JP2003333850A - Voltage regulator - Google Patents

Voltage regulator

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JP2003333850A
JP2003333850A JP2002177776A JP2002177776A JP2003333850A JP 2003333850 A JP2003333850 A JP 2003333850A JP 2002177776 A JP2002177776 A JP 2002177776A JP 2002177776 A JP2002177776 A JP 2002177776A JP 2003333850 A JP2003333850 A JP 2003333850A
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JP
Japan
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voltage
reactor
phase control
load
inductance
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Application number
JP2002177776A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Hachiman
智 八幡
Yoko Kondo
耀子 近藤
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PACIFIC JAPAN KK
Original Assignee
PACIFIC JAPAN KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage regulator for controlling the power consumption of a load apparatus by lowering a power supply voltage in which the distortion of a waveform is suppressed, no contact is present between an input power supply and the load apparatus and noise is reduced. <P>SOLUTION: The voltage regulator 1 comprises a reactor 2 connected with an AC line, a winding 3 for regulating the inductance of the reactor 2, and a phase control circuit 4, and is connected with the load apparatus 5. The inductance regulation winding 3 has a minimum output voltage at the time of a full angle OFF in the phase control circuit. When the phase control circuit is 100% ON, the inductance becomes 0 and the output voltage has a maximum value. The inductance of the reactor 2 is varied continuously by phase control (conduction angle). A voltage detecting circuit for detecting the voltage of the load apparatus can provide a voltage regulator for making constant the output voltage regardless of a variation of in input voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】オートトランス式の場合、出力電圧が最小
の位置になるように設定された巻数比のトランスのコモ
ン側に直列に2次巻線を有するリアクトルを挿入する。
このリアクトルの2次巻線を位相制御により短絡する
と、その制御の度合により、リアクトルのインピーダン
スは0から最大迄、無段階に変化しそれに応じて、オー
トトランスのコモン側のインピーダンスが変化し、負荷
に供給される電圧が無段階に調節できる。リアクターの
場合は、2次巻線を有するリアクターで、その2次巻線
の短絡度合を位相制御で調節することにより、リアクタ
ー自体のインピーダンスが制御され電圧降下の無段階調
整ができ、負荷に供給される電圧を制御する。
In the case of the auto-transformer type, a reactor having a secondary winding is inserted in series on the common side of a transformer whose turn ratio is set so that the output voltage is at the minimum position.
When the secondary winding of this reactor is short-circuited by phase control, the impedance of the reactor changes steplessly from 0 to the maximum depending on the degree of control, and the impedance on the common side of the autotransformer changes accordingly and the load The voltage supplied to can be adjusted steplessly. In the case of a reactor, by adjusting the degree of short circuit of the secondary winding by phase control in a reactor having a secondary winding, the impedance of the reactor itself is controlled and the voltage drop can be adjusted steplessly and supplied to the load. Control the voltage applied.

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

【0002】本発明は、電源電圧を降下させることによ
り、負荷機器の電圧に合わせる電圧調整器や、消費電力
を制御することを目的とする電圧調整器である。
The present invention is a voltage regulator for adjusting the voltage of a load device by lowering the power supply voltage, and a voltage regulator for controlling power consumption.

【従来の技術】[Prior art]

【0003】図3は、交流電路にオートトランスを接続
しタップを切り換え、出力電圧を変化させ負荷機器に供
給していた。図4は、交流電路にリアクターを挿入し、
そのインピーダンスにより電圧降下を利用して、出力電
圧の変化分を負荷機器に供給する。この時、タップ切り
換えによりインピーダンスを可変し出力電圧を制御して
いた。これらのタップ切り換えの手段としては、有接点
スイッチ或いはサイリスタスイッチSCR等の無接点ス
イッチが用いられていた。
In FIG. 3, an autotransformer is connected to the AC electric line, the taps are switched, the output voltage is changed, and the load device is supplied. Fig. 4 shows that the reactor is inserted in the AC circuit,
By utilizing the voltage drop due to the impedance, the change amount of the output voltage is supplied to the load device. At this time, the output voltage was controlled by changing the impedance by switching the taps. A contactless switch or a contactless switch such as a thyristor switch SCR has been used as a means for switching these taps.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

【0004】タップ切り換え方式の場合、段階があり出
力電圧を無段階に調節することができないという欠点が
あった。
In the case of the tap switching system, there is a drawback that the output voltage cannot be adjusted steplessly due to the steps.

【0005】また、タップ切り換え時にタップ間をショ
ートすると大電流がコイルに流れ、焼損の危険があり、
かならずオープン後に接続しなければならず、スイッチ
ングノイズが発生し、負荷機器に悪影響を及ぼす恐れが
大であった。
Further, when taps are short-circuited when taps are switched, a large current flows through the coil, and there is a risk of burning.
Since it must be connected after opening, switching noise is generated and there is a great risk that load devices will be adversely affected.

【0006】図5は、タップ式の欠点を改良した回路
で、出力電圧を無段階に調節出来るよう考案されてい
る。但し、直流電源により可飽和リアクトルのインダク
タンス成分を調整している。そのため、制御用トランス
が一方向のみ励磁されていて第1,第4或いは第2,第
3象限のいずれかをコントロールしている時、他の象限
はコントロールできない。故に少量の出力電圧調節は可
能でも、20〜50%の電圧降下を制御すると波形のバ
ランスが崩れ、実用に適さない。また、制御の為に直流
電源を別に用意する必要がある。
FIG. 5 is a circuit in which the drawback of the tap type is improved, and is designed so that the output voltage can be adjusted steplessly. However, the inductance component of the saturable reactor is adjusted by the DC power supply. Therefore, when the control transformer is excited only in one direction and controls one of the first, fourth, or second and third quadrants, the other quadrant cannot be controlled. Therefore, even if a small amount of output voltage can be adjusted, controlling the voltage drop of 20 to 50% will disturb the waveform balance, which is not suitable for practical use. In addition, it is necessary to separately prepare a DC power source for control.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0007】上記従来の電圧調整器の問題点を解決すべ
く、本発明はオートトランス或いはリアクターの出力電
圧を無段階に調整できるとともに、その調整に必要な回
路に他の特別な電源を必要としない電圧調整器を提供す
るもので、オートトランス及び2次巻線を有する制御用
リアクトル(図2)、或いは2次巻線を有するリアクト
ル(図1)と出力電圧制御用の双方向位相制御回路を具
備することである。また、前記電圧調整器において、前
記位相制御回路に前記負荷の電圧を検出する電圧検出回
路を設ける。
In order to solve the above problems of the conventional voltage regulator, the present invention can adjust the output voltage of the autotransformer or the reactor steplessly, and requires another special power source for the circuit required for the adjustment. The present invention provides a voltage regulator which does not include a control reactor having an autotransformer and a secondary winding (Fig. 2), or a reactor having a secondary winding (Fig. 1) and a bidirectional phase control circuit for controlling an output voltage. It is to have. In the voltage regulator, the phase control circuit is provided with a voltage detection circuit that detects the voltage of the load.

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0008】本発明に係る電圧調整器のリアクター式実
施例を図1に示す。以下、この図面に基づいて本発明を
説明する。
FIG. 1 shows a reactor type embodiment of the voltage regulator according to the present invention. The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】電圧調整器1には交流電路に接続したリア
クトル2とリアクトル2のインダクタンス成分を調節す
るための巻線3と位相制御をする回路4とで構成され、
負荷機器5に接続されている。
The voltage regulator 1 comprises a reactor 2 connected to an AC line, a winding 3 for adjusting the inductance component of the reactor 2 and a circuit 4 for phase control.
It is connected to the load device 5.

【0010】負荷に流れる電流がIとした時、リアクト
ルによる電圧降下はV=2πfL×Iであり、出力電圧
は入力電圧EよりVを引いた残りの電圧が供給される。
この時、インダクタンス調整用巻線3は位相制御回路に
おいて全角OFF状態であり、この時出力電圧は最小値
となる。
When the current flowing through the load is I, the voltage drop due to the reactor is V = 2πfL × I, and the output voltage is the remaining voltage obtained by subtracting V from the input voltage E.
At this time, the inductance adjusting winding 3 is in the full-angle OFF state in the phase control circuit, and at this time, the output voltage becomes the minimum value.

【0011】位相制御回路が100%ONの時は、リア
クトル2に流れる電流により、二次側の巻線3に誘起し
た電流は、リアクトル2の電圧と逆位相に電圧を発生
し、互いに打ち消し合い、インダクタンスは0となり、
電圧降下を生じない。つまり、負荷機器は入力電圧で動
作しこの位相制御回路において全角ON状態で出力電圧
は最大値となる。
When the phase control circuit is 100% ON, a current flowing in the reactor 2 causes a current induced in the secondary winding 3 to generate a voltage in a phase opposite to the voltage of the reactor 2 and cancel each other out. , The inductance becomes 0,
No voltage drop occurs. That is, the load device operates at the input voltage, and the output voltage becomes the maximum value in the full-angle ON state in this phase control circuit.

【0012】位相制御(導通角)によりリアクトル2の
インダクタンスは、調整され出力電圧は、無段階に可変
される。
The inductance of the reactor 2 is adjusted by the phase control (conduction angle), and the output voltage is continuously variable.

【0013】本発明に係る電圧調整器のオートトランス
式の実施例を図2に示す。以下の図面に基づいて本発明
を説明する。
FIG. 2 shows an auto-transformer embodiment of the voltage regulator according to the present invention. The present invention will be described based on the following drawings.

【0014】電圧調整器6は、交流電路に接続したオー
トトランス7と電圧を調整するためのリアクトル8とリ
アクトル8のインダクタンス成分を調整するための位相
制御回路9とで構成され、負荷機器の10に接続されて
いる。
The voltage regulator 6 is composed of an auto transformer 7 connected to an AC electric path, a reactor 8 for adjusting a voltage, and a phase control circuit 9 for adjusting an inductance component of the reactor 8, and a load device 10 is provided. It is connected to the.

【0015】調整動作としてはオートトランスのコモン
側のインダクタンスをリアクトルの飽和を利用して調整
している事の相違であるが、リアクトル式とオートトラ
ンス式では次のようにその特徴に異なる点がある。
The adjustment operation is the difference that the inductance on the common side of the autotransformer is adjusted by utilizing the saturation of the reactor. However, the characteristics differ between the reactor type and the autotransformer type as follows. is there.

【0016】リアクトル式の場合、リアクトルのインダ
クタンス成分と、そこを流れる電流の積で電圧降下が定
められ、負荷の変動により負荷にかかる電圧は変動する
ため固定負荷量のもの以外には一般的には向かない。但
し、電圧降下量を制御回路で設定することにより誘導負
荷(ファンモーター等)では、大電流時には小さなイン
ダクタンス(例:大きなファンモーター)、小電流時に
は大きなインダクタンス(例:小さなファンモーター)
とその負荷のL成分にマッチしたインダクタンス量が比
例して設定でき、誘導負荷で負荷変動の小さなものには
最適となる。
In the case of the reactor type, the voltage drop is determined by the product of the inductance component of the reactor and the current flowing therethrough, and the voltage applied to the load fluctuates due to the fluctuation of the load. Is not suitable. However, by setting the amount of voltage drop in the control circuit, an inductive load (fan motor, etc.) has a small inductance when the current is large (eg a large fan motor) and a large inductance when the current is small (eg a small fan motor).
And an inductance amount matching the L component of the load can be set proportionally, which is optimal for an inductive load with a small load fluctuation.

【0017】他方トランス式は、出力電圧が負荷の大小
に関わりなく固定されるので、負荷の変動による出力電
圧の変動がない。但し、誘導負荷(ファンモーター等)
の大小に関わらず、交流電路に挿入されたトランスのイ
ンダクタンスが大きい場合、負荷に影響し、力率の大幅
変動をきたし、節電効果が薄れる恐れがある。負荷が変
動し比較的、小さい時は最適である。
On the other hand, in the transformer type, since the output voltage is fixed regardless of the size of the load, there is no change in the output voltage due to the change in the load. However, inductive load (fan motor, etc.)
Irrespective of the magnitude of, if the inductance of the transformer inserted in the AC circuit is large, the load may be affected, the power factor may change significantly, and the power saving effect may be diminished. Optimal when the load fluctuates and is relatively small.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のように本発明に係る電圧調整器
は、電源電圧を降下させることにより、負荷機器の消費
電力を制御する電圧調整器において、電源電圧と逆位相
の電圧を供給する位相制御回路を具備することによっ
て、出力電圧を無段階に調整できると共に一次側をサイ
リスタSCR等により直接スイッチングしないため、負
荷に対し、電圧0の時がなく、その電圧変動は最大電圧
降下時、つまり出力電圧最小値と設定出力電圧間を上下
し、波形の歪みも小さく、入力電源と負荷機器間に接点
が無く、ノイズの発生は極小であるという効果がある。
また、前記電圧調整器において、前記負荷機器の電圧を
検出する電圧検出回路を設けることによって、入力電圧
の変動に関わらず、出力電圧を一定にするという定電圧
出力型の電圧調整器が提供できる。
As described above, in the voltage regulator according to the present invention, in the voltage regulator that controls the power consumption of the load device by lowering the power source voltage, the phase that supplies the voltage in the opposite phase to the power source voltage. By providing the control circuit, the output voltage can be adjusted steplessly and the primary side is not directly switched by the thyristor SCR or the like, so there is no time when the voltage is 0 with respect to the load, and the voltage fluctuation is at the maximum voltage drop, that is, The effect is that the output voltage goes up and down between the minimum value and the set output voltage, the distortion of the waveform is small, there is no contact point between the input power supply and the load device, and the generation of noise is minimal.
Further, by providing a voltage detection circuit for detecting the voltage of the load device in the voltage regulator, it is possible to provide a constant voltage output type voltage regulator that keeps the output voltage constant regardless of the fluctuation of the input voltage. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のリアクトル式を表した回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a reactor formula of the present invention.

【図2】本発明のオートトランス式を表した回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an autotransformer of the present invention.

【図3】オートトランス式タップ制御を表した回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an auto transformer tap control.

【図4】リアクトル式タップ制御を表した回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing reactor type tap control.

【図5】オートトランス式直流電源制御を表した回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an auto-transformer DC power supply control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧調整器 2 リアクトル 3 巻き線 4 位相制御回路 5 負荷 6 電圧調整器 7 オートトランス 8 リアクトル 9 位相制御回路 10 負荷 1 voltage regulator 2 reactor 3 windings 4 Phase control circuit 5 load 6 voltage regulator 7 Auto transformer 8 reactor 9 Phase control circuit 10 load

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年8月6日(2002.8.6)[Submission date] August 6, 2002 (2002.8.6)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のリアクトル式を表した回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a reactor formula of the present invention.

【図2】本発明のオートトランス式を表した回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an autotransformer of the present invention.

【図3】オートトランス式タップ制御を表した回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an auto transformer tap control.

【図4】リアクトル式タップ制御を表した回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing reactor type tap control.

【図5】オートトランス式直流電源制御を表した回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an auto-transformer DC power supply control.

【図6】位相制御の導通角を表した図である。FIG. 6 is a diagram showing a conduction angle of phase control.

【符号の説明】 1 電圧調整器 2 リアクトル 3 巻き線 4 位相制御回路 5 負荷 6 電圧調整器 7 リアクトル 8 巻き線 9 位相制御回路 10 負荷[Explanation of symbols] 1 voltage regulator 2 reactor 3 windings 4 Phase control circuit 5 load 6 voltage regulator 7 reactor 8 windings 9 Phase control circuit 10 load

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電路に接続した単相回路及び三相回
路において、オートトランス式及びリアクトル式の二次
側の出力電圧を無段階に調節するための双方向位相制御
装置を具備したことを特徴とする電圧調整器。
1. A single-phase circuit and a three-phase circuit connected to an AC circuit are provided with a bidirectional phase control device for steplessly adjusting the output voltage on the secondary side of an autotransformer type and a reactor type. Characteristic voltage regulator.
【請求項2】 上記の請求項1に加えて、負荷機器の電
圧を検出する電圧検出回路を設け、負荷に対して定電圧
出力型としたことを特徴とする電圧調整器。
2. The voltage regulator according to claim 1, further comprising a voltage detection circuit for detecting a voltage of a load device, which is of a constant voltage output type with respect to the load.
JP2002177776A 2002-05-14 2002-05-14 Voltage regulator Pending JP2003333850A (en)

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