JPS5923090B2 - タツプ切替え式自動電圧調整器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単巻変圧器の分路巻線にタップを設け電磁接触
器でそのタップを切替えることにより電圧調整を行う自
動電圧調整器に係るものである。

第１図は従来例を示すもので、図中４は単巻変圧器、４
１はその直列巻線でｎｌはその巻数を示す。４２は同じ
く分路巻線で４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは夫々分路巻線に
設けたタップ、ｎ２〜ｎ４は分路巻線における各タップ
間の巻線を示す。

１ａ、Ｉｂは第１の電磁接触器の接点、２ａ、２ｂは第
２の電磁接触器の接点、３ａ、３ｂは第３の電磁接触器
の接点で夫々ａは常開接点、ｂは常閉接点を示５ して
いる。

５は抵抗、Ｅ１は入力電圧、Ｅ２は出力電圧である。

上記各電磁接触器は制御回路（図示しない）により操作
される。

制御回路は云うまでもなく第１〜第３の電磁接触器が同
時に閉路することのない１０ように制御している。その
制御の態様について説明すると、今接点Ｉｂのみが閉じ
ているときにはｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４出力電圧Ｅ２は
、Ｅ２■Ｅ１× 接点 ｎ２＋ｎ３＋ｎ４ ２ａのみが閉じているときには出力電圧Ｅ２は、１５ｎ
１＋ｎ２＋ｎ３Ｅ２＝Ｅ１× 、接点３ａのみが閉じ ｎ２＋ｎ３ ｎ１＋ｎ２ ているときには出力電圧Ｅ２は、Ｅ２■Ｅ０×の如くな
るため、巻数ｎ１〜ｎ４を適当に選ぶこと２０によつて
希望の電圧値が得られる。

なお、第１〜第３の電磁接触器は各接点が開から閉、閉
から開に動作する過程で常開及び常閉の両接点が共に閉
路する状態が存在するような構造の電磁接触器を使用し
ている。

常開及び常閉接点２５のＯＮ、ＯＦＦ状態を図示すると
第Ｔ図のとおりで電磁接触器が吸引されるとき常閉ｂ接
点がＯＦＦするより前に常開ａ接点がＯＮしその後ｂ接
点がＯＦＦする。逆に落下するときには先にｂ接点がＯ
Ｎして後ａ接点がＯＦＦする。このような接点３０作用
はオーバーラップ形のリレーと称している。タップ切替
え状態の一例を第１図においてタップ４２Ｂから４２Ｃ
に切替わる場合について説明する図が第２図〜第６図で
ある。すなわち接点２ａが閉の状態では第２図に示すよ
うに分路巻線３５４２はタップ４２Ｂで電源に接続され
ておりタップ４２Ｂからタップ４２Ｃに切替わる場合に
は制御回路より先づ第２の電磁接触器の操作コイルの−
Ａクー励磁が解かれる。

その場合電磁接触器のＡ，ｂ接点は前述のようにオーバ
ーラツプがあるため第３図で示すように接点２ａが閉路
状態にあるとき先づ接点２ｂが閉路し抵抗５を通じて分
路巻線を短絡するので短絡回路にはＩＳｌなる電流が流
れる。その後接点２ａが完全に開路されると第４図のよ
うに分路巻線は電源端子間に接続されることなく抵抗５
を通じて短絡回路が形成されているので直列巻線に流れ
る負荷電流２によるアンペアターンを打消すだけの電流
１Ｓ２が流れて鉄心の過励磁が防止される。次に第３の
電磁接触器の操作コイルが励磁されると第５図に示すよ
うに接点３ｂが開路される前に接点３ａが閉路され抵抗
５を通じて短絡電流１Ｓ３が流れ次の瞬間、接点３ｂが
開路完了し第６図に示すようにタツプ４２Ｃの接続が得
られる。逆にタツプ４２Ｃからタツプ４２Ｂに移る動作
は第６図から第２図の方向に全く逆の順序をたどる。他
のタツプについても基本動作は全く同様である。抵抗５
の値はＩｓ，，Ｉｓ３のような短絡電流が過大とならな
いような適正値が選ばれる。従来のタツプ切替え回路に
おけるタツプ切替え過程で第４図に示す状態、すなわち
前述のように分路巻線が電源端子間に接続されることな
く抵抗を通じて分路巻線の一部が短絡されている状態で
負荷電流１２が零すなわち無負荷状態ならば出力電圧Ｅ
２はＥ２＋Ｅ，となり、負荷電流１２が流れているとき
には短絡回路電流１Ｓ２が流れ、抵抗５および短絡され
ている分路巻線のインピーダンスとの電圧降下により出
力電圧Ｅ２はＥ２〈Ｅ１となる。

すなわち出力電圧はタツプを切替える毎に一旦入力電圧
以下となりステツプ電圧幅よりはるかに大きな電圧変動
をする。各タツプの入出力電圧特性とタツプ切替え時の
出力電圧変動の関係を図示したものが第８図である。こ
のようなタツプ切替え時の大きな電圧変動は電灯負荷の
場合に不快なチラツキを感じさせる等、良質な電気の供
給を妨げるものである。また前述の第４図から第５図の
状態に移つた時、すなわち分路巻線が電源端子間に接続
されることなく抵抗を通じて分路巻線の一部が短絡され
ている状態から分路巻線のタツプが電磁接触器接点によ
り電源端子に接続された瞬時には、分路巻線を通じて電
磁接触器接点に大きな励磁突入電流が流れ、接点の溶着
損傷を起こす恐れがある。

この励磁突入電流を押えるためには単巻変圧器の磁束密
度を十分低くする必要があり、単巻変圧器の鉄心を通常
の変圧器に比べ非常に大きなものにしなければならない
。これらの現象はタツプを切替える毎に発生する。本発
明は分路巻線の各タツプに接続された各電磁接触器の常
開又は常閉接点の他方の接点と抵抗との直列接続体によ
つて分路巻線と電源端子を接続することにより従来のも
のの欠点を除去しようとするものであり、以下本発明の
実施例について説明する。

第９図は本発明のものの一実施例であり第１図に示す従
来の回路に対応するもので、そのタツプ４２Ｂから４２
Ｃに切替わる場合について説明する図が第１０図〜第１
４図である。

すなわち接点２ａが閉の状態では第１０図に示すように
分路巻線４２はタツプ４２Ｂで電源に接続されており出
ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３力電圧Ｅ２はＥ２＝Ｅ１×？となり、
夕 Ｎ２＋Ｎ３ ツプ４２Ｂからタツプ４２Ｃに切替わる場合には制御回
路により先づ第２の電磁接触器の操作コイルの励磁が解
かれる。

その場合電磁接触器にはオーバーラツプがあるため第１
１図に示すように接点２ａが閉路状態で先づ接点２ｂが
閉路し、その後接点２ａが完全開路されると第１２図示
すように分路巻線４２は抵抗５を通じて電源端子に接続
され電流１ｒが流れる。この状態の出力電圧Ｅ２ｎｌ＋
Ｎ２＋Ｎ３はＥ１×？から電流１ｒによる抵抗と Ｎ２＋Ｎ３ 分路巻線のインピーダンスとのわずかな電圧降下分を減
じた値となる。

次に第３の電磁接触器の操作コイルが励磁されると第１
３図に示すように接点３ｂが開路される前に接点３ａが
閉路し抵抗５を通じて短絡電流１ｓが流れる。そして次
の瞬間接点３ｂが開路完了し第１４図に示すようにタツ
プ４２Ｃの接続が得られ出力電圧Ｅ２はＥ２＝Ｅ１×ｎ
１＋Ｎ２？となる。

従つてタツプ切替え過程においＮ２ て従来のように出力電圧Ｅ２が入力電圧Ｅ１より低くな
ることは決してなく、第８図に示すように出力電圧変動
はほゾステツプ電圧幅となる。

またタツプ切替え過程において分路巻線は常に電源端子
に接続されているので従来のように励磁突入電流が流れ
ることもない。逆にタツプ４２Ｃからタツプ４２Ｂに移
る動作は第１４図から第１０図の方向に全く逆の順序を
たどる。他のタツプについても基本動作は同じである。
抵抗５の値はＩｒおよびＩｓのような短絡電流が過大と
ならないようにまた第１２図に示す状態で出力電圧降下
が大きくならないようその兼合で適正値を選べばよい。
また電磁接触器接点と抵抗との接続体を電源端子と分路
巻線のどの位置に接続するかは任意で各タツプ切替え時
の出力電圧変動が最も小さくなるように選べばよい。次
に、電磁接触器の接点１ａ，１ｂについて説明する。接
点１ａは接点２ｂ，３ｂ及び抵抗５とでタツプ４２Ａか
ら４２Ｂへ、又はタツプ４２Ｂから４２Ａに切替える際
、一時的にも分路巻線４２を電源から切離さないための
ものであり、その動作は第１１図〜第１３図で説明した
のと同様である。

また、その目的は接点１ａ，２ｂ，３ｂ及び抵抗５の接
続体がない時、タツプ４２Ａから４２Ｂへの切替時に、
一時的にいずれの接点も開路して分路巻線４２が電源か
ら開路されるか、又は、いずれの接点も閉路して分路巻
線４２の巻線Ｎ４部分が短絡されることがある。前者の
場合は負荷電流が流れている時にはその電流が全て励磁
電流となり、鉄心は極度に飽和して分路巻線４２には尖
つた波形の高電圧が誘起され、分路巻線４２の絶縁破壊
につながる。一方、後者の場合は巻線Ｎ４の部分の短絡
焼損の可能性がある。又、タツプ４２Ａのみ電磁接触器
の常閉接点１ｂを使用している点について説明すれば次
の通りである。

何らかの事故により、全ての電磁接触器が無励磁になつ
た場合に第９図に示すような回路構成とするためで、仮
りにタツプ４２Ａ接点１ａ１抵抗５を含む接続体部分に
接点１ｂを接続したような場合、抵抗５を通して電源に
接続され、長時間の事故状態が続くと抵抗５は焼損する
か、又、それを防ぐには大容量の抵抗が必要となる。

第１５図はタツプ数４の場合の別の実施例を示すもので
図中１４は単巻変圧器、１４１はその直列巻線でＮｌｌ
はその巻数を示す。

１４２は同じく分路巻線で、１４２Ａ，１４２Ｂ，１４
２Ｃは分路巻線に設けたタツプ、Ｎｌ２〜Ｎｌ４は分路
巻線における各タツプ間の巻数を示す。

１１Ａ，ｌｌｂノ は第１の電磁接触器、１２ａ，１２ｂは第２の電磁接触
器、１３ａ，１３ｂは第３の電磁接触器、１４ａ，１４
ｂは第４の電磁接触器の各接点５でＡ，ｂの関係は第９
図の場合と同じである。

１５は抵抗である。

今接点１１ｂのみが閉じているとき分路巻線は電源端子
より励磁されず短絡されているので入出力間では単巻変
圧器のインピーダンス電圧降下分だけのわずかな電圧降
下のみで実用上Ｅ１キＥ２である。次に接点１２ａのみ
が閉じているときには出力電圧Ｅ２はＥ２＝ＥｌＸｌｌ
ｌ＋１１２＋１１３＋１１４、接点１３ａのみが閉じＮ
ｌ２＋Ｎｌ３＋Ｎｌ４ているときには出力電圧Ｅ２はＥ
２＝ＥｌＸシγ訳？台を二咀接点１４ａのみが閉じてい
るとＮｌｌ＋Ｎｌ２き出力電圧Ｅ２はＥ２＝Ｅ１×？と
なる。

Ｎｌ２ これはタツプ数が変つても基本的には実施例で示すもの
と同様である。

なお、接点１１ｂは電源から開路された分路巻線１４２
の一部である巻線Ｎｌ３，ｎｌ４を短絡し、接点１２ａ
，１３ａ，１４ａの開放による分路巻線１４２の絶縁破
壊を防止している。一方、接点１１ａは第１５図に示す
状態からタツプ１４２Ａが接点１２ａにより接続された
状態に変わるときに、一時的に分路巻線１４２を電源に
接続する接続体を構成するものであり、そのタツプ切替
時の動作は第１１図〜第１３図の接点２ｂと同様である
。以上の通りであり、電磁接触器の接点１１ａ，１１ｂ
は第９図において説明したように、必須不可欠のもので
はないが、あれば好適と言える。本発明は以上のように
簡単な回路でありながら、単巻変圧器のタツプ切替え過
程において瞬時も分路巻線が電源端子から切離されるこ
とがなく、従つて出力電圧変動が小さくなり、更に励磁
突入電流の流れることのない信頼性の高（／哨動電圧調
整器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものの回路図、第２図〜第６図は第１図
における動作の一例を説明する概念図、第７図は電磁接
触器の接点動作を説明する図、第８図は第１図における
入出力電圧特性とタツプ切替え時の出力電圧変動を示す
図、第９図および第１５図は本発明の実施例を示す回路
図、第１０図〜第１４図は第９図における動作の一例を
説明する概念図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 分路巻線に複数個のタップを設けた単巻変圧器と、
   常開接点と常閉接点を有し、これらの接点がその開閉動
   作時に共に閉路する状態が存在するようにされた複数個
   の電磁接触器を備え、上記複数個の電磁接触器の常開又
   は常閉のいずれか一方の接点を夫々上記各タップと電源
   端子との間に接続すると共に、上記各電磁接触器の他方
   の接点と抵抗との直列接続体を、上記電源端子と上記分
   路巻線のタップ切替え時の出力電圧変動が最も小さくな
   る位置に接続するようにしたタップ切替え式自動電圧調
   整器。