JP3336027B2 - 電源装置 - Google Patents
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- JP3336027B2 JP3336027B2 JP32826191A JP32826191A JP3336027B2 JP 3336027 B2 JP3336027 B2 JP 3336027B2 JP 32826191 A JP32826191 A JP 32826191A JP 32826191 A JP32826191 A JP 32826191A JP 3336027 B2 JP3336027 B2 JP 3336027B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電源装置に関し、特に2
台のトランスを用いて商用の3相交流電力を3倍周波の
単相出力とその逆相の単相出力に変換するものであり、
一般家庭あるいは工場やビル施設、さらには大型船舶等
の給電設備に適用でき、交流アーク溶接,スポット溶
接,シーム溶接等の溶接装置、またはロボット積載用の
アーク溶接やサブマージの電源、または照明器具,振動
機,電動機や電熱器等の電源として高効率が得られる電
源装置に関するものである。
台のトランスを用いて商用の3相交流電力を3倍周波の
単相出力とその逆相の単相出力に変換するものであり、
一般家庭あるいは工場やビル施設、さらには大型船舶等
の給電設備に適用でき、交流アーク溶接,スポット溶
接,シーム溶接等の溶接装置、またはロボット積載用の
アーク溶接やサブマージの電源、または照明器具,振動
機,電動機や電熱器等の電源として高効率が得られる電
源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に家庭用の給電設備や、工場におけ
る機械装置,例えば溶接装置,照明器具,電動機,電熱
器等の電源としては、通常単相交流が使用されている。
この単相交流を得るため3相交流を単相交流に変換する
装置としては、スコット配線や3相低周波方式,インバ
ーター方式等が知られているが、これらの場合大電流に
なればなるほど3相不平衡が生じるという問題があり、
また入力電力の利用効率が悪いという問題があった。
る機械装置,例えば溶接装置,照明器具,電動機,電熱
器等の電源としては、通常単相交流が使用されている。
この単相交流を得るため3相交流を単相交流に変換する
装置としては、スコット配線や3相低周波方式,インバ
ーター方式等が知られているが、これらの場合大電流に
なればなるほど3相不平衡が生じるという問題があり、
また入力電力の利用効率が悪いという問題があった。
【0003】すなわち、上述のスコット配線等は、回路
構成が複雑で電源装置としては装置が大型になり、また
3相の中の1相に2倍の過大電流が流れる等、安定した
電流を取り出し難く、特に電源装置としての信頼性に問
題があった。
構成が複雑で電源装置としては装置が大型になり、また
3相の中の1相に2倍の過大電流が流れる等、安定した
電流を取り出し難く、特に電源装置としての信頼性に問
題があった。
【0004】また、スポット溶接装置の電源として上述
の3相低周波方式が採用されているが、装置が大型かつ
高価で故障が多いという問題があった。
の3相低周波方式が採用されているが、装置が大型かつ
高価で故障が多いという問題があった。
【0005】また、アーク溶接装置は一般に大電流を必
要とするため、磁気漏洩方式及びリアクトル方式の2種
類の電源方式が採用されており、前者はトランスとして
磁気漏れ変圧器を用いたもの、後者はトランスの2次側
とアーク電極によって構成される放電回路に直列に可飽
和リアクトルを挿入したものである。これらはいずれも
急峻に高電圧に立上り、その後電圧が急激に降下する、
アーク溶接時における垂下特性に合致した出力特性を得
るようにしているが、これらにおいては変圧部での電磁
漏洩やリアクトルによる損失が大きいと言う問題点があ
った。
要とするため、磁気漏洩方式及びリアクトル方式の2種
類の電源方式が採用されており、前者はトランスとして
磁気漏れ変圧器を用いたもの、後者はトランスの2次側
とアーク電極によって構成される放電回路に直列に可飽
和リアクトルを挿入したものである。これらはいずれも
急峻に高電圧に立上り、その後電圧が急激に降下する、
アーク溶接時における垂下特性に合致した出力特性を得
るようにしているが、これらにおいては変圧部での電磁
漏洩やリアクトルによる損失が大きいと言う問題点があ
った。
【0006】さらに最近採用されているインバーター方
式は、交流を整流した後、周波数を照明関係では1万以
上、溶接では約数百サイクル〜1200サイクルに上
げ、これをトランスに入れ、その出力を再び整流する方
式であり、これはトランスを小型軽量にできるが、甚だ
高価であり効率も悪くまた故障も多いものであった。そ
こで小型軽量で効率のよい電源装置が要求されていた。
式は、交流を整流した後、周波数を照明関係では1万以
上、溶接では約数百サイクル〜1200サイクルに上
げ、これをトランスに入れ、その出力を再び整流する方
式であり、これはトランスを小型軽量にできるが、甚だ
高価であり効率も悪くまた故障も多いものであった。そ
こで小型軽量で効率のよい電源装置が要求されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
状況に鑑みてなされたもので、商用の3相交流電力を3
倍周波の単相出力とその逆相出力とに変換することがで
き、完全な3相平衡負荷状態での給電が実現可能である
電源装置を得ることを目的としている。
状況に鑑みてなされたもので、商用の3相交流電力を3
倍周波の単相出力とその逆相出力とに変換することがで
き、完全な3相平衡負荷状態での給電が実現可能である
電源装置を得ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電源装置
は、3相交流入力をその各相の正,負各半波の約60度
〜120度部分からなる第1の単相交流に変換する第1
の電力変換部と、3相交流入力をその各相の正,負各半
波の0度〜60度部分と120度〜180度部分とを重
畳した波形からなる第2の単相交流に変換する第2の電
力変換部とを備えたものである。
は、3相交流入力をその各相の正,負各半波の約60度
〜120度部分からなる第1の単相交流に変換する第1
の電力変換部と、3相交流入力をその各相の正,負各半
波の0度〜60度部分と120度〜180度部分とを重
畳した波形からなる第2の単相交流に変換する第2の電
力変換部とを備えたものである。
【0009】この発明は上記電源装置において、上記第
1及び第2の電力変換部のいずれか一方の出力端子に、
単相交流出力の位相を0〜60度の範囲内で所定量遅延
する遅延回路を接続したものである。
1及び第2の電力変換部のいずれか一方の出力端子に、
単相交流出力の位相を0〜60度の範囲内で所定量遅延
する遅延回路を接続したものである。
【0010】この発明は上記電源装置において、それぞ
れ上記第1及び第2の電力変換部の出力端子に接続さ
れ、上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に供
給する複数のスイッチ回路からなるスイッチ回路群を備
え、上記各電力変換部からの単位時間当たりの出力電力
量、及び上記スイッチ回路に接続された各負荷での電力
消費率に基づいて、上記各スイッチ回路を、上記第1及
び第2の電力変換部の単位時間当たりの出力電力量の差
が小さくなるよう切換制御するようにしたものである。
れ上記第1及び第2の電力変換部の出力端子に接続さ
れ、上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に供
給する複数のスイッチ回路からなるスイッチ回路群を備
え、上記各電力変換部からの単位時間当たりの出力電力
量、及び上記スイッチ回路に接続された各負荷での電力
消費率に基づいて、上記各スイッチ回路を、上記第1及
び第2の電力変換部の単位時間当たりの出力電力量の差
が小さくなるよう切換制御するようにしたものである。
【0011】
【作用】この発明においては、3相交流入力をその各相
の正,負各半波の約60度〜120度部分からなる第1
の単相交流に変換する第1の電力変換部と、3相交流入
力をその各相の正,負各半波の0度〜60度部分と12
0度〜180度部分とを重畳した波形からなる第2の単
相交流に変換する第2の電力変換部とを備えたから、商
用の3相交流電力を3倍周波の単相出力とその逆相出力
とに変換することができ、3相交流入力の全波形を利用
した3相平衡の全負荷操業ができる。
の正,負各半波の約60度〜120度部分からなる第1
の単相交流に変換する第1の電力変換部と、3相交流入
力をその各相の正,負各半波の0度〜60度部分と12
0度〜180度部分とを重畳した波形からなる第2の単
相交流に変換する第2の電力変換部とを備えたから、商
用の3相交流電力を3倍周波の単相出力とその逆相出力
とに変換することができ、3相交流入力の全波形を利用
した3相平衡の全負荷操業ができる。
【0012】この発明においては、上記第1及び第2の
電力変換部のいずれか一方の出力端子に、単相交流出力
の位相を0〜60度の範囲内で所定量遅延する遅延回路
を接続したので、上記第1及び第2の電力変換部の単相
交流出力を用いて2相電源を実現でき、この場合負荷で
は電磁的な波動エネルギーの移動による移動磁界や回転
磁界を発生させることができる。
電力変換部のいずれか一方の出力端子に、単相交流出力
の位相を0〜60度の範囲内で所定量遅延する遅延回路
を接続したので、上記第1及び第2の電力変換部の単相
交流出力を用いて2相電源を実現でき、この場合負荷で
は電磁的な波動エネルギーの移動による移動磁界や回転
磁界を発生させることができる。
【0013】この発明においては、上記第1及び第2の
電力変換部の出力端子に接続され、上記第1及び第2の
単相交流出力の一方を負荷に供給する複数のスイッチ回
路からなるスイッチ回路群を備え、上記各電力変換部か
らの単位時間当たりの出力電力量、及び上記スイッチ回
路に接続された各負荷での電力消費率に基づいて、上記
各スイッチ回路を、上記第1及び第2の電力変換部の単
位時間当たりの出力電力量の差が小さくなるよう切換制
御するようにしたので、一般家庭や工場等における電源
装置から各機器への給電を完全な3相平衡負荷状態で行
うことができ、3相不平衡を回避するために負荷量を計
算し、負荷をどの相からとるべきかを考慮するといった
煩雑な対応をとる必要がない。
電力変換部の出力端子に接続され、上記第1及び第2の
単相交流出力の一方を負荷に供給する複数のスイッチ回
路からなるスイッチ回路群を備え、上記各電力変換部か
らの単位時間当たりの出力電力量、及び上記スイッチ回
路に接続された各負荷での電力消費率に基づいて、上記
各スイッチ回路を、上記第1及び第2の電力変換部の単
位時間当たりの出力電力量の差が小さくなるよう切換制
御するようにしたので、一般家庭や工場等における電源
装置から各機器への給電を完全な3相平衡負荷状態で行
うことができ、3相不平衡を回避するために負荷量を計
算し、負荷をどの相からとるべきかを考慮するといった
煩雑な対応をとる必要がない。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1は本発明の一実施例による電源装置を説明する
ための回路構成図、図4(a) は3相交流入力各相の正弦
波一周期t分を位相角にして60度分づづに分割して得
られる個々のパルス状波を示す図である。図において、
100は3相交流入力の各相、つまりR相,S相,T相
に接続される入力端子1,2,3を有する電源装置で、
第1及び第2の電力変換部101及び102から構成さ
れている。
る。図1は本発明の一実施例による電源装置を説明する
ための回路構成図、図4(a) は3相交流入力各相の正弦
波一周期t分を位相角にして60度分づづに分割して得
られる個々のパルス状波を示す図である。図において、
100は3相交流入力の各相、つまりR相,S相,T相
に接続される入力端子1,2,3を有する電源装置で、
第1及び第2の電力変換部101及び102から構成さ
れている。
【0015】上記第1の電力変換部101は3相交流入
力の供給を各相正弦波の正,負各半波のミドル部分,つ
まり約60度〜120度の範囲のみ行う第1の位相制御
回路110と、1次側に3相の1次コイル151〜15
3を、2次側に単相の2次コイル154を巻回した単相
鉄芯150aを有し、上記3相の1次コイル151〜1
53が上記第1の位相制御回路110を介して3相交流
入力端子1,2,3に接続された変圧部150とを備
え、その出力端子101aから第1の単相交流(以下M
出力という)を出力するようになっている。
力の供給を各相正弦波の正,負各半波のミドル部分,つ
まり約60度〜120度の範囲のみ行う第1の位相制御
回路110と、1次側に3相の1次コイル151〜15
3を、2次側に単相の2次コイル154を巻回した単相
鉄芯150aを有し、上記3相の1次コイル151〜1
53が上記第1の位相制御回路110を介して3相交流
入力端子1,2,3に接続された変圧部150とを備
え、その出力端子101aから第1の単相交流(以下M
出力という)を出力するようになっている。
【0016】また上記第2の電力変換部102は3相交
流入力の供給を各相の正,負各半波のフロント部分及び
バック部分,つまり約0度〜60度及び120度〜18
0度の範囲のみ行う第2の位相制御回路120と、1次
側に3相の1次コイル161〜163を、2次側に単相
の2次コイル164を巻回した単相鉄芯160aを有
し、上記3相の1次コイル161〜163が上記第2の
位相制御回路120を介して入力端子1,2,3に接続
された変圧部160とを備え、その出力端子102aか
ら第2の単相交流を出力するようになっている。この第
2の単相交流は上記第1の単相交流とは逆相の関係とな
っており、以下これをM′出力という。
流入力の供給を各相の正,負各半波のフロント部分及び
バック部分,つまり約0度〜60度及び120度〜18
0度の範囲のみ行う第2の位相制御回路120と、1次
側に3相の1次コイル161〜163を、2次側に単相
の2次コイル164を巻回した単相鉄芯160aを有
し、上記3相の1次コイル161〜163が上記第2の
位相制御回路120を介して入力端子1,2,3に接続
された変圧部160とを備え、その出力端子102aか
ら第2の単相交流を出力するようになっている。この第
2の単相交流は上記第1の単相交流とは逆相の関係とな
っており、以下これをM′出力という。
【0017】図2は上記位相制御回路110の詳細を示
し、図中110a〜110cはそれぞれR,S,T相を
オン,オフするサイリスタ、112は3相交流入力の各
相の正弦波の零クロス点を検出する零クロス点検出器、
111a〜111cは該零クロス点検出器112の出力
を受け、各相のサイリスタ110a〜110cの点弧角
を調整する位相調整器で、第1の位相制御回路110に
ついては、各位相調整器をそれぞれ各相の60度〜12
0度の範囲で上記各サイリスタを点弧するよう設定して
ある。なおここでは第1の位相制御回路110について
のみその詳細を示しているが、第2の位相制御回路12
0については、それぞれ位相調整器を、各相のサイリス
タの点弧範囲が0度〜60度かつ120度〜180度と
なるよう設定している点以外は、上記第1の位相制御回
路110と同一の回路構成となっている。
し、図中110a〜110cはそれぞれR,S,T相を
オン,オフするサイリスタ、112は3相交流入力の各
相の正弦波の零クロス点を検出する零クロス点検出器、
111a〜111cは該零クロス点検出器112の出力
を受け、各相のサイリスタ110a〜110cの点弧角
を調整する位相調整器で、第1の位相制御回路110に
ついては、各位相調整器をそれぞれ各相の60度〜12
0度の範囲で上記各サイリスタを点弧するよう設定して
ある。なおここでは第1の位相制御回路110について
のみその詳細を示しているが、第2の位相制御回路12
0については、それぞれ位相調整器を、各相のサイリス
タの点弧範囲が0度〜60度かつ120度〜180度と
なるよう設定している点以外は、上記第1の位相制御回
路110と同一の回路構成となっている。
【0018】次に動作について説明する。上記電源装置
100の入力端子1,2,3に印加された3相交流電力
は、第1及び第2の各電力変換部101及び102にて
それぞれ上記M出力,M′出力に変換されて、各出力端
子101a,102aに出力される。
100の入力端子1,2,3に印加された3相交流電力
は、第1及び第2の各電力変換部101及び102にて
それぞれ上記M出力,M′出力に変換されて、各出力端
子101a,102aに出力される。
【0019】すなわち上記第1の電力変換部101で
は、上記3相交流入力の変圧器150の3相の1次コイ
ル151〜153への通電は、第1の位相制御回路11
0によって制御され、図3(a) に示すように上記各1次
コイル151〜153には、各相正弦波の正,負各半波
の位相角60度〜120度の範囲(RについてはR2 と
R5 ,SについてはS1 とS4 ,TについてはT3 とT
6 )内においてのみ通電が行われ、それ以外の時間は各
コイルは開放状態である。このようにして3相の各コイ
ル151〜153に順次通電が繰り返されると、鉄芯1
50a内には3倍周波の垂下特性を持った磁束が誘導さ
れ、これにより2次コイル154には図3(a) に示すに
ような鋸歯状の3倍周波のM出力が出力される。
は、上記3相交流入力の変圧器150の3相の1次コイ
ル151〜153への通電は、第1の位相制御回路11
0によって制御され、図3(a) に示すように上記各1次
コイル151〜153には、各相正弦波の正,負各半波
の位相角60度〜120度の範囲(RについてはR2 と
R5 ,SについてはS1 とS4 ,TについてはT3 とT
6 )内においてのみ通電が行われ、それ以外の時間は各
コイルは開放状態である。このようにして3相の各コイ
ル151〜153に順次通電が繰り返されると、鉄芯1
50a内には3倍周波の垂下特性を持った磁束が誘導さ
れ、これにより2次コイル154には図3(a) に示すに
ような鋸歯状の3倍周波のM出力が出力される。
【0020】また上記第2の電力変換部102では、上
記3相交流入力の変圧器160の3相の1次コイル16
1〜163への通電は、第2の位相制御回路120によ
って制御され、図3(b) に示すように上記各1次コイル
161〜163には、各相正弦波の正,負各半波の位相
角0度〜60度の範囲及び120度〜180度の範囲
(RについてはR1 ,R3 ,R4 及びR6 、Sについて
はS2 ,S3 ,S5 及びS6 、TについてはT1 ,
T2 ,T4 及びT5 )内においてのみ通電が行われ、そ
れ以外の時間は各コイルは開放状態である。このように
して3相の各コイル161〜163に順次通電が繰り返
されると、鉄芯内には図4(b) に示すように3倍周波の
垂下特性を持った磁束が誘導されてこれにより2次コイ
ル164には図3(b) に示すにような鋸歯状の3倍周波
のM′出力が出力される。
記3相交流入力の変圧器160の3相の1次コイル16
1〜163への通電は、第2の位相制御回路120によ
って制御され、図3(b) に示すように上記各1次コイル
161〜163には、各相正弦波の正,負各半波の位相
角0度〜60度の範囲及び120度〜180度の範囲
(RについてはR1 ,R3 ,R4 及びR6 、Sについて
はS2 ,S3 ,S5 及びS6 、TについてはT1 ,
T2 ,T4 及びT5 )内においてのみ通電が行われ、そ
れ以外の時間は各コイルは開放状態である。このように
して3相の各コイル161〜163に順次通電が繰り返
されると、鉄芯内には図4(b) に示すように3倍周波の
垂下特性を持った磁束が誘導されてこれにより2次コイ
ル164には図3(b) に示すにような鋸歯状の3倍周波
のM′出力が出力される。
【0021】このように本電源装置では、第1及び第2
の電力変換部よりそれぞれ逆相関係の3倍周波の単相交
流(M出力とM′出力)を出力することができ、3相交
流入力の全波形を利用した3相平衡の全負荷操業ができ
る。また第1及び第2の電力変換部の負荷を同一容量と
すれば、例えば一般家庭や工場等では、多数の負荷を上
記第1,第2の電力変換部について等量の電源入力とな
るように配線しておけば、3相完全平衡とできる。
の電力変換部よりそれぞれ逆相関係の3倍周波の単相交
流(M出力とM′出力)を出力することができ、3相交
流入力の全波形を利用した3相平衡の全負荷操業ができ
る。また第1及び第2の電力変換部の負荷を同一容量と
すれば、例えば一般家庭や工場等では、多数の負荷を上
記第1,第2の電力変換部について等量の電源入力とな
るように配線しておけば、3相完全平衡とできる。
【0022】そして、これらの鋸歯状の3倍周波の各電
源出力については、以下のような効果がある。
源出力については、以下のような効果がある。
【0023】(1) 上記のように2次側の各単相出力とし
ては、1次側の3相交流の3倍の周波数、すなわち60
サイクルに対し180サイクルが得られるので、例えば
この出力をアーク溶接等に用いた場合、溶接速度が従来
の3相/単相変換装置を用いた場合に比べて3倍にな
る。同じ速度のときは溶接のビートが、従来のものに比
し3倍細やかになる。このように溶接の品質を向上でき
る。
ては、1次側の3相交流の3倍の周波数、すなわち60
サイクルに対し180サイクルが得られるので、例えば
この出力をアーク溶接等に用いた場合、溶接速度が従来
の3相/単相変換装置を用いた場合に比べて3倍にな
る。同じ速度のときは溶接のビートが、従来のものに比
し3倍細やかになる。このように溶接の品質を向上でき
る。
【0024】(2) 従来の3相/単相変換電源装置では、
得られる単相出力は正弦波であるが、本電源装置により
得られるM出力及びM′出力は急峻に高電圧に立上り、
その後所定時間後に急峻に立ち下がるため、アーク溶接
時にアークが出やすくかつ安定したアークが得られる。
得られる単相出力は正弦波であるが、本電源装置により
得られるM出力及びM′出力は急峻に高電圧に立上り、
その後所定時間後に急峻に立ち下がるため、アーク溶接
時にアークが出やすくかつ安定したアークが得られる。
【0025】(3) また、本電源装置により得られるM出
力,M′出力は、正弦波の中間部分を抜き出しているの
でパワーがあり、これらの出力は大型の溶接や溶射に適
している。
力,M′出力は、正弦波の中間部分を抜き出しているの
でパワーがあり、これらの出力は大型の溶接や溶射に適
している。
【0026】(4) また、得られる周波数が3倍となるの
で、変圧器が小型となり、重量が従来の1/3で済み、
大変小型軽量となる。また構造が簡単で小型軽量となる
ので、製造コストも大幅に低減できる。
で、変圧器が小型となり、重量が従来の1/3で済み、
大変小型軽量となる。また構造が簡単で小型軽量となる
ので、製造コストも大幅に低減できる。
【0027】(5) また、従来の装置では無負荷電圧が6
0V〜100V必要であったが、本発明では35V〜5
5Vで済み、安全であるとともに取扱いも簡単で技術の
熟練を必要とせず、かつ自動化も容易である。
0V〜100V必要であったが、本発明では35V〜5
5Vで済み、安全であるとともに取扱いも簡単で技術の
熟練を必要とせず、かつ自動化も容易である。
【0028】(6) また、この電源装置を溶接に用いる場
合は、上記各電力変換部において、1つの相の交流正弦
波形の点弧角を60度あるいは120度を中心に前後に
適当に調整することにより、アークの強さを大きく調整
することができる。つまり、調整範囲を従来の1次,2
次コイルの磁気結合力を調整する方法に比べて広くする
ことができ、コンピュータによる自動制御を行うことに
よって従来不可能であった領域の溶接を可能にし、かつ
溶接安定性を得ることができる。
合は、上記各電力変換部において、1つの相の交流正弦
波形の点弧角を60度あるいは120度を中心に前後に
適当に調整することにより、アークの強さを大きく調整
することができる。つまり、調整範囲を従来の1次,2
次コイルの磁気結合力を調整する方法に比べて広くする
ことができ、コンピュータによる自動制御を行うことに
よって従来不可能であった領域の溶接を可能にし、かつ
溶接安定性を得ることができる。
【0029】(7) また、小型軽量でかつアークが安定し
ているので、これをロボットに搭載することにより大型
厚板のアーク溶接を行うことができる。すなわち、同じ
重量で従来の3倍の溶接能力を発揮できる。
ているので、これをロボットに搭載することにより大型
厚板のアーク溶接を行うことができる。すなわち、同じ
重量で従来の3倍の溶接能力を発揮できる。
【0030】(8) また、上記各出力はいずれも3相平衡
出力となっているため、従来のような3相不平衡の問題
もない。
出力となっているため、従来のような3相不平衡の問題
もない。
【0031】なお、実際の給電では、上記第1の位相制
御回路での位相制御については、正弦波の正,負各半波
のミドル部分を、65度〜115度の範囲とし、第2の
位相制御回路での位相制御については、正弦波の正,負
各半波のフロント部分を、5度〜60度の範囲とし、バ
ック部分を、120度〜175度の範囲とした方が、R
1 とS2 、T2 とR3 、S3 とT4 、R4 とS5 、T5
とR6 、S6 とT1 とのダブリ現象が防止できて無難で
ある(図3(a) ,(b) 参照)。この場合3倍周波の各単
相出力波形は零点付近が少し切れた形となる。これはア
ーク発生や照明等の電源では一向に差し支えないが、可
能な限り上記切れ目が小さくなるようにする方がよい。
御回路での位相制御については、正弦波の正,負各半波
のミドル部分を、65度〜115度の範囲とし、第2の
位相制御回路での位相制御については、正弦波の正,負
各半波のフロント部分を、5度〜60度の範囲とし、バ
ック部分を、120度〜175度の範囲とした方が、R
1 とS2 、T2 とR3 、S3 とT4 、R4 とS5 、T5
とR6 、S6 とT1 とのダブリ現象が防止できて無難で
ある(図3(a) ,(b) 参照)。この場合3倍周波の各単
相出力波形は零点付近が少し切れた形となる。これはア
ーク発生や照明等の電源では一向に差し支えないが、可
能な限り上記切れ目が小さくなるようにする方がよい。
【0032】図5は本発明の第2の実施例による電源装
置の説明図であり、図において、200は本実施例の電
源装置で、上記第2の電力変換部102の出力側に、上
記第2の単相交流出力(M′出力)を上記第1の単相交
流出力(M出力)に対して1/4周期分遅延させるLC
遅延回路170を接続している点が上記実施例と異なっ
ている。
置の説明図であり、図において、200は本実施例の電
源装置で、上記第2の電力変換部102の出力側に、上
記第2の単相交流出力(M′出力)を上記第1の単相交
流出力(M出力)に対して1/4周期分遅延させるLC
遅延回路170を接続している点が上記実施例と異なっ
ている。
【0033】このような構成の電源装置では、第1の電
力変換部101から出力される単相交流出力(M出力)
と、第2の電力変換部102の遅延回路170から出力
される単相交流遅延出力(DM出力)とにより2相電源
を実現でき、この場合負荷では電磁的な波動エネルギー
の移動による移動磁界や回転磁界を発生させることがで
きる。例えば、本実施例の電源装置200の第1の単相
交流出力(M出力)及び第2の単相交流出力(DM出
力)を用いて照明を行う場合、図6(a) に示すように複
数の蛍光灯70a1 〜70an を相互に並列に接続して
第1グループの蛍光灯群70aを、また複数の蛍光灯7
0b1 〜70bn を交互に並列に接続して第2グループ
の蛍光灯群70bを構成し、各グループの蛍光灯が交互
に位置するよう並列に配置し、上記各グループの蛍光灯
に上記電源装置200のM出力及びDM出力を印加す
る。すると図6(b) に示すようにM出力とDM出力とは
位相差があるため、第1グループと第2グループとでは
照明強度の変化が若干ずれて生ずることとなり、照明に
よる波動エネルギーが図示の矢印Aのように移動するこ
ととなり、生物の細胞等に活性力を与える等の効果があ
る。
力変換部101から出力される単相交流出力(M出力)
と、第2の電力変換部102の遅延回路170から出力
される単相交流遅延出力(DM出力)とにより2相電源
を実現でき、この場合負荷では電磁的な波動エネルギー
の移動による移動磁界や回転磁界を発生させることがで
きる。例えば、本実施例の電源装置200の第1の単相
交流出力(M出力)及び第2の単相交流出力(DM出
力)を用いて照明を行う場合、図6(a) に示すように複
数の蛍光灯70a1 〜70an を相互に並列に接続して
第1グループの蛍光灯群70aを、また複数の蛍光灯7
0b1 〜70bn を交互に並列に接続して第2グループ
の蛍光灯群70bを構成し、各グループの蛍光灯が交互
に位置するよう並列に配置し、上記各グループの蛍光灯
に上記電源装置200のM出力及びDM出力を印加す
る。すると図6(b) に示すようにM出力とDM出力とは
位相差があるため、第1グループと第2グループとでは
照明強度の変化が若干ずれて生ずることとなり、照明に
よる波動エネルギーが図示の矢印Aのように移動するこ
ととなり、生物の細胞等に活性力を与える等の効果があ
る。
【0034】図7(a) は本発明の第3の実施例による電
源装置の回路構成を示す図である。図において、300
は本電源装置で、上記第1実施例の電源装置100の構
成に加えて、以下の回路構成が付加されている。
源装置の回路構成を示す図である。図において、300
は本電源装置で、上記第1実施例の電源装置100の構
成に加えて、以下の回路構成が付加されている。
【0035】すなわち301,302はそれぞれ上記第
1,第2の電力変換部101,102からの単位時間当
たりの出力電力量を検出する第1,第2の出力電力検出
回路、300a1 〜300an はそれぞれ第1,第2の
出力電力検出回路301,302を介して上記第1及び
第2の電力変換部の出力端子101a,102aに接続
され、上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に
供給するスイッチ回路で、これらのスイッチ回路300
a1 〜300an からスイッチ回路群300Aが構成さ
れている。また300b1 〜300bn は上記スイッチ
回路300a1 〜300an に接続された各負荷300
c1 〜300cn での電力消費率を検出する消費電力検
出回路で、これらの消費電力検出回路300b1 〜30
0bn から消費電力検出回路群300Bが構成されてい
る。
1,第2の電力変換部101,102からの単位時間当
たりの出力電力量を検出する第1,第2の出力電力検出
回路、300a1 〜300an はそれぞれ第1,第2の
出力電力検出回路301,302を介して上記第1及び
第2の電力変換部の出力端子101a,102aに接続
され、上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に
供給するスイッチ回路で、これらのスイッチ回路300
a1 〜300an からスイッチ回路群300Aが構成さ
れている。また300b1 〜300bn は上記スイッチ
回路300a1 〜300an に接続された各負荷300
c1 〜300cn での電力消費率を検出する消費電力検
出回路で、これらの消費電力検出回路300b1 〜30
0bn から消費電力検出回路群300Bが構成されてい
る。
【0036】また310は上記各出力電力検出回路30
1,302及び消費電力検出回路300b1 〜300b
n の検出出力を受け、上記各スイッチ回路300a1 〜
300an を、上記第1及び第2の電力変換部101,
102からの単位時間当たりの出力電力量の差が小さく
なるよう切換制御するスイッチ制御装置である。
1,302及び消費電力検出回路300b1 〜300b
n の検出出力を受け、上記各スイッチ回路300a1 〜
300an を、上記第1及び第2の電力変換部101,
102からの単位時間当たりの出力電力量の差が小さく
なるよう切換制御するスイッチ制御装置である。
【0037】また図7(b) は上記スイッチ回路の具体的
に回路構成を示し、図中300はスイッチ回路で、第1
及び第2の電力変換部101,102の出力を受ける第
1及び第2の入力端子311,312と、負荷を接続す
る出力端子313と、第1及び第2の入力端子311,
312に接続された第1及び第2接点321,322
と、上記制御装置からの制御信号に応じて上記出力端子
313を上記両接点の何れかに接続するスイッチ片33
0とから構成されている。
に回路構成を示し、図中300はスイッチ回路で、第1
及び第2の電力変換部101,102の出力を受ける第
1及び第2の入力端子311,312と、負荷を接続す
る出力端子313と、第1及び第2の入力端子311,
312に接続された第1及び第2接点321,322
と、上記制御装置からの制御信号に応じて上記出力端子
313を上記両接点の何れかに接続するスイッチ片33
0とから構成されている。
【0038】次に動作について説明する。上記負荷30
0c1 〜300cn は、具体的には機械装置を駆動する
モータ,照明装置,加熱,発熱装置,電磁力発生装置,
アークやスポット溶接等の溶接装置などであり、また以
下の説明では、電源装置100での動作は上記第1実施
例で説明した通りであるので省略する。このような各負
荷を、上記電源装置300の出力端子350a1 〜35
0an に接続して使用する場合、この電源装置300で
は、常に各負荷での電力消費量が検出回路300b1 〜
300bn により、また各電力変換部からの出力電力量
が検出回路301,302により計測されており、その
計測値に基づいて上記スイッチ制御回路310は各スイ
ッチ回路300a1 〜300an を切換制御する。これ
によって上記第1及び第2の電力変換部101及び10
2が受け持つ負荷の容量が同程度となり、完全な3相平
衡負荷状態で各負荷への給電が行われる。
0c1 〜300cn は、具体的には機械装置を駆動する
モータ,照明装置,加熱,発熱装置,電磁力発生装置,
アークやスポット溶接等の溶接装置などであり、また以
下の説明では、電源装置100での動作は上記第1実施
例で説明した通りであるので省略する。このような各負
荷を、上記電源装置300の出力端子350a1 〜35
0an に接続して使用する場合、この電源装置300で
は、常に各負荷での電力消費量が検出回路300b1 〜
300bn により、また各電力変換部からの出力電力量
が検出回路301,302により計測されており、その
計測値に基づいて上記スイッチ制御回路310は各スイ
ッチ回路300a1 〜300an を切換制御する。これ
によって上記第1及び第2の電力変換部101及び10
2が受け持つ負荷の容量が同程度となり、完全な3相平
衡負荷状態で各負荷への給電が行われる。
【0039】このように本実施例では、上記第1及び第
2の電力変換部101,102の出力端子に接続され、
上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に供給す
る複数のスイッチ回路300a1 〜300an からなる
スイッチ回路群300Aを備え、上記各電力変換部から
の単位時間当たりの出力電力量、及び上記スイッチ回路
に接続された各負荷での電力消費率に基づいて、上記各
スイッチ回路300a1 〜300an を、上記第1及び
第2の電力変換部の単位時間当たりの出力電力量の差が
小さくなるよう切換制御するようにしたので、一般家庭
や工場等における電源装置から各機器への給電を完全な
3相平衡負荷状態で行うことができ、3相不平衡を回避
するために、負荷量を計算し、負荷をどの相からとるべ
きかを考慮するといった煩雑な対応をとる必要がない。
2の電力変換部101,102の出力端子に接続され、
上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に供給す
る複数のスイッチ回路300a1 〜300an からなる
スイッチ回路群300Aを備え、上記各電力変換部から
の単位時間当たりの出力電力量、及び上記スイッチ回路
に接続された各負荷での電力消費率に基づいて、上記各
スイッチ回路300a1 〜300an を、上記第1及び
第2の電力変換部の単位時間当たりの出力電力量の差が
小さくなるよう切換制御するようにしたので、一般家庭
や工場等における電源装置から各機器への給電を完全な
3相平衡負荷状態で行うことができ、3相不平衡を回避
するために、負荷量を計算し、負荷をどの相からとるべ
きかを考慮するといった煩雑な対応をとる必要がない。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明に係る電源装置によ
れば、3相交流入力をその各相の正,負各半波の約60
度〜120度部分からなる第1の単相交流に変換する第
1の電力変換部と、3相交流入力をその各相の正,負各
半波の0度〜60度部分と120度〜180度部分とを
重畳した波形からなる第2の単相交流に変換する第2の
電力変換部とを備えたので、商用の3相交流電力を3倍
周波の単相出力とその逆相出力とに変換することがで
き、上記3相交流入力の全波形を利用した3相平衡の全
負荷操業ができる効果がある。
れば、3相交流入力をその各相の正,負各半波の約60
度〜120度部分からなる第1の単相交流に変換する第
1の電力変換部と、3相交流入力をその各相の正,負各
半波の0度〜60度部分と120度〜180度部分とを
重畳した波形からなる第2の単相交流に変換する第2の
電力変換部とを備えたので、商用の3相交流電力を3倍
周波の単相出力とその逆相出力とに変換することがで
き、上記3相交流入力の全波形を利用した3相平衡の全
負荷操業ができる効果がある。
【0041】またこの発明によれば上記電源装置におい
て、上記第1及び第2の電力変換部のいずれか一方の出
力端子に、単相交流出力の位相を0〜60度の範囲内で
所定量遅延する遅延回路を接続したので、上記第1及び
第2の電力変換部の単相交流出力を用いて2相電源を実
現でき、この場合負荷では電磁的な波動エネルギーの移
動による移動磁界や回転磁界を発生させることができる
効果がある。
て、上記第1及び第2の電力変換部のいずれか一方の出
力端子に、単相交流出力の位相を0〜60度の範囲内で
所定量遅延する遅延回路を接続したので、上記第1及び
第2の電力変換部の単相交流出力を用いて2相電源を実
現でき、この場合負荷では電磁的な波動エネルギーの移
動による移動磁界や回転磁界を発生させることができる
効果がある。
【0042】さらにこの発明によれば上記電源装置にお
いて、上記第1及び第2の電力変換部の出力端子に接続
され、上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に
供給する複数のスイッチ回路からなるスイッチ回路群を
備え、上記各電力変換部からの単位時間当たりの出力電
力量、及び上記スイッチ回路に接続された各負荷での電
力消費率に基づいて、上記各スイッチ回路を、上記第1
及び第2の電力変換部の単位時間当たりの出力電力量の
差が小さくなるよう切換制御するようにしたので、一般
家庭や工場等における電源装置から各機器への給電を完
全な3相平衡負荷状態で行うことができ、3相不平衡を
回避するために負荷量を計算し、負荷をどの相からとる
べきかを考慮するといった煩雑な対応をとる必要がない
という効果がある。
いて、上記第1及び第2の電力変換部の出力端子に接続
され、上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷に
供給する複数のスイッチ回路からなるスイッチ回路群を
備え、上記各電力変換部からの単位時間当たりの出力電
力量、及び上記スイッチ回路に接続された各負荷での電
力消費率に基づいて、上記各スイッチ回路を、上記第1
及び第2の電力変換部の単位時間当たりの出力電力量の
差が小さくなるよう切換制御するようにしたので、一般
家庭や工場等における電源装置から各機器への給電を完
全な3相平衡負荷状態で行うことができ、3相不平衡を
回避するために負荷量を計算し、負荷をどの相からとる
べきかを考慮するといった煩雑な対応をとる必要がない
という効果がある。
【図1】本発明の第1の実施例による電源装置を説明す
るための回路構成図である。
るための回路構成図である。
【図2】上記電源装置に用いた位相制御回路の構成を示
す図である。
す図である。
【図3】上記電源装置の動作を説明するための図であ
る。
る。
【図4】上記電源装置に入力される3相交流入力の波形
及び単相出力波形を説明するための図である。
及び単相出力波形を説明するための図である。
【図5】本発明の第2の実施例による電源装置を説明す
るための概略図である。
るための概略図である。
【図6】上記電源装置を用いて照明を行う場合の回路構
成の一例を示す図である。
成の一例を示す図である。
【図7】本発明の第3の実施例による電源装置の回路構
成を示す図である。
成を示す図である。
1,2,3 3相入力端子 100,200,300 電源装置 101,102 第1,第2の電力変換部 110,120 第1,第2の位相制御回路 150,160 変圧部 170 遅延回路 300 スイッチ回路 300A スイッチ回路群 300B 消費電力検出回路群 300c1 〜300cn 負荷 301,302 第1,第2の出力電力検出回路 310 スイッチ制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 5/00 - 5/48 B23K 11/12 - 11/36
Claims (3)
- 【請求項1】 3相交流入力の供給を各相の正,負各半
波のうち約60度〜120度の範囲のみ行う第1の位相
制御回路と、1次側に3相の1次コイルを、2次側に単
相の2次コイルを巻回した単相鉄芯を有し、上記3相の
1次コイルが上記第1の位相制御回路を介して3相交流
入力に接続された変圧部とから構成され、第1の単相交
流を出力する第1の電力変換部と、 3相交流入力の供給を各相の正,負各半波のうち約0度
〜60度の範囲及び約120度〜180度の範囲のみ行
う第2の位相制御回路と、上記変圧部と同一構成の単相
鉄芯を有し、3相の1次コイルが上記第2の位相制御回
路を介して3相交流入力に接続された変圧部とから構成
され、第2の単相交流を出力する第2の電力変換部とを
備えたことを特徴とする電源装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の電源装置において、 上記第1及び第2の電力変換部のいずれか一方の出力端
子に接続され、上記第1あるいは第2の単相交流出力の
位相を0〜60度の範囲内で所定量遅延する遅延回路を
備えたことを特徴とする電源装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の電源装置において、 それぞれ上記第1及び第2の電力変換部の出力端子に接
続され、上記第1及び第2の単相交流出力の一方を負荷
に供給する複数のスイッチ回路からなるスイッチ回路群
と、 上記各電力変換部からの単位時間当たりの出力電力量を
検出する出力電力検出手段と、 上記スイッチ回路に接続された各負荷での消費電力率を
検出する消費電力検出手段と、 上記各検出手段からの検出出力を受け、上記各スイッチ
回路を、上記第1及び第2の電力変換部の単位時間当た
りの出力電力量の差が小さくなるよう切換制御するスイ
ッチ制御手段とを備えたことを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32826191A JP3336027B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32826191A JP3336027B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05176538A JPH05176538A (ja) | 1993-07-13 |
JP3336027B2 true JP3336027B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=18208248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32826191A Expired - Fee Related JP3336027B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3336027B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220176840A1 (en) * | 2020-12-08 | 2022-06-09 | Atom Power, Inc. | Electric Vehicle Charging System and Method |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP32826191A patent/JP3336027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220176840A1 (en) * | 2020-12-08 | 2022-06-09 | Atom Power, Inc. | Electric Vehicle Charging System and Method |
US11884177B2 (en) * | 2020-12-08 | 2024-01-30 | Atom Power, Inc. | Electric vehicle charging system and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05176538A (ja) | 1993-07-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |