JP3497747B2 - 節電装置 - Google Patents

節電装置

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JP3497747B2
JP3497747B2 JP32052098A JP32052098A JP3497747B2 JP 3497747 B2 JP3497747 B2 JP 3497747B2 JP 32052098 A JP32052098 A JP 32052098A JP 32052098 A JP32052098 A JP 32052098A JP 3497747 B2 JP3497747 B2 JP 3497747B2
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宏夫 山内
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河村電器産業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器を介さない
直送状態と、変圧器により電圧を制御する節電状態とに
切り換え可能な節電装置に関し、詳しくはその切り換え
回路の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のタップ切換型の節電装置の基本回
路図を図4に示す。図4において1は単巻変圧器、2は
単巻変圧器1の交流励磁巻線1aを短絡させる直送用電
磁接触器であり、3は複数のタップを切り換える節電タ
ップ選択用電磁接触器であり、直送用電磁接触器2をオ
フし、節電用電磁接触器をオンした節電状態と、逆に切
り換えた直送状態とを切り換えて節電を効果的に行って
いるが、電磁接触器を切り換える時に交流励磁巻線1a
が一瞬開放状体になって、交流励磁巻線1aに高電圧が
発生し、それにより電磁接触器の主接点が損傷する問題
を有していた。そのため、図5に示すように節電用電磁
接触器3に並列に、電磁接触器12と抵抗器13とを直
列に接続すると共に電磁接触器12の開閉タイミングを
制御するタイマー回路14を追加して、切換時の高電圧
から回路の保護を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記保護回路
は、直送用電磁接触器2が閉路したとき、抵抗器13に
大電流が通電されるため、容量の大きいものが必要とな
るため、回路全体が大型なものとなっていたし、抵抗器
13は切換動作後に回路から切り離す必要があるため、
直送用の電磁接触器2の他、抵抗器13の開閉用の電磁
接触器12、及び時限動作をさせるためのタイマー回路
14が必要となり、回路が複雑になり高価なものとなっ
ていた。
【0004】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、切換
時の高電圧の発生を小型で簡易な構成の回路で抑制可能
とし、切換回路等を保護することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の発明は、変圧器と、該変圧器の交流励磁
巻線を短絡する短絡手段と、変圧器に直列に変圧器の出
力電圧を調整する調整手段とを有し、前記短絡手段によ
り交流励磁巻線を短絡して電源電圧を調整せず出力する
直送状態に切り替え可能とすると共に、前記変圧器の出
力電圧を前記調整手段により調整して節電動作をする節
電装置において、前記変圧器及び短絡手段に直列に、且
つ調整手段に並列にリアクトルを設け、該リアクトルの
定格電圧が変圧器の入力電圧と等しくなるようにコイル
を巻回してなることを特徴とする。
【0006】 請求項2の発明は、変圧器と、該変圧器
の交流励磁巻線を短絡する短絡手段と、変圧器に直列に
変圧器の出力電圧を調整する調整手段とを有し、前記短
絡手段により交流励磁巻線を短絡して電源電圧を調整せ
ず出力する直送状態に切り替え可能とすると共に、前記
変圧器の出力電圧を前記調整手段により調整して節電動
作をする節電装置において、前記変圧器及び短絡手段に
直列にリアクトルを設け、該リアクトルが、直流励磁巻
線を有して、インピーダンスを変更可能な過飽和リアク
トルであることを特徴とする。
【0007】 請求項3の発明は、請求項2の発明にお
いて、リアクトルは、その定格電圧が変圧器の入力電圧
と等しくなるようにコイルを巻回してなることを特徴と
する。
【0008】
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を基に詳細に説明する。図1は本発明に係る
節電装置の1例を示す回路説明図であり、単巻変圧器1
には直列に調整手段である節電タップ選択用の電磁接触
器3が接続され、並列に短絡手段である直送用の電磁接
触器2が設けられている。そして、単巻変圧器1の交流
励磁巻線1a及び直送用の電磁接触器2に直列に、且つ
節電タップ選択用の電磁接触器3に並列に、リアクトル
4が取り付けられている。尚、リアクトル4は、定格電
圧が電源ライン間の定格電圧と等しくなるように巻回さ
れ、節電タップ選択用の電磁接触器3は複数の出力電圧
を設定する電圧切換タップを有して構成されている。
【0010】この節電装置の動作を説明すると、まず、
節電状態にある場合、直送用の電磁接触器2は開放状体
にあり、節電タップ選択用の電磁接触器3はいずれかの
タップが閉路状態となり、単巻変圧器1の交流励磁巻線
1aは、電磁接触器3で接続されるタップを介して、電
源ラインに接続されている。これにより、単巻変圧器1
の2次側には降圧された電圧が誘起され、節電状態とな
る。このとき、リアクトル4には、単巻変圧器1の交流
励磁巻線1aのタップと電源ライン間が閉路となってい
るため、電圧は印加されない。
【0011】次に、この回路を節電状態から直送状態に
切り換えると、節電タップ選択用の電磁接触器3が開放
状態となり、直送用の電磁接触器2が閉路状態となて、
単巻変圧器1の交流励磁巻線1aが短絡状態になるが、
変圧器1の短絡を防ぐために、まず節電タップ選択用の
電磁接触器3が開放状体となり、その後に直送用の電磁
接触器2が閉路状態となよう動作をする。
【0012】しかし、この瞬間、つまり節電タップ選択
用の電磁接触器3と直送用の電磁接触器2とが共に開放
状態にある場合、変圧器1の交流励磁巻線1aは、リア
クトル4を介して電源ライン間に接続されているため、
交流励磁巻線1aは開放状体にならず、その両端の電圧
は解放時ほど上昇することがない。従って、節電タップ
選択用の電磁接触器3の接点間、及び直送用の電磁接触
器2の接点間には高電圧が印加されることがなく、開閉
の瞬間に電磁接触器の接点が損傷することがなくなる。
【0013】そして、直送状態では、交流励磁巻き線1
aが短絡されることで、単巻変圧器1の二次側には電圧
が誘起されなくなり、回路は直送状態となり入力電圧で
ある電源電圧が負荷6に印加される。この時、リアクト
ル4は直送用の電磁接触器2を介して、電源ライン間に
接続されるが、このリアクトル4の定格電圧を電源ライ
ン間の定格電圧に等しくしてあるため、微量の励磁電流
が流れるだけなので、切換動作後に切り離さなくても良
い。
【0014】このように、上記実施の形態では、リアク
トル4により、単巻変圧器1の交流励磁巻線1a開放時
に発生する高電圧を制限することができ、接点を保護す
ることができる。また、抵抗器を使用した回路と異な
り、リアクトルに流れる電流が小さいので、切換動作後
にリアクトルを回路から切り離す必要がなく、開閉用の
電磁接触器等が必要なくなり、回路全体を小型化で且つ
簡易な構成とすることができ、安価なものとすることが
できる。
【0015】図2は第2の実施の形態を示し、上記実施
の形態とはリアクトルの形態が異なり、過飽和リアクト
ル7を使用している。そして、8は過飽和リアクトルの
直流電源、9はスイッチであり、直送用の電磁接触器2
に連動する補助接点として形成されている。過飽和リア
クトル7の交流励磁巻線7aは、電源ライン間の定格電
圧と等しくなるように巻回され、上記リアクトル4と同
様に、節電タップ選択用電磁接触器3と並列に接続され
ている。そして、この過飽和リアクトル7の直流励磁巻
線7bに直流電流を通電することで、過飽和リアクトル
7のインピーダンスを制御している。
【0016】以下、動作を説明する。節電動作時は節電
タップ選択用の電磁接触器3が導通し、直送用の電磁接
触子2が開放状態となる。そして、スイッチ9は閉じて
過飽和リアクトル7の交流励磁巻線7aは低インピーダ
ンス状態にある。次に、節電状態から直送になる瞬間に
は電磁接触器3が開放する。しかし、この時はまだスイ
ッチ9は導通状態にあり、単巻変圧器1の交流励磁巻線
1aは、過飽和リアクトル7の交流励磁巻線7aを通じ
て電源ラインに接続されているため、直送用の電磁接触
器2及び節電タップ選択用の電磁接触器3が同時に開放
状態にあっても、高電圧が発生することがない。
【0017】そして、直送用の電磁接触器2が閉じる
と、単巻変圧器1の交流励磁巻線1aが短絡状態とな
り、直送状態となる。この時、単巻変圧器1の交流励磁
巻線1aのインピーダンスは、ほぼゼロになるが、連動
してスイッチ9が開放し、過飽和リアクトルの交流励磁
巻線7aが高インピーダンスに回復するため、短絡状体
になることがない。
【0018】このように、過飽和リアクトルを利用する
ことにより、リアクトルのみを接続した場合より、切換
時に発生する高電圧の防止を一層確実にできると共に、
万が一、直送用の電磁接触器及び節電タップ選択用の電
磁接触器の双方が開放状体で故障しても、直流励磁のか
かった過飽和リアクトルが、節電タップ選択用の電磁接
触器の代用となるので、交流励磁回路全体を保護するこ
とも可能である。
【0019】図3は、第3の実施の形態を示し、過飽和
リアクトル10を単巻変圧器1の交流励磁巻線1aと同
じ線径、同じインピーダンスで作り、この過飽和リアク
トル10のスイッチング機能で、上記図2の節電タップ
選択用の電磁接触器を代用させている。
【0020】このように構成すれば、直送用の電磁接触
器2を開閉動作させても変圧器1の励磁巻線1aから高
電圧が発生しないことはもとより、切換回路が電磁接触
器1個で構成(スイッチ9は直送用の電磁接触器2の補
助接点)できるし、電磁接触器が故障しても、節電もし
くは直送で固定されるだけで、過電流等の発生の無い信
頼性の高い回路とすることができる。尚、上記実施の形
態では何れも変圧器を単巻変圧器としているが、一次巻
線,二次巻線を有する変圧器を用いて同様の節電装置を
構成することもできる。
【0021】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
よれば、節電と直送の切換時に高電圧が発生することが
なくなるし、直送に切り換えた際のリアクトルの消費電
流は僅かなので、切り離さなくても良く、開閉用の電磁
接触器等が必要なくなり回路を小型且つ簡易な構成にで
きる。
【0022】 請求項2,3の発明によれば、節電と直
送の切換時に高電圧が発生することがなくなるし、リア
クトルのインピーダンスを節電状態では低インピーダン
ス、直送状態では高インピーダンスと変更すれば、切換
時の高電圧の発生防止を一層確実にできる。また、直送
用電磁接触器や節電タップ選択用電磁接触器等が開放状
態で故障しても、直流励磁のかかった過飽和リアクトル
を節電タップ選択用電磁接触器の代用とすることが可能
であり、交流励磁回路全体の保護に役立つ。
【0023】
【0024】更に、リアクトルの交流励磁巻線を変圧器
と同じ線径、同じインピーダンスとすれば、調整手段の
代用として用いることも可能であり、こうすれば電磁接
触器1個で直送状態と節電動作の切り換えを行うことも
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す節電装置の回
路説明図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す回路説明図で
ある。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示す回路説明図で
ある。
【図4】従来の節電装置の回路説明図である。
【図5】従来の節電装置の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
1・・単巻変圧器、1a・・交流励磁巻線、2・・直送
用の電磁接触器、3・・節電タップ選択用の電磁接触
器、4・・リアクトル、7・・過飽和リアクトル、7a
・・交流励磁巻線、7b・・直流励磁巻線、10・・過
飽和リアクトル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/14 G05F 1/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変圧器と、変圧器の交流励磁巻線を短
    絡する短絡手段と、変圧器に直列に変圧器の出力電圧を
    調整する調整手段とを有し、前記短絡手段により交流励
    磁巻線を短絡して電源電圧を調整せず出力する直送状態
    に切り替え可能とすると共に、前記変圧器の出力電圧を
    前記調整手段により調整して節電動作をする節電装置に
    おいて、前記変圧器及び短絡手段に直列に、且つ調整手
    段に並列にリアクトルを設け、該リアクトルの定格電圧
    が変圧器の入力電圧と等しくなるようにコイルを巻回し
    てなることを特徴とする節電装置。
  2. 【請求項2】 変圧器と、変圧器の交流励磁巻線を短
    絡する短絡手段と、変圧器に直列に変圧器の出力電圧を
    調整する調整手段とを有し、前記短絡手段により交流励
    磁巻線を短絡して電源電圧を調整せず出力する直送状態
    に切り替え可能とすると共に、前記変圧器の出力電圧を
    前記調整手段により調整して節電動作をする節電装置に
    おいて、前記変圧器及び短絡手段に直列にリアクトルを
    設け、該リアクトルが、直流励磁巻線を有して、インピ
    ーダンスを変更可能な過飽和リアクトルであることを特
    徴とする節電装置。
  3. 【請求項3】 リアクトルは、その定格電圧が変圧器の
    入力電圧と等しくなるようにコイルを巻回してなる請求
    項2記載の節電装置。
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