JP3180300U - 単相リアクトル節電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一キャパシタ14は電気エネルギーを蓄え、第一リアクトル16および第二リアクトル18は第一キャパシタに電気的に接続して第一交流自己インダクタンスエネルギーおよび第二交流自己インダクタンスエネルギーを個別に送り出す。センタータップ式回路20は第一交流自己インダクタンスエネルギーおよび第二交流自己インダクタンスエネルギーを直流電力に変換し、第二キャパシタ22はセンタータップ式回路に電気的に接続して直流電力を蓄える。第一直流リアクトル24および第二直流リアクトル26は第二キャパシタ22より、直流電力を受け取り、第一直流自己インダクタンスエネルギーおよび第二直流自己インダクタンスエネルギーをそれぞれ負荷12に送る。
【選択図】図1
Description
現在エネルギー危機のために、世界各国はグリーンエネルギーの開発を進めており、このグリーンエネルギー推進の風潮において、どのようにクリーンなグリーンエネルギーを提供し、より省エネできる節電装置を提供するかが世界的なグリーンエネルギー産業の研究開発の二大潮流となっている。
このように本考案は、例えばアクティブパワーフィィルタ(A.P.F.)や力率補正(P.F.C.)のような各種の多機能を備えた電力供給システムを統合することで、直流電源駆動を容易にし、電力品質を改善して省エネ効果を達成する。
単相リアクトル節電装置は、交流電源に電気的に接続して電場エネルギーを蓄える第一キャパシタ(コンデンサ)と、第一キャパシタに電気的に接続して電場エネルギーを受け取るとともに第一交流自己インダクタンスエネルギーに変換する第一リアクトルと、第一キャパシタに電気的に接続して電場エネルギーを受け取るとともに第二交流自己インダクタンスエネルギーに変換する第二リアクトルと、第一リアクトルおよび第二リアクトルに電気的に接続して第一交流自己インダクタンスエネルギーおよび第二交流自己インダクタンスエネルギーを受け取るとともに直流電力に変換するセンタータップ式回路と、センタータップ式回路に電気的に接続して直流電力を蓄える第二キャパシタ(コンデンサ)と、センタータップ式回路に電気的に接続して直流電力を受け取り、第一直流自己インダクタンスエネルギーおよび第二直流自己インダクタンスエネルギーをそれぞれ負荷まで送る第一直流リアクトルおよび第二直流リアクトルと、を少なくとも含む。
また、回線インピーダンス損失が減り、全体の機能品質が高められる。そして、線電流が低減し、電圧降下が減少するので、より安定した品質の電力供給ができ、設備の損耗が減り負荷の使用寿命が延びる。単相リアクトル節電装置がメインスイッチに近い場合は、電力効率値が高くなり、配電盤スイッチを負荷に合わせた状況で使用すると、電圧調整率が改善され、全体的な電源の力率は高くなる。部分電力モニタリングシステムは、自動制御の力率調整器を備えるので、単相リアクトル節電装置10は、電力会社の力率基準に合わせ、電流遅れ力率の基準値である80%より低くならないようにできる。
単相リアクトル節電装置10は、第一キャパシタ(コンデンサ)14と、第一リアクトル16および第二リアクトル18と、センタータップ式回路20と、第二キャパシタ(コンデンサ)22と、第一直流リアクトル24および直流リアクトル26と、を少なくとも含む。
第一キャパシタ14は、交流電源に電気的に接続する電力キャパシタであり、電場エネルギーを蓄える。第一リアクトル16および第二リアクトル18は、第一キャパシタ14に電気的に接続する電力リアクトルであり、電場エネルギーを受け取るとともに第一交流自己インダクタンスエネルギーおよび第二交流自己インダクタンスエネルギーにそれぞれ変換する。
センタータップ式回路20は、第一リアクトル16および第二リアクトル18に電気的に接続し、第一交流自己インダクタンスエネルギーおよび第二交流自己インダクタンスエネルギーを受け取るとともに直流電力に変換する。第二キャパシタ22は、センタータップ式回路20に電気的に接続する電力用キャパシタであり、直流電力を蓄える。第一直流リアクトル24および第二直流リアクトル26は、センタータップ式回路20に電気的に接続し、直流電力を受け取った後、第一直流自己インダクタンスエネルギーおよび第二直流自己インダクタンスエネルギーを発生させそれぞれ直流負荷12まで送る。
第一リアクトル16、第二リアクトル18、第一直流リアクトル24および第二直流リアクトル26は、巻線型インダクタ、積層型インダクタ、薄膜型インダクタまたはフェライトビーズインダクタである。第一リアクトル16、第二リアクトル18、第一直流リアクトル24および第二直流リアクトル26に、フェライトビーズインダクタを用いたリアクトルを選択するとき、最大直流電力に変換することができる。
第三ダイオード36は第三アノードA3および第三カソードK3を具備し、第三カソードK3は第一カソードK1および第二キャパシタ22に電気的に接続する。第四ダイオード38は第四アノードA4および第四カソードK4を具備し、第四アノードA4は第二アノードA2および第二キャパシタ22に電気的に接続し、第四カソードK4は第三アノードA3および単相変圧器28に電気的に接続する。
第一双方向サイリスタ46は第一端子T1、第二端子T2および第一制御ゲートG1を具備する。第一絶縁ゲートバイポーラトランジスタ48は、第一エミッタE1および第一コレクタC1を具備し、第一エミッタE1は第一端子T1に電気的に接続し、第一コレクタC1は第二端子T2に電気的に接続する。第二双方向サイリスタ50は、第三端子T3、第四端子T4および第二制御ゲートG2を具備し、第三端子T3は第二端子T2に電気的に接続する。第二絶縁ゲートバイポーラトランジスタ52は、第二エミッタE2および第二コレクタC2を具備し、第二エミッタE2は第三端子T3に電気的に接続し、第二コレクタC2は第四端子T4に電気的に接続し、第二エミッタE2は第一コレクタC1に電気的に接続する。
第三双方向サイリスタ54は第五端子T5、第六端子T6および第三制御ゲートG3を具備する。第三絶縁ゲートバイポーラトランジスタ56は第三エミッタE3および第三コレクタC3を具備し、第三エミッタE3は第五端子T5に電気的に接続し、第三コレクタC3は第六端子T6に電気的に接続する。第四双方向サイリスタ58は、第七端子T7、第八端子T8および第四制御ゲートG4を具備し、第七端子T7は第六端子T6に電気的に接続する。
第四絶縁ゲートバイポーラトランジスタ60は、第四エミッタE4および第四コレクタC4を具備し、第四エミッタE4は第七端子T7に電気的に接続し、第四コレクタC4は第八端子T8に電気的に接続し、第四エミッタE4は第三コレクタC3に電気的に接続する。
また、第一制御ゲートG1、第二制御ゲートG2、第三制御ゲートG3および第四制御ゲートG4は制御器44に電気的に接続する。交流負荷62は、抵抗性負荷、誘導性負荷または容量性負荷であり、第二端子T2および第六端子T6と電気的に接続してループを形成する。交流負荷62は交流電力を受け取る。
12 直流負荷
14 第一キャパシタ
16 第一リアクトル
18 第二リアクトル
20 センタータップ式回路
22 第二キャパシタ
24 第一直流リアクトル
26 第二直流リアクトル
28 単相変圧器
30 整流回路
32 第一ダイオード
34 第二ダイオード
36 第三ダイオード
38 第四ダイオード
40 回路遮断器
42 ブリッジ整流回路
44 制御器
46 第一双方向サイリスタ
48 第一絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
50 第二双方向サイリスタ
52 第二絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
54 第三双方向サイリスタ
56 第三絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
58 第四双方向サイリスタ
60 第四絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
62 交流負荷
A1 第一アノード
K1 第一カソード
A2 第二アノード
K2 第二カソード
A3 第三アノード
K3 第三カソード
A4 第四アノード
K4 第四カソード
T1 第一端子
T2 第二端子
G1 第一制御ゲート
E1 第一エミッタ
C1 第一コレクタ
T3 第三端子
T4 第四端子
G2 第二制御ゲート
E2 第二エミッタ
C2 第二コレクタ
T5 第五端子
T6 第六端子
G3 第三制御ゲート
E3 第三エミッタ
C3 第三コレクタ
T7 第七端子
T8 第八端子
G4 第四制御ゲート
E4 第四エミッタ
C4 第四コレクタ
T7 第七端子
T8 第八端子
Claims (14)
- 交流電源を受けるのに用いられ、負荷に電気的に接続し、前記交流電源は電場エネルギーを有する、単相リアクトル節電装置であって、前記単相リアクトル節電装置は、
前記交流電源に電気的に接続し、前記電場エネルギーを蓄える第一キャパシタと、
前記第一キャパシタに電気的に接続し、前記電場エネルギーを受け取るとともに第一交流自己インダクタンスエネルギーに変換する第一リアクトルと、
前記第一キャパシタに電気的に接続し、前記電場エネルギーを受け取るとともに第二交流自己インダクタンスエネルギーに変換する第二リアクトルと、
前記第一リアクトルおよび前記第二リアクトルに電気的に接続し、前記第一交流自己インダクタンスエネルギーおよび前記第二交流自己インダクタンスエネルギーを受け取るとともに直流電力に変換するセンタータップ式回路と、
前記センタータップ式回路に電気的に接続し、前記直流電力を蓄える第二キャパシタと、
前記センタータップ式回路に電気的に接続し、前記直流電力を受け取り、第一直流自己インダクタンスエネルギーおよび第二直流自己インダクタンスエネルギーをそれぞれ発生させて前記負荷まで送る第一直流リアクトルおよび第二直流リアクトルと、
を少なくとも含むことを特徴とする単相リアクトル節電装置。 - 前記負荷は、直流負荷であり、前記第一直流リアクトルおよび前記第二直流リアクトルに電気的に接続してループを形成し、前記直流負荷は前記第一直流自己インダクタンスエネルギーおよび前記第二直流自己インダクタンスエネルギーを受け取ることを特徴とする、請求項1に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記直流負荷は、抵抗性負荷、誘導性負荷または容量性負荷であることを特徴とする、請求項2に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記センタータップ式回路は、前記第一リアクトルおよび前記第二リアクトルに電気的に接続し、前記第一交流自己インダクタンスエネルギーおよび前記第二交流自己インダクタンスエネルギーを受け取り、第三交流自己インダクタンスエネルギーに変換する単相変圧器と、前記単相変圧器に電気的に接続し、前記第三交流自己インダクタンスエネルギーを整流して前記直流電力にする整流回路とを備えることを特徴とする、請求項1に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記整流回路は、第一アノードおよび第一カソードを具備し、前記第一アノードは前記単相変圧器に電気的に接続する第一ダイオードと、第二アノードおよび第二カソードを具備し、前記第二カソードは前記第一アノードおよび前記単相変圧器に電気的に接続する第二ダイオードと、第三アノードおよび第三カソードを具備し、前記第三カソードは前記第一カソードおよび前記第二キャパシタに電気的に接続する第三ダイオードと、第四アノードおよび第四カソードを具備し、前記第四アノードは前記第二アノードおよび前記第二キャパシタに電気的に接続し、前記第四カソードは前記第三アノードおよび前記単相変圧器に電気的に接続する第四ダイオードと、を備えることを特徴とする、請求項4に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記単相変圧器は、コアおよびコイルを具備し、前記コアの材質はケイ素鋼板であることを特徴とする、請求項4に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記第一キャパシタおよび前記第二キャパシタは電力用キャパシタであることを特徴とする、請求項1に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記第一リアクトルおよび前記第二リアクトルは電力リアクトルであり、かつ、前記第一リアクトルおよび前記第二リアクトルはコアおよびコイルを備え、前記コイルの材質はケイ素鋼板であることを特徴とする、請求項1に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記第一リアクトル、前記第二リアクトル、前記第一直流リアクトルおよび前記第二直流リアクトルは、巻線型インダクタ、積層型インダクタ、薄膜型インダクタまたはフェライトビーズインダクタであることを特徴とする、請求項8に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記交流電源および前記第一キャパシタに電気的に接続する回路遮断器をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記第一直流リアクトルおよび前記第二直流リアクトルに電気的に接続し、前記第一直流自己インダクタンスエネルギーおよび前記第二直流自己インダクタンスエネルギーを受け取るとともに交流電力に変換するブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路に電気的に接続して前記ブリッジ整流回路の状態を制御する制御器と、をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記ブリッジ整流器は、第一端子、第二端子および第一制御ゲートを具備する第一双方向サイリスタと、第一エミッタおよび第一コレクタを具備し、前記第一エミッタは前記第一端子に電気的に接続し、前記第一コレクタは前記第二端子に電気的に接続する第一絶縁ゲートバイポーラトランジスタと、第三端子、第四端子および第二制御ゲートを具備し、前記第三端子は前記第二端子に電気的に接続する第二双方向サイリスタと、第二エミッタおよび第二コレクタを具備し、前記第二エミッタは前記第三端子に電気的に接続し、前記第二コレクタは前記第四端子に電気的に接続し、かつ、前記第二エミッタは前記第一コレクタに電気的に接続する第二絶縁ゲートバイポーラトランジスタと、第五端子、第六端子および第三制御ゲートを具備する第三双方向サイリスタと、第三エミッタおよび第三コレクタを具備し、前記三エミッタは前記第五端子に電気的に接続し、前記第三コレクタは前記第六端子に電気的に接続する第三絶縁ゲートバイポーラトランジスタと、第七端子、第八端子および第四制御ゲートを具備し、前記第七端子は前記第六端子に電気的に接続する第四双方向サイリスタと、第四エミッタおよび第四コレクタを具備し、前記第四エミッタは前記第七端子に電気的に接続し、前記第四コレクタは前記第八端子に電気的に接続し、前記第四エミッタは前記第三コレクタに電気的に接続する第四絶縁ゲートバイポーラトランジスタと、を備え、前記第一制御ゲート、第二制御ゲート、第三制御ゲートおよび第四制御ゲートは前記制御器に電気的に接続することを特徴とする、請求項11に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記負荷は交流負荷であり、前記第二端子および前記第六端子に電気的に接続してループを形成し、前記交流負荷は前記交流電力を受けることを特徴とする、請求項12に記載の単相リアクトル節電装置。
- 前記交流負荷は抵抗性負荷、誘導性負荷または容量性負荷であることを特徴とする、請求項13に記載の単相リアクトル節電装置。
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