JP2000217256A - 自動電圧調整装置 - Google Patents

自動電圧調整装置

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JP2000217256A
JP2000217256A JP11015115A JP1511599A JP2000217256A JP 2000217256 A JP2000217256 A JP 2000217256A JP 11015115 A JP11015115 A JP 11015115A JP 1511599 A JP1511599 A JP 1511599A JP 2000217256 A JP2000217256 A JP 2000217256A
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JP
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load
voltage
distribution system
transformer
voltage regulator
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JP11015115A
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Hiroshi Yamamoto
弘 山本
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】単相三線式の配電系統からそれぞれの負荷への
給電経路に挿設される小型,安価な自動電圧調整装置を
提供する。 【解決手段】この自動電圧調整装置は変圧器11,12
と、調整電圧発生回路13と、電圧検出器14,15
と、制御回路16とで構成し、調整電圧発生回路13に
は自己消弧形素子とダイオードとを逆並列接続した半導
体スイッチ8組をブリッジ結線した電力変換回路を備
え、該半導体スイッチそれぞれをオン・オフさせること
により変圧器11,12それぞれの一次巻線に所望の交
流電圧を印加し、この印加電圧を該変圧器の二次巻線に
誘起させ、該誘起により負荷3,負荷4それぞれの両端
電圧を調整する。

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、交流定電圧装
置,節電装置,瞬停補償装置等として使用される自動電
圧調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、この種の自動電圧調整装置の従
来例を示すブロック構成図であり、1は単相三線式の配
電系統、2は配電系統1の一端と中性点との間の電圧を
入力とする交流定電圧装置、3は交流定電圧装置2から
給電される負荷、4は配電系統1の他端と中性点との間
の電圧を入力とする交流定電圧装置、5は交流定電圧装
置4から給電される負荷を示す。
【0003】図4に示した交流定電圧装置2,4は例え
ば交流ブースタ方式で製作され、配電系統1の周波数と
同一周波数で所望の交流電圧を出力する半導体電力変換
回路と、配電系統1と負荷3または負荷4との間に直列
に挿入される変圧器とを備え、一般にそれぞれの交流定
電圧装置の出力容量はほぼ等しく設定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】単相三線式の配電系統
から2組の負荷への給電経路に挿設される自動電圧調整
装置は、図4に示した如く、従来は出力容量がほぼ等し
い2台の交流定電圧装置が必要であり、このために装置
全体が大型,高価格になり、広い設置スペースを要する
という問題があった。この発明の目的は、上記問題点を
解決する単相三線式の配電系統から2組の負荷への給電
経路に挿設される自動電圧調整装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この第1の発明は、単相
三線式の配電系統から第1負荷及び第2負荷への給電経
路に挿設される自動電圧調整装置であって、この自動電
圧調整装置は第1変圧器と、第2変圧器と、自己消弧形
素子とダイオードとを逆並列接続してなる半導体スイッ
チ8組をブリッジ結線し、該ブリッジ結線の第1アーム
の中間接続点はACリアクトルを介して前記配電系統の
一端に接続し、該ブリッジ結線の第3アームの中間接続
点は第1LCフィルタを介して前記第1変圧器の一次巻
線の一端に接続し、該ブリッジ結線の第4アームの中間
接続点は第2LCフィルタを介して前記第2変圧器の一
次巻線の一端に接続し、該ブリッジ結線の第2アームの
中間接続点と前記配電系統の他端と第1変圧器の一次巻
線の他端と第2変圧器の一次巻線の他端とを接続して形
成される調整電圧発生回路と、この調整電圧発生回路か
ら出力する交流電圧それぞれを前記配電系統と同一周波
数で所望の値に制御する制御回路とを備え、前記第1変
圧器の二次巻線の一端を前記配電系統の一端に接続し、
該二次巻線の他端を第1負荷の一端に接続し、前記第2
変圧器の二次巻線の一端を前記配電系統の他端に接続
し、該二次巻線の他端を第2負荷の一端に接続し、前記
配電系統の中性点と第1負荷の他端と第2負荷の他端と
を接続してなることを特徴とする。
【0006】また第2の発明は前記第1の発明の自動電
圧調整装置において、前記制御回路により、前記配電系
統の中性点から見た前記自動電圧調整装置の第1負荷側
電圧(V11)と第1負荷の定格電圧(V12)と第1負荷
の許容下限電圧(V13)との関係をV12>V11>V13
設定し、該中性点から見た前記自動電圧調整装置の第2
負荷側電圧(V21)と第2負荷の定格電圧(V22)と第
2負荷の許容下限電圧(V23)との関係をV22>V21
23に設定したことを特徴とする。
【0007】この発明によれば、1台の自動電圧調整装
置により単相三線式の配電系統から第1負荷及び第2負
荷それぞれへの供給電圧を、後述の如く、個別に設定す
ることができる。また、第2の発明の如く前記自動電圧
調整装置の負荷側電圧を設定することにより、配電系統
に対する節電効果が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施例
を示す自動電圧調整装置の回路構成図であり、図4に示
した従来例ブロック図と同一機能を有するものには同一
符号を付している。
【0009】すなわち図1において、自動電圧調整装置
10には第1変圧器としての変圧器11と、第2変圧器
としての変圧器12と、後述の図2に示す回路構成の調
整電圧発生回路13と、第1負荷としての負荷3に供給
される電圧を電圧を検出する電圧検出器14と、第2負
荷としての負荷5に供給される電圧を電圧を検出する電
圧検出器15と、電圧検出器14,15それぞれの検出
値に基づいて調整電圧発生回路13が出力する交流電圧
それぞれを配電系統1と同一周波数で所望の値に制御す
る制御回路16とを備えている。
【0010】図2は図1に示した調整電圧発生回路13
の詳細回路構成図であり、自己消弧形素子としてのIG
BTとダイオードとを逆並列接続してなる半導体スイッ
チ22〜29を図示の如くブリッジ結線した電力変換回
路と、該電力変換回路の第1アームとしての半導体スイ
ッチ22と半導体スイッチ23の接続点はACリアクト
ル21を介して配電系統1の一端に接続し、該電力変換
回路の第3アームとしての半導体スイッチ26と半導体
スイッチ27の接続点は第1LCフィルタ31を介して
変圧器11の一次巻線の一端に接続し、該電力変換回路
の第4アームとしての半導体スイッチ28と半導体スイ
ッチ29の接続点は第2LCフィルタ32を介して変圧
器12の一次巻線の一端に接続し、該電力変換回路の第
2アームとしての半導体スイッチ24と半導体スイッチ
25の接続点と配電系統1の他端と変圧器11の一次巻
線の他端と変圧器12の一次巻線の他端とを接続し、さ
らに、該電力変換回路のスナバとしてのコンデンサ30
とから構成されている。
【0011】前記電力変換回路は直接リンク型AC−A
C変換回路と称され、半導体スイッチ22と半導体スイ
ッチ23とを配電系統1の電圧位相に同期して交互にオ
ン・オフさせ、半導体スイッチ24と半導体スイッチ2
5とを配電系統1の電圧位相に同期し、且つ、半導体ス
イッチ22,23とは逆位相で交互にオン・オフさせる
ことにより、ACリアクトル21と半導体スイッチ22
〜25とで配電系統1への回生機能を有する全波整流回
路を構成し、この全波整流された電圧を半導体スイッチ
26と半導体スイッチ27とを配電系統1の電圧位相に
同期し、且つ、パルス幅変調しつつ交互にオン・オフさ
せることにより、リアクトル31aとコンデンサ31b
とからなる第1LCフィルタ31を介した変圧器11の
一次巻線間に所望値に調整された正弦波状の交流電圧を
供給し、同様に、前記全波整流された電圧を半導体スイ
ッチ28と半導体スイッチ29とを配電系統1の電圧位
相に同期し、且つ、パルス幅変調しつつ交互にオン・オ
フさせることにより、リアクトル32aとコンデンサ3
2bとからなる第2LCフィルタ32を介した変圧器1
2の一次巻線間に所望値に調整された正弦波状の交流電
圧を供給することができる。
【0012】すなわち、制御回路16では電圧検出器1
4,15それぞれの検出値と、図示しない配電系統1の
電圧およびその位相と、負荷3,5それぞれの両端電圧
の設定値とに基づいて半導体スイッチ22〜29それぞ
れを上述の如くオン・オフさせるための駆動信号を送出
している。
【0013】その結果、この自動電圧調整装置は交流ブ
ースタ方式の交流定電圧装置として動作をし、配電系統
1の電圧が増大方向に変動しても、この変動値に基づく
補正電圧を変圧器11,変圧器12の一次巻線にそれぞ
れ発生させ、変圧器11,変圧器12それぞれの二次巻
線では前記補正電圧から該変圧器の二次巻線に誘起され
た電圧が、前記変動値を打ち消すようにする。
【0014】また、この自動電圧調整装置を瞬停補償装
置として動作させる場合には、配電系統1に瞬停が発生
し、配電系統1の電圧が低下しても、この低下値に基づ
く補正電圧を変圧器11,変圧器12の一次巻線にそれ
ぞれ発生させ、変圧器11,変圧器12それぞれの二次
巻線では前記補正電圧から該変圧器の二次巻線に誘起さ
れた電圧が、前記低下値を打ち消すようにする。
【0015】図3はこの発明の第2の実施例を説明する
特性図であって、図1に示した自動電圧調整装置を節電
装置として動作させる場合には、図示の例として配電系
統1の中性点から見た前記自動電圧調整装置の負荷3側
側電圧(V11,図3の実線)と負荷3の定格電圧
(V12)と負荷3の許容下限電圧(V13)との関係をV
12>V11>V13に設定することにより、図3に示すハッ
チング部分に相当する電力は、配電系統1に対する節電
になる。
【0016】なお、図1に示した自動電圧調整装置にお
いて、例えば、配電系統1に発生する電圧の10%を最
大値として、上述の如く変圧器11,変圧器12それぞ
れの一次巻線から該変圧器の二次巻線に誘起させるよう
な場合には、調整電圧発生回路13の変換容量は、負荷
3,5の合計定格容量の10%程度でよい。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、1台の自動電圧調整
装置により単相三線式の配電系統からそれぞれの負荷へ
の供給電圧を個別に設定することができ、従って、従来
の交流定電圧装置2台に比して、この自動電圧調整装置
を小型,低価格で製作でき、省スペースになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す自動電圧調整装
置の回路構成図
【図2】図1の部分詳細回路構成図
【図3】この発明の第2の実施例を示す自動電圧調整装
置の特性図
【図4】従来例を示す自動電圧調整装置のブロック構成
【符号の説明】
1…配電系統、2…交流定電圧装置、3…負荷、4…交
流定電圧装置、5…負荷、10自動電圧調整装置、1
1,12…変圧器、13…調整電圧発生回路、14,1
5…電圧検出器、16…制御回路、21…ACリアクト
ル、22〜29…半導体スイッチ、30…コンデンサ、
31…第1LCフィルタ、31a…リアクトル、31b
…コンデンサ、32…第2LCフィルタ、32a…リア
クトル、32b…コンデンサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単相三線式の配電系統から第1負荷及び第
    2負荷への給電経路に挿設される自動電圧調整装置であ
    って、 この自動電圧調整装置は 第1変圧器と、第2変圧器と、 自己消弧形素子とダイオードとを逆並列接続してなる半
    導体スイッチ8組をブリッジ結線し、該ブリッジ結線の
    第1アームの中間接続点はACリアクトルを介して前記
    配電系統の一端に接続し、該ブリッジ結線の第3アーム
    の中間接続点は第1LCフィルタを介して前記第1変圧
    器の一次巻線の一端に接続し、該ブリッジ結線の第4ア
    ームの中間接続点は第2LCフィルタを介して前記第2
    変圧器の一次巻線の一端に接続し、該ブリッジ結線の第
    2アームの中間接続点と前記配電系統の他端と第1変圧
    器の一次巻線の他端と第2変圧器の一次巻線の他端とを
    接続して形成される調整電圧発生回路と、 この調整電圧発生回路から出力する交流電圧それぞれを
    前記配電系統と同一周波数で所望の値に制御する制御回
    路とを備え、 前記第1変圧器の二次巻線の一端を前記配電系統の一端
    に接続し、該二次巻線の他端を第1負荷の一端に接続
    し、 前記第2変圧器の二次巻線の一端を前記配電系統の他端
    に接続し、該二次巻線の他端を第2負荷の一端に接続
    し、 前記配電系統の中性点と第1負荷の他端と第2負荷の他
    端とを接続してなることを特徴とする自動電圧調整装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の自動電圧調整装置におい
    て、 前記制御回路により、前記配電系統の中性点から見た前
    記自動電圧調整装置の第1負荷側電圧(V11)と第1負
    荷の定格電圧(V12)と第1負荷の許容下限電圧
    (V13)との関係をV12>V11>V13に設定し、該中性
    点から見た前記自動電圧調整装置の第2負荷側電圧(V
    21)と第2負荷の定格電圧(V22)と第2負荷の許容下
    限電圧(V23)との関係をV22>V21>V23に設定した
    ことを特徴とする自動電圧調整装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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