JP2012139059A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電源装置は、架空電力線100近傍に配設される誘導電極20及び大地300間の浮遊静電容量(誘導電極20の対地静電容量C0)と、誘導電極20の対地静電容量C0に対して並列に接続され、一次電圧を降圧させて二次電圧を出力する変圧器1と、変圧器1の二次側の両端から引き出される出力部50と、を備え、変圧器1のコア2が、ギャップ2aを有し、誘導電極20の対地静電容量C0及び変圧器1の励磁サセプタンスb0による並列回路を並列共振回路として、出力部50から負荷200電力を供給する。
【選択図】 図1
Description
から出力するものである。
から出力することにより、共振曲線の共振ピークとなるコンデンサの静電容量でなくても、微弱な電力を制御部に供給することができる。このため、超省電力のマイクロコントローラなどを制御部に使用し、変圧器の二次側から出力される電源装置自体の電力により制御部を駆動して、浮遊静電容量、コンデンサ及び励磁サセプタンスの並列共振の制御を行ない、並列共振の不完全な状態から最適な並列共振状態までコンデンサの静電容量を順次増減させることが可能になる。すなわち、制御部を駆動するための一次電池や二次電池などの別電源を必要としない自立制御型の電源装置を得ることができる。
架空電力線100は、図1(a)に示すように、架空電線路における三相三線式の各相電力線であり、三相三線の各線間の浮遊静電容量と各線及び大地300間の浮遊静電容量とが存在する。なお、図1(a)は、A相の架空電力線100a、B相の架空電力線100b及びC相の架空電力線100cにおいて、送電電圧が6600V(商用周波数60Hz)であり、A相及びB相の線間並びにB相及びC相の線間が0.65mである場合に、三相三線の各線間と各線及び大地300間とに生じる浮遊静電容量並びに静電誘導で流れる電流を示したものであり、架空電力線100の長さをいずれも1mと仮定して計算したものである。
線に鎖交すること、第2の仮定として、巻線の抵抗は無視できること、第3の仮定として、鉄損は無視できること、第4の仮定として、鉄心の飽和は無視できること、第5の仮定として、鉄心の透磁率が無限大で励磁電流も無視できること、の5つを仮定した仮想上の変圧器を理想変圧器1aという。
R)に印加される電圧V0と、負荷200(負荷抵抗R)に流れる電流IRとの乗算により得られる。
前述したように、負荷200に供給される電力Pは、負荷200(負荷抵抗R)に印加される電圧V0と、負荷200(負荷抵抗R)に流れる電流IRとの乗算により得られる。
合を想定する。
インダクタンス値の設定が困難になるため、コア2のギャップ2aは、0.020mm以上であることが好ましい。
の並列共振状態にするために追加で必要になる電流成分は確実に充電電流となる。そして、追加の充電電流ICfに必要な静電容量を有する固定コンデンサCfを変圧器1の二次巻線と負荷200との間に接続することで、誘導電極20の対地静電容量C0、固定コンデンサCf及びインダクタンスL0(励磁サセプタンスb0)による並列回路を並列共振状態にすることができる(|Ib0|=|IC0|+|ICf|)。
(本発明の第2の実施形態)
図10(a)は図1(b)に示す電源装置における変圧器の二次側の概略構成を示すブロック図であり、図10(b)はコンデンサの静電容量を変化させた場合の共振曲線である。図10において、図1乃至図9と同じ符号は、同一又は相当部分を示し、その説明を省略する。
の一又は複数の固定コンデンサCfを適宜組み合わせ、コンデンサの静電容量を調節するマイクロコントローラである。
1a 理想変圧器
2 コア
2a ギャップ
10 電源装置本体
20 誘導電極
30 アーム
40 入力部
50 出力部
61 静電容量調整部
62 整流部
63 保護回路
64 第1のDC/DCコンバータ 65 電圧測定部
66 制御部
67 スイッチ部
68 第2のDC/DCコンバータ
100,100a,100b,100c 架空電力線
200 負荷
300 大地
400 電柱
401 腕金
Claims (5)
- 導体近傍に配設される誘導電極及び当該導体又は大地間の浮遊静電容量と、
前記浮遊静電容量に対して並列に接続され、一次電圧を降圧させて二次電圧を出力する変圧器と、
前記変圧器の二次側の両端から引き出される出力部と、
を備え、
前記変圧器のコアが、ギャップを有し、
前記浮遊静電容量及び変圧器の励磁サセプタンスによる並列回路を並列共振回路として、前記出力部から負荷に電力を供給することを特徴とする電源装置。 - 前記請求項1に記載の電源装置において、
前記変圧器の二次側に二次巻線に対して並列に接続されるコンデンサを備え、
前記コアのギャップが、前記変圧器の励磁サセプタンスに流れる励磁電流を前記浮遊静電容量に流れる充電電流よりも大きくするように形成され、
前記前記浮遊静電容量及びコンデンサと前記変圧器の励磁サセプタンスとによる並列回路を並列共振回路として、前記出力部から負荷に電力を供給することを特徴とする電源装置。 - 前記請求項2に記載の電源装置において、
前記コンデンサに対して負荷側に接続され、前記変圧器の二次側の電圧を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部による測定結果に基づき、前記コンデンサの静電容量を調節する制御部と、
を備えることを特徴とする電源装置。 - 前記請求項3に記載の電源装置において、
前記コンデンサの静電容量の初期設定値が、前記制御部の起動前に、前記浮遊静電容量及びコンデンサと前記変圧器の励磁サセプタンスとによる並列回路における、前記コンデンサの静電容量を変化させた場合の共振曲線の共振ピーク近傍になるように、予め設定され、前記制御部の駆動に必要な電力を前記変圧器の二次側から出力することを特徴とする電源装置。 - 前記請求項4に記載の電源装置において、
前記制御部の制御信号に基づき、前記コンデンサ及び負荷間の電路を開閉するスイッチ部を備え、
前記制御部が、前記コンデンサの静電容量を調節した後に、前記スイッチ部を投入することを特徴とする電源装置。
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