JP2000148260A

JP2000148260A - 節電装置

Info

Publication number: JP2000148260A
Application number: JP10320520A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Yamauchi; 宏夫山内
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-05-26
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: JP3497747B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で簡易な回路構成で、切換時の高電圧の
発生を抑える。【解決手段】単巻変圧器１に直列に節電タップ選択用
の電磁接触器３を設け、並列に直送用電磁接触器２を設
け、節電タップ選択用の電磁接触器３に並列にリアクト
ル４を設けた。このリアクトル４は定格電圧を電源ライ
ン間の定格電圧と等しくなるように巻回した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器を介さない
直送状態と、変圧器により電圧を制御する節電状態とに
切り換え可能な節電装置に関し、詳しくはその切り換え
回路の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のタップ切換型の節電装置の基本回
路図を図４に示す。図４において１は単巻変圧器、２は
単巻変圧器１の交流励磁巻線１ａを短絡させる直送用電
磁接触器であり、３は複数のタップを切り換える節電タ
ップ選択用電磁接触器であり、直送用電磁接触器２をオ
フし、節電用電磁接触器をオンした節電状態と、逆に切
り換えた直送状態とを切り換えて節電を効果的に行って
いるが、電磁接触器を切り換える時に交流励磁巻線１ａ
が一瞬開放状体になって、交流励磁巻線１ａに高電圧が
発生し、それにより電磁接触器の主接点が損傷する問題
を有していた。そのため、図５に示すように節電用電磁
接触器３に並列に、電磁接触器１２と抵抗器１３とを直
列に接続すると共に電磁接触器１２の開閉タイミングを
制御するタイマー回路１４を追加して、切換時の高電圧
から回路の保護を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記保護回路
は、直送用電磁接触器２が閉路したとき、抵抗器１３に
大電流が通電されるため、容量の大きいものが必要とな
るため、回路全体が大型なものとなっていたし、抵抗器
１３は切換動作後に回路から切り離す必要があるため、
直送用の電磁接触器２の他、抵抗器１３の開閉用の電磁
接触器１２、及び時限動作をさせるためのタイマー回路
１４が必要となり、回路が複雑になり高価なものとなっ
ていた。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、切換
時の高電圧の発生を小型で簡易な構成の回路で抑制可能
とし、切換回路等を保護することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、変圧器と、変圧器の交流励磁巻
線を短絡する短絡手段と、変圧器に直列に変圧器の出力
電圧を調整する調整手段とを有し、前記短絡手段により
交流励磁巻線を短絡して電源電圧を調整せず出力する直
送状態に切り換え可能とすると共に、前記変圧器の出力
電圧を前記調整手段により調整して節電動作をする節電
装置において、前記変圧器及び短絡手段に直列にリアク
トルを設けたことを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、リアクトルは、調整手段に並列に設けられ、その定
格電圧を変圧器の入力電圧と等しくなるようにコイルを
巻回して構成される。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、リアクトルが、直流励磁巻線を有してインピーダン
スを変更可能な過飽和リアクトルである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、リアクトルは、その定格電圧が変圧器の入力電圧と
等しくなるようにコイルを巻回して構成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る
節電装置の１例を示す回路説明図であり、単巻変圧器１
には直列に調整手段である節電タップ選択用の電磁接触
器３が接続され、並列に短絡手段である直送用の電磁接
触器２が設けられている。そして、単巻変圧器１の交流
励磁巻線１ａ及び直送用の電磁接触器２に直列に、且つ
節電タップ選択用の電磁接触器３に並列に、リアクトル
４が取り付けられている。尚、リアクトル４は、定格電
圧が電源ライン間の定格電圧と等しくなるように巻回さ
れ、節電タップ選択用の電磁接触器３は複数の出力電圧
を設定する電圧切換タップを有して構成されている。

【００１０】この節電装置の動作を説明すると、まず、
節電状態にある場合、直送用の電磁接触器２は開放状体
にあり、節電タップ選択用の電磁接触器３はいずれかの
タップが閉路状態となり、単巻変圧器１の交流励磁巻線
１ａは、電磁接触器３で接続されるタップを介して、電
源ラインに接続されている。これにより、単巻変圧器１
の２次側には降圧された電圧が誘起され、節電状態とな
る。このとき、リアクトル４には、単巻変圧器１の交流
励磁巻線１ａのタップと電源ライン間が閉路となってい
るため、電圧は印加されない。

【００１１】次に、この回路を節電状態から直送状態に
切り換えると、節電タップ選択用の電磁接触器３が開放
状態となり、直送用の電磁接触器２が閉路状態となて、
単巻変圧器１の交流励磁巻線１ａが短絡状態になるが、
変圧器１の短絡を防ぐために、まず節電タップ選択用の
電磁接触器３が開放状体となり、その後に直送用の電磁
接触器２が閉路状態となよう動作をする。

【００１２】しかし、この瞬間、つまり節電タップ選択
用の電磁接触器３と直送用の電磁接触器２とが共に開放
状態にある場合、変圧器１の交流励磁巻線１ａは、リア
クトル４を介して電源ライン間に接続されているため、
交流励磁巻線１ａは開放状体にならず、その両端の電圧
は解放時ほど上昇することがない。従って、節電タップ
選択用の電磁接触器３の接点間、及び直送用の電磁接触
器２の接点間には高電圧が印加されることがなく、開閉
の瞬間に電磁接触器の接点が損傷することがなくなる。

【００１３】そして、直送状態では、交流励磁巻き線１
ａが短絡されることで、単巻変圧器１の二次側には電圧
が誘起されなくなり、回路は直送状態となり入力電圧で
ある電源電圧が負荷６に印加される。この時、リアクト
ル４は直送用の電磁接触器２を介して、電源ライン間に
接続されるが、このリアクトル４の定格電圧を電源ライ
ン間の定格電圧に等しくしてあるため、微量の励磁電流
が流れるだけなので、切換動作後に切り離さなくても良
い。

【００１４】このように、上記実施の形態では、リアク
トル４により、単巻変圧器１の交流励磁巻線１ａ開放時
に発生する高電圧を制限することができ、接点を保護す
ることができる。また、抵抗器を使用した回路と異な
り、リアクトルに流れる電流が小さいので、切換動作後
にリアクトルを回路から切り離す必要がなく、開閉用の
電磁接触器等が必要なくなり、回路全体を小型化で且つ
簡易な構成とすることができ、安価なものとすることが
できる。

【００１５】図２は第２の実施の形態を示し、上記実施
の形態とはリアクトルの形態が異なり、過飽和リアクト
ル７を使用している。そして、８は過飽和リアクトルの
直流電源、９はスイッチであり、直送用の電磁接触器２
に連動する補助接点として形成されている。過飽和リア
クトル７の交流励磁巻線７ａは、電源ライン間の定格電
圧と等しくなるように巻回され、上記リアクトル４と同
様に、節電タップ選択用電磁接触器３と並列に接続され
ている。そして、この過飽和リアクトル７の直流励磁巻
線７ｂに直流電流を通電することで、過飽和リアクトル
７のインピーダンスを制御している。

【００１６】以下、動作を説明する。節電動作時は節電
タップ選択用の電磁接触器３が導通し、直送用の電磁接
触子２が開放状態となる。そして、スイッチ９は閉じて
過飽和リアクトル７の交流励磁巻線７ａは低インピーダ
ンス状態にある。次に、節電状態から直送になる瞬間に
は電磁接触器３が開放する。しかし、この時はまだスイ
ッチ９は導通状態にあり、単巻変圧器１の交流励磁巻線
１ａは、過飽和リアクトル７の交流励磁巻線７ａを通じ
て電源ラインに接続されているため、直送用の電磁接触
器２及び節電タップ選択用の電磁接触器３が同時に開放
状態にあっても、高電圧が発生することがない。

【００１７】そして、直送用の電磁接触器２が閉じる
と、単巻変圧器１の交流励磁巻線１ａが短絡状態とな
り、直送状態となる。この時、単巻変圧器１の交流励磁
巻線１ａのインピーダンスは、ほぼゼロになるが、連動
してスイッチ９が開放し、過飽和リアクトルの交流励磁
巻線７ａが高インピーダンスに回復するため、短絡状体
になることがない。

【００１８】このように、過飽和リアクトルを利用する
ことにより、リアクトルのみを接続した場合より、切換
時に発生する高電圧の防止を一層確実にできると共に、
万が一、直送用の電磁接触器及び節電タップ選択用の電
磁接触器の双方が開放状体で故障しても、直流励磁のか
かった過飽和リアクトルが、節電タップ選択用の電磁接
触器の代用となるので、交流励磁回路全体を保護するこ
とも可能である。

【００１９】図３は、第３の実施の形態を示し、過飽和
リアクトル１０を単巻変圧器１の交流励磁巻線１ａと同
じ線径、同じインピーダンスで作り、この過飽和リアク
トル１０のスイッチング機能で、上記図２の節電タップ
選択用の電磁接触器を代用させている。

【００２０】このように構成すれば、直送用の電磁接触
器２を開閉動作させても変圧器１の励磁巻線１ａから高
電圧が発生しないことはもとより、切換回路が電磁接触
器１個で構成（スイッチ９は直送用の電磁接触器２の補
助接点）できるし、電磁接触器が故障しても、節電もし
くは直送で固定されるだけで、過電流等の発生の無い信
頼性の高い回路とすることができる。尚、上記実施の形
態では何れも変圧器を単巻変圧器としているが、一次巻
線，二次巻線を有する変圧器を用いて同様の節電装置を
構成することもできる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１の発明によ
れば、変圧器及び短絡回路に直列にリアクトルを設けた
ので、節電と直送の切換時に変圧器の交流励磁巻線間に
高電圧が発生することが無くなり、電磁接触器等の切換
接点を保護することができる。

【００２２】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
に加えて、従来の抵抗器を使用した回路と異なり、直送
に切り換えた際に、リアクトルには微量の励磁電流が通
電されるだけであり、切り離さなくとも電力の消費量を
僅かなものとすることができるので、開閉用の電磁接触
器等が必要なくなり、小型で簡易な回路構成にでき、安
価なものとすることができる。

【００２３】請求項３，４の発明によれば、請求項１の
効果に加えて、リアクトルのインピーダンスを変更で
き、節電状態で低インピーダンス、直送状態で高インピ
ーダンスと変更すれば切換時の高電圧の防止を一層確実
にできる。また、直送用電磁接触器や節電タップ選択用
電磁接触器等が開放状体で故障しても、直流励磁のかか
った過飽和リアクトルは節電タップ選択用電磁接触器の
代用とすることが可能であり、交流励磁回路全体の保護
に役立つ。

【００２４】更に、リアクトルの交流励磁巻線を変圧器
と同じ線径、同じインピーダンスとすれば、調整手段の
代用として用いることも可能であり、こうすれば電磁接
触器１個で直送状態と節電動作の切り換えを行うことも
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す節電装置の回
路説明図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す回路説明図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す回路説明図で
ある。

【図４】従来の節電装置の回路説明図である。

【図５】従来の節電装置の他の例を示す回路図である。

【符号の説明】

１・・単巻変圧器、１ａ・・交流励磁巻線、２・・直送
用の電磁接触器、３・・節電タップ選択用の電磁接触
器、４・・リアクトル、７・・過飽和リアクトル、７ａ
・・交流励磁巻線、７ｂ・・直流励磁巻線、１０・・過
飽和リアクトル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変圧器と、変圧器の交流励磁巻線を短絡
する短絡手段と、変圧器に直列に変圧器の出力電圧を調
整する調整手段とを有し、前記短絡手段により交流励磁
巻線を短絡して電源電圧を調整せず出力する直送状態に
切り換え可能とすると共に、前記変圧器の出力電圧を前
記調整手段により調整して節電動作をする節電装置にお
いて、前記変圧器及び短絡手段に直列にリアクトルを設
けたことを特徴とする節電装置。
【請求項２】リアクトルは、調整手段に並列に設けら
れ、その定格電圧を変圧器の入力電圧と等しくなるよう
にコイルを巻回してなる請求項１記載の節電装置。
【請求項３】リアクトルが、直流励磁巻線を有して、
インピーダンスを変更可能な過飽和リアクトルである請
求項１記載の節電装置。
【請求項４】リアクトルは、その定格電圧が変圧器の
入力電圧と等しくなるようにコイルを巻回してなる請求
項３記載の節電装置。