JPH01174293A - Power saving control device for inductive load - Google Patents

Power saving control device for inductive load

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JPH01174293A
JPH01174293A JP62327274A JP32727487A JPH01174293A JP H01174293 A JPH01174293 A JP H01174293A JP 62327274 A JP62327274 A JP 62327274A JP 32727487 A JP32727487 A JP 32727487A JP H01174293 A JPH01174293 A JP H01174293A
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JP
Japan
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current
voltage
winding
load
inductive load
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JP62327274A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hatanaka
武史 畑中
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ARETSUKUSU DENSHI KOGYO KK
Original Assignee
ARETSUKUSU DENSHI KOGYO KK
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Abstract

PURPOSE:To drive an inductive load in the maximum power factor at all times and to obtain an energy saving effect on a large scale, by instantaneously controlling the load voltage on the optimum level depending on the load condition. CONSTITUTION:A load condition detection circuit 32 generates an output signal corresponding to the load condition of an inductive load 18 and controls the conduction ratio of a semiconductor switching circuit 30 with a control circuit 34 in response to its output signal. With this semiconductor switching circuit 30 the DC exciting current supplied to a control winding 26 is varied. By varying the DC exciting current of the control winding 26 in a voltage regulating three- phase autotransformer 24, the output voltage supplied from the voltage regulating autotransformer 24 to the inductive load 18 is variably regulated depending on the load condition.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の対象〕 本発明は交流電力制御装置に関し、とくに、交流インダ
クションモータ等の誘導負荷の省電力制御装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] The present invention relates to an AC power control device, and particularly to a power saving control device for an inductive load such as an AC induction motor.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、交流インダクションモータ、その他の誘導負荷の
省エネルギーを目的として、米国特許筒4,052.’
648号および同4,337,640号において、イン
ダクションモータの入力電圧を位相制御により変えて力
率を改善することが提案されている。
Conventionally, for the purpose of saving energy in AC induction motors and other inductive loads, US Pat. No. 4,052. '
No. 648 and No. 4,337,640 propose changing the input voltage of an induction motor by phase control to improve the power factor.

これら電力制御装置では、サイリスタにより負荷に供給
される交流電圧を直接位相制御するため、負荷電流が多
くの高調波成分を含み、この高調波電流が電力制御装置
の電力用コンデンサとリニア・リアクトルに流入して、
これら素子に異常音、振動の発生および過熱、損傷等の
障害をひき起こしていた。しかも、高調波f!1流によ
って受電電源電圧の波形に歪みが発生して、コンピュー
タ等の情報機器やその他の制御装置に多大な障害を与え
ていた。サイリスタは毎サイクルlこおいて電圧に同期
して点弧されているが、サイリスタの点弧のための同期
信号は電源電圧からとっているので、同期信号はこの波
形歪みのために変動してしまうことがあった。このため
負荷の状態によっては制御が不安定になったり、場合に
よっては制御不能となってしまい、安全性ならびに信頼
性において問題があった。これを解決することを目的と
して、米国特許筒4,602,200号には高調波フィ
ルターを設けることが提案されているが、この装置では
多数の大容量のコンデンサ、リアクトル、ならびに抵抗
を必要とし、装置全体が大形化するとともに製造コスト
が極めて高くついていた。つぎにインダクションモータ
や誘導コイルの始動時にはモータの定格電流の6倍以上
の大きい始動電流が流れるために、不必要に大きな定格
の電力用半導体素子を必要とし。
In these power control devices, the phase of the AC voltage supplied to the load is directly controlled by the thyristor, so the load current contains many harmonic components, and this harmonic current flows through the power capacitor and linear reactor of the power control device. Inflow,
These devices caused problems such as abnormal noise, vibration, overheating, and damage. Moreover, harmonic f! The first current causes distortion in the waveform of the received power supply voltage, causing great trouble to information devices such as computers and other control devices. The thyristor is fired in synchronization with the voltage every cycle, but since the synchronization signal for firing the thyristor is taken from the power supply voltage, the synchronization signal fluctuates due to this waveform distortion. Sometimes I put it away. Therefore, depending on the state of the load, control becomes unstable, or in some cases becomes uncontrollable, resulting in safety and reliability problems. In order to solve this problem, U.S. Pat. However, the overall size of the device has increased and the manufacturing cost has been extremely high. Next, when starting an induction motor or induction coil, a large starting current that is more than six times the rated current of the motor flows, so a power semiconductor element with an unnecessarily large rating is required.

不経済であり、また損失も大きいという欠点があった。It had the disadvantage of being uneconomical and causing large losses.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで、本発明の目的は上記問題を解決し、省エネルギ
ー効果の高い誘導負荷用省電力制御装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a power-saving control device for an inductive load that has a high energy-saving effect.

本発明の他の目的は交流電圧の波形歪みによる影響を受
けないで安定した電圧制御ができ、どのような誘導負荷
にも適用可能な誘導負荷用省電力制御装置を提供するこ
とを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a power-saving control device for an inductive load that can perform stable voltage control without being affected by waveform distortion of an alternating current voltage and can be applied to any kind of inductive load. .

本発明の他の目的は交流インダクションモータ等の誘導
負荷の急激な負荷変動に高速に応答可能な誘導負荷用省
電力制御装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a power-saving control device for an inductive load that can quickly respond to sudden load changes in an inductive load such as an AC induction motor.

本発明の他の目的は正弦波交流波形への歪みを防止した
誘導負荷用省電力制御装置を提供することを目的とする
Another object of the present invention is to provide a power-saving control device for an inductive load that prevents distortion to a sinusoidal AC waveform.

本発明の他の目的は交流インダクションモータの負荷状
態に応答して自動的に最高力率にて誘導負荷を駆動する
ことができる誘導負荷用省電力制御装置を提供すること
を目的とする。
Another object of the present invention is to provide a power saving control device for an inductive load that can automatically drive the inductive load at the highest power factor in response to the load condition of an AC induction motor.

本発明の他の目的は小形、軽量、低コストの誘導負荷用
省電力制御装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a power-saving control device for an inductive load that is small, lightweight, and low cost.

本発明の他の目的は過負荷耐量が大きく、安定性や信頼
性が高く、シかも保守点検が不要な誘導負荷用省電力制
御装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a power-saving control device for an inductive load that has a large overload capacity, high stability and reliability, and does not require maintenance or inspection.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明の省電力制御装置は主磁束ループ路と、前記主磁
束ループ路の一部をバイパスさせるためのエアギャップ
を有する磁気分路とを備えた変圧器鉄心と、前記変圧器
鉄心に巻装された分路巻線と、前記変圧器鉄心に前記磁
気分路により分離された位置にて巻装される前記分路巻
線とは逆極性の電圧調整巻線と、前記主磁束ループ路の
一部の磁気飽和状態を可変制御して前記分路巻線の磁束
を前記磁気分路にシフトさせる直流制御巻線を備え、交
流電源と誘導負荷との間に接続される電圧調整単巻変圧
器と、前記制御巻線に直流励磁電流を供給する直流励磁
電源と、前記制御巻線と前記直流励磁電源との間に接続
され、前記制御巻線に供給される前記直流励磁電流を制
御する半導体スイッチと、前記誘導負荷の負荷状態に対
応した出力信号を発生する負荷状態検出回路と、前記出
力信号に応答して、前記半導体スイッチの通流率を制御
する制御回路とを備えたことを特徴とする。
The power-saving control device of the present invention includes a transformer core including a main magnetic flux loop path and a magnetic shunt having an air gap for bypassing a part of the main magnetic flux loop path, and a transformer core that is wound around the transformer core. a voltage regulating winding of opposite polarity to the shunt winding wound on the transformer core at a position separated by the magnetic shunt; A voltage regulating autotransformer connected between an AC power source and an inductive load, comprising a DC control winding that variably controls a part of the magnetic saturation state to shift the magnetic flux of the shunt winding to the magnetic shunt. a DC excitation power supply that supplies a DC excitation current to the control winding; and a DC excitation power supply connected between the control winding and the DC excitation power supply to control the DC excitation current supplied to the control winding. A semiconductor switch, a load state detection circuit that generates an output signal corresponding to the load state of the inductive load, and a control circuit that controls the conduction rate of the semiconductor switch in response to the output signal. Features.

〔実施例〕〔Example〕

以下1図面を参照して本発明の詳細な説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to one drawing.

第1図において、本発明の望ましい実施例による誘導負
荷用省電力制御装置10は三相交流電源12に接続され
る入力端14,15.16と、三相誘導負荷18に接続
される出力端20,21.22と、誘導負荷18に供給
される出力電圧を負荷状jllに応じて可変調整する電
圧調整三相単巻変圧器24と、単巻変圧器24の制御巻
線26に直流励磁電流を供給する直流励磁電源28と、
制御巻線26と直流励磁電源28との間に接続され、制
御巻線26に供給される直流励磁電流を可変する半導体
スイッチ回路30と、負荷状態に対応した出力信号を発
生する負荷状態検出回路32と、出力信号に応答して半
導体スイッチ回路3oの通流率を制御して出力電圧を負
荷状態に応答して調整する制御回路34とを備える。
In FIG. 1, a power saving control device 10 for an inductive load according to a preferred embodiment of the present invention has input terminals 14, 15, 16 connected to a three-phase AC power source 12, and an output terminal connected to a three-phase inductive load 18. 20, 21, 22, a voltage regulating three-phase autotransformer 24 that variably adjusts the output voltage supplied to the inductive load 18 according to the load condition, and a control winding 26 of the autotransformer 24 that is energized with direct current. A DC excitation power supply 28 that supplies current;
A semiconductor switch circuit 30 connected between the control winding 26 and the DC excitation power supply 28 to vary the DC excitation current supplied to the control winding 26, and a load state detection circuit that generates an output signal corresponding to the load state. 32, and a control circuit 34 that controls the conduction rate of the semiconductor switch circuit 3o in response to the output signal and adjusts the output voltage in response to the load state.

第2図において、電圧調整三相単巻変圧器24は磁気制
御形電圧;gv!器として機能し、磁性薄鋼板の積層体
からなる変圧f!軟鉄心6を備える。変圧器鉄心36は
端面38a、38bと半円状切欠き38cを備えたバー
状のアッパーヨーク38とエアギャップ40により互い
に分離されたローワ−ヨーク42.44を備える。さら
に、変圧器鉄心36はアッパーヨーク38の端面38a
、38bにそれぞれ端面46a、48aを介して当接さ
れたバー状の第1、第2アウターレッグ46,48と、
アッパーヨーク3日の半円状切欠き38cに半円状端面
50aを介して当接して主磁束ループ路の一部を構成す
る十字形のセンターレッグ50とを備える。センターレ
ッグ50の中間部には主磁束ループ路の一部をバイパス
させるために両側に延びる磁気分路52.54が形成さ
れている。磁気分路52の先端はエアギャップ56を介
して第1アウターレッグ46と対向し、一方、磁気分路
54の先端はエアギャップ58を介して第2アウターレ
ッグ48と対向する。磁気分路52.54と並行にT字
状中間ヨーク60が延びており、中間ヨーク60の半円
状端面60a、60bがそれぞれ第1.第2アウターレ
ッグ46,48の半円状切欠き46b、48bに当接し
て主磁束ループ路の一部を構成している。かくして、中
間ヨーク60は第1、第2アウターレッグ46.48に
よって所定位置に保持される。センターレッグ50の下
側の半円状端面50bは中間ヨーク60の中央部の半円
状切欠き60cに当接しており、その結果、センターレ
ッグ50はアッパーヨーク38と中間ヨーク60とによ
り所定位置に保持される。コントロールレッグ62が中
間ヨーク60の中央部から直角に下方に延びている。コ
ントロールレッグ62は傾斜端面62a、62bと半円
状切欠きFi 2 cを備える。ローワ−ヨーク42.
44はそれぞれエアギャップ64.66を介してコント
ロールレッグ62の傾斜端面62a、62bに対面する
傾斜面42a、44aと、半円状切欠き42b、44b
を備える。
In FIG. 2, a voltage regulating three-phase autotransformer 24 has a magnetically controlled voltage; gv! It functions as a transformer f! made of a laminate of magnetic thin steel plates. A soft iron core 6 is provided. The transformer core 36 includes a bar-shaped upper yoke 38 having end faces 38a, 38b and a semicircular notch 38c, and a lower yoke 42, 44 separated from each other by an air gap 40. Further, the transformer core 36 is connected to an end surface 38a of the upper yoke 38.
, 38b via end surfaces 46a, 48a, respectively, bar-shaped first and second outer legs 46, 48;
A cross-shaped center leg 50 is provided, which contacts the semicircular notch 38c of the upper yoke 3 through the semicircular end face 50a and constitutes a part of the main magnetic flux loop path. A magnetic shunt 52,54 is formed in the middle of the center leg 50 extending on both sides to bypass a portion of the main magnetic flux loop path. The distal end of the magnetic shunt 52 faces the first outer leg 46 via an air gap 56, while the distal end of the magnetic shunt 54 faces the second outer leg 48 via an air gap 58. A T-shaped intermediate yoke 60 extends parallel to the magnetic shunts 52, 54, and the semicircular end faces 60a, 60b of the intermediate yoke 60 are respectively connected to the first. It contacts the semicircular notches 46b, 48b of the second outer legs 46, 48, and constitutes a part of the main magnetic flux loop path. The intermediate yoke 60 is thus held in place by the first and second outer legs 46,48. The lower semicircular end surface 50b of the center leg 50 is in contact with the semicircular notch 60c at the center of the intermediate yoke 60, and as a result, the center leg 50 is held in a predetermined position by the upper yoke 38 and the intermediate yoke 60. is maintained. A control leg 62 extends perpendicularly downward from the center of the intermediate yoke 60. The control leg 62 includes inclined end surfaces 62a, 62b and a semicircular notch Fi 2 c. Lower yoke 42.
44 are inclined surfaces 42a and 44a facing the inclined end surfaces 62a and 62b of the control leg 62 through air gaps 64 and 66, respectively, and semicircular notches 42b and 44b.
Equipped with.

組立て時において、アッパーヨーク38.第1.第2ア
ウターレッグ46.48.センターレッグ50および中
間ヨーク6oの磁性薄鋼板をそれぞれ積層する。つぎに
第1アウターレッグ46.センターレッグ5oおよび第
2アウターレッグ48にそれぞれ電圧調整巻線R5I、
R32およびR53をはめ込む、電FE7AIM巻線R
8I、R32,R83がら一定の間隔を置いて分路巻線
PL、P2.P3と電圧ドロップ補償巻線SL、S2゜
S3とが同位置において第1アウターレッグ46.セン
ターレッグ50゜第2アウターレッグ48にはめ込まれ
る。一方、制御巻線26がコントロールレッグ62には
め込まれる。つぎに、アッパーヨーク38.第1、第2
アウターレッグ46,48を組み立て、アッパーヨーク
38と第1、第2アウターレッグ46,48の当接部を
リベットまたは締結ボルト68゜70等の固定具により
、締結金具71に締付ける。同様に、第1、第2ローワ
ーヨーク42.44をリベットまたは締結ボルト72,
73.74により締結金具75に締付ける。その後、中
間ヨーク6oの端面60a。
During assembly, the upper yoke 38. 1st. 2nd outer leg 46.48. The magnetic thin steel plates of the center leg 50 and the intermediate yoke 6o are laminated. Next, the first outer leg 46. A voltage adjustment winding R5I is provided on the center leg 5o and the second outer leg 48, respectively.
Insert R32 and R53, electric FE7AIM winding R
8I, R32, R83 at regular intervals, shunt windings PL, P2.8I, R32, R83. P3 and the voltage drop compensation winding SL, S2°S3 are in the same position, and the first outer leg 46. The center leg 50° is fitted into the second outer leg 48. Meanwhile, the control winding 26 is fitted into the control leg 62. Next, upper yoke 38. 1st, 2nd
The outer legs 46 and 48 are assembled, and the abutting portions of the upper yoke 38 and the first and second outer legs 46 and 48 are fastened to the fastening fitting 71 using a fixing device such as a rivet or a fastening bolt 68 or 70. Similarly, the first and second lower yokes 42 and 44 are connected with rivets or fastening bolts 72,
73 and 74 to the fastening fitting 75. After that, the end surface 60a of the intermediate yoke 6o.

60bを第1、第2アウターレッグ46,48の切欠き
46b、48bに係合させる。このとき、コントロール
レッグ60の切欠き60cはボルト74に係合して固定
位置に保持される。つぎにセンターレッグ5oの上端面
50aと下端面50bがそれぞれアッパーヨーク38の
中央部切欠き38cと中間ヨーク60の中央部切欠き6
0cにはめ込まれた後、締結ボルト76.77により固
定される。締結ボルト78.79は磁気分路28゜30
の端部を固定する役目を有する。締結ボルト74.76
.77.78゜79の代りに耐熱性の樹脂または接着剤
で鉄心36の一部または全部を固めても良い。
60b is engaged with the notches 46b, 48b of the first and second outer legs 46, 48. At this time, the notch 60c of the control leg 60 engages with the bolt 74 and is held in the fixed position. Next, the upper end surface 50a and lower end surface 50b of the center leg 5o are connected to the central notch 38c of the upper yoke 38 and the central notch 6 of the intermediate yoke 60, respectively.
After being fitted into 0c, it is fixed with fastening bolts 76 and 77. The fastening bolts 78 and 79 are magnetic shunts 28°30
It has the role of fixing the end of the Fastening bolt 74.76
.. Instead of 77.78.79, part or all of the iron core 36 may be hardened with a heat-resistant resin or adhesive.

第3図は第1図の変圧器24のY結線の結線図を示す。FIG. 3 shows a Y-connection diagram of the transformer 24 of FIG. 1.

巻線に付けである′″・″(ドツト)は巻線方向を示す
。分路巻線PI、P2.r’3の一方の端子は結線され
て接地されており、他方の端子は3相交流電源の出力端
R,S、Tにそれぞれ接続されている0分路巻線PL、
P2.P3には電圧ドロップ補償巻線Sl、S2.S3
と電圧調整巻線R31,R82,R83とがそれぞれ直
列接続され、電圧調整巻線R5I、R52,R33の端
子が誘導負荷18の入力端U、V、Wに接続されている
The dots attached to the windings indicate the winding direction. Shunt winding PI, P2. One terminal of r'3 is connected and grounded, and the other terminal is connected to the 0 shunt winding PL, which is connected to the output terminals R, S, and T of the three-phase AC power supply, respectively.
P2. P3 includes voltage drop compensation windings Sl, S2. S3
and voltage adjustment windings R31, R82, and R83 are connected in series, respectively, and terminals of the voltage adjustment windings R5I, R52, and R33 are connected to input ends U, V, and W of the inductive load 18.

第2,3図において、電圧ドロップ補償巻IQsI、S
2.S3はそれぞれエアギャップ56.58による電圧
ドロップを補償するために、分路巻線PL、P2. P
3と同一極性で接続される。しかしながら、電圧調整巻
線R5I、R32,R33は補償巻線Sl、S2.S3
に対して逆極性で接続される。実際の使用においては、
出力電圧が級大値から10〜35%の範囲で負荷状態に
応じて調整されて誘導負荷の著しい省エネルギー化が図
れるため、各電圧調整巻線の巻数は各分路巻線と電圧ド
ロップ補償巻線の総巻数の望ましくは10〜35%の値
に選択される。したがって、単巻変圧器24の自己容量
が負荷容量の10〜35%となって、変圧器24の小形
軽量化と低コスト化が達成される。
In Figures 2 and 3, voltage drop compensation windings IQsI, S
2. S3 respectively have shunt windings PL, P2 . P
Connected with the same polarity as 3. However, the voltage regulating windings R5I, R32, R33 are replaced by the compensating windings Sl, S2 . S3
Connected with opposite polarity to . In actual use,
The output voltage is adjusted within the range of 10 to 35% from the maximum value depending on the load condition, resulting in significant energy savings for inductive loads. It is preferably selected to a value of 10 to 35% of the total number of turns of the wire. Therefore, the self-capacity of the autotransformer 24 is 10 to 35% of the load capacity, and the transformer 24 is made smaller, lighter, and lower in cost.

第2.3図において、制御巻線26に直流制御電流が供
給されていないときは、第1相の分路巻線P1と補償巻
vAS1により生じる正方向磁束はエアギャップ56の
高リラクタンスにより磁気分路52を通過しないで第1
アウターレッグ46.アッパーヨーク38.センターレ
ッグ50.および中間ヨーク60からなる一L磁束回路
を@遠するにのとき、降圧巻線R8】による逆方向磁束
が正方向磁束に対してil′f!方向に鎖交するため出
力電圧は低下する。つぎに、制御巻線26に加える直流
制御電流を徐々に増加すると、中間ヨーク60が徐々に
磁気飽和するため、主磁束は磁気分路52を通過し、一
方、主磁束に作用する逆方向の磁束量は減少するため出
力電圧は上昇する。このことは、第2.3相についても
同様である。
In FIG. 2.3, when no DC control current is supplied to the control winding 26, the positive direction magnetic flux generated by the first phase shunt winding P1 and the compensation winding vAS1 is caused by the high reluctance of the air gap 56. without passing through the shunt 52.
Outer leg 46. Upper yoke 38. Center leg 50. When moving the 1L magnetic flux circuit consisting of the intermediate yoke 60 and the intermediate yoke 60, the reverse magnetic flux due to the step-down winding R8] is il'f! with respect to the positive magnetic flux! The output voltage decreases because the two directions interlink. Next, when the DC control current applied to the control winding 26 is gradually increased, the intermediate yoke 60 gradually becomes magnetically saturated, so that the main magnetic flux passes through the magnetic shunt 52, while the opposite direction that acts on the main magnetic flux Since the amount of magnetic flux decreases, the output voltage increases. This also applies to the second and third phases.

第1図にもどって、直流励磁電源28は電圧調整三相単
巻変圧器24の出力側に接続された変流器80と、交流
リアクトル82とを備える。変流器8oは誘導負荷18
の負荷電流に依存した電流成分をとり出すための電流成
分回路として機能する。交流リアクトル82は電圧調整
三相単巻変圧器24の出力電圧に依存した電流成分をと
り出すための電圧成分回路として機能する0両電流成分
は整流器84の交流入力側でベクトル合成される。
Returning to FIG. 1, the DC excitation power supply 28 includes a current transformer 80 connected to the output side of the voltage regulating three-phase autotransformer 24, and an AC reactor 82. Current transformer 8o is an inductive load 18
It functions as a current component circuit for extracting the current component depending on the load current. The AC reactor 82 functions as a voltage component circuit for extracting a current component dependent on the output voltage of the voltage regulating three-phase autotransformer 24. Both current components are vector-combined on the AC input side of the rectifier 84.

整流器84の直流出力電流は同成分の合成電流を整流し
たものに相当し。
The DC output current of the rectifier 84 corresponds to a rectified composite current of the same components.

コンデンサ86によって平滑され、制御巻線26の直流
励磁電流■として用いられる。整流器84の直流出力電
流に含まれる電流依存成分と電圧依存成分とにより、負
荷の投入、遮断、あるいは負荷の急激な変動時に直流出
力電流の変化によって高速応答でその負荷変動を補償さ
せることができる。
It is smoothed by a capacitor 86 and used as a DC excitation current (2) for the control winding 26. Due to the current-dependent component and voltage-dependent component included in the DC output current of the rectifier 84, it is possible to compensate for load fluctuations with a high-speed response by changing the DC output current when the load is turned on or off, or when the load suddenly fluctuates. .

半導体スイッチ回路30は半導体スイッチ88を備え、
この半導体スイッチ88は整流器84の直流出力端子間
に直流励磁電流Iを制御するために接続される。半導体
スイッチ88としてはトランジスタやサイリスタを使用
することができる。
The semiconductor switch circuit 30 includes a semiconductor switch 88,
This semiconductor switch 88 is connected between the DC output terminals of the rectifier 84 in order to control the DC excitation current I. As the semiconductor switch 88, a transistor or a thyristor can be used.

第1図において、半導体スイッチ88はインバーテツド
ダーリントン回路を形成する第1と第2の制御用トラン
ジスタ88a、88bを備える。
In FIG. 1, semiconductor switch 88 includes first and second control transistors 88a and 88b forming an inverted Darlington circuit.

ここで、インバーテツドダーリントン回路とは、PNP
型トランジスタとNPN型トランジスタを相補的に接続
した回路を云う、すなわち、第1の制御用トランジスタ
88aのベース電流を制御するために第2の制御用1−
ランジスタ88bがインバーテツドダーリントン接続さ
れ、インバーテツドダーリントン回路を形成している。
Here, the inverted Darlington circuit is a PNP
This refers to a circuit in which a type transistor and an NPN type transistor are connected complementary to each other.
The transistor 88b is inverted Darlington connected to form an inverted Darlington circuit.

直流励磁電流rを供給される制御巻線2Gには[流吸収
回路90が並列接続されている。電流吸収回路90とし
てはコンデンサが用いられる。この電流吸収回路90は
半導体スイッチ88がオフ時に整流器84の直流:J%
力電流と直流励磁電流との左型流分を吸収する作用にす
る。電流吸収回路88と並列に電圧制限素子92が接続
される。この電圧制御素子92は励磁電圧が電圧制限素
子92により制限される電圧に達すると導通し、半導体
スイッチ88と電流吸収回路9oに過電圧が加わらない
ようにするために設けられる。電圧制限素子92として
定電圧ダイオードを用いた場合の実施例が第1図に示さ
れている。第1図において、電流吸収回路90としての
コンデンサと半導体スイッチ88との間に逆流防止用ダ
イオード94が挿入されている。ダイオード94は半導
体スイッチ88のオン時にコンデンサ90からの放電電
流がこの半導体スイッチ88を介して流れるのを阻1ヒ
する。これにより半導体スイッチ88として用いられる
例えば図示の如きトランジスタなどの素子の破壊の危険
性を防出する。
A current absorption circuit 90 is connected in parallel to the control winding 2G supplied with the DC excitation current r. A capacitor is used as the current absorption circuit 90. When the semiconductor switch 88 is off, the current absorption circuit 90 absorbs the direct current of the rectifier 84 by J%.
The function is to absorb the left-hand flow of the force current and the DC excitation current. A voltage limiting element 92 is connected in parallel with current absorption circuit 88 . This voltage control element 92 becomes conductive when the excitation voltage reaches the voltage limited by the voltage limiting element 92, and is provided to prevent overvoltage from being applied to the semiconductor switch 88 and the current absorption circuit 9o. An embodiment in which a constant voltage diode is used as the voltage limiting element 92 is shown in FIG. In FIG. 1, a backflow prevention diode 94 is inserted between a capacitor serving as a current absorption circuit 90 and a semiconductor switch 88. Diode 94 prevents the discharge current from capacitor 90 from flowing through semiconductor switch 88 when semiconductor switch 88 is on. This prevents the risk of destruction of elements such as the illustrated transistor used as the semiconductor switch 88.

第4,5図において、負荷状1ふ検出回路32は力率検
出回路からなるものとして示されている。負荷状態検出
回路32において、変圧器PTからの正弦波の電圧信号
(a)は演算増幅器により成る増幅器100に供給され
、同様に変流器CTからの1[弦波の電流信号(b)は
同様に演算増幅器より成る増幅器102に供給される。
In FIGS. 4 and 5, the load condition detection circuit 32 is shown as consisting of a power factor detection circuit. In the load state detection circuit 32, the sinusoidal voltage signal (a) from the transformer PT is supplied to an amplifier 100 consisting of an operational amplifier, and similarly the sinusoidal current signal (b) from the current transformer CT is Similarly, the signal is supplied to an amplifier 102 which is an operational amplifier.

増幅器100,102は、大きな増幅率を有し、信号(
a)および(b)をそれぞれ矩形波に変換して信号(c
、)および(d)を出力する。ついで、信号(c)およ
び(d)はNOR回路104に供給され、信号(Q)お
よび(d)の位相差(θ)と等しいパルス(e)を出力
する。このパルス(6)は抵抗とコンデンサからなるロ
ーパス・フィルタ1of3を介して直流信号(f)に変
換さ九る。この直流信号(f)は制御回路34に供給さ
れる。
Amplifiers 100 and 102 have large amplification factors, and the signal (
Convert a) and (b) into rectangular waves respectively to obtain the signal (c
, ) and (d). The signals (c) and (d) are then supplied to a NOR circuit 104, which outputs a pulse (e) equal to the phase difference (θ) between the signals (Q) and (d). This pulse (6) is converted into a DC signal (f) via a low-pass filter 1of3 consisting of a resistor and a capacitor. This DC signal (f) is supplied to the control circuit 34.

第1図において制御回路34はトランジスタ108と、
三角波発振器110と、負荷状態検出回路32の出力信
号(f)と三角波発振器110の三角波形出力gとを比
較して、トランジスタ108のベースにパルス巾の異な
る即動パルスを出力する差動増幅器112を備える。ト
ランジスタ108のコレクターは抵抗R1,R2を介し
てトランジスタ88aのコレクタ側に接続され、トラン
ジスタ88bのオン・オフによって半導体スイッチ80
の通流率を制御する。これにより制御巻線26の励磁電
流が調整される。この場合に通流率制御は負荷電圧と負
荷電流との位相差をなくすように制御回路34により制
御される。
In FIG. 1, the control circuit 34 includes a transistor 108,
A differential amplifier 112 compares the output signal (f) of the triangular wave oscillator 110 and the load state detection circuit 32 with the triangular waveform output g of the triangular wave oscillator 110 and outputs immediate pulses with different pulse widths to the base of the transistor 108. Equipped with. The collector of the transistor 108 is connected to the collector side of the transistor 88a via resistors R1 and R2, and the semiconductor switch 80 is turned on and off by turning on and off the transistor 88b.
control the conduction rate. This adjusts the excitation current of the control winding 26. In this case, the conduction rate is controlled by the control circuit 34 so as to eliminate the phase difference between the load voltage and the load current.

つぎに、第6図に示す各部の電圧電流波形例を参照しな
がら動作を説明する。
Next, the operation will be explained with reference to examples of voltage and current waveforms of each part shown in FIG.

整流器84の直流出力端子間はいかなる場合でも制御巻
線2Gの励磁屯流丁′の所要値よりも大きくなるように
回路定数が選ばれる。半導体スイッチ88がオンのとき
には整流器84のig流出力電流Iはこの半導体スイッ
チ88によって分路され、励磁電流■9は減少してゆく
。つぎに、半導体スイッチ88がオフすると、整流器出
力型AIは増加してゆきながら制御巻g2Gに流入する
。制御巻線26のりアクタンスのために励磁電流工″は
徐々にしか増大できないため、左型流分I−r’は電流
吸収コンデンサ90に流入する。このようにして、励磁
電流1′は半導体スイッチ88のベース信号によって目
標値に保たれるように瞬時値制御される。
The circuit constant between the DC output terminals of the rectifier 84 is selected such that it is larger than the required value of the excitation current of the control winding 2G in any case. When the semiconductor switch 88 is on, the ig output current I of the rectifier 84 is shunted by the semiconductor switch 88, and the exciting current 9 decreases. Next, when the semiconductor switch 88 is turned off, the rectifier output type AI flows into the control winding g2G while increasing. Because the excitation current 1' can only be increased gradually due to the actance of the control winding 26, the left-hand flow I-r' flows into the current absorption capacitor 90. In this way, the excitation current 1' The instantaneous value is controlled by the base signal 88 to maintain the target value.

増幅器112のマイナス入力端に加えられた負荷電圧と
負荷電流との位相差に比例した出力信号fとプラス入力
端に加えられた三角波形信号gとが比殻されて、出力パ
ルスhが生ずる。時間tユのとき、増幅器112はrt
 1 n信号を出力し1時間t2のとき゛O″信号を出
力する。増幅器112からn 1 n信号が出力される
と、トランジスタ108がオンとなり。
The output signal f, which is proportional to the phase difference between the load voltage and load current applied to the negative input terminal of the amplifier 112, and the triangular waveform signal g applied to the positive input terminal are compared to generate an output pulse h. At time t, amplifier 112 is at rt
1 n signal is output, and at 1 time t2, an "O" signal is output. When the n 1 n signal is output from the amplifier 112, the transistor 108 is turned on.

トランジスタ88a、88bがオンとなる。Transistors 88a and 88b are turned on.

ある瞬時での半導体スイッチ88の通魔率αはオン時間
をTon、周期をTとすると、 Ton と表わすことができ、励磁電流■′の平均値I’  a
vは、整流器74%力Iの平均値Iavとすると 1’ av=a−1av なる関係にある。すなわち、平均値としてみると、整流
器出力電流工のうち励磁にはαIavだけ流れ、半導体
スイッチ88には残りの(1−α)Iavが分流してい
ることが分かる。このように半導体スイッチ88は負荷
状態検出回路32により検出された負荷状態に応答して
オン・オフされて、負荷電圧と負荷電流の位相差が常に
ゼロレベルに近づくように制御回路34により制御され
る。すなわち、負荷電圧と負荷電流との位相差θが大き
いときは、誘導負荷の力率が極めて低く、負荷状態検出
回路32の出力fは高くなる。このとき、第6図より明
らかなように、トランジスタ108の出力jのパルス巾
が大きくなるため、半導体スイッチ88の通流率が大き
くなって励磁[流の分流量が大きくなる。したがって、
制御巻線26に供給される制御tt!流l゛が少なくな
って、三相単巻変圧器24の中間ヨーク60の磁気飽和
度が少なくなる。このとき、三相単巻変圧器24の出力
電圧が低下する。つぎに誘導負荷が増大して、負荷電圧
と負荷電流との位相差が小さくなると、負荷状態検出回
路32の出力fは低くなる。
The pass rate α of the semiconductor switch 88 at a certain instant can be expressed as Ton, where Ton is the on time and T is the period, and the average value I'a of the exciting current ■'
When v is the average value Iav of the rectifier 74% power I, the relationship is 1'av=a-1av. That is, when viewed as an average value, it can be seen that only αIav of the rectifier output current flows for excitation, and the remaining (1-α)Iav flows to the semiconductor switch 88. In this way, the semiconductor switch 88 is turned on and off in response to the load condition detected by the load condition detection circuit 32, and is controlled by the control circuit 34 so that the phase difference between the load voltage and the load current always approaches zero level. Ru. That is, when the phase difference θ between the load voltage and the load current is large, the power factor of the inductive load is extremely low, and the output f of the load state detection circuit 32 becomes high. At this time, as is clear from FIG. 6, since the pulse width of the output j of the transistor 108 becomes large, the conduction rate of the semiconductor switch 88 becomes large, and the diversion amount of the excitation current becomes large. therefore,
Control tt! supplied to control winding 26! As the current l' decreases, the degree of magnetic saturation of the intermediate yoke 60 of the three-phase autotransformer 24 decreases. At this time, the output voltage of the three-phase autotransformer 24 decreases. Next, when the inductive load increases and the phase difference between the load voltage and the load current becomes smaller, the output f of the load state detection circuit 32 becomes lower.

このとき、増幅器112の出力りのパルス幅が小さくな
るため、半導体スイッチ88の通流率が小さくなって励
磁電流工′が増加して変圧器24の出力電圧が増加する
。このように、制御回路34は負荷状態検出回路32の
出力信号fに応答して、半導体スイッチ88の通流率を
制御することにより励a電流工′を制御し、もって、変
圧器24から誘導負荷18に供給される出力電圧を力率
が1になるように調整する。その結果、誘導負荷18は
負荷状態に応じて常にa適な電力で駆動されて、大幅な
省エネルギー効果が得られる。
At this time, since the pulse width of the output of the amplifier 112 becomes smaller, the conductivity of the semiconductor switch 88 becomes smaller, the excitation current factor increases, and the output voltage of the transformer 24 increases. In this manner, the control circuit 34 controls the excitation current a by controlling the conduction rate of the semiconductor switch 88 in response to the output signal f of the load state detection circuit 32, thereby removing the induced current from the transformer 24. The output voltage supplied to the load 18 is adjusted so that the power factor becomes unity. As a result, the inductive load 18 is always driven with an appropriate amount of power depending on the load condition, resulting in a significant energy saving effect.

以上、負荷状態検出回路32は力率検出回路からなるも
のとして説明したが、負荷状II!検出回路32は公知
のたとえば米国特許第3,588,710号および同第
4,480,219に開示された位相検出回路もしくは
米国特許第4,117,408号等に開示された負荷信
号発生回路から構成しても良い。
The load state detection circuit 32 has been described above as consisting of a power factor detection circuit, but the load state II! The detection circuit 32 is a known phase detection circuit disclosed in U.S. Pat. No. 3,588,710 and U.S. Pat. No. 4,480,219 or a load signal generation circuit disclosed in U.S. Pat. It may be composed of

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以りより明らかなように、本発明による省電力制御装置
はつぎのような効果をもたらす。
As is clear from the above, the power saving control device according to the present invention brings about the following effects.

(1)負荷電圧が負荷状態に応じて最適レベルに瞬時制
御され、すなわち負荷率の減少に比例して負荷電圧が最
適レベルまで減少されるため、誘導負荷が常に最高力率
で駆動され、大幅な省エネルギー効果が得られる。
(1) The load voltage is instantaneously controlled to the optimum level according to the load condition, that is, the load voltage is reduced to the optimum level in proportion to the decrease in the load factor, so the inductive load is always driven at the highest power factor, resulting in a significant Energy saving effect can be obtained.

(2)負荷電圧の制御が電圧調整単巻変圧擾の制御巻線
に流れる励磁電流の制御により行なわれ、電源ラインに
おける交流電圧を直接位相制御することがないため、負
荷電流が高調波成分を含まず、交流電圧波形に歪みを与
えない、したがって、コンピュータ等の情報機器やその
他の制御装置に障害を与えない。
(2) The load voltage is controlled by controlling the excitation current flowing through the control winding of the voltage adjustment single-turn transformer, and there is no direct phase control of the AC voltage in the power supply line, so the load current does not contain harmonic components. It does not contain any distortion and does not distort the AC voltage waveform. Therefore, it does not cause any damage to information equipment such as computers or other control devices.

(3)負荷電流が高調波成分を含まないため、大形で高
価な大容量の高調波フィルタを省略でき、信頼性と安全
性の向上を図れるとともに、大幅な小形軽量化が図れる
(3) Since the load current does not include harmonic components, a large and expensive high-capacity harmonic filter can be omitted, improving reliability and safety, as well as significantly reducing size and weight.

(4)半導体スイッチは直接に電源ラインの交流電圧を
制御せず、単巻変圧器の制御巻線の低電圧、低電流の励
磁電流を制御するため、半導体スイッチと制御回路の著
しい小容量化と大幅な低コスト化が図れる。また回路設
計も容易となる。
(4) Semiconductor switches do not directly control the AC voltage of the power line, but instead control the low voltage and low excitation current of the control winding of an autotransformer, resulting in a significant reduction in the capacity of the semiconductor switch and control circuit. This enables significant cost reduction. Also, circuit design becomes easier.

(5)大きな負荷容量の省電力制御装置が負荷容量の1
0〜35%の自己容量の単巻変圧器で制御できるため、
装置全体が小形軽量化されるとともに大きな電磁波ノイ
ズを発生させず、信頼性が高い。
(5) A power-saving control device with a large load capacity is one of the load capacities.
Since it can be controlled with an autotransformer with a self-capacity of 0 to 35%,
The entire device is smaller and lighter, does not generate large electromagnetic noise, and is highly reliable.

(6)低電圧、小容量の半導体スイッチと単巻変圧器の
制御巻線と組み合わせて高電圧、大容量の電圧制御が可
能なため、安全で信頼性が高く、しかも、棒めて安価な
電子部品で従来不可能であった大容量の電力のff1l
制御が可能となるため、実用上の効果が大きい。
(6) High-voltage, large-capacity voltage control is possible by combining a low-voltage, small-capacity semiconductor switch with the control winding of an autotransformer, making it safe, highly reliable, and extremely inexpensive. FF1L with large capacity power that was previously impossible with electronic components
Since control becomes possible, the practical effect is great.

(7)大きな負荷容量に対して小さな自己容量の単巻変
圧器と小電力の制御回路の採用を可能として、エネルギ
ー損失を最小としたため、大幅な高効率化が図れる。
(7) Enables the use of an autotransformer with a small self-capacity and a low-power control circuit for a large load capacity, minimizing energy loss, resulting in significantly higher efficiency.

(8)本発明の省電力制御装置の電圧調整三相単巻変圧
器では変圧器鉄心をバー状のアッパーヨーク、第1.第
2アウターレッグ、センターレッグ。
(8) In the voltage regulating three-phase autotransformer of the power-saving control device of the present invention, the transformer core has a bar-shaped upper yoke, a first yoke, and a first yoke. 2nd outer leg, center leg.

中間ヨーク、分離された第1、第2ローワーヨークによ
り構成したために、第1.第17ウタ〜レツグとセンタ
ーレッグとに第1〜第3相の巻線を配置して、出力電圧
を単一の制御巻線により調整可能としたため、鉄心全体
の小形軽量化と低コスト化が実現でき、実用的な効果が
大きい、さらに。
Since it is composed of an intermediate yoke and separated first and second lower yokes, the first. The 1st to 3rd phase windings are arranged on the 17th outer leg and the center leg, and the output voltage can be adjusted by a single control winding, making the entire core smaller, lighter, and lower in cost. It can be realized and has great practical effects.

上記構造では使用材料が著しく少なくなり、鉄損、銅損
が少なくなるために、高効率である6すなわち、鉄心の
全長が短くなって磁気抵抗が減少し、全体の所有資材が
減り、損失の発生減が著しく減少するため、高効率とな
る。
The above structure uses significantly less material and reduces iron loss and copper loss, resulting in high efficiency. High efficiency is achieved because the amount of waste generated is significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による省電力制御装置の望ましい実施例
の結線図、第2図は第1図の電圧調整三相単巻変圧器の
平面図、第3図は第2図の電圧調整単巻変圧器の結線図
、第4図は第1図の負荷状態検出回路の1例を示す回路
図、第5図は第4図の回路の波形図、第6図は第1図の
電流電圧波形図をそれぞれ示す。 24・・・・・・・・電圧調整三相単巻変圧器28・・
・・・・・・直流励磁電源 3o・・・・・・・・半導体スイッチ回路32・・・・
・・・負荷状態検出回路 34・・・・・・・・・制御回路 特許出願人 アレックス電子工業株式会社第1図  p
pr    IO L、、J 肌2図 乱3琶 朱4図 ノ J ネ5図 0−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−一一一一
一一一一−−−−−−−−−一一朱6V
1 is a wiring diagram of a preferred embodiment of the power saving control device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the voltage regulating three-phase autotransformer of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the voltage regulating three-phase autotransformer of FIG. A wiring diagram of a winding transformer, Fig. 4 is a circuit diagram showing an example of the load state detection circuit shown in Fig. 1, Fig. 5 is a waveform diagram of the circuit shown in Fig. 4, and Fig. 6 shows the current and voltage of the circuit shown in Fig. 1. Waveform diagrams are shown for each. 24... Voltage regulating three-phase autotransformer 28...
...DC excitation power supply 3o...Semiconductor switch circuit 32...
...Load state detection circuit 34...Control circuit Patent applicant Alex Electronics Industry Co., Ltd. Figure 1 p
pr IO L,,J Skin 2 Figure Ran 3 Paku 4 Figure No J Ne5 Figure 0-1----- ------------11 Akari 6V

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(a)主磁束ループ路と、前記主磁束ループ路の一
部をバイパスさせるためのエアギャップを有する磁気分
路とを備えた変圧器鉄心と、前記変圧器鉄心に巻装され
た分路巻線と、前記変圧器鉄心に前記磁気分路により分
離された位置にて巻装される前記分路巻線とは逆極性の
電圧調整巻線と、前記主磁束ループ路の他の一部の磁気
飽和状態を可変制御して前記分路巻線の磁束を前記磁気
分路にシフトさせる直流制御巻線を備え、交流電源と誘
導負荷との間に接続される電圧調整単巻変圧器と、 (b)前記制御巻線に直流励磁電流を供給する直流励磁
電源と、 (c)前記制御巻線と前記直流励磁電源との間に接続さ
れ、前記制御巻線に供給される前記直流励磁電流を制御
する半導体スイッチと、 (d)前記誘導負荷の負荷状態に対応した出力信号を発
生する負荷状態検出回路と、 (e)前記出力信号に応答して、前記半導体スイッチの
通流率を制御する制御回路と、 を備えた誘導負荷用省電力制御装置。 2、前記半導体スイッチが前記直流励磁電源の直流出力
端子に接続されて、前記直流励磁電流の一部を前記半導
体スイッチに分流させたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の誘導負荷用省電力制御装置。 3、前記半導体スイッチに並列に電流吸収回路が接続さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の誘導
負荷用省電力制御装置。 4、前記半導体スイッチに並列に電圧制限素子が接続さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の誘導
負荷用省電力制御装置。 5、前記負荷状態検出回路が負荷電圧と負荷電流の位相
差を検出する位相差検出回路を備えたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項記載の誘導負荷用省
電力制御装置。 6、前記制御回路が前記出力信号に応答したパルス巾の
出力パルスを発生する増幅器と、前記増幅器の出力に応
答して前記半導体スイッチの通流率を制御するトランジ
スタとを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第2項記載の誘導負荷用省電力制御装置。 7、前記電圧調整単巻変圧器が前記分路巻線に同極性で
接続された電圧ドロップ補償巻線を備え、前記電圧調整
巻線が前記電圧ドロップ補償巻線に逆極性で接続された
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
載の誘導負荷用省電力制御装置。 8、前記電圧調整巻線が前記分路巻線と前記電圧ドロッ
プ補償巻線の総巻数の10〜35%の巻数を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第7項記載の誘導負荷用省
電力制御装置。 9、前記分路巻線が第1〜第3相分路巻線を備え、前記
電圧ドロップ補償巻線が第1〜第3相補償巻線を備え、
前記電圧調整巻線が第1〜第3相電圧調整巻線を備え、
前記変圧器鉄心がアッパーヨークと、前記アッパーヨー
クの両端に結合された第1、第2アウターレッグと、前
記第1、第2のアウターレッグの下方から前記アッパー
ヨークと並行に延びていてエアギャップを介して互いに
対向する第1、第2ローワーヨークと、エアギャップを
介して前記第1、第2アウターレッグに対向する前記磁
気分路を有するセンターレッグと、前記第1、第2アウ
ターレッグに両端が結合され、中央部にて前記センター
レッグの下端に結合された中間ヨークと、前記中間ヨー
クの中央部から直角に延びていて前記第1、第2ローワ
ーヨークとエアギャップを介して対向するコントロール
レッグとを備え、前記第1、第2アウターレッグおよび
前記センターレッグにそれぞれ第1相ないし第3相の前
記巻線を配置し、前記コントロールレッグに前記直流制
御巻線を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第7
項または第8項記載の誘導負荷用省電力制御装置。 10、前記直流励磁電源が前記誘導負荷の電流に依存し
た成分を取り出す変流器と、前記電流成分を整流する整
流器とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第9項記載の誘導負荷用省電力制御装置。 11、前記直流励磁電源が前記単巻変圧器の出力側に接
続されて前記出力電圧に依存した成分を取り出す交流リ
アクトルをさらに備え、前記電流成分と前記電圧成分と
を前記整流器の入力側でベクトル合成したことを特徴と
する特許請求の範囲第10項記載の誘導負荷用省電力制
御装置。 12、(a)交流電源と誘導負荷との間に接続され、前
記誘導負荷への出力電圧を調整するための制御巻線を備
えた磁気制御形電圧調整器と、 (b)前記電圧調整器の端子電圧に依存した電流成分を
取り出すための交流リアクトルと、前記負荷の負荷電流
に依存した電流成分をとり出す変流器と、前記両電流成
分をベクトル合成した電流を整流して直流出力電流を前
記制御巻線に供給する整流器とを備えた直流励磁電源と
、 (c)前記整流器の直流出力端子側に接続されていて前
記直流出力電流の分流を可能にする半導体スイッチと、 (d)前記制御巻線に並列接続されていて前記半導体ス
イッチのオフ時に前記直流出力電流と前記制御巻線に流
れる電流との差電流分を吸収する電流吸収回路と、 (e)前記誘導負荷の負荷状態に比例した出力信号を発
生する負荷状態検出回路と、 (f)前記出力信号に応答して前記出力電圧を可変調整
するよう前記半導体スイッチのオンオフ制御を行なう制
御回路と、を備えた誘導負荷用省電力制御装置。
[Claims] 1. (a) A transformer core including a main magnetic flux loop path and a magnetic shunt having an air gap for bypassing a part of the main magnetic flux loop path, and the transformer core. a shunt winding wound around the transformer core at a position separated by the magnetic shunt, a voltage regulating winding having a polarity opposite to that of the shunt winding; A DC control winding that variably controls the magnetic saturation state of another part of the loop path to shift the magnetic flux of the shunt winding to the magnetic shunt, and is connected between an AC power source and an inductive load. a voltage regulating autotransformer; (b) a DC excitation power supply that supplies a DC excitation current to the control winding; (c) a DC excitation power supply connected between the control winding and the DC excitation power supply; (d) a load state detection circuit that generates an output signal corresponding to the load state of the inductive load; (e) a semiconductor switch that controls the DC excitation current supplied to the inductive load; A power-saving control device for an inductive load, comprising: a control circuit that controls the conduction rate of a semiconductor switch; 2. The inductive load according to claim 1, wherein the semiconductor switch is connected to a DC output terminal of the DC excitation power source, and a part of the DC excitation current is shunted to the semiconductor switch. Power saving control device for use. 3. The power saving control device for an inductive load according to claim 2, characterized in that a current absorption circuit is connected in parallel to the semiconductor switch. 4. The power saving control device for an inductive load according to claim 3, wherein a voltage limiting element is connected in parallel to the semiconductor switch. 5. The power saving control for inductive load according to claim 1 or 2, wherein the load state detection circuit includes a phase difference detection circuit that detects a phase difference between a load voltage and a load current. Device. 6. The control circuit includes an amplifier that generates an output pulse with a pulse width in response to the output signal, and a transistor that controls the conduction rate of the semiconductor switch in response to the output of the amplifier. A power saving control device for an inductive load according to claim 1 or 2. 7. The voltage regulating autotransformer includes a voltage drop compensation winding connected to the shunt winding with the same polarity, and the voltage regulating winding is connected to the voltage drop compensation winding with opposite polarity. A power saving control device for an inductive load according to claim 1 or 2, characterized in that: 8. The inductive load saving method according to claim 7, wherein the voltage adjustment winding has a number of turns that is 10 to 35% of the total number of turns of the shunt winding and the voltage drop compensation winding. Power control device. 9. The shunt winding includes first to third phase shunt windings, and the voltage drop compensation winding includes first to third phase compensation windings;
The voltage adjustment winding includes first to third phase voltage adjustment windings,
The transformer core includes an upper yoke, first and second outer legs coupled to both ends of the upper yoke, and an air gap extending from below the first and second outer legs in parallel with the upper yoke. first and second lower yokes facing each other through an air gap, a center leg having the magnetic shunt facing the first and second outer legs through an air gap, and a center leg having the magnetic shunt facing the first and second outer legs through an air gap; an intermediate yoke whose both ends are joined, and whose central part is joined to the lower end of the center leg; and an intermediate yoke which extends perpendicularly from the central part of the intermediate yoke and faces the first and second lower yokes via an air gap. a control leg, wherein the first to third phase windings are arranged on the first and second outer legs and the center leg, respectively, and the DC control winding is arranged on the control leg. Claim 7:
9. The power saving control device for inductive load according to item 8 or 8. 10. Claim 1 or 9, characterized in that the DC excitation power source includes a current transformer that takes out a component that depends on the current of the inductive load, and a rectifier that rectifies the current component. The described power saving control device for inductive loads. 11. The DC excitation power source further includes an AC reactor connected to the output side of the autotransformer to take out a component dependent on the output voltage, and converting the current component and the voltage component into a vector at the input side of the rectifier. 11. The power saving control device for an inductive load according to claim 10, characterized in that the power saving control device for an inductive load is synthesized. 12, (a) a magnetically controlled voltage regulator connected between an AC power supply and an inductive load and equipped with a control winding for adjusting the output voltage to the inductive load; (b) the voltage regulator an AC reactor for extracting a current component dependent on the terminal voltage of the load, a current transformer for extracting a current component dependent on the load current of the load, and a DC output current by rectifying the vector-composed current of the two current components. (c) a semiconductor switch connected to the DC output terminal side of the rectifier to enable shunting of the DC output current; (d) a current absorption circuit that is connected in parallel to the control winding and absorbs a difference between the DC output current and the current flowing through the control winding when the semiconductor switch is turned off; (e) a load state of the inductive load; (f) a control circuit that performs on/off control of the semiconductor switch so as to variably adjust the output voltage in response to the output signal. Power saving control device.
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CN104393816A (en) * 2014-11-27 2015-03-04 杭州电子科技大学 Control circuit for real-time supply of motor braking energy to alternating-current inertia load
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