置では、負荷回路からりアクド
ルや電流検出回路等をなくし、サイリスタＴＨＩ〜ＴＨ
３のみを主回路に接続するように構成している。そのた
めに、サイリスタＴＨ１−ＴＨ３の端子間電圧を検出し
、サイリスタＴＨＩ−ＴＨ３の全ての電圧がゼロでなく
なったことをサイリスタの点弧条件とし、その回路構成
を示したのが第３図である。
第３図において、電圧ゼロ検出回路６−１〜６−３は、
サイリスタＴＨＩ−ＴＨ３の端子間電圧を検出してタイ
ミングバス制御トランジスタ７−１〜７−３を制御する
ものであり、タイミングバス制御トランジスタ７−１〜
７−３は、制御電源ＰＮに抵抗Ｒ３を通して並列に接続
し、ワイヤドオア回路を形成したものである。そして、
この抵抗Ｒ３とタイミングバス制御トランジスタ？−１
〜７−３との接続点にタイミングバスを接続し、ゲート
制御信号によりオン／オフされ点弧回路を動作させるゲ
ート制御トランジスタ８−１〜８−３は、このタイミン
グバスに接続される。
サイリスタＴＨＩ−ＴＨ３の端子間電圧を検出してタイ
ミングバス制御トランジスタ７−１〜７−３を制御する
ものであり、タイミングバス制御トランジスタ７−１〜
７−３は、制御電源ＰＮに抵抗Ｒ３を通して並列に接続
し、ワイヤドオア回路を形成したものである。そして、
この抵抗Ｒ３とタイミングバス制御トランジスタ？−１
〜７−３との接続点にタイミングバスを接続し、ゲート
制御信号によりオン／オフされ点弧回路を動作させるゲ
ート制御トランジスタ８−１〜８−３は、このタイミン
グバスに接続される。
次に、回路の動作を説明する。まず、サイリスタＴＨＩ
〜ＴＨ３のいずれかが導通している状態では、その導通
しているサイリスタＴＨＩ〜ＴＨ３の端子間電圧がゼロ
になっている。例えばサイリスタＴＨＩが導通している
と、電圧ゼロ検出回路６−１は、電圧ゼロを検出し、こ
の信号によりタイミングバス制御トランジスタ７−１が
オンになっている。この状態では、例えばサイリスタＴ
Ｈ２のゲート制御信号によりゲート制御トランジスタ８
−２をオンにしても、タイミングバスがタイミングバス
制御トランジスタ７−１のオンにより制御電源のマイナ
ス側と同電位となるため、サイリスタＴＨ２に点弧信号
が供給されない。
〜ＴＨ３のいずれかが導通している状態では、その導通
しているサイリスタＴＨＩ〜ＴＨ３の端子間電圧がゼロ
になっている。例えばサイリスタＴＨＩが導通している
と、電圧ゼロ検出回路６−１は、電圧ゼロを検出し、こ
の信号によりタイミングバス制御トランジスタ７−１が
オンになっている。この状態では、例えばサイリスタＴ
Ｈ２のゲート制御信号によりゲート制御トランジスタ８
−２をオンにしても、タイミングバスがタイミングバス
制御トランジスタ７−１のオンにより制御電源のマイナ
ス側と同電位となるため、サイリスタＴＨ２に点弧信号
が供給されない。
サイリスタＴＨＩからＴＨ２に切り換える場合には、ゲ
ート制御信号（ＴＨＩ）をハイからローに、ゲート制御
信号（ＴＨ２）をローからハイに切り換える。その結果
、サイリスタＴＨＩが電流ゼロクロス点を通過しても再
点弧されず、サイリスタＴＨＩの端子間電圧がゼロから
サイン波にしたがって増大して電圧ゼロ検出回路６−１
の電圧ゼロ検出信号がなくなると、タイミングバス制御
トランジスタ７−１がオフになり、この時点でタイミン
グバス制御トランジスタ７−１〜７−３の全てがオフに
なる。他方、ゲート制御トランジスタ８−２は、ゲート
制御信号（ＴＨ２）によりオンになっているため、タイ
ミングバス制御トランジスタ７−１〜７−３の全てがオ
フになった時点で、ゲート制御トランジスタ８−２を通
して点弧回路に電圧が印加され、サイリスタＴＨ２がオ
ンになる。
ート制御信号（ＴＨＩ）をハイからローに、ゲート制御
信号（ＴＨ２）をローからハイに切り換える。その結果
、サイリスタＴＨＩが電流ゼロクロス点を通過しても再
点弧されず、サイリスタＴＨＩの端子間電圧がゼロから
サイン波にしたがって増大して電圧ゼロ検出回路６−１
の電圧ゼロ検出信号がなくなると、タイミングバス制御
トランジスタ７−１がオフになり、この時点でタイミン
グバス制御トランジスタ７−１〜７−３の全てがオフに
なる。他方、ゲート制御トランジスタ８−２は、ゲート
制御信号（ＴＨ２）によりオンになっているため、タイ
ミングバス制御トランジスタ７−１〜７−３の全てがオ
フになった時点で、ゲート制御トランジスタ８−２を通
して点弧回路に電圧が印加され、サイリスタＴＨ２がオ
ンになる。
以上のように電圧ゼロ検出回路６−１〜６−３とワイヤ
ドオ・ア接続されたタイミングバス制御トランジスタ？
−１〜７−３によりタイミングバスを制御するので、簡
単な回路構成で電圧安定化のためのタップ切り換えを円
滑に行うことができる。
ドオ・ア接続されたタイミングバス制御トランジスタ？
−１〜７−３によりタイミングバスを制御するので、簡
単な回路構成で電圧安定化のためのタップ切り換えを円
滑に行うことができる。
しかも、点弧タイミングを遅らすことなく、一方のサイ
リスタが消弧してからサイリスタの端子間に電圧が確立
するまでの僅かな遅れだけで、次のサイリスタを点弧す
ることができる。
リスタが消弧してからサイリスタの端子間に電圧が確立
するまでの僅かな遅れだけで、次のサイリスタを点弧す
ることができる。
第４図は各サイリスタの点弧制御回路の構成例を示す図
である。
である。
第４図において、ダイオードＤ１、Ｄ２、トランジスタ
Ｑｌからなる回路が電圧ゼロ検出回路を構成し、トラン
ジスタＱ２によりタイミングバスを制御するように構成
している。また、ゲート制御信号は、ホトダイオードと
ホトトランジスタからなるホトカプラＰＣに供給し、そ
の出力信号により点弧回路のトランジスタＱ３のオン／
オフを制御している。
Ｑｌからなる回路が電圧ゼロ検出回路を構成し、トラン
ジスタＱ２によりタイミングバスを制御するように構成
している。また、ゲート制御信号は、ホトダイオードと
ホトトランジスタからなるホトカプラＰＣに供給し、そ
の出力信号により点弧回路のトランジスタＱ３のオン／
オフを制御している。
動作を簡単に説明すると、トライアックＴＨの端子間電
圧がゼロの場合には、トランジスタＱ１がオフになって
いるので、トランジスタＱ２には制御電源よりベースバ
イアスが印加されてオンになる。したがって、タイミン
グバスは、制御電源のマイナス側と同電位となっている
。トライアックＴＨの端子間電圧がゼロでなくなると、
トランスのタップ側（図示上方）の電位がプラスの場合
には、その電圧がダイオードＤ１を通してトランジスタ
Ｑ１にベースバイアスとして印加されるので、トランジ
スタＱ１がオンになり、その結果、トランジスタＱ２の
ベース・エミッタ間が短絡されてトランジスタＱ２がオ
フになる。また、負荷側（図示下方）の電位がプラスの
場合には、その電圧がダイオードＤ２を通してトランジ
スタＱ２のベース・エミッタ間に逆バイアスとして印加
されるので、トランジスタＱ２がオフになる。このよう
にしてワイヤドオア接続された各トライアックの点弧制
御回路（図示省略）においてトランジスタＱ２が全てオ
フになると、ホトカプラＰＣの出力によりトランジスタ
Ｑ３をオンにし、トライアックＴＨに点弧信号を供給す
ることができるようになる。
圧がゼロの場合には、トランジスタＱ１がオフになって
いるので、トランジスタＱ２には制御電源よりベースバ
イアスが印加されてオンになる。したがって、タイミン
グバスは、制御電源のマイナス側と同電位となっている
。トライアックＴＨの端子間電圧がゼロでなくなると、
トランスのタップ側（図示上方）の電位がプラスの場合
には、その電圧がダイオードＤ１を通してトランジスタ
Ｑ１にベースバイアスとして印加されるので、トランジ
スタＱ１がオンになり、その結果、トランジスタＱ２の
ベース・エミッタ間が短絡されてトランジスタＱ２がオ
フになる。また、負荷側（図示下方）の電位がプラスの
場合には、その電圧がダイオードＤ２を通してトランジ
スタＱ２のベース・エミッタ間に逆バイアスとして印加
されるので、トランジスタＱ２がオフになる。このよう
にしてワイヤドオア接続された各トライアックの点弧制
御回路（図示省略）においてトランジスタＱ２が全てオ
フになると、ホトカプラＰＣの出力によりトランジスタ
Ｑ３をオンにし、トライアックＴＨに点弧信号を供給す
ることができるようになる。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、２次側が３端子からなるトランスを使用したが、さら
に４端子以上のものでも同様に適用できることは勿論で
ある。また、第３図や第４図に示す回路構成は、各サイ
リスタの端子間電圧を検出し、全てのサイリスタの端子
間電圧がゼロでなくなったことを条件として選択された
サイリスタに点弧信号を供給できるようにするものであ
れば、他の回路構成を採用してもよい。さらに、タップ
切り換えを行う他の構成のトランス、例えばトランスの
一次側のタップ切り換えを行うもの等にも同様に適用で
きることはいうまでもない。
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、２次側が３端子からなるトランスを使用したが、さら
に４端子以上のものでも同様に適用できることは勿論で
ある。また、第３図や第４図に示す回路構成は、各サイ
リスタの端子間電圧を検出し、全てのサイリスタの端子
間電圧がゼロでなくなったことを条件として選択された
サイリスタに点弧信号を供給できるようにするものであ
れば、他の回路構成を採用してもよい。さらに、タップ
切り換えを行う他の構成のトランス、例えばトランスの
一次側のタップ切り換えを行うもの等にも同様に適用で
きることはいうまでもない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数
のスイッチング素子を並列に接続しいずれか１つを選択
して導通させるのに、それぞれの端子間電圧を検出して
導通制御を行うので、スイッチング素子がオフになった
かどうかを検出する電流検出手段が不要となる。また、
端子間電圧を検出することによって確実にオフになった
ことを検出して次のスイッチング素子をオンにするので
、消弧リアクトル等も省くことができる。このように、
主回路に電流検出手段やインピーダンスを付加する必要
がないので、全体として回路の構成を簡単にし、装置の
コンパクト化を図ることができる。また、端子間電圧に
よりオフを検出して一方のオフから他方のオンへの切り
換えを円滑に行えるので、切り換えノイズも低減するこ
とができる。
のスイッチング素子を並列に接続しいずれか１つを選択
して導通させるのに、それぞれの端子間電圧を検出して
導通制御を行うので、スイッチング素子がオフになった
かどうかを検出する電流検出手段が不要となる。また、
端子間電圧を検出することによって確実にオフになった
ことを検出して次のスイッチング素子をオンにするので
、消弧リアクトル等も省くことができる。このように、
主回路に電流検出手段やインピーダンスを付加する必要
がないので、全体として回路の構成を簡単にし、装置の
コンパクト化を図ることができる。また、端子間電圧に
よりオフを検出して一方のオフから他方のオンへの切り
換えを円滑に行えるので、切り換えノイズも低減するこ
とができる。
しかも、その切り換え判断にヒステリシス特性を有する
比較回路を用いているので、スイッチング素子のオン／
オフにより電圧が変動しても一定の電圧変動範囲内でそ
の状態が維持され、装置の安定な動作を保証することが
できる。
比較回路を用いているので、スイッチング素子のオン／
オフにより電圧が変動しても一定の電圧変動範囲内でそ
の状態が維持され、装置の安定な動作を保証することが
できる。
第１図は本発明に係るタップ切り換え交流電源安定化装
置の１実施例を示す図、第２図はゲート制御信号発生回
路の構成例を示す図、第３図はゲート信号のタイミング
バス制御回路の構成例を示す図、第４図は各サイリスタ
の点弧制御回路の構成例を示す図である。 １・・・制御回路、２・・・負荷、３・・・整流回路、
４・・・比較回路、５・・・プライオリティ処理回路、
６−１〜６−３・・・電圧ゼロ検出回路、７−１〜７−
３・・・タイミングバス制御トランジスタ、８−１〜８
−３・・・ゲート制御トランジスタ、ＴＨＩ−ＴＲ３・
・・サイリスタ、ＴＲ・・・トランス、Ｒ１、Ｒ２とＲ
２・・・抵抗、Ｖ ｒａｔ・・・基準電圧。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 阿 部 龍 吉（外５名）第３ 図 Ｔト１１ 斤゛−ト卸 御イ吉う 第１ 第２ 第４
置の１実施例を示す図、第２図はゲート制御信号発生回
路の構成例を示す図、第３図はゲート信号のタイミング
バス制御回路の構成例を示す図、第４図は各サイリスタ
の点弧制御回路の構成例を示す図である。 １・・・制御回路、２・・・負荷、３・・・整流回路、
４・・・比較回路、５・・・プライオリティ処理回路、
６−１〜６−３・・・電圧ゼロ検出回路、７−１〜７−
３・・・タイミングバス制御トランジスタ、８−１〜８
−３・・・ゲート制御トランジスタ、ＴＨＩ−ＴＲ３・
・・サイリスタ、ＴＲ・・・トランス、Ｒ１、Ｒ２とＲ
２・・・抵抗、Ｖ ｒａｔ・・・基準電圧。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 阿 部 龍 吉（外５名）第３ 図 Ｔト１１ 斤゛−ト卸 御イ吉う 第１ 第２ 第４
Claims (2)
- （１）トランスの各タップに制御スイッチング素子を接
続し、導通する制御スイッチング素子を切り換えて負荷
電圧を安定化するタップ切り換え交流電源安定化装置に
おいて、各制御スイッチング素子の端子間電圧を検出す
る手段、負荷に供給する電圧の変動を検出する手段、負
荷に供給する電圧の変動に応じて導通する制御スイッチ
ング素子の制御信号を生成する手段を備え、各制御スイ
ッチング素子の端子間電圧が全てゼロでないことを条件
として導通する制御スイッチング素子の切り換えを行う
ように構成したことを特徴とするタップ切り換え交流電
源安定化装置。 - （２）トランスの各タップに制御スイッチング素子を接
続し、導通する制御スイッチング素子を切り換えて負荷
電圧を安定化するタップ切り換え交流電源安定化装置に
おいて、ヒステリシス特性を有する比較回路により基準
電圧と負荷に供給する電圧とを比較し導通すべき制御ス
イッチング素子のゲート制御信号を生成する信号生成手
段、各制御スイッチング素子の端子間電圧を検出し端子
間電圧が全てゼロでないことを条件としてゲート制御信
号により制御スイッチング素子の導通を制御する制御手
段を備えたことを特徴とするタップ切り換え交流電源安
定化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101946A JP2561729B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | タップ切り換え交流電源安定化装置 |
| US07/511,035 US5119012A (en) | 1989-04-21 | 1990-04-19 | AC power regulator with tap changer |
| JP3080141A JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101946A JP2561729B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | タップ切り換え交流電源安定化装置 |
| JP3080141A JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080141A Division JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280209A true JPH02280209A (ja) | 1990-11-16 |
| JP2561729B2 JP2561729B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=56014706
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1101946A Expired - Fee Related JP2561729B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | タップ切り換え交流電源安定化装置 |
| JP3080141A Pending JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080141A Pending JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5119012A (ja) |
| JP (2) | JP2561729B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2734207B2 (ja) * | 1991-01-17 | 1998-03-30 | 株式会社日立製作所 | 系統電圧制御方法及び装置 |
| US5428551A (en) * | 1992-09-23 | 1995-06-27 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Tap changer monitor apparatus and method |
| US5844550A (en) * | 1992-09-23 | 1998-12-01 | Siemens Power Transmission & Distribution, Llc | Man-machine interface |
| CA2193477C (en) * | 1994-04-06 | 2000-07-18 | Robert C. Degeneff | Load tap changer |
| ES2110877B1 (es) * | 1994-05-10 | 1998-07-01 | Otxoa Fernando Cebrian | Modulo de control para estabilizadores estaticos de tension en redes de alumbrado. |
| JP2750275B2 (ja) * | 1995-01-10 | 1998-05-13 | 愛好電機株式会社 | 昇降同圧自律切替装置付き省電力変圧器 |
| US5804954A (en) * | 1995-06-26 | 1998-09-08 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Analog based tap position detector |
| US5633580A (en) * | 1995-06-29 | 1997-05-27 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Direct load current sensing for predicted regulator tap position |
| US5619121A (en) * | 1995-06-29 | 1997-04-08 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Load voltage based tap changer monitoring system |
| US5786684A (en) * | 1996-09-16 | 1998-07-28 | Abb Power T&D Company, Inc. | Apparatus and methods for minimizing over voltage in a voltage regulator |
| DE10102310C1 (de) * | 2001-01-18 | 2002-06-20 | Reinhausen Maschf Scheubeck | Thyristor-Stufenschalter |
| US6559562B1 (en) | 2001-12-14 | 2003-05-06 | Ssi Power, Llc | Voltage sag and over-voltage compensation device with pulse width modulated autotransformer |
| US7095183B2 (en) * | 2004-07-07 | 2006-08-22 | Osram Sylvania Inc. | Control system for a resonant inverter with a self-oscillating driver |
| DE102004046926B3 (de) * | 2004-09-28 | 2006-01-19 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Einrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung |
| US7604052B2 (en) | 2006-04-21 | 2009-10-20 | Shell Oil Company | Compositions produced using an in situ heat treatment process |
| CA2700737A1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Three-phase heaters with common overburden sections for heating subsurface formations |
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| GB0910141D0 (en) * | 2009-06-12 | 2009-07-29 | Eurotherm B V | Improvements in the distribution and utilisation of electrical energy in industrial processes |
| US8643221B2 (en) | 2010-06-08 | 2014-02-04 | Siemens Energy, Inc. | Retrofit kit, circuitry and method for reconfiguring a tap changer to avoid electrical arcing |
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Citations (2)
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Family Cites Families (7)
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| US4523265A (en) * | 1983-06-29 | 1985-06-11 | Compagnie De Signaux Et D'entreprises Electriques | Process and device for eliminating the disturbances related to the fluctuations of the load in chopped power supplies |
| US4623834A (en) * | 1984-07-06 | 1986-11-18 | Oneac Corporation | Dual programmable response time constants for electronic tap switching line regulators |
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| US4896092A (en) * | 1988-10-12 | 1990-01-23 | Power Distribution, Inc. | Voltage regulator for AC single phase and three phase systems |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP1101946A patent/JP2561729B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-19 US US07/511,035 patent/US5119012A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3080141A patent/JPH04218818A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6391719A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | ３相タツプ切替式直流電源装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5119012A (en) | 1992-06-02 |
| JP2561729B2 (ja) | 1996-12-11 |
| JPH04218818A (ja) | 1992-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |