JP3380889B2 - 交流電力調節回路とこれに使用するチョーク - Google Patents
交流電力調節回路とこれに使用するチョークInfo
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Description
ネルギー消費を減少するための装置に関するものであ
る。
し、稲妻とかジェネレータの開閉及び主電力ラインのシ
ョート等が外来のサージ発生の原因となっている。この
とき供給電圧の2倍以上、又は50倍以上もの過渡サージ
が観察されることもある。
の誘導負荷により、更に一般的に且つよりしばしばこの
過渡サージが発生するのである。これらは内部で発生す
るサージである。
許4,152,743;4,259,705;4,584,622;4,587,588;4,739,43
6;4,760,485;4,777,555;4,802,055;4,845,580;4,866,56
0;4,870,528;4,870,534;及び4,901,183で電力搬送の利
用される各種過渡電圧抑制システム、サージ抑制装置、
及びフィルターにつき説明されている。
インに直列に接続したチョークを伴うライン間のコンデ
ンサ及びバリスタで構成される回路を開示している。
ン間にまたがり誘導体が設置されていたり、又は設置を
示唆しているものはない。これらの特許例がまたエネル
ギー消費量を十分に減少させる目的を達しないことは明
かである。
ド等のその作動に磁場が必要の負荷は、いずれも供給さ
れた電圧と電流間の位相関係に変化をおよぼして、位相
のずれを生じる。この位相のずれは負荷効率を減少させ
その結果パワー消費量が増すことになる。
路は電流が電圧に対し遅れるので遅れ力率になり、容量
回路は電流が電圧に対し進むので進む力率を持つことに
なる。この電圧と電流間の位相角をゼロに近付けること
が望ましく、電圧と電流が同位相の時、力率は一定でも
っとも利用効率のよい電力配分システムが得られること
になる。
費されるエネルギーを減少させるACパワーの調節のため
の装置を提供することは有益なことであろう。
はそれ以上の負荷の力率を改善出来れば有益なことであ
ろう。本発明はかかる装置を提供するものである。
るものである。単相および三相用の両者に使用される回
路を含めて各種実施例につき説明している。
ンサを直列に接続した第1チョークが、また同じくコン
デンサを直列につないだ第2チョークを含む第2経路が
ある。この第1経路をACパワー源のAC第1ラインから中
性点に結合するための手段が、また第2経路をACライン
から中性点に結合するための手段が備わっている。
たコイルから成っており、同じく第2チョークは第1経
路の上の巻線を備えたコイルから構成されている。第1
及び第2チョーク部分は強磁性コアに巻かれており、第
1チョークはコアと第2経路の周囲のみに巻かれた第2
部分を持つ第2経路の周囲に巻かれた第1部分を備えた
コイルを含んでいる。第2チョークはコアと第1経路の
周囲のみに巻かれた第2部分をもつ第1経路の周囲に巻
かれた第1部分を備えたコイルを含んでいる。
ンデンサを結合させる手段と、過渡現象抑制部品を同じ
くAC第1ラインと第2ライン間に結合出せる手段を含ん
でいる。この過渡現象抑制部品はまたそれぞれAC第1及
び第2ラインと中性点間に結合させる手段を含んでい
る。
ラインとアース間及びAC第2ライン間を接続している。
パワー源の第1、第2及び第3ライン間に接続する。AC
第1ラインから中性点への第1経路とするためコンデン
サを直列に接続した第1チョークが設けられている。第
2チョークもAC第2ラインから中性点への第2経路とな
るコンデンサを直列に接続している。第1チョークは第
2経路の周囲に巻線を有するコイルを含み、第2チョー
クは第1経路の周囲に巻線を有するコイルを含んでい
る。
路となるコンデンサを直列に接続しており、第4チョー
クはAC第2ラインから中性点への第4経路と成るコンデ
ンサを直列に接続されている。第3チョークは第4経路
の周りの巻線コイルから、また第4チョークは第3経路
の周囲に巻線を持つコイルから成っている。第5チョー
クはAC第1ラインから中性点への第5経路となるコンデ
ンサを直列に接続している。
インから中性点への第6経路となっている。第5チョー
クは第6経路の周囲の巻線のコイルを、また第6チョー
クは第5経路の周囲の巻線のコイルを含んでいる。
た、AC第2ラインと第3ライン間に、及びAC第1ライン
と第3ライン間にコンデンサと過渡現象抑制部品を結合
させる手段も含まれている。
性点へ、及びAC第1、第2及び第3ラインのそれぞれか
らアースへ過渡現象抑制部品を接続する手段も含まれて
いる。
しておいた。この実施例では、1本の線で全体を輪状に
巻いたコイルを具えたチョークとコンデンサがレセプタ
クル(容器)に直列に接続されている。
示した。
における実施例の配線図で、 第2図は同じく本発明による三相における配線図で、 第3図はACレセプタクルを備えた単相端子函に備えら
れている本発明の実施例の配線図で、 第4図は本発明による別の実施例の配線図で、 第5図はACパワー源の各相の線路にまたがる本発明実
施例の配線図である。
電力調節回路を図示したものである。各々、12、14で表
した線路L1およびL2は220ボルトで供給されており、110
ボルトの電力は各線路と10で表した中性点間で得られ
る。本発明の電力調節器はエネルギーを十分に節約出来
ると同時に過渡及びサージ現象の両者とも防ぐことが出
来るのである。
びサージ現象が防がれるのである。コンデンサ16が線路
12及び14間に備えられており、金属酸化物バリスタ(MO
V)が過渡現象抑制のため回路内の各地点に設けられて
いる。
と中性点間に、MOV22はライン14と中性点間に、又MOV24
は中性点とアース間に接続されている。
間に接続されている。電力調節器の部品はモジュールと
してユーザーのパワーラインのサービスパネルに接続さ
れているか、又はユーザーのパワーラインの負荷で接続
される。副数個のこの様なモジュールが店舗及び住宅に
設けられることもある。
のモジュールを設けるか、又はこの様な器具に供給する
ライン毎に設けるかの様な場合である。モジュールへの
接続はパワーライン上のタップ点で行われる。
に直列には接続されていないのでパワーラインを切断す
る必要はない。
特の誘導体の組み合わせが設けられている。この誘導体
はコイルが部品から巻き戻され導体になっている一個又
はそれ以上のコイルから構成されている。
したコンデンサ38を直列に接続した誘導体(チョーク)
から構成されており、第1経路36の一端はACライン12
に、他の一端は端子10で中性点に接続されている。同じ
く第2経路48はコンデンサ50を直列に接続した30で表し
た第2チョークで構成されており、第2経路48の一端は
パワーライン14に、他の一端は端子10で中性点に接続さ
れている。
備えたコイルで構成されており、コイル部分32は強磁性
コアと第2経路48の部分の周囲に巻かれている。第2コ
イル部分は、図示した様に第2経路48の周囲に巻かれて
いる。
に巻かれたコイル部分44と図で明らかな様に第1経路36
の周囲に巻かれた第2コイル部分46から構成されてい
る。第1経路のコンデンサ38には制限抵抗40を経て指示
灯42が設けられており、コンデンサ38が正常に動作して
おりショートしていないことを指示している。
指示灯54が設けられている。
ける誘導負荷に対し電力使用を大幅に節約出来る事にな
る。かかる負荷には大型モーター及び蛍光灯等が含ま
れ、10〜25%オーダーのの節約が計られるのである。こ
れはチョーク28と30により力率が改善された結果に寄る
ためである。
かれる負荷をバランスさせ動作の効率化をもたらす事に
なる。また、その他のメカニズムもエネルギー節約に役
立っている。
分は第2経路48の周囲に巻かれたチョーク28の巻線及び
第1経路36の周囲に巻かれたチョーク30の巻線によるも
のである。
節約量は明らかに減少する。また、強磁性コアはエネル
ギー節約を達成するためには必要でない事が解った。相
補形巻線の手法を採用する事のみで、キロワット時(KW
H)、エネルギー使用量、及び必要度を低下させるので
ある。チョークの輪を巻き戻して1回巻に成るまでのエ
ネルギー消費のテストを行った。6回巻のコイルのチョ
ークが6回以後エネルギー節約レベルが下がるので最大
効率を上げる事が解った。
る。
設置される。追加する装置も同じく主負荷の近くに設置
する。装置はそれぞれ72、74、及び76で表してある3本
の入力ラインL1,L2,L3に接続してあり、又端子70で中性
点を表してある。MOV78,80及び82が各々ラインから中性
点へ過渡現象抑制のため接続されている。
め設けられている。MOV88、90及び100は各ラインからア
ースへの過渡抑制のためである。コンデンサ86、94及び
98は各ライン間にフィルターと力率補正の目的のため接
続されている。
おり、チョーク114と直列コンデンサ120がライン72から
中性点への第一経路118となっている。また、チョーク1
16と直列コンデンサ124はACライン74から中性点への第
2経路122となっている。チョーク126及び128がACライ
ン74及び76間に接続されており、チョーク128と直列コ
ンデンサ136がACライン76から中性点への第3経路とな
っており、又チョーク126と直列コンデンサ132がACライ
ン74から中性点への第4経路130となっている。
おり、チョーク102と直列コンデンサ108がACライン72か
ら中性点への第5経路106を、又チョーク104と直列コン
デンサ112がACライン76から中性点への第6経路となっ
ている。
クルを備えた実施例である。第3図の回路は、住宅内で
の設置を簡単にするためレセプタクル函内またはレセプ
タクル自身に組み込まれている。回路は120ボルトACラ
イン150と中性点152間に接続されており、チョーク160
が強磁性コア154の周囲に第1巻線162を形成している。
コア154には空隙156が有り、その回路動作時の磁気飽和
を防ぐ役目をする。本発明の各種の実施例で使用されて
いる色々なコアについても、かかる空隙が必要であるこ
とは自明の事である。
善にはなるけれども、完全に省く事も可能である。
164を含んでいる。第3図に図示した様にコイルを巻き
戻しACラインにとどいているコイル162、164がACライン
166に接続されている。ACライン166にはコンデンサ158
が直列に接続されている。
パワー源のライン150と中性点152の間に接続されてい
る。
Cパワー源間に接続されており、このACライン150と中性
点152が通常のACレセプタクル172に接続されている。
の別の実施例を図示してある。第1巻線186は、コア185
の周囲に巻かれており、第2巻線188は、第1巻線186と
直列になっているが、コアの周囲には巻かれていない。
第3巻線190は、第2巻線188と直列になっておりコア18
5の周囲に巻かれている。第3巻線190の延長のACライン
192は巻き戻されて第1、第2及び第3巻線を通過して
おり、コンデンサ194ガチョーク184と直列になるように
ライン192に接続されている。
パワーゲン源のライン180と中性点182の間に接続されて
下り、また、コンデンサ196とサージ抑制部品198がACパ
ワー源間に接続されている。もう一つのサージ抑制部品
200が、中性点からアース間に接続されている。
けられている。
のチョークを使用している。チョーク214は第2巻線218
と直列につながれている第1巻線216を含んでいる。チ
ョークからのACライン220はチョーク230の巻線232、234
を通ってコンデンサ224に接続され、このチョーク214と
コンデンサ224の直列組み合わせがACライン210とACライ
ン212からなるACパワー源間に接続されている。
伴ったチョーク230はコンデンサ238と直列に接続され、
このチョーク230とコンデンサ238の直列組み合わせはAC
パワー源間に接続されている。
源間に接続されている。第5図の実施例は、三相にも適
用でき、この場合、チョーク、コンデンサ、及びサージ
抑制部品の同じ配置をACライン1とACライン2、ACライ
ン2とACライン3、及びACライン1とACライン3の間に
設ける事になる。
るが、これについては、ジェネラル・エレクトリック社
で製造している97FGEMシリーズの様なAC/DC電力コンデ
ンサを使うのが望ましい。10〜25マイクロファラッドの
容量あたりが適当である。チョークはレディオ・シヤッ
クのカタログNO.273−104から適当するスナップオン・
コアに巻くと良い。
線で巻き、その巻き数はエネルギーが節約になるように
選ぶのであるが、一般的には各コイル部に対し5又は6
回が適当である。
チョークが加わり、例えば産業上又は住宅への設置の各
種負荷でエネルギー節約量が増加する事になる。
にACパワーラインのサージ及び過渡現象を抑制するAC電
力調節器を提供している事がはっきりした事と思う。各
種実施例につき本発明を詳しく説明したが、はっきりし
たこととおもう。各種実施例につき本発明を詳しく説明
したが、特許請求範囲の真意及び領域を離脱することな
く種々の応用及び改善を図ることが出来るであろう。
Claims (23)
- 【請求項1】ACパワーラインの電力調節器で、コンデン
サを直列に接続した第1チョークを含む第1経路と、コ
ンデンサを直列に接続した第2チョークを含む第2経路
と、ACパワー源のAC第1ラインから中性点へ第1経路を
結合する手段と、パワー源AC第2ラインから中性点へ第
2経路を結合する手段と、第1チョークは第2経路の周
囲に巻線を巻いたコイルを有し、第2チョークは第1経
路の周囲に巻線を巻いたコイルを有し、前記両チョーク
は互いに第1経路と第2経路との間で交差連結されてい
ることを特徴とする電力調節器。 - 【請求項2】特許請求の範囲の第2項において更に、前
記の第1と第2チョークが巻かれる部分のコアを含むこ
とを特徴とする電力調節器。 - 【請求項3】特許請求の範囲の第2項において、前記の
第1チョークは前記の第2経路の周囲のみに巻かれた第
2部分を備え、前記のコアと前記の第2経路の周囲に巻
かれた第1部分を持ったコイルを含み、前記の第2チョ
ークは前記の第1経路の周囲のみに巻かれた第2部分を
備え、前記のコアと前記の第1経路の周囲に巻かれた第
1部分を持ったコイルを含むことを特徴とする電力調節
器。 - 【請求項4】特許請求範囲の第1項において更に、前記
の第1と第2ACライン間のコンデンサを結合させる手段
を含むことを特徴とする電力調節器。 - 【請求項5】特許請求範囲の第4項において更に、前記
の第1と第2ACライン間に過渡現象抑制部品を結合させ
る手段を含むことを特徴とする電力調節器。 - 【請求項6】特許請求の範囲の第5項において更に、前
記のAC第1ライインと中性点に過渡現象抑制部品を結合
させる手段と、前記のAC第2ラインと中性点に過渡現象
抑制部品を結合させる手段を含むことを特徴とする電力
調節器。 - 【請求項7】特許請求の範囲の第6項において更に、前
記のACパワー源の中性点アース間に、過渡現象抑制部品
を結合させる手段を含むことを特徴とする電力調節器。 - 【請求項8】特許請求の範囲の第7項において更に、前
記のAC第1ラインとアース間に過渡現象抑制部品を結合
させる手段と、前記のAC第2ラインとアース間に過渡現
象抑制部品を結合させる手段を含むことを特徴とする電
力調節器。 - 【請求項9】ACパワーラインの電力調節器で、三相ACパ
ワー源の中性点と、第1第2と第3ACラインに結合する
ための手段と、前記のAC第1ラインから中性点への第1
経路とするのにコンデンサと直列に接続した第1チョー
クと、前記のAC第2ラインから中性点への第2経路とす
るのにコンデンサと直列に接続した第2チョークと、第
1チョークは第2経路の周囲に巻線を持つコイルを含
み、第2チョークは第1経路の周囲に巻線を持つコイル
を含み、前記のAC第3ライインから中性点への第3経路
とするのにコンデンサと直列に接続した第3チョーク
と、前記のAC第2ラインから中性点への第4経路とする
のにコンデンサと直列に接続した第4チョークと、第3
チョークは第4経路の周囲に巻線を持つコイルを含み、
第4チョークは第3経路の周囲に巻線を持つコイルを含
むことを特徴とする電力調節器。 - 【請求項10】特許請求の範囲の第9項において更に、
前記のAC第1ラインから中性点への第5経路とするのに
コンデンサと直列に接続した第5チョークと、前記のAC
第3ラインから中性点への第6経路とするのにコンデン
サと直列に接続した第6チョークと、第5チョークは第
6経路の周囲に巻線を持つコイルを含み、第6チョーク
は第5経路の周囲に巻線をもつコイルを含むことを特徴
とする電力調節器。 - 【請求項11】特許請求の範囲の第10項において更に、
前記の第1と第2ACライン間にコンデンサと過渡現象抑
制部品を結合するための手段と、前記の第2と第3ACラ
イン間にコンデンサと過渡現象抑制部品を結合するため
の手段と、前記の第1と第3ACライン間にコンデンサと
過渡現象抑制部品を結合するための手段を含むことを特
徴とする調節器。 - 【請求項12】特許請求の範囲の第11項において更に、
前記の第1、第2と第3ACラインの各々から中性点へ過
渡現象抑制部品を結合するための手段を含むことを特徴
とする電力調節器。 - 【請求項13】特許請求の範囲の第12項において更に、
前記の第1、第2と第3ACラインの各々からアースへ過
渡現象抑制部品を結合するための手段を含むことを特徴
とする電力調節器。 - 【請求項14】ACパワーラインの電力調節器で、チョー
クと、コンデンサと、このチョークとコンデンサをACパ
ワー源に直列に結合するための手段と、チョークはライ
ンに終わるコイルを含み、ACラインは巻き戻してコイル
中を通過することを特徴とする電力調節器。 - 【請求項15】特許請求の範囲の第14項において更に、
少なくとも前記コイルの一部分が周囲に巻かれているコ
アを含むことを特徴とする電力調節器。 - 【請求項16】特許請求の範囲の第15項において、前記
コアは空隙を有することを特徴とする電力調節器。 - 【請求項17】特許請求の範囲の第14項において更に、
ACパワー源間に結合された過渡抑制部品を含むことを特
徴とする電力調節器。 - 【請求項18】特許請求の範囲の第14項において、前記
のコイルは、コアの周囲に巻かれた第1巻線と、第1巻
線と直列に、然しコアの周囲には巻かれていない第2巻
線と、第2巻線と直列に、しかもコアの周囲に巻かれた
第3巻線と、前記ACラインは第3巻線から延長され、巻
き戻して、第1、第2、および、第3巻線の中を通るこ
とを特徴とする電力調節器。 - 【請求項19】ACパワーラインの電力調節器で、コンデ
ンサと直列の第1チョークを含む第1経路と、コンデン
サと直列の第2チョークを含む第2経路と、ACパワー源
間に第1経路を結合させる手段と、ACパワー源間に第2
経路を結合する手段と、第1チョークは第2経路の周囲
に巻かれたコイルを含み、第2チョークは第2経路の周
囲に巻かれたコイルを含むことを特徴とする電力調節
器。 - 【請求項20】特許請求の範囲の第19項において更に、
前記の第1および第2チョークが巻かれている部分のコ
アを含むことを特徴とする電力調節器。 - 【請求項21】特許請求の範囲の第20項において、前記
の第1チョークは前記の第2経路の周囲のみに巻かれた
第2部分を備え、前記のコアと第2経路の周囲を巻いた
第1部分を有するコイルを含み、前記の第2チョークは
前記の第1経路の周囲のみに巻かれた第2部分を備え、
コアと第1経路の周囲に巻かれた第1部分を有するコイ
ルを含むことを特徴とする電力調節器。 - 【請求項22】それぞれ巻線部を有する第1コイルと第
2コイルからなり、前記第1コイルの巻線を形成するAC
第1ラインの一方端は第2コイルの巻線の間を通りコン
デンサを介してACパワー源の一方のラインに接続され、
他方端は前記ACパワー源の他方のラインに接続され、前
記第2コイルの巻線を形成するAC第2ラインの一方端は
第1コイコイルの巻線の間を通りコンデンサを介してAC
パワー源の一方のラインに接続され、他方端は前記ACパ
ワー源の他方のラインに接続されてなるチョーク。 - 【請求項23】特許請求の範囲の第22項において、前記
第1コイルは前記のAC第2ラインの周囲のみに巻かれた
第2部分およびコアとAC第2ラインの周囲に巻かれた第
1部分を有し、前記第2コイルは前記のAC第1ラインの
周囲のみに巻かれた第2部分およびコアとAC第1ライン
の周囲に巻かれた第1部分を有することを特徴とするチ
ョーク。
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