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公開番号2025092280
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023208063
出願日2023-12-08
発明の名称負荷時タップ切換器
出願人株式会社ダイヘン
代理人個人,個人
主分類G05F 1/20 20060101AFI20250612BHJP(制御;調整)
要約【課題】サイリスタのゲート端子に関する回路を比較的に簡易な構成とする負荷時タップ切換器を提供する。
【解決手段】電圧調整装置において、複数の切換スイッチと、複数の切換スイッチをオンに駆動して導通させる駆動部32とを備える負荷時タップ切換器は、複数の切換スイッチそれぞれが、逆並列に接続される第1サイリスタTh11と第2サイリスタTh12を含み、第1サイリスタのゲートと、第2サイリスタのゲートとの間には、ゲート間スイッチS1が配置され、第1サイリスタのゲートとカソードとの間には、第1サイリスタのカソードとゲートとによるPN接合部J3に対し、並列に第1抵抗R1が配置され、第2サイリスタのゲートとカソードとの間には、第2サイリスタのカソードとゲートとによるPN接合部に対し並列に第2抵抗R2が配置され、駆動部は、ゲート間スイッチの開閉制御を行うことにより、切換スイッチにおける導通を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
タップ付変圧器の巻線が有する複数のタップを切り換えるための複数の切換スイッチと、該複数の切換スイッチをオンに駆動して導通させる駆動部とを備える負荷時タップ切換器であって、
複数の前記切換スイッチそれぞれは、逆並列に接続される第１サイリスタと第２サイリスタを含み、
前記第１サイリスタのゲートと、前記第２サイリスタのゲートとの間には、ゲート間スイッチが配置され、
前記第１サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第１サイリスタのカソードとゲートとによるＰＮ接合部に対し、並列に第１抵抗が配置され、
前記第２サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第２サイリスタのカソードとゲートとによるＰＮ接合部に対し、並列に第２抵抗が配置され、
前記駆動部は、前記ゲート間スイッチの開閉制御を行うことにより、前記切換スイッチにおける導通を制御する
負荷時タップ切換器。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記第１サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第１抵抗に対して並列に第１コンデンサが配置され、
前記第２サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第２抵抗に対して並列に第２コンデンサが配置される
請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項３】
前記ゲート間スイッチは、絶縁型の双方向半導体素子により構成される
請求項２に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項４】
前記第１サイリスタ又は前記第２サイリスタに対し、並列にスナバ回路が配置される
請求項２に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項５】
前記駆動部は、前記ゲート間スイッチを閉にすることにより、前記切換スイッチにおける電流の導通を開始し、
前記駆動部が前記ゲート間スイッチを閉にした時点から、前記第１サイリスタ又は前記第２サイリスタの一方のサイリスタが点弧するまでは、他方のサイリスタに並列に接続される前記第１抵抗又は前記第２抵抗のいずれかに電流が流れることにより、前記切換スイッチにおける電流の導通が行われる
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の負荷時タップ切換器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷時タップ切換器に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
いわゆる間接切換方式による電圧調整装置は、二次巻線が配電線に直列に接続される直列変圧器と、一次巻線が配電線に並列に接続され、二次巻線に複数のタップが設けられた調整変圧器と、該複数のタップを切り換えて直列変圧器の一次巻線に接続するタップ切換器とを備えている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、逆並列に接続されたサイリスタ対３つと、１つの制御用電源部及び制御部とを含むソリッドステートコンタクタを用いたタップ切換装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１１５７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のタップ切換装置においては、逆並列に接続されたサイリスタのゲート端子に関する回路を比較的に簡易な構成とする点について考慮されていない。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、逆並列に接続されたサイリスタのゲート端子に関する回路を比較的に簡易な構成とすることができるタップ切換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る負荷時タップ切換器は、タップ付変圧器の巻線が有する複数のタップを切り換えるための複数の切換スイッチと、該複数の切換スイッチをオンに駆動して導通させる駆動部とを備える負荷時タップ切換器であって、複数の前記切換スイッチそれぞれは、逆並列に接続される第１サイリスタと第２サイリスタを含み、前記第１サイリスタのゲートと、前記第２サイリスタのゲートとの間には、ゲート間スイッチが配置され、前記第１サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第１サイリスタのカソードとゲートとによるＰＮ接合部に対し、並列に第１抵抗が配置され、前記第２サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第２サイリスタのカソードとゲートとによるＰＮ接合部に対し、並列に第２抵抗が配置され、前記駆動部は、前記ゲート間スイッチの開閉制御を行うことにより、前記切換スイッチにおける導通を制御する。
【０００７】
本態様にあたっては、負荷時タップ切換器は、調整変圧器のタップを切り換えて選択するための切換スイッチと、タップを切り換える制御を行う際、切換スイッチをオン又はオフに駆動する駆動部とを備える。このように構成される負荷時タップ切換器は、例えば、ＬＶＲ（Low Voltage Regulator）又はＴＶＲ（Thyristor type Step Voltage Regulator）にて構成される電圧調整装置に含まれる。すなわち、電圧調整装置は、直列変圧器、調整変圧器、及び負荷時タップ切換器を含み、負荷時タップ切換器は、調整変圧器のタップを切り換えて選択するための切換スイッチと、切換スイッチをオン又はオフして前記タップを切り換える制御を行う制御部及び駆動部を備えるものであり、当該負荷時タップ切換器は、電圧調整装置の一部位を構成する。負荷時タップ切換器は、複数のタップを備え、当該タップの個数に応じて、複数の切換スイッチが、並列に設けられている。複数の切換スイッチそれぞれは、逆並列に接続される第１サイリスタ及び第２サイリスタから成る２つのサイリスタと、これら第１サイリスタと第２サイリスタのゲート（制御端子）同士を接続するゲート間スイッチを含む。駆動部は、切換スイッチの切り換えを制御する制御部からの駆動信号に基づいて各切換スイッチをオンに駆動するにあたり、ゲート間スイッチをオン（閉）にすることにより、印加された電圧の極性に対し、順方向に接続されるサイリスタ（順バイアス側のサイリスタ）をオン（導通状態）にすることができる。すなわち、第１サイリスタのゲートと第２サイリスタのゲートとの間に設けられたゲート間スイッチを閉（オン）にすることにより、これら第１サイリスタのゲート及び第２サイリスタが接続される回路（これらサイリスタのアノード及びカソードに接続される回路）の電源を用いて、第１サイリスタ及び第２サイリスタをオン（導通状態）にすることができる。ゲート間スイッチが開（オフ）の状態（開放時）においては、印加された電圧の極性に対し、順方向に接続されるサイリスタ（順バイアス側のサイリスタ）のゲートには、当該ゲート間スイッチを介する電流が流れないため、順バイアス側のサイリスタは、オフ（開放状態）とすることができる。これら２つのサイリスタ（第１サイリスタ、第２サイリスタ）それぞれにおいて、カソードとゲートとによるＰＮ接合部に対し、並列となるように抵抗（第１抵抗、第２抵抗）が配置されている。このように、サイリスタに対し追加配置された抵抗（並列抵抗）は、印加された電圧の極性に対し、逆バイアス側のサイリスタのカソードから、順バイアスのサイリスタのゲートへ、電流（ゲート電流）を流す経路の一部を成す。当該抵抗（並列抵抗）は、アノードにおけるＰＮ接合部、アノードとゲート間のＰＮ接合部における逆バイアス時のインピーダンスと比較して、十分に小さい抵抗値（例えば５０Ω）によるものであればよい。このように第１サイリスタのゲートと第２サイリスタのゲートとの間にゲート間スイッチを設けることにより、サイリスタが接続される回路の電源を用いて、切換スイッチの開閉制御を行うことができ、ゲート電源を、当該サイリスタが接続される回路の電源とは別個に設けることを不要とすることができる。また、第１サイリスタ及び第２サイリスタにおいて、カソードとゲートとによるＰＮ接合部（ジャンクション）に対し、並列に配置した抵抗（並列抵抗）を追加することにより、順方向のＰＮ接合部に対し、比較的に低い電圧（例えば１Ｖ未満）であっても当該順方向特性を示し僅かでも分圧が発生するとゲート電流が流れサイリスタが点弧する等の誤点弧が発生することを、抑制することができる。従って、これらゲート間スイッチ及び抵抗（並列抵抗）を用いることにより、逆並列に接続されたサイリスタのゲート端子に関する回路を比較的に簡易及び安価となる負荷時タップ切換器を構成することができる。
【０００８】
本開示の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記第１サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第１抵抗に対して並列に第１コンデンサが配置され、前記第２サイリスタのゲートとカソードとの間には、前記第２抵抗に対して並列に第２コンデンサが配置される。
【０００９】
本態様にあたっては、サイリスタ（第１サイリスタ、第２サイリスタ）それぞれに対し、追加配置された抵抗（第１抵抗、第２抵抗）それぞれに対し、コンデンサ（第１コンデンサ、第２コンデンサ）それぞれが、並列に配置される。従って、第１抵抗と第１コンデンサとにより第１並列回路が構成され、第２抵抗と第２コンデンサとにより第２並列回路が構成される。このようにコンデンサを抵抗に対し、並列に配置（接続）することにより、ゲート間スイッチの開閉時（オン／オフ時）に、これらコンデンサ及び抵抗による並列回路に含まれるゲート端子の電圧又は電流に比較的に大きな変化（時間変化）が発生し、ノイズ等が生じた場合であっても、当該ノイズを除去して誤動作が発生することを抑制又は防止することができる。すなわち、抵抗に並列に接続されたコンデンサを、誤動作対策を図るためのノイズ除去用コンデンサとして機能させることができる。
【００１０】
本開示の一態様に係る負荷時タップ切換器は、前記ゲート間スイッチは、絶縁型の双方向半導体素子により構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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