JP2002247855A - 交流電圧調整装置 - Google Patents
交流電圧調整装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】装置の始動時に変圧器を励磁するための大電流
が発生するのを防止し、双方向半導体スイッチや各フィ
ルタ等を保護する。 【解決手段】交流電圧調整装置１は、出力電圧を電圧検
出部１１により検出し、検出電圧と予め設定した設定電
圧を比較部１２により比較し、検出電圧と設定電圧との
差が所定の割合で小さくなるように演算制御部１４によ
りパルス幅を変調して交流チョッパ６を制御するととも
に、装置の始動から所定時間はパルス幅制限部１５によ
りパルス幅を制限して１回のパルス更新について変圧器
５の１次巻線５ａに印加する電圧が所定電圧以下で変動
するように交流チョッパ６を制御する。
が発生するのを防止し、双方向半導体スイッチや各フィ
ルタ等を保護する。 【解決手段】交流電圧調整装置１は、出力電圧を電圧検
出部１１により検出し、検出電圧と予め設定した設定電
圧を比較部１２により比較し、検出電圧と設定電圧との
差が所定の割合で小さくなるように演算制御部１４によ
りパルス幅を変調して交流チョッパ６を制御するととも
に、装置の始動から所定時間はパルス幅制限部１５によ
りパルス幅を制限して１回のパルス更新について変圧器
５の１次巻線５ａに印加する電圧が所定電圧以下で変動
するように交流チョッパ６を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単相３線式電路の
電源と負荷との間に２次巻線を直列に挿入した変圧器の
１次巻線の１次電圧を交流チョッパにより変化させるこ
とで負荷に供給する電圧を制御する交流電圧調整装置に
関する。
電源と負荷との間に２次巻線を直列に挿入した変圧器の
１次巻線の１次電圧を交流チョッパにより変化させるこ
とで負荷に供給する電圧を制御する交流電圧調整装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の交流電圧調整装置２１は、図４に
示すように、単相３線式電路２２の電源２３と負荷２４
との間に変圧器２５の２次巻線２５ｂを直列に挿入し、
入力側を単相３線式電路２２の電源２３に、出力側を変
圧器２５の１次巻線２５ａに接続した交流チョッパ２６
により変圧器２５の１次巻線２５ａに加える電圧を調整
して負荷２４に供給する電圧を一定に保っている。
示すように、単相３線式電路２２の電源２３と負荷２４
との間に変圧器２５の２次巻線２５ｂを直列に挿入し、
入力側を単相３線式電路２２の電源２３に、出力側を変
圧器２５の１次巻線２５ａに接続した交流チョッパ２６
により変圧器２５の１次巻線２５ａに加える電圧を調整
して負荷２４に供給する電圧を一定に保っている。
【０００３】交流チョッパ２６は、４個の双方向半導体
スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより構成され、制御回路２７
によって双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのオン・
オフが制御されている。制御回路２７は、出力電圧を電
圧検出部２８により検出し、検出電圧と予め設定した設
定電圧を比較部２９により比較し、検出電圧と設定電圧
との差が小さくなるように演算制御部３０によりパルス
幅を変調し、出力部３１から各双方向半導体スイッチ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに制御信号を出力して交流チョッパ２６
を制御している。
スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより構成され、制御回路２７
によって双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのオン・
オフが制御されている。制御回路２７は、出力電圧を電
圧検出部２８により検出し、検出電圧と予め設定した設
定電圧を比較部２９により比較し、検出電圧と設定電圧
との差が小さくなるように演算制御部３０によりパルス
幅を変調し、出力部３１から各双方向半導体スイッチ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに制御信号を出力して交流チョッパ２６
を制御している。
【０００４】この制御により交流チョッパ２６は交流電
圧を裁断波形に形成している。裁断波形はコイルＬ２
１，Ｌ２２とコンデンサＣ２１から成るローパスフィル
タ３２により電源波形に形成され、この変圧された電源
電圧を変圧器２５の１次巻線２５ａに印加させている。
また、コイルＬ２３，Ｌ２４とコンデンサＣ２２，Ｃ２
３から成るフィルタ３３は交流電圧調整装置２１から単
相３線式電路２２に流出するノイズを低減するために設
けられている。また、常閉接点によるバイパス回路３４
は変圧器２５の１次巻線２５ａを短絡させるために設け
られている。
圧を裁断波形に形成している。裁断波形はコイルＬ２
１，Ｌ２２とコンデンサＣ２１から成るローパスフィル
タ３２により電源波形に形成され、この変圧された電源
電圧を変圧器２５の１次巻線２５ａに印加させている。
また、コイルＬ２３，Ｌ２４とコンデンサＣ２２，Ｃ２
３から成るフィルタ３３は交流電圧調整装置２１から単
相３線式電路２２に流出するノイズを低減するために設
けられている。また、常閉接点によるバイパス回路３４
は変圧器２５の１次巻線２５ａを短絡させるために設け
られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の交流電圧調整装
置は、装置よりも電源側に設置したブレーカ等のスイッ
チをオフからオンに切り換えて装置への供給電圧を一気
に上昇させた場合、演算制御部３０が出力電圧を設定電
圧に近づけるために双方向半導体スイッチのＡとＣをオ
ンし、ＢとＤをオフする。すると、変圧器２５の１次巻
線２５ａを励磁するための大電流が発生するため、双方
向半導体スイッチＡ，Ｃや各フィルタ３２，３３等が破
損するという問題があった。
置は、装置よりも電源側に設置したブレーカ等のスイッ
チをオフからオンに切り換えて装置への供給電圧を一気
に上昇させた場合、演算制御部３０が出力電圧を設定電
圧に近づけるために双方向半導体スイッチのＡとＣをオ
ンし、ＢとＤをオフする。すると、変圧器２５の１次巻
線２５ａを励磁するための大電流が発生するため、双方
向半導体スイッチＡ，Ｃや各フィルタ３２，３３等が破
損するという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記従来の交流電圧調整
装置の問題点に鑑み、本発明の目的は、装置の始動時に
変圧器を励磁するための大電流が発生するのを防止し、
双方向半導体スイッチや各フィルタ等を保護することが
できる交流電圧調整装置を提供するもので、その構造
は、単相３線式電路の電源と負荷との間に変圧器の２次
巻線を直列に挿入し、入力側を単相３線式電路の電源に
出力側を変圧器の１次巻線に接続した交流チョッパによ
り変圧器の１次巻線に加える電圧を調整して負荷に加え
る電圧を一定に保つ交流電圧調整装置において、出力電
圧を電圧検出部により検出し、検出電圧と予め設定した
設定電圧を比較部により比較し、検出電圧と設定電圧と
の差が所定の割合で小さくなるように演算制御部により
パルス幅を変調して交流チョッパを制御するとともに、
始動後の所定時間はパルス幅制限部によりパルス幅を制
限して１回のパルス更新について変圧器の１次巻線に印
加する電圧が所定電圧以下で変動するように交流チョッ
パを制御することである。
装置の問題点に鑑み、本発明の目的は、装置の始動時に
変圧器を励磁するための大電流が発生するのを防止し、
双方向半導体スイッチや各フィルタ等を保護することが
できる交流電圧調整装置を提供するもので、その構造
は、単相３線式電路の電源と負荷との間に変圧器の２次
巻線を直列に挿入し、入力側を単相３線式電路の電源に
出力側を変圧器の１次巻線に接続した交流チョッパによ
り変圧器の１次巻線に加える電圧を調整して負荷に加え
る電圧を一定に保つ交流電圧調整装置において、出力電
圧を電圧検出部により検出し、検出電圧と予め設定した
設定電圧を比較部により比較し、検出電圧と設定電圧と
の差が所定の割合で小さくなるように演算制御部により
パルス幅を変調して交流チョッパを制御するとともに、
始動後の所定時間はパルス幅制限部によりパルス幅を制
限して１回のパルス更新について変圧器の１次巻線に印
加する電圧が所定電圧以下で変動するように交流チョッ
パを制御することである。
【０００７】
【発明の実施の形態】交流電圧調整装置は、出力電圧を
電圧検出部により検出し、検出電圧と予め設定した設定
電圧を比較部により比較し、検出電圧と設定電圧との差
が所定の割合で小さくなるように演算制御部によりパル
ス幅を変調して交流チョッパを制御するとともに、装置
の始動から所定時間はパルス幅制限部によりパルス幅を
制限して１回のパルス更新について変圧器の１次巻線に
印加する電圧が所定電圧以下で変動するように交流チョ
ッパを制御する。
電圧検出部により検出し、検出電圧と予め設定した設定
電圧を比較部により比較し、検出電圧と設定電圧との差
が所定の割合で小さくなるように演算制御部によりパル
ス幅を変調して交流チョッパを制御するとともに、装置
の始動から所定時間はパルス幅制限部によりパルス幅を
制限して１回のパルス更新について変圧器の１次巻線に
印加する電圧が所定電圧以下で変動するように交流チョ
ッパを制御する。
【０００８】
【実施例】本発明に係る交流電圧調整装置の一実施例を
図１〜図３の添付図面に基づいて説明する。
図１〜図３の添付図面に基づいて説明する。
【０００９】交流電圧調整装置１は、単相３線式電路２
の電源３と負荷４との間に変圧器５の２次巻線５ｂを直
列に挿入し、入力側を単相３線式電路２の電源３に、出
力側を変圧器５の１次巻線５ａに接続した交流チョッパ
６と、交流チョッパ６を制御する制御回路７と、交流チ
ョッパ６の入力端に接続したコイルＬ１，Ｌ２とコンデ
ンサＣ１，Ｃ２から成るフィルタ８と、交流チョッパ６
の出力端に接続したコイルＬ３，Ｌ４とコンデンサＣ３
から成るローパスフィルタ９と、ローパスフィルタ９と
変圧器５の１次巻線５ａとの間に接続した常閉接点によ
るバイパス回路１０とで構成している。
の電源３と負荷４との間に変圧器５の２次巻線５ｂを直
列に挿入し、入力側を単相３線式電路２の電源３に、出
力側を変圧器５の１次巻線５ａに接続した交流チョッパ
６と、交流チョッパ６を制御する制御回路７と、交流チ
ョッパ６の入力端に接続したコイルＬ１，Ｌ２とコンデ
ンサＣ１，Ｃ２から成るフィルタ８と、交流チョッパ６
の出力端に接続したコイルＬ３，Ｌ４とコンデンサＣ３
から成るローパスフィルタ９と、ローパスフィルタ９と
変圧器５の１次巻線５ａとの間に接続した常閉接点によ
るバイパス回路１０とで構成している。
【００１０】交流チョッパ６は、４個の双方向半導体ス
イッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより構成され、制御回路７によ
って双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのオン・オフ
が制御されている。制御回路７は、出力電圧を検出する
電圧検出部１１と、検出電圧と予め設定した設定電圧を
比較する比較部１２と、出力電圧の位相を検出する位相
検出部１３と、パルス幅変調やバイパス回路の制御等を
行う演算制御部１４と、始動時の所定時間にパルス幅を
制限するパルス幅制限部１５と、交流チョッパ６の各双
方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びバイパス回路１
０に演算制御部１４又はパルス幅制限部１５からの制御
信号を出力する出力部１６とで構成している。
イッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより構成され、制御回路７によ
って双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのオン・オフ
が制御されている。制御回路７は、出力電圧を検出する
電圧検出部１１と、検出電圧と予め設定した設定電圧を
比較する比較部１２と、出力電圧の位相を検出する位相
検出部１３と、パルス幅変調やバイパス回路の制御等を
行う演算制御部１４と、始動時の所定時間にパルス幅を
制限するパルス幅制限部１５と、交流チョッパ６の各双
方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びバイパス回路１
０に演算制御部１４又はパルス幅制限部１５からの制御
信号を出力する出力部１６とで構成している。
【００１１】交流電圧調整装置１の動作について説明す
る。交流電圧調整装置１より電源３側に設置されたブレ
ーカ等のスイッチ（図示せず）がオフで装置に電源が供
給される前はバイパス回路１０の常閉接点により変圧器
５の１次巻線５ａは短絡されている。
る。交流電圧調整装置１より電源３側に設置されたブレ
ーカ等のスイッチ（図示せず）がオフで装置に電源が供
給される前はバイパス回路１０の常閉接点により変圧器
５の１次巻線５ａは短絡されている。
【００１２】ここでスイッチがオンして装置に電源が供
給されると、まず、制御回路７は双方向半導体スイッチ
のＡ，Ｃをオフ、Ｂ，Ｄをオンにする。次に、位相検出
部１３により検出した位相に合わせて図３（ａ）に示す
ように双方向半導体スイッチＡ，Ｃを交互にオン・オフ
する。そして同期がとれると、演算制御部１４から出力
部１６を介して出力された制御信号によりバイパス回路
１０の常閉接点を開状態にする。この状態では、変圧器
５の１次巻線５ａに電圧は印加されていない。
給されると、まず、制御回路７は双方向半導体スイッチ
のＡ，Ｃをオフ、Ｂ，Ｄをオンにする。次に、位相検出
部１３により検出した位相に合わせて図３（ａ）に示す
ように双方向半導体スイッチＡ，Ｃを交互にオン・オフ
する。そして同期がとれると、演算制御部１４から出力
部１６を介して出力された制御信号によりバイパス回路
１０の常閉接点を開状態にする。この状態では、変圧器
５の１次巻線５ａに電圧は印加されていない。
【００１３】演算制御部１４は、電圧検出部１１により
検出した１サイクル分の検出電圧と予め設定した設定電
圧を比較部１２により比較し、演算制御部１４は電圧の
差を所定の割合、例えば１０％小さくするようにパルス
幅変調をして出力部１６から制御信号を出力して図３
（ｂ）に示すように双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄをオン・オフする。この制御は１サイクル毎に行われ
ている。
検出した１サイクル分の検出電圧と予め設定した設定電
圧を比較部１２により比較し、演算制御部１４は電圧の
差を所定の割合、例えば１０％小さくするようにパルス
幅変調をして出力部１６から制御信号を出力して図３
（ｂ）に示すように双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄをオン・オフする。この制御は１サイクル毎に行われ
ている。
【００１４】交流チョッパ６により交流電圧は裁断波形
に形成された後、ローパスフィルタ９によって電源波形
に形成され、変圧器５の１次巻線５ａに電圧が印加され
る。１次巻線５ａに電圧が印加されることにより２次巻
線５ｂに電圧が誘起され、負荷４に出力される電圧が調
整される。
に形成された後、ローパスフィルタ９によって電源波形
に形成され、変圧器５の１次巻線５ａに電圧が印加され
る。１次巻線５ａに電圧が印加されることにより２次巻
線５ｂに電圧が誘起され、負荷４に出力される電圧が調
整される。
【００１５】しかし、始動時から予め設定した所定時間
において１回のパルス幅更新について変圧器５の１次巻
線５ａに印加される電圧の変動幅が所定電圧、例えば１
Ｖより高くなってしまう場合は、パルス幅制限部１５に
より変圧器５の１次巻線５ａに印加させる電圧の変動幅
が所定電圧以下となるようにパルス幅を制限して出力部
１６から双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄをオン・
オフさせている。よって装置の始動時は変圧器５の１次
巻線５ａに印加する電圧が徐々に増加されていくため、
変圧器５を励磁するための大電流が発生するのを防止で
きる。所定時間経過後は演算制御部１４により通常のパ
ルス幅制御が行われる。
において１回のパルス幅更新について変圧器５の１次巻
線５ａに印加される電圧の変動幅が所定電圧、例えば１
Ｖより高くなってしまう場合は、パルス幅制限部１５に
より変圧器５の１次巻線５ａに印加させる電圧の変動幅
が所定電圧以下となるようにパルス幅を制限して出力部
１６から双方向半導体スイッチＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄをオン・
オフさせている。よって装置の始動時は変圧器５の１次
巻線５ａに印加する電圧が徐々に増加されていくため、
変圧器５を励磁するための大電流が発生するのを防止で
きる。所定時間経過後は演算制御部１４により通常のパ
ルス幅制御が行われる。
【００１６】尚、フィルタ８は交流電圧調整装置から単
相３線式電路に流出するノイズを低減するために設けら
れている。
相３線式電路に流出するノイズを低減するために設けら
れている。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明に係る交流電圧調整
装置は、単相３線式電路の電源と負荷との間に変圧器の
２次巻線を直列に挿入し、入力側を単相３線式電路の電
源に出力側を変圧器の１次巻線に接続した交流チョッパ
により変圧器の１次巻線に加える電圧を調整して負荷に
加える電圧を一定に保つ交流電圧調整装置において、出
力電圧を電圧検出部により検出し、検出電圧と予め設定
した設定電圧を比較部により比較し、検出電圧と設定電
圧との差が所定の割合で小さくなるように演算制御部に
よりパルス幅を変調して交流チョッパを制御するととも
に、始動後の所定時間はパルス幅制限部によりパルス幅
を制限して１回のパルス更新について変圧器の１次巻線
に印加する電圧が所定電圧以下で変動するように交流チ
ョッパを制御することにより、装置の始動時に変圧器を
励磁するための大電流が発生するのを防止し、双方向半
導体スイッチや各フィルタ等を保護することができると
いう優れた効果を有するものである。
装置は、単相３線式電路の電源と負荷との間に変圧器の
２次巻線を直列に挿入し、入力側を単相３線式電路の電
源に出力側を変圧器の１次巻線に接続した交流チョッパ
により変圧器の１次巻線に加える電圧を調整して負荷に
加える電圧を一定に保つ交流電圧調整装置において、出
力電圧を電圧検出部により検出し、検出電圧と予め設定
した設定電圧を比較部により比較し、検出電圧と設定電
圧との差が所定の割合で小さくなるように演算制御部に
よりパルス幅を変調して交流チョッパを制御するととも
に、始動後の所定時間はパルス幅制限部によりパルス幅
を制限して１回のパルス更新について変圧器の１次巻線
に印加する電圧が所定電圧以下で変動するように交流チ
ョッパを制御することにより、装置の始動時に変圧器を
励磁するための大電流が発生するのを防止し、双方向半
導体スイッチや各フィルタ等を保護することができると
いう優れた効果を有するものである。
【図１】本発明に係る交流電圧調整装置の回路図であ
る。
る。
【図２】交流電圧調整装置の動作を表すフローチャート
である。
である。
【図３】交流電圧調整装置の入力電圧波形と双方向半導
体スイッチのオン・オフの状態を示し、（ａ）はパルス
幅制御前を示し、（ｂ）はパルス幅制御時を示す。
体スイッチのオン・オフの状態を示し、（ａ）はパルス
幅制御前を示し、（ｂ）はパルス幅制御時を示す。
【図４】従来の交流電圧調整装置の回路図である。
１ 交流電圧調整装置 ５ 変圧器 ５ａ １次巻線 ５ｂ ２次巻線 ６ 交流チョッパ ７ 制御回路 １１ 電圧検出部 １２ 比較部 １３ 位相検出部 １４ 演算制御部 １５ パルス幅制限部 １６ 出力部 Ａ 双方向半導体スイッチ Ｂ 双方向半導体スイッチ Ｃ 双方向半導体スイッチ Ｄ 双方向半導体スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 単相３線式電路の電源と負荷との間に変
圧器の２次巻線を直列に挿入し、入力側を前記単相３線
式電路の電源に出力側を前記変圧器の１次巻線に接続し
た交流チョッパにより前記変圧器の１次巻線に加える電
圧を調整して前記負荷に加える電圧を一定に保つ交流電
圧調整装置において、出力電圧を電圧検出部により検出
し、検出電圧と予め設定した設定電圧を比較部により比
較し、前記検出電圧と前記設定電圧との差が所定の割合
で小さくなるように演算制御部によりパルス幅を変調し
て前記交流チョッパを制御するとともに、始動後の所定
時間はパルス幅制限部によりパルス幅を制限して１回の
パルス更新について前記変圧器の１次巻線に印加する電
圧が所定電圧以下で変動するように前記交流チョッパを
制御することを特徴とする交流電圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037995A JP2002247855A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 交流電圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001037995A JP2002247855A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 交流電圧調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002247855A true JP2002247855A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18901049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001037995A Pending JP2002247855A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 交流電圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002247855A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101339180B1 (ko) | 2011-12-05 | 2013-12-10 | 이인환 | 교류 쵸퍼를 구비한 직렬전압보상 기반 자동전압조절기 |
| JP2014093900A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置 |
| JP2016042279A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 関西電力株式会社 | 自動電圧調整装置 |
| CN109245501A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-18 | 哈尔滨理工大学 | 一种应用于多级串联igbt的隔离式供电电源 |
-
2001
- 2001-02-15 JP JP2001037995A patent/JP2002247855A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101339180B1 (ko) | 2011-12-05 | 2013-12-10 | 이인환 | 교류 쵸퍼를 구비한 직렬전압보상 기반 자동전압조절기 |
| JP2014093900A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置 |
| JP2016042279A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 関西電力株式会社 | 自動電圧調整装置 |
| CN109245501A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-18 | 哈尔滨理工大学 | 一种应用于多级串联igbt的隔离式供电电源 |
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