JP3151164B2 - 省電力装置 - Google Patents
省電力装置Info
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- JP3151164B2 JP3151164B2 JP03554097A JP3554097A JP3151164B2 JP 3151164 B2 JP3151164 B2 JP 3151164B2 JP 03554097 A JP03554097 A JP 03554097A JP 3554097 A JP3554097 A JP 3554097A JP 3151164 B2 JP3151164 B2 JP 3151164B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源電圧をわずか
に降圧させて消費電力を低減させる省電力装置に関する
ものである。
に降圧させて消費電力を低減させる省電力装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電源電圧を、降圧単巻トランスを
介することで負荷に最適な電圧に変換して消費電力の低
減を図るこの種の省電力装置は既によく知られている。
この省電力装置は、通常、図４に示すように、電源ライ
ン中に介入させる降圧単巻トランス１を備えているが、
ここに使用されている降圧単巻トランス１は、一般的な
単巻トランスとは異なり共通巻線２のコモン端子側に幾
つかのタップ３，４，５を備えている。そして、これら
のタップ３，４，５は各々選択スイッチ６，７，８を介
して入出力コモン端子16に結線され、また、直列巻線10
の外端11は入力端子14に結線され、かつ、該入力端子と
その直列巻線10の内端９（共通巻線２の内端）とが切換
えスイッチ13を介して出力端子15に結線されている。
介することで負荷に最適な電圧に変換して消費電力の低
減を図るこの種の省電力装置は既によく知られている。
この省電力装置は、通常、図４に示すように、電源ライ
ン中に介入させる降圧単巻トランス１を備えているが、
ここに使用されている降圧単巻トランス１は、一般的な
単巻トランスとは異なり共通巻線２のコモン端子側に幾
つかのタップ３，４，５を備えている。そして、これら
のタップ３，４，５は各々選択スイッチ６，７，８を介
して入出力コモン端子16に結線され、また、直列巻線10
の外端11は入力端子14に結線され、かつ、該入力端子と
その直列巻線10の内端９（共通巻線２の内端）とが切換
えスイッチ13を介して出力端子15に結線されている。
【０００３】この省電力装置は、入力端子１４，出力端
子１５，入出力コモン端子１６を以て電源ライン中に介
入させて使用し、省電力の際には、切換えスイッチ１３
を直列巻線１０の内端９側に接続されるとともに、所要
の降圧の度合いに応じて選択スイッチ６，７，８のいず
れかをオンさせる。これにより、負荷にとって不適切な
高い電源電圧を適切な電圧にまでに下降させることがで
き、無駄な消費電力を節約することができ、無用な過度
の発熱等を防止することができる。例えば、一定の負荷
に印加している電圧を５％降圧させれば、その負荷に流
れる電流も５％減少するので、負荷の消費電力を大幅に
低減させることができるのである。また、電源電圧を降
圧させることなくそのままで用いるときは、切換えスイ
ッチ１３を入力端子１４の側へ切換え、すべての選択ス
イッチ６，７，８をオフさせる。これにより、降圧単巻
トランス１を電源ラインから除外して、入力側と出力側
とを直結でき、電源電圧そのものを直接に負荷へ供給す
ることができる。
子１５，入出力コモン端子１６を以て電源ライン中に介
入させて使用し、省電力の際には、切換えスイッチ１３
を直列巻線１０の内端９側に接続されるとともに、所要
の降圧の度合いに応じて選択スイッチ６，７，８のいず
れかをオンさせる。これにより、負荷にとって不適切な
高い電源電圧を適切な電圧にまでに下降させることがで
き、無駄な消費電力を節約することができ、無用な過度
の発熱等を防止することができる。例えば、一定の負荷
に印加している電圧を５％降圧させれば、その負荷に流
れる電流も５％減少するので、負荷の消費電力を大幅に
低減させることができるのである。また、電源電圧を降
圧させることなくそのままで用いるときは、切換えスイ
ッチ１３を入力端子１４の側へ切換え、すべての選択ス
イッチ６，７，８をオフさせる。これにより、降圧単巻
トランス１を電源ラインから除外して、入力側と出力側
とを直結でき、電源電圧そのものを直接に負荷へ供給す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この省電力装
置では、切換えスイッチ13には負荷電流が直接に流れる
ため、切換えスイッチ13の通電容量を負荷に相応させる
必要があり、大電流の負荷に使用するものでは、切換え
スイッチ13が大型化し、筐体が大型化し、重量が大きく
なり、取り扱いが容易でない。また、製作が容易でな
く、多くの経費もかかり、コスト高となる。本発明は、
かかる切換えスイッチを排して、それらの問題点を解決
しようとするものである。
置では、切換えスイッチ13には負荷電流が直接に流れる
ため、切換えスイッチ13の通電容量を負荷に相応させる
必要があり、大電流の負荷に使用するものでは、切換え
スイッチ13が大型化し、筐体が大型化し、重量が大きく
なり、取り扱いが容易でない。また、製作が容易でな
く、多くの経費もかかり、コスト高となる。本発明は、
かかる切換えスイッチを排して、それらの問題点を解決
しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１の発明は、電源ラインLa,Lb 中に介入させる降圧
単巻トランス１を設けて成る省電力装置において、その
降圧単巻トランス１の共通巻線２だけを電源ラインLa,L
b から切り離して短絡させ得るよう構成したことを特徴
とする。
求項１の発明は、電源ラインLa,Lb 中に介入させる降圧
単巻トランス１を設けて成る省電力装置において、その
降圧単巻トランス１の共通巻線２だけを電源ラインLa,L
b から切り離して短絡させ得るよう構成したことを特徴
とする。
【０００６】請求項２の発明は、適数のタップ３，４，
５を有する共通巻線２に直列巻線10を連ねた降圧単巻ト
ランス１を設け、それらのタップ３，４，５をそれぞれ
選択スイッチ６，７，８を介して入出力コモン端子16に
結線するとともに、その共通巻線２の両端間に他のスイ
ッチ12による開閉自在な短絡回路17を介在させ、また、
上記直列巻線10の外端11を入力端子14に、かつ、内端９
を出力端子15に結線したことを特徴とする。
５を有する共通巻線２に直列巻線10を連ねた降圧単巻ト
ランス１を設け、それらのタップ３，４，５をそれぞれ
選択スイッチ６，７，８を介して入出力コモン端子16に
結線するとともに、その共通巻線２の両端間に他のスイ
ッチ12による開閉自在な短絡回路17を介在させ、また、
上記直列巻線10の外端11を入力端子14に、かつ、内端９
を出力端子15に結線したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１乃至図３は、請求項１及び請
求項２の発明に係る省電力装置の実施の形態を示してい
る。図示の省電力装置は、電源ラインLa,Lb 中に介入さ
せてその電源電圧をわずかに下げる降圧単巻トランス１
を設け、該降圧単巻トランス１の共通巻線２だけを電源
ラインLa,Lb から切り離して短絡させ得るよう構成して
いる。
求項２の発明に係る省電力装置の実施の形態を示してい
る。図示の省電力装置は、電源ラインLa,Lb 中に介入さ
せてその電源電圧をわずかに下げる降圧単巻トランス１
を設け、該降圧単巻トランス１の共通巻線２だけを電源
ラインLa,Lb から切り離して短絡させ得るよう構成して
いる。
【０００８】共通巻線２は、入力電力Ｉａ（図２）と出
力電流Ｉｂ（図２）との差の電流に耐える比較的細い巻
線を多数巻回して形成し、コモン端子側（外側端）に適
数のタップ３，４，５を設けている。そして、これらの
タップ３，４，５は、それぞれ選択スイッチ６，７，８
を介して入出力コモン端子１６に結線している。また、
内端に直列巻線１０を連ねている。共通巻線２の巻数を
Ｎａとし、直列巻線１０の巻数をＮｂとすると、入力側
と出力側との間の巻線比Ｎａ／（Ｎａ＋Ｎｂ）は、０．
０３〜０．１５位である。直列巻線１０は、入力電流Ｉ
ａ（図２）に耐える比較的太い巻線を少数巻回して形成
し、外端１１を入力端子１４に、かつ、内端９（共通巻
線２の内端）を出力端子１５に、各々入力電流Ｉａ，出
力電流Ｉｂに耐える比較的太い線で結線している。更
に、共通巻線２には、外端と内端との間に他のスイッチ
１２による開閉自在な短絡回路１７を介在させている。
力電流Ｉｂ（図２）との差の電流に耐える比較的細い巻
線を多数巻回して形成し、コモン端子側（外側端）に適
数のタップ３，４，５を設けている。そして、これらの
タップ３，４，５は、それぞれ選択スイッチ６，７，８
を介して入出力コモン端子１６に結線している。また、
内端に直列巻線１０を連ねている。共通巻線２の巻数を
Ｎａとし、直列巻線１０の巻数をＮｂとすると、入力側
と出力側との間の巻線比Ｎａ／（Ｎａ＋Ｎｂ）は、０．
０３〜０．１５位である。直列巻線１０は、入力電流Ｉ
ａ（図２）に耐える比較的太い巻線を少数巻回して形成
し、外端１１を入力端子１４に、かつ、内端９（共通巻
線２の内端）を出力端子１５に、各々入力電流Ｉａ，出
力電流Ｉｂに耐える比較的太い線で結線している。更
に、共通巻線２には、外端と内端との間に他のスイッチ
１２による開閉自在な短絡回路１７を介在させている。
【０００９】如上の構成であり、使用に当たっては、入
力端子14、出力端子15、入出力コモン端子16を以て電源
ラインLa,Lb 中に介入させる。そして、省電力の際に
は、所要の降圧の度合いに応じて選択スイッチ６，７，
８のいずれかをオンさせる。これにより、図２に示すよ
うに、降圧単巻トランス１が電源ラインLa,Lb 中に介入
接続されて、負荷にとって不適切な高い電源電圧を適切
な電圧にまでに下げる。このとき、降圧単巻トランス１
の共通巻線２と直列巻線10には入力電流Iaが流れ、ま
た、共通巻線２にはこの入力電流Iaと逆方向に出力電流
Ibが流れる。したがって、共通巻線２に実際に流れる電
流は入力電流Iaと出力電流Ibとの差のわずかな電流とな
る。
力端子14、出力端子15、入出力コモン端子16を以て電源
ラインLa,Lb 中に介入させる。そして、省電力の際に
は、所要の降圧の度合いに応じて選択スイッチ６，７，
８のいずれかをオンさせる。これにより、図２に示すよ
うに、降圧単巻トランス１が電源ラインLa,Lb 中に介入
接続されて、負荷にとって不適切な高い電源電圧を適切
な電圧にまでに下げる。このとき、降圧単巻トランス１
の共通巻線２と直列巻線10には入力電流Iaが流れ、ま
た、共通巻線２にはこの入力電流Iaと逆方向に出力電流
Ibが流れる。したがって、共通巻線２に実際に流れる電
流は入力電流Iaと出力電流Ibとの差のわずかな電流とな
る。
【００１０】次に、電源電圧そのものが降圧して省電力
の必要がなくなったとき、若しくは、降圧単巻トランス
１の切り離しが必要となったときは、全ての選択スイッ
チ６，７，８をオフにし、他のスイッチ12をオンして短
絡回路17を閉路させる。この状態では、図３に示すよう
に、降圧単巻トランス１には図２のような入力電流Ia及
び出力電流Ibは流れず、直列巻線10を通じて負荷電流Ic
が流れる。この負荷電流Icは、直列巻線10において全て
励磁電流として働くことになるので、短絡回路17がない
とすれば、鉄心が飽和し、異常に発熱することとなる。
それはあたかも計器用変流器の二次側を開放した状態に
相当する。しかし、閉路した短絡回路17の存在により、
共通巻線２には( Na／Nb )×Icの循環電流Idが生じ、こ
の循環電流Idが負荷電流Icによって生じた磁束と逆方向
に磁束を生じさせ、両磁束が互いに打ち消し合うことと
なる。結果として、鉄心の飽和及び異常発熱は解消さ
れ、直列巻線10のリアクタンス成分が存在しなくなり、
直列巻線10のインピーダンスは純粋な抵抗成分だけにな
る。ところで、この直列巻線10の抵抗成分は、直列巻線
10が太い巻線で形成されていること及びその巻数が少な
いことから微小であり、この抵抗成分による電圧降下も
無視してよい程に極わずかであり、問題は生じない。
の必要がなくなったとき、若しくは、降圧単巻トランス
１の切り離しが必要となったときは、全ての選択スイッ
チ６，７，８をオフにし、他のスイッチ12をオンして短
絡回路17を閉路させる。この状態では、図３に示すよう
に、降圧単巻トランス１には図２のような入力電流Ia及
び出力電流Ibは流れず、直列巻線10を通じて負荷電流Ic
が流れる。この負荷電流Icは、直列巻線10において全て
励磁電流として働くことになるので、短絡回路17がない
とすれば、鉄心が飽和し、異常に発熱することとなる。
それはあたかも計器用変流器の二次側を開放した状態に
相当する。しかし、閉路した短絡回路17の存在により、
共通巻線２には( Na／Nb )×Icの循環電流Idが生じ、こ
の循環電流Idが負荷電流Icによって生じた磁束と逆方向
に磁束を生じさせ、両磁束が互いに打ち消し合うことと
なる。結果として、鉄心の飽和及び異常発熱は解消さ
れ、直列巻線10のリアクタンス成分が存在しなくなり、
直列巻線10のインピーダンスは純粋な抵抗成分だけにな
る。ところで、この直列巻線10の抵抗成分は、直列巻線
10が太い巻線で形成されていること及びその巻数が少な
いことから微小であり、この抵抗成分による電圧降下も
無視してよい程に極わずかであり、問題は生じない。
【００１１】
【発明の効果】請求項１、請求項２の発明によれば、既
述構成であるから、降圧単巻トランス１を電源ラインL
a,Lb から電気的に除外するときは、その降圧単巻トラ
ンス１の共通巻線２だけを電源ラインLa,Lb から切り離
して短絡させればよく、したがって、従来のような電流
容量の大きな大型の切換えスイッチは不要となる。ま
た、共通巻線２の両端間にスイッチ12による短絡回路17
を設けるが、この短絡回路17にはわずかな循環電流しか
流れないので小型のスイッチ12による簡単な短絡回路17
を設ければよく、全体としてコンパクトにかつ軽量にで
き、勿論、筐体を小型化でき、その取り扱いを容易にで
き、製作を容易にでき、製作の経費を削減でき、コスト
を低減できる。更に、スイッチには、マグネットスイッ
チ、リレー、半導体スイッチ等各種のものを支障なく任
意に使用できることとなり、用途を大幅に拡大できる。
述構成であるから、降圧単巻トランス１を電源ラインL
a,Lb から電気的に除外するときは、その降圧単巻トラ
ンス１の共通巻線２だけを電源ラインLa,Lb から切り離
して短絡させればよく、したがって、従来のような電流
容量の大きな大型の切換えスイッチは不要となる。ま
た、共通巻線２の両端間にスイッチ12による短絡回路17
を設けるが、この短絡回路17にはわずかな循環電流しか
流れないので小型のスイッチ12による簡単な短絡回路17
を設ければよく、全体としてコンパクトにかつ軽量にで
き、勿論、筐体を小型化でき、その取り扱いを容易にで
き、製作を容易にでき、製作の経費を削減でき、コスト
を低減できる。更に、スイッチには、マグネットスイッ
チ、リレー、半導体スイッチ等各種のものを支障なく任
意に使用できることとなり、用途を大幅に拡大できる。
【図１】 請求項１及び請求項２の発明に係る実施の形
態を示す回路構成図である。
態を示す回路構成図である。
【図２】 同実施の形態における省電力使用時の説明図
である。
である。
【図３】 同実施の形態における非省電力使用時の説明
図である。
図である。
【図４】 従来例を示す回路構成図である。
La,Lb …電源ライン １…降圧単巻トラン
ス ２…共通巻線 ３，４，５…タップ ６，７，８…選択スイッチ ９…内端 10…直列巻線 11…外端 12…スイッチ 13…切換えスイッチ 14…入力端子 15…出力端子 16…入出力コモン端子 17…短絡回路
ス ２…共通巻線 ３，４，５…タップ ６，７，８…選択スイッチ ９…内端 10…直列巻線 11…外端 12…スイッチ 13…切換えスイッチ 14…入力端子 15…出力端子 16…入出力コモン端子 17…短絡回路
Claims (1)
- 【請求項１】 実質的に負荷へ影響を及ぼすことなく電
源電圧を降圧させて消費電力を低減させる省電力装置で
あって、 入出力コモン端子と、入力端子と、出力端子とを有する
電源ライン、および 前記入出力コモン端子と前記入力端
子との間に設けられ、前記入出力コモン端子側に複数の
タップを有する共通巻線と当該共通巻線の他方端に直列
に接続される直列巻線とからなる降圧単巻トランスを備
え、 前記共通巻線は、前記入力端子から降圧単巻トランスを
介して入出力コモン端子へ流れる入力電流と、前記入出
力コモン端子から共通巻線を介して出力端子へ流れる出
力電流との差の電流に耐える比較的細い巻線を多数巻回
して形成され、 前記直列巻線は、前記入力電流に耐える比較的太い巻線
を少数巻回して形成され、 前記出力端子は前記共通巻線と前記直列巻線との接続点
に接続され、 前記複数のタップのそれぞれにその一方端が接続される
複数個の第１スイッチをさらに備え、 前記複数の第１のスイッチの他方端は前記入出力コモン
端子に共通接続され、 前記複数の第１のスイッチは、負荷に印加すべき適切な
電源電圧に応じて切換えられ、 前記共通巻線の両端間に接続される開閉自在の第２のス
イッチをさらに備え、前記第２のスイッチは閉じられる
とき前記共通巻線の短絡回路を形成し、それにより前記
降圧単巻トランスの前記共通巻線だけを電源ラインから
切り離す、省電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03554097A JP3151164B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 省電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03554097A JP3151164B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 省電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223455A JPH10223455A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3151164B2 true JP3151164B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=12444577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03554097A Expired - Fee Related JP3151164B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 省電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151164B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103594238A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-02-19 | 山东电力设备有限公司 | 一种三相自耦变压器 |
-
1997
- 1997-02-03 JP JP03554097A patent/JP3151164B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10223455A (ja) | 1998-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001226 |
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