JP2008118775A - ３相バランサおよび３相バランス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体などの電子部品を不使用にして装置の信頼性を高め、かつ、装置のコストを低く抑えることができる３相バランサおよび３相バランス方法を提供する。
【解決手段】 ３相電圧から取り出した線間電圧Ｖ_赤白、Ｖ_白青、Ｖ_青赤の位相・レベルを移相器により調整して、線間電圧α^２Ｖ_赤白／３、αＶ_白青／３、α^２Ｖ_白青／３、αＶ_青赤／３を生成する移相部２と、線間電圧Ｖ_赤白、Ｖ_青赤のレベルを変圧器により調整した線間電圧Ｖ_赤白／３、Ｖ_青赤／３を生成する変圧部１と、線間電圧Ｖ_赤白／３、α^２Ｖ_白青／３、αＶ_青赤／３を組み合わせる結線により逆相電圧Ｅ_２を生成し、同じく線間電圧α^２Ｖ_赤白／３、αＶ_白青／３、Ｖ_青赤／３から逆相電圧α^２Ｅ_２を生成する生成手段とを備える。変圧部１は、線間電圧Ｖ_赤白と逆相電圧Ｅ_２から正相電圧Ｅ_１、線間電圧Ｖ_白青と逆相電圧Ｅ_２、α^２Ｅ_２から正相電圧α^２Ｅ_１、線間電圧Ｖ_青赤と逆相電圧α^２Ｅ_２から正相電圧α^２Ｅ_１を生成する。
【選択図】 図７

Description

この発明は、３相配電線の線間電圧の不平衡を解消する３相バランサおよび３相バランス方法に関する。

３相配電線は、６ｋＶの高圧を変電所から送る架空線であり、例えば途中で分岐されて低圧に変換され、単相の電力を需要家に供給する。また、単相の電力を供給する際にケーブル配線が使用される場合があり、各相の対地静電容量が大きく異なることになる。これらの状況により負荷のアンバランスが発生する。例えば図１１に示すように、変電所ではバランスのとれた電圧Ｅ_ａ、Ｅ_ｂ、Ｅ_ｃが対地静電容量Ｃ_ａ、Ｃ_ｂ、Ｃ_ｃのアンバランスにより、図１２に示すように各線路の電圧降下ｅ_ａ、ｅ_ｂ、ｅ_ｃが異なってくる。これにより、赤相、白相、青相の対地電圧に差が発生し、各線間電圧Ｖ_赤白、Ｖ_白青、Ｖ_青赤が異なってしまう。

こうした各線間電圧Ｖ_赤白、Ｖ_白青、Ｖ_青赤のアンバランスを解消するために、配電系統および不平衡負荷を配電系統側で補償する装置（例えば、特許文献１参照）や、３相配電系統で単相の重い負荷により発生する３相電圧不平衡状態を抑制する装置がある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−２３１１６９号公報 特開２００４−２０８３４５号公報

しかし、先に述べた各装置には次の課題がある。これらの装置はいずれも制御回路などのような、半導体等を用いた装置を備えている。不平衡を解消する装置は、通常、電柱の付近など野外で用いられる場合が多く、半導体等を含む制御回路はその使用環境により信頼性が低下すると共に使用部品数が多くなりコストが高くなる。

この発明の目的は、前記の課題を解決し、半導体などの電子部品を不使用にして装置の信頼性を高め、かつ、装置のコストを低く抑えることができる３相バランサおよび３相バランス方法を提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、３相電圧から取り出した第１の線間電圧、第２の線間電圧、および第３の線間電圧の位相およびレベルを移相器により調整して、前記第１の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧と、前記第２の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧および２４０度位相差の線間電圧と、前記第３の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧とを生成する移相部と、前記３相電圧から取り出した前記第１の線間電圧および前記第３の線間電圧のレベルを変圧器により調整したレベル調整の線間電圧をそれぞれ生成する変圧部と、前記レベル調整の第１の線間電圧と、前記２４０度位相差の第２の線間電圧と、前記１２０度位相差の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により逆相電圧を生成し、前記２４０度位相差の第１の線間電圧と、前記１２０度位相差の第２の線間電圧と、前記レベル調整の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により前記逆相電圧に対して２４０度位相差の逆相電圧を生成する生成手段とを備え、前記変圧部は、前記第１の線間電圧と前記逆相電圧とから正相電圧を生成し、前記第２の線間電圧と前記逆相電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して１２０度位相差の正相電圧を生成し、前記第３の線間電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して２４０度位相差の正相電圧を生成することを特徴とする３相バランサである。

請求項１の発明によれば、移相部は、例えば非対称の３相電圧から取り出した各線間電圧から、これらの線間電圧と位相およびレベルの異なる３相の線間電圧を移相器によりそれぞれ生成する。変圧部は、非対称の３相電圧から取り出した各線間電圧から、これらの線間電圧とレベルの異なる２相の線間電圧を変圧器によりそれぞれ生成する。そして、変圧部は、生成した２相の線間電圧と、移相部が生成した３相の線間電圧とを基にして３相の逆相電圧をそれぞれ生成し、これらの逆相電圧と各線間電圧とを基にして３相の正相電圧を生成する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の３相バランサにおいて、前記変圧器は、前記３相電圧を入力とし、これらの３相電圧から前記各線間電圧をそれぞれ生成する１次巻線部と、前記レベル調整の第１の線間電圧と、前記レベル調整の第３の線間電圧とを生成する３次巻線部と、前記逆相電圧が加えられる第１の逆相巻線により前記正相電圧を生成する第１の正相巻線と、前記２４０度位相差の逆相電圧が加えられる第２の逆相巻線により前記１２０度位相差の正相電圧を生成する第２の正相巻線と、前記逆相電圧が加えられる第３の逆相巻線および前記２４０度位相差の逆相電圧が加えられる第４の逆相巻線により前記２４０度位相差の正相電圧を生成する第３の正相巻線とから成る２次巻線部とを備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の３相バランサにおいて、前記移相部は、前記３相電圧の各２相の電圧から線間電圧をそれぞれ生成する入力巻線と、前記入力巻線との位置関係により位相およびレベルの異なる線間電圧をそれぞれ生成する出力巻線とを備える複数の誘導電圧調整器であることを特徴とする。

請求項４の発明は、３相電圧から取り出した第１の線間電圧、第２の線間電圧、および第３の線間電圧の位相およびレベルを移相器により調整して、前記第１の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧と、前記第２の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧および２４０度位相差の線間電圧と、前記第３の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧とを生成し、前記３相電圧から取り出した前記第１の線間電圧および前記第３の線間電圧のレベルを変圧器により調整したレベル調整の線間電圧をそれぞれ生成し、前記レベル調整の第１の線間電圧と、前記２４０度位相差の第２の線間電圧と、前記１２０度位相差の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により前記変圧器により逆相電圧を生成し、前記２４０度位相差の第１の線間電圧と、前記１２０度位相差の第２の線間電圧と、前記レベル調整の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により前記逆相電圧に対して２４０度位相差の逆相電圧を前記変圧器により生成し、前記第１の線間電圧と前記逆相電圧とから前記変圧器により正相電圧を生成し、前記第２の線間電圧と前記逆相電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して１２０度位相差の正相電圧を前記変圧器により生成し、前記第３の線間電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して２４０度位相差の正相電圧を前記変圧器により生成することを特徴とする３相バランス方法である。
である。

請求項１および請求項４の発明により、移相器を用いた移相部と、変圧器を用いた変圧部と、結線からなる生成手段とにより、非対称の３相電圧から対称な３相電圧を生成することができるので、半導体などの電子部品を用いた回路を不要にして装置の信頼性を高め、また、装置の主な構成部品が２つのであるので、装置のコストを低く抑えることができる。

請求項２の発明により、非対称の３相電圧が加えられる１次巻線部と、各線間電圧と逆相電圧とから対称の３相の正相電圧を出力する２次巻線部と、レベルの異なる線間電圧を生成する３次巻線部とからなる変圧器を変圧部として用いるので、特殊構造の変圧器を使用することなく、また、簡単構造の変圧部を用いることができる。

請求項３の発明により、移相器として一般的な誘導電圧調整器を用いるので、装置のコストを抑えると共に代替品の利用を容易にする。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態による３相バランサは次ぎの原理を基にしている。つまり、図１に示すように、３相バランサによれば、非対称の３相電圧の線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤から対称の３相電圧を取り出すものである。なお、線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤はベクトルである。ここで、対称座標法による正相電圧、逆相電圧、および対称変換の変換子（ベクトルオペレータ）を、
正相電圧：Ｅ_１
逆相電圧：Ｅ_２
変換子：α （α^２＋α＋１＝０）
とすると、線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤は、
Ｖ_赤白＝Ｅ_１＋Ｅ_２ …（１）
Ｖ_白青＝α^２Ｅ_１＋Ｅ_２＋α^２Ｅ_２＝α^２Ｅ_１＋（１＋α^２）Ｅ_２
＝α^２Ｅ_１＋αＥ_２ …（２）
Ｖ_青赤＝αＥ_１＋α^２Ｅ_２ …（３）
となる。なお、変換子αは、
α＝ｅｘｐ（ｊ１２０度）
であり、正相電圧Ｅ_１と逆相電圧Ｅ_２とはベクトルである。

さらに、（１）〜（３）式を用いて、３相電圧である正相電圧Ｅ_１、正相電圧Ｅ_１に対して２４０度位相の異なる正相電圧α^２Ｅ_１、および正相電圧Ｅ_１に対して１２０度位相の異なる正相電圧αＥ_１を、非対称３相電圧の線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤で表すと、
Ｅ_１＝Ｖ_赤白−Ｅ_２ …（４）
α^２Ｅ_１＝Ｖ_白青−（１＋α^２）Ｅ_２ …（５）
αＥ_１＝Ｖ_青赤−α^２Ｅ_２ …（６）
となる。つまり、（４）〜（６）式によれば、図１に示すように、非対称の３相電圧の各線間電圧Ｖ_赤白、Ｖ_白青、Ｖ_青赤から対称３相電圧である正相電圧Ｅ_１、正相電圧α^２Ｅ_１、および正相電圧αＥ_１を取り出すことができる。

３相の正相電圧Ｅ_１、正相電α^２Ｅ_１、および正相電αＥ_１を表す（４）〜（６）式中の３相の逆相電圧Ｅ_２、αＥ_２、α^２Ｅ_２は、
Ｅ_２＝（Ｖ_赤白＋α^２Ｖ_白青＋αＶ_青赤）／３ …（７）
αＥ_２＝（αＶ_赤白＋Ｖ_白青＋α^２Ｖ_青赤）／３ …（８）
α^２Ｅ_２＝（α^２Ｖ_赤白＋αＶ_白青＋Ｖ_青赤）／３ …（９）
である。また、
Ｅ_２＋αＥ_２＋α^２Ｅ_２＝０
の関係から、
αＥ_２＝−（Ｅ_２＋α^２Ｅ_２） …（１０）
となる。この様子を図２のベクトル図に示す。図２では線間電圧Ｖ_赤白、Ｖ_白青、Ｖ_青赤をそのまま用いたので、（７）〜（９）の逆相電圧は３倍の３Ｅ_２、３αＥ_２、３α^２Ｅ_２となっている。

以上によりこの実施の形態では、（４）〜（６）式で示したように、対称３相電圧、つまり、
正相電圧Ｅ_１
正相電圧α^２Ｅ_１
正相電圧αＥ_１
は、非対称の線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤と、変換子αおよび逆相電圧Ｅ_２とで得ることができる。さらに、（７）〜（９）式で示したように、
逆相電圧Ｅ_２
逆相電圧αＥ_２
逆相電圧α^２Ｅ_２
は、非対称の線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤と、変換子αとで得ることができ、かつ、（１０）式で示したように、逆相電圧αＥ_２は２相の逆相電圧Ｅ_２および逆相電圧α^２Ｅ_２から得ることができる。

これにより、この実施の形態では、第１の段階として、非対称の線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤と、変換子αとから２相の逆相電圧、つまり、
逆相電圧Ｅ_２
逆相電圧α^２Ｅ_２
を得る。また、第２段階として、逆相電圧Ｅ_２と逆相電圧α^２Ｅ_２とから、残りの１相の逆相電圧、つまり、
逆相電圧αＥ_２
を得る。そして、第３段階として、非対称の線間電圧Ｖ_赤白、線間電圧Ｖ_白青、および線間電圧Ｖ_青赤と、逆相電圧Ｅ_２、逆相電圧αＥ_２、および逆相電圧α^２Ｅ_２とから、対称の３相電圧である、
正相電圧Ｅ_１
正相電圧α^２Ｅ_１
正相電圧αＥ_１
を得る。

以上の原理を基にした３相バランサは図３に示すように、変圧部１と移相部２とを備えている。以下では、３相バランサの構成と作用とを併せて説明する。

変圧部１は、１次巻線部１１、２次巻線部１２、３次巻線部１３、入力端子１４Ａ〜１４Ｃ、および出力端子１５Ａ〜１５Ｃを備えている。入力端子１４Ａ〜１４Ｃには非対称３相電圧である赤相の電圧、青相の電圧、白相の電圧が加えられ、出力端子１５Ａ〜１５Ｃからは対称３相電圧である赤相の電圧、白相の電圧、青相の電圧が出力される。１次巻線部１１、２次巻線部１２、および３次巻線部１３は変圧器を構成する。

変圧部１の１次巻線部１１は１次巻線１１Ａ〜１１Ｃを備え、２次巻線部１２は、２次巻線である正相巻線１２Ａ〜１２Ｃと、同じく２次巻線である逆相巻線１２Ｄ〜１２Ｇとを備え、３次巻線部１３は３次巻線１３Ａ、１３Ｂを備えている。１次巻線部１１の１次巻線１１Ａ〜１１ＣはΔ結線をされ、１次巻線１１Ａの両端には赤相の電圧と青相の電圧とが加えられるので、１次巻線１１Ａの電圧は線間電圧Ｖ_青赤となる。同じく、１次巻線１１Ｂの両端には赤相の電圧と白相の電圧とが加えられるので、１次巻線１１Ｂの電圧は線間電圧Ｖ_赤白となり、１次巻線１１Ｃの両端には白相の電圧と青相の電圧とが加えられるので、１次巻線１１Ｃの電圧は線間電圧Ｖ_白青となる。

２次巻線部１２の正相巻線１２Ａ〜１２ＣはΔ結線をされ、また、正相巻線１２Ａには逆相巻線１２Ｄが接続され、正相巻線１２Ｂには逆相巻線１２Ｅが接続され、正相巻線１２Ｃの両端には逆相巻線１２Ｆと逆相巻線１２Ｇとが接続されている。さらに、正相巻線１２Ａ〜１２ＣのΔ結線部分には、出力端子１５Ａ〜１５Ｃがそれぞれ接続されている。２次巻線部１２は、後述するように、対称３相電圧である赤相の電圧、白相の電圧、および青相の電圧を生成する。

３次巻線部１３の３次巻線１３Ａは、１次巻線部１１の１次巻線１１Ａとの巻線比により、線間電圧Ｖ_青赤と同相でレベルが１／３の線間電圧Ｖ_青赤／３を発生し、同じく、３次巻線１３Ｂは、１次巻線部１１の１次巻線１１Ｂとの巻線比により線間電圧Ｖ_赤白／３を発生する。

移相部２は線間電圧Ｖ_赤白、Ｖ_白青、Ｖ_青赤の位相をずらした電圧を発生する。このために、移相部２は誘導電圧調整器を移相器として用いる。例えば、図４（ａ）に示すように、誘導電圧調整器の入力巻線２Ａに入力電圧を加え、出力巻線２Ｂから出電圧を取り出す場合、入力巻線２Ａと出力巻線２Ｂとの位置関係を１２０度にすると、図４（ｂ）に示すように、出力電圧の位相を入力電圧の位相に比べて１２０度進めることができる。図４（ａ）の入力巻線２Ａと出力巻線２Ｂとの位置関係を得るために、図４（ｃ）に示すように、出力巻線２Ｂである固定子巻線に対して入力巻線２Ａである回転子巻線の位置を調整する。回転子巻線は、空隙２_１を介在して固定子巻線に対して回転可能に設けられている。つまり、一般的なトランスと異なり、回転子巻線は固定子巻線に対して扇を開くような位置関係をとることができ、これにより連続的な移相および出力電圧のレベル調整が可能である。図４の誘導電圧調整器は、入力電圧の位相を１２０度進め、入力電圧のレベルを１／３にしている。なお、図４（ｃ）では矢印２_２および矢印２_３が回転子巻線および固定子巻線による磁束の発生方向を示し、固定子巻線の「×」印は図４の紙面表から紙面裏に向かう電流の流れる方向を表し、回転子巻線の「・」印は図４の紙面裏から紙面表に向かう電流の流れる方向を表す。

図４に示す誘導電圧調整器により入力電圧の位相を１２０度進めることは、入力電圧に変換子αを掛けることと同じである。つまり、図４の誘導電圧調整器は、出力電圧として、
α入力電圧／３
を発生する。

同じように、図５（ａ）に示すように、誘導電圧調整器の入力巻線２Ａに入力電圧を加え、出力巻線２Ｂから出電圧を取り出す場合、入力巻線２Ａと出力巻線２Ｂとの位置関係を２４０度にすると、図５（ｂ）に示すように、出力電圧の位相を入力電圧の位相に比べて２４０度進めることができる。図５（ａ）の入力巻線２Ａと出力巻線２Ｂとの位置関係を得るために、図５（ｃ）に示すように、出力巻線２Ｂである固定子巻線に対して入力巻線２Ａである回転子巻線の位置を調整する。図５の誘導電圧調整器は、入力電圧の位相を２４０度進め、入力電圧のレベルを１／３にしている。

図５に示す誘導電圧調整器により入力電圧の位相を２４０度進めることは、入力電圧に変換子α^２を掛けることと同じである。つまり、図５の誘導電圧調整器は、出力電圧として、
α^２入力電圧／３
を発生する。

こうした誘導電圧調整器を移相器として用いる移相部２は、入力巻線２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、出力巻線２１Ｂ、２２Ｂ、２２Ｃ、２３Ｂ、入力端子２４Ａ〜２４Ｆを備えている。入力端子２４Ａ、２４Ｅには非対称３相電圧の赤相の電圧が加えられ、入力端子２４Ｂ、２４Ｄには非対称３相電圧の白相の電圧が加えられ、入力端子２４Ｃ、２４Ｆには非対称３相電圧の青相の電圧が加えられる。

入力巻線２１Ａの両端には赤相の電圧と白相の電圧とが加えられるので、入力巻線２１Ａの電圧は線間電圧Ｖ_赤白となる。出力巻線２１Ｂは、入力巻線２１Ａと共に移相器を形成し、線間電圧Ｖ_赤白より２４０度位相が進み、かつ、レベルが１／３の線間電圧α^２Ｖ_赤白／３を発生する。同じように、入力巻線２２Ａの両端には青相の電圧と白相の電圧とが加えられるので、入力巻線２２Ａの電圧は線間電圧Ｖ_白青となる。出力巻線２２Ｂは、入力巻線２２Ａと共に移相器を形成し、線間電圧Ｖ_白青より１２０度位相が進み、かつ、レベルが１／３の線間電圧αＶ_白青／３を発生し、出力巻線２２Ｃは、入力巻線２２Ａと共に移相器を形成し、線間電圧Ｖ_白青より２４０度位相が進み、かつ、レベルが１／３の線間電圧α^２Ｖ_白青／３を発生する。また、入力巻線２３Ａの両端には赤相の電圧と青相の電圧とが加えられるので、入力巻線２３Ａの電圧は線間電圧Ｖ_青赤となる。出力巻線２３Ｂは、入力巻線２３Ａと共に移相器を形成し、線間電圧Ｖ_青赤より１２０度位相が進み、かつ、レベルが１／３の線間電圧αＶ_青赤／３を発生する。

図３の３相バランサに対して、さらに図６に示す結線が行われ、生成手段が形成される。図６の結線は、図７に示す第１の結線、図８に示す第２の結線、および図９に示す第３の結線からなっている。図７に示す第１の結線では、逆相巻線１２Ｄと逆相巻線１２Ｇとをループ状に接続し、逆相巻線１２Ｅと逆相巻線１２Ｆとをループ状に接続する。

図８に示す第２の結線では、逆相巻線１２Ｅと３次巻線１３Ｂと出力巻線２２Ｃと出力巻線２３Ｂとをループ状に接続する。この接続により、図１０（ａ）に示すように、逆相巻線１２Ｅには、
Ｖ_赤白／３＋α^２Ｖ_白青／３＋αＶ_青赤／３
の電圧が加わる。つまり、先の（７）式で示される関係が成り立つ。

Ｅ_２＝（Ｖ_赤白＋α^２Ｖ_白青＋αＶ_青赤）／３ …（７）
この結果、逆相巻線１２Ｅには、逆相電圧Ｅ_２が加えられる。

図９に示す第３の結線では、逆相巻線１２Ｄと３次巻線１３Ａと出力巻線２１Ｂと出力巻線２２Ｂとをループ状に接続する。この接続により、図１０（ｂ）に示すように、逆相巻線１２Ｄには、
α^２Ｖ_赤白／３＋αＶ_白青／３＋Ｖ_青赤／３
の電圧が加わる。つまり、先の（９）式で示される関係が成り立つ。

α^２Ｅ_２＝（α^２Ｖ_赤白＋αＶ_白青＋Ｖ_青赤）／３ …（９）
この結果、逆相巻線１２Ｄには、逆相電圧Ｅ_２に対して２４０度位相の異なる逆相電圧α^２Ｅ_２が加えられる。

一方、２次巻線部１２では、逆相巻線１２Ｄに加えられる（９）式の逆相電圧α^２Ｅ_２は、第１の結線により逆相巻線１２Ｇに加えられ、逆相巻線１２Ｅに加えられる（７）式の逆相電圧Ｅ_２は同じく第１の結線により逆相巻線１２Ｆに加えられる。この結果、正相巻線１２Ｃの両側に位置する逆相巻線１２Ｆおよび逆相巻線１２Ｇにより、（１０）式の関係、つまり、
αＥ_２＝−（Ｅ_２＋α^２Ｅ_２） …（１０）
の関係が成り立つ。

さらに、２次巻線部１２では、図３の結線により、２次巻線部１２の正相巻線１２Ｂは、逆相巻線１２Ｅの逆相電圧Ｅ_２により、（４）式で示される正相電圧
Ｅ_１＝Ｖ_赤白−Ｅ_２
を発生し、正相巻線１２Ａは、逆相巻線１２Ｄの逆相電圧α^２Ｅ_２により、（６）式で示される正相電圧
αＥ_１＝Ｖ_青赤−α^２Ｅ_２
を発生する。さらに、正相巻線１２Ｃは、両端の逆相巻線１２Ｆの逆相電圧Ｅ_２と、逆相巻線１２Ｇの逆相電圧α^２Ｅ_２とにより、（５）式で示される正相電圧
α^２Ｅ_１＝Ｖ_白青−（１＋α^２）Ｅ_２
を発生する。

そして、２次巻線部１２は、正相巻線１２Ａ〜１２ＣのΔ結線により、対称３相電圧である正相電圧Ｅ_１、正相電圧Ｅ_１に対して位相が１２０度異なる正相電圧α^２Ｅ_１、および正相電圧Ｅ_１に対して位相が１２０度異なる正相電圧αＥ_１から、赤相の電圧、白相の電圧、および青相の電圧を出力端子１５Ａ〜１５Ｃにそれぞれ出力する。

こうして、３相の対地電圧および線間電圧の不平衡を解消して、対称な３相電圧を出力することができる。このとき、変圧部１には１次巻線部１１、２次巻線部１２、および３次巻線部１３からなる変圧器を用い、移相部２では誘導電圧調整器を移相器として用いるので、電子回路等を不要にして、屋外等での使用に際して装置の信頼性を高めることができる。さらに、移相部２では連続的な位相調整が可能な誘導電圧調整器を用いるので、１２０度や２４０度の位相の微調整が容易である。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、移相部２で移相器として用いられている各誘導電圧調整器の出力巻線つまり回転子巻線による位相の調整を自動で行ってもよい。この場合には、例えば、出力端子１５Ａ〜１５Ｃに出力される３相の電圧をモニタし、３相電圧が対称となるように各回転子巻線を調整するようにしてもよく、また、各回転子巻線の電圧をモニタして所定の位相になるように各回転子巻線を調整するようにしてもよい。

この発明の実施の形態による３相バランサの原理を説明するベクトル図である。 この発明の実施の形態による３相バランサの原理を説明するベクトル図である。 この発明の実施の形態による３相バランサを示す構成図である。 移相部に用いられる移相器を説明する説明図であり、図４（ａ）は−１２０度の移相を説明する図、図４（ｂ）は図４（ａ）のベクトル図、図４（ｃ）は巻線の配置を示す図である。 移相部に用いられる移相器を説明する説明図であり、図５（ａ）は−２４０度の移相を説明する図、図５（ｂ）は図４（ａ）のベクトル図、図５（ｃ）は巻線の配置を示す図である。 図３に対する結線を示す図である。 第１の結線を示す図である。 第２の結線を示す図である。 第３の結線を示す図である。 結線を説明する図であり、図１０（ａ）は第２の結線を説明する図、図１０（ｂ）は第３の結線を説明する図である。 ３相電圧の電圧変動を示す図である。 各相電圧のアンバランスを示すベクトル図である。

符号の説明

１ 変圧部
１１ １次巻線部
１１Ａ〜１１Ｃ １次巻線
１２ ２次巻線部
１２Ａ 正相巻線（第２の正相巻線）
１２Ｂ 正相巻線（第１の正相巻線）
１２Ｃ 正相巻線（第３の正相巻線）
１２Ｄ 逆相巻線（第２の逆相巻線）
１２Ｅ 逆相巻線（第１の逆相巻線）
１２Ｆ 逆相巻線（第３の逆相巻線）
１２Ｇ 逆相巻線（第４の逆相巻線）
１３ ３次巻線部
１３Ａ、１３Ｂ ３次巻線
１４Ａ〜１４Ｃ 入力端子
１５Ａ〜１５Ｃ 出力端子
２ 移相部
２Ａ、２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ 入力巻線
２Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２２Ｃ、２３Ｂ 出力巻線
２４Ａ〜２４Ｅ 入力端子
Ｖ_赤白 線間電圧（第１の線間電圧）
Ｖ_白青 線間電圧（第２の線間電圧）
Ｖ_青赤 線間電圧（第３の線間電圧）

Claims (4)

1. ３相電圧から取り出した第１の線間電圧、第２の線間電圧、および第３の線間電圧の位相およびレベルを移相器により調整して、前記第１の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧と、前記第２の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧および２４０度位相差の線間電圧と、前記第３の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧とを生成する移相部と、
   前記３相電圧から取り出した前記第１の線間電圧および前記第３の線間電圧のレベルを変圧器により調整したレベル調整の線間電圧をそれぞれ生成する変圧部と、
   前記レベル調整の第１の線間電圧と、前記２４０度位相差の第２の線間電圧と、前記１２０度位相差の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により逆相電圧を生成し、前記２４０度位相差の第１の線間電圧と、前記１２０度位相差の第２の線間電圧と、前記レベル調整の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により前記逆相電圧に対して２４０度位相差の逆相電圧を生成する生成手段と、
   を備え、
   前記変圧部は、前記第１の線間電圧と前記逆相電圧とから正相電圧を生成し、前記第２の線間電圧と前記逆相電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して１２０度位相差の正相電圧を生成し、前記第３の線間電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して２４０度位相差の正相電圧を生成することを特徴とする３相バランサ。
2. 前記変圧器は、
   前記３相電圧を入力とし、これらの３相電圧から前記各線間電圧をそれぞれ生成する１次巻線部と、
   前記レベル調整の第１の線間電圧と、前記レベル調整の第３の線間電圧とを生成する３次巻線部と、
   前記逆相電圧が加えられる第１の逆相巻線により前記正相電圧を生成する第１の正相巻線と、前記２４０度位相差の逆相電圧が加えられる第２の逆相巻線により前記１２０度位相差の正相電圧を生成する第２の正相巻線と、前記逆相電圧が加えられる第３の逆相巻線および前記２４０度位相差の逆相電圧が加えられる第４の逆相巻線により前記２４０度位相差の正相電圧を生成する第３の正相巻線とから成る２次巻線部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の３相バランサ。
3. 前記移相部は、前記３相電圧の各２相の電圧から線間電圧をそれぞれ生成する入力巻線と、前記入力巻線との位置関係により位相およびレベルの異なる線間電圧をそれぞれ生成する出力巻線とを備える複数の誘導電圧調整器であることを特徴とする請求項１または２に記載の３相バランサ。
4. ３相電圧から取り出した第１の線間電圧、第２の線間電圧、および第３の線間電圧の位相およびレベルを移相器により調整して、前記第１の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧と、前記第２の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧および２４０度位相差の線間電圧と、前記第３の線間電圧と位相およびレベルの異なる１２０度位相差の線間電圧とを生成し、
   前記３相電圧から取り出した前記第１の線間電圧および前記第３の線間電圧のレベルを変圧器により調整したレベル調整の線間電圧をそれぞれ生成し、
   前記レベル調整の第１の線間電圧と、前記２４０度位相差の第２の線間電圧と、前記１２０度位相差の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により前記変圧器により逆相電圧を生成し、
   前記２４０度位相差の第１の線間電圧と、前記１２０度位相差の第２の線間電圧と、前記レベル調整の第３の線間電圧とを組み合わせる結線により前記逆相電圧に対して２４０度位相差の逆相電圧を前記変圧器により生成し、
   前記第１の線間電圧と前記逆相電圧とから前記変圧器により正相電圧を生成し、
   前記第２の線間電圧と前記逆相電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して１２０度位相差の正相電圧を前記変圧器により生成し、
   前記第３の線間電圧と前記２４０度位相差の逆相電圧とから、前記正相電圧に対して２４０度位相差の正相電圧を前記変圧器により生成することを特徴とする３相バランス方法。

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