JP3203473B2 - 節電装置 - Google Patents
節電装置Info
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- JP3203473B2 JP3203473B2 JP14029896A JP14029896A JP3203473B2 JP 3203473 B2 JP3203473 B2 JP 3203473B2 JP 14029896 A JP14029896 A JP 14029896A JP 14029896 A JP14029896 A JP 14029896A JP 3203473 B2 JP3203473 B2 JP 3203473B2
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- saving device
- power saving
- reactor
- power supply
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源電圧の制御に
より節電を行う節電装置の改善に関する。
より節電を行う節電装置の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電源電圧の制御により節電を行う
節電装置は、特開平６−１７８４６２号公報に記載の技
術があった。これは、トランスの入力端子に電圧が入力
すると、複数組の各励磁コイルに励磁電流が流れ、主コ
イルによってある一定の電圧が降下する。これにより出
力端子の電圧は入力電圧より一定電圧分だけ降下する。
電圧の制御はセンサにより電圧を読み、センサスイッチ
により励磁コイルの組合せを決めるサイリスタ又はマグ
ネットコンタクタ等を制御するものであった。
節電装置は、特開平６−１７８４６２号公報に記載の技
術があった。これは、トランスの入力端子に電圧が入力
すると、複数組の各励磁コイルに励磁電流が流れ、主コ
イルによってある一定の電圧が降下する。これにより出
力端子の電圧は入力電圧より一定電圧分だけ降下する。
電圧の制御はセンサにより電圧を読み、センサスイッチ
により励磁コイルの組合せを決めるサイリスタ又はマグ
ネットコンタクタ等を制御するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記特開
平６−１７８４６２号公報に記載の技術は、電圧の降下
は断続的なものであり、連続的な変化ができないため節
電効果が悪いという欠点があった。また、サイリスタ又
はマグネットコンタクタ等の開閉部分が劣化する虞があ
るという欠点があった。
平６−１７８４６２号公報に記載の技術は、電圧の降下
は断続的なものであり、連続的な変化ができないため節
電効果が悪いという欠点があった。また、サイリスタ又
はマグネットコンタクタ等の開閉部分が劣化する虞があ
るという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記従来の節電装置の問
題点に鑑み、本発明の目的は、電圧の降下を連続的に変
化させることができると共に、耐久性に優れた節電装置
を提供するもので、電源電圧の制御により節電を行う単
相３線式電路用の節電装置であって、該節電装置は、電
源電圧を降下させる両電圧線に接続した第１のリアクト
ルと、中性線と各電圧線間の電圧を検出する電圧検出回
路と、該電圧検出回路に接続される電流制御回路と、該
電流制御回路の制御により直流励磁電流を前記第１のリ
アクトルに出力する直流電源で構成され、前記電圧検出
回路で検出した電源電圧が設定値より高い場合には前記
直流電源から出力される直流励磁電流を減少させること
により電圧降下を大きくし、低い場合には直流励磁電流
を増加させることにより電圧降下を小さくするよう構成
される。
題点に鑑み、本発明の目的は、電圧の降下を連続的に変
化させることができると共に、耐久性に優れた節電装置
を提供するもので、電源電圧の制御により節電を行う単
相３線式電路用の節電装置であって、該節電装置は、電
源電圧を降下させる両電圧線に接続した第１のリアクト
ルと、中性線と各電圧線間の電圧を検出する電圧検出回
路と、該電圧検出回路に接続される電流制御回路と、該
電流制御回路の制御により直流励磁電流を前記第１のリ
アクトルに出力する直流電源で構成され、前記電圧検出
回路で検出した電源電圧が設定値より高い場合には前記
直流電源から出力される直流励磁電流を減少させること
により電圧降下を大きくし、低い場合には直流励磁電流
を増加させることにより電圧降下を小さくするよう構成
される。
【０００５】また、前記第１のリアクトルの出力側の夫
々の電圧線に、高調波に対するインピーダンスを高くす
る第２のリアクトルを直列に接続したことにある。
々の電圧線に、高調波に対するインピーダンスを高くす
る第２のリアクトルを直列に接続したことにある。
【０００６】また、前記第１のリアクトルの出力側の両
電圧線間に、所望する高調波に同調するコイルとコンデ
ンサとを直列接続して成る同調回路を少なくとも１組接
続しても良い。
電圧線間に、所望する高調波に同調するコイルとコンデ
ンサとを直列接続して成る同調回路を少なくとも１組接
続しても良い。
【０００７】さらに、前記第２のリアクトルの負荷側
に、前記同調回路を少なくとも１組接続しても良い。
に、前記同調回路を少なくとも１組接続しても良い。
【０００８】また、前記電源電圧の設定値が所定の値の
幅を有し、この範囲を越えた時にのみ制御動作をするよ
う構成しても良い。
幅を有し、この範囲を越えた時にのみ制御動作をするよ
う構成しても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例の回
路図である。図１において節電装置は、電源電圧を降下
させる第１のリアクトルである可変リアクトルＬ１，Ｌ
１と、中性線Ｎと各電圧線Ｘ，Ｙ間の電圧を検出する電
圧検出回路２，２と、この電圧検出回路２に接続される
電流制御回路３，３と、この電流制御回路３の制御によ
り直流励磁電流Ｉ１を可変リアクトルＬ１に出力する直
流電源４，４から構成される。尚、単相３線式電路にお
いて中性線Ｎを境に電圧線Ｘ側，Ｙ側で同一の構成要素
は同一符号を付してある。以下対称な構成はＸ側のみ説
明することとする。
路図である。図１において節電装置は、電源電圧を降下
させる第１のリアクトルである可変リアクトルＬ１，Ｌ
１と、中性線Ｎと各電圧線Ｘ，Ｙ間の電圧を検出する電
圧検出回路２，２と、この電圧検出回路２に接続される
電流制御回路３，３と、この電流制御回路３の制御によ
り直流励磁電流Ｉ１を可変リアクトルＬ１に出力する直
流電源４，４から構成される。尚、単相３線式電路にお
いて中性線Ｎを境に電圧線Ｘ側，Ｙ側で同一の構成要素
は同一符号を付してある。以下対称な構成はＸ側のみ説
明することとする。
【００１０】図２は可変リアクトルＬ１の構成を示し、
３脚の鉄心５の夫々の外側巻線部にコイルＬ１１及びコ
イルＬ１２を巻き、中央の巻線部にはコイルＬ１３を巻
いて成るもので、コイルＬ１１とコイルＬ１２は直列接
続され電圧線に直列に挿入接続され、コイルＬ１３は電
流制御回路３と直流電源４に接続されている。そして、
コイルＬ１３に直流電流Ｉ１を流し、鉄心５の透磁率を
変化させることでコイルＬ１１，Ｌ１２のインピーダン
スを変化させている。
３脚の鉄心５の夫々の外側巻線部にコイルＬ１１及びコ
イルＬ１２を巻き、中央の巻線部にはコイルＬ１３を巻
いて成るもので、コイルＬ１１とコイルＬ１２は直列接
続され電圧線に直列に挿入接続され、コイルＬ１３は電
流制御回路３と直流電源４に接続されている。そして、
コイルＬ１３に直流電流Ｉ１を流し、鉄心５の透磁率を
変化させることでコイルＬ１１，Ｌ１２のインピーダン
スを変化させている。
【００１１】図３は可変リアクトルＬ１のコイルＬ１
１，Ｌ１２そしてＬ１３により発生する磁束の流れを示
し、（ａ）はコイルＬ１１，Ｌ１２により発生する交流
磁束分で、中央のコイルＬ１３の巻線部で磁束が交差す
るように巻かれている。（ｂ）はコイルＬ１３により発
生する直流磁束分である。各コイルはこのような組合せ
で３脚の鉄心５に巻かれている。
１，Ｌ１２そしてＬ１３により発生する磁束の流れを示
し、（ａ）はコイルＬ１１，Ｌ１２により発生する交流
磁束分で、中央のコイルＬ１３の巻線部で磁束が交差す
るように巻かれている。（ｂ）はコイルＬ１３により発
生する直流磁束分である。各コイルはこのような組合せ
で３脚の鉄心５に巻かれている。
【００１２】次に、上述のように構成された節電装置の
作用を説明する。鉄心５内で発生したコイルＬ１１，Ｌ
１２による交流磁束分は、中央で交差し打ち消し合うた
め、コイルＬ１３への相互インダクタンスは常にほぼ０
となる。そして、コイルＬ１３による直流磁束分が増え
ると、鉄心５の透磁率が小さくなりコイルＬ１１，Ｌ１
２のインピーダンスが小さくなる。そのため可変リアク
トルＬ１の入出力間の電圧降下が小さくなる。また、コ
イルＬ１３による直流磁束分が減少すると鉄心５の透磁
率が大きくなりコイルＬ１１，Ｌ１２のインピーダンス
が大きくなる。
作用を説明する。鉄心５内で発生したコイルＬ１１，Ｌ
１２による交流磁束分は、中央で交差し打ち消し合うた
め、コイルＬ１３への相互インダクタンスは常にほぼ０
となる。そして、コイルＬ１３による直流磁束分が増え
ると、鉄心５の透磁率が小さくなりコイルＬ１１，Ｌ１
２のインピーダンスが小さくなる。そのため可変リアク
トルＬ１の入出力間の電圧降下が小さくなる。また、コ
イルＬ１３による直流磁束分が減少すると鉄心５の透磁
率が大きくなりコイルＬ１１，Ｌ１２のインピーダンス
が大きくなる。
【００１３】制御の流れは、電圧検出回路２で検出した
電源電圧が設定値より高い場合には、電流制御回路３に
より直流電源４から出力される直流励磁電流を減少させ
ることで電圧降下を大きくし出力電圧を下げ、低い場合
には直流励磁電流を増加させることにより電圧降下を小
さくする。また、前記電源電圧の設定値に幅を持たせ、
この幅を越えた時にのみ制御動作をするように電流制御
回路３の動作を設定すれば、頻繁な制御動作を回避でき
無駄なく制御することができる。このように直流電源か
ら出力される直流励磁電流を増減させることで電圧の降
下を連続して行うことができるため効率の良い節電効果
が得られると共にサイリスタやマグネットの開閉部分が
ないので劣化することがなく耐久性に優れたものとな
る。
電源電圧が設定値より高い場合には、電流制御回路３に
より直流電源４から出力される直流励磁電流を減少させ
ることで電圧降下を大きくし出力電圧を下げ、低い場合
には直流励磁電流を増加させることにより電圧降下を小
さくする。また、前記電源電圧の設定値に幅を持たせ、
この幅を越えた時にのみ制御動作をするように電流制御
回路３の動作を設定すれば、頻繁な制御動作を回避でき
無駄なく制御することができる。このように直流電源か
ら出力される直流励磁電流を増減させることで電圧の降
下を連続して行うことができるため効率の良い節電効果
が得られると共にサイリスタやマグネットの開閉部分が
ないので劣化することがなく耐久性に優れたものとな
る。
【００１４】図４は本発明の第２の実施例で、可変リア
クトルＬ１の出力側にフィルタ回路６が接続されてい
る。このフィルタ回路６は、各電圧線に夫々直列に接続
された第２のリアクトルである直列リアクトルＬ２と、
さらにその出力側の両電圧線Ｘ′−Ｙ′間に接続された
コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂとコンデンサＣ３ａ，Ｃ３ｂから
なる２組の同調回路７，７から構成される。これは、可
変リアクトルＬ１を電源部に接続することで、負荷によ
っては電圧波形に歪みが発生する場合があり、これを改
善し、またリアクトルＬ１の唸り音等の騒音の発生を抑
制するためのもので、この実施例では電圧制御に加え電
圧波形歪を抑制している。尚、図１と共通する構成要素
は同一符号としてある。
クトルＬ１の出力側にフィルタ回路６が接続されてい
る。このフィルタ回路６は、各電圧線に夫々直列に接続
された第２のリアクトルである直列リアクトルＬ２と、
さらにその出力側の両電圧線Ｘ′−Ｙ′間に接続された
コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂとコンデンサＣ３ａ，Ｃ３ｂから
なる２組の同調回路７，７から構成される。これは、可
変リアクトルＬ１を電源部に接続することで、負荷によ
っては電圧波形に歪みが発生する場合があり、これを改
善し、またリアクトルＬ１の唸り音等の騒音の発生を抑
制するためのもので、この実施例では電圧制御に加え電
圧波形歪を抑制している。尚、図１と共通する構成要素
は同一符号としてある。
【００１５】直列リアクトルＬ２は電路に直列に接続す
ることで負荷側からみた電源側の高調波に対するインピ
ーダンスを高くし、可変リアクトルＬ１で発生した高調
波を流れ込み難くするもので、この直列リアクトルＬ２
のインダクタンスを例えば０．１２ｍＨとすると高調波
に対して効果的に作用する。また、同調回路７は所望す
るｎ次高調波に単一同調させたフィルタ回路の組であっ
て、この第２の実施例では２組を有し５次と７次の２つ
の高調波に同調させている。電源周波数が６０Ｈｚの場
合、コイルＬ３ａとコンデンサＣ３ａの同調回路は５次
高調波である３００Ｈｚに同調するもので、例えばＬ３
ａ＝１４．１ｍＨ、Ｃ３ａ＝２０μＦとすればよく、ま
たコイルＬ３ｂとコンデンサＣ３ｂからなる同調回路は
７次高調波である４２０Ｈｚに同調するもので、例えば
Ｌ３ｂ＝１４．４ｍＨ、Ｃ３ｂ＝１０μＦとすれば良
い。
ることで負荷側からみた電源側の高調波に対するインピ
ーダンスを高くし、可変リアクトルＬ１で発生した高調
波を流れ込み難くするもので、この直列リアクトルＬ２
のインダクタンスを例えば０．１２ｍＨとすると高調波
に対して効果的に作用する。また、同調回路７は所望す
るｎ次高調波に単一同調させたフィルタ回路の組であっ
て、この第２の実施例では２組を有し５次と７次の２つ
の高調波に同調させている。電源周波数が６０Ｈｚの場
合、コイルＬ３ａとコンデンサＣ３ａの同調回路は５次
高調波である３００Ｈｚに同調するもので、例えばＬ３
ａ＝１４．１ｍＨ、Ｃ３ａ＝２０μＦとすればよく、ま
たコイルＬ３ｂとコンデンサＣ３ｂからなる同調回路は
７次高調波である４２０Ｈｚに同調するもので、例えば
Ｌ３ｂ＝１４．４ｍＨ、Ｃ３ｂ＝１０μＦとすれば良
い。
【００１６】図５は、このフィルタ回路６の有無による
電圧波形の変化を示す。この電圧波形は、負荷を電圧波
形が大きく歪むように設定したもので、（ａ）は第１の
実施例の出力電圧波形であり、（ｂ）は（ａ）と同一負
荷条件での第２の実施例の出力電圧波形である。このよ
うに、可変リアクトルＬ１の後に直列リアクトルＬ２を
接続することで高調波成分は減少し、さらに同調回路７
により所定の高調波成分は吸収されるため、さらに電圧
波形歪を抑制することができる。従って、可変リアクト
ルＬ１を接続すると電圧波形が歪み、唸り音が発生し易
い負荷であっても、唸り音を抑制して節電制御すること
ができる。ちなみに、（ａ）波形の５次高調波成分は２
２．１％，７次高調波成分は７．３％であり、（ｂ）波
形の５次高調波成分は８．７％，７次高調波成分は２．
９％である。また、他の効果として本発明は、短絡事故
が発生した際に、可変リアクトルＬ１はトランスとは異
なり電流の増加を抑制する作用をするため、事故による
損傷は比較的小さく抑える効果を有している。尚、実施
例においては、同調回路は２組から成るものであるが所
望する高調波に対応し任意の数設けることができ、少な
くとも１組有しているものは本発明の範疇に含まれるも
のである。また、直列リアクトルや同調回路の各値は上
記数値に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で変更できるものである。
電圧波形の変化を示す。この電圧波形は、負荷を電圧波
形が大きく歪むように設定したもので、（ａ）は第１の
実施例の出力電圧波形であり、（ｂ）は（ａ）と同一負
荷条件での第２の実施例の出力電圧波形である。このよ
うに、可変リアクトルＬ１の後に直列リアクトルＬ２を
接続することで高調波成分は減少し、さらに同調回路７
により所定の高調波成分は吸収されるため、さらに電圧
波形歪を抑制することができる。従って、可変リアクト
ルＬ１を接続すると電圧波形が歪み、唸り音が発生し易
い負荷であっても、唸り音を抑制して節電制御すること
ができる。ちなみに、（ａ）波形の５次高調波成分は２
２．１％，７次高調波成分は７．３％であり、（ｂ）波
形の５次高調波成分は８．７％，７次高調波成分は２．
９％である。また、他の効果として本発明は、短絡事故
が発生した際に、可変リアクトルＬ１はトランスとは異
なり電流の増加を抑制する作用をするため、事故による
損傷は比較的小さく抑える効果を有している。尚、実施
例においては、同調回路は２組から成るものであるが所
望する高調波に対応し任意の数設けることができ、少な
くとも１組有しているものは本発明の範疇に含まれるも
のである。また、直列リアクトルや同調回路の各値は上
記数値に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で変更できるものである。
【００１７】
【発明の効果】以上細述したように、本発明によれば直
流励磁電流の増減により電圧降下量を制御するため、負
荷電圧を常に最適値に設定可能で節電効率を上げること
ができるし、開閉器やサイリスタ等を使用しないため劣
化等の心配がない。また、リアクトルの接続により電圧
歪みや唸り音が発生し易い負荷であっても歪みや唸り音
を抑制して電圧制御することができる。
流励磁電流の増減により電圧降下量を制御するため、負
荷電圧を常に最適値に設定可能で節電効率を上げること
ができるし、開閉器やサイリスタ等を使用しないため劣
化等の心配がない。また、リアクトルの接続により電圧
歪みや唸り音が発生し易い負荷であっても歪みや唸り音
を抑制して電圧制御することができる。
【図１】本発明に係る節電装置の第１の実施例の回路図
である。
である。
【図２】図１のリアクトルの構成を示す説明図である。
【図３】図１のリアクトルの磁束の流れを示す説明図
で、（ａ）は交流磁束分で（ｂ）は直流磁束分である。
で、（ａ）は交流磁束分で（ｂ）は直流磁束分である。
【図４】本発明に係る節電装置の第２の実施例の回路図
である。
である。
【図５】本発明に係る出力電圧波形を示し（ａ）は図５
のフィルタ回路付加前の波形で（ｂ）は付加後の波形で
ある。
のフィルタ回路付加前の波形で（ｂ）は付加後の波形で
ある。
１・・単相電源、２・・電圧検出回路、３・・電流制御
回路、４・・直流電源、５・・鉄心、６・・フィルタ回
路、７・・同調回路、９・・負荷、Ｉ１・・直流励磁電
流、Ｌ１・・可変リアクトル（第１のリアクトル）、Ｌ
２・・直列リアクトル（第２のリアクトル）、Ｌ３ａ，
Ｌ３ｂ・・コイル、Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ・・コンデンサ
回路、４・・直流電源、５・・鉄心、６・・フィルタ回
路、７・・同調回路、９・・負荷、Ｉ１・・直流励磁電
流、Ｌ１・・可変リアクトル（第１のリアクトル）、Ｌ
２・・直列リアクトル（第２のリアクトル）、Ｌ３ａ，
Ｌ３ｂ・・コイル、Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ・・コンデンサ
Claims (5)
- 【請求項１】 電源電圧の制御により節電を行う単相３
線式電路用の節電装置であって、該節電装置は、電源電
圧を降下させる両電圧線に接続した第１のリアクトル
と、中性線と各電圧線間の電圧を検出する電圧検出回路
と、該電圧検出回路に接続される電流制御回路と、該電
流制御回路の制御により直流励磁電流を前記第１のリア
クトルに出力する直流電源で構成され、前記電圧検出回
路で検出した電源電圧が設定値より高い場合には前記直
流電源から出力される直流励磁電流を減少させることに
より電圧降下を大きくし、低い場合には直流励磁電流を
増加させることにより電圧降下を小さくすることを特徴
とする節電装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の節電装置において、第
１のリアクトルの出力側の夫々の電圧線に、高調波に対
するインピーダンスを高くする第２のリアクトルを直列
に接続したことを特徴とする節電装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の節電装置において、第
１のリアクトルの出力側の両電圧線間に、所望する高調
波に同調するコイルとコンデンサとを直列接続して成る
同調回路を少なくとも１組接続したことを特徴とする節
電装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の節電装置において、第
２のリアクトルの出力側の両電圧線間に、所望する高調
波に同調するコイルとコンデンサとを直列接続して成る
同調回路を少なくとも１組接続したことを特徴とする節
電装置。 - 【請求項５】 前記電源電圧の設定値が所定の値の幅を
有し、この範囲を越えた時にのみ制御動作をすることを
特徴とする請求項１から４に記載の節電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14029896A JP3203473B2 (ja) | 1995-08-04 | 1996-06-03 | 節電装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21970395 | 1995-08-04 | ||
| JP7-219703 | 1995-08-04 | ||
| JP14029896A JP3203473B2 (ja) | 1995-08-04 | 1996-06-03 | 節電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107636A JPH09107636A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3203473B2 true JP3203473B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=26472865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14029896A Expired - Fee Related JP3203473B2 (ja) | 1995-08-04 | 1996-06-03 | 節電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3203473B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5931183B2 (ja) * | 2012-04-18 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | 系統連系インバータ装置 |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP14029896A patent/JP3203473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09107636A (ja) | 1997-04-22 |
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