JPS627373A - 三相自動電圧調整装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は三相交流電源の電圧の安定化をはかる自動電圧
１１！！装置に関するもので、さらに詳しく言うと多脚
（少なくとも４１１）鉄心にて形成された三相用単体直
列変圧器を使用して構成した三相−動電「調整値能に関
するものである。

Ｃ従来の技術〕 従来より交流電源装置では、交流入力の変動あるいは負
荷の変動によって生ずる交流出力の変動を押えて常時安
定した電圧を供給するために、必要に応じ電圧調整器が
使用されている。その一つに負荷時電圧調整器があり、
これは電圧調整変圧器と直列変圧器を組合せて構成され
ている。本願の発明者は、先にこの負荷ＩＩ電圧調整器
を３１１Ａ用い三相結線して構成した三相自動電圧調整
装置を開発した（特願昭６０−２１１７０号：以下「先
行技術Ｊと言うン。本発明はこの三相自動電圧調整装置
の改良に関するものであるから、先ず上記先行技術につ
いて構成と動作を図面を参照して説明する。

第６図は先行技術の三相自動電圧調整器の構成を示す回
路図である。図において１（１−＋、１−ｚ、１−３）
は電圧調整変圧器、２（２−＋。

２−２．２−３）は直列変圧器である。電圧１１整変圧
器（主変圧器＞　１　（１−１＋　１−２．１−３）は
、それぞれ−次轡ｔｓ３（３−富、３−２．３−３）と
、出力電圧を取出す二次巻線４（４−＋。

４−２．４−３）と、出力電圧を！ｌＩ！するための゛
調整ｔｉ線５　＜５−＋　、　５−２　、５−ｓ　）と
、第３高調波電圧の発生を防止する二次巻１６（６−＋
。

６−２．６−３）を備えている。

上記電圧調整変圧器１と直列変圧器２によって構成され
る３組の負荷時電圧調整器のそれぞれの入力端子は、一
方が三相電源端子Ｒ，Ｓ、Ｔに接続され、他方が共通に
結ばれ、いわゆるＹ接続されている。また、出力電圧を
取出す電圧調整変圧器の二次ｔｉｌｌ１４−＋　、　４
−２　、４−３はＹ接続され、負荷（負荷端子Ｕ、Ｖ、
Ｗ＞に電力を供給するように接続されている。三次巻線
６−＋、６−２．６−１はΔ接続され、負荷に供給され
るｍ３高調波電圧を減少させる役割をはたしている。

なお、負荷時電圧調整器は公知のものであり、３組とも
同じ構成と動作をするものであるから、その一つについ
て簡単にここで説明する。調整器ｖａ５−　＋と一次巻
１１１３−　＋はそれぞれ昇圧・降圧用の複数のタップ
ａ〜ｌ　、　ｊ−ｎを備えている。

また、−次！！Ｉ線３−＋には分岐端子くタップ）７が
設けである。ｉａ直列変圧器−＋は、上記分岐端子７と
調整器１１５−　＋の一端のタップａの間に挿入される
一次巻線８と、電源入力端子〔三相電源端子（Ｒ，Ｓ、
Ｔ）、ここではＲ〕と一次巻線３−１の一端のタップｊ
の間に挿入される二次巻線９を備えている。上記複数の
タップａ〜ｎには保護抵抗ｒを介してそれぞれタップ切
替用の半導体スイッチ素子（例えばトライアック、サイ
リスタ等＞　５ａ−３ｎが接続されており、該半導体ス
イッチ素子３ａ−３ｎの一端はそれぞれ共通に結ばれて
いる。上記半導体スイッチ素子３ａ−８ｎは、出力電圧
の変動を検出して制御信号を発生する制御回路１ｏ−１
によって切替が行なわれる。この切替によって、直列変
圧器２−１の一次側（−次巻線８）にかかる電圧が変化
し、二次側（二次巻線９）に発生する電圧±［も変化す
る。この電圧±Ｅにより電圧調整変圧器１−１の一次巻
線３−１にかかる入力電圧を変化させ、出力電圧を調整
している。

（解決しようとする問題点） この自動！圧調整装置の直列変圧器は、各相に各々１１
１１ｉｌずつの変圧器（第５図参照）を使用しているた
め変圧器が３１ＩＩ必要であった。性能は十分実用的で
あったが、変圧器３個分の価格と設置スペースを必要と
するため高価格で装置全体が大型になっていた。

そこで、コイルを巻く鉄心を３＠持った二相変圧器（第
４図参照）を用い、価格、設置スペースの問題の改善を
はかったが、使用した変圧器の鉄心構造に起因する問題
点が新たに発生した。

以下その問題について説明する。

第４図に三相変圧器、第５図に単相用の変圧器の断面図
を示す。

１１　（１１−１，１１−２，１ｌ−３）はコイル、１
２は脚でコイル１１が巻かれる鉄心、１３は継鉄、φは
磁束、φ−は漏れ磁束で磁束φ及び漏れ磁束φ−共に図
中において破線で示す。

第５図に示す変圧器のコイル１１により発生する磁束φ
は鉄心を均等に流れる・。しかし、第４図に示す三相変
圧器では漏れ磁束φ′が発生し鉄心内の磁束が不均等に
なるａｍ現傘が発生し各相の出力電圧に不平衡が発生す
る。

この不平衡は、無負荷及び出力電圧を定電圧に制御しな
い場合等において定格出力電圧の２〜３％程度にもおよ
ぶため、入力電圧変動、負荷変動が発生すると各相の不
平衡が急増し、自動電圧調整装置の出力電圧の変動に対
する補償範囲が狭くなった。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもの
で、補償範囲を広くとれ、安定した出力が得られ、しか
も低価格、小形な三相自動電圧調整器を提供することを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明においては二相自
動電圧調整装置を構成する直列変圧器は、一個の多ｌｌ
］（４１！ｌ又は５１１］）鉄心を用い、それに三相分
の巻線を施して一体に形成した変圧器を使用するように
した。

〔作用〕

上述したように本発明においては、各相を受持つ直列変
圧器を多ｌＩｌ鉄心を用いて一体に構成したので、漏れ
磁束が少なくなりｌｉｄ現象が発生しないため各相の電
圧において不平衡がなくなり、安定した出力を供給でき
るようになる。

（実施例〕 次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の二相自動電圧調整装置の一構成例を
示す回路図である。図において、前出のものと同−符号
又は同一記号のものは同一部分又は均等のものを表わす
ものとする。説明を簡明にするために、３１１１の負荷
時電圧調整器の構成は第６図で説明したものと同一のも
のとしたが、昇圧・降圧用のタップの数や変圧器の各巻
線の巻数等は任愈に設計することができるものである。

図において直列変圧器２は、一個の多１１１（４１ｊＡ
又は５１１１）鉄心を備えた二相用直列変圧器を示ず。

他の部分の構成と動作は先行技術＜Ｊ！６図）のものと
同じであるから説明は省略する。

なお、半導体スイッチ素子（図ではトラーＣアツクを示
しているが、これに限るものではない）Ｓａ−３ｎを切
替えｇ制−回路１０は、図では１０−＋、１０−２．１
０−３の３個を設けた場合を示したが、それらを１個に
まとめて構成することも可能であるし、出力電圧の変動
に応じ入力電流のゼロクロスポイントで切替を行なわせ
る制御信号を発生するようにすることもできる。

第２図に４＠鉄心を用いた三相用の直列変圧器の断面図
を示す、、図からも分るように漏れ磁束Φ−が減少し、
その結果各相の不平衡が軽減できる。

第３図に５ｍ鉄心を用いた三相用の直列変圧器の断面図
を示す。４脚鉄心よりも漏れ磁束φ′がなく鉄心中を均
等に磁束φが流れている。このことにより各相の不平衡
が軽減できる。

〔効果〕

以上説明したように、本発明の二相自ｌｌＪ電ＩＩＩ整
装置は、百列変り器を漏れ磁束の軽減できる多！ｌ！ｉ
ｔ鉄心を用いて一体に構成したため、鉄心内の磁束が均
等になり、出力電圧の不平衡が解消されるために、出力
電圧の補償馳囲が広くなる。また、変圧器を３１１１使
用した場合に比べ設置スペース。

゛価格において改善できるため小型、軽量化及び低価格
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の回路図、第２図は４脚三相鉄心
の断面図、第３図は５胛二相鉄心の断面図、第４図は従
来の＝相鉄心変圧器の断面図、第５図は従来の単相鉄心
変圧器の断面図、第６図は先行技術の装置の回路図であ
る。 １　（１−＋、　１−２．１−１） ・・・・・・電圧ｔＵａ変圧器、 ２　（２−＋　、　２−２，２−３　＞・・・・・・直
列変圧器、 ３（３−＋　　。　３　　２．３−ｘ）・・・・・・−
次巻線、 ４　　（４−＋　　、　　４−２　　、　４−３）・・
・・・・二次巻線、 ５　　（５−＋　　、　　５−２　　、　５−３　　）
・・・・・・調整巻線、 １０（１０−＋、　　１０−：、　　１０−ｙ＞・・・
・・・制ｍ回路、 １１　　（１１−＋、　　１１−２．　１ｌ−ｘ）・・
・・・・コーｒル、 １２・・・・・・脚、 １３・・・・・・ｗ？ｉ。 ５ａ−３ｎ・・・・・・半導体スイッチ素工、ａ〜（、
Ｊ−ｎ・・・・・・タップ、 φ・・・・・・磁束、 φ′・・・・・・漏れ磁束。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、昇圧・降圧用の複数のタップを引出した一次巻線及
   び出力電圧調整用調整巻線と出力電圧を取出す二次巻線
   を有する電圧調整変圧器と、該電圧調整変圧器に組合さ
   れる直列変圧器と、上記タップのそれぞれに接続したタ
   ップ切替用の半導体スイッチ素子と、該半導体スイッチ
   素子を出力電圧の変動に応じオン・オフさせる制御信号
   を発生する制御回路とを具備してなる負荷時電圧調整器
   を３組用いて構成される三相自動電圧調整装置であって
   、 上記３組の負荷時電圧調整器の直列変圧器は、一個の４
   脚鉄心又は５脚鉄心にそれぞれの巻線を施して一体に構
   成し、出力電圧の変動に対する補償範囲を広げたことを
   特徴とする三相自動電圧調整器。