JP2023045088A - voltage regulator - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は電圧調整装置に関する。 The present disclosure relates to voltage regulators.
特許文献1には、2つの配電線間の交流電圧の実効値を調整する構成が開示されている。この構成では、複数のタップが接続されているタップ巻線が2つの配電線間に接続されている。複数のタップ中の2つの間の交流電圧の実効値は、2つの配電線間の交流電圧の実効値に応じて調整される。それぞれが1次巻線及び2次巻線を有する2つの変圧器が配置されている。2つの2次巻線それぞれは、2つの配電線の中途に配置されている。 Patent Literature 1 discloses a configuration for adjusting the effective value of AC voltage between two distribution lines. In this configuration, a tapped winding with multiple taps is connected between two distribution lines. The rms value of the ac voltage between two of the multiple taps is adjusted according to the rms value of the ac voltage between the two distribution lines. Two transformers are arranged, each having a primary winding and a secondary winding. Each of the two secondary windings is placed midway between the two distribution lines.
2つの1次巻線の端子それぞれは、複数のタップ中の1つに電気的に接続される。従って、2つのタップ間の交流電圧が2つの1次巻線それぞれの両端に印加される。これにより、2つの2次巻線は、入力側の2つの配電線間の交流電圧の実効値を上昇又は低下させ、実効値が上昇又は低下した交流電圧を出力側の2つの配電線を介して出力する。切換え器は、2つの1次巻線の端子中の2つの特定端子それぞれの接続先を切換える。2つの1次巻線に印加される2つの交流電圧に応じて、実効値の上昇又は低下が行われる。2つの1次巻線に印加される2つの交流電圧に応じて、実効値の上昇幅又は低下幅が決まる。 Each terminal of the two primary windings is electrically connected to one of the multiple taps. Therefore, the alternating voltage between the two taps is applied across each of the two primary windings. As a result, the two secondary windings increase or decrease the effective value of the AC voltage between the two distribution lines on the input side, and the AC voltage with the increased or decreased effective value is passed through the two distribution lines on the output side. output. The switch switches connection destinations of two specific terminals among the terminals of the two primary windings. Depending on the two AC voltages applied to the two primary windings, the effective value is raised or lowered. Depending on the two AC voltages applied to the two primary windings, the range of increase or decrease of the effective value is determined.
特許文献1に関して、特定端子の接続先の切換えが開始されてから切換えが終了するまでの期間を考慮した場合、接続先の切換えにかかる期間は短いことが好ましい。 Regarding Patent Document 1, considering the period from the start of switching of the connection destination of a specific terminal to the end of switching, it is preferable that the period required for switching the connection destination is short.
本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特定端子の接続先を短い期間で切換えることができる電圧調整装置を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a voltage regulator capable of switching connection destinations of specific terminals in a short period of time.
本開示の一態様に係る電圧調整装置は、交流電圧の実効値を調整する電圧調整装置であって、複数のタップが接続される一又は複数のタップ巻線と、1次巻線及び2次巻線を有する複数の変圧器と、前記一又は複数のタップ巻線に接続されている複数のタップの中で、前記複数の変圧器が有する複数の1次巻線の端子中の複数の特定端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える切換え器とを備え、前記タップ巻線に接続されている複数のタップ中の2つの間の交流電圧の実効値は、複数の配電線中の2つの配電線間の交流電圧の実効値に応じて調整され、前記複数の変圧器が有する複数の2次巻線それぞれは前記複数の配電線の中途に配置され、前記切換え器は、電流の通流が可能な通流状態、又は、電流の通流が遮断されている遮断状態に状態が切換わる複数のスイッチ回路を有し、各スイッチ回路は、第1半導体スイッチと、前記第1半導体スイッチに直列に接続される第2半導体スイッチと、前記第1半導体スイッチの両端間に接続される第1ダイオードと、前記第2半導体スイッチの両端間に接続される第2ダイオードとを有し、前記第1ダイオード及び第2ダイオードのカソード又はアノードは相互に接続されている。 A voltage regulating device according to one aspect of the present disclosure is a voltage regulating device that adjusts the effective value of an AC voltage, and includes one or more tap windings to which a plurality of taps are connected, a primary winding and a secondary a plurality of transformers having windings, and a plurality of identities among terminals of a plurality of primary windings of the plurality of transformers among a plurality of taps connected to the one or more tap windings; a switch for switching taps to which each of the terminals is electrically connected, wherein the effective value of the alternating voltage between two of the plurality of taps connected to the tap windings is equal to that of two of the plurality of distribution lines; each of the plurality of secondary windings of the plurality of transformers is arranged in the middle of the plurality of distribution lines, and the switch is adapted to conduct current or a cutoff state in which the flow of current is cut off. Each switch circuit has a first semiconductor switch and a a second semiconductor switch connected in series; a first diode connected across the first semiconductor switch; and a second diode connected across the second semiconductor switch; The cathodes or anodes of the first diode and the second diode are connected together.
上記の態様にあっては、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチをオンに切換えることによって、スイッチ回路の状態は通流状態に切換わる。第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチをオフに切換えることによって、スイッチ回路の状態は遮断状態に切換わる。従って、複数のメカニカルリレーを用いて特定端子の接続先を切換える場合と比較して、切換え器は、特定端子の接続先を短い期間で切換えることができる。 In the above aspect, by switching on the first semiconductor switch and the second semiconductor switch, the state of the switch circuit is switched to the conduction state. By switching off the first semiconductor switch and the second semiconductor switch, the state of the switch circuit is switched to the blocking state. Therefore, compared with the case where a plurality of mechanical relays are used to switch the connection destination of the specific terminal, the switch can switch the connection destination of the specific terminal in a short period of time.
本開示の一態様に係る電圧調整装置では、前記切換え器は抵抗を有し、前記複数のスイッチ回路は、前記一又は複数のタップ巻線に接続されている複数のタップそれぞれに接続される複数のタップスイッチ回路と、前記抵抗に直列に接続される直列スイッチ回路とを含み、前記複数の特定端子それぞれには、前記複数のタップスイッチ回路中の少なくとも2つが接続され、前記抵抗及び直列スイッチ回路を含む直列回路は前記複数の特定端子中の2つの間に接続される。 In the voltage regulating device according to one aspect of the present disclosure, the switch has a resistor, and the plurality of switch circuits are connected to each of the plurality of taps connected to the one or the plurality of tap windings. and a series switch circuit connected in series with the resistor, at least two of the plurality of tap switch circuits are connected to each of the plurality of specific terminals, and the resistor and the series switch circuit is connected between two of the plurality of specific terminals.
上記の態様にあっては、例えば、直列スイッチ回路の状態を通流状態に切換えた後、特定端子に接続されている1つのタップスイッチ回路の状態を遮断状態に切換える。特定端子に接続されている他のタップスイッチ回路の状態を通流状態に切換えた後、直列スイッチ回路の状態を遮断状態に切換える。これにより、直列回路に接続されている2つの特定端子間の接続が遮断されることなく、特定端子の接続先が切換わる。 In the above aspect, for example, after switching the state of the series switch circuit to the conduction state, the state of one tap switch circuit connected to the specific terminal is switched to the cutoff state. After switching the state of the other tap switch circuit connected to the specific terminal to the conduction state, the state of the series switch circuit is switched to the cutoff state. As a result, the connection destination of the specific terminal is switched without breaking the connection between the two specific terminals connected in the series circuit.
本開示の一態様に係る電圧調整装置では、前記切換え器は、1つのタップ巻線に接続されている2つのタップ間の交流電圧の傾きが0度であるか否かを判定する判定部と、前記複数のスイッチ回路の状態を前記通流状態又は遮断状態に切換える切換え回路とを有し、前記切換え回路は、前記判定部によって前記傾きが0度であると判定された場合に前記直列スイッチ回路の状態を前記遮断状態から前記通流状態に切換える。 In the voltage regulating device according to one aspect of the present disclosure, the switch includes a determination unit that determines whether or not the slope of the AC voltage between two taps connected to one tap winding is 0 degrees. and a switching circuit for switching the states of the plurality of switch circuits to the conductive state or the cut-off state, wherein the switching circuit switches the series switch when the determination unit determines that the inclination is 0 degree. The state of the circuit is switched from the blocking state to the conducting state.
上記の態様にあっては、変圧器の1次巻線及び2次巻線それぞれはコアに巻き付いている。コアは磁性体である。1つのタップ巻線に接続されている2つのタップそれぞれが1次巻線の2つの端子に接続されている場合において、2つのタップ間の交流電圧の傾きが0度であるとき、変圧器のコアに残留している残留磁束は0[Wb]である。切換え回路は、交流電圧の傾きが0度であるタイミングで直列スイッチ回路の状態を通電状態に切換える。このため、切換え回路が直列スイッチ回路の状態を遮断状態に切換えた場合に、コアの磁束が飽和磁束を超える可能性が低い。結果、1次巻線を介して過大な電流が流れる可能性は低い。 In the above embodiment, each of the primary and secondary windings of the transformer are wrapped around the core. The core is magnetic. When two taps connected to one tap winding are respectively connected to two terminals of the primary winding, and the slope of the AC voltage between the two taps is 0 degrees, the transformer The residual magnetic flux remaining in the core is 0 [Wb]. The switching circuit switches the state of the series switch circuit to the energized state at the timing when the slope of the AC voltage is 0 degree. Therefore, when the switching circuit switches the state of the series switch circuit to the interrupted state, the magnetic flux of the core is less likely to exceed the saturation magnetic flux. As a result, the possibility of excessive current flowing through the primary winding is low.
本開示の一態様に係る電圧調整装置では、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であり、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチのエミッタ又はコレクタは相互に接続され、前記第1ダイオード及び第2ダイオードそれぞれのカソードは、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチのコレクタに接続されている。 In the voltage regulator according to one aspect of the present disclosure, the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), and emitters or collectors of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are mutually The cathodes of the first diode and the second diode are connected to the collectors of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch.
上記の態様にあっては、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチはIGBTである。IGBTに関して、状態がオンである場合、電流は、コレクタ及びエミッタの順に流れることが可能である。しかしながら、電流は、エミッタ及びコレクタの順に流れることはない。第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチのコレクタ又はエミッタは相互に接続され、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチそれぞれの両端間に第1ダイオード及び第2ダイオードが接続されている。このため、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチがオンである場合、交流電流はスイッチ回路を介して流れる。 In the above aspect, the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are IGBTs. For an IGBT, when the state is on, current can flow in the order collector and emitter. However, current does not flow in the order of emitter and collector. The collectors or emitters of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are connected to each other, and the first diode and the second diode are connected across the first semiconductor switch and the second semiconductor switch, respectively. Therefore, when the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are on, alternating current flows through the switch circuit.
本開示の一態様に係る電圧調整装置は、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチはMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)であり、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチのソース又はドレインは相互に接続されており、前記第1ダイオードは、前記第1半導体スイッチの寄生ダイオードであり、前記第2ダイオードは、前記第2半導体スイッチの寄生ダイオードである。 In the voltage adjustment device according to one aspect of the present disclosure, the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors), and the sources of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are or the drains are connected together, the first diode being the parasitic diode of the first semiconductor switch and the second diode being the parasitic diode of the second semiconductor switch.
上記の態様にあっては、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチはMOSFETである。MOSFETに関して、状態がオンである場合、電流はドレイン及びソースを介して双方向に流れる。第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチそれぞれの両端間に寄生ダイオードが接続されている。このため、第1半導体スイッチがオフであっても、第1ダイオードを介して電流が流れることが可能である。第2半導体スイッチがオフであっても、第2ダイオードを介して電流が流れることが可能である。第1ダイオード及び第2ダイオードのカソード又はアノードは相互に接続されている。従って、第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチがオフである場合、第1ダイオード又は第2ダイオードを介して電流が流れることはない。 In the above aspect, the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are MOSFETs. For a MOSFET, current flows bi-directionally through the drain and source when the state is on. A parasitic diode is connected across each of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch. Therefore, even if the first semiconductor switch is off, current can flow through the first diode. Current can flow through the second diode even when the second semiconductor switch is off. The cathodes or anodes of the first diode and the second diode are connected together. Therefore, no current flows through the first diode or the second diode when the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are off.
上記の態様によれば、特定端子の接続先を短い期間で切換えることができる。 According to the above aspect, the connection destination of the specific terminal can be switched in a short period of time.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は実施の形態1における電圧調整装置1の回路図である。2つの配電線U,V間に交流電源2が接続されている。交流電源2は、例えば変電所である。交流電源2は2つの配電線U,Vを介して交流電圧を電圧調整装置1に出力する。電圧調整装置1は2つの配電線U,V及び中性線Qを介して交流電圧を出力する。電圧調整装置1は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値に応じて調整する。配電線U及び中性線Q間の交流電圧の実効値と、配電線V及び中性線Q間の交流電圧の実効値とは、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値の2分の1である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings showing its embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage regulator 1 according to Embodiment 1. FIG. An
電圧調整装置1は、2つの直列変圧器3u,3v、調整変圧器4、切換え器5及び測定変圧器6を有する。直列変圧器3u,3vそれぞれは、環状のコア30、1次巻線31及び2次巻線32を有する。コア30は磁性体である。1次巻線31及び2次巻線32それぞれはコア30に巻き付いている。調整変圧器4は単巻線40を有する。単巻線40は、図示しないコアに巻き付いている。単巻線40には、3つのタップT1,T2,T3が接続されている。単巻線40の2つの端子それぞれにタップT1,T3が接続されている。単巻線40の中途にタップT2と中性線Qの一端子とが接続されている。測定変圧器6は、1次巻線61及び2次巻線62を有する。1次巻線61及び2次巻線62は共通のコアに巻き付いている。
The voltage regulating device 1 comprises two
直列変圧器3u,3vの2次巻線32は配電線U,Vそれぞれの中途に配置されている。直列変圧器3u,3vそれぞれの2次巻線32の一端子には、入力側の配電線U,Vが接続されている。直列変圧器3u,3vそれぞれの2次巻線32の他端子には、出力側の配電線U,Vが接続されている。出力側の配電線U,V間に単巻線40が接続されている。タップT1,T3それぞれは、配電線U,V側に位置している。切換え器5は、3つのタップT1,T2,T3に接続されている。単巻線40に関して、一端子から中性線Qまでの巻数は、他端子から中性線Qまでの巻数と同じである。
直列変圧器3uの1次巻線31の第1端子及び第2端子それぞれは、直列変圧器3vの1次巻線31の第1端子及び第2端子に接続されている。以下では、2つの第1端子間の接続ノードを第1ノードと記載する。2つの第2端子間の接続ノードを第2ノードと記載する。切換え器5は、更に、第1ノード及び第2ノードに接続されている。図1において、第1ノード及び第2ノードそれぞれは右側及び左側に位置する。測定変圧器6の1次巻線61は、出力側の配電線U,V間に接続されている。2次巻線62の2つの端子は切換え器5に接続されている。
The first and second terminals of the primary winding 31 of the
第1ノード及び第2ノードそれぞれは、3つのタップT1,T2,T3中の1つに電気的に接続される。一方の1次巻線31の第1端子及び第2端子それぞれは特定端子として機能する。切換え器5は、3つのタップT1,T2,T3の中で第1ノード及び第2ノードそれぞれが電気的に接続するタップ、即ち、第1ノード及び第2ノードそれぞれの接続先を切換える。3つのタップT1,T2,T3中の2つの間の交流電圧の実効値は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値に応じて調整される。第1ノード及び第2ノードそれぞれが、相互に異なる2つのタップに接続されている場合、接続されている2つのタップ間の交流電圧は、直列変圧器3u,3vそれぞれの1次巻線31の両端に印加される。単巻線40はタップ巻線として機能する。
Each of the first and second nodes is electrically connected to one of the three taps T1, T2, T3. Each of the first terminal and the second terminal of one primary winding 31 functions as a specific terminal. The
単巻線40の2つのタップ間の交流電圧の実効値は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値と、単巻線40の巻数比との積で表される。単巻線40の巻数比は(2つのタップ間の巻数)/(単巻線40の巻数)である。2つのタップ間の巻数が多い程、2つのタップ間の交流電圧の実効値は大きい。 The effective value of the AC voltage between the two taps of the single winding 40 is represented by the product of the effective value of the AC voltage between the distribution lines U and V on the output side and the turns ratio of the single winding 40 . The turns ratio of the single winding 40 is (the number of turns between the two taps)/(the number of turns of the single winding 40). The greater the number of turns between the two taps, the greater the effective value of the AC voltage between the two taps.
直列変圧器3u,3vの2次巻線32は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値と、単巻線40が2つのタップから出力した交流電圧とに応じて調整する。第1ノード及び第2ノードの接続先に応じて、単巻線40が出力する交流電圧は変化する。第1ノード及び第2ノードの接続先が同じである場合、単巻線40は2つのタップから交流電圧を出力することはない。
The
測定変圧器6の1次巻線61の両端には、出力側の配電線U,V間の交流電圧が印加される。2次巻線62は、交流電圧を切換え器5に出力する。2次巻線62が出力する交流電圧の実効値は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値と、1次巻線61及び2次巻線62の巻数比との積によって表される。巻数比は(2次巻線62の巻数)/(1次巻線61の巻数)である。巻数比は一定値である。従って、2次巻線62が出力する交流電圧の実効値は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を示す。
An AC voltage between distribution lines U and V on the output side is applied to both ends of the primary winding 61 of the measuring
切換え器5は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値に応じて、第1ノード及び第2ノードそれぞれの接続先を切換える。これにより、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値は、予め決められている許容範囲内の値に調整される。なお、交流電源2から電圧調整装置1に入力される交流電圧の実効値は変動する。この場合、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値も変動する。このため、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を調整する必要がある。
The
図2は、切換え器5の要部構成を示すブロック図である。切換え器5は、集合体50、直列スイッチ回路51及び抵抗52を有する。集合体50は、3つの第1スイッチ回路A1,A2,A3及び3つの第2スイッチ回路B1,B2,B3を有する。以下では、1、2及び3中の任意の整数をiと記載する。整数iは1、2及び3のいずれであってもよい。第1スイッチ回路Ai及び第2スイッチ回路Biそれぞれは、タップTiに接続され、タップスイッチ回路として機能する。
FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration of the
3つの第1スイッチ回路A1,A2,A3それぞれは、更に、第1ノードに接続されている。3つの第2スイッチ回路B1,B2,B3それぞれは、更に、第2ノードに接続されている。直列スイッチ回路51は抵抗52に直列に接続されている。直列スイッチ回路51及び抵抗52を含む直列回路は第1ノード及び第2ノード間に接続されている。
Each of the three first switch circuits A1, A2, A3 is also connected to the first node. Each of the three second switch circuits B1, B2, B3 is also connected to a second node. A
切換え器5は、更に、制御部53及び切換え回路54を有する。制御部53は切換え回路54に接続されている。直列スイッチ回路51、第1スイッチ回路Ai及び第2スイッチ回路Biそれぞれの状態として、電流の通流が可能な通流状態と、電流の通流が遮断されている遮断状態とがある。制御部53は、切換え回路54に指示して、直列スイッチ回路51、第1スイッチ回路A1,A2,A3及び第2スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの状態を通流状態又は遮断状態に切換えさせる。
The
直列スイッチ回路51、第1スイッチ回路A1,A2,A3及び第2スイッチ回路B1,B2,B3の中で、第1スイッチ回路A1及び第2スイッチ回路B3の状態のみが通流状態である場合、2つの直列変圧器3u,3vの2次巻線32は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値よりも高い値に上昇させる。
When only the first switch circuit A1 and the second switch circuit B3 among the
基準電位が配電線Vの電位である配電線Uの電圧をVsと記載する。図2には、第1スイッチ回路A1及び第2スイッチ回路B3の状態のみが通流状態である場合において、電圧Vsの極性が正であるときに流れる電流の方向が破線の矢印で示されている。電流は、タップT1、第1スイッチ回路A1及び第1ノードの順に流れる。2つの1次巻線31それぞれでは、電流は第1ノード及び第2ノードの順に流れる。電流は、第2ノード、第2スイッチ回路B3及びタップT3の順に流れる。
The voltage of the distribution line U whose reference potential is the potential of the distribution line V is described as Vs. In FIG. 2, when only the states of the first switch circuit A1 and the second switch circuit B3 are in the conductive state, the direction of current flowing when the polarity of the voltage Vs is positive is indicated by dashed arrows. there is Current flows through the tap T1, the first switch circuit A1, and the first node in this order. In each of the two
直列変圧器3u,3vそれぞれでは、1次巻線31を介して電流が流れた場合、2次巻線32において誘導起電力が発生する。2つの1次巻線31それぞれの両端には共通の交流電圧が印加されるので、2つの誘導起電力の電圧は同じである。図2では、2つの誘導起電力の電圧の極性が示されている。誘導起電力の電圧の絶対値をΔVと記載する。
In each of the
直列変圧器3uの1次巻線31において、電流が第1ノードから第2ノードへ流れた場合、2次巻線32は、出力側の配電線Uの電位を、入力側の配電線Uの電位よりもΔV高い電位に調整する。直列変圧器3vの1次巻線31において、電流が第1ノードから第2ノードへ流れた場合、2次巻線32は、出力側の配電線Vの電位を、入力側の配電線Uの電位よりもΔV低い電位に調整する。従って、電圧Vsの極性が正である場合、出力側の配電線U,V間の電圧は、(Vs+(2・ΔV))に調整され、電圧Vsよりも高い。「・」は積を表す。
When a current flows from the first node to the second node in the primary winding 31 of the
第1スイッチ回路A1及び第2スイッチ回路B3の状態のみが通流状態である場合において、電圧Vsの極性が負であるとき、図2に示す電流の方向は反転する。2つの誘導起電力の電圧の極性も反転する。電流は、タップT3、第2スイッチ回路B3及び第2ノードの順に流れる。2つの1次巻線31それぞれでは、電流は第2ノード及び第1ノードの順に流れる。電流は、第1ノード、第1スイッチ回路A1及びタップT1の順に流れる。
When only the states of the first switch circuit A1 and the second switch circuit B3 are in the conducting state, the direction of the current shown in FIG. 2 is reversed when the polarity of the voltage Vs is negative. The polarities of the voltages of the two induced electromotive forces are also reversed. Current flows through the tap T3, the second switch circuit B3 and the second node in this order. In each of the two
直列変圧器3uの1次巻線31において、電流が第2ノードから第1ノードへ流れた場合、2次巻線32は、出力側の配電線Uの電位を、入力側の配電線Uの電位よりもΔV低い電位に調整する。直列変圧器3vの1次巻線31において、電流が第2ノードから第1ノードへ流れた場合、2次巻線32は、出力側の配電線Vの電位を、入力側の配電線Uの電位よりもΔV高い電位に調整する。従って、電圧Vsの極性が負である場合、出力側の配電線U,V間の電圧は、(Vs-(2・ΔV))に調整され、電圧Vsよりも低い。
When a current flows from the second node to the first node in the primary winding 31 of the
以上のことから、第1スイッチ回路A1及び第2スイッチ回路B3の状態のみが通流状態である場合、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値(振幅)は、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値(振幅)よりも高い値に調整される。 From the above, when only the states of the first switch circuit A1 and the second switch circuit B3 are in the conductive state, the effective value (amplitude) of the AC voltage between the distribution lines U and V on the output side is It is adjusted to a value higher than the effective value (amplitude) of the AC voltage between the distribution lines U and V.
直列スイッチ回路51、第1スイッチ回路A1,A2,A3及び第2スイッチ回路B1,B2,B3の中で、第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合、2つの直列変圧器3u,3vの2次巻線32は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値よりも低い値に低下させる。
Among the
図3は、交流電圧の実効値の低下の説明図である。図3には、第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合において、電圧Vsの極性が正であるときに流れる電流の方向が破線の矢印で示されている。2つの誘導起電力の電圧の極性も示されている。第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合、電流は、タップT1、第2スイッチ回路B1及び第2ノードの順に流れる。2つの1次巻線31それぞれでは、電流は第2ノード及び第1ノードの順に流れる。電流は、第1ノード、第1スイッチ回路A3及びタップT3の順に流れる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a decrease in the effective value of AC voltage. In FIG. 3, when only the first switch circuit A3 and the second switch circuit B1 are in the conducting state, the direction of current flowing when the polarity of the voltage Vs is positive is indicated by the dashed arrow. there is The voltage polarities of the two induced EMFs are also shown. When only the states of the first switch circuit A3 and the second switch circuit B1 are in the conductive state, the current flows through the tap T1, the second switch circuit B1 and the second node in this order. In each of the two
2つの1次巻線31それぞれにおいて、電流が第1ノードから第2ノードへ流れる。従って、電圧Vsの極性が正である場合、2つの2次巻線32は、出力側の配電線U,V間の電圧を(Vs-(2・ΔV))に調整する。出力側の配電線U,V間の電圧は電圧Vsよりも低い。
In each of the two
第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合において、電圧Vsの極性が負であるとき、図2に示す電流の方向は反転する。2つの誘導起電力の電圧の極性も反転する。電流は、タップT3、第1スイッチ回路A3及び第1ノードの順に流れる。2つの1次巻線31それぞれでは、電流は第1ノード及び第2ノードの順に流れる。電流は、第2ノード、第2スイッチ回路B1及びタップT1の順に流れる。
When only the states of the first switch circuit A3 and the second switch circuit B1 are conductive, the direction of the current shown in FIG. 2 is reversed when the polarity of the voltage Vs is negative. The polarities of the voltages of the two induced electromotive forces are also reversed. Current flows through the tap T3, the first switch circuit A3 and the first node in this order. In each of the two
2つの1次巻線31それぞれにおいて、電流が第2ノードから第1ノードへ流れる。従って、電圧Vsの極性が負である場合、2つの2次巻線32は、出力側の配電線U,V間の電圧を(Vs+(2・ΔV))に調整する。出力側の配電線U,V間の電圧は電圧Vsよりも高い。
In each of the two
以上のことから、第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値は、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値よりも低い値に調整される。 From the above, when only the states of the first switch circuit A3 and the second switch circuit B1 are in the conductive state, the effective value of the AC voltage between the output side distribution lines U and V is the input side distribution line U , V is adjusted to a value lower than the rms value of the alternating voltage between .
図4は、2つの直列変圧器3u,3vの作用を示す図表である。図4では、通流状態の第1スイッチ回路及び第2スイッチ回路の組合せと、2つの直列変圧器3u,3vの2つの2次巻線32の作用との関係が示されている。前述したように、第1スイッチ回路A1及び第2スイッチ回路B3の状態のみが通流状態である場合、2つの2次巻線32は、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を上昇させる。
FIG. 4 is a diagram showing the action of the two
第1スイッチ回路A2及び第2スイッチ回路B3の状態のみが通流状態である場合、又は、第1スイッチ回路A1及び第2スイッチ回路B2の状態のみが通流状態である場合、電流の方向は、第1スイッチ回路A1及び第2スイッチ回路B3の状態のみが通流状態である場合の電流の方向と同じである。従って、2つの2次巻線32は、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を上昇させる。
When only the first switch circuit A2 and the second switch circuit B3 are in the conductive state, or when only the first switch circuit A1 and the second switch circuit B2 are in the conductive state, the current direction is , is the same as the direction of the current when only the states of the first switch circuit A1 and the second switch circuit B3 are in the conduction state. Therefore, the two
実効値の上昇幅は、2つの1次巻線31それぞれの両端に印加される交流電圧の実効値が大きい程、大きい。単巻線40に関して、タップT1,T3間の巻数は、タップT2,T3間の巻数よりも多い。このため、タップT1,T3間の交流電圧の実効値はタップT2,T3間の交流電圧の実効値よりも大きい。単巻線40に関して、タップT2,T3間の巻数は、タップT1,T2間の巻数よりも多い。このため、タップT2,T3間の交流電圧の実効値は、タップT1,T2間の交流電圧の実効値よりも大きい。
The increase in the effective value increases as the effective value of the AC voltage applied across each of the two
第1スイッチ回路Ai及び第2スイッチ回路Biの状態のみが通流状態である場合、第1ノード及び第2ノードの接続先が同じである。このため、単巻線40は、2つの1次巻線31に向けて交流電圧を出力することはない。出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値は、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値と実質的に同じである。整数iは、1、2及び3中の任意の整数である。
When only the states of the first switch circuit Ai and the second switch circuit Bi are in the conductive state, the connection destinations of the first node and the second node are the same. Therefore, the single winding 40 does not output AC voltage toward the two
前述したように、第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合、2つの2次巻線32は、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を低下させる。第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B2の状態のみが通流状態である場合、又は、第1スイッチ回路A2及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合、電流の方向は、第1スイッチ回路A3及び第2スイッチ回路B1の状態のみが通流状態である場合の電流の方向と同じである。従って、2つの2次巻線32は、入力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を低下させる。
As described above, when only the states of the first switch circuit A3 and the second switch circuit B1 are in the conductive state, the two
出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値の低下幅は、2つの1次巻線31それぞれの両端に印加される交流電圧の実効値が大きい程、大きい。前述したように、タップT1,T3間の交流電圧の実効値は、タップT2,T3間の交流電圧の実効値よりも大きい。
タップT2,T3間の交流電圧の実効値は、タップT1,T2間の交流電圧の実効値よりも大きい。
The larger the effective value of the AC voltage applied across each of the two
The effective value of AC voltage between taps T2 and T3 is greater than the effective value of AC voltage between taps T1 and T2.
図2に示すように、切換え器5の制御部53には、測定変圧器6の2次巻線62の2つの端子が接続されている。前述したように、2次巻線62が出力した交流電圧の実効値は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を示す。制御部53は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値に応じて、第1スイッチ回路A1,A2,A3及び第2スイッチ回路B1,B2,B3の中で通流状態であるスイッチ回路を切換える。制御部53は、この切換えを行うことにより、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値を、予め決定されている許容範囲内の値に調整する。
As shown in FIG. 2, two terminals of the secondary winding 62 of the measuring
図5は第1スイッチ回路A1の回路図である。直列スイッチ回路51、第1スイッチ回路A2,A3及び第2スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの構成は、第1スイッチ回路A1の構成と同様である。従って、これらの構成の説明を省略する。第1スイッチ回路A1は、第1半導体スイッチG1、第2半導体スイッチG2、第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2を有する。図5では第1スイッチ回路A1の4つの例が示されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2の種類は同じである。第2半導体スイッチG2は第1半導体スイッチG1に直列に接続されている。
FIG. 5 is a circuit diagram of the first switch circuit A1. The configurations of the
第1スイッチ回路A1の第1例では、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2はIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。第1半導体スイッチG1のエミッタは第2半導体スイッチG2のエミッタに接続されている。第1ダイオードD1のカソード及びアノードそれぞれは、第1半導体スイッチG1のコレクタ及びエミッタに接続されている。第2ダイオードD2のカソード及びアノードそれぞれは、第2半導体スイッチG2のコレクタ及びエミッタに接続されている。従って、第1ダイオードD1のアノードは第2ダイオードD2のアノードに接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のゲートは切換え回路54に接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれのコレクタは、第1ノード及びタップT1に接続されている。
In the first example of the first switch circuit A1, the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). The emitter of the first semiconductor switch G1 is connected to the emitter of the second semiconductor switch G2. The cathode and anode of the first diode D1 are respectively connected to the collector and emitter of the first semiconductor switch G1. The cathode and anode of the second diode D2 are respectively connected to the collector and emitter of the second semiconductor switch G2. Accordingly, the anode of the first diode D1 is connected to the anode of the second diode D2. Gates of the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are connected to the switching
切換え回路54は、基準電位がグランド電位である2つのゲートの電圧を調整することによって、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2をオン又はオフに切換える。切換え回路54が2つのゲートの電圧を上昇させた場合、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2はオンに切換わる。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれについて、状態がオンである場合、電流はコレクタ及びエミッタの順に流れることが可能である。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれでは、電流がエミッタ及びコレクタの順に流れることはない。
The switching
第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2がオンである場合、第1スイッチ回路A1の状態は通流状態である。第1半導体スイッチG1のコレクタに入力された電流は、実線の矢印が示すように、第1半導体スイッチG1及び第2ダイオードD2の順に流れる。第2半導体スイッチG2のコレクタに入力された電流は、破線の矢印が示すように、第2半導体スイッチG2及び第1ダイオードD1の順に流れる。交流電流は第1スイッチ回路A1を介して流れる。 When the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are on, the state of the first switch circuit A1 is the conductive state. The current input to the collector of the first semiconductor switch G1 flows through the first semiconductor switch G1 and the second diode D2 in that order, as indicated by the solid arrow. The current input to the collector of the second semiconductor switch G2 flows through the second semiconductor switch G2 and the first diode D1 in that order, as indicated by the dashed arrow. An alternating current flows through the first switch circuit A1.
切換え回路54が2つのゲートの電圧を低下させた場合、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2はオフに切換わる。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれについて、状態がオフである場合、コレクタ及びエミッタを介して電流は流れることはない。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2はオフである場合、第1スイッチ回路A1の状態は遮断状態である。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のコレクタを介して電流が流れることはない。
When the switching
第1スイッチ回路A1の第2例では、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2はIGBTである。第1半導体スイッチG1のコレクタは第2半導体スイッチG2のコレクタに接続されている。第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2は第1例と同様に接続されている。従って、第1ダイオードD1のカソードは第2ダイオードD2のカソードに接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のゲートは切換え回路54に接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれのエミッタは、タップT1及び第1ノードに接続されている。
In a second example of the first switch circuit A1, the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are IGBTs. The collector of the first semiconductor switch G1 is connected to the collector of the second semiconductor switch G2. The first diode D1 and the second diode D2 are connected in the same manner as in the first example. Accordingly, the cathode of the first diode D1 is connected to the cathode of the second diode D2. Gates of the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are connected to the switching
切換え回路54が第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2をオンに切換えた場合、第1スイッチ回路A1の状態は通流状態に切換わる。第2半導体スイッチG2のエミッタに入力された電流は、実線の矢印が示すように、第2ダイオードD2及び第1半導体スイッチG1の順に流れる。第1半導体スイッチG1のエミッタに入力された電流は、破線の矢印が示すように、第1ダイオードD1及び第2半導体スイッチG2の順に流れる。交流電流は第1スイッチ回路A1を介して流れる。
When the switching
切換え回路54が第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2をオフに切換えた場合、第1スイッチ回路A1の状態は遮断状態に切換わる。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のエミッタを介して電流が流れることはない。
When the switching
第1スイッチ回路A1の第3例では、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2は、Nチャネル型のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。第1半導体スイッチG1のソースは、第2半導体スイッチG2のソースに接続されている。第1ダイオードD1は第1半導体スイッチG1の寄生ダイオードである。第1ダイオードD1のカソード及びアノードそれぞれは、第1半導体スイッチG1のドレイン及びソースに接続されている。 In the third example of the first switch circuit A1, the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are N-channel MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors). The source of the first semiconductor switch G1 is connected to the source of the second semiconductor switch G2. The first diode D1 is a parasitic diode of the first semiconductor switch G1. The cathode and anode of the first diode D1 are connected to the drain and source of the first semiconductor switch G1, respectively.
同様に、第2ダイオードD2は第2半導体スイッチG2の寄生ダイオードである。第2ダイオードD2のカソード及びアノードそれぞれは、第2半導体スイッチG2のドレイン及びソースに接続されている。従って、第1ダイオードD1のアノードは第2ダイオードD2のアノードに接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のゲートは切換え回路54に接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれのドレインは、第1ノード及びタップT1に接続されている。
Similarly, the second diode D2 is a parasitic diode of the second semiconductor switch G2. The cathode and anode of the second diode D2 are respectively connected to the drain and source of the second semiconductor switch G2. Accordingly, the anode of the first diode D1 is connected to the anode of the second diode D2. Gates of the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are connected to the switching
切換え回路54は、第1例と同様に、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2をオン又はオフに切換える。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれについて、状態がオンである場合、電流は、ドレイン及びソースを介して双方向に流れることが可能である。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2がオンである場合、第1スイッチ回路A1の状態は通流状態である。この状態では、実線及び破線の矢印が示すように、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2を介して電流が双方向に流れる。第1ダイオードD1又は第2ダイオードD2を介して電流が流れることはない。
The switching
第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2がオフである場合、第1スイッチ回路A1の状態は遮断状態である。この状態では、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のドレインを介して電流が流れることはない。 When the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are off, the state of the first switch circuit A1 is the blocking state. In this state, no current flows through the drains of the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2.
前述したように、第1半導体スイッチG1のドレイン及びソース間に第1ダイオードD1(寄生ダイオード)が接続されている。このため、第1半導体スイッチG1がオフである場合であっても、第1ダイオードD1を介して電流が流れることが可能である。前述したように、第2半導体スイッチG2のドレイン及びソース間に第2ダイオードD2(寄生ダイオード)が接続されている。このため、第2半導体スイッチG2がオフである場合であっても、第2ダイオードD2を介して電流が流れることが可能である。しかしながら、第1スイッチ回路A1では、第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2のアノードが相互に接続されている。このため、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2がオフである場合、第1ダイオードD1又は第2ダイオードD2を介して電流が流れることはない。 As described above, the first diode D1 (parasitic diode) is connected between the drain and source of the first semiconductor switch G1. Therefore, even when the first semiconductor switch G1 is off, current can flow through the first diode D1. As described above, the second diode D2 (parasitic diode) is connected between the drain and source of the second semiconductor switch G2. Therefore, even when the second semiconductor switch G2 is off, current can flow through the second diode D2. However, in the first switch circuit A1, the anodes of the first diode D1 and the second diode D2 are connected to each other. Therefore, when the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are off, no current flows through the first diode D1 or the second diode D2.
第1スイッチ回路A1の第4例では、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2は、Nチャネル型のMOSFETである。第1半導体スイッチG1のドレインは第2半導体スイッチG2のドレインに接続されている。第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2それぞれは、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2の寄生ダイオードである。第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2それぞれは、第3例と同様に接続されている。従って、第1ダイオードD1のカソードは第2ダイオードD2のカソードに接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のゲートは切換え回路54に接続されている。第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれのソースは、タップT1及び第1ノードに接続されている。
In the fourth example of the first switch circuit A1, the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are N-channel MOSFETs. The drain of the first semiconductor switch G1 is connected to the drain of the second semiconductor switch G2. The first diode D1 and the second diode D2 are parasitic diodes of the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2, respectively. The first diode D1 and the second diode D2 are connected in the same manner as in the third example. Accordingly, the cathode of the first diode D1 is connected to the cathode of the second diode D2. Gates of the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 are connected to the switching
切換え回路54が第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2をオンに切換えた場合、第1スイッチ回路A1の状態は通流状態に切換わる。この場合、実線及び破線の矢印が示すように、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2を介して双方向に電流が流れる。第1ダイオードD1又は第2ダイオードD2を介して電流が流れることはない。切換え回路54が第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2をオフに切換えた場合、第1スイッチ回路A1の状態は遮断状態に切換わる。この場合、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2のソースを介して電流が流れることはない。第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2のカソードは相互に接続されているので、第1ダイオードD1又は第2ダイオードD2を介して電流が流れることはない。
When the switching
なお、第1スイッチ回路A1の第3例及び第4例それぞれでは、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2は、Pチャネル型のMOSFETであってもよい。この場合、第1ダイオードD1のカソード及びアノードは、第1半導体スイッチG1のソース及びドレインに接続される。同様に、第2ダイオードD2のカソード及びアノードは、第2半導体スイッチG2のソース及びドレインに接続される。切換え回路54は、ゲートの電圧を低下させることによって、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチをオンに切換える。切換え回路54は、ゲートの電圧を上昇させることによって、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチをオフに切換える。
In each of the third and fourth examples of the first switch circuit A1, the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 may be P-channel MOSFETs. In this case, the cathode and anode of the first diode D1 are connected to the source and drain of the first semiconductor switch G1. Similarly, the cathode and anode of the second diode D2 are connected to the source and drain of the second semiconductor switch G2. The switching
第1例及び第2例に関して、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれは、IGBTとは異なるバイポーラトランジスタであってもよい。例えば、IGBTの代わりに、コレクタ、エミッタ及びベースを有するバイポーラトランジスタが用いられてもよい。この場合、ベースはゲートに対応する。第3例及び第4例に関して、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2それぞれは、MOSFET以外のFETであってもよい。 Regarding the first and second examples, the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2, respectively, may be bipolar transistors different from IGBTs. For example, instead of IGBTs, bipolar transistors having collectors, emitters and bases may be used. In this case the base corresponds to the gate. Regarding the third example and the fourth example, each of the first semiconductor switch G1 and the second semiconductor switch G2 may be an FET other than a MOSFET.
第1スイッチ回路A1とは異なるスイッチ回路の接続先の一方又は両方は、第1スイッチ回路A1の接続先の一方又は両方とは異なる。前述したように、第2スイッチ回路B2はタップT2及び第2ノードに接続されている。直列スイッチ回路51は、第1ノード又は第2ノートと、抵抗52との間に接続されている。
One or both connection destinations of the switch circuit different from the first switch circuit A1 are different from one or both connection destinations of the first switch circuit A1. As described above, the second switch circuit B2 is connected to the tap T2 and the second node. A
図2に示すように、切換え器5は、更に、出力変圧器55、微分回路56及び検出回路57を有する。出力変圧器55は、1次巻線55f及び2次巻線55rを有する。1次巻線55f及び2次巻線55rは、例えば、環状のコアに巻き付いている。1次巻線55fの2つの端子それぞれは、タップT1,T2に接続されている。2次巻線55rの2つの端子それぞれは、微分回路56に接続されている。微分回路56は、更に、検出回路57に接続されている。検出回路57は、更に、制御部53に接続されている。
The
図6は、出力変圧器55、微分回路56及び検出回路57の出力を示すタイミングチャートである。各出力の縦軸及び横軸それぞれでは電圧及び時間が示されている。出力変圧器55の出力は、2次巻線55rが微分回路56に出力する交流電圧である。2次巻線55rが出力する交流電圧の位相は、1次巻線55fの両端に印加されている交流電圧、即ち、単巻線40のタップT1,T2間の交流電圧の位相と一致している。出力変圧器55の出力をタップT1,T2間の交流電圧と比較した場合、実効値のみが異なる。図6の例では、交流電圧の実効値(振幅)は安定している。
FIG. 6 is a timing chart showing the outputs of the
タップT1,T2間の交流電圧の位相は、タップT1,T2,T3中の任意の2つのタップ間の交流電圧の位相と一致している。従って、出力変圧器55の1次巻線55fの2つの端子それぞれが接続されるタップは、タップT1,T2に限定されない。例えば、1次巻線55fの2つの端子それぞれは、タップT2,T3に接続されてもよい。以下では、単巻線40に接続されている2つのタップから、切換え器5に向けて出力している交流電圧を単巻線40の出力と記載する。
The phase of the AC voltage between the taps T1, T2 matches the phase of the AC voltage between any two taps among the taps T1, T2, T3. Therefore, the taps to which the two terminals of the primary winding 55f of the
微分回路56は、出力変圧器55の出力、即ち、単巻線40の出力に比例する電圧を出力する。従って、単巻線40の出力の傾きが0度である場合、微分回路56の出力は0[V]である。検出回路57は、ハイレベル電圧又はローレベル電圧を制御部53に出力している。検出回路57は、微分回路56の出力が0[V]となる都度、出力電圧をハイレベル電圧又はローレベル電圧に切換える。ローレベル電圧からハイレベル電圧への切換え、及び、ハイレベル電圧からローレベル電圧の切換えは、単巻線40の出力の傾きが0度であることを示す。
制御部53は例えばマイクロコンピュータである。制御部53は、処理を実行する処理素子、例えばCPU(Central Processing Unit)を有する。制御部53には、コンピュータプログラムが記憶されている。制御部53の処理素子は、コンピュータプログラムを実行することによって、第1ノード及び第2ノードの接続先を切換える切換え処理を実行する。
The
図7は、切換え処理の手順を示すフローチャートである。切換え処理では、制御部53は、まず、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値に基づいて、第1ノード及び第2ノードの両方又は一方の接続先を切換えるか否かを判定する(ステップS1)。制御部53は、接続先を変更しないと判定した場合(S1:NO)、ステップS1を再び実行し、接続先を切換えるタイミングが到来するまで待機する。
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of switching processing. In the switching process, the
制御部53は、接続先を切換えると判定した場合(S1:YES)、検出回路57の出力電圧に基づいて、単巻線40の出力の傾きが0度であるか否かを判定する(ステップS2)。制御部53は判定部として機能する。制御部53は、傾きが0度ではないと判定した場合(S2:NO)、ステップS2を再び実行し、単巻線40の出力の傾きが0度となるまで待機する。
When determining to switch the connection destination (S1: YES), the
制御部53は、傾きが0度であると判定した場合(S2:YES)、切換え回路54に指示して、直列スイッチ回路51の状態を遮断状態から通流状態に切換えさせる(ステップS3)。次に、制御部53は、切換え回路54に指示して、第1スイッチ回路A1,A2,A3及び第2スイッチ回路B1,B2,B3の中で通流状態である第1スイッチ回路及び第2スイッチ回路の状態を遮断状態に切換えさせる(ステップS4)。
When the
制御部53がステップS4を実行した直後においては、全ての第1スイッチ回路A1,A2,A3及び全ての第2スイッチ回路B1,B2,B3の状態は遮断状態である。しかしながら、直列スイッチ回路51の状態は通流状態であるので、第1ノード及び第2ノード間の接続が遮断されることはない。
Immediately after the
制御部53は、ステップS4を実行した後、3つの第1スイッチ回路A1,A2,A3及び3つの第2スイッチ回路B1,B2,B3の中で、状態を通流状態に切換える第1スイッチ回路及び第2スイッチ回路を選択する(ステップS5)。次に、制御部53は、切換え回路54に指示して、ステップS5で選択した第1スイッチ回路及び第2スイッチ回路の状態を遮断状態から通流状態に切換える(ステップS6)。次に、制御部53は、切換え回路54に指示して、直列スイッチ回路51の状態を通流状態から遮断状態に切換えさせる(ステップS7)。
After executing step S4, the
これにより、タップT1,T2,T3の中で、第1ノード及び第2ノードが接続されるタップが切換わる。結果、直列変圧器3u,3vそれぞれの1次巻線31の両端に印加される交流電圧が変更され、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値が変更される。制御部53は、ステップS7を実行した後、再び、切換え処理を実行する。
As a result, among the taps T1, T2, and T3, the taps to which the first node and the second node are connected are switched. As a result, the AC voltage applied across the
以上のように、電圧調整装置1の直列スイッチ回路51、第1スイッチ回路A1,A2,A3及び第2スイッチ回路B1,B2,B3それぞれでは、切換え回路54は、第1半導体スイッチG1及び第2半導体スイッチG2をオン又はオフに切換えることによって、状態を通流状態又は遮断状態に切換える。従って、複数のメカニカルリレーを用いて、第1ノード及び第2ノードの接続先を切換える場合と比較して、切換え器5は、第1ノード及び第2ノードの接続先を短い期間で切換えることができる。従って、切換え器5において、消費される電力は小さい。
As described above, in each of the
切換え回路54は、直列スイッチ回路51の状態を通流状態に切換えた後、第1ノード及び第2ノードそれぞれに接続されている第1スイッチ回路及び第2スイッチ回路の状態を遮断状態に切換える。切換え回路54は、第1スイッチ回路及び第2スイッチ回路の状態を通流状態に切換えた後、直列スイッチ回路51の状態を遮断状態に切換える。これにより、第1ノード及び第2ノード間の接続が遮断されることなく、第1ノード及び第2ノードの少なくとも一方の接続先が切換わる。第1ノード及び第2ノード間の接続が遮断されないため、このため、2つの1次巻線31の誘導起電力によって、第1ノード及び第2ノード間の電圧が異常に高い電圧に上昇する可能性は低い。
After switching the state of the
直列変圧器3u,3vそれぞれにおいて、単巻線40から1次巻線31の両端に印加される交流電圧の傾きが0度である場合、コア30に残留している残留磁束は0[Wb]である。切換え回路54は、単巻線40の出力の傾きが0度であるタイミングで直列スイッチ回路51の状態を遮断状態から通電状態に切換える。従って、切換え回路54が直列スイッチ回路51の状態を通流状態から遮断状態に切換えた場合、直列変圧器3u,3vそれぞれのコア30の磁束は0[Wb]から変化する。従って、直列変圧器3u,3vそれぞれでは、コア30の磁束が飽和磁束を超える可能性が低い。
In each of the
コア30の磁束が飽和磁束を超えている間、2つの1次巻線31のインピーダンスは著しく低い。結果、2つの1次巻線31それぞれを介して過大な電流が流れる。電圧調整装置1では、前述したように、2つのコア30それぞれの磁束が飽和磁束を超える可能性が低い。このため、1次巻線31を介して過大な電流が流れる可能性は低い。
While the core 30 flux exceeds the saturation flux, the impedance of the two
なお、切換え回路54が直列スイッチ回路51の状態を遮断状態から通流状態に切替えてから、切換え回路54が直列スイッチ回路51の状態を遮断状態に戻すまでの期間が短い場合、コア30の磁束が飽和磁束を超える可能性が低い。従って、この期間が短い場合には、制御部53は、切換え処理のステップS3の実行を省略してもよい。この場合、切換え器5は、出力変圧器55、微分回路56及び検出回路57を有する必要はない。
Note that if the period from when the switching
(実施の形態2)
実施の形態1では配電線の数は2である。しかしながら、配電線の数は、2に限定されず、3であってもよい。
以下では、実施の形態2について、実施の形態1と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態1と共通しているため、実施の形態1と共通する構成部には実施の形態1と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
In Embodiment 1, the number of distribution lines is two. However, the number of distribution lines is not limited to two, and may be three.
In the following, the points of the second embodiment that differ from the first embodiment will be described. Other configurations except those described later are the same as in Embodiment 1. Therefore, components common to Embodiment 1 are given the same reference numerals as those in Embodiment 1, and descriptions thereof are omitted. do.
図8は、実施の形態2における電圧調整装置1の回路図である。実施の形態2では、配電線U,Vに加えて、配電線Wが交流電源2に接続されている。交流電源2は、3つの配電線U,V,Wを介して、3つの交流電圧を電圧調整装置1に出力する。3つの交流電圧は、配電線U,V間の交流電圧と、配電線V,W間の交流電圧と、配電線U,Wの交流電圧である。3つの交流電圧の実効値は実質的に一致している。1つ目の交流電圧の位相は、2つ目の交流電圧の位相と比較して120度ずれている。2つ目の交流電圧の位相は、3つ目の交流電圧の位相と比較して120度ずれている。
FIG. 8 is a circuit diagram of voltage regulator 1 according to the second embodiment. In
電圧調整装置1は、2つの直列変圧器3u,3vに加えて、直列変圧器3wを有する。直列変圧器3wは直列変圧器3uと同様に構成されている。直列変圧器3wの2次巻線32は配電線Wの中途に配置されている。交流電源2と直列変圧器3wの2次巻線32の一端子とは入力側の配電線Wによって接続されている。直列変圧器3wの2次巻線32の他端子は出力側の配電線Wに接続されている。3つの直列変圧器3u,3v,3wの2次巻線32は、出力側の配電線U,V,Wに関する3つの交流電圧の実効値を調整する。入力側の配電線U,V,Wの3つの交流電圧の実効値が変化した場合、出力側の配電線U,V,Wの3つの交流電圧の実効値も変化する。
The voltage regulator 1 has a
電圧調整装置1は、更に、2つの調整変圧器4a,4bを有する。調整変圧器4a,4bそれぞれは、1次巻線41及び2次巻線42を有する。1次巻線41及び2次巻線42それぞれは、例えば環状のコアに巻き付いている。調整変圧器4aの1次巻線41は、配電線U,V間に接続されている。調整変圧器4bの1次巻線41は、配電線V,W間に接続されている。2つの1次巻線41の結線はV結線である。調整変圧器4a,4bそれぞれの2次巻線42それぞれには、3つのタップT1,T2,T3が接続されている。各2次巻線42はタップ巻線として機能する。
The voltage regulation device 1 further comprises two
調整変圧器4a,4bそれぞれでは、2次巻線42に接続されている2つのタップから交流電圧が出力される。この交流電圧の実効値は、1次巻線41の両端に印加される交流電圧の実効値と巻数比との積で表される。ここで、巻数比は、(2つのタップ間の巻数)/(1次巻線41の巻数)で表される。従って、2つのタップ間の巻数が多い程、2つのタップ間の交流電圧の実効値は大きい。調整変圧器4aの1次巻線41の両端には出力側の配電線U,V間の交流電圧が印加される。調整変圧器4bの1次巻線41の両端には出力側の配電線V,W間の交流電圧が印加される。タップT1,T2間の交流電圧の位相は、タップT1,T2,T3中の任意の2つのタップ間の交流電圧の位相と一致している。
AC voltages are output from two taps connected to the secondary winding 42 of each of the regulating
電圧調整装置1は、実施の形態1の測定変圧器6と同様に構成される3つの測定変圧器6a,6bを有する。測定変圧器6aの1次巻線61は配電線U,V間に接続されている。測定変圧器6bの1次巻線61は配電線V,W間に接続されている。測定変圧器6aの2次巻線62は、実効値が配電線U,V間の交流電圧の実効値に比例する交流電圧を出力する。測定変圧器6bの2次巻線62は、実効値が配電線V,W間の交流電圧の実効値に比例する交流電圧を出力する。
The voltage regulator 1 has three measuring
図9は切換え器5の要部構成を示すブロック図である。切換え器5は、実施の形態1の集合体50と同様に構成されている2つの集合体50a,50bを有する。集合体50aは、実施の形態1の集合体50と同様に、調整変圧器4aの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3に接続されている。集合体50bは、実施の形態1の集合体50と同様に、調整変圧器4bの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3に接続されている。
FIG. 9 is a block diagram showing the essential configuration of the
3つの1次巻線31の一端子は特定端子として機能する。直列変圧器3uの1次巻線31の特定端子は、集合体50aの第1スイッチ回路A1,A2,A3に接続されている。直列変圧器3vの1次巻線31の特定端子は、集合体50aの第2スイッチ回路B1,B2,B3及び集合体50bの第1スイッチ回路A1,A2,A3に接続されている。直列変圧器3wの1次巻線31の特定端子は、集合体50bの第2スイッチ回路B1,B2,B3に接続されている。1つの1次巻線31の他端子は、残り2つの1次巻線の他端子に接続されている。3つの1次巻線31の結線はY結線である。
One terminal of the three
切換え器5は、更に、2つの直列スイッチ回路51a,51bと、2つの抵抗52a,52bとを有する。直列スイッチ回路51a,51bそれぞれは、実施の形態1の直列スイッチ回路51と同様に構成されている。直列スイッチ回路51aは抵抗52aに直列に接続されている。この直列回路は、直列変圧器3u,3vの1次巻線31の特定端子間に接続されている。直列スイッチ回路51bは抵抗52bに直列に接続されている。この直列回路は、直列変圧器3v,3wの1次巻線31の特定端子間に接続されている。
The
切換え器5は、更に、制御部53、切換え回路54、出力変圧器55a,55b、微分回路56a,56b及び検出回路57a,57bを有する。出力変圧器55a,55bそれぞれは、実施の形態1の出力変圧器55と同様に構成されている。出力変圧器55aの1次巻線55fは、調整変圧器4aの1次巻線41に接続されている2つのタップ間に接続されている。出力変圧器55bの1次巻線55fは、調整変圧器4bの1次巻線41に接続されている2つのタップ間に接続されている。出力変圧器55a、微分回路56a及び検出回路57aは、出力変圧器55、微分回路56及び検出回路57と同様に接続されている。出力変圧器55b、微分回路56b及び検出回路57bは、出力変圧器55、微分回路56及び検出回路57と同様に接続されている。
The
出力変圧器55a、微分回路56a及び検出回路57aそれぞれは、出力変圧器55、微分回路56及び検出回路57と同様に作用する。出力変圧器55b、微分回路56b及び検出回路57bそれぞれは、出力変圧器55、微分回路56及び検出回路57と同様に作用する。制御部53には、3つの測定変圧器6a,6b,6cそれぞれの2次巻線62の2つの端子が接続されている。
制御部53は、実施の形態1と同様に、切換え回路54に指示して、集合体50aに含まれる3つの第1スイッチ回路A1,A2,A3及び3つの第2スイッチ回路B1,B2,B3の状態と、直列スイッチ回路51aの状態とを切換えさせる。これにより、調整変圧器4aの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で、2つの直列変圧器3u,3vの1次巻線31の特定端子それぞれが接続されるタップが切換わる。この切換えを行う切換え処理では、制御部53は、例えば、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値に基づいて、2つの特定端子の一方又は両方の接続先を切換えるか否かを判定する。更に、制御部53は、調整変圧器4aの2次巻線42から出力される交流電圧の傾きが0度であるか否かを判定する。
As in the first embodiment, the
制御部53は、実施の形態1と同様に、切換え回路54に指示して、集合体50bに含まれる3つの第1スイッチ回路A1,A2,A3及び3つの第2スイッチ回路B1,B2,B3の状態と、直列スイッチ回路51bの状態とを切換えさせる。これにより、調整変圧器4bの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3の中で、2つの直列変圧器3v,3wの1次巻線31の特定端子それぞれが接続されるタップが切換わる。この切換えを行う切換え処理では、制御部53は、例えば、出力側の配電線U,W間の交流電圧の実効値に基づいて、2つの特定端子の一方又は両方の接続先を切換えるか否かを判定する。更に、制御部53は、調整変圧器4bの2次巻線42から出力される交流電圧の傾きが0度であるか否かを判定する。
As in the first embodiment, the
切換え回路54が前述した2つの切換えを行った場合、3つの1次巻線31それぞれの両端に印加される交流電圧が変化し、出力側の配電線U,V,Wに関する3つの交流電圧の実効値が調整される。実施の形態2における電圧調整装置1では、実施の形態1と同様に、切換え器5は、3つの特定端子の接続先を短い期間で切換えることができる。3つの特定端子中の2つの間の接続が遮断されることなく、3つの特定端子中の少なくとも1つの接続先が切換わる。直列変圧器3u,3v,3w中の1つの1次巻線31を介して過大な電流が流れる可能性は低い。
When the switching
(実施の形態3)
実施の形態2では、調整変圧器の数は2である。しかしながら、調整変圧器の数は3であってもよい。
以下では、実施の形態3について、実施の形態2と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態2と共通しているため、実施の形態2と共通する構成部には実施の形態2と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 3)
In
In the following, the points of the third embodiment that differ from the second embodiment will be described. Other configurations except those described later are the same as in the second embodiment, so the same reference numerals as in the second embodiment are given to the components common to the second embodiment, and the description thereof is omitted. do.
図10は、実施の形態3における電圧調整装置1の要部構成を示すブロック図である。実施の形態2と比較して、電圧調整装置1は、更に、調整変圧器4aと同様に構成されている調整変圧器4cを有する。調整変圧器4cの1次巻線41は配電線U,W間に接続されている。3つの1次巻線41の結線はデルタ結線である。調整変圧器4cの1次巻線41の両端には、出力側の配電線U,W間の交流電圧が印加される。調整変圧器4cの2次巻線42には、3つのタップT1,T2,T3が接続されている。3つの調整変圧器4a,4b,4cそれぞれの2次巻線はタップ巻線として機能する。
FIG. 10 is a block diagram showing the main configuration of the voltage regulator 1 according to the third embodiment. Compared to the second embodiment, the voltage regulator 1 further comprises a regulating
図11は切換え器5の要部構成を示すブロック図である。実施の形態2と比較して、切換え器5は、実施の形態1の集合体50と同様に構成されている集合体50cを更に有する。3つの1次巻線31の一端子は特定端子として機能する。直列変圧器3uの1次巻線31の他端子は直列変圧器3wの1次巻線31の特定端子に接続されている。直列変圧器3vの1次巻線31の他端子は直列変圧器3uの1次巻線31の特定端子に接続されている。直列変圧器3wの1次巻線31の他端子は直列変圧器3vの1次巻線31の特定端子に接続されている。3つの1次巻線31の結線はY結線である。集合体50cは、実施の形態2の集合体50aと同様に、調整変圧器4cの2次巻線42に接続されている3つのタップT1,T2,T3に接続されている。
FIG. 11 is a block diagram showing the essential configuration of the
直列変圧器3wの1次巻線31の特定端子は、集合体50aの第1スイッチ回路A1,A2,A3に接続されている。直列変圧器3vの1次巻線31の特定端子は、集合体50bの第1スイッチ回路A1,A2,A3に接続されている。直列変圧器3uの1次巻線31の特定端子は、集合体50cの第1スイッチ回路A1,A2,A3に接続されている。直列スイッチ回路51a及び抵抗52aを含む直列回路は、直列変圧器3v,3wの1次巻線31の特定端子間に接続されている。直列スイッチ回路51b及び抵抗52bを含む直列回路は、直列変圧器3u,3vの1次巻線31の特定端子間に接続されている。集合体50a,50b,50cそれぞれでは、接続端子に3つの第2スイッチ回路B1,B2,B3が接続されている。集合体50aの接続端子は、集合体50b,50cの接続端子に接続されている。
A specific terminal of the primary winding 31 of the
実施の形態3では、制御部53は、例えば、以下のように切換え処理を実行する。制御部53は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の実効値と、出力側の配電線U,W間の交流電圧の実効値とに基づいて、3つの特定端子の少なくとも1つの接続先を切換えるか否かを繰り返し判定する。制御部53は、接続先を切換えると判定した場合、切換え回路54に指示して、2つの直列スイッチ回路51a,51bの状態を遮断状態に切換えさせる。次に、制御部53は、切換え回路54に指示して、集合体50a,50b,50cが有する9つの第1スイッチ回路A1,A2,A3及び9つの第2スイッチ回路B1,B2,B3の中で通流状態であるスイッチ回路の状態を遮断状態に切換えさせる。
In Embodiment 3, for example, the
次に、制御部53は、切換え回路54に指示して、集合体50a,50b,50cが有する9つの第1スイッチ回路A1,A2,A3及び9つの第2スイッチ回路B1,B2,B3中の6つのスイッチ回路の状態を通流状態に切換えさせる。これにより、少なくとも1つの特定端子の接続先が切換わる。最後に、制御部53は、切換え回路54に指示して、2つの直列スイッチ回路51a,51bの状態を遮断状態に切換えさせ、切換え処理を終了する。その後、制御部53は再び切換え処理を実行する。
Next, the
制御部53が切換え処理を実行した場合、3つの1次巻線31それぞれの両端に印加される交流電圧が変化し、出力側の配電線U,V,Wに関する3つの交流電圧の実効値が調整される。実施の形態3における電圧調整装置1では、実施の形態2と同様に、切換え器5は、3つの特定端子の接続先を短い期間で切換えることができる。3つの特定端子中の2つの間の接続が遮断されることなく、3つの特定端子中の少なくとも1つの接続先が切換わる。
When the
なお、実施の形態3では、制御部53は、調整変圧器4a,4bの2つのタップTi間の交流電圧の傾きが0度である場合に直列スイッチ回路51aの状態を遮断状態から通流状態に切換えさせてもよい。実施の形態1の説明で述べたように、整数iは1、2及び3のいずれであってもよい。同様に、制御部53は、調整変圧器4b,4cの2つのタップT1間の交流電圧の傾きが0度である場合に直列スイッチ回路51aの状態を遮断状態から通流状態に切換えさせてもよい。
In the third embodiment, the
実施の形態1~3において、タップ巻線に設けられるタップの数は、3に限定されず、2又は4以上であってもよい。集合体50,50a,50b,50cそれぞれに関して、第1スイッチ回路の数は、1つのタップ巻線に接続されているタップの数と同じである。第2スイッチ回路の数も、1つのタップ巻線に接続されているタップの数と同じである。
In Embodiments 1 to 3, the number of taps provided in the tap winding is not limited to 3, and may be 2 or 4 or more. For each
実施の形態1~3で記載されている技術的特徴(構成要件)はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
開示された実施の形態1~3はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
The technical features (components) described in Embodiments 1 to 3 can be combined with each other, and new technical features can be formed by combining them.
The disclosed embodiments 1 to 3 should be considered as examples in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above-described meaning, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
1 電圧調整装置、3u,3v,3w 直列変圧器、31 1次巻線、32 2次巻線、40 単巻線(タップ巻線)、42 2次巻線(タップ巻線)、5 切換え器、51,51a,51b 直列スイッチ回路、52,52a,52b 抵抗、53 制御部(判定部)、54 切換え回路、A1,A2,A3 第1スイッチ回路、B1,B2,B3 第2スイッチ回路、D1 第1ダイオード、D2 第2ダイオード、G1 第1半導体スイッチ、G2 第2半導体スイッチ、T1,T2,T3 タップ、U,V,W 配電線
1 voltage regulator, 3u, 3v, 3w series transformer, 31 primary winding, 32 secondary winding, 40 single winding (tap winding), 42 secondary winding (tap winding), 5 switch , 51, 51a, 51b
Claims (5)
複数のタップが接続される一又は複数のタップ巻線と、
1次巻線及び2次巻線を有する複数の変圧器と、
前記一又は複数のタップ巻線に接続されている複数のタップの中で、前記複数の変圧器が有する複数の1次巻線の端子中の複数の特定端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える切換え器と
を備え、
前記タップ巻線に接続されている複数のタップ中の2つの間の交流電圧の実効値は、複数の配電線中の2つの配電線間の交流電圧の実効値に応じて調整され、
前記複数の変圧器が有する複数の2次巻線それぞれは前記複数の配電線の中途に配置され、
前記切換え器は、電流の通流が可能な通流状態、又は、電流の通流が遮断されている遮断状態に状態が切換わる複数のスイッチ回路を有し、
各スイッチ回路は、
第1半導体スイッチと、
前記第1半導体スイッチに直列に接続される第2半導体スイッチと、
前記第1半導体スイッチの両端間に接続される第1ダイオードと、
前記第2半導体スイッチの両端間に接続される第2ダイオードと
を有し、
前記第1ダイオード及び第2ダイオードのカソード又はアノードは相互に接続されている
電圧調整装置。 A voltage regulator that regulates the effective value of an alternating voltage,
one or more tap windings to which multiple taps are connected;
a plurality of transformers having primary and secondary windings;
Among the plurality of taps connected to the one or the plurality of tap windings, the taps electrically connected to each of the plurality of specific terminals among the terminals of the plurality of primary windings of the plurality of transformers. and a switch for switching
The effective value of the alternating voltage between two of the plurality of taps connected to the tap winding is adjusted according to the effective value of the alternating voltage between two of the plurality of distribution lines,
each of the plurality of secondary windings of the plurality of transformers is arranged in the middle of the plurality of distribution lines;
The switch has a plurality of switch circuits that switch between a conductive state in which current flow is possible and a cutoff state in which current flow is cut off,
Each switch circuit is
a first semiconductor switch;
a second semiconductor switch connected in series with the first semiconductor switch;
a first diode connected across the first semiconductor switch;
a second diode connected across the second semiconductor switch;
A voltage regulator, wherein the cathodes or anodes of the first diode and the second diode are interconnected.
前記複数のスイッチ回路は、
前記一又は複数のタップ巻線に接続されている複数のタップそれぞれに接続される複数のタップスイッチ回路と、
前記抵抗に直列に接続される直列スイッチ回路と
を含み、
前記複数の特定端子それぞれには、前記複数のタップスイッチ回路中の少なくとも2つが接続され、
前記抵抗及び直列スイッチ回路を含む直列回路は前記複数の特定端子中の2つの間に接続される
請求項1に記載の電圧調整装置。 the switch has a resistance,
The plurality of switch circuits are
a plurality of tap switch circuits connected to each of the plurality of taps connected to the one or more tap windings;
a series switch circuit connected in series with the resistor;
At least two of the plurality of tap switch circuits are connected to each of the plurality of specific terminals,
2. The voltage regulator according to claim 1, wherein a series circuit including said resistor and a series switch circuit is connected between two of said plurality of specific terminals.
1つのタップ巻線に接続されている2つのタップ間の交流電圧の傾きが0度であるか否かを判定する判定部と、
前記複数のスイッチ回路の状態を前記通流状態又は遮断状態に切換える切換え回路と
を有し、
前記切換え回路は、
前記判定部によって前記傾きが0度であると判定された場合に前記直列スイッチ回路の状態を前記遮断状態から前記通流状態に切換える
請求項2に記載の電圧調整装置。 The switch is
a determination unit that determines whether the slope of the AC voltage between two taps connected to one tap winding is 0 degrees;
a switching circuit that switches the states of the plurality of switch circuits to the conducting state or the blocking state,
The switching circuit is
The voltage regulator according to claim 2, wherein the state of the series switch circuit is switched from the cut-off state to the conducting state when the determination unit determines that the inclination is 0 degrees.
前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチのエミッタ又はコレクタは相互に接続され、
前記第1ダイオード及び第2ダイオードそれぞれのカソードは、前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチのコレクタに接続されている
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電圧調整装置。 the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are IGBTs;
the emitters or collectors of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are connected to each other;
The voltage regulator according to any one of claims 1 to 3, wherein cathodes of the first diode and the second diode are connected to collectors of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch.
前記第1半導体スイッチ及び第2半導体スイッチのソース又はドレインは相互に接続されており、
前記第1ダイオードは、前記第1半導体スイッチの寄生ダイオードであり、
前記第2ダイオードは、前記第2半導体スイッチの寄生ダイオードである
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電圧調整装置。 the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are MOSFETs;
the sources or drains of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch are connected to each other;
the first diode is a parasitic diode of the first semiconductor switch;
The voltage regulator according to any one of claims 1 to 3, wherein the second diode is a parasitic diode of the second semiconductor switch.
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