JPH11164558A

JPH11164558A - 交流電圧調整装置

Info

Publication number: JPH11164558A
Application number: JP9328175A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Maeda; 照彦前田; Hiroshi Shioda; 広塩田; Ryuichi Morikawa; 竜一森川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで構成することができ、且つ、交流
電源電圧を高精度に調節することが可能な交流電圧調整
装置を提供する。【解決手段】インバータ主回路７を、制御部１０によ
って与えられる制御信号に基づいて結合変圧器４の一次
巻線４ａに交流電圧を出力し、制御部１０は、電源電圧
検出器２及び出力電圧検出器５が検出する各交流電圧に
基づき、インバータ主回路７により結合変圧器４の二次
巻線４ｂに調整電圧を誘起させ、交流電源電圧に重畳す
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、電源として受電し
た交流電圧の変動を抑えて負荷に安定な交流電圧を供給
したり、或いは、受電した交流電圧とは異なる電位の交
流電圧を得るために用いられる交流電圧調整装置に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】電力会社より配電され
る交流電源を負荷に供給する場合、交流電源と負荷との
間には配電線路や配電用変圧器のインピーダンスが介在
するため、交流電源の電圧は負荷の増減により電流が変
化するのに応じて変動する。

【０００３】例えば、負荷の変動が大きく配電電圧が規
定範囲に収まらなくなった場合には、変圧器のタップを
切り替えて対応する場合があるが、変圧器のタップ電圧
は離散的な値を取るため、配電電圧を、そのタップ電圧
の幅に応じて調整することしかできない。また、変圧器
の代わりに、インバータにより任意の交流電圧を得て負
荷に供給する方式もあるが、インバータは、同一容量の
変圧器に比して効率が低く、コストが高いという問題が
あった。

【０００４】また、配電線路が単相３線式の場合は、２
系統の交流出力が必要であるため、電圧を調整する手段
が２組必要となり、その分コストを要するという問題が
あった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その第１の目的は、低コストで構成することがで
き、且つ、交流電源電圧を高精度に調節することが可能
な交流電圧調整装置を提供することにある。また、本発
明の第２の目的は、単相３線式の配電線路に対しても、
低コストで適用することができる交流電圧調整装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の交流電圧調整装置は、交流電源から
負荷への給電線路中に、二次巻線が直列介挿された結合
変圧器と、この結合変圧器の一次巻線に並列接続される
スイッチと、前記交流電源により給電される交流電圧に
基づいて作成した直流電圧を駆動用電源として、前記結
合変圧器の一次巻線に交流電圧を出力するインバータ主
回路と、前記負荷に対して出力される交流電圧を検出す
る出力電圧検出手段と、前記スイッチの開閉を制御する
と共に、前記出力電圧検出手段が検出する交流電圧に基
づいて前記インバータ主回路に制御信号を出力すること
により、前記交流電源電圧に重畳する調整電圧の制御を
行う制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】斯様に構成すれば、インバータ主回路は、
交流電源により給電される交流電圧に基づいて作成した
直流電圧を駆動用電源とし、制御手段によって与えられ
る制御信号に基づいて結合変圧器の一次巻線に交流電圧
を出力する。制御手段は、出力電圧検出手段が検出する
交流電圧に基づき、インバータ主回路によって結合変圧
器の二次巻線に誘起される交流電圧を、交流電源電圧に
重畳する調整電圧として制御する。即ち、インバータ主
回路が出力する交流電圧に基づき結合変圧器の二次巻線
に誘起される交流電圧を調整電圧とすることによって、
調整電圧のレベルを滑らかに変化させることができると
共に、調整電圧として供給する電圧範囲は交流電源電圧
の変動分と略同等の範囲になり、インバータ主回路の容
量を小さくすることができる。

【０００８】また、制御手段は、結合変圧器の一次巻線
に並列接続されるスイッチを、インバータ主回路を動作
させる場合に開状態に制御することにより、インバータ
主回路の動作を開始させる前には、結合変圧器の一次巻
線はスイッチにより短絡される。従って、結合変圧器の
二次巻線に流れる交流電流によって一次側に誘起される
交流電流がインバータ主回路側に流れ込むことがなく、
電力損失を抑制すると共にインバータ主回路を保護する
ことができる。

【０００９】この場合、請求項２に記載したように、交
流電源の電圧を検出する入力電圧検出手段を備え、制御
手段を、前記入力電圧検出手段が検出する交流電圧をも
参照して前記インバータ主回路に制御信号を出力する構
成としても良く、斯様な構成とすれば、制御手段は、結
合変圧器の二次巻線に交流電源電流が流れることによっ
て生じる損失をも加味して、調整電圧を制御することが
できる。

【００１０】また、請求項３または４に記載したよう
に、スイッチを、常閉型の電磁接触器（請求項３）また
はノーマリオン型の半導体素子（請求項４）などによっ
て構成するのが好ましく、斯様に構成すれば、スイッチ
は、制御手段によって制御信号が与えられない状態にお
いて閉状態にあるので、制御手段は、インバータ主回路
の動作を開始させる前に、スイッチの開閉をアクティブ
に制御する必要がない。

【００１１】また、請求項５に記載したように、スイッ
チに流れる電流を検出する電流検出手段を備え、制御手
段を、前記電流検出手段が検出する電流が略零となるよ
うにインバータ主回路に制御信号を出力した上でスイッ
チを開路する構成とするのが好適である。斯様に構成す
れば、スイッチは、自身に流れる電流が略零となってい
る状態において制御手段により開路されるので、結合変
圧器の二次側にサージ状の電圧が誘起されることとが抑
制されると共に、スイッチの容量を小さくすることがで
きる。

【００１２】請求項６に記載したように、給電線路を単
相３線式として、結合変圧器を、一次巻線と２次巻線と
を二組有する単相変圧器で構成し、前記単相変圧器の２
つの二次巻線を、前記単相３線式給電線路の２つの電源
線に夫々直列介挿し、前記単相変圧器２つの一次巻線
を、夫々インバータ主回路の出力端子に並列に接続して
も良い。

【００１３】斯様に構成すれば、１つの単相変圧器によ
って、単相３線式給電線路の２つの電源線には、夫々の
電源電圧極性に一致する極性の調整電圧を重畳すること
ができ、２つの電源線と中性線との間に夫々接続される
負荷の容量が不平衡である場合でも、各負荷にバランス
良く電流を供給することができる。

【００１４】この場合、請求項７に記載したように、単
相３線式給電線路に介挿される絶縁変圧器を備え、単相
変圧器の二次巻線を、前記絶縁変圧器の二次側において
単相３線式給電線路の２つの電源線に夫々直列介挿する
構成とするのが好ましい。斯様に構成すれば、単相３線
式給電線路に絶縁変圧器を介挿することによって交流電
源側と負荷側との間が絶縁されるので、例えばインバー
タ主回路に故障が発生した場合などにおける短絡保護を
容易に行うことができる。

【００１５】また、請求項８に記載したように、給電線
路を単相３線式として、結合変圧器の二次巻線を、前記
単相３線式給電線路の一方の電源線に直列介挿し、前記
単相３線式給電線路と負荷との間に介挿される絶縁変圧
器を備えた構成としても良く、斯様に構成すれば、請求
項７と同様の作用効果が得られる。

【００１６】加えて、請求項９に記載したように、絶縁
変圧器の変圧比を、入力側電圧と出力側電圧との比に略
等しく設定すると良く、斯様に構成すれば、インバータ
主回路から出力される調整電圧の範囲を、交流電源電圧
の変動分に略等しくすることができ、電圧の調整制御を
容易に行うことができる。

【００１７】請求項１０に記載したように、負荷が設置
されている周囲の光量を検出する光センサを備え、制御
手段を、前記光センサが検出する光量が増加するのに応
じて負荷に対して出力される交流電圧を低下させるよう
に調整電圧を制御する構成としても良い。斯様に構成す
れば、例えば、負荷が照明装置などである場合に、その
照明装置が設置されている周囲の光量を光センサが検出
し、その光量が増加すると、制御手段は、照明装置に対
して出力される交流電圧を低下させるように調整電圧を
制御する。従って、昼間などの周囲が明るい場合には、
照明装置の照度を自動的に落として消費される電力量を
低減することができる。

【００１８】また、請求項１１に記載したように、時刻
を計時する計時手段を備え、制御手段を、前記計時手段
が計時する時刻に応じて調整電圧を制御する構成として
も良い。斯様に構成すれば、負荷が照明装置などである
場合に、制御手段が計時手段により計時される時刻に応
じて調整電圧を制御することにより、例えば、周囲が明
るい昼間の時間帯においては出力電圧を上昇させ、逆
に、夜間の時間帯においては出力電圧を低下させるよう
にすれば、周囲が明るさに応じて照明装置の照度が自動
的に調節され、消費される電力量を低減することができ
る。

【００１９】請求項１２に記載したように、結合変圧器
と絶縁変圧器とを同一の筐体に収容しても良い。斯様に
構成すれば、結合変圧器と絶縁変圧器とに同じ絶縁及び
冷却媒体を使用することができるので、絶縁及び冷却性
能を向上させることができ、また、全体を小形化するこ
とができる。

【００２０】請求項１３に記載したように、結合変圧器
とインバータ主回路及び制御手段とを同一の筐体に収容
すると共に、インバータ主回路を構成するスイッチング
素子及び制御手段を構成する部品が搭載された基板と
を、結合変圧器及びインバータ主回路の放熱部から熱的
に絶縁する構成としても良い。斯様に構成すれば、イン
バータ主回路を構成するスイッチング素子及び制御手段
を構成する部品の温度上昇を抑制し得て、インバータ主
回路及び制御手段をより長寿命化することができる。

【００２１】請求項１４に記載したように、負荷に対し
て出力される交流電圧を低下させたことに伴う省電力量
を算出可能に構成された省電力量算出手段を備えても良
い。斯様に構成すれば、ユーザは、省電力量がどれ位で
あるかを容易に把握することができ、最適な電力運用を
図ることができる。

【００２２】請求項１５に記載したように、省電力量算
出手段を、負荷の状態に応じて省電力量を算出する構成
としても良く、斯様に構成すれば、複数の異なる負荷が
接続されている場合でも、各負荷の消費電力特性などに
応じて省電力量を適正に算出することができる。

【００２３】請求項１６に記載したように、省電力量算
出手段を、電圧制御の停止時と動作時との消費電力量の
差に基づいて省電力量を算出する構成としても良く。斯
様に構成すれば、省電力量を容易に算出することができ
る。

【００２４】請求項１７乃至１９に記載したように、制
御手段の機能が故障若しくは停止している場合に報知動
作を行う報知手段を備えるのが好ましく（請求項１
７）、具体的には、報知手段をランプ若しくはブザー
（請求項１８）で構成し、または報知信号を外部に出力
する構成（請求項１９）としたので、斯様に構成すれ
ば、制御手段の機能が故障若しくは停止した場合にユー
ザに報知を行うことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１乃至図３を参照して説明する。図１は、交流電圧
調整装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。こ
の図１において、入力端子１ａ，１ｂは、図示しない商
用交流電源に接続されるものであり、入力端子１ａ，１
ｂ間には、交流電源電圧を検出するための電源電圧検出
器（入力電圧検出手段）２が接続されている。

【００２６】入力端子１ａと母線（給電線路）３ａとの
間には、結合変圧器４の二次巻線４ｂが直列に介挿され
ている。母線３ａには、出力端子３ｃが接続されている
と共に、出力端子３ｄは、母線（給電線路）３ｂを介し
て入力端子１ｂに接続されている。母線３ａ，３ｂ間に
は、出力電圧を検出するための出力電圧検出器（出力電
圧検出手段）５が接続されている。

【００２７】また、母線３ａ，３ｂ間には、交流電圧を
直流電圧に変換するコンバータ６の入力端子が接続され
ており、コンバータ６の出力端子は、インバータ主回路
７の直流母線７ａ，７ｂ（図２参照）に接続されてい
る。インバータ主回路７は、４つのトランジスタＴ１，
Ｔ２，Ｔ３及びＴ４が単相ブリッジ接続されて構成され
ており、各トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３及びＴ４のコ
レクタ−エミッタ間には、夫々フリーホイールダイオー
ドＤ１，Ｄ２，Ｄ３及びＤ４が接続されている。また、
直流母線７ａ，７ｂ間には、平滑コンデンサＣが接続さ
れている。

【００２８】トランジスタＴ１及びＴ２におけるエミッ
タ及びコレクタの共通接続点７ｃ並びにトランジスタＴ
３及びＴ４におけるエミッタ及びコレクタの共通接続点
７ｄは、インバータ主回路７の出力端子であり、これら
の出力端子７ｃ，７ｄ間には、単相変圧器で構成される
結合変圧器４の一次巻線４ａが接続されている。また、
一次巻線４ａには、常閉型のスイッチ８が並列に接続さ
れており、そのスイッチ８の一端側には、スイッチ８が
閉路状態の場合に流れる電流を検出するための変流器
（電流検出手段）９が介挿されている。尚、結合変圧器
４の変圧比ｎ1 は１より大に設定してある。

【００２９】図３は、スイッチ８の電気的構成を示すも
のである。スイッチ８は、２つの静電誘導形トランジス
タ（ＳＩＴ，図３においては、ｎチャネルの接合形ＦＥ
Ｔのシンボルで示す）８ａ，８ｂのソース（Ｓ）−ドレ
イン（Ｄ）が逆並列に接続されて構成されている。

【００３０】静電誘導形トランジスタ８ａ，８ｂは、ノ
ーマリオン形の半導体素子であり、ゲートに負電圧のバ
イアスをかけることによって遮断状態となる。また、静
電誘導形トランジスタ８ａ，８ｂのゲートは共通に接続
されて、スイッチ８の制御端子８ｃに接続されている。

【００３１】マイクロコンピュータを中心として構成さ
れる制御部（制御手段）１０には、電源電圧検出器２及
び出力電圧検出器５の検出信号、及び変流器９の検出信
号が与えられるようになっており、制御部１０は、これ
らをＡ／Ｄ変換して読み込むようになっている。

【００３２】そして、制御部１０は、変流器９からの検
出信号に基づいてスイッチ８の制御端子８ｃに制御信号
を与えると共に、電源電圧検出器２及び出力電圧検出器
５からの検出信号に基づいてインバータ主回路７を構成
するトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３及びＴ４の各ベース
に駆動信号（ＰＷＭ信号）を与えるようになっている。
また、制御部１０は、コンバータ６にも制御信号を与え
て、コンバータ６の動作を制御するようになっている。

【００３３】次に、第１実施例の作用について説明す
る。制御部１０に電源が投入される以前の状態では、コ
ンバータ６は動作を停止しており、インバータ主回路７
には駆動用電源は供給されていない。また、スイッチ８
は閉状態であり、結合変圧器４の一次巻線４ａは、スイ
ッチ８によって交流的に短絡されている。従って、この
状態では、結合変圧器４の二次巻線４ｂに交流電源から
供給される交流電流が流れることにより、結合変圧器４
の一次巻線４ａには誘起された交流電流が流れるが、そ
の電流は、スイッチ８により短絡されているループを流
れる。

【００３４】ここで、もし、この状態でスイッチ８が開
路されていると、一次巻線４ａに誘起された電流は、イ
ンバータ主回路７のフリーホイールダイオードＤ１及び
Ｄ４，Ｄ３及びＤ２の経路で流れて、平滑コンデンサＣ
を充電することになる。即ち、この場合は、負荷に供給
すべき電力のうち、平滑コンデンサＣを充電する電流分
が損失となるのに加えて、平滑コンデンサＣが充電され
続けることによって破壊に至るおそれがある。

【００３５】従って、インバータ主回路７が動作を開始
する前は、結合変圧器４の一次巻線４ａに誘起される交
流電流をスイッチ８で短絡したループに流すことによっ
て、二次巻線４ｂに交流電源電流が流れることにより生
じる損失は、二次巻線４ｂにおける漏れインピーダンス
に応じたものだけとなる。

【００３６】そして、図示しない電源スイッチが投入さ
れることにより、制御部１０に電源が供給されると、制
御部１０は、先ずコンバータ６の動作を開始させる。コ
ンバータ６は、母線３ａ，３ｂ間に供給されている交流
電源電圧を直流に変換した後、適当な電位の直流電圧を
生成して、インバータ主回路７に駆動用電源を供給す
る。

【００３７】次に、制御部１０は、変流器９からの検出
信号を参照してスイッチ８に流れている電流の大きさ及
び方向を判定し、その電流を打ち消して零にするような
逆方向の電流をスイッチ８に流すようにインバータ主回
路７を動作させる。そして、変流器９からの検出信号に
より、スイッチ８に流れている電流が略零になったこと
を確認した上で、制御端子８ｃに負電圧のバイアスを与
えてスイッチ８を開路する。

【００３８】同時に、制御部１０は、電源電圧検出器２
及び出力電圧検出器５の検出信号を参照して、母線３
ａ，３ｂ間に供給されている出力電圧と設定電圧（例え
ば、１００Ｖ）とを比較し、出力電圧が設定電圧になる
ように両者の差に相当する電圧が調整電圧として結合変
圧器４の二次巻線４ｂに誘起されて、交流電源電圧に重
畳されるようにインバータ主回路７を動作させ、５０ま
たは６０Ｈｚの交流電圧を出力させる。

【００３９】この場合、結合変圧器４の変圧比ｎ1 は１
より大に設定してあるので、インバータ主回路７の出力
電圧は、目標とする調整電圧の１／ｎ1 で良く、インバ
ータ主回路７の容量をそれ程大きくする必要はない。

【００４０】また、制御部１０は、調整電圧を交流電源
電圧に重畳するため、例えば、交流電源側にゼロクロス
点検出器（図示せず）などを設けることにより交流電源
電圧のゼロクロス点を検出し、調整電圧の位相が交流電
源電圧の位相と同相となるように制御する。尚、この場
合、電源電圧検出器２の検出信号を利用するようにして
も良い。

【００４１】以上のように本実施例によれば、インバー
タ主回路７は、制御部１０によって与えられる制御信号
に基づいて結合変圧器４の一次巻線４ａに交流電圧を出
力し、制御部１０は、出力電圧検出器５が検出する交流
電圧が設定電圧となるように、インバータ主回路７によ
り結合変圧器４の二次巻線４ｂに調整電圧を誘起させ、
交流電源電圧に重畳するようにした。

【００４２】従って、インバータ主回路７が出力する交
流電圧に基づき、結合変圧器４の二次巻線４ｂに誘起さ
れる電圧を調整電圧とすることによって、調整電圧のレ
ベルを滑らかに変化させることができる。また、従来の
ようにインバータ主回路から直接出力される電圧を調整
された交流電源電圧とするものに比して、インバータ主
回路７の出力電圧に基づき調整電圧として供給する電圧
範囲は、交流電源電圧の変動分と略同等の範囲で良いの
で、インバータ主回路７の容量を極めて小さくすること
ができ、交流電圧調整装置を小型且つ低価格で構成する
ことができる。加えて、コンバータ６に供給する交流電
源を、負荷側（二次巻線４ｂを介挿した後の母線３ａ）
から取ることができる。

【００４３】また、制御部１０は、インバータ主回路７
の動作を開始させる時に常閉型のスイッチ８を開路させ
るので、インバータ主回路７の動作開始前は、結合変圧
器４の一次巻線４ａに誘起される交流電流をスイッチ８
で短絡したループに流して、二次巻線４ｂに交流電源電
流が流れることにより生じる損失を、二次巻線４ｂにお
ける漏れインピーダンスに応じたものだけに抑制するこ
とができる。

【００４４】更に、その場合に、制御部１０は、スイッ
チ８に流れる電流を略零にした状態でスイッチ８を開路
するので、結合変圧器４の二次巻線４ｂにサージ電圧が
発生することを抑制できると共に、スイッチ８自体も大
電流に耐えるものを選択する必要がなく、容量の小さい
もので構成することができる。

【００４５】加えて、本実施例によれば、スイッチ８を
静電誘導形トランジスタ８ａ，８ｂによって構成したこ
とにより、インバータ主回路７の動作を開始させる以前
の状態においては、制御部１０から制御端子８ｃに制御
信号を与えずともスイッチ８は閉状態にある（ノーマリ
オン）ので、開閉制御を容易に行うことができる。ま
た、本実施例によれば、制御部１０は、電源電圧検出器
２が検出する交流電源電圧をも参照するので、結合変圧
器４の二次巻線４ｂに交流電源電流が流れることにより
生じる損失分を加味して、調整電圧を制御することがで
きる。

【００４６】図４は本発明の第２実施例の要部の構成を
示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を
付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明
する。図４は、主に結合変圧器４の一次巻線４ａ側を示
すものである。第２実施例では、第１実施例の変流器９
に代えて、２個の変流器（電流検出手段）１１ａ，１１
ｂが用いられている。

【００４７】変流器１１ａは、スイッチ８と一次巻線４
ａとの間に介挿されており、変流器１１ｂは、スイッチ
８とインバータ主回路７の出力端子７ｄとの間に介挿さ
れている。そして、変流器１１ａは、スイッチ８が閉路
されている場合に形成されるループに流れる電流を検出
し、変流器１１ｂは、その時にインバータ主回路７から
出力される電流を検出するようになっている。そして、
制御部１０は、スイッチ８に流れる電流を、変流器１１
ａ，１１ｂの検出信号による差として検出するようにな
っている。その他の構成は、第１実施例と同様である。

【００４８】以上のように構成された第２実施例によれ
ば、制御部１０が、スイッチ８を開路する場合にスイッ
チ８に流れる電流を略零とする制御を行う場合に、変流
器１１ａ，１１ｂによる検出信号の差によって、スイッ
チ８に流れる電流を容易に検出することができる。

【００４９】図５は、本発明を単相３線式の給電線路に
適用した場合の第３実施例を示すものであり、第１実施
例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下
異なる部分についてのみ説明する。入力端子１ａ，１ｂ
は、単相３線式給電線路の電源線Ｌ１，Ｌ２に夫々接続
され、入力端子１ｎは、中性線Ｎに接続されるようにな
っている。従って、電圧検出器２は、電源線Ｌ１，Ｌ２
間の交流電圧（例えば、２００Ｖ）を検出するようにな
っている。尚、入力端子１ｎは、出力端子３ｎに直結さ
れている。

【００５０】また、結合変圧器４の代わりに、２脚鉄心
に２つの一次巻線１２Ａａ及び１２Ｂａ，２つの二次巻
線１２Ａｂ及び１２Ｂｂが巻装されている単相変圧器で
構成される結合変圧器１２が使用されている。尚、これ
らの巻線１２Ａａ，１２Ｂａ，１２Ａｂ及び１２Ｂｂは
全て同相に巻かれている。

【００５１】二次巻線１２Ａｂは、入力端子１ａと母線
３ａとの間に直列介挿されており、二次巻線１２Ｂｂ
は、入力端子１ｂと母線３ｂとの間に直列介挿されてい
る。また、一次巻線１２Ａａ及び１２Ｂａは、インバー
タ主回路７の出力端子７ｃ，７ｄ間に並列に接続されて
いる。その他の構成は、第１実施例と同様である。

【００５２】次に、第３実施例の作用について説明す
る。第３実施例において、制御部１０は、出力電圧検出
器５により検出される出力電圧と設定電圧（例えば、２
００Ｖ）との差に応じて、インバータ主回路７を制御す
る。その他の作用は、基本的に第１実施例と同様であ
る。

【００５３】この場合、例えば、電源線Ｌ１，Ｌ２間の
交流電圧が図５のような極性（Ｌ１（＋），Ｌ２
（−））を示す時、インバータ主回路７からは、交流電
圧の極性が出力端子７ｃ側が（−），７ｄ側が（＋）と
なるように出力される。すると、この時の結合変圧器１
２の各巻線１２Ａａ，１２Ｂａ，１２Ａｂ及び１２Ｂｂ
に流れる交流電流の方向は、図５中に矢印で示すように
なる。即ち、インバータ主回路７が出力する交流電圧に
よって二次巻線１２Ａｂ，１２Ｂｂに誘起される調整電
圧の極性が、夫々電源線Ｌ１，Ｌ２の電源電圧極性に一
致するようになる。

【００５４】以上のように第３実施例によれば、２脚鉄
心に２つの一次巻線１２Ａａ及び１２Ｂａ，２つの二次
巻線１２Ａｂ及び１２Ｂｂが全て同相に巻装されている
結合変圧器１２を用いて、２つの二次巻線１２Ａｂ，１
２Ｂｂを、夫々単相３線式給電線路の２つの電源線Ｌ
１，Ｌ２に直列介挿し、２つの一次巻線１２Ａａ，１２
Ｂａを、インバータ主回路７の出力端子に並列に接続し
た。

【００５５】従って、インバータ主回路７が出力する交
流電圧により二次巻線１２Ａｂ，１２Ｂｂに誘起される
調整電圧の極性を、夫々電源線Ｌ１，Ｌ２の電源電圧極
性に一致させて重畳することができるので、例えば、２
つの電源線Ｌ１，Ｌ２と中性線Ｎとの間に夫々接続され
る負荷の容量が不平衡である場合でも、各負荷にバラン
ス良く電流を供給することができる。

【００５６】そして、１組のコンバータ６，インバータ
主回路７及び結合変圧器１２からなる交流電圧調整装置
を単相３線式給電線路に適用することができるので、単
相３線式給電線路に適用するために、例えば、コンバー
タ，インバータ主回路及び結合変圧器を２組備える構成
や、１つのコンバータに対してインバータ主回路及び結
合変圧器を２組備える構成、或いは、１組のコンバータ
及びインバータ主回路に対して結合変圧器を２組備える
構成を採用する必要がなく、交流電圧調整装置を小形且
つ低価格で構成することができる。

【００５７】図６は、本発明を単相３線式の給電線路に
適用した場合の第４実施例を示すものであり、第３実施
例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下
異なる部分についてのみ説明する。第４実施例では、第
３実施例における結合変圧器１２は取り除かれている。
そして、インバータ主回路７の出力端子には、単相変圧
器で構成される結合変圧器１３の一次巻線１３ａが接続
されており、その結合変圧器１３の二次巻線１３ｂは、
入力端子１ａと母線３ａとの間に直列介挿されている。

【００５８】そして、母線３ａ，３ｂは、絶縁変圧器１
４の一次巻線１４ａに接続されている。絶縁変圧器１４
は２つの二次巻線１４ｂ及び１４ｃを備えており、二次
巻線１４ｂは出力端子３ｃ，３ｎ間に接続され、二次巻
線１４ｃは出力端子３ｄ，３ｎ間に接続されている。こ
の絶縁変圧器１４の変圧比ｎ2 は、交流電圧調整装置の
入力側電圧（交流電源電圧）と出力側電圧との比に略等
しくなるように設定されている。

【００５９】通常、入力側電圧（Ｌ１−Ｌ２間電圧）
は、交流電源の給電線路におけるインピーダンスによっ
て電圧降下を生じており、必要とする出力側電圧（３ｃ
−３ｄ間電圧）よりも低いため、変圧比ｎ2 は、両者の
比に合わせて１より大なる値に設定される。

【００６０】次に、第４実施例の作用について説明す
る。制御部１０がインバータ主回路７を動作させること
によって、調整電圧は、交流電圧調整装置の内部におい
ては単相３線式給電線路の電源線Ｌ１側にのみ重畳され
るが、その調整電圧が重畳された交流電源電圧は絶縁変
圧器１４の一次巻線１４ａに印加されて、２つの二次巻
線１４ｂ及び１４ｃに出力電圧として誘起される。従っ
て、平衡した単相３線の出力電圧が得られる。

【００６１】以上のように構成された第４実施例によれ
ば、第３実施例と同様の効果が得られると共に、調整電
圧が重畳された交流電源電圧を、絶縁変圧器１４を介し
て負荷に供給することにより、コンバータ６やインバー
タ主回路７などが短絡故障した場合における負荷側の保
護を容易に行うことができる。

【００６２】また、第４実施例によれば、出力端子３ｃ
−３ｎ間，３ｄ−３ｎ間に夫々接続される負荷が不平衡
である場合でも、絶縁変圧器１４の一次側において電流
を平衡状態にすることができるので、各電圧のバランス
を維持して中性線の電位を略零に保つことができる。

【００６３】図７は、本発明の第５実施例を示すもので
あり、第３実施例と同一部分には同一符号を付して説明
を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第５
実施例は、第３実施例の構成における交流電圧調整装置
の入力側に、絶縁変圧器１５を配置したものである。

【００６４】即ち、入力端子１ａ，１ｂ間には、絶縁変
圧器１５の一次巻線１５ａが接続されている。絶縁変圧
器１５は、２つの二次巻線１５ｂ及び１５ｃを備えてお
り、二次巻線１５ｂの一端は母線３ａに、他端は入力端
子１ｎ（出力端子３ｎ）に接続されている。また、二次
巻線１５ｃの一端は母線３ｂに、他端は入力端子１ｎに
接続されている。尚、絶縁変圧器１５の変圧比は、ｎ2
に設定されている。その他の構成は第３実施例と同様で
ある。

【００６５】以上のように構成された第５実施例によれ
ば、第３実施例と同様の作用効果が得られると共に、入
力側に絶縁変圧器１５を配置したことによって、第４実
施例と同様に、故障発生時における負荷側の保護をも行
うことができると共に、負荷が不平衡である場合でも、
絶縁変圧器１５の一次側で電流を平衡状態にすることが
できるので、各電圧のバランスを維持して中性線の電位
を略零に保つことができる。

【００６６】図８及び図９は、本発明の第６実施例を示
すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。以上の第１乃至第５実施例における交流電圧調整装
置は、出力電圧が常に予め定められた設定値に維持され
るように制御するものであったが、第６実施例における
交流電圧調整装置は、条件に応じて出力電圧をアクティ
ブに変化させるように制御する構成となっている。

【００６７】そのため、図８に示す機能ブロック図にお
いては、制御部１０に代えて、外部より与えられる負荷
電圧指令Ｖo*に応じて出力電圧を変化させる制御部（制
御手段）１０ａが配設されている。また、出力端子３
ｃ，３ｄ間には負荷１６が接続されている。その他の構
成は第１実施例と同様である。

【００６８】図９には、図８に記載の負荷電圧指令Ｖo*
を作成する構成を示す。例えば、負荷１６が照明装置で
ある場合、光センサ１７により検出された光量Ｖo に応
じ、光量−負荷電圧変換部（制御手段）１８は光量ＶP
が大きくなるほど負荷電圧Ｖo が小さくなるように負荷
電圧指令Ｖo*を変化させる。この負荷電圧指令Ｖo*を受
けて制御部１０ａにより負荷電圧Ｖo は負荷電圧指令Ｖ
o*に等しくなるように制御される。

【００６９】これにより、負荷１６である照明装置が発
する光量と、交流電圧調整装置の出力によらない太陽な
どから得られる光量との相互作用で決定される室内等の
光量の変動を低減することができるとともに、昼間等で
光量が十分にある場合における照明器具の消費電力量を
減らすことができる。

【００７０】図１０は、図８の構成中の負荷電圧指令Ｖ
o*を作成する構成部分の他の例を示す第７実施例であ
る。時計（計時手段）１９により刻まれる現在時刻Ｔに
対して、時刻−負荷電圧指令変換部（制御手段）２０に
より予め設定された時間帯と現在時刻Ｔを比較し、現在
時間帯に応じた負荷電圧指令Ｖo*を出力する。この負荷
電圧指令Ｖo*を受けて制御部１０ａにより負荷電圧Ｖo
は負荷電圧指令Ｖo*に等しくなるように制御される。こ
れにより、時間帯に応じて適切な電圧を負荷に供給で
き、負荷で消費される不必要な電力を低減することなど
が可能になる。

【００７１】本発明の全体的な配置構成の例を第８実施
例として図１１及び図１２を参照して説明する。例え
ば、図７に示す第５実施例に用いられる絶縁変圧器１５
としては、安価であるという理由から油入変圧器が広く
使用されている。絶縁変圧器１５は通常キュービクルに
収納されるが、収納される機器はコンパクト性が要求さ
れる。そこで、第８実施例では、鉄心と巻線で構成され
る絶縁変圧器中身１５Ｃと交流電圧調整装置の結合変圧
器中身１２Ｃとを同一筐体２１に収納し、絶縁油などの
絶縁・冷却媒体２２に含侵させる。

【００７２】図１２に示すように、結合変圧器中身１２
Ｃにはブッシングなど外部端子ｔaを介してインバータ
主回路７などが接続され、前述のような電圧調整機能を
果たす。一般に結合変圧器１２は絶縁変圧器１５の数％
の容量と小さいため、乾式タイプが使用され、大きなス
ペースを占める。第８実施例のように、結合変圧器１２
に絶縁変圧器１５と同じ絶縁・冷却媒体２２を使用し、
同一筐体２１内に収納することにより、絶縁と冷却性能
が向上でき、交流電圧調整装置全体をコンパクトにでき
る。

【００７３】また、変圧器１２及び１５を一体構造にす
ることにより、設置が容易に行なえる。さらに、結合変
圧器１２は中身１２Ｃを露出させていないので、別置き
の乾式変圧器と比べて、騒音を低減できる。上記は油入
変圧器に適応する場合について述べたが、ＳＦ_６ガス絶
縁変圧器など、他の絶縁、冷却媒体を用いた変圧器に適
応しても同様な効果が得られる。

【００７４】図１３は本発明の第９実施例を示すもので
ある。一般に、モータドライブを行なうインバータは、
モータの寿命に合わせて基本設計されており、通常の寿
命は10年未満である。一方変圧器など受電システムに使
用される機器には数十年の寿命が期待されている。この
ように、本発明が適応される分野は受電システム分野で
あるので、本発明の交流電圧調整装置は市販されている
インバータと比べて、長い寿命が要求される。

【００７５】交流電圧調整装置の寿命は、インバータ主
回路７や制御部１０ａを構成する部品の使用時の温度に
より大きく影響を受ける。従って、これらの部品を擁す
る部分には、極力他からの熱の侵入を抑制する必要があ
る。

【００７６】第９実施例では、図１３に示すように、電
圧制御用の結合変圧器１２の中身１２Ｃとインバータ主
回路７及び制御部１０ａとを同一の筐体２１に収納し、
インバータ主回路７のスイッチング素子及び制御部１０
ａの制御基板２３部分を筐体２１の外部で囲うことによ
り、インバータ主回路７の例えばヒートシンクなどの放
熱部２４と結合変圧器１２からの熱放射と熱対流を制御
基板２３部分が受けないようにする。

【００７７】斯様に構成することにより、主な熱の放出
場所である放熱部２４と結合変圧器１２からの熱の侵入
によるインバータ主回路７のスイッチング素子及び制御
基板２３部分の温度上昇を防ぎ、インバータ主回路７及
び制御部１０ａの寿命を延ばすことができる。

【００７８】図１４は本発明の第１０実施例を示すもの
である。近年環境問題による省エネルギーの要求は全世
界、全人類の要求で有り、様々な取り組みが行われてお
り、世界中で、エネルギーの消費量を管理する動きにあ
る。

【００７９】このような時代の中で、各電力需要家が省
エネルギー量を、言い換えれば節電量を把握することは
重要なことである。節電量を把握していれば、季節、電
源電圧、天候などと節電量の関連性、設備を稼動するの
に必要な最低電力量、また照明、エアコンなど快適に過
すに必要な電力量から、節電の目標値をキープしつつ快
適で、最適な電力運用を図ることができる。

【００８０】図１４に示す回路構成では、本発明による
交流電圧調整装置２５に開閉器２６を介して負荷１６が
接続される。この場合の消費電力は、例えば照明負荷で
あれば略電圧の２乗に比例する。本発明の交流電圧調整
装置２５を使用することにより節電される電力Ｐは以下
の式で表すことができる。Ｐ＝Ｐ0 ×（Ｖ0 ^２／Ｖ1 ^２）−１Ｐ0 ：使用時の消費電力Ｖ0 ：電源電圧Ｖ1 ：負荷電圧

【００８１】Ｐ0 、Ｖ0 、Ｖ1 は交流電圧調整装置２５
で容易に測定ができるので、節電量は計算回路（省電力
量算出手段）を組むことにより求められる。上記の式は
負荷の消費電力が２乗で比例する場合の式であるが、ｎ
乗で比例する負荷の場合には、（Ｖ0 ^２／Ｖ1 ^２）
を（Ｖ0 ^ｎ／Ｖ1 ^ｎ）に変更すれば計算できる。こ
の節電量（省電力量）を自装置及び外部に出力し、更に
はコンピュータ制御の入力として用いることにより、節
電の目標値をキープしつつ、快適で最適な電力運用を図
ることができる。

【００８２】さて、負荷１６には様々なものが有り、例
えばモータである場合は電源電圧を少し変えても消費電
力は余り変化しない。このように、負荷１６の種類によ
り節電量は違ってくる。図１４において、負荷１６は開
閉器２６により選択的に接続される。この選択はコント
ローラ２７により行なわれており、コントローラ２７の
信号情報を交流電圧調整装置２５に取込み、稼動してい
る負荷１６の情報を入力する。

【００８３】交流電圧調整装置２５は各負荷１６の消費
電力が何乗で増加するかの情報を持っており、その負荷
情報と対比することによって、全体としての節電量を算
出できる。このように、異なる負荷１６を合わせて運転
する場合においても、容易に節電量を算出することがで
きる。

【００８４】図１５は本発明の第１１実施例であり、節
電量を算出する他の構成を示すものである。図１５にお
いて、負荷１６は交流電圧調整装置２５により電源が供
給される。通常の使用状態において負荷量の変動が殆ど
ないことを確認後、負荷電圧を制御し、制御前後の電力
量の差から節電量を算出する。

【００８５】電圧の変更は、例えば負荷１６が照明装置
である場合には、照明の明るさが急激に変化することに
より人に悪影響を与えないように、緩やかに変化させ
る。これらの算出には僅かの時間しか必要とせず、一定
時間毎に算出を行い、算出した間の節電量は運転電圧、
負荷電力及び前後の算出した節電量より推定する。この
ように節電量は容易に算定できる。

【００８６】この様に、交流電圧調整装置に節電機能を
持たせた場合、電圧調整機能が故障しても、略電源電圧
ＶS に等しい電圧を負荷１６に出力できるので、節電は
できないが負荷１６の運転は故障前と全く変わらず続け
ることができる。

【００８７】本発明は上記しかつ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。スイッチは、静電誘導形トランジス
タのようなノーマリオン型の半導体素子によって構成す
るものに限らず、例えば、常閉型の電磁接触器で構成し
ても良い。また、スイッチは、必ずしも常閉型のものに
限らず、インバータ主回路の動作開始前は、制御手段が
スイッチを閉状態とするようにアクティブに制御を行う
ようにしても良い。例えば、２つのＮＰＮ形トランジス
タのエミッタ−コレクタを逆並列に接続し、インバータ
主回路の動作開始前は、共通に接続された両トランジス
タのベースに制御手段がハイレベルの信号を出力して導
通状態にしておき、インバータ主回路の動作を開始させ
る時は、ベースにロウレベルの信号を出力して遮断状態
にする構成とすることも可能である。

【００８８】コンバータ６は、結合変圧器の二次巻線を
介挿する手前側、即ち、交流電源荷は位置して、インバ
ータ主回路７の駆動用電源を生成するようにしても良
い。コンバータ６は、制御部１０によって動作制御され
るものに限らず、常に自律的に動作するものであっても
良い。絶縁変圧器の変圧比は、必ずしも入力側電圧と出
力側電圧との比に略等しく設定する必要はない。制御部
１０がスイッチ８を開路する場合に、スイッチ８に流れ
る電流を略零にする制御は必要に応じて行えば良く、変
流器９または１１ａ，１１ｂも必要に応じて設ければ良
い。交流電圧調整装置としては、出力電圧を交流電源の
定格電圧と等しくなるように調整するものに限らず、定
格電圧を昇圧或いは降圧した出力電圧を得るように調整
するものでも良い。省電力量算出手段の機能は、制御部
１０または１０ａに持たせても良い。

【００８９】電圧を制御する目的で本発明の交流電圧調
整装置を使用する場合は、不足電圧及び過電圧が負荷１
６に加わらないように、短時間に負荷の運転を中止する
必要がある。本装置の電源電圧、電源電流、負荷電圧、
負荷電流及び、制御信号などの入力信号を基に、電圧調
整機能が故障している状態か、停止している状態を判別
し、装置または装置の周辺に取り付けたランプやブザー
（報知手段）などにより状態を報知する構成にすると良
い。これにより、本装置を節電機能として使用する場合
は、本装置が故障状態であっても、元電源を切ることな
く、交流電圧調整装置が故障しているのか又は停止して
いるのかを管理人（ユーザ）が認知し、適切に対処する
ことができる。

【００９０】また、制御機能が故障している状態か、或
いは停止している状態を判別し、その判別結果信号を出
力することによりコンピュータなどの様々な管理制御シ
ステムに情報を伝達する構成（報知手段）としても良
い。本装置を過電圧、不足電圧の対策としての電圧制御
機能に使用する場合、各構成要素の短時間過負荷耐量か
らしばらくの間の過電圧及び不足電圧の状態で運転が可
能である。本装置はこの過負荷耐量に従って運転される
が、決められた時間内に負荷を少なくして本装置を保護
する必要がある。本装置の状態信号を外部出力し、管理
制御システムに情報を伝達することにより、管理制御シ
ステムが負荷を少なくするなどの制御を行ない、効率よ
く本装置と負荷を運用することができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載の交流電圧調整装置
によれば、結合変圧器の二次巻線を交流電源から負荷へ
の給電線路中に直列介挿し、インバータ主回路が出力す
る交流電圧に基づき二次巻線に誘起される交流電圧を調
整電圧として交流電源電圧に重畳することによって、調
整電圧のレベルを滑らかに変化させることができると共
に、調整電圧として供給する電圧範囲は交流電源電圧に
変動分と略同等になるので、インバータ主回路の容量を
小さくすることができる。また、制御手段が、結合変圧
器の一次巻線に並列接続されるスイッチをインバータ主
回路を動作させる場合に閉状態から開状態に制御するこ
とにより、インバータ主回路の動作開始前には、結合変
圧器の一次巻線側に誘起される交流電流がインバータ主
回路側に流れ込むことがなく、電力損失を抑制すると共
にインバータ主回路を保護することができる。

【００９２】請求項２記載の交流電圧調整装置によれ
ば、制御手段は、入力電圧検出手段が検出する交流電圧
をも参照してインバータ主回路に制御信号を出力するの
で、結合変圧器の二次巻線に交流電源電流が流れること
によって生じる損失をも加味して、調整電圧を制御する
ことができる。

【００９３】請求項３または４記載の交流電圧調整装置
によれば、スイッチを、常閉型の電磁接触器（請求項
３）またはノーマリオン型の半導体素子（請求項４）と
したので、スイッチは、制御手段から制御信号が与えら
れない状態において閉状態にあるので、制御手段は、イ
ンバータ主回路の動作を開始させる前にスイッチの開閉
をアクティブに制御する必要がなく、制御が容易とな
る。

【００９４】請求項５記載の交流電圧調整装置によれ
ば、制御手段は、電流検出手段が検出する電流が略零と
なるようにインバータ主回路に制御信号を出力した上で
スイッチを開路するので、結合変圧器の二次側にサージ
状の電圧が誘起されることとが抑制されると共に、スイ
ッチの容量を小さくすることができる。

【００９５】請求項６記載の交流電圧調整装置によれ
ば、単相変圧器の２つの二次巻線を単相３線式給電線路
の２つの電源線に夫々直列介挿し、単相変圧器２つの一
次巻線を、夫々インバータ主回路の出力端子に並列に接
続したので、１つの単相変圧器によって、単相３線式給
電線路の２つの電源線には夫々の電源電圧極性に一致す
る極性の調整電圧を重畳することができ、２つの電源線
と中性線との間に夫々接続される負荷の容量が不平衡で
ある場合でも、各負荷にバランス良く電流を供給するこ
とができる。

【００９６】請求項７記載の交流電圧調整装置によれ
ば、単相変圧器の二次巻線を、単相３線式給電線路に介
挿される絶縁変圧器の二次側において、単相３線式給電
線路の２つの電源線に夫々直列介挿したので、交流電源
側と負荷側との間が絶縁されることにより、例えばイン
バータ主回路に故障が発生した場合などにおける短絡保
護を容易に行うことができる。

【００９７】請求項８記載の交流電圧調整装置によれ
ば、結合変圧器の二次巻線を単相３線式給電線路の一方
の電源線に直列介挿し、単相３線式給電線路と負荷との
間に絶縁変圧器を介挿したので、請求項６と同様の効果
が得られる。

【００９８】請求項９記載の交流電圧調整装置によれ
ば、絶縁変圧器の変圧比を、入力側電圧と出力側電圧と
の比に略等しく設定したので、インバータ主回路から出
力される調整電圧の範囲を、交流電源電圧の変動分に略
等しくすることができ、電圧の調整制御を容易に行うこ
とができる。

【００９９】請求項１０記載の交流電圧調整装置によれ
ば、例えば、負荷が照明装置などである場合に、その照
明装置が設置されている周囲の光量を光センサが検出
し、その光量が増加すると、制御手段は、照明装置に対
して出力される交流電圧を低下させるように調整電圧を
制御するので、昼間などの周囲が明るい場合には、照明
装置の照度を自動的に落として、必要以上に消費される
電力量を低減することができる。

【０１００】請求項１１記載の交流電圧調整装置によれ
ば、負荷が照明装置などである場合に、制御手段が計時
手段により計時される時刻に応じて調整電圧を制御する
ことにより、例えば、周囲が明るい昼間の時間帯におい
ては出力電圧を上昇させ、逆に、夜間の時間帯において
は出力電圧を低下させるようにして、周囲の明るさに応
じて照明装置の照度が自動的に調節され、時間に応じて
必要な電力量が変動する負荷については、不必要に消費
される電力量を低減することができる。

【０１０１】請求項１２記載の交流電圧調整装置によれ
ば、結合変圧器と絶縁変圧器とを同一の筐体に収容した
ので、結合変圧器と絶縁変圧器とに同じ絶縁及び冷却媒
体を使用することができ、絶縁及び冷却性能を向上させ
ることができる。また、設置スペースを小さくし得て、
設置を簡単にすると共に、騒音をも少なくすることがで
きる。

【０１０２】請求項１３記載の交流電圧調整装置によれ
ば、結合変圧器とインバータ主回路及び制御手段とを同
一の筐体に収容すると共に、インバータ主回路を構成す
るスイッチング素子及び制御手段を構成する部品が搭載
された基板とを、結合変圧器及びインバータ主回路の放
熱部から熱的に絶縁したので、インバータ主回路を構成
するスイッチング素子及び制御手段を構成する部品の温
度上昇を抑制し得て、インバータ主回路及び制御手段を
より長寿命化することができる。

【０１０３】請求項１４記載の交流電圧調整装置によれ
ば、負荷に対して出力される交流電圧を低下させたこと
に伴う省電力量を算出可能に構成された省電力量算出手
段を備えたので、省電力量がどれ位であるかを容易に把
握することができ、最適な電力運用を図ることができ
る。

【０１０４】請求項１５記載の交流電圧調整装置によれ
ば、省電力量算出手段は、負荷の状態に応じて省電力量
を算出するので、複数の異なる負荷が接続されている場
合でも、各負荷の消費電力特性などに応じて省電力量を
適正に算出することができる。

【０１０５】請求項１６記載の交流電圧調整装置によれ
ば、省電力量算出手段は、電圧制御の停止時と動作時と
の消費電力量の差に基づいて省電力量を算出するので、
省電力量を容易に算出することができる。

【０１０６】請求項１７乃至１９に記載の交流電圧調整
装置によれば、制御手段の機能が故障若しくは停止して
いる場合に報知動作を行う報知手段を備え（請求項１
７）、具体的には、報知手段をランプ若しくはブザー
（請求項１８）で構成し、または、報知信号を外部に出
力する構成（請求項１９）としたので、制御手段の機能
が故障若しくは停止した場合にユーザに報知することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における電気的構成を示す
図

【図２】インバータ主回路の詳細な電気的構成を示す図

【図３】スイッチの詳細な電気的構成を示す図

【図４】本発明の第２実施例を示す要部の電気的構成図

【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図６】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図７】本発明の第５実施例を示す図１相当図

【図８】本発明の第６実施例を示す図１相当図

【図９】負荷電圧指令Ｖo*を作成する構成を示す機能ブ
ロック図

【図１０】本発明の第７実施例を示す図９相当図

【図１１】本発明の第８実施例を示す全体的な配置構成
図

【図１２】機能ブロック図

【図１３】本発明の第９実施例における、各放熱部分を
冷却するための構成を示す図

【図１４】本発明の第１０実施例における全体構成を示
す機能ブロック図

【図１５】本発明の第１１実施例を示す図１４相当図

【符号の説明】

２は電源電圧検出器（入力電圧検出手段）、３ａ及び３
ｂは母線（給電線路）、４は結合変圧器、４ａは一次巻
線、４ｂは二次巻線、５は出力電圧検出器（出力電圧検
出手段）、７はインバータ主回路、８はスイッチ、８ａ
及び８ｂは静電誘導形トランジスタ（半導体素子）、９
は変流器（電流検出手段）、１０及び１０ａは制御部
（制御手段）、１１ａ及び１１ｂは変流器（電流検出手
段）、１２は結合変圧器、１２Ａａ及び１２Ｂａは一次
巻線、１２Ａｂ及び１２Ｂｂは二次巻線、１２Ｃは結合
変圧器中身、１３は結合変圧器、１３ａは一次巻線、１
３ｂは二次巻線、１４は絶縁変圧器、１５は絶縁変圧
器、１５Ｃは絶縁変圧器中身、１６は負荷、１７は光セ
ンサ、１８は光量−負荷電圧変換部（制御手段）、１９
は時計（計時手段）、２０は時刻−負荷電圧指令変換部
（制御手段）、２１は筐体、２３は制御基板（基板）、
２４は放熱部を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源から負荷への給電線路中に、二
次巻線が直列介挿された結合変圧器と、この結合変圧器の一次巻線に並列接続されるスイッチ
と、前記交流電源により給電される交流電圧に基づいて作成
した直流電圧を駆動用電源として、前記結合変圧器の一
次巻線に交流電圧を出力するインバータ主回路と、前記負荷に対して出力される交流電圧を検出する出力電
圧検出手段と、前記スイッチの開閉を制御すると共に、前記出力電圧検
出手段が検出する交流電圧に基づいて前記インバータ主
回路に制御信号を出力することにより、前記交流電源電
圧に重畳する調整電圧の制御を行う制御手段とを備えた
ことを特徴とする交流電圧調整装置。
【請求項２】交流電源の電圧を検出する入力電圧検出
手段を備え、制御手段は、前記入力電圧検出手段が検出する交流電圧
をも参照して前記インバータ主回路に制御信号を出力す
ることを特徴とする請求項１記載の交流電圧調整装置。
【請求項３】スイッチは、常閉型の電磁接触器で構成
されていることを特徴とする請求項１または２記載の交
流電圧調整装置。
【請求項４】スイッチは、ノーマリオン型の半導体素
子によって構成されていることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の交流電圧調整装置。
【請求項５】スイッチに流れる電流を検出する電流検
出手段を備え、制御手段は、前記電流検出手段が検出する電流が略零と
なるようにインバータ主回路に制御信号を出力した上で
スイッチを開路することを特徴とする請求項１乃至４の
何れかに記載の交流電圧調整装置。
【請求項６】給電線路は、単相３線式であり、結合変圧器は、一次巻線と２次巻線とを二組有する単相
変圧器で構成され、前記単相変圧器の２つの二次巻線は、前記単相３線式給
電線路の２つの電源線に夫々直列介挿され、前記単相変圧器の２つの一次巻線は、夫々インバータ主
回路の出力端子に並列に接続されていることを特徴とす
る請求項１乃至５の何れかに記載の交流電圧調整装置。
【請求項７】単相３線式給電線路に介挿される絶縁変
圧器を備え、単相変圧器の二次巻線は、前記絶縁変圧器の二次側にお
いて、単相３線式給電線路の２つの電源線に夫々直列介
挿されていることを特徴とする請求項６記載の交流電圧
調整装置。
【請求項８】給電線路は、単相３線式であり、結合変圧器の二次巻線は、前記単相３線式給電線路の一
方の電源線に直列介挿され、前記単相３線式給電線路と負荷との間に介挿される絶縁
変圧器を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れ
かに記載の交流電圧調整装置。
【請求項９】絶縁変圧器の変圧比は、入力側電圧と出
力側電圧との比に略等しく設定されていることを特徴と
する請求項７または８記載の交流電圧調整装置。
【請求項１０】負荷が設置されている周囲の光量を検
出する光センサを備え、制御手段は、前記光センサが検出する光量が増加するの
に応じて、負荷に対して出力される交流電圧を低下させ
るように調整電圧を制御することを特徴とする請求項１
乃至９の何れかに記載の交流電圧調整装置。
【請求項１１】時刻を計時する計時手段を備え、制御手段は、前記計時手段が計時する時刻に応じて調整
電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至９の何れ
かに記載の交流電圧調整装置。
【請求項１２】結合変圧器と絶縁変圧器とを同一の筐
体に収容することを請求項７乃至９の何れかに記載の交
流電圧調整装置。
【請求項１３】結合変圧器とインバータ主回路及び制
御手段とを同一の筐体に収容すると共に、インバータ主
回路を構成するスイッチング素子及び制御手段を構成す
る部品が搭載された基板とを、結合変圧器及びインバー
タ主回路の放熱部から熱的に絶縁したことを特徴とする
請求項１乃至１２の何れかに記載の交流電圧調整装置。
【請求項１４】負荷に対して出力される交流電圧を低
下させたことに伴う省電力量を算出可能に構成された省
電力量算出手段を備えたことを特徴とする請求項１０ま
たは１１記載の交流電圧調整装置。
【請求項１５】省電力量算出手段は、負荷の状態に応
じて省電力量を算出することを特徴とする請求項１４記
載の交流電圧調整装置。
【請求項１６】省電力量算出手段は、電圧制御の停止
時と動作時との消費電力量の差に基づいて、省電力量を
算出することを特徴とする請求項１４記載の交流電圧調
整装置。
【請求項１７】制御手段の機能が故障若しくは停止し
ている場合に、報知動作を行う報知手段を備えたことを
特徴とする請求項１乃至１６の何れかに記載の交流電圧
調整装置。
【請求項１８】報知手段は、ランプ若しくはブザーで
構成されていることを特徴とする請求項１７記載の交流
電圧調整装置。
【請求項１９】報知手段は、報知信号を外部に出力す
るように構成されていることを特徴とする請求項１７記
載の交流電圧調整装置。