特開 2023-141120 電圧調整装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023141120

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】電圧調整装置

(51)【国際特許分類】

   G05F 3/04 20060101AFI20230928BHJP

   H02J 3/12 20060101ALI20230928BHJP

   H01F 27/42 20060101ALI20230928BHJP

   H01F 29/04 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

G05F3/04

H02J3/12

H01F27/42

H01F29/04 501A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022047264

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】前田 博宣

【テーマコード（参考）】

5G066

5H420

【Ｆターム（参考）】

5G066DA01

5H420BB02

5H420BB12

5H420CC04

5H420DD03

5H420EA03

5H420EA10

5H420EA12

5H420EA29

5H420EA30

5H420EA47

5H420EB01

5H420EB38

(57)【要約】

【課題】切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値が小さい電圧調整装置を提供する。
【解決手段】電圧調整装置１では、１次巻線３１及び２次巻線３２を有する２つの直列変圧器３ｕ，３ｖが配置されている。２つの２次巻線３２それぞれは、２つの配電線Ｕ，Ｖの中途に配置されている。３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３中の２つのタップ間の交流電圧の実効値は、２つの配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値に応じて調整される。切換え器５０ａは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続されるタップを切換える。切換え器５０ｂは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続されるタップを切換える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電圧の実効値を調整する電圧調整装置であって、
複数のタップが接続されるタップ巻線と、
１次巻線及び２次巻線を有する複数の変圧器と、
前記複数のタップの中で、１次巻線の特定端子が電気的に接続されるタップを切換える複数の切換え器と
を備え、
前記複数のタップ中の２つのタップ間の交流電圧の実効値は、２つの配電線間の交流電圧の実効値に応じて調整され、
前記複数の変圧器が有する複数の２次巻線それぞれは、前記複数の配電線の中途に配置され、
各切換え器に対応する特定端子は、残りの切換え器に対応する特定端子とは異なる
電圧調整装置。

【請求項2】

各切換え器の特定端子は、１つの１次巻線の２つの端子である
請求項１に記載の電圧調整装置。

【請求項3】

前記２つの配電線に含まれる第１配電線の中途に複数の２次巻線が配置され、
前記２つの配電線に含まれる第２配電線の中途に複数の２次巻線が配置され、
各切換え器の特定端子は、前記第１配電線の中途に２次巻線が配置されている直列変圧器の１次巻線の２つの端子、及び、前記第２配電線の中途に２次巻線が配置されている直列変圧器の１次巻線の２つの端子である
請求項１に記載の電圧調整装置。

【請求項4】

各切換え器は、
電流の通流が可能な通流状態、又は、電流の通流が遮断される遮断状態に状態が切換わる複数の第１スイッチ回路と、
前記通流状態又は遮断状態に状態が切換わる複数の第２スイッチ回路と、
を有し、
各切換え器が有する前記複数の第１スイッチ回路それぞれは、前記複数のタップに接続され、
各切換え器が有する前記複数の第２スイッチ回路それぞれは、前記複数のタップに接続され、
前記複数の第１スイッチ回路は、複数の特定端子に含まれる１つの第１特定端子に接続され、
前記複数の第２スイッチ回路は、前記複数の特定端子に含まれる１つの第２特定端子に接続され、
前記複数の切換え器では、共通のタップに接続されている複数の第１スイッチ回路の状態は同じであり、共通のタップに接続されている複数の第２スイッチ回路の状態も同じである
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電圧調整装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は電圧調整装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、２つの配電線間の交流電圧の実効値を調整する電圧調整装置が開示されている。この電圧調整装置では、複数のタップが接続されているタップ巻線が配置されている。１次巻線及び２次巻線を有する２つの変圧器が配置されている。２つの２次巻線それぞれは、２つの配電線の中途に配置されている。切換え器は、複数のタップの中で、２つの１次巻線が有する４つの端子が電気的に接続するタップを切換える。

【0003】

タップ巻線に接続されている複数のタップ中の２つのタップから、切換え器を介して、２つの変圧器それぞれの１次巻線に交流電圧が印加される。これにより、２つの配電線間の交流電圧の実効値が上昇するか又は低下する。前述した４つの端子中の少なくとも１つが電気的に接続するタップを切換え器が切換えた場合、２つの１次巻線に印加される交流電圧が変更される。これにより、外部に出力される交流電圧が変更される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１７５２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、切換え器を介して流れる交流電流に関して、許容される実効値の上限値は、タップ巻線に接続されている２つのタップから出力される交流電流の最大実効値以上でなければならない。上限値が大きい切換え器は高価である。上限値が最大実効値を少し超えている切換え器の製造又は調達を行うことができなかった場合、上限値が大きく超えている高価な切換え器が用いられ、電圧調整装置の製造費用が嵩む。

【0006】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値が小さい電圧調整装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る電圧調整装置は、交流電圧の実効値を調整する電圧調整装置であって、複数のタップが接続されるタップ巻線と、１次巻線及び２次巻線を有する複数の変圧器と、前記複数のタップの中で、１次巻線の特定端子が電気的に接続されるタップを切換える複数の切換え器とを備え、前記複数のタップ中の２つのタップ間の交流電圧の実効値は、２つの配電線間の交流電圧の実効値に応じて調整され、前記複数の変圧器が有する複数の２次巻線それぞれは、前記複数の配電線の中途に配置され、各切換え器に対応する特定端子は、残りの切換え器に対応する特定端子とは異なる。

【発明の効果】

【0008】

上記の態様によれば、切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値が小さい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１における電圧調整装置の回路図である。

【図2】切換え器の要部構成を示すブロック図である。

【図3】２つの直列変圧器の作用を示す図表である。

【図4】上側スイッチ回路の回路図である。

【図5】実施の形態２における電圧調整装置の回路図である。

【図6】実施の形態３における電圧調整装置の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電圧調整装置１の回路図である。２つの配電線Ｕ，Ｖ間に交流電源２が接続されている。交流電源２は、例えば変電所であり、２つの配電線Ｕ，Ｖを介して交流電圧を電圧調整装置１に出力する。電圧調整装置１は、２つの配電線Ｕ，Ｖ及び中性線Ｑを介して交流電圧を出力する。電圧調整装置１は、出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を、入力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値に基づいて調整する。

【0011】

電圧調整装置１は、２つの直列変圧器３ｕ，３ｖ、調整変圧器４及び切換え装置５を有する。直列変圧器３ｕ，３ｖそれぞれでは、図示しない鉄心に、１次巻線３１及び２次巻線３２が巻き付いている。調整変圧器４では、図示しない鉄心に単巻線４０が巻き付いている。鉄心は磁性体である。単巻線４０には、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３が接続されている。単巻線４０の２つの端子それぞれにタップＴ１，Ｔ３が接続されている。単巻線４０の中途にタップＴ２が接続されている。タップＴ１，Ｔ２間の単巻線４０の巻数は、タップＴ２，Ｔ３間の単巻線４０の巻数とは異なる。単巻線４０はタップ巻線として機能する。

【0012】

２つの２次巻線３２それぞれの一端子は、入力側の配電線Ｕ，Ｖに接続されている。２つの２次巻線３２それぞれの他端子は、出力側の配電線Ｕ，Ｖに接続されている。出力側の配電線Ｕ，Ｖ間に単巻線４０が接続されている。タップＴ１，Ｔ３それぞれは、配電線Ｕ，Ｖ側に位置する。単巻線４０の中途に中性線Ｑの一端子が接続されている。単巻線４０に関して、配電線Ｕ及び中性線Ｑ間の巻数は配電線Ｖ及び中性線Ｑ間の巻数と一致している。

【0013】

切換え装置５は、２つの切換え器５０ａ，５０ｂ及び制御部５１を有する。図２は、切換え器５０ａ，５０ｂの要部構成を示すブロック図である。切換え器５０ａは、３つの上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、３つの下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、矯絡スイッチ回路Ｃ及び矯絡抵抗Ｒを有する。

【0014】

上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３それぞれの一端子は、タップＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれの一端子は、タップＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３それぞれの他端子は、直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子に接続されている。下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれの他端子は、直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第２端子に接続されている。図１及び図２では、第１端子及び第２端子それぞれは右側及び左側に位置している。矯絡スイッチ回路Ｃは矯絡抵抗Ｒに直列に接続されている。矯絡スイッチ回路Ｃ及び矯絡抵抗Ｒを含む直列回路は、直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子間に接続されている。

【0015】

切換え器５０ｂは、切換え器５０ａと同様に構成されている。切換え器５０ｂに関して、上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３それぞれの一端子は、タップＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれの一端子は、タップＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。切換え器５０ｂが有する上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３それぞれの他端子は、直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子に接続されている
。切換え器５０ｂが有する下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれの他端子は、直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第２端子に接続されている。図１及び図２では、第１端子及び第２端子それぞれは右側及び左側に位置している。矯絡スイッチ回路Ｃ及び矯絡抵抗Ｒを含む直列回路は、直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子間に接続されている。

【0016】

制御部５１は、切換え器５０ａ，５０ｂが有する６つの上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、６つの下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び２つの矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれについて、状態を、電流の通流が可能な通流状態、又は、電流の通流が遮断される遮断状態に切換える。上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３それぞれは第１スイッチ回路として機能する。下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれは第２スイッチ回路として機能する。

【0017】

切換え器５０ａ，５０ｂそれぞれでは、通常、３つの上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３中の１つの状態が通流状態であり、残りの上側スイッチ回路の状態は遮断状態である。同様に、切換え器５０ａ，５０ｂそれぞれでは、通常、３つの下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３中の１つの状態が通流状態であり、残りの下側スイッチ回路の状態は遮断状態である。

【0018】

２つの切換え器５０ａ，５０ｂでは、共通のタップに接続されている２つの上側スイッチ回路の状態は同じであり、共通のタップに接続されている２つの下側スイッチ回路の状態も同じである。共通のタップは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３中の１つである。切換え器５０ａ，５０ｂが有する２つの上側スイッチ回路Ａ１はタップＴ１に接続されている。例えば、切換え器５０ａの上側スイッチ回路Ａ１の状態が通流状態である場合、切換え器５０ｂの上側スイッチ回路Ａ１の状態も通流状態である。切換え器５０ａに関して制御部５１が行う動作は、切換え器５０ｂに関して制御部５１が行う動作と同様である。

【0019】

直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子は、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、切換え器５０ａが有する通流状態の上側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第２端子は、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、切換え器５０ａが有する通流状態の下側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。

【0020】

同様に、直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子は、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、切換え器５０ｂが有する通流状態の上側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第２端子は、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、切換え器５０ｂが有する通流状態の下側スイッチ回路に接続されているタップに電気的に接続されている。

【0021】

前述したように、切換え器５０ａの通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路それぞれは、切換え器５０ｂの通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路と共通している。このため、２つの１次巻線３１の第１端子は共通のタップに電気的に接続されている。２つの１次巻線３１の第２端子は、共通のタップに電気的に接続されている。

【0022】

制御部５１は、切換え器５０ａにおいて、通流状態の上側スイッチ回路を変更する。これにより、切換え器５０ａは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子が電気的に接続されるタップを切換える。同様に、制御部５１は、切換え器５０ａにおいて、通流状態の下側スイッチ回路を変更する。これにより、切換え器５０ａは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第２端子が電気的に接続されるタップを切換える。

【0023】

同様に、制御部５１は、切換え器５０ｂにおいて、通流状態の上側スイッチ回路を変更する。これにより、切換え器５０ｂは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子が電気的に接続されるタップを切換える。同様に、制御部５１は、切換え器５０ｂにおいて、通流状態の下側スイッチ回路を変更する。これにより、切換え器５０ｂは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第２端子が電気的に接続されるタップを切換える。

【0024】

２つの１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれは特定端子として機能する。第１端子は第１特定端子として機能する。第２端子は第２特定端子として機能する。切換え器５０ａに対応する２つの特定端子は、切換え器５０ｂに対応する２つの特定端子とは異なる。

【0025】

単巻線４０の両端には、出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧が印加されている。単巻線４０は、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３中の２つのタップから、２つの１次巻線３１に、共通の交流電圧を印加する。３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３中の２つのタップ間の交流電圧の実効値は、出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値と、巻数比との積で表される。巻数比は、単巻線４０全体の巻数を、２つのタップ間の単巻線４０の巻数で除算することによって得られる。従って、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３中の２つのタップ間の交流電圧の実効値は、出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値に応じて調整される。切換え器５０ａ，５０ｂそれぞれにおいて、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路が変更された場合、単巻線４０が２つの１次巻線３１に印加する交流電圧の実効値又は位相が変更される。

【0026】

２つの１次巻線３１に交流電圧が印加された場合、２つの２次巻線３２は、入力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を上昇させるか又は低下させる。実効値が上昇又は低下した交流電圧は、出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧として外部に出力される。

【0027】

図３は、２つの直列変圧器３ｕ，３ｖの作用を示す図表である。通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが、（上側スイッチ回路Ａ１，下側スイッチ回路Ｂ３）の組合せ、（上側スイッチ回路Ａ２，下側スイッチ回路Ｂ３）の組合せ、又は、（上側スイッチ回路Ａ１，下側スイッチ回路Ｂ２）の組合せである場合、２つの２次巻線３２は、入力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を上昇させる。

【0028】

図１及び図２では、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが、（上側スイッチ回路Ａ１，下側スイッチ回路Ｂ３）の組合せである場合において、配電線Ｖの電位を基準とした配電線Ｕの電圧の極性が正であるときの電流の方向が破線の矢印で示されている。図１及び図２に示すように、各１次巻線３１において、電流は、第１端子（右側）から第２端子（左側）に向かって流れている。同様の場合において、配電線Ｖの電位を基準とした配電線Ｕの電圧の極性が負であるときの電流の方向は、図１及び図２に示す破線の矢印の向きとは反対である。

【0029】

通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが（上側スイッチ回路Ａ２，下側スイッチ回路Ｂ３）の組合せ又は（上側スイッチ回路Ａ１，下側スイッチ回路Ｂ２）の組合せである場合、各１次巻線３１を介して流れる電流の向きは、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが（上側スイッチ回路Ａ１，下側スイッチ回路Ｂ３）の組合せであるときに各１次巻線３１を介して流れる電流の向きと同じである。

【0030】

交流電圧の実効値の上昇幅は、単巻線４０が２つの１次巻線３１に印加する交流電圧の実効値が大きい程、大きい。単巻線４０が１次巻線３１に印加する交流電圧の実効値は、
３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続する２つのタップ間の巻数が大きい程、大きい。

【0031】

以下では、任意の整数をｋで表す。整数ｋは１、２及び３のいずれであってもよい。通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが（上側スイッチ回路Ａｋ，下側スイッチ回路Ｂｋ）の組合せである場合、各１次巻線３１の第１端子及び第２端子の両方はタップＴｋに電気的に接続する。このため、第１端子及び第２端子間の電圧は０Ｖである。

【0032】

通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが（上側スイッチ回路Ａ２，下側スイッチ回路Ｂ１）の組合せ、（上側スイッチ回路Ａ３，下側スイッチ回路Ｂ２）の組合せ、又は、（上側スイッチ回路Ａ３，下側スイッチ回路Ｂ１）の組合せである場合、２つの２次巻線３２は、入力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を低下させる。

【0033】

通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せが（上側スイッチ回路Ａ２，下側スイッチ回路Ｂ１）の組合せ、（上側スイッチ回路Ａ３，下側スイッチ回路Ｂ２）の組合せ、又は、（上側スイッチ回路Ａ３，下側スイッチ回路Ｂ１）の組合せであると仮定する。この場合において、配電線Ｖの電位を基準とした配電線Ｕの電圧の極性が正であるとき、電流は、第２端子（左側）から第１端子（右側）に向かって流れる。同様の場合において、配電線Ｖの電位を基準とした配電線Ｕの電圧の極性が負であるとき、電流は、第１端子（右側）から第２端子（左側）に向かって流れる。交流電圧の実効値の低下幅は、単巻線４０が２つの１次巻線３１に印加する交流電圧の実効値が大きい程、大きい。

【0034】

制御部５１は、通流状態の上側スイッチ回路及び下側スイッチ回路の組合せを変更することにより、出力側の２つの配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を調整する。

【0035】

通常、矯絡スイッチ回路Ｃの状態は遮断状態である。矯絡スイッチ回路Ｃに関しては、通流状態の上側スイッチ回路又は下側スイッチ回路を変更する過程において、１次巻線３１の第１端子又は第２端子の開放を防止するため、遮断状態から通流状態への遷移、及び、通流状態から遮断状態への遷移が順次行われる。例えば、通流状態の上側スイッチ回路を上側スイッチ回路Ａ１から上側スイッチ回路Ａ２に変更する場合、制御部５１は、矯絡スイッチ回路Ｃの状態を遮断状態から通流状態に変更し、上側スイッチ回路Ａ１の状態を通流状態から遮断状態に変更する。矯絡スイッチ回路Ｃの状態が通流状態であるため、１次巻線３１の第１端子が開放されることが防止される。

【0036】

制御部５１は、上側スイッチ回路Ａ１の状態を遮断状態に変更した後、上側スイッチ回路Ａ２の状態を遮断状態から通流状態に変更する。次に、制御部５１は、矯絡スイッチ回路Ｃの状態を通流状態から遮断状態に変更する。これにより、通流状態の上側スイッチ回路を変更する過程が終了する。

【0037】

図４は上側スイッチ回路Ａ１の回路図である。上側スイッチ回路Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれの構成は、上側スイッチ回路Ａ１の構成と同様である。

【0038】

上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれは、第１サイリスタＧ１及び第２サイリスタＧ２を有する。第１サイリスタＧ１のアノードは第２サイリスタＧ２のカソードに接続されている。第１サイリスタＧ１のカソードは第２サイリスタＧ２のアノードに接続されている。第１サイリスタＧ１及び第２サイリスタＧ２のゲートは制御部５１に接続されている。

【0039】

以下では、第１サイリスタＧ１のアノード及び第２サイリスタＧ２のカソード間の接続ノードを左ノードと記載する。第２サイリスタＧ２のカソード及び第２サイリスタＧ２のアノード間の接続ノードを右ノードと記載する。上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３それぞれの左ノードは１次巻線３１の第１端子に接続されている。上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３それぞれの右ノードは、タップＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれの左ノードは１次巻線３１の第２端子に接続されている。下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３それぞれの右ノードは、タップＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続されている。

【0040】

矯絡スイッチ回路Ｃの左ノード及び右ノードそれぞれは、１次巻線３１の第１端子及び矯絡抵抗Ｒの一端子に接続されている。矯絡抵抗Ｒの他端子は１次巻線３１の第２端子に接続されている。なお、矯絡スイッチ回路Ｃの左ノード及び右ノードそれぞれは、矯絡抵抗Ｒの一端子及び１次巻線３１の第２端子に接続されてもよい。この場合、矯絡抵抗Ｒの他端子は１次巻線３１の第１端子に接続される。

【0041】

上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれについて、制御部５１は、第１サイリスタＧ１及び第２サイリスタＧ２のゲートの電圧を調整することによって、状態を通流状態又は遮断状態に切換える。

【0042】

上側スイッチ回路Ａ１の状態が通流状態である場合、交流電流の通流が可能である。１次巻線３１の第１端子からタップＴ１へ向かう電流は、実線の矢印で示すように、第１サイリスタＧ１を介して流れる。タップＴ１から１次巻線３１の第１端子へ向かう電流は、破線の矢印で示すように、第２サイリスタＧ２を介して流れる。上側スイッチ回路Ａ１の状態が遮断状態である場合、第１サイリスタＧ１及び第２サイリスタＧ２を介して電流が流れることはない。

【0043】

上側スイッチ回路Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれの電流に関する作用は、上側スイッチ回路Ａ１の電流に関する作用と同様である。従って、状態が通流状態である場合、左ノードから右ノードへ向かう電流は第１サイリスタＧ１を介して流れる。同様の場合において、右ノードから左ノードへ向かう電流は第２サイリスタＧ２を介して流れる。状態が遮断状態である場合、第１サイリスタＧ１及び第２サイリスタＧ２を介して電流が流れることはない。

【0044】

上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれは、第１サイリスタＧ１及び第２サイリスタＧ２を用いた回路に限定されず、例えば、サイリスタ以外の半導体スイッチを用いた回路であってもよい。上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれでは、例えば、トライアックが用いられてもよい。トライアックは、３つの端子を有し、第１サイリスタＧ１が第２サイリスタＧ２によって構成される回路と同様に作用する。

【0045】

また、上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれでは、２つのＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)及び２つのダイオードが用いられてもよい。ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタそれぞれにダイオードのカソード及びアノードに接続されている。２つのＩＧＢＴのゲートは制御部５１に接続されている。

【0046】

第１例として、一方のＩＧＢＴのエミッタは他方のＩＧＢＴのエミッタに接続されている。この場合、２つのＩＧＢＴそれぞれのコレクタは、左ノード及び右ノードとして作用する。第２例として、一方のＩＧＢＴのコレクタは他方のＩＧＢＴのコレクタに接続され
ている。この場合、２つのＩＧＢＴそれぞれのエミッタは、左ノード及び右ノードとして機能する。上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３、下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び矯絡スイッチ回路Ｃそれぞれについて、制御部５１は、２つのＩＧＢＴのゲートの電圧を調整することによって、状態を通流状態又は遮断状態に切換える。

【0047】

更に、ＩＧＢＴの代わりにＦＥＴ(Field Effect Transistor)が用いられてもよい。この場合、ドレイン及びソースそれぞれはコレクタ及びエミッタに対応する。ＦＥＴが用いられる場合、ドレイン及びソース間に接続されているダイオードとして、ＦＥＴの寄生ダイオードを用いることができる。

【0048】

電圧調整装置１を従来の電圧調整装置と比較する。従来の電圧調整装置では、一方の直列変圧器の１次巻線の第１端子は他方の直列変圧器の１次巻線の第１端子に接続されている。同様に、一方の直列変圧器の１次巻線の第２端子は他方の直列変圧器の１次巻線の第２端子に接続されている。１つの切換え器は、２つの第１端子間の接続ノードと、２つの第２端子間の接続ノードとに各別に接続されている。

【0049】

電圧調整装置１は２つの切換え器５０ａ，５０ｂを有する。従って、電圧調整装置１及び従来の電圧調整装置が出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を同様に調整する場合において、切換え器５０ａ，５０ｂそれぞれを介して流れる交流電流の最大実効値は、従来の電圧調整装置が有する切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値の半分である。

【0050】

切換え器を介して流れる交流電流に関して、許容される実効値の上限値は、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３中の２つのタップから出力される交流電流の最大実効値以上でなければならない。上限値が大きい切換え器は高価である。従来の電圧調整装置に関して、上限値が最大実効値を少し超えている切換え器の製造又は調達を行うことができなかった場合、上限値が大きく超えている高価な切換え器が用いられ、製造費用が嵩む。一方で、電圧調整装置１に関しては、上限値が最大実効値を少し超えている２つの切換え器を用いて安価な製造を実現できる可能性がある。

【0051】

（実施の形態２）
実施の形態１において、電圧調整装置１が有する直列変圧器の数は２である。しかしながら、電圧調整装置１が有する直列変圧器の数は２に限定されない。
以下では、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態１と共通しているため、実施の形態１と共通する構成部には実施の形態１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0052】

図５は、実施の形態２における電圧調整装置１の回路図である。実施の形態２を実施の形態１と比較した場合、直列変圧器３ｕ，３ｖの数が異なる。実施の形態２における電圧調整装置１は、２つの直列変圧器３ｕ及び２つの直列変圧器３ｖを有する。配電線Ｕの中途に、２つの直列変圧器３ｕが有する２つの２次巻線３２が配置されている。これらの２次巻線３２は直列に接続されている。配電線Ｖの中途に、２つの直列変圧器３ｖが有する２つの２次巻線３２が配置されている。これらの２次巻線３２は直列に接続されている。配電線Ｕは第１配電線として機能する。配電線Ｖは第２配電線として機能する。

【0053】

図５において、左から１番目に配置されている直列変圧器３ｕ，３ｖそれぞれを、１番目の直列変圧器３ｕ及び１番目の直列変圧器３ｖと記載する。左から２番目に配置されている直列変圧器３ｕ，３ｖそれぞれを、２番目の直列変圧器３ｕ及び２番目の直列変圧器３ｖと記載する。１番目の直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれは、１番目の直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子に接
続されている。２番目の直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれは、２番目の直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子に接続されている。

【0054】

１番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第１端子間の接続ノードは、切換え器５０ａの３つの上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３に接続されている。１番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第２端子間の接続ノードは、切換え器５０ａの３つの下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に接続されている。

【0055】

同様に、２番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第１端子間の接続ノードは、切換え器５０ｂの３つの上側スイッチ回路Ａ１，Ａ２，Ａ３に接続されている。２番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第２端子間の接続ノードは、切換え器５０ｂの３つの下側スイッチ回路Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に接続されている。

【0056】

切換え器５０ａは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、１番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える。切換え器５０ａの特定端子は、１番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第１端子及び第２端子である。

【0057】

同様に、切換え器５０ｂは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、２番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える。切換え器５０ｂの特定端子は、２番目の直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第１端子及び第２端子である。

【0058】

実施の形態２における制御部５１は、実施の形態１における制御部５１と同様に作用する。切換え器５０ａ，５０ｂに関して、共通のタップに接続されている上側スイッチ回路の状態は同じであり、共通のタップに接続されている下側スイッチ回路の状態も同じである。従って、単巻線４０が４つの１次巻線３１に印加する交流電圧は同じである。結果、４つの２次巻線３２は同様に作用する。

【0059】

実施形態２における電圧調整装置１を、実施の形態１の説明で述べた従来の電圧調整装置と比較する。電圧調整装置１は２つの切換え器５０ａ，５０ｂを有する。従って、電圧調整装置１及び従来の電圧調整装置が出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を同様に調整する場合において、切換え器５０ａ，５０ｂそれぞれを介して流れる交流電流の最大実効値は、従来の電圧調整装置が有する切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値の半分である。このため、実施の形態１と同様に、電圧調整装置１の安価な製造を実現できる可能性がある。

【0060】

なお、実施の形態２における電圧調整装置１が有する直列変圧器の数は、（２・ｎ）であればよい。ここで、ｎは２以上の整数である。「・」は積を示す。従って、実施の形態２における電圧調整装置１が有する直列変圧器の数は、４を超えていてもよい。この場合、ｎ個の直列変圧器３ｕの２次巻線３２が配電線Ｕの中途に配置され、ｎ個の直列変圧器３ｖの２次巻線３２が配電線Ｖの中途に配置される。切換え装置５は、ｎ個の切換え器を有する。各切換え器は、直列変圧器３ｕ，３ｖが有する２つの１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える。各切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値は、従来の電圧調整装置が有する切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値のｎ分の１である。

【0061】

（実施の形態３）
実施の形態２において、（２・ｎ）個の１次巻線３１それぞれは、実施の形態１と同様
に、１つの切換え器に接続されてもよい。
以下では、実施の形態３について、実施の形態２と異なる点を説明する。後述する構成を除く他の構成については、実施の形態２と共通しているため、実施の形態２と共通する構成部には実施の形態２と同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【0062】

図６は、実施の形態３における電圧調整装置１の回路図である。図６では、直列変圧器の数が４である例が示されている。４つの２次巻線３２は実施の形態２と同様に配置されている。切換え器５０ａは、１番目の直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１に接続されている。切換え器５０ａと１番目の直列変圧器３ｕの１次巻線３１との接続は、切換え器５０ａと直列変圧器３ｕの１次巻線３１とに関する実施の形態１の接続と同様である。切換え器５０ｂは、１番目の直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１に接続されている。切換え器５０ｂと１番目の直列変圧器３ｖの１次巻線３１との接続は、切換え器５０ｂと直列変圧器３ｖの１次巻線３１とに関する実施の形態１の接続と同様である。

【0063】

切換え器５０ｃは、２番目の直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１に接続されている。切換え器５０ｃと２番目の直列変圧器３ｕの１次巻線３１との接続は、切換え器５０ａと直列変圧器３ｕの１次巻線３１とに関する実施の形態１の接続と同じである。切換え器５０ｄは、２番目の直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１に接続されている。切換え器５０ｄと２番目の直列変圧器３ｖの１次巻線３１との接続は、切換え器５０ｂと直列変圧器３ｖの１次巻線３１とに関する実施の形態１の接続と同様である。

【0064】

切換え器５０ａは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、１番目の直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを実施の形態１と同様に切換える。切換え器５０ｂは、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、１番目の直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを実施の形態１と同様に切換える。

【0065】

切換え器５０ｃは、切換え器５０ａと同様に、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、２番目の直列変圧器３ｕが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える。切換え器５０ｄは、切換え器５０ｂと同様に、３つのタップＴ１，Ｔ２，Ｔ３の中で、２番目の直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える。

【0066】

実施の形態３における制御部５１は、実施の形態１における制御部５１と同様に作用する。切換え器５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄに関して、共通のタップに接続されている上側スイッチ回路の状態は同じであり、共通のタップに接続されている下側スイッチ回路の状態も同じである。従って、単巻線４０が４つの１次巻線３１に印加する交流電圧は同じである。結果、４つの２次巻線３２は同様に作用する。

【0067】

実施形態３における電圧調整装置１を、実施の形態１の説明で述べた従来の電圧調整装置と比較する。電圧調整装置１は４つの切換え器５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを有する。従って、電圧調整装置１及び従来の電圧調整装置が出力側の配電線Ｕ，Ｖ間の交流電圧の実効値を同様に調整する場合において、切換え器５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄそれぞれを介して流れる交流電流の最大実効値は、従来の電圧調整装置が有する切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値の４分の１である。このため、実施の形態１と同様に、電圧調整装置１の安価な製造を実現できる可能性がある。

【0068】

なお、実施の形態３において、電圧調整装置１が有する直列変圧器の数が４を超える場合、実施の形態２と同様に、ｎ個の直列変圧器３ｕの２次巻線３２が配電線Ｕの中途に配置され、ｎ個の直列変圧器３ｖの２次巻線３２が配電線Ｖの中途に配置される。切換え装
置５は（２・ｎ）個の切換え器を有する。各切換え器は、直列変圧器３ｕ又は直列変圧器３ｖが有する１次巻線３１の第１端子及び第２端子それぞれが電気的に接続するタップを切換える。各切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値は、従来の電圧調整装置が有する切換え器を介して流れる交流電流の最大実効値を（２・ｎ）で除算することによって得られる値である。

【0069】

なお、実施の形態１～３において、単巻線４０に設けられるタップの数は、３に限定されず、２又は４以上であってもよい。各切換え器に関して、上側スイッチ回路の数は、単巻線４０に接続されているタップの数と同じである。下側スイッチ回路の数も、単巻線４０に接続されているタップの数と同じである。

【0070】

実施の形態１～３で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
開示された実施の形態１～３はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0071】

１ 電圧調整装置、３ｕ，３ｖ 直列変圧器、３１ １次巻線、３２ ２次巻線、４０
単巻線（タップ巻線）、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 切換え器、Ａ１，Ａ２，Ａ３ 上側スイッチ回路（第１スイッチ回路）、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 下側スイッチ回路（第２スイッチ回路）、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ タップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】