JPH1066341A - 節電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 家庭用あるいは業務用に使用される節電装置
において、入力電圧の降下があり出力電圧が予期した以
上に下がる場合に、負荷に影響を与えない節電装置を提
供することを目的としている。 【解決手段】 複数組の主コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ
６とこの主コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６の端部間に相
互に直列に接続した複数組の励磁コイルＬ３、Ｌ４、Ｌ
７、Ｌ８を設けた単相３線式または単相２線式の単巻コ
イル型トランス２と、前記複数組の励磁コイルＬ３、Ｌ
４、Ｌ７、Ｌ８の１組または複数組をカットするサイリ
スタ３、４と、電圧を検知する電圧が所定電圧以下の降
下または上昇によって前記サイリスタ３、４を制御する
制御部５とを備え、出力電圧検知部６は出力側電圧の変
化を検知したとき制御部５はサイリスタ３、４を駆動
し、出力電圧を調整して負荷に影響を与えないようにで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用あるいは業
務用の節電装置に関し、出力電圧を下げ、消費電力を小
さくする機能を有する節電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境破壊や地球温暖化を防止する
という観点から電力の有効利用および省エネルギー化が
可能な節電装置が求められている。

【０００３】従来、この種の節電装置は、図１４に示す
ような構成が一般的であった。図に示すように、単相内
鉄形コアに単巻した主コイル１０１、１０２および１０
３、１０４を２回路相巻きし、これらの出力端間に、そ
れぞれ前記コアに相巻きした励磁コイル１０５、１０６
および１０７、１０８を直列接続し、これらの励磁コイ
ルの中点と零相端子ｓを接続し、前記単巻主コイル１０
２、１０４の出力端から他の相の端子ｒ、ｔを接続して
いる。また、入力側端子台１０９と出力側端子台１１０
は同一面上に設置されている。

【０００４】上記構成において、入力側端子台１０９か
ら電源側へ、出力側端子台１１０から負荷側へ接続さ
れ、単巻主コイル１０２、１０４の出力端から取り出し
た電圧は、入力電圧より電圧が下がり、これにより電力
が節電されることになる。

【０００５】例えば入力電圧に対して出力電圧を６Ｖ下
げるような設定の場合は、Ｒ相、Ｓ相間に１００Ｖを入
力するとｒ相、ｓ相では９４Ｖになる。これで負荷が一
定(１Ω)とすれば、流れる電流は９４Ａであり、電力は
８８３６Ｗとなり、入力電力１００００Ｗに対して１１
６４Ｗの節電になるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の節電
装置では、主コイルと接続した励磁コイルが２回路設け
られた形となり、励磁コイル１０５、１０６と励磁コイ
ル１０７、１０８とを流れる励磁電流は異なるためトラ
ンス内部のロス電流が生ずる。また入力電圧の降下があ
った場合、出力電圧がこれによって予期していた以上に
下がると、負荷の動作が不安定になるという課題があ
り、入力電圧の変動に対しても出力電圧が安定に保たれ
ることが要求されている。

【０００７】また、励磁コイルを通電制御する２組のサ
イリスタの切換タイミングが合わずに、サイリスタが同
時オンとなる場合は、励磁コイル部分で閉回路となって
過電流すなわち循環電流が流れ、不安全であり、部品を
劣化させるという課題があり、負荷容量が異なってもサ
イリスタの同時オンを防止することが要求されている。

【０００８】また、トランス内部でショートするような
部品の故障時に突発的に過電流が生ずる場合には、部品
の劣化が起こり、高電圧が発生して不安全状態になると
いう課題があり、過電流が生じた場合でも、機器の信頼
性、安全性を確保できることが要求されている。

【０００９】また、端子台が占める設置面積が大きくな
り、入力側端子台と電源側、出力側端子台と負荷側の結
線作業が難しくなるという課題があり、結線作業を容易
にするとともに誤結線を防止できることが要求されてい
る。

【００１０】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、トランス内部のロス電流を小さくし、入
力電圧が変動して出力電圧の変化がある場合に、出力電
圧を調整して、安定した電圧を負荷に与えることがで
き、また、過電流や高電圧に対する機器の信頼性、安全
性を向上させることができ、結線接続工事を容易に行
え、誤結線を生じない節電装置を提供することを目的と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の節電装置は上記
目的を達成するために、複数の主コイルと、この各主コ
イルの端部間に相互に直列に接続した複数の励磁コイル
を設けた単相３線式または単相２線式の単巻コイル型ト
ランスと、前記複数の励磁コイルの少なくとも一つをカ
ットするサイリスタと、前記主コイルの出力側電圧を検
知する出力電圧検知部と、この出力電圧検知部の検知電
圧が所定電圧以下に低下または上昇するとき、前記サイ
リスタを制御して出力電圧を上昇または低減する制御部
を有する構成としたものである。

【００１２】本発明によれば、出力電圧の変動があった
場合でも出力電圧を調整して安定した電圧を負荷に供給
できる節電装置が得られる。

【００１３】また、他の手段は、制御部は主コイルの出
力側電圧検知を遅延して行う検知遅延手段を設けた構成
としたものである。そして本発明によれば、サイリスタ
の長寿命化を図り、信頼性、安全性を向上させた節電装
置が得られる。

【００１４】また、他の手段は、サイリスタを制御する
制御部に、サイリスタのオン−オフ動作を遅延して行う
駆動遅延手段を設けた構成としたものである。そして本
発明によれば、コイルに過電流を流さないようにして、
信頼性、安全性を向上させた節電装置が得られる。

【００１５】また、他の手段は、サイリスタを制御する
制御部にサイリスタに加わる電圧を検知する電圧検知部
を設け、この電圧検知部の検知電圧により、前記制御部
は励磁コイルの断線を検知する構成としたものである。
そして本発明によれば、励磁コイルの断線を検知して過
電流の発生を防止し、信頼性、安全性を向上させた節電
装置が得られる。

【００１６】また、他の手段は、励磁コイルに直列に過
電流防止装置を接続し、サイリスタは前記過電流防止装
置を介して前記励磁コイルと接続した構成としたもので
ある。そして本発明によれば、励磁コイルに過電流を流
さないようにすることができ、信頼性、安全性を向上さ
せた節電装置が得られる。

【００１７】また、他の手段は、サイリスタを制御する
制御部に回路部を設け、この回路部は複数のサイリスタ
すべてがオフの状態を検知したとき、サイリスタの一つ
を駆動させて励磁コイルに通電する構成としたものであ
る。そして本発明によれば、励磁コイル端の高電圧発生
を防止することができ、信頼性、安全性を向上させた節
電装置が得られる。

【００１８】また、他の手段は、複数の励磁コイル間に
挿入した高圧安全装置を有し、この高圧安全装置は通常
開の接点部と、前記励磁コイルに加わる電圧を検出する
電圧検出部を備え、この電圧検出部が高電圧を検出した
とき、前記接点部を閉じる構成としたものである。そし
て本発明によれば、励磁コイルの一組を必ず接続して、
励磁コイル端の高電圧発生を防止することができ、信頼
性、安全性を向上させた節電装置が得られる。

【００１９】また、他の手段は、入力側端子台および出
力側端子台を上下に配置した構成としたものである。そ
して本発明によれば、端子台の設置面積を少なくして、
結線接続工事の容易な節電装置が得られる。

【００２０】また、他の手段は、入力側端子台と、出力
側端子台を上下に配置するとともに、入力側端子台と出
力側端子台の位置をずらせて階段状に設けた構成とした
ものである。そして本発明によれば、結線接続の必要部
分だけを接続工事すれば良く、誤結線のない安全な節電
装置が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明は、複数の主コイルとこの
各主コイルの端部間に相互に直列に接続した複数の励磁
コイルを設けた単相３線式または単相２線式の単巻コイ
ル型トランスと、前記複数の励磁コイルの少なくとも一
つをカットするサイリスタと、前記主コイルの出力側電
圧を検知する出力電圧検知部と、この出力電圧検知部の
検知電圧が所定電圧以下に低下または上昇するとき、前
記サイリスタを制御して出力電圧を上昇または低減する
制御部を有するものであり、制御部は出力電圧が所定電
圧以上の降下または上昇したとき、これを検出し、励磁
コイルに接続された２組のサイリスタを通電制御するこ
とにより励磁電流を増減して出力電圧を加減し、負荷へ
の供給電圧を安定化するという作用を有する。

【００２２】また、制御部の電圧検知は遅延時間を設け
た構成としたものであり、出力側電圧の瞬間的な変動は
検知しないため、サイリスタの動作回数を少なくし、部
品の長寿命化を図るという作用を有する。

【００２３】また、サイリスタを制御する制御部には、
サイリスタのオン動作を遅延して行う駆動遅延手段を設
けた構成としたものであり、サイリスタの同時通電を防
止することにより、コイル内の循環電流を防いで過電流
を流さないようにできるという作用を有する。

【００２４】また、サイリスタを制御する制御部に、サ
イリスタに加わる電圧を検知する電圧検知部を設けた構
成としたものであり、励磁コイルが断線するとサイリス
タの両端に数千ボルトの高電圧が発生し、電圧検知部の
検知電圧が１００Ｖ〜２００Ｖの所定電圧以上に大きく
異なるため、コイルの断線を検出できるという作用を有
する。

【００２５】また、励磁コイル間に過電流防止装置を直
列接続した構成としたものであり、コイルに過電流を流
さないという作用を有する。

【００２６】また、複数のサイリスタを制御する制御部
には、設置サイリスタすべてがオフの状態を検知して、
励磁コイルの一組に通電する回路部を設けた構成とした
ものであり、回路部は複数のサイリスタのゲート電圧が
全て０の場合に、サイリスタの一つを強制的にオンして
一組の励磁コイルに通電することにより、励磁コイル端
に生ずる高電圧を解消するという作用を有する。

【００２７】また、励磁コイルがすべて開放状態時に高
圧安全装置は励磁コイルに生ずる高電圧を検出し、常時
開の接点部を閉じて開放状態を脱することにより、励磁
コイル端に発生した高電圧を即座に解消できるという作
用を有する。

【００２８】また、入力側端子台、出力側端子台を上下
２層に設けた構成としたものであり、端子台の設置面積
を小さくして本体形状を小型化でき、端子台側面にスペ
ースがあるため、結線工事が楽にできるという作用を有
する。

【００２９】また、入力側端子台、出力側端子台および
結線用端子台を階段状に設け、支持金具をトランス側端
子の上面を覆うようにした構成としたものであり、結線
工事が楽にできるとともに、トランスのリード線との接
続端子を簡単にははずせないようにできるという作用を
有する。

【００３０】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）図１に示すように、入力端子Ｒ、Ｔと接続
した複数の主コイルＬ１、Ｌ２およびＬ５、Ｌ６を単相
内鉄形コア１に２回路相巻きし、これらの各回路の主コ
イルＬ２、Ｌ６との端部間に、前記コア１に巻いて相互
に直列に接続された複数組の励磁コイルＬ３、Ｌ７およ
びＬ４、Ｌ８を接続している。またトランス２の各出力
端子ｒ、ｔを、前記各回路の主コイルＬ２と励磁コイル
Ｌ３との間に、また主コイルＬ６と励磁コイルＬ７との
間にそれぞれ接続し、零相の入力端子Ｓと出力端子ｓと
を相互に接続している。また、２組のサイリスタ３、サ
イリスタ４が設けられており、サイリスタ３の入出力端
（カソード、アノード）は前記励磁コイルＬ４とＬ８と
の間に接続され、ゲートはサイリスタ３、サイリスタ４
を制御する制御部５に接続されている。一方、サイリス
タ４の入出力端（カソード、アノード）は前記励磁コイ
ルＬ３とＬ７との間に接続され、ゲートは前記制御部５
に接続されている。さらに、制御部５には出力電圧検知
部６が設けられ、この出力電圧検知部６は前記各主コイ
ルＬ２、Ｌ６の出力端に接続され、検知した電圧が所定
の電圧以下に降下または上昇すると、制御部５で判断し
てサイリスタ３、サイリスタ４を通電制御するようにな
っている。

【００３２】上記構成において、トランス２の入力端子
Ｒ、Ｔに電圧が入力されると、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ｒ、ｔの電圧は入力電圧より上記一定
電圧分だけ降下している。そしていま入力電圧の低下に
より出力電圧が所定の電圧以下に下がると、これを制御
部５の出力電圧検知部６で検知し、制御部５からの信号
で一方のサイリスタ４を非通電状態（オフ）にし、他方
のサイリスタ３を通電状態（オン）として複数組の全部
の励磁コイルに通電し、励磁電流が流れる。これにより
主コイルでの電圧降下の巾が小さく、出力端子ｒ、ｔの
電圧降下が抑えられる。そして入力電圧が復帰し、出力
電圧が所定の電圧以上になると、これを制御部５の出力
電圧検知部６で検知し、これによりサイリスタ３を非通
電状態（オフ）とし、他方のサイリスタ４を通電状態
（オン）として励磁コイルに励磁電流が流れ、再び主コ
イルによってある一定の電圧分が降下する。この場合上
記出力電圧の所定の電圧以下の降下を検知して一方のサ
イリスタ４をオフ、他方のサイリスタ３をオンとする前
記所定電圧値を、出力電圧の所定の電圧以上の上昇を検
知して他方のサイリスタ３をオフ、一方のサイリスタ４
をオンにする上記所定電圧値より小さくし、ヒステリシ
スを持たせている。

【００３３】例えば図１に示すように入力端子Ｒ、Ｓ間
に１０６Ｖの電圧がかかると、各主コイルＬ１、Ｌ２、
Ｌ５、Ｌ６および励磁コイルＬ３、Ｌ７に電流が流れ、
上記主コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６で６Ｖ降下した場
合には、出力端子ｔ、ｓ間では１００Ｖの電圧となる。
制御部５の信号によりサイリスタ４はオン状態で、励磁
コイルＬ３、Ｌ７に励磁電流が流れ、サイリスタ３はオ
フ状態となっている。

【００３４】そこで何らかの理由で上記入力電圧が下が
り、例えば１０１Ｖで出力電圧が９５Ｖ以下となると、
これを制御部５の出力電圧検知部６で検知し、制御部５
からの信号でサイリスタ４をオフとし、サイリスタ３を
オンとする。そこで上記励磁コイルＬ３、Ｌ４、Ｌ７お
よびＬ８すべてに励磁電流が流れる。これにより上記主
コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６では３Ｖしか降下せず、
出力端子ｔ、ｓ間では９８Ｖの電圧となる。

【００３５】このように入力電圧が１０１Ｖに降下する
と、出力電圧が９５Ｖから９８Ｖに上昇し、バックアッ
プする。そして上記入力電圧が復帰し、上昇するとこれ
にともなって出力端子ｔ、ｓ間の電圧も上昇する。例え
ば入力電圧が１０３Ｖになると、出力電圧１００Ｖを制
御部５の出力電圧検知部６で検知し、制御部５からの信
号でサイリスタ４をオンとし、サイリスタ３をオフとす
る。上記各励磁コイルＬ３、Ｌ７に励磁電流が流れ、上
記主コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６で６Ｖ分降下し、出
力端子ｔ、ｓ間の電圧は９７Ｖとなる。図２にこれらの
入力電圧と出力電圧の変化を表した電圧特性グラフを示
している。この場合入力電圧の降下により出力電圧をバ
ックアップする所定電圧と、入力電圧の上昇によるバッ
クアップ解除の所定電圧とを異なるレベルとし、ヒステ
リシスを持たせているため、これらの切換はスムーズに
行われる。また、電圧検知は出力電圧で検知し、負荷側
の電圧降下を検知して安定化しているため、負荷への影
響が少なくなる。

【００３６】本実施例では単相３線式について説明した
が、単相２線式の回路についても入力端子Ｒ−Ｔ相間に
電圧を入力し、出力端子ｒ−ｔ間に負荷をつなぐと、同
様に出力電圧は６Ｖ降下して、節電効果が得られる。ま
た、出力電圧の変化を検出して、出力電圧をバックアッ
プするため、負荷に影響を与えないようにすることがで
きる。

【００３７】なお、本実施例では２組のサイリスタにつ
いて説明したが、３組以上のサイリスタを用いても、そ
の作用効果に差異を生じない。また、出力電圧が９５Ｖ
以下、１００Ｖ以上でサイリスタの切換を行うこととし
たが、実情に合わせて設定電圧を変更してもよい。

【００３８】（実施例２）図１および図３に示すよう
に、制御部５には出力電圧検知部６が設けられ、この出
力電圧検知部６は各主コイルＬ２、Ｌ６の出力端に接続
され、検知した電圧が所定の電圧以下に降下または上昇
すると、制御部５で判断してサイリスタ３、サイリスタ
４のいずれかを通電制御するようになっている。また制
御部５は電圧検知を一定時間だけ送らせて検知する検知
遅延手段を有し、所定の電圧より降下もしくは上昇した
場合、その時点から所定の電圧以下、または所定の電圧
以上が一定時間継続すれば初めて制御部５により信号が
発せられ、サイリスタ３が通電している場合はサイリス
タ４に切換えられる。前記一定時間は数秒から数分で、
時間が長くなればなるほど電圧変動によるサイリスタの
切換回数は減少する。

【００３９】上記構成において、出力電圧が所定の電圧
以下に下がると、これを制御部５の出力電圧検知部６で
検知するが、次に検知遅延手段が働き、所定の電圧以下
に下がった点から所定の電圧以下が一定時間継続した場
合に、制御部５からの信号で一方のサイリスタ４をオフ
にし、他方のサイリスタ３をオンとして複数組の全部の
励磁コイルに通電し、励磁電流が流れることにより主コ
イルでの電圧降下の巾を小さくして、出力端子ｒ、ｔの
電圧降下を抑えることになる。また、入力電圧が復帰
し、出力電圧が所定の電圧以上になると、これを制御部
５の出力電圧検知部６で検知し、次に検知遅延手段が働
き、所定の電圧以上に上昇した点から一定時間所定の電
圧以上が継続した場合に、制御部５からの信号でサイリ
スタ３をオフとし、他方のサイリスタ４をオンとして励
磁コイルに励磁電流が流れ、再び主コイルによってある
一定の電圧分が降下することになる。

【００４０】また所定の電圧以下が一定時間継続しない
場合、もしくは所定の電圧以上が一定時間継続しない場
合、すなわち瞬間的な電圧変動が生じた時には、制御部
５からの信号は発せられず、サイリスタの切換動作は起
きない。したがって、瞬間的な電圧変動に対しては、サ
イリスタの切換が動作しないために動作回数が減少し、
ひいては部品の長寿命化を図ることができる。したがっ
て、制御部の電圧検知部により出力電圧を検知し、次に
検知遅延手段を働かせることにより、サイリスタの切換
動作を少なくし、部品の長寿命化を図ることができる。

【００４１】なお、本実施例では、２組のサイリスタに
ついて説明したが、複数組のサイリスタを用いても、そ
の作用効果に差異を生じない。

【００４２】（実施例３）図４および図５に示すよう
に、制御部５の駆動遅延手段（図示せず）はサイリスタ
３、サイリスタ４へのオン、オフ動作信号に遅延時間を
設け、一方のサイリスタ３をオンからオフに切換え、２
組のサイリスタを同時にオフ状態とする遅延時間を設
け、次に他方のサイリスタ４をオンさせるようになって
いる。前記遅延時間は電源周波数の半波長以上の時間と
している。

【００４３】上記構成において、出力電圧が所定の電圧
以下に下がると、これを制御部５の出力電圧検知部６で
検知し、制御部５からの信号で一方のサイリスタ４をオ
フにし、他方のサイリスタ３をオンとして複数組の全部
の励磁コイルに通電し、励磁電流が流れることにより主
コイルでの電圧降下の巾が小さく、出力端子ｒ、ｔの電
圧降下が抑えられることになる。この時、制御部５から
一方のサイリスタ４にオフ信号が送られるが、負荷によ
りオフ信号が遅れることがあり、サイリスタ４がオン状
態のまま、サイリスタ３をオンさせるとサイリスタ３、
４同時オン状態における励磁コイルＬ４、Ｌ８で閉回路
となって、過電流すなわち循環電流が流れる状態とな
る。しかしサイリスタ４をオフしたとき、駆動遅延手段
が電源周波数の半波長以上の時間だけ遅らせて、制御部
５からの信号でサイリスタ３をオンすることにより、２
組のサイリスタ３、４は同時にオン状態にはならない。
したがって、サイリスタの同時オン状態に起因する過電
流の発生を防止できる。

【００４４】また、入力電圧が復帰し、出力電圧が所定
の電圧以上になると、これを制御部５の出力電圧検知部
６で検知し、これによりサイリスタ３をオフとし、他方
のサイリスタ４をオンとして励磁コイルに励磁電流が流
れ、再び主コイルによってある一定の電圧分が降下す
る。この時、サイリスタ３をオフしたとき、駆動遅延手
段が電源周波数の半波長以上の時間だけ遅らせて、制御
部５からの信号でサイリスタ４をオンさせると、２組の
サイリスタ３、４は同時にオン状態にはならない。した
がって、制御部の駆動遅延手段がサイリスタのオン−オ
フ動作に遅延時間を設けることにより、サイリスタを同
時通電させることがなく、過電流の発生を防止すること
ができる。

【００４５】なお、本実施例では、２組のサイリスタに
ついて説明したが、３組以上のサイリスタを用いても、
その作用効果に差異を生じない。

【００４６】（実施例４）図６に示すように、制御部５
に電圧検知部７を設け、この電圧検知部７はサイリスタ
３、サイリスタ４の端部と接続され、サイリスタ３、サ
イリスタ４の両端電圧を検知している。電圧検知部７の
検知電圧が所定の電圧と大幅に異なる場合は、励磁コイ
ルが断線しているとして異常表示ランプ８を点灯させる
ようになっている。

【００４７】上記構成において、制御部５の電圧検知部
７はサイリスタ３、サイリスタ４の両端電圧を検知する
が、サイリスタ３がオンの場合、もしくはサイリスタ４
がオンの場合、それぞれサイリスタ３、サイリスタ４の
両端電圧は定まっており、検知電圧が所定電圧以外の場
合には電圧検知部７が「異常」と判断して異常表示ラン
プ８を点灯させる。すなわち、励磁コイルＬ３、Ｌ４、
Ｌ７およびＬ８が断線している場合に、サイリスタ３、
サイリスタ４の両端電圧が所定電圧と大きく異なり、こ
れにより励磁コイルの断線を検知することができる。

【００４８】例えば入力端子Ｒ、Ｔ間に２１２Ｖの電圧
がかかると各主コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６および励
磁コイルＬ３、Ｌ７に電流が流れ、上記主コイルＬ１、
Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６で１２Ｖ降下した場合には、出力端子
ｔ、ｒ間では２００Ｖの電圧となり、制御部５の信号に
よりサイリスタ４はオン状態で、励磁コイルＬ３、Ｌ７
に励磁電流が流れる。また、サイリスタ３はオフ状態と
なっている。この場合、サイリスタ４の両端電圧は０
Ｖ、サイリスタ３の両端電圧は約２００Ｖとなってお
り、これが所定電圧となる。ところが、励磁コイルＬ３
もしくはＬ７が断線した場合には、負荷容量により異な
るが、サイリスタ３の両端には数千Ｖの電圧が発生して
おり、所定電圧（約２００Ｖ）と大きく異なるため、制
御部５は励磁コイルの断線を検出することができる。

【００４９】また、何らかの理由で入力電圧が下がり、
例えば２０２Ｖで、出力電圧が１９０Ｖ以下となると、
これを制御部５の電圧検知部７で検知し、制御部５から
の信号でサイリスタ４をオフとし、サイリスタ３をオン
とする。そこで励磁コイルＬ３、Ｌ４、Ｌ７およびＬ８
すべてに励磁電流が流れる。これにより主コイルＬ１、
Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６では６Ｖしか降下せず、出力端子ｔ、
ｒ間では１９６Ｖの電圧となる。この場合、サイリスタ
３の両端電圧は０Ｖ、サイリスタ４の両端電圧は約１０
０Ｖとなっており、これが所定電圧となる。ところが、
励磁コイルＬ３もしくはＬ７が断線した場合には、サイ
リスタ４の両端電圧は数千Ｖの電圧が発生しており、所
定電圧（約１００Ｖ）と異なるため断線を検知すること
ができる。励磁コイルＬ４もしくはＬ８が断線した場合
にも、サイリスタ４の両端電圧は数千Ｖの電圧が発生し
ており、所定電圧（約１００Ｖ）と異なるため断線を検
知することができる。

【００５０】したがって、制御部５の電圧検知部７によ
りサイリスタの両端電圧を検知し、検知電圧が所定電圧
か、もしくは所定電圧と大きく異なるかを判定して励磁
コイルの断線を検出し、異常表示することができる。

【００５１】なお、本実施例では、２組のサイリスタを
用いた回路について説明したが、３組以上のサイリスタ
を用いた回路についても、その作用効果に差異を生じな
い。

【００５２】（実施例５）図７に示すように、励磁コイ
ルＬ３とＬ４の間に過電流防止装置９ａ、９ｂを直列に
接続し、励磁コイルＬ７とＬ８の間に過電流防止装置９
ｃ、９ｄを直列に接続している。サイリスタ４の一端は
過電流防止装置９ａ、９ｂの間に接続され、サイリスタ
３の一端は過電流防止装置９ｃ、９ｄの間に接続されて
いる。過電流防止装置９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄとしては
電磁遮断器またはヒューズを用いている。

【００５３】上記構成において、制御部５、サイリスタ
３、サイリスタ４のいずれかが故障した場合に、励磁コ
イルＬ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８に過電流が流れて発熱する
ことがあり、不安全状態となるが、過電流防止装置９
ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの１つが働いて過電流を遮断す
る。

【００５４】例えばサイリスタ４がオンの場合、励磁コ
イルＬ３、Ｌ７には励磁電流が流れているが、制御部５
の制御ミスまたはサイリスタ３の部品故障などによりサ
イリスタ３がオンしたときには、励磁コイルＬ４、Ｌ８
部分は閉回路となって循環電流が流れることになり、励
磁コイルＬ４、Ｌ８に過電流が流れる。このとき過電流
防止装置９ｂ、９ｄにより回路を遮断して過電流を防止
する。

【００５５】また、サイリスタ３がオンの場合に、何ら
かの故障でサイリスタ４がオンしたときも、同様に過電
流防止装置９ｂ、９ｄが働いて回路を遮断する。

【００５６】また、サイリスタ４がオンの場合、励磁コ
イルＬ３、Ｌ７には励磁電流が流れているが、制御部５
の故障およびサイリスタ４の部品故障により、サイリス
タ４の素子片方が動作しなかったときには励磁コイルＬ
３、Ｌ７に直流電流が流れ、さらにトランス２にも直流
電流が流れ、ひいては過電流が流れることになる。これ
を過電流防止装置９ａ、９ｃが動作して回路を遮断し、
励磁コイルＬ３、Ｌ７に過電流を流さないようにする。
サイリスタ３についても上記と同様に動作する。

【００５７】したがって、過電流防止装置により励磁コ
イルに流れる過電流を即座に遮断して、発熱などの不安
全を回避し、安全性を向上させることができる。

【００５８】（実施例６）図８に示すように、サイリス
タ３、４のゲートは制御部５に設けた回路部１０に接続
されており、回路部１０はサイリスタ３、４のゲート電
圧を検知してサイリスタ３、４すべてがオフの場合に
は、サイリスタの１つを強制的にオンして励磁コイルの
１組だけを通電するものである。

【００５９】上記構成において、制御部５の回路部１０
はサイリスタ３、サイリスタ４のゲート電圧を検知して
おり、ゲート電圧が異なれば一方のサイリスタがオン状
態であり、正常動作している。ところが、ゲート電圧が
すべて同一であれば、サイリスタすべてがオフ状態と判
断できる。このときは、励磁コイルが開放状態となっ
て、励磁コイル端つまりサイリスタ３、サイリスタ４の
両端には数千Ｖから１万Ｖの高電圧が発生する。この高
電圧発生を防止するために、制御部５の回路部１０でサ
イリスタ３、サイリスタ４のゲート電圧を検知して、ゲ
ート電圧がすべて同じであれば、回路部１０から信号を
送ってサイリスタの１つを強制的にオンさせて励磁コイ
ルの１組だけを接続するようにしている。つまり、サイ
リスタ３もしくはサイリスタ４がオン状態で、励磁コイ
ルの１組が接続されていれば高電圧は発生しない。した
がって、サイリスタのゲート電圧を検知してサイリスタ
がすべてオフ状態であれば、制御部５の回路部１０から
の信号でサイリスタの１つを強制的にオンして励磁コイ
ルの１組だけを接続することにより、励磁コイル端の高
電圧発生を防止することができる。

【００６０】なお、本実施例では、２組のサイリスタに
ついて説明したが、３組以上のサイリスタを用いる場合
においても、その作用効果に差異を生じない。

【００６１】（実施例７）図９に示すように、励磁コイ
ルＬ４とＬ８との間にサイリスタ３の入出力端（カソー
ド、アノード）が接続され、ゲートは制御部５に接続さ
れている。また、励磁コイルＬ４とＬ８との間に高圧安
全装置１１が接続されている。この高圧安全装置１１
は、励磁コイルＬ４とＬ８に加わる電圧を検出する電圧
検出部として過電圧保護のためのバリスタ１２、および
通常開の接点部として温度が上昇すれば接点を閉じてオ
ン状態（通電）となるサーモスタット１３とで構成さ
れ、バリスタ１２とサーモスタット１３は密着してい
る。

【００６２】上記構成において、制御部５の故障により
サイリスタ３、サイリスタ４が動作せずオフの場合、ま
たは、サイリスタ３、サイリスタ４が故障して動作しな
い場合には、サイリスタすべてがオフ状態となっている
ため、励磁コイルが開放状態となって、励磁コイル端つ
まりサイリスタ３、サイリスタ４の両端には数千Ｖから
１万Ｖの高電圧が発生しており、サイリスタを破壊する
ような不安全な状態となっている。このとき、この高電
圧を高圧安全装置１１のバリスタ１２が吸収するが、バ
リスタ１２は吸収したエネルギーにより発熱する。この
熱をバリスタ１２に密着したサーモスタット１３が検知
して動作し、接点を閉じて通電状態として励磁コイルＬ
４とＬ８を接続して高電圧の発生を防止することができ
る。

【００６３】なお、本実施例では、高圧安全装置１１を
励磁コイルＬ４とＬ８との間に設けたが、励磁コイルＬ
３とＬ７との間に設けてもその作用効果に差異を生じな
い。また、高圧安全装置としてバリスタとサーモスタッ
トを用いた場合について説明したが、高電圧を検知して
動作するリレーを用いた場合でもその作用効果に差異を
生じない。また、サーモスタットの代わりに温度ヒュー
ズとリレーを用いた場合でもその作用効果に差異を生じ
ない。

【００６４】（実施例８）図１０および図１１に示すよ
うに、電源側と結線接続する入力側端子台１４および負
荷側と結線接続する出力側端子台１５は上下２層で構成
され、入力側端子台１４は支持金具１６に固定されてい
る。また、入力側端子台１４および出力側端子台１５は
トランス２のリード線１７と接続されている。トランス
２、出力側端子台１５、支持金具１６はシャーシ１８に
固定されて本体１９内部に納められ、節電装置２０を形
成している。

【００６５】上記構成において、入力側端子台１４およ
び出力側端子台１５は上下２層で構成されているため、
入力側端子台１４、出力側端子台１５の設置面積が少な
くて済み、本体１９の外観形状を小型化することができ
る。また、本体１９内部でトランス２のリード線１７と
入力側端子台１４および出力側端子台１５とを結線接続
する場合に、支持金具１６の下部スペースを利用して出
力側のリード線１７をストレートに配線できるとともに
端子台周囲のスペースを広くとることにより、接続線の
引き回しを容易にすることができる。したがって、電源
側、負荷側と接続する端子台を上下２層構成とすること
により、本体１９内部の結線接続工事を容易にすること
ができる。

【００６６】（実施例９）図１２および図１３に示すよ
うに、本体１９内の側部にトランス２を制御する回路ボ
ックス２３を設け、回路ボックス２３には制御回路、サ
イリスタなどを収納している。支持金具１６に固定され
た入力側端子台１４と出力側端子台１５は上下２層で構
成され、支持金具１６は下層の出力側端子台１５のリー
ド線１７との接続部分を覆うように設置されている。ま
た、補助支持金具２１は入力側端子台１４のリード線１
７との接続端子部分を覆うようにシャーシ１８に固定さ
れ、補助支持金具２１には結線用端子台２２が設置され
ている。この結線用端子台２２は、回路ボックス２３と
トランス２を結線接続するためのものである。したがっ
て、出力側端子台１５、入力側端子台１４および結線用
端子台２２は階段状に設置されている。

【００６７】上記構成において、節電装置２０を電源
側、負荷側と接続する場合には、入力側端子台１４、出
力側端子台１５および結線用端子台２２は階段状に設置
されているため、設置面積が小さく、各端子台の周囲に
作業スペースを設けることができ、結線工事を容易にす
ることができる。また、支持金具１６および補助支持金
具２１は、出力側端子台１５および入力側端子台１４の
トランス２のリード線１７の接続端子を覆うように固定
されているため、トランス２側の端子部分に簡単に触れ
ることができず、誤ってトランス２との接続端子を緩め
たりすることもなく、結線工事ミスを防止できる。した
がって、節電装置２０の各端子台をトランス２の接続部
分を覆うようにして階段状に設置することにより、結線
接続工事を容易にできるとともに、結線時の工事ミスを
防止できる。

【００６８】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、制御部は出力電圧を検出し、サイリスタを
駆動して出力電圧をバックアップするため、負荷に影響
を与えず安定した電圧を供給できるという効果のある節
電装置を提供できる。

【００６９】また、電圧検知手段が電圧検知を遅延して
行うことにより、瞬間的な電圧変動に対してはサイリス
タは切換わらないため、サイリスタの切換動作を少なく
し、部品の長寿命化を図り、部品交換時期を延ばすこと
ができるという効果のある節電装置を提供できる。

【００７０】また、制御部にサイリスタのオン−オフ動
作を遅延して行う駆動遅延手段を設け、駆動遅延手段は
サイリスタのオンまたはオフ動作を遅らせることによ
り、複数のサイリスタを同時通電させることがなく、励
磁コイルに過電流が流れることを防止するという効果の
ある節電装置を提供できる。

【００７１】また、制御部の電圧検知部でサイリスタ両
端の電圧を検知する電圧検知部を設け、検知電圧が所定
の電圧か、もしくは所定の電圧以外かを判定することに
より、励磁コイルの断線を検知して異常表示をすること
ができるという効果のある節電装置を提供できる。

【００７２】また、励磁コイルに直列に接続された過電
流防止装置により、制御部の異常動作や部品の故障の際
に励磁コイルに流れる過電流を遮断して、励磁コイルに
過電流を流さないようにすることができるという効果の
ある節電装置を提供できる。

【００７３】また、制御部の回路部でサイリスタのゲー
ト電圧を検知してサイリスタがすべてオフ状態であれ
ば、強制的にサイリスタをオンさせて励磁コイルの１組
だけを接続して励磁電流を流すことにより、励磁コイル
端の高電圧発生を防止することができるという効果のあ
る節電装置を提供できる。

【００７４】また、サイリスタすべてがオフ状態で励磁
コイルが開放状態となった場合に、制御部に設けた回路
部が検出し、安全装置を動作させて励磁コイルの１組だ
けを接続して励磁電流を流すことにより、励磁コイル端
の高電圧発生を防止することができるという効果のある
節電装置を提供できる。

【００７５】また、電源側、負荷側と接続する入力側端
子台および出力側端子台を上下２層構成とすることによ
り、端子台の設置面積が少なくて済み、節電装置本体を
小型化できるとともに、本体内において端子台周囲のス
ペースを広くすることができて結線接続工事を容易にす
ることができるという効果のある節電装置を提供でき
る。

【００７６】また、入力側端子台、出力側端子台および
結線用端子台を階段状に構成することにより、節電装置
設置後に結線工事を行う端子台側に広いスペースを設け
ることができ、また、トランスのリード線端子を誤って
緩めたりすることもなく、結線工事が容易にできるとと
もに、結線時の工事ミスを防止できるという効果のある
節電装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の節電装置の実施例１および実施例２の
回路構成図

【図２】同入力電圧と出力電圧の関係を示す電圧特性図

【図３】同実施例２の動作を示すブロックフローチャー
ト

【図４】同実施例３の回路構成図

【図５】同サイリスタの遅延動作を示すタイムチャート

【図６】同実施例４の回路構成図

【図７】同実施例５の回路構成図

【図８】同実施例６の回路構成図

【図９】同実施例７の回路構成図

【図１０】同実施例８の縦断面図

【図１１】同平面図

【図１２】同実施例９の縦断面図

【図１３】同平面図

【図１４】従来の節電装置の回路構成図

【符号の説明】

Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６ 主コイル Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８ 励磁コイル ２ トランス ３、４ サイリスタ ５ 制御部 ６ 出力電圧検知部 ７ 電圧検知部 ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 過電流防止装置 １０ 回路部 １１ 高圧安全装置 １２ 電圧検出部（バリスタ） １３ 接点部（サーモスタット） １４ 入力側端子台 １５ 出力側端子台

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の主コイルと、この各主コイルの端部
   間に相互に直列に接続した複数の励磁コイルを設けた単
   相３線式または単相２線式の単巻コイル型トランスと、
   前記複数の励磁コイルの少なくとも一つをカットするサ
   イリスタと、前記主コイルの出力側電圧を検知する出力
   電圧検知部と、この出力電圧検知部の検知電圧が所定電
   圧以下に低下または上昇するとき、前記サイリスタを制
   御して出力電圧を上昇または低減する制御部を有してな
   る節電装置。
2. 【請求項２】制御部は主コイルの出力側電圧検知を遅延
   して行う検知遅延手段を設けてなる請求項１記載の節電
   装置。
3. 【請求項３】サイリスタを制御する制御部に、サイリス
   タのオン−オフ動作を遅延して行う駆動遅延手段を設け
   てなる請求項１記載の節電装置。
4. 【請求項４】サイリスタを制御する制御部にサイリスタ
   に加わる電圧を検知する電圧検知部を設け、この電圧検
   知部の検知電圧により、前記制御部は励磁コイルの断線
   を検知してなる請求項１記載の節電装置。
5. 【請求項５】励磁コイルに直列に過電流防止装置を接続
   し、サイリスタは前記過電流防止装置を介して前記励磁
   コイルと接続してなる請求項１記載の節電装置。
6. 【請求項６】サイリスタを制御する制御部に回路部を設
   け、この回路部は複数のサイリスタすべてがオフの状態
   を検知したとき、サイリスタの一つを駆動させて励磁コ
   イルに通電してなる請求項１記載の節電装置。
7. 【請求項７】複数の励磁コイル間に挿入した高圧安全装
   置を有し、この高圧安全装置は通常開の接点部と、前記
   励磁コイルに加わる電圧を検出する電圧検出部を備え、
   この電圧検出部が高電圧を検出したとき、前記接点部を
   閉じてなる請求項１記載の節電装置。
8. 【請求項８】入力側端子台および出力側端子台を上下に
   配置してなる請求項１記載の節電装置。
9. 【請求項９】入力側端子台と、出力側端子台を上下に配
   置するとともに、入力側端子台と出力側端子台の位置を
   ずらせて階段状に設けてなる請求項１記載の節電装置。