JPH06283360A - インバータ制御電源の電圧制御回路 - Google Patents

インバータ制御電源の電圧制御回路

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JPH06283360A
JPH06283360A JP6577993A JP6577993A JPH06283360A JP H06283360 A JPH06283360 A JP H06283360A JP 6577993 A JP6577993 A JP 6577993A JP 6577993 A JP6577993 A JP 6577993A JP H06283360 A JPH06283360 A JP H06283360A
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JP
Japan
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voltage
tap
power supply
control circuit
inverter control
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JP6577993A
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English (en)
Inventor
Arata Sakuma
新 佐久間
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F19/00Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H01F19/04Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
    • H01F19/08Transformers having magnetic bias, e.g. for handling pulses
    • H01F2019/085Transformer for galvanic isolation

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  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡素な構成で信頼性が高く且つ小形軽量な電源
であって、入力交流電圧が大幅に変動しても、インバー
タ制御回路へ供給する交流の電圧変動を小さな値に抑制
することにある。 【構成】交流電源2をタップ切替え器3を介して変圧器
4の一次巻線のタップに接続し、変圧器4の二次巻線に
は上限電圧検出器11と下限電圧検出器14を接続して
二次電圧が所定範囲内に在るか否かを検出し、絶縁増幅
器13,16を介して各電圧検出器が出力する2値信号
をタップ切替え操作器17へ与えるので、これに対応し
たタップをタップ切替え器3が選択する。タップ切替え
器3は半導体スイッチ素子の逆並列接続で構成した交流
スイッチ、電磁接触器、或いはロータリースイッチ等で
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、交流電源電圧が変動
してもインバータ制御電源への入力電圧変動を抑制でき
るインバータ制御電源の電圧制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電源に接続して、この交流入力を一
旦直流に変換し、この直流を再び交流に変換するインバ
ータが多用されている。このインバータとしては、交流
入力の電圧や周波数が変動しても、一定した電圧と周波
数の交流を出力することができる所謂CVCFインバー
タや、出力する交流の電圧と周波数とを所定の関数関係
で同時に所望の値に変化させることができる所謂VVV
Fインバータなどがある。CVCFインバータは電圧変
動を避ける必要がある装置の電源として使用するが、更
にこのCVCFインバータの電源側,或いは直流中間回
路にバックアップ用の電源(例えばバッテリー等)を付
加して、交流電源が停電しても一定電圧・一定周波数の
交流を出力できるようにした所謂無停電電源装置は、コ
ンピュータ等を含めて停電すれば大きな被害を生じる装
置の電源に使用する。又、VVVFインバータは誘導電
動機を所望の回転速度で運転させたい場合に使用する。
【0003】前述したように、各種のインバータは交流
入力電圧が変動しても所望の電圧と周波数の交流を出力
するのであるが、そのためには、このインバータを制御
するインバータ制御回路が正常に動作する必要があり、
そのためにはこのインバータ制御回路を動作させる電源
の電圧変動は極力回避しなければならない。一般にイン
バータ制御回路作動用の電源は、インバータ本体への交
流入力から分岐している。それ故、インバータ本体への
交流入力が変動した場合でも、当該インバータが正常に
動作するように、インバータ制御回路へ電力を供給する
インバータ制御電源は、入力交流を直流に変換した後に
この直流電圧を一定させる定電圧補償回路を設け、且つ
この直流の正負極間には大容量のコンデンサを接続する
構成にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した定電圧補償回
路は、入力交流電圧が変動しても一定直流電圧をインバ
ータ制御回路へ供給するため、多くの部品を使用して回
路を構成するので、複雑になって故障が発生する確率が
高くなり、信頼性が低下するし価格も高くなる。更に大
容量のコンデンサを使用するために、当該インバータ制
御電源が大形になってしまうなど、各種の不具合があ
る。
【0005】ところでインバータ制御回路へ入力する交
流電圧の変動は、従来は定格電圧よりも低下する変動パ
ターンが多かったが、近年では配電線の地中ケーブル化
が推進されたために、ケーブルの静電容量が原因で配電
線が軽負荷になる夜間には電圧が上昇する傾向にある。
それ故、インバータ制御電源は従来よりも広い入力電圧
変動に対応できなければならないので、ますます定電圧
補償回路の回路構成が複雑に、且つ高価で大形になって
きている。
【0006】そこでこの発明の目的は、簡素な構成で信
頼性が高く且つ小形軽量な電源であって、入力交流電圧
が大幅に変動しても、インバータ制御回路へ供給する交
流の電圧変動を小さな値に抑制することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明のインバータ制御電源の電圧制御回路は、
交流電源とインバータ制御電源回路との間に、複数のタ
ップを有する一次巻線とこの一次巻線とは絶縁されてい
る二次巻線とを備えた変圧器を挿入し、前記交流電源と
この一次巻線タップとの間にタップ切替え手段を挿入
し、前記変圧器二次巻線には、この二次巻線電圧が基準
電圧の上側に設定した上限電圧を越えたか否かを2値信
号で出力する上限比較手段とこの2値信号を絶縁・増幅
する上限信号絶縁手段と、前記2次巻線電圧が前記基準
電圧の下側に設定した下限電圧を越えたか否かを2値信
号で出力する下限比較手段とこの2値信号を絶縁・増幅
する下限信号絶縁手段とを接続し、これら上限信号絶縁
手段の出力と下限信号絶縁手段の出力とを入力して、前
記二次巻線電圧が前記上限電圧と下限電圧との間に在る
ように前記タップ切替え手段を動作させるタップ切替え
操作手段とを備えるものとする。
【0008】
【作用】この発明は、複数のタップを有する一次巻線
と、この一次巻線とは絶縁している二次巻線とで構成し
ている変圧器と、所望の一次巻線タップを選択して交流
電源に接続するタップ切替え手段と、変圧器二次巻線電
圧が基準電圧よりも上側に設定した上限電圧を越えたか
否かを2値信号で出力する上限電圧検出手段と、同じく
変圧器二次電圧が基準電圧よりも下側に設定した下限電
圧を下回ったか否かを2値信号で出力する下限電圧検出
手段を変圧器二次側に接続する。上限電圧検出手段の出
力信号と下限電圧検出手段の出力信号とは、それぞれ別
個の絶縁増幅手段を介して前記タップ切替え手段を動作
させるタップ切替え制御手段へ入力させるように構成し
ている。よって、交流電源電圧が変動して変圧器二次巻
線電圧が、予め設定した上限電圧と下限電圧との範囲を
外れると、タップ切替え手段が動作して、変圧器二次巻
線電圧を前述の上限電圧と下限電圧との範囲内に維持す
る。
【0009】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を表した回路図で
ある。この第1実施例回路において、交流電源2からの
交流電力はタップ切替え器3を経て変圧器4の一次巻線
へ入力するので、この変圧器4の二次巻線からは、所望
の電圧に変圧され且つ一次側とは絶縁された交流が、イ
ンバータ制御回路5へ出力されている。ここで変圧器4
の一次巻線には複数のタップ(図1では3個のタップ)
が設けてあり、交流電源2の出力電圧が正常ならば、タ
ップ切替え器3は第2タップ4Bを選択しており、この
とき変圧器4の二次巻線からは適正な電圧がインバータ
制御回路5へ出力している。
【0010】変圧器4の二次巻線にはコンパレータで構
成している下限電圧検出器14を接続しているので、交
流電源2の出力電圧が低下して、変圧器4の二次側電圧
が下限電圧設定器15で設定した値を下回ると、下限電
圧検出器14は2値信号を絶縁増幅器16を介してタッ
プ切替え操作器17へ送り出す。タップ切替え操作器1
7はこの信号に対応して変圧器4の二次側電圧を上昇さ
せるタップ(図1の第1実施例回路では第3タップ4
C)を選択して、交流電源2を第2タップ4Bから第3
タップ4Cへ切り換える。その結果変圧器4の二次側電
圧は上昇し、インバータ制御回路5の動作が、低電圧の
ために中断してしまうのを防止することが出来る。
【0011】この状態で交流電源2の出力電圧が元の値
に回復すれば、変圧器4の二次側電圧が適正値以上に上
昇してしまうが、この上昇値が上限電圧設定器12で設
定した値を越えると、コンパレータで構成している上限
電圧検出器11が2値信号を絶縁増幅器13を介してタ
ップ切替え操作器17へ出力するので、タップ切替え器
3はこの信号に対応して、第3タップ4Cに接続してい
た交流電源2を第2タップ4Bへ切り換え、変圧器4の
二次側電圧を再び元の適正電圧へ戻す。
【0012】ここで交流電源2の出力電圧が更に上昇し
て上限電圧検出器11が動作すると、タップ切替え器3
は正常時の第2タップ4Bを第1タップ4Aに切り換え
て二次側電圧を適正値付近へ低下させるし、上昇した交
流電源2の出力電圧が元の値まで低下すれば、下限電圧
設定器15がこの電圧復帰を検出して、交流電源2に接
続している第1タップ4Aを元の第2タップ4Bへ切り
換える指令を絶縁増幅器13とタップ切替え操作器17
とを介してタップ切替え器3へ与える。
【0013】図2は図1に記載のタップ切替え器3の構
成の第1例を表した回路図である。この図2に図示のタ
ップ切替え器3は、サイリスタの逆並列接続でなる第1
交流スイッチ31と第2交流スイッチ32及び第3交流
スイッチ33とで構成しており、これら各交流スイッチ
の一端は共通に接続して交流電源2に接続し、且つ各交
流スイッチの他端はそれぞれを変圧器4の一次巻線の第
1タップ4Aと第2タップ4B及び第3タップ4Cへ別
個に接続している。交流電源2の出力電圧が適正値のと
きは、タップ切替え操作器17の指令により第2交流ス
イッチ32がオンして第1交流スイッチ31と第3交流
スイッチ33はオフであるが、適正電圧よりも低下した
場合ば第2交流スイッチ32がオフで第3交流スイッチ
33がオンに切り換わり、適正電圧よりも上昇した場合
は第2交流スイッチ32がオフで第1交流スイッチ31
がオンに切り換わる。
【0014】図3は図1に記載のタップ切替え器3の構
成の第2例を表した回路図である。この図3に示してい
るタップ切替え器3は、第1電磁接触器34と第2電磁
接触器35とで構成していて、第1電磁接触器34の常
時開接点の一端は交流電源2に、他端は一次巻線の第1
タップ4Aに接続する。又第1電磁接触器34の常時閉
接点と第2電磁接触器35の常時閉接点とは直列接続し
て、この直列接続回路の一端は交流電源2に、他端は一
次巻線の第2タップ4Bに接続する。更に第2電磁接触
器35の常時開接点の一端は交流電源2に、他端は一次
巻線の第3タップ4Cに接続する。
【0015】このような構成で、交流電源2の出力電圧
が適正値ならば上限電圧検出器11と下限電圧検出器1
4はいずれも不動作であって、第1電磁接触器34と第
2電磁接触器35は無励磁(即ち図示の状態)であるか
ら、交流電源2は第2タップ4Bに接続される。しかし
交流電源2の出力電圧が適正値よりも低下したことを下
限電圧検出器14が検出すれば、絶縁増幅器16とタッ
プ切替え操作器17とを介して第2電磁接触器35を励
磁するので、第2電磁接触器35の接点は図示とは逆の
状態になる。即ち交流電源2は第3タップ4Cに接続さ
れる。又、交流電源2の出力電圧が適正値よりも高くな
ると、前述とは逆に第1電磁接触器34が励磁されるの
で、交流電源2は第1タップ4Aに接続される。
【0016】図4は図1に記載のタップ切替え器3の構
成の第3例を表した回路図である。この図4に示してい
るタップ切替え器3はロータリースイッチ36で構成し
ていて、交流電源2の出力電圧が適正値のときは図示の
状態にある。即ち、交流電源2は第2タップ4Bに接続
しているが、交流電源2の出力電圧が適正値よりも低下
すれば、ロータリースイッチ36は時計方向へ回転して
交流電源2を第3タップ4Cに接続するし、交流電源2
の出力電圧が適正値よりも高くなれば、ロータリースイ
ッチ36は反時計方向へ回転して交流電源2を第1タッ
プ4Aに接続する。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、一次巻線に複数のタ
ップを設けた変圧器を介してインバータ制御回路へ交流
電力を供給するものとし、この変圧器の二次側電圧が適
正範囲内に在るように、交流電源を接続する変圧器のタ
ップをタップ切替え手段が選定する構成にしている。こ
こで二次側電圧が所定範囲を外れたか否かを、コンパレ
ータで構成した電圧検出手段が検出し、この電圧検出手
段が出力する2値信号を絶縁増幅手段を介して前記タッ
プ切替え手段の操作回路へ与えるものである。従来のイ
ンバータ制御電源も絶縁用に変圧器を使用しているの
で、本発明では従来装置に比べて簡素な構成であり、部
品点数も少なく丈夫であり信頼性も向上できる効果が得
られるし、小形で安価にできる効果も合わせて得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を表した回路図
【図2】図1に記載のタップ切替え器3の構成の第1例
を表した回路図
【図3】図1に記載のタップ切替え器3の構成の第2例
を表した回路図
【図4】図1に記載のタップ切替え器3の構成の第3例
を表した回路図
【符号の説明】
2 交流電源 3 タップ切替え器 4 変圧器 4A 第1タップ 4B 第2タップ 4C 第3タップ 5 インバータ制御回路 11 上限電圧検出器 12 上限電圧設定器 13,16 絶縁増幅器 14 下限電圧検出器 15 下限電圧設定器 17 タップ切替え操作器 31 第1交流スイッチ 32 第2交流スイッチ 33 第3交流スイッチ 34 第1電磁接触器 35 第2電磁接触器 36 ロータリースイッチ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電源とインバータ制御電源回路との間
    に、複数のタップを有する一次巻線と、この一次巻線と
    は絶縁されている二次巻線とを備えた変圧器を挿入し、
    前記交流電源とこの一次巻線タップとの間にタップ切替
    え手段を挿入し、前記変圧器二次巻線には、この二次巻
    線電圧が基準電圧の上側に設定した上限電圧を越えたか
    否かを2値信号で出力する上限電圧検出手段と、この2
    値信号を絶縁・増幅する上限信号絶縁手段と、前記2次
    巻線電圧が前記基準電圧の下側に設定した下限電圧を越
    えたか否かを2値信号で出力する下限電圧検出手段と、
    この2値信号を絶縁・増幅する下限信号絶縁手段とを接
    続し、これら上限信号絶縁手段の出力と下限信号絶縁手
    段の出力とを入力して、前記二次巻線電圧が前記上限電
    圧と下限電圧との間に在るように前記タップ切替え手段
    を動作させるタップ切替え操作手段と、を備えているこ
    とを特徴とするインバータ制御電源の電圧制御回路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のインバータ制御電源の電
    圧制御回路において、前記タップ切替え手段は、半導体
    スイッチ素子で構成した交流スイッチを各タップ毎に別
    個に接続して構成することを特徴とするインバータ制御
    電源の電圧制御回路。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のインバータ制御電源の電
    圧制御回路において、前記タップ切替え手段は、電磁接
    触器の接点を各タップ毎に別個に接続して構成すること
    を特徴とするインバータ制御電源の電圧制御回路。
  4. 【請求項4】請求項1に記載のインバータ制御電源の電
    圧制御回路において、前記タップ切替え手段は、前記タ
    ップをロータリー型の接点で順次切り換える構成にする
    ことを特徴とするインバータ制御電源の電圧制御回路。
JP6577993A 1993-03-25 1993-03-25 インバータ制御電源の電圧制御回路 Pending JPH06283360A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010110054A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Panasonic Electric Works Co Ltd 充電ケーブルユニット
WO2019021416A1 (ja) * 2017-07-27 2019-01-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 交流スイッチならびにそれを備える無停電電源装置および瞬低補償装置
CN111010183A (zh) * 2019-12-24 2020-04-14 沈阳君印科技有限公司 一种交流信号变换的方法

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