JP2000083378A

JP2000083378A - 電力変換装置

Info

Publication number: JP2000083378A
Application number: JP11078822A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Okuma; 康浩大熊; Kazuo Kuroki; 一男黒木; Hiroshi Yamamoto; 弘山本
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP3533982B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単相、単相三線、三相の各電源系統におい
て、入力電圧の変動によらず、負荷に安定した適切な電
圧を提供することで、余分な電力使用を抑制し、節電効
果を得ることができる電力変換装置を構成する。【解決手段】半導体スイッチで構成され、入力交流電
圧を同相で異なる振幅の交流電圧に変換する電力変換手
段である電圧振幅調整器、いわゆる交流チョッパを平滑
用交流フィルタを介して変圧器一次巻線に接続する。ま
た、電力量計を設置することにより、節電電力を表示可
能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統の電圧
を調整して該系統に接続された負荷の電圧を適切な値に
制御することで節電効果を見出す電力変換装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電力変換装置では、例として単相
電源の場合、単巻き変圧器に複数個のタップを設けた構
成の方法が用いられている。ここで図１１に節電装置の
第１従来例の回路構成を示す。図１１の回路において、
単相交流入力端子１Ａ、１Ｂ間に入力される交流電圧
は、タップ４０の切替えによって調節されて単相交流出
力端子５Ｃ、５Ｄより出力される。このように、負荷へ
の電圧制御は、タップの切替えにより行っていたため
に、電圧の調整は予め用意されているタップ数分の電圧
レベルでしか行えず、きめ細かい制御を行う場合は、タ
ップの数を増やさなければならない。

【０００３】図１２に図７のタップによる制御の課題を
解決できる節電装置の第２従来例を示す。図１２の回路
において、単相交流入力端子１Ａ、１Ｂ間に入力される
交流電圧は、半導体スイッチから構成される電圧振幅調
整器２１により同相で振幅の異なる電圧に変換されたの
ち、交流フィルタ２５によりリプルが除去されて単相交
流出力端子５Ｃ、５Ｄより出力される。このように、交
流電圧を半導体スイッチのオンオフ動作により制御す
る。このため、常に設定した電圧に一定に保つ事ができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】第１従来例の技術で
は、タップ切替えによる電圧調整を行っていたため、（１）出力電圧の制御能力はタップの数で決まるため、
制御の精度を上げるためにはタップ数が増え、装置の大
型化、コストアップを招く。

【０００５】（２）タップが機械式接点で構成されてい
る場合、接点の磨耗などによる寿命を考慮する必要があ
り、メンテナンスが必要である。また、タップ切替え時
に瞬停等が生じる。

【０００６】（３）タップをサイリスタに置き換えて
も、フリッカ等の問題が残る。また、第２従来例の技術
では、半導体スイッチによる連続的な電圧制御が行える
ため、タップ切替え方式の電圧調整に関わる課題は解決
できるが、（４）負荷電力相当の変換装置容量が必要となり、第１
従来例の方式よりも効率が悪くなる。そのため、節電効
果が思うとおりに発揮できないといった、課題がある。

【０００７】本発明は、半導体スイッチを用いて連続的
に電圧を調整することを可能とするとともに、変換器容
量を負荷容量の数十分の１とし、電源容量換算での効率
を高くすることで、十分な節電効果を得ることができる
節電装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明で
は、単相の電力系統に接続され、該電力系統からの入力
交流電圧を変換して負荷に供給する電力変換装置におい
て、入力交流電圧をこの入力交流電圧と同相で振幅の異
なる電圧に直接変換して出力する、半導体スイッチで構
成された第１の電力変換手段の入力側を前記電力系統に
並列に接続し、該第１の電力変換手段の出力側を相互に
絶縁された２つの巻線を有する変圧器の１次巻線に平滑
用交流フィルタを介して接続し、該変圧器の２次巻線を
該電力系統に直列に接続したことを特徴とする電力変換
装置を構成した。

【０００９】また、第２の発明では、単相三線の電力系
統に接続され、該電力系統からの入力交流電圧を変換し
て負荷に供給する電力変換装置において、入力交流電圧
をこの入力交流電圧と同相で振幅の異なる電圧に直接変
換して出力する、半導体スイッチで構成された第１の電
力変換手段の入力側を前記電力系統の２線間に並列に接
続し、該第１の電力変換手段の出力側を、相互に絶縁さ
れた２つの巻線を有する第１と第２の変圧器の１次巻線
に平滑用交流フィルタを介してそれぞれ並列に接続し、
第１の変圧器の２次巻線を前記電力系統の１線に直列に
接続し、第２の変圧器の２次巻線を前記電力系統の残る
２線のうちの１線に直列に接続したことを特徴とする電
力変換装置を構成した。

【００１０】また、第３の発明では、単相三線の電力系
統に接続され、該電力系統からの入力交流電圧を変換し
て負荷に供給する電力変換装置において、入力交流電圧
をこの入力交流電圧と同相で振幅の異なる２つの電圧に
直接変換して出力する、半導体スイッチで構成された第
２の電力変換手段の入力側を前記電力系統の２線間に並
列に接続し、該第２の電力変換手段の一方の出力側を相
互に絶縁された２つの巻線を有する第１の変圧器の１次
巻線に平滑用交流フィルタを介して接続し、第２の電力
変換手段の残る一方の出力側を相互に絶縁された２つの
巻線を有する第２の変圧器の１次巻線に平滑用交流フィ
ルタを介して接続し、第１の変圧器の２次巻線を前記電
力系統の１線に直列に接続し、第２の変圧器の２次巻線
を前記電力系統の残る２線のうちの１線に直列に接続し
たことを特徴とする電力変換装置を構成した。

【００１１】また、第４の発明では、三相の電力系統に
接続され、該電力系統からの入力交流電圧を変換して負
荷に供給する電力変換装置において、三相入力の1線を
共通ラインとして、入力三相交流電圧をこの入力三相交
流電圧と同相で振幅の異なる三相電圧に直接変換して出
力する、半導体スイッチで構成された第３の電力変換手
段の入力側を前記電力系統に並列に接続し、該第３の電
力変換手段の出力側の３つの端子のうち、共通ラインの
端子と残る２つのうちの１つの出力端子を相互に絶縁さ
れた２つの巻線を有する第１の変圧器の１次巻線に平滑
用交流フィルタを介して接続し、共通ラインの端子と第
３の電力変換手段の残る一つの出力端子を相互に絶縁さ
れた２つの巻線を有する第２の変圧器の１次巻線に平滑
用交流フィルタを介して接続し、第１の変圧器の２次巻
線を前記電力系統の第３の電力変換手段の共通ライン以
外の１線に直列に接続し、第２の変圧器の２次巻線を前
記電力系統の共通ライン以外の残る１線に直列に接続し
たことを特徴とする電力変換装置を構成した。

【００１２】また、第５の発明では、単相の電力系統に
接続され、該電力系統からの入力交流電圧を変換して負
荷に供給する電力変換装置において、入力交流電圧をこ
の入力交流電圧と同相で振幅の異なる電圧に直接変換し
て出力する、半導体スイッチで構成された第１の電力変
換手段の入力側を前記電力系統に並列に接続し、該第１
の電力変換手段の出力側を相互に絶縁された２つの巻線
を有する第１と第２の変圧器の１次巻線に平滑用交流フ
ィルタを介してそれぞれ並列接続し、該交流フィルタと
第１、第２の変圧器との接続点間には第１と第２の変圧
器が第１の電力変換手段により同時に励磁されないよう
にするための第１の変圧器切替え装置を接続し、第１と
第２の変圧器の２次巻線を前記電力系統の１線にそれぞ
れ直列に接続したことを特徴とする電力変換装置を構成
した。

【００１３】また、第６の発明では、単相の電力系統に
接続され、該電力系統からの入力交流電圧を変換して負
荷に供給する電力変換装置において、入力交流電圧をこ
の入力交流電圧と同相で異なる２つの電圧に直接変換し
て出力する、半導体スイッチで構成された第２の電力変
換手段の入力側を前記電力系統に並列に接続し、該第２
の電力変換手段の一方の出力側を相互に絶縁された２つ
の巻線を有する第１の変圧器の１次巻線に平滑用交流フ
ィルタを介して接続し、第２の電力変換手段の残る一方
の出力側を相互に絶縁された２つの巻線を有する第２の
変圧器の１次巻線に平滑用交流フィルタを介して接続
し、第１および第２の変圧器の２次巻線を前記電力系統
の１線にそれぞれ直列に接続し、かつこの２つの変圧器
は互いに逆方向極性に接続したことを特徴とする電力変
換装置を構成した。

【００１４】また、第７の発明では、第１乃至第６の発
明において、変圧器の１次巻線と平滑用交流フィルタと
の接続点間に、電力量計を接続したことを特徴とする電
力変換装置を構成した。

【００１５】また、第８の発明では、第１乃至第６の発
明において、電力系統と電力変換手段との接続点間に、
電力量計を接続したことを特徴とする電力変換装置を構
成した。

【００１６】また、第９の発明では、第７または第８の
発明において、前記電力量計の電流検出感度を２倍とし
たことを特徴とする電力変換装置を構成した。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に第１の発明の実施例を示
す。

【００１８】単相の電力系統において、入力交流電圧を
この入力交流電圧と同相で振幅の異なる電圧に直接変換
して出力する、いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変
換装置である電圧振幅調整器２１の入力端子を単相交流
入力端子１Ａ、２Ｂに接続し、電圧振幅調整器２１の出
力端子を、相互に絶縁された２つの巻線を有する変圧器
１０の１次巻線に交流フィルタ２５を介して接続し、変
圧器１０の２次巻線を単相交流入力端子１Ａと単相交流
出力端子５Ｃとの間に接続する。

【００１９】この様な構成により、単相交流は電圧振幅
調整器２１により入力電圧と同相で振幅の異なる電圧に
変換され、交流フィルタ２５によりリプルの無い正弦波
電圧となり変圧器１０の１次巻線を励磁し、変圧器１０
の２次巻線に巻数比分の１の電圧を出力させる。この
時、変圧器１０の２次巻線を単相交流電圧を下げる極性
に接続することで、単相交流出力端子には、入力電圧よ
り低い電圧を出力することができ、負荷に適切な電圧を
供給することができる。

【００２０】また、変換装置容量は変圧器１０の巻数比
分の１の容量となるため、電源容量換算での損失を小さ
く抑えることにより、システム全体の効率を高めること
ができ、十分な節電効果が得られる。さらに、変圧器１
０の２次巻線の極性を逆極性で接続することで、入力電
圧を上げることも可能である。

【００２１】図２に第２の発明の実施例を示す。単相三
線の電力系統において、入力交流電圧をこの入力交流電
圧と同相で振幅の異なる電圧に直接変換して出力する、
いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換手段である電
圧振幅調整器２１の入力端子を単相三線交流入力端子１
Ｒ、１Ｔ間に接続し、電圧振幅調整器２１の出力端子を
交流フィルタ２５を介して、相互に絶縁された２つの巻
線を有する変圧器１０の１次巻線と、相互に絶縁された
２つの巻線を有する変圧器１１の１次巻線とにそれぞれ
並列に接続し、変圧器１０の２次巻線を単相三線交流入
力端子１Ｒと単相三線交流出力端子５Ｕとの間に直列に
接続し、変圧器１１の２次巻線を単相三線交流入力端子
１Ｔと単相三線交流出力端子５Ｗとの間に直列接続す
る。

【００２２】この様な構成により、単相三線交流は電圧
振幅調整器２１により入力電圧と同相で振幅の異なる電
圧に変換され、交流フィルタ２５によりリプルの無い正
弦波電圧となり変圧器１０、１１の１次巻線を励磁し、
変圧器１０、１１の２次巻線に巻数比分の１の電圧を出
力させる。この時、変圧器１０、１１の２次巻線を単相
三線交流電圧を下げる極性に接続することで、単相三線
交流出力端子には、入力電圧より低い電圧を出力するこ
とができ、負荷に適切な電圧を供給し、節電効果を得る
ことができる。

【００２３】図３に第３の発明の実施例を示す。単相三
線の電力系統において、入力交流電圧をこの入力交流電
圧と同相で振幅の異なる２つの電圧に直接変換して出力
する、いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換手段で
ある電圧振幅調整器２２の入力端子を単相三線交流入力
端子１Ｒ、１Ｔ間に接続し、電圧振幅調整器２２の２つ
の出力端子を交流フィルタ２５を介して、相互に絶縁さ
れた２つの巻線を有する変圧器１０の１次巻線と、相互
に絶縁された２つの巻線を有する変圧器１１の１次巻線
にそれぞれ接続し、変圧器１０の２次巻線を単相三線交
流入力端子１Ｒと単相三線交流出力端子５Ｕとの間に直
列に、変圧器１１の２次巻線を単相三線交流入力端子１
Ｔと単相三線交流出力端子５Ｗとの間に直列にそれぞれ
接続する。

【００２４】この様な構成において、電圧振幅調整器２
２は入力電圧と同相で振幅の異なる２つの電圧を出力
し、交流フィルタ２５を介することで変圧器１０、１１
をそれぞれ個別の電圧レベルに励磁する。その結果、単
相三線交流出力端子には、入力端子側より電圧の小さな
正弦波を出力でき、負荷に適切な電圧を供給し節電効果
を得ることができる。この方式では、このような第２の
発明と同様の効果に加え、負荷がアンバランスした場合
でも単相三線交流出力端子５Ｕ−５Ｎ間と５Ｗ−５Ｎ間
の電圧バランスを取る効果も追加される。

【００２５】図４に第４の発明の実施例を示す。三相の
電力系統において、入力三相交流電圧をこの入力三相交
流電圧と同相で振幅の異なる三相電圧に直接変換して出
力する、いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換手段
である電圧振幅調整器２３の３つの入力端子の１線が入
出力共通となるように三相交流入力端子１Ｒ、１Ｓ、１
Ｔにそれぞれ接続し、電圧振幅調整器２３の出力側の３
つの端子のうち、１線の共通ラインと残る２つのうちの
１つの出力端子を、交流フィルタ２５を介して相互に絶
縁された２つの巻線を有する変圧器１０の１次巻線に接
続し、１線共通ラインと残る１つの出力端子を交流フィ
ルタ２５を介して相互に絶縁された２つの巻線を有する
変圧器１１の１次巻線に接続し、変圧器１０の２次巻線
を三相交流入力端子１Ｒと三相交流出力端子５Ｕとの間
に直列に接続し、変圧器１１の２次巻線を三相交流入力
端子１Ｔと三相交流出力端子５Ｗとの間に直列に接続す
る。

【００２６】この様な構成において、電圧振幅調整器２
３は三相交流入力１Ｓを基準に振幅調整を行い変圧器１
０、１１を励磁する。その結果、変圧器１０、１１は互
いに三相交流入力端子１Ｒ−１Ｓ間電圧と三相交流入力
端子１Ｔ−１Ｓ間の電圧を減少させる極性に接続されて
いるため、三相交流出力端の電圧を適切な電圧に調整
し、節電効果を得ることができる。

【００２７】また、この回路は三相交流入力端子１Ｓを
単相三線交流電源端子１Ｎと置き換えることで、単相三
線電源に適用可能であることは明らかである。さらに、
効率向上についてとトランスの極性を反転させることで
電圧を上げることが可能となることについては、先に述
べた各発明と同様である。

【００２８】図５に第５の発明の実施例を示す。単相の
電力系統において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と
同相で振幅の異なる交流電圧に直接変換して出力する、
いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換手段である電
圧振幅調整器２１の入力端子を単相交流入力端子１Ａ、
１Ｂ間に接続し、電圧振幅調整器２１の出力端子を交流
フィルタ２５を介して、相互に絶縁された２つの巻線を
有する変圧器１０、１１のそれぞれの１次巻線に並列に
接続し、接続された交流フィルタと変圧器１０、１１と
の接続点にはそれぞれの変圧器が電圧振幅調整器２１の
電圧変換手段により同時に励磁されないようにする巻線
切替器３０を介して接続され、変圧器１０の２次巻線は
電圧を下げる極性に、変圧器１１の２次巻線は電圧を上
げる極性に、それぞれ単相交流入力端子１Ａと単相交流
出力端子５Ｃとの間に直列に接続する。

【００２９】この様な構成において、巻線切替器３０を
加えたことにより入力電圧を下げることや上げることを
同時に実現でき、入力電圧の著しい低下に対しても一定
電圧を供給できるので、常に負荷の要求する最低電圧を
満足しつつ節電効果を得ることができる。

【００３０】図６に第６の発明の実施例を示す。単相の
電力系統において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と
同相で振幅の異なる２つの電圧に直接変換して出力す
る、いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換手段であ
る電圧振幅調整器２２の入力端子を単相交流入力端子１
Ａ、１Ｂ間に接続し、電圧振幅調整器２２の２つの出力
端子をそれぞれ交流フィルタ２５を介して変圧器１０、
１１の１次巻線に接続し、変圧器１０の２次巻線は単相
交流入力電圧を低下させる極性に、変圧器１１の２次巻
線は単相交流入力電圧を上昇させる極性に、それぞれ単
相交流入力端子１Ａと単相交流出力端子５Ｃとの間に接
続する。

【００３１】この様な構成にすることで、第５の発明の
巻線切替器３０を用いなくても第５の発明と同様の効果
を得ることができる。なお、第５、第６の発明は単相三
線電源や三相電源において適用可能であることは容易に
推測できる。

【００３２】図７に第７、第９の発明の実施例を示す。
図７の構成は図１の回路に電力量計を接続した構成とな
っている。変圧器の１次巻線と交流フィルタとの接続点
間に電力量計を接続し、節電電力量を表示可能としてい
る。ここで、トランスの巻き数比を図７のようにｎ：１
とすると、本発明の電力変換装置を導入しない場合の負
荷消費電力Ｗ１は、負荷抵抗をＲ、入力電圧をＶｉｎと
すると、Ｗ１＝Ｖｉｎ²／Ｒとなる。

【００３３】一方、本発明の電力変換装置を導入した場
合の負荷消費電力Ｗ２は、負荷電圧をＶｏｕｔ、直列ト
ランスの２次電圧をＶｔとすると、Ｗ２＝Ｖｏｕｔ²／Ｒ＝（Ｖｉｎ−Ｖｔ）²／Ｒとなる。

【００３４】これより本発明の電力変換装置導入により
得られる節電電力はＷ１とＷ２との差分であるから、 △Ｗ＝Ｗ１−Ｗ２＝（２Ｖｉｎ−Ｖｔ）×Ｖｔ／Ｒとなる。

【００３５】また、この時本発明の電力変換装置が電源
に供給する電力量Ｗｓは、負過電流をＩｏｕｔとする
と、Ｗｓ＝（ｎ×Ｖｔ）×（Ｉｏｕｔ／ｎ）＝Ｖｔ×（Ｖｉｎ−Ｖｔ）／Ｒとなる。

【００３６】ここで、本発明の電力変換装置の供給電圧
を２倍にすると、２×Ｗｓ＝Ｖｔ×（２×Ｖｉｎ−２×Ｖｔ）／Ｒであるから、２×Ｗｓは△Ｗに比べると、 △Ｗ―２×Ｗｓ＝Ｖｔ／Ｒだけ小さくなるが、Ｖｔは通常Ｖｉｎの１０％以下であ
り、Ｖｉｎに比べて十分小さいので、節電電力量△Ｗに
対しては近似的に無視できる。

【００３７】これより、電力量計を電力量計の電流検出
感度を２倍となるように接続することでＷｓの２倍が測
定でき、電力変換装置の節電電力を近似的に表示するこ
とが可能となる。

【００３８】図８には第８、第９の発明の実施例を示
す。図７の実施例との相違点は、電力量計が電力系統と
電圧振幅調整器との接続点間に接続された点である。こ
の実施例では、電力変換手段である電圧振幅調整器の損
失分も含めた節電電力表示が可能となる。

【００３９】図９には第７、第９の発明の別の実施例を
示す。この実施例は図２に示す第２の発明の実施例にお
いて、電力量計を接続した構成となっている。

【００４０】図９においては、変圧器１０の１次巻線と
交流フィルタ２５との接続点間に、電力量計１の電圧検
出部を並列に、電流検出部を電流検出感度が２倍となる
ようかつ直列に接続し、また変圧器１１の１次巻線と交
流フィルタ２５との接続点間に電力量計２の電圧検出部
を並列に、電流検出部を電流検出感度が２倍となるよう
かつ直列に接続されている。

【００４１】このような構成により、電力量計１、２の
表示する電力量はそれぞれ接続される負荷に対する節電
電力量を表示する。よってこれら２つの電力量計の表示
結果の合計が節電電力量となる。

【００４２】なお、電力量計を１台として、電流検出部
を変圧器１０、１１の合成電流が測定できる位置に接続
すれば、接続された負荷の消費電力量の合計を表示でき
ることは自明である。

【００４３】図１０には第８、第９の発明の別の実施例
を示す。図９の実施例との相違点は、電力系統と電圧振
幅調整器との接続点間に１台の電力量計を接続した点で
ある。

【００４４】この実施例では、電力量計１が電力系統と
電圧振幅調整器との接続点間に接続されているため、図
９において使用された２台の電力量計の表示を１台で表
示でき、かつ電力変換手段の損失分も含めた節電電力表
示も可能となる。

【００４５】

【発明の効果】第１から第６の発明によれば、単相、単
相三線、三相の各電源系統において、変圧器を介して半
導体スイッチで構成された電圧振幅調整器の出力を系統
に加えて（あるいは減じて）出力電圧を調整するため、
高速応答が可能な状態で高効率を満足しながら出力電圧
を負荷にとって適切な電圧値とすることでできるため、
余分な電力の消費を抑えて使用電気料の節約ができて、
結果として高い節電効果が得られる。さらに第７、第９
の発明によれば、節電電力量を表示可能としたことで節
電効果を直視することができる。また第８、第９の発明
によれば、電力変換手段（電圧振幅調整器）の電力変換
損失分も含めた節電電力量を表示可能とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施例を示す回路図である。

【図２】第２の発明の実施例を示す回路図である。

【図３】第３の発明の実施例を示す回路図である。

【図４】第４の発明の実施例を示す回路図である。

【図５】第５の発明の実施例を示す回路図である。

【図６】第６の発明の実施例を示す回路図である。

【図７】第７、第９の発明の実施例を示す回路図であ
る。

【図８】第８、第９の発明の実施例を示す回路図であ
る。

【図９】第７、第９の発明の別の実施例を示す回路図で
ある。

【図１０】第８、第９の発明の別の実施例を示す回路図
である。

【図１１】節電装置の第１従来例を示す回路図である。

【図１２】節電装置の第２従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ、１Ｒ、１Ｓ、１Ｔ、１Ｎ…交流入力端子、
５Ｃ、５Ｄ、５Ｕ、５Ｖ、５Ｗ、５Ｎ…交流出力端子、
１０、１１…変圧器、２１…第１の電圧振幅調整器、２
２…第２の電圧振幅調整器、２３…第３の電圧振幅調整
器、２５…交流フィルタ、２６、２７…電力量計、４０
…タップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単相の電力系統に接続され、該電力系統か
らの入力交流電圧を変換して負荷に供給する電力変換装
置において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と同相で
振幅の異なる電圧に直接変換して出力する、半導体スイ
ッチで構成された第１の電力変換手段の入力側を前記電
力系統に並列に接続し、該第１の電力変換手段の出力側
を相互に絶縁された２つの巻線を有する変圧器の１次巻
線に平滑用交流フィルタを介して接続し、該変圧器の２
次巻線を該電力系統に直列に接続したことを特徴とする
電力変換装置。
【請求項２】単相三線の電力系統に接続され、該電力系
統からの入力交流電圧を変換して負荷に供給する電力変
換装置において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と同
相で振幅の異なる電圧に直接変換して出力する、半導体
スイッチで構成された第１の電力変換手段の入力側を前
記電力系統の２線間に並列に接続し、該第１の電力変換
手段の出力側を、相互に絶縁された２つの巻線を有する
第１と第２の変圧器の１次巻線に平滑用交流フィルタを
介してそれぞれ並列に接続し、第１の変圧器の２次巻線
を前記電力系統の１線に直列に接続し、第２の変圧器の
２次巻線を前記電力系統の残る２線のうちの１線に直列
に接続したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】単相三線の電力系統に接続され、該電力系
統からの入力交流電圧を変換して負荷に供給する電力変
換装置において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と同
相で振幅の異なる２つの電圧に直接変換して出力する、
半導体スイッチで構成された第２の電力変換手段の入力
側を前記電力系統の２線間に並列に接続し、該第２の電
力変換手段の一方の出力側を相互に絶縁された２つの巻
線を有する第１の変圧器の１次巻線に平滑用交流フィル
タを介して接続し、第２の電力変換手段の残る一方の出
力側を相互に絶縁された２つの巻線を有する第２の変圧
器の１次巻線に平滑用交流フィルタを介して接続し、第
１の変圧器の２次巻線を前記電力系統の１線に直列に接
続し、第２の変圧器の２次巻線を前記電力系統の残る２
線のうちの１線に直列に接続したことを特徴とする電力
変換装置。
【請求項４】三相の電力系統に接続され、該電力系統か
らの入力交流電圧を変換して負荷に供給する電力変換装
置において、三相入力の1線を共通ラインとして、入力
三相交流電圧をこの入力三相交流電圧と同相で振幅の異
なる三相電圧に直接変換して出力する、半導体スイッチ
で構成された第３の電力変換手段の入力側を前記電力系
統に並列に接続し、該第３の電力変換手段の出力側の３
つの端子のうち、共通ラインの端子と残る２つのうちの
１つの出力端子を相互に絶縁された２つの巻線を有する
第１の変圧器の１次巻線に平滑用交流フィルタを介して
接続し、共通ラインの端子と第３の電力変換手段の残る
一つの出力端子を相互に絶縁された２つの巻線を有する
第２の変圧器の１次巻線に平滑用交流フィルタを介して
接続し、第１の変圧器の２次巻線を前記電力系統の第３
の電力変換手段の共通ライン以外の１線に直列に接続
し、第２の変圧器の２次巻線を前記電力系統の共通ライ
ン以外の残る１線に直列に接続したことを特徴とする電
力変換装置。
【請求項５】単相の電力系統に接続され、該電力系統か
らの入力交流電圧を変換して負荷に供給する電力変換装
置において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と同相で
振幅の異なる電圧に直接変換して出力する、半導体スイ
ッチで構成された第１の電力変換手段の入力側を前記電
力系統に並列に接続し、該第１の電力変換手段の出力側
を相互に絶縁された２つの巻線を有する第１と第２の変
圧器の１次巻線に平滑用交流フィルタを介してそれぞれ
並列接続し、該交流フィルタと第１、第２の変圧器との
接続点間には第１と第２の変圧器が第１の電力変換手段
により同時に励磁されないようにするための第１の変圧
器切替え装置を接続し、第１と第２の変圧器の２次巻線
を前記電力系統の１線にそれぞれ直列に接続したことを
特徴とする電力変換装置。
【請求項６】単相の電力系統に接続され、該電力系統か
らの入力交流電圧を変換して負荷に供給する電力変換装
置において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と同相で
異なる２つの電圧に直接変換して出力する、半導体スイ
ッチで構成された第２の電力変換手段の入力側を前記電
力系統に並列に接続し、該第２の電力変換手段の一方の
出力側を相互に絶縁された２つの巻線を有する第１の変
圧器の１次巻線に平滑用交流フィルタを介して接続し、
第２の電力変換手段の残る一方の出力側を相互に絶縁さ
れた２つの巻線を有する第２の変圧器の１次巻線に平滑
用交流フィルタを介して接続し、第１および第２の変圧
器の２次巻線を前記電力系統の１線にそれぞれ直列に接
続し、かつこの２つの変圧器は互いに逆方向極性に接続
したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】変圧器の１次巻線と平滑用交流フィルタと
の接続点間に、電力量計を接続したことを特徴とする請
求項１乃至６に記載の電力変換装置。
【請求項８】電力系統と電力変換手段との接続点間に、
電力量計を接続したことを特徴とする請求項１乃至６に
記載の電力変換装置。
【請求項９】前記電力量計の電流検出感度を２倍とした
ことを特徴とする請求項７、または８に記載の電力変換
装置。