JP6317318B2

JP6317318B2 - 電力制御システム及びその方法

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Publication number: JP6317318B2
Application number: JP2015255957A
Authority: JP
Inventors: リー、ヂャン、ホン
Original assignee: リー、ヂャン、ホン
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2035-12-28
Also published as: JP2017034964A

Description

本発明は、電力制御システム及びその方法に係り、変圧器タブを切替時に発生する高い過渡電圧を抑制し、故障を予防し、任意に電力制御を可能にする技術に関する。

一般に、交流（ＡＣ）の電圧調節装置としてスライダック（登録商標）が使用される。
スライダックは一定の入力電力の供給を受け、目的出力電圧を任意に出力することができる電圧調整用変圧器として働く。スライダックは出力電圧の調節は可能であるが、オペレータが出力電圧を監視しながら目的電圧に対応させなければならず、出力安定化のための電圧調整（regulation）機能がないため、安定した交流電圧が要求される機器や負荷の電源には不向きである。

これらの問題点を改善するために、自動電圧調整装置のような特別の電源安定化装置が開発されて使用されている。

自動電圧調整装置は、出力電圧を一定の値に維持させる機器として、交流発電機、直流発電機、定電圧整流器などに従属的に使用され、スタンドアロン装置として使用されている。

特許文献１には自動電圧調整装置の技術が開示されている。この自動電圧調整装置は、電源部から入力される交流電圧を巻数比に応じて２次側に誘起する１次側コイル部及び１次側コイル部から誘起された電圧を降圧又は昇圧して負荷側に出力する２次側コイル部を含む変圧器と、
変圧器の２次側コイル部の出力段に設置されて２次コイルの巻数比に応じて、異なる電圧を負荷側に供給するための複数のタブと、
複数のタブの何れかのタブを切替えて、そのタブに設定されている巻数比に応じて降圧又は昇圧された電圧を負荷側に供給するためのスイッチ部と、
ユーザーによる負荷側電源電圧の設定に応じて、対応する電圧を負荷側に一定に供給するようにスイッチ部のスイッチング制御を実行する制御部と、
から構成されている。

前述したような先行自動電圧調整装置は、出力を２００Ｖに設定した場合、スイッチ部のタブのトライアックをＯＮ状態に移行させると、反対側巻線に２０Ｖの電圧が発生して、入力が２２０Ｖである場合、２００Ｖが出力される構成である。

しかしながら、この時、使用されていないタブの巻線で高い起電力が発生してトライアックに高電圧が誘起されてＯＮ／ＯＦＦ信号に関係なく導通される問題点がある。つまり、従来の場合、各タブをＯＮ／ＯＦＦするときに使用していない他のタブで高い起電力が誘起されてトライアックに問題を引き起こすという欠点がある。

ＫＲ２０１１−０００２７７９Ａ１

本発明の目的は、上記のような問題点を解決しようと案出されたもので、目標出力電圧に対応するように巻線されたコイルをスイッチングすることにより、タブを切替える場合、発生した高い過渡電圧を抑制し、故障を予防し、任意に電力制御ができるようにすることである。

また、本発明の目的は、補助変圧器なしに主変圧器だけで所望の電圧を制御し、目標の電圧への調整のために、不要なタブはＮ相と接地させることにより、１次コイルで２次コイルに電圧が誘起されることを防止することである。

そして、本発明の特徴的な目的は、目標出力電圧に対応するように巻線されたコイルをスイッチングすることにより、電力制御の属性上、最も重要な過渡動作特性とそれに伴う副次作用（高い過渡電圧、波形歪み、高調波発生、力率の低下、パワー半導体素子の焼損、制御弁の空気圧機器付属部品の焼損や不必要な高価な部品の追加等）の問題解決をすることである。

これらの技術的課題を達成するための本発明の電力制御システムは、
実時間で変動する入力電圧を検出して変圧器に備えられたトライアック素子（triac）のスイッチングを制御するために、多数のトライアック素子のなかで目標電圧出力のためのトライアック素子をスイッチングさせる制御信号をトランスに印加する制御部と、
制御信号に基づいてトライアック素子のタブを切り替えるスイッチングして出力電圧を調整するために、制御信号に含まれている目標電圧と一致するトライアック素子のタブをＯＮさせて電源を供給して、目標電圧への調整をするために不必要なトライアック素子のタブをＮ相と接地させて１次コイルから２次コイルに電圧が誘起されることを防止する変圧器と、
を含んでいる。

そして、本発明に係る出力電圧の調整方法は、
制御部が目標電圧と対応する電圧を出力するように制御する制御信号をトランスに印加するステップ（ａ）と、
変圧器が上記制御信号と対応するように、グループ１乃至グループＮのなかの何れかのタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ／ＯＦＦさせるステップ（ｂ）と、
変圧器が目標電圧を出力するステップ（ｃ）と、
を含む。

本発明の電力制御システムは、その１つの観点によれば、
１次コイル及び２次コイルを有する変圧器と、
変圧器に備えられ、グループ１乃至グループＮで構成され複数のタブを含む複数のトライアック素子から成るトライアック素子群と、
実時間で変動する入力電圧を検出し、トライアック素子群のスイッチングを制御して複数のトライアック素子のなかで目標電圧を出力するトライアック素子をスイッチングさせる制御信号を変圧器に印加する制御部と、
複数のトライアック素子で構成され、グループ１乃至グループＮの間に設置され、制御部の制御信号に対応して各グループとグループの接続をＯＮ／ＯＦＦさせるトライアック素子スイッチング部とを備え、
制御部は、目標電圧の出力のために、変圧器のグループ１乃至グループＮに属するタブのなかの何れかのタブをＯＮ状態に転換させ、ＯＮ状態に転換させたタブがないグループは当該グループのタブのなかで１つのタブをＮ相に接地するように制御して１次コイルで２次コイルに過渡電圧が誘起されることを防止するように構成されている。

また、本発明の電力制御システムは、
変圧器は、
多数のタブを含むグループ１乃至グループＮで構成され、制御部から認可を受けた制御信号と対応するタブをＯＮ／ＯＦＦして、２次コイルに電圧を印加するトライアック素子群と、
トライアック素子群と接続されて目標電圧出力のために既に設定された回数で巻線される２次コイルと、
トライアック素子群と２次コイルとの間に設置されて短絡電流と過負荷電流を遮断するヒューズと、
ヒューズと２次コイルとの間に設置されて過負荷電流により発生する熱を外部に放出する抵抗と、
２次コイルによって減衰された目標電圧を出力する１次コイルとを含むものである。

また本発明にしたがう電力制御方法は、
（ａ）制御部が目標電圧と対応する電圧を出力するように制御する制御信号を変圧器に印加するステップと、
（ｂ）変圧器が制御信号に対応してグループ１乃至グループＮのなかの何れかのタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ／ＯＦＦさせるステップと、
（ｃ）変圧器が目標電圧を出力するステップとを含み、
（ｂ）ステップは、
（ｂ−１）変圧器が入力された制御信号から目標電圧を抽出するステップと、
（ｂ−２）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２００Ｖである場合、変圧器がグループ１に属する１番のタブ及び２番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−３）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２０２．５Ｖの場合、変圧器がグループ１に属する１番のタブ及び３番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−４）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２０５Ｖである場合、変圧器がグループ１に属する１番のタブ及び４番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させて、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−５）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２０７．５Ｖの場合、変圧器がグループ１に属する１番のタブ及び５番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−６）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１０Ｖである場合、変圧器がグループ１に属する１番のタブ及び６番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させて、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−７）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１２．５Ｖの場合、変圧器が、グループ１及びグループ２に属する１番のタブ、７番のタブ及び８番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ３乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−８）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１５Ｖである場合、変圧器が、グループ１及びグループ２に属する１番のタブ、７番のタブ及び１０番のタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ３乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−９）ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１７．５Ｖの場合、変圧器が、グループ１乃至グループ３に属する１番のタブ、７番のタブ、１１番のタブ及び１３番のタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループＮに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップとを含むことから構成されている。

上記のような本発明の電力制御システムによれば、目標出力電圧に対応するように、巻線されたコイルをスイッチングすることにより、変圧器の運転中にタブを切替える場合、発生する高い過渡電圧を抑制し、消費電力を任意に制御できる効果がある。

また、本発明の電力制御システムによれば、補助変圧器なしに主変圧器だけで所望の電圧の制御するにあたり、目標の電圧への調整のため、不要なタブはＮ相と接地させることにより、２次コイルに高起電力が誘起されることを未然に防止する効果がある。

そして、本発明の電力制御システムによれば、目標出力電圧に対応するように巻線されたコイルをスイッチングすることにより、電力制御の属性上、最も重要な過渡動作特性とそれに伴う副次作用（高い過渡電圧、波形歪み、高調波発生、力率の低下、電力半導体素子の焼損、制御トランス機付属部品の焼損や不必要な高価な部品の追加等）を問題解決する効果がある。

図１は、本発明に係る電力制御システムを示す部分構成図である。図２は、本発明に係る電力制御システムを示す全体構成図である。図３は、本発明に係る電力制御システムに適用される過電流保護部を示す構成図である。図４は、本発明に係る電力制御方法を示すフローチャートである。図５は、本発明に係る電力制御方法のステップＳ２０の詳細過程を示すフローチャートである。

本発明の具体的な特徴と利点は、添付図面に基づく次の詳細な説明でさらに明らかになる。これに先立ち、本明細書及び請求の範囲で使用される用語や単語は、発明者が彼自身の発明を最善の技法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができる原則に立脚して、本発明の技術的思想に準拠する意味と概念で解釈されるべきである。

図１に示すように、本発明に係る出力電圧調整システムによる電力制御システムＳは、制御部１０と変圧器２０を含んで構成されている。なお、変圧器２０は、１次コイル２５及び２次コイル２２を含んで構成されている。

まず、制御部１０は、実時間で変動する入力電圧を検出して変圧器に備えられたトライアック（triac）素子のスイッチングを制御するために、多数のトライアック素子から成るトライアック素子群２１のうちで目標電圧出力のためのトライアック素子をスイッチングさせる制御信号を変圧器２０に印加する。なお、図１においては例示として、１６個のトライアック素子２１ａ〜２１ｐが記載されているので、これに基づき、以下、説明する。

また、電力制御システムＳは図２に示すように、入力電圧検出部１０４、第１増幅部１０６、ラインスイッチング部１１０、アドレス記憶部４０、万年カレンダデータ記憶部３５、ラッチ部３０、インターフェース部７０、バッファ７５、過電流保護部５０（図３参照。）、第２増幅部８０及びトライアック素子群２１を備えている。

入力電圧検出部１０４は、負荷１２０と直列接続され負荷１２０に供給される電圧を調節する出力電圧調節部として機能する１次コイル２５の先端に小型トランスＴＮ１を連結し、入力端に入力される使用交流電源の電流と電圧を各々検出し、第１増幅部１０６を通じて制御部１０の入力ポートに供給するように連結されている。

制御部１０は、入力電圧検出部１０４で出力されるデータにより複数個のトリガ制御信号を出力すると同時に、負荷の動作を設定された時間によって動作させるために周辺装置を全般的に制御し、システムの動作をチェックしてその結果によるデータを出力するように構成されている。

ラインスイッチング部１１０は、負荷１２０に過電圧や過電流が供給されるとき又はデータ入力部１７にシステムテスト用データが入力されシステムをテストした結果、誤差が発生した場合に、制御部１０で出力されるラインスイッチング制御信号によって負荷１２０に供給される電源を遮断するように構成されている。なお、負荷１２０に過電圧や過電流が供給されることを検出する手段の説明は本発明とは関係がないので、説明を省略する。

アドレス記憶部４０は電力制御システムの固有データが記憶されるメモリにより構成されている。万年カレンダデータ記憶部３５は、年、月、日及び曜日と時間に該当されるデータが記憶されるメモリ素子により構成されており、ラッチ部３０は、制御部１０で出力されるデータをラッチしてアドレス信号を出力するようにラッチ素子である複数個のＤ形フリップフロップにより構成されている。

インターフェース部７０は、システムをテストした結果に該当するデータと、固有番号及び年、月、日及び曜日と時間に該当されるデータとを外部機器に転送するインターフェースにより構成されている。

バッファ７５は、アドレスを緩衝して外部機器に供給するように構成されており、さらに、バッファ７５は、制御部１０で出力されるトリガ制御信号を緩衝して出力するように構成されている。

過電流保護部５０は、制御部１０で出力されバッファ７５と第２増幅部８０を通過した複数個のトリガ制御信号により各々動作されるフォトセンサＰＴ１〜ＰＴ１９により構成され、後述する２次コイル２２に誘起された高電圧が制御部１０などに供給されないようになっている。

トライアック素子群２１は、フォトセンサＰＴ１〜ＰＴ１９の動作により２次コイル２２の捲線数を可変するトライアック素子２１ａ〜２１ｐと、トライアック素子２１ａ〜２１ｐを保護するヒューズ２３と高抵抗２４により構成されている。

なお、トライアック素子２１ａ〜２１ｐは、１６個のタブａ_２〜ｐ_２を含む４つのグループで構成されて制御部１０から供与された制御信号と対応するタブをＯＮ／ＯＦＦして、２次コイル２２に電圧を印加する。具体的には、グループ１にはトライアック素子２１ａ〜２１ｆが、グループ２にはトライアック素子２１ｇ〜２１ｊが、グループ３にはトライアック素子２１ｋ〜２１ｍが、グループ４にはトライアック素子２１ｎ〜２１ｐがそれぞれ割り当てられている。

また、２次コイル２２は、４個のコイル２２ａ〜２２ｄから構成され、第１のコイル２２ａはトライアック素子２１ａ〜２１ｆと、第２のコイル２２ｂはトライアック素子２１ｇ〜２１ｊと、第３のコイル２２ｃはトライアック素子２１ｋ〜２１ｍと、第４のコイル２２ｄはトライアック素子２１ｎ〜２１ｐとそれぞれ接続されて目標電圧出力のために既に設定された巻回数で巻線される。即ち、第１のコイル２２ａは５つの巻線部位Ｔ１〜Ｔ５、第２のコイル２２ｂは３つの巻線部位Ｔ１〜Ｔ３、第３のコイル２２ｃは２つの巻線部位Ｔ１、Ｔ２、及び第４のコイル２２ｄは２つの巻線部位Ｔ１、Ｔ２からそれぞれ構成され、これら巻線部位を適宜選択することで２次コイル２２の巻線数を変更することができる。

なお、第１のコイル２２ａは１次コイル２５と巻方向が同方向なので極性が加極性となり、両巻線間に誘起される電圧の方向が反対となる。これに対して第２のコイル２２ｂ、第３のコイル２２ｃ及び第４のコイル２２ｄは１次コイル２５と巻方向が逆方向なので極性が減極性となり、両巻線間に誘起される電圧の方向が同じになる。これらの電圧の方向は図１中において矢印で示してある。したがって、第１のコイル２２ａ、第２のコイル２２ｂ、第３のコイル２２ｃ及び第４のコイル２２ｄを上記のように適宜組み合わせることで、第１のコイル２２ａの入力電圧に対する加減（加圧、減圧）が可能になる。

そして、変圧器２０は、制御部１０の制御信号に基づいてトライアック素子２１ａ〜２１ｐのうちで少なくとも２個以上のタブ切替えをスイッチングして出力電圧を調整し、制御信号に含まれている目標電圧と一致するトライアック素子のタブをＯＮさせて電源を供給して、目標電圧への調整に使用されないトライアック素子のタブをＮ相に接地して１次コイルから２次コイルに電圧が誘起されることを防止する。ここで、Ｎ相とは３線式又は２線式の接地線のことをいう。

具体的には、制御部１０は、実時間で変動する入力電圧値を測定し、管理者から出力したい目標電圧値が入力され、入力電圧値が２２０Ｖで目標電圧値が２００Ｖである場合、変圧器２０のグループ１に属する１番のタブａ_２及び２番のタブｂ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｂをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する制御信号を変圧器２０に印加する。

また、制御部１０は、入力電圧値が２２０Ｖで目標電圧値が２０２．５Ｖである場合、変圧器２０のグループ１に属する１番のタブａ_２及び３番のタブｃ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｃをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する制御信号を変圧器２０に印加する。

また、制御部１０は、入力電圧値が２２０Ｖで目標電圧値が２０５Ｖである場合、変圧器２０のグループ１に属する１番のタブａ_２及び４番のタブｄ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｄをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する制御信号を変圧器２０に印加する。

前述したように、制御部１０は、目標電圧値が２０７．５Ｖ、２１０Ｖ、２１２．５Ｖ、２１５Ｖ又は２１７．５Ｖである場合も同様に、それぞれの目標電圧での出力のために変圧器２０のグループ１乃至グループ４に属するタブのうちの何れかのタブをＯＮ状態に転換させて、ＯＮ状態に転換させたタブのないグループは該当グループのタブのうちで１つのタブをＮ相に接地するように制御する制御信号をトランス２０に印加する。

つまり、制御部１０が、グループ１乃至グループ４のうちから目的の電圧出力のためのタブをＯＮ状態に転換させ、目標電圧を出力するためのタブが属するグループ以外のグループをＮ相に接地するようにすることで、１次コイルから２次コイルに電圧が誘起されることを防止することになる。

このとき、目標電圧値は２００Ｖ、２０２．５Ｖ、２０５Ｖ、２０７．５Ｖ、２１０Ｖ、２１２．５Ｖ又は２１７．５Ｖのうちの何れかであるが、本発明がこれに限定されるものではない。

さらに、制御部１０は、入力電圧値が２２０Ｖに目標電圧値が２２０Ｖである場合、変圧器２０の２番のタブｂ_２、７番のタブｇ_２、１１番のタブｋ_２、１４番のタブｎ_２及び１５番のタブｏ_２に関連付けられたトライアック素子２１ｂ、トライアック素子２１ｇ、トライアック素子２１ｋ、トライアック素子２１ｎ及びトライアック素子２１ｏをＮ相に接地して、入力電圧がバイパス形態で出力するようにする制御信号をトランス２０に印加する。

なお、トライアック素子群２１と２次コイル２２との間には、短絡電流と過負荷電流を遮断するヒューズ２３と、過負荷電流により発生する熱を外部に放出する抵抗２４とが配置されている。これらヒューズ２３及び抵抗２４は、トライアック素子２１ａ〜２１ｐと同数だけ設けられている。

また、１次コイル２５は、上記のように２次コイルを構成する４個のコイル２２ａ〜２２ｄによって加減（加圧、減圧）された目標電圧で出力する。

そして、トライアック素子のスイッチング部２６は、第１のスイッチング部２６ａが、６個のトライアック素子２１ａ〜２１ｆで構成されたグループ１と、４個のトライアック素子２１ｇ〜２１ｊで構成されたグループ２との間に設置され、第２のスイッチング部２６ｂが、グループ２と、３個のトライアック素子２１ｋ〜２１ｍで構成されたグループ３との間に設置され、第３のスイッチング部２６ｃが、グループ３と、３個のトライアック素子２１ｎ〜２１ｐで構成されたグループ４との間に設置されて、上記制御部１０の制御信号と対応するように、各グループと他のグループ間の接続をＯＮ／ＯＦＦさせる。

以下、本発明に係る電力制御システムの動作態様を見ると、以下の通りである。

まず、制御部１０が、実時間で変動する入力電圧を検出して、入力電圧が２２０Ｖであり、目標電圧が２００Ｖである場合、変圧器２０の１番のタブａ２及び２番のタブｂ２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｂをＯＮ状態に転換させて電源を供給し受けるように制御する。即ち、トライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｂが動作して、２次コイル２２の巻線数が可変され磁束鎖交量の増減を調整し、１次コイル２５で出力される電圧が入力端に供給された商用交流電源のレベルに無関係に、常に一定の電圧が出力され負荷１２０に供給される。

そして、制御部１０が変圧器２０の９番のタブｉ２、１２番のタブｌ２及び１４番のタブｎ２に関連付けられたトライアック素子２１ｉ、トライアック素子２１ｌ及びトライアック素子２１ｎをＮ相に接地するように制御する。この時、９番のタブｉ２、１２番のタブｌ２及び１４番のタブｎ２の代わりに１０番のタブｊ２、１３番のタブｍ２及び１６番のタブｐ２と接続されたトライアック素子２１ｊ、トライアック素子２１ｍ及びトライアック素子２１ｐをＮ相に接地することも可能である。

つまり、変圧器２０が目標電圧と対応するタブに関連付けられたトライアック素子に電源を供給して、目標電圧を出力するために使用されていないタブに関連付けられたトライアック素子２１をＮ相に接地することにより、１次コイル２５によって２次コイル２２に高電圧が誘起されてトライアック素子群２１又は制御部１０に問題が発生することを未然に防止することができる。

以下、図４を参照して、本発明に係る電力制御方法について説明すると、以下の通りである。

まず、制御部１０が目標電圧と対応する電圧を出力するように制御する制御信号を変圧器２０に印加する（Ｓ１０）。

続いて、変圧器２０が上記制御信号と対応するように、グループ１乃至グループ４のなかの何れかのタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ／ＯＦＦさせる（Ｓ２０）。

そして、変圧器２０が目標電圧を出力する（Ｓ３０）。

具体的には、図５を参照して、本発明に係る電力制御方法のステップＳ２０の詳細プロセスについて見れば、以下の通りである。

ステップＳ１０の後、変圧器２０が入力された制御信号から目標電圧を抽出する（Ｓ２１）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２００Ｖである場合、変圧器２０がグループ１に属する１番のタブａ_２及び２番のタブｂ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｂをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２２）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２０２．５Ｖの場合、変圧器２０がグループ１に属する１番のタブａ_２及び３番のタブｃ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｃをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２３）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２０５Ｖである場合、変圧器２０がグループ１に属する１番のタブａ_２及び４番のタブｄ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｄをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２４）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２０７．５Ｖの場合、変圧器２０がグループ１に属する１番のタブａ_２及び５番のタブｅ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｅをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２５）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２１０Ｖである場合、変圧器２０がグループ１に属する１番のタブａ_２及び６番のタブｆ_２と接続されたトライアック素子２１ａ及びトライアック素子２１ｆをＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２６）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２１２．５Ｖの場合、変圧器２０がグループ１及びグループ２に属する１番のタブａ_２、７番のタブｇ_２及び８番のタブｈ_２と接続されたトライアック素子２１ａ、トライアック素子２１ｇ及びトライアック素子２１ｈをＯＮ状態に転換させ、グループ３及びグループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２７）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２１５Ｖである場合、変圧器２０がグループ１及びグループ２に属する１番のタブａ_２、７番のタブｇ_２及び１０番のタブｊ_２に関連付けられたトライアック素子２１ａ、トライアック素子２１ｇ及びトライアック素子２１ｊをＯＮ状態に転換させ、グループ３乃至グループ４のそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２８）。

ステップＳ２１の抽出結果で、目標電圧が２１７．５Ｖの場合、変圧器２０がグループ１乃至グループ３に属する１番のタブａ_２、７番のタブｇ_２、１１番のタブｋ_２及び１３番のタブｍ_２に関連付けられたトライアック素子２１ａ、トライアック素子２１ｇ、トライアック素子２１ｋ及びトライアック素子２１ｍをＯＮ状態に転換させ、グループ４に属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御する（Ｓ２９）。

なお、上述した本実施例においては、トライアック素子群２１は１６個のトライアック素子２１ａ〜２１ｐで構成され、２次コイル２２は４つのグループに分けるために４個のコイル２２ａ〜２２ｄで構成され、トライアック素子スイッチング部２６は３個のスイッチング部２６ａ〜２６ｃで構成されていたが、これに限らず、目標電圧を出力することができれば、これらはどのように構成されていてもよい。

以上によって、本発明の技術的思想を例示するための好ましい実施例に関連して説明して示したが、本発明は、このような図示されて説明された通りの構成および作用に限定されるものではなく、技術的思想の範疇を逸脱することなく本発明について多数の変更及び修正が可能であることを当業者は理解できる。したがって、そのようなすべての適切な変更及び修正と共に均等のものなども、本発明の範囲に属するものとみなされるべきである。

Ｓ・・・電力制御システム
１０・・・制御部
２０・・・変圧器
２１・・・トライアック素子群
２２・・・２次コイル
２３・・・ヒューズ
２４・・・抵抗
２５・・・１次コイル
２６・・・スイッチング部

Claims

１次コイル（２５）及び２次コイル（２２）を有する変圧器（２０）と、
前記変圧器に備えられ、グループ１乃至グループＮで構成され複数のタブを含む複数のトライアック素子から成るトライアック素子群（２１）と、
実時間で変動する入力電圧を検出し、前記トライアック素子群のスイッチングを制御して前記複数のトライアック素子のなかで目標電圧を出力するトライアック素子をスイッチングさせる制御信号を前記変圧器に印加する制御部（１０）と、
前記複数のトライアック素子で構成され、グループ１乃至グループＮの間に設置され、前記制御部の制御信号に対応して各グループと他のグループ間の接続をＯＮ／ＯＦＦさせるトライアック素子スイッチング部（２６）とを備え、
前記制御部は、目標電圧の出力のために、前記変圧器のグループ１乃至グループＮに属するタブのなかの何れかのタブをＯＮ状態に転換させ、ＯＮ状態に転換させたタブがないグループは当該グループのタブのなかで１つのタブをＮ相に接地するように制御して前記１次コイルで前記２次コイルに過渡電圧が誘起されることを防止することを特徴とする電力制御システム。
前記変圧器は、
多数のタブを含むグループ１乃至グループＮで構成され、前記制御部から認可を受けた制御信号と対応するタブをＯＮ／ＯＦＦして、前記２次コイルに電圧を印加するトライアック素子群（２１）と、
前記トライアック素子群（２１）と接続されて目標電圧出力のために既に設定された回数で巻線される２次コイル（２２）と、
前記トライアック素子群と前記２次コイルとの間に設置されて短絡電流と過負荷電流を遮断するヒューズ（２３）と、
前記ヒューズと前記２次コイルとの間に設置されて過負荷電流により発生する熱を外部に放出する抵抗（２４）と、
前記２次コイル（２２）によって減衰された目標電圧を出力する１次コイル（２５）とを含むことを特徴とする請求項１記載の電力制御システム。
（ａ）制御部（１０）が目標電圧と対応する電圧を出力するように制御する制御信号を変圧器（２０）に印加するステップと、
（ｂ）前記変圧器が前記制御信号に対応してグループ１乃至グループＮのなかの何れかのタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ／ＯＦＦさせるステップと、
（ｃ）前記変圧器が目標電圧を出力するステップとを含み、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ−１）前記変圧器が入力された制御信号から目標電圧を抽出するステップと、
（ｂ−２）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２００Ｖである場合、前記変圧器がグループ１に属する１番のタブ及び２番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−３）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２０２．５Ｖの場合、変圧器（２０）がグループ１に属する１番のタブ及び３番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−４）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２０５Ｖである場合、変圧器（２０）がグループ１に属する１番のタブ及び４番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させて、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−５）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２０７．５Ｖの場合、変圧器（２０）がグループ１に属する１番のタブ及び５番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−６）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１０Ｖである場合、変圧器（２０）がグループ１に属する１番のタブ及び６番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させて、グループ２乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−７）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１２．５Ｖの場合、変圧器が、グループ１及びグループ２に属する１番のタブ、７番のタブ及び８番のタブと接続されたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ３乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−８）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１５Ｖである場合、変圧器（２０）が、グループ１及びグループ２に属する１番のタブ、７番のタブ及び１０番のタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループ３乃至グループＮのそれぞれに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップと、
（ｂ−９）前記ステップ（ｂ−１）の抽出結果で、目標電圧が２１７．５Ｖの場合、変圧器（２０）が、グループ１乃至グループ３に属する１番のタブ、７番のタブ、１１番のタブ及び１３番のタブに関連付けられたトライアック素子をＯＮ状態に転換させ、グループＮに属するタブのなかの何れかのタブをＮ相に接地するように制御するステップとを含むことを特徴とする電力制御方法。