JP2023114741A - Voltage adjusting device - Google Patents

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博宣 前田
Hironobu Maeda
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Abstract

To provide a voltage adjusting device that does not need to connect a series circuit including a serial switch and a resistor to a terminal of primary winding.SOLUTION: A voltage adjusting device 1 adjusts an effective value of an AC voltage. A switcher 5 switches a tap to be electrically connected to a specific terminal of primary winding 31 among three taps T1, T2, and T3 which are connected to single winding 40. An effective value of an AC voltage between the taps T1 and T2 is adjusted according to an effective value of an AC voltage between two distribution lines U and V. Two pieces of secondary winding 32 included in two series transformers 3u and 3v are arranged in the middle of the two distribution lines U and V. In the switcher 5, a control unit 53 limits a flow direction of a circuit current flowing through an upper side switch circuit in a flow state into a first direction or a second direction according to a current value of the circuit current flowing through the upper side switch circuit in the flow state.SELECTED DRAWING: Figure 1

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電圧調整装置が開示されている。この電圧調整装置では、複数のタップが接続されているタップ巻線が配置されている。タップ巻線の複数のタップそれぞれには、複数の第1スイッチの一端子が接続されている。タップ巻線の複数のタップそれぞれには、更に、複数の第2スイッチの一端子が接続されている。複数の第1スイッチの他端子は、2つの変圧器が有する2つの1次巻線の一端子に接続されている。複数の第2スイッチの他端子は、2つの変圧器が有する2つの1次巻線の他端子に接続されている。 Patent Literature 1 discloses a voltage regulator that regulates the effective value of AC voltage between two distribution lines. In this voltage regulator, a tap winding to which a plurality of taps are connected is arranged. One terminal of a plurality of first switches is connected to each of the plurality of taps of the tap winding. Each of the plurality of taps of the tap winding is further connected to one terminal of a plurality of second switches. The other terminals of the plurality of first switches are connected to one terminals of the two primary windings of the two transformers. The other terminals of the plurality of second switches are connected to the other terminals of the two primary windings of the two transformers.

2つの変圧器が有する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。タップ巻線に関して、2つのタップから出力される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。複数の第1スイッチ中の1つと、複数の第2スイッチ中の1つとがオンに切換わった場合、タップ巻線から2つの1次巻線に交流電圧が印加され、2つの配電線間の交流電圧の実効値が上昇するか又は低下する。複数の第1スイッチ又は複数の第2スイッチの中でオンのスイッチが変更された場合、2つの1次巻線に印加される交流電圧が変更される。これにより、外部に出力される交流電圧が変更される。 Each of the two secondary windings of the two transformers is arranged in the middle of the two distribution lines. Regarding the tap windings, the effective values of the AC voltages output from the two taps are adjusted according to the effective values of the AC voltages between the two distribution lines. When one of the plurality of first switches and one of the plurality of second switches are switched on, an alternating voltage is applied from the tap winding to the two primary windings to provide a voltage between the two distribution lines. The rms value of the AC voltage rises or falls. When the ON switch among the plurality of first switches or the plurality of second switches is changed, the AC voltage applied to the two primary windings is changed. This changes the AC voltage output to the outside.

特許文献1の電圧調整装置では、1次巻線の両端間には、矯絡用スイッチ及び抵抗器の直列回路が接続されている。複数の第1スイッチ又は複数の第2スイッチの中でオンのスイッチを変更する場合、矯絡用スイッチをオンに切換える。次に、複数の第1スイッチ又は複数の第2スイッチの中でオンのスイッチを変更する。最後に、矯絡スイッチをオフに切換える。このため、1次巻線を介した電流の通流が中断することはない。 In the voltage regulator disclosed in Patent Document 1, a series circuit of a shorting switch and a resistor is connected across the primary winding. When changing the ON switch among the plurality of first switches or the plurality of second switches, the bridging switch is turned on. Next, the ON switches are changed among the plurality of first switches or the plurality of second switches. Finally, the bracing switch is switched off. Therefore, current flow through the primary winding is not interrupted.

特開2021-175274号公報JP 2021-175274 A

特許文献1に記載の電圧調整装置では、矯絡スイッチがオンである場合、抵抗器を介して流れ、電力が消費される。矯絡スイッチ及び抵抗器を含む直列回路を1次巻線の端子に接続する必要がない構成を実現することができた場合、低消費電力の電圧調整装置を実現することができる。 In the voltage regulator described in Patent Literature 1, when the bracing switch is on, power flows through the resistor and power is consumed. If it is possible to realize a configuration that does not require connecting a series circuit including a cursive switch and a resistor to the terminals of the primary winding, it is possible to realize a voltage regulator with low power consumption.

本発明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、矯絡スイッチ及び抵抗器を含む直列回路を1次巻線の端子に接続する必要がない電圧調整装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a voltage regulator that eliminates the need to connect a series circuit including a short-circuit switch and a resistor to the terminals of the primary winding. to do.

本発明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、前記複数のタップの中で、前記1次巻線の特定端子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る遮断状態に状態が切換わる複数のスイッチ回路と、前記複数のスイッチ回路に関する制御を行う制御器とを有し、前記制御器は、前記通流状態のスイッチ回路を介して流れる回路電流の電流値に応じて、前記通流状態のスイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向を第1方向又は第2方向に制限する。 A voltage regulating device according to one aspect of the present invention is a voltage regulating device that adjusts the effective value of an alternating voltage, and includes a tap winding to which a plurality of taps are connected, a primary winding, and a secondary winding. a plurality of transformers, and a switcher for switching, among the plurality of taps, a tap to which a specific terminal of the primary winding is electrically connected; The effective value is adjusted according to the effective value of the AC voltage between two distribution lines among the plurality of distribution lines, and each of the plurality of secondary windings of the plurality of transformers is in the middle of the plurality of distribution lines. , wherein the switch includes a plurality of switch circuits that switch between a conducting state in which current can flow and a cutoff state in which current flow is interrupted; and a control for the plurality of switch circuits. and a controller for conducting a circuit current flowing through the switch circuit in the conductive state according to a current value of the circuit current flowing through the switch circuit in the conductive state. Limit the direction to the first direction or the second direction.

上記の態様によれば、矯絡スイッチ及び抵抗器を含む直列回路を1次巻線の端子に接続する必要がない。 According to the above aspect, it is not necessary to connect a series circuit including a cursing switch and a resistor to the terminals of the primary winding.

実施の形態1における電圧調整装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a voltage regulator according to Embodiment 1; FIG. 上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の回路図である。4 is a circuit diagram of an upper switch circuit and a lower switch circuit; FIG. 制御器の要部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration of a controller; FIG. 通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路の変更と、回路電流の通流方向の制限とを説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining a change in the upper switch circuit or the lower switch circuit in the conductive state and limitation of the direction of circuit current flow; 方向制限処理の手順を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a procedure of direction restriction processing; タップ切換え処理の手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a procedure of tap switching processing; 実施の形態2における電圧調整装置の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a voltage regulator according to Embodiment 2; 実施の形態3における電圧調整装置の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a voltage regulator according to Embodiment 3;

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、例えば変電所であり、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基づいて調整する。
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 voltage regulator 1 according to the first embodiment. An AC power supply 2 is connected between two distribution lines U and V. The AC power supply 2 is, for example, a substation, and outputs an AC voltage to the voltage regulator 1 via two distribution lines U and V. As shown in FIG. The voltage regulator 1 outputs an alternating voltage via two distribution lines U, V and a neutral line Q. The voltage regulator 1 adjusts the effective value of the alternating voltage between the distribution lines U and V on the output side based on the effective value of the alternating voltage between the distribution lines U and V on the input side.

電圧調整装置1は、2つの直列変圧器3u,3v、調整変圧器4及び切換え器5を有する。直列変圧器3u,3vそれぞれでは、磁性体である環状のコア30に、1次巻線31及び2次巻線32が巻き付いている。調整変圧器4では、図示しないコアに単巻線40が巻き付いている。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が接続されている。タップT1,T2間の単巻線40の巻数は、タップT2,T3間の単巻線40の巻数とは異なる。単巻線40はタップ巻線として機能する。 The voltage regulator 1 has two series transformers 3u, 3v, a regulating transformer 4 and a switch 5. In each of the series transformers 3u and 3v, a primary winding 31 and a secondary winding 32 are wound around an annular core 30 made of a magnetic material. In the regulating transformer 4, a single winding 40 is wound around a core (not shown). The single winding 40 is connected to three taps T1, T2, T3. Two terminals of the single winding 40 are connected to taps T1 and T3, respectively. A tap T2 is connected in the middle of the single winding 40 . The number of turns of the single winding 40 between taps T1 and T2 is different from the number of turns of the single winding 40 between taps T2 and T3. A single winding 40 functions as a tap winding.

2つの2次巻線32それぞれの一端子は、入力側の配電線U,Vに接続されている。2つの2次巻線32それぞれの他端子は、出力側の配電線U,Vに接続されている。一方の1次巻線31の一端子及び他端子それぞれは、他方の1次巻線31の一端子及び他端子に接続されている。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側に位置する。単巻線40の中途に中性線Qの一端子が接続されている。単巻線40に関して、配電線U及び中性線Q間の巻数は、配電線V及び中性線Q間の巻数と一致している。 One terminal of each of the two secondary windings 32 is connected to distribution lines U and V on the input side. The other terminals of the two secondary windings 32 are connected to distribution lines U and V on the output side. The one terminal and the other terminal of one primary winding 31 are connected to the one terminal and the other terminal of the other primary winding 31, respectively. A single winding 40 is connected between distribution lines U and V on the output side. The taps T1 and T3 are located on the distribution lines U and V sides, respectively. One terminal of the neutral wire Q is connected to the middle of the single winding 40 . Regarding the single winding 40, the number of turns between the distribution line U and the neutral conductor Q matches the number of turns between the distribution line V and the neutral conductor Q.

切換え器5は、集合体50、電流センサ51、電圧センサ52及び制御器53を有する。集合体50は、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3及び3つの下側スイッチ回路B1,B2,B3を有する。以下では、任意の整数をiで表す。整数iは1,2及び3のいずれであってもよい。上側スイッチ回路Ai及び下側スイッチ回路Biそれぞれの一端子は、タップTiに接続されている。3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3それぞれの他端子は、共通の電流センサ51を介して、1次巻線31の一端子間の第1接続ノードに接続されている。3つの下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの他端子は、1次巻線31の他端子間の第2接続ノードに接続されている。図1では、第1接続ノード及び第2接続ノードそれぞれは右側及び左側に位置している。電流センサ51は、更に、制御器53に接続されている。電圧センサ52は、タップT1,T2及び制御器53に接続されている。 The switch 5 has an assembly 50 , a current sensor 51 , a voltage sensor 52 and a controller 53 . The aggregate 50 has three upper switch circuits A1, A2, A3 and three lower switch circuits B1, B2, B3. In the following, any integer is represented by i. The integer i can be any of 1, 2 and 3. One terminal of each of the upper switch circuit Ai and the lower switch circuit Bi is connected to the tap Ti. The other terminal of each of the three upper switch circuits A1, A2, A3 is connected to a first connection node between one terminals of the primary winding 31 via a common current sensor 51. FIG. The other terminal of each of the three lower switch circuits B1, B2, B3 is connected to the second connection node between the other terminals of the primary winding 31. As shown in FIG. In FIG. 1, the first connection node and the second connection node are located on the right and left sides, respectively. Current sensor 51 is further connected to controller 53 . Voltage sensor 52 is connected to taps T1, T2 and controller 53 .

制御器53は、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3及び下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれについて、状態を、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る遮断状態に切換える。通常、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3中の1つの状態が通流状態であり、残りの上側スイッチ回路の状態は遮断状態である。同様に、通常、3つの下側スイッチ回路B1,B2,B3中の1つの状態が通流状態であり、残りの下側スイッチ回路の状態は遮断状態である。第1ノード及び第2ノードそれぞれには、3つのタップT1,T2,T3中の1つが電気的に接続されている。 The controller 53 sets the state of each of the three upper switch circuits A1, A2, A3 and the lower switch circuits B1, B2, B3 to a conducting state in which current can flow or a state in which current does not flow. switch to the interrupted state. Normally, one of the three upper switch circuits A1, A2, A3 is in the conducting state and the rest of the upper switch circuits are in the blocking state. Similarly, typically one of the three lower switch circuits B1, B2, B3 is in the conducting state and the rest of the lower switch circuits are in the blocking state. One of the three taps T1, T2, T3 is electrically connected to each of the first node and the second node.

単巻線40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ている。単巻線40は、3つのタップT1,T2,T3中の2つから、2つの1次巻線31に、共通の交流電圧を印加する。通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路が変更された場合、単巻線40が2つの1次巻線31に印加する交流電圧の実効値又は位相が変更される。 An AC voltage is applied across the output-side distribution lines U and V across the single winding 40 . A single winding 40 applies a common AC voltage to the two primary windings 31 from two of the three taps T1, T2, T3. When the upper switch circuit or the lower switch circuit in the conductive state is changed, the effective value or phase of the AC voltage applied by the single winding 40 to the two primary windings 31 is changed.

2つの1次巻線31に交流電圧が印加された場合、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か又は低下させる。実効値が上昇又は低下した交流電圧は、出力側の配電線U,V間の交流電圧として外部に出力される。実効値の上昇又は低下させる方法は周知の方法であるので、この方法の詳細な説明を省略する。 When AC voltage is applied to the two primary windings 31, the two secondary windings 32 raise or lower the effective value of the AC voltage between the distribution lines U and V on the input side. The AC voltage whose effective value has increased or decreased is output to the outside as an AC voltage between the distribution lines U and V on the output side. Since the method of increasing or decreasing the effective value is a well-known method, detailed description of this method will be omitted.

図1では、配電線Vの電位を基準とした配電線Uの電圧の極性が正である場合において、交流電圧の実効値が上昇す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。1次巻線31において、第1ノードから第2ノードに電流が流れる。同様の場合において、交流電圧の実効値が低下するとき、電流は、1次巻線31において、第2ノードから第1ノードに電流が流れる。配電線Uの電圧の極性が負である場合、電流の方向は、配電線Uの極性が正である場合の電流の方向とは反対である。1次巻線31に印加される交流電圧の実効値が大きい程、上昇幅又は低下幅は大きい。1次巻線31を介して流れる電流の方向の変更は、1次巻線31に印加される交流電圧の位相の変更に相当する。 In FIG. 1, when the polarity of the voltage of the distribution line U is positive with respect to the potential of the distribution line V, the direction of the current flowing when the effective value of the AC voltage increases is indicated by the dashed arrow. . Current flows from the first node to the second node in the primary winding 31 . In a similar case, current flows in the primary winding 31 from the second node to the first node when the rms value of the alternating voltage drops. When the polarity of the voltage on the line U is negative, the direction of current is opposite to the direction of current when the polarity of the line U is positive. The greater the effective value of the AC voltage applied to the primary winding 31, the greater the range of increase or decrease. Changing the direction of the current flowing through the primary winding 31 corresponds to changing the phase of the AC voltage applied to the primary winding 31 .

制御器53は、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路を変更することによって、3つのタップT1,T2,T3の中で、第1ノード又は第2ノードに電気的に接続されるタップを切換える。2つの1次巻線31の一端子及び他端子それぞれは、特定端子として機能する。 The controller 53 controls which of the three taps T1, T2, T3 is electrically connected to the first node or the second node by changing the upper switch circuit or the lower switch circuit in the conductive state. switch. Each of the one terminal and the other terminal of the two primary windings 31 functions as a specific terminal.

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、2つの配電線U,V間の交流電圧の実効値に応じて調整される。2つのタップ間の交流電圧の実効値は、2つの配電線U,V間の交流電圧の実効値と巻数比との積で表される。巻数比は、2つのタップ間の単巻線40の巻数を、単巻線40全体の巻数で除算することによって得られる値である。 The rms value of the ac voltage between two of the three taps T1, T2, T3 is adjusted according to the rms value of the ac voltage between the two distribution lines U,V. The effective value of AC voltage between two taps is represented by the product of the effective value of AC voltage between two distribution lines U and V and the turns ratio. The turns ratio is the value obtained by dividing the number of turns in the single winding 40 between the two taps by the total number of turns in the single winding 40 .

電圧センサ52は、タップT1,T2間の交流電圧の電圧値(瞬時値)を検出し、検出した電圧値を示す電圧信号を制御器53に出力する。タップT1,T2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、タップT1,T2に関する巻数比との積で表される。タップT1,T2間の交流電圧の位相は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の位相と一致している。 The voltage sensor 52 detects the voltage value (instantaneous value) of the AC voltage between the taps T1 and T2 and outputs a voltage signal indicating the detected voltage value to the controller 53 . The effective value of the AC voltage between the taps T1 and T2 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 for the taps T1 and T2. The phase of the alternating voltage between the taps T1 and T2 matches the phase of the alternating voltage between the distribution lines U and V on the output side.

以下では、上側スイッチ回路A1,A2,A3及び下側スイッチ回路B1,B2,B3の中で通流状態のスイッチ回路を介して流れる電流を回路電流と記載する。電流センサ51は、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3の中で、通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる回路電流の電流値(瞬時値)を検出する。電流センサ51は、検出した電流値を示す電流信号を制御器53に出力する。以下では、集合体50から第1ノードに向かって流れる回路電流の通流方向を左方向と記載する。第1ノードから集合体50に向かって流れる回路電流の通流方向を右方向と記載する。通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向が左方向である場合、電流信号が示す電流値は正値である。通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向が右方向である場合、電流信号が示す電流値は負値である。 In the following description, a circuit current is defined as a current that flows through the switch circuits in the conductive state among the upper switch circuits A1, A2, A3 and the lower switch circuits B1, B2, B3. The current sensor 51 detects the current value (instantaneous value) of the circuit current flowing through the upper switch circuits in the conductive state among the three upper switch circuits A1, A2, and A3. The current sensor 51 outputs a current signal indicating the detected current value to the controller 53 . Hereinafter, the flow direction of the circuit current flowing from the aggregate 50 toward the first node is referred to as the left direction. The direction in which the circuit current flows from the first node toward the aggregate 50 is referred to as the right direction. When the direction of the circuit current flowing through the conductive upper switch circuit is leftward, the current value indicated by the current signal is a positive value. If the current direction of the circuit current flowing through the conductive upper switch circuit is rightward, the current value indicated by the current signal is a negative value.

図2は上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2の回路図である。上側スイッチ回路A2,A3それぞれの構成は上側スイッチ回路A1の構成と同様である。下側スイッチ回路B1,B3それぞれの構成は下側スイッチ回路B1の構成と同様である。図2では、上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2の第1例及び第2例が示されている。 FIG. 2 is a circuit diagram of the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2. The configuration of each of the upper switch circuits A2 and A3 is the same as that of the upper switch circuit A1. The configurations of the lower switch circuits B1 and B3 are the same as the configuration of the lower switch circuit B1. FIG. 2 shows first and second examples of the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2.

上側スイッチ回路A1,A2,A3及び下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれは、第1スイッチG1、第2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。第1スイッチG1及び第2スイッチG2それぞれは、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。第1スイッチG1は第2スイッチG2に直列に接続されている。第1スイッチG1のコレクタ及びエミッタそれぞれに、第1ダイオードD1のカソード及びアノードが接続されている。同様に、第2スイッチG2のコレクタ及びエミッタそれぞれに、第2ダイオードD2のカソード及びアノードが接続されている。第1スイッチG1及び第2スイッチG2のゲートは制御器53に各別に接続されている。 Each of the upper switch circuits A1, A2, A3 and the lower switch circuits B1, B2, B3 has a first switch G1, a second switch G2, a first diode D1 and a second diode D2. Each of the first switch G1 and the second switch G2 is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The first switch G1 is connected in series with the second switch G2. A cathode and an anode of a first diode D1 are connected to the collector and emitter of the first switch G1, respectively. Similarly, the cathode and anode of a second diode D2 are connected to the collector and emitter of the second switch G2, respectively. Gates of the first switch G1 and the second switch G2 are separately connected to the controller 53 .

第1例では、第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2のアノードは相互に接続されている。上側スイッチ回路A1,A2,A3それぞれの第1スイッチG1のコレクタは第1ノードに接続されている。上側スイッチ回路A1,A2,A3それぞれの第2スイッチG2のコレクタは、タップT1,T2,T3に接続されている。下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの第1スイッチG1のコレクタは第2ノードに接続されている。下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの第2スイッチG2のコレクタは、タップT1,T2,T3に接続されている。 In a first example, the anodes of the first diode D1 and the second diode D2 are connected together. A collector of the first switch G1 of each of the upper switch circuits A1, A2, A3 is connected to the first node. The collectors of the second switches G2 of the upper switch circuits A1, A2, A3 are connected to the taps T1, T2, T3. A collector of the first switch G1 of each of the lower switch circuits B1, B2, B3 is connected to the second node. The collectors of the second switches G2 of the lower switch circuits B1, B2, B3 are connected to the taps T1, T2, T3.

第2例では、第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2のカソードが相互に接続されている。上側スイッチ回路A1,A2,A3それぞれの第2スイッチG2のエミッタは第1ノードに接続されている。上側スイッチ回路A1,A2,A3それぞれの第1スイッチG1のエミッタは、タップT1,T2,T3に接続されている。下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの第2スイッチG2のエミッタは第2ノードに接続されている。下側スイッチ回路B1,B2,B3それぞれの第1スイッチG1のエミッタは、タップT1,T2,T3に接続されている。 In a second example, the cathodes of the first diode D1 and the second diode D2 are connected together. The emitter of the second switch G2 of each of the upper switch circuits A1, A2, A3 is connected to the first node. The emitters of the first switches G1 of the upper switch circuits A1, A2, A3 are connected to the taps T1, T2, T3. The emitter of the second switch G2 of each of the lower switch circuits B1, B2, B3 is connected to the second node. The emitters of the first switches G1 of the lower switch circuits B1, B2, B3 are connected to the taps T1, T2, T3.

制御器53は、第1スイッチG1のゲートの電圧を調整することによって第1スイッチG1をオン又はオフに切換える。同様に、制御器53は、第2スイッチG2のゲートの電圧を調整することによって、第2スイッチG2をオン又はオフに切換える。第1スイッチG1及び第2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通流することが可能である。第1スイッチG1及び第2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た電流の通流が遮断されている。 The controller 53 turns the first switch G1 on or off by adjusting the voltage at the gate of the first switch G1. Similarly, the controller 53 turns the second switch G2 on or off by adjusting the voltage at the gate of the second switch G2. For each of the first switch G1 and the second switch G2, when the state is on, current can flow through the collector and the emitter in that order. For each of the first switch G1 and the second switch G2, when the state is off, current flow through the collector and emitter is blocked.

通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路において、制御器53が第1スイッチG1及び第2スイッチG2をオフに切換えた場合、状態は遮断状態に遷移する。遮断状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路において、制御器53が第1スイッチG1及び第2スイッチG2の少なくとも一方をオンに切換えた場合、状態は遮断状態から通流状態に遷移する。 When the controller 53 switches off the first switch G1 and the second switch G2 in the conducting state of the upper switch circuit or the lower switch circuit, the state transitions to the interrupted state. When the controller 53 turns on at least one of the first switch G1 and the second switch G2 in the upper switch circuit or the lower switch circuit in the interrupted state, the state transitions from the interrupted state to the conducting state.

制御器53は、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路において、第1スイッチG1及び第2スイッチG2それぞれをオフ及びオンに切換えることによって、回路電流の通流方向を左方向に制限する。通流方向が左方向に制限されている場合、回路電流は、第2スイッチG2及び第1ダイオードD1の順に流れる。制御器53は、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路において、第1スイッチG1及び第2スイッチG2それぞれをオン及びオフに切換えることによって、通流方向を右方向に制限する。通流方向が右方向に制限されている場合、回路電流は、第1スイッチG1及び第2ダイオードD2の順に流れる。制御器53は、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路において、第1スイッチG1及び第2スイッチG2の両方をオンに切換えることによって、通流方向の制限をなくす。左方向及び右方向それぞれは第1方向及び第2方向に相当する。 The controller 53 limits the flow direction of the circuit current to the left by switching off and on the first switch G1 and the second switch G2 respectively in the upper switch circuit or the lower switch circuit in the conductive state. . When the flow direction is restricted to the left, the circuit current flows through the second switch G2 and the first diode D1 in that order. The controller 53 limits the flow direction to the right by switching on and off the first switch G1 and the second switch G2 respectively in the upper switch circuit or the lower switch circuit in the conducting state. When the flow direction is restricted to the right, the circuit current flows through the first switch G1 and the second diode D2 in that order. The controller 53 turns on both the first switch G1 and the second switch G2 in the conducting state of the upper switching circuit or the lower switching circuit, thereby removing the restrictions on the conduction direction. The left direction and right direction correspond to the first direction and the second direction, respectively.

図2に示すように、制御器53は、通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向を左方向に制限する場合、通流状態の下側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向を右方向に制限する。これにより、実線の矢印で示すように電流が流れる。同様に、制御器53は、通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向を右方向に制限する場合、通流状態の下側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向を左方向に制限する。これにより、破線の矢印で示すように電流が流れる。 As shown in FIG. 2, when the controller 53 restricts the flow direction of the circuit current flowing through the conductive upper switch circuit to the left, the circuit flowing through the conductive lower switch circuit Limit the direction of current flow to the right. As a result, a current flows as indicated by solid arrows. Similarly, when the controller 53 restricts the flow direction of the circuit current flowing through the conductive upper switch circuit to the right, the controller 53 controls the flow of the circuit current through the conductive lower switch circuit. Limit direction to left. This causes current to flow as indicated by the dashed arrows.

従って、通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる左方向の回路電流の電流値は、通流状態の下側スイッチ回路を介して流れる右方向の回路電流の電流値と一致する。同様に、通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる右方向の回路電流の電流値は、通流状態の下側スイッチ回路を介して流れる左方向の回路電流の電流値と一致する。 Therefore, the current value of the leftward circuit current flowing through the conductive upper switch circuit matches the current value of the rightward circuit current flowing through the conductive lower switch circuit. Similarly, the current value of the rightward circuit current flowing through the conducting upper switch circuit matches the current value of the leftward circuit current flowing through the conducting lower switch circuit.

なお、第1スイッチG1及び第2スイッチG2はFET(Field Effect Transistor)であってもよい。この場合、ドレイン及びソースそれぞれはコレクタ及びエミッタに対応する。FETの状態がオンである場合、ドレイン及びソースを介して双方向に電流が通流することが可能である。第1スイッチG1及び第2スイッチG2がFETである場合、第1ダイオードD1及び第2ダイオードD2それぞれとして、第1スイッチG1及び第2スイッチG2の寄生ダイオードを用いてもよい。第1スイッチG1及び第2スイッチG2がオンである場合、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ない。 The first switch G1 and the second switch G2 may be FETs (Field Effect Transistors). In this case, the drain and source correspond to the collector and emitter, respectively. When the FET is on, current can flow in both directions through the drain and source. When the first switch G1 and the second switch G2 are FETs, the parasitic diodes of the first switch G1 and the second switch G2 may be used as the first diode D1 and the second diode D2, respectively. When the first switch G1 and the second switch G2 are on, no current flows through the first diode D1 or the second diode D2.

図3は制御器53の要部構成を示すブロック図である。制御器53は、微分回路60、傾きゼロ検出回路61、電流ゼロ検出回路62及び制御回路63を有する。電圧センサ52は電圧信号を微分回路60に出力する。微分回路60は、電圧信号が示す交流電圧、即ち、タップT1,T2間の交流電圧の微分値を示す微分信号を傾きゼロ検出回路61に出力する。傾きゼロ検出回路61は、微分信号が示す微分値が0となる傾きゼロ時点を示す傾きゼロ信号を制御回路63に出力する。微分値が0である場合、配電線U,V間の交流電圧の傾きは0度である。 FIG. 3 is a block diagram showing the essential configuration of the controller 53. As shown in FIG. The controller 53 has a differentiation circuit 60 , a zero slope detection circuit 61 , a zero current detection circuit 62 and a control circuit 63 . Voltage sensor 52 outputs a voltage signal to differentiation circuit 60 . The differentiating circuit 60 outputs to the slope zero detecting circuit 61 an alternating voltage indicated by the voltage signal, that is, a differentiating signal indicating a differentiated value of the alternating voltage between the taps T1 and T2. The slope zero detection circuit 61 outputs a slope zero signal to the control circuit 63, which indicates the slope zero point in time when the differential value indicated by the differential signal becomes zero. When the differential value is 0, the gradient of the AC voltage between the distribution lines U and V is 0 degrees.

電流センサ51は電流ゼロ検出回路62及び制御回路63に電流信号を出力する。電流ゼロ検出回路62は、電流信号が示す回路電流の電流値が0Aとなる電流ゼロ時点を示す電流ゼロ信号を制御回路63に出力する。制御回路63には、1次巻線31の一端子又は他端子が接続されるタップの切換えを指示する切換え信号が入力される。 The current sensor 51 outputs a current signal to the zero current detection circuit 62 and the control circuit 63 . The current zero detection circuit 62 outputs to the control circuit 63 a current zero signal indicating a current zero point in time when the current value of the circuit current indicated by the current signal becomes 0A. A switching signal is input to the control circuit 63 to instruct switching of the tap to which one terminal or the other terminal of the primary winding 31 is connected.

制御回路63は、6つの第1スイッチG1及び6つの第2スイッチG2のゲートの電圧を各別に制御することによって、6つの第1スイッチG1及び6つの第2スイッチG2それぞれをオン又はオフに切換える。制御回路63は、傾きゼロ信号、電流ゼロ信号、電流信号又は切換え信号に基づいて、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路の変更と、回路電流の通流方向の制限とを行う。 The control circuit 63 switches on or off each of the six first switches G1 and the six second switches G2 by separately controlling the voltages of the gates of the six first switches G1 and the six second switches G2. . Based on the zero slope signal, zero current signal, current signal, or switching signal, the control circuit 63 changes the conducting state of the upper switching circuit or the lower switching circuit and limits the direction of conduction of the circuit current.

制御回路63は、論理回路又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等を用いて構成されることが好ましい。制御回路63は処理素子を有する。制御回路63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、種々の処理を実行する。 The control circuit 63 is preferably configured using a logic circuit, FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like. The control circuit 63 has processing elements. The processing elements of control circuit 63 perform various processes by executing computer programs.

図4は、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路の変更と、回路電流の通流方向の制限とを説明するためのタイミングチャートである。図4では、電圧信号が示す電圧値の推移は一点鎖線で示されている。電流信号が示す回路電流の電流値の推移は細い実線で示されている。微分信号が示す微分値の推移は太い実線で示されている。電圧信号が示す電圧値は、タップT2の電位を基準としたタップT1の電圧値である。 FIG. 4 is a timing chart for explaining the change of the upper switch circuit or the lower switch circuit in the conduction state and the limitation of the direction of circuit current conduction. In FIG. 4, the transition of the voltage value indicated by the voltage signal is indicated by the dashed-dotted line. A change in the current value of the circuit current indicated by the current signal is indicated by a thin solid line. Transition of the differential value indicated by the differential signal is indicated by a thick solid line. The voltage value indicated by the voltage signal is the voltage value of the tap T1 with reference to the potential of the tap T2.

電圧信号が示す電圧値の推移は、タップT1,T2間の交流電圧の波形である。3つのタップT1,T2,T3中の2つのタップ間の交流電圧の位相は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の位相と一致している。タップT1,T2間の交流電圧の傾きが0度である場合、微分信号が示す微分値は0である。図4には、傾きゼロ信号が示す電圧値の推移が示されている。傾きゼロ信号は、ハイレベル電圧値又はローレベル電圧値を示す。図4では、ハイレベル電圧値及びローレベル電圧値それぞれは「H」及び「L」で示されている。微分信号が示す微分値が0となる都度、傾きゼロ信号が示す電圧値は、ハイレベル電圧値又はローレベル電圧値に切換わる。 The transition of the voltage value indicated by the voltage signal is the waveform of the AC voltage between the taps T1 and T2. The phase of the AC voltage between two taps among the three taps T1, T2 and T3 matches the phase of the AC voltage between the distribution lines U and V on the output side. When the slope of the AC voltage between the taps T1 and T2 is 0 degrees, the differential value indicated by the differential signal is 0. FIG. 4 shows the transition of the voltage value indicated by the zero-slope signal. A zero slope signal indicates a high level voltage value or a low level voltage value. In FIG. 4, the high level voltage value and the low level voltage value are indicated by "H" and "L" respectively. Each time the differential value indicated by the differential signal becomes 0, the voltage value indicated by the zero-slope signal switches to a high-level voltage value or a low-level voltage value.

電流ゼロ信号も、ハイレベル電圧値又はローレベル電圧値を示す。電流信号が示す回路電流の電流値が0Aとなる都度、電流ゼロ信号が示す電圧値は、ハイレベル電圧値又はローレベル電圧値に切換わる。 A current zero signal also indicates a high level voltage value or a low level voltage value. Each time the current value of the circuit current indicated by the current signal becomes 0 A, the voltage value indicated by the current zero signal switches to a high level voltage value or a low level voltage value.

図4には、上側スイッチ回路A1,A2それぞれの第1スイッチG1及び第2スイッチG2の状態の推移と、下側スイッチ回路B2,B3それぞれの第1スイッチG1及び第2スイッチG2の状態の推移とが示されている。図4の説明では、上側スイッチ回路A3及び下側スイッチ回路B1の状態は遮断状態に維持されている。 FIG. 4 shows transitions in the states of the first and second switches G1 and G2 of the upper switch circuits A1 and A2, and transitions in the states of the first and second switches G1 and G2 in the lower switch circuits B2 and B3. is shown. In the description of FIG. 4, the states of the upper switch circuit A3 and the lower switch circuit B1 are maintained in the disconnected state.

図4の左側では、上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2について、第1スイッチG1及び第2スイッチG2の少なくとも一方がオンである。このため、上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2の状態は通流状態である。1次巻線31の一端子及び他端子それぞれは、タップT1,T2に電気的に接続されている。上側スイッチ回路A2及び下側スイッチ回路B3について、第1スイッチG1及び第2スイッチG2の両方がオフである。このため、上側スイッチ回路A2及び下側スイッチ回路B3の状態は遮断状態である。 On the left side of FIG. 4, at least one of the first switch G1 and the second switch G2 is on for the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2. Therefore, the states of the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2 are conductive. One terminal and the other terminal of the primary winding 31 are electrically connected to taps T1 and T2, respectively. Both the first switch G1 and the second switch G2 are off for the upper switch circuit A2 and the lower switch circuit B3. Therefore, the state of the upper switch circuit A2 and the lower switch circuit B3 is the cutoff state.

通流状態の上側スイッチ回路A1の第1スイッチG1がオフである。このため、上側スイッチ回路A1において、回路電流の通流方向は左方向に制限される。通流状態の下側スイッチ回路B2の第2スイッチG2がオフである。このため、下側スイッチ回路B2において、回路電流の通流方向は右方向に制限される。電流信号が示す電流値は正値である。 The first switch G1 of the upper switch circuit A1 in the conducting state is off. Therefore, in the upper switch circuit A1, the flow direction of the circuit current is restricted to the left direction. The second switch G2 of the conductive lower switch circuit B2 is off. Therefore, in the lower switch circuit B2, the flow direction of the circuit current is restricted to the right direction. The current value indicated by the current signal is positive.

通流状態の上側スイッチ回路A1を介して流れる回路電流の電流値が正の上側閾値未満の値に低下した場合、制御回路63は、上側スイッチ回路A1の第1スイッチG1をオフからオンに切換える。更に、制御回路63は、下側スイッチ回路B2の第2スイッチG2をオフからオンに切換える。これにより、通流状態の上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2それぞれでは、第1スイッチG1及び第2スイッチG2がオンであり、回路電流の通流方向の制限がなくなる。通流状態の上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2を介して回路電流は双方向に流れることが可能である。 The control circuit 63 switches the first switch G1 of the upper switch circuit A1 from off to on when the current value of the circuit current flowing through the conducting upper switch circuit A1 drops to a value below the positive upper threshold. . Further, the control circuit 63 switches the second switch G2 of the lower switch circuit B2 from off to on. As a result, the first switch G1 and the second switch G2 are turned on in the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2, respectively, which are in the conductive state, and there is no restriction on the direction of flow of the circuit current. A circuit current can flow in both directions through the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2 in the conducting state.

回路電流の通流方向の制限がない場合において、通流状態の上側スイッチ回路A1を介して流れる回路電流の電流値が負の下側閾値以下の値に低下したとき、制御回路63は、上側スイッチ回路A1の第2スイッチG2をオンからオフに切換える。更に、制御回路63は下側スイッチ回路B2の第1スイッチG1をオンからからオフに切換える。これにより、上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2それぞれを介して流れる回路電流の通流方向は、右方向及び左方向に制限される。 When the current value of the circuit current flowing through the upper switch circuit A1 in the conductive state decreases to a value equal to or lower than the negative lower threshold in the case where there is no restriction on the flow direction of the circuit current, the control circuit 63 The second switch G2 of the switch circuit A1 is switched from on to off. Further, the control circuit 63 switches the first switch G1 of the lower switch circuit B2 from on to off. As a result, the direction of flow of the circuit current through the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2 is restricted to the right direction and the left direction.

上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2それぞれを介して流れる回路電流の通流方向は、右方向及び左方向に制限されている場合において、通流状態の上側スイッチ回路A1を介して流れる回路電流の電流値が負の下側閾値を超える値に上昇したとき、制御回路63は、上側スイッチ回路A1の第2スイッチG2をオフからオンに切換える。更に、制御回路63は、下側スイッチ回路B2の第1スイッチG1をオフからからオンに切換える。これにより、回路電流の通流方向の制限がなくなる。 When the direction of the circuit current flowing through each of the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2 is restricted to the right direction and the left direction, the circuit current that flows through the upper switch circuit A1 in the conductive state rises above the negative lower threshold, the control circuit 63 switches the second switch G2 of the upper switch circuit A1 from off to on. Further, the control circuit 63 switches the first switch G1 of the lower switch circuit B2 from off to on. This eliminates restrictions on the direction of flow of circuit current.

回路電流の通流方向の制限がない場合において、通流状態の上側スイッチ回路A1を介して流れる回路電流の電流値が正の上側閾値以上の値に上昇した場合、制御回路63は、上側スイッチ回路A1の第1スイッチG1をオンからオフに切換える。更に、制御回路63は、下側スイッチ回路B2の第2スイッチG2をオンからからオフに切換える。これにより、上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2それぞれを介して流れる回路電流の通流方向は、左方向及び右方向に制限される。 In the case where there is no restriction on the flow direction of the circuit current, if the current value of the circuit current flowing through the conducting state of the upper switch circuit A1 rises to a value equal to or higher than the positive upper threshold, the control circuit 63 Switch the first switch G1 of the circuit A1 from on to off. Further, the control circuit 63 switches the second switch G2 of the lower switch circuit B2 from on to off. As a result, the direction of flow of the circuit current that flows through each of the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2 is restricted to the left direction and the right direction.

以上のように、制御回路63は、通流状態の上側スイッチ回路A1を介して流れる回路電流の電流値に応じて、通流状態の上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2それぞれを介して流れる回路電流の通流方向を、左方向又は右方向に制限する。通流状態の上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2を介して流れる回路電流の電流値の絶対値が小さい場合、制御回路63は、回路電流の通流方向の制限をなくす。このため、回路電流の通流方向がスムーズに変更される。 As described above, according to the current value of the circuit current flowing through the conducting state of the upper switching circuit A1 and the lower switching circuit B2, the control circuit 63 controls the Limit the flow direction of the circuit current to the left or right. When the absolute value of the current value of the circuit current flowing through the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2 in the conductive state is small, the control circuit 63 eliminates the restrictions on the direction of the circuit current. Therefore, the flow direction of the circuit current is smoothly changed.

上側スイッチ回路Aiを介して流れる回路電流に関して、上側閾値は第1閾値に相当し、下側閾値の絶対値は第2閾値に相当する。下側スイッチ回路Biを介して流れる回路電流に関しては、下側閾値の絶対値は第1閾値に相当し、上側閾値は第2閾値に相当する。 Regarding the circuit current flowing through the upper switch circuit Ai, the upper threshold corresponds to the first threshold, and the absolute value of the lower threshold corresponds to the second threshold. Regarding the circuit current flowing through the lower switch circuit Bi, the absolute value of the lower threshold corresponds to the first threshold, and the upper threshold corresponds to the second threshold.

1次巻線31の一端子及び他端子それぞれの接続先をタップT2,T3に切換える切換え信号が制御回路63に入力された場合、微分信号の微分値が0となるまで待機する。微分信号の微分値が0となった場合、制御回路63は、上側スイッチ回路A2及び下側スイッチ回路B3それぞれにおいて、第1スイッチG1又は第2スイッチG2をオフからオンに切換える。これにより、上側スイッチ回路A2及び下側スイッチ回路B3それぞれの状態は遮断状態から通流状態に遷移する。 When a switching signal for switching the connection destination of one terminal and the other terminal of the primary winding 31 to the taps T2 and T3 is input to the control circuit 63, it waits until the differential value of the differential signal becomes zero. When the differentiated value of the differentiated signal becomes 0, the control circuit 63 switches the first switch G1 or the second switch G2 from off to on in each of the upper switch circuit A2 and the lower switch circuit B3. As a result, the state of each of the upper switch circuit A2 and the lower switch circuit B3 transitions from the cut-off state to the conducting state.

図4の例では、傾きゼロ時点において、上側スイッチ回路A1の第2スイッチG2と、下側スイッチ回路B2の第1スイッチG1とがオンである。このため、制御回路63は、上側スイッチ回路A2の第2スイッチG2と、下側スイッチ回路B3の第1スイッチG1とをオンに切換える。これにより、上側スイッチ回路A1,A2を介して流れる回路電流の通流方向は左方向に制限される。下側スイッチ回路B2,B3を介して流れる回路電流の通流方向は右方向に制限される。 In the example of FIG. 4, the second switch G2 of the upper switch circuit A1 and the first switch G1 of the lower switch circuit B2 are on at the time point when the slope is zero. Therefore, the control circuit 63 switches on the second switch G2 of the upper switching circuit A2 and the first switch G1 of the lower switching circuit B3. As a result, the flow direction of the circuit current flowing through the upper switch circuits A1 and A2 is restricted to the left. The flow direction of the circuit current flowing through the lower switch circuits B2 and B3 is restricted to the right.

このとき、上側スイッチ回路A1,A2及び下側スイッチ回路B2,B3が通流状態であるため、1次巻線31を介して電流の通流が中断することはない。更に、上側スイッチ回路A1,A2を介して流れる回路電流の通流方向は同一方向に制限されている。下側スイッチ回路B2,B3を介して流れる回路電流の通流方向も同一方向に制限されている。このため、3つのタップT1,T2,T3中の2つのタップ間が短絡することはない。従って、1次巻線31の両端子間に、矯絡用のスイッチ及び抵抗が互いに直列に接続された直列回路を接続する必要はない。矯絡用の抵抗を介して電流が流れないため、消費電力は小さい。 At this time, since the upper switch circuits A1 and A2 and the lower switch circuits B2 and B3 are in the conductive state, current flow through the primary winding 31 is not interrupted. Furthermore, the direction of the circuit current flowing through the upper switch circuits A1 and A2 is restricted to the same direction. The direction of the circuit current flowing through the lower switch circuits B2 and B3 is also restricted to the same direction. Therefore, no short circuit occurs between two taps among the three taps T1, T2 and T3. Therefore, it is not necessary to connect a series circuit in which a straight-through switch and a resistor are connected in series between both terminals of the primary winding 31 . Power consumption is low because current does not flow through the short-circuit resistor.

なお、傾きゼロ時点において、上側スイッチ回路A1の第1スイッチG1と、下側スイッチ回路B2の第2スイッチG2とがオンである場合においては、制御回路63は、上側スイッチ回路A2の第1スイッチG1と、下側スイッチ回路B3の第2スイッチG2とをオンに切換える。 Note that when the first switch G1 of the upper switch circuit A1 and the second switch G2 of the lower switch circuit B2 are on at the time when the slope is zero, the control circuit 63 controls the first switch G1 of the upper switch circuit A2. G1 and the second switch G2 of the lower switch circuit B3 are switched on.

上側スイッチ回路A1,A2及び下側スイッチ回路B2,B3が通流状態に遷移した後、制御回路63は、上側スイッチ回路A1及び下側スイッチ回路B2それぞれについて、第1スイッチG1及び第2スイッチG2の中でオンであるスイッチをオフに切換える。これにより、上側スイッチ回路A1,A2,A3の中で通流状態の上側スイッチ回路は、上側スイッチ回路A2に変更される。下側スイッチ回路B1,B2,B3の中で通流状態の下側スイッチ回路は、下側スイッチ回路B3に変更される。 After the upper switch circuits A1, A2 and the lower switch circuits B2, B3 transition to the conducting state, the control circuit 63 switches the first switch G1 and the second switch G2 on the upper switch circuit A1 and the lower switch circuit B2, respectively. switch off the switch that is on in the . As a result, among the upper switch circuits A1, A2, and A3, the upper switch circuit in the conductive state is changed to the upper switch circuit A2. Among the lower switch circuits B1, B2, and B3, the lower switch circuit in the conduction state is changed to the lower switch circuit B3.

その後、制御回路63は、通流状態の上側スイッチ回路A2を介して流れる回路電流の電流値に応じて、通流状態の上側スイッチ回路A2及び下側スイッチ回路B3それぞれを介して流れる回路電流の通流方向を、左方向又は右方向に制限する。通流状態の上側スイッチ回路A2,A3それぞれを介して流れる回路電流の通流方向の制限方法は、通流状態の上側スイッチ回路A1を介して流れる回路電流の通流方向の制限方法と同様である。通流状態の下側スイッチ回路B1,B3それぞれを介して流れる回路電流の通流方向の制限方法は、通流状態の下側スイッチ回路B2を介して流れる回路電流の通流方向の制限方法と同様である。 After that, the control circuit 63 controls the current value of the circuit current flowing through the conducting state of the upper switching circuit A2 and the lower switching circuit B3 according to the current value of the circuit current flowing through the conducting state of the upper switching circuit A2 and the lower switching circuit B3. Limit the flow direction to the left or right. The method of limiting the direction of the circuit current flowing through the upper switch circuits A2 and A3 in the conductive state is the same as the method of limiting the direction of the circuit current flowing through the upper switch circuit A1 in the conductive state. be. The method of limiting the direction of the circuit current flowing through the lower switch circuits B1 and B3 in the conductive state is the same as the method of limiting the direction of the circuit current flowing through the lower switch circuit B2 in the conductive state. It is the same.

制御器53の制御回路63は、コンピュータプログラムを実行することによって、方向制限処理及びタップ切換え処理を実行する。方向制限処理は、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれを介して流れる回路電流の通流方向を制限する処理である。通流状態の上側スイッチ回路は、3つの上側スイッチ回路A1,A2,A3の中で適宜変更される。同様に、通流状態の下側スイッチ回路は、3つの下側スイッチ回路B1,B2,B3の中で適宜変更される。タップ切換え処理は、1次巻線31の一端子及び他端子の少なくとも一方が電気的に接続されるタップを切換える処理である。 The control circuit 63 of the controller 53 performs direction limiting processing and tap switching processing by executing a computer program. The direction restriction processing is processing for restricting the flow direction of the circuit current flowing through each of the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conductive state. The upper switch circuit in the conductive state is appropriately changed among the three upper switch circuits A1, A2 and A3. Similarly, the conductive lower switch circuit is appropriately changed among the three lower switch circuits B1, B2 and B3. The tap switching process is a process of switching the tap to which at least one of the one terminal and the other terminal of the primary winding 31 is electrically connected.

図5は方向制限処理の手順を示すフローチャートである。方向制限処理では、制御回路63は、まず、電流信号が示す回路電流の電流値が上側閾値未満であるか否かを判定する(ステップS1)。次に、制御回路63は、回路電流の電流値が上側閾値未満であると判定した場合(S1:YES)、電流信号が示す回路電流の電流値が下側閾値以上であるか否かを判定する(ステップS2)。前述したように、下側閾値は負値である。 FIG. 5 is a flow chart showing the procedure of direction restriction processing. In the direction limiting process, the control circuit 63 first determines whether or not the current value of the circuit current indicated by the current signal is less than the upper threshold (step S1). Next, when the control circuit 63 determines that the current value of the circuit current is less than the upper threshold (S1: YES), it determines whether the current value of the circuit current indicated by the current signal is greater than or equal to the lower threshold. (step S2). As mentioned above, the lower threshold is a negative value.

制御回路63は、回路電流の電流値が上側閾値以上であると判定した場合(S1:NO)、又は、回路電流の電流値が下側閾値未満であると判定した場合(S2:NO)、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向が制限されているか否かを判定する(ステップS3)。制御回路63は、通流方向が制限されていないと判定した場合(S3:NO)、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向を制限する(ステップS4)。 When the control circuit 63 determines that the current value of the circuit current is equal to or greater than the upper threshold (S1: NO), or determines that the current value of the circuit current is less than the lower threshold (S2: NO), It is determined whether or not the flow direction of the circuit current flowing through the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conducting state is restricted (step S3). If the control circuit 63 determines that the current flow direction is not restricted (S3: NO), the control circuit 63 limits the current flow direction of the circuit current flowing through the upper switch circuit and the lower switch circuit in the current state (step S4).

ステップS4では、制御回路63は、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれについて、第1スイッチG1及び第2スイッチG2の中の1つをオフに切換える。第1スイッチG1がオフに切換わった場合、通流方向は左方向に制限される。第2スイッチG2がオフに切換わった場合、通流方向は右方向に制限される。電流信号が示す回路電流が上側閾値以上の値に上昇した場合、ステップS4では、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれを介して流れる回路電流の通流方向を左方向及び右方向に制限する。電流信号が示す回路電流が下側閾値未満の値に低下した場合、ステップS4では、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれを介して流れる回路電流の通流方向を右方向及び左方向に制限する。 In step S4, the control circuit 63 switches off one of the first switch G1 and the second switch G2 for each of the conductive upper switch circuit and the lower switch circuit. When the first switch G1 is switched off, the flow direction is restricted to the left. When the second switch G2 is switched off, the flow direction is restricted to the right. When the circuit current indicated by the current signal rises to a value equal to or higher than the upper threshold, in step S4, the flow direction of the circuit current flowing through the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conducting state is changed leftward and rightward. limit to If the circuit current indicated by the current signal has decreased to a value less than the lower threshold value, in step S4, the circuit current flowing through the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conductive state is changed to the right direction and the left direction. Directional restrictions.

制御回路63は、回路電流の電流値が下側閾値以上であると判定した場合(S2:YES)、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向が制限されているか否かを判定する(ステップS5)。制御回路63は、通流方向が制限されていると判定し場合(S5:YES)、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれを介して流れる回路電流の通流方向の制限をなくす(ステップS6)。ステップS6では、具体的には、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれについて、第1スイッチG1及び第2スイッチG2の中でオフであるスイッチをオンに切換える。 When the control circuit 63 determines that the current value of the circuit current is equal to or higher than the lower threshold (S2: YES), the direction of the circuit current flowing through the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conducting state is changed to It is determined whether or not there is a restriction (step S5). If the control circuit 63 determines that the current flow direction is restricted (S5: YES), the control circuit 63 removes the restriction on the current flow direction of the circuit current flowing through each of the upper switch circuit and the lower switch circuit in the current state. (Step S6). Specifically, in step S6, for each of the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conducting state, the switches that are off among the first switch G1 and the second switch G2 are turned on.

制御回路63は、通流方向が制限されていると判定した場合(S3:YES)、ステップS4,S6の一方を実行した後、又は、通流方向が制限されていないと判定した場合(S5:NO)、方向制限処理を終了する。制御回路63は、方向制限処理を終了した後、再び方向制限処理を実行する。制御回路63が方向制限処理を実行することによって、図4に示すように、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向が制限される。 If the control circuit 63 determines that the flow direction is restricted (S3: YES), it executes one of steps S4 and S6, or if it determines that the flow direction is not restricted (S5: YES). : NO), and terminates the direction restriction process. After completing the direction limiting process, the control circuit 63 executes the direction limiting process again. When the control circuit 63 executes the direction limiting process, as shown in FIG. 4, the conducting direction of the circuit current flowing through the conducting upper switching circuit and the lower switching circuit is limited.

図6は、タップ切換え処理の手順を示すフローチャートである。タップ切換え処理では、制御回路63は、切換え信号が入力されたか否かを判定する(ステップS11)。制御回路63は、切換え信号が入力されていないと判定した場合(S11:NO)、再び、ステップS11を実行する。制御回路63は、切換え信号が入力されるまで待機する。 FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of tap switching processing. In the tap switching process, the control circuit 63 determines whether or not a switching signal has been input (step S11). When the control circuit 63 determines that the switching signal has not been input (S11: NO), it executes step S11 again. The control circuit 63 waits until the switching signal is input.

制御回路63は、切換え信号が入力されたと判定した場合(S11:YES)、微分信号が示す微分値が0であるか否かを判定する(ステップS12)。制御回路63は、微分値が0ではないと判定した場合(S12:NO)、再び、ステップS12を実行する。制御回路63は、微分信号の微分値が0となるまで待機する。 When the control circuit 63 determines that the switching signal is input (S11: YES), it determines whether the differential value indicated by the differential signal is 0 (step S12). When the control circuit 63 determines that the differential value is not 0 (S12: NO), it executes step S12 again. The control circuit 63 waits until the differential value of the differential signal becomes zero.

制御回路63は、微分値が0であると判定した場合(S12:YES)、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向が制限されているか否かを判定する(ステップS13)。制御回路63は、回路電流の通流方向が制限されていると判定した場合(S13:YES)、2つのゼロ時点の差が一定の差分閾値未満であるか否かを判定する(ステップS14)。 When the control circuit 63 determines that the differential value is 0 (S12: YES), whether or not the direction of the circuit current flowing through the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conducting state is restricted. is determined (step S13). When the control circuit 63 determines that the flow direction of the circuit current is restricted (S13: YES), it determines whether the difference between the two zero points is less than a certain difference threshold (step S14). .

一方のゼロ時点は傾きゼロ時点である。他方のゼロ時点は電流ゼロ時点である。ステップS14に関して、2つのゼロ時点の差は、例えば、ステップS12で検出された今回の傾きゼロ時点よりも前に検出された前回の傾きゼロ時点と、前回の傾きゼロ時点の後に最初に検出された電流ゼロ時点との差である。ステップS14では、制御回路63は、近い将来、通流方向の制限がなくなるか否かを判定する。 One zero point is the zero slope point. The other zero point is the current zero point. With respect to step S14, the difference between the two zero points is, for example, the previous zero point of slope detected before the current zero point of slope detected in step S12 and the first detected zero point of slope after the previous zero point of slope. is the difference from the time when the current is zero. In step S14, the control circuit 63 determines whether or not restrictions on the flow direction will be removed in the near future.

なお、制御回路63は、微分信号及び電流信号が示す正弦波状の波形に関して、最新の2つのピーク点の差を、2つのゼロ時点の差とみなしてもよい。 Note that the control circuit 63 may regard the difference between the latest two peak points as the difference between two zero time points with respect to the sinusoidal waveforms indicated by the differential signal and the current signal.

制御回路63は、通流方向が制限されていないと判定した場合(S13:NO)、又は、2つのゼロ時点の差が差分閾値未満であると判定した場合(S14:YES)、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれを介して流れる回路電流の通流方向が制限されているか否かを判定する(ステップS15)。制御回路63は、通流方向が制限されていないと判定した場合(S15:NO)、再び、ステップS15を実行する。制御回路63は、方向制限処理において、通流方向を制限するまで待機する。 If the control circuit 63 determines that the flow direction is not restricted (S13: NO), or if it determines that the difference between the two zero points is less than the difference threshold (S14: YES), the flow state is It is determined whether or not the direction of the circuit current flowing through each of the upper switch circuit and the lower switch circuit is restricted (step S15). When the control circuit 63 determines that the flow direction is not restricted (S15: NO), it executes step S15 again. The control circuit 63 waits until the flow direction is restricted in the direction restriction process.

制御回路63は、2つのゼロ時点の差が差分閾値以上であると判定した場合(S14:NO)、又は、通流方向が制限されていると判定した場合(S15:YES)、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の少なくとも一方を変更する(ステップS16)。図4の説明で述べたように、制御回路63は、遮断状態の上側スイッチ回路の状態を通流状態に変更し、その後、通流状態の上側スイッチ回路の状態を遮断状態に変更する。これにより、通流状態の上側スイッチ回路が変更される。制御回路63は、通流状態の上側スイッチ回路と同様に、通流状態の下側スイッチ回路を変更する。 When the control circuit 63 determines that the difference between the two zero points is equal to or greater than the difference threshold (S14: NO), or determines that the flow direction is restricted (S15: YES), the flow state is change at least one of the upper switch circuit and the lower switch circuit (step S16). As described in the description of FIG. 4, the control circuit 63 changes the state of the upper switch circuit from the cut-off state to the conductive state, and then changes the state of the upper switch circuit from the conductive state to the cut-off state. As a result, the upper switch circuit in the conducting state is changed. The control circuit 63 changes the conductive lower switch circuit in the same manner as the conductive upper switch circuit.

制御回路63は、ステップS16を実行した後、タップ切換え処理を終了する。制御回路63は、タップ切換え処理を終了した後、再び、タップ切換え処理を実行する。 After executing step S16, the control circuit 63 ends the tap switching process. After completing the tap switching process, the control circuit 63 executes the tap switching process again.

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。制御回路63は、単巻線40の出力の傾きが0度となった場合、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の少なくとも一方を変更する。従って、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の少なくとも一方が変更された後、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 series transformers 3u and 3v, when the gradient of the AC voltage applied across the primary winding 31 from the single winding 40 is 0 degrees, the residual magnetic flux remaining in the core 30 is 0 [Wb]. is. The control circuit 63 changes at least one of the conducting state of the upper switching circuit and the lower switching circuit when the inclination of the output of the single winding 40 becomes 0 degree. Therefore, after at least one of the upper switch circuit and the lower switch circuit in the conductive state is changed, the magnetic fluxes of the cores 30 of the series transformers 3u and 3v change from 0 [Wb]. Therefore, in each of the series transformers 3u and 3v, the possibility that the magnetic flux of the core 30 exceeds the saturation magnetic flux is low.

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、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ので、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 primary windings 31 is significantly lower. As a result, excessive current flows through each of the two primary windings 31 . In the voltage regulator 1 , the magnetic flux of each of the two cores 30 is less likely to exceed the saturation magnetic flux, so the possibility of excessive current flowing through the primary winding 31 is low.

通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれを介して流れる回路電流の通流方向が制限されていない状態で、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路が変更された場合、3つのタップT1,T2,T3中の2つのタップが短絡する可能性がある。電圧調整装置1では、2つのゼロ時点の差が小さい場合には、通流方向が制限されるまで、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路を変更することなく待機する。このため、回路電流の通流方向が制限されていない状態で、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路が変更される可能性は低い。 When the conducting state of the upper switching circuit or the lower switching circuit is changed in a state where the direction of the circuit current flowing through each of the conducting state of the upper switching circuit and the lower switching circuit is not restricted, 3. Two taps out of one tap T1, T2, T3 can be shorted. If the difference between the two zero points is small, the voltage regulator 1 waits without changing the conducting upper or lower switching circuit until the conduction direction is restricted. Therefore, it is unlikely that the upper switch circuit or the lower switch circuit in the conductive state will be changed in a state where the direction of flow of the circuit current is not restricted.

(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 the first embodiment, so the same reference numerals as in the first embodiment are given to the components that are common to the first embodiment, and the description thereof is omitted. do.

図7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。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。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。 FIG. 7 is a circuit diagram of voltage regulator 1 according to the second embodiment. In Embodiment 2, in addition to the distribution lines U and V, a distribution line W is connected to the AC power supply 2 . The AC power supply 2 outputs three AC voltages to the voltage regulator 1 via the three distribution lines U, V, W. The voltage regulator 1 has a series transformer 3w in addition to the two series transformers 3u and 3v. The series transformer 3w is configured similarly to the series transformer 3u. The AC power supply 2 and one terminal of the secondary winding 32 of the series transformer 3w are connected by a distribution line W on the input side. The other terminal of the secondary winding 32 of the series transformer 3w is connected to the distribution line W on the output side. The secondary windings 32 of the three series transformers 3u, 3v, 3w regulate the effective values of the three AC voltages on the distribution lines U, V, W on the output side. When the effective values of the three AC voltages of the distribution lines U, V, W on the input side change, the effective values of the three AC voltages of the distribution lines U, V, W on the output side also change.

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 regulation transformers 4a, 4b. Each regulating transformer 4 a , 4 b has a primary winding 41 and a secondary winding 42 . Each of the primary winding 41 and secondary winding 42 is wound around, for example, an annular core. A primary winding 41 of the regulating transformer 4a is connected between the distribution lines U and V. As shown in FIG. A primary winding 41 of the regulating transformer 4b is connected between the distribution lines V and W. The connection of the two primary windings 41 is V-connection. Three taps T1, T2, T3 are connected to each secondary winding 42 of each of the regulating transformers 4a, 4b. Each secondary winding 42 functions as a tap winding.

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。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。調整変圧器4aのタップT1,T2間の交流電圧の位相は、出力側の配電線U,V間の交流電圧の位相と一致している。調整変圧器4bのタップT1,T2間の交流電圧の位相は、出力側の配電線V,W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 transformers 4a and 4b. The effective value of this AC voltage is represented by the product of the effective value of the AC voltage applied across the primary winding 41 and the turns ratio. Here, the turns ratio is represented by (the number of turns between two taps)/(the number of turns of the primary winding 41). An AC voltage between distribution lines U and V on the output side is applied to both ends of the primary winding 41 of the regulating transformer 4a. An AC voltage between the distribution lines V and W on the output side is applied to both ends of the primary winding 41 of the regulating transformer 4b. The phase of the AC voltage between the taps T1 and T2 of the regulating transformer 4a matches the phase of the AC voltage between the distribution lines U and V on the output side. The phase of the AC voltage between the taps T1 and T2 of the regulating transformer 4b matches the phase of the AC voltage between the distribution lines V and W on the output side.

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。 The switch 5 has two aggregates 50a, 50b which are configured similarly to the aggregate 50 of the first embodiment. The assembly 50a, like the assembly 50 of the first embodiment, is connected to three taps T1, T2, T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4a. The assembly 50b, like the assembly 50 of the first embodiment, is connected to three taps T1, T2, T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4b.

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の上側スイッチ回路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の下側スイッチ回路B1,B2,B3及び集合体50bの上側スイッチ回路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の下側スイッチ回路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 primary windings 31 functions as a specific terminal. A specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3u is connected to the upper switch circuits A1, A2, A3 of the assembly 50a. A specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3v is connected to the lower switch circuits B1, B2, B3 of the assembly 50a and the upper switch circuits A1, A2, A3 of the assembly 50b. A specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3w is connected to the lower switch circuits B1, B2, B3 of the assembly 50b. The other terminal of one primary winding 31 is connected to the other terminals of the remaining two primary windings. The connection of the three primary windings 31 is Y-connection.

切換え器5は、2つの電流センサ51a,51b及び2つの電圧センサ52a,52bを有する。電流センサ51a,51bそれぞれは、集合体50a,50bの通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる回路電流の電流値を検出する。電圧センサ52a,52bそれぞれは、調整変圧器4a,4bそれぞれのタップT1,T2間の交流電圧の電圧値(瞬時値)を検出する。 The switch 5 has two current sensors 51a, 51b and two voltage sensors 52a, 52b. The current sensors 51a and 51b respectively detect the current values of the circuit currents flowing through the upper switch circuits of the aggregates 50a and 50b in the conduction state. Voltage sensors 52a and 52b respectively detect voltage values (instantaneous values) of AC voltages between taps T1 and T2 of regulating transformers 4a and 4b, respectively.

切換え器5は、実施の形態1と同様に、制御器53を有する。制御器53は、集合体50a,50bが有する6つの上側スイッチ回路A1,A2,A3及び6つの下側スイッチ回路B1,B2,B3の状態を各別に変更する。これにより、制御器53は、2つの2次巻線42に接続されている6つのタップT1,T2,T3の中で、3つの1次巻線31の端子中の3つ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。 The switch 5 has a controller 53 as in the first embodiment. The controller 53 individually changes the states of the six upper switch circuits A1, A2, A3 and the six lower switch circuits B1, B2, B3 of the aggregates 50a, 50b. As a result, the controller 53 causes each of the three specific terminals among the terminals of the three primary windings 31 among the six taps T1, T2, and T3 connected to the two secondary windings 42 to be electrically connected. switch the tap to be connected.

制御器53は、電流センサ51a及び電圧センサ52aが検出した検出値に基づいて、集合体50aが有する上側スイッチ回路A1,A2,A3及び下側スイッチ回路B1,B2,B3の状態に関する制御を実施の形態1と同様に行う。制御器53は、電流センサ51b及び電圧センサ52bが検出した検出値に基づいて、集合体50bが有する上側スイッチ回路A1,A2,A3及び下側スイッチ回路B1,B2,B3の状態に関する制御を実施の形態1と同様に行う。集合体50a,50bは集合体50に対応する。電流センサ51a,51bは電流センサ51に対応する。電圧センサ52a,52bは電圧センサ52に対応する。実施の形態2における電圧調整装置1は、実施の形態1における電圧調整装置1が奏する効果を同様に奏する。 The controller 53 controls the states of the upper switch circuits A1, A2, A3 and the lower switch circuits B1, B2, B3 of the assembly 50a based on the values detected by the current sensor 51a and the voltage sensor 52a. , in the same manner as in form 1. The controller 53 controls the states of the upper switch circuits A1, A2, A3 and the lower switch circuits B1, B2, B3 of the assembly 50b based on the values detected by the current sensor 51b and the voltage sensor 52b. , in the same manner as in form 1. Aggregates 50 a and 50 b correspond to aggregate 50 . Current sensors 51 a and 51 b correspond to current sensor 51 . Voltage sensors 52 a and 52 b correspond to voltage sensor 52 . The voltage regulating device 1 according to the second embodiment has the same effects as the voltage regulating device 1 according to the first embodiment.

(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 Embodiment 2, the number of regulating transformers is two. However, the number of regulating transformers may be three.
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 those of the second embodiment, so the same reference numerals as those of the second embodiment are given to the components common to the second embodiment, and the description thereof is omitted. do.

図8は、実施の形態3における電圧調整装置1の回路図である。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42はタップ巻線として機能する。 FIG. 8 is a circuit diagram of voltage regulator 1 according to the third embodiment. Compared to the second embodiment, the voltage regulator 1 further comprises a regulating transformer 4c configured similarly to the regulating transformer 4a. A primary winding 41 of the regulating transformer 4c is connected between the distribution lines U and W. The connection of the three primary windings 41 is delta connection. An AC voltage between distribution lines U and W on the output side is applied to both ends of the primary winding 41 of the regulating transformer 4c. Three taps T1, T2 and T3 are connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4c. A secondary winding 42 of each of the three regulating transformers 4a, 4b, 4c functions as a tap winding.

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の結線はデルタ結線である。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。 Compared to the second embodiment, the switch 5 further comprises an assembly 50c constructed similarly to the assembly 50 of the first embodiment. One terminal of the three primary windings 31 functions as a specific terminal. The other terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3u is connected to a specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3w. The other terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3v is connected to a specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3u. The other terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3w is connected to a specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3v. The connection of the three primary windings 31 is delta connection. The assembly 50c is connected to three taps T1, T2, T3 connected to the secondary winding 42 of the regulating transformer 4c, like the assembly 50a of the second embodiment.

直列変圧器3wの1次巻線31の特定端子は、集合体50aの上側スイッチ回路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の上側スイッチ回路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の上側スイッチ回路A1,A2,A3に接続されている。 A specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3w is connected to the upper switch circuits A1, A2 and A3 of the assembly 50a. A specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3v is connected to the upper switch circuits A1, A2, A3 of the assembly 50b. A specific terminal of the primary winding 31 of the series transformer 3u is connected to the upper switch circuits A1, A2, A3 of the assembly 50c.

切換え器5は、更に、電流センサ51c及び電圧センサ52cを有する。電流センサ51cは、集合体50cの通流状態の上側スイッチ回路を介して流れる回路電流の電流値を検出する。電圧センサ52cは、調整変圧器4cのタップT1,T2間の交流電圧の電圧値(瞬時値)を検出する。 The switch 5 further has a current sensor 51c and a voltage sensor 52c. The current sensor 51c detects the current value of the circuit current flowing through the conductive upper switch circuit of the assembly 50c. The voltage sensor 52c detects the voltage value (instantaneous value) of the AC voltage between the taps T1 and T2 of the regulating transformer 4c.

切換え器5の制御器53は、集合体50a,50b,50cが有する9つの上側スイッチ回路A1,A2,A3及び9つの下側スイッチ回路B1,B2,B3の状態を各別に変更する。これにより、制御器53は、3つの2次巻線42に接続されている9つのタップT1,T2,T3の中で、3つの1次巻線31の端子中の3つ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。 The controller 53 of the switch 5 individually changes the states of the nine upper switch circuits A1, A2, A3 and the nine lower switch circuits B1, B2, B3 of the aggregates 50a, 50b, 50c. As a result, the controller 53 causes each of the three specific terminals among the terminals of the three primary windings 31 among the nine taps T1, T2, and T3 connected to the three secondary windings 42 to be electrically connected. switch the tap to be connected.

制御器53は、電流センサ51c及び電圧センサ52cが検出した検出値に基づいて、集合体50cが有する上側スイッチ回路A1,A2,A3及び下側スイッチ回路B1,B2,B3の状態に関する制御を実施の形態1と同様に行う。集合体50cは集合体50に対応する。電流センサ51cは電流センサ51に対応する。電圧センサ52cは電圧センサ52に対応する。実施の形態3における電圧調整装置1は、実施の形態2における電圧調整装置1が奏する効果を同様に奏する。 The controller 53 controls the states of the upper switch circuits A1, A2, A3 and the lower switch circuits B1, B2, B3 of the assembly 50c based on the values detected by the current sensor 51c and the voltage sensor 52c. , in the same manner as in form 1. Aggregate 50 c corresponds to aggregate 50 . A current sensor 51 c corresponds to the current sensor 51 . A voltage sensor 52 c corresponds to the voltage sensor 52 . The voltage regulating device 1 according to the third embodiment has the same effect as the voltage regulating device 1 according to the second embodiment.

なお、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、上側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。下側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。電圧センサ52,52a,52b,52cそれぞれが検出する交流電圧の電圧値は、タップT1,T2間の交流電圧の電圧値に限定されない。電圧センサ52,52a,52b,52cそれぞれが検出する交流電圧の電圧値は、1つの巻線に接続されている2つのタップ間の交流電圧の電圧値であれば、問題はない。 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 cluster 50, 50a, 50b, 50c, the number of upper switch circuits is the same as the number of taps connected to one tap winding. The number of lower switch circuits is also the same as the number of taps connected to one tap winding. The voltage value of the AC voltage detected by each of the voltage sensors 52, 52a, 52b, and 52c is not limited to the voltage value of the AC voltage between the taps T1 and T2. There is no problem if the AC voltage values detected by the voltage sensors 52, 52a, 52b, and 52c are the AC voltage values between two taps connected to one winding.

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 meaning described above, 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、5 切換え器、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)、53 制御器、A1,A2,A3 上側スイッチ回路、B1,B2,B3 下側スイッチ回路、
D1 第1ダイオード、D2 第2ダイオード、G1 第1スイッチ、G2 第2スイッチ
1 voltage regulator, 3u, 3v, 3w series transformer, 5 switch, 31 primary winding, 32 secondary winding, 40 single winding (tap winding), 42 secondary winding (tap winding) , 53 controller, A1, A2, A3 upper switch circuit, B1, B2, B3 lower switch circuit,
D1 first diode, D2 second diode, G1 first switch, G2 second switch

Claims (5)

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、
前記複数のタップの中で、前記1次巻線の特定端子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る遮断状態に状態が切換わる複数のスイッチ回路と、
前記複数のスイッチ回路に関する制御を行う制御器と
を有し、
前記制御器は、前記通流状態のスイッチ回路を介して流れる回路電流の電流値に応じて、前記通流状態のスイッチ回路を介して流れる回路電流の通流方向を第1方向又は第2方向に制限する
電圧調整装置。
A voltage regulator that regulates the effective value of an alternating voltage,
a tap winding to which a plurality of taps are connected;
a plurality of transformers having primary and secondary windings;
a switch that switches, among the plurality of taps, a tap to which a specific terminal of the primary winding is electrically connected,
The effective value of the AC voltage between two of the plurality of taps is adjusted according to the effective value of the AC voltage between two distribution lines 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 is
a plurality of switch circuits that switch between a conductive state in which current can flow and a cutoff state in which current flow is cut off;
a controller for controlling the plurality of switch circuits,
The controller controls the flow direction of the circuit current flowing through the switch circuit in the conducting state to a first direction or a second direction according to the current value of the circuit current flowing through the switch circuit in the conducting state. limit to voltage regulators.
各スイッチ回路は、
第1スイッチと、
前記第1スイッチと直列に接続される第2スイッチと、
前記第1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おり、
前記制御器は、
前記通流状態のスイッチ回路にて、前記第1スイッチ及び第2スイッチそれぞれをオフ及びオンに切換えることによって、前記通流方向を前記第1方向に制限し、
前記通流状態のスイッチ回路にて、前記第1スイッチ及び第2スイッチそれぞれをオン及びオフに切換えることによって、前記通流方向を前記第2方向に制限する
請求項1に記載の電圧調整装置。
Each switch circuit is
a first switch;
a second switch connected in series with the first switch;
a first diode connected across the first switch;
a second diode connected across the second switch;
the cathodes or anodes of the first diode and the second diode are connected to each other;
The controller is
limiting the flow direction to the first direction by switching off and on the first switch and the second switch, respectively, in the switch circuit in the conducting state;
2 . The voltage regulator according to claim 1 , wherein in the switching circuit in the conducting state, the conducting direction is restricted to the second direction by switching on and off the first switch and the second switch, respectively.
前記制御器は、
前記回路電流の前記通流方向を前記第1方向に制限している場合にて、前記回路電流の電流値の絶対値が第1閾値未満の値に低下したとき、前記回路電流の前記通流方向の制限をなくし、
前記回路電流の前記通流方向を前記第2方向に制限している場合にて、前記回路電流の電流値の絶対値が第2閾値未満の値に低下したとき、前記回路電流の前記通流方向の制限をなくし、
前記通流方向の制限がない場合にて、前記通流方向が前記第1方向である前記回路電流の電流値の絶対値が前記第1閾値以上の値に上昇したとき、前記回路電流の前記通流方向を前記第1方向に制限し、
前記通流方向の制限がない場合にて、前記通流方向が前記第2方向である前記回路電流の電流値の絶対値が前記第2閾値以上の値に上昇したとき、前記回路電流の前記通流方向を前記第2方向に制限する
請求項1又は請求項2に記載の電圧調整装置。
The controller is
When the flow direction of the circuit current is restricted to the first direction, and the absolute value of the current value of the circuit current is reduced to a value less than a first threshold, the flow of the circuit current Eliminate direction restrictions,
When the flow direction of the circuit current is restricted to the second direction, and the absolute value of the current value of the circuit current decreases to a value less than a second threshold, the flow of the circuit current Eliminate direction restrictions,
When the current direction is not restricted and the absolute value of the current value of the circuit current whose current direction is the first direction rises to a value equal to or greater than the first threshold value, the circuit current restricting the flow direction to the first direction;
When the current direction is not restricted and the absolute value of the current value of the circuit current whose current direction is the second direction rises to a value equal to or greater than the second threshold value, the current value of the circuit current The voltage regulator according to claim 1 or 2, wherein the flow direction is restricted to the second direction.
前記制御器は、前記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度となった場合に、前記複数のスイッチ回路の中で、前記通流状態のスイッチ回路を変更する
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 controller changes the energized switch circuit among the plurality of switch circuits when the slope of the alternating voltage between the two taps connected to the tap winding becomes 0 degree. The voltage regulator according to any one of claims 1 to 3.
前記制御器は、
前記傾きが0度となった場合、前記傾きが0度となる時点と、前記通流状態のスイッチ回路を介して流れる前記回路電流の電流値が0Aとなる時点との差が差分閾値未満であるか否かを判定し、
前記差が前記差分閾値未満であると判定した場合、前記通流状態のスイッチ回路の前記通流方向を制限した後に、前記複数のスイッチ回路の中で、前記通流状態のスイッチ回路を変更する
請求項4に記載の電圧調整装置。
The controller is
When the slope becomes 0 degrees, the difference between the time when the slope becomes 0 degrees and the time when the current value of the circuit current flowing through the conductive switch circuit becomes 0 A is less than the difference threshold. determine whether there is
If it is determined that the difference is less than the difference threshold, after limiting the conducting direction of the conducting switch circuit, the conducting switch circuit among the plurality of switch circuits is changed. The voltage regulator according to claim 4.
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