JPS5861614A - 電圧調整変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術の背景 この発明は電圧調整変圧器特に配電用変圧器のタップ変
更機構を動作せしめるマイクロプロセッサを使用して制
御する変圧器に係る。

過去百年に亘って電子技術について飛躍的技術の最も飛
躍的且つ顕著な改革は１９７０年から１９８０年までに
おけるマイクロゾロセ、すの出現である。マイクロプロ
セッサ及び関連メモリー並にインターフェース素子はマ
イクロコンピュータを構成する。これは物理的に小型の
ディジタル機器であるが、２０年前の部屋一杯に亘るコ
ンピーータに匹敵する威力を有するものである。このマ
イクロコンピュータは電子ゲーム、計算器、超短波オー
ブン、販売端末、交通信号、自動車イグニッション装置
の制御、複写装置の制御盤に深部探針に殆んど無限に近
いまでに応用されている。

しかし乍らマイクロプロセッサの電力送電並に配電系統
における応用は稀であった。特に電力系統における保安
並に操作装置の自動制御には格別のものは無かった。マ
イクロコンピュータの出現は電力配電系統の特定された
本質を附与する技術的可能性を提供し、その制御は充分
に理解される〇多くの配電系統の場合、電圧は負荷、線
路のインダクタンス、或は抵抗の如き種々の要素によっ
て変化する傾向がある。かかる変化は機能の低下を来し
装置を損傷することもあるから使用者にとって不快なも
のである。段階的な制御変圧器は屡屡配電系統或は比較
的一定したネットウワークの電圧を保持するために用い
られる装置でおる。電圧は１）系の電圧変化を検出し、
２）機能を阻害することなく自動的に電圧を調整する装
置によって一定に保たれる。早期の段階電圧調整変圧器
はシーシーの米国特許第２，７１３，１４２号に提案さ
れている。

多くの場合はタッグ付自動変圧器であシ、この変圧器は
正負１０％の調整に役立つ直列巻線タップ付、調整出力
端子に接続される分路巻線１分路巻る０逆転スイツチも
附加されておシ、この逆転スイッチは電源電圧を昇圧又
は降圧するために常時中点或は上方又は下方に置かれて
いる。逆転スイッチは直列巻線の端部に分路して配置さ
れている。

逆転スイッチを昇圧位置においた状態で直列巻線は、負
荷に直列に配置された巻線数が増加するにつれて加算さ
れる。従って電圧昇圧量は増加する。

逆転スイッチが下方の位置に移動すると、直列巻線は分
路巻線に関し低減し電圧降下量は線路に直列におかれた
巻線数による。

その典型的なものとして自動制御装置はタップの設定を
変えるようにしである。多くの場合、これらの自動制御
は変圧器の入出力に流れ込む電流にもとづく電圧変化を
生じない０多重供給系統の場合又は交流電源を用いる場
合、逆方向の電力の流れを生せしめることは可能である
ことは当業者なら理解できることである。変圧器の自動
電圧調整部分が何れかの方向に応動するようにしてなか
ったら不安定になる惧がある。この種の解決方法として
は従来調整変圧器の入力端子に分路して別のポテンシャ
ル変圧器を使用し、それを電流の流れ方向の向きを変え
ることに使用した。この制御装置は多くの場合事実上電
気機械的に行うもので直線的に調整し保持することは困
難で、前記制御装置が逆流又は逆方向電力検知能力を持
たせるとすると特に高価なものとなる。米国特許第２，
２８０，７６６　。

第２，００９，３８３号並に第２，３８１，２７１号に
記載の機構は制御のために電気機械装置を全面的に使用
する電圧制御変圧器の代表的なものである。

マイクロプロセッサを使用した最近の且つ画期的進歩を
念頭において、近代電圧調整変圧器の設計は永らく期待
されていた。装置の自動調整回路は変圧器の出力端子に
゛流人並に流出する電流に基づく応動電圧の能力を含む
ように存在する分配変圧器に容易に適応されることので
きる比較的安価な制御は業者にとっても使用者にとって
も歓迎されるところである。現存する証明済の自動変圧
器巻線とタップ変更機構は最大限に使用されることが望
ましい。かかる電圧調整変圧器の設計は製品＋７）オー
バオールコストを安価にするのみでなく変圧器保守の操
作コースを稼動期間中軽減する。更にかかる制御が近代
的ディジタル通信計画に採用されると、その能力は、配
電系統を自動化しその系統を全面的に能率向上するため
に電気的有用性を発揮することになる。この様な装置で
は主局のコンビーータは配電系統を通してディジタル的
に制御された装置に自動的に信号を送ることができる。

各電圧調整変圧器は信頼できるマイクロプロセッサまた
はマイ、クロコンピユータを使用しているため、かかる
自動化された配電系統のメリットは問題の原点と使用者
の要求に広く答えるものである。

本発明の要約 本発明によれば、単巻変圧器の電圧タップを制御するの
にマイクロプロセッサを利用し、出力電圧があらかじめ
設定した。すなわち基準の根自乗平均電圧値に等しくな
るように維持される電圧調整変圧器が提供される。特に
、この電圧調整変圧器には以下のものが包含されている
一１次側巻回数を決め、交流電源に接続するための入力
端子が付属された第１巻線；電磁的に第１巻線と結合し
。

２次側巻回数を決め、出力端子が付属された第２巻線；
それを通して電流が第１巻線及び第２巻線に流れこむ部
分の巻数比を変化させるように、なる良くならばアナロ
グ的制御信号に応じて動作するタッグ変換器又は変換装
置；出力端子における瞬時交流電圧を表わす複数個のデ
ィジタル電圧信号を発生するような出力・電圧信号化手
段；変圧器の出力端子で維持しようとする根自乗平均電
圧値を表わす基準ディジタル電圧信号を確立するだめの
ディジタル入力装置：なるべくならばマイクロゾロセッ
サを用い、出力電圧信号化手段によって作られたディジ
タルの電圧信号を時間領域から周波数領域に変換して変
圧器の出力端子における根自乗平均電圧を表わす測定さ
れたディジタル電圧信号を得、測定されたディジタル電
圧信号と基準のディジタル電圧信号との間の差を表わす
ディジタル制御信号を発生させるためのディジタル計算
機；並びにタップ変換器を動作させるようにディジタル
制御信号をアナログ制御信号に変換するための手段。

できることならば、電圧調整変圧器には次のものも包含
されているとよい：出力端子を流れる瞬時交流電流の値
を表わすディジタル電流信号を作シ出すための出力電流
信号化手段；上記出力端子を通って流れる電流の実効値
を表わす測定されたディジタル電流信号を得るように、
ディジタル電流信号を時間領域から周波数領域に変換す
るための手段；測定された電流及び電圧についてのディ
ジタル信号を処理して出力端子における瞬時交流電流と
瞬時交流電圧との間の位相角の関係を表わすディジタル
信号を作シ出すための手段Ｏこれらの装置が包含されて
いれば、瞬時電流と瞬時電圧との間の力率関係を設定す
ることができる０その上、瞬時電圧と瞬時電流と電圧電
流間の力率との積の代数的符号を調べることによって、
、第１巻線と第２巻線との間の電力の流れの方向を定め
ることができる０したがって、瞬時交流電圧信号及び瞬
時交流電流信号を時間領域から周波数領域に変換するこ
とによって、変圧器を通しての電力の流れの方向を決め
る手段が提供されることになる。

最後に、入力端子と出力端子との間の瞬時電位差を表わ
す複数個のディジタル差電圧信号を発生させる差信号発
生装置を包含させ、これらのディジタル差電圧信号を時
間領域から周波数領域に変換することによって、入出力
端子間で測られた電圧の実効値を表わすディジタル差電
圧信号が作シ出される。入出力端子間Ｋかかる電圧の差
は夕。

グ変換機構の位置を表わすものになるから、タップ変換
手段の相対的な位置を表わすディジタル制御信号が得ら
れる。これは実質的には制御系に対する帰還信号である
。したがって、単に出力端子のところの電圧と電流及び
入出力端子間の電位差を測り、これらの電気的パラメー
タをディジタル的に処理することによって、頻繁な調整
と校正とが必要なリミットスイッチのような直接読み取
シ形の位置センサを使用することなくタッグ変換機構の
位置を変換もしくは制御するための制御信号が作シ出さ
れることになる。

ひとたび、マイクロゾロ七ツサ計算機内のディジタル信
号は他の用途にも容易に適合できるものであることを理
解し、又、付加された制御信号や監視装置の使用が可能
であシ容易にマイクロプロセッサ制御器に適合できるも
のであることを承知すれば、ディジタル的に制御された
電圧調整変圧器は通常のアナログ制御式電気−機械設計
手段に較べて非常に低い経費でこれらの機能（すなわち
線路電圧降下の補償）に適合し又それを作シ出すように
容易に変更することができる。その上１本発明の基礎的
な素子は他の電力系制御の要求にも容易に応えられるよ
うになっている０したがって。

本装置は他の電力分配及び制御用として用いるにも適し
た一連のマイクロプロセッサに基盤を置いたソフトウェ
ア及びハードウェアのモジュールとして見ることができ
る。この考え方は、現在及び将来の制御上の要求に合致
するようにマイクロプロセッサの有効性及び融通性を最
大限に発揮させるものである。

モジュールによるや９方には沢山の実際的な利点がある
。特に、動作上の特長は簡易化されたサービス技術とか
プログラム可能な議定書による遠隔通信の可能性とか６
番犬”タイマとかを含んだあらゆる制御が自動的に一体
化されることである。

その上、すべての制御盤が同じ方法で動作するようにな
るので野外訓練がずっと容易になってくる〇サービス技
術や装置は各制御とも共１にできるであろうから、これ
によって修理時間は最小になる。

さらに、各モジュールは新たに制御に組入れられる前に
すっかシ試験することができるので、装置間の関連性を
高めることができる。又、大切なこととしては制御機能
へのソフトウェアの使用を最大限にすることによって制
御の姿態を変更したシ追加したりすることが容易にでき
ることである。最後に。

共通の容易に入手可能な回路構成品を使用することによ
って、信頼度が最大になシ経費が最小になる。したがっ
て、モジー−ルとして設計した構成部品を使用したマイ
クロプロセッサ基盤の電圧調整変圧器は電力系制御の分
野に新時代を拓いたことに表る。この装置の用途と利益
とを制限するものは、ただ使用者の創意と工夫だけであ
る。

本発明の数多くのその他の利点や特長は、添付図面につ
いて説明する本発明の詳細な記述並びに具体例から容易
に明らかとなろう。

好ましい具体例の詳細な記載 以下１本発明を好ましい具体例について説明するが９本
発明はこの特定の具体例に限定されるものでないことは
言うまでもない。それどころか。

別の形や変形されたものや等価な各種のものかあシ、そ
れらは特許請求の範囲として請求されている本発明の範
囲内に包含されるものである。？：、こに間隙するもの
は本発明の原理の例示として受取られるべきであること
に留意しヤもらいたい。

マイクロコンビーータの設計に対する現在のやシ方の鍵
となるものの一つは、ノル−ドウエア及びソフトウェア
上の設計要求をあらゆるもめに適用できる共通のモジュ
ールに細分しているいろな電力系の制御における類似性
という利点を利用することである。一度これらのモジー
−ルが設計開発されれば、それらは再利用可能な６積木
”のセットとなシ、他の電力系制御の場合の基礎を構成
するように組み合わせることができる。この点は。

以下の本発明の詳細な記載を読む際に心に留めておいて
もらいたいことである。

マイクロプロセッサを基盤とした制御を作シ上げている
２つの基礎設計領域がある。集積回路・抵抗器・コンデ
ンサ・表示器・スイッチなどの物理的素子は一連の”・
・−ドウエア”モジー−ルを形成する。これらは、一度
構成されると容易には変更し難いものである。

マイクロコンビーータを基盤とした制御での第２の基礎
設計領域は計算機の制御手順であυ、これＫはアルゴリ
ズムとかプログラムとか文書が含まれる。これらの要素
はハードウェア構成品とは異なって容易に変更すること
ができることからソフトウェア　と呼ばれている。

・ハードウェアのモジー−ルとソフトウェアのモジー−
ルとを詳細に説明す、る前に２本発明を概観してみるの
が適当であろう。

第１図は進歩したステップ形電圧調整変圧器３０の絵図
である。この変圧器は本質的には単巻変圧器であシ、そ
れはタッグ付き直列巻線が共通の並列巻線に電磁的に結
合していることで特長づけられる。形式的な言い方をす
れば、変圧器を形成している鉄心と巻線とは油を満たし
たタンク３２の中にしっかシと取付けられておシ、この
タンクには適当なブッシングＳ、ＳＬ、及びＬを通しで
、必要な入出力端子が設けられている。これらの巻線に
ついてはこの説明の後の方でもっと詳しく述べることに
する。

以下余白 第１図りを参照すれば、変圧器のタンク３２内に収容さ
れている電流を運ぶ回路はたいていの部分がふつうのも
のであることが判る。特に、単巻変圧器は並列巻線５６
とタップ付き直列巻線５８とで作られている。変流器の
１次巻線ＣＴは負荷線路に入っていて、変圧器から負荷
に向って流れる電流Ｔｏを感知するのに用いられている
。第１図りに例示されているように、直列巻線５８には
８つの電圧タップが設けられている。１対の中性接点Ｎ
は電源ブッシングＳと並列巻線５６の上端とに直接接続
されている。逆転スイッチ６０が設けられていて、すべ
ての直列巻線５８が最大引戻し位置か最大後押し位置の
どちらででも使用できるようになっている。均圧巻線６
２と１組の回転接点すなわちスイッチ６４とによって電
流が切れることなく電圧を変えることができる。均圧巻
線６２の中央にはタップがついていて電源ブッシングＳ
に結ばれている。スイッチ６４を駆動して出力端子りに
おける電圧を変えさせるために１代表的に使われるもの
は電動機Ｍである。電動機Ｍもタンク３２の中に収容さ
れている。並列巻線５６にかかる電圧は電圧巻線６６で
感知される。電圧巻線にかかる電圧は出力電圧ｖｏに比
例している。

電位差ＶＤすなわち入力端子Ｓと出力端子りとの間にか
かる電圧は計器用変圧器ＰＴで感知される。

したがって、出力端子りを流れる電流ＩＯ＋出力端子に
おける電圧ｖｏ及び入力端子Ｓと出力端子りとの間にか
かる電圧ＶＤの３つを感知するための計装が設けられて
いることになる。電動機Ｍとスイッチ６４とはタップ変
換機構を形成することになる。

第１図Ｃを参照すると、変圧器タンク３２内に配置され
たいろいろな構成品から出たいろいろな線がケーブルに
束ねられ、制御°キャビネット４０の頂部に送られ、そ
こで上部端子板すなわちブロック５１と一緒にされる。

制御部品での保守を容易にするために分離スイッチ６８
が設けである。

サージの抑圧と電磁妨害の軽減のためサージ抑圧板７０
が設けられている。この組立板はできるだけ入カケープ
ルに近いところに位置し、きわめて短い電導体でキャビ
ネッ）４０に接地されている。

このサージ抑圧板には複数個のコンデンサＣと並列に接
続された金属酸化物のバリスタＭＯＶとがついている（
第１図り参照）。制御キャビネット４０の背面パネル５
０の下側に端子板つまりブロック５２があって、変圧器
タンク４２の内部から制御パネル４５の内部に設けられ
たハードウェア・モジー−ル５４に送られてくる配線を
接続するだめの主要接続点となっている。

第１図Ｂ及びＣを参照すれば、制御ノｆネル４５には、
棚組立７２がついていて、この棚は電源７４と４つの絶
縁用変圧器７６Ａ、７６Ｂ。

７６Ｃ，７６Ｄを配置するのに用いられている。

これらの変圧器は制御ノ？ネル４５に設けられたハード
ウェア・モジュールに流れたり、そこで処理されたりし
た電圧信号Ｃ６，ＣＩ　＋、Ｃ２１Ｃａを電気的に絶縁
するものである。電源７４はこの特定の具体例では比較
的安定な１５Ｖ、５Ｖ、−１５Ｖ、−２８Ｖの直流を与
えるものとなっている（第１図６参照）。

第１図りに示した残シの構成品は普通のものであシ、た
いていは標準の電圧調整変圧器に見られるものである。

特に自動／手動切換のトダルスイッチＳ２がタップ変換
用電動機Ｍを手動制御するために設けられている。この
スイッチＳ２はばね負荷のスイッチＳ１と一緒に用いら
れて、電動機Ｍの回転方向を手動的に制御する。２つの
ダイオードＤ１　とＤ２とは電動機Ｍを走らせるための
変圧器７６Ｄにバイアス電流を提供する。押しばたんス
イッチＰＩがタップ変換位置指示器３４（第１図Ａ参照
）を復帰させ、中立点指示ランプＬ１を試験するのに用
いられている。屋外で働く職員３６Ｑために、変圧器３
０の電圧を監視し動作を試験するため４つの試験点ＴＰ
ＩないしＴＰ４が設けられている。最後に、タップ変換
用電動機Ｍを流れる電流の方向を制御するのに１組の継
電器７８が用いられている。自動／手動切換スイッチＳ
１が自動の位置にあれば、タップ変換用゛電動機Ｍを通
って流れる電流の方向は継電器組立７８によって設定さ
れる接点径路で制御される。

さて１本発明の全体の構成、感知されたシ監視されたシ
する電気的パラメータ並びに出力電圧を変える一般的方
法について説明したので、これらの構成部品が動作する
方法について説明するととにしよう◇この機能を遂行す
る装置は制御パネル４５の内部の上端に設けられた３枚
の電子回路板４６．８０．８２に置かれている。これら
の回路板の機能的関係は第２図Ａに示されている。

第２図Ａを参照すると、マイクロコンピュータ回路板８
０が主要なハードウェア・モジュールとなっている。こ
の板は制御についてハードウェアの心臓部をなしている
。ここにはマイクロプロセッサ８４とその動作に密接に
関連した構成部品。

及びコンビーータのソフトウェアとして中心プログラム
とともに動作システムを含んだ読み出し専用記憶装置Ｒ
ＯＭ　９２が包含されている。表示回路板４６はマイク
ロプロセッサ回路板８０にプラグでさし込むようになっ
ていて、動作させる職員３６が計算機と１対話”できる
ように入力（鍵盤９８）及び出力（発光ダイオード９９
）を含んでいる。あとで説明することから、マイクロコ
ンピュータ回路板８０と表示回路板４６とは他のマイク
ロコンピータ基盤の電気分配系の制御にも容易に適用で
きるように設計されていることが明らかになろう。付加
的な用途に対しただ一つ変更する項目は所望の機能に対
する正確なグログラムをもっているＲＯＭ　９２と個別
回路板８２である。

マイクロコンピュータ回路板８ｏにはマイクロプロセッ
サ８４．読み出し／書き込みメモリ８６゜タイマ部８８
．前面ノｆネル部９０．読み出し専用メモリ９２．母御
緩衝部９４１番犬タイマ９６が含まれている。

マイクロプロセッサ８４はいろいろな制御上の演算機能
及び論理機能を遂行する回路要素である。

本発明の一具体例ではこれにモートローラ社製６８０２
マイクロプロセツサを使用している。これは現在入手で
きるものの中では最も強力なマイクロプロセッサであシ
、特に電力系統の制御に用いるのに適したものである。

サービスを容易にするために必要とするあらゆる論理回
路ならびに能力はこれに備わっている。

読み出し／書き込みメモリ８６は主としてデータを蓄積
するために用いられる。データは電源が供給されている
限シここに蓄積されている。このメモリは機能的にはマ
イクロプロセッサ８４で処理された情報を表わすディジ
タル信号を蓄積するためのレジスタ群として役立ってい
る。

タイマ・モジュール８８は６０ヘルツを上下する周波数
監視器であシ、同一系統の保護計画の中では基本的な要
素の１つである。このモジュールは負荷の流れの研究や
誤まった歴史的データに対する今の時期の情報を提供す
ることもできる。

前面ノ４ネル部９０は前面パネルの発光ダイオード表示
器と鍵盤４６（第１図Ａ参照）のマイクロプロセッサ８
４に対するインターフェーストシて用いられている。マ
イクロプロセッサの中心計画は半導体メモリ中に使用者
が選択した制御設定を蓄積することによって大量の・母
ネルに設置した制御スイッチと沢山のシラダイン部品と
を使わないで済ませることである。この選択は計算器形
式の鍵盤９８（第２図Ｂ参照）で入力することができ゛
る。この鍵盤９８はこの装置を動作させるようにあらか
じめセットすること；動作中に装置の設定を変更するこ
と；電力線の特性（すなわち、線路電圧の降下補償、基
準電圧の設定、基準電流の設定、電動機の時間遅延、電
圧制限状態、低域設定など）のどれか１つの読み取り（
第３図Ｂ参照）；正確な動作のための装置の検査に用い
られている。

現存の設定状況を調べるには関数キーを押してすなわち
機能コードを入れて発光ダイオード表示装置９９（第３
図Ａ、Ｂ、Ｃ参照）に生ずるセット状況を観測すればよ
い。新しいセット状態を登録するには取扱者は最初に保
証コードを入れてそのような付加や変更をする資格があ
ることを検証しさえすればよい（第３図り参照）。ひと
たび保証コードが破算されると、使用者は新しい設定を
することができるようになる。

前面パネル部９・０の動作は可撓性を最大にするために
、特に表示特性の領域での融通性を大きくするためにソ
フトウェアで制御されている。他の同様な制御にもこの
モジュールを使うことによって、前面パネル鍵盤９８と
発光ダイオ−に表示装置９９の配置及び動作は同じもの
にでき修得するのが容易である。

読み出し専用メモリ９２は容易に変更できるようになる
べくならば電気的にプログラム可能なものであるのが望
ましい。これはプログラムされた情報を蓄積するのに用
いられる。ここには所望の結果を生ずるようにデータを
取扱うように選定されたソフトウェア・アルコ９リズム
に従がってディジタル的なデータが処理される様子を記
述した詳細なプログラムが含まれている。この点はあと
で詳しく説明する。

１つ以上の母線緩衝部９４が特定の制御設計に用いられ
た多数の個別モジー−ル８２を拡張するのに用いられて
いる。緩衝部を用いることによって、はとんど無数のイ
ンターフェース・モジュールをマイクロコンピュータ回
路板８０を用いるように構成させることができる。

”番犬”タイマ９６は、たとえ制御に瞬時的な故障が生
じても適当な制御動作を確保するために用いられている
。その場合には“番犬“回路はマイクロコンピュータの
動作を中断して誤まりを診断し訂正するようにする。こ
の形態の一具体例では番犬タイマ９６は見失なったパル
スの検出器から成り、これは定常的な入力・ぞルスの流
れが出力へ伝送されるのを妨げることを要するものであ
る。

適切なプログラムの流れが失なわれ、システムが中断さ
れた場合には番犬タイマ９６は”時間切れ”となりコン
ピュータを復帰させてしまう。第５図Ａに示すように１
番犬回路は再設定可能なＲＣタイマで、マイクロコンピ
ュータによって定期的に復帰させられないときには、マ
イクロコンピュータの動作を中断させることができる。

実効上、これはソフトウェアのデータ伝送において誤ま
りを診断し訂正するのに役立つ。

さて、マイクロコンピータ回路板８０を形成するモジュ
ールについて説明したので２個別回路板８２に含まれる
モジュールについて説明しよう。

これらのモジー−ルには読み出し／書き込み／救援メモ
リ（ＥＡＲＯＭ　）　１００　、連続通信部１０２゜デ
ータ受取り部１０４．並列インターフェース部１０６が
含まれている。個別回路板８２は電圧調整変圧器の制御
に特異なハードウェア機能のために当てられている。こ
の板には付加メモリ（ＥＡＲＯＭ　）　１００があって
、アナログ信号を受取り、それらと継電器接点の位置と
を表わすディジタル信号をマイクロコンピュータ回路板
８ｏに供給する能力をもっている。個別回路板８２は制
御される装置３０とマイクロコンピュータとの間に必要
とする入出力インターフェースを提供する。

このインターフェースの最も重要な機能の１つは入出力
線路間の緩衝作用をして望ましくない信号や電磁妨害（
ＥＭＩ　）が制御回路の敏感な領域に入りこんで偽りの
応答を起こさせたシ回路素子を損傷させたシすることが
ないようにすることでちる。

読み出し／書き込み／救援メモＩＪ　１００は電源が切
れてもデータを蓄積し保持している。蓄電池も必要とし
ない。このモジー−ルはセット、保証コード、一連番号
、歴史的データなどを蓄積するのに用いられている。

連続通信部１０２はマイクロコンピュータが自動化され
た分配系で要求されるような他の装置と通信してマイク
ロコンピュータが遠隔制御され得るようにさせるもので
ある。このモジュールはたくさんのデータをデータ記録
器にどっと落していつか将来解析するのに用いることも
できる。たとえば、タップ変換用電動機Ｍの電流時間待
、性を記録しておいて、この機構を修理する必要がおる
かどうかを決めるようにすることができる。

データ受取り部１０４はマイクロコンピュータに対する
電力系統の立場の情報を提供している（第４図り参照）
。明確に言えば、このモジュールにはアナログ−ディジ
タル変換器（Ａ／Ｄ変換器）が含まれていて、これはマ
イクロコンピュータに電力系統からのデータを提供し、
それは制御機能を遂行するのに必要とするものでちる。

なるべくならば、ここには変圧器を取巻いている冷却媒
体の温度や圧力などに関した雰Ｍ情報を含ませておくの
がよい（第４図人参照）。

並列インターフェース部１０６はマイクロコンのに用い
られる。ここでば継電器接点に関する状態情報（すなわ
ち第１図りのＦＥＡ　１　、　ＦＥＬ　１　、　ＦＥＲ
Ｉ）が内部処理のために提供されている。この方法で伝
えられる情報には人が供給してくれる継電器の接点位置
、各種信号や特別の制御モードでの動作にセットするた
めの２状態入力信号といったものを含めることができる
。

これまでの説明から、この設計のやシ方は文字通り横た
わっているモジュールを切抜きはめ絵遊びのように側か
ら側へとはめていって作られた瞬時企画”の制御を開発
できるようにすることであるということに注目してもら
いたい。したがって、このシステムでは技術が進歩した
り、設計上の要求が変更されたりするに従がって新しい
モジュールを付は加えていくことができる。

上述のいろいろなモジー−ルや各部が新しい制御装置を
形成するように配列されることを誇示するように第４図
人ないしＤが用意しである。これはＬＴＣ変圧器と一緒
に用いるのに適した制御法の構成図である。これらの変
圧器は一般にずっと大量の電力を供給するのに用いられ
ているという点を除けば電圧調整変圧器と基本的には同
じものである。第４図人ないしＤに示されている機能ブ
ロックは一般的には第２図人に出ているブロックに対応
するものである。その上、特別のディジタル構成品がこ
れと提携している。ここでは入力端子Ｓと出力端子りと
の間の電位差を測定する代りに入力端子の電圧を直接監
視して入力として用いておシ、入出力端子間の電位差は
内部的に計算される。前面・ぜネル部はさらに第４図Ｂ
に示されておシ、又不揮発性メモリ部は第４図Ｃにも記
載されている。１２ビツトのデータ受取り部はもつと詳
細に第４図りに図示されているｄ 第４図人には８ビツトのデータ受取シ部が含まれている
ことに注意してもらいたい。この入力装置は変圧器及び
これを取巻いている誘電流体の熱力学的状態を表わす温
度、圧力、ガス分析、その他の雰囲気因子を監視するに
は特に有用なものである。適当な情報は読み出し専用メ
モリ部９２の中に、正常に動作している時の変圧器の熱
力学的状態として期待できる値を表わすディジタル値を
定義する゛調査表”の形で蓄えておくことができる。−
このような調査表は外部の温度や湿度と同じように変圧
器を通って流れる電圧や電流とともに変わる値で満たす
ことができる。したがって。

ＬＴＣ変圧器を実時間基準で動作させ、全体の動作能力
を最大にすることが実際的である。これによって、それ
らの電力分配系統を動作させる場合に余裕の加わった電
気的有用性を与えることができる。

以下余日 概略図 第５図ＡないしＥを見ると、ディジタル構成品が一緒に
結合されてマイクロプロセッサ制御回路を形成している
がその他の点では第２図Ａで説明したものと機能的に同
じものである手段を示した概略図が提供されている。ハ
ードウェアの図面は。

本発明に特有なたいていの特長が読み出し専用メモリ（
ＲＯＭ）　９２中のソフトウェアや後に続く指令を持っ
ているプログラムに隠されてしまっている可成シ一般的
なシステムでなければならないということが認められる
であろう。議論を１つの特定のマイクロプロセッサのチ
ップ群に限るのでなければ、プログラム又はソフトウェ
アの正確な細部を与えることは不可能である。したがっ
て、ノ・−ドウエアの簡単な記述を行ない２次に一般的
な用語で本発明に必要な主プログラミング技術を記述す
ることを提案する。そうすれば、“この分野の技術にた
けた”人はこの記載にもとづいてモデルを作シ上げるこ
とができ１通常利用できる技術的な文献は選定した特定
のマイクロゾロセッサノ製造業者から提供されている。

このような考えを心に抱いて眺めると、第５図Ａは個別
回路板８２のデータ取シ込み部１０４を形成する構成要
素を表わしているものであることが判る。特にこの回路
は変圧器の出力端子における電圧ｖｏの瞬時値を表わす
アナログ電圧信号Ｃ，１ｃｌ　ｌ　ｃ、　＋　Ｃ３：出
力端子りから流れ出す電流Ｉ。；入力端子Ｓと出力端子
りとの間にかかる電位差ｖＤ；タッグ変換機構を動作さ
せる電動機Ｍを通って流れる電流■、を多重化するよう
に配列されている・これらのアナログ信号が標本化され
る特定の順序は、この説明の後の方でソフトウェア・モ
ジュールの説明をするときに論することにする。これら
の信号がＡＤ？５０１で多重化される前に、抵抗分割回
路網と絶縁変圧器７６Ａ、７６Ｂ　、７６Ｃ。

７６Ｄ（第１図り参照）によって適当な尺度率が提供さ
れる。標本保持回路ＬＦ２９８を通った後。

選択されたアナログ信号はアナログ・ディジタル変換器
ＡＤ５７４を用いてディジタル信号に変換される。アナ
ログからディジタルへの変換器であるＡＤ５７４の出力
は一連のデータ・ピッ、トであって。

これはコンピュータのデータ母線へと流れていく。

このデータ取シ込み法はかなり標準的な方法である。確
かに、到来するアナログ信号をディジタル化するのに用
いることのできる別の方法や構成要素はいろいろとある
〇 第５図Ｂに戻ると、ここには個別回路板８２の残りの部
分が図示されている。特に連続通信部１０２、読み出し
／書き込み／救援用メモリ（ＥＡＲＯＭ）　１００　、
並列インターフェース部１０６が図示されているのが判
る。これらの部分の機能を遂行するのに用いることので
きる市販のデバイスはたくさんある。たとえば、読み出
し／書き込み／救援用メモＩＪ　１００は２つのゼネラ
ル・インストルメント社製２０５５をモートローラ社製
６８２１周辺インターフェース・アダプタと組み合わせ
て作ることができる。これによって１２８バイトのメモ
リができる。モートローラ社の６８２１周辺インターフ
ェース・アダゲタは前面ノ９ネル部９０及び第５図Ｃに
示した継電器組立７８と向かい合わせるのにも用いるこ
とができる。

第５図Ｂに示した残シの構成要素はマイクロコンピュー
タ回路板８０の一部である。特に、８個のインテル社製
２１１４チツゾが４０９６バイトの読み出し／書き込み
メモリ（ＲＡＭ）を作るのに用いられているのが目につ
く。又、母線緩衝部９４を形成するように２つの集積回
路（１，Ｃ，）　７４　ＬＳ２４５が示しである。タイ
マ部８８はモートローラ社の６８４０で作られている。

第５図りを見るとマイクロコンピュータ回路板８０の残
シの部分が示しである。特に、モートローラ社製６８０
２マイクログロセツサ・チップがデータ母線及びアドレ
ス母線を通る情報の流れを制御するのに用いられている
ことが判る。水晶１０９で４　ＭＨｚのタイミング・ノ
クルスを発生している。マイクロプロセッサ８４には８
個のピンがあって、データをユニットへ又はユニットか
ら動かしてデータ母線（ｎｏないしＤ７）を形成するよ
うに配線がしてあシ、又、１６個のピン（ＡＯないしＡ
１５）があって、これはアドレス母線に２進数を運んで
いる。情報がどちらの方向にも流れることのできるデー
タ母線と対照的に、アドレス母線では情報はマイクロプ
ロセッサ８４からＲＡＭメモリ８６とか読み出し専用メ
モリ（ＥＰＲＯＭ）９２とか、同様にそこにつながれた
いろいろな１チツゾへと外向きに運ばれていくだけであ
る。

この特定の場合には読み出し専用メモリはテキサス・イ
ンスッルメント社製の４個の２５３２チツプで作られて
いる。〜最後に、マイクロプロセッサ８４に入れたり出
したりするように各種取シ揃えた信号の集積がある。マ
イクロプロセッサ８４と読み出し専用メモリ９２との間
を行ったり来たりする運搬制御信号のうちのいくつかと
、７４ＬＳ１３９及び７４ＬＳ１３８という≠ツブを通
してＲＡＭ、ｊモリ８６Ｅｔ）：他のインターフェース
用チップに向かう’ＥＰＲ０ＭとＲＡＭによるページ書
き”というこれらの信号が制御母線を形成している。こ
の特定の具体例では、付加緩衝作用は３個の７４　ＬＳ
　２４４というチップと１個の７４　ＬＳ　２４５とい
、うチ、７ｐとで作られている。最後に２回路のパンク
選択は７４　ＬＳ　１３８というチップで行なわれ、こ
のチップには４個のアドレスピッ）　（Ａ　１２　ナイ
ＬＡ１５）と、それを７ビツ）　（ＹｌないしＹ７）に
復号／符号化するものが設けである。

この点で２回路には３個のシダネティクス社製の５５５
というチップが用いられていることに注目してもらいた
い◎第５図りに示しである５５５というタッグは装置の
最初のスタートのところで復帰制御をするために用いら
れている。これは制御機能を働らかせる前に電源が確実
に安定化されていることを保証しようとするものである
。第５図Ｅに示しである２つの５５５チツプはマイクロ
コンピュータ制御板８０（第２図Ａ参照）の番犬タイマ
９６を形成している。電力は電源７４（第１図り参照）
から差込み形接続器を通して供給されている。

第５図Ｃを見ると制御部の出力端が図示しである。継電
器組立７８は並列インターフェース部１０６から流れて
くるディジタル信号によって２つの共通エミッタ形トラ
ンジスタ・スイッチ１１２Ｌ及び１１２Ｒの一方が付勢
されたときに動作する。

継電器組立は電動機Ｍを通って流れる電流の方向を制御
するように４個の接点をセットする。（第１図りに示し
た）前面パネルスイッチＳ２を用いてタッグ変換機構を
手動制御にした時にはマイクロプロセッサに信号を加え
るのに１つの光学的に絶縁された継電器１１４が用いら
れる。電動機Ｍがタッグ変換スイッチ６４を上げたシ下
げたシするように命令された時には、別の２つの光学的
に絶縁された継電器１１６Ｒ及び１１６Ｌがマイクロプ
ロセッサにそれを告げる。電圧調整変圧器３０が特定の
消費者や利用者によって使用される方法に大きな融通性
をもたせるように、１組の光学的に絶縁された継電器１
１８Ａ　、　ｌ’１８Ｂ　、　１１８Ｃが設けられてい
る。これらの継電器は制御キャビネット４０に収容され
ている回路構成品上の適当な端子Ａ、Ｂ、Ｃを付勢する
ことによって動作状態に引きこむことができる。たとえ
ば、これらの端子には適当な継電器接点がつけてあって
、電圧を下げるモードが働いている時には変主器３０の
出力電圧を下げることができるようにする。同様にして
特別な負荷条件のときには変圧器の正規の出力電圧を高
めることができる。光学的に絶縁されたこれらの継電器
１１８Ａ　、　１１８Ｂ　、　１１８Ｃの１つ以上を付
勢すると実効的にマイクロプロセッサには、使用者がこ
れらの特別な動作モードの中の１つを選択したという信
号が加えられる。前記のことから、消費者や利用者の特
定の要求に対しマイクロプロセッサのいろいろな動作モ
ードが容易に適用できることは明らかである。装置の動
作は使用するソフトウェア・プログラムによって大いに
左右されるものであることを理解すれば。

この装置の融通性や実効上無限とも言える動作特性はな
おさらはりきシしてくる。

ソフトウェア・モジュール もう１つの主要なマイクロコンピュータ設計は。

もちろん１ソフトウエア”である。ここでは２種類のソ
フトウェアが用いられておシ、それは動作システムと応
用プログラムとである。（第７図に示した）メルトスＭ
ＥＲＴＯ８と呼ばれる実時間動作システムが、マイクロ
コンピュータを基盤としだ制御装置でこれらの活動を取
扱うように特別に設計された。マツクグローーエジソン
社の実時間動作システムという英語の頭文字を取ったメ
ルトスはソフトウェア設計に対するモジュールによるや
シ方のソフトウェア的基礎をなすものである。メルトス
は制御作用に対し組織的に協力することのできる沢山の
独立したタスクを許すものである。この動作システムは
一部のマイクロコンピュータ基盤の電力系統制御に対し
てはふつうのものになシつつある。

メルトス自身は保守を容易にするためいくつかのモジュ
ールでできている。この場合、モジュールはマイクロコ
ンピュータに特定のタスクを遂行させるプログラムや一
連の命令を参照する。メルトスを形成するソフトウェア
・モジュールは第７図に示しである。

マイクロコンピュータ系でソフトウェアと／１−ドウエ
アとの間の間隙を橋渡しするようにノ・−ドウエア配置
モジュール１２０が用いられている。

家事用モジュール１２２は電源が最初に加えられたあと
でマイクロコンピュータ系が順序立ってスタートしてい
くようにする。

前面ハネル・インターフェース・モジュール１２４は前
面ツクネル鍵盤９８を走査することと。

発光ダイオード表示装置９９を駆動するためた用いられ
る。取扱者３６がキーを押した後に（第３図ＡないしＥ
参照）、生まのキー情報は復号されて命令解釈モジュー
ル１２６に送られる。

命令解釈モジュール１２６は、制御設定の変更を調べた
シ、受取ったデータを表示したシすることも含んで、制
御がどのように取扱者３６のいろい゛ろな命令に応答す
るかを決めるものである。このモジュールは７つのマイ
クロプロセッサ基盤の電気的分配制御に共通になるよう
にしであるので。

取扱者３６は一度ある１つの制御を行なうやシ方を覚え
てしまえば、外のすべてのことにも熟知したものになる
。このモジュールは又、自動化された分配系における制
御と協同するのに必要な遠隔制御の命令も処理している
。

通信インターフェース・モノニール１２８は他の装置、
特に将来は自動化されていく分配系と顔向わせするのに
必要な各種の通信規約を提供するものである。連続通信
部１０２を通ってきた制御によって受取られた遠隔操作
命令は作シ直されて命令解釈モノニール１２６へと送ら
れていく。

逆境の下でマイクロコンピュータ系に起こり得るいろい
ろな故障はシステム故障モジュール１３０で検知され、
補正される。誤動作の実行を妨げるような各種のソフト
ウェアでの１トラツプが設けられている。これは”番犬
”タイマ９６（第２図Ａ参照）に対応するソフトウェア
面での等価なものである。

鍵盤診断モジュール１３２は個々のマイクロコンピータ
構成要素に前面／（’ネルから接近することができるよ
うにしたもので、これによってサービス技術者がハード
ウェア又はソフトウェアのいろいろな部分を調べること
が（きるようになっている。このようなプログラムによ
って鍵盤９８゜発光ダイオード表示装置９９．各種の入
出力部。

メモリ部、電源７４及びその他のものを試験することが
できる。この種の試験はふつう゛その場で”疑わしい構
成部品を試験するのに用いられたり。

すべてのハードウェア構成品を定期点検するための保守
プログラムの一部として用いられたシする。

制御部の各種の機能は安全性のレベルに応じて分類する
ことができる。これは資格のない取扱者３６がそれを使
用しないよう阻止するのに役立つ。

安全鎖錠モジュール１３４がこの働きをする。特にこの
モジュールは取扱者が安全コードとしてあらかじめ定め
られた数の数字を入れられるようにしである（第３図り
参照）。おのおのの正当な安全コードは１組の機能が遂
行されるのを容認するようになっている。正当ではない
安全コードを入れるとどれも誤通報となる。いろいろな
安全性のレベルのおのおのに対応して、多くの安全コー
ドを与えることができる。数個の安全レベルを設けてお
けば、いろいろなレベルの監督制御によって機能を挿入
したシ遂行したシすることができる。

制御部の動作に必要な各種の数字的機能は数字・ぐッケ
ージ・モジュール１３６によって行なわれる。

メルトス動作システムの最後の構成要素は割込ハンドラ
・モジュール１３８である。割込は中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）が各゛命令サイクルの一部として調べている一連の
入力である。これらの割込によってＣＰＵはいろいろな
状態ビットを検査することによりソフトウェア・レベル
よシもむしろハードウェアのレベルでその出来事に反応
するようになる。

メルトス動作システムでは割込ハンドラ・モジー−ル１
３８は優先割込システムに応じて重要な割込と重要でな
い割込との区別を行なう。このシステムによってＣＰＵ
は現在実行中のものに較べて優先度の高い割込でなけれ
ば割込まれることがないようにしである。

第８図ＡないしＥはメルトス動作システムの流れ図であ
る。制御部の電源が入れられるか、再スタートされたと
きにはスタック・ポインタ１４０が初期化される。この
分野の技術に長けた人ならハ、スタックの番地付けは多
くのマイクロコンピュータに用いられている暗示メモリ
の番地付けの変形であシ、はとんどすべてのマイクロコ
ンピータで１つの形又は別の形で遂行されているもので
あることは知っているはずである。もっと一般的なスタ
ック構造ではデータやアドレスの一時的な蓄積のために
いくらかのデータ・メモリ領域をそばに置いている。ス
タックはふつう６スタツク・ポインタ”と呼ばれている
データ計数器形のレジスタで番地付けされている。そし
て、ふつうはただ２つだけの動作が許され、それは（し
ばしば６プツシユ′と呼ばれているように）スタックの
頂部に書き込むことと、（″ポツプとか”ゾル”とか呼
ばれているように）スタックの頂部から読み出すことと
である。スタックというのは、それがデータ語を積み重
ねたものとして見ることができて、そこではスタ、り中
に入れられたデータ語のうち最後のものだけか、スタッ
クの頂部にある最初の空のデータ語だけが番地付けされ
得ることからその名前がつけられたものである。いずれ
の場合でも、スタックはスタック・ポインタ中に蓄えら
れているアドレスを通してアクセスされる。

別の初期化タスク１４２も電源を入れた後か再スタート
した後に動作する。コンピュータはプートストラッグ動
作を通して読み出し／書き込みメモリの初期化、電気的
装置や制御に特異なノ母うメータの定義、いろいろなＰ
ＩＡの初期化、ソフトウェアの時計の同期化、いろいろ
なデータ計数器やレジスタの初期化という方向に動いて
いく。ひとたびコンピュータが動作状態に入れば１割込
１４４は割込ハンドラのソフトウェア・モジュール１３
８の指示に従がって発生することができるようになる。

そのときまでにコンピュータは背景という副プログラム
１４６で実効的にアイドリング状態になっている。前に
述べたように９割込は中央処理装置が各命令サイ、クル
の一部として調べている連続した入力である。これらの
割込はＣＰＵが状態ピットを検査すること（すなわち、
ポーリング）によってハードウェアのレベルで出来事に
反応することができるようにするものである。割・込は
ふつうにプログラムされた入出力よシももっと多くのハ
ードウェアを要するけれども、より早い、もつと直接的
な応答を提供する。

割込が一掃されると、動作システムは優先度１４７につ
いてのシステムに従がって、副フログラムの実行を監督
することになる。おのおのの副プログラムハ、他の副プ
ログラムに対するそのプログラムの重要度を表わす優先
度及び鍵盤９８のような周辺装置からの割込に対する重
要度を表わす優先度で互いに関連し合っている。

最初に実行すべき副プログラムは前景と呼ばれる副プロ
グラム１４８である。これは最高の優先度をもった遂行
すべき時間関連のタスクを表わし。

これはさもなければ割込信号では実行されないものであ
る。中景という副プログラム（第８図Ｂ参照）は前景と
いう副プログラムｘシも優先度は下である。もちろん、
最低優先度の副プログラムは背景という副プログラムで
ある。中景というプログラムにはデータを鮪するとか、
ディジタル表示を最新のものにするとか鍵盤操作を受入
れるとかというような日常の仕事を遂行することが含ま
れている。

ＣＰＵの動作に向けられた動作システムはこれらの各副
プログラムの状態を試験し、もし副プログラムが割込ま
れていれば、　ＣＰＵは割込が発生した瞬間におけるそ
の状態に復活させられる。もし副プログラムが割込まれ
ておらず、むしろ完了していれば、　ＣＰＵは次の最低
レイルの副プログラムに進む。したがって、各副プログ
ラムは次の副プログラムが始められる前にその優先度構
造に従がって完了させられるととになる。

図８Ｃにタスク行列と呼ばれる副プログラムが図示され
ている。これには実時間クロックの更新動作、タスク・
タイマ・フラグの更新のような短時間待ち行列（第８図
り参照）の実行、−日という期間での動作のような長時
間行列の実行が含まれている。

タスク行列という副プログラムが完了すると。

次に７ラダド・タスクが実行される（第８図Ｅ参照）。

タスク状態を表わすバイトはフラグド・タスクが遂行さ
れるのを保証し、さもなければそれはマスクされる。タ
スク・タイマはタスクの時間優先度割当を制御するのに
役立っている。

メルトスと組合わされて、マイクロコンピュータに電圧
制御器の”個性”を与えるような特定のソフトウェア・
モジュール（アルゴリズムとプログラム）がある（第９
図参照）。現在の制御系には利用できないでハードウェ
アを付は加えた時だけ使えるたくさんのアクセサリがマ
イクロコンピュータ基盤の制御系ではソフトウェアを付
加すれば可能になる。もしあったとしても、付加される
構成要素はほんのわずか必要なだけである。個々のソフ
トウェア応用モジュールは容易に変更することができる
し、付加されたモジュールはたとえ制御が始まった後で
も任意の時に加えることができる。

データ受取用モジュール１５０は４つの縮尺されたアナ
ログ入力信号（出力電圧Ｃ２，出力電流Ｃ１゜電動機電
流ｃ３１差電圧Ｃｏ）を標本化する。め変換器（第５図
Ａ参照）はアナログ信号をディジタルの２進オフセツト
数に変換す不。標本化は零交差を検知することによって
電圧チャネルの基準値が確立されてから開始される。こ
の動作は他の個別ソフトウェア・モジュールについて説
明した後で詳しく論することにする。

調整用モジュール１５２は調整器制御のソフトウェア面
での心臓部である。このモジュールはあらゆる源泉から
のすべての入力情報を取シ入れ。

この情報をプログラムされたように組み合わせ。

適当な出力を決めるものである。出力がない（タッグの
変換がない）か、特定数のタッグ変換をするように上昇
又は下降動作をするかが計算される。

このモジュールへの入力には出力端子電圧；出力電流；
差電圧；維持しようとする基準電圧の設定；帯域幅（す
なわち、タッグ変換器が動き出すように命令されるまで
にどのくらいの変動が許されるかという値）；線路電圧
降下の補償値；時間遅延（すなわち、タッグ変換器が動
作するようにトリガされるまでに出力電圧にどのくらい
長い間特定の変化が続いていなければならないかという
ことで、不必要な短時間のスイッチ運動をさせないよう
にするためのもの）がある。出力監視モノニール１５４
を通して、マイクロプロセッサはアナログ−ディジタル
変換器・多重化器・タップ変換用電動機Ｍの電流感知用
変成器によシミ動機電流を読み取シ、この電流がタッグ
変換用スイッチ６４を駆動する。電動機電流は電流が上
昇／下降継電器組立７８からタッグ変換用電動機駆動軸
上の保持スイッチに移されるまでは感知されない。した
がって、上昇／下降継電器組立を経由して制御作用がタ
ップ切換動作を開始する時には電動機電流は未だ感知さ
れていない。保持スイッチが持ち上げられると、制御作
用は継電器動作を終らせてタップ切換が完了するまで電
動機電流の監視が続く。

適切に動作しているタッグ切換スイッチではこれらの動
作は既知の時間内で完了する。既知の時間に較べて伺か
変動があれば、それは装置に問題があるか、故障か、電
圧の故障かを示すことになる。

したがって、出力監視モジュール１５４はマイクロノロ
セッサに情報を提供し、提供された情報に基づいた適当
な訂正作用又は追従作用を提供することになる。たとえ
ば、ふたたび動作させるとか。

全システムを閉止するとか、ｅ報を用意するとか。

歴史的な監視又は訂正作用のために遠方の源泉に伝達す
るために適当なフラグを立てるとかの動作を行なうよう
に試みることができる。

出力監視モジー−ル１５４と調整用モジュール１５２と
は互いに結び合って確実にタップ切換が行なわれ、しか
もそれが適当な方向に行なわれるようにしている。

説明しておく最後の個別ソフトウェア・モジュールは力
率計算用モジュール１５６である。この分野の技術に長
けた人ならば、力率というのは位相角すなわち、交流電
源の瞬時電流ベクトルと瞬時電圧ベクトルとの間の角度
の余弦であることは知っている（第６図Ａ参照）。力率
が大切なのは。

それが”無効電力”と対照的に流れる６有効電力”を計
算できるようにするからである。もっと大切なことは、
電圧・電流・力率の積の符号を調べることによって、電
力の反転が起こっているかどうか、したがって電力が実
際には電圧調整変圧器の出力端子りの方に向けて流れ・
ておシ、出力端子から流れ出しているのではないのかど
うかを決められるからである。電圧と電流の瞬時値は時
間的に異なった点で測定されるから、電圧及び電流を標
本化したディジタル信号を位相角や力率を求めるのにそ
の１１使うことはできない。その上、電圧調整器の動作
特性を規定するのには電圧及び電流の実効値が用いられ
るから、電圧電流の位相角の関係を計算することに加え
て電圧や電流の実効値を計算する必要がある。これらの
データ変換をすべて実行する正確で有効な技術は高速フ
ーリエ変換である。

高速フーリエ変換ＦＦＴは入力信号の周波数スペクトル
と大きさ及び位相角を計算するのに用いられる。特に、
入力信号のベクトル値（値の列）を計算するための高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムでは手抄間に１５
００以上の標本データが処理される。ＦＦＴ計算では関
数のベクトル表示で結果が出てくる。この方法は実際の
金物部分を模写したものである。ハードウェアでやろう
とすると経費が高くなり勝ちで、きわめて屈曲性に富ん
だ多用性のものではない。

高速フーリエ変換（ＦＦＴ） ＦＦＴのアルゴリズムを理解するために、フーリエ積分
を考えることから始めよう二 Ｈ（ｃａ）＝　ｆ：　ｈ（ｔ）　ｅｘｐ−Ｃ−ｊωｔ〕
ｄｔ　　はでｊ＝〆］もしわれわれが ａ）時間変数（１）を離散的な値（ｎＴ）にし；ｂ）周
波数に）の離散的な値について変換点を計算し； ｃ）総和を取る時間限界に有限な限界を設けるならば、
これはディジタル的な信号処理に適用することができる
。

この変換は丁を正規化し２時間サンダルの数■を周波数
サンプルの数［有］）に等しくすれば簡易化される。こ
のような仮定を置けば離散的７−リエ変換（ＤＦＴ　）
が得られ。

となる。ＤＦＴは有限個の時間サンプルしか含んでいな
いから、一般的にフーリエ積分変換の近似である；すな
わちフーリエ積分変換では信号について無限数の時間記
録を必要とする。

ある条件の下ではＤＦＴは完全に可逆的である；すなわ
ち２時間積本を周波数標本Ｈ（ｋ）から取シ直すことが
でき。

となる。

ＤＦＴは一組の時間領域での標本から周波数ス被りトル
を計算するものである。

ＤＦＴ、を行なうために必要な厖大な量の計算のため、
この変換の利用は実時間での応用ではないものに限定さ
れるのがふつうである。この欠点を克服するため、　Ｆ
ＦＴが考えられた。これはＤＦＴの計算を外の利用可能
なア・ルゴリズムが行なうよりももっと速やかに行える
アルゴリズムである。

ＤＦＴ計算のためのアルゴリズム 離散的フーリエ変換を考えることにする。

ω＝ｅｘｐ（息）とする。ここでπ＝３．１４１５９・
・・Ｎ そこで もしＮ＝１６（すなわち、１サイクルの標本数が１６）
であると、基本成分（すなわちｎ＝＝１に対するもの）
は で与えられる。これを展開すると １６　Ｘ（１）＝　Ｘｏ（０）ω０＋Ｘｏ（１）ω１＋
Ｘｏ（２）ω２＋Ｘｏ（３）ω３＋ｘｏ（４）ω’＋Ｘ
、（５）ω”＋Ｘ、（６）ω６＋Ｘｏ（７）ω７十ｘｏ
（ｓ）ω８＋Ｘｏ（９）ω９＋Ｘ　ｏα１ω＋ＸＯαη
ω１１十Ｘ。α埠ω　十Ｘｏ（１１ω　十Ｘ、α→ω　
＋Ｘｏα斡１５となる。一方、オイラーの等式から ｅ：ｌ：ｊθ＝０θ＝Ｌ　ｊ　ｓ□□θであり、これか
ら次のようになる。

ω８　＝＝　−１何とならばω８＝ｅ”ｊ＝−１＋ｊ（
１−１ω＝Ｊ　　　　　　　　ω４−ｅ“Ｖ２＝ｊ４　
　。

ω２−（Ｋｌ＋　ｊＫｌ）　　　　　ω２＝ｅ′ｒＶ４
＝ｃｏｓ４５°＋　ｊ　ｓｉｎ　４５゜ここで Ｋ　１　＝ａ：Ａ＝Ｓｉｎ”　＝ｓｊｎ　４５’　−ｃ
ｔｓ　４５’に３＝ｓｉｎ　’＝　５ｉｏ２２’。

２ である。次の関係式 ％式％（８） （９） （１ （１１１ を用い、−笥単化すれば次のようになる：１６　Ｘ（１
）−Ｂｓ＋’Ｂｓ　ＣＫｚ＋ＪＫｓ　）＋Ｂ＋ｏ　ＣＫ
ｓ　＋ｊＫｔ　）＋Ｂｌｌ　（Ｋｚ＋ｊＫ３ＸＫ＋　十
ｊＫｔ　）＋Ｂ１２（ｊ）＋Ｂ＋３（ｊ）’Ｋｔ　＋ｊ
Ｋ＋　）　十Ｂ＋ｄｊ）（Ｋ１＋ｊＫｔ　）＋Ｂ＋５（
ｊＸＫ＋＋ｊＫｔ　ＸＫ２＋ｊＫａ）実数部と虚数部と
を分離すると ＸＲｅ＝［Ｂ８＋ＫＩＫ２（Ｂ１１−Ｂ１５）−ＫＩＫ
３（Ｂ１１＋Ｂ１５）十Ｋｌ（ＢＩＧ−Ｂ１４　）＋に
２Ｂ９−に３Ｂ１３１／１６及び Ｘｌｍ＝　ｊ［：Ｂ＋ｚ＋に＋　（Ｂ１０＋Ｂ１４　）
＋ＫＩＫ３　（Ｂｌｌ−Ｂ１５　）＋ＫＩＫ２　（Ｂ■
＋Ｂ１５　）＋に３Ｂ９＋に２Ｂ１３１／１６となる。

したがって、このアルゴリズムは変数の瞬時値の１６個
の標本を測定するか入手することによって１時間領域か
ら周波数領域へと変数を変換することができるようにす
るものである。その上、この変換では実数部と虚数部の
両方が得られるから。

変数の実効値（ＲＭＳ値）を容易に求めることができる
。

第６図Ｂを参照すると１時間的にある一点で電圧の瞬時
的な時間に依存した値がａｖ及びｂｖとして与えられて
いる。対応する電流（ａ□、　ｌ’　ｂｌ）は（ａ　　
、ｂ　　）が標本化された時刻にはコンピュータへの入
力として用いることはできない。っまシ。

電流はθ秒後にａｍ＋　ｂｍが与えられるまで測定する
ことができなかつたのである。したがってｐ問題は（ｍ
ｓ　＋　ｂｌと電流の遅れ角φとを得ることである。

任意の時刻における電圧はＶであり、ここにＶ　＝ａ　
　−１−ｔ）　２ ａｖ＝Ｖ部ωｔ ｂｖ＝Ｖｓｉｎωｔ である。

さて、ａｖ及びｂｖはＤＦＴアルゴリズムから直接に得
られる。

前にＢ９とｂｖとはフエーデ記法での回転ベクトルの実
数部及び虚数部であることが認められている。ＤＦＴは
又ａｍ及びす、ｎも提供する。■は単に！＝ａｍ＋ｂｍ
２ となる。

関心のある問題は力率（２）φを得ることである。

もっとも重要なことは、閏φが負であると有効電力（す
なわちＶＩ＝φ）は逆の方向に流れていることになる。

第６図Ｂから ａ＝Ｉ部（ωを十〇−φ） ｂｍＩｓｉｎ（ωを十〇−φ） すなわち ａ、　＝　Ｉ［ｃｏｓωｔ　ｃｏｓ　（θ−φ）−ｓｉ
ｎωｔ　ｓｉｎ　（θ−φ）〕ｂ＝Ｉ［ｓｊｎωｔ　ｃ
ｏｓ　（θ−φ）子房ωｔｓｉｎ（θ−φ）］が得られ
る。そこで 房ωｔ＝ａｖ／Ｖ ｓｉｎωｔ　＝　ｂｖ／Ｖ を用いれば部ωを及びｓｉｎωｔ　を消去することがで
きる。したがって ｂｍ−ｖ［ｂｖｃｏｓ（θ−φ）　＋　ａ、ｓｉｎ　（
θ−φ）〕となる０これらの２式はｓｉｎ　（θ−φ）
及び可（θ−φ）について容易に解くことができる。そ
の結果邸（θ−φ）＝：＝（ａｖａｒｎ＋ｂ７ｂ□）／
Ｉｖｓｉｎ（θ−φ）　＝　”ｖｂｍ　−ａｍｂｖ）／
　ＩＶとなることは容易に示すことができる。

さらに ｓｉｎ　（θ−φ）＝ｓｉｎｏｇφ一部θｓｉｎφ０（
θ−φ）＝（２）θ邸φ＋ｓｉｎθｓｉｎφを用いれば 邸φ＝ｓｉｏθｓｉｎ　（θ−φ）子房θＣｘ５（θ−
φ）すなわち 房φ＝Ｊｓｉｎ（θ−φ）十ｋａｓ（θ−φ）となり、
ここでに１及びに２は標本遅延θの正弦及び余弦である
。これをｓｉｎ　（θ−φ）及び部（θ−φ）に代入す
れば ｍｌ””Ｃ”　”ｖｂｍ−”ｍｂｖ）　＋に２（ａｖａ
ｍ＋　ｂｖｂｍ、））／　ＩＶとなる。

電力の流れの方向は（′■ｖ邸φ）の符号から定めらパ
。

方向＝（ｋｌ（ａｖｂｍ−ａｍｂｖ）＋ｋ　２　（ａｖ
輻＋ｂｖｂｍ）〕の符号となる。さて、第６図Ａを参照
すれば Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ ３□ｏ＝ｖｏｕｔ−（Ｒ十ｊＸ）・■ｏｕｔである。こ
れを実数部及び虚数部について示せばｖｏｕｔ＝ａｖ＋
ｊｂｖ ■。ｕｔ＝８１＋ｊｂ１ Ｚ　　＝　　８．　　士、ｊｂｘ ”ＲＥｃ＝ａｖｒｅｇ　　’ｂｒｅｇ である。これらを代入して ”’ｒｅｇ＝”Ｖ　　”ＩａＲ”ｂｌｂ！ｂｖｒｅｇ−
ｂｖ−ａｌｂｘ−ｂ！ａＲとなる。ところで ｖＲＥＧ　＝”ｒｅｇ　”　ｂＶｒ６ｇであシ。

■−０．７０７ｖＲＦ、。

Ｍ８ である。ここで、これは通常定義されているものである
◎まだ。

Ｒ＝　ＶＲ／　Ｉ規定 Ｘ＝ｖｘ／■規定 とおき、ここでＩ規定は電圧調整変圧器の電流規格であ
る。

電圧調整器３０を動作させるためにこれらの方程式やア
ルゴリズムが使用される様子は、一度。

ソフトウェアつｔｂプログラムを表わす流れ図を説明す
れば明らかとなる。この分野の技′術に長けた人ならば
、利用可能なメモリ容量の有効な使用。

特に多量の計算を比較的短かい時間のあいだに遂行し、
又これらの計算を実時間動作という条件で遂行するよう
に求められたマイクロコンピュータにおける使用では、
利用可能なメモリ容量を賢く有効に利用することが要求
される。したがって。

一般的な用語で用いられたグロダラム技術を記載するこ
とと、たいていは使用される特定のマイクロプロセッサ
で優勢なものとなる特別な小さいサブルーチンを含ませ
ることが混同されるようになる。これらのことを心に留
めて、データが取得され、処理され、（第１図りに示し
た）タッグ切換用電動機Ｍを動作させるのに用いられる
ようになる方法を記述した流れ図を説明することにしよ
う。

第１０図を参照すると、一度マイクロプロセッサが動作
状態に置かれ、適当なメモリレジスタが破算されると、
メルトス動作システムで監視され　。

ながら割込を起こすことが許されるようになる（第７図
参照）。割込ハンドラは第１１図に示した流れ図に従が
って動作を開始する。ｖｏｕｔが基準点として用いられ
ているので、データは縮尺された出力電圧信号Ｃ２から
集め始められ、３２サイクルのデータを平均化の目的で
得ている。

力率すなわち、電流と電圧との位相角の余弦を求めるた
めには基準となる零線をきめなければならないので、交
番する電流の零交差点を求めなければならない。第１２
図及び第１３図はすぐ後の処理で基準点を確立するだめ
のデータの流れを説明するものである。第１２図で設定
された流れの径路を通った次の時間に、制御は第１５図
又は第１８図℃図示したプログラム段階へと移行される
。

第１５図に示したサブルー７チンは正の半サイクルに用
いられ、第１８図に示したサブルーチンは負の半サイク
ルでのデータの取得に用いられる。これらの図面を調べ
てみると、流れの経路つまりサブルーチンは適当なフラ
グの設定を確立することによって互いに影響し合ってお
シ、シたがってデータは対立する流路を作ることなく円
滑で秩序正しい方法で流れていくことが判る。

以下余日 第１８図を調べてみると、これは次の順序を示したもの
であることが知られる。最初に出力端子での電圧ｖｏが
標本化されメモリにセットされる。

次に出力電流工０が標本化され登録される。最後に・変
圧器の入出力端子間の電位差ＶＤが測定され。

メモリにセットされる。この動作は電圧調整変圧器の入
力端子・に交流が加えられている限シ連続的な順序でく
シ返される・３つの量が各々全部で１６個の標本となる
ように標本化されるので交流の各サイクルごとに４８個
のデータ標本が取られる。換言すれば、データ標本間に
は電気角で７．５度ずつの差があることになる。

交流の３２サイクル分が標本化されると、メルトスの動
作システムは制御を離散的フーリエ変換のサブルーチン
へと移行させる。乙のルーチンでのデータの流れは第２
２図に示しである。一連の足し算、引き算及び掛算を行
なうことによって。

電気的ツク之メータを表わす１６個の瞬時標本の実数成
分及び虚数成分が時間領域から周波数領域に変換される
。前に説明したように、ひとたび実数成分と虚数成分と
が知られれば・ぐラメータの瞬時値は実効値と同様に計
算することができる。この点で、前に説明したアルゴリ
ズムでは基本周波数だけしか存在しないと仮定したが、
このアルゴリズムの高次調波を計算するように変形する
ことも容易であるということを注意しておこう。これら
の高調波は電圧調整変圧器をコンデンサ列のような負荷
を引き金としたシリコン制御整流器に接続して使用した
ときには特に興味深いものとなる。

この′分野の技術に長けた人ならば、このような状況の
下では変圧器を通る電力の流れの方向は単にＶＩｃｏｓ
φという積の符号を調べただけでは必らずしも決定でき
るものではないということを知っている。この不自然さ
の程度は９通常の設計の電圧調整変圧器に単に簡単なハ
ードウェア構成部品を付は加えたぐらいのことでは容易
に解消しないものである。この点でふたたびマイクロプ
ロセッサ基盤の電圧調整変圧器の偉力と融通性とが示さ
れることになる。

第２３図に戻って、第６図りについての前の説明を思い
出してみると、出力電圧Ｖ。ｕｔ及び出力電流Ｉ。ｕｔ
が計算された様子は第２３図に示したようになっている
。第２３図で後ろの４つのデータ取扱部が実効的に力率
計算モジュール１５６を形成していることが注目される
。第２３図に用いた値は標本遅延角が電気角で１１．１
＆度と仮定しであることに注意してもらいたい。力率の
符号は実効的には位相角の余弦で決まるからｌＺ３＋２
４という和の符号が電力の流れの方向を決めることにな
る。

第２４図は動作アルゴリズムが灯室てられていく方法を
設定するための道筋を描いたものである。

第２５図のサブルーチンは変圧器の出力端子における実
効電圧値を計算するのに用いられる。

第２６図は消費者の負荷にかかる電圧すなわちｖＲＥＧ
を計算する°のに用いられるサブルーチンである。この
サブルーチンは実効的に線路電圧の下降補償を勘定に入
れている。この分野の技術に長けた人ならば、線路電圧
の下降補償はいろいろな方法のどれか１つで行なうこと
ができるということを知っている。しかしその多くのも
のは複数で。

多量のコンピュータによる計算と、電気的な有用性の分
配系統の分析とを含んでいる。電気的な有用性について
はそのような分析をしたあとで（２＝Ｒ＋ｊＸという式
に出てくるような）”■比”と呼ばれる量を定義するこ
とによって線路の電圧降下を求めるのが普通である。し
たがって、線路の電圧降下すなわち電圧損失は単にＩ。

ｕｔとＲ＋ｊＸとのベクトル積となり”！ＬＥＧはＶ。

ｕｔからこのベクトル積を引いたものになる。ひとたび
ｌ　ｖＲＥＧの実数部と虚数部とが求められればＩ　■
８ＥＧの大きさは実数部と虚数部とをそれぞれ２重して
加え合わせたものの平方根にすぎないことになる。

第２７図は変圧器の入出力端子間にかかる電圧差がタッ
グ切換用電動機Ｍの動作を制御するのに用いられる様子
を示したものである。ひとたび。

ＤＦＴ計算を行なうのに十分なデータが得られ。

ｖＲＦ、ｏの値が決められた（第２６図参照）後には。

負荷における出力電圧（第２図参照）が許容帯域内にあ
るかどうかの決定が行なわれる。Ｖよ。と帯域幅の基準
値はすでに鍵盤９８を通してマイクロコンピュータ制御
機構の中にセットされている（第２図参照）。もちろん
Ｉ　ｖＲＥ（＋の計算値が許容限界内にあれば、タッグ
切換機構は動作しない。

もしｖＲＥｏの計算された値が許容限界以下に下が。

れば、マイクロコンピュータは上げなければならない電
圧量を決める。その上、電圧を上げて許容帯域内の値に
収めるのに必要なタップ切換数の決定も行々われる。変
圧器の入出力端子間にかかる電圧の差はタップ切換機構
の位置によって違ってくるから、■ｏの値はタップ切換
機構の実際の位置について補正することができる。たと
えば、電圧に差がなければタップ切換機構は中性点にあ
る〇もちろんｌ　ｖＲＥＧの計算された値が帯域のはる
か彼方の方にあって、タップ切換用電動機を動作させて
タップ切換機構によシ出力電圧を十分に大きな値にする
ような位置まで動かしていったとしても。

ｖＲＥＧを許容帯域内に収めることができないようなこ
ともあり得る。明確なタップ切換数の決定（す々わち命
令されたタッグ切換数がその状況の下で利用することの
できる切換数よりも大きな値であることはできないこと
。）がなされるのはこの点を考慮してのことである。そ
の上、電圧調整変圧器は電圧の長時間で見た変動だけに
応動するようにしであるから、適当な時間遅延が用意し
てあって、タッゾ正換機構が電圧の小さなゆらぎの度に
動作状態に連続的にセットされてしまうようなことがな
いようにしである（すなわち、瞬時的な短期間の電圧の
スミ４イクは無視されるようになっている）。したがっ
て、変圧器の入出力端子間にかかる電位差の大きさが実
質的にタップ切換機構の位置を決めるものとなる。この
ようなタッグ・スイ、チロ４の位置をソフトウェアで決
めるやり方は、電圧調整変圧器で限界スイッチや他の機
械的装置を経由してタップ・スイッチ６４の位置に帰還
をかけるやり方と対照的である。この簡易化されてはい
るが、それにも拘わらず決定論的なやり方によｐ、制御
方法に総合的な融通性と信頼性とが一段と加わり、定期
的な保守を減らすことができる。

上に記載したことから、マイクロプロセッサで調整され
る変圧器制御の設計法は一層の特長を制御計画に加える
結果となることは明らかである。

メルトスのモジュールという概念と応用ソフトウェア・
プログラムは、（逆方向の電圧調整−第２４図−とか、
動的負荷対温度特性−第４図Ａ−などのような）特別の
特長を付加する方法を容易にする。したがって１次のよ
うな利点があることは明らかである： １、信頼性 マイクロコンピュータという資源を“時間共有”するこ
とによって制御にたくさんの機能を協同させることがで
きる。これにより構成部品の全数を減らすことができ、
総合の信頼性が向上する。要求の共通性という利点を得
ることによって、１つの証明済みのマイクロコンピュー
タ設計法をあらゆる用途に用いることができる。さらに
信頼性を高めるため、マイクロコンピュータはそれが本
当に”健康“であることを証明するためのいくつかの自
己診断を行なうことができるようになっていネ。ある場
合には、マイクロコンピータはある内部故障を“自己訂
正″するようにプログラムを組むことができる。

２、大きな“利益対経費比 資源の”時間共有”とか、１つの証明済みのマ子のうち
のいくつかは経費対利益比を小さくするものでもある。

これは、制御に用いる部品の数を最小数に保ち、単一の
コンピュータ・モジュールを高度に量産することに伴な
う経費節減の利益を得ることによって達成される。利益
対経費比は経費をほんの一寸増せばマイクロコンピュー
タがさらに余分の、ずっと複雑な機能を遂行する能力を
もつという点で一層大きくなる。

３、精度 マイクロコンピュータは繰り返し測定によって得られる
高い精度で、不自然なほどのデータの減少を遂行するこ
とができる。力率のような所望の測定はいくつかの異な
った）Ｊ？ラメータ（すなわち。

端子あるいは出力の電圧と出力電流）の測定を組み合わ
せることによって間接的に求めることができる。誤差は
実際のデータと動作設定を点検することによって最小に
することができる。もし必要ならば、データをばらで蓄
えておき、後で詳細に分析することもできる。マイクロ
コンピュータで非常に正確な時間測定をすることもでき
る。

４、融通性 変更可能なプログラム制御のため、マイクロジンピユー
タは特定の制御機能を容易に変えることができ、それは
たとえ制御が席についてサービスを始めた後でさえも可
能な非常に融通性に富んだ装置である。使用者は自分の
システムに特有の要求に合わせた制御を行なうことがで
きる。

５、使い易さ マイクロコンピュータ基盤の制御装置は簡単な前面ノ４
ネルで使うことが容易である。その上。

“スマートな″出力表示によって取扱者は起こるおそれ
のある何らかの誤差を識別するのに加えて余分の入力を
促すようＫすることができる。同様な前面パネルを用い
ることによって２人にいろいろな制御動作を教えこむの
に必要な時間と経費とを最小にすることができる。取扱
者の信頼度は。

取扱者の誤まシの尤度が減小した分だけ強まる。

最後に、すべてのマイクロコンピュータ基盤の制御に同
じ単純なサービス技術を用いることができる点が挙げら
れる。

６、適合性 設計での予想はマイクロコンピュータの固有の融通性に
つけこんだものであって、それを用いた制御は新しい電
力系統の要求に容易に適合させることができる。マイク
ロコンピュータ基盤の制御は将来の自動化された分配系
統に“分布された知能”という能力をもたらすものであ
る。このようなシステムでは、マイクロプロセッサ制御
は中央のコンピュータによって伝達され再プログラムさ
れているが、中央のコンピュータが働いていない時でも
独立して知能的に動作することができる。

マイクロコンピュータ基盤の制御では他の装置や制御を
”監督する”ように構成したりプログラムしたシするこ
ともできる。したがって、自動化された分配系統の総合
の信頼性は高いものになる。

７、その他の利益 電力系統の信頼性を高める外に１分布された知能には事
故の限界を最小化するとか、復旧時間を短縮するとか、
遠隔地でのシステムの状態を中央のコンピュータに提供
するというような他の利益をもっている。

上述のすべての特長が制御系で必ずしも簡単に見出せる
わけではないが、それはマイクロコンピュータを用いて
いるからである。むしろ、それは設計カマイクロコンビ
ーータの能力に関してスヘての力を発揮させるように特
別に焦点を置いているからである。したがって、ディジ
タル的々電子制御器の全部の仲間はここに記載した電圧
調整変圧器用制御器を土台にして開発することができる
。

制御では開閉器ギヤとか、電力用コンデンサとか。

ＬＴＣ変圧器を動作させるように用いることができる。

この利点のため、電気的有用性を分配系統の自動化にも
適用し、その過程で系統の効率を改善させることができ
る。たとえば、ディジタル制御を一緒に結び合わせて分
μ形知能を用いた自動分配系統を構成することができ、
そこでは実際上も制御は分配装置そのものの中に置かれ
ている。こに用いられるであろう。電気的な故障期間に
はコンピュータ制御された開閉器ギヤを自動的に故障を
可能最小限の区域に隔離してしまうとか、そのひどさを
知るとか、電力をできるだけ早く回復させるように設計
されたシステム切換をするとかに用いることができる。

そこで、電圧調整変圧器を自動的に電圧減少モードに戻
し、力率調整用コンデンサを利用可能な静電容量が最適
値になるように調整することができる。このような自動
化された分配系統は疑いもなく電気的な利用率分配系統
の動作に対する保護・制御システムの次の時代を形成す
るものとなろう。

上に述べたことから１本発明の新規な概念の精神及び範
囲から逸脱することなく多数の変形が存た特定の具体例
に関してはそれが何ら限界を与えるものでないことは理
解すべきである。もちろん。

特許請求の範囲に記載されたものにはその範囲内に入っ
てくるすべてのそのような変形が含まれている。

【図面の簡単な説明】

第１図人は本発明の対象を成す電圧調整変圧器及び付属
の制御用キャビネットを絵で示したもの第１図Ｂは第１
図人に示した制御用キャビネットの内部を絵で示したも
の。 第１図Ｃは第１図Ｂに示した制御用キャビネット内に納
められた主要部品を一部は覆いを外した形で示したもの
。 第１図りは電流の流れている主要構成品の概略回路図。 第２図人は本発明を形成する各種組立回路の構成図。 第２図Ｂは第１図人に示した鍵盤及び発光ダイオード表
示器の拡大図。 第３図人ないしＥは第２図Ｂに示した鍵盤の機能動作を
示すもの。 第４図人は本発明の別の具体例の構成図。 第４図Ｂは第４図人に出てくる前面・ぐネル部の構成図
。 第４図Ｃは第４図人に出てくる不揮発性メモリ部の構成
図。 第４図りは第４図人に出てくる１２ビツトのデータ取得
部の構成図。 第５図人ないしＥは第２図人に示した組立部品の概略回
路図。 第６図人は電圧調整変圧器、これに付けられた負荷及び
主要な電気的・ぐラメータ間の関係を示す図・ 第６図Ｂは第１図人に示した電圧調整変圧器の出力端子
における電流と電圧との位相関係をグラフ表示したもの
。 第７図はメルトス動作システムの構成図。 第８図人ないしＥはメルトス動作システムの流れ図。 第９図は個別ソフトウェア−モジュールの構成図。 第１０図ないし第２７図は、第５図人ないしＥに示した
マイクロコンピュータの構成部品中でデータが取扱われ
、処理される様子を示した流れ図である。 図において ３０：電圧調整変圧器、６２：タンク、６４：指示器、
６６：職員、４ｏ：キャビネント、４３：ドアー、４５
：制御パネル、４６，８０，８２：　電子回路板、５０
：背面パネル、５１，５２：端子盤、５４：モジュール
、５６：並列巻線、５８：直列巻線。 ６０：逆転スイッチ、６２：均圧巻線、６４：スイッチ
、６６：電圧巻線、６８：分離スイッチ、７ｏ：サージ
抑圧板、７２：棚組立、７４：電源、７６Ａ。 ７６Ｂ、７６Ｃ，７６Ｄ：絶縁用変圧器、７８：継電器
。 ８０：マイクロコンピータ回路板、８２：個苅回路板、
８４：マイクロプロセッサ、８６：読み出し書き込みメ
モリ、８８：タイマ部、９０：全面パネし部、９２：読
み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、９４：す線緩衝部、９６
：番犬タイマ、９８：鍵盤、９９：発光ダイオード、１
００：救援メモリ、　１０２：連記通信部、１０４：デ
ータ受取シ部、　　１０６：並列インター７エース部、
　　１２０．１２２．１２４．１２６．１２８゜Ｉ５０
：モジュール、　　１４０ニスタツク・ポインタ。 １４６、１４８：副プログラム、　１４７：優先度。 ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、２Ｂ 巨目二■戸■史団　　口４ｉｍ口 第１頁の続き ０発　明　者　クライト・ギルカー アメリカ合衆国ライスコンシン ５３１７２サウス・ミルウオーキー ・コロムビア・アヴエニュー１３ ７ ０発　明　者　ナレツシュ・クマール・ノーリア アメリカ合衆国ライスコンシン ５３２０８ミルウオーキー・ノース ・トウエンテイーナインス・ス トリート８５７アパートメント２ ０発　明　者　ジエイムズ・アンソニー・パラノウスキ
ー アメリカ合衆国ライスコンシン ５３１５４ナンバー１９オーク・クリ ーク・サウス・オーク・パーク ・ドライヴ８８３５ ０発　明　者　トーマス・ジエラルド・ドルニック アメリカ合衆国ライスコンシン ５３１４０カノウシヤ・トウエンテ イーセヴンス・ストリー）　１５０９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　ａ）第１の複数回の巻回数が定められ、交流電圧
   源に接続するのに適した付属の入力端子を有する第１巻
   線；ｂ）電磁気的に上述の第１巻線に結合し、第２の複
   数回の巻回数と付属の出力端子とを有する第２巻線；ｃ
   ）そこに供給されるアナログ制御信号に応答し、そこを
   通して上述の第１巻線及び第２巻線に電流が流れる巻回
   数の比を変化させ、これによって上述の出力端子が上述
   の入力端子に交流電圧が加えられた時に上述のアナログ
   制御信号に応じて変化するようにした変更手段；ｄ）上
   述の出力端子に動作的に結合し、上述の出力端子での瞬
   時交流電圧を表わす複数個のディジタル電圧信号を生ず
   るための出力電圧信号化手段；ｅ）上述の出力端子に、
   上述の交流電圧の１周期にわたって維持するようにした
   電圧の実効値を表わす基準のディジタル電圧信号を作る
   ためのディジタル入力手段；ｆ）上述の複数個のディジ
   タル電圧信号を時間領域から周波数領域に変換して上述
   の出力端子に上述の交流電圧の１周期にわたる電圧の実
   効値を表わす測定されたディジタル電圧信号を得るよう
   にし、上述の測定されたディジタル電圧信号と上述の基
   準のディジタル電圧信号との間の差を表わすディジタル
   制御信号を発生するようにする手段を含んだディジタル
   ・コンビーータ手段；ｇ）上述のディジタル制御信号を
   アナログ制御信号に変換して上述の変更手段を動作させ
   るようにした変換手段とよシ成＼、す、これによって上
   述の変更手段が上述の入力端子に加えられた交流電圧の
   １周期にわたる上述の出力端子における電圧実効値に応
   じて動作するようにした電圧調整変圧器。 （２、特許請求の範囲（１）に記載された変圧器であっ
   て、さらにａ）上述の出力端子に動作的に接続され、上
   述の出力端子を流れる交流電流の瞬時値を表わす複数個
   のディジタル電流信号を生ずるための出力電流信号化手
   段；ｂ）上述のディジタル・コンピュータ手段の中に含
   まれ、上述の複数個のディジタル電流信号を時間領域か
   ら周波数領域へと変換して上述の出力端子を上述の周期
   にわたって流れる電流の実効値を表わす測定されたディ
   ジタル電流信号であって上述の測定されたディジタル電
   圧信号に対応するものを得るようにする手段；Ｃ）上述
   のディジタル・コンピュータ手段の中に含まれ、上述の
   電流及び電圧についての測定されたディジタル信号を処
   理して上述の出力端子において上述の周期にわたシ上述
   の瞬時交流電圧と上述の瞬時電流との間の位相角の関係
   を表わすディジタル信号を作シ出し、これによって上述
   の瞬時電流と瞬時電圧との間の力率関係を確立するよう
   にした電圧調整変圧器。 （３）特許請求の範囲（１）に記載の変圧器であって。 さらに、　ａ）上述の出力端子に動作的に結合され。 上述の出力端子を流れる交流電流の瞬時値を表わす複数
   個のディジタル電流信号を生ずるための出力電流信号化
   手段；ｂ）上述のディジタル・コンピュータ手段の中に
   含まれ、上述の複数個のディジタル電流信号を時間領域
   から周波数領域に変換し。 上述の出力端子を上述の周期にわたって流れる電流の実
   効値を表わし、上述の測定されたディジタル電圧信号に
   対応する測定されたディジタル電流信号を得るようにし
   た手段；ｃ）上述のディジタル・コンピュータ手段の中
   に含まれ、上述の測定された電流及び電圧のディジタル
   信号を処理して、上述の瞬時交流電圧と上述の瞬時交流
   電流と上述の瞬時交流電圧・電流間の位相角の余弦とい
   う３つの項の積を表わすディジタル信号を作シ出し、こ
   れによって、上述の第１巻線及び上述の第２巻線間の電
   力の流れの方向を確立するようにした手段が含まれてい
   ることを特長とした電圧調整変圧器。 （４）上述のディジタル・コンピュータ手段には複数個
   のディジタル・レジスタを有するマイクロプロセッサが
   含まれていて、上述の測定されたディジタル電流信号及
   び電圧信号と、上述の電流及び電圧の間の力率関係とを
   含んだディジタル信号を蓄積し、さらにディジタル的な
   入出力手段があって、上述の出力端子における電流の実
   効値及び電圧の実効値と上述の力率とを読み取るように
   縮尺された上述のレジスタの内容をアドレス付は及び表
   示するようになっていることを特徴とする特許請求の範
   囲（２）記載内の電圧調整変圧器。 （５）上述の交流電圧源には上述の入力端子に接続する
   のに適した複数の電力伝送線路が含まれていて、さらに
   上述の電力伝送線路に使用するめに適した通信インター
   フェース手段が含まれていて上述のレジスタの内容を電
   圧調整変圧器からずっと離れた位置にアドレス付は及び
   表示するようになっていることを特徴とする特許請求の
   範囲（２）記載内の電圧調整変圧器。 （６）上述の複数個のディジタル電流信号と上述の複数
   個のディジタル電圧信号とは、上述の電流出力手段及び
   上述の電圧出力手段によって繰゛ジ返し順番に作り出さ
   れ、これによって、各ディジタル電流信号に対し、電圧
   電流間の位相角の量だけ時間的にずれており、上述の電
   流出力手段及び上述の電圧出力手段による引続いた電圧
   及び電流の測定の間の間隔だけずれた付属のディジタル
   電圧信号が存在するようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲（２）記載内の電圧調整変圧器。 （７）上述のディジタル・コンピュータ手段には上述の
   交流電圧の複数周期にわたる複数個の上述の測定された
   ディジタル電圧信号を加え合わせたり、引算したシ、掛
   は算したりするだめの累算手段が含まれていて、上述の
   変更手段を駆動するのに適したディジタル制御信号を得
   、これによって。 上述の変更手段は上述の交流電圧の周期に対して時間的
   に長い期間にわたシ上述の出力端子にかかっている電圧
   の実効値に応答して動作するようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲（１）記載内の電圧調整変圧器。 （８）　　上述の入力及び出力端子に動作的に接続され
   、上述の交流電圧の１周期にわたる上述の入出力端子間
   にかかる瞬時電圧差を表わす複数個のデ・イジタル差電
   圧信号を生ずるための差電圧信号化手段があって、上述
   の巻線の一方には複数個の電圧タップが設けてあシ、上
   述の変更手段には引続〈電圧タップの間を動くことので
   きるタップ切換手段が含まれていて、上述のディジタル
   ・コンピュータ手段にはａ）上述の複数個のディジタル
   差電圧信号を時間領域から周波数領域に変換して入出力
   端子間の電位差の実効値を表わす測定されたディジタル
   差電圧信号を得るようにする手段とｂ）上述の測定され
   た差電圧信号を処理して上述のタップ切換手段の相対位
   置を表わすディジタル制御信号を生ずる手段とが含まれ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲（２）記載内の
   電圧調整変圧器２゜（９）上述の出力端子はあらかじめ
   定められた電気的インピーダンスの値によって特長づけ
   られた電力伝送線路を用いた交流負荷に接続するのに適
   合しておシ、さらに＋　ａ）上述の出力端子に動作的に
   接続されていて、この出力端子を通って流れる瞬時交流
   電流を表わす複数個のディジタル電流信号を生ずるだめ
   の電流出力信号化手段；ｂ）上述のディジタル・コンピ
   ュータ手段の中に含まれ、上述の複数個のディジタル電
   流信号を時間領域から周波数領域に変換して上述の出力
   端子を上述の期間にわたって流れる電流の実効値を表わ
   し、上述の測定されたディジタル電圧信号に対応する測
   定されたディジタル電流信号を得るための手段；ｃ）上
   述のディジタル入力信号に含まれ、上述の負荷で維持し
   ようとする電圧の実効値を表わす基準のディジタル電圧
   信号を作シ出すための手段；ｄ）上述のディジタル・コ
   ンピュータ手段の中に含まれ。 上述の測定されたディジタル電流及び電圧信号。 上述の負荷電圧の実効値、並びに上述のインピーダンス
   を処理して上述の出力端子に上述の交流電圧の周期にわ
   たって維持しようとする電圧の実効値を表わすディジタ
   ル制御信号を作り出して上述の変換手段を介して上述の
   変更手段を動作させるようにし、これによって、上述の
   変更手段は上述の負荷における電圧を制御するように動
   作させ。 上述のインピーダンスによって誘起された線路電圧降下
   を補償するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   （１）記載内の電圧調整変圧器。 （１０ｍ）上述の入出力端子に動作的に接続され。 上述の入力端子及び上述の出力端子間の瞬時交流電位差
   を表わす複数個のディジタル差電圧信号を生ずるための
   電位差信号化手段とｂ）上述のディジタル・コンピュー
   タ手段中に含まれ、上述の複数個のディジタル電位差信
   号を時間領域から周波数領域に変換して上述の入力端子
   と上述の出力端子間の電位差の実効値を表わす測定され
   たディジタル電位差信号を得るだめの手段とが含まれて
   おシ。 ここでは上述の変更手段には多位置形の電気的スイッチ
   が含まれておシ；上述の第１巻線及び第２巻線のうちの
   １つは順番に上述のスイッチに接続されるのに適した複
   数個の電圧・タッグをもち、これによって上述の出力端
   子での電圧は交流電圧が上述の入力端子に加えられた時
   に上述のスイッチの位置に応じて変化するようになって
   おシ；さらに上述のディジタル・コンピュータ手段には
   上述の入力端子と出力端子との間の瞬時交流電位差を表
   わし上述のスイッチの位置に対応する複数個の基準ディ
   ジタル差信号電圧を蓄積するための手段が含まれており
   ；これらによって上述のスイッチの位置が上述のディジ
   タル電位差信号に関連させられるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲（２）記載内の電圧調整変圧器。 ０め　上述のスイッチは電動機によって位置決めされ、
   その回転方向は上述の電動機を流れる電流の、方向によ
   って制御される特許請求の範囲αＯ記載内の変圧器であ
   って、さらにａ）上述の電動機を流れる電流を表わす複
   数個の測定されたディジタル電動機電流信号を作り出す
   だめの電動機電流信号化手段：ｂ）上述の電流が上述の
   電動機を通して流れる時間間隔を表わす複数個のディジ
   タル時間信号を生ずるための時限手段；ｃ）上述のディ
   ジタル・コンピュータ手段中に含まれ、上述の電動機を
   通って上述の電動機が上述のタップ間に上述のスイッチ
   を動かすようにする時間中に流れる電流に対応する基準
   のディジタル電動機電流信号の表を蓄積するための表子
   段；ｄ）上述のディジタル・コンピュータ手段の中に含
   まれ、上述の基準ディジタル電動機電流信号の表を上述
   の測定されたディジタル電動機電流信号及び上述のディ
   ジタル時限信号と比較し、上述の測定された信号と上述
   の信号の表との間の偏差を表わすディジタル誤差信号を
   発生させ、これによって上述の電動機が上述のスイッチ
   を動かすときの動作特性が上述のディジタル・コンピュ
   ータ手段によって監視されるようにした比較手段が含ま
   れていることを特長とする電圧調整変圧器。 ａつ　　絶縁手稔、すなわち上述の出力端子と上述の電
   圧出力信号化手段との間に電気的に挾まれて上述の第２
   巻線を上述の出力電圧信号化手段から電気的に絶縁する
   ようにした手段を含んだ特許請求の範囲（１）記載内の
   電圧調整変圧器。 α１　　ａ）上述の測定されたディ・ゾタル電圧信号が
   上述の交流電圧の周期の倍数に当たる測定時間のあいだ
   上述の基準のディジタル電圧信号とあらかじめ定めた差
   以上に異なった時に動作するようにトリガされる間隔タ
   イマ手段とｂ）上述のディジタル・コンピータ手段の中
   に含まれていて、上述のあらかじめ定められた電圧差を
   表わす−第１のディジタル信号と、交流電圧の周期のあ
   、らかしめ設定された倍数に等しい時間間隔の後に上述
   の測定されたディジタル電圧信号と上述の基準のディジ
   タル電圧信号との差を表わす第２のディジタル信号とを
   含む複数個のディジタル信号とを蓄積するためのレジス
   タであって、上述の第２のディジタル信号が上述の変換
   器手段を駆動する上述のディジタル制御信号を形成する
   ようにしたレジスタ手段とが含まれ、これによって、上
   述の変更手段は上述の出力端子での電圧実効値が上述の
   交流電圧の周期に関して上述の基準ディジタル信号によ
   って表わされる電圧実効値よシも超過していればその長
   時間変動に応じて動作するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲（１）記載内の電圧調整変圧器。 ０４　　上述の通信インターフェース手段には上述の基
   準ディジタル信号を遠隔操作で変化させる手段が含まれ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲（５）記載内の
   電圧調整変圧器。 （１０さらに警報手段が含まれていて上述の比較手段に
   よってトリガされ、上述の測定された信号が上述のディ
   ジタル信号の表からずれたことを表示するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲０］）記載内の電圧調整
   変圧器。 ０リ　　上述のディジタル・コンピュータ手段の中に含
   まれた周波数監視手段があって、上述の出力端子におけ
   る周波数を監視すると共に暦の上での時間を表わすディ
   ジタル信号を発生し、これによって上述のディジタル・
   コンピュータ手段内のディジタル信号が互いに歴史的に
   関連づけられることを特徴とする特許請求の範囲（１）
   記載内の電圧調整変圧器。 αｆ）ａ）第１巻線及び第２巻線を有し、上述の第１巻
   線及び第２巻線の一方に複数個の電圧タッグを設け、交
   流電源に接続するのに適合した入力端子の組と負荷イン
   ピーダンスに接続するのに適合した出力端子の組とがあ
   り　：　ｂ）タップ切換手段があってそこに加えられる
   制御信号に応じて動作し。 電気的かつ選択的に上述の入力端子と出力端子のうちの
   一方を上述の複数個の電圧タッグの中の１つに接続し、
   これによって上述の入力端子に交流電圧が加えられた時
   には上述の制御信号に応じて上述の出力端子にかがる電
   圧が変化するようにし：Ｃ）上述の入出力端子に付属し
   てこの入出力端子の電気的状態を表わすディジタル信号
   を発生するようにした複数個の応答手段があり：ｄ）デ
   ィジタル信号を蓄積するためのメモリ手段と上述のプロ
   セッサをプログラムし上述のメモリ手段中で選択された
   ディジタル信号を変換して上述の出力端子に□おける電
   圧実効値を表わす第１のディジタル信号を作り出すため
   のプログラム手段とを含むディジタル・プロセッサ：ｅ
   ）ディジタル的に処理された情報を選択的に提供し、基
   準のディジタル信号を基準のディジタル電圧実効値信号
   を含んだ上述のメモリ手段中に挿入するための表示手段
   ；ｆ）動作的にプロセッサに接続して上述の応答手段の
   おのおのが繰り返し一定の順序で上述のプロセッサに上
   述の入出力端子における電気的状態に関して信号を送る
   ようにした順序付は手段；ｇ）上述のプロセッサに動作
   的に接続され、上述の順序付は手段によって可能となる
   たびに上述のメモリ手段からのディジタル信号を蓄積す
   るようにした不揮発性蓄積手段；ｈ）上述の基準のディ
   ソタル電圧実効値信号と上述の第１のディジタル信号と
   の間の差を表わす第２のディジタル制御信号を作り出す
   手段：並びにｉ）上述の第２のディ・ノタル制御信号を
   上述のタップ切換手段を動作させるのに適した制御信号
   に変換する制御手段があって、これにより上述のタップ
   切換手段は電圧実効値を表わすディジタル的に処理され
   た信号に応答して動作するようにしたものより成る電圧
   調整器。 ０呻　上述の第１巻線及び第２巻線が絶縁物流体の中に
   浸されており；上述の複数個の応答手段にはディジタル
   信号を上述の絶縁物流体の熱力学的状態を表わすように
   上述のプロセッサに供給する手段が含まれており；上述
   の表示手段には電圧調整器が上述の出力端子にあらかじ
   め選択された電圧及び電流を生ずるように動作させられ
   ている時には上述の絶縁物流体の熱力学的状態を表わす
   基の電圧調整器。 ０傷　入力端子に加えられた入力交流電圧によシ出力端
   子に出力電圧を生じさせる変圧器顛おいて。 複数個の電圧タップのついた変圧器巻線を用い。 又、入出力端子の一方と複数個の電圧タップのうちの１
   つとを電気的に接続する電動機駆動のスイッチが用いら
   れ、出力電圧を調整する方法として。 次の手順、すなわちａ）上述の出力端子で維持しようと
   する実効出力電圧値をあらかじめ選定し、　ｂ）一様に
   間隔を置いた時間間隔にわたって経過時間を監視するた
   めのタイマを初期化し；Ｃ）上述の出力端子から流れ出
   す電流の交流サイクルの周期を超えた一定の間隔で瞬時
   出力電圧をディジタル的に標本化して複数個の瞬時ディ
   ジタル電圧標本を得るようにし；ｄ）上述の複数個の電
   圧標本を上述の交流電流の周波数の関数であるディジタ
   ル信号にフーリエ変換して上述の交流サイクルの１周期
   にわたる実効値を求め；ｅ）上述のあらかじめ選定され
   た実効出力電圧値と上述の周期にわたる実効出力電圧値
   とを比較して、上述のあらかじめ選定された実効出力電
   圧値と上述の交流サイクルの１周期にわたる実効出力電
   圧値との間の差の符号及び大きさを得るようにし；ｆ）
   上述の両室圧の差の符号を用いて上述の電動機駆動用ス
   イッチを付勢してこのスイッチの位置をある電圧タッグ
   の所から別のタッグの所に変え、上述のあらかじめ選定
   された実効出力電圧値と上述の交流サイクルの１周期に
   わたる実効出力電圧値との間の差を減らすようにすると
   いう手順を踏むことを特長とする電圧調整変圧器。 翰　さらに次の手順、すなわちａ）上述の出力端子から
   流れ出す電流の交流サイクルの１周期を超えた一定の間
   隔で瞬時出力電流をディジタル的に標本化して複数個の
   瞬時ディジタル電流標本を得るようにし；ｂ）上述の複
   数個のディジタル電流標本を上述の交流サイクルの周期
   の関数であるディジタル電流信号にフーリエ変換して上
   述の交流サイクルの１周期にわたる実効出力電流値を求
   め；Ｃ）上述のタイマを用いて対応する電流標本と電圧
   標本との間の時間差を測定し；ｄ）上述の時間差及び上
   述の交流電圧の差を用いて対応する電流標本と電圧標本
   との間の角度差をディジタル的に計算し：、ｅ）上述の
   角度差及び上述の電圧・電流の実効値を用いて上述の交
   流サイクルの１周期にわたる瞬時出力電流と上述の交流
   サイクルの１周期にわたる瞬時出力電圧との間の位相差
   をディジタル的に計算し：ｆ）上述の瞬時出力電圧値と
   上述の瞬時出力電流値との間の位相角の余弦をディジタ
   ル的に計算し、これによって上述の出力端子から流れ出
   す交流電流の力率を表わすディジタル値が得られるよう
   にするという手段が含まれている特許請求の範囲α傷記
   載内の電圧調整変圧器。 以下余白