JP2001093753A - 多重インバータ用変圧器 - Google Patents
多重インバータ用変圧器Info
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- JP2001093753A JP2001093753A JP26807099A JP26807099A JP2001093753A JP 2001093753 A JP2001093753 A JP 2001093753A JP 26807099 A JP26807099 A JP 26807099A JP 26807099 A JP26807099 A JP 26807099A JP 2001093753 A JP2001093753 A JP 2001093753A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄心材料の所要量やフレームの個数を増すこと
なしに単相鉄心を巻線１段積みの高さにする。 【解決手段】単相鉄心１３が互いに平行に並ぶ５本の脚
１３Ｈ，１３Ｍと、この脚同士の両端部を磁気的に結合
する一対の継鉄１３Ｊとからなり、前記脚のうち、中央
脚１３Ｍの１本だけを残してその両側の側脚１３Ｈにそ
れぞれ巻線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが巻回される。
なしに単相鉄心を巻線１段積みの高さにする。 【解決手段】単相鉄心１３が互いに平行に並ぶ５本の脚
１３Ｈ，１３Ｍと、この脚同士の両端部を磁気的に結合
する一対の継鉄１３Ｊとからなり、前記脚のうち、中央
脚１３Ｍの１本だけを残してその両側の側脚１３Ｈにそ
れぞれ巻線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが巻回される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統の無効
電力補償装置やアーク炉用の自励式静止形フリッカー補
償装置などに用いられる半導体電力変換器に組み込まれ
る多重インバータ用変圧器に関し、特に、高さや鉄心所
要量が抑制された変圧器に関する。
電力補償装置やアーク炉用の自励式静止形フリッカー補
償装置などに用いられる半導体電力変換器に組み込まれ
る多重インバータ用変圧器に関し、特に、高さや鉄心所
要量が抑制された変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、電力系統の無効電力補償装置の
構成を示す回路図である。電力系統５に遮断器４を介し
て無効電力補償装置２０が設けられている。無効電力補
償装置２０は、遮断器４に高圧側が接続され電力系統５
の電圧を下げる降圧変圧器３と、この降圧変圧器３の低
圧側（図４の左側）にもう一つの遮断器２を介してその
出力巻線１Ｅが接続される４多重インバータ用変圧器１
と、降圧変圧器３の低圧側にさらにもう一つの遮断器７
を介して接続されるフイルタ８と、４多重インバータ用
変圧器１の巻線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｃにそれぞれ接続
されるインバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄとで構成され
ている。無効電力補償装置２０からの出力は、遮断器４
を介して電力系統５に供給されるようになっている。無
効電力補償装置２０は、電力系統５の無効電力を補償す
るためのものであって、電力系統５の状況に応じて、イ
ンバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの出力が制御され、電
力系統５に遅相あるいは進相の正弦波が出力されるよう
になっている。無効電力補償装置２０には遮断器７を介
してフイルタ８が接続されている。このフイルタ８は、
無効電力補償装置２０からの出力に高周波成分が重畳す
る場合に、遮断器７を投入してその高周波成分をキャン
セルさせるためのものである。インバータ６Ａ，６Ｂ，
６Ｃ，６Ｄにはそれぞれ図示されていない直流電源が接
続されてあり、インバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄから
位相の異なる矩形波が出力され、巻線１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，１Ｄが励磁されるようになっている。巻線１Ａ，１
Ｂ，１Ｃ，１Ｄの内側にはそれぞれ図示されていない出
力巻線が巻回されてあり、各出力巻線が直列に接続され
て直列回路１Ｅが形成されている。出力巻線に誘起され
た電圧が直列回路１Ｅでもって合成され、遮断器２に送
られる。
構成を示す回路図である。電力系統５に遮断器４を介し
て無効電力補償装置２０が設けられている。無効電力補
償装置２０は、遮断器４に高圧側が接続され電力系統５
の電圧を下げる降圧変圧器３と、この降圧変圧器３の低
圧側（図４の左側）にもう一つの遮断器２を介してその
出力巻線１Ｅが接続される４多重インバータ用変圧器１
と、降圧変圧器３の低圧側にさらにもう一つの遮断器７
を介して接続されるフイルタ８と、４多重インバータ用
変圧器１の巻線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｃにそれぞれ接続
されるインバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄとで構成され
ている。無効電力補償装置２０からの出力は、遮断器４
を介して電力系統５に供給されるようになっている。無
効電力補償装置２０は、電力系統５の無効電力を補償す
るためのものであって、電力系統５の状況に応じて、イ
ンバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの出力が制御され、電
力系統５に遅相あるいは進相の正弦波が出力されるよう
になっている。無効電力補償装置２０には遮断器７を介
してフイルタ８が接続されている。このフイルタ８は、
無効電力補償装置２０からの出力に高周波成分が重畳す
る場合に、遮断器７を投入してその高周波成分をキャン
セルさせるためのものである。インバータ６Ａ，６Ｂ，
６Ｃ，６Ｄにはそれぞれ図示されていない直流電源が接
続されてあり、インバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄから
位相の異なる矩形波が出力され、巻線１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，１Ｄが励磁されるようになっている。巻線１Ａ，１
Ｂ，１Ｃ，１Ｄの内側にはそれぞれ図示されていない出
力巻線が巻回されてあり、各出力巻線が直列に接続され
て直列回路１Ｅが形成されている。出力巻線に誘起され
た電圧が直列回路１Ｅでもって合成され、遮断器２に送
られる。
【０００３】図４の電力系統５は３相であり、図４には
その１相分だけが示されている．すなわち、実際には、
別の相の無効電力補償装置２０があと２組構成されてい
る。ただし、図４のインバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ
は３相用が示されている。４台のインバータからは、位
相がそれぞれ１５°ずつずれた矩形波が３相３台の各４
多重インバータ用変圧器１に出力されている（すなわ
ち、４多重・２４相）。なお、多重インバータ用変圧器
としては、図４のような４多重インバータ用変圧器１以
外にも、６個のインバータの出力を受ける６多重インバ
ータ用変圧器、一般的には複数多重インバータ用変圧器
などがある。
その１相分だけが示されている．すなわち、実際には、
別の相の無効電力補償装置２０があと２組構成されてい
る。ただし、図４のインバータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ
は３相用が示されている。４台のインバータからは、位
相がそれぞれ１５°ずつずれた矩形波が３相３台の各４
多重インバータ用変圧器１に出力されている（すなわ
ち、４多重・２４相）。なお、多重インバータ用変圧器
としては、図４のような４多重インバータ用変圧器１以
外にも、６個のインバータの出力を受ける６多重インバ
ータ用変圧器、一般的には複数多重インバータ用変圧器
などがある。
【０００４】図５は、従来の４多重インバータ用変圧器
の構成を示す側面図である。単相鉄心１０が、中央脚１
０Ｍおよびその両側の側脚１０Ｈよりなる互いに平行に
並ぶ３本の脚と、この３本の脚同士の両端部を磁気的に
結合する互いに平行な一対の継鉄１０Ｊと、中央脚１０
Ｍと側脚１０Ｈとの間に介装され、継鉄１０Ｊに平行な
中間継鉄１０Ｌとで構成されている。左側の側脚１０Ｈ
に巻線１Ａ，１Ｂが巻回され、巻線１Ａは中間継鉄１０
Ｌの下部に、巻線１Ｂは中間継鉄１０Ｌの上部にそれぞ
れ配されている。一方、右側の側脚１０Ｈに巻線１Ｃ，
１Ｄが巻回され、巻線１Ｃは中間継鉄１０Ｌの下部に、
巻線１Ｄは中間継鉄１０Ｌの上部にそれぞれ配されてい
る。巻線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの内径側にそれぞれ図
示されていない出力巻線が巻回され、その出力巻線同士
は直列に結線されている。
の構成を示す側面図である。単相鉄心１０が、中央脚１
０Ｍおよびその両側の側脚１０Ｈよりなる互いに平行に
並ぶ３本の脚と、この３本の脚同士の両端部を磁気的に
結合する互いに平行な一対の継鉄１０Ｊと、中央脚１０
Ｍと側脚１０Ｈとの間に介装され、継鉄１０Ｊに平行な
中間継鉄１０Ｌとで構成されている。左側の側脚１０Ｈ
に巻線１Ａ，１Ｂが巻回され、巻線１Ａは中間継鉄１０
Ｌの下部に、巻線１Ｂは中間継鉄１０Ｌの上部にそれぞ
れ配されている。一方、右側の側脚１０Ｈに巻線１Ｃ，
１Ｄが巻回され、巻線１Ｃは中間継鉄１０Ｌの下部に、
巻線１Ｄは中間継鉄１０Ｌの上部にそれぞれ配されてい
る。巻線１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの内径側にそれぞれ図
示されていない出力巻線が巻回され、その出力巻線同士
は直列に結線されている。
【０００５】図６は、図５の単相鉄心１０に誘導される
磁束のベクトル図である。横軸Ｒｅは実数軸であり、縦
軸Ｉｍは虚数軸である。矢印が各磁束のベクトルを示
す。磁束φＡ，φＢは、図５の左側の側脚１０Ｈに誘導
される磁束であり、それぞれ磁束φＡは中間継鉄１０Ｌ
の下側において巻線１Ａによって誘導される磁束であ
り、磁束φＢは中間継鉄１０Ｌの上側において巻線１Ｂ
によって誘導される磁束である。一方、磁束φＣ，φＤ
は、図５の右側の側脚１０Ｈに誘導される磁束であり、
それぞれ磁束φＣは中間継鉄１０Ｌの下側において巻線
１Ｃによって誘導される磁束であり、磁束φＤは中間継
鉄１０Ｌの上側において巻線１Ｄによって誘導される磁
束である。また、磁束φＭ１，φＭ２は、図５の中央脚
１０Ｍに誘導される磁束であり、それぞれ磁束φＭ１は
中間継鉄１０Ｌの上側に誘導される磁束であり、磁束φ
Ｍ２は中間継鉄１０Ｌの下側に誘導される磁束である。
さらに、磁束φＡＢ，φＣＤは、図５の中間継鉄１０Ｌ
に誘導される磁束であり、それぞれ磁束φＡＢは中央脚
１０Ｍの左側に誘導される磁束であり、磁束φＣＤは中
央脚１０Ｍの右側に誘導される磁束である。
磁束のベクトル図である。横軸Ｒｅは実数軸であり、縦
軸Ｉｍは虚数軸である。矢印が各磁束のベクトルを示
す。磁束φＡ，φＢは、図５の左側の側脚１０Ｈに誘導
される磁束であり、それぞれ磁束φＡは中間継鉄１０Ｌ
の下側において巻線１Ａによって誘導される磁束であ
り、磁束φＢは中間継鉄１０Ｌの上側において巻線１Ｂ
によって誘導される磁束である。一方、磁束φＣ，φＤ
は、図５の右側の側脚１０Ｈに誘導される磁束であり、
それぞれ磁束φＣは中間継鉄１０Ｌの下側において巻線
１Ｃによって誘導される磁束であり、磁束φＤは中間継
鉄１０Ｌの上側において巻線１Ｄによって誘導される磁
束である。また、磁束φＭ１，φＭ２は、図５の中央脚
１０Ｍに誘導される磁束であり、それぞれ磁束φＭ１は
中間継鉄１０Ｌの上側に誘導される磁束であり、磁束φ
Ｍ２は中間継鉄１０Ｌの下側に誘導される磁束である。
さらに、磁束φＡＢ，φＣＤは、図５の中間継鉄１０Ｌ
に誘導される磁束であり、それぞれ磁束φＡＢは中央脚
１０Ｍの左側に誘導される磁束であり、磁束φＣＤは中
央脚１０Ｍの右側に誘導される磁束である。
【０００６】図６において、両側の側脚１０Ｈに誘導さ
れる磁束φＡ，φＢ，φＣ，φＤのベクトルは互いに大
きさは同じであるが、その方向が磁束φＡ，φＢ，φ
Ｃ，φＤの順に１５°ずつ反時計回りにずれている。ま
た、中間継鉄１０Ｌに誘導される磁束φＡＢ，φＣＤの
ベクトルは、それぞれ磁束φＢとφＡとのベクトル差，
磁束φＤとφＣとのベクトル差である。一方、中央脚１
０Ｍに誘導される磁束φＭ１，φＭ２のベクトルは、そ
れぞれ磁束φＤとφＢとのベクトル差，磁束φＡとφＣ
とのベクトル差である。
れる磁束φＡ，φＢ，φＣ，φＤのベクトルは互いに大
きさは同じであるが、その方向が磁束φＡ，φＢ，φ
Ｃ，φＤの順に１５°ずつ反時計回りにずれている。ま
た、中間継鉄１０Ｌに誘導される磁束φＡＢ，φＣＤの
ベクトルは、それぞれ磁束φＢとφＡとのベクトル差，
磁束φＤとφＣとのベクトル差である。一方、中央脚１
０Ｍに誘導される磁束φＭ１，φＭ２のベクトルは、そ
れぞれ磁束φＤとφＢとのベクトル差，磁束φＡとφＣ
とのベクトル差である。
【０００７】ここで、中間継鉄１０Ｌに誘導される磁束
φＡＢあるいはφＣＤと、側脚１０Ｈに誘導される磁束
との大きさの比は、
φＡＢあるいはφＣＤと、側脚１０Ｈに誘導される磁束
との大きさの比は、
【数１】 ２×｛ sin（１５°÷２）｝×１００＝２６．１［％］ となる。したがって、中間継鉄１０Ｌの必要断面積は、
側脚１０Ｈのそれの約４分の１である。
側脚１０Ｈのそれの約４分の１である。
【０００８】また、中央脚１０Ｍに誘導される磁束φＭ
１あるいはφＭ２と、側脚１０Ｈに誘導される磁束との
大きさの比は、
１あるいはφＭ２と、側脚１０Ｈに誘導される磁束との
大きさの比は、
【数２】 ２×｛ sin（３０°÷２）｝×１００＝５１．８［％］ となる。したがって、中央脚１０Ｍの必要断面積は、側
脚１０Ｈのそれの約２分の１である。
脚１０Ｈのそれの約２分の１である。
【０００９】図７は、従来の異なる多重インバータ用変
圧器の構成を示す側面図である。両側の側脚１０Ｈと中
央脚１０Ｍとのそれぞれに２個ずつ空隙１２が介装され
ている。その空隙１２は、各脚において中間継鉄１０Ｌ
の上部と下部とにそれぞれ配されている。図７のその他
は、図５の構成と同じである。空隙１２は、各巻線１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの励磁インピーダンスを調整する
ために介装されるものであり、鉄心材料の間に絶縁物を
介装することによって形成される。
圧器の構成を示す側面図である。両側の側脚１０Ｈと中
央脚１０Ｍとのそれぞれに２個ずつ空隙１２が介装され
ている。その空隙１２は、各脚において中間継鉄１０Ｌ
の上部と下部とにそれぞれ配されている。図７のその他
は、図５の構成と同じである。空隙１２は、各巻線１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの励磁インピーダンスを調整する
ために介装されるものであり、鉄心材料の間に絶縁物を
介装することによって形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の多重インバータ用変圧器は、単相鉄心の
高さ寸法が大きいという問題があった。
たような従来の多重インバータ用変圧器は、単相鉄心の
高さ寸法が大きいという問題があった。
【００１１】すなわち、従来の４多重インバータ用変圧
器の場合、図５のように単相鉄心１０の左右の側脚１０
Ｈにそれぞれ２個ずつ巻線が巻回されている。多重イン
バータ用変圧器の多重数がさらに増えると、従来の構成
では左右の側脚１０Ｈに巻回される巻線を増やすことに
よって対処されていた。すなわち、側脚１０Ｈおよび中
央脚１０Ｍの軸方向長を伸ばし、その側脚１０Ｈに巻線
が軸方向に順次並べて巻回されていた。その際、巻線同
士の間にはそれぞれ中間継鉄１０Ｌが介装される。例え
ば、６多重インバータ用変圧器の場合は、左右の側脚１
０Ｈにそれぞれ３個ずつ巻線が巻回される。したがっ
て、多重インバータ用変圧器の多重数が増すにしたがっ
て高さ寸法が大きくなり、多重インバータ用変圧器の据
え付けにおいてその高さ方向に制約が加わる場合があっ
た。
器の場合、図５のように単相鉄心１０の左右の側脚１０
Ｈにそれぞれ２個ずつ巻線が巻回されている。多重イン
バータ用変圧器の多重数がさらに増えると、従来の構成
では左右の側脚１０Ｈに巻回される巻線を増やすことに
よって対処されていた。すなわち、側脚１０Ｈおよび中
央脚１０Ｍの軸方向長を伸ばし、その側脚１０Ｈに巻線
が軸方向に順次並べて巻回されていた。その際、巻線同
士の間にはそれぞれ中間継鉄１０Ｌが介装される。例え
ば、６多重インバータ用変圧器の場合は、左右の側脚１
０Ｈにそれぞれ３個ずつ巻線が巻回される。したがっ
て、多重インバータ用変圧器の多重数が増すにしたがっ
て高さ寸法が大きくなり、多重インバータ用変圧器の据
え付けにおいてその高さ方向に制約が加わる場合があっ
た。
【００１２】また、空隙が設けられた多重インバータ用
変圧器の場合、同一の脚に幾つもの空隙を介装せぬばな
らないという問題もあった。
変圧器の場合、同一の脚に幾つもの空隙を介装せぬばな
らないという問題もあった。
【００１３】すなわち、図７のように同一の脚に幾つも
の空隙１２が設けられると、空隙１２の形成に手間がか
かるのに加えて、脚が軸方向に多数個に分割されている
ので組み立て時にその分割された鉄心材料同士が互いに
ずれないように支えながら作業する必要があり、多大な
作業時間を要していた。この空隙１２は、多重インバー
タ用変圧器の多重数が増すにしたがって増えるので、そ
れにつれて作業時間も増えていた。
の空隙１２が設けられると、空隙１２の形成に手間がか
かるのに加えて、脚が軸方向に多数個に分割されている
ので組み立て時にその分割された鉄心材料同士が互いに
ずれないように支えながら作業する必要があり、多大な
作業時間を要していた。この空隙１２は、多重インバー
タ用変圧器の多重数が増すにしたがって増えるので、そ
れにつれて作業時間も増えていた。
【００１４】多重インバータ用変圧器の高さを減らす一
つの方法として、従来から単相鉄心を複数分割するとい
う構成が考えられていた。
つの方法として、従来から単相鉄心を複数分割するとい
う構成が考えられていた。
【００１５】図８は、従来の異なる４多重インバータ用
変圧器の構成を示す側面図である。単相鉄心１１が左右
２台設けられ、ともに中央脚１１Ｍおよびその両側の側
脚１１Ｈとからなる３脚と、この３脚同士の両端部を磁
気的に結合する一対の継鉄１１Ｊとから構成されてい
る。左側の単相鉄心１１の両側の側脚１１Ｈにそれぞれ
巻線１Ａ，１Ｂが巻回され、右側の単相鉄心１１の両側
の側脚１１Ｈにそれぞれ巻線１Ｃ，１Ｄが巻回されてい
る。左側の単相鉄心１１において、巻線１Ａ，１Ｂによ
って誘導される磁束φＡとφＢとのベクトル差が中央脚
１０Ｍに形成される磁束φＡＢのベクトルとなる。一
方、右側の単相鉄心１１において、巻線１Ｃ，１Ｄによ
って誘導される磁束φＣとφＤとのベクトル差が中央脚
１０Ｍに形成される磁束φＣＤのベクトルとなる。この
構成は、巻線が１段積みであり、４多重インバータ用変
圧器の高さが非常に小さくなるとともに、同一脚に空隙
数の１つで済むと言う利点がある。しかし、単相鉄心１
１の数が増すことにより、鉄心材料の所要量が増すこと
は勿論、単相鉄心１１を支えるフレームの個数も増すの
で、単相鉄心１１の重量の増大と経済性の悪化は避ける
ことができない。しかも、多重インバータ用変圧器の多
重数が増すにつれて、３台，４台と単相鉄心１１の台数
も増す。
変圧器の構成を示す側面図である。単相鉄心１１が左右
２台設けられ、ともに中央脚１１Ｍおよびその両側の側
脚１１Ｈとからなる３脚と、この３脚同士の両端部を磁
気的に結合する一対の継鉄１１Ｊとから構成されてい
る。左側の単相鉄心１１の両側の側脚１１Ｈにそれぞれ
巻線１Ａ，１Ｂが巻回され、右側の単相鉄心１１の両側
の側脚１１Ｈにそれぞれ巻線１Ｃ，１Ｄが巻回されてい
る。左側の単相鉄心１１において、巻線１Ａ，１Ｂによ
って誘導される磁束φＡとφＢとのベクトル差が中央脚
１０Ｍに形成される磁束φＡＢのベクトルとなる。一
方、右側の単相鉄心１１において、巻線１Ｃ，１Ｄによ
って誘導される磁束φＣとφＤとのベクトル差が中央脚
１０Ｍに形成される磁束φＣＤのベクトルとなる。この
構成は、巻線が１段積みであり、４多重インバータ用変
圧器の高さが非常に小さくなるとともに、同一脚に空隙
数の１つで済むと言う利点がある。しかし、単相鉄心１
１の数が増すことにより、鉄心材料の所要量が増すこと
は勿論、単相鉄心１１を支えるフレームの個数も増すの
で、単相鉄心１１の重量の増大と経済性の悪化は避ける
ことができない。しかも、多重インバータ用変圧器の多
重数が増すにつれて、３台，４台と単相鉄心１１の台数
も増す。
【００１６】この発明の目的は、鉄心材料の所要量やフ
レームの個数を増すことなしに単相鉄心を巻線１段積み
の高さにすることにある。
レームの個数を増すことなしに単相鉄心を巻線１段積み
の高さにすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、単相鉄心に巻回された複数の巻
線がそれぞれ異なるインバータの出力によって励磁さ
れ、前記巻線によって誘起される電圧の合成が出力され
る多重インバータ用変圧器において、前記単相鉄心が互
いに平行に並ぶ複数本の脚と、この脚同士の両端部を磁
気的に結合する一対の継鉄とからなり、前記脚のうち、
内側に配された脚の１本だけを残して残りの脚のそれぞ
れに前記巻線が巻回されてなるようにするとよい。それ
によって、中間継鉄が不要になるとともに、内側に配さ
れ巻線が巻回されていない脚の断面積を従来より小さく
することができる。さらに、単相鉄心を分割することな
しに巻線１段積みの高さにすることができる。そのため
に、鉄心材料の所要量が従来より減り、フレームの個数
も従来より増えることがない。
に、この発明によれば、単相鉄心に巻回された複数の巻
線がそれぞれ異なるインバータの出力によって励磁さ
れ、前記巻線によって誘起される電圧の合成が出力され
る多重インバータ用変圧器において、前記単相鉄心が互
いに平行に並ぶ複数本の脚と、この脚同士の両端部を磁
気的に結合する一対の継鉄とからなり、前記脚のうち、
内側に配された脚の１本だけを残して残りの脚のそれぞ
れに前記巻線が巻回されてなるようにするとよい。それ
によって、中間継鉄が不要になるとともに、内側に配さ
れ巻線が巻回されていない脚の断面積を従来より小さく
することができる。さらに、単相鉄心を分割することな
しに巻線１段積みの高さにすることができる。そのため
に、鉄心材料の所要量が従来より減り、フレームの個数
も従来より増えることがない。
【００１８】また、かかる構成において、前記脚のそれ
ぞれに空隙が設けられるようにしてもよい。それによっ
て、空隙を各脚に１つずつ介装すればよいので、単相鉄
心の組み立て作業が非常に楽になる。
ぞれに空隙が設けられるようにしてもよい。それによっ
て、空隙を各脚に１つずつ介装すればよいので、単相鉄
心の組み立て作業が非常に楽になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図１は、この発明の実施例にかかる多重イ
ンバータ用変圧器の構成を示す側面図である。単相鉄心
１３が，互いに平行に並ぶ５本の脚、すなわち、巻線１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄがそれぞれ巻かれた４本の側脚１
３Ｈ、および巻線が巻かれていない１本の中央脚１３Ｍ
と、この５本の脚同士の両端部を磁気的に結合する一対
の継鉄１３Ｊとから構成されている。巻線１Ａ，１Ｂ，
１Ｃ，１Ｄの内径側にはそれぞれ図示されていない出力
巻線が巻回され、各出力巻線同士は直列に結線されてい
る。
て説明する。図１は、この発明の実施例にかかる多重イ
ンバータ用変圧器の構成を示す側面図である。単相鉄心
１３が，互いに平行に並ぶ５本の脚、すなわち、巻線１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄがそれぞれ巻かれた４本の側脚１
３Ｈ、および巻線が巻かれていない１本の中央脚１３Ｍ
と、この５本の脚同士の両端部を磁気的に結合する一対
の継鉄１３Ｊとから構成されている。巻線１Ａ，１Ｂ，
１Ｃ，１Ｄの内径側にはそれぞれ図示されていない出力
巻線が巻回され、各出力巻線同士は直列に結線されてい
る。
【００２０】図２は、図１の単相鉄心１３に誘導される
磁束のベクトル図である。横軸Ｒｅは実数軸であり、縦
軸Ｉｍは虚数軸である。矢印が各磁束のベクトルを示
す。磁束φＡ，φＢは、図１の中央脚１３Ｍの左側に配
された側脚１３Ｈに誘導される磁束であり、それぞれ磁
束φＡは最左端の側脚１３Ｈに誘導される磁束であり、
磁束φＢは左側から２番目の側脚１３Ｈに誘導される磁
束である。一方、磁束φＣ，φＤは、図１の中央脚１３
Ｍの右側に配された側脚１３Ｈに誘導される磁束であ
り、それぞれ磁束φＣは最右端の側脚１３Ｈに誘導され
る磁束であり、磁束φＢは右側から２番目の側脚１３Ｈ
に誘導される磁束である。また、磁束φＭは、図１の中
央脚１３Ｍに誘導される磁束である。さらに、磁束φＡ
Ｂ，φＣＤは、図１の継鉄１３Ｊにおける中央脚１３Ｍ
とこれに隣接する両側の側脚１３Ｈとの間の部分に誘導
される磁束であり、それぞれ磁束φＡＢは継鉄１３Ｊに
おける中央脚１３Ｍと左隣の側脚１３Ｈとの間の部分に
誘導される磁束であり、磁束φＣＤは継鉄１３Ｊにおけ
る中央脚１３Ｍと右隣の側脚１３Ｈとの間の部分に誘導
される磁束である。
磁束のベクトル図である。横軸Ｒｅは実数軸であり、縦
軸Ｉｍは虚数軸である。矢印が各磁束のベクトルを示
す。磁束φＡ，φＢは、図１の中央脚１３Ｍの左側に配
された側脚１３Ｈに誘導される磁束であり、それぞれ磁
束φＡは最左端の側脚１３Ｈに誘導される磁束であり、
磁束φＢは左側から２番目の側脚１３Ｈに誘導される磁
束である。一方、磁束φＣ，φＤは、図１の中央脚１３
Ｍの右側に配された側脚１３Ｈに誘導される磁束であ
り、それぞれ磁束φＣは最右端の側脚１３Ｈに誘導され
る磁束であり、磁束φＢは右側から２番目の側脚１３Ｈ
に誘導される磁束である。また、磁束φＭは、図１の中
央脚１３Ｍに誘導される磁束である。さらに、磁束φＡ
Ｂ，φＣＤは、図１の継鉄１３Ｊにおける中央脚１３Ｍ
とこれに隣接する両側の側脚１３Ｈとの間の部分に誘導
される磁束であり、それぞれ磁束φＡＢは継鉄１３Ｊに
おける中央脚１３Ｍと左隣の側脚１３Ｈとの間の部分に
誘導される磁束であり、磁束φＣＤは継鉄１３Ｊにおけ
る中央脚１３Ｍと右隣の側脚１３Ｈとの間の部分に誘導
される磁束である。
【００２１】図２において、４本の側脚１３Ｈにそれぞ
れ誘導される磁束φＡ，φＢ，φＣ，φＤのベクトルは
互いに大きさは同じであるが、その方向が磁束φＡ，φ
Ｂ，φＣ，φＤの順に１５°ずつ反時計回りにずれてい
る。また、磁束φＡＢ，φＣＤのベクトルは、それぞれ
磁束φＢとφＡとのベクトル差，磁束φＤとφＣとのベ
クトル差である。一方、中央脚１３Ｍに誘導される磁束
φＭのベクトルは、磁束φＡＢとφＣＤとのベクトル差
である。
れ誘導される磁束φＡ，φＢ，φＣ，φＤのベクトルは
互いに大きさは同じであるが、その方向が磁束φＡ，φ
Ｂ，φＣ，φＤの順に１５°ずつ反時計回りにずれてい
る。また、磁束φＡＢ，φＣＤのベクトルは、それぞれ
磁束φＢとφＡとのベクトル差，磁束φＤとφＣとのベ
クトル差である。一方、中央脚１３Ｍに誘導される磁束
φＭのベクトルは、磁束φＡＢとφＣＤとのベクトル差
である。
【００２２】ここで、磁束φＡＢあるいはφＣＤと、側
脚１３Ｈに誘導される磁束との大きさの比は、
脚１３Ｈに誘導される磁束との大きさの比は、
【数３】 ２×｛ sin（１５°÷２）｝×１００＝２６．１［％］ となる。したがって、継鉄１３Ｊの必要断面積は、側脚
１３Ｈの約４分の１でで済む。
１３Ｈの約４分の１でで済む。
【００２３】また、中央脚１３Ｍに誘導される磁束φＭ
と、側脚１３Ｈに誘導される磁束との大きさの比は、
と、側脚１３Ｈに誘導される磁束との大きさの比は、
【数４】 ２×｛ sin（３０°÷２）｝×｛２× sin（３０°÷２）｝×１００ ＝１３．５［％］ となる。したがって、中央脚１３Ｍの必要断面積は、側
脚１３Ｈの約７分の１で済み、従来の図５の場合の中央
脚１０Ｍと比べて約３分の１以下で済む。したがって、
単相鉄心１３の構成は、図５の従来の単相鉄心１０のそ
れと比べると、中間継鉄を不要とするとともに中央脚も
細くすることができる。それによって、鉄心材料の所要
量を従来より減らすことができ経済性が非常に向上す
る。
脚１３Ｈの約７分の１で済み、従来の図５の場合の中央
脚１０Ｍと比べて約３分の１以下で済む。したがって、
単相鉄心１３の構成は、図５の従来の単相鉄心１０のそ
れと比べると、中間継鉄を不要とするとともに中央脚も
細くすることができる。それによって、鉄心材料の所要
量を従来より減らすことができ経済性が非常に向上す
る。
【００２４】なお、６多重インバータ用変圧器の場合
は、図１において中央脚１３Ｍの両側にそれぞれ３本ず
つの側脚１３Ｈを配せばよい。また、多重数が奇数の場
合は、中央脚１３Ｍの一方側に偶数の側脚１３Ｈを、他
方側に奇数の側脚１３Ｈを配せばよい。したがって、多
重が増しても、中央脚１３Ｍの左右に側脚１３Ｈの群を
配せばよいので、単相鉄心１３は常に巻線１段分の高さ
で済む。そのために、据え付けにおける高さ制約が緩和
される。また、フレームの個数も増えることがなく経済
的である。
は、図１において中央脚１３Ｍの両側にそれぞれ３本ず
つの側脚１３Ｈを配せばよい。また、多重数が奇数の場
合は、中央脚１３Ｍの一方側に偶数の側脚１３Ｈを、他
方側に奇数の側脚１３Ｈを配せばよい。したがって、多
重が増しても、中央脚１３Ｍの左右に側脚１３Ｈの群を
配せばよいので、単相鉄心１３は常に巻線１段分の高さ
で済む。そのために、据え付けにおける高さ制約が緩和
される。また、フレームの個数も増えることがなく経済
的である。
【００２５】図３は、この発明の異なる実施例にかかる
多重インバータ用変圧器の構成を示す側面図である。５
本の各脚に空隙１４が介装されている。図３のその他
は、図１の構成と同じである。図７の従来の構成と比べ
ると、空隙１４を各脚に１つずつ介装すればよいので、
単相鉄心の組み立て作業が非常に楽になる。なお、空隙
付きの多重インバータ用変圧器の多重数が増しても、空
隙１４は各脚に１つずつ介装すればよいので、単相鉄心
の組み立て作業は困難にはならない。
多重インバータ用変圧器の構成を示す側面図である。５
本の各脚に空隙１４が介装されている。図３のその他
は、図１の構成と同じである。図７の従来の構成と比べ
ると、空隙１４を各脚に１つずつ介装すればよいので、
単相鉄心の組み立て作業が非常に楽になる。なお、空隙
付きの多重インバータ用変圧器の多重数が増しても、空
隙１４は各脚に１つずつ介装すればよいので、単相鉄心
の組み立て作業は困難にはならない。
【００２６】図１や図３の実施例においては、各巻線が
それぞれインバータから位相の異なる基本波でもって励
磁され、多重化される場合について説明された。インバ
ータにおける半導体のスイッチングパルスの操作によっ
て、同じ位相の基本波が出力され多重化される場合もあ
る。このような場合も、各巻線によって側脚１３Ｈに誘
導される磁束の瞬時値から中央脚１３Ｍに誘導される磁
束の瞬時値を算出して中央脚１３Ｍの断面積を決定すれ
ばよい。この場合も、従来の構成と比べて中央脚１３Ｍ
の断面積をより小さくすることができる。
それぞれインバータから位相の異なる基本波でもって励
磁され、多重化される場合について説明された。インバ
ータにおける半導体のスイッチングパルスの操作によっ
て、同じ位相の基本波が出力され多重化される場合もあ
る。このような場合も、各巻線によって側脚１３Ｈに誘
導される磁束の瞬時値から中央脚１３Ｍに誘導される磁
束の瞬時値を算出して中央脚１３Ｍの断面積を決定すれ
ばよい。この場合も、従来の構成と比べて中央脚１３Ｍ
の断面積をより小さくすることができる。
【００２７】
【発明の効果】この発明は前述のように、単相鉄心が互
いに平行に並ぶ複数本の脚と、この脚同士の両端部を磁
気的に結合する一対の継鉄とからなり、前記脚のうち、
内側に配された脚の１本だけを残して残りの脚のそれぞ
れに巻線が巻回されてなるようにすることによって、単
相鉄心を分割することなしに巻線１段積みの高さにする
ことができ、経済性が大いに向上するとともに、据え付
けにおける高さの制約も緩和される。
いに平行に並ぶ複数本の脚と、この脚同士の両端部を磁
気的に結合する一対の継鉄とからなり、前記脚のうち、
内側に配された脚の１本だけを残して残りの脚のそれぞ
れに巻線が巻回されてなるようにすることによって、単
相鉄心を分割することなしに巻線１段積みの高さにする
ことができ、経済性が大いに向上するとともに、据え付
けにおける高さの制約も緩和される。
【００２８】また、かかる構成において、脚のそれぞれ
に空隙が設けられるようにすることによって、単相鉄心
の組み立て作業が非常に楽になり、経済性がさらに向上
するようになる。
に空隙が設けられるようにすることによって、単相鉄心
の組み立て作業が非常に楽になり、経済性がさらに向上
するようになる。
【図１】この発明の実施例にかかる４多重インバータ用
変圧器の構成を示す側面図
変圧器の構成を示す側面図
【図２】図１の単相鉄心に誘導される磁束のベクトル図
【図３】この発明の異なる実施例にかかる４多重インバ
ータ用変圧器の構成を示す側面図
ータ用変圧器の構成を示す側面図
【図４】電力系統の無効電力補償装置の構成を示す回路
図
図
【図５】従来の４多重インバータ用変圧器の構成を示す
側面図
側面図
【図６】図５の単相鉄心に誘導される磁束のベクトル図
【図７】従来の異なる４多重インバータ用変圧器の構成
を示す側面図
を示す側面図
【図８】従来のさらに異なる４多重インバータ用変圧器
の構成を示す側面図
の構成を示す側面図
１：４多重インバータ用変圧器、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１
Ｄ：巻線、１３：単相鉄心、１３Ｍ：中央脚、１３Ｈ：
側脚、１３Ｊ：継鉄、１４：空隙
Ｄ：巻線、１３：単相鉄心、１３Ｍ：中央脚、１３Ｈ：
側脚、１３Ｊ：継鉄、１４：空隙
Claims (2)
- 【請求項１】単相鉄心に巻回された複数の巻線がそれぞ
れ異なるインバータの出力によって励磁され、前記巻線
によって誘起される電圧の合成が出力される多重インバ
ータ用変圧器において、前記単相鉄心が互いに平行に並
ぶ複数本の脚と、この脚同士の両端部を磁気的に結合す
る一対の継鉄とからなり、前記脚のうち、内側に配され
た脚の１本だけを残して残りの脚のそれぞれに前記巻線
が巻回されてなることを特徴とする多重インバータ用変
圧器。 - 【請求項２】請求項１に記載の多重インバータ用変圧器
において、前記脚のそれぞれに空隙が設けられることを
特徴とする多重インバータ用変圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26807099A JP2001093753A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 多重インバータ用変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26807099A JP2001093753A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 多重インバータ用変圧器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093753A true JP2001093753A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17453476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26807099A Withdrawn JP2001093753A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 多重インバータ用変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001093753A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102326216A (zh) * | 2009-07-31 | 2012-01-18 | 株式会社田村制作所 | 电感器 |
| JP2013062936A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Denso Corp | 絶縁型コンバータ |
| CN103325526A (zh) * | 2013-07-16 | 2013-09-25 | 河南恩耐基电气有限公司 | 三相四线零序谐波电流抑制电抗器 |
| KR101353899B1 (ko) | 2012-11-27 | 2014-01-23 | 한국철도기술연구원 | Ｄｃ／ｄｃ 컨버터용 고주파 변압기 |
| CN106653334A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 特变电工衡阳变压器有限公司 | 单相变压器 |
| CN112166481A (zh) * | 2019-10-23 | 2021-01-01 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 变压器、驱动电路系统及电子设备 |
| JP2022143320A (ja) * | 2021-03-17 | 2022-10-03 | Ｔｍｐ株式会社 | チョークコイル |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26807099A patent/JP2001093753A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102326216A (zh) * | 2009-07-31 | 2012-01-18 | 株式会社田村制作所 | 电感器 |
| EP2461334A1 (en) * | 2009-07-31 | 2012-06-06 | Tamura Corporation | Inductor |
| EP2461334A4 (en) * | 2009-07-31 | 2013-01-09 | Tamura Seisakusho Kk | INDUCTION COIL |
| JP2013062936A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Denso Corp | 絶縁型コンバータ |
| KR101353899B1 (ko) | 2012-11-27 | 2014-01-23 | 한국철도기술연구원 | Ｄｃ／ｄｃ 컨버터용 고주파 변압기 |
| CN103325526A (zh) * | 2013-07-16 | 2013-09-25 | 河南恩耐基电气有限公司 | 三相四线零序谐波电流抑制电抗器 |
| CN106653334A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 特变电工衡阳变压器有限公司 | 单相变压器 |
| CN112166481A (zh) * | 2019-10-23 | 2021-01-01 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 变压器、驱动电路系统及电子设备 |
| WO2021077346A1 (zh) * | 2019-10-23 | 2021-04-29 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 变压器、驱动电路系统及电子设备 |
| JP2022143320A (ja) * | 2021-03-17 | 2022-10-03 | Ｔｍｐ株式会社 | チョークコイル |
| JP7445900B2 (ja) | 2021-03-17 | 2024-03-08 | Ｔｍｐ株式会社 | チョークコイル |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060314 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060323 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060522 |