JPH0198006A - 誘導負荷用省電力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の対象〕 本発明は交流電力制御装置に関し、とくに、交流インダ
クションモータ等の誘導負荷の省電力制御装置に関する
。

〔従来技術〕

従来、交流インダクションモータ、その他の誘導負荷の
省エネルギーを目的として、米国特許第４，０５２，６
４８号および同４，３３７，６４０号において、インダ
クションモータの入力電圧を位相制御により変えて力率
を改善することが提案されている。

これら電力制御装置では、サイリスタにより負荷に供給
される交流電圧を直接位相制御するため、負荷電流が多
くの高調波成分を含み、この高調波電流が電力制御装置
の電力用コンデンサとリニア・リアクトルに流入して、
二九ら素子に異常音、振動の発生および過熱、損傷等の
障害をひき起こしていた。しかも、高調波電流によって
受電電源電圧の波形に歪みが発生して、コンピュータ等
の情報機器やその他の制御装置に多大な障害を与えてい
た。サイリスタは毎サイクルにおいて電圧に同期して点
弧されているが、サイリスタの点弧のための同期信号は
電源電圧からとっているので、同期信号はこの波形歪み
のために変動してしまうことがあった。このため負荷の
状態によっては制御が不安定になったり、場合によって
は制御不能となってしまい、安全性ならびに信頼性にお
いて問題があった。これを解決することを目的として、
米国特許第４，６０２，２００号には高調波フィルター
を設けることが提案されているが、この装置では多数の
大容量のコンデンサ、リアクトル、ならびに抵抗を必要
とし、装置全体が大形化するとともに製造コストが極め
て高くついていた。つぎにインダクシゴンモータや誘導
コイルの始動時にはモータの定格電流の６倍以上の大き
い始動電流が流れるために、電力用半導体素子の容量を
誘導負荷の定格容量の２〜４倍に相当するものを選択し
なければならず、このため、半導体素子が高価となり、
しかもそのための制御回路も必然的に大形複雑化し、応
答性も悪かった。

さらに半導体素子としてサイリスタも用いた制御装置で
は主回路部分に大きな内部発生損失が生じて、主回路部
分の電力消費が大きくなるという欠点があった。とくに
、主回路部分には転流リアクトル、転流コンデンサで構
成される強制転流回路を必要とし、転流回路内で転流の
たびに移動するエネルギーに伴う損失が発生していた。

さらにこのほか、主回路スナバ回路における損失（抵抗
、ダイオード等）、平滑リアクトル、交流リアクトル等
の損失（鉄損、銅損等）、コンデンサー内部損失の発生
等による電力消費が大きかった。このように従来の電力
制御装置では装置自体の消費電力が大きいために交流イ
ンダクションモータやその他の誘導負荷の省エネルギー
効果が少なかった。

〔発明の目的］ そこで、本発明の目的は上記問題を解決し、省エネルギ
ー効果の高い誘導負荷用省電力制御装置を提供すること
を目的とする。

本発明の他の目的は小形軽量にして安価な誘導負荷用省
電力制御装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は交流インダクションモータ等の誘導
負荷の変動に高速に応答可能な誘導負荷用省電力制御装
置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は正弦波交流波形への歪みを防止した
誘導負荷用省電力制御装置を提供することを目的とする
。

本発明の他の目的は交流インダクションモータの負荷状
態に応答して自動的に最高力率にて誘導負荷を駆動する
ことができる誘導負荷用省電力制御装置を提供すること
を目的とする。

本発明の他の目的は小形、軽量、低コストの誘導負荷用
省電力制御袋はを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は過負荷耐量が大きく、安定性や信頼
性が高く、シかも保守点検が不要な誘導負荷用省電力制
御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明の省電力制御装置は交流電源と誘導負荷との間に
接続される、第１直列巻線と、この第１直列巻線に直列
接続された分路巻線と、この分路巻線に前記分路巻線と
は逆極性で接続された第２直列巻線とを備えた出力巻線
と、前記出力巻線の出力電圧を調整するための制御巻線
を備えた単巻変圧器形電圧調整器と、前記制御巻線に直
流励磁電流を供給する直流励磁電源と、前記制御巻線と
前記直流励磁電源との間に接続され、前記制御巻線に供
給される前記直流励磁電流を制御する半導体スイッチと
、前記誘導負荷の負荷電圧と負荷電流の位相差に比例し
た出力信号を発生する負荷検出回路と、前記出力信号に
応答して、前記位相差がゼロレベルに近づくように前記
半導体スイッチの通流率を制御する制御回路とを備えた
ことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、本発明の望ましい実施例による誘導負
荷用省電力制御装置１０は交流型１１１１２に接続され
る入力端１４，１６と、誘導負荷１８に接続される出力
端２０，２２と、誘導負荷１８に供給される出力電圧を
負荷状態に応じて可変調整する制御巻線２６を備えた単
巻変圧帰形電圧調！１ｉ２４と、制御巻線２６に直流励
磁電流を供給する直流励磁型′ｇ２８と、制御者＠２６
と直流励磁電源２８との間に接続され、制御巻線２６に
供給される直流励磁電流を可変する半導体スイッチ回路
３０と、負荷状態に対応した出力信号を発生する負荷検
出回路３２と、出力信号に応答して半導体スイッチ回路
３０の通流率を制御して出力電圧を負荷状態に応答して
調整する制御回路３４とを備える。

第１〜５図において、単巻変圧器形電圧調整器２４は主
磁束ループ路を構成する第１可飽和鉄心と、主磁束ルー
プ路の１部をバイパスさせるための磁気分路鉄心４４と
を有し、第１可飽和鉄心４２は巻鉄心からなる。第１可
飽和鉄心４２は第１直列巻ｌｌＡ４６と１分路巻線４８
と、第２直列巻線５０からなる出力巻線を備える。第１
直列巻線４６は出力端２０に接続された高圧端子と入力
端１４に接続された中圧端子との間に接続され５分路巻
線４８は第１直列巻線４６に同一極性で直列接続される
１分路巻＠４８の下端部は入力端１６に接続された中性
点に接続される。第２直列巻線５０は分路者ｌ１Ｉ４８
の下端部と出力端２２との間において第１直列巻線４６
とは逆極性で接続される。主磁束ループ路の少くとも一
部の磁気飽和状態を変えて、磁気分路鉄心４４の磁束密
度を制御するために巻鉄心からなる第２可飽和鉄心５２
が制御巻線２６により後述の如く制御される。

第２〜３図において、第１可飽和鉄心４２は主磁束ルー
プ略を構成するセンター・レッグ５４とアウター・レッ
グ５６，５８を備える。センター・レッグ５４は磁気分
路鉄心４４により区分された第１コア部５４ａと第２コ
ア部５４ｂを備える。さらに、センター・レッグ５４は
アウター・レッグ５６，５８の外側に延びる延長部、す
なわち、第３コア部５４ｃを備える。センター・レッグ
５４は第１可飽和鉄心４２の上に配置されて、固定具６
０．６２で互いに固定されて一体化される。第２．。１
３、５図より明らかなように、磁気分路鉄心４４は多枚
数のケイｉ鋼板を積層した断面Ｃ形状の鉄心からなる。

磁気分路鉄心４４の溝４４ａはセンター・レッグ５４と
磁気的に結合するように配置しである。磁気分路鉄心４
４の端部４４ｂ。

４４ｃは第１直列巻線４６および分路巻ＮｉＡ４８の第
１コイルブロツクと第２直列巻線５０の第２コイルブロ
ツクとの間で一定のエアギャップに相当する所要の厚み
の間装物６４，６６を挾んで第１可飽和鉄心４２のアウ
ター・レッグ５６，５８上に配置され、Ｉｉ！ｉＩ定具
６８，７０によってアウター・レッグ５６，５８に固定
されて、各鉄心は一体化される。磁気分路鉄心６４は主
磁束ループ路の磁束の一部を高リラクタンスをなすギャ
ップ（間装物６４，６６により形成される）を介してア
ウター・レッグ５６，５８に分路させて出力電圧を調整
するとともに、高調波を減衰させ、出力電圧の波形歪み
を少なくするように機能する。第２可飽和鉄心５２は磁
気分路鉄心５４の下側において、すなわち、第１直列巻
線４６および分路巻線４８の第１コイルブロツクと第２
直列巻線５ｏの第２コイルブロツクとの間でセンター・
レッグ５４の第２コア部５４ｂの上部と第３コア部５４
ｃの下端部の上に配置されて、固定具７２．７４によっ
て各鉄心は一体化されて磁気的に結合される。このよう
に、＠２可飽和鉄心５２は第１可飽和鉄心４２の下半部
とオーバーラツプするように配置され、第１可飽和鉄心
の一部を磁気飽和させて第２直列巻Ｉ＠５０の磁束が第
１直列巻線４Ｇと分路巻線４８の磁束に作用しないよう
にするとともに、第１直列巻線４６と分ｉ１８巻線４８
の磁束を磁気分路鉄心４４にシフトさせるように機能す
る。

第１直列巻線４６および分路巻線４８．第２直列巻線５
０ならびに制御巻線２６はそれぞれセンター・レッグ６
４の第１〜第３コア部５４ａ、Ｆ＋４ｂ、５４ｃ上に巻
かれて、はぼ同一平面内に配置される。さらに、各巻線
の上面と下面は第２可飽和鉄心５２の上置と第１可飽和
鉄心４２の下面とにそれぞれ整列するように配置される
。すなわち、第１直列巻線４６と分路巻線４８のコイル
・ブロックと第２直列巻線５０からなる第２コイル・ブ
ロックと、制御巻線２６の第３コイル・ブロックはセン
ター・レッグ５４、第１．第２可飽和鉄心４２．５２の
厚み内にほぼｆｆ！、Ｈされる、センター・レッグ５４
の第３コア部５４ｃは第１可飽和鉄心４２の外側に延び
ていて、制御巻線２６はセンター・レッグ５４の下端部
５４ｃ上に巻がれている。第２可飽和鉄心５２は第２直
列巻線５０の第２コイル・ブロックと制御巻８２６の第
３コイル・ブロックを囲んでいる。第２．３図において
第２可飽和鉄心５２の上部と下部はそれぞ九固定具７２
．７４によりセンター・レッグ５４とともに補助磁束ル
ープ路を構成し、制御巻線２６に直流励磁電流が供給さ
れたときに制御巻線２６の磁束の通路として機能する。

すなわち、制御巻線２６の磁束はセンター−レッグ６４
の第２コア部５４ｂを部分的に磁気飽和させ、もって第
１直列巻線４６および分路巻線４８の磁束を主磁束ルー
プから磁気分路鉄心４４を介してアウター・レッグ５６
，５８にシフトさせる。

第１直列巻線４６と分路巻線４８はセンター・レッグ５
４の第１コア部５４ａ上に巻かれて単巻変圧器を構成し
、第２直列巻線５０が第２コア５４ｂ上に第１直列巻線
４６とは逆極性で巻かれて、いわゆる、差動結合される
。

上記構成において、入力端１４．１６が交流電源１２に
接続されて５出力端２０，２２が誘導負荷１８に接続さ
れると、第１．第２直列巻線４６゜５０に大電流が流れ
１分路巻線４８には入力電流と出力電流との差電流が流
れる。

第１，２ｖ！Ｉにおいて、１ＩＩＪ＃巻線２６に直流励
磁電流が供給されないときは、第１直列巻線４６と分路
巻線４８およびこの分路巻線４８に差動結合された第２
直列巻線５０により生じた磁束がセンター・レッグ５４
がらアウター・レッグ５６，５８を通過して、センター
・レッグ５４に循還する。

このとき、第１直列巻＄４６と分路巻線４８の生ずる磁
束と第２直列巻線５０の生ずる磁束とは逆方向になって
いるから、相互磁束全体としては。

差になって作用する。したがって、このときの出力電圧
は最少となる。

つぎに、制御巻線２６に直流励磁電流が供給されると、
第２可飽和鉄心５２はセンター・レッグ５４の第２、第
３コア部５４ｂ、５４ｃとともに磁気飽和されるため、
第１直列巻線４６と分路巻線４８の生ずる磁束は磁気分
路鉄心４４にシフトされる。このとき、磁束は第１コア
部５４ａ、アウター・レッグ５６，５８および磁気分路
鉄心４４を介して循還し、出力端２０．２２の出力電圧
は最大となる。制御巻線２６に供給される直流励磁電流
を少なくすると、それに応じて出力巻線の出力端出力電
圧は低下する。このように、センター・レッグ５４の第
２．第３コア部５４ｂ、５４Ｃの磁気飽和状態を可変制
御することにより、第１直列巻線４６と分路巻線４８か
らなる出力巻線に対する第２直列巻線５０の差動結合状
態を変化させて磁気分路鉄心４４にシフトされる第１直
列巻線４６および分路巻線４８の磁束をルＩ御し、出力
端の出力電圧を可変ＩＩＪ御できる。

第１図にもどって、直流励磁電源２８は単巻変圧船形電
圧調整器２４の出力側に接続された変流ｆｇＩ８０と、
変圧器８１を介して接続された交流リアクトル８２とを
備える。変流器８０は誘導負荷１８の電流に依存した成
分をとり出すための電流成分回路として８ｍ能する。交
流リアクトル８２は変圧器８１を介して高圧から低圧に
変圧された電圧を電圧調整ｇ２４の出力電圧に依存した
成分をとり出すための電圧成分回路として機能する０画
成分は整流器８４の交流入力側でベクトル合成される。

Ｗ流器８４の直流出力電流は開成分の合成電流を整流し
たものに相当し、コンデンサ８６によって平滑され、制
御巻線２６の直流励磁電流工として用いられる。整流器
８４の直流出力電流に含まれる電流依存成分と電圧依存
成分とにより。

負荷の投入、遮断、あるいは負荷の急激な変動時に直流
出力電流の変化によって高速応答でその負荷変動を補償
させることができる。

半導体スイッチ回路３０は半導体スイッチ８８を備え、
この半導体スイッチ８８は整流器８４の直流出力端子間
に直流励磁電流工を制御するために接続される。半導体
スイッチ８８としてはトランジスタやサイリスタを使用
することができる。

第１図において、半導体スイッチ８８はインバーテンド
ダーリントン回路を形成する第１と第２の制御用トラン
ジスタ８８ａ、８８ｂを備える。

ここで、インバーテツドダーリントン回路とは、ＰＮＰ
型トランジスタとＮＰＮ型トランジスタを相補的に接続
した回路を云う、すなわち、第１の制御用トランジスタ
８８ａのベース電流を制御するために第２の制御用トラ
ンジスタ８８ｂがインバーテツドダーリントン接続され
、インバーテツドダーリントン回路を形成している。直
流励磁電流工を供給される制御巻線２６には電流吸収回
路９０が並列接続されている。電流吸収回路９ｏとして
はコンデンサが用いられる。この電流吸収回路９０は半
導体スイッチ８８がオフ時に整流器８４の直流出力電流
と直流励磁電流との差電流分を吸収する作用をする。電
流吸収回路８８と並列に電圧制限素子９２が接続される
。この電圧制御素子９２は励磁電圧が電圧制限素子９２
により制限される電圧に達すると導通し、半導体スイッ
チ８８と電流吸収回路９ｏに過電圧が加わらないように
するために設けられる。電圧制限素子９２として定電圧
ダイオードを用いた場合の実施例が第１図に示されてい
る。第１図において、電流吸収回路９０としてのコンデ
ンサと半導体スイッチ８８との間に逆流防止用ダイオー
ド９４が挿入されている。ダイオード９４は半導体スイ
ッチ８８のオン時にコンデンサ９０からの放電電流がこ
の半導体スイッチ８８を介して流れるのを阻止する。こ
れにより半導体スイッチ８８として用いられる例えば図
示の如きトランジスタなどの素子の破壊の危険性を防止
する。

第６，７図において、負荷検出量Ｉ＃３２において、変
圧器（図示せず）からの正弦波の電圧信号（ａ）は演算
増幅器により成る増幅器１００に供給され、同様に変流
器（図示せず）からの正弦波の電流信号（ｂ）は同様に
演算増幅器より成る増幅器１０２に供給される。増幅器
１００゜１０２は、大きな増幅率を有し、信号（ａ）お
よび（ｂ）をそれぞれ矩形波に変換して信号（ｃ）およ
び（ｄ）を出方する。ついで、信号（Ｑ）および（ｄ）
はＮＯＲ回路１０４に供給され、信号（ｃ）および（ｄ
）の位相差（θ）と等しいパルス（ｅ）を出力する。こ
のパルス（ｅ）は抵抗とコンデンサからなるローパス・
フィルタ１０６を介して直流信号（ｆ）に変換される。

この直流信号（ｆ）は制御回ｗｔ３４に供給される。

第１図において制御回路３４はトランジスタ１ｏ８と、
三角波発振器１１０と、負荷検出回路３２の出方信号（
ｆ）と三角波発振器１１０の三角波形出力ｇとを比較し
て、トランジスタ１０８のベースにパルス巾の異なる駆
動パルスを出力する差動増幅器１１２を備える。トラン
ジスタ１０８のコレクターは抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してト
ランジスタ８８ａのコレクタ側に接続され、トランジス
タ８８ｂのオン−オフによって半導体スイッチ８０の通
流率を制御する。これにより制御巻線２６の励磁電流が
調整される、この場合に通流率制御は負荷電圧と負荷電
流との位相差をなくすように制御回路３４により制御さ
れる。

つぎに、第８図に示す各部の電圧電流波形例を参照しな
がら動作を説明する。

整流器８４の直流出力電流工はいかなる場合でも制御巻
線２６の励磁電流１′の所要値よりも大きくなるように
回路定数が選ばれる。半導体スイッチ８８がオンのとき
には整流器８４の直流出力電流工はこの半導体スイッチ
８８によって分路され、励磁電流工′は減少してゆく、
つぎに、半導体スイッチ８８がオフすると、整流器出力
電流工は増加してゆきながら制御巻線２６に流入する。

制御者ｉ＠２６のインダクタンスのために励磁電流工２
は徐々にしか増大できないため、差電流分Ｉ−Ｉ’は電
流吸収コンデンサ９０に流入する。このようにして、励
磁電流Ｉ′は半導体スイッチ８８のベース信号によって
目標値に保たれるように瞬時値制御される。

増幅器１１２のマイナス入力端に加えられた負荷電圧と
負荷電流との位相差に比例した出力信号ｆとプラス入力
端に加えられた三角波形信号ｇとが比較されて、出力パ
ルスｈが生ずる１時間ｔ□のとき、増幅器１１２は“１
″信号を出力し１時間ｔ２のとき“ＯＩＩ倍信号出力す
る。増幅器１１２から“１”信号が出力されると、トラ
ンジスタ１０８がオンとなり。

トランジスタ８８ａ、８８ｂがオンとなる。

ある瞬時での半導体スイッチ８８の通流率αはオン時間
をＴｏｎ、周期をＴとすると。

Ｔｏｎ α＝　　□ と表わすことができ、励磁電流工′の平均値Ｉ、’ａｙ
は、整流器出力Ｉの平均値ｒａｖとすると ｒ’　ａｖ＝α０Ｉａｖ なる関係にある。すなわち、平均値としてみると、整流
器出力電流工のうち励磁にはαｒａｖだけ流れ、半導体
スイッチ８８には残りの（１−α）Ｉａｖが分流してい
ることが分かる。このように半導体スイッチ８８は負荷
検出回路３２により検出された負荷状態に応答してオン
・オフされて。

負荷電圧と負荷１！流の位相差が常にゼロレベルに近づ
くように制御回路３４により制御される。すなわち、負
荷電圧と負荷電流との位相差θが大きいときは、誘導負
荷の力率が極めて低く、負荷検出回路３２の出力ｆは高
くなる。このとき、第８図より明らかなように、トラン
ジスタ１０８の出力ｊのパルス巾が大きくなるため、半
導体スイッチ８８の通流率が大きくなって励磁電流の分
流量が大きくなる。したがって、制御巻線２６に供給さ
れる制御電流工′が少なくなって、単巻変圧優形電圧調
整器２４のセンター・レッグ５４の第２コア部５４ｂの
磁気飽和度が少なくなる。このとき、第２図における第
１直列巻線４６および分路巻線４８の磁束は第２直列巻
線５０による逆極性の磁束により打ち消されて単巻変圧
優形電圧調整器２４の出力電圧が低下する。つぎに誘導
負荷が増大して、負荷電圧と負荷電流との位相差が小さ
くなると、負荷検出回路３２の出力ｆは低くなる。この
とき、増幅器１１２の出力りのパルス幅が小さくなるた
め、半導体スイッチ８８の通流率が小さくなって励磁電
流Ｉ″が増加して電圧属整器２４の出力電圧が増加する
。このように、制御回路３４は負荷検出回路３２の出力
信号ｆに応答して、半導体スイッチ８８の通流率を制御
することにより励磁電流工′を制御し、もって、電圧調
整器２４から誘導負荷１８に供給される出力電圧を力率
が１になるように調整する。この結果。

たとえば、３相２００ｖ定格の２．２ＫＷ誘導モータを
無負荷状態において入力電圧２００ｖで駆動すると４．
８Ａの電流が流れて力率が０．５６゜消費電力が５３７
．６ワツトであるのに対し、力率が１となるように入力
電圧を５０Ｖに下げると、消費電流は僅かに１．１５Ａ
となり、消費電力は約１７１０の５９．５ワツトなる。

つぎに、このモータの負荷率を約５０％にして入力電圧
を２００Ｖにすると、消費電流が５．ＯＡで力率が０．
８５．消費電力が８５０ワツトであるのに対し、力率が
１となるレベル、すなわち、１３０Ｖまで入力電圧を下
げると消費電流は４．８Ａとなり、消費電力は６２４ワ
ツトとなって２７．６％の省エネルギーとなる。

以上１本発明について単相用の実施例を説明したが、上
述の単巻変圧優形電圧調整器を３相結線して３相交流＊
ｇに接続することもできる。負荷検出回路３２は公知の
たとえば米国特許筒３，５８８，７１０号および同第４
．４８０．２１９号に開示された位相検出回路もしくは
米国特許筒４．１１７，４０８号および同第４，３７９
，２５８号に開示された負荷信号発生回路から構成して
も良い。

〔発明の効果〕

以上より明らかなように、本発明による省電力制御装置
はつぎのような効果をもたらす。

（１）負荷電圧が負荷状態に応じて最適レベルに瞬時制
御され、すなわち負荷率の減少に比例して負荷電圧が最
適レベルまで減少されるため、誘導負荷が常に最高力率
で駆動され、大幅な省エネルギー効果が得られる。

（２）負荷電圧の制御が単巻変圧優形電圧調整器の制御
巻線に流れる励磁電流の制御により行なわれ、［ｉ９Ｘ
ラインにおける交流電圧を直接位相制御することがない
ため、負荷電流が高調波成分を含まず、交流電圧波形に
歪みを与えない、したがって、コンピュータ等の情報機
器やその他の制御装置に障害を与えない。

（３）負荷電流が高調波成分を含まないため、大形で高
価な大容量の高調波フィルタを省略でき、信頼性と安全
性の向上を図れるとともに、大幅な小形軽量化が図れる
。

（４）半導体スイッチは直接に電源ラインの交流電圧を
制御せず、単巻変圧優形電圧調整器の制御巻線の低電圧
、低電流の励磁電流を制御するため、半導体スイッチと
制御回路の著しい小容量化と大幅な低コスト化が図れる
。

また回路設計も容易となる。

（５）大きな負荷容量の省電力制御装置が１００分の１
以下の自己容量の単巻変圧優形電圧調整器で制御できる
ため、装置全体が小形軽量化されるとともに大きな電磁
波ノイズを発生させず、信頼性が高いため、シャトル等
の宇宙船での使用が可能である。

（ｅ）低電圧、小容量の半導体スイッチと単巻変圧器形
電圧Ｗ４？１器の制御巻線と組み合わせて高電圧、大容
量の電圧制御が可能なため、安全で信頼性が高く、シか
も、極めて安価な電子部品で従来不可能であった大容量
の電力の制御が可能となるため、実用上の効果が大きい
。

（７）大きな負荷容量に対して小さな自己容量の単巻変
圧優形電圧調整器と小電力の制御回路の採用を可能とし
て、エネルギー損失を最小としたため、大幅な高効率化
が図れる。

第１図は本発明による省電力制御装置の望ましい実施例
の結線図、第２図は第１図の単巻変圧優形電圧調整器の
平面図、第３図は第２図の電圧調整器の側面図、第４図
は第２図の電圧調整器の底面図、第５図は第２図のＶ−
Ｖ＠の断面図、第６図は第１図の負荷検出回路の１例を
示す回路図。

第７図は第６図の回路の波形図、第８図は第１図の電流
電圧波形図をそれぞれ示す。

２４・・・・・・・・・単巻変圧優形電圧調整器２８・
・・・・・・・・直流励磁電源 ３０・・・・・・・・半導体スイッチ回路３２・・・・
・・・・・負荷検出回路 ３４・・・・・・・・・制御回路 特許出願人　アレックス電子工業株式会社集４凹 尾５　図 本乙図 ／Ｆ′０ 氷７図 Ｏ 泉ａ（２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）交流電源と誘導負荷との間に接続される、第
   １直列巻線と、この第１直列巻線に直列接続された分路
   巻線と、この分路巻線に前記分路巻線とは逆極性で接続
   された第２直列巻線とを備えた出力巻線と、前記出力巻
   線の出力電圧を調整するための制御巻線を備えた単巻変
   圧器形電圧調整器と、（ｂ）前記制御巻線に直流励磁電
   流を供給する直流励磁電源と、（ｃ）前記制御巻線と前
   記直流励磁電源との間に接続され、前記制御巻線に供給
   される前記直流励磁電流を制御する半導体スイッチと、
   （ｄ）前記誘導負荷の負荷電圧と負荷電流の位相差に比
   例した出力信号を発生する負荷検出回路と、（ｅ）前記
   出力信号に応答して、前記位相差がゼロレベルに近づく
   ように前記半導体スイッチの通流率を制御する制御回路
   と、を備えた誘導負荷用省電力制御装置。 ２、前記直流励磁電源が前記誘導負荷の入力側に接続さ
   れて前記誘導負荷の電流に依存した成分を取り出す変流
   器と、前記変流器に接続された整流器を備えたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘導負荷用省電力
   制御装置。 ３、前記直流励磁電源が前記誘導負荷の入力側に接続さ
   れて前記出力電圧に依存した成分を取り出す交流リアク
   トルと、前記誘導負荷の電流に依存した成分を取り出す
   変流器と、両成分をベクトル合成した電流を整流して前
   記直流励磁電流となす整流器とを備えたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の誘導負荷用省電力制御装
   置。 ４、前記半導体スイッチが前記直流励磁電源の直流出力
   端子に接続されて、前記直流励磁電流の一部を前記半導
   体スイッチに分流させたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の誘導負荷用省電力制御装置
   。 ５、前記半導体スイッチに並列に電流吸収回路が接続さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の誘導
   負荷用省電力制御装置。 ６、前記半導体スイッチに並列に電圧制限素子が接続さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の誘導
   負荷用省電力制御装置。 ７、前記負荷検出回路が前記負荷電圧と前記負荷電流の
   位相差を検出する位相差検出回路と、前記位相差検出回
   路の出力を前記出力信号に変換するローパスフィルタを
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の誘導負荷用省電力制御装置。 ８、前記制御回路が前記出力信号に応答したパルス巾の
   出力パルスを発生する増幅器と、前記増幅器の出力に応
   答して前記半導体スイッチの通流率を制御するトランジ
   スタとを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の誘導負荷用省電力制御装置。 ９、前記単巻変圧器形電圧調整器が前記第１直列巻線と
   、前記分路巻線と、前記第２直列巻線とを有する第１可
   飽和鉄心を備えた主磁束ループ路と、前記分路巻線と前
   記第２直列巻線との間に配置されて前記主磁束ループ路
   の一部をバイパスさせるためのエアギャップを備えた少
   くとも１つの磁気分路鉄心と、前記磁気分路鉄心と前記
   第２直列巻線との間の前記第１可飽和鉄心の一部に磁気
   的に結合された第２可飽和鉄心からなる補助磁束ループ
   路とを備え、前記制御巻線が前記第２可飽和鉄心を介し
   て前記第１可飽和鉄心の前記一部を磁気飽和させて前記
   第１直列巻線と前記分路巻線の磁束を前記磁気分路鉄心
   にシフトさせることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の誘導負荷用省電力制御装置。 １０、前記第１可飽和鉄心がセンター・レッグとアウタ
   ー・レッグを有する第１巻鉄心を備え、前記補助磁束ル
   ープ路が前記センター・レッグ上に前記第２直列巻線と
   前記制御巻線を囲むように配置された第２巻鉄心とを備
   え、前記センター・レッグが前記第１巻鉄心の外方に延
   びる延長部を備え。 前記制御巻線が前記延長部に巻装されたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項記載の誘導負荷用省電力制御装
   置。 １１、前記第１巻鉄心と前記センター・レッグとを固定
   する第１の固定具と、前記第２巻鉄心と前記センター・
   レッグとを固定する第２の固定具とをさらに備えたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の誘導負荷用
   省電力制御装置。 １２、前記センター・レッグの一方の側に前記第１巻鉄
   心が配置され、前記センター・レッグの他方側に前記第
   ２巻鉄心が配置されたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１０項ないし第１１項記載の誘導負荷用省電力制御装
   置。 １３、前記第１直列巻線および前記分路巻線と、前記第
   ２直列巻線と、前記制御巻線とがほぼ同一平面内に配置
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の
   誘導負荷用省電力制御装置。