(57)【要約】  本発明は、複数の半導体製切換ユニットを直列に結線したた形でそれぞれ配置した二つの並列の負荷分岐部が配備されている、制御巻線を有する制御変成器に半導体製切換部品を備えた、電圧を制御するタップ切換装置に関する。二つの負荷分岐部の間には、制御巻線の部分巻線とブリッジ部が交互に並列に配備され、そのため、二つの負荷分岐部の半導体製切換ユニットを相応に切り換えることによって、制御巻線の部分巻線を任意に断続することができる。
2014506733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御巻線を有する制御変成器に半導体製切換部品を備えた、電圧を制御するタップ切換装置において、
このタップ切換装置が、制御巻線の固定の非制御部分と負荷導体（ＬＡ）の間に配置されており、
このタップ切換装置が、二つの並列の負荷分岐部（１，２）を備えており、
第一の負荷分岐部（１）には、半導体製切換ユニット（Ｓ１．１〜Ｓ１．６）が直列に結線された形で配備されており、
第二の負荷分岐部（２）には、別の半導体製切換ユニット（Ｓ２．１〜Ｓ２．６）が同じく直列に結線された形で配備されて、第一の負荷分岐部（１）の一つの半導体製切換ユニットと第二の負荷分岐部（２）の一つの半導体製切換ユニットが、それぞれ対になって対向して配置されており、
これらの対になって対向して配置された半導体製切換ユニット（Ｓ１．１，Ｓ２．１；Ｓ１．２，Ｓ２．２；〜；Ｓ１．６，Ｓ２．６）の間の各々には、制御巻線の部分巻線（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）と電気ブリッジ部（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）が、それぞれ交互に、二つの負荷分岐部（１，２）の間に並列に接続されている、
タップ切換装置。
【請求項２】
当該の部分巻線（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）が異なる巻線数を有する請求項１に記載のタップ切換装置。
【請求項３】
当該の個別の半導体製切換ユニット（Ｓ１．１〜Ｓ２．６）が、逆並列に結線されたサイリスタ対から構成される請求項１又は２に記載のタップ切換装置。
【請求項４】
当該の半導体製切換ユニット（Ｓ１．１〜Ｓ２．６）の中の少なくとも一つが、二つ以上の個別の半導体製スイッチの直列回路から構成される請求項１から３までのいずれか一つに記載のタップ切換装置。
【請求項５】
当該の半導体製切換ユニットの中の少なくとも一つ（Ｓ１．７，Ｓ１．８；Ｓ２．７，Ｓ２．８）が、パルス幅変調により駆動可能である請求項１から４までのいずれか一つに記載のタップ切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製切換部品を備えた電圧を制御するタップ切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、半導体製切換部品を備えた制御可能な変成器を既に記載している。その場合、二次巻線は、一定数の直列に結線された巻線グループと組み合わされた所定の数の制御巻線部分から構成され、各巻線グループは、二つ又は三つの並列に結線された制御巻線部分を有する。その場合、各制御巻線部分は、非接触式切換部品を備えている。この文献には、別の変化形態も記載されており、変成器の二次巻線が、直列に結線された制御巻線部分の一つのグループから構成され、各制御巻線部分は、四つの非接触式切換部品を備えている。その装置は、制御巻線部分の端子における電圧の方向を反転することが可能であり、任意選択として、制御巻線部分全体をバイパスすることも可能であるように構成されている。
【０００３】
特許文献２により、変成器の二次電圧を段階的に切り換えるための別の装置が周知である。この場合でも、二次巻線は、部分巻線にグループ化されており、同じくスイッチングのために半導体製切換部品を配備することができる。
【０００４】
特許文献３は、単巻変成器として構成されたタップ変成器と同様の形態のタップ切換装置の構成を記載している。この場合、同じく個々に互いに独立して切り換えることが可能な個別の巻線部分が配備されている。この装置では、制御巻線の固定タップの外に、追加の別個の巻線部分を断続することが可能である。
【０００５】
特許文献４により、無中断で負荷を切り換える別のタップ切換装置の異なる実施構成が周知であり、同じくサイリスタが切換部品としての役割を果たしている。この場合、逆並列に結線されたサイリスタ対を用いて、各タップ変成器の二次巻線の一部としてタップ巻線の異なる巻線部分を断続することが可能である。この文献では、限定された数の巻線タップが配備されている場合に、出来る限り細かいステップでの電圧制御を実現するために、二次電圧の中間値が得られるようにサイリスタを駆動する「ディスクリート・サークル・モジュレーション」と呼ばれる方法が更に提案されている。
【０００６】
これらの従来技術で周知の解決策では、半導体切換部品が、従来の機械式タップ切換装置における機械式選択アームの機能を実質的に果たしている。半導体製切換部品を用いて、制御巻線自体の個別の巻線タップを断続することができる。制御巻線を別個にスイッチオンできる部分巻線に分割することも可能である。
【０００７】
このような従来技術では、回路部分の負担が大きく、半導体製切換部品の特別な調整が必要なことが欠点である。従来技術の別の欠点は、個別の半導体製切換部品が故障した場合に、制御が最早不可能となるか、或いは如何なる場合でも充分な制御が最早不可能となることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ドイツ特許公開第２２４８１６６号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第２５０８０１３号明細書
【特許文献３】ドイツ特許第１９７４７７１２号明細書
【特許文献４】国際特許公開第９５／２７９３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、簡単に構成された、半導体製切換部品を備えたタップ切換装置を提示することである。更に、拡張可能なモジュール構成を有するようにする。最後に、本発明によるタップ切換装置は、個別の切換部品が故障した場合でも、謂わば非常動作時でも、高い信頼性と精度での制御を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本課題は、請求項１に記載された特徴を有するタップ切換装置によって解決される。従属請求項は、本発明の特に有利な改善構成に関する。
【００１１】
本発明の全般的な技術思想は、タップ切換装置をモジュール式に構成して、制御巻線の異なる部分巻線を所望の通り断続することである。
【００１２】
本発明によるタップ切換装置は、それぞれ直列に結線された半導体製切換ユニットを備えた二つの並列の切換分岐部を備えている。第一の負荷分岐部の個別の半導体製切換ユニットと第二の負荷分岐部の個別の半導体製切換ユニットは、それぞれ対になって対向して配置されている。各負荷分岐部の二つの半導体製切換ユニットの間の各々には、制御巻線の電気部分巻線が、二つの負荷分岐部の間に並列に配備されている。これらの電気部分巻線は、それぞれ制御巻線と磁気的に結合されている、即ち、各変成器アームに取り付けられている。
【００１３】
二つの負荷分岐部の半導体製切換ユニットのその時々の切換状態によって、これらの電気部分巻線を任意に断続することができる。
【００１４】
特に有利には、これらの電気部分巻線が異なる巻線数で構成される。一方の部分巻線が所定の数の巻線を有し、他方の電気部分巻線が、その倍数の巻線数を有する。
【００１５】
本発明の範囲内では、本発明によるタップ切換装置全体の中に構成された個別の半導体製切換ユニット及び電気部分巻線の数を変更することが可能である。
【００１６】
本発明によるタップ切換装置では、個別の部分巻線を所望の通り断続するための少数の構成部品だけで多くの電圧ステップを実現することが可能である。更に、本発明によるタップ切換装置では、個別の部分電圧を冗長的に発生させることが可能であり、実際の動作において決して避けられない個別の切換部品の故障時でも、それにも関わらず、実質的に制御を続行することができる。
【００１７】
以下において、図面に基づき、本発明を例示して更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるタップ切換装置の第一の実施構成図
【図２】第一の半導体製切換ユニットの構成図
【図３】第二の半導体製切換ユニットの構成図
【図４】第三の半導体製切換ユニットの構成図
【図５】本発明によるタップ切換装置の第二の実施構成図
【図６】図１に図示されたタップ切換装置の特別な巻線数の構成図
【図７】図５に図示されたタップ切換装置の特別な巻線数の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明による第一のタップ切換装置を図示している。端子Ｒの上方に有る制御巻線の固定の非制御部分と負荷導体ＬＡの間には、ここで説明するタップ切換装置が配置されている。それは、二つの並列の負荷分岐部１と２を備えている。第一の負荷分岐部１には、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．６が直列に結線された形で配備されている。第二の負荷分岐部２には、別の半導体製切換ユニットＳ２．１〜Ｓ２．６が同様に直列に結線された形で配備されている。この場合、第一の負荷分岐部１の一つの半導体製切換ユニットと第二の負荷分岐部２の一つの半導体製切換ユニットが、即ち、半導体製切換ユニットＳ１．１とＳ２．１、Ｓ１．２とＳ２．２〜Ｓ１．６とＳ２．６が、それぞれ対になって対向して配置されている。これらの対になって対向して配置された半導体製切換ユニットＳ１．１とＳ２．１、Ｓ１．２とＳ２．２〜Ｓ１．６とＳ２．６の間の各々には、制御巻線の部分巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３と電気ブリッジ部Ｂ１〜Ｂ３が、それぞれ交互に、二つの負荷分岐部１と２の間に並列に接続されている。図１には、一方の半導体製切換ユニットＳ１．１及びＳ２．１と他方の半導体製切換ユニットＳ１．２及びＳ２．２の間には、第一の部分巻線Ｗ１が接続され、一方の半導体製切換ユニットＳ１．２及びＳ２．２と他方の半導体製切換ユニットＳ１．３及びＳ２．３の間には、第一の電気ブリッジ部Ｂ１が接続され、一方の半導体製切換ユニットＳ１．３及びＳ２．３と他方の半導体製切換ユニットＳ１．４及びＳ２．４の間には、第二の部分巻線Ｗ２が接続されていることが図示されている。
【００２０】
図２は、半導体製スイッチとして、逆並列に結線されたサイリスタ対Ｓを備えた半導体切換ユニットを図示している。
【００２１】
図３は、二つの個別の半導体製スイッチＳａとＳｂの直列回路を備えた別の半導体切換ユニットを図示している。
【００２２】
図４は、四つの個別の半導体製スイッチＳａ〜Ｓｄの直列回路を備えた別の半導体切換ユニットを図示している。
【００２３】
これらの個別の半導体製スイッチは、この場合逆並列に結線されたサイリスタ対として例示されており、本発明の範囲内では、これ以外の周知の半導体製スイッチ、例えば、ＩＧＢＮＴも使用可能である。
【００２４】
図５は、本発明によるタップ切換装置の第二の実施構成を図示している。この場合、四つの特別な半導体製切換ユニットを備えた特別な切換構造グループＦＳが配備され、これらの第一の負荷分岐部１の直列の半導体製切換ユニットＳ１，７及びＳ１．８と第二の負荷分岐部２の直列の半導体製切換ユニットＳ２，７及びＳ２．８の間には、前述した通り、部分巻線Ｗ３が並列に配置されている。これらの特別な半導体製切換ユニットＳ１．７，Ｓ１．８，Ｓ２．７，Ｓ２．８は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により駆動することができ、そのため部分巻線Ｗ３の細かいステップでの断続が可能なＩＧＢＴである。本発明のこの実施構成では、部分巻線Ｗ１とＷ２は、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．４とＳ２．１〜Ｓ２．４の切換状態に応じて任意に断続される。部分巻線Ｗ３は、それを任意の比率で加算又は減算することができ、それによって、全体として無段階での特に細かい制御が可能となる。
【００２５】
図６は、図１のタップ切換装置の特に有利な巻線数の構成を図示している。個別の構成部品の位置は図１の図面と同じであるので、見易くするために符号を省略した。この場合、第一の部分巻線Ｗ１は、第三の部分巻線Ｗ３の９倍の巻線数を有し、第二の部分巻線Ｗ２は、第三の部分巻線Ｗ３の３倍の巻線数を有することが図示されている。従って、この図示された例では、三つの部分巻線Ｗ１〜Ｗ３を所望の通り断続することによって、全体として２７段階の電圧ステップを実現することができる。
【００２６】
例えば、本発明によるタップ切換装置では、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．６を閉鎖し、それに対して半導体製切換ユニットＳ２．１〜Ｓ２．６を開放することによって、中間位置「０」が得られる。それに対して冗長的な手法として、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．６を開放して、半導体製切換ユニットＳ２．１〜Ｓ２．６を閉鎖することもできる。この位置は（この位置だけでなく）、冗長的な手法で得られるものと規定できる。全ての部分巻線Ｗ１〜Ｗ３を同じ形態でスイッチオンした位置「１３」では、例えば、半導体製切換ユニットのＳ１．１を閉鎖し、Ｓ１．２を開放し、Ｓ１．３を閉鎖し、Ｓ１．４を開放し、Ｓ１．５を閉鎖し、Ｓ１．６を開放し、Ｓ２．１を開放し、Ｓ２．２を閉鎖し、Ｓ２．３を開放し、Ｓ２．４を閉鎖し、Ｓ２．５を開放し、Ｓ２．６を閉鎖した位置が得られる。
【００２７】
それに対応して切換電力を制御するために、例えば、図３と４に図示されている通り、個別の半導体製切換ユニットをそれぞれ複数の別個の半導体製スイッチの直列回路として構成することが有利である。
【００２８】
図７は、図５のタップ切換装置の同じく特に有利な巻線数の構成を図示している。個別の構成部品の位置は又もや図５の図面と同じであるので、ここでも見易くするために符号を省略した。この場合、第一の部分巻線Ｗ１は、第三の部分巻線Ｗ３の９倍の巻線数を有し、第二の部分巻線Ｗ２は、第三の部分巻線Ｗ３の３倍の巻線数を有することが図示されている。二つの部分巻線Ｗ１とＷ２を所望の通り断続するとともに、部分巻線Ｗ３を時間的に速く切り換えることによって、細かいステップでの制御が可能である。それに対応して切換電圧を制御するために、例えば、図３と４に図示されている通り、半導体製切換ユニットをそれぞれ複数の別個の半導体製スイッチの直列回路として構成することが有利である。
【００２９】
本発明の範囲内では、部分巻線Ｗ１〜Ｗ３と半導体製切換部品Ｓ１．１〜Ｓ２．８のこれ以外の巻線数も可能である。
【図１】
2014506733.tif 000003
【図２】
2014506733.tif 000004
【図３】
2014506733.tif 000005
【図４】
2014506733.tif 000006
【図５】
2014506733.tif 000007
【図６】
2014506733.tif 000008
【図７】
2014506733.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製切換部品を備えた電圧を制御するタップ切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、半導体製切換部品を備えた制御可能な変成器を既に記載している。その場合、二次巻線は、一定数の直列に結線された巻線グループと組み合わされた所定の数の制御巻線部分から構成され、各巻線グループは、二つ又は三つの並列に結線された制御巻線部分を有する。その場合、各制御巻線部分は、非接触式切換部品を備えている。この文献には、別の変化形態も記載されており、変成器の二次巻線が、直列に結線された制御巻線部分の一つのグループから構成され、各制御巻線部分は、四つの非接触式切換部品を備えている。その装置は、制御巻線部分の端子における電圧の方向を反転することが可能であり、任意選択として、制御巻線部分全体をバイパスすることも可能であるように構成されている。
【０００３】
特許文献２により、変成器の二次電圧を段階的に切り換えるための別の装置が周知である。この場合でも、二次巻線は、部分巻線にグループ化されており、同じくスイッチングのために半導体製切換部品を配備することができる。
【０００４】
特許文献３は、単巻変成器として構成されたタップ変成器と同様の形態のタップ切換装置の構成を記載している。この場合、同じく個々に互いに独立して切り換えることが可能な個別の巻線部分が配備されている。この装置では、制御巻線の固定タップの外に、追加の別個の巻線部分を断続することが可能である。
【０００５】
特許文献４により、無中断で負荷を切り換える別のタップ切換装置の異なる実施構成が周知であり、同じくサイリスタが切換部品としての役割を果たしている。この場合、逆並列に結線されたサイリスタ対を用いて、各タップ変成器の二次巻線の一部としてタップ巻線の異なる巻線部分を断続することが可能である。この文献では、限定された数の巻線タップが配備されている場合に、出来る限り細かいステップでの電圧制御を実現するために、二次電圧の中間値が得られるようにサイリスタを駆動する「ディスクリート・サークル・モジュレーション」と呼ばれる方法が更に提案されている。
【０００６】
これらの従来技術で周知の解決策では、半導体切換部品が、従来の機械式タップ切換装置における機械式選択アームの機能を実質的に果たしている。半導体製切換部品を用いて、制御巻線自体の個別の巻線タップを断続することができる。制御巻線を別個にスイッチオンできる部分巻線に分割することも可能である。
【０００７】
特許文献５により、二つの並列の負荷分岐部において、逆並列に結線されたサイリスタ対から構成される半導体切換部品が直列に結線されている、半導体切換部品により電圧を制御するタップ切換装置が既に知られている。その場合、対になって対向して配置された半導体製切換ユニットの間の各々には、制御巻線の部分巻線と電気ブリッジ部が、それぞれ交互に、二つの負荷分岐部の間に並列に接続されている。
【０００８】
非特許文献１から、パルス幅変調を用いて駆動可能な半導体切換部品をタップ切換装置で使用することを読み取ることができる。
【０００９】
このような従来技術では、回路部分の負担が大きく、半導体製切換部品の特別な調整が必要なことが欠点である。従来技術の別の欠点は、個別の半導体製切換部品が故障した場合に、制御が最早不可能となるか、或いは如何なる場合でも充分な制御が最早不可能となることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ドイツ特許公開第２２４８１６６号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第２５０８０１３号明細書
【特許文献３】ドイツ特許第１９７４７７１２号明細書
【特許文献４】国際特許公開第９５／２７９３１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，２２０，９１１号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】”Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ＰＷＭ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ＡＣ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ”，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｎｆｅｒｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，  １９９４  ｖｏｎ  Ｋａｒａｄｙ  Ｇ  Ｇ  ｅｔ  ａｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、簡単に構成された、半導体製切換部品を備えたタップ切換装置を提示することである。更に、拡張可能なモジュール構成を有するようにする。最後に、本発明によるタップ切換装置は、個別の切換部品が故障した場合でも、謂わば非常動作時でも、高い信頼性と精度での制御を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本課題は、請求項１に記載された特徴を有するタップ切換装置によって解決される。従属請求項は、本発明の特に有利な改善構成に関する。
【００１４】
本発明の全般的な技術思想は、タップ切換装置をモジュール式に構成して、制御巻線の異なる部分巻線を所望の通り断続することである。
【００１５】
本発明によるタップ切換装置は、それぞれ直列に結線された半導体製切換ユニットを備えた二つの並列の切換分岐部を備えている。第一の負荷分岐部の個別の半導体製切換ユニットと第二の負荷分岐部の個別の半導体製切換ユニットは、それぞれ対になって対向して配置されている。各負荷分岐部の二つの半導体製切換ユニットの間の各々には、制御巻線の電気部分巻線が、二つの負荷分岐部の間に並列に配備されている。これらの電気部分巻線は、それぞれ制御巻線と磁気的に結合されている、即ち、各変成器アームに取り付けられている。
【００１６】
二つの負荷分岐部の半導体製切換ユニットのその時々の切換状態によって、これらの電気部分巻線を任意に断続することができる。
【００１７】
特に有利には、これらの電気部分巻線が異なる巻線数で構成される。一方の部分巻線が所定の数の巻線を有し、他方の電気部分巻線が、その倍数の巻線数を有する。
【００１８】
本発明の範囲内では、本発明によるタップ切換装置全体の中に構成された個別の半導体製切換ユニット及び電気部分巻線の数を変更することが可能である。
【００１９】
本発明によるタップ切換装置では、個別の部分巻線を所望の通り断続するための少数の構成部品だけで多くの電圧ステップを実現することが可能である。更に、本発明によるタップ切換装置では、個別の部分電圧を冗長的に発生させることが可能であり、実際の動作において決して避けられない個別の切換部品の故障時でも、それにも関わらず、実質的に制御を続行することができる。
【００２０】
以下において、図面に基づき、本発明を例示して更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるタップ切換装置の第一の実施構成図
【図２】第一の半導体製切換ユニットの構成図
【図３】第二の半導体製切換ユニットの構成図
【図４】第三の半導体製切換ユニットの構成図
【図５】本発明によるタップ切換装置の第二の実施構成図
【図６】図１に図示されたタップ切換装置の特別な巻線数の構成図
【図７】図５に図示されたタップ切換装置の特別な巻線数の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明による第一のタップ切換装置を図示している。端子Ｒの上方に有る制御巻線の固定の非制御部分と負荷導体ＬＡの間には、ここで説明するタップ切換装置が配置されている。それは、二つの並列の負荷分岐部１と２を備えている。第一の負荷分岐部１には、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．６が直列に結線された形で配備されている。第二の負荷分岐部２には、別の半導体製切換ユニットＳ２．１〜Ｓ２．６が同様に直列に結線された形で配備されている。この場合、第一の負荷分岐部１の一つの半導体製切換ユニットと第二の負荷分岐部２の一つの半導体製切換ユニットが、即ち、半導体製切換ユニットＳ１．１とＳ２．１、Ｓ１．２とＳ２．２〜Ｓ１．６とＳ２．６が、それぞれ対になって対向して配置されている。これらの対になって対向して配置された半導体製切換ユニットＳ１．１とＳ２．１、Ｓ１．２とＳ２．２〜Ｓ１．６とＳ２．６の間の各々には、制御巻線の部分巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３と電気ブリッジ部Ｂ１〜Ｂ３が、それぞれ交互に、二つの負荷分岐部１と２の間に並列に接続されている。図１には、一方の半導体製切換ユニットＳ１．１及びＳ２．１と他方の半導体製切換ユニットＳ１．２及びＳ２．２の間には、第一の部分巻線Ｗ１が接続され、一方の半導体製切換ユニットＳ１．２及びＳ２．２と他方の半導体製切換ユニットＳ１．３及びＳ２．３の間には、第一の電気ブリッジ部Ｂ１が接続され、一方の半導体製切換ユニットＳ１．３及びＳ２．３と他方の半導体製切換ユニットＳ１．４及びＳ２．４の間には、第二の部分巻線Ｗ２が接続されていることが図示されている。
【００２３】
図２は、半導体製スイッチとして、逆並列に結線されたサイリスタ対Ｓを備えた半導体切換ユニットを図示している。
【００２４】
図３は、二つの個別の半導体製スイッチＳａとＳｂの直列回路を備えた別の半導体切換ユニットを図示している。
【００２５】
図４は、四つの個別の半導体製スイッチＳａ〜Ｓｄの直列回路を備えた別の半導体切換ユニットを図示している。
【００２６】
これらの個別の半導体製スイッチは、この場合逆並列に結線されたサイリスタ対として例示されており、本発明の範囲内では、これ以外の周知の半導体製スイッチ、例えば、ＩＧＢＮＴも使用可能である。
【００２７】
図５は、本発明によるタップ切換装置の第二の実施構成を図示している。この場合、四つの特別な半導体製切換ユニットを備えた特別な切換構造グループＦＳが配備され、これらの第一の負荷分岐部１の直列の半導体製切換ユニットＳ１，７及びＳ１．８と第二の負荷分岐部２の直列の半導体製切換ユニットＳ２，７及びＳ２．８の間には、前述した通り、部分巻線Ｗ３が並列に配置されている。これらの特別な半導体製切換ユニットＳ１．７，Ｓ１．８，Ｓ２．７，Ｓ２．８は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により駆動することができ、そのため部分巻線Ｗ３の細かいステップでの断続が可能なＩＧＢＴである。本発明のこの実施構成では、部分巻線Ｗ１とＷ２は、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．４とＳ２．１〜Ｓ２．４の切換状態に応じて任意に断続される。部分巻線Ｗ３は、それを任意の比率で加算又は減算することができ、それによって、全体として無段階での特に細かい制御が可能となる。
【００２８】
図６は、図１のタップ切換装置の特に有利な巻線数の構成を図示している。個別の構成部品の位置は図１の図面と同じであるので、見易くするために符号を省略した。この場合、第一の部分巻線Ｗ１は、第三の部分巻線Ｗ３の９倍の巻線数を有し、第二の部分巻線Ｗ２は、第三の部分巻線Ｗ３の３倍の巻線数を有することが図示されている。従って、この図示された例では、三つの部分巻線Ｗ１〜Ｗ３を所望の通り断続することによって、全体として２７段階の電圧ステップを実現することができる。
【００２９】
例えば、本発明によるタップ切換装置では、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．６を閉鎖し、それに対して半導体製切換ユニットＳ２．１〜Ｓ２．６を開放することによって、中間位置「０」が得られる。それに対して冗長的な手法として、半導体製切換ユニットＳ１．１〜Ｓ１．６を開放して、半導体製切換ユニットＳ２．１〜Ｓ２．６を閉鎖することもできる。この位置は（この位置だけでなく）、冗長的な手法で得られるものと規定できる。全ての部分巻線Ｗ１〜Ｗ３を同じ形態でスイッチオンした位置「１３」では、例えば、半導体製切換ユニットのＳ１．１を閉鎖し、Ｓ１．２を開放し、Ｓ１．３を閉鎖し、Ｓ１．４を開放し、Ｓ１．５を閉鎖し、Ｓ１．６を開放し、Ｓ２．１を開放し、Ｓ２．２を閉鎖し、Ｓ２．３を開放し、Ｓ２．４を閉鎖し、Ｓ２．５を開放し、Ｓ２．６を閉鎖した位置が得られる。
【００３０】
それに対応して切換電力を制御するために、例えば、図３と４に図示されている通り、個別の半導体製切換ユニットをそれぞれ複数の別個の半導体製スイッチの直列回路として構成することが有利である。
【００３１】
図７は、図５のタップ切換装置の同じく特に有利な巻線数の構成を図示している。個別の構成部品の位置は又もや図５の図面と同じであるので、ここでも見易くするために符号を省略した。この場合、第一の部分巻線Ｗ１は、第三の部分巻線Ｗ３の９倍の巻線数を有し、第二の部分巻線Ｗ２は、第三の部分巻線Ｗ３の３倍の巻線数を有することが図示されている。二つの部分巻線Ｗ１とＷ２を所望の通り断続するとともに、部分巻線Ｗ３を時間的に速く切り換えることによって、細かいステップでの制御が可能である。それに対応して切換電圧を制御するために、例えば、図３と４に図示されている通り、半導体製切換ユニットをそれぞれ複数の別個の半導体製スイッチの直列回路として構成することが有利である。
【００３２】
本発明の範囲内では、部分巻線Ｗ１〜Ｗ３と半導体製切換部品Ｓ１．１〜Ｓ２．８のこれ以外の巻線数も可能である。
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月27日(2013.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御巻線を有する制御変成器に半導体製切換部品を備えた、電圧を制御するタップ切換装置において、
このタップ切換装置が、制御巻線の固定の非制御部分と負荷導体（ＬＡ）の間に配置されており、
このタップ切換装置が、二つの並列の負荷分岐部（１，２）を備えており、
第一の負荷分岐部（１）には、半導体製切換ユニット（Ｓ１．１〜Ｓ１．６）が直列に結線された形で配備されており、
第二の負荷分岐部（２）には、別の半導体製切換ユニット（Ｓ２．１〜Ｓ２．６）が同じく直列に結線された形で配備されて、第一の負荷分岐部（１）の一つの半導体製切換ユニットと第二の負荷分岐部（２）の一つの半導体製切換ユニットが、それぞれ対になって対向して配置されており、
これらの対になって対向して配置された半導体製切換ユニット（Ｓ１．１，Ｓ２．１；Ｓ１．２，Ｓ２．２；〜；Ｓ１．６，Ｓ２．６）の間の各々には、制御巻線の部分巻線（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）と電気ブリッジ部（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）が、それぞれ交互に、二つの負荷分岐部（１，２）の間に並列に接続されており、
四つの半導体製切換ユニット（Ｓ１．７，Ｓ１．８，Ｓ２．７，Ｓ２．８）と一つの部分巻線（Ｗ３）がタップ切換装置の一つの切換構造グループ（ＦＳ）を構成して、その切換構造グループが、第一の負荷分岐部（１）の直列に結線された二つの半導体製切換ユニット（Ｓ１．７，Ｓ１．８）と第二の負荷分岐部（２）の直列に結線された二つの半導体製切換ユニット（Ｓ２．７，Ｓ２．８）を備え、それらの半導体製切換ユニットの間には、この一つの部分巻線（Ｗ３）がそれ以外の部分巻線（Ｗ２，Ｗ３）及び電気ブリッジ部（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）に対して並列に配置されており、
この切換構造グループ（ＦＳ）の半導体製切換ユニット（Ｓ１．７，Ｓ１．８；Ｓ２．７，Ｓ２．８）が、パルス幅変調により駆動可能であり、
タップ切換装置のこれらと別の半導体製切換ユニット（Ｓ１．１，Ｓ２．１；Ｓ１．２，Ｓ２．２；〜；Ｓ１．６，Ｓ２．６）が、逆並列に結線されたサイリスタ対から構成される、
タップ切換装置。
【請求項２】
当該の部分巻線（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）が異なる巻線数を有する請求項１に記載のタップ切換装置。
【請求項３】
当該の半導体製切換ユニット（Ｓ１．１〜Ｓ２．６）の中の少なくとも一つが、二つ以上の個別の半導体製スイッチの直列回路から構成される請求項１又は２に記載のタップ切換装置。
【国際調査報告】
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