JPH0524967Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、交流電源の電圧の安定化をはかる自
動電圧調整器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より交流電源装置では、交流入力の変動あ
るいは負荷の変動によつて生ずる交流出力の変動
を押えて常時安定した電圧を供給するために、必
要に応じ電圧調整器が使用されている。その一つ
に負荷時電圧調整器があり、これは電圧調整変圧
器と直列変圧器を組合せて構成されたものであ
る。

本考案は、主として上記負荷時電圧調整器を用
いた自動電圧調整器に関するものであるから、先
ずその具体的構成と動作を第２図を参照して説明
する。

電圧調整変圧器（主変圧器）１は、電源入力端
子３，３′に接続される一次巻線４と、出力電圧
を取出す二次巻線５と、出力電圧を調整するため
の調整巻線６を備えている。上記調整巻線６と一
次巻線４はそれぞれ昇圧・降圧用の複数のタツプ
ａ〜ｉ，ｊ〜ｎを備えている。また一次巻線４に
は分岐端子（タツプ）７が設けてある。

直列変圧器２は、電圧調整変圧器１の一次巻線
４の分岐端子７と調整巻線６の一端のタツプａの
間に挿入される一次巻線８と、電源入力端子３と
一次巻線４の一端のタツプｊの間に挿入される二
次巻線９を備えている。

上記タツプａ〜ｎにはそれぞれタツプ切替用の
半導体スイツチ素子Sa〜Snが接続されており、
該半導体スイツチ素子Sa〜Snの一端はそれぞれ
共通に結ばれている。

タツプ切替用の半導体スイツチ素子は、例えば
トライアツク、サイリスタ等を用いる。半導体ス
イツチ素子の制御を行う切替制御部１０は、出力
電圧を監視するための出力電圧検出回路１１と、
電源及び同期信号を与える電源回路１２と、上記
両回路からの出力電圧検出信号と同期信号を受け
て制御信号（スイツチを開閉させタツプを切替え
る信号）を発生するパルス発生回路１３を備えて
構成されている。出力電圧検出回路１１により出
力電圧を監視し、出力電圧に変動が生じた時に半
導体スイツチ素子Sa〜Snのオン・オフ切替を自
動的に行い、直列変圧器２の一次側（一次巻線
８）にかかる電圧を変化すると、二次側（二次巻
線９）に発生する電圧±Ｅも変化する。この電圧
±Ｅにより電圧調整変圧器１の一次巻線４にかか
る入力電圧が変化し、出力電圧を自動的に調整で
きる。

〔解決しようとする問題点〕

上述したようにタツプの選択、切替を自動化す
ることにより高性能な自動電圧調整器が得られて
いるが、まだ改良すべき技術的課題が幾つか残さ
れており、その一つは次に述べるものである。

軽負荷時に負荷（出力電流）が変動すると電圧
調整変圧器の電圧変動率が大きくなり、安定した
動作特性が得られなくなることである。そのため
に電圧調整変圧器の二次側（自動電圧調整器の出
力側）に疑似負荷を付けたり、電圧調整変圧器の
励磁電流を多く流すように電圧調整変圧器の鉄心
に間隙を設ける等の改造を施した特殊の電圧調整
変圧器を使用し、常時入力電流が所定値を下まわ
らないようにしていた。そのために常時励磁電流
が流れていたため消費電力が増大したり、電圧調
整変圧器の鉄心の間隙によるうなり音等の騒音が
発生していた。

本考案は、上記問題点を解消するためになされ
たもので、上記疑似負荷や特殊な電圧調整変圧器
を使用せずとも安定した動作を行なうことがで
き、省エネルギー、低騒音が可能な自動電圧調整
器を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案の自動電
圧調整器は、半導体スイツチ素子のオン・オフ制
御信号を発生する切替制御部を、入力電流検出回
路と、出力電圧検出回路と、合成ベクトル回路
と、切替指令回路と、切替制御回路を用いて構成
した。

上記切替制御部は、常時は入力電流のゼロクロ
スポイントで制御信号を発生し、入力電流検出信
号と出力電圧検出信号の合成ベクトルが設定値ま
で低下したときには出力電圧のゼロクロスポイン
トで制御信号を発生させるようにした。

〔作用〕

このように構成したので、電圧調整変圧器のタ
ツプ切替を、常時は入力電流のゼロクロスポイン
トで行い、負荷が軽くなり合成ベクトルが設定値
に低下したときに出力電圧のゼロクロスポイント
で行うことができる。従つて、常時安定したタツ
プ切替による出力電圧制御が可能になる。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図は、本考案の自動電圧調整器の一構成例
を示す回路図である。図において、前出のものと
同一符号または同一記号のものは同一または均等
のものを表すものとし、説明は省略する。なお、
タツプ切替用の半導体スイツチ素子Sa〜Snはト
ライアツクを用いているが、これに限定されるも
のではない。

１０′は本考案による切替制御部である。

１４は入力電流検出回路で、入力電流を検出し
入力電流検出信号を出力する。

１５は出力電圧検出回路で、出力電圧を検出し
出力電圧検出信号を出力する。

１６は、切替指令回路で、出力電圧検出回路１
５より出力された出力電圧検出信号を受けて出力
電圧の変動に応じて切替指令信号を出力する。

１７は合成ベクトル回路で、出力電圧検出回路
１５より出力された出力電圧検出信号と入力電流
検出回路１４から出力された入力電流検出信号を
受けて合成ベクトルを検出し、合成ベクトル信号
を出力する。

１８は切替制御回路で、合成ベクトル回路１７
より出力された合成ベクトル信号と切替指令回路
１６より出力された切替指令信号を受けて、常時
は入力電流検出信号のゼロクロスポイントで半導
体スイツチ素子の制御信号を出力し、合成ベクト
ル信号が設定値（例えば合成ベクトル信号が全負
荷時の合成ベクトル信号の1/10）まで低下したと
きに出力電圧検出信号のゼロクロスポイントで半
導体スイツチ素子を開閉させる制御信号を出力す
る。

１９は電源回路で、上記各々の回路へ給電する
ためのものである。

本実施例の自動電圧調整器の切替制御部１０′
は、軽負荷時の負荷の変動または無負荷の場合で
あつても半導体スイツチ素子の制御信号を入力電
流あるいは出力電圧のゼロクロスポイントにて出
力することができるためにいかなる負荷変動に対
しても安定した出力電圧を供給することができ
る。

以上の説明は直列変圧器を備えた自動電圧調整
器の場合について述べたが、本考案はこれに限定
されるものではなく、昇圧、降圧用の複数のタツ
プを引出した通常の変圧器を用いた自動電圧調整
器にも適用することができる。

〔効果〕

以上説明したように、本考案の自動電圧調整器
は、タツプ切替用の半導体スイツチ素子の切替制
御を常時は入力電流のゼロクロスポイントで行な
い、負荷が軽くなつたり無負荷になつた場合には
出力電圧のゼロクロスポイントで切替制御するこ
とができるために、電圧調整変圧器の二次側に疑
似負荷を付けたり、特殊な電圧調整変圧器を使用
しなくても出力電圧を安定に制御することができ
る。

そのために、常時余分な電流を流す必要がな
く、電力の浪費がなくなり、省エネルギーがはか
られる。

また、電圧調整変圧器の鉄心に間隙を設ける等
の改造をしなくても従来ある電圧調整変圧器を使
用できるために低騒音になり、安価な自動電圧調
整器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の回路図、第２図は従
来の構成を示す回路図である。 １……電圧調整変圧器、２……直列変圧器、４
……電圧調整変圧器の一次巻線、５……電圧調整
変圧器の二次巻線、６……電圧調整変圧器の調整
巻線、８……直列変圧器の一次巻線、９……直列
変圧器の二次巻線、１４……入力電流検出回路、
１５……出力電圧検出回路、１６……切替指令回
路、１７……合成ベクトル回路、１８……切替制
御回路、ａ〜ｎ……タツプ、Sa〜Sn……半導体
スイツチ素子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 昇圧・降圧用の複数のタツプを引出した一次巻
   線と出力電圧を取出す二次巻線を有する電圧調整
   変圧器と、上記タツプのそれぞれに接続したタツ
   プ切替用の半導体スイツチ素子と、該半導体スイ
   ツチ素子を出力電圧の変動に応じオン・オフさせ
   る制御信号を発生する切替制御部を備えて構成さ
   れる自動電圧調整器であつて、 上記切替制御部は、入力電流を検出し入力電流
   検出信号を出力する入力電流検出回路と、出力電
   圧を検出し出力電圧検出信号を出力する出力電圧
   検出回路と、該出力電圧検出回路より出力された
   出力電圧検出信号を受けて出力電圧の変動に応じ
   て切替指令信号を出力する切替指令回路と、上記
   入力電流検出回路より出力された入力電流検出信
   号と前記出力電圧検出回路より出力された出力電
   圧検出信号の両信号を受けて合成ベクトルを検出
   し合成ベクトル信号を出力する合成ベクトル回路
   と、該合成ベクトル回路より出力された合成ベク
   トル信号と前記切替指令回路より出力された切替
   指令信号を受けて常時は入力電流検出信号のゼロ
   クロスポイントで半導体スイツチ素子の切替制御
   を行ない合成ベクトル信号が設定値まで低下した
   時には出力電圧検出信号のゼロクロスポイントで
   半導体スイツチ素子の切替制御を行なう半導体ス
   イツチ素子の制御信号を出力する切替制御回路と
   を備えたものであることを特徴とする自動電圧調
   整器。