(57)【要約】【課題】三相−単相変換回路であって、三相回路の電圧と単相回路の電圧とをそれぞれ独立して設定可能で、単相回路の負荷が変化しても、三相回路の出力電流が平衡となる電気回路、電気回路制御方法、電気回路装置を提供すること。【解決手段】端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路１５が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に可変誘導性インピーダンス回路１６が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス１６ａが接続されると共にこの端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器１７の一次巻線１７ｐが接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路１２が接続され、前記単相変圧器１７の二次巻線１７ｓに単相回路が接続されており、単相回路に接続された負荷１３が、力率１以下の進み負荷の範囲で変化する場合でも、三相回路の出力電流を平衡にすることができる。【選択図】　図１
2004104930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路が接続されると共にこの端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、
前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された
ことを特徴とする電気回路。
【請求項２】
端子Ｕ、Ｖ間に可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変誘導性インピーダンス回路が接続されると共にこの端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、
前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された
ことを特徴とする電気回路。
【請求項３】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路のいずれかが切換スイッチにより択一的に接続可能に設けられると共にこの端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、
前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された
ことを特徴とする電気回路。
【請求項４】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路が直列に接続されると共にこの端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、
前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された
ことを特徴とする電気回路。
【請求項５】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路が接続されると共にこれと並列に単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された相順がＵＶＷである三相回路から、前記単相変圧器の二次巻線に接続された単相回路に電力が供給されているとき、
前記単相変圧器の一次巻線の電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、無効電流分をＩ１ｑとし、前記第１の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｕｖ、前記可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬ、前記第２の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｗｕとし、これらの間に
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ
の関係が成立するように、前記第１の可変容量性インピーダンス回路、可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変容量性インピーダンス回路のインピーダンスを制御することを特徴とする電気回路制御方法。
【請求項６】
端子Ｕ、Ｖ間に可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変誘導性インピーダンス回路が接続されると共にこれと並列に単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された相順がＵＶＷである三相回路から、前記単相変圧器の二次巻線に接続された単相回路に電力が供給されているとき、
前記単相変圧器の一次巻線の電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、無効電流分をＩ１ｑとし、前記可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｕｖ、前記第１の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬ、前記第２の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬｗｕとし、これらの間に
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ
の関係が成立するように、前記可変容量性インピーダンス回路、第１の可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路のインピーダンスを制御することを特徴とする電気回路制御方法。
【請求項７】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路のいずれかが切換スイッチにより択一的に接続可能で、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された相順がＵＶＷである三相回路から、前記単相変圧器の二次巻線に接続された単相回路に電力が供給される場合、
前記切換スイッチは、前記単相回路が進み力率の場合は第２の可変容量性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続し、前記単相回路が遅れ力率の場合は第２の可変誘導性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続する
ことを特徴とする電気回路制御方法。
【請求項８】
単相変圧器の一次巻線の電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、無効電流分をＩ１ｑとし、前記第１の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｕｖ、前記第１の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬ、前記第２の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｗｕ、前記第２の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬｗｕとし、
切換スイッチが、第２の可変容量性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続したときは
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ
切換スイッチが、第２の可変誘導性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続したときは
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ
の関係がそれぞれ成立するように、前記第１の可変容量性インピーダンス回路、第１の可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変容量性インピーダンス回路又は第２の可変誘導性インピーダンス回路のインピーダンスを制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の電気回路制御方法。
【請求項９】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路が直列に接続されると共に、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された相順がＵＶＷである三相回路から、前記単相変圧器の二次巻線に接続された単相回路に電力が供給されるとき、
前記単相変圧器の一次巻線の電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、無効電流分をＩ１ｑとし、前記第１の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｕｖ、前記第１の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬ、前記第２の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｗｕ、前記第２の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬｗｕとし、
単相回路の負荷が容量性負荷のときは、
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ
ＩＬｗｕ＝０
単相回路の負荷が誘導性負荷の場合は
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＣｗｕ＝０
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ
の関係がそれぞれ成立するように、前記第１の可変容量性インピーダンス回路、第１の可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変容量性インピーダンス回路又は第２の可変誘導性インピーダンス回路のインピーダンスを制御する
ことを特徴とする電気回路制御方法。
【請求項１０】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスが接続されると共にこの端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された電気回路と、
前記単相回路の有効電力を検出する有効電力検出手段および同単相回路の無効電力を検出する無効電力検出手段と、
前記有効電力検出手段で検出した有効電力から、前記三相回路が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する補償量演算手段と、
前記第１の可変容量性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように第１の可変容量性インピーダンス回路の制御量を決定するＵ、Ｖ間制御量決定手段と、
前記可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＶ、Ｗ間制御量決定手段と、
前記第２の可変容量性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記無効電力検出手段で検出した値となるように第２の可変容量性インピーダンス回路の制御量を決定するＷ、Ｕ間制御量決定手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出する電圧検出手段および検出されたＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する位相検出手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された前記各可変インピーダンス回路に対応して設けられ、前記位相検出手段からＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ入力し、対応する端子間電圧の位相に基づき、前記各可変インピーダンス回路を、前記Ｕ、Ｖ間制御量決定手段、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段で決定された制御量に制御するＵ、Ｖ間制御手段、Ｖ、Ｗ間制御手段、Ｗ、Ｕ間制御手段と、
を備えたことを特徴とする電気回路装置。
【請求項１１】
端子Ｕ、Ｖ間に可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変誘導性インピーダンスが接続されると共に、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された電気回路と、
前記単相回路の有効電力を検出する有効電力検出手段および同単相回路の無効電力を検出する無効電力検出手段と、
前記有効電力検出手段で検出した有効電力から、前記三相回路が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する補償量演算手段と、
前記可変容量性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように可変容量性インピーダンス回路の制御量を決定するＵ、Ｖ間制御量決定手段と、
前記第１の可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように第１の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＶ、Ｗ間制御量決定手段と、
前記第２の可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記無効電力検出手段で検出した値となるように第２の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＷ、Ｕ間制御量決定手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出する電圧検出手段および検出されたＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する位相検出手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された前記各可変インピーダンス回路に対応して設けられ、前記位相検出手段からＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ入力し、対応する端子間電圧の位相に基づき、前記各可変インピーダンス回路を、前記Ｕ、Ｖ間制御量決定手段、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段で決定された制御量に制御するＵ、Ｖ間制御手段、Ｖ、Ｗ間制御手段、Ｗ、Ｕ間制御手段と、
を備えたことを特徴とする電気回路装置。
【請求項１２】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路のいずれかが切換スイッチにより択一的に接続可能に設けられると共に、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された電気回路と、
前記単相回路の有効電力を検出する有効電力検出手段および同単相回路の無効電力を検出する無効電力検出手段と、
前記有効電力検出手段で検出した有効電力から、前記三相回路が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する補償量演算手段と、
前記第１の可変容量性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように第１の可変容量性インピーダンス回路の制御量を決定するＵ、Ｖ間制御量決定手段と、
前記第１の可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように第１の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＶ、Ｗ間制御量決定手段と、
前記切換スイッチにより端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路または第２の可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記無効電力検出手段で検出した値となるように前記第２の可変容量性インピーダンス回路または第２の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＷ、Ｕ間制御量決定手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出する電圧検出手段および検出されたＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する位相検出手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された前記各可変インピーダンス回路に対応して設けられ、前記位相検出手段からＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ入力し、対応する端子間電圧の位相に基づき、前記各可変インピーダンス回路を、前記Ｕ、Ｖ間制御量決定手段、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段で決定された制御量に制御するＵ、Ｖ間制御手段、Ｖ、Ｗ間制御手段、Ｗ、Ｕ間制御手段と、
を備えたことを特徴とする電気回路装置。
【請求項１３】
無効電力検出手段によって検出された無効電力から、単相回路の負荷が無効電力を供給する負荷か無効電力を消費する負荷かを判断する負荷判断手段を有し、
切換スイッチは、前記負荷判断手段により、無効電力を供給する負荷と判断された場合、第２の可変容量性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続させ、無効電力を消費する負荷と判断した場合は第２の可変誘導性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続させる
ことを特徴とする請求項１２に記載の電気回路装置。
【請求項１４】
端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に第１の可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路が直列に接続されると共に、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された電気回路と、
前記単相回路の有効電力を検出する有効電力検出手段および同単相回路の無効電力を検出する無効電力検出手段と、
前記有効電力検出手段で検出した有効電力から、前記三相回路が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する補償量演算手段と、
前記第１の可変容量性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように第１の可変容量性インピーダンス回路の制御量を決定するＵ、Ｖ間制御量決定手段と、
前記第１の可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように第１の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＶ、Ｗ間制御量決定手段と、
前記直列接続された第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記無効電力検出手段で検出した値となるように前記第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＷ、Ｕ間制御量決定手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出する電圧検出手段および検出されたＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する位相検出手段と、
前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された前記各可変インピーダンス回路に対応して設けられ、前記位相検出手段からＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ入力し、対応する端子間電圧の位相に基づき、前記各可変インピーダンス回路を、前記Ｕ、Ｖ間制御量決定手段、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段で決定された制御量に制御するＵ、Ｖ間制御手段、Ｖ、Ｗ間制御手段、Ｗ、Ｕ間制御手段と、
を備えたことを特徴とする電気回路装置。
【請求項１５】
可変容量性インピーダンス回路および可変誘導性インピーダンス回路は、容量性インピーダンス又は誘導性インピーダンスと電流制御回路とを直列接続したものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の電気回路。
【請求項１６】
可変容量性インピーダンス回路および可変誘導性インピーダンス回路は、容量性インピーダンス又は誘導性インピーダンスと電流制御回路とを直列接続したものであることを特徴とする請求項１０、請求項１１、請求項１２のいずれかに記載の電気回路装置。
【請求項１７】
可変容量性インピーダンス回路および可変誘導性インピーダンス回路は、容量性インピーダンス又は誘導性インピーダンスと電流制御回路とを並列接続したものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４のいずれかに記載の電気回路。
【請求項１８】
可変容量性インピーダンス回路および可変誘導性インピーダンス回路は、容量性インピーダンス又は誘導性インピーダンスと電流制御回路とを並列接続したものであることを特徴とする請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１４のいずれかに記載の電気回路装置。
【請求項１９】
電流制御回路としてサイリスタを用い、Ｕ、Ｖ間制御量決定手段、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段が決定する制御量は対応するサイリスタの点弧角であることを特徴とする請求項１６、請求項１８のいずれかに記載の電気回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三相回路と単相回路とを連結する電気回路およびその電気回路制御方法並びに電気回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、商用周波数単相交流方式を採用する交流電気鉄道では、三相電力系統から大容量の単相電力を受電するが、この際、電力系統の不平衡を低減するため、スコット結線変圧器等が用いられている。しかし、スコット結線変圧器は、本質的に三相−二相変換用の変圧器であるため、そのＭ座変圧器およびＴ座変圧器の二次巻線は互いに９０゜の位相差を有している。このため、これらＭ座変圧器およびＴ座変圧器の二次巻線を直列接続しても単相三線方式として利用することができない。
【０００３】
また、Ｍ座、Ｔ座変圧器の各二次側に、それぞれ負荷容量と力率が同一である単相負荷を接続した場合のみ三相側の電流が平衡する。このため、単相負荷をＭ座、Ｔ座両変圧器の各二次側に振り分ける必要がある。
【０００４】
このように、スコット結線変圧器は、三相回路と単相回路とを連結する電気回路としては使い難い面がある。
【０００５】
一方、三相回路と単相回路とを連結する回路として、図１６に示すスタインメッツ回路１が知られている。このスタインメッツ回路１は、相順がＵＶＷである三相電源（三相回路）２のＵ相、Ｖ相間にコンデンサ３を接続し、Ｖ相、Ｗ相間にリアクトル４を接続し、Ｗ相、Ｕ相間に抵抗（単相回路）５を接続した回路構成になっている。そして、上記コンデンサ３、リアクトル４、抵抗５の各インピーダンスを適切な値に設定することにより、三相回路に流れる相電流を平衡電流とすることができる。
【０００６】
図１７（ａ）（ｂ）は、このスタインメッツ回路１の三相平衡時における電圧ベクトルおよび電流ベクトルを示している。同図（ａ）において、ＥＵ、ＥＶ、ＥＷは三相回路の相電圧ベクトルである。また、同図（ｂ）において、ＩＣ、ＩＬ、ＩＲ、ＩＵ、ＩＶ、ＩＷは、それぞれ図１６で示した向きを基準の向きとする電流ベクトルを示している。
【０００７】
このスタインメッツ回路１は、本質的に三相−単相変換用の回路であるため、スコット結線変圧器と異なり、単相負荷である抵抗５を２つに分割する（振り分ける）必要はない。しかし、三相電源２の出力電圧と抵抗５に印加される電圧とをそれぞれ独立して決めることができない。このため、その適用範囲はごく限られたものとなっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のスコット結線変圧器やスタインメッツ回路では三相−単相変換回路として充分ではなく、三相回路の電圧と単相回路の電圧を独立して設定できなかったり、単相回路の負荷が変化すると三相回路の出力電流が不平衡になるなど、改善すべき問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、三相−単相変換回路であって、三相回路の電圧と単相回路の電圧とをそれぞれ独立して設定可能で、単相回路の負荷が変化しても、三相回路の出力電流が平衡となる電気回路、電気回路制御方法、電気回路装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による電気回路は、端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスが接続されると共に、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された　ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による電気回路は、端子Ｗ、Ｕ間に、第２の可変容量性インピーダンス回路に代って、第２の可変誘導性インピーダンス回路を接続してもよい。
【００１２】
また、本発明による電気回路は、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路のいずれかが切換スイッチにより択一的に接続されるように構成してもよい。
【００１３】
さらに、本発明による電気回路は、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路を直列に接続してもよい。
【００１４】
本発明による電気回路制御方法は、端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスが接続されると共に、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された相順がＵＶＷである三相回路から、前記単相変圧器の二次巻線に接続された単相回路に電力が供給されているとき、前記単相変圧器の一次巻線の電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、無効電流分をＩ１ｑとし、前記第１の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｕｖ、前記可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬ、前記第２の可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｗｕとし、これらの間に
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ
の関係が成立するように、前記第１の可変容量性インピーダンス回路、可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変容量性インピーダンス回路のインピーダンスを制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による電気回路制御方法は、端子Ｗ、Ｕ間に、第２の可変容量性インピーダンス回路に代って第２の可変誘導性インピーダンス回路が接続されたときは、前記単相変圧器の一次巻線の電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、無効電流分をＩ１ｑとし、前記可変容量性インピーダンス回路の電流をＩＣｕｖ、前記第１の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬ、前記第２の可変誘導性インピーダンス回路の電流をＩＬｗｕとし、これらの間に
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ
の関係が成立するように、前記可変容量性インピーダンス回路、第１の可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路のインピーダンスを制御する。
【００１６】
また、本発明による電気回路制御方法は、端子Ｗ、Ｕ間に、第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路のいずれかが切換スイッチにより択一的に接続可能としてもよく、この場合、前記切換スイッチは、前記単相回路が進み力率の場合は第２の可変容量性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続し、前記単相回路が遅れ力率の場合は第２の可変誘導性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続する。
【００１７】
また、本発明による電気回路制御方法は、切換スイッチが、第２の可変容量性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続したときは
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ
切換スイッチが、第２の可変誘導性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続したときは
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ
の関係がそれぞれ成立するように、前記第１の可変容量性インピーダンス回路、第１の可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変容量性インピーダンス回路又は第２の可変誘導性インピーダンス回路のインピーダンスを制御する。
【００１８】
さらに、本発明による電気回路制御方法は、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路が直列に接続された場合、単相回路の負荷が容量性負荷のときは、
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ
ＩＬｗｕ＝０
単相回路の負荷が誘導性負荷の場合は
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ
ＩＣｗｕ＝０
の関係がそれぞれ成立するように、前記第１の可変容量性インピーダンス回路、第１の可変誘導性インピーダンス回路および第２の可変容量性インピーダンス回路又は第２の可変誘導性インピーダンス回路のインピーダンスを制御する。
【００１９】
本発明による電気回路装置は、端子Ｕ、Ｖ間に第１の可変容量性インピーダンス回路が接続され、端子Ｖ、Ｗ間に可変誘導性インピーダンス回路が接続され、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスが接続されると共に、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器の一次巻線が接続され、前記端子Ｕ、Ｖ、Ｗに相順がＵＶＷである三相回路が接続され、前記単相変圧器の二次巻線に単相回路が接続された電気回路と、前記単相回路の有効電力を検出する有効電力検出手段および同単相回路の無効電力を検出する無効電力検出手段と、前記有効電力検出手段で検出した有効電力から、前記三相回路が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する補償量演算手段と、前記第１の可変容量性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように第１の可変容量性インピーダンス回路の制御量を決定するＵ、Ｖ間制御量決定手段と、前記可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記補償量演算手段により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するＶ、Ｗ間制御量決定手段と、前記第２の可変容量性インピーダンス回路の無効電力補償量が、前記無効電力検出手段で検出した値となるように第２の可変容量性インピーダンス回路の制御量を決定するＷ、Ｕ間制御量決定手段と、前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出する電圧検出手段および検出されたＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する位相検出手段と、前記端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された前記各可変インピーダンス回路に対応して設けられ、前記位相検出手段からＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ入力し、対応する端子間電圧の位相に基づき、前記各可変インピーダンス回路を、前記Ｕ、Ｖ間制御量決定手段、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段で決定された制御量に制御するＵ、Ｖ間制御手段、Ｖ、Ｗ間制御手段、Ｗ、Ｕ間制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明による電気回路装置は、端子Ｗ、Ｕ間に、第２の可変容量性インピーダンス回路に代って第２の可変誘導性インピーダンスを接続した電気回路を有し、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段として、第２の可変誘導性インピーダンス回路の無効電力補償量が、無効電力検出手段で検出した値となるように第２の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するように構成してもよい。
【００２１】
また、本発明による電気回路装置は、端子Ｗ、Ｕ間に、第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路のいずれかが切換スイッチにより択一的に接続可能な電気回路を有し、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段として、切換スイッチにより端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路または第２の可変誘導性インピーダンス回路による無効電力補償量が、無効電力検出手段で検出した値となるように前記第２の可変容量性インピーダンス回路または第２の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するように構成してもよい。
【００２２】
また、本発明による電気回路装置は、無効電力検出手段によって検出された無効電力から単相回路の負荷が無効電力を供給する負荷か無効電力を消費する負荷かを判断する負荷判断手段を有し、切換スイッチは、前記負荷判断手段により、無効電力を供給する負荷と判断された場合、第２の可変容量性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続させ、無効電力を消費する負荷と判断した場合は第２の可変誘導性インピーダンス回路を端子Ｗ、Ｕ間に接続させるように構成してもよい。
【００２３】
さらに、本発明による電気回路装置は、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンスおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路が直列に接続された電気回路を有し、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段として、直列接続された第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路による無効電力補償量が、前記無効電力検出手段で検出した値となるように前記第２の可変容量性インピーダンス回路および第２の可変誘導性インピーダンス回路の制御量を決定するものを用いてもよい。
【００２４】
また、本発明による電気回路および電気回路装置に用いる可変容量性インピーダンス回路および可変誘導性インピーダンス回路には、容量性インピーダンス又は誘導性インピーダンスと電流制御回路とを直列接続したものを用いるとよい。
【００２５】
また、この可変容量性インピーダンス回路および可変誘導性インピーダンス回路には、容量性インピーダンス又は誘導性インピーダンスと電流制御回路とを並列接続したものを用いてもよい。
【００２６】
さらに、電流制御回路としてサイリスタを用い、Ｕ、Ｖ間制御量決定手段、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段が決定する制御量を、対応するサイリスタの点弧角としてもよい。
【００２７】
これらの発明では、単相回路に接続された負荷が、力率１以下の進み負荷（容量性負荷）、或いは力率１以下の遅れ負荷（誘導性負荷）の範囲で変化する場合でも、三相回路の出力電流を平衡にすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１（ａ）は、三相回路に単相回路を接続する変換回路の電気的構成を示している。この変換回路（電気回路に相当）１１ａは、三相電源（三相回路に相当）１２により生成された三相電力を単相電力に変換し、それを単相負荷（単相回路、単相負荷回路に相当）１３に供給するものである。
【００３０】
三相電源１２は、分散型電源などによる、三相電圧（例えば、４００Ｖ系）を出力する電源である。また、単相負荷１３は、ここでは力率が１以下の進み負荷（容量性負荷）とする。
【００３１】
変換回路１１ａの、端子Ｕ、Ｖ間には第１の可変容量性インピーダンス回路１４が接続され、端子Ｖ、Ｗ間には可変誘導性インピーダンス回路１５が接続され、端子Ｗ、Ｕ間には第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａが接続されている。また、この端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器１７の一次巻線１７ｐが接続されている。
【００３２】
変換回路１１ａの端子Ｕ、Ｖ、Ｗには、相順がＵＶＷの三相電圧を出力する三相電源１２が接続されている。また、単相変圧器１７の二次巻線１７ｓには、上述した単相負荷（容量性負荷）１３が接続されている。
【００３３】
図１（ｂ）は、上述した各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ａの構成例を示している。すなわち、第１の可変容量性インピーダンス回路１４としては、容量性インピーダンス１４ａと電流制御回路（例えば、サイリスタ：以下、サイリスタとして説明する）１４ｂとを直列接続したものを用いる。また、可変誘導性インピーダンス回路１５には、誘導性インピーダンス１５ａと電流制御回路１５ｂとを直列接続したものを用いる。さらに、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａには、容量性インピーダンス１６ｃと電流制御回路１６ｄとを直列接続したものを用いる。
【００３４】
図２（ａ）は上記変換回路１１ａにおける電圧ベクトルを示し、図２（ｂ）は同変換回路１１ａにおける進み（容量性）負荷時の電流ベクトルを示している。
【００３５】
以下の説明および図１、図２において用いる主なベクトル記号は次のとおりであり、その正方向（基準方向）は図１で示したとおりである。また、以下の説明では、便宜上、各記号をベクトルのみならずスカラー量（電圧値、電流値）を示すためにも用いている。
【００３６】
Ｅｕ：三相電源１２のＵ相の相電圧ベクトル
Ｅｖ：三相電源１２のＶ相の相電圧ベクトル
Ｅｗ：三相電源１２のＷ相の相電圧ベクトル
Ｅｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｖｗ：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の線間電圧ベクトル
Ｉｕ：三相電源１２のＵ相の電流ベクトル
Ｉｖ：三相電源１２のＶ相の電流ベクトル
Ｉｗ：三相電源１２のＷ相の電流ベクトル
ＩＣｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトル
ＩＬ　：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトル
ＩＣｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の可変容量性インピーダンス回路１６ａの電流ベクトル
Ｉ１：単相変圧器１７の一次巻線１７ｐの電流ベクトル
Ｉ２：単相変圧器１７の二次巻線１７ｓの電流ベクトル
図２（ｂ）において、端子Ｕ、Ｖ間に接続された第１の可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトルＩＣｕｖは、電圧ベクトルＥｕｖに対して、図示のように、９０゜進んだベクトルとなる。また、端子Ｖ、Ｗ間に接続された可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトルＩＬは、電圧ベクトルＥｖｗに対して９０゜遅れたベクトルとなる。さらに、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａの電流ベクトルＩＣｗｕは、電圧ベクトルＥｗｕに対し９０゜進んだベクトルとなる。
【００３７】
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、それぞれ以下の（１）式、（２）式、（３）式により定まる。
【００３８】
Ｉｕ＝ＩＣｕｖ＋ＩＣｗｕ−Ｉ１　　　　・・・（１）
Ｉｖ＝ＩＬ−ＩＣｕｖ　　　　　　　　・・・（２）
Ｉｗ＝Ｉ１−ＩＬ−ＩＣｗｕ　　　　　　・・・（３）
ここで、三相電源１２が単相負荷１３に電力を供給している状態において、電流Ｉ１の有効電流分（電圧ベクトルＥｗｕと同方向の成分）をＩ１ｄ、同Ｉ１の無効電流分（電圧ベクトルＥｗｕと直角の成分）Ｉ１ｑとすると、電流ＩＣｕｖ、ＩＬ、ＩＣｗｕ（いずれも電流値）との間に、以下に示す（４）式、（５）式の関係が成立するように、電源周波数における第１の可変容量性インピーダンス回路１４、可変誘導性インピーダンス回路１５、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａのインピーダンスを制御する。
【００３９】
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　・・・（４）
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ　　　　　　　　　　　　　　・・・（５）
各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ａのインピーダンスを（４）式、（５）式が成立するように制御すると、図２（ｂ）に示す電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗの大きさ（電流値）はすべて等しくなり、その向きはそれぞれ相電圧ベクトルＥｕ、Ｅｖ、Ｅｗの向きと一致する。すなわち、三相電源１２の力率は１となり、かつ、三相電源１２の電流は完全な平衡三相電流となる。
【００４０】
次に、上記制御方法を計算機等により実現する場合の装置構成を図７を用いて説明する。
【００４１】
図７において、２１は有効電力検出手段、５１は無効電力検出手段で、これらは、図１で示した単相回路における単相負荷１３の有効電力或いは無効電力を検出する。
【００４２】
３１は補償量演算手段で、有効電力検出手段２１で検出した有効電力から、三相回路１２が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する。
【００４３】
４１はＵ、Ｖ間制御量決定手段で、第１の可変容量性インピーダンス回路１４の無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように第１の可変容量性インピーダンス回路１４の制御量（ここでは、電流制御回路１４ｂを構成するサイリスタの点弧角とする）を決定する。
【００４４】
４２はＷ、Ｕ間制御量決定手段で、可変誘導性インピーダンス回路１５の無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように可変誘導性インピーダンス回路１５の制御量（同じく電流制御回路１５ｂを構成するサイリスタの点弧角とする）を決定する。
【００４５】
４３はＷ、Ｕ間制御量決定手段で、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａの無効電力補償量が、無効電力検出手段５１で検出した値となるように第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａの制御量（同じく電流制御回路１６ｄを構成するサイリスタの点弧角とする）を決定する。
【００４６】
６１は電圧検出手段で、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出する。６２は位相検出手段で、電圧検出手段６１によって検出されたＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する。
【００４７】
７１はＵ、Ｖ間制御手段、７２はＶ、Ｗ間制御手段、７３はＷ、Ｕ間制御手段で、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａに対応して設けられ、これら各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａを、Ｕ、Ｖ間制御量決定手段４１、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段４２、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３で決定された制御量に制御する。この制御に当っては、位相検出手段６２からＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ入力し、対応する端子間電圧の位相に基づいて制御を行なう。
【００４８】
ここでは、各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａの電流制御回路１４ｂ、１５ｂ、１６ｄとしてサイリスタを用いており、各制御量決定手段４１、４２、４３で決定された制御量は対応するサイリスタの点弧角なので、各制御手段７１、７２、７３は対応する端子間電圧の位相に基づき、その位相が、対応する点弧角になったときにサイリスタを点呼するためのパルスを出力する。
【００４９】
上述した各手段は、図示しない計算機により、記録媒体に格納された処理プログラムと各種データとを用いて実行される。
【００５０】
次に、作用を図１０のフローチャートを参照しながら説明する。すなわち、後述する説明に、図１０のステップ番号を（　）書きして対応させている。
【００５１】
上記構成において、処理が開始されると（Ｓ１）、有効電力検出手段２１は、一般的な電気回路の有効電力検出方法により、単相負荷１３の有効電力量ＰＬを検出する（Ｓ２１）。無効電力検出手段５１も、一般的な電気回路の無効電力検出方法により、単相負荷１３の無効電力量ＱＬを検出する（Ｓ３１）。
【００５２】
検出された有効電力量ＰＬは補償量演算手段３１に送られる。この補償量演算手段３１は、以下に示す（６）式、（７）式により、有効分電流Ｉ１ｄおよび端子Ｕ、Ｖ間の第１可変容量性インピーダンス回路１４による補償量Ｑｕｖと、端子Ｖ、Ｗ間の可変誘導性インピーダンス回路１５による補償量Ｑｖｗを算出する（Ｓ２２）。ここで、三相回路の定格線間電圧をＥとする。
【００５３】
Ｉ１ｄ＝ＰＬ／Ｅ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）
Ｑｕｖ＝Ｑｖｗ＝Ｅ×Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　　　　・・・（７）
このようにして求められた補償量ＱｕｖはＵ、Ｖ間制御量決定手段４１に送られ、また、補償量ＱｖｗはＶ、Ｗ間制御量決定手段４２に送られる。
【００５４】
また、無効電力検出手段５１で検出された無効電力ＱＬは、端子Ｗ、Ｕ間に設けられた第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａによる補償量Ｑｗｕとなって（Ｓ３２）Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３に送られる。
【００５５】
各制御量決定手段４１、４２、４３では、入力された補償量Ｑｕｖ、Ｑｖｗ、Ｑｗｕを得るための制御量（対応するサイリスタの点弧角）を決定し出力する。このために、各制御量決定手段４１、４２、４３では、図１４（ａ）（ｂ）（Ｃ）で示すように、予め補償量Ｑｕｖ、Ｑｖｗ、Ｑｗｕの大きさに対応して、サイリスタの点弧角αｕｖ、αｖｗ、αｗｕの大きさを定めたテーブル４１ｔ、４２ｔ、４３ｔを用意しておく。そして、補償量演算手段３１および無効電力検出手段５１から送られてきた補償量Ｑｕｖ、Ｑｖｗ、Ｑｗｕに対する点弧角αｕｖ、αｖｗ、αｗｕを抽出して（Ｓ２３）（Ｓ３３）、対応する制御手段７１、７２、７３に出力する。
【００５６】
電圧検出手段６１では、一般的な電気回路の電圧検出方法により端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧瞬時値ｅｕｖを検出（Ｓ４１）して、これを位相検出手段６２に送る。位相検出手段６２は、電圧検出手段６１から送られてきた電圧瞬時値ｅｕｖから、位相検出装置（ＰＬＬ）等を用いて、端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖを検出する（Ｓ４２）。また、以下に示す（８）式、（９）式により、端子Ｖ、Ｗ間の線間電圧位相θｖｗと端子Ｗ、Ｕ間の線間電圧位相θｗｕを算出する（Ｓ４３）。
【００５７】
θｖｗ＝θｕｖ−１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（８）
θｗｕ＝θｕｖ＋１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（９）
このようにして求められた各線間電圧位相θｕｖ、θｖｗ、θｗｕは対応する制御手段７１、７２、７３に出力される。
【００５８】
Ｕ、Ｖ間制御手段７１は、対応するＵ、Ｖ間制御量決定手段４１から送られてきた点弧角（制御量）αｕｖと位相検出手段６２から送られてきた端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖとが一致（αｕｖ＝θｕｖ）したとき（Ｓ５１）、点弧パルスを出力し、対応する電流制御回路１４ｂのサイリスタを点呼する（Ｓ６１）。
【００５９】
以下、同様に、Ｖ、Ｗ間制御手段７２は点弧角（制御量）αｖｗと対応する線間電圧位相θｖｗとが一致（αｖｗ＝θｖｗ）したとき（Ｓ５２）、対応する電流制御回路１５ｂのサイリスタを点呼し（Ｓ６２）、Ｗ、Ｕ間制御手段７３は点弧角（制御量）αｗｕと対応する線間電圧位相θｗｕとが一致（αｗｕ＝θｗｕ）したとき（Ｓ５３）、対応する電流制御回路１６ｄのサイリスタを点呼する（Ｓ６３）。そして、これら点弧完了後、制御を停止し（Ｓ７）、処理を終了する（Ｓ８）。
【００６０】
なお、単相負荷１３の力率が１のときは、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａが非道通となるように、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３で点弧角αｗｕを設定すればよい。
【００６１】
この実施の形態によれば、変換回路１１ａは、スコット結線変圧器等とは異なる、本質的な三相から単相への変換回路となる。このため、スコット結線変圧器を用いた場合のように単相負荷を２つに分割して（振り分けて）接続する必要がなく、単一の単相負荷１３が接続された状態で三相電源１２に完全に平衡した三相電流を流すことができる。したがって、三相電源１２が不平衡電流を流せない場合でも、この変換回路１１ａを適用することができる。
【００６２】
また、単相変圧器１７を三相電源１２から絶縁でき、単相変圧器１７の変圧比に応じて三相電源１２の電圧と単相負荷１３の電圧とをそれぞれ独立して設定可能となる。
【００６３】
さらに、単相変圧器１７の利用率は１００％であるため、例えば変圧器をＶ結線や逆Ｖ結線として使用する場合に比べて小形化、高効率化を図れる。しかも、構成が簡単であるため、他の変換回路に比べコストを提げることができる。
【００６４】
さらに、前述した制御を行なうことで、単相負荷１３の状態が、力率が１以下の進み（容量性）負荷の範囲で変化しても、三相回路１２の出力電流を平衡に制御することができる。
【００６５】
次に、図３で示す電気回路を用いた実施の形態を説明する。
【００６６】
図３（ａ）は、三相回路に単相回路を接続する変換回路１１ｂを示している。この変換回路（電気回路に相当）１１ｂも、三相電源（三相回路に相当）１２により生成された三相電力を単相電力に変換し、それを単相負荷（単相回路、単相負荷回路に相当）１３に供給する。
【００６７】
この変換回路１１ｂでは、単相負荷１３が、力率１以下の遅れ負荷（誘導性負荷）であり、これに対応して、端子Ｕ、Ｗ間に、可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを接続したことを特徴としている。
【００６８】
すなわち、変換回路１１ｂの、端子Ｕ、Ｖ間には可変容量性インピーダンス回路１４が接続され、端子Ｖ、Ｗ間には第１の可変誘導性インピーダンス回路１５が接続され、端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器１７の一次巻線１７ｐが接続されている。ここまでは図１と同じであるが、端子Ｗ、Ｕ間には、図１とは異なり、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを接続している。
【００６９】
この変換回路１１ｂの端子Ｕ、Ｖ、Ｗには、相順がＵＶＷの三相電圧を出力する三相電源１２が接続されている。また、単相変圧器１７の二次巻線１７ｓには、上述した単相負荷（誘導性負荷）１３が接続されている。
【００７０】
図３（ｂ）は、上述した各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ｂの構成例を示している。すなわち、可変容量性インピーダンス回路１４としては、容量性インピーダンス１４ａと電流制御回路（例えば、サイリスタ）１４ｂとを直列接続し、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５および第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂには、誘導性インピーダンス１５ａ、１６ｅと電流制御回路１５ｂ、１６ｆとを直列接続したものを用いている。
【００７１】
図４（ａ）は上記変換回路１１ｂにおける電圧ベクトルを示し、図４（ｂ）は同変換回路１１ａにおける遅れ（誘導性）負荷時の電流ベクトルを示している。
【００７２】
以下の説明および図３、図４において用いる主なベクトル記号は次のとおりであり、その正方向（基準方向）は図３で示したとおりである。また、以下の説明では、便宜上、各記号をベクトルのみならずスカラー量を示すためにも用いている。
【００７３】
Ｅｕ：三相電源１２のＵ相の相電圧ベクトル
Ｅｖ：三相電源１２のＶ相の相電圧ベクトル
Ｅｗ：三相電源１２のＷ相の相電圧ベクトル
Ｅｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｖｗ：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の線間電圧ベクトル
Ｉｕ：三相電源１２のＵ相の電流ベクトル
Ｉｖ：三相電源１２のＶ相の電流ベクトル
Ｉｗ：三相電源１２のＷ相の電流ベクトル
ＩＣｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトル
ＩＬ　：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトル
ＩＬｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの電流ベクトル
Ｉ１：単相変圧器１７の一次巻線１７ｐの電流ベクトル
Ｉ２：単相変圧器１７の二次巻線１７ｓの電流ベクトル
図４（ｂ）において、可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトルＩＣｕｖは、図２と同様に、電圧ベクトルＥｕｖに対して９０゜進んだベクトルとなり、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトルＩＬは、同じく電圧ベクトルＥｖｗに対して９０゜遅れたベクトルとなる。これに対し、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの電流ベクトルＩＬｗｕは、電圧ベクトルＥｗｕに対し９０゜遅れたベクトルとなる。
【００７４】
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、それぞれ以下の（１０）式、（１１）式、（１２）式により定まる。
【００７５】
Ｉｕ＝ＩＣｕｖ＋ＩＬｗｕ−Ｉ１　　　　・・・（１０）
Ｉｖ＝ＩＬ−ＩＣｕｖ　　　　　　　　・・・（１１）
Ｉｗ＝Ｉ１−ＩＬ−ＩＬｗｕ　　　　　　・・・（１２）
ここで、三相電源１２が単相負荷１３に電力を供給している状態において、電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、同無効電流分Ｉ１ｑとすると、電流ＩＣｕｖ、ＩＬ、ＩＬｗｕ（いずれも電流値）との間に、前述の（４）式および以下に示す（１３）式の関係が成立するように、電源周波数における可変容量性インピーダンス回路１４、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのインピーダンスを制御する。
【００７６】
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　・・・（４）
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ　　　　　　　　　　　　　　・・・（１３）
各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ｂのインピーダンスを（４）式、（１３）式が成立するように制御すると、図４（ｂ）に示す電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗの大きさ（電流値）はすべて等しくなり、その向きはそれぞれ相電圧ベクトルＥｕ、Ｅｖ、Ｅｗの向きと一致する。すなわち、三相電源１２の力率は１となり、かつ、三相電源１２の電流は完全な平衡三相電流となる。
【００７７】
上記制御方法を計算機等により実現する場合の装置構成は、基本的に図７で説明したものと同じである。
【００７８】
すなわち、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂが接続されたので、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３によって決定される制御量が、図３で示した第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの制御量（電流制御回路１６ｆ（サイリスタ）の点弧角）であることのみ異なり、他は、以下に説明するように図７で説明したものと同じである。
【００７９】
有効電力検出手段２１、無効電力検出手段５１は、単相負荷１３の有効電力或いは無効電力を検出する。補償量演算手段３１は、有効電力検出手段２１で検出した有効電力から、三相回路１２が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する。
【００８０】
Ｕ、Ｖ間制御量決定手段４１は、可変容量性インピーダンス回路１４による無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように、可変容量性インピーダンス回路１４の制御量（電流制御回路１４ｂ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【００８１】
Ｖ、Ｗ間制御量決定手段４２は、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５による無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５の制御量（電流制御回路１５ｂ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【００８２】
Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３は、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂによる無効電力補償量が、無効電力検出手段５１で検出した値となるように、図３で示した第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの制御量（電流制御回路１６ｆ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【００８３】
電圧検出手段６１は、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出し、位相検出手段６２は、これらＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する。
【００８４】
Ｕ、Ｖ間制御手段７１、Ｖ、Ｗ間制御手段７２、Ｗ、Ｕ間制御手段７３は、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ｂを、Ｕ、Ｖ間制御量決定手段４１、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段４２、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３で決定された制御量に制御する。この制御に当っては、対応する端子間電圧、すなわち、Ｕ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相に基づいて制御を行なう。
【００８５】
すなわち、各制御手段７１、７２、７３は対応する端子間電圧の位相に基づき、その位相が、対応する点弧角になったときに、該当するサイリスタに点呼パルスを出力する。
【００８６】
上述した各手段は、図示しない計算機により、記録媒体に格納された処理プログラムと各種データとを用いて実行される。
【００８７】
次に、作用を図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８８】
なお、基本的作用は図１０のフローチャートで説明したものと同じであり、変換回路１１ｂの端子Ｗ、Ｕに、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂが接続されたため、これに関する処理ステップＳ３２、Ｓ６３のみが異なる。以下説明する。
【００８９】
処理が開始されると（Ｓ１）、単相負荷１３の有効電力量ＰＬを検出し（Ｓ２１）、同単相負荷１３の無効電力量ＱＬを検出する（Ｓ３１）。
【００９０】
検出された有効電力量ＰＬに基づき、補償量演算手段３１は、前述のように、以下の（６）式、（７）式により、有効分電流Ｉ１ｄおよび端子Ｕ、Ｖ間の可変容量性インピーダンス回路１４による補償量Ｑｕｖと、端子Ｖ、Ｗ間の第１の可変誘導性インピーダンス回路１５による補償量Ｑｖｗを算出する（Ｓ２２）。ここで、三相回路の定格線間電圧をＥとする。
【００９１】
Ｉ１ｄ＝ＰＬ／Ｅ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）
Ｑｕｖ＝Ｑｖｗ＝Ｅ×Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　　　　・・・（７）
無効電力検出手段５１で検出された無効電力ＱＬは、端子Ｗ、Ｕ間に設けられた第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂによる補償量Ｑｗｕとなる（Ｓ３２）。
【００９２】
この補償量Ｑｕｖ、Ｑｖｗ、Ｑｗｕに対応して、各制御量決定手段４１、４２、４３では、図１４（ａ）（ｂ）（Ｃ）で示したテーブル４１ｔ、４２ｔ、４３ｔを用い、制御量（対応するサイリスタの点弧角）αｕｖ、αｖｗ、αｗｕを選定し（Ｓ２３）（Ｓ３３）、対応する制御手段７１、７２、７３に出力する。
【００９３】
電圧検出手段６１では、端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧瞬時値ｅｕｖを検出（Ｓ４１）し、位相検出手段６２は、この電圧瞬時値ｅｕｖから、端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖを検出する（Ｓ４２）。また、前述のように、以下の（８）式、（９）式により、端子Ｖ、Ｗ間の線間電圧位相θｖｗと端子Ｗ、Ｕ間の線間電圧位相θｗｕを算出する（Ｓ４３）。
【００９４】
θｖｗ＝θｕｖ−１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（８）
θｗｕ＝θｕｖ＋１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（９）
このようにして求められた各線間電圧位相θｕｖ、θｖｗ、θｗｕは、対応する制御手段７１、７２、７３に出力される。ここで、Ｕ、Ｖ間制御手段７１は、対応するＵ、Ｖ間制御量決定手段４１から送られてきた点弧角（制御量）αｕｖと位相検出手段６２から送られてきた端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖとが一致（αｕｖ＝θｕｖ）したとき（Ｓ５１）、点弧パルスを出力し、対応する電流制御回路１４ｂのサイリスタを点呼する（Ｓ６１）。
【００９５】
以下、同様に、Ｖ、Ｗ間制御手段７２は点弧角（制御量）αｖｗと対応する線間電圧位相θｖｗとが一致（αｖｗ＝θｖｗ）したとき（Ｓ５２）、対応する電流制御回路１５ｂのサイリスタを点呼し（Ｓ６２）、Ｗ、Ｕ間制御手段７３は点弧角（制御量）αｗｕと対応する線間電圧位相θｗｕとが一致（αｗｕ＝θｗｕ）したとき（Ｓ５３）、対応する電流制御回路１６ｆのサイリスタを点呼する（Ｓ６３）。そして、これら点弧完了後、制御を停止し（Ｓ７）、処理を終了する（Ｓ８）。
【００９６】
なお、単相負荷１３の力率が１のときは、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂが非道通となるように、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３で点弧角αｗｕを設定すればよい。
【００９７】
本実施の形態によれば、単相負荷１３の状態が、力率が１以下の遅れ（誘導性）負荷の範囲で変化しても、三相回路１２の出力電流を平衡に制御することができる。
【００９８】
次に、図５で示す電気回路を用いた実施の形態を説明する。
【００９９】
図５（ａ）は、三相回路に単相回路を接続する変換回路１１ｃを示している。この変換回路（電気回路に相当）１１ｃも、三相電源（三相回路に相当）１２により生成された三相電力を単相電力に変換し、それを単相負荷（単相回路、単相負荷回路に相当）１３に供給する。
【０１００】
この変換回路１１ｃでは、単相負荷１３が、力率１以下の進み負荷（容量性負荷）または力率１以下の遅れ負荷（誘導性負荷）であり、これに対応して、端子Ｕ、Ｗ間に、切換スイッチ１８を介して第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを設け、これらのいずれかを、端子Ｗ、Ｕ間に、択一的に接続できるようにしたことを特徴としている。
【０１０１】
すなわち、変換回路１１ｃの、端子Ｕ、Ｖ間には第１の可変容量性インピーダンス回路１４が接続され、端子Ｖ、Ｗ間には第１の可変誘導性インピーダンス回路１５が接続され、端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器１７の一次巻線１７ｐが接続されている。ここまでは図１と同じであるが、端子Ｗ、Ｕ間の構成が図１とは異なる。
【０１０２】
すなわち、端子Ｕには切換スイッチ１８の共通端子を接続し、切換スイッチ１８の一方の切換端子と端子Ｗとの間には第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａを接続する。また、切換スイッチ１８の他方の切換端子と端子Ｗとの間には第２の可変容量性インピーダンス回路１６ｂを接続している。
【０１０３】
この構成により、切換スイッチ１８の切換動作に伴い、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのいずれかが、端子Ｗ、Ｕ間に択一的に接続される。
【０１０４】
この変換回路１１ｃの端子Ｕ、Ｖ、Ｗには、相順がＵＶＷの三相電圧を出力する三相電源１２が接続されている。また、単相変圧器１７の二次巻線１７ｓには、上述した容量性又は誘導性の単相負荷１３が接続されている。
【０１０５】
図５（ｂ）は、上述した各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ａ，１６ｂの構成例を示している。すなわち、第１の可変容量性インピーダンス回路１４および第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａには、容量性インピーダンス１４ａ，１６ｃと電流制御回路（例えば、サイリスタ）１４ｂ、１６ｄとを並列接続したものを用いる。また、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５および第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂには、誘導性インピーダンス１５ａ、１６ｅと電流制限回路１５ｂ、１６ｆとを並列接続したものを用いる。
【０１０６】
この実施例では変換回路１１ｃの端子Ｗ、Ｕ間に、切換スイッチ１８によって第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａと第２の可変誘導性インピーダンス回路のいずれかを接続するようにしているので、その切換状態により電流ベクトルは異なる。
【０１０７】
すなわち、切換スイッチ１８により端子Ｗ、Ｕ間に、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａを接続すると、電圧ベクトルは図２（ａ）、進み（容量性）負荷時の電流ベクトルは図２（ｂ）で示すようになる。これに対し、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを接続すると、電圧ベクトルは図４（ａ）、遅れ（誘導性）負荷時の電流ベクトルは図４（ｂ）で示すようになる。
【０１０８】
以下の説明および図５、図２、図４において用いる主なベクトル記号は次のとおりであり、その正方向（基準方向）は図５で示したとおりである。また、以下の説明では、便宜上、各記号をベクトルのみならずスカラー量を示すためにも用いている。
【０１０９】
Ｅｕ：三相電源１２のＵ相の相電圧ベクトル
Ｅｖ：三相電源１２のＶ相の相電圧ベクトル
Ｅｗ：三相電源１２のＷ相の相電圧ベクトル
Ｅｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｖｗ：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の線間電圧ベクトル
Ｉｕ：三相電源１２のＵ相の電流ベクトル
Ｉｖ：三相電源１２のＶ相の電流ベクトル
Ｉｗ：三相電源１２のＷ相の電流ベクトル
ＩＣｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトル
ＩＬ　：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトル
ＩＣｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の可変容量性インピーダンス回路１６ａの電流ベクトル
ＩＬｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの電流ベクトル
Ｉ１：単相変圧器１７の一次巻線１７ｐの電流ベクトル
Ｉ２：単相変圧器１７の二次巻線１７ｓの電流ベクトル
図２（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、第１の可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトルＩＣｕｖは、電圧ベクトルＥｕｖに対して９０゜進んだベクトルとなり、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトルＩＬは、電圧ベクトルＥｖｗに対して９０゜遅れたベクトルとなる。
【０１１０】
ここで、図５で示した単相負荷１３が進み（容量性）負荷の場合は、切換スイッチ１８により、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａを接続する。また、単相負荷１３が遅れ（誘導性）負荷の場合は、切換スイッチ１８により、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを接続する。
【０１１１】
前者の場合、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａの電流ベクトルＩＣｗｕは、図２（ｂ）のように、電圧ベクトルＥｗｕに対し９０゜進んだベクトルとなる。一方、後者の場合は、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの電流ベクトルＩＬｗｕは、図４（ｂ）のように、電圧ベクトルＥｗｕに対し９０゜遅れたベクトルとなる。
【０１１２】
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、それぞれ前述のように、以下の（１）式、（２）式、（３）式または（１０）式、（１１）式、（１２）式により定まる。
【０１１３】
負荷１３が進み（容量性）負荷の場合
Ｉｕ＝ＩＣｕｖ＋ＩＣｗｕ−Ｉ１　　　　・・・（１）
Ｉｖ＝ＩＬ−ＩＣｕｖ　　　　　　　　・・・（２）
Ｉｗ＝Ｉ１−ＩＬ−ＩＣｗｕ　　　　　　・・・（３）
負荷１３が遅れ（誘導性）負荷の場合
Ｉｕ＝ＩＣｕｖ＋ＩＬｗｕ−Ｉ１　　　　・・・（１０）
Ｉｖ＝ＩＬ−ＩＣｕｖ　　　　　　　　・・・（１１）
Ｉｗ＝Ｉ１−ＩＬ−ＩＬｗｕ　　　　　　・・・（１２）
ここで、三相電源１２が単相負荷１３に電力を供給している状態において、電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、同Ｉ１の無効電流分Ｉ１ｑとする。このとき、電流ＩＣｕｖ、ＩＬ、ＩＣｗｕまたはＩＬｗｕ（いずれも電流値）との間に、以下に示す（４）式および（５）式または（１３）式の関係が成立するように、電源周波数における第１の可変容量性インピーダンス回路１４、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａまたは第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのインピーダンスを制御する。
【０１１４】
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　・・・（４）
負荷１３が進み（容量性）負荷の場合
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ　　　　　　　　　　　　　　・・・（５）
負荷１３が遅れ（誘導性）負荷の場合
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ　　　　　　　　　　　　　　・・・（１３）
このように、負荷１３の状態が進みか遅れかによって切換スイッチ１８を切換え、各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ａまたは１６ｂのインピーダンスを（４）式、（５）式または（１３）式が成立するように制御すると、図２（ｂ）または図４（ｂ）に示す電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗの大きさ（電流値）はすべて等しくなり、その向きはそれぞれ相電圧ベクトルＥｕ、Ｅｖ、Ｅｗの向きと一致する。すなわち、三相電源１２の力率は１となり、かつ、三相電源１２の電流は完全な平衡三相電流となる。
【０１１５】
次に、上記制御方法を計算機等により実現する場合の装置構成を図８を用いて説明する。
【０１１６】
図８の装置構成は、基本的に図７で説明したものと同じであるが、図５で示した変換回路１１ｃが切換スイッチ１８を持っており、この切換スイッチ１８を制御する手段として、負荷１３が進み（容量性）か遅れ（誘導性）かを判断する判断手段５２と、その判断結果により切換スイッチ１８を切換させる回路切換手段５３を新たに設けたことが図７の装置構成と異なる。
【０１１７】
すなわち、判断手段５２は、無効電力検出手段５１で検出された単相負荷１３の無効電力量から、現在の単相負荷１３が進み負荷なのか遅れ負荷なのかを判断する。回路切換手段５３は、判断手段５２の判断結果を受け、単相負荷１３が進み負荷の場合は、切換スイッチ１８により第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａを端子Ｗ、Ｕ間に接続させる。これに対し、単相負荷１３が遅れ負荷の場合は、切換スイッチ１８により第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを端子Ｗ、Ｕ間に接続させる。
【０１１８】
このほかの、各手段の働きは、以下に説明するように、図７で示したものと基本的に同じである。
【０１１９】
すなわち、補償量演算手段３１は、有効電力検出手段２１で検出した単相負荷１３の有効電力量から、三相回路１２が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する。
【０１２０】
Ｕ、Ｖ間制御量決定手段４１は、第１の可変容量性インピーダンス回路１４による無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように第１の可変容量性インピーダンス回路１４の制御量（電流制御回路１４ｂ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１２１】
Ｖ、Ｗ間制御量決定手段４２は、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５による無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように可変誘導性インピーダンス回路１５の制御量（電流制御回路１５ｂ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１２２】
Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３は、切換スイッチ１８によって端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａまたは第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂによる無効電力補償量が、無効電力検出手段５１で検出した値となるように、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａまたは第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの制御量（電流制御回路１６ｄまたは１６ｆ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１２３】
電圧検出手段６１は、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出し、位相検出手段６２は、これらＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する。
【０１２４】
Ｕ、Ｖ間制御手段７１、Ｖ、Ｗ間制御手段７２、Ｗ、Ｕ間制御手段７３は、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａまたは１６ｂを、Ｕ、Ｖ間制御量決定手段４１、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段４２、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３で決定された制御量に制御する。この制御に当っては、対応する端子間電圧、すなわち、Ｕ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相に基づいて制御を行なう。
【０１２５】
すなわち、各制御手段７１、７２、７３は対応する端子間電圧の位相に基づき、その位相が、対応する点弧角になったときに、該当するサイリスタに点呼パルスを出力する。
【０１２６】
上述した各手段は、図示しない計算機により、記録媒体に格納された処理プログラムと各種データとを用いて実行される。
【０１２７】
次に、作用を図１２のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１２８】
なお、基本的作用は図１０および図１１のフローチャートで説明したものと同じであるが、この実施の形態では、単相負荷１３の無効電力量により進みまたは遅れの判断を判断しており、その判断及び判断結果に関する処理ステップＳ３２乃至Ｓ３７が異なる。以下説明する。
【０１２９】
処理が開始されると（Ｓ１）、単相負荷１３の有効電力量ＰＬを検出し（Ｓ２１）、同単相負荷１３の無効電力量ＱＬを検出する（Ｓ３１）。
【０１３０】
検出された有効電力量ＰＬに基づき、補償量演算手段３１は、前述のように、以下の（６）式、（７）式により、有効分電流Ｉ１ｄおよび端子Ｕ、Ｖ間の第１の可変容量性インピーダンス回路１４による補償量Ｑｕｖと、端子Ｖ、Ｗ間の第１の可変誘導性インピーダンス回路１５による補償量Ｑｖｗを算出する（Ｓ２２）。
【０１３１】
ここで、三相回路の定格線間電圧をＥとする。
【０１３２】
Ｉ１ｄ＝ＰＬ／Ｅ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）
Ｑｕｖ＝Ｑｖｗ＝Ｅ×Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　　　　・・・（７）
無効電力検出手段５１で検出された無効電力ＱＬは、まず、判断手段５２に送られ、ここで単相負荷１３が進み負荷か判断される（Ｓ３２）。その結果、進み負荷の場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）は、切換スイッチ１８によるスイッチ回路を第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａに接続する（Ｓ３３）と共に、この無効電力量ＱＬを、端子Ｗ、Ｕ間に設けられた第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａによる補償量Ｑｗｕとして決定する（Ｓ３４）。
【０１３３】
これに対し、遅れ負荷と判断された場合（Ｓ３２：Ｎｏ）は、切換スイッチ１８によるスイッチ回路を第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂに接続する（Ｓ３５）と共に、この無効電力量ＱＬを、端子Ｗ、Ｕ間に設けられた第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂによる補償量Ｑｗｕとして決定する（Ｓ３６）。
【０１３４】
この補償量Ｑｕｖ、Ｑｖｗ、Ｑｗｕに対応して、各制御量決定手段４１、４２、４３では、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）で示したテーブル４１ｔ、４２ｔ、４３ｔまたは４４ｔを用い、制御量（対応するサイリスタの点弧角）αｕｖ、αｖｗ、αｗｕを選定し（Ｓ２３）（Ｓ３７）、対応する制御手段７１、７２、７３に出力する。
【０１３５】
電圧検出手段６１では、端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧瞬時値ｅｕｖを検出（Ｓ４１）し、位相検出手段６２は、この電圧瞬時値ｅｕｖから、端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖを検出する（Ｓ４２）。また、前述のように、以下の（８）式、（９）式により、端子Ｖ、Ｗ間の線間電圧位相θｖｗと端子Ｗ、Ｕ間の線間電圧位相θｗｕを算出する（Ｓ４３）。
【０１３６】
θｖｗ＝θｕｖ−１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（８）
θｗｕ＝θｕｖ＋１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（９）
このようにして求められた各線間電圧位相θｕｖ、θｖｗ、θｗｕは、対応する制御手段７１、７２、７３に出力される。
【０１３７】
Ｕ、Ｖ間制御手段７１は、対応するＵ、Ｖ間制御量決定手段４１から送られてきた点弧角（制御量）αｕｖと端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖとが一致（αｕｖ＝θｕｖ）したとき（Ｓ５１）、点弧パルスを出力し、対応する電流制御回路１４ｂのサイリスタを点呼する（Ｓ６１）。
【０１３８】
以下同様に、Ｖ、Ｗ間制御手段７２は、点弧角（制御量）αｖｗと対応する線間電圧位相θｖｗとが一致（αｖｗ＝θｖｗ）したとき（Ｓ５２）、対応する電流制御回路１５ｂのサイリスタを点呼し（Ｓ６２）、Ｗ、Ｕ間制御手段７３は点弧角（制御量）αｗｕと対応する線間電圧位相θｗｕとが一致（αｗｕ＝θｗｕ）したとき（Ｓ５３）、対応する電流制御回路１６ｄまたは１６ｆのサイリスタを点呼する（Ｓ６３）。そして、これら点弧完了後、制御を停止し（Ｓ７）、処理を終了する（Ｓ８）。
【０１３９】
なお、単相負荷１３の力率が１のときは、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのいずれとも接続しないように、切換スイッチ１８を設定する。
【０１４０】
本実施の形態によれば、単相負荷１３の状態が、力率が１以下の進み（容量性）負荷や遅れ（誘導性）負荷の範囲で変化しても、三相回路１２の出力電流を平衡に制御することができる。
【０１４１】
次に、図６で示す電気回路を用いた実施の形態を説明する。
【０１４２】
図６（ａ）は、三相回路に単相回路を接続する変換回路１１ｄを示している。
【０１４３】
この変換回路（電気回路に相当）１１ｄも、三相電源（三相回路に相当）１２により生成された三相電力を単相電力に変換し、それを単相負荷（単相回路、単相負荷回路に相当）１３に供給する。
【０１４４】
この変換回路１１ｃでは、単相負荷１３が、力率１以下の進み負荷（容量性負荷）または力率１以下の遅れ負荷（誘導性負荷）であり、これに対応して、端子Ｕ、Ｗ間に、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを直列接続したことを特徴としている。
【０１４５】
すなわち、変換回路１１ｄの、端子Ｕ、Ｖ間には第１の可変容量性インピーダンス回路１４が接続され、端子Ｖ、Ｗ間には第１の可変誘導性インピーダンス回路１５が接続され、端子Ｗ、Ｕ間には単相変圧器１７の一次巻線１７ｐが接続されている。ここまでは図１と同じであるが、端子Ｗ、Ｕ間には、図１とは異なり、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａと第２の可変容量性インピーダンス回路１６ｂとを直列接続している。
【０１４６】
この変換回路１１ｃの端子Ｕ、Ｖ、Ｗには、相順がＵＶＷの三相電圧を出力する三相電源１２の対応する相が接続されている。また、単相変圧器１７の二次巻線１７ｓには、上述した容量性又は誘導性の単相負荷１３が接続されている。
【０１４７】
図６（ｂ）は、上述した各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ａ，１６ｂの構成例を示している。これらは図５（ｂ）で示したものと同様に、第１の可変容量性インピーダンス回路１４および第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａには、容量性インピーダンス１４ａ，１６ｃと電流制御回路（例えば、サイリスタ）１４ｂ、１６ｄとを並列接続し、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５および第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂには、誘導性インピーダンス１５ａ、１６ｅと電流制限回路１５ｂ、１６ｆとを並列接続したものを用いている。
【０１４８】
この実施の形態では、変換回路１１ｄの端子Ｗ、Ｕ間に、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａと第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂとを直列接続しているので、それらのインピーダンスの値により電流ベクトルが異なってくる。すなわち、図２は進み（容量性）負荷時の電圧ベクトル（ａ）、電流ベクトル（ｂ）を示し、図４は遅れ（誘導性）負荷時の電圧ベクトル（ａ）および電流ベクトル（ｂ）を示している。
【０１４９】
以下の説明および図６、図２、図４において用いる主なベクトル記号は次のとおりであり、その正方向（基準方向）は図６で示したとおりである。また、以下の説明では、便宜上、各記号をベクトルのみならずスカラー量を示すためにも用いている。
【０１５０】
Ｅｕ：三相電源１２のＵ相の相電圧ベクトル
Ｅｖ：三相電源１２のＶ相の相電圧ベクトル
Ｅｗ：三相電源１２のＷ相の相電圧ベクトル
Ｅｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｖｗ：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の線間電圧ベクトル
Ｅｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の線間電圧ベクトル
Ｉｕ：三相電源１２のＵ相の電流ベクトル
Ｉｖ：三相電源１２のＶ相の電流ベクトル
Ｉｗ：三相電源１２のＷ相の電流ベクトル
ＩＣｕｖ：三相電源１２のＵ相、Ｖ相間の可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトル
ＩＬ　：三相電源１２のＶ相、Ｗ相間の可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトル
ＩＣｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の可変容量性インピーダンス回路１６ａの電流ベクトル
ＩＬｗｕ：三相電源１２のＷ相、Ｕ相間の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの電流ベクトル
Ｉ１：単相変圧器１７の一次巻線１７ｐの電流ベクトル
Ｉ２：単相変圧器１７の二次巻線１７ｓの電流ベクトル
図２（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、第１の可変容量性インピーダンス回路１４の電流ベクトルＩＣｕｖは、電圧ベクトルＥｕｖに対して９０゜進んだベクトルとなり、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５の電流ベクトルＩＬは、同じく電圧ベクトルＥｖｗに対して９０゜遅れたベクトルとなる。
【０１５１】
ここで、図６で示した単相負荷１３が進み（容量性）負荷の場合は、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのインピーダンスを０にする。つまり、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの電流ＩＬｗｕ＝０となるように電流制御回路１６ｆを制御する。また、単相負荷１３が遅れ（誘導性）負荷の場合は、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａのインピーダンスを０にする。つまり、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａの電流ＩＣｗｕ＝０となるように電流制御回路１６ｄを制御する。
【０１５２】
これらの結果、前者の場合、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａの電流ベクトルＩＣｗｕは、図２（ｂ）のように、電圧ベクトルＥｗｕに対し９０゜進んだベクトルとなる。一方、後者の場合は、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの電流ベクトルＩＬｗｕは、図４（ｂ）のように、電圧ベクトルＥｗｕに対し９０゜遅れたベクトルとなる。
【０１５３】
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、それぞれ前述のように、以下の（１４）式、（１５）式、（１６）式により定まる。
【０１５４】
Ｉｕ＝ＩＣｕｖ＋ＩＣｗｕ＋ＩＬｗｕ−Ｉ１　　　　・・・（１４）
Ｉｖ＝ＩＬ−ＩＣｕｖ　　　　　　　　　　　　・・・（１５）
Ｉｗ＝Ｉ１−ＩＬ−ＩＣｗｕ−ＩＬｗｕ　　　　　　・・・（１６）
ここで、三相電源１２が単相負荷１３に電力を供給している状態において、電流Ｉ１の有効電流分をＩ１ｄ、同Ｉ１の無効電流分Ｉ１ｑとすると、電流ＩＣｕｖ、ＩＬ、ＩＣｗｕ、ＩＬｗｕ（いずれも電流値）との間に、以下に示す（４）式、（５）式、（１３）式、（１７）式、（１８）式の関係が成立するように、電源周波数における第１の可変容量性インピーダンス回路１４、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ａまたは第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのインピーダンスを制御する。
【０１５５】
ＩＣｕｖ＝ＩＬ＝Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　・・・（４）
負荷１３が進み（容量性）負荷の場合
ＩＣｗｕ＝Ｉ１ｑ　　　　　　　　　　　　　　・・・（５）
ＩＬｗｕ＝０　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１７）
負荷１３が遅れ（誘導性）負荷の場合
ＩＣｗｕ＝０　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１８）
ＩＬｗｕ＝Ｉ１ｑ　　　　　　　　　　　　　　・・・（１３）
このように、負荷１３の状態が進みか遅れかによって、各可変インピーダンス回路１４，１５，１６ａ、１６ｂのインピーダンスを（４）式、（５）式、（１３）式、（１７）式、（１８）式が成立するように制御すると、図２（ｂ）または図４（ｂ）に示す電流ベクトルＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗの大きさ（電流値）はすべて等しくなり、その向きはそれぞれ相電圧ベクトルＥｕ、Ｅｖ、Ｅｗの向きと一致する。すなわち、三相電源１２の力率は１となり、かつ、三相電源１２の電流は完全な平衡三相電流となる。
【０１５６】
次に、上記制御方法を計算機等により実現する場合の装置構成を図９を用いて説明する。
【０１５７】
図９の装置構成も、基本的に図７で説明したものと同じであるが、判断手段５２を設けたことが図７の装置構成と異なる。すなわち、この実施の形態では、端子Ｗ、Ｕ間に第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａと第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂを直列接続しており、単相負荷１３の進みまたは遅れに応じていずれか一方のインピーダンスを０にする必要があるためである。
【０１５８】
この判断手段５２は、無効電力検出手段５１で検出された単相負荷１３の無効電力量から、現在の単相負荷１３が進み負荷なのか遅れ負荷なのかを判断する。
【０１５９】
その結果、単相負荷１３が進み負荷の場合は、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのインピーダンスを０にするための信号を出力する。これに対し、単相負荷１３が遅れ負荷の場合は、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａのインピーダンスを０にするための信号を出力する。
【０１６０】
このほかの、各手段の働きは、以下に説明するように、図７で示したものと基本的に同じである。
【０１６１】
すなわち、補償量演算手段３１は、有効電力検出手段２１で検出した単相負荷１３の有効電力量から、三相回路１２が平衡になるように端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量および端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量を算出する。
【０１６２】
Ｕ、Ｖ間制御量決定手段４１は、第１の可変容量性インピーダンス回路１４による無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｕ、Ｖ間の無効電力補償量となるように、第１の可変容量性インピーダンス回路１４の制御量（電流制御回路１４ｂ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１６３】
Ｖ、Ｗ間制御量決定手段４２は、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５による無効電力補償量が、補償量演算手段３１により演算された端子Ｖ、Ｗ間の無効電力補償量となるように、第１の可変誘導性インピーダンス回路１５の制御量（電流制御回路１５ｂ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１６４】
Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３は、端子Ｗ、Ｕ間に接続された第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂによる無効電力補償量が、無効電力検出手段５１で検出した値となるように、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂの制御量（電流制御回路１６ｄ（サイリスタ）および１６ｆ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１６５】
実際には、負荷１３が進み負荷の場合は、前述のように、判断手段５２からの出力信号により、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのインピーダンスが０になるように、その電流制御回路１６ｆ（サイリスタ）の点弧角を設定する。そして、無効電力検出手段５１で検出した無効電力量は、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａで補償するように、その制御量（電流制御回路１６ｄ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１６６】
これに対し、負荷１３が遅れ負荷の場合は、判断手段５２からの出力信号により、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａのインピーダンスが０になるように、その電流制御回路１６ｄ（サイリスタ）の点弧角を設定する。そして、無効電力検出手段５１で検出した無効電力量は、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂで補償するように、その制御量（電流制御回路１６ｆ（サイリスタ）の点弧角）を決定する。
【０１６７】
電圧検出手段６１は、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間それぞれの電圧を検出し、位相検出手段６２は、これらＵ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相をそれぞれ検出する。
【０１６８】
Ｕ、Ｖ間制御手段７１、Ｖ、Ｗ間制御手段７２、Ｗ、Ｕ間制御手段７３は、端子Ｕ、Ｖ間、Ｖ、Ｗ間、Ｗ、Ｕ間に接続された各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａ、１６ｂを、Ｕ、Ｖ間制御量決定手段４１、Ｖ、Ｗ間制御量決定手段４２、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３で決定された制御量（サイリスタの点弧角）に制御する。この制御に当っては、対応する端子間電圧、すなわち、Ｕ、Ｖ間電圧、Ｖ、Ｗ間電圧、Ｗ、Ｕ間電圧の位相に基づいて制御を行なう。
【０１６９】
すなわち、各制御手段７１、７２、７３は対応する端子間電圧の位相に基づき、その位相が、対応する点弧角になったときに、該当するサイリスタに点呼パルスを出力する。
【０１７０】
上述した各手段は、図示しない計算機により、記録媒体に格納された処理プログラムと各種データとを用いて実行される。
【０１７１】
次に、作用を図１３のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１７２】
なお、基本的作用は図１０および図１１のフローチャートで説明したものと同じであるが、この実施の形態では、単相負荷１３の無効電力量により進みまたは遅れの判断を判断しており、その判断及び判断結果に関する処理ステップＳ３２乃至Ｓ３８が異なる。以下説明する。
【０１７３】
処理が開始されると（Ｓ１）、単相負荷１３の有効電力量ＰＬを検出し（Ｓ２１）、同単相負荷１３の無効電力量ＱＬを検出する（Ｓ３１）。
【０１７４】
検出された有効電力量ＰＬに基づき、補償量演算手段３１は、前述のように、以下に示す（６）式、（７）式により、有効分電流Ｉ１ｄおよび端子Ｕ、Ｖ間の第１の可変容量性インピーダンス回路１４による補償量Ｑｕｖと、端子Ｖ、Ｗ間の第１の可変誘導性インピーダンス回路１５による補償量Ｑｖｗを算出する（Ｓ２２）。ここで、三相回路の定格線間電圧をＥとする。
【０１７５】
Ｉ１ｄ＝ＰＬ／Ｅ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）
Ｑｕｖ＝Ｑｖｗ＝Ｅ×Ｉ１ｄ×１／３１／２　　　　　　　　・・・（７）
この補償量Ｑｕｖ、Ｑｖｗに対応して、各制御量決定手段４１、４２では、図１５（ａ）（ｂ）で示したテーブル４１ｔ、４２ｔを用い、制御量（対応するサイリスタの点弧角）αｕｖ、αｖｗを選定し（Ｓ２３）、対応する制御手段７１、７２に出力する。
【０１７６】
無効電力検出手段５１で検出された無効電力ＱＬは、まず、判断手段５２に送られ、ここで単相負荷１３が進み負荷か判断される（Ｓ３２）。その結果、進み負荷の場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）は、この無効電力量ＱＬを、端子Ｗ、Ｕ間に設けられた第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａによる補償量Ｑｗｕと決定し（Ｓ３３）、制御量決定手段４３に送る。
【０１７７】
制御量決定手段４３は、図１５（ｃ）で示すテーブル４３ｔを用い、補償量Ｑｗｕに対応する制御量（対応するサイリスタの点弧角）αｗｕＣを選定する（Ｓ３４）。また、第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂのインピーダンスが０になるように、図１５（ｄ）で示すテーブル４４ｔを用い、その電流制御回路（サイリスタ）１６ｆの点弧角αｗｕＬを０°に設定する（Ｓ３５）。
【０１７８】
これに対し、遅れ負荷と判断された場合（Ｓ３２：Ｎｏ）は、この無効電力量ＱＬを、端子Ｗ、Ｕ間に設けられた第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂによる補償量Ｑｗｕと決定し（Ｓ３６）、制御量決定手段４３に送る。
【０１７９】
制御量決定手段４３は、図１５（ｄ）で示すテーブル４４ｔを用い、補償量Ｑｗｕに対応する制御量（対応するサイリスタの点弧角）αｗｕＬを選定する（Ｓ３７）。また、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａのインピーダンスが０になるように、図１５（ｃ）で示すテーブル４３ｔを用い、その電流制御回路（サイリスタ）１６ｄの点弧角αｗｕＣを０°に設定する（Ｓ３８）。
【０１８０】
このように、進み、遅れ、いずれの場合も、決定された端子Ｗ、Ｕ間の両点弧角αｗｕＣ、αｗｕＬは、対応するＷ、Ｕ間制御手段７３に出力される。
【０１８１】
電圧検出手段６１では、端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧瞬時値ｅｕｖを検出（Ｓ４１）し、位相検出手段６２は、この電圧瞬時値ｅｕｖから、端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖを検出する（Ｓ４２）。また、前述のように、以下に示す（８）式、（９）式により、端子Ｖ、Ｗ間の線間電圧位相θｖｗと端子Ｗ、Ｕ間の線間電圧位相θｗｕを算出する（Ｓ４３）。
【０１８２】
θｖｗ＝θｕｖ−１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（８）
θｗｕ＝θｕｖ＋１２０°　　　　　　　　　　　　　・・・（９）
このようにして求められた各線間電圧位相θｕｖ、θｖｗ、θｗｕは、対応する制御手段７１、７２、７３に出力される。そして、Ｕ、Ｖ間制御手段７１は、対応するＵ、Ｖ間制御量決定手段４１から送られてきた点弧角（制御量）αｕｖと端子Ｕ、Ｖ間の線間電圧位相θｕｖとが一致（αｕｖ＝θｕｖ）したとき（Ｓ５１）、点弧パルスを出力し、対応する電流制御回路１４ｂのサイリスタを点呼する（Ｓ６１）。
【０１８３】
同様に、Ｖ、Ｗ間制御手段７２は点弧角（制御量）αｖｗと対応する線間電圧位相θｖｗとが一致（αｖｗ＝θｖｗ）したとき（Ｓ５２）、対応する電流制御回路１５ｂのサイリスタを点弧する（Ｓ６２）。
【０１８４】
Ｗ、Ｕ間制御手段７３には、２つの点弧角（制御量）αｗｕＣ、αｗｕＬが入力されており、これらと線間電圧位相θｗｕとが一致（αｗｕＣ＝θｗｕ、αｗｕＬ＝θｗｕ）したとき（Ｓ５３、Ｓ５４）、対応する電流制御回路１６ｄ、１６ｆのサイリスタを点呼する（Ｓ６３、Ｓ６４）。
【０１８５】
ここで、点弧角αｗｕＣ、αｗｕＬのどちらか一方は、必ず０°に設定されているので、端子Ｗ、Ｕ間の第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａと第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂとは、いずれか一方が指定の補償量となるインピーダンス相当の回路となり、他方はインピーダンス０の回路で運用される。
【０１８６】
これら点弧完了後、制御を停止し（Ｓ７）、処理を終了する（Ｓ８）。
【０１８７】
なお、単相負荷１３の力率が１のときは、第２の可変容量性インピーダンス回路１６ａおよび第２の可変誘導性インピーダンス回路１６ｂが、いずれも非道通状態となるように、Ｗ、Ｕ間制御量決定手段４３で各点弧角αｗｕＣ、αｗｕＬを設定する。
【０１８８】
本実施の形態によれば、単相負荷１３の状態が、力率が１以下の進み（容量性）負荷や遅れ（誘導性）負荷の範囲で変化しても、図５で示した切換スイッチ１８を設けることなく、三相回路１２の出力電流を平衡に制御することができる。
【０１８９】
なお、上述した各実施の形態において、図１および図３で示した各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａ、１６ｂとして、インピーダンス要素１４ａ、１５ａ、１６ｄ、１６ｅと電流制御回路１４ｂ、１５ｂ、１６ｄ、１６ｆとの直列回路を例示したが、図５（ｂ）、図６（ｂ）で示したような、並列回路を用いてもよい。
【０１９０】
また、図５で示した各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａ、１６ｂとして、インピーダンス要素１４ａ、１５ａ、１６ｄ、１６ｅと電流制御回路１４ｂ、１５ｂ、１６ｄ、１６ｆとの並列回路を例示したが、図１（ｂ）、図２（ｂ）で示したような、直列回路を用いてもよい。
【０１９１】
さらに、電流制御回路１４ｂ、１５ｂ、１６ｄ、１６ｆとして、サイリスタを例示したが、他の電流制御要素を用いてもよい。
【０１９２】
ようするに、各可変インピーダンス回路１４、１５、１６ａ、１６ｂは、電源周波数においてインピーダンスを任意に変えられる回路であればなんでもよい。
【０１９３】
【発明の効果】
本発明によれば、三相−単相変換回路であって、三相回路の電圧と単相回路の電圧とをそれぞれ独立して設定できると共に、単相回路の負荷が変化しても、三相回路の出力電流に平衡することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気回路の一実施の形態を示しており、（ａ）は変換回路図、（ｂ）は可変インピーダンス回路図である。
【図２】図１で示した電気回路のベクトル図であり、（ａ）は電圧ベクトルを、（ｂ）は電流ベクトルをそれぞれ表している。
【図３】本発明による電気回路の他の実施の形態を示しており、（ａ）は変換回路図、（ｂ）は可変インピーダンス回路図である。
【図４】図３で示した電気回路のベクトル図であり、（ａ）は電圧ベクトルを、（ｂ）は電流ベクトルをそれぞれ表している。
【図５】本発明による電気回路のさらに他の実施の形態を示しており、（ａ）は変換回路図、（ｂ）は可変インピーダンス回路図である。
【図６】本発明による電気回路のさらに別の他の実施の形態を示しており、（ａ）は変換回路図、（ｂ）は可変インピーダンス回路図である。
【図７】図１及び図３で示した電気回路に対応する電気回路装置の一実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図８】図５で示した電気回路に対応する電気回路装置の一実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図９】図６で示した電気回路に対応する電気回路装置の一実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図１０】図１で示した電気回路に対応する電気回路装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】図３で示した電気回路に対応する電気回路装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】図５で示した電気回路に対応する電気回路装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】図６で示した電気回路に対応する電気回路装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】図１および図３で示した電気回路の制御に用いるテーブルを示す図表である。
【図１５】図５および図６で示した電気回路の制御に用いるテーブルを示す図表である。
【図１６】従来用いられていたスタインメッツ回路を示す回路図である。
【図１７】図１６で示したスタインメッツ回路のベクトル図であり、（ａ）は電圧ベクトルを、（ｂ）は電流ベクトルをそれぞれ表している。
【符号の説明】
１１ａ、１１ｂ、１１Ｃ、１１ｄ　　変換回路（電気回路）
１２　　三相電源（三相回路）
１３　　単相負荷（単相回路）
１４　　（第１の）可変容量性インピーダンス回路
１４ａ　　容量性インピーダンス
１５　　（第１の）可変誘導性インピーダンス回路
１５ａ　　誘導性インピーダンス
１４ｂ、１５ｂ　　電流制御回路
１６ａ　　第２の可変容量性インピーダンス回路
１６ｂ　　第２の可変誘導性インピーダンス回路
１６ｃ　　容量性インピーダンス
１６ｅ　　誘導性インピーダンス
１６ｄ、１６ｆ　　電流制御回路
１７　　単相変圧器
１８　　切換スイッチ
２１　　有効電力検出手段
３１　　補償量演算手段
４１　　Ｕ、Ｖ間制御量決定手段
４２　　Ｖ、Ｗ間制御量決定手段
４３　　Ｗ、Ｕ間制御量決定手段
５１　　無効電力検出手段
５２　　判断手段
５３　　回路切換手段
６１　　電圧検出手段
６２　　位相検出手段
７１　　Ｕ、Ｖ間制御手段
７２　　Ｖ、Ｗ間制御手段
７３　　Ｗ、Ｕ間制御手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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