JP2001112263A - 交流電圧安定化装置 - Google Patents
交流電圧安定化装置Info
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- JP2001112263A JP2001112263A JP28542899A JP28542899A JP2001112263A JP 2001112263 A JP2001112263 A JP 2001112263A JP 28542899 A JP28542899 A JP 28542899A JP 28542899 A JP28542899 A JP 28542899A JP 2001112263 A JP2001112263 A JP 2001112263A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流電圧安定化電源において制御精度が高
く、しかも入力電圧の変化範囲が大きなものに対応する
ものが無かった。 【解決手段】 交流を直流に変換する過程で一度安定
化して、さらに直流から交流に変換する過程で安定化す
るので制御精度が高くしかも入力電圧の変化範囲の広い
ものに対応できる。又絶縁トランスを使用したとき負荷
電流を利用して補正するので絶縁トランスを使用しても
制御精度を高く保つことができる。
く、しかも入力電圧の変化範囲が大きなものに対応する
ものが無かった。 【解決手段】 交流を直流に変換する過程で一度安定
化して、さらに直流から交流に変換する過程で安定化す
るので制御精度が高くしかも入力電圧の変化範囲の広い
ものに対応できる。又絶縁トランスを使用したとき負荷
電流を利用して補正するので絶縁トランスを使用しても
制御精度を高く保つことができる。
Description
０００１
【発明の属する技術分野】本発明は交流制御回路や計測
器の交流電圧の安定化に関する。 ０００２
器の交流電圧の安定化に関する。 ０００２
【従来の技術】手動電圧調整器や磁気増幅器を使用した
物、トランスのタップを切り替える物等がある。 ０００３
物、トランスのタップを切り替える物等がある。 ０００３
【発明が解決しようとする課題】従来無かった電圧精
度、応答速度、波形歪み等を改善すると共に外部ノイズ
に強い装置にする。 ０００４
度、応答速度、波形歪み等を改善すると共に外部ノイズ
に強い装置にする。 ０００４
【課題を解決する手段、作用】従来無かった電圧精度に
するため、直流に変換する過程と交流に変換する過程の
２回安定化動作を行い、本発明品の電圧精度を直流側誤
差と交流側誤差のかけ算とし、電源側の電圧変動がプラ
ス、マイナス３０％のとき出力側変動で１％以下にす
る。 ０００５ 電源側の大きな電圧低下に対しては直流側でも対応可能
であるが回路が複雑になるため、予め加算トランスによ
り想定される電圧低下をアップして対応する。直流出力
側に大きな容量のコンデンサーを接続し電圧安定を向上
させると共に電源側の瞬時停電にも対応する、又このコ
ンデンサーはノイズをカットする役割もある。 ０００６ 仕様により電源側と出力側を絶縁する必要がある、この
時出力側にトランスを設けるのが一般的である、しかし
トランスは負荷電流の増加により数パーセントの範囲で
電圧が比例的に下がる、これは高い精度を必要とする安
定化電源にとっては致命的である、したがってトランス
の負荷電流を交流電圧制御回路にフィードバックして予
め測定しておいた電圧補正をおこなう。 ０００７
するため、直流に変換する過程と交流に変換する過程の
２回安定化動作を行い、本発明品の電圧精度を直流側誤
差と交流側誤差のかけ算とし、電源側の電圧変動がプラ
ス、マイナス３０％のとき出力側変動で１％以下にす
る。 ０００５ 電源側の大きな電圧低下に対しては直流側でも対応可能
であるが回路が複雑になるため、予め加算トランスによ
り想定される電圧低下をアップして対応する。直流出力
側に大きな容量のコンデンサーを接続し電圧安定を向上
させると共に電源側の瞬時停電にも対応する、又このコ
ンデンサーはノイズをカットする役割もある。 ０００６ 仕様により電源側と出力側を絶縁する必要がある、この
時出力側にトランスを設けるのが一般的である、しかし
トランスは負荷電流の増加により数パーセントの範囲で
電圧が比例的に下がる、これは高い精度を必要とする安
定化電源にとっては致命的である、したがってトランス
の負荷電流を交流電圧制御回路にフィードバックして予
め測定しておいた電圧補正をおこなう。 ０００７
【発明の実施の形態】図１において発明の形態を実施例
にもとづき説明する。図１に示す電源１の電圧変動範囲
をプラス３０％マイナス３０％とすれば、電圧加算トラ
ンス２の電圧タップ１００％に電源１を接続し、この電
圧タップに公称電圧の７０％が入力されたとき１００％
の電圧を出力する電圧タップに、直流電圧側制御半導体
ユニット３を接続する、電圧加算トランス２の巻線比は
１００：１４３となり単巻きトランスでよい。 ０００８ 直流電圧側制御半導体ユニット３の構成はIGBTやFETと
呼ばれるスイッチング用半導体を正方向と逆方向の２本
で構成される。電圧検出器５により整流ユニット６の交
流入力側の電圧が検出され制御器４に送られる、制御器
４は公称電圧値に近い値に直流電圧側制御半導体ユニッ
ト３のON、OFF比を制御する、このときのキャリヤ周波
数は騒音の関係で１５キロサイクル以上が望ましい。 ０００９ 整流ユニット６はダイオードを４本使用してブリッジに
したものを使用する、整流ユニット６の直流出力はコン
デンサー７には直接、コンデンサー８には電流制限抵抗
９を通じて接続される。これは直流電圧側制御半導体ユ
ニット３及び整流ユニット６の突入電流に対して破損す
るのを防止するものである。 ００１０ ダイオード１０はコンデンサー８に電流が逆流するのを
防止すると共にコンデンサー７の電圧が低くなると自動
的に電流を流し込む。コンデンサー８は比較的大きな容
量のものを使用して、電源１の瞬時停電に対応すること
ができる。このとき制御器４、電圧検出器５の制御電源
はこの直流電圧を利用するとよい。 ００１１ 以上の直流制御側の制御精度はトータルゲインを１０倍
とすれば直流出力の変化範囲はプラス３％からマイナス
３％の範囲となる。 ００１２ 交流電圧側制御半導体ユニット１１はIGBTやFETを４本
使用して直流から交流に変換する。電圧検出器１３にて
検出した電圧を制御器１２に入力する、制御器１２はPW
Mと呼ばれるパルス幅変調信号を出力し電圧と周波数を
制御することができる。このとき周波数は６０又は５０
サイクルに固定する、電圧は電圧検出器１３の電圧に対
応して動作する。 ００１３ この制御装置の出力と使用する側の絶縁が必要なとき絶
縁トランス１４を使用する、しかしトランスは一般的に
負荷電流により数％の電圧降下がある、したがつて精度
を高く要求されるときこれの補正が必要である。本発明
では電流検出器１５にて負荷電流を検出して制御器１２
に補正信号を送り込んでいる。このとき制御器１２の電
圧補正はあらかじめ絶縁トランス１４の特性をしらべて
おき、その特性に応じた補正をおこない、出力端子A,B
に安定電圧を出力する。 ００１４ 交流制御側の制御精度はトータルゲインを１０倍とすれ
ば交流出力の変化範囲はプラス０．３％からマイナス
０．３％の範囲となる。これにトランスの電流変化を加
算しても変化範囲はプラス０．５％からマイナス０．５
％程度の範囲となり非常に高精度な装置となる。説明は
単相でおこなったが３相に利用することも可能である。 ００１５
にもとづき説明する。図１に示す電源１の電圧変動範囲
をプラス３０％マイナス３０％とすれば、電圧加算トラ
ンス２の電圧タップ１００％に電源１を接続し、この電
圧タップに公称電圧の７０％が入力されたとき１００％
の電圧を出力する電圧タップに、直流電圧側制御半導体
ユニット３を接続する、電圧加算トランス２の巻線比は
１００：１４３となり単巻きトランスでよい。 ０００８ 直流電圧側制御半導体ユニット３の構成はIGBTやFETと
呼ばれるスイッチング用半導体を正方向と逆方向の２本
で構成される。電圧検出器５により整流ユニット６の交
流入力側の電圧が検出され制御器４に送られる、制御器
４は公称電圧値に近い値に直流電圧側制御半導体ユニッ
ト３のON、OFF比を制御する、このときのキャリヤ周波
数は騒音の関係で１５キロサイクル以上が望ましい。 ０００９ 整流ユニット６はダイオードを４本使用してブリッジに
したものを使用する、整流ユニット６の直流出力はコン
デンサー７には直接、コンデンサー８には電流制限抵抗
９を通じて接続される。これは直流電圧側制御半導体ユ
ニット３及び整流ユニット６の突入電流に対して破損す
るのを防止するものである。 ００１０ ダイオード１０はコンデンサー８に電流が逆流するのを
防止すると共にコンデンサー７の電圧が低くなると自動
的に電流を流し込む。コンデンサー８は比較的大きな容
量のものを使用して、電源１の瞬時停電に対応すること
ができる。このとき制御器４、電圧検出器５の制御電源
はこの直流電圧を利用するとよい。 ００１１ 以上の直流制御側の制御精度はトータルゲインを１０倍
とすれば直流出力の変化範囲はプラス３％からマイナス
３％の範囲となる。 ００１２ 交流電圧側制御半導体ユニット１１はIGBTやFETを４本
使用して直流から交流に変換する。電圧検出器１３にて
検出した電圧を制御器１２に入力する、制御器１２はPW
Mと呼ばれるパルス幅変調信号を出力し電圧と周波数を
制御することができる。このとき周波数は６０又は５０
サイクルに固定する、電圧は電圧検出器１３の電圧に対
応して動作する。 ００１３ この制御装置の出力と使用する側の絶縁が必要なとき絶
縁トランス１４を使用する、しかしトランスは一般的に
負荷電流により数％の電圧降下がある、したがつて精度
を高く要求されるときこれの補正が必要である。本発明
では電流検出器１５にて負荷電流を検出して制御器１２
に補正信号を送り込んでいる。このとき制御器１２の電
圧補正はあらかじめ絶縁トランス１４の特性をしらべて
おき、その特性に応じた補正をおこない、出力端子A,B
に安定電圧を出力する。 ００１４ 交流制御側の制御精度はトータルゲインを１０倍とすれ
ば交流出力の変化範囲はプラス０．３％からマイナス
０．３％の範囲となる。これにトランスの電流変化を加
算しても変化範囲はプラス０．５％からマイナス０．５
％程度の範囲となり非常に高精度な装置となる。説明は
単相でおこなったが３相に利用することも可能である。 ００１５
【発明の効果】本発明によれば安定化動作を２回行うの
で制御精度を非常に高くすることが出きる、しかも中間
にコンデンサーがありこの安定化動作により、各制御系
の応答速度を積分系を使用して長くでき、制御系が安定
すると同時にノイズに強くなる。又必要に応じコンデン
サー容量を大きくして電源１の瞬時停電にも対応でき
る。 ００１６ 絶縁トランスを使用したときも補正を行うので高い精度
を維持できる、又直流から交流変換するときPWM制御に
より波形歪みを小さくしている。
で制御精度を非常に高くすることが出きる、しかも中間
にコンデンサーがありこの安定化動作により、各制御系
の応答速度を積分系を使用して長くでき、制御系が安定
すると同時にノイズに強くなる。又必要に応じコンデン
サー容量を大きくして電源１の瞬時停電にも対応でき
る。 ００１６ 絶縁トランスを使用したときも補正を行うので高い精度
を維持できる、又直流から交流変換するときPWM制御に
より波形歪みを小さくしている。
【図１】装置全体のブロック図である。
１ 電源 ２ 加算トランス ３ 直流電圧側制御半導体ユニット ４ 制御器 ５ 電圧検出器 ６ 整流ユニット ７ コンデンサー ８ コンデンサー ９ 電流制限抵抗 １０ ダイオード １１ 交流電圧側制御半導体ユニット １２ 制御器 １３ 電圧検出器 １４ 絶縁トランス １５ 電流検出器 A,B 出力端子
Claims (3)
- 【請求項１】 コンバータ及びインバータを使用した
交流電圧安定化装置において、交流電源より直流に変換
する過程で直流電圧を安定化してコンデンサーに充電
し、この電圧を交流に変換する過程でさらに安定化して
交流電圧を出力する装置。 - 【請求項２】 請求項１において交流電源の電圧変動
範囲の想定される下限値を公称値にアップする加算トラ
ンスを交流電源より直流に変換する過程の間に入れた
物。 - 【請求項３】 請求項１の出力に絶縁トランスを接続
する物においてトランスの負荷電流を検出し、負荷電流
によるトランスでの電圧低下を交流に変換する過程で補
正するようにした装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28542899A JP2001112263A (ja) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | 交流電圧安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28542899A JP2001112263A (ja) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | 交流電圧安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001112263A true JP2001112263A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17691405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28542899A Pending JP2001112263A (ja) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | 交流電圧安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001112263A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104820455A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-08-05 | 刘波 | 一种高压风机电源稳压器 |
| RU177830U1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-03-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИОРАД СИСТЕМС" | Стабилизатор переменного напряжения |
-
1999
- 1999-10-06 JP JP28542899A patent/JP2001112263A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104820455A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-08-05 | 刘波 | 一种高压风机电源稳压器 |
| RU177830U1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-03-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИОРАД СИСТЕМС" | Стабилизатор переменного напряжения |
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