(57)【要約】【課題】  供給電圧を一定レベルに或いは予め定められた値以下に維持する電圧制御装置及び方法を提供する。【解決手段】  交流供給電圧を有する電気供給源へ接続される電圧制御装置。この電圧制御装置は、入力電圧を有し、該電気供給源に接続される入力と、出力電圧を有する出力と、該出力電圧を予め定められた電圧と比較して比較信号を発生する手段と、該比較信号に応じて該出力電圧を調整する、該入力及び該出力に接続された手段とを備え、該出力電圧が実質上該予め定められた電圧に維持される。交流電圧を制御する方法は、入力電圧を有し、交流供給電圧を有する電気供給源に接続される入力と、出力電圧を有する出力とを備えた装置を装備する工程と、該出力電圧を予め定められた電圧と比較して比較信号を発生する工程と、該比較信号に応じて該出力電圧を調整し、該出力電圧を実質上該予め定められた電圧に維持する工程とを含む。出力電圧を調整する手段は、半サイクル内において出力電圧の立ち上がりを遅らす手段から成るのが好適である。更に好適には、この手段はサイリスタモモジュールから成る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流供給電圧を有する電気供給源へ接続される電圧制御装置にして、
入力電圧を有し、該電気供給源に接続される入力と、
出力電圧を有する出力と、
該出力電圧を予め定められた電圧と比較して比較信号を発生する手段と、
該比較信号に応じて該出力電圧を調整する、該入力及び該出力に接続された手段と、
を備え、該出力電圧が実質上該予め定められた電圧に維持される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
出力電圧を調整する該手段は半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延させる手段から成る、請求項１記載の装置。
【請求項３】
出力電圧を調整する該手段は両方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延させる手段から成る、請求項２記載の装置。
【請求項４】
一方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりの遅延が他方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりの遅延と独立に制御される、請求項３記載の装置。
【請求項５】
出力電圧を調整する該手段はサイリスタモジュールから成る、請求項１から４までのいずれかに記載の装置。
【請求項６】
該サイリスタは一対の逆並行サイリスタから成る、請求項５記載の装置。
【請求項７】
出力電圧を調整する該手段は半サイクル内の出力電圧の振幅を低減する手段から成る、請求項１記載の装置。
【請求項８】
出力電圧を調整する該手段は両方の半サイクル内における出力電圧の振幅を低減させる手段から成る、請求項７記載の装置。
【請求項９】
一方の半サイクル内における出力電圧の低減は他方の半サイクル内における出力電圧の振幅の低減とは独立に制御される、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
出力電圧の振幅を低減させる該手段は可変交流変圧器から成る、請求項７から９までのいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
更に、出力電圧を調整する該手段を跨ぐバイパススイッチを備えている、請求項１から１０までのいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
更に、該予め定められた電圧を変更する手段を備えている、請求項１から１１までのいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
更に、設定パラメータと操作情報を表示する表示器を備えている、請求項１から１２までのいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
該入力電圧によって駆動される、請求項１から１３までのいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
単相電圧に接続される、請求項１から１４までのいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
多相電圧に接続される、請求項１から１４までのいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
多相供給電圧は３相電圧である、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
交流電圧を制御する方法にして、
入力電圧を有し、交流供給電圧を有する電気供給源に接続される入力と、出力電圧を有する出力とを備えた装置を装備する工程と、
該出力電圧を予め定められた電圧と比較して比較信号を発生する工程と、
該比較信号に応じて該出力電圧を調整し、該出力電圧を実質上該予め定められた電圧に維持する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
出力電圧の調整は半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延することから成る、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
出力電圧の調整は両方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延することから成る、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
一方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりの遅延は他方の半サイクル内における出力電圧の立ち上がりの遅延と独立に制御される、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
出力電圧の立ち上がりの遅れはサイリスタモジュールによって生成させる、請求項１８から２１までのいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
該サイリスタモジュールは一対の逆方向サイリスタから成る、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
出力電圧の調整は半サイクル内の出力電圧の振幅の低減から成る、請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
出力電圧の調整は両方の半サイクル内の出力電圧の振幅の低減から成る、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
片方の半サイクル内における出力電圧の低減は他方の半サイクル内における出力電圧の振幅の低減とは独立に制御される、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
出力電圧の振幅の低減は可変交流変圧器によって生成される、請求項７から９までのいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
予め定められた電圧は可変である、請求項１８から２７までのいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
供給電圧は単相電圧である、請求項１８から２８までのいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
供給電圧は多相電圧である、請求項１８から２８までのいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
多相は３相電圧である、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
添付図面を参照して説明した及び／又は添付図面に図示する装置と実質上同一の装置。
【請求項３３】
添付図面を参照して説明した及び／又は添付図面に図示する方法と実質上同一の方法。
【請求項３４】
添付図面を参照して説明した及び／又は添付図面に図示する電圧制御装置を含む電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器のための電圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば店舗、事務所の如き商業建物等の多数の場所で、冷蔵庫、低温室、フリーザー、コンピュータ装置の如き幅広い電気装置が運転されている。これら機器のほとんどは２３０Ｖの交流で作動するように定格されている。
【０００３】
しかしながら、そのような場所への電気供給は２００Ｖから２５０Ｖまでの交流間で幅広く変動しており、多くの場合、電気はこれらの極端な値の高い方付近で供給されている。
【０００４】
電気が電気機器の定格電圧より高い値で供給されていると様々な問題が生じる。第一に過剰電気が消耗されてコストの上昇を引き起こす。第二に付加的な熱と損失が機器内で引き起こされて、機器の早期の故障を引き起こす可能性がある。第三に電気装置が過剰電圧によって損傷を受ける可能性がある。
【０００５】
それ故、そのような変化する電気供給の直接の使用は、様々な不都合を引き起こすということを認識しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題の解決策を追求するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面によれば、交流供給電圧を有する電気供給源へ接続される電圧制御装置にして、
入力電圧を有し、該電気供給源に接続される入力と、
出力電圧を有する出力と、
該出力電圧を予め定められた電圧と比較して比較信号を発生する手段と、
該比較信号に応じて該出力電圧を調整する、該入力及び該出力に接続された手段と、
を備え、該出力電圧が実質上該予め定められた電圧に維持される、
ことを特徴とする装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、出力電圧を調整する該手段は半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延させる手段から成る。
好都合には、出力電圧を調整する該手段は両方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延させる手段から成る。
一方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりの遅延が他方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりの遅延と独立に制御されるのが有利である。
好適には、出力電圧を調整する該手段はサイリスタモジュールから成る。
該サイリスタは一対の逆並行サイリスタから成るのが好都合である。
出力電圧を調整する該手段は半サイクル内の出力電圧の振幅を低減する手段から成るのが有利である。
好適には、出力電圧を調整する該手段は両方の半サイクル内における出力電圧の振幅を低減させる手段から成る。
一方の半サイクル内における出力電圧の低減は他方の半サイクル内における出力電圧の振幅の低減とは独立に制御されるのが好都合である。
出力電圧の振幅を低減させる該手段は可変交流変圧器から成るのが有利である。
更に、出力電圧を調整する該手段を跨ぐバイパススイッチを備えているのが好適である。
更に、該予め定められた電圧を変更する手段を備えているのが好都合である。
更に、設定パラメータと操作情報を表示する表示器を備えているのが有利である。
該入力電圧によって駆動されるのが好ましい。
単相電圧に接続されるのが好都合である。
多相電圧に接続されるのが有利である。
好ましくは、多相供給電圧は３相電圧である。
【０００９】
本発明の他の局面によれば、交流電圧を制御する方法にして、
入力電圧を有し、交流供給電圧を有する電気供給源に接続される入力と、出力電圧を有する出力とを備えた装置を装備する工程と、
該出力電圧を予め定められた電圧と比較して比較信号を発生する工程と、
該比較信号に応じて該出力電圧を調整し、該出力電圧を実質上該予め定められた電圧に維持する工程と、
を含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１０】
好ましくは、出力電圧の調整は半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延することから成る。
出力電圧の調整は両方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりを遅延することから成るのが好都合である。
一方の半サイクル内の出力電圧の立ち上がりの遅延は他方の半サイクル内における出力電圧の立ち上がりの遅延と独立に制御されるのが有利である。
出力電圧の立ち上がりの遅れはサイリスタモジュールによって生成させるのが好適である。
該サイリスタモジュールは一対の逆方向サイリスタから成るのが好都合である。
出力電圧の調整は半サイクル内の出力電圧の振幅の低減から成るのが有利である。
好ましくは、出力電圧の調整は両方の半サイクル内の出力電圧の振幅の低減から成る。
片方の半サイクル内における出力電圧の低減は他方の半サイクル内における出力電圧の振幅の低減とは独立に制御されるのが好都合である。
出力電圧の振幅の低減は可変交流変圧器によって生成されるのが有利である。
予め定められた電圧は可変であるのが好ましい。
供給電圧は単相電圧であるのが有利である。
供給電圧は多相電圧であるのが好ましい。
【００１１】
更に、一相又は多相からなる交流電気供給と少なくとも電気装置の一つとの間の接続のための電圧キャッピング装置にして、
ａ) 交流の主供給におけるそれぞれの半サイクルに供給される電圧を変化させるために、交流電圧供給と装置の間に使用される、交流電気供給の各フェーズのための電気スイッチと、
ｂ）スイッチ出力と装置の間の電圧を測定する出力電圧計測手段と、
ｃ）予め与えられた電圧の値と出力計測手段によって計測される電圧と比較する比較手段と、
ｄ）装置へ供給される電圧が該あらかじめ定められた電圧値に実質上に等しくなることを保障するために、該電圧計測手段と該比較手段から受け取る信号に基づいて電気スイッチを制御する制御手段と、
から構成される電気装置が開示されている。
【００１２】
好ましくは、電気スイッチはそれぞれの半サイクルに対して電圧の立ち立ち上がりを遅らせることによって電圧が供給される時間を変化させるサイリスタモジュールから構成される。
好ましくは、サイリスタモジュールは逆方向接続に配置された一対のサイリスタである。
好ましくは、バイパススイッチは各電気スイッチを跨って配設されている。
好ましくは、キャッピング装置は交流電気供給源から駆動されている。
好ましくは、設定パラメータと操作情報を表示するための表示器が配設されている。
好ましくは、予め定められた電圧値を可変させる手段が配設されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１を参照すると、電圧キャッピング装置１の回路図が示されている。装置１は３相Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を有する交流電気供給源とＬ１、Ｌ２、Ｌ３によって表示されている３相の電気機器商品との間に接続されている。
【００１５】
装置１は電気供給源の各相P1、P2、P3と装置Ｌ１、L2、L3との間に３つの電気スイッチＴＨＹ１、ＴＨＹ2、ＴＨＹ3を有しており、夫々、交流主供給源の各半サイクルに対して供給される時間を変化させる。スイッチＴＨＹ１、ＴＨＹ２、ＴＨＹ３は夫々図２に示されるように逆方向接続された一対のサイリスタから構成されるサイリスタモジュールである。この配置は一対の逆平行サイリスタとしても知られている。サイリスタはシリコン制御の整流器即ちＳＣＲｓとして知られている。
【００１６】
サイリスタモジュールの各々は以下に示すように、半サイクルの各々に対する電圧立ち上がりの遅れによって電圧が供給される時間を変化させる。スイッチＴＨＹ１、ＴＨＹ２、ＴＨＹ３は主バイパススイッチSW１によって、または事故の場合に、自動的にバイパス接触制御回路２を働かせることによって制御されるバイパススイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３を用いてバイパスされる。
【００１７】
出力電圧センサー３はスイッチ出力ＴＨＹ１、ＴＨＹ２、ＴＨＹ３と機器Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各々の間の電圧を計測する計測手段を提供する。
【００１８】
出力電圧センサーによって計測された電圧と電圧出力設定点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３によって変動され設定された予め定められた電圧値とを比較する比較回路４が比較手段を提供している。
【００１９】
サイリスタ制御手段５は出力電圧センサー３と比較回路４とからから受ける信号に応じてスイッチＴＨＹ１、ＴＨＹ２、ＴＨＹ３を制御する手段であり、機器Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３へ供給される電圧が出力電圧設定点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３によって変化され設定された予め定められた電圧値と実質上同一にせしめる。
【００２０】
設定パラメータと操作情報を表示するための表示器６が配設されている。
【００２１】
制御装置１は交流電気供給源Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から供給される電気供給ユニット７によって駆動される。
【００２２】
図３は時間経過の電圧を示す線図である。線８は通常の単相交流供給源の（例えばＰ１からの）の波形を図示している。サイリスタスイッチＴＨＹ１、ＴＨＹ２、ＴＨＹ３の各々は線９で示されるように、波形振幅を低減させて有効ＲＭＳ電圧を低下せしめるように、半サイクルの各々に対する電圧の立ち上がりを遅延させることによって電圧が供給される時間を可変にするように制御される。遅れの増加は波形振幅を（従ってＲＭＳ電圧を）減少させ、遅延の減少は波形振幅（従ってＲＭＳ電圧を）を増加させる。
【００２３】
制御装置１は、このようにして、スイッチＴＨＹ１、ＴＨＹ２、ＴＨＹ３の出力電圧を検知するための電圧センサー３を使用し、サイリスタＴＨＹ１、ＴＨＹ２、ＴＨＹ３を通る電気伝導性を遅延させることによって、電圧が電圧設定点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３によって変化され設定される予め定められた値以下になるか以上になるかに応じて、電圧値を上昇或いは下降するように調整する。
【００２４】
これは、出力電圧９がゼロから変化することをサイリスタモジュールが許容する前に、入力電圧８に対する閾値を設定することによって行われる。その結果は、出力電圧９の最初の半サイクルにおける遅れ１０と二番目の半サイクルにおける遅れ１１となって現れる。遅れ１０と遅れ１１は独立に制御され、同じ値にならなくてもよい。
【００２５】
装置は、可変交流供給電圧を上記の通りに調整し制御して、予め定められた電圧値の円滑化され確実な出力電圧を与える。供給電圧が予め定められた電圧値より低下した場合は、それに従って出力電圧が予め定められた値以下に低下する。
【００２６】
当業者であれば、同様な電圧制御効果は半サイクルの各々における出力電圧をほぼゼロに戻すことを進めることに同様な電圧制御効果が達成されることが理解されるであろう。本実施例では、装置は半サイクルの各々に対する電圧をほぼゼロとなる応答を進めることによって電圧が供給される時間を可変する。進行の増加は波形振幅（従ってＲＭＳ電圧）を低下させ、進行の低減は波形の振幅（それによって実行電圧を）を増加させる。半サイクル中の出力電圧はある時間だけ入力電圧に先立ってゼロに戻る。
【００２７】
また、出力電圧は半サイクルの各々内における出力電圧の振幅を低下させることによって調整することができる。これは出力ＲＭＳ電圧を低減させることに結びつく。また、一半サイクルの出力電圧は他の半サイクルと独立な制御が可能になる。これは可変交流変圧器の使用によって達成される。
【００２８】
出力電圧を調整するこのような方法の結合が使用できる。例えば、最初の半サイクルで出力電圧は遅延させられ、二番目の半サイクルで進行される。代わりに、出力電圧を最初の半サイクルで遅延させ、二番目の半サイクルで低減させることもできる。
【００２９】
図４は半サイクルの各々内で出力電圧の立ち上がりを遅延させる本発明による装置の試行の結果を示している。試行はある日の１４：１０から次の日の１０：２９まで約２０時間の時間に渡って続けられた。使用された装置は「Ｓｅｍｉｋｒｏｎ  ＳＫＫＴ１６２」サイリスタモジュールを含み、電圧はＹｏｋｏｇａｗａ電力解析器「ｍｏｄｅｌ  ＷＴ１１０」で計測された。上部の線１２は約２０時間以上における供給入力電圧を示している。下の線１３は本発明の装置によって生成された対応する出力電圧を示している。入力電圧は１０ボルト以上の範囲で、この期間を通して劇的に変動しているが、出力電圧は２３５ボルトの予め定められた電圧の１ボルト以内に安定して維持されている。
【００３０】
このように、本発明の制御装置は電圧供給を一定レベルに或いは予め定められた値以下に維持するために使用できるということが明らかになった。
【００３１】
実際には、予め定められた値は電気機器Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の定格電圧に設定できるので、電気代が上昇する過剰な電気が使用されなくなり、早い装置の故障に結びつく付加的な熱量と損失が発生しない。これは、過剰な電圧上昇による電気装置の損傷を防ぐ助けともなる。
【００３２】
本発明は上記で特に説明したものとは異なる形態を取ることもできる。例えば、３相電気機器Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の１つの代わりに、これらのＬ１、Ｌ２、Ｌ３は３相機器の１つ以上を、或いは３つの分離した単相機器回路を又はこれらの結合を表すこともできる。更に、制御装置は単相の電気機器の１つ又は１つ以上の項目を制御するために単一の電気スイッチを制御する単相電気と共に使用してもよい。
【００３３】
本発明の範囲から逸脱することなく更なる変形が可能であることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】回路図。
【図２】２個の逆方向サイリスタから構成されるサイリスタモジュールを示す図。
【図３】本発明の装置によって変化させられた完全な交流サイクルを示す線図。
【図４】本発明の装置に対する入力電圧と出力電圧を示すグラフを示す線図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2005531278.tif 000007
2005531278.tif 000008
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