WO2024105840A1

WO2024105840A1 - 負荷試験装置

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Publication number: WO2024105840A1
Application number: PCT/JP2022/042670
Authority: WO
Inventors: 豊嗣近藤
Original assignee: 株式会社辰巳菱機
Priority date: 2022-11-17
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2024-05-23

Abstract

性能の個体差が小さいリレーを使った負荷試験装置などを提供する。　負荷試験装置は、Ｕ相用の抵抗器と、Ｖ相用の抵抗器と、Ｗ相用の抵抗器と、試験対象電源から前記Ｕ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う第１半導体リレー群と、前記試験対象電源から前記Ｖ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う第２半導体リレー群と、前記試験対象電源から前記Ｗ相用の抵抗器への電力供給のオフオフ制御を行う第３半導体リレー群と、を備える。前記第１半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｕ相用の抵抗器とは、直列に接続される。前記第２半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｖ相用の抵抗器とは、直列に接続される。前記第３半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｗ相用の抵抗器とは、直列に接続される。

Description

負荷試験装置

　本発明は、負荷試験装置などに関する。

　従来、特許文献１のように、複数の抵抗器群を含む負荷試験装置が提案されている。

特開２０１０－２５７５２号公報

　しかし、抵抗器群への電力供給のオンオフ制御を行うために、機械式のリレー（スイッチング部材）を設ける必要があり、応答速度などの性能の個体差が大きいなどの問題があった。

　したがって本発明の目的は、性能の個体差が小さいリレーを使った負荷試験装置などを提供することである。

　本発明に係る負荷試験装置は、Ｕ相用の抵抗器と、Ｖ相用の抵抗器と、Ｗ相用の抵抗器と、試験対象電源から前記Ｕ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う第１半導体リレー群と、前記試験対象電源から前記Ｖ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う第２半導体リレー群と、前記試験対象電源から前記Ｗ相用の抵抗器への電力供給のオフオフ制御を行う第３半導体リレー群と、を備える。
　前記第１半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｕ相用の抵抗器とは、直列に接続される。
　前記第２半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｖ相用の抵抗器とは、直列に接続される。
　前記第３半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｗ相用の抵抗器とは、直列に接続される。

　第１半導体リレー群を構成する複数の半導体リレーが、Ｕ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う。
　第２半導体リレー群を構成する複数の半導体リレーが、Ｖ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う。
　第３半導体リレー群を構成する複数の半導体リレーが、Ｗ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う。
　複数の半導体リレーが直列に接続され、当該複数の半導体リレーが同時にオンオフ制御される。半導体リレーは、機械式リレーと比べて、応答速度が速い。このため、略同じタイミングで、当該複数の半導体リレーをオン状態にしたり、オフ状態にしたりすることが可能になる。
　このため、機械式リレーと比べて、各リレーの性能の個体差に基づく問題（例えば、応答速度の違いに起因する電力供給タイミングのズレなど）を生じにくく出来る。
　また、それぞれの半導体リレー群が１つの半導体リレーだけを含む形態と比べて、試験対象電源から電力が供給された時に半導体リレーが破損する可能性を低くすることが出来る。

　好ましくは、前記第１半導体リレー群は、前記Ｕ相用の抵抗器と前記Ｖ相用の抵抗器と前記Ｗ相用の抵抗器の中性点と前記Ｕ相用の抵抗器の間に配置される。
　前記第２半導体リレー群は、前記中性点と前記Ｖ相用の抵抗器の間に配置される。
　前記第３半導体リレー群は、前記中性点と前記Ｗ相用の抵抗器の間に配置される。

　さらに好ましくは、負荷試験装置は、前記Ｕ相用の抵抗器と前記Ｖ相用の抵抗器と前記Ｗ相用の抵抗器と前記第１半導体リレー群と前記第２半導体リレー群と前記第３半導体リレー群に冷却風を供給する冷却ファンを備える。

　これにより、負荷試験における高頻度のオンオフ切り替えに起因する半導体リレーの温度上昇を抑制出来る。

　本発明に係る負荷試験装置は、試験対象電源からの電力供給を受ける抵抗器と、複数の半導体リレーを含む半導体リレー群と、を備える。
　前記複数の半導体リレーは、直列に接続される。
　前記複数の半導体リレーの動作状態に基づいて、試験対象電源からの電力が前記抵抗器に供給され得る状態になる。

　半導体リレー群を構成する複数の半導体リレーが、Ｕ相用の抵抗器とＶ相用の抵抗器とＷ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う。
　複数の半導体リレーが直列に接続され、当該複数の半導体リレーが同時にオンオフ制御される。半導体リレーは、機械式リレーと比べて、応答速度が速い。このため、略同じタイミングで、当該複数の半導体リレーをオン状態にしたり、オフ状態にしたりすることが可能になる。
　このため、機械式リレーと比べて、各リレーの性能の個体差に基づく問題（例えば、応答速度の違いに起因する電力供給タイミングのズレなど）を生じにくく出来る。
　また、半導体リレー群が１つの半導体リレーだけを含む形態と比べて、試験対象電源から電力が供給された時に半導体リレーが破損する可能性を低くすることが出来る。

　好ましくは、負荷試験装置は、前記複数の半導体リレーと同時にオンオフ制御するリレー制御部を備える。
　前記抵抗器と、前記複数の半導体リレーとは直列に接続される。

　また、好ましくは、負荷試験装置は、前記抵抗器として、Ｕ相用の抵抗器、Ｖ相用の抵抗器、Ｗ相用の抵抗器を備える。
　負荷試験装置は、入力側で、前記Ｕ相用の抵抗器と前記Ｖ相用の抵抗器と前記Ｗ相用の抵抗器と接続し、出力側で、前記半導体リレー群と接続する三相ブリッジ回路を備える。

　また、三相ブリッジ回路を抵抗器と半導体リレー群の間に設けることで、複数の半導体リレー群を設ける形態に比べて、配線を簡素化することが出来る。

　さらに好ましくは、負荷試験装置は、前記抵抗器と前記半導体リレー群の両方に冷却風を供給する冷却ファンを備える。

　また、好ましくは、前記複数の半導体リレーは、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、トライアック、ＢＩＰＯＬＡＲのいずれかである。

　以上のように本発明によれば、性能の個体差が小さいリレーを使った負荷試験装置などを提供することができる。

第１/第２実施形態における負荷試験装置の構成を示す斜視図である。第１/第２負荷試験装置の構成を示す模式図である。第１実施形態の抵抗部の回路構成を示す模式図である。第１実施形態の切替部の回路構成を示す模式図である。第１/第２実施形態の操作部の構成を示す模式図である。第１/第２実施形態における切替部を含む抵抗器群を使った低圧の負荷試験装置の側面図である。第１/第２実施形態における切替部を含む抵抗器群を使った高圧の負荷試験装置の側面図である。第２実施形態の抵抗部の回路構成を示す模式図である。第２実施形態の切替部の回路構成を示す模式図である。

　以下、第１実施形態について、図を用いて説明する。
　なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが出来る。

　第１実施形態における負荷試験装置１は、冷却ファン１０、抵抗部２０、筐体３０、メインスイッチ５０、操作部６０、制御部８０を備え、三相交流発電機などの電源装置（試験対象電源）の負荷試験を行うために用いられる（図１～図７参照）。

　（冷却ファン１０）
　冷却ファン１０は、抵抗部２０の抵抗器群及びリレー部ＲＰの半導体リレー群ＲＳに冷却風を送る装置で、冷却ファン１０の上部に抵抗部２０が配置される。

　（抵抗部２０）
　抵抗部２０は、水平方向に延びる棒状の抵抗器が所定の間隔を空けて複数本並べられ、直列又は並列に接続された抵抗器群が、１以上設けられたもので、負荷試験の際には、当該抵抗器群の一部又は全部に、試験対象電源からの電力が供給される。
　抵抗器は、電熱線で構成されたものに限らず、バッテリーなど内部に電力を蓄積出来るものであってもよい。

　第１実施形態では、三相交流電源の負荷試験用として、定格容量５ｋＷの抵抗器群が２つ（第１抵抗器群Ｇ１、第２抵抗器群Ｇ２）と、１０ｋＷの抵抗器群が２つ（第３抵抗器群Ｇ３、第４抵抗器群Ｇ４）の計４つの抵抗器群が設けられた例を示す。

　それぞれの抵抗器群には、試験対象電源のＲ相端子と接続するＵ相用に直列に接続された２つの抵抗器（第１抵抗器Ｒ_１、第２抵抗器Ｒ_２）、試験対象電源のＳ相端子と接続するＶ相用に直列に接続された２つの抵抗器（第３抵抗器Ｒ_３、第４抵抗器Ｒ_４）、試験対象電源のＴ相端子と接続するＷ相用に直列に接続された２つの抵抗器（第５抵抗器Ｒ_５、第６抵抗器Ｒ_６）と、切替部ＳＰが設けられる。

　それぞれの抵抗器群における第２抵抗器Ｒ_２の一方の端子は、試験対象電源のＲ相端子と接続するＵ相端子Ｕ_１から延びるＵ相用線ＵＢと接続され、第４抵抗器Ｒ_４の一方の端子は、試験対象電源のＳ相端子と接続するＶ相端子Ｖ_１から延びるＶ相用線ＶＢと接続され、第６抵抗器Ｒ_６の一方の端子は、試験対象電源のＴ相端子と接続するＷ相端子Ｗ_１から延びるＷ相用線ＷＢと接続される。

　それぞれの抵抗器群における第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子は、切替部ＳＰで短絡する（図３参照）。
　切替部ＳＰの詳細は、後述する。

　それぞれの抵抗器群における第１抵抗器Ｒ_１の他方の端子は、第２抵抗器Ｒ_２の他方の端子と接続され、第３抵抗器Ｒ_３の他方の端子は、第４抵抗器Ｒ_４の他方の端子と接続され、第５抵抗器Ｒ_５の他方の端子は、第６抵抗器Ｒ_６の他方の端子と接続される。

　なお、抵抗器群の数やそれぞれの定格電圧や定格容量、抵抗器群における抵抗器の数は上述の構成に限るものではない。

　（筐体３０）
　筐体３０は、冷却ファン１０、抵抗部２０、メインスイッチ５０、操作部６０、制御部８０など負荷試験装置１を構成する部材であって、後述する携帯端末９０を除くものを保持するケースである。筐体３０における、冷却ファン１０の下方の側面（上流）には、吸気口３１が設けられ、抵抗部２０の上方（下流）には、排気口３３が設けられる。

　吸気口３１には、使用時に開き不使用時に閉じる吸気蓋３２が設けられ、排気口３３には、使用時に開き不使用時に閉じる排気蓋３４が設けられる。

　第１実施形態では、吸気蓋３２や排気蓋３４は、いずれも蝶番を介した開き戸で構成される形態を説明するが、引き戸など他の扉構造で構成される形態であってもよい。
　また、吸気蓋３２や排気蓋３４を省略する形態であってもよい。

　（切替部ＳＰ）
　切替部ＳＰは、三相ブリッジ回路ＢＳと、リレー部ＲＰと、リレー制御部ＣＳを有する。
　切替部ＳＰは、リレー部ＲＰに含まれる半導体リレー群ＲＳのオンオフ状態に応じて、Ｕ相用の抵抗器（第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子）とＶ相用の抵抗器（第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子）とＷ相用の抵抗器（第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子）を短絡し、これらの抵抗器に電流が流れ得る状態にする。

　（三相ブリッジ回路ＢＳ）
　それぞれの抵抗器群における三相ブリッジ回路ＢＳは、入力側で、Ｕ相用の抵抗器（第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子）とＶ相用の抵抗器（第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子）とＷ相用の抵抗器（第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子）と接続し、出力側で、半導体リレー群ＲＳと接続する。

　それぞれの抵抗器群における三相ブリッジ回路ＢＳは、２つのダイオード（若しくはサイリスタ）が直列に並べられたダイオード群（第１ダイオード群Ｄ１、第２ダイオード群Ｄ２、第３ダイオード群Ｄ３）を有する（図４参照）。

　第１ダイオード群Ｄ１と、第２ダイオード群Ｄ２と、第３ダイオード群Ｄ３は、並列に接続される。
　三相ブリッジ回路ＢＳは、半導体リレー群ＲＳと接続される。
　すなわち、第１ダイオード群Ｄ１の一方の端部が、半導体リレー群ＲＳの一方の端部と接続され、第１ダイオード群Ｄ１の他方の端部が、半導体リレー群ＲＳの他方の端部と接続される。

　第１ダイオード群Ｄ１を構成する２つのダイオード若しくはサイリスタの間に第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子が接続される。
　第２ダイオード群Ｄ２を構成する２つのダイオード若しくはサイリスタの間に第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子が接続される。
　第３ダイオード群Ｄ３を構成する２つのダイオード若しくはサイリスタの間に第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が接続される。

　（リレー部ＲＰ）
　第１実施形態のリレー部ＲＰは、１つの半導体リレー群ＲＳを有する。
　それぞれの抵抗器群における半導体リレー群ＲＳを構成する複数の半導体リレーは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、トライアック（ｔｒｉａｃ）、ＢＩＰＯＬＡＲなど、半導体接点を含む半導体スイッチで構成される。

　半導体リレー群ＲＳは、複数の半導体リレーが直列に接続され、同時にオンオフ制御される。
　第１実施形態では、１つの半導体リレー群ＲＳが、２つの半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）を含む例を説明する。しかしながら、１つの半導体リレー群ＲＳが、３つ以上の半導体リレーを含む形態であってもよい。
　半導体リレー群ＲＳを構成する複数の半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）は、後述する第１スイッチＳ１～第４スイッチＳ４のオンオフ操作に対応してオンオフ制御され、オン状態の時に対応する抵抗器群に電流が流れ得る状態にする。すなわち、半導体リレー群ＲＳを構成する複数の半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）の動作状態に基づいて、試験対象電源からの電力が抵抗器に供給され得る状態になる。
　具体的には、第１リレーＲｅ_１と第２リレーＲｅ_２とがオン状態にされると、三相ブリッジ回路ＢＳを介して、第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡した状態になり、対応する抵抗器群に試験対象電源からの電力が供給され得る状態になる。
　第１リレーＲｅ_１と第２リレーＲｅ_２とがオフ状態にされると、第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡しない状態になり、対応する抵抗器群に試験対象電源からの電力が供給されない状態になる。

　（リレー制御部ＣＳ）
　それぞれの抵抗器群におけるリレー制御部ＣＳは、半導体リレー群ＲＳに近接して設けられ、半導体リレー群ＲＳを構成する複数の半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）の制御信号線（入力端子）と接続され、且つ制御部８０と無線で通信を行う。
　制御部８０から、オンオフ制御に関する信号として、オン状態にする旨の信号を受けたリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）をオン状態にする。
　制御部８０から、オンオフ制御に関する信号として、オフ状態にする旨の信号を受けたリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）をオフ状態にする。

　制御部８０とリレー制御部ＣＳとの間、及び後述する携帯端末９０と制御部８０若しくはリレー制御部ＣＳとの間で行われる無線通信の無線通信手段は、例えば、当該無線通信手段をオン状態にしている間、外部に自身の識別情報を発信するもので、IEEE802.15.1（Bluetooth（登録商標））や、IEEE802.11（無線LAN）なども考えられる。

　ただし、操作部６０（若しくは制御部８０）と、それぞれの抵抗器群における半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）との間を有線接続させて、操作部６０（若しくは制御部８０）から、制御信号線を介して、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）に対してオンオフ制御に関する信号を送信する形態であってもよい。
　この場合は、操作部６０（若しくは制御部８０）が、リレー制御部ＣＳとして機能し、
抵抗器群ごとに、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）のオンオフ制御を同時に行う。

　（メインスイッチ５０）
　メインスイッチ５０は、真空遮断器（ＶＣＢ：Vacuum Circuit Breaker）などで構成され、抵抗部２０と試験対象電源との間に接続され（Ｕ相用線ＵＢ上、Ｖ相用線ＶＢ上、Ｗ相用線ＷＢ上に設けられ）、オン状態の時に、試験対象電源からの電力が抵抗部２０に供給され、オフ状態の時に、試験対象電源から抵抗部２０への電力供給を停止する。

　（操作部６０）
　操作部６０には、負荷試験装置１の電源をオン状態にしたり、オフ状態にしたりするオンオフ操作スイッチ６０ａや、負荷量を調整する（試験対象電源からの電力供給を行う抵抗器群を選択する）選択スイッチ６０ｂ（第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３、第４スイッチＳ４）が設けられる（図５参照）。

　オンオフ操作スイッチ６０ａを操作して、負荷試験装置１のメイン電源がオン状態にされると、負荷試験装置の駆動用電源（補機電源）から供給された電力に基づいて、冷却ファン１０のファンは回転し、吸気口３１から取り入れた空気を、上方の抵抗部２０に送り込む。また、負荷試験装置１の駆動用電源（補機電源）から供給された電力に基づいて、制御部８０が作動する。

　オンオフ操作スイッチ６０ａとは別に、冷却ファン１０用のオンオフスイッチを設け、オンオフ操作スイッチ６０ａを操作して、負荷試験装置１のメイン電源がオン状態にされた状態で、当該冷却ファン１０用のオンオフスイッチを操作して、冷却ファン１０のファンの回転を開始させる形態であってもよい。

　（制御部８０）
　制御部８０は、抵抗部２０を保持する筐体３０の内部に固定された制御装置である。
　制御部８０は、半導体リレー群ＲＳや冷却ファン１０やメインスイッチ５０など、負荷試験装置１の各部を制御する装置である。
　半導体リレー群ＲＳのオンオフ制御は、リレー制御部ＣＳを介して行われる。
　すなわち、制御部８０は、選択スイッチ６０ｂの操作状態に基づいて、オンオフ制御に関する信号を、それぞれの抵抗器群におけるリレー制御部ＣＳに送信する。

　（半導体リレー群ＲＳの動作手順）
　負荷試験装置１のメイン電源がオン状態にされると、メインスイッチ５０がオン状態にされる。
　選択スイッチ６０ｂ（第１スイッチＳ１など）を操作して、抵抗部２０への通電が可能な状態にされる。
　具体的には、制御部８０が通電を選択した選択スイッチ６０ｂに対応する抵抗器群のリレー制御部ＣＳにオン状態にする旨の信号を送信する。
　当該リレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して当該リレー制御部ＣＳと接続された半導体リレー群ＲＳをオン状態にする。
　当該半導体リレー群ＲＳと接続された三相ブリッジ回路ＢＳを介した短絡が行われる。
　これにより、当該三相ブリッジ回路ＢＳを含む抵抗器群に、メインスイッチ５０を介して接続された試験対象電源から、電力が供給される。

　具体例として、第１スイッチＳ１と第２スイッチＳ２がオン状態で、第３スイッチＳ３と第４スイッチＳ４がオフ状態になるように操作された場合の電力が供給される手順を説明する。

　制御部８０は、第１スイッチＳ１に対応した第１抵抗器群Ｇ１のリレー制御部ＣＳ、及び第２スイッチＳ２に対応した第２抵抗器群Ｇ２のリレー制御部ＣＳに、オンオフ制御に関する信号として、オン状態にする旨の信号を送信する。
　第１抵抗器群Ｇ１のリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、第１抵抗器群Ｇ１の半導体リレー群ＲＳをオン状態にする。
　第１抵抗器群Ｇ１の三相ブリッジ回路ＢＳを介して、第１抵抗器群Ｇ１の第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡した状態になる。
　第２抵抗器群Ｇ２のリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、第２抵抗器群Ｇ２の半導体リレー群ＲＳをオン状態にする。
　第２抵抗器群Ｇ２の三相ブリッジ回路ＢＳを介して、第２抵抗器群Ｇ２の第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡した状態になる。
　このため、第１抵抗器群Ｇ１と第２抵抗器群Ｇ２に、メインスイッチ５０を介して接続された試験対象電源からの電力供給が行われる。

　また、制御部８０は、第３スイッチＳ３に対応した第３抵抗器群Ｇ３のリレー制御部ＣＳ、及び第４スイッチＳ４に対応した第４抵抗器群Ｇ４のリレー制御部ＣＳに、オンオフ制御に関する信号として、オフ状態にする旨の信号を送信する。
　第３抵抗器群Ｇ３のリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、第３抵抗器群Ｇ３の半導体リレー群ＲＳをオフ状態にする。
　第３抵抗器群Ｇ３における、三相ブリッジ回路ＢＳを介した、第１抵抗器群Ｇ１の第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡しない状態になる。
　第４抵抗器群Ｇ４のリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、第４抵抗器群Ｇ４の半導体リレー群ＲＳをオフ状態にする。
　第４抵抗器群Ｇ４における、三相ブリッジ回路ＢＳを介した、第１抵抗器群Ｇ１の第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡しない状態になる。
　このため、第３抵抗器群Ｇ３と第４抵抗器群Ｇ４には、メインスイッチ５０を介して接続された試験対象電源からの電力供給は行われない。

　（効果）
　第１実施形態では、半導体リレー群ＲＳを構成する複数の半導体リレー（第１リレーＲｅ_１、第２リレーＲｅ_２）が、Ｕ相用の抵抗器とＶ相用の抵抗器とＷ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う。
　複数の半導体リレーが直列に接続され、当該複数の半導体リレーが同時にオンオフ制御される。半導体リレーは、機械式リレーと比べて、応答速度が速い。このため、略同じタイミングで、当該複数の半導体リレーをオン状態にしたり、オフ状態にしたりすることが可能になる。
　このため、機械式リレーと比べて、各リレーの性能の個体差に基づく問題（例えば、応答速度の違いに起因する電力供給タイミングのズレなど）を生じにくく出来る。
　また、半導体リレー群ＲＳが１つの半導体リレーだけを含む形態と比べて、試験対象電源から電力が供給された時に半導体リレーが破損する可能性を低くすることが出来る。

　また、三相ブリッジ回路ＢＳを抵抗器と半導体リレー群ＲＳの間に設けることで、３つの半導体リレー群（Ｕ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行うための半導体リレー群と、Ｖ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行うための半導体リレー群と、Ｗ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行うための半導体リレー群）を設ける形態に比べて、配線を簡素化することが出来る。

　また、冷却ファン１０が、抵抗器（第１抵抗器Ｒ１など）と、半導体リレー群ＲＳの両方に冷却風を供給する。これにより、負荷試験における高頻度のオンオフ切り替えに起因する半導体の温度上昇を抑制出来る。

　制御部８０からの半導体リレー群ＲＳのオンオフ制御に関する信号を、半導体リレー群ＲＳに近接するリレー制御部ＣＳが無線通信で受信する場合には、制御部８０若しくは操作部６０から配線された制御信号線を介して半導体リレー群ＲＳにオンオフ制御に関する信号が送信される形態に比べて、配線を簡素化出来る。

　（携帯端末への送信）
　負荷試験装置１の各抵抗器群のオンオフ制御は、負荷試験装置１とは別体の携帯端末９０で行われても良い。
　この場合、携帯端末９０は、負荷試験装置１の制御部８０若しくは各抵抗器群のリレー制御部ＣＳと無線通信を行う。
　携帯端末９０は、各抵抗器群のオンオフ制御に関する信号を送信し、リレー制御部ＣＳを介して、半導体リレー群ＲＳのオンオフ制御を行う。
　各抵抗器群のリレー制御部ＣＳは、半導体リレー群ＲＳのオンオフ状態に関する情報を、携帯端末９０に送信し、携帯端末９０は、半導体リレー群ＲＳのオンオフ状態に関する情報を、当該携帯端末９０の表示装置に出力する。

　これにより、携帯端末９０のように、負荷試験装置１と別体の機器からのオンオフ制御やオンオフ状態の確認を行うことが可能になる。

　なお、第１実施形態における負荷試験装置１は、図６に示すような低圧の電源に対応した低圧用負荷試験装置に応用することも可能であるし、図７に示すような高圧の電源に対応した高圧用負荷試験装置に応用することも可能である。

　（半導体リレー群の配置の応用例）
　第１実施形態では、三相ブリッジ回路ＢＳを介して、半導体リレー群ＲＳに試験対象電源からの電力が供給される例を説明した。
　しかしながら、三相ブリッジ回路ＢＳを省略し、リレー部ＲＰに含まれる３つの半導体リレー群（第１半導体リレー群ＲＳ１～第３半導体リレー群ＲＳ３）が、Ｕ相用の抵抗器（第１抵抗器Ｒ_１、第２抵抗器Ｒ_２）、Ｓ相用の抵抗器（第３抵抗器Ｒ_３、第４抵抗器Ｒ_４）、Ｔ相用の抵抗器（第５抵抗器Ｒ_５、第６抵抗器Ｒ_６）のそれぞれへの電力供給のオンオフ状態を制御してもよい（第２実施形態、図８、図９参照）。

　（切替部ＳＰ）
　第２実施形態の切替部ＳＰは、リレー部ＲＰと、リレー制御部ＣＳを有する。

　（リレー部ＲＰ）
　第２実施形態のリレー部ＲＰは、３つの半導体リレー群（第１半導体リレー群ＲＳ１、第２半導体リレー群ＲＳ２、第３半導体リレー群ＲＳ３）を有する。
　切替部ＳＰは、第１半導体リレー群ＲＳ１のオンオフ状態に応じて、Ｕ相用の抵抗器（第１抵抗器Ｒ_１、第２抵抗器Ｒ_２）に電流が流れ得る状態にする。
　切替部ＳＰは、第２半導体リレー群ＲＳ２のオンオフ状態に応じて、Ｖ相用の抵抗器（第３抵抗器Ｒ_３、第４抵抗器Ｒ_４）に電流が流れ得る状態にする。
　切替部ＳＰは、第３半導体リレー群ＲＳ３のオンオフ状態に応じて、Ｗ相用の抵抗器（第５抵抗器Ｒ_５、第６抵抗器Ｒ_６）に電流が流れ得る状態にする。

　それぞれの抵抗器群における第１半導体リレー群ＲＳ１～第３半導体リレー群ＲＳ３を構成する複数の半導体リレーは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、トライアック（ｔｒｉａｃ）、ＢＩＰＯＬＡＲなど、半導体接点を含む半導体スイッチで構成される。

　第１半導体リレー群ＲＳ１は、複数の半導体リレーが直列に接続され、同時にオンオフ制御される。
　第１半導体リレー群ＲＳ１は、試験対象電源からＵ相用の抵抗器（第１抵抗器Ｒ_１、第２抵抗器Ｒ_２）への電力供給のオンオフ制御を行う。
　第１半導体リレー群ＲＳ１を構成する複数の半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１、第２Ｕ相用リレーＲｅｕ_２）は、第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２と直列で接続される。
　第２実施形態では、第１半導体リレー群ＲＳ１が、２つの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１、第２Ｕ相用リレーＲｅｕ_２）を含む例を説明する。しかしながら、第１半導体リレー群ＲＳ１が、３つ以上の半導体リレーを含む形態であってもよい。
　第１半導体リレー群ＲＳ１は、第１抵抗器Ｒ_１と中性点ＮＰの間に配置される。
　第１半導体リレー群ＲＳ１を構成する複数の半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１、第２Ｕ相用リレーＲｅｕ_２）は、後述する第１スイッチＳ１～第４スイッチＳ４のオンオフ操作に対応してオンオフ制御され、オン状態の時に対応する抵抗器群のＵ相用の抵抗器（第１抵抗器Ｒ_１、第２抵抗器Ｒ_２）に電流が流れ得る状態にする。

　第２半導体リレー群ＲＳ２は、複数の半導体リレーが直列に接続され、同時にオンオフ制御される。
　第２半導体リレー群ＲＳ２は、試験対象電源からＶ相用の抵抗器（第３抵抗器Ｒ_３、第４抵抗器Ｒ_４）への電力供給のオンオフ制御を行う。
　第２半導体リレー群ＲＳ２を構成する複数の半導体リレー（第１Ｖ相用リレーＲｅｖ_１、第２Ｖ相用リレーＲｅｖ_２）は、第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４と直列で接続される。
　第２実施形態では、第２半導体リレー群ＲＳ２が、２つの半導体リレー（第１Ｖ相用リレーＲｅｖ_１、第２Ｖ相用リレーＲｅｖ_２）を含む例を説明する。しかしながら、第２半導体リレー群ＲＳ２が、３つ以上の半導体リレーを含む形態であってもよい。
　第２半導体リレー群ＲＳ２は、第３抵抗器Ｒ_３と中性点ＮＰの間に配置される。
　第２半導体リレー群ＲＳ２を構成する複数の半導体リレー（第１Ｖ相用リレーＲｅｖ_１、第２Ｖ相用リレーＲｅｖ_２）は、後述する第１スイッチＳ１～第４スイッチＳ４のオンオフ操作に対応してオンオフ制御され、オン状態の時に対応する抵抗器群のＶ相用の抵抗器（第３抵抗器Ｒ_３、第４抵抗器Ｒ_４）に電流が流れ得る状態にする。

　第３半導体リレー群ＲＳ３は、複数の半導体リレーが直列に接続され、同時にオンオフ制御される。
　第３半導体リレー群ＲＳ３は、試験対象電源からＷ相用の抵抗器（第５抵抗器Ｒ_５、第６抵抗器Ｒ_６）への電力供給のオンオフ制御を行う。
　第３半導体リレー群ＲＳ３を構成する複数の半導体リレー（第１Ｗ相用リレーＲｅｗ_１、第２Ｗ相用リレーＲｅｗ_２）は、第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６と直列で接続される。
　第２実施形態では、第２半導体リレー群ＲＳ２が、２つの半導体リレー（第１Ｗ相用リレーＲｅｗ_１、第２Ｗ相用リレーＲｅｗ_２）を含む例を説明する。しかしながら、第３半導体リレー群ＲＳ３が、３つ以上の半導体リレーを含む形態であってもよい。
　第３半導体リレー群ＲＳ３は、第５抵抗器Ｒ_５と中性点ＮＰの間に配置される。
　第３半導体リレー群ＲＳ３を構成する複数の半導体リレー（第１Ｗ相用リレーＲｅｗ_１、第２Ｗ相用リレーＲｅｗ_２）は、後述する第１スイッチＳ１～第４スイッチＳ４のオンオフ操作に対応してオンオフ制御され、オン状態の時に対応する抵抗器群のＷ相用の抵抗器（第５抵抗器Ｒ_５、第６抵抗器Ｒ_６）に電流が流れ得る状態にする。

　すなわち、第１半導体リレー群ＲＳ１～第３半導体リレー群ＲＳ３を構成する複数の半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１など）の動作状態に基づいて、試験対象電源からの電力が第１抵抗器Ｒ_１などに供給され得る状態になる。

　具体的には、第１半導体リレー群ＲＳ１を構成する複数の半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１、第２Ｕ相用リレーＲｅｕ_２）、第２半導体リレー群ＲＳ２を構成する複数の半導体リレー（第１Ｖ相用リレーＲｅｖ_１、第２Ｖ相用リレーＲｅｖ_２）、第３半導体リレー群ＲＳ３を構成する複数の半導体リレー（第１Ｗ相用リレーＲｅｗ_１、第２Ｗ相用リレーＲｅｗ_２）の全てがオン状態にされると、第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡した状態になり、対応する抵抗器群に試験対象電源からの電力が供給され得る状態になる。

　第１半導体リレー群ＲＳ１を構成する複数の半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１、第２Ｕ相用リレーＲｅｕ_２）、第２半導体リレー群ＲＳ２を構成する複数の半導体リレー（第１Ｖ相用リレーＲｅｖ_１、第２Ｖ相用リレーＲｅｖ_２）、第３半導体リレー群ＲＳ３を構成する複数の半導体リレー（第１Ｗ相用リレーＲｅｗ_１、第２Ｗ相用リレーＲｅｗ_２）の全てがオフ状態にされると、第１抵抗器Ｒ_１の一方の端子と、第３抵抗器Ｒ_３の一方の端子と、第５抵抗器Ｒ_５の一方の端子が短絡しない状態になり、対応する抵抗器群に試験対象電源からの電力が供給されない状態になる。

　（リレー制御部ＣＳ）
　それぞれの抵抗器群におけるリレー制御部ＣＳは、第１半導体リレー群ＲＳ１、第２半導体リレー群ＲＳ２、第３半導体リレー群ＲＳ３に近接して設けられ、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１など）の制御信号線（入力端子）と接続され、且つ制御部８０と無線で通信を行う。
　制御部８０から、オンオフ制御に関する信号として、オン状態にする旨の信号を受けたリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１など）のをオン状態にする。
　制御部８０から、オンオフ制御に関する信号として、オフ状態にする旨の信号を受けたリレー制御部ＣＳは、制御信号線を介して、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１など）のをオフ状態にする。

　第２実施形態では、１つのリレー制御部ＣＳが、第１半導体リレー群ＲＳ１と第２半導体リレー群ＲＳ２と第３半導体リレー群ＲＳ３を制御する例を説明した。
　しかしながら、リレー制御部ＣＳとして、３つのリレー制御部を設け、第１のリレー制御部が第１半導体リレー群ＲＳ１を制御し、第２のリレー制御部が第２半導体リレー群ＲＳ２を制御し、第３のリレー制御部が第３半導体リレー群ＲＳ３を制御してもよい。

　ただし、操作部６０（若しくは制御部８０）と、それぞれの抵抗器群における半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１など）との間を有線接続させて、操作部６０（若しくは制御部８０）から、制御信号線を介して、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１など）に対してオンオフ制御に関する信号を送信する形態であってもよい。
　この場合は、操作部６０（若しくは制御部８０）が、リレー制御部ＣＳとして機能し、抵抗器群ごとに、半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１、第２Ｕ相用リレーＲｅｕ_２、第１Ｖ相用リレーＲｅｖ_１、第２Ｖ相用リレーＲｅｖ_２、第１Ｗ相用リレーＲｅｗ_１、第２Ｗ相用リレーＲｅｗ_２）のオンオフ制御を同時に行う。

　（半導体リレーの配置の応用例）
　第２実施形態の半導体リレー群ＲＳの半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１など）は、中性点ＮＰの近傍に設けられる例を説明した。しかしながら、直列に接続された抵抗器の間、抵抗器とメインスイッチ５０の間などに、当該半導体リレーの少なくとも１つが配置されてもよい。

　例えば、第１半導体リレー群ＲＳ１の半導体リレー（第１Ｕ相用リレーＲｅｕ_１、第２Ｕ相用リレーＲｅｕ_２）が、第１抵抗器Ｒ_１と第２抵抗器Ｒ_２の間に配置され、第２半導体リレー群ＲＳ２の半導体リレー（第１Ｖ相用リレーＲｅｖ_１、第２Ｖ相用リレーＲｅｖ_２）が、第３抵抗器Ｒ_３と第４抵抗器Ｒ_４の間に配置され、第３半導体リレー群ＲＳ３の半導体リレー（第１Ｗ相用リレーＲｅｗ_１、第２Ｗ相用リレーＲｅｗ_２）が、第５抵抗器Ｒ_５と第６抵抗器Ｒ_６の間に配置される形態が考えられる。

　（試験対象電源の応用例）
　第１実施形態、第２実施形態では、試験対象電源が三相交流電源である例を説明した。しかしながら、第２実施形態については、試験対象電源が、単相交流電源、直流電源であっても、半導体リレーを複数直列に接続させた半導体リレー群ＲＳを含む負荷試験装置１を構成することが出来る。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

　１　負荷試験装置
　１０　冷却ファン
　２０　抵抗部
　３０　筐体
　３１　吸気口
　３２　吸気蓋
　３３　排気口
　３４　排気蓋
　５０　メインスイッチ
　６０　操作部
　６０ａ　オンオフ操作スイッチ
　６０ｂ　選択スイッチ
　８０　制御部
　９０　携帯端末
　ＢＳ　三相ブリッジ回路
　ＣＳ　リレー制御部
　Ｄ１　第１ダイオード群
　Ｄ２　第２ダイオード群
　Ｄ３　第３ダイオード群
　Ｇ１　第１抵抗器群
　Ｇ２　第２抵抗器群
　Ｇ３　第３抵抗器群
　Ｇ４　第４抵抗器群
　ＮＰ　中性点
　Ｒ_１　第１抵抗器
　Ｒ_２　第２抵抗器
　Ｒ_３　第３抵抗器
　Ｒ_４　第４抵抗器
　Ｒ_５　第５抵抗器
　Ｒ_６　第６抵抗器
　Ｒｅ１　第１リレー
　Ｒｅ２　第２リレー
　Ｒｅｕ１　第１Ｕ相用リレー
　Ｒｅｕ２　第２Ｕ相用リレー
　Ｒｅｖ１　第１Ｖ相用リレー
　Ｒｅｖ２　第２Ｖ相用リレー
　Ｒｅｗ１　第１Ｗ相用リレー
　Ｒｅｗ２　第２Ｗ相用リレー
　ＲＳ　半導体リレー群
　ＲＳ１　第１半導体リレー群
　ＲＳ２　第２半導体リレー群
　ＲＳ３　第３半導体リレー群
　Ｓ１　第１スイッチ
　Ｓ２　第２スイッチ
　Ｓ３　第３スイッチ
　Ｓ４　第４スイッチ
　ＳＰ　切替部
　Ｕ_１　Ｕ相端子
　ＵＢ　Ｕ相用線
　Ｖ_１　Ｖ相端子
　ＶＢ　Ｖ相用線
　Ｗ_１　Ｗ相端子
　ＷＢ　Ｗ相用線

Claims

　Ｕ相用の抵抗器と、
　Ｖ相用の抵抗器と、
　Ｗ相用の抵抗器と、
　試験対象電源から前記Ｕ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う第１半導体リレー群と、
　前記試験対象電源から前記Ｖ相用の抵抗器への電力供給のオンオフ制御を行う第２半導体リレー群と、
　前記試験対象電源から前記Ｗ相用の抵抗器への電力供給のオフオフ制御を行う第３半導体リレー群と、を備え、
　前記第１半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｕ相用の抵抗器とは、直列に接続され、
　前記第２半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｖ相用の抵抗器とは、直列に接続され、
　前記第３半導体リレー群の複数の半導体リレーと、前記Ｗ相用の抵抗器とは、直列に接続される、負荷試験装置。
　前記第１半導体リレー群は、前記Ｕ相用の抵抗器と前記Ｖ相用の抵抗器と前記Ｗ相用の抵抗器の中性点と前記Ｕ相用の抵抗器の間に配置され、
　前記第２半導体リレー群は、前記中性点と前記Ｖ相用の抵抗器の間に配置され、
　前記第３半導体リレー群は、前記中性点と前記Ｗ相用の抵抗器の間に配置される、請求項１に記載の負荷試験装置。
　前記Ｕ相用の抵抗器と前記Ｖ相用の抵抗器と前記Ｗ相用の抵抗器と前記第１半導体リレー群と前記第２半導体リレー群と前記第３半導体リレー群に冷却風を供給する冷却ファンを備える、請求項１と請求項２のいずれかに記載の負荷試験装置。
　試験対象電源からの電力供給を受ける抵抗器と、
　複数の半導体リレーを含む半導体リレー群と、を備え、
　前記複数の半導体リレーは、直列に接続され、
　前記複数の半導体リレーの動作状態に基づいて、試験対象電源からの電力が前記抵抗器に供給され得る状態になる、負荷試験装置。
　前記複数の半導体リレーと同時にオンオフ制御するリレー制御部を備え、
　前記抵抗器と、前記複数の半導体リレーとは直列に接続される、請求項４に記載の負荷試験装置。
　前記抵抗器として、Ｕ相用の抵抗器、Ｖ相用の抵抗器、Ｗ相用の抵抗器を備え、
　入力側で、前記Ｕ相用の抵抗器と前記Ｖ相用の抵抗器と前記Ｗ相用の抵抗器と接続し、出力側で、前記半導体リレー群と接続する三相ブリッジ回路を備える、請求項４に記載の負荷試験装置。
　前記抵抗器と前記半導体リレー群の両方に冷却風を供給する冷却ファンを備える、請求項４～請求項６のいずれかに記載の負荷試験装置。
　前記複数の半導体リレーは、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、トライアック、ＢＩＰＯＬＡＲのいずれかである、請求項４に記載の負荷試験装置。