(57)【要約】【課題】メカニカルリレーを用いたタップ切替装置は、寿命が短く、振動や衝撃に弱かった。【解決手段】タップ切替装置１は、交流電源が第１端子に供給された際に第１方向に回転し、第２端子に供給された際に第２方向に回転するタップ切り替え用のモータ１１、モータ１１を第１方向に回転させる際に第１指示信号を出力する整流回路１４、モータ１１を第２方向に回転させる際に第２指示信号を出力する整流回路１５、第１指示信号に応じて第１端子への単相交流電源の供給を制御する、半導体素子を用いて構成された開閉回路１２、第２指示信号に応じて第２端子への単相交流電源の供給を制御する、半導体素子を用いて構成された開閉回路１３を備える。開閉回路１２，１３が半導体素子によって構成されることにより、メカニカルリレーを用いた場合よりも長寿命化することができ、振動や衝撃にも強くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動電圧調整器で用いられる調整変圧器の通電タップを切り替えるモータであり、第１及び第２端子を有し、単相交流電源が前記第１端子に供給された際に第１方向に回転し、単相交流電源が前記第２端子に供給された際に第２方向に回転するモータである単相可逆モータと、
前記単相交流電源からの交流信号を整流する回路であって、前記単相可逆モータを第１方向に回転させる場合に第１指示信号を出力する回路である第１整流回路と、
前記単相交流電源からの交流信号を整流する回路であって、前記単相可逆モータを第２方向に回転させる場合に第２指示信号を出力する回路である第２整流回路と、
前記第１指示信号に応じて前記第１端子への前記単相交流電源の供給を制御する回路であり、半導体素子を用いて構成された回路である第１開閉回路と、
前記第２指示信号に応じて前記第２端子への前記単相交流電源の供給を制御する回路であり、半導体素子を用いて構成された回路である第２開閉回路と、を備えたタップ切替装置。
【請求項２】
前記第１開閉回路は、
前記単相交流電源と前記第１端子との間に配置された第１トライアックと、
前記第１指示信号によって発光する第１発光素子と、
前記第１発光素子からの光を受けた際に、前記単相交流電源からの交流信号を前記第１トライアックのゲートに供給する第１フォトトライアックと、を備え、
前記第２開閉回路は、
前記単相交流電源と前記第２端子との間に配置された第２トライアックと、
前記第２指示信号によって発光する第２発光素子と、
前記第２発光素子からの光を受けた際に、前記単相交流電源からの交流信号を前記第２トライアックのゲートに供給する第２フォトトライアックと、を備えた、請求項１記載のタップ切替装置。
【請求項３】
前記第１及び第２整流回路はそれぞれ、第１及び第２定電流ダイオードを有し、
前記第１指示信号は、前記第１定電流ダイオードを介して前記第１整流回路から出力され、
前記第２指示信号は、前記第２定電流ダイオードを介して前記第２整流回路から出力される、請求項１または請求項２記載のタップ切替装置。
【請求項４】
自動制御によって前記単相可逆モータを第１方向に回転させる場合に、前記単相交流電源の交流信号を一時的に前記第１整流回路に供給する半導体リレーと、
自動制御によって前記単相可逆モータを第２方向に回転させる場合に、前記単相交流電源の交流信号を一時的に前記第２整流回路に供給する半導体リレーと、
前記単相交流電源に接続され、前記単相可逆モータの回転時に投入されるスイッチと、
前記スイッチに接続され、当該スイッチを介して供給された前記単相交流電源からの交流信号を、前記第１指示信号に応じて前記第１整流回路に供給する半導体リレーと、
前記スイッチに接続され、当該スイッチを介して供給された前記単相交流電源からの交流信号を、前記第２指示信号に応じて前記第２整流回路に供給する半導体リレーと、
前記各半導体リレーとそれぞれ並列に配置されたバリスタと、をさらに備えた、請求項１から請求項３のいずれか記載のタップ切替装置。
【請求項５】
前記自動電圧調整器において順送電である場合には、前記単相可逆モータの第１及び第２方向の回転はそれぞれ昇圧側及び降圧側の回転であり、
手動制御によって前記単相可逆モータを昇圧側に回転させる場合に、前記単相交流電源の交流信号を一時的に供給する昇圧スイッチと、
手動制御によって前記単相可逆モータを降圧側に回転させる場合に、前記単相交流電源の交流信号を一時的に供給する降圧スイッチと、
前記昇圧スイッチと前記第１整流回路との間に配置され、逆送電の際に入力される第１逆送電信号に応じて動作するｂ接点半導体リレーと、
前記降圧スイッチと前記第２整流回路との間に配置され、前記第１逆送電信号に応じて動作するｂ接点半導体リレーと、
前記昇圧スイッチと前記第２整流回路との間に配置され、逆送電の際に入力される第２逆送電信号に応じて動作するａ接点半導体リレーと、
前記降圧スイッチと前記第１整流回路との間に配置され、前記第２逆送電信号に応じて動作するａ接点半導体リレーと、
前記自動電圧調整器における送電方向が逆送電である場合に前記第１及び第２逆送電信号を出力する信号出力部と、をさらに備え、
前記信号出力部は、前記ａ接点半導体リレーと前記ｂ接点半導体リレーとの両方が同時に閉じられる期間がないように前記第１及び第２逆送電信号を出力する、請求項１から請求項４のいずれか記載のタップ切替装置。
【請求項６】
前記信号出力部は、順送電から逆送電になった際に前記第１逆送電信号を先に出力し、その後に前記第２逆送電信号を出力し、逆送電から順送電になった際に前記第２逆送電信号の出力を先に停止し、その後に前記第１逆送電信号の出力を停止する、請求項５記載のタップ切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動電圧調整器において用いられる調整変圧器の通電タップを切り替えるタップ切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配電系統において、系統の電圧を設定された範囲に保つために、配電用の自動電圧調整器（ＳＶＲ：Step Voltage Regulator）が設置されている。その自動電圧調整器は、例えば、二次側の電圧に応じて調整変圧器の通電タップを切り替えることによって、電圧を自動調整するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
自動電圧調整器では、調整変圧器の通電タップの切り替えをタップ切替装置によって行っていた。図５は、従来のタップ切替装置１００の一例を示す図である。タップ切替装置１００は、単相可逆モータ１２３、スイッチ、リレー、リレーによって動作されるリレースイッチ等を備えている。なお、単相可逆モータ１２３は、コンデンサ１２３ａと、巻線１２３ｂ，１２３ｃとを有している。
【０００４】
図５を参照して、タップ切替装置１００の動作について説明する。タップ切替装置１００を自動制御する場合には、スイッチ１０３が投入される。単相可逆モータ１２３を第１方向に回転させる場合には、ＣＰＵ等からの指令に応じて、スイッチ１１１が一時的に投入される。すると、単相交流電源１０１が、ｂ接点のリレースイッチ１１３（８８Ｌ）を介してリレー１１５に供給される。そのようにしてリレー１１５に電流が流れることによって、ａ接点のリレースイッチ１１９（８８Ｒ），１２１（８８Ｒ），１２９（８８Ｒ）が閉じられ、ｂ接点のリレースイッチ１１２（８８Ｒ）が開かれる。その結果、リレー１１４への電源の供給が阻止され、単相可逆モータ１２３の両端子に電源が供給されることを防止できる。また、リレースイッチ１２１（８８Ｒ）が閉じられることによって、単相可逆モータ１２３が第１方向に回転する。単相可逆モータ１２３の１タップ分の回転期間にのみ投入されるスイッチ１２７は、単相可逆モータ１２３の第１方向への回転に応じて閉じられ、リレー１３０に電流が流れる。その結果、リレースイッチ１２０（２２）が閉じられ、リレー１１５には、リレースイッチ１２０（２２）及びリレースイッチ１１９（８８Ｒ）を介して電流が流れることになり、リレー８８Ｒへの電流の供給が保持されることになる。その後に、スイッチ１１１は開放されてもよい。単相可逆モータ１２３の１タップ分の回転が終了すると、スイッチ１２７が開かれ、それに応じてリレー１３０に電流が流れなくなり、リレースイッチ１２０（２２）が開かれる。その結果、リレー１１５に電流が供給されなくなり、リレースイッチ１２１（８８Ｒ）が開かれることによって、単相可逆モータ１２３の第１方向への回転が停止する。なお、単相可逆モータ１２３を第２方向に回転させる場合には、スイッチ１１０が一時的に投入されることによって、同様にして、１タップ分だけ単相可逆モータ１２３が第２方向に回転することになる。ただし、リレー１１４に電流が流れた場合には、符号に（８８Ｌ）を含むリレースイッチが動作することになる。
【０００５】
タップ切替装置１００を手動制御する場合には、スイッチ１０３が開放される。そして、単相可逆モータ１２３を昇圧方向に回転させる場合には、昇圧スイッチ１０５が手動で一時的に投入される。すると、ｂ接点のリレースイッチ１０８（６７Ｘ），１１３（８８Ｌ）を介してリレー１１５に電流が供給され、上記説明と同様にして、単相可逆モータ１２３が第１方向に回転することになる。なお、自動電圧調整器において順送電である場合には、第１方向への回転が二次側の昇圧方向への回転であるとする。また、自動電圧調整器の送電方向が逆送電になった場合には、スイッチ１２５が投入される。すると、リレー１２６に電流が流れ、ａ接点のリレースイッチ１０７（６７Ｘ），１０９（６７Ｘ）が閉じられ、ｂ接点のリレースイッチ１０６（６７Ｘ），１０８（６７Ｘ）が開かれる。その結果、降圧スイッチ１０４や昇圧スイッチ１０５を操作した際の単相可逆モータ１２３の回転方向が逆になる。
【０００６】
また、第１方向に回転している単相可逆モータ１２３が終端のタップを超えて回転した場合には、ｂ接点のリミットスイッチ１１７が開放されることによって回転が停止される。逆に、第２方向に回転している単相可逆モータ１２３が終端のタップを超えて回転した場合には、ｂ接点のリミットスイッチ１１６が開放されることによって回転が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９００２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５で示されるタップ切替装置１００では、単相可逆モータ１２３を制御するためにメカニカルリレーを用いている。そのメカニカルリレーは、スイッチの開閉のたびに接点が摩耗するため、寿命が存在する。さらに、近年は太陽光発電等の分散型電源からの逆潮流等に応じて、自動電圧調整器において電圧調整を行う頻度が高くなる傾向になる。そのため、タップ切替装置１００の寿命がより短くなる、という問題があった。さらに、メカニカルリレーを使用する場合には、振動や衝撃にも弱いという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、より長寿命であり、振動や衝撃にも強いタップ切替装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明によるタップ切替装置は、自動電圧調整器で用いられる調整変圧器の通電タップを切り替えるモータであり、第１及び第２端子を有し、単相交流電源が第１端子に供給された際に第１方向に回転し、単相交流電源が第２端子に供給された際に第２方向に回転するモータである単相可逆モータと、単相交流電源からの交流信号を整流する回路であって、単相可逆モータを第１方向に回転させる場合に第１指示信号を出力する回路である第１整流回路と、単相交流電源からの交流信号を整流する回路であって、単相可逆モータを第２方向に回転させる場合に第２指示信号を出力する回路である第２整流回路と、第１指示信号に応じて第１端子への単相交流電源の供給を制御する回路であり、半導体素子を用いて構成された回路である第１開閉回路と、第２指示信号に応じて第２端子への単相交流電源の供給を制御する回路であり、半導体素子を用いて構成された回路である第２開閉回路と、を備えたものである。
このような構成により、第１及び第２開閉回路を半導体素子によって構成することができるため、メカニカルリレーを用いた場合よりも長寿命化することができ、また、振動や衝撃にも強くなる。
【００１１】
また、本発明によるタップ切替装置では、第１開閉回路は、単相交流電源と第１端子との間に配置された第１トライアックと、第１指示信号によって発光する第１発光素子と、第１発光素子からの光を受けた際に、単相交流電源からの交流信号を第１トライアックのゲートに供給する第１フォトトライアックと、を備え、第２開閉回路は、単相交流電源と第２端子との間に配置された第２トライアックと、第２指示信号によって発光する第２発光素子と、第２発光素子からの光を受けた際に、単相交流電源からの交流信号を第２トライアックのゲートに供給する第２フォトトライアックと、を備えてもよい。
このような構成により、単相可逆モータを駆動させるために使用される高電流の交流を制御できる第１及び第２開閉回路を実現することができる。
【００１２】
また、本発明によるタップ切替装置では、第１及び第２整流回路はそれぞれ、第１及び第２定電流ダイオードを有し、第１指示信号は、第１定電流ダイオードを介して第１整流回路から出力され、第２指示信号は、第２定電流ダイオードを介して第２整流回路から出力されてもよい。
このような構成により、第１及び第２整流回路から出力される第１及び第２指示信号が、あらかじめ決められた電流となるようにすることができる。その結果、第１及び第２指示信号が入力される半導体リレー等において発光素子の発光を安定化させることができ、その半導体リレー等を適切に動作させることができる。
【００１３】
また、本発明によるタップ切替装置では、自動制御によって単相可逆モータを第１方向に回転させる場合に、単相交流電源の交流信号を一時的に第１整流回路に供給する半導体リレーと、自動制御によって単相可逆モータを第２方向に回転させる場合に、単相交流電源の交流信号を一時的に第２整流回路に供給する半導体リレーと、単相交流電源に接続され、単相可逆モータの回転時に投入されるスイッチと、スイッチに接続され、スイッチを介して供給された単相交流電源からの交流信号を、第１指示信号に応じて第１整流回路に供給する半導体リレーと、スイッチに接続され、スイッチを介して供給された単相交流電源からの交流信号を、第２指示信号に応じて第２整流回路に供給する半導体リレーと、各半導体リレーとそれぞれ並列に配置されたバリスタと、をさらに備えてもよい。
このような構成により、過電圧が生じた場合にも、半導体リレーと並列に配置されたバリスタによって、半導体リレーが破壊される可能性を低減することができる。
【００１４】
また、本発明によるタップ切替装置では、自動電圧調整器において順送電である場合には、単相可逆モータの第１及び第２方向の回転はそれぞれ昇圧側及び降圧側の回転であり、手動制御によって単相可逆モータを昇圧側に回転させる場合に、単相交流電源の交流信号を一時的に供給する昇圧スイッチと、手動制御によって単相可逆モータを降圧側に回転させる場合に、単相交流電源の交流信号を一時的に供給する降圧スイッチと、昇圧スイッチと第１整流回路との間に配置され、逆送電の際に入力される第１逆送電信号に応じて動作するｂ接点半導体リレーと、降圧スイッチと第２整流回路との間に配置され、第１逆送電信号に応じて動作するｂ接点半導体リレーと、昇圧スイッチと第２整流回路との間に配置され、逆送電の際に入力される第２逆送電信号に応じて動作するａ接点半導体リレーと、降圧スイッチと第１整流回路との間に配置され、第２逆送電信号に応じて動作するａ接点半導体リレーと、自動電圧調整器における送電方向が逆送電である場合に第１及び第２逆送電信号を出力する信号出力部と、をさらに備え、信号出力部は、ａ接点半導体リレーとｂ接点半導体リレーとの両方が同時に閉じられる期間がないように第１及び第２逆送電信号を出力してもよい。
このような構成により、ａ接点半導体リレーとｂ接点半導体リレーとは動作タイミングが異なりうるが、両半導体リレーが同時に閉じられた状態になることを回避することができ、その結果、単相可逆モータが故障することを防止できる。また、上記の構成とすることにより、例えば、単相交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器が故障したとしても、タップ切替装置を、手動で動作させることができるようになる。
【００１５】
また、本発明によるタップ切替装置では、信号出力部は、順送電から逆送電になった際に第１逆送電信号を先に出力し、その後に第２逆送電信号を出力し、逆送電から順送電になった際に第２逆送電信号の出力を先に停止し、その後に第１逆送電信号の出力を停止してもよい。
このような構成により、ａ接点半導体リレーとｂ接点半導体リレーとのいずれの動作タイミングが早いかに関わらず、ａ接点半導体リレーとｂ接点半導体リレーとが同時に閉じられた状態になることを回避することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるタップ切替装置によれば、少なくとも一部の構成を半導体素子によって構成することによって、メカニカルリレーを用いた場合よりも長寿命化することができ、また、振動や衝撃にも強くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態によるタップ切替装置の回路構成を示す回路図
【図２】同実施の形態における第３開閉回路の回路構成を示す回路図
【図３】同実施の形態における第４開閉回路の回路構成を示す回路図
【図４】同実施の形態における第１及び第２逆送電信号等の一例を示す図
【図５】従来のタップ切替装置の構成を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明によるタップ切替装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態によるタップ切替装置は、通電タップを切り替えるモータの制御を、メカニカルリレーを用いないで半導体素子を用いて行うものである。
【００１９】
図１は、本実施の形態によるタップ切替装置１の回路構成を示す回路図である。本実施の形態によるタップ切替装置１は、配電用の自動電圧調整器（ＳＶＲ）において用いられる調整変圧器（図示せず）の通電タップを切り替えるものであり、単相可逆モータ１１と、第１開閉回路１２と、第２開閉回路１３と、第１整流回路１４と、第２整流回路１５と、スイッチ１６、１７、１９と、第３開閉回路１８と、昇圧スイッチ２０と、降圧スイッチ２１と、第４開閉回路２２と、半導体リレー３１〜３４と、リミットスイッチ３５、３６とを備える。なお、タップ切替装置１は、例えば、三相の配電線で用いられるＳＶＲの通電タップを切り替えるものであってもよい。単相交流電源１０は、例えば、その三相の配電線のうち、ある相の交流電圧（例えば、６６００Ｖ程度）を１１０Ｖ程度に降圧したものであってもよい。
【００２０】
単相可逆モータ１１は、ＳＶＲの調整変圧器の通電タップを切り替えるモータであって、コンデンサ１１ａと、巻線１１ｂ、１１ｃとを有しているコンデンサモータである。また、単相可逆モータ１１は、第１端子１１ｄ及び第２端子１１ｅを有しており、単相交流電源１０が第１端子１１ｄに供給された場合、すなわち巻線１１ｂに単相交流電源１０からの交流電力が供給され、巻線１１ｃにコンデンサ１１ａによって位相の変えられた交流電力が供給された場合に第１方向に回転し、単相交流電源１０が第２端子１１ｅに供給された場合、すなわち巻線１１ｃに単相交流電源１０からの交流電力が供給され、巻線１１ｂにコンデンサ１１ａによって位相の変えられた交流電力が供給された場合に第２方向に回転するモータである。なお、例えば、単相可逆モータ１１の第１方向の回転が正転であり、第２方向の回転が逆転であると考えてもよく、または、その逆であると考えてもよい。また、単相可逆モータ１１が第１方向に回転した際にＳＶＲにおいて制御対象の電圧が昇圧されるのか降圧されるのかは送電方向に依存することになるが、本実施の形態では、ＳＶＲにおいて順送電である場合に、単相可逆モータ１１の第１方向の回転が二次側の昇圧側の回転であり、第２方向の回転が二次側の降圧側の回転であるとして説明する。したがって、本実施の形態では、ＳＶＲにおいて逆送電である場合には、単相可逆モータ１１の第２方向の回転が一次側の昇圧側の回転となり、第１方向の回転が一次側の降圧側の回転となる。単相可逆モータ１１は、単相交流電源の供給に応じて同様の動作を行うものであれば、図１で示される構成以外のものであってもよい。
【００２１】
第１開閉回路１２は、後述する第１指示信号に応じて第１端子１１ｄへの単相交流電源１０の供給を制御する回路であり、半導体素子を用いて構成された回路である。第１開閉回路１２は、第１トライアック１２ａと、第１発光素子１２ｂと、第１フォトトライアック１２ｃと、第１限流抵抗１２ｄとを備える。
【００２２】
第１トライアック１２ａは、単相交流電源１０と第１端子１１ｄとの間に配置されたトライアックである。第１トライアック１２ａには、高電圧吸収の保護回路として、例えば、抵抗とコンデンサとを有するスナバ回路を設けてもよい。第１発光素子１２ｂは、第１整流回路１４から出力される第１指示信号によって発光する。第１発光素子１２ｂは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。第１フォトトライアック１２ｃは、単相交流電源１０と第１トライアック１２ａのゲートとの間に配置されたフォトトライアックであり、第１発光素子１２ｂからの光を受けた際に、単相交流電源１０からの交流信号を第１トライアック１２ａのゲートに供給する。なお、第１フォトトライアック１２ｃから第１トライアック１２ａのゲートまでの配線長は、短いことが好適である。その配線長は、例えば１５ｃｍ以下であってもよい。第１限流抵抗１２ｄは、第１フォトトライアック１２ｃに入力される電流を制限するための抵抗である。この第１開閉回路１２において、第１指示信号が入力されると、第１発光素子１２ｂが発光し、第１フォトトライアック１２ｃに交流信号が流れ、その交流信号が第１トライアック１２ａのゲートに供給されることによって第１トライアック１２ａがオンになって単相可逆モータ１１の第１端子１１ｄに単相交流電源１０が供給されることになる。一方、第１指示信号が入力されなくなると、第１発光素子１２ｂが発光しなくなり、第１フォトトライアック１２ｃから第１トライアック１２ａのゲートへの交流信号の供給が停止するため、第１トライアック１２ａがオフになって第１端子１１ｄに単相交流電源１０が供給されなくなる。その単相交流電源１０の供給を制御するスイッチとしてトライアックを用いることにより、フォトＭＯＳリレー等の半導体リレーと比較して大電流を制御することができる。なお、第１限流抵抗１２ｄは、第１フォトトライアック１２ｃをサージ電流から保護するために設けられるものであるため、例えば、他の方法によって第１フォトトライアック１２ｃをサージ電流から保護できる場合などには、第１開閉回路１２は、第１限流抵抗１２ｄを有していなくてもよい。また、第１開閉回路１２は、第１トライアック１２ａや第１フォトトライアック１２ｃを過電圧から保護するため、第１トライアック１２ａ、第１フォトトライアック１２ｃとそれぞれ並列に配置されたバリスタ（図示せず）を有していてもよい。
【００２３】
第２開閉回路１３は、後述する第２指示信号に応じて第２端子１１ｅへの単相交流電源１０の供給を制御する回路であり、半導体素子を用いて構成された回路である。第２開閉回路１３は、第２トライアック１３ａと、第２発光素子１３ｂと、第２フォトトライアック１３ｃと、第２限流抵抗１３ｄとを備える。
【００２４】
第２トライアック１３ａは、単相交流電源１０と第２端子１１ｅとの間に配置されたトライアックである。第２発光素子１３ｂは、第２整流回路１５から出力される第２指示信号によって発光する。第２フォトトライアック１３ｃは、単相交流電源１０と第２トライアック１３ａのゲートとの間に配置されたフォトトライアックであり、第２発光素子１３ｂからの光を受けた際に、単相交流電源１０からの交流信号を第２トライアック１３ａのゲートに供給する。第２限流抵抗１３ｄは、第２フォトトライアック１３ｃに入力される電流を制限するための抵抗である。なお、第２指示信号、第２トライアック１３ａ、第２発光素子１３ｂ、第２フォトトライアック１３ｃ、第２限流抵抗１３ｄはそれぞれ、第１指示信号、第１トライアック１２ａ、第１発光素子１２ｂ、第１フォトトライアック１２ｃ、第１限流抵抗１２ｄに対応するものであり、それらに関する詳細な説明を省略する。
【００２５】
第１整流回路１４は、単相交流電源１０からの交流信号を整流する回路である。また、第１整流回路１４は、単相可逆モータ１１を第１方向に回転させる場合に第１指示信号を出力する。第１整流回路１４は、図１で示されるように、ダイオードブリッジ１４ａと、降圧抵抗１４ｂと、定電圧ダイオード１４ｃと、コンデンサ１４ｄと、第１定電流ダイオード１４ｅとを備える。
【００２６】
第１整流回路１４に入力された交流信号は、４個のダイオードによって構成されたダイオードブリッジ１４ａによって全波整流される。その整流後の電圧は、降圧抵抗１４ｂと、定電圧ダイオード１４ｃとによって分圧される。その分圧に定電圧ダイオード１４ｃを用いることによって、分圧時の発熱を抑えることができる。また、定電圧ダイオード１４ｃと並列に配置されているコンデンサ１４ｄは、平滑用のコンデンサである。定電圧ダイオード１４ｃのアノード側に、第１定電流ダイオード１４ｅのアノード側が接続されており、第１指示信号は、その第１定電流ダイオード１４ｅを介して第１整流回路１４から出力される。第１指示信号が第１定電流ダイオード１４ｅを介して出力されることにより、第１指示信号の電流を、あらかじめ決められた値にすることができる。その結果、第１指示信号による発光素子の発光を安定化させることができ、その発光に応じて動作する半導体リレー等の動作をも安定化させることができる。すなわち、第１指示信号が出力されても発光素子が発光しないという事態を回避することができる。なお、第１指示信号によって発光される発光素子の接続方法は問わないが、それらの発光素子は直列接続されていることが好適である。例えば、図１では、第１指示信号によって発光される半導体リレー３４の発光素子、半導体リレー３１の発光素子、及び第１発光素子１２ｂが直列接続されている。なお、直列接続の順序は問わない。また、ダイオードブリッジ１４ａによって交流信号の全波整流が行われる場合にのみ第１定電流ダイオード１４ｅから第１指示信号が出力されることになるため、第１整流回路１４は、単相交流電源１０からの交流信号が入力される期間にのみ、第１指示信号を出力することになる。また、第１指示信号によって発光される最後段の発光素子（図１では、第１発光素子１２ｂ）のカソード側は、第１整流回路１４の負極側に接続されている。
【００２７】
第２整流回路１５は、単相交流電源１０からの交流信号を整流する回路である。また、第２整流回路１５は、単相可逆モータ１１を第２方向に回転させる場合に第２指示信号を出力する。第２整流回路１５は、図１で示されるように、ダイオードブリッジ１５ａと、降圧抵抗１５ｂと、定電圧ダイオード１５ｃと、コンデンサ１５ｄと、第２定電流ダイオード１５ｅとを備える。第２指示信号は、第２定電流ダイオード１５ｅを介して第２整流回路１５から出力される。なお、第２指示信号によって発光される発光素子の接続方法は問わないが、それらの発光素子は直列接続されていることが好適である。例えば、図１では、第２指示信号によって発光される半導体リレー３２の発光素子、半導体リレー３３の発光素子、及び第２発光素子１３ｂが直列接続されている。なお、直列接続の順序は問わない。また、第２指示信号によって発光される最後段の発光素子（図１では、第２発光素子１３ｂ）のカソード側は、第２整流回路１５の負極側に接続されている。なお、ダイオードブリッジ１５ａ、降圧抵抗１５ｂ、定電圧ダイオード１５ｃ、コンデンサ１５ｄ、第２定電流ダイオード１５ｅはそれぞれ、ダイオードブリッジ１４ａ、降圧抵抗１４ｂ、定電圧ダイオード１４ｃ、コンデンサ１４ｄ、第１定電流ダイオード１４ｅに対応するものであり、それらに関する詳細な説明を省略する。
【００２８】
なお、第１整流回路１４は、第１指示信号の状態を、ＣＰＵ等の制御手段に戻すようにしてもよい。その場合には、第１整流回路１４は、第１指示信号によって動作するａ接点の半導体リレーを備えてもよい。その半導体リレーの出力は、制御手段に戻されることになる。また、その半導体リレーには、単相交流電源１０からの交流信号が交流直流変換器によって直流変換された直流信号が入力され、第１指示信号によって閉じられた場合に、その直流信号が制御手段に出力されてもよい。その半導体リレーの出力によって、制御手段は、第１指示信号の状態を知ることができ、その結果、第１開閉回路１２の開閉状態をも知ることができるようになる。第２整流回路１５についても同様である。
【００２９】
スイッチ１６は、単相交流電源１０と半導体リレー３１，３３とに接続され、単相可逆モータ１１の回転時に投入される。したがって、単相可逆モータ１１が回転している際には、スイッチ１６を介して半導体リレー３１，３３に交流電源が供給され、単相可逆モータ１１が停止している際には、半導体リレー３１，３３への交流電源の供給がスイッチ１６によって遮断されることになる。そのスイッチ１６は、単相可逆モータ１１の回転開始から１タップ分の回転が終了するまでの期間にのみ投入されてもよい。
【００３０】
スイッチ１７は、単相交流電源１０と第３開閉回路１８との間に配置され、タップ切替装置１を自動制御する場合に投入され、自動制御しない場合に開放される。したがって、自動制御の場合には、単相交流電源１０が第３開閉回路１８に供給されることになる。
【００３１】
第３開閉回路１８は、図２で示される回路であり、ＮＯＴ素子１８ａ〜１８ｃと、ａ接点の半導体リレー１８ｄ，１８ｅとを備える。半導体リレー１８ｄ，１８ｅに含まれる各発光素子のカソード側は、それぞれ絶縁グランドに接続されている。
【００３２】
９０＿１／２信号は、単相可逆モータ１１を第１方向に回転させるときにはハイレベル（Ｈ）となり、第２方向に回転させるときにはローレベル（Ｌ）となる信号である。単相可逆モータ１１をどちらに回転させるのかは、ＳＶＲにおける送電方向に依存することになる。例えば、ＳＶＲにおいて順送電である場合には、二次側の電圧を昇圧する際に単相可逆モータ１１を第１方向に回転させ、降圧する際に単相可逆モータ１１を第２方向に回転させ、逆送電である場合には、一次側の電圧を昇圧する際に単相可逆モータ１１を第２方向に回転させ、降圧する際に単相可逆モータ１１を第１方向に回転させてもよい。９０＿１／２信号は、ＮＯＴ素子１８ａ，１８ｃにそれぞれ入力される。９０ＥＮＢ信号は、通常はＨであり、タップ切替を行う際にＬとなる信号である。９０ＥＮＢ信号は、ＮＯＴ素子１８ａ〜１８ｃを動作させるかどうかの制御に用いられるイネーブル信号であり、９０ＥＮＢ信号がＨである場合には、ＮＯＴ素子１８ａ〜１８ｃが動作せず、９０ＥＮＢ信号がＬである場合には、ＮＯＴ素子１８ａ〜１８ｃが動作することになる。９０＿１／２信号及び９０ＥＮＢ信号は、例えば、タップ切替装置１を制御している制御手段から入力されてもよい。その制御がソフトウェアを用いて行われている場合には、その制御手段は、例えば、ＣＰＵ等によって構成されてもよい。
【００３３】
半導体リレー１８ｄは、スイッチ１７と、半導体リレー３２との間に配置され、半導体リレー１８ｄの発光素子にＮＯＴ素子１８ｂからの信号が入力される。そのため、半導体リレー１８ｄは、ＮＯＴ素子１８ｂからの信号がＨとなった場合に閉じられ、Ｌとなった場合に開かれる。その半導体リレー１８ｄは、自動制御によって単相可逆モータ１１を第１方向に回転させる場合に、単相交流電源１０の交流信号を一時的に第１整流回路１４に供給するものである。「一時的に」とは、少なくとも後述する自己保持回路による交流信号の供給が始まるまでの意味である。また、半導体リレー１８ｅは、スイッチ１７と、半導体リレー３４との間に配置され、半導体リレー１８ｅの発光素子にＮＯＴ素子１８ｃからの信号が入力される。そのため、半導体リレー１８ｅは、ＮＯＴ素子１８ｃからの信号がＨとなった場合に閉じられ、Ｌとなった場合に開かれる。その半導体リレー１８ｅは、自動制御によって単相可逆モータ１１を第２方向に回転させる場合に、単相交流電源１０の交流信号を一時的に第２整流回路１５に供給するものである。したがって、単相可逆モータ１１を第１方向に回転させる場合には、まず、９０＿１／２信号がＨに設定され、その後に、９０ＥＮＢ信号がＨからＬに変更される。その結果、各ＮＯＴ素子１８ａ〜１８ｃが動作し、半導体リレー１８ｄの発光素子にはハイレベルの信号が入力されるが、半導体リレー１８ｅの発光素子にはローレベルの信号が入力されることになり、半導体リレー１８ｄのみが閉じられ、半導体リレー３２に交流信号が供給されることになる。なお、後述するように、半導体リレー１８ｄを介して第１整流回路１４に交流信号が供給された後には、その第１整流回路１４への交流電流の供給が自己保持されるため、その自己保持の後に、９０ＥＮＢ信号はＨに戻されてもよい。また、その自己保持の後に、９０＿１／２信号もＬになってもよい。単相可逆モータ１１を第２方向に回転させる場合には、まず、９０＿１／２信号がＬに設定され、その後に、９０ＥＮＢ信号がＨからＬに変更される。その結果、各ＮＯＴ素子１８ａ〜１８ｃが動作し、半導体リレー１８ｅの発光素子にはハイレベルの信号が入力されるが、半導体リレー１８ｄの発光素子にはローレベルの信号が入力されることになり、半導体リレー１８ｅのみが閉じられ、半導体リレー３４に交流信号が供給されることになる。なお、後述するように、半導体リレー１８ｅを介して第２整流回路１５に交流信号が供給された後には、その第２整流回路１５への交流電流の供給が自己保持されるため、その自己保持の後に、９０ＥＮＢ信号はＬに戻されてもよい。
【００３４】
なお、半導体リレー１８ｄ，１８ｅの開閉状態を、ＣＰＵ等の制御手段に戻すようにしてもよい。その場合には、第３開閉回路１８は、ＮＯＴ素子１８ｂの出力によって動作するａ接点の半導体リレーと、ＮＯＴ素子１８ｃの出力によって動作するａ接点の半導体リレーとを備えてもよい。それらの半導体リレーの出力は、制御手段に戻されることになる。また、それらの半導体リレーには、交流信号を直流信号に変換する交流直流変換器からの直流信号が入力され、ＮＯＴ素子１８ｂ，１８ｃからの出力によって閉じられた場合に、その直流信号が制御手段に出力されてもよい。その半導体リレーの出力によって、制御手段は、半導体リレー１８ｄ，１８ｅの開閉状態を知ることができるようになる。
【００３５】
スイッチ１９は、単相交流電源１０と、昇圧スイッチ２０及び降圧スイッチ２１との間に配置され、タップ切替装置１を手動制御する場合に投入され、手動制御しない場合に開放される。したがって、手動制御の場合には、単相交流電源１０が昇圧スイッチ２０及び降圧スイッチ２１に供給されることになる。
【００３６】
昇圧スイッチ２０は、スイッチ１９と第４開閉回路２２との間に配置され、手動制御によって単相可逆モータ１１を昇圧側に回転させる場合に、単相交流電源１０の交流信号を一時的に第４開閉回路２２に供給する。したがって、昇圧スイッチ２０は、手動制御において昇圧が行われる場合に一時的に投入され、それ以外の場合には開放されている。
【００３７】
降圧スイッチ２１は、スイッチ１９と第４開閉回路２２との間に配置され、手動制御によって単相可逆モータ１１を降圧側に回転させる場合に、単相交流電源１０の交流信号を一時的に第４開閉回路２２に供給する。したがって、降圧スイッチ２１は、手動制御において降圧が行われる場合に一時的に投入され、それ以外の場合には開放されている。
【００３８】
第４開閉回路２２は、例えば、図３で示される回路であり、信号出力部２２ａと、ａ接点半導体リレー２２ｂと、ｂ接点半導体リレー２２ｃと、ａ接点半導体リレー２２ｄと、ｂ接点半導体リレー２２ｅとを備える。半導体リレー２２ｂ〜２２ｅに含まれる各発光素子のカソード側は、それぞれ絶縁グランドに接続されている。
【００３９】
信号出力部２２ａは、ＳＶＲにおける送電方向が逆送電である場合に第１及び第２逆送電信号を出力し、順送電である場合に第１及び第２逆送電信号を出力しない。第１逆送電信号は、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅの発光素子に入力され、第２逆送電信号は、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄの発光素子に入力される。第１及び第２逆送電信号は、半導体リレー２２ｂ〜２２ｅに含まれる各発光素子を発光させるための信号である。
【００４０】
ａ接点半導体リレー２２ｂは、昇圧スイッチ２０と第２整流回路１５との間に配置され、逆送電の際に入力される第２逆送電信号に応じて動作する。すなわち、ａ接点半導体リレー２２ｂは、第２逆送電信号が入力された場合に閉じられ、そうでない場合に開かれることになる。
【００４１】
ｂ接点半導体リレー２２ｃは、昇圧スイッチ２０と第１整流回路１４との間に配置され、逆送電の際に入力される第１逆送電信号に応じて動作する。すなわち、ｂ接点半導体リレー２２ｃは、第１逆送電信号が入力された場合に開かれ、そうでない場合に閉じられることになる。
【００４２】
ａ接点半導体リレー２２ｄは、降圧スイッチ２１と第１整流回路１４との間に配置され、逆送電の際に入力される第２逆送電信号に応じて動作する。すなわち、ａ接点半導体リレー２２ｄは、第２逆送電信号が入力された場合に閉じられ、そうでない場合に開かれることになる。
【００４３】
ｂ接点半導体リレー２２ｅは、降圧スイッチ２１と第２整流回路１５との間に配置され、逆送電の際に入力される第１逆送電信号に応じて動作する。すなわち、ｂ接点半導体リレー２２ｅは、第１逆送電信号が入力された場合に開かれ、そうでない場合に閉じられることになる。
【００４４】
信号出力部２２ａから第１及び第２逆送電信号が出力されていない場合、すなわち順送電の場合には、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄが開かれ、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅが閉じられていることになる。したがって、昇圧スイッチ２０が投入された場合に、第１整流回路１４に交流信号が供給されて単相可逆モータ１１が第１方向に回転され、降圧スイッチ２１が投入された場合に、第２整流回路１５に交流信号が供給されて単相可逆モータ１１が第２方向に回転されることになる。一方、信号出力部２２ａから第１及び第２逆送電信号が出力されている場合、すなわち逆送電の場合には、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄが閉じられ、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅが開かれることになる。したがって、昇圧スイッチ２０が投入された場合に、第２整流回路１５に交流信号が供給されて単相可逆モータ１１が第２方向に回転され、降圧スイッチ２１が投入された場合に、第１整流回路１４に交流信号が供給されて単相可逆モータ１１が第１方向に回転されることになる。
【００４５】
ここで、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄと、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅとは、動作タイミングが異なりうる。例えば、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄのほうが、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅよりも動作タイミングが早いことも考えられ、また、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅのほうが、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄよりも動作タイミングが早いことも考えられる。そのため、両方を同じ信号で制御した場合には、一時的にすべての半導体リレー２２ｂ〜２２ｅが閉じられた状態となり、昇圧スイッチ２０または降圧スイッチ２１が投入された際に単相可逆モータ１１の第１及び第２端子１１ｄ，１１ｅの両方に単相交流電源１０が供給されることになって、単相可逆モータ１１が故障する可能性がある。したがって、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄとｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅとの両方が同時に閉じられる期間がないように第１及び第２逆送電信号が出力されることが好適である。そのため、信号出力部２２ａは、ＳＶＲにおいて順送電から逆送電になった際に第１逆送電信号を先に出力し、その後に第２逆送電信号を出力し、逆送電から順送電になった際に第２逆送電信号の出力を先に停止し、その後に第１逆送電信号の出力を停止してもよい。なお、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄとｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅとの動作タイミングの時間差をＴＤとすると、信号出力部２２ａは、第１逆送電信号を出力してからＴＤ以上経過した後に第２逆送電信号を出力し、第２逆送電信号の出力を停止してからＴＤ以上経過した後に第１逆送電信号の出力を停止してもよい。また、例えば、第１逆送電信号の出力から第２逆送電信号の出力までの期間、及び第２逆送電信号の出力の停止から第１逆送電信号の出力の停止までの期間をＴＤ＋εとした場合に、εは小さい正の値であることが好適である。ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄと、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅとの動作タイミングがずれすぎないことが好適だからである。信号出力部２２ａが上記のように第１及び第２逆送電信号を出力することにより、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄの動作タイミングとｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅの動作タイミングとのどちらが早い場合であっても、両半導体リレーが同時に閉じられる期間がないようにすることができる。
【００４６】
図４は、第１及び第２逆送電信号と、半導体リレー２２ｂ〜２２ｅの状態との一例を示すタイミングチャートである。なお、図４では、ｂ接点半導体リレーのほうが、ａ接点半導体リレーよりも動作タイミングが遅いものとしている。図４（ａ），図４（ｂ）において、実線で示される第２逆送電信号の立ち上がり、すなわち第２逆送電信号の出力タイミングは、第１逆送電信号の立ち上がり、すなわち第１逆送電信号の出力タイミングよりも遅くなっている。そのため、図４（ｃ），図４（ｄ）において、実線で示されるａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄが投入されるタイミングは、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅが開放されるタイミングよりも遅くなっており、両半導体リレーが同時に投入されることを回避できている。一方、そのようなタイミング調整を行わない場合には、図４（ｂ）の破線で示されるように第２逆送電信号が出力されることになり、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄが投入されるタイミングが、図４（ｄ）の破線で示されるように、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅが開放されるタイミングよりも早くなる。その結果、一時的に両半導体リレーが同時に投入されている期間が存在することになり、その期間に昇圧スイッチ２０または降圧スイッチ２１が投入された場合には、単相可逆モータ１１の第１及び第２端子１１ｄ，１１ｅの両方に交流電源が供給されることになり、単相可逆モータ１１が故障することになる。このように、第１及び第２逆送電信号を適切に制御することにより、そのような単相可逆モータ１１の故障を防止することができるようになる。
【００４７】
なお、上記説明では、順送電から逆送電になった際と、逆送電から順送電になった際との両方において、第１及び第２逆送電信号の出力タイミングを変更する場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ａ接点半導体リレーの動作タイミングとｂ接点半導体リレーの動作タイミングとのどちらが早いか分かっている場合には、順送電から逆送電になった際と、逆送電から順送電になった際との一方のみにおいて、第１及び第２逆送電信号に関するタイミングを変更する用にしてもよい。具体的には、ｂ接点半導体リレーのほうが、ａ接点半導体リレーよりも動作タイミングが遅い場合には、信号出力部２２ａは、順送電から逆送電になった際に、第１逆送電信号を先に出力し、その後に第２逆送電信号を出力し、逆送電から順送電になった際には、第１及び第２逆送電信号の出力を同時に停止してもよい。また、ａ接点半導体リレーのほうが、ｂ接点半導体リレーよりも動作タイミングが遅い場合には、信号出力部２２ａは、順送電から逆送電になった際には、第１及び第２逆送電信号を同時に出力し、逆送電から順送電になった際に、第２逆送電信号の出力を先に停止し、その後に第１逆送電信号の出力を停止してもよい。
【００４８】
半導体リレー３１は、スイッチ１６に接続され、スイッチ１６を介して供給された単相交流電源１０からの交流信号を、第１指示信号に応じて第１整流回路１４に供給するａ接点の半導体リレーである。すなわち、半導体リレー３１は、第１指示信号が入力された場合には閉じられ、そうでない場合には開かれることになる。なお、図１では、第１整流回路１４の正極側は、半導体リレー３４の発光素子を介して、半導体リレー３１が有する発光素子のアノード側に接続されている。第１整流回路１４に交流信号が一時的であっても供給された場合には、それに応じて単相可逆モータ１１が回転を開始してスイッチ１６が投入されると共に、半導体リレー３１が閉じられることになる。その結果、第３開閉回路１８や第４開閉回路２２から第１整流回路１４に交流信号が供給されなくなっても、半導体リレー３１を介して第１整流回路１４に交流信号が供給されることになる。したがって、半導体リレー３１は、第１整流回路１４への交流信号の供給を自己保持する回路となる。
【００４９】
半導体リレー３２は、第３開閉回路１８、第４開閉回路２２、及び半導体リレー３１と、第１整流回路１４との間に配置された、ｂ接点の半導体リレーである。半導体リレー３２は、第２指示信号に応じて交流信号を第１整流回路１４に供給する。すなわち、半導体リレー３２は、第２指示信号が入力された場合には開かれ、そうでない場合には閉じられることになる。なお、図１では、第２整流回路１５の正極側は、半導体リレー３２が有する発光素子のアノード側に接続されている。第２整流回路１５から第２指示信号が出力される場合には、単相可逆モータ１１の第２端子１１ｅに単相交流電源１０が供給されるため、その第２指示信号によって半導体リレー３２が開放され、第１整流回路１４が動作しないようにすることによって、第１端子１１ｄにも単相交流電源１０が供給されることを回避でき、単相可逆モータ１１が故障することを防止することができる。
【００５０】
半導体リレー３３は、スイッチ１６に接続され、スイッチ１６を介して供給された単相交流電源１０からの交流信号を、第２指示信号に応じて第２整流回路１５に供給するａ接点の半導体リレーである。すなわち、半導体リレー３３は、第２指示信号が入力された場合には閉じられ、そうでない場合には開かれることになる。なお、図１では、第２整流回路１５の正極側は、半導体リレー３２の発光素子を介して、半導体リレー３３が有する発光素子のアノード側に接続されている。半導体リレー３３は、第２整流回路１５側に設けられた、半導体リレー３１に対応するものであり、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
半導体リレー３４は、第３開閉回路１８、第４開閉回路２２、及び半導体リレー３３と、第２整流回路１５との間に配置された、ｂ接点の半導体リレーである。半導体リレー３４は、第１指示信号に応じて交流信号を第２整流回路１５に供給する。すなわち、半導体リレー３４は、第１指示信号が入力された場合には開かれ、そうでない場合には閉じられることになる。なお、図１では、第１整流回路１４の正極側は、半導体リレー３４が有する発光素子のアノード側に接続されている。半導体リレー３４は、第２整流回路１５側に設けられた、半導体リレー３２に対応するものであり、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
半導体リレー１８ｄ，１８ｅ，２２ｂ〜２２ｅ，３１〜３４のぞれぞれは、発光素子を有する入力側回路と、その発光素子が発光した際にオンまたはオフになる半導体スイッチを有する出力側回路とを有している半導体リレーであり、例えば、フォトＭＯＳリレーであってもよく、第１開閉回路１２や第２開閉回路１３と同様に、トライアックと発光素子とフォトトライアックとを用いて構成された半導体リレーであってもよく、その他の構成の半導体リレーであってもよい。それらの半導体リレー１８ｄ，１８ｅ，２２ｂ〜２２ｅ，３１〜３４には、大電流は流れないため、フォトＭＯＳリレーのような低容量の半導体リレーを用いることができる。また、タップ切替装置１は、半導体リレー１８ｄ，１８ｅ，２２ｂ〜２２ｅ，３１〜３４を過電圧から保護するため、半導体リレー１８ｄ，１８ｅ，２２ｂ〜２２ｅ，３１〜３４とそれぞれ並列に配置されたバリスタ（図示せず）を有していてもよい。半導体リレーと並列にバリスタを設けるとは、半導体リレーが有する出力側回路と並列にバリスタを設けることであってもよい。なお、半導体素子の使用電圧から絶対定格電圧までの間で動作するバリスタを、その半導体素子と並列に接続することによって、過電圧印加時に絶対定格電圧に至る前にバリスタが作動し、電流を流すことによって、半導体素子が保護されることになる。したがって、半導体リレーに並列に接続されるバリスタは、半導体リレーの使用電圧から絶対定格電圧までの間で動作するものであることが好適である。また、その半導体リレーの入力側回路に含まれる発光素子は、ＬＥＤであってもよい。また、半導体リレーは、半導体素子によって構成されているのであれば、上述した以外のものであってもよい。
【００５３】
リミットスイッチ３５は、第１方向に回転している単相可逆モータ１１が終端のタップを超えて回転した場合に開放されるｂ接点のスイッチである。このリミットスイッチ３５によって、単相可逆モータ１１が終端のタップを超えて第１方向に回転することを回避することができる。
【００５４】
リミットスイッチ３６は、第２方向に回転している単相可逆モータ１１が終端のタップを超えて回転した場合に開放されるｂ接点のスイッチである。このリミットスイッチ３６によって、単相可逆モータ１１が終端のタップを超えて第２方向に回転することを回避することができる。
【００５５】
なお、半導体リレー１８ｄ，１８ｅ，２２ｂ〜２２ｅ，３１〜３４の発光素子や、第１及び第２開閉回路１２，１３の第１及び第２発光素子１２ｂ，１３ｂに、誤点灯防止のための抵抗を並列に設けてもよく、また、ノイズ除去用のコンデンサを並列に設けてもよい。
【００５６】
次に、本実施の形態によるタップ切替装置１の動作について説明する。まず、自動制御が行われる場合について説明する。この場合には、スイッチ１７が投入され、スイッチ１９が開放されているものとする。タップ切替装置１を有するＳＶＲにおいて、順送電であり、また、電圧調整のために二次側を昇圧する必要が生じたとする。そして、図示しない制御手段が、９０＿１／２信号をＨに設定し、その後に、９０ＥＮＢ信号をＨからＬに変更したとする。すると、半導体リレー１８ｄが閉じられるが、半導体リレー１８ｅは開いたままとなる。その結果、半導体リレー１８ｄを介して交流信号が第１整流回路１４に供給され、第１整流回路１４から第１開閉回路１２、及び半導体リレー３１，３４に第１指示信号が出力される。その第１指示信号の出力に応じて、ａ接点の半導体リレー３１が投入されると共に、ｂ接点の半導体リレー３４が開放され、第２整流回路１５への交流信号の供給が確実に阻止されることになる。また、第１指示信号の出力に応じて第１発光素子１２ｂが発光し、第１フォトトライアック１２ｃに交流信号が流れることに応じて第１トライアック１２ａに交流信号が流れるようになる。その結果、単相交流電源１０が第１端子１１ｄに供給され、単相可逆モータ１１が第１方向に回転する。その回転に応じてスイッチ１６が投入される。また、第１指示信号の出力に応じて半導体リレー３１が投入されているため、スイッチ１６、及び半導体リレー３１，３２を介して、交流信号が第１整流回路１４に供給されるようになる。そのように、自己保持回路によって交流信号が第１整流回路１４に供給されるようになった後に、制御手段は、９０＿１／２信号と９０ＥＮＢ信号とをそれぞれ初期状態の信号であるＬとＨとに戻す。その結果、半導体リレー１８ｄ，１８ｅは両方とも開いた状態になるが、自己保持回路を介して第１整流回路１４への交流信号の供給が継続されることになる。
【００５７】
単相可逆モータ１１が１タップ分だけ第１方向に回転すると、スイッチ１６が開放される。そのスイッチ１６の開放に応じて、第１整流回路１４への交流信号の供給が遮断され、第１指示信号の出力が停止される。その結果、第１開閉回路１２を介した交流電源の供給が遮断されるため、単相可逆モータ１１が停止する。また、半導体リレー３１，３４がそれぞれ初期状態に戻ることになる。
【００５８】
ＳＶＲにおいて降圧の電圧調整を行う場合には、図示しない制御手段は、９０＿１／２信号をＬに設定し、その後に、９０ＥＮＢ信号をＨからＬに変更する。すると、半導体リレー１８ｄは開いたままであるが、半導体リレー１８ｅが閉じられる。そして、半導体リレー１８ｅを介して交流信号が第２整流回路１５に供給され、第２整流回路１５から第２開閉回路１３、及び半導体リレー３２，３３に第２指示信号が出力される。その第２指示信号の出力に応じて、ａ接点の半導体リレー３３が投入されると共に、ｂ接点の半導体リレー３２が開放され、第１整流回路１４への交流信号の供給が確実に阻止されることになる。また、第２指示信号の出力に応じて第２発光素子１３ｂが発光し、第２フォトトライアック１３ｃに交流信号が流れることに応じて第２トライアック１３ａに交流信号が流れるようになる。その結果、単相交流電源１０が第２端子１１ｅに供給され、単相可逆モータ１１が第２方向に回転する。その回転に応じてスイッチ１６が投入され、交流信号が自己保持回路を介して第２整流回路１５に供給されるようになる。その後、制御手段は、９０＿１／２信号と９０ＥＮＢ信号とをそれぞれ初期状態の信号であるＬとＨとに戻す。
【００５９】
単相可逆モータ１１が１タップ分だけ第２方向に回転すると、スイッチ１６が開放される。そのスイッチ１６の開放に応じて、第２整流回路１５への交流信号の供給が遮断され、第２指示信号の出力が停止される。その結果、第２開閉回路１３を介した交流電源の供給が遮断されるため、単相可逆モータ１１が停止する。また、半導体リレー３２，３３がそれぞれ初期状態に戻ることになる。
【００６０】
次に、手動制御が行われる場合について説明する。この場合には、スイッチ１９が投入され、スイッチ１７が開放されているものとする。また、タップ切替装置１を有するＳＶＲにおいて、順送電であるとする。すると、信号出力部２２ａから第１及び第２逆送電信号は出力されないため、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄは開放されており、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅは投入されていることになる。そのような状態において、ＳＶＲの二次側を昇圧する必要が生じたとする。そして、操作者等が手動や遠隔操作によって、昇圧スイッチ２０を投入したとする。その昇圧スイッチ２０の投入に応じて、ｂ接点半導体リレー２２ｃを介して半導体リレー３２に交流信号が供給される。その後の動作は、自動制御の際に半導体リレー１８ｄが閉じられた場合と同様であり、その説明を省略する。昇圧スイッチ２０は、単相可逆モータ１１が第１方向に回転を開始した後に開放されてもよい。自己保持回路によって第１整流回路１４への交流信号の供給が継続されるからである。なお、単相可逆モータ１１は、１タップ分だけ第１方向に回転すると停止する。また、ＳＶＲの二次側を降圧する必要が生じ、操作者等が手動や遠隔操作によって、降圧スイッチ２１を投入したとする。その降圧スイッチ２１の投入に応じて、ｂ接点半導体リレー２２ｅを介して半導体リレー３４に交流信号が供給される。その後の動作は、自動制御の際に半導体リレー１８ｅが閉じられた場合と同様であり、その説明を省略する。なお、単相可逆モータ１１は、１タップ分だけ第２方向に回転すると停止する。また、タップ切替装置１を有するＳＶＲにおいて、順送電から逆送電になったとする。すると、その送電方向の変化の検知に応じて、信号出力部２２ａは、まず、第１逆送電信号をｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅに出力し、その後に第２逆送電信号をａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄに出力する。その結果、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅが開放され、その後にａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄが投入される。なお、逆送電の場合には、二次側に変電所が存在するため、ＳＶＲにおいて電圧調整の対象となるのは一次側となる。そのような状態において、ＳＶＲの一次側を昇圧する必要が生じたとする。そして、操作者等が手動や遠隔操作によって、昇圧スイッチ２０を投入すると、それに応じてａ接点半導体リレー２２ｂを介して半導体リレー３４に交流信号が供給される。その後の動作は、自動制御の際に半導体リレー１８ｅが閉じられた場合と同様であり、その説明を省略する。また、逆送電の際にＳＶＲの一次側を降圧する必要が生じ、操作者等が手動や遠隔操作によって、降圧スイッチ２１を投入したとする。その降圧スイッチ２１の投入に応じて、ａ接点半導体リレー２２ｄを介して半導体リレー３２に交流信号が供給される。その後の動作は、自動制御の際に半導体リレー１８ｄが閉じられた場合と同様であり、その説明を省略する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態によるタップ切替装置１によれば、メカニカルリレーに代えて半導体リレー等を用いるようにしたことにより、機械的な可動部分が減ることになり、長寿命になる。また、メカニカルリレーを使用していた場合と比較して、振動や衝撃にも強くなる。また、半導体素子によって構成されたタップ切替装置１は、従来のメカニカルリレーを用いたタップ切替装置と同様の動作をするため、従来のタップ切替装置を本実施の形態によるタップ切替装置１に容易に置き換えることもできる。また、第１及び第２開閉回路１２，１３を、第１及び第２トライアック１２ａ，１３ａや、第１及び第２フォトトライアック１２ｃ，１３ｃを用いて構成したことにより、単相可逆モータ１１で使用される高電流の交流の開閉を制御することができるようになる。また、従来、入力側と出力側が両方とも交流である半導体リレーは存在しないが、入力側に第１及び第２指示信号を出力する第１及び第２整流回路１４，１５を設け、その第１及び第２指示信号によって第１及び第２開閉回路１２，１３を制御するようにしたことにより、全体として、交流信号の入力に応じて、交流電源の出力を制御できるようになる。また、タップ切替装置１が第１及び第２整流回路１４，１５を備えていることにより、仮に、ＳＶＲにおける交流直流変換器が故障したとしても、少なくともタップ切替装置１を手動制御で動作させることはできることになる。ＳＶＲの交流直流変換器が故障した場合には、制御手段等に直流電源が供給されなくなるため、第３開閉回路１８から交流信号は出力されなくなり、また、信号出力部２２ａから第１及び第２逆送電信号は出力されなくなる。一方、第４開閉回路２２におけるｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅを介した交流信号の供給は行うことができるため、昇圧スイッチ２０や降圧スイッチ２１を操作することによって、単相可逆モータ１１を第１方向や第２方向に回転させることはできる。したがって、上記のように、ＤＣ電源として用いられる交流直流変換器が故障したとしても、少なくとも手動制御による昇圧や降圧はできることになる。また、第１及び第２整流回路１４，１５の出力側に第１及び第２定電流ダイオード１４ｅ，１５ｅをそれぞれ備えたことにより、第１及び第２指示信号があらかじめ決められた電流となるようにすることができる。その結果、第１及び第２指示信号による半導体リレー等における発光素子の発光を安定化させることができ、半導体リレー等が安定して動作するようにできる。また、第４開閉回路２２において、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄとｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅとの両方が同時に閉じられる期間がないように第１及び第２逆送電信号が出力されることによって、第１及び第２整流回路１４，１５の両方に同時に交流信号が供給されることによる単相可逆モータ１１の故障を回避することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、タップ切替装置１がメカニカルリレーを含まなくなる構成について説明したが、そうでなくてもよい。タップ切替装置１においても、使用頻度の低いリレーについては、メカニカルリレーを用いてもよい。使用頻度の高いリレーを半導体素子によって構成することにより、装置としては、長寿命化することができるからである。例えば、変電所の方向があまり変化しない場合には、第４開閉回路２２において、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄに代えてａ接点メカニカルリレーを用いてもよく、また、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅに代えてｂ接点メカニカルリレーを用いてもよい。その場合にも、上記のように、ａ接点メカニカルリレーとｂ接点メカニカルリレーとの両方が同時に閉じられる期間がないように第１及び第２逆送電信号が出力されることが好適である。
【００６３】
また、本実施の形態では、第４開閉回路２２において、各半導体リレー２２ｂ〜２２ｅに入力される第１及び第２逆送電信号のタイミングが変更される場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ａ接点半導体リレー２２ｂ，２２ｄと、ｂ接点半導体リレー２２ｃ，２２ｅとの動作タイミングが同じである場合には、一つの逆送電信号によって、すべての半導体リレー２２ｂ〜２２ｅが制御されてもよい。
【００６４】
また、本実施の形態では、第１及び第２整流回路１４，１５において、第１及び第２定電流ダイオード１４ｅ，１５ｅを介して第１及び第２指示信号がそれぞれ出力される場合について説明したが、そうでなくてもよい。定電流ダイオードを介して第１及び第２指示信号が出力されなくても半導体リレー等を安定して動作させることができる場合等には、第１及び第２整流回路１４，１５は、第１及び第２定電流ダイオード１４ｅ，１５ｅを備えていなくてもよい。
【００６５】
また、本実施の形態では、第１及び第２整流回路１４，１５が図１で示される構成である場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ダイオードブリッジ１４ａ，１５ａ以外の構成によって整流が行われてもよく、また、降圧抵抗１４ｂ，１５ｂ、定電圧ダイオード１４ｃ，１５ｃ以外の構成によって直流電圧の分圧が行われてもよい。例えば、定電圧ダイオード１４ｃ，１５ｃに代えて、抵抗が用いられてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、第１及び第２開閉回路１２，１３がトライアックと発光素子とフォトトライアックとを有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。単相可逆モータ１１の動作に必要な交流電源の供給を制御できるのであれば、半導体素子によって構成されたその他の第１及び第２開閉回路によって、単相可逆モータ１１の第１及び第２端子１１ｄ，１１ｅへの交流電源の供給が制御されてもよい。
【００６７】
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。
【００６８】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上より、本発明によるタップ切替装置によれば、より長寿命であり、振動や衝撃にも強いという効果が得られ、自動電圧調整器の調整変圧器のタップを切り替えるタップ切替装置として有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１  タップ切替装置
１１  単相可逆モータ
１２  第１開閉回路
１２ａ  第１トライアック
１２ｂ  第１発光素子
１２ｃ  第１フォトトライアック
１３  第２開閉回路
１３ａ  第２トライアック
１３ｂ  第２発光素子
１３ｃ  第２フォトトライアック
１４  第１整流回路
１４ｅ  第１定電流ダイオード
１５  第２整流回路
１５ｅ  第２定電流ダイオード
１６、１７、１９  スイッチ
１８ｄ、１８ｅ、３１、３２、３３、３４  半導体リレー
２０  昇圧スイッチ
２１  降圧スイッチ
２２ａ  信号出力部
２２ｂ、２２ｄ  ａ接点半導体リレー
２２ｃ、２２ｅ  ｂ接点半導体リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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