JP2014526231A - 電源ならびに原動力および／または照明の電源負荷との間に挿入するための改善された高効率なエネルギー節約デバイス - Google Patents

Abstract

３相電気変圧器（１０）を備える、３相電源（Ａ）および３相負荷（Ｌ）の間に挿入されるエネルギー節約デバイス（１）であって、３相電気変圧器（１０）の各相が、１次巻線（２）が第１の端部（５）で電源（Ａ）の１つの相に接続され、かつ２次巻線（３）の第２の端部（Ｓ１）で負荷（Ｌ）の１つの相に接続された２次巻線（３）に電磁結合された変圧組立体（１１）を含む。デバイス（１）は、１次巻線（２）が２つの部分（２１、２２）を備えることを伴い、主要部分（２１）が、第１のポイント（Ｐ０）および第２のポイント（Ｐ１）の間に伸び、第２の部分（２２）が、第２のポイント（Ｐ１）から第３のポイント（Ｐ２）まで伸びる。デバイスはまた、１次巻線（２）の第１のポイント（Ｐ０）および第３のポイント（Ｐ２）の間に確立される電圧値（ＶＰ０−Ｐ２）が、主要部分（２１）に印加される電圧（Ｖｋｖｐ）掛ける係数１．２０４３−２％から１．２０４３＋２％により規定される範囲内であり；第２の巻線（３）の第１の端部（Ｓ０）および第２の端部（Ｓ１）の間の電圧値（ＶＳ０−Ｓ１）が、電圧（Ｖｋｖｐ）掛ける係数０．１０２１−５％から０．１０２１＋５％により規定される範囲内であり；主要部分（２１）を通って流れる電流値（ＩＰ０−Ｐ１）が、２次巻線を通って流れる電流（Ｉｋａｓ）掛ける係数０．１１３３−５％から０．１１３３＋５％により規定される範囲内であり；第２の部分（２２）内を流れる電流値（ＩＰ１−Ｐ２）が、電流（Ｉｋａｓ）掛ける係数０．０９４０−５％から０．０９４０＋５％により規定される範囲内であり；１次巻線（２）の、ならびに２次巻線（３）の第１のポイント（Ｐ０）および第３のポイント（Ｐ２）により規定される構成に関連する磁気誘導値が、１次巻線（２）の、および２次巻線（３）の主要部分（２１）により規定される構成に対する磁気誘導係数（Ｃｋｉｍ）掛ける係数０．９９６５−０．０３％から０．９９６５＋０．０３％により規定される範囲内であるような寸法に、変圧組立体（１１）の各々が作られることを必要とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源から負荷に電気エネルギーを供給する間に決定されるエネルギー消費を低減することができるエネルギー節約デバイスに関する。

原動力および／または照明の電力を消費する１つまたは複数の負荷に適切に電力を供給するために、主電源ネットワークにより供給される電気エネルギーの値を変換する必要があることは常識である。

したがって、前記変換を達成するために、入力電気量の値を、すなわち、入力電圧Ｖ_ｉおよび入力電流Ｉ_ｉを適切な出力値Ｖ_ｏおよびＩ_ｏに変換することができる、電源および供給すべき負荷の間に静的電気機械を挿入する必要がある。

このような機械は、電力変圧器の名前で知られている。

また、変圧器は、一般に、さまざまな要因のために、たとえば巻線内のジュール効果による電位の損失、または電流の分散による損失のために、エネルギー損失を被ることも常識である。

これらの望まれない損失は、変圧器の動作中の高いエネルギー消費、したがって、効率低下と符合する。

上述の欠点は、制御されている電気エネルギーの電力が高いほど大きい。

この理由のために、上述の欠点を軽減するために、３相電源および１つまたは複数の３相負荷との間に挿入し、有効にするためのエネルギー節約デバイスが市場で提案されている。

しかしながら、このようなデバイスを使用しても、所望の最適なエネルギー節約を達成することは、依然として不可能である。

本発明は、上述の欠点を克服することを目的とする。

詳細には、本発明の主要な目的は、公知の最新技術によるデバイスより効果的なエネルギー節約デバイスを作り出すことである。

本発明の他の目的は、関与する電気量の信号に含まれる高調波を減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すことである。

本発明のさらなる目的は、電源ネットワークに由来する歪みを減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すことである。

本発明の他の目的は、エネルギー伝送を均衡させて、変圧器が始動するときに突入電流ピークを減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すことである。

本発明の他の目的は、定格周波数で波形の電流ピークを減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すことである。

必ずしもこれが最後ではないが、本発明のさらなる目的は、エネルギー伝送の変動率を最適にすることができるエネルギー節約デバイスを作り出すことである。

前述の目的は、主クレームで特徴を説明する、本発明によるエネルギー節約デバイスにより達成される。

詳細には、本発明によるエネルギー節約デバイスは、３相電源および３相負荷の間に挿入されるように設計され、前記エネルギー節約デバイスは、各相が２次巻線に電磁結合した１次巻線を伴う３相電力変圧器を備え、１次巻線は、適切な寸法の巻線からなる、少なくとも２つの隣接部分を備える。

詳細には、３相変圧器の各相（わかりやすくするために、以下、「変圧組立体」と呼ぶ）を備えるさまざまな要素が、（主要部分として構成された）前述の２つの部分の一方で確立される定格電圧、２次巻線上で識別される定格電流、ならびに１次巻線および２次巻線の前記主要部分により規定される構成に関連する磁気誘導の値を参照して特定の寸法に作られる。

前記基準値は、以下で詳細に説明する特定の比率係数が掛けられ、これにより、本発明によるエネルギー節約デバイスの一部を形成するさまざまな要素の寸法設計が可能になり、それにより、高いレベルの効率が達成される。

本発明によるエネルギー節約デバイスのさらなる特徴について、従属クレームで説明する。

本発明によるエネルギー節約デバイスは、以下で詳細に説明する好ましい実施形態では、有利には、第１および第２の切換手段を伴うという事実により、デバイスを損傷する可能性がある異常な過渡的動作状態を引き起こすことなく、前記デバイスが有効になった構成から、デバイスが無効になった他の構成への移行が可能になる。

上述の目的および利点について、添付図面を参照して、限定しない例として以下に示す、本発明のいくつかの好ましい実施形態の説明でさらに示す。

本発明によるエネルギー節約デバイスの電気的構成を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスを使用中に確立されるフィードバック制御を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスの３相変圧器に属する単一変圧組立体の第１の実施形態を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスの３相変圧器に属する単一変圧組立体の第２の実施形態を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスの３相変圧器に属する単一変圧組立体の第３の実施形態を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスの３相変圧器に属する単一変圧組立体の第４の実施形態を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスの３相変圧器に属する単一変圧組立体の第５の実施形態を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスの３相変圧器に属する単一変圧組立体の第６の実施形態を概略的に示す。 電源および電力を供給されている負荷の間への本発明によるエネルギー節約デバイスの挿入および使用法を概略的に示す。 本発明によるエネルギー節約デバイスをそれぞれ使用する（「節約」構成）または使用しない（バイパス構成）複合商業施設でのエネルギー消費の比較を可能にする２つのグラフを示す。

本発明によるエネルギー節約デバイスを図１に全体的に示し、番号１で示す。

図９に略図で示すように、本発明によるエネルギー節約デバイスは、３相電源Ａ（たとえば３相主電源）と、原動力および／または照明の電力タイプであってもよい１つまたは複数の３相負荷Ｌとの間に挿入されるように設計される。

詳細には、本発明によるエネルギー節約デバイス１は、３相変圧器１０を備え、変圧組立体１１と呼ばれる各相が、２次巻線３に電磁結合した１次巻線２を備える。

図１に示すように、３相変圧器１０の各変圧組立体１１は、１次巻線２の第１の端部５が電源Ａの１つの相に接続されることを伴い、一方、２次巻線３の第２の端部Ｓ１が、３相負荷Ｌの相の１つに接続される。

本発明によれば、各１次巻線２の第１の端部５は、前記２つの巻線２および３に対する共通基準を規定するために、対応する２次巻線３の第１の端部Ｓ０に短絡される。

さらに、図１に示すように、各変圧組立体１１の１次巻線２の第２の端部６が、第１の切換手段４によって共通基接続を有し、第１の切換手段４により、電源Ａおよび電力を供給される負荷Ｌの間に挿入されたエネルギー節約デバイス１の有効化または無効化が可能になる。

したがって、前記第１の切換手段４が存在することにより、本発明によるエネルギー節約デバイス１が、有効な状態（専門用語で「節約」構成と呼ばれる）から、前記エネルギー節約デバイス１が無効になり、バイパスされ、その結果、いわゆる「バイパス」構成になる状態に切り換えられることが可能になる。

前記第１の切換手段４は、必ずではないが、好ましくは、前記３相変圧器１０の変圧組立体１１にそれぞれ関連づけられた３つの接点を有する遠隔制御スイッチ４１を備えてもよい。

エネルギー節約デバイス１の性能を妨害する、または損傷を引き起こす可能性さえある、エネルギー節約デバイス１の過渡的動作状態に陥ることなく、節約構成からバイパス構成に、およびその逆に、安全に切り換わることができるには、本発明による前記デバイス１は、図１に示すように、各変圧組立体１１の各２次巻線３と平行に配置された第２の切換手段７を備える。

前記第２の切換手段７は、必ずではないが、好ましくは、各変圧組立体１１の対応する２次巻線３と平行にそれぞれ配置された３つの接点を有するアイソレータ７１を備えてもよい。

したがって、全く安全に、かつ本発明によるエネルギー節約デバイス１の異常な過渡的動作状態を引き起こすことなく、節約構成からバイパス構成に、およびその逆に切り換わることが可能である。

詳細には、エネルギー節約デバイス１が節約構成で動作しているとき、第１の切換手段４は、「オン」状態にあり、すなわち、３つの１次巻線２の第２の端部６間の接点を閉じ、一方、第２の切換手段７は、「オフ」状態、すなわち開いた状態にあり、したがって、各１次巻線２により誘導された電流のすべてが、対応する２次巻線３を通って流れる。

したがって、本発明によるエネルギー節約デバイス１のバイパス構成に切り換えるために、取るべき第１のステップが、第１の切換手段４を「オフ」状態に切り換え、それにより、接点を開き、その後ようやく第２の切換手段７を「オン」状態に切り換え、それにより、各２次巻線３を短絡させることである。

次いで、本発明によるエネルギー節約デバイス１のバイパス構成から節約構成に戻るために、まず、前記第２の切換手段７を「オフ」状態に切り換える、すなわち、第２の切換手段７の接点を開いて、その後ようやく第１の切換手段４を「オン」状態に、すなわち、３つの１次巻線２の第２の端部６間の共通接続を回復させることにより切り換える必要がある。

図３に示すように、本発明によるエネルギー節約デバイス１の第１の実施形態では、各変圧組立体１１の１次巻線２は、電気的に直列に接続された２つの巻線部分２１および２２を備える。

前記実施形態では、詳細には、主要部分２１が、１次巻線２の第１のポイントＰ０（この場合、第１の端部５と一致する）および第２のポイントＰ１の間に伸び、一方、巻線の第２の部分２２が、前記第２のポイントＰ１から、第２の端部６と一致する、図３でＰ２として識別される第３のポイントまで伸びる。

さらに、本発明によれば、本発明によるエネルギー節約デバイス１の１次巻線２および２次巻線３を備える各対は、１次巻線２の第１のポイントＰ０および第３のポイントＰ２の間に確立される電圧値Ｖ_{Ｐ０−Ｐ２}、したがって、この実施形態では、１次巻線２全体で確立される電圧値が、主要部分２１に印加される電圧Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数１．２０４３−２％から１．２０４３＋２％により規定される範囲内になるような寸法に作られる。

詳細には、電圧Ｖ_{Ｐ０−Ｐ２}に対して確立される値は、必ずではないが、好ましくは、Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数１．２０４３の結果である。

さらに、本発明によれば、各変圧組立体１１の寸法設計は、２次巻線３の第１の端部Ｓ０および第２の端部Ｓ１の間の電圧値Ｖ_{Ｓ０−Ｓ１}が、前記電圧Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数０．１０２１−５％から０．１０２１＋５％により規定される範囲内なるようなものでなければならない。

この場合も、値Ｖ_{Ｓ０−Ｓ１}は、必ずではないが、好ましくは、電圧Ｖ_ｋｖｐに係数０．１０２１を掛けることにより得られる。

本発明によるエネルギー節約デバイス１で各変圧組立体１１の１次巻線２および２次巻線３の両方を適切な寸法に作るために、１次巻線２の主要部分２１を通って流れる電流値Ｉ_{Ｐ０−Ｐ１}を同じく規定しなければならない。

詳細には、前記電流値Ｉ_{Ｐ０−Ｐ１}は、２次巻線３内を流れる電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．１１３３−５％から０．１１３３＋５％により規定される範囲内である。

電流値Ｉ_{Ｐ０−Ｐ１}は、必ずではないが、好ましくは、電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．１１３３である。

同様に、第２の部分２２内を流れる電流値Ｉ_{Ｐ１−Ｐ２}は、前記電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．０９４０−５％から０．０９４０＋５％により規定される範囲内でなければならない。

より詳細には、電流値Ｉ_{Ｐ１−Ｐ２}は、電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．０９４０である。

最後に、本発明によるエネルギー節約デバイス１の一部を形成する各変圧組立体１１は、第１のポイントＰ０および第３のポイントＰ２の間に範囲を定められた１次巻線２により、および２次巻線３により規定される構成に関連する磁気誘導の値が、前記１次巻線２の主要部分２１、および２次巻線３を備える構成に関連する磁気誘導係数Ｃ_ｋｉｍ掛ける係数０．９９６５−０．０３％から０．９９６５＋０．０３％により規定される範囲内になるような寸法に作られる。

磁気誘導の前記値は、必ずではないが、好ましくは、磁気誘導係数Ｃ_ｋｉｍ掛ける係数０．９９６５である。

本発明によるエネルギー節約デバイス１の第２の実施形態は、各変圧組立体１１が、図３の前記第１の実施形態と比較して、図４に示すように１次巻線２に付加され、かつ第３のポイントＰ２から、この場合第２の端部６と一致する第４のポイントＰ３まで伸びる他の部分２３を有することを必要とする。

この場合も、前記部分２３は、１次巻線２の第１のポイントＰ０および第４のポイントＰ３の間に確立される電圧値Ｖ_{Ｐ０−Ｐ３}が、前記電圧Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数１．５１４９−２％から１．５１４９＋２％により規定される範囲内になるような寸法に作られる。

より詳細には、前記実施形態は、得るべき電圧値Ｖ_{Ｐ０−Ｐ３}が、電圧Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数１．５１４９の結果であることを必要とする。

前記第３の部分２３を通って流れる電流値Ｉ_{Ｐ２−Ｐ３}は、電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．０７４８−５％から０．０７４８＋５％により規定される範囲内である。

前記第３の部分２３を通って流れる前記電流値Ｉ_{Ｐ２−Ｐ３}は、必ずではないが、好ましくは、Ｉ_ｋａｓ掛ける０．０７４８である。

エネルギー節約デバイス１の第３の実施形態が、図５に示すように、この場合、第４のポイントＰ３から、第２の端部６と一致する第５のポイントＰ４まで伸びる第４の部分２４が１次巻線２に付加されるという点で、各変圧組立体１１が上述の第２の実施形態と異なることを必要とする。

この場合も、前記第４の部分２４は、１次巻線２の第１のポイントＰ０および前記第５のポイントＰ４の間に確立される電圧値Ｖ_{Ｐ０−Ｐ４}が、電圧Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数２．０８５１−２％から２．０８５１＋２％により規定される範囲内になるような寸法に作られる。

より詳細には、前記電圧値Ｖ_{Ｐ０−Ｐ４}は、電圧Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数２．０８５１と一致する。

さらに、前記第４の部分２４の寸法設計は、前記部分を通って流れる電流値Ｉ_{Ｐ３−Ｐ４}が、電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．０５４３−５％から０．０５４３＋５％により規定される範囲内になるようなものである。

この場合も、前記電流Ｉ_{Ｐ３−Ｐ４}は、必ずではないが、好ましくは、Ｉ_ｋａｓ掛ける０．０５４３の積である。

図６〜図８は、本発明によるエネルギー節約デバイス１のさらなる異なる実施形態に属する第４、第５、および第６のタイプの変圧組立体１１をそれぞれ示す。

一般的に言えば、これら３つのさらなる実施形態すべてには、共通の特徴が、すなわち、１次巻線２が、第１の部分Ｐ０から、この場合、上述の第１の端部５と一致する、−Ｐ１として規定される第６のポイントまで伸びる、いわゆる安全部分２５を備えるという事実がある。

詳細には、図６に示すように、第４の実施形態は、単に安全部分２５を付加した図３に示す第１の実施形態であり、第５の実施形態は、図７に示すように、前記安全部分２５を付加した、図４に示す本発明による変圧組立体１１の第２の実施形態と一致する。

前記安全部分２５は、同じく、本発明によるエネルギー節約デバイス１の一部を形成する、図８に示す各変圧組立体１１の第６の実施形態と、図５に示すタイプの変圧組立体１１を識別するものである。

図６、図７、および図８の３つの事例すべてにおいて、前記安全部分２５は、１次巻線２の第６のポイント−Ｐ１および第１のポイントＰ０の間に確立される電圧値Ｖ_{−Ｐ１−Ｐ０}が、電圧Ｖ_ｋｖｐ掛ける係数０．６３８３−２％から０．６３８３＋２％により規定される範囲内であるような寸法に作られる；詳細には、前記電圧Ｖ_{−Ｐ１−Ｐ０}は、Ｖ_ｋｖｐ掛ける０．６３８３の電圧値を獲得する。

さらに、前記寸法設計により、安全部分２５を通って流れる電流値Ｉ_{−Ｐ１−Ｐ０}が、前記電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．０６９１−５％から０．０６９１＋５％により規定される範囲内で得られることが可能になる。

この場合も、安全部分２５を通って流れる電流値Ｉ_{−Ｐ１−Ｐ０}は、必ずではないが、好ましくは、電流Ｉ_ｋａｓ掛ける係数０．０６９１である。

本発明によるさまざまな上述のエネルギー節約デバイス１の一部を形成する各変圧組立体１１のさまざまな要素が、必要な電圧値および電流値を得るような寸法に作られる方法に関して、これらの方法は、各変圧組立体１１の２つの巻線２および３に対して適切な巻数を選択するステップ、ならびに／または前記１次巻線２および前記２次巻線３を作るために使用される導体の適切な横断面を選択するステップ、ならびに／または前記１次巻線２および前記２次巻線３が巻かれる強磁性材料のタイプおよびサイズを選択するステップを含む。

本発明によるエネルギー節約デバイス１のさまざまな実施形態用の各変圧組立体１１内のさまざま要素の寸法設計のための基準として取り上げる電圧値Ｖ_ｋｖｐに関しては、この電圧値Ｖ_ｋｖｐは、必ずではないが、好ましくは、主電源ネットワークの定格電圧と一致してもよい。

それにもかかわらず、本発明によるエネルギー節約デバイス１の異なる実施形態では、主電源ネットワークの電圧と異なる電圧値Ｖ_ｋｖｐを有することが可能である。

同様に、磁気誘導係数Ｃ_ｋｉｍについては、この係数Ｃ_ｋｉｍは、必ずではないが、好ましくは、０．９テスラ〜１．５テスラの範囲内に入る。

しかしながら、この場合も、本発明の異なる実施形態では、値Ｃ_ｋｉｍは、前記範囲０．９テスラ〜１．５テスラと異なってもよい。

電流Ｉ_ｋａｓに関して、これは明らかに、本発明によるエネルギー節約デバイス１の一部を形成する各変圧組立体１１上の各２次巻線３に接続された負荷に依存する。

エネルギー節約デバイス１の前述の構成すべてが、有利には、本発明による前記デバイス１への入力として供給される、エネルギー特性、および詳細には信号、すなわちＶ_ｉおよびＩ_ｉ中に含まれる高調波に対するフィードバック制御のシステムを可能にするという点で、本発明の目的は、エネルギー節約デバイス１の前述の構成すべてにより達成されることに留意することが重要である。

詳細には、エネルギー節約デバイス１の効率および負荷Ｌの効率を妨げる入力エネルギー量Ｖ_ｉおよびＩ_ｉのうち、機能しないエネルギー特性を減衰させるように設計された非増幅システムを得ることが可能である。

詳細には、機能の観点から、図２に略図で示すように、各変圧組立体１１の２次巻線３の中を流れる電流Ｉ_２は、上述の機能しないエネルギー特性、および詳細には、１次巻線２中の入力エネルギー量Ｖ_ｉおよびＩ_ｉの高調波を対照し、かつ低減する磁気誘導の結果として、各１次巻線２上に逆電流を誘導する。

したがって、機能しない電気特性（高調波）がより制限された出力電気量を得ることが可能になり、かつ、突入段階中にも、定格周波数で動作しているときにも、より滑らかでより緩慢な定常状態で動作する、電気エネルギーを変換して、負荷Ｌに供給するためのシステムを実現することが可能である。

本出願者が行った実験から、図１０に略図で示すように、本発明によるエネルギー節約デバイス１を使用することにより、公知の最新技術によるエネルギー節約デバイスを使用するのと比較して１０％以上のエネルギー節約を得ることが可能になる。

詳細には、これらの試験は、およそ６，０００ｍ^２をカバーする複合商業施設で行われ、６日間継続され、そのうち３日間、本発明によるエネルギー節約デバイス１が有効であり、一方、その他の３日間、前記デバイス１はバイパスされた。

上述の複合商業施設の負荷構成はおおよそ、電子機器に８％、照明に７７％、エスカレータに５％、およびエレベータに１０％であった。

図１０に示す２つのグラフ２００および３００から、左側のグラフ（２００）が、本発明によるエネルギー節約デバイス１を有効にした試験の結果を表し、一方、右側のグラフ（３００）が、前記デバイス１をバイパスした試験の結果を表し、いずれの場合も、エネルギー消費には、２４時間周期の間に昼間の時間と一致する３つのピーク２０１および３０１があり、夜間の時間に、すなわち、２４時間休みなしに動作する電子機器によりエネルギー消費がもっぱら決定されるときに関連する３つの谷２０２および３０２があることが明らかである。

基本的には、２つのグラフ２００および３００の間の比較から、本発明による３相変圧器１０が使用された状態が、７，１０７．８ｋＷｈの総消費量２０３および９８，７４３．０５Ｗの吸収された平均電力２０４と一致し、一方、前記エネルギー節約デバイス１が有効ではない計測日の間、総消費量３０３が７，９１９．６ｋＷｈであり、吸収された平均電力３０４が１０９，９５１．６Ｗであったことが明らかである。

したがって、本発明によるエネルギー節約デバイス１を使用することにより、全体で８１１．８ｋＷｈ（１日につき２７０．６ｋＷｈ）の節約４０１が達成され、その結果、イタリアにおけるエネルギーのコストに基づきおよそ８１．１８ユーロ（１日に２７．０６ユーロ）の金銭的節約４０２が達成されたと主張することができる。

したがって、すでに主張したように、達成したパーセンテージエネルギー節約４０３は、この特定の事例では、１０．２５％であった。

上記に基づき、本発明によるエネルギー節約デバイス１により、前述の目的すべてが達成されることが明らかである。

詳細には、本発明は、公知の最新技術によるデバイスより効果的なエネルギー節約デバイスを作り出すという目的を達成する。

より詳細には、本発明は、関与する電気量の信号に含まれる高調波を減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すという目的を達成する。

さらに、本発明は、主電源に起因する歪みを減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すという目的を達成する。

本発明が達成する他の目的は、本発明が、エネルギー伝送を均衡させて、始動段階の間に突入電流ピークを減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すということである。

本発明が達成する他の目的は、本発明が、定格周波数で波形の電流ピークを減衰させることができるエネルギー節約デバイスを作り出すということである。

本発明が達成する他の目的は、本発明が、エネルギー伝送の制御を最適化することができるエネルギー節約デバイスを作り出すということである。

実行段階では、本発明によるエネルギー節約デバイスの変形形態が開発されてもよく、これらの変形形態は、本明細書でたとえ説明されないとしても、以下の特許請求の範囲に入る場合、本発明によりカバーされるとみなされたい。

以下の特許請求の範囲で、技術的特徴が参照符号によって示される場合、これらの参照符号は、単に特許請求の範囲の解釈を容易にする目的で付加されたものであり、したがって、前記参照符号は、説明の目的で前記参照符号により示される各要素の保護範囲に、限定する効果を及ぼさない。

Claims (11)

1. ３相電気変圧器（１０）を備えるタイプの、３相電源（Ａ）および３相負荷（Ｌ）の間に挿入されるように設計されたエネルギー節約デバイス（１）であって、前記３相電気変圧器（１０）の各相が、前記電源（Ａ）の１つの相に第１の端部（５）で接続されるように、かつ前記負荷（Ｌ）の１つの相に２次巻線（３）の第２の端部（Ｓ１）で接続された前記第２の端部（３）に電磁結合されるように設計された１次巻線（２）を含む変圧組立体（１１）を備えるエネルギー節約デバイス（１）であって、前記１次巻線（２）は少なくとも２つの部分（２１、２２）を備え、主要部分（２１）が第１のポイント（Ｐ０）および第２のポイント（Ｐ１）の間に伸び、かつ前記第２の部分（２２）は前記第２のポイント（Ｐ１）から第３のポイント（Ｐ２）まで伸びること、および前記変圧組立体（１１）の各々が：
   −前記１次巻線（２）の前記第１のポイント（Ｐ０）および前記第３のポイント（Ｐ２）の間に確立される電圧値（Ｖ_{Ｐ０−Ｐ２}）が、前記主要部分（２１）に印加される電圧（Ｖ_ｋｖｐ）掛ける係数１．２０４３−２％から１．２０４３＋２％により規定される範囲内であり；
   −前記２次巻線（３）の第１の端部（Ｓ０）および前記第２の端部（Ｓ１）の間の電圧値Ｖ_{Ｓ０−Ｓ１}が、前記電圧（Ｖ_ｋｖｐ）掛ける係数０．１０２１−５％から０．１０２１＋５％により規定される範囲内であり；
   −前記主要部分（２１）を通って流れる電流値（Ｉ_{Ｐ０−Ｐ１}）が、前記２次巻線を通って流れる電流（Ｉ_ｋａｓ）掛ける係数０．１１３３−５％から０．１１３３＋５％により規定される範囲内であり；
   −前記第２の部分（２２）内を流れる電流値（Ｉ_{Ｐ１−Ｐ２}）が、前記電流（Ｉ_ｋａｓ）掛ける係数０．０９４０−５％から０．０９４０＋５％により規定される範囲内であり；
   −前記１次巻線（２）の前記第１のポイント（Ｐ０）および前記第３のポイント（Ｐ２）、ならびに前記２次巻線（３）により規定される構成に対する磁気誘導値が、前記１次巻線（２）の前記主要部分（２１）、および前記２次巻線（３）により規定される構成に対する磁気誘導係数（Ｃ_ｋｉｍ）掛ける係数０．９９６５−０．０３％から０．９９６５＋０．０３％により規定される範囲内である
   ような寸法に作られることを特徴とするエネルギー節約デバイス（１）。
2. 前記第１の端部（５）と対向して置かれた前記変圧組立体（１１）の各々の中の前記１次巻線（２）の第２の端部（６）が、第１の切換手段（４）により互いに電気的に接続されること、および前記２次巻線（３）の各々が、前記電源（Ａ）および前記負荷（Ｌ）の間で前記エネルギー節約デバイス（１）の動作を有効にする、または無効にするための第２の切換手段（７）に並列に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス（１）。
3. 前記第１の切換手段（４）は、前記変圧組立体（１１）の１つにそれぞれ関連づけられた３つの接点を有する遠隔制御スイッチ（４１）を備えることを特徴とする、請求項２に記載のデバイス（１）。
4. 前記第２の切換手段（７）は、前記変圧組立体（１１）の各々の対応する２次巻線（３）にそれぞれ並列に接続された３つの接点を有するアイソレータ（７１）を備えることを特徴とする、請求項２または３に記載のデバイス（１）。
5. 前記１次巻線（２）の各々の前記第１の端部（５）は、前記１次巻線（２）および前記２次巻線（３）の間に共通基準を規定するために、前記対応する２次巻線（３）の前記第１の端部（Ｓ０）に接続されることを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
6. 前記１次巻線（２）は、前記第３のポイント（Ｐ２）から第４のポイント（Ｐ３）まで伸びる第３の部分（２３）を備え、前記第３の部分（２３）は：
   −前記１次巻線（２）の前記第１のポイント（Ｐ０）および前記第４のポイント（Ｐ３）の間に確立される電圧値（Ｖ_{Ｐ０−Ｐ３}）が、前記電圧（Ｖ_ｋｖｐ）掛ける係数１．５１４９−２％から１．５１４９＋２％により規定される範囲内であり；
   −前記第３の部分（２３）を通って流れる電流値（Ｉ_{Ｐ２−Ｐ３}）が、前記電流（Ｉ_ｋａｓ）掛ける係数０．０７４８−５％から０．０７４８＋５％により規定される範囲内である
   ような寸法に作られることを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
7. 前記１次巻線（２）は、前記第４のポイント（Ｐ３）から第５のポイント（Ｐ４）まで伸びる第４の部分（２４）を備え、前記第４の部分（２４）は：
   −前記１次巻線（２）の前記第１のポイント（Ｐ０）および前記第５のポイント（Ｐ４）の間に確立される電圧値（Ｖ_{Ｐ０−Ｐ４}）が、前記電圧（Ｖ_ｋｖｐ）掛ける係数２．０８５１−２％から２．０８５１＋２％により規定される範囲内であり；
   −前記第４の部分（２４）を通って流れる電流値（Ｉ_{Ｐ３−Ｐ４}）が、前記電流（Ｉ_ｋａｓ）掛ける係数０．０５４３−５％から０．０５４３＋５％により規定される範囲内である
   ような寸法に作られることを特徴とする、請求項６に記載のデバイス（１）。
8. 前記１次巻線（２）は、前記第１のポイント（Ｐ０）から第６のポイント（−Ｐ１）まで伸びる安全部分（２５）を備え、前記安全部分（２５）は：
   −前記１次巻線（２）の前記第６のポイント（−Ｐ１）および前記第１のポイント（Ｐ０）の間に確立される電圧値（Ｖ_{−Ｐ１−Ｐ０}）が、前記電圧（Ｖ_ｋｖｐ）掛ける係数０．６３８３−２％から０．６３８３＋２％により規定される範囲内であり；
   −前記安全部分（２５）を通って流れる電流値（Ｉ_{−Ｐ１−Ｐ０}）が、前記電流（Ｉ_ｋａｓ）掛ける係数０．０６９１−５％から０．０６９１＋５％により規定される範囲内である
   ような寸法に作られることを特徴とする、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
9. 前記３相変圧器（１０）内の前記変圧組立体（１１）の各々が、前記１次および２次巻線（２、３）の巻数、ならびに／または前記１次および２次巻線（２、３）を準備するために使用される導体の横断面、ならびに／または前記１次および２次巻線（２、３）が巻かれる強磁性材料のタイプおよび寸法を選択することにより特定の寸法に作られることを特徴とする、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
10. 前記電圧（Ｖ_ｋｖｐ）は、主電源の定格電圧であることを特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。
11. 前記磁気誘導係数は、０．９テスラ〜１．５テスラの範囲内であることを特徴とする、請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載のデバイス（１）。