JPS625623A - 負荷時タツプ切換装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、負荷時タップ切換装置に関し、特にタップ切
換器を操作する電動操作機構の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に負荷時タップ切換装置は、第３図に示すように、
負荷時タップ切換器１とこれを切換動作させる電動操作
ｆｉ　、ｆ４２とから構成されている。この負荷時タッ
プ切換装置を備えた変圧器が接続される送配電系統の負
荷３が変動した場合、変成器４でこの負荷変動に対応し
た７硯圧変化を検出し、この変化風が一定値以上（二な
った時、負荷時タップ切換装置への動作指令を動作指令
発生回路５で作成しこの動作指令により、電動操作機構
２を駆動すること（二より、負荷時タップ切換変圧器６
に設けられているタップを負荷時タップ切換器１で切換
え、送配電系統の電圧を一定（−保つようにしている。

このような負荷時タップ切換装置において、従来の電動
操作機構２は、第３図；二示す如く負荷時タップ切換器
１が動作するために必要な動力を発生する電動３１７と
、この電動機７の動力を負荷時タップ切換器１に伝達す
る駆動機構８と、この駆動機構８の主動軸の回転が歯車
、カム等の機械的な機構を介して伝達される歩進機構９
．極限停止ｍ　Ｋ３１０およびタップ位置や切換回転等
を表示する指示機構１１と、前記電動機７の一抱源を制
御する電動機電源制御回路１２とで構成されている。

ここで、歩進機構９は負荷時タップ切換器１の切換終了
を検出する機構で、駆動機構８に設けられ負荷時タップ
切換器１を駆動する図示し、ない主動軸の回転を、負荷
時タップ切換変圧器６のタップを１回切り換える毎（二
１Ｌ！２１転するカム機十薄（二伝達し、このカム機構
に設置したスイッチ機構で負荷時タップ切換器１のタッ
プ切換路了イ１号を発生させ、電動機７の電動機側８回
路１２に電動機停止信号を出力する機構である。また、
極限停止機構１０は、負荷時タップ切換変圧器６に設け
られたタップの点数に相当する負荷時タップ切換器１の
切換範囲以上に負荷時タップ切換器１が動作しないよう
にする機構で、負荷時タップ切換器１の切換範囲外へタ
ップを切り換える信号が動作相合発生回路５から出力さ
れた場合、負荷時タップ切換器１の駆動軸と駆ｖＪ機構
８の主動軸を切り離し電動機７を空転させる機構と、電
動Ｐ４７の回転停止検出用のスイッチ機構が設けられて
いる。タップ位置や切換回数を表示する指示機構１１は
、負荷時タップ切換器１のタップ切換範囲において、指
示機構１１の図示しない主動軸が１回転以下になるまで
歯車で減速し、回転角の変位量によりタップ位置の検出
と機械的カウンタにより切換回数を計数する機構である
。

しかしながら、上記従来の電動操作機構２は機械的な機
構で構成されているため、次のような問題点を有してい
た。

（ａ）歩進機構９と極限停止機構１０と表示機構１１に
歯車やカムの他多数の特殊な機械的部品が必要であり、
また、これらの部品は高精度の加工と高信頼性が要求さ
れていた。

（ｂ）　　負荷時タップ切換器１を駆動する電動ａ７の
停止位置やタップ位置を表示する表示機構１１は、機械
的に動作する接点をボルト等で固定しているため、信号
検出時期にバラツキがあり、また、組立をする際、信号
検出時期の調整としてスイッチ類の取付位置を調整する
必要があった。

（ｃ）負荷時タップ切換変圧器６のタップ点数がそれぞ
れの送配電系統に要求される電圧調整範囲で異なるため
、極限停止ｓａ　ｍ　ｉｏはその動作点が異なり、組立
の際動作位置の調整が必要であった。

（ｄ）　　電動操作機構２が機械的機構で構成されてい
るため、タップ切換終了検出やタップ位置検出の機構な
どは機械的に動作するスイッチ類を用いる必要があった
。これらスイッチ類は電流をしゃ断するため、接点の消
耗がさけられず保守点検が必要であった、また、上記ス
イッチ類を□Ｎ、ＯＦＦするカム等の摺動部品は摩耗す
るため、スイッチ類の動作点が変化し、部品の交換等の
保守をする必要があった。

（ｅ）　　機械的（−構成されているため連続的に数タ
ップのタップ切換を行なう際には、１タップ切換時間の
倍数分時間を要することになり、希望のタップ位置を選
択するのに長い時間を必要とした。

特に、電気炉などに用いられる負荷時タップ切換器にお
いてはタップ切換えに要する時間は、電気炉の操業度ロ
スに結びつき非効率的であった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の問題点を解消するもので、そ
の目的は、電動機操作機構が簡単で、常に正常なタップ
切り換えが行なわれる高信頼性と希望するタップ位置ま
での切換動作時間がいかなるタップ数を切換ども略同一
時間で行えるようにした負荷時タップ切換装置を提供す
るにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、負荷時タップ切
換器を駆動する交流電動機と、この交流電動機の回転速
度を可変する周波数変換器と、この交流電動機の回転を
検出する回転検出部と、この回転検出部より出力される
信号を処理するとともに前記交流電動機の電源切換回路
をＯＮ、ＯＦＦ制御する演算制御回路と、切換データな
どを記憶している記憶回路とを備えた負荷時タップ切換
装置であって、１タツプまたは連続タップ切換指令に応
じて前記交流電動機の回転を変化させてタップ切換時間
な略一定（＝保つようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る負荷時タップ切換装
置の要部構成図を示したものである。

先ず、本発明に係る負荷時タップ切換装置の構成につい
て説明すると、１３は負荷時タップ切換器１を駆動する
交流電動機、１４は交流電動機１３の電源、１５は交流
電動機の正逆転および停止の切り換えを行なう電動機電
源切換回路、１６は交流電動機１３ｉ二より駆動された
機構部の回転を光パルスや位置の変位量などで検出する
回転検出部、１７は回転検出部で検出した光゛パルスや
例えば力ｌ−等の位置の変位量を回転数１：比例した電
気信号のパルスに変換するパルス発生回路、１８は電動
機電源切換回路１５を制御する信号を出力する演算制御
回路、１９は演算制御回路１８で処理するデータやプロ
グラムを記憶する記憶回路、２０は演算制御回路で演算
および判定した結果であるタップ番号や切換回数などを
表示する表示回路である。２１は１クツブまたは数タッ
プ連続タップの切換指令（二応じて演算制御回路１８で
判別して切換指令を発すると、切換タップ数に応じて周
波数が再度し、交流電動機の回転数を自在に制御するた
めの周波数変換器である。

次に、以上のように構成された不実施例の負荷時タップ
切換装置の動作を第２図のフローチャートを参照して説
明する。

負荷時タップ切換装置の動作指令発生回路５から負荷時
タップ切換装置の切換動作指骨が出力されると、演算回
路１８は、その指令がタップ昇圧の指令か、あるいは、
降圧の指令かを判定する。

その指％が（１）、タップ昇圧の場合（二は演算制御回
路１８は、タップ位置が最大タップか否かをパルス発生
回路１７からのパルスを計数することにより判定する。

すなわち％負荷時タップ切換器１は交流電動８！１３に
より駆動されてタップ切換えを行なうが、このときの交
流電動機１３の回転数は回転検出部１６により検出され
パルス発生回路１７を介してパルスに変換される。従っ
て、演算制御回路１８はパルス発生回路１７からの出力
パルスを計数することによって負荷時タップ切換器１の
現在位置を算出し、更に最大タップ位置は予め記憶回路
１９（二記憶されているので、これと比較することによ
って最大タップ位置に達したか否かの判定を行なう。

この結果、最大タップ位置に達していれば、極限表示を
行いタップ降圧指令が動作指令発生回路５から出力され
るまでタップ切換を禁止する。一方、最大タップに達し
ていない場合には演算制御回路１８は交流電動［１３の
電源切換回路１５にタップ昇圧の制御信号を出力し、電
動機を回転させる。

また、その指令が（２）、タップ降圧の場合には、演算
制御回路１８は、タップ位置が最小タップか否かをパル
ス発生回路１７からのパルスを計数すること（二より判
定する。すなわち、演算制御回路１８はパルス発生回路
１７からの出力パルスを計数すること（二よって負荷時
タップ切換器１の現在位置を算出し、記憶回路１９（：
記憶されている最小タップと比較することによって最小
タップ位置に達したか否かの判定を行なう。この結果、
最小タップに達していれば、極限表示を行いタップ昇圧
指令が動作指令発生回路５から出力されるまでタップ切
換を禁止する。最小タップに達していないと演算制御回
路１８は交流電動機１３の電源切換回路１５にタップ降
圧の制御信号を出力し、電動機を回転させる。

次に、タップ切換指令が１タツプの昇圧または降圧信号
か、また、連続タップ切換信号かを演算制御回路１８で
判別する。ｌタップ切換信号の場合は昇圧または降圧信
号に応じて演算制御回路１８より１クツブ分切換信号が
電源切換回路１５に与えられ、交流電動機１３は切換動
作を開始する。この時、交流電動ｅ＆１３の回転数は、
回転検出部１６．パルス発生回路１７を介してパルスに
変換され、演算回路に入力する。演算制御回路１８は、
このパルスを計数し記憶回路１９（＝記憶する。さらに
、演算制御回路１８は交流電動機１３の回転数に対応し
たパルス信号の計数値と記憶回路１９にあらかじめ記憶
されたｌタップ切換えに要する設定値とを比較し、負荷
時タップ切換器１のタップ切換終了時、交流電動［１３
が正規位置となるよう（＝、電源切換回路１５を正また
は逆に制御し電動機を停止させる。連続りツブ切換信号
の場合は、昇圧または降圧のタップ切換信号のタップ数
に応じて演算制御回路１８より電源切換回路１５（＝信
号が与えられるとともに交流電動機１３の回転数を制動
する周波数変換器２１にその周波数を可変する信号が与
えられ周波数は変化し、交流電動機１３は増速しタップ
切換時間を短縮する。希望した昇圧または降圧タップ位
置（二連するまで１タップ切換動作と同様（二叉流電動
機１３０回転数は回転検出部１６．パルス発生回路１７
から演算制御回路１８へ入力し制御され、昇圧または降
圧の切換動作を終了する。

この際のタップ切換時間は、１タップ切換時間（−陥同
一となる・よう連続タップ切換数に応じて周波数を変化
させ又流電動機１３の回転数を変化させる。

かくして、交流電動機１３が正規停止位置に停止するこ
とにより正常なるタップ切換動作が行なわれると演算制
御回路１８は記憶回路１９に記憶したタップ番号（二１
または連続タップ切換数に応じた数を加えたタップ番号
を表示回路２０に表示する。

〔発明の効果〕

本発明の負荷時タップ切換装置は以上のように構成する
ことにより次のような効果が得られる。

すなわち。

（ａ）　　？Ｊ械的な機構である歩進８Ｍ構、１限停止
機構及び指示隨構とを無くしたため、複雑な機構や高精
度の機械加工や部品組立の際の調整が不要になる。

（ｂ）　　交流電動機の回転を検出する画転検出都や演
算制御回路は機械的に動作する機構を使用していないた
め、摩耗（二よる保守や点検等のメインテナンスを減少
できる。

（ｃ）　　従来、タップ切換終了の検出は、電動機の回
転を減速し、タップ切換１回で１回転する軸にカムを取
り付は検出していたが、本発明では、交流電動機により
駆動される主動軸の回転数を検出し、タップ切換終了を
判定し、電源切換回路を制御し、前回のタップ切換終了
時の電動機停止位置ミニ対応した補正を行なっているの
で、停止位置制御の精度を上げることができる。

（ｄ）　　従来、数タップ連続切換動作を行なつ場合は
、あらかじめ設定された１タップ切換時間の数倍を要し
ていたのに対し、不発明によれば、交流電動機の回転数
を自在に選定することにより１タップ切換時間及び数タ
ップ連続切換時間とも略一定になるようにしたものであ
る。この結果、特に電気炉などに使用されると操業度ロ
スを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す負荷時タップ切換装置
のブロック構成図、第２図は第１図の動作を説明するた
めのフローチャート、第３図は従来の負荷時タップ切換
装置のブロック構成図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷時タップ切換器を駆動する交流電動機と、こ
   の交流電動機の回転速度を可変する周波数変換装置と、
   この交流電動機の回転を検出する回転検出部と、この回
   転検出部より出力される信号を処理するとともに前記交
   流電動機の電源切換回路をＯＮ、ＯＦＦ制御する演算制
   御回路と、切換データなどを記憶している記憶回路とを
   備え、１タップまたは連続タップ切換指令に応じて前記
   交流電動機の回転数を変化させてタップ切換時間を略一
   定に保つようにしたことを特徴とする負荷時タップ切換
   装置。