JP3040861U - AC stabilized power supply and reduced voltage starter using the same - Google Patents
AC stabilized power supply and reduced voltage starter using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単巻変圧器を用いて安価で作動の確実な交流
安定化電源を提供する。
【解決手段】 共通の鉄心に主コイルと、切換コイル
と、複数の調圧コイルを巻いて成る単巻変圧器の主コイ
ルに負荷電流を流すように構成すると共に、入力電圧に
応じてに切換コイルと、複数の調圧コイルを選択的に主
コイルに接続し、巻数比を変更制御して出力電圧を調整
する。入力電圧が許容範囲内があるときは、切換コイル
及び調圧コイルを主コイルから切り離し、切換コイルの
両端子を短絡しておく。
(57) [Problem] To provide an inexpensive and reliable AC stabilized power supply using an autotransformer. SOLUTION: A main coil, a switching coil and a plurality of pressure regulating coils are wound around a common core so that a load current flows through a main coil of an autotransformer, and switching is performed according to an input voltage. A coil and a plurality of pressure regulating coils are selectively connected to the main coil, and a turn ratio is changed and controlled to adjust an output voltage. When the input voltage is within the allowable range, the switching coil and the pressure regulating coil are disconnected from the main coil, and both terminals of the switching coil are short-circuited.
Description
【0001】[0001]
本考案は、単相又は多相交流用の交流安定化電源、特にタップ付の単巻変圧器 を用いた交流安定化電源に関する。 The present invention relates to an AC stabilized power supply for single-phase or multi-phase AC, and particularly to an AC stabilized power supply using a tapped autotransformer.
【0002】[0002]
交流用の安定化電源としては、無段に電圧の調節が可能なものもあるが、それ らは一般に高価である。 そのため、一次又は二次巻線に電圧調整用のタップを設けたタップ切替型変圧 器が提案されている。 Some stabilized AC power supplies have infinitely adjustable voltage, but they are generally expensive. Therefore, a tap-switching transformer in which a tap for voltage adjustment is provided on the primary or secondary winding has been proposed.
【0003】 然しながら、これらのタップ切替型変圧器も、共通鉄心の一次側及び二次側に 巻線を必要とするので、工程が複雑であり、必ずしも安価とは言えず、そのため 普及が阻害されていた。However, these tap switching type transformers also require windings on the primary side and the secondary side of the common iron core, which complicates the process and is not necessarily inexpensive, which hinders their popularization. Was there.
【0004】[0004]
本考案は上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的とすると ころは、巻線が単純な単巻変圧器を用いて成る、安価な交流安定化電源を提供す ることにある。 而して、従来公知の単巻変圧器では、入力電圧に応じてコイル又はそのタップ の組合せを自動的に選択又は切り換えようとすると、コイルの焼損などの事故や 異常電圧が発生し、そのため、自動的な切り換えを必要とする交流安定化電源を 構成することができなかった。 本考案の要旨とするところは、複数のコイルを具備する単巻変圧器と、そのコ イル又はタップの組合せを入力電圧に応じて安全かつ自動的に選択又は切り換え 得る制御回路とから成る新規な交流安定化電源を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an inexpensive AC stabilized power supply that uses an autotransformer with a simple winding. is there. Thus, in the conventionally known autotransformer, if an attempt is made to automatically select or switch the combination of the coil or its taps in accordance with the input voltage, accidents such as burning of the coil or abnormal voltage will occur. We could not construct an AC stabilized power supply that requires automatic switching. The gist of the present invention is a novel autotransformer having a plurality of coils and a control circuit capable of safely and automatically selecting or switching a combination of coils or taps according to an input voltage. It is to provide an AC stabilized power supply.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】 上記の目的は、 電圧調節用の変圧器として、共通の鉄心に主コイルと、切換コイルと、少なく とも一つ、望ましくは複数の調圧コイルを巻き、主コイルの一方の端子を入力ラ インの一方に、他の一方の端子を出力ラインの一方にそれぞれ接続すると共に、 入力ラインの他の一方と出力ラインの他の一方が接続される入出力共通の接続端 子を設け、更に、 切換コイルと、その切換コイルと主コイルとの間に直列に挿入される電圧調整 指令スイッチと、切換コイル短絡スイッチを具備し、電圧調整指令スイッチの状 態とは無関係に、切換コイルの両端子間を短絡し得る切換コイル短絡回路とから 成る電圧調整指令回路と、 コイル選択スイッチを具備し、調圧用コイルの中から随時選択されるものを電 圧調整指令回路と直列に接続するコイル選択回路と、 主コイルの何れか一方の端子と入出力共通の接続端子との間に、電圧調整指令 回路とコイル選択回路とを、直列に接続し、 更に、所望の抵抗と抵抗選択スイッチとを直列に接続して成る抵抗回路をコイ ル選択スイッチの何れか一つと並列に接続して成る単巻変圧器を用い、 その単巻変圧器の入力或いは出力電圧を検出し、その検出結果に応じて上記諸 回路に設けられたスイッチを開閉制御し、出力電圧が所定の許容範囲内で一定に 保たれるよう構成した交流安定化電源により達成される。[Means for Solving the Problems] The above object is to provide a main coil and a switching coil, and at least one, preferably a plurality of pressure adjusting coils, on a common iron core as a transformer for voltage adjustment. Connect one terminal of the coil to one of the input lines and the other terminal to one of the output lines, and connect the other one of the input lines and the other one of the output lines to the common input / output. It is equipped with a connection terminal, and further comprises a changeover coil, a voltage adjustment command switch inserted in series between the changeover coil and the main coil, and a changeover coil short-circuit switch. Regardless of the voltage adjustment command circuit consisting of a switching coil short-circuit circuit that can short-circuit both terminals of the switching coil, and a coil selection switch, the one that is selected from the pressure adjustment coils at any time is adjusted in voltage. The voltage adjustment command circuit and the coil selection circuit are connected in series between the coil selection circuit connected in series with the control circuit and one of the terminals of the main coil and the common input / output connection terminal. An autotransformer consisting of a resistor circuit consisting of a desired resistor and a resistance selection switch connected in series with one of the coil selection switches in parallel is used, and the input or output voltage of the autotransformer is used. Is detected, the switches provided in the above circuits are controlled to open and close according to the detection result, and the output voltage is maintained constant within a predetermined allowable range by an AC stabilized power supply.
【0006】 而して、本考案の特徴は、単巻変圧器を用いるにも関わらず、上記の電圧調整 指令スイッチ、切換コイル短絡スイッチ及び抵抗選択スイッチを適切に開閉制御 することにより、安全かつ円滑に電圧調整用のコイルの選択、切換えを可能とす ることにある。 本考案に係る交流安定化電源は、単相用の外、三相又はそれ以上の多相用とし ても構成でき、又、入力電圧が許容範囲以上の高電圧であるときに用いる降圧用 、その逆の場合に用いる昇圧用、及び、昇降圧両用の交流安定化電源として提供 し得るものであり、又、出力電圧の大幅なシークェンス制御が可能であるので、 モータースターターや、加熱装置などの供給電圧のシークェンス制御に利用でき るものである。Therefore, the feature of the present invention is that even if the autotransformer is used, the voltage adjustment command switch, the switching coil short-circuit switch, and the resistance selection switch are appropriately controlled to be opened and closed safely. The purpose is to enable smooth selection and switching of the voltage adjustment coil. The AC stabilized power supply according to the present invention can be configured not only for single phase but also for three-phase or more multi-phase, and for step-down voltage used when the input voltage is higher than the allowable range, It can be provided as an AC stabilized power supply for boosting and for both step-up and step-down voltage used in the opposite case, and since it is possible to control the sequence of the output voltage significantly, it can be used for motor starters, heating devices, etc. It can be used for sequence control of supply voltage.
【0007】[0007]
以下、図面により本考案の詳細を説明する。 図1は、本考案に係る交流安定化電源の概要を示すブロックダイヤグラム、 図2は、図1に示した交流安定化電源で用いられる単巻変圧器の一構成例を示 す回路図、 図3は、本考案に係る交流安定化電源で用いられるタップ付コイルを用いた単 巻変圧器の一構成例を示す回路図、 図4は、図3に示したものとは別異の単巻変圧器の一構成例を示す回路図、 図5は、図3及び図4に示したものとは更に別異の単巻変圧器の一構成例を示 す回路図、 図6は、昇降圧両用の交流安定化電源で用いられる単巻変圧器の一構成例を示 す回路図、 図7は、図6に示したものとは別異の昇降圧両用の単巻変圧器の一構成例を示 す回路図、 図8は、単三相用の交流安定化電源で用いられる単巻変圧器の一構成例を示す 回路図、 図9は、三相スター結線用の交流安定化電源で用いられる単巻変圧器の一構成 例を示す回路図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an AC stabilized power supply according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing one configuration example of an autotransformer used in the AC stabilized power supply shown in FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of an autotransformer using a coil with a tap used in the AC stabilized power supply according to the present invention, and FIG. 4 is a single winding different from that shown in FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a transformer, FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer which is different from those shown in FIGS. 3 and 4, and FIG. Circuit diagram showing an example of the configuration of an autotransformer used in a dual-purpose AC stabilized power supply. Fig. 7 shows an example of the configuration of an autotransformer for both buck-boost different from the one shown in Fig. 6. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer used in an AC stabilized power supply for AA, and FIG. 9 is a three-phase star connection. An example of the configuration of the autotransformer to be used in an AC stabilized power supply use is a circuit diagram showing an.
【0008】[0008]
以下、図1から順次説明する。 図1には、本考案に係るタップ付単巻変圧器を用いた単相交流用の安定化電源 の基本的構成が示されている。 図1中、10は単巻変圧器であり、図示されていない共通の鉄心に巻かれた主コ イル1、切換コイル2、調圧コイル3及び電圧調整回路4から成る。 Hereinafter, description will be sequentially given from FIG. FIG. 1 shows the basic configuration of a stabilized power supply for single-phase alternating current using a tapped autotransformer according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an autotransformer, which includes a main coil 1, a switching coil 2, a pressure adjusting coil 3 and a voltage adjusting circuit 4 wound around a common iron core (not shown).
【0009】 又、20は単巻変圧器10の出力電圧を検出する電圧検出回路、30は電圧検出回路 20の検出結果に応じて、出力電圧を所定の許容範囲内に保持するため必要な制御 信号を発生する演算回路、40は演算回路30の制御信号に応じて、電圧調整回路4 に設けられている各スイッチを開閉制御し、出力電圧を一定の許容範囲に維持す る点弧回路40、50は負荷回路である。Further, 20 is a voltage detection circuit for detecting the output voltage of the autotransformer 10, and 30 is a control necessary for keeping the output voltage within a predetermined allowable range according to the detection result of the voltage detection circuit 20. An arithmetic circuit 40 that generates a signal is an ignition circuit 40 that controls the opening and closing of each switch provided in the voltage adjusting circuit 4 according to the control signal of the arithmetic circuit 30 to maintain the output voltage within a certain allowable range. , 50 are load circuits.
【0010】 この実施例では、第一外部接続端子10-1、10-2が電源側、第二外部接続端子10 -3、10-4が負荷側となっているが、後に説明するように、この単巻変圧器10はリ バーシブルであり、第一外部接続端子10-1、10-2を負荷側、第二外部接続端子10 -3、10-4を電源側として使用することも可能である。但し、その場合は、図示さ れている状態が降圧用であるとすると、入出力を逆にしたときは、昇圧用となる 。In this embodiment, the first external connection terminals 10-1 and 10-2 are on the power supply side, and the second external connection terminals 10-3 and 10-4 are on the load side. , This autotransformer 10 is reversible, and it is also possible to use the first external connection terminals 10-1 and 10-2 as the load side and the second external connection terminals 10 -3 and 10-4 as the power supply side. Is. However, in that case, if the state shown in the figure is for step-down, it will be for step-up when the input and output are reversed.
【0011】 図示されている例では、主コイル1、切換コイル2及び調圧コイル3はいずれ も同極性に巻かれているものとして説明する。 尚、後に説明するように、主コイル1の巻数は、切換コイル2及び調圧コイル 3のそれに比べて極めて少ない。 単巻変圧器10は四端子網回路であり、それぞれ各一対の第一外部接続端子10-1 、10-2と第二外部接続端子10-3、10-4を有し、本実施例に於いては、第一外部接 続端子10-1、10-2は外部の交流電源に接続され、第二外部接続端子10-3、10-4は 負荷50に接続されている。In the illustrated example, it is assumed that the main coil 1, the switching coil 2 and the pressure adjusting coil 3 are all wound with the same polarity. As will be described later, the number of turns of the main coil 1 is extremely smaller than that of the switching coil 2 and the pressure adjusting coil 3. The autotransformer 10 is a four-terminal network circuit, each having a pair of first external connection terminals 10-1, 10-2 and second external connection terminals 10-3, 10-4, respectively, in this embodiment. In this case, the first external connection terminals 10-1 and 10-2 are connected to an external AC power source, and the second external connection terminals 10-3 and 10-4 are connected to the load 50.
【0012】 主コイル1の一方の端子1−1は、第一外部接続端子の一方10-1に接続され、 他の一方の端子1−2は第二外部接続端子の一方10-3に接続され、主コイル1に は負荷電流が流される。 切換コイル2及び調圧コイル3を含む電圧調整回路4の電圧調節指令入力端子 4−1は主コイル1の上記他の一方の端子1−2に連なる出力側ラインに接続さ れ、入出力共通端子4−5には、他の一方の第一外部接続端子10-2と第二外部接 続端子10-4が接続される。One terminal 1-1 of the main coil 1 is connected to one of the first external connection terminals 10-1 and the other terminal 1-2 is connected to one of the second external connection terminals 10-3. Then, a load current is passed through the main coil 1. The voltage adjustment command input terminal 4-1 of the voltage adjustment circuit 4 including the switching coil 2 and the pressure adjustment coil 3 is connected to the output side line connected to the other terminal 1-2 of the main coil 1 described above, and the input / output is common. The other one of the first external connection terminal 10-2 and the second external connection terminal 10-4 is connected to the terminal 4-5.
【0013】 負荷50への出力電圧は、電圧検出回路20により検出され、その検出データは演 算回路30に送られ、演算回路30はそのデータに基づいて点弧回路40を介して電圧 調整回路4に内蔵された各スイッチング素子を開閉制御して、負荷50への入力電 圧を所定の許容範囲内に保持するものである。 第一外部接続端子10-1、10-2の電圧が正常であり、電圧調整をしなくとも第二 外部接続端子10-3、10-4間の電圧が許容範囲内にあるときは、図1に示されてい るように、電圧調整指令スイッチ21がオフとなっていて、電圧調整回路4は負荷 50への電力供給ラインから切り離されており、単巻変圧器10は、変圧器としては 機能しておらず、所謂、スルー状態となっている。The output voltage to the load 50 is detected by the voltage detection circuit 20, the detection data is sent to the calculation circuit 30, and the calculation circuit 30 uses the data to output the voltage adjustment circuit via the ignition circuit 40. Each of the switching elements built in 4 is controlled to open and close to keep the input voltage to the load 50 within a predetermined allowable range. If the voltage of the first external connection terminals 10-1 and 10-2 is normal and the voltage between the second external connection terminals 10-3 and 10-4 is within the allowable range without voltage adjustment, As shown in 1, the voltage adjustment command switch 21 is turned off, the voltage adjustment circuit 4 is disconnected from the power supply line to the load 50, and the autotransformer 10 is used as a transformer. It is not functioning and is in the so-called through state.
【0014】 尚、主コイル1と切換コイル2は同一の鉄心に巻かれているので、この状態で は切換コイル2には誘導電流が流れるが、切換コイル2では鉄損以上のエネルギ ー消費がなく、又主コイル1のインピーダンスは負荷50のそれに比して極めて小 さいので、負荷50には第一外部接続端子10-1、10-2の電圧が殆どそのまゝ供給さ れる。 而して、第一外部接続端子10-1、10-2間に供給される電圧が一定の許容限界以 上の高圧となると、負荷50に供給される電圧も許容範囲を超えて高くなるので、 電圧調整指令スイッチ21をオンとして、電圧調整回路4を主コイル1に接続し、 電源回路を単巻変圧器として作用させ、第二外部接続端子10-3、10-4の電圧が所 望の許容範囲内に保持されるよう自動調節する。Since the main coil 1 and the switching coil 2 are wound around the same iron core, an induced current flows through the switching coil 2 in this state, but the switching coil 2 consumes more energy than iron loss. Since the impedance of the main coil 1 is extremely small as compared with that of the load 50, the voltage of the first external connection terminals 10-1 and 10-2 is almost entirely supplied to the load 50. Thus, if the voltage supplied between the first external connection terminals 10-1 and 10-2 becomes a high voltage above a certain allowable limit, the voltage supplied to the load 50 will also exceed the allowable range and become high. , The voltage adjustment command switch 21 is turned on, the voltage adjustment circuit 4 is connected to the main coil 1, the power supply circuit acts as an autotransformer, and the voltage of the second external connection terminals 10-3 and 10-4 is desired. Automatically adjust to keep within the allowable range of.
【0015】 電圧調整回路4の最も単純な構成例が図2に示されている。ここではこの回路 を降圧用回路として説明する。即ち、第二外部接続端子10-3、10-4間の電圧、即 ち、負荷50に供給される電圧が許容範囲を超えて高くなったとき、これを許容範 囲内の電圧に降圧して供給するものとする。 図示されている例に於いて、電圧調整回路4は、電圧調整指令回路4−2と、 コイル選択回路4−3と、抵抗回路4−4とから成り、これらの回路は図示され ているように、前述の電圧調節指令入力端子4−1と入出力共通端子4−5との 間に接続される。即ち、電圧調整指令回路4−2とコイル選択回路4−3は直列 に接続され、電圧調節指令入力端子4−1と入出力共通端子4−5との間に挿入 され、抵抗回路4−4は、コイル選択スイッチ31と並列に接続される。A simplest configuration example of the voltage adjusting circuit 4 is shown in FIG. Here, this circuit will be described as a step-down circuit. That is, when the voltage between the second external connection terminals 10-3 and 10-4, that is, the voltage supplied to the load 50 becomes higher than the allowable range, it is stepped down to a voltage within the allowable range. Shall be supplied. In the illustrated example, the voltage adjustment circuit 4 is composed of a voltage adjustment command circuit 4-2, a coil selection circuit 4-3, and a resistance circuit 4-4, and these circuits are as shown in the drawing. Further, it is connected between the voltage adjustment command input terminal 4-1 and the input / output common terminal 4-5. That is, the voltage adjustment command circuit 4-2 and the coil selection circuit 4-3 are connected in series and inserted between the voltage adjustment command input terminal 4-1 and the input / output common terminal 4-5, and the resistance circuit 4-4. Are connected in parallel with the coil selection switch 31.
【0016】 電圧調整指令回路4−2は、切換コイル2と、電圧調整指令スイッチ21と、切 換コイル短絡スイッチ22とを含む切換コイル短絡回路23とから成り、電圧調整指 令スイッチ21は、主コイル1と切換コイル2の間に設けられ、制御コイル短絡ス イッチ22は、電圧調整指令スイッチ21に関係なく切換コイル2を短絡し得る位置 に挿入されるものである。 コイル選択回路4−3は、前述の電圧調整指令回路4−2と直列に接続されて おり、一つの電圧調整用の調圧コイル3と、コイル選択スイッチ31及びコイルパ ススイッチ32とを具備し、調圧コイル3を主コイル1及び切換コイル2に接続す るか否かを選択するものである。 抵抗回路4−4は、抵抗41と、抵抗選択スイッチ42とを直列に接続して成り、 コイル選択スイッチ31と並列に接続されている。The voltage adjustment command circuit 4-2 includes a switching coil 2, a voltage adjustment command switch 21, and a switching coil short circuit 23 including a switching coil short-circuit switch 22, and the voltage adjustment command switch 21 includes The control coil short-circuit switch 22 provided between the main coil 1 and the switching coil 2 is inserted at a position where the switching coil 2 can be short-circuited regardless of the voltage adjustment command switch 21. The coil selection circuit 4-3 is connected in series with the voltage adjustment command circuit 4-2 described above, and is provided with one voltage adjustment coil 3 for voltage adjustment, a coil selection switch 31 and a coil path switch 32. It is for selecting whether to connect the pressure adjusting coil 3 to the main coil 1 and the switching coil 2. The resistance circuit 4-4 is formed by connecting a resistance 41 and a resistance selection switch 42 in series, and is connected in parallel with the coil selection switch 31.
【0017】 第一外部接続端子10-1、10-2の電圧が正常であり、電圧調整をしなくとも第二 外部接続端子10-3、10-4間の電圧が許容範囲内にあるときは、図2に示されてい るように、切換コイル短絡スイッチ22以外の総てのスイッチ、即ち、電圧調整指 令スイッチ21、コイル選択用スイッチ31、32及び抵抗選択スイッチ42はオフとな っており、切換コイル短絡スイッチ22のみがオンとなっている。 前述の如く、この状態では、電圧調整回路4は負荷50への電力供給ラインから 切り離されており、単巻変圧器10は、変圧器としては機能しておらず、スルー状 態、即ち、入力電圧を略そのまゝ出力する状態となっている。When the voltage of the first external connection terminals 10-1 and 10-2 is normal and the voltage between the second external connection terminals 10-3 and 10-4 is within the allowable range without voltage adjustment As shown in FIG. 2, all the switches except the changeover coil short-circuit switch 22, that is, the voltage adjustment command switch 21, the coil selection switches 31 and 32, and the resistance selection switch 42 are not turned off. Therefore, only the switching coil short-circuit switch 22 is turned on. As described above, in this state, the voltage regulator circuit 4 is disconnected from the power supply line to the load 50, and the autotransformer 10 does not function as a transformer, and is in the through state, that is, the input state. The voltage is almost output as it is.
【0018】 尚、主コイル1と切換コイル2は同一の鉄心に巻かれているので、この状態で は切換コイル2には誘導電流が流れるが、切換コイル2ではその鉄損以上のエネ ルギー消費がなく、又主コイル1のインピーダンスは負荷50のそれに比して極め て小さいので、負荷50には第一外部接続端子10-1、10-2の電圧が殆どそのまゝ供 給される。 而して、第一外部接続端子10-1、10-2間に供給される電圧が過高となると、負 荷50に供給される電圧も許容範囲を超えて高くなるので、演算回路30からの信号 により点弧回路40が作動し、次の手順に従って電圧調整回路4のスイッチが切り 換えられ、電源回路は単巻変圧器として作用するようになり、第二外部接続端子 10-3、10-4の電圧が引き下げられるものである。Since the main coil 1 and the switching coil 2 are wound on the same iron core, an induced current flows through the switching coil 2 in this state, but the switching coil 2 consumes more energy than its iron loss. Since the impedance of the main coil 1 is extremely small compared to that of the load 50, the voltage of the first external connection terminals 10-1 and 10-2 is almost supplied to the load 50 as it is. Therefore, if the voltage supplied between the first external connection terminals 10-1 and 10-2 becomes excessively high, the voltage supplied to the load 50 will also exceed the allowable range, so that the arithmetic circuit 30 The ignition circuit 40 is activated by the signal of, and the switch of the voltage adjusting circuit 4 is switched according to the following procedure, the power supply circuit operates as an autotransformer, and the second external connection terminals 10-3, 10 -4 voltage is reduced.
【0019】 このときは、電圧調整指令スイッチ21をオン、切換コイル短絡スイッチ22をオ フとするものであるが、それらのスイッチ切り換えに先立って、先ず抵抗選択ス イッチ42及びコイルパススイッチ33をオンとし、抵抗41をコイル回路内に直列に 挿入し、この状態で、先に切換コイル短絡スイッチ22をオフとし、次いで電圧調 整指令スイッチ21をオンとし、更に、調圧コイル3を切換コイル2に接続して使 用するときはコイル選択スイッチ31をオン、コイルパススイッチ33をオフとし、 調圧コイル3を切り離しておくときは逆にコイル選択スイッチ31をオフ、コイル パススイッチ33をオンとし、これらのスイッチ切り換えが完了した後、抵抗選択 スイッチ42をオフとするものである。 而して、これら一連のスイッチの切り換えは、電流のゼロクロス点で行うこと が望ましい。At this time, the voltage adjustment command switch 21 is turned on and the changeover coil short-circuit switch 22 is turned off. Prior to the changeover of those switches, first, the resistance selection switch 42 and the coil pass switch 33 are turned on. Turn on and insert the resistor 41 in series in the coil circuit. In this state, first turn off the changeover coil short-circuit switch 22, then turn on the voltage adjustment command switch 21, and then set the pressure adjustment coil 3 to the changeover coil. When using it by connecting it to 2, the coil selection switch 31 is turned on and the coil pass switch 33 is turned off. When the pressure regulating coil 3 is disconnected, the coil selection switch 31 is turned off and the coil pass switch 33 is turned on. After the switching of these switches is completed, the resistance selection switch 42 is turned off. Therefore, it is desirable to switch these series of switches at the zero cross point of the current.
【0020】 電圧調整指令スイッチ21をオンとするのに先立って切換コイル短絡スイッチ22 をオフとする理由は、切換コイル短絡スイッチ22がオンの状態で電圧調整指令ス イッチ21をオンとすると、切換コイル2に過大な電流が流れ、切換コイル2が瞬 時にして焼損してしまうので、そのような事態を回避するためである。 又、コイルパススイッチ33をオンとして抵抗41を調圧コイル3の循環電流回路 に挿入するのは、鉄心が飽和し、各コイルに異常電圧が発生するのを防止するた めである。即ち、この抵抗41がコイル回路に直列に挿入されていると、回路は負 荷抵抗を有する変流器のような状態となり、電圧調整指令スイッチ21がオンとな ったとき、この抵抗41がコイルパススイッチ33を含む閉回路の限流抵抗となり、 鉄心の過飽和による異常電圧の発生が防止されることになる。 この抵抗41のコイル回路への挿入は、コイル選択用スイッチ31、コイルパスス イッチ33を再度切り換えるときや、電圧調整指令スイッチ21をオフとする場合に も必ず事前に行われるものである。 尚、この場合、抵抗41を接続する目的は、コイル選択用スイッチ31及びコイル パススイッチ33が同時に切り換えられたときの短絡電流を制限するためである。The reason why the switching coil short-circuit switch 22 is turned off before turning on the voltage adjustment command switch 21 is that when the voltage adjustment command switch 21 is turned on while the switching coil short-circuit switch 22 is on, the switching This is because an excessive current flows through the coil 2 and the switching coil 2 burns in an instant, so that such a situation is avoided. Further, the reason why the coil pass switch 33 is turned on and the resistor 41 is inserted in the circulating current circuit of the pressure adjusting coil 3 is to prevent the iron core from being saturated and causing an abnormal voltage to occur in each coil. That is, when the resistor 41 is inserted in series with the coil circuit, the circuit becomes like a current transformer having a load resistor, and when the voltage adjustment command switch 21 is turned on, the resistor 41 is It becomes the current limiting resistance of the closed circuit including the coil pass switch 33, and the occurrence of abnormal voltage due to oversaturation of the iron core is prevented. The insertion of the resistor 41 into the coil circuit is always performed in advance when the coil selection switch 31 and the coil pass switch 33 are switched again or when the voltage adjustment command switch 21 is turned off. In this case, the purpose of connecting the resistor 41 is to limit the short-circuit current when the coil selection switch 31 and the coil pass switch 33 are simultaneously switched.
【0021】 図1に示す如く、負荷50に供給される電圧は電圧検出回路20により検出され、 その出力データは演算回路30に送られる。負荷50への供給電圧が過大とったとき は、演算回路30は、現在の各スイッチのオン・オフ状況と、電圧検出データとに 基づき、コイルを如何に選択、切り換えるべきかを決定し、点弧回路40に指令パ ルスを送り、コイル選択用スイッチ31、コイルパス用スイッチ33及び切換コイル 短絡スイッチ22を切り換え、単巻変圧器10の巻数比を変更し、出力電圧を制御す るものである。 而して、このスイッチの切り換えは、上記の手順により実行されるので、各コ イルに過電流が流れたり、異常高圧が発生したりすることなく、スイッチの切り 換えが円滑に実行され、負荷50に供給される電圧は常に一定の許容範囲内に保た れるものである。 上記には本考案の原理を説明するため、調圧コイル3として単一のコイルを用 いる例を示したが、実際には複数のコイルを用いるものであり、それらの巻数や 極性の組合せを適宜に選定することにより、供給電圧が低下したとき使用される 昇圧用、逆の場合に用いられる降圧用及び昇降圧両用などの交流安定化電源を構 成するものである。As shown in FIG. 1, the voltage supplied to the load 50 is detected by the voltage detection circuit 20, and the output data thereof is sent to the arithmetic circuit 30. When the voltage supplied to the load 50 becomes excessive, the arithmetic circuit 30 determines how to select and switch the coil based on the current on / off status of each switch and the voltage detection data, and A command pulse is sent to the arc circuit 40, the coil selection switch 31, the coil path switch 33, and the switching coil short-circuit switch 22 are switched to change the turn ratio of the autotransformer 10 to control the output voltage. . Since the switching of this switch is performed by the procedure described above, the switching of the switch is smoothly performed without the occurrence of overcurrent or abnormal high voltage in each coil, and The voltage supplied to 50 is always kept within a certain tolerance. In the above, in order to explain the principle of the present invention, an example in which a single coil is used as the pressure adjusting coil 3 has been shown, but in reality, a plurality of coils are used, and the number of turns and the combination of polarities are used. By making appropriate selections, an AC stabilized power supply is constructed for boosting when the supply voltage drops, for stepping down when used in the opposite case and for both step-up and step-down.
【0022】 而して、本考案の望ましい実施例に於いては、制御回路が簡単であるので、調 圧コイル3としてタップ付コイルを用いることが推奨される。 而して、図3には、そのような単巻変圧器10Aが示されている。 ここで用いられる主コイル1、切換コイル2、電圧調整指令回路4A−2及び 抵抗回路4A−4は前述の図2に示した主コイル1、切換コイル2、電圧調整指 令回路4−2及び抵抗回路4−4と同様なものである。 コイル選択回路4A−3には、調圧コイル3としてタップ付コイルが用いられ ている。このタップ付コイルはタップ3−1、3−2及び3−3を有しており、 それらのタップ3−1、3−2及び3−3にはコイル選択用スイッチ31、32、コ イルパス用スイッチ33が接続され、それらのスイッチの調圧コイル3とは反対側 の接点は短絡回路34で短絡され、電圧調整指令回路4A−2に接続されている。 抵抗回路4A−4は、抵抗41と抵抗選択スイッチ42とから成り、前述のコイル 選択用スイッチ31と並列に接続されている。 この回路の作用は、前述の説明から既に明らかであろう。 この図3には、負荷50への供給電圧が正常な範囲にあるときの、所謂スルー状 態が示されている。この状態では、電圧調整指令スイッチ21はオフ、切換コイル 短絡スイッチ22はオンであり、電圧調整回路4は主コイル1から負荷50への電力 供給ラインから切り離されており、入力電圧は殆どそのまゝ負荷50に供給されて いる。 而して、負荷50への供給電圧が許容限界以上に上昇したときは、電圧調整指令 スイッチ21をオン、切換コイル短絡スイッチ22をオフとするものであるが、それ らのスイッチ切り換えに先立って、先ず抵抗選択スイッチ42及びコイル選択スイ ッチ32又は33をオンとし、抵抗41を調圧コイル3の循環電流回路内に直列に挿入 し、次に、この状態で、先ず切換コイル短絡スイッチ22をオフとし、次いで電圧 調整指令スイッチ21をオンとする。 更に、調圧コイル3として用いられているタップ付コイルの全部又は一部のコ イルを切換コイル2に接続して使用するときは、コイル選択スイッチ31、32及び コイルパススイッチ33を適宜にオン・オフし、これらのスイッチ切り換えが完了 した後、抵抗選択スイッチ42をオフとするものである。 今、各コイルの巻数を、 主コイル1 端子1−1、1−2間で N1 切換コイル2 端子2−1、2−2間で N2 調圧コイル3 タップ3−1、3−2間で N3 同 タップ3−2、3−3間で N4 第一外部接続端子10-1、10-2間に供給される電圧を、E11、E12又はE13、 但し、E11<E12<E13 第二外部接続端子10-3、10-4間に出力される電圧をE とすると、選択されたコイル選択用スイッチ31、32、33に対応する変圧比Φ31、 Φ32及びΦ33は以下の通りとなる。Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, it is recommended to use a tapped coil as the voltage adjusting coil 3 because the control circuit is simple. Thus, in FIG. 3, such an autotransformer 10A is shown. The main coil 1, the switching coil 2, the voltage adjustment command circuit 4A-2, and the resistance circuit 4A-4 used here are the main coil 1, the switching coil 2, the voltage adjustment instruction circuit 4-2, and the voltage adjustment instruction circuit 4-2 shown in FIG. It is similar to the resistance circuit 4-4. A coil with taps is used as the pressure adjusting coil 3 in the coil selection circuit 4A-3. This tapped coil has taps 3-1, 3-2 and 3-3, and these taps 3-1, 3-2 and 3-3 have switches 31 and 32 for coil selection and coil passes. The switches 33 are connected, and the contacts of the switches on the opposite side of the pressure adjusting coil 3 are short-circuited by the short circuit 34 and are connected to the voltage adjustment command circuit 4A-2. The resistance circuit 4A-4 includes a resistance 41 and a resistance selection switch 42, and is connected in parallel with the coil selection switch 31 described above. The operation of this circuit will be clear from the foregoing description. FIG. 3 shows a so-called through state when the supply voltage to the load 50 is in the normal range. In this state, the voltage adjustment command switch 21 is off, the switching coil short-circuit switch 22 is on, the voltage adjustment circuit 4 is disconnected from the power supply line from the main coil 1 to the load 50, and the input voltage is almost the same.ゝ It is supplied to load 50. When the voltage supplied to the load 50 exceeds the allowable limit, the voltage adjustment command switch 21 is turned on and the changeover coil short-circuit switch 22 is turned off. First, the resistance selection switch 42 and the coil selection switch 32 or 33 are turned on, and the resistance 41 is inserted in series in the circulating current circuit of the pressure adjusting coil 3. Then, in this state, first, the switching coil short-circuit switch 22 Is turned off, and then the voltage adjustment command switch 21 is turned on. Further, when all or part of the coil with taps used as the pressure adjusting coil 3 is connected to the switching coil 2 and used, the coil selection switches 31, 32 and the coil pass switch 33 are appropriately turned on. The resistance selection switch 42 is turned off after the switch is turned off and the switching of these switches is completed. Now, regarding the number of turns of each coil, N 1 switching coil 2 between main coil 1 terminals 1-1 and 1-2, N 2 pressure adjusting coil 3 between terminals 2 and 2-2, tap 3-1, 3-2 The voltage supplied between the N 3 first taps 3-2 and 3-3 between the N 4 first external connection terminals 10-1 and 10-2 is E 11 , E 12 or E 13 , where E 11 <E 12 <E 13 When the voltage output between the second external connection terminals 10-3 and 10-4 is E, the transformation ratios Φ 31 , Φ corresponding to the selected coil selection switches 31, 32, 33. 32 and Φ 33 are as follows.
【0023】 コイル選択用スイッチ31がオンのとき、総てのコイルの巻線が直列となり、入 力電圧は三個のコイルにより分圧されるので、 Φ31=E11/E=(N1+N2+N3+N4)/(N2+N3+N4) (1) コイル選択用スイッチ32がオンのとき、調圧コイル3のタップ3−1、3−2 間の巻線が切り離され、主コイル1の捲線と、切換コイル2の捲線と、調圧コイ ル3のタップ3−2、3−3間の巻線とが直列となり、入力電圧はこれらのコイ ルの捲線により分圧されるので、 Φ32=E12/E=(N1+N2+N4)/(N2+N4) (2) コイル選択用スイッチ33がオンのとき、調圧コイル3の捲線は切り離され、主 コイル1の捲線と、切換コイル2の捲線とが直列となり、入力電圧はこれら二つ のコイルの捲線により分圧されるので、 Φ33=E13/E=(N1+N2)/(N2) (3)When the coil selection switch 31 is on, the windings of all the coils are in series, and the input voltage is divided by the three coils, so Φ 31 = E 11 / E = (N 1 + N 2 + N 3 + N 4 ) / (N 2 + N 3 + N 4 ) (1) When the coil selection switch 32 is on, the winding between the taps 3-1 and 3-2 of the pressure regulation coil 3 is disconnected, The winding of the main coil 1, the winding of the switching coil 2, and the winding between the taps 3-2 and 3-3 of the pressure regulating coil 3 are in series, and the input voltage is divided by the windings of these coils. Φ 32 = E 12 / E = (N 1 + N 2 + N 4 ) / (N 2 + N 4 ) (2) When the coil selection switch 33 is on, the winding of the pressure adjustment coil 3 is disconnected, and winding of the coil 1, and the winding switching coil 2 is in series, the input voltage is divided by the winding of the two coils, [Phi 33 E 13 / E = (N 1 + N 2) / (N 2) (3)
【0024】 今、2%飛びの電圧調整をするため、即ち、 Φ31=1/0.98 E=0.98E11 (4) Φ32=1/0.96 E=0.96E12 (5) Φ33=1/0.94 E=0.94E13 (6) とするためには、 N1=10Tとすると、 式 (3) 及び (6) より、 N2= 156.7T 式 (2) 及び (5) より、 N4= 83.3T 式 (2) 及び (5) より、 N3= 240T が得られる。 このように構成すれば、例えば入力電圧が100 〜 108Vの間で変動する場合で も、出力電圧Eの電圧変動を0〜2%以内に保持することを得るものである。Now, to adjust the voltage by 2%, that is, Φ 31 = 1 / 0.98 E = 0.98E 11 (4) Φ 32 = 1 / 0.96 E = 0.96E 12 (5) Φ 33 = 1 / to a 0.94 E = 0.94E 13 (6), when the N 1 = 10T, the equation (3) and (6), N 2 = 156.7T equation (2) and (5), N 4 = 83.3T From equations (2) and (5), N 3 = 240T is obtained. According to this structure, even when the input voltage fluctuates between 100 and 108 V, the voltage fluctuation of the output voltage E can be kept within 0 to 2%.
【0025】 電圧調整回路4の回路構成は、図3に示されものに限定されるものでなく、例 えば、図4に示す如き変更が可能である。 図4に示された単巻変圧器10Bで用いられる主コイル1、切換コイル2及び調 圧コイル3は、それぞれ前述のものと同様であるが、電圧調整回路4Bは前記の 電圧調整回路4Aとは異なった回路構成を有する。The circuit configuration of the voltage adjusting circuit 4 is not limited to that shown in FIG. 3, and can be modified as shown in FIG. 4, for example. The main coil 1, the switching coil 2 and the voltage adjusting coil 3 used in the autotransformer 10B shown in FIG. 4 are the same as those described above, but the voltage adjusting circuit 4B is the same as the voltage adjusting circuit 4A. Have different circuit configurations.
【0026】 即ち、この電圧調整回路4Bは、前記の電圧調整指令回路4A−2、コイル選 択回路4A−3及び抵抗回路4A−4と同様な、電圧調整指令回路4B−2、コ イル選択回路4B−3及び抵抗回路4B−4とから成るが、その接続状態が変更 されている。 然しながら、この電圧調整回路4Bが前述の電圧調整回路4と同様に機能する ことは、上記の説明から既に明らかであろうから、ここでは説明を省略する。 要するに本考案に係る単巻変圧器に於いては、巻数の少ないコイルを主コイル とし、他に一つの切換コイルと複数の調圧コイルを主コイルと同一の鉄心に巻き 、切換コイルを主コイル1から切り離しその両端子を短絡した状態と、その両端 子間を開放して主コイル1に直列接続した状態との間で切り換え可能とすると共 に、それらの各コイルを供給電圧に応じて選択的に主コイルと直列接続できるよ うに構成し、更に、抵抗をこれら調圧コイルの一つの循環電流回路内に随時随意 に挿入し得るよう構成して、スイッチ切換時に鉄心が過飽和となるのを阻止し、 更に主コイルの励磁電流を負荷に供給すると共に、主コイルとそれに直列接続さ れるコイルにより、入力電圧を昇圧若しくは降圧して、負荷に対する出力電圧を 一定の許容範囲に維持するものである。That is, the voltage adjusting circuit 4B is similar to the voltage adjusting command circuit 4A-2, the coil selecting circuit 4A-3, and the resistor circuit 4A-4, and the voltage adjusting command circuit 4B-2 and the coil selecting circuit are the same. It is composed of a circuit 4B-3 and a resistance circuit 4B-4, but the connection state thereof is changed. However, it will be apparent from the above description that the voltage adjusting circuit 4B functions in the same manner as the voltage adjusting circuit 4 described above, and therefore the description thereof will be omitted here. In short, in the autotransformer according to the present invention, the coil having a small number of turns is the main coil, and one switching coil and a plurality of pressure adjusting coils are wound around the same iron core as the main coil, and the switching coil is the main coil. It is possible to switch between a state in which both terminals are short-circuited and both terminals are short-circuited, and a state in which both terminals are opened and the main coil 1 is connected in series, and at the same time each coil is selected according to the supply voltage. The main core is constructed so that it can be connected in series, and a resistor can be optionally inserted into the circulating current circuit of one of these pressure adjusting coils at any time to prevent the iron core from becoming oversaturated when the switch is switched. In addition, the main coil excitation current is supplied to the load, and the main coil and the coil connected in series increase or decrease the input voltage to keep the output voltage to the load within a certain allowable range. It is intended to maintain.
【0027】 尚、叙上の説明では、単巻変圧器10を降圧型のものとしたが、これら図3及び 4に示した回路の入出力を逆に接続し、第二外部接続端子10-3、10-4を入力端子 として電源に接続し、第一外部接続端子10-1、10-2を出力端子として負荷50に接 続すれば、昇圧型のものとして使用できることも直ちに理解されよう。 この場合には、前述の式(1)、(2)、(3)の代わりに、 Φ31=E11/E=(N2+N3+N4)/(N1+N2+N3+N4) (11) Φ32=E12/E=(N2+N4)/(N1+N2+N4) (12) Φ33=E13/E=(N2)/(N1+N2) (13) が成り立つ。 而して、この場合に2%飛びの電圧調整をするものとすると、 Φ31=0.98 (14) Φ32=0.96 (15) Φ33=0.94 (16) であり、 N1=10Tとすると、 N2= 156.7T N4= 83.3T N3= 240T が得られる。In the above description, the autotransformer 10 is of the step-down type, but the input and output of the circuits shown in FIGS. 3 and 4 are connected in reverse, and the second external connection terminal 10- It will be immediately understood that it is possible to use it as a step-up type by connecting 3, 10-4 to the power supply as the input terminals and connecting the first external connection terminals 10-1, 10-2 as the output terminals to the load 50. . In this case, Φ 31 = E 11 / E = (N 2 + N 3 + N 4 ) / (N 1 + N 2 + N 3 + N 4 ) instead of equations (1), (2), and (3) described above. (11) Φ 32 = E 12 / E = (N 2 + N 4 ) / (N 1 + N 2 + N 4 ) (12) Φ 33 = E 13 / E = (N 2 ) / (N 1 + N 2 ) (13 ) Holds. In this case, if the voltage is adjusted by jumping by 2%, then Φ 31 = 0.98 (14) Φ 32 = 0.96 (15) Φ 33 = 0.94 (16) and N 1 = 10T, N 2 = 156.7T N 4 = 83.3T N 3 = 240T is obtained.
【0028】 昇圧型の変圧器の他の構成例は図5に示されている。この単巻変圧器10Cでは 、前述の電圧調整回路4と同様な構成の電圧調整回路4Cが用いられている。 この単巻変圧器10Cが、前述の図3に示された単巻変圧器10と相違する点は、 主コイル1Cが、切換コイル2C及び調圧コイル3Cと逆極性に接続されている 点である。 この電圧調整回路4Cは、前述の電圧調整指令回路4−2、コイル選択回路4 −3及び抵抗回路4−4と同様な、電圧調整指令回路4C−2、コイル選択回路 4C−3及び抵抗回路4C−4とから成り、その接続状態も前述のものと同様で ある。Another configuration example of the step-up type transformer is shown in FIG. In this autotransformer 10C, a voltage adjusting circuit 4C having the same configuration as the voltage adjusting circuit 4 described above is used. The autotransformer 10C differs from the autotransformer 10 shown in FIG. 3 in that the main coil 1C is connected to the switching coil 2C and the pressure adjusting coil 3C in the opposite polarity. is there. This voltage adjustment circuit 4C is similar to the voltage adjustment command circuit 4-2, the coil selection circuit 4-3 and the resistance circuit 4-4 described above, and is similar to the voltage adjustment command circuit 4C-2, the coil selection circuit 4C-3 and the resistance circuit. 4C-4 and its connection state is the same as that described above.
【0029】 図5に示す回路では、前述の式 (1), (2) 及び (3) に於いて、 N1=−N1 と置いて、得た式、 Φ31=E11/E=(−N1+N2+N3+N4)/(N2+N3+N4) (21) Φ32=E12/E=(−N1+N2+N4)/(N2+N4) (22) Φ33=E13/E=(−N1+N2)/(N2) (23) により入力電圧の昇圧が行われる。 2%飛びの電圧調整をするためには、 Φ31=0.98 (24) Φ32=0.96 (25) Φ33=0.94 (26) とすれば良い。 N1=10Tとすると、 N2= 166.7T N4= 83.3T N3= 240T が得られる。 尚、上記には切換コイル2と調圧コイル3の総てを同極性として説明したが、 例えば、調圧コイル3の一部を主コイル1及び切換コイル2と同極性とし、残り の部分をこれらとは逆極性とするか、又は、主コイル1と調圧コイル3を同極性 とし、切換コイル2をこれらと逆極性としておくと、コイルの選択により昇圧及 び降圧両方の電圧制御が可能となる。In the circuit shown in FIG. 5, in the above equations (1), (2) and (3), N 1 = −N 1 is set, and the obtained equation is Φ 31 = E 11 / E = (-N 1 + N 2 + N 3 + N 4) / (N 2 + N 3 + N 4) (21) Φ 32 = E 12 / E = (- N 1 + N 2 + N 4) / (N 2 + N 4) (22) The input voltage is boosted by Φ 33 = E 13 / E = (-N 1 + N 2 ) / (N 2 ) (23). In order to adjust the voltage by 2%, Φ 31 = 0.98 (24) Φ 32 = 0.96 (25) Φ 33 = 0.94 (26). If N 1 = 10T, N 2 = 166.7T N 4 = 83.3T N 3 = 240T is obtained. In the above description, all of the switching coil 2 and the pressure adjusting coil 3 have the same polarity. However, for example, a part of the pressure adjusting coil 3 has the same polarity as the main coil 1 and the switching coil 2, and the remaining part has the same polarity. If the polarities are opposite to these, or if the main coil 1 and the pressure adjusting coil 3 have the same polarity and the switching coil 2 has the opposite polarity, voltage control for both step-up and step-down is possible by selecting the coil. Becomes
【0030】 図6には、前述の降圧用の単巻変圧器10Aと昇圧用の単巻変圧器10Cとから成 る複合単巻変圧器10ACが示されている。 この複合変圧器10ACで用いられる主コイル1Aと1Cとは互いに逆極性に接 続されているが、電圧調整回路4A及び4Cは、切換コイル2A及び2C、調圧 コイル3A及び3Cの巻数など点を除けば同一の構成である。 第一外部接続端子10-1、10-2が入力端子とすると、その電圧が高過ぎるときは 降圧用の単巻変圧器10Aが作動せしめられ、逆に低過ぎるときは同10Cが機能し て、第二外部接続端子10-3、10-4の出力電圧を一定の許容範囲内に維持する。そ のとき他方の回路はスルー状態である。FIG. 6 shows a composite autotransformer 10AC including the autotransformer 10A for step-down and the autotransformer 10C for boosting described above. Although the main coils 1A and 1C used in this composite transformer 10AC are connected to each other in opposite polarities, the voltage adjusting circuits 4A and 4C have switching coils 2A and 2C, pressure adjusting coils 3A and 3C, etc. The configuration is the same except for. If the first external connection terminals 10-1 and 10-2 are input terminals, the step-down autotransformer 10A is activated when the voltage is too high, and conversely, when the voltage is too low, the 10C functions. , Maintain the output voltage of the second external connection terminals 10-3, 10-4 within a certain allowable range. At that time, the other circuit is in the through state.
【0031】 図7には、昇降圧用の上記とは構成の異なる複合単巻変圧器10ADが示されて いる。降圧用の単巻変圧器10Aは図3に示されたものと同様のものであり、昇圧 用の単巻変圧器10Dは、同10Aの入出力を入れ換えたものである。 従って、前者で用いる電圧調整回路4Aと、後者で用いる4Dとは、使用する コイルの巻数や抵抗の数値を除き同一の構成である。FIG. 7 shows a composite autotransformer 10AD having a different structure from the above for buck-boost. The step-down autotransformer 10A is the same as that shown in FIG. 3, and the step-up autotransformer 10D is obtained by replacing the input and output of the step-up autotransformer 10A. Therefore, the voltage adjusting circuit 4A used in the former and the voltage adjusting circuit 4D used in the latter have the same configuration except the number of turns of the coil used and the numerical values of the resistance.
【0032】 図8に示されているのは単三電源回路用の単巻変圧器10UVである。 単三電源回路用の回路では、U相用及びV相用にそれぞれ電圧調整回路を設け ても良いものであるが、この回路では、U相用の主コイル1UとV相用の主コイ ル1Vとが、電圧調整回路4UVを共用するよう構成されている。Shown in FIG. 8 is an autotransformer 10UV for an AA power circuit. In the circuit for the AA power supply circuit, voltage adjusting circuits may be provided respectively for the U phase and the V phase, but in this circuit, the main coil 1U for the U phase and the main coil for the V phase are provided. 1V is configured to share the voltage adjusting circuit 4UV.
【0033】 図9には三相交流用のタップ付単巻変圧器が示されている。この構成例では、 R、S及びT相のラインにそれぞれタップ付単巻変圧器10R、10S及び10Tが設 けられている。 この変圧器10R、10S及び10Tは昇圧用としても、又、降圧用としても構成で き、更に、昇圧用のものと、降圧用のものを複合して用いることも可能である。 これらはスター結合に用いることができる。 而して、降圧用の回路は、単なる安定化電源として用いられるばかりでなく、 例えば、供給電圧を、始めは低く、そして次第に段階的に昇圧するように制御す れば、モータースターターとして利用することも可能である。又、加熱装置など では、最初に高電圧を供給し、次第に電圧を下げて供給するような用途にも利用 できる。FIG. 9 shows a tapped autotransformer for three-phase alternating current. In this configuration example, tapped autotransformers 10R, 10S and 10T are provided on the R, S and T phase lines, respectively. The transformers 10R, 10S and 10T may be configured for step-up or step-down, and it is also possible to use a combination of step-up and step-down. These can be used for star coupling. Thus, the step-down circuit is used not only as a stabilized power source, but also as a motor starter, for example, if the supply voltage is controlled to be low at the beginning and gradually increased. It is also possible. In addition, a heating device or the like can also be used for the purpose of supplying a high voltage first and then gradually lowering the voltage.
【0034】 本考案の構成は叙上の実施例に限定されるものでなく、例えばコイルの構成に 就いて言えば、総てのコイルを単一のタップ付コイルとすることもでき、又調圧 コイル3も、複数の独立したコイルとしても良く、又そのタップの数や巻数など も本考案の目的の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、スイッチも半導体 素子や各種リレーを採用できるものであって、本考案はそれらすべての変更例を 包摂するものである。The structure of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, regarding the structure of the coils, all the coils can be a single tapped coil, and the coils can be adjusted. The pressure coil 3 may also be a plurality of independent coils, and the number of taps and the number of turns of the coil can be freely changed within the scope of the object of the present invention, and the switch adopts a semiconductor element or various relays. It is possible that the present invention covers all of these modifications.
【0035】[0035]
本考案は叙上の如く構成されるから、本考案によるときは、広範囲な電圧変動 があるときも負荷に確実に所定の電圧を供給できる安定化電源回路を提供し得る ものである。又、本考案で用いる単巻変圧器は、製造が極めて簡単であり、品質 管理が容易で、安価且つ大量に提供できるものである。 Since the present invention is constructed as described above, the present invention can provide a stabilized power supply circuit that can reliably supply a predetermined voltage to a load even when there is a wide range of voltage fluctuations. Further, the autotransformer used in the present invention is extremely simple to manufacture, has easy quality control, and can be provided in large quantities at low cost.
【図1】本考案に係る交流安定化電源の概要を示すブロ
ックダイヤグラムである。FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an AC stabilized power supply according to the present invention.
【図2】図1に示した交流安定化電源で用いられる単巻
変圧器の一構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer used in the stabilized AC power supply shown in FIG. 1;
【図3】本考案に係る交流安定化電源で用いられるタッ
プ付コイルを用いた単巻変圧器の一構成例を示す回路図
である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer using a coil with taps used in an AC stabilized power supply according to the present invention.
【図4】図3に示したものとは別異の単巻変圧器の一構
成例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer different from that shown in FIG. 3;
【図5】図3及び図4に示したものとは更に別異の単巻
変圧器の一構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer different from those shown in FIGS. 3 and 4;
【図6】昇降圧両用の交流安定化電源で用いられる単巻
変圧器の一構成例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer used in a step-up / step-down AC stabilized power supply.
【図7】図6に示したものとは別異の昇降圧両用の単巻
変圧器の一構成例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of a step-up / step-down auto-transformer different from that shown in FIG. 6;
【図8】単三相用の交流安定化電源で用いられる単巻変
圧器の一構成例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer used in an AC stabilized power supply for single three phase.
【図9】三相スター結線用の交流安定化電源で用いられ
る単巻変圧器の一構成例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of an autotransformer used in an AC stabilized power supply for three-phase star connection.
1・・・・主コイル 2・・・・切換コイル 3・・・・調圧コイル 4・・・・電圧調整回路 4−1・・・電圧調節指令入力端子 4−2・・・電圧調整指令回路 21・・・・電圧調整指令スイッチ 22・・・・切換コイル短絡スイッチ 23・・・・切換コイル短絡回路 4−3・・・コイル選択回路 31、32・・コイル選択用スイッチ 33・・・・コイルパス用スイッチ 34・・・・短絡回路 4−4・・・抵抗回路 41・・・・抵抗 42・・・・抵抗選択スイッチ 4−5・・・入出力共通端子 10・・・・単巻変圧器 10-1、10-2・・・・第一外部接続端子 10-3、10-4・・・・第二外部接続端子 20・・・・電圧検出回路 30・・・・演算回路 40・・・・点弧回路 50・・・・負荷 1 ... Main coil 2 ... Switching coil 3 ... Pressure adjusting coil 4 ... Voltage adjustment circuit 4-1 ... Voltage adjustment command input terminal 4-2 ... Voltage adjustment command Circuit 21 ... Voltage adjustment command switch 22 ... Switching coil short circuit switch 23 ... Switching coil short circuit 4-3 ... Coil selection circuit 31, 32 ... Coil selection switch 33 ...・ Coil path switch 34 ・ ・ ・ ・ Short circuit 4-4 ・ ・ ・ Resistance circuit 41 ・ ・ ・ ・ Resistance 42 ・ ・ ・ ・ Resistance selection switch 4-5 ・ ・ ・ Input / output common terminal 10 ・ ・ ・ ・ Single winding Transformers 10-1, 10-2 ... First external connection terminal 10-3, 10-4 ... Second external connection terminal 20 ... Voltage detection circuit 30 ... Operation circuit 40 .... Ignition circuit 50 ... Load
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 松永義彦 東京都文京区本郷6丁目19番7号離合社ビ ル402号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Creator Yoshihiko Matsunaga 6-19-7 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo Yushasha Building No. 402
Claims (10)
定化電源。 (A) 下記の構成要素aないしdから成る単巻変圧器(1
0)。 (a) 一対の第一外部接続端子(10-1, 10-2)。 (b) 一対の第二外部接続端子(10-3, 10-4)。 (c) 鉄心を有し、その一方の端子(1−1)が第一外部接
続端子の一方(10-1)と、他の一方の端子(1−2)が第二外
部接続端子の一方(10-3)と接続され、負荷電流が流され
る主コイル (1)。 (d) 下記の構成要素イないしホから成る電圧調整回路
(4)。 (イ) 主コイル(1) の何れか一方の端子(1−1, 1−2)と
接続される入力端子(4−1)。 (ロ) 第一外部接続端子の他の一方(10-2)と、第二外部
接続端子の他の一方(10-4)とが接続される入出力共通端
子(4−5)。 (ハ) 主コイル(1) と同一の鉄心に巻かれた切換コイル
(2) と、主コイル(1) と切換コイル(2) との間に直列に
挿入される電圧調整指令スイッチ(21)と、切換コイル短
絡スイッチ(22)を具備し、電圧調整指令スイッチ(21)の
状態とは無関係に、切換コイル(2) の両端子(2−1, 2−
2)間を短絡し得る切換コイル短絡回路(23)とから成る電
圧調整指令回路(4−2)。 (ニ) 主コイル(1) 及び切換コイル(2) と同一の鉄心に
巻かれた、少なくとも一つの調圧用コイル(3) と、コイ
ル選択スイッチ(31,32) と、コイルパススイッチ(33)と
を具備し、その調圧用コイル(3) をパスするか、又はそ
れらの中から適宜に選定されたものを電圧調整指令回路
(4−2)と直列に接続し得るるコイル選択回路(4−3)。 (ホ) 所望の抵抗(41)と、抵抗選択スイッチ(42)とを直
列に接続して成り、コイル選択スイッチ(31,32) の何れ
か一つと並列に接続され、少なくとも一つの調圧コイル
(3) の循環電流回路を形成する抵抗回路(4−4)。 (B) 第一外部接続端子(10-1, 10-2)間、又は、第二外
部接続端子(10-3, 10-4)間の電圧を検出する回路(20)。 (C) 電圧検出回路(20)の検出結果に応じて、出力電圧
を所定の許容範囲内に保持するため必要なスイッチ制御
信号を発生する演算回路(30)。 (D) 演算回路(30)の発生するスイッチ制御信号に応じ
て、単巻変圧器(10)に内蔵された各スイッチを開閉制御
し、出力電圧を一定の許容範囲に維持する点弧回路(4
0)。1. An AC stabilized power supply comprising the following components A to D: (A) An autotransformer (1) comprising the following components a to d:
0). (a) A pair of first external connection terminals (10-1, 10-2). (b) A pair of second external connection terminals (10-3, 10-4). (c) having an iron core, one terminal (1-1) of which is one of the first external connection terminals (10-1) and the other terminal (1-2) is one of the second external connection terminals Main coil (1) connected to (10-3) and through which load current flows. (d) Voltage adjustment circuit consisting of the following components a or e
(Four). (A) An input terminal (4-1) connected to one of the terminals (1-1, 1-2) of the main coil (1). (B) An input / output common terminal (4-5) to which the other terminal (10-2) of the first external connection terminal is connected to the other terminal (10-4) of the second external connection terminal. (C) Switching coil wound on the same core as the main coil (1)
(2), a voltage adjustment command switch (21) inserted in series between the main coil (1) and the switching coil (2), and a switching coil short-circuit switch (22). Regardless of the state of (21), both terminals of the switching coil (2) (2-1, 2-
2) A voltage adjustment command circuit (4-2) including a switching coil short circuit (23) capable of short-circuiting between them. (D) At least one pressure regulating coil (3) wound around the same core as the main coil (1) and the switching coil (2), a coil selection switch (31, 32), and a coil pass switch (33) A voltage adjustment command circuit that passes through the pressure regulating coil (3) or is appropriately selected from them.
A coil selection circuit (4-3) that can be connected in series with (4-2). (E) A desired resistor (41) and a resistor selection switch (42) are connected in series, connected in parallel with one of the coil selection switches (31, 32), and at least one pressure-adjusting coil.
The resistor circuit (4-4) that forms the circulating current circuit of (3). (B) A circuit (20) for detecting a voltage between the first external connection terminals (10-1, 10-2) or between the second external connection terminals (10-3, 10-4). (C) An arithmetic circuit (30) for generating a switch control signal necessary to maintain an output voltage within a predetermined allowable range according to a detection result of the voltage detection circuit (20). (D) In accordance with a switch control signal generated by the arithmetic circuit (30), each switch built in the autotransformer (10) is controlled to open and close to maintain an output voltage within a certain allowable range ( Four
0).
−3)を具備し、上記主コイル(1)及び切換コイル (2)と
同一の鉄心に巻かれたタップ付コイルであり、コイル選
択回路(4A−3)が、タップ(3-1, 3-2, 3-3) のそれぞれ
に設けられたコイル選択用スイッチ(31, 32)及びコイル
パススイッチ(33)と、それらのコイル選択スイッチ(31,
32)及びコイルパススイッチ(33)のタップとは反対側の
端子を短絡する回路(34)とから成る、請求項1に記載の
交流安定化電源。2. A pressure adjusting coil (3) having a tap (3-1, 3-2, 3
−3), a tap coil wound around the same iron core as the main coil (1) and the switching coil (2), and the coil selection circuit (4A-3) includes taps (3-1, 3). -2, 3-3), the coil selection switch (31, 32) and the coil path switch (33), and their coil selection switches (31, 32).
The stabilized AC power supply according to claim 1, comprising a circuit (34) for short-circuiting a terminal of the coil path switch (33) on a side opposite to a tap of the coil path switch (33).
力電圧端子であり、一対の第二外部接続端子(10-3, 10-
4)が出力電圧端子である請求項1又は2に記載の交流安
定化電源。3. A pair of first external connection terminals (10-1, 10-2) are input voltage terminals, and a pair of second external connection terminals (10-3, 10-
3. The stabilized AC power supply according to claim 1, wherein 4) is an output voltage terminal.
力電圧端子であり、一対の第一外部接続端子(10-1, 10-
2)が出力電圧端子である請求項1又は2に記載の交流安
定化電源。4. A pair of second external connection terminals (10-3, 10-4) are input voltage terminals, and a pair of first external connection terminals (10-1, 10-
3. The stabilized AC power supply according to claim 1, wherein 2) is an output voltage terminal.
き、これを自動的に所定の許容範囲内の電圧に変換して
出力する請求項1ないし4の何れか一に記載の交流安定
化電源。5. The AC stabilization method according to claim 1, wherein when an input voltage fluctuates beyond an allowable limit, the input voltage is automatically converted to a voltage within a predetermined allowable range and output. Power supply.
安定化電源とを接続して成る昇降圧両用の交流安定化電
源。6. A step-up / step-down AC stabilized power supply comprising a step-down AC stabilized power supply and a step-up AC stabilized power supply.
源用の交流安定化電源。7. An AC stabilized power supply for a single-phase power supply according to claim 1.
路用の交流安定化電源。8. An AC stabilized power supply for an AA circuit according to any one of claims 1 to 6.
をスター結線して成る三相回路用の交流安定化電源。9. An AC stabilized power supply for a three-phase circuit, wherein the AC stabilized power supply according to claim 1 is star-connected.
うに、出力電圧を、最初は低圧で、次いで段階的に高圧
に制御するよう構成した請求項9に記載の交流安定化電
源を用いて成る減電圧始動器。10. A reduced voltage using an AC stabilized power supply according to claim 9, wherein the output voltage is controlled to be low at first and then to be gradually increased to be usable as a motor starter. Starter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1997000701U JP3040861U (en) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | AC stabilized power supply and reduced voltage starter using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1997000701U Expired - Lifetime JP3040861U (en) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | AC stabilized power supply and reduced voltage starter using the same |
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-
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