JP2561729B2 - タップ切り換え交流電源安定化装置 - Google Patents
タップ切り換え交流電源安定化装置Info
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
- G05F1/16—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
- G05F1/20—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
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- G05F1/44—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
- G05F1/45—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の切り換えタップを備えた変圧器を用
い、トランスの各タップに制御スイッチング素子を接続
して導通を切り換え出力電圧を安定化するタップ切り換
え交流電源安定化装置に関する。
い、トランスの各タップに制御スイッチング素子を接続
して導通を切り換え出力電圧を安定化するタップ切り換
え交流電源安定化装置に関する。
所謂商用の交流電源は、地域によって定格電圧やその
変動幅等が異なる。例えば定格電圧は、国によって100
V、115V、……のように種々の電圧が採用されている。
変動幅等が異なる。例えば定格電圧は、国によって100
V、115V、……のように種々の電圧が採用されている。
他方、交流を電源として動作する電子化された装置で
は、電圧の変動に対して厳しく制限されるものが多い。
したがって、交流電源により動作するこのような装置に
おいて、電源定格の異なる地域で使用される場合には、
それぞれの定格に合わせて装置の定格を仕様変更する
か、電源安定化装置を接続することが必要になってく
る。
は、電圧の変動に対して厳しく制限されるものが多い。
したがって、交流電源により動作するこのような装置に
おいて、電源定格の異なる地域で使用される場合には、
それぞれの定格に合わせて装置の定格を仕様変更する
か、電源安定化装置を接続することが必要になってく
る。
しかしながら、使用する地域の電源定格に合わせて装
置の設計を変更すると、電源の定格の変更に伴って装置
内の制御基板や各部品が共通に使用できなくなり、それ
ぞれに対応した部品を用意しなければならないという問
題が生じる。その結果、設計は勿論、製造コストのアッ
プを招き、また、部品管理の負担も重く、製品の歩留ま
りも悪くなる。
置の設計を変更すると、電源の定格の変更に伴って装置
内の制御基板や各部品が共通に使用できなくなり、それ
ぞれに対応した部品を用意しなければならないという問
題が生じる。その結果、設計は勿論、製造コストのアッ
プを招き、また、部品管理の負担も重く、製品の歩留ま
りも悪くなる。
そこで、上記のような問題を解決する１つの方法とし
て電源安定化装置を組み合わせて対応することが考えら
れ、この組み合わせことによって装置の標準化が可能に
なる。しかし、上記のように地域（国）によって定格が
それぞれ異なると、電安定化装置自体も制御レンジの広
いものが必要になり、高価なものになってしまう。しか
も、電圧の変動幅が大きい場合には、低い効率での使用
も多くなって無駄が多く、構造的にも大型、複雑化する
だけでなく、メンテナンスコストやランニングコストも
高くなってくる。
て電源安定化装置を組み合わせて対応することが考えら
れ、この組み合わせことによって装置の標準化が可能に
なる。しかし、上記のように地域（国）によって定格が
それぞれ異なると、電安定化装置自体も制御レンジの広
いものが必要になり、高価なものになってしまう。しか
も、電圧の変動幅が大きい場合には、低い効率での使用
も多くなって無駄が多く、構造的にも大型、複雑化する
だけでなく、メンテナンスコストやランニングコストも
高くなってくる。
また、トランスのタップ切り換えでは、広い制御がと
れるが、タップ切り換え時のノイズ対策が問題になる。
れるが、タップ切り換え時のノイズ対策が問題になる。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、簡単
な構成によりタップ切り換え時のノイズをを低減し効率
よく電圧を安定化することが可能なタップ切り換え交流
電源安定化装置を提供することを目的とするものであ
る。
な構成によりタップ切り換え時のノイズをを低減し効率
よく電圧を安定化することが可能なタップ切り換え交流
電源安定化装置を提供することを目的とするものであ
る。
そのために本発明は、トランスの各タップに制御スイ
ッチング素子を接続し、導通する制御スイッチング素子
を切り換えて負荷電圧を安定化するタップ切り換え交流
電源安定化装置において、負荷に供給する電圧の変動を
検出する負荷電圧検出手段、負荷に供給する電圧の変動
に応じて導通する制御スイッチング素子を決定し制御信
号を生成する制御信号生成手段、共通のバスを制御信号
により決定された制御スイッチング素子の点弧回路に接
続する点弧制御素子、各制御スイッチング素子の端子間
電圧を検出する素子間電圧検出手段、及び素子間電圧検
出手段の電圧検出信号によりスイッチングして共通のバ
スの電位を制御するバス制御素子を備え、該バス制御素
子は、各制御スイッチング素子の端子間電圧が全てゼロ
でなくなったときに共通のバスを所定の電位にし、各制
御スイッチング素子の少なくとも１つの端子間電圧がゼ
ロのときに共通のバスを無電位にするように構成したこ
とを特徴とするものである。
ッチング素子を接続し、導通する制御スイッチング素子
を切り換えて負荷電圧を安定化するタップ切り換え交流
電源安定化装置において、負荷に供給する電圧の変動を
検出する負荷電圧検出手段、負荷に供給する電圧の変動
に応じて導通する制御スイッチング素子を決定し制御信
号を生成する制御信号生成手段、共通のバスを制御信号
により決定された制御スイッチング素子の点弧回路に接
続する点弧制御素子、各制御スイッチング素子の端子間
電圧を検出する素子間電圧検出手段、及び素子間電圧検
出手段の電圧検出信号によりスイッチングして共通のバ
スの電位を制御するバス制御素子を備え、該バス制御素
子は、各制御スイッチング素子の端子間電圧が全てゼロ
でなくなったときに共通のバスを所定の電位にし、各制
御スイッチング素子の少なくとも１つの端子間電圧がゼ
ロのときに共通のバスを無電位にするように構成したこ
とを特徴とするものである。
本発明のタップ切り換え交流電源安定化装置では、負
荷に供給する電圧の変動に応じて導通する制御スイッチ
ング素子の制御信号を生成しても、それまで導通してい
た制御スイッチング素子が非導通にならないと、その制
御スイッチング素子の端子間電圧がゼロのままになって
いるので、次に導通する制御スイッチング素子への切り
換えが行われない。したがって、複数の制御スイッチン
グ素子が導通してタップ間を短絡することはない。しか
も、全ての制御スイッチング素子が非導通になり、端子
間電圧が全てゼロでなくなると、直ちに次の制御スイッ
チング素子への切り換えが行われる。また、制御スイッ
チング素子のゲート制御信号を生成する信号生成手段
は、ヒステリシス特性を有する比較回路により基準電圧
と負荷に供給する電圧とを比較するように構成している
ので、制御スイッチング素子の切り換えにより検出電圧
に変動が生じても、一定の変動幅の範囲内で切り換え後
の状態が維持されるので、切り換え制御においてハンチ
ング等の現象が生じるのを防ぐことができる。
荷に供給する電圧の変動に応じて導通する制御スイッチ
ング素子の制御信号を生成しても、それまで導通してい
た制御スイッチング素子が非導通にならないと、その制
御スイッチング素子の端子間電圧がゼロのままになって
いるので、次に導通する制御スイッチング素子への切り
換えが行われない。したがって、複数の制御スイッチン
グ素子が導通してタップ間を短絡することはない。しか
も、全ての制御スイッチング素子が非導通になり、端子
間電圧が全てゼロでなくなると、直ちに次の制御スイッ
チング素子への切り換えが行われる。また、制御スイッ
チング素子のゲート制御信号を生成する信号生成手段
は、ヒステリシス特性を有する比較回路により基準電圧
と負荷に供給する電圧とを比較するように構成している
ので、制御スイッチング素子の切り換えにより検出電圧
に変動が生じても、一定の変動幅の範囲内で切り換え後
の状態が維持されるので、切り換え制御においてハンチ
ング等の現象が生じるのを防ぐことができる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係るタップ切り換え交流電源安定換
装置の制御回路の１実施例を示す図である。図中、６−
１〜６−３は電圧ゼロ検出回路、７−１〜７−３はタイ
ミングバス制御トランジスタ、８−１〜８−３はゲート
制御トランジスタ、TH1〜TH3はサイリスタを示す。
装置の制御回路の１実施例を示す図である。図中、６−
１〜６−３は電圧ゼロ検出回路、７−１〜７−３はタイ
ミングバス制御トランジスタ、８−１〜８−３はゲート
制御トランジスタ、TH1〜TH3はサイリスタを示す。
従来よりタップ切り換え変圧器のタップをサイリスタ
の如き半導体制御整流素子により切り換えて電圧を制御
する構成は知られているが、このような装置では、半導
体制御整流素子の切り換え回路が問題となる。すなわ
ち、サイリスタでは、強制切り換えを行うと、素子に容
量の大きいものが必要となるため、以下のようにしてい
る。
の如き半導体制御整流素子により切り換えて電圧を制御
する構成は知られているが、このような装置では、半導
体制御整流素子の切り換え回路が問題となる。すなわ
ち、サイリスタでは、強制切り換えを行うと、素子に容
量の大きいものが必要となるため、以下のようにしてい
る。
即ち、負荷電圧を検出して電源電圧が零電圧となるク
ロスポイントで切り換えを行うようにしている。例え
ば、サイリスタTH1をオンにして給電している場合にお
いて、電圧が上昇したため、サイリスタTH1からTH2に切
り換えようとするときは、サイリスタTH1に対する点弧
信号の供給を停止し、交流電圧が零になったことを条件
として次のサイリスタTH2に点弧信号を与えるようにす
るのが従来より採用されている制御方式である。しかし
ながら、負荷に例えば誘導性のものを接続すると、電流
と電圧の位相差によりサイリスタTH2を点弧導通させる
ときに今まで導通していたサイリスタTH1も同時に導通
してしまい、変圧器端子間電圧を電源とする短絡電流が
流れてしまう。そのため、サイリスタを電流破壊するお
それが生じる。そこで、このような事態を回避するた
め、各サイリスタに直列に消弧リアクトルや抵抗を接続
するなどしている。しかしながら、これら付加回路は、
電源の容量の増大に伴って大容量化するため、装置は大
形化しコスト的にも高価なものとなる。
ロスポイントで切り換えを行うようにしている。例え
ば、サイリスタTH1をオンにして給電している場合にお
いて、電圧が上昇したため、サイリスタTH1からTH2に切
り換えようとするときは、サイリスタTH1に対する点弧
信号の供給を停止し、交流電圧が零になったことを条件
として次のサイリスタTH2に点弧信号を与えるようにす
るのが従来より採用されている制御方式である。しかし
ながら、負荷に例えば誘導性のものを接続すると、電流
と電圧の位相差によりサイリスタTH2を点弧導通させる
ときに今まで導通していたサイリスタTH1も同時に導通
してしまい、変圧器端子間電圧を電源とする短絡電流が
流れてしまう。そのため、サイリスタを電流破壊するお
それが生じる。そこで、このような事態を回避するた
め、各サイリスタに直列に消弧リアクトルや抵抗を接続
するなどしている。しかしながら、これら付加回路は、
電源の容量の増大に伴って大容量化するため、装置は大
形化しコスト的にも高価なものとなる。
このように従来の回路に対して、本発明にかかる交流
電源では、負荷回路から電圧検出回路をなくすと共に、
前述した消弧リアクトル等をなくし、サイリスタTH1〜T
H3のみを主回路に接続するように構成して、各サイリス
タの端子間電圧を検出し全ての電圧がゼロでなくなった
ことをサイリスタの点弧条件とするものである。その回
路構成を示したのが第１図である。
電源では、負荷回路から電圧検出回路をなくすと共に、
前述した消弧リアクトル等をなくし、サイリスタTH1〜T
H3のみを主回路に接続するように構成して、各サイリス
タの端子間電圧を検出し全ての電圧がゼロでなくなった
ことをサイリスタの点弧条件とするものである。その回
路構成を示したのが第１図である。
第１図において、サイリスタTH1〜TH3は、トランスの
各タップと負荷との間に接続されるものである。電圧ゼ
ロ検出回路６−１〜６−３は、サイリスタTH1〜TH3の端
子間電圧を検出してタイミングバス制御トランジスタ７
−１〜７−３を制御するものであり、タイミングバス制
御トランジスタ７−１〜７−３は、制御電源PNに抵抗R3
を通して並列に接続し、ワイヤドオア回路を形成したも
のである。そして、この抵抗R3とタイミングバス制御ト
ランジスタ７−１〜７−３との接続点にタイミングバス
を接続し、ゲート制御信号によりオン／オフされ点弧回
路を動作させるゲート制御トランジスタ８−１〜８−３
は、このタイミングバスに接続される。
各タップと負荷との間に接続されるものである。電圧ゼ
ロ検出回路６−１〜６−３は、サイリスタTH1〜TH3の端
子間電圧を検出してタイミングバス制御トランジスタ７
−１〜７−３を制御するものであり、タイミングバス制
御トランジスタ７−１〜７−３は、制御電源PNに抵抗R3
を通して並列に接続し、ワイヤドオア回路を形成したも
のである。そして、この抵抗R3とタイミングバス制御ト
ランジスタ７−１〜７−３との接続点にタイミングバス
を接続し、ゲート制御信号によりオン／オフされ点弧回
路を動作させるゲート制御トランジスタ８−１〜８−３
は、このタイミングバスに接続される。
次に、回路の動作を説明する。まず、サイリスタTH1
〜TH3のいずれかが導通している状態では、その導通し
ているサイリスタTH1〜TH3の端子間電圧がゼロになって
いる。例えばサイリスタTH1が導通していると、電圧ゼ
ロ検出回路６−１は、電圧ゼロを検出し、この信号によ
りタイミングバス制御トランジスタ７−１がオンになっ
ている。この状態では、例えばサイリスタTH2のゲート
制御信号によりゲート制御トランジスタ８−２をオンに
しても、タイミングバスがタイミングバス制御トランジ
スタ７−１のオンにより制御電源のマイナス側と同電位
となるため、サイリスタTH2に点弧信号が供給されな
い。
〜TH3のいずれかが導通している状態では、その導通し
ているサイリスタTH1〜TH3の端子間電圧がゼロになって
いる。例えばサイリスタTH1が導通していると、電圧ゼ
ロ検出回路６−１は、電圧ゼロを検出し、この信号によ
りタイミングバス制御トランジスタ７−１がオンになっ
ている。この状態では、例えばサイリスタTH2のゲート
制御信号によりゲート制御トランジスタ８−２をオンに
しても、タイミングバスがタイミングバス制御トランジ
スタ７−１のオンにより制御電源のマイナス側と同電位
となるため、サイリスタTH2に点弧信号が供給されな
い。
サイリスタTH1からTH2に切り換える場合には、ゲート
制御信号（TH1）をハイからローに、ゲート制御信号（T
H2）をローからハイに切り換える。その結果、サイリス
タTH1が電流ゼロクロス点を通過しても再点弧されず、
サイリスタTH1の端子間電圧がゼロからサイン波にした
がって増大して電圧ゼロ検出回路６−１の電圧ゼロ検出
信号がなくなると、タイミングバス制御トランジスタ７
−１がオフになり、この時点でタイミングバス制御トラ
ンジスタ７−１〜７−３の全てがオフになる。他方、ゲ
ート制御トランジスタ８−２は、ゲート制御信号（TH
2）によりオンになっているため、タイミングバス制御
トランジスタ７−１〜７−３の全てがオフになった時点
で、ゲート制御トランジスタ８−２を通して点弧回路に
電圧が印加され、サイリスタTH2がオンになる。
制御信号（TH1）をハイからローに、ゲート制御信号（T
H2）をローからハイに切り換える。その結果、サイリス
タTH1が電流ゼロクロス点を通過しても再点弧されず、
サイリスタTH1の端子間電圧がゼロからサイン波にした
がって増大して電圧ゼロ検出回路６−１の電圧ゼロ検出
信号がなくなると、タイミングバス制御トランジスタ７
−１がオフになり、この時点でタイミングバス制御トラ
ンジスタ７−１〜７−３の全てがオフになる。他方、ゲ
ート制御トランジスタ８−２は、ゲート制御信号（TH
2）によりオンになっているため、タイミングバス制御
トランジスタ７−１〜７−３の全てがオフになった時点
で、ゲート制御トランジスタ８−２を通して点弧回路に
電圧が印加され、サイリスタTH2がオンになる。
以上のように電圧ゼロ検出回路６−１〜６−３とワイ
ヤドオア接続されたタイミングバス制御トランジスタ７
−１〜７−３によりタイミングバスを制御するので、簡
単な回路構成で電圧安定化のためのタップ切り換えを円
滑に行うことができる。しかも、点弧タイミングを遅ら
すことなく、一方のサイリスタが消弧してからサイリス
タの端子間に電圧が確立するまでの僅かな遅れだけで、
次のサイリスタを点弧することができる。
ヤドオア接続されたタイミングバス制御トランジスタ７
−１〜７−３によりタイミングバスを制御するので、簡
単な回路構成で電圧安定化のためのタップ切り換えを円
滑に行うことができる。しかも、点弧タイミングを遅ら
すことなく、一方のサイリスタが消弧してからサイリス
タの端子間に電圧が確立するまでの僅かな遅れだけで、
次のサイリスタを点弧することができる。
第２図は各サイリスタの点弧制御回路の他の実施例を
示す図である。
示す図である。
第２図において、ダイオードD1、D2、トランジスタQ1
からなる回路が電圧ゼロ検出回路を構成し、トランジス
タQ2によりタイミングバスを制御するように構成してい
る。また、ゲート制御信号は、ホトダイオードとホトト
ランジスタからなるホトカプラPCに供給し、その出力信
号により点弧回路のトランジスタQ3のオン／オフを制御
している。
からなる回路が電圧ゼロ検出回路を構成し、トランジス
タQ2によりタイミングバスを制御するように構成してい
る。また、ゲート制御信号は、ホトダイオードとホトト
ランジスタからなるホトカプラPCに供給し、その出力信
号により点弧回路のトランジスタQ3のオン／オフを制御
している。
動作を簡単に説明すると、サイリスタTHの端子間電圧
がゼロの場合には、トランジスタQ1がオフになっている
ので、トランジスタQ2には制御電源よりベースバイアス
が印加されてオンになる。したがって、タイミングバス
は、制御電源のマイナス側と同電位となっている。サイ
リスタTHの端子間電圧がゼロでなくなると、トランスの
タップ側（図示上方）の電位がプラスの場合には、その
電圧がダイオードD1を通してトランジスタQ1にベースバ
イアスとして印加されるので、トランジスタQ1がオンに
なり、その結果、トランジスタQ2のベース・エミッタ間
が短絡されてトランジスタQ2がオフになる。また、負荷
側（図示下方）の電位がプラスの場合には、その電圧が
ダイオードD2を通してトランジスタQ2のベース・エミッ
タ間に逆バイアスとして印加されるので、トランジスタ
Q2がオフになる。このようにしてワイヤドオア接続され
た各サイリスタの点弧制御回路（図示省略）においてト
ランジスタQ2が全てオフになると、ホトカプラPCの出力
によりトランジスタQ3をオンにし、サイリスタTHに点弧
信号を供給することができるようになる。
がゼロの場合には、トランジスタQ1がオフになっている
ので、トランジスタQ2には制御電源よりベースバイアス
が印加されてオンになる。したがって、タイミングバス
は、制御電源のマイナス側と同電位となっている。サイ
リスタTHの端子間電圧がゼロでなくなると、トランスの
タップ側（図示上方）の電位がプラスの場合には、その
電圧がダイオードD1を通してトランジスタQ1にベースバ
イアスとして印加されるので、トランジスタQ1がオンに
なり、その結果、トランジスタQ2のベース・エミッタ間
が短絡されてトランジスタQ2がオフになる。また、負荷
側（図示下方）の電位がプラスの場合には、その電圧が
ダイオードD2を通してトランジスタQ2のベース・エミッ
タ間に逆バイアスとして印加されるので、トランジスタ
Q2がオフになる。このようにしてワイヤドオア接続され
た各サイリスタの点弧制御回路（図示省略）においてト
ランジスタQ2が全てオフになると、ホトカプラPCの出力
によりトランジスタQ3をオンにし、サイリスタTHに点弧
信号を供給することができるようになる。
第３図はタップ切り換え交流電源安定化装置の全体の
構成を示す図である。第４図はゲート制御信号発生回路
の構成例を示す図である。図中、１は制御回路、２は負
荷、３は整流回路、４は比較回路、５はプライオリティ
処理回路、TH1〜TH3はサイリスタ、TRはトランス、R1、
R2とR2は抵抗、Vrefは基準電圧を示す。
構成を示す図である。第４図はゲート制御信号発生回路
の構成例を示す図である。図中、１は制御回路、２は負
荷、３は整流回路、４は比較回路、５はプライオリティ
処理回路、TH1〜TH3はサイリスタ、TRはトランス、R1、
R2とR2は抵抗、Vrefは基準電圧を示す。
第３図において、トランスTRは、電圧切り換えタップ
を有するものであり、１次巻線の入力端子側に２次巻線
の中間端子を接続し、２次巻線のそれぞれの端子からス
イッチング用のサイリスタTH1〜TH3を介して負荷に給電
するように接続構成している。したがって、サイリスタ
TH1〜TH3のいずれか１つがオンになるようにスイッチン
グ制御することによって負荷電圧を電源電圧に対しタプ
電圧分だけ高くしたり、逆にタップ電圧分だけ低くする
ことができる。サイリスタTH1〜TH3は、双方向性のスイ
ッチング素子であれば、トライアックは勿論、単方向性
サイリスタやトランジスタ等の半導体制御整流素子によ
る並列回路により構成してもよい。
を有するものであり、１次巻線の入力端子側に２次巻線
の中間端子を接続し、２次巻線のそれぞれの端子からス
イッチング用のサイリスタTH1〜TH3を介して負荷に給電
するように接続構成している。したがって、サイリスタ
TH1〜TH3のいずれか１つがオンになるようにスイッチン
グ制御することによって負荷電圧を電源電圧に対しタプ
電圧分だけ高くしたり、逆にタップ電圧分だけ低くする
ことができる。サイリスタTH1〜TH3は、双方向性のスイ
ッチング素子であれば、トライアックは勿論、単方向性
サイリスタやトランジスタ等の半導体制御整流素子によ
る並列回路により構成してもよい。
制御回路１は、電源電圧Ａ又は負荷電圧Ｂを検出して
負荷電圧Ｂが所定の範囲内になるようにサイリスタTH1
〜TH3のいずれかを選択的に導通させるものである。そ
のために、制御回路１は、負荷電圧Ｂの目標値となる基
準電圧発生回路を有すると共に、電源電圧Ａ又は負荷電
圧Ｂと基準電圧とを比較する比較回路、その比較結果か
ら導通させるサイリスタTH1〜TH3を選択し、所定のタイ
ミングでサイリスタTH1〜TH3の１つに点弧信号を供給す
る点弧回路等を有する。
負荷電圧Ｂが所定の範囲内になるようにサイリスタTH1
〜TH3のいずれかを選択的に導通させるものである。そ
のために、制御回路１は、負荷電圧Ｂの目標値となる基
準電圧発生回路を有すると共に、電源電圧Ａ又は負荷電
圧Ｂと基準電圧とを比較する比較回路、その比較結果か
ら導通させるサイリスタTH1〜TH3を選択し、所定のタイ
ミングでサイリスタTH1〜TH3の１つに点弧信号を供給す
る点弧回路等を有する。
電圧を検出しゲート制御信号を発生する回路の構成例
を示したのが第４図である。
を示したのが第４図である。
第４図において、比較回路４は、整流回路３の出力電
圧と基準電圧Vrefとを比較するものであり、抵抗R1、R2
によりヒステリシス特性をもった比較回路を構成し、タ
ップ切り換えに伴ってハンチング現象が発生するのを防
止している。整流回路３は、第３図に示すトランスの１
次側に接続されるものであり、電源電圧を整流、平滑
し、さらには比較回路４の定格に合わせて分圧、降圧す
る回路である。この場合には、電源電圧を検出して調整
する所謂フィードフォワードの制御系を構成しているの
で、各タップに対応して同様の回路を備えることが必要
となる。
圧と基準電圧Vrefとを比較するものであり、抵抗R1、R2
によりヒステリシス特性をもった比較回路を構成し、タ
ップ切り換えに伴ってハンチング現象が発生するのを防
止している。整流回路３は、第３図に示すトランスの１
次側に接続されるものであり、電源電圧を整流、平滑
し、さらには比較回路４の定格に合わせて分圧、降圧す
る回路である。この場合には、電源電圧を検出して調整
する所謂フィードフォワードの制御系を構成しているの
で、各タップに対応して同様の回路を備えることが必要
となる。
プライオリティ処理回路５は、最上位の信号を選択す
るものである。第３図では、電源電圧が低いと、サイリ
スタTH1をオンにすることによって出力電圧を高くし、
電源電圧が上昇してくると、次にサイリスタTH1からTH2
に切り換え、さらに上昇してくるとサイリスタTH2からT
H3に切り換えるようになる。そこで、サイリスタTH3を
オンにするような電圧まで電源電圧が上昇した場合に
は、いずれの比較回路においても基準電圧より高い判定
信号が出力されるので、プライオリティ処理回路５で
は、複数の判定信号から優先度の高いサイリスタTH3の
ゲート制御信号のみを優先して処理する。
るものである。第３図では、電源電圧が低いと、サイリ
スタTH1をオンにすることによって出力電圧を高くし、
電源電圧が上昇してくると、次にサイリスタTH1からTH2
に切り換え、さらに上昇してくるとサイリスタTH2からT
H3に切り換えるようになる。そこで、サイリスタTH3を
オンにするような電圧まで電源電圧が上昇した場合に
は、いずれの比較回路においても基準電圧より高い判定
信号が出力されるので、プライオリティ処理回路５で
は、複数の判定信号から優先度の高いサイリスタTH3の
ゲート制御信号のみを優先して処理する。
なお、上記のフィードフォワードの制御系に対してフ
ィードバックの制御系として負荷電圧Ｂを整流回路３の
入力にするように構成してもよい。この場合には、整流
回路と２組の比較回路（上限値を越えたか否かの判定と
下限値を割ったか否かの判定を行う）があればよく、プ
ライオリティ処理回路が不要となる。
ィードバックの制御系として負荷電圧Ｂを整流回路３の
入力にするように構成してもよい。この場合には、整流
回路と２組の比較回路（上限値を越えたか否かの判定と
下限値を割ったか否かの判定を行う）があればよく、プ
ライオリティ処理回路が不要となる。
しかし、この場合には、負荷電圧Ｂが上限値を越える
毎にタップ位置を逐次下げ、逆に負荷電圧Ｂが下限値を
下まわる毎にタップ位置を逐次下げてゆく制御が必要と
なるので、タップ位置の情報を保持し、比較回路からの
判定信号により次の切り換えタップを認識する回路が必
要となる。この具体的な回路としては、例えばアップダ
ウンカウンタを使用することができる。この場合には、
例えば比較回路からのタップ切り上げ信号によりカウン
トアップし、逆にタップ切り下げ信号によりカウントダ
ウンして、そのカウント値をタップ位置と対応させるこ
とによりゲート制御信号を選択的に発生させることがで
きる。
毎にタップ位置を逐次下げ、逆に負荷電圧Ｂが下限値を
下まわる毎にタップ位置を逐次下げてゆく制御が必要と
なるので、タップ位置の情報を保持し、比較回路からの
判定信号により次の切り換えタップを認識する回路が必
要となる。この具体的な回路としては、例えばアップダ
ウンカウンタを使用することができる。この場合には、
例えば比較回路からのタップ切り上げ信号によりカウン
トアップし、逆にタップ切り下げ信号によりカウントダ
ウンして、そのカウント値をタップ位置と対応させるこ
とによりゲート制御信号を選択的に発生させることがで
きる。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、２次側が３端子からなるトランスを使用したが、さ
らに４端子以上のものでも同様に適用できることは勿論
である。また、第１図や第２図に示す回路構成は、各サ
イリスタの端子間電圧を検出し、全てのサイリスタの端
子間電圧がゼロでなくなったことを条件として選択され
たサイリスタに点弧信号を供給できるようにするもので
あれば、他の回路構成を採用してもよい。さらに、タッ
プ切り換えを行う他の構成のトランス、例えばトランス
の一次側のタップ切り換えを行うもの等にも同様に適用
できることはいうまでもない。
なく、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、２次側が３端子からなるトランスを使用したが、さ
らに４端子以上のものでも同様に適用できることは勿論
である。また、第１図や第２図に示す回路構成は、各サ
イリスタの端子間電圧を検出し、全てのサイリスタの端
子間電圧がゼロでなくなったことを条件として選択され
たサイリスタに点弧信号を供給できるようにするもので
あれば、他の回路構成を採用してもよい。さらに、タッ
プ切り換えを行う他の構成のトランス、例えばトランス
の一次側のタップ切り換えを行うもの等にも同様に適用
できることはいうまでもない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複
数のスイッチング素子を並列に接続しいずれか１つを選
択して導通させるのに、それぞれの端子間電圧を検出し
て導通制御を行うので、スイッチング素子がオフになっ
たかどうかを検出する電流検出手段が不要となる。ま
た、端子間電圧を検出することによって確実にオフにな
ったことを検出して次のスイッチング素子をオンにする
ので、消弧リアクトル等も省くことができる。このよう
に、主回路に電流検出手段やインピーダンスを付加する
必要がないので、全体として回路の構成を簡単にし、装
置のコンパクト化を図ることができる。また、端子間電
圧によりオフを検出して一方のオフから他方のオンへの
切り換えを円滑に行えるので、切り換えノイズも低減す
ることができる。しかも、その切り換え判断にヒステリ
シス特性を有する比較回路を用いているので、スイッチ
ング素子のオン／オフにより電圧が変動しても一定の電
圧変動範囲内でその状態が維持され、装置の安定な動作
を保証することができる。
数のスイッチング素子を並列に接続しいずれか１つを選
択して導通させるのに、それぞれの端子間電圧を検出し
て導通制御を行うので、スイッチング素子がオフになっ
たかどうかを検出する電流検出手段が不要となる。ま
た、端子間電圧を検出することによって確実にオフにな
ったことを検出して次のスイッチング素子をオンにする
ので、消弧リアクトル等も省くことができる。このよう
に、主回路に電流検出手段やインピーダンスを付加する
必要がないので、全体として回路の構成を簡単にし、装
置のコンパクト化を図ることができる。また、端子間電
圧によりオフを検出して一方のオフから他方のオンへの
切り換えを円滑に行えるので、切り換えノイズも低減す
ることができる。しかも、その切り換え判断にヒステリ
シス特性を有する比較回路を用いているので、スイッチ
ング素子のオン／オフにより電圧が変動しても一定の電
圧変動範囲内でその状態が維持され、装置の安定な動作
を保証することができる。
第１図は本発明に係るタップ切り換え交流電源安定化装
置の制御回路の１実施例を示す図、第２図は各サイリス
タの点弧制御回路の他の実施例を示す図、第３図はタッ
プ切り換え交流電源安定化装置の全体の構成を示す図で
ある。第４図はゲート制御信号発生回路の構成例を示す
図である。 １……制御回路、２……負荷、３……整流回路、４……
比較回路、５……プライオリティ処理回路、６−１〜６
−３……電圧ゼロ検出回路、７−１〜７−３……タイミ
ングバス制御トランジスタ、８−１〜８−３……ゲート
制御トランジスタ、TH1〜TH3……サイリスタ、TR……ト
ランス、R1、R2とR2……抵抗、Vref……基準電圧。
置の制御回路の１実施例を示す図、第２図は各サイリス
タの点弧制御回路の他の実施例を示す図、第３図はタッ
プ切り換え交流電源安定化装置の全体の構成を示す図で
ある。第４図はゲート制御信号発生回路の構成例を示す
図である。 １……制御回路、２……負荷、３……整流回路、４……
比較回路、５……プライオリティ処理回路、６−１〜６
−３……電圧ゼロ検出回路、７−１〜７−３……タイミ
ングバス制御トランジスタ、８−１〜８−３……ゲート
制御トランジスタ、TH1〜TH3……サイリスタ、TR……ト
ランス、R1、R2とR2……抵抗、Vref……基準電圧。
Claims (1)
- 【請求項１】トランスの各タップに制御スイッチング素
子を接続し、導通する制御スイッチング素子を切り換え
て負荷電圧を安定化するタップ切り換え交流電源安定化
装置において、負荷に供給する電圧の変動を検出する負
荷電圧検出手段、負荷に供給する電圧の変動に応じて導
通する制御スイッチング素子を決定し制御信号を生成す
る制御信号生成手段、共通のバスを制御信号により決定
された制御スイッチング素子の点弧回路に接続する点弧
制御素子、各制御スイッチング素子の端子間電圧を検出
する素子間電圧検出手段、及び素子間電圧検出手段の電
圧検出信号によりスイッチングして共通のバスの電位を
制御するバス制御素子を備え、該バス制御素子は、各制
御スイッチング素子の端子間電圧が全てゼロでなくなっ
たときに共通のバスを所定の電位にし、各制御スイッチ
ング素子の少なくとも１つの端子間電圧がゼロのときに
共通のバスを無電位にするように構成したことを特徴と
するタップ切り換え交流電源安定化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101946A JP2561729B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | タップ切り換え交流電源安定化装置 |
| US07/511,035 US5119012A (en) | 1989-04-21 | 1990-04-19 | AC power regulator with tap changer |
| JP3080141A JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101946A JP2561729B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | タップ切り換え交流電源安定化装置 |
| JP3080141A JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080141A Division JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280209A JPH02280209A (ja) | 1990-11-16 |
| JP2561729B2 true JP2561729B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=56014706
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1101946A Expired - Fee Related JP2561729B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | タップ切り換え交流電源安定化装置 |
| JP3080141A Pending JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080141A Pending JPH04218818A (ja) | 1989-04-21 | 1991-04-12 | 交流電源 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5119012A (ja) |
| JP (2) | JP2561729B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2734207B2 (ja) * | 1991-01-17 | 1998-03-30 | 株式会社日立製作所 | 系統電圧制御方法及び装置 |
| US5844550A (en) | 1992-09-23 | 1998-12-01 | Siemens Power Transmission & Distribution, Llc | Man-machine interface |
| US5428551A (en) * | 1992-09-23 | 1995-06-27 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Tap changer monitor apparatus and method |
| EP0764296A4 (en) * | 1994-04-06 | 1998-06-17 | Utility Systems Technologies I | POWER TAP SWITCH |
| ES2110877B1 (es) * | 1994-05-10 | 1998-07-01 | Otxoa Fernando Cebrian | Modulo de control para estabilizadores estaticos de tension en redes de alumbrado. |
| JP2750275B2 (ja) * | 1995-01-10 | 1998-05-13 | 愛好電機株式会社 | 昇降同圧自律切替装置付き省電力変圧器 |
| US5804954A (en) * | 1995-06-26 | 1998-09-08 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Analog based tap position detector |
| US5633580A (en) * | 1995-06-29 | 1997-05-27 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Direct load current sensing for predicted regulator tap position |
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| DE10102310C1 (de) * | 2001-01-18 | 2002-06-20 | Reinhausen Maschf Scheubeck | Thyristor-Stufenschalter |
| US6559562B1 (en) | 2001-12-14 | 2003-05-06 | Ssi Power, Llc | Voltage sag and over-voltage compensation device with pulse width modulated autotransformer |
| US7095183B2 (en) * | 2004-07-07 | 2006-08-22 | Osram Sylvania Inc. | Control system for a resonant inverter with a self-oscillating driver |
| DE102004046926B3 (de) * | 2004-09-28 | 2006-01-19 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Einrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung |
| RU2008145876A (ru) | 2006-04-21 | 2010-05-27 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (NL) | Нагреватели с ограничением температуры, в которых используется фазовое преобразование ферромагнитного материала |
| US7866386B2 (en) * | 2007-10-19 | 2011-01-11 | Shell Oil Company | In situ oxidation of subsurface formations |
| KR100919504B1 (ko) * | 2009-03-25 | 2009-09-28 | 주식회사 피엠디네트웍스 | 전력 조절기 및 원격 전력 제어 장치 |
| GB0910141D0 (en) * | 2009-06-12 | 2009-07-29 | Eurotherm B V | Improvements in the distribution and utilisation of electrical energy in industrial processes |
| US8643221B2 (en) | 2010-06-08 | 2014-02-04 | Siemens Energy, Inc. | Retrofit kit, circuitry and method for reconfiguring a tap changer to avoid electrical arcing |
| GB201115045D0 (en) * | 2011-09-01 | 2011-10-19 | Rolls Royce Plc | AC electrical power regulatory system |
| US9494139B2 (en) * | 2014-07-31 | 2016-11-15 | General Electric Company | System and method for controlling a power output of a wind turbine generator |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3818321A (en) * | 1973-04-09 | 1974-06-18 | Wilorco Inc | Voltage regulator |
| US3913002A (en) * | 1974-01-02 | 1975-10-14 | Gen Electric | Power circuits for obtaining a high power factor electronically |
| US4240135A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-16 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Regulated cycloconverter circuit |
| US4523265A (en) * | 1983-06-29 | 1985-06-11 | Compagnie De Signaux Et D'entreprises Electriques | Process and device for eliminating the disturbances related to the fluctuations of the load in chopped power supplies |
| US4623834A (en) * | 1984-07-06 | 1986-11-18 | Oneac Corporation | Dual programmable response time constants for electronic tap switching line regulators |
| JPS6391719A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | ３相タツプ切替式直流電源装置 |
| JP2663119B2 (ja) * | 1987-04-24 | 1997-10-15 | ニチコン株式会社 | トランスタツプ切換装置 |
| US4916329A (en) * | 1987-10-05 | 1990-04-10 | Square D Company | Uninterruptible power supply |
| US4896092A (en) * | 1988-10-12 | 1990-01-23 | Power Distribution, Inc. | Voltage regulator for AC single phase and three phase systems |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP1101946A patent/JP2561729B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-19 US US07/511,035 patent/US5119012A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3080141A patent/JPH04218818A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04218818A (ja) | 1992-08-10 |
| JPH02280209A (ja) | 1990-11-16 |
| US5119012A (en) | 1992-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |