JP2002010455A - 電気回路 - Google Patents
電気回路Info
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- JP2002010455A JP2002010455A JP2000189713A JP2000189713A JP2002010455A JP 2002010455 A JP2002010455 A JP 2002010455A JP 2000189713 A JP2000189713 A JP 2000189713A JP 2000189713 A JP2000189713 A JP 2000189713A JP 2002010455 A JP2002010455 A JP 2002010455A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
- H02G7/20—Spatial arrangements or dispositions of lines or cables on poles, posts or towers
Landscapes
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Patch Boards (AREA)
- Installation Of Bus-Bars (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電力効率が高く、導体冷却の設備や費用を小さ
くできる電気回路を提供する。また、寸法の小さな電気
回路を提供する。 【解決手段】交流電流が流れる３本以上の導体１を有
し、該導体１は並行して配置され、位相の異なる交流電
流が該導体１に通電される電気回路において、該導体同
士を任意に入れ替えてできる全ての導体配置の組み合わ
せの中から、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさの
和が最大になる組み合わせを選び、さらに、これを満た
す組み合わせの中から、隣り合う導体間の電流位相差の
大きさの最小値が最も大きくなるものを選んだ組み合わ
せの一つが、該導体１の実際の配置と一致するようにし
た。 【効果】渦電流による導体の損失を低減できる。
くできる電気回路を提供する。また、寸法の小さな電気
回路を提供する。 【解決手段】交流電流が流れる３本以上の導体１を有
し、該導体１は並行して配置され、位相の異なる交流電
流が該導体１に通電される電気回路において、該導体同
士を任意に入れ替えてできる全ての導体配置の組み合わ
せの中から、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさの
和が最大になる組み合わせを選び、さらに、これを満た
す組み合わせの中から、隣り合う導体間の電流位相差の
大きさの最小値が最も大きくなるものを選んだ組み合わ
せの一つが、該導体１の実際の配置と一致するようにし
た。 【効果】渦電流による導体の損失を低減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電流を使用す
る電気回路の導体の配置に関する。特に、多相の交流電
流を使用する電気回路を備えた回転電機，電気機器，電
力機器および電力回路に関する。
る電気回路の導体の配置に関する。特に、多相の交流電
流を使用する電気回路を備えた回転電機，電気機器，電
力機器および電力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電流が通電される複数の導体を並行
して配置する場合、従来の電気回路においては、導体配
置の方法について十分に考慮されていなかった。Ｕ，
Ｖ，Ｗの平衡３相の往復電流それぞれを通電した６本の
導体を１列に配置する電気回路を有する電気機器の一列
を挙げれば、端から＋Ｕ相，−Ｖ相，＋Ｗ相，−Ｕ相，
＋Ｖ相，−Ｗ相の順番に配置されているため、隣同士の
導体に流れる電流の位相差の大きさが小さい配置となっ
ていた。
して配置する場合、従来の電気回路においては、導体配
置の方法について十分に考慮されていなかった。Ｕ，
Ｖ，Ｗの平衡３相の往復電流それぞれを通電した６本の
導体を１列に配置する電気回路を有する電気機器の一列
を挙げれば、端から＋Ｕ相，−Ｖ相，＋Ｗ相，−Ｕ相，
＋Ｖ相，−Ｗ相の順番に配置されているため、隣同士の
導体に流れる電流の位相差の大きさが小さい配置となっ
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、他
の導体に流れる電流によって導体内に生じる誘導磁界が
大きいため、導体内に渦電流が発生することによって生
じる損失が大きく、導体を冷却するための設備や費用が
大きくなる恐れがあった。また、該損失によって電気回
路の電力効率の低下が生じる恐れがあった。あるいは、
該損失を小さくするために、該導体同士間の距離を大き
くする必要が生じ、電気回路の寸法が大きくなる恐れが
あった。
の導体に流れる電流によって導体内に生じる誘導磁界が
大きいため、導体内に渦電流が発生することによって生
じる損失が大きく、導体を冷却するための設備や費用が
大きくなる恐れがあった。また、該損失によって電気回
路の電力効率の低下が生じる恐れがあった。あるいは、
該損失を小さくするために、該導体同士間の距離を大き
くする必要が生じ、電気回路の寸法が大きくなる恐れが
あった。
【０００４】本発明の目的は、上記の損失を低減できる
導体配置を有し、電力効率が高く、導体冷却の設備や費
用が小さい電気回路を提供することである。
導体配置を有し、電力効率が高く、導体冷却の設備や費
用が小さい電気回路を提供することである。
【０００５】また、該電気回路を回転電機，電気機器，
電力機器，電力回路，送電線など大電流を扱う必要があ
る装置に適用し、電力効率が高く、導体冷却の設備や費
用が小さい装置を提供することである。
電力機器，電力回路，送電線など大電流を扱う必要があ
る装置に適用し、電力効率が高く、導体冷却の設備や費
用が小さい装置を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、寸法の小さな電気回
路を提供することである。
路を提供することである。
【０００７】また、該電気回路を回転電機，電気機器，
電力機器，電力回路，送電線など大電流を扱う必要があ
る装置に適用し、寸法の小さな装置を提供することであ
る。
電力機器，電力回路，送電線など大電流を扱う必要があ
る装置に適用し、寸法の小さな装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、交流電流が流れる３本以上の導体を有
し、該導体は並行して配置され、位相の異なる交流電流
が該導体に通電される電気回路において、該導体同士を
任意に入れ替えてできる全ての導体配置の組み合わせの
中から、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさの和が
最大になる組み合わせを選び、さらに、これを満たす組
み合わせの中から、隣り合う導体間の電流位相差の大き
さの最小値が最も大きくなるものを選んだ組み合わせの
一つが、該導体の実際の配置と一致するようにしたもの
である。
成するために、交流電流が流れる３本以上の導体を有
し、該導体は並行して配置され、位相の異なる交流電流
が該導体に通電される電気回路において、該導体同士を
任意に入れ替えてできる全ての導体配置の組み合わせの
中から、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさの和が
最大になる組み合わせを選び、さらに、これを満たす組
み合わせの中から、隣り合う導体間の電流位相差の大き
さの最小値が最も大きくなるものを選んだ組み合わせの
一つが、該導体の実際の配置と一致するようにしたもの
である。
【０００９】また、ｎ相交流の往復電流のそれぞれが流
れる２ｎ本の導体を有し、該導体は１列に並列して配置
される電気回路において、隣り合う該導体間の電流位相
差の大きさが、列の端から順に１８０゜，(１８０−１
８０／ｎ)゜，１８０゜，（１８０−１８０／ｎ)゜，
…，１８０゜，（１８０−１８０／ｎ)゜になる順番に
該導体を配置したものである。
れる２ｎ本の導体を有し、該導体は１列に並列して配置
される電気回路において、隣り合う該導体間の電流位相
差の大きさが、列の端から順に１８０゜，(１８０−１
８０／ｎ)゜，１８０゜，（１８０−１８０／ｎ)゜，
…，１８０゜，（１８０−１８０／ｎ)゜になる順番に
該導体を配置したものである。
【００１０】また、３相交流の往復電流である＋Ｕ，＋
Ｖ，＋Ｗ，−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ相の電流のそれぞれが流れ
る６本の導体を有し、該導体は環状に並行して配置され
る電気回路において、隣り合う該導体間の電流位相差の
大きさが、順に１８０゜，１２０゜，１２０゜，１８０
゜，１２０゜，１２０゜になる順番に該導体を配置した
ものである。
Ｖ，＋Ｗ，−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ相の電流のそれぞれが流れ
る６本の導体を有し、該導体は環状に並行して配置され
る電気回路において、隣り合う該導体間の電流位相差の
大きさが、順に１８０゜，１２０゜，１２０゜，１８０
゜，１２０゜，１２０゜になる順番に該導体を配置した
ものである。
【００１１】また、２ｎ相交流電流のそれぞれが流れる
２ｎ本の導体を有し、該導体は２列ｎ段に並行して配置
された電気回路において、列間の隣り合う該導体距離よ
りも段間の隣り合う該導体間距離が長く、列間の隣り合
う該導体間の電流位相差の大きさが全て１８０゜にな
り、段間の隣り合う該導体間の電流位相差の大きさが全
て（１８０−１８０／ｎ)゜になる順番に該導体を配置
したものである。
２ｎ本の導体を有し、該導体は２列ｎ段に並行して配置
された電気回路において、列間の隣り合う該導体距離よ
りも段間の隣り合う該導体間距離が長く、列間の隣り合
う該導体間の電流位相差の大きさが全て１８０゜にな
り、段間の隣り合う該導体間の電流位相差の大きさが全
て（１８０−１８０／ｎ)゜になる順番に該導体を配置
したものである。
【００１２】さらに、上記のいずれかの該導体配置を有
する電気回路を、回転電機，電気機器，電力機器，電力
回路，送電線など大電流を扱う必要がある装置に備えた
ものである。
する電気回路を、回転電機，電気機器，電力機器，電力
回路，送電線など大電流を扱う必要がある装置に備えた
ものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１〜図４を参照して、本発明に
よる実施例を説明する。
よる実施例を説明する。
【００１４】図１は、本発明による交流電気回路におけ
る導体配置方法の一実施例の断面を示す図である。導体
１ａ〜１ｆは、互いに並行する導電性の線材であり、図
１は、導体１ａ〜１ｆに紙面を貫く方向の交流電流が流
れる方向の面上から見た断面図である。導体１ａ〜１ｆ
に流れるそれぞれの交流電流は、振幅は同程度で周波数
は同一であるが、位相が異なる。ここで、周波数および
位相とは、振幅の最も大きい周波数成分の周波数および
位相を指しており、交流電流は必ずしも正弦波形である
必要はない。導体１ａ〜１ｆは、平衡３相交流電流を用
いた電気回路の一部であり、例えば電気機器の配線や、
送電線などである。図１の実施例ではＵ，Ｖ，Ｗの平衡
３相の往復電流それぞれを、１ａには＋Ｕ相、１ｂには
−Ｕ相、１ｃには−Ｖ相、１ｄには＋Ｖ相、１ｅには＋
Ｗ相、１ｆには−Ｗ相の電流がそれぞれ流れるように導
体１を配置している。ここに、これら各相の位相関係を
交流理論のフェーザ表示で表すと、図２のようになる。
該導体配置の特徴は、＋Ｕ，−Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，
−Ｗ相の６種の電流を各導体１ａ〜１ｆに配置する全て
の組み合わせの中で、隣り合う導体間の電流位相差の大
きさの和が最大になる組み合わせを選び、さらに、これ
を満たす組み合わせが複数ある場合には、隣り合う導体
間の電流位相差の大きさの最小値が最も大きくなるよう
な配置を選んでいる点である。すなわち、１ａ−１ｂ
間，１ｂ−１ｃ間，１ｃ−１ｄ間，１ｄ−１ｅ間，１ｅ
−１ｆ間の電流位相差の大きさはそれぞれ、１８０゜，
１２０゜，１８０゜，１２０゜，１８０゜となってい
る。なお該電流位相差の関係は図１にも記載している。
したがってその和は７８０゜と上記全ての組み合わせの
中で最大である。これにくわえて、隣り合う導体間の電
流位相差の大きさの最小値は１２０゜であり、これも最
大である。ここに、隣り合う導体間の電流位相差の大き
さは、０゜が最小で、１８０゜が最大となるように定義
している。例えば、位相差の大きさ２４０゜は、３６０
゜−２４０゜＝１２０゜より、位相差の大きさ１２０゜
と同じことであるので１２０゜とする。なお本発明の効
果は、それぞれの導体間の相対的な電流位相差の大きさ
が上記のようになっていれば良い。したがって、図１の
実施例では１ａを＋Ｕ相に配置したが、代わりに１ａを
＋Ｕ以外の相に配置したのち、導体間の相対的な電流位
相差の大きさが上記の通りになるように１ｂ〜１ｆを順
次配置していっても同じ効果が得られる。
る導体配置方法の一実施例の断面を示す図である。導体
１ａ〜１ｆは、互いに並行する導電性の線材であり、図
１は、導体１ａ〜１ｆに紙面を貫く方向の交流電流が流
れる方向の面上から見た断面図である。導体１ａ〜１ｆ
に流れるそれぞれの交流電流は、振幅は同程度で周波数
は同一であるが、位相が異なる。ここで、周波数および
位相とは、振幅の最も大きい周波数成分の周波数および
位相を指しており、交流電流は必ずしも正弦波形である
必要はない。導体１ａ〜１ｆは、平衡３相交流電流を用
いた電気回路の一部であり、例えば電気機器の配線や、
送電線などである。図１の実施例ではＵ，Ｖ，Ｗの平衡
３相の往復電流それぞれを、１ａには＋Ｕ相、１ｂには
−Ｕ相、１ｃには−Ｖ相、１ｄには＋Ｖ相、１ｅには＋
Ｗ相、１ｆには−Ｗ相の電流がそれぞれ流れるように導
体１を配置している。ここに、これら各相の位相関係を
交流理論のフェーザ表示で表すと、図２のようになる。
該導体配置の特徴は、＋Ｕ，−Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，
−Ｗ相の６種の電流を各導体１ａ〜１ｆに配置する全て
の組み合わせの中で、隣り合う導体間の電流位相差の大
きさの和が最大になる組み合わせを選び、さらに、これ
を満たす組み合わせが複数ある場合には、隣り合う導体
間の電流位相差の大きさの最小値が最も大きくなるよう
な配置を選んでいる点である。すなわち、１ａ−１ｂ
間，１ｂ−１ｃ間，１ｃ−１ｄ間，１ｄ−１ｅ間，１ｅ
−１ｆ間の電流位相差の大きさはそれぞれ、１８０゜，
１２０゜，１８０゜，１２０゜，１８０゜となってい
る。なお該電流位相差の関係は図１にも記載している。
したがってその和は７８０゜と上記全ての組み合わせの
中で最大である。これにくわえて、隣り合う導体間の電
流位相差の大きさの最小値は１２０゜であり、これも最
大である。ここに、隣り合う導体間の電流位相差の大き
さは、０゜が最小で、１８０゜が最大となるように定義
している。例えば、位相差の大きさ２４０゜は、３６０
゜−２４０゜＝１２０゜より、位相差の大きさ１２０゜
と同じことであるので１２０゜とする。なお本発明の効
果は、それぞれの導体間の相対的な電流位相差の大きさ
が上記のようになっていれば良い。したがって、図１の
実施例では１ａを＋Ｕ相に配置したが、代わりに１ａを
＋Ｕ以外の相に配置したのち、導体間の相対的な電流位
相差の大きさが上記の通りになるように１ｂ〜１ｆを順
次配置していっても同じ効果が得られる。
【００１５】なお、本発明の実施例では特定の電流の組
み合わせに対して特定の導体配置方法を示したが、導体
の本数は３本以上であればいくらでも良い。また導体に
流れる電流は平衡３相以外でもよく、それぞれの導体に
任意の位相の電流が流れていてもよい。また、全ての導
体の電流が互いに位相が異なっている必要はなく、位相
が同じ導体どうしを含んでいてもよい。また各導体の電
流の振幅は同程度である方が本発明の効果が高いが、同
程度で無い場合でも本発明の効果は生じる。また、導体
配置は１列に限らず、他の配列でも良い。すなわち、こ
れらの場合でも図１と同様に、全ての配置の組み合わせ
の中から、隣り合う導体間の電流位相差の大きさの和が
最大になる組み合わせを選び、さらに、これを満たす組
み合わせの中から、隣り合う導体間の電流位相差の大き
さの最小値が最も大きくなるような配置を選べば良い。
み合わせに対して特定の導体配置方法を示したが、導体
の本数は３本以上であればいくらでも良い。また導体に
流れる電流は平衡３相以外でもよく、それぞれの導体に
任意の位相の電流が流れていてもよい。また、全ての導
体の電流が互いに位相が異なっている必要はなく、位相
が同じ導体どうしを含んでいてもよい。また各導体の電
流の振幅は同程度である方が本発明の効果が高いが、同
程度で無い場合でも本発明の効果は生じる。また、導体
配置は１列に限らず、他の配列でも良い。すなわち、こ
れらの場合でも図１と同様に、全ての配置の組み合わせ
の中から、隣り合う導体間の電流位相差の大きさの和が
最大になる組み合わせを選び、さらに、これを満たす組
み合わせの中から、隣り合う導体間の電流位相差の大き
さの最小値が最も大きくなるような配置を選べば良い。
【００１６】なお、導体断面は任意の形状でも良い。ま
た、各導体が、複数本の素線に分割されていても良い。
た、各導体が、複数本の素線に分割されていても良い。
【００１７】以下、本発明の原理を説明する。３本以上
の導体が並行しており、それぞれの導体に、位相の異な
る交流電流を流す場合の導体配置を考える。ただし、全
ての導体の電流が互いに位相が異なっている必要はな
く、位相が同じ導体どうしを含んでいてもよい。ある導
体に交流電流を流すと、その周囲に該電流と同一周波
数，同一位相の交流磁界が生じる。この交流磁界内に他
の導体が存在すると、上記交流磁界が他の導体内に鎖交
しようとするため、電磁誘導によって他の導体内に渦電
流が流れ、無用な損失が発生する。この損失を最小限に
とどめるためには、他の導体内に鎖交しようとする交流
磁界を最小限にとどめればよい。このためには、それぞ
れの導体に流した交流電流に対して、この電流との位相
差の大きさがなるべく大きい交流電流が流れる導体が隣
に来るように、全体の導体配置を構成する。本発明の導
体配置は、このように構成されることを特徴とする。こ
のようにすれば、ある導体による交流磁界とその隣の導
体による交流磁界とが効率よく打ち消し合うため、周囲
の交流磁界を減らすことができ、その他の導体に生じる
無用な損失を低減できる。また、本発明によれば上記の
ように周囲の交流磁界を低減できるため、損失を低減す
る効果を得る代わりに、導体間間隔を近づけることもで
きる。なお、周囲の磁界は一般に電流源に近づくほど大
きくなる。
の導体が並行しており、それぞれの導体に、位相の異な
る交流電流を流す場合の導体配置を考える。ただし、全
ての導体の電流が互いに位相が異なっている必要はな
く、位相が同じ導体どうしを含んでいてもよい。ある導
体に交流電流を流すと、その周囲に該電流と同一周波
数，同一位相の交流磁界が生じる。この交流磁界内に他
の導体が存在すると、上記交流磁界が他の導体内に鎖交
しようとするため、電磁誘導によって他の導体内に渦電
流が流れ、無用な損失が発生する。この損失を最小限に
とどめるためには、他の導体内に鎖交しようとする交流
磁界を最小限にとどめればよい。このためには、それぞ
れの導体に流した交流電流に対して、この電流との位相
差の大きさがなるべく大きい交流電流が流れる導体が隣
に来るように、全体の導体配置を構成する。本発明の導
体配置は、このように構成されることを特徴とする。こ
のようにすれば、ある導体による交流磁界とその隣の導
体による交流磁界とが効率よく打ち消し合うため、周囲
の交流磁界を減らすことができ、その他の導体に生じる
無用な損失を低減できる。また、本発明によれば上記の
ように周囲の交流磁界を低減できるため、損失を低減す
る効果を得る代わりに、導体間間隔を近づけることもで
きる。なお、周囲の磁界は一般に電流源に近づくほど大
きくなる。
【００１８】なお、電磁誘導による導体内の渦電流の大
きさは表皮の深さに対する導体断面の寸法によって大き
く影響を受けるため、本発明は、導体１の材料の表皮の
深さに対する、導体１断面の寸法（縦の長さや横の長
さ）の比が大きいほど、従来の方法と比べて効果が高
い。特に、上記の比が１程度のオーダーか、それよりも
大きくなると効果が顕著に表れるようになる。具体的に
は、５０Ｈｚで表皮の深さが１０mm程度以上である。こ
こに、表皮の深さの定義は、多くの文献に記載されてい
るもので、例えば卯本重朗著「電磁気学」（昭晃堂），
第３２６頁，平成２年４月２０日初版１５刷発行、に記
載がある。以上のことから、本発明は、導体断面の寸法
が大きいほど従来の方法と比べて効果が高くなる。特
に、回転電機，電気機器，電力機器，電力回路，送電線
など大電流を扱う必要がある電気回路は、電流密度の制
約から導体断面の寸法が大きくなるので、本発明は回転
電機，電気機器，電力機器，電力回路，送電線などに対
して特に効果が高い。
きさは表皮の深さに対する導体断面の寸法によって大き
く影響を受けるため、本発明は、導体１の材料の表皮の
深さに対する、導体１断面の寸法（縦の長さや横の長
さ）の比が大きいほど、従来の方法と比べて効果が高
い。特に、上記の比が１程度のオーダーか、それよりも
大きくなると効果が顕著に表れるようになる。具体的に
は、５０Ｈｚで表皮の深さが１０mm程度以上である。こ
こに、表皮の深さの定義は、多くの文献に記載されてい
るもので、例えば卯本重朗著「電磁気学」（昭晃堂），
第３２６頁，平成２年４月２０日初版１５刷発行、に記
載がある。以上のことから、本発明は、導体断面の寸法
が大きいほど従来の方法と比べて効果が高くなる。特
に、回転電機，電気機器，電力機器，電力回路，送電線
など大電流を扱う必要がある電気回路は、電流密度の制
約から導体断面の寸法が大きくなるので、本発明は回転
電機，電気機器，電力機器，電力回路，送電線などに対
して特に効果が高い。
【００１９】以上のように、このような構成の本発明に
よる導体の配置方法は、それぞれの隣り合う導体間の電
流位相差の大きさが大きい配置としているので、全導体
に生じる合計の抵抗損失を小さくすることができる。し
たがって導体配線の損失による無用な電力消費を小さく
することができるため、本発明を回転電機（特に、ブス
リング），電気機器，電力機器，電力回路，送電線など
に使用すれば、これらの電力効率を向上できる。また、
損失が低減するので、導体冷却の設備や費用を小さくで
きる。また、本発明による導体の配置方法は、全導体に
生じる合計の抵抗損失を小さくする代わりに、導体間の
間隔を小さくすることもできる。したがって本発明を回
転電機，電気機器，電力機器，電力回路，送電線などに
使用すれば、これらの寸法を小さくすることもできる。
よる導体の配置方法は、それぞれの隣り合う導体間の電
流位相差の大きさが大きい配置としているので、全導体
に生じる合計の抵抗損失を小さくすることができる。し
たがって導体配線の損失による無用な電力消費を小さく
することができるため、本発明を回転電機（特に、ブス
リング），電気機器，電力機器，電力回路，送電線など
に使用すれば、これらの電力効率を向上できる。また、
損失が低減するので、導体冷却の設備や費用を小さくで
きる。また、本発明による導体の配置方法は、全導体に
生じる合計の抵抗損失を小さくする代わりに、導体間の
間隔を小さくすることもできる。したがって本発明を回
転電機，電気機器，電力機器，電力回路，送電線などに
使用すれば、これらの寸法を小さくすることもできる。
【００２０】なお、以下に、全ての配置の組み合わせを
調べるよりも簡易な、複数本の導体を１列に配置する場
合の導体配置の一決定方法を示す。図２のフェーザ図に
示す６種の電流が流れる６本の導体を図１のように配置
する手順を示すことによって例示する。まず、一番左側
の導体は任意に選んで良い。図１では一例として＋Ｕと
する。次に左側二番目の導体は、一番左側の導体と最も
電流位相が離れた導体とする。すなわち−Ｕとする。三
番目の導体は、既に使用した一番左側の導体を除いて、
左側二番目の導体と最も電流位相が離れた導体とする。
すなわち−Ｗまたは−Ｖとする。図１では一例として−
Ｖとする。四番目の導体は、既に使用した一番左側と二
番目の導体を除いて、左側三番目の導体と最も電流位相
が離れた導体とする。すなわち＋Ｖとする。以下同様に
して、全ての導体の配置を決定できる。
調べるよりも簡易な、複数本の導体を１列に配置する場
合の導体配置の一決定方法を示す。図２のフェーザ図に
示す６種の電流が流れる６本の導体を図１のように配置
する手順を示すことによって例示する。まず、一番左側
の導体は任意に選んで良い。図１では一例として＋Ｕと
する。次に左側二番目の導体は、一番左側の導体と最も
電流位相が離れた導体とする。すなわち−Ｕとする。三
番目の導体は、既に使用した一番左側の導体を除いて、
左側二番目の導体と最も電流位相が離れた導体とする。
すなわち−Ｗまたは−Ｖとする。図１では一例として−
Ｖとする。四番目の導体は、既に使用した一番左側と二
番目の導体を除いて、左側三番目の導体と最も電流位相
が離れた導体とする。すなわち＋Ｖとする。以下同様に
して、全ての導体の配置を決定できる。
【００２１】本発明の上記導体配置の方法を、相異なる
ｎ相の往復電流が流れる２ｎ本（ｎ＝２，３，４，…）
の導体を１列に配置する場合に適用すると、列の端から
順に、隣り合う導体間の電流位相差の大きさを、１８０
゜，(１８０−１８０／ｎ)゜，１８０゜，(１８０−１
８０／ｎ)゜，…，１８０゜，(１８０−１８０／ｎ)゜
とすることができる。この場合でも、図１の実施例と同
じ効果が得られる。
ｎ相の往復電流が流れる２ｎ本（ｎ＝２，３，４，…）
の導体を１列に配置する場合に適用すると、列の端から
順に、隣り合う導体間の電流位相差の大きさを、１８０
゜，(１８０−１８０／ｎ)゜，１８０゜，(１８０−１
８０／ｎ)゜，…，１８０゜，(１８０−１８０／ｎ)゜
とすることができる。この場合でも、図１の実施例と同
じ効果が得られる。
【００２２】図３は、本発明による交流電気回路におけ
る導体配置方法の他の一実施例の断面を示す図である。
平衡６相６本の導体１ａ〜１ｆが、断面から見て環状に
配列している。平衡６相６本の導体は、平衡３相の往復
電流６本と実質的に同じであり、各相の位相関係を交流
理論のフェーザ表示で表すと、図２と同じになる。すな
わち図３の実施例は、１ａと１ｆの導体が隣接している
ことを除けば図１の実施例と同じである。図４の実施例
では、１ａ−１ｂ間，１ｂ−１ｃ間，１ｃ−１ｄ間，１
ｄ−１ｅ間，１ｅ−１ｆ間に加えて１ｆ−１ａ間の電流
位相差の大きさも考慮に入れる。すなわち、＋Ｕ，−
Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，−Ｗ相の６相の電流を各導体１
ａ〜１ｆに配置する全ての組み合わせの中で、上記の隣
り合う導体間の電流位相差の大きさの和が最大になり、
かつ、隣り合う導体間の電流位相差の大きさの最小値が
最も大きくなるような配置として導体配置を決定する。
一例として、１ａは＋Ｕ相、１ｂは−Ｕ相、１ｃは−Ｗ
相、１ｄは−Ｖ相、１ｅは＋Ｖ相、１ｆは＋Ｗ相とす
る。すなわち、１ａ−１ｂ間，１ｂ−１ｃ間，１ｃ−１
ｄ間，１ｄ−１ｅ間，１ｅ−１ｆ間，１ｆ−１ａ間の電
流位相差の大きさはそれぞれ、１８０゜，１２０゜，１
２０゜，１８０゜，１２０゜，１２０゜となっている。
なお該電流位相差の関係は図３にも記載している。した
がってその和は８４０゜と上記全ての組み合わせの中で
最大である。これにくわえて、隣り合う導体間の電流位
相差の大きさの最小値は１２０゜であり、これも最大で
ある。なお、図３の実施例でも、図１の実施例と同じ効
果が得られる。
る導体配置方法の他の一実施例の断面を示す図である。
平衡６相６本の導体１ａ〜１ｆが、断面から見て環状に
配列している。平衡６相６本の導体は、平衡３相の往復
電流６本と実質的に同じであり、各相の位相関係を交流
理論のフェーザ表示で表すと、図２と同じになる。すな
わち図３の実施例は、１ａと１ｆの導体が隣接している
ことを除けば図１の実施例と同じである。図４の実施例
では、１ａ−１ｂ間，１ｂ−１ｃ間，１ｃ−１ｄ間，１
ｄ−１ｅ間，１ｅ−１ｆ間に加えて１ｆ−１ａ間の電流
位相差の大きさも考慮に入れる。すなわち、＋Ｕ，−
Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，−Ｗ相の６相の電流を各導体１
ａ〜１ｆに配置する全ての組み合わせの中で、上記の隣
り合う導体間の電流位相差の大きさの和が最大になり、
かつ、隣り合う導体間の電流位相差の大きさの最小値が
最も大きくなるような配置として導体配置を決定する。
一例として、１ａは＋Ｕ相、１ｂは−Ｕ相、１ｃは−Ｗ
相、１ｄは−Ｖ相、１ｅは＋Ｖ相、１ｆは＋Ｗ相とす
る。すなわち、１ａ−１ｂ間，１ｂ−１ｃ間，１ｃ−１
ｄ間，１ｄ−１ｅ間，１ｅ−１ｆ間，１ｆ−１ａ間の電
流位相差の大きさはそれぞれ、１８０゜，１２０゜，１
２０゜，１８０゜，１２０゜，１２０゜となっている。
なお該電流位相差の関係は図３にも記載している。した
がってその和は８４０゜と上記全ての組み合わせの中で
最大である。これにくわえて、隣り合う導体間の電流位
相差の大きさの最小値は１２０゜であり、これも最大で
ある。なお、図３の実施例でも、図１の実施例と同じ効
果が得られる。
【００２３】図４は、本発明による交流電気回路におけ
る導体配置方法の他の一実施例の断面を示す図である。
６相６本の導体１ａ〜１ｆが、断面から見て２列に配列
している。図４の実施例は、導体の配置が異なることを
除れば図１または図３の実施例と同じである。１ａ−１
ｂ間，１ｃ−１ｄ間，１ｅ−１ｆ間の導体間間隔が、１
ａ−１ｃ間，１ｂ−１ｄ間，１ｃ−１ｅ間，１ｄ−１ｆ
間の導体間間隔よりも狭い。より狭い１ａ−１ｂ間，１
ｃ−１ｄ間，１ｅ−１ｆ間の導体電流位相差の大きさを
１８０゜、より広い１ａ−１ｃ間，１ｂ−１ｄ間，１ｃ
−１ｅ間，１ｄ−１ｆ間の導体電流位相差の大きさを１
２０゜とする。なお該電流位相差の関係は図４にも記載
している。この一例として、１ａは＋Ｕ相、１ｂは−Ｕ
相、１ｃは＋Ｖ相、１ｄは−Ｖ相、１ｅは＋Ｗ相、１ｆ
は−Ｗ相とする。すなわち、図４の実施例における導体
配置方法の特徴は、＋Ｕ，−Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，−
Ｗ相の６相の電流を各導体１ａ〜１ｆに配置する全ての
組み合わせの中で、まず最近接の隣り合う導体間（図４
においては１ａ−１ｂ間，１ｃ−１ｄ間，１ｅ−１ｆ
間）の電流位相差の大きさの和が最大になるようにす
る。次にこの状態で二番目に近い隣り合う導体間（図４
においては１ａ−１ｃ間，１ｂ−１ｄ間，１ｃ−１ｅ
間，１ｅ−１ｆ間）の電流位相差の大きさの和が最大に
なるようにする。図４において導体を縦２列横３段に配
置しているのは、これが６相６本の導体に対して上記導
体配置方法を適用するのに適した配置であるためであ
る。なお、図４の実施例でも、図１の実施例と同じ効果
が得られる。
る導体配置方法の他の一実施例の断面を示す図である。
６相６本の導体１ａ〜１ｆが、断面から見て２列に配列
している。図４の実施例は、導体の配置が異なることを
除れば図１または図３の実施例と同じである。１ａ−１
ｂ間，１ｃ−１ｄ間，１ｅ−１ｆ間の導体間間隔が、１
ａ−１ｃ間，１ｂ−１ｄ間，１ｃ−１ｅ間，１ｄ−１ｆ
間の導体間間隔よりも狭い。より狭い１ａ−１ｂ間，１
ｃ−１ｄ間，１ｅ−１ｆ間の導体電流位相差の大きさを
１８０゜、より広い１ａ−１ｃ間，１ｂ−１ｄ間，１ｃ
−１ｅ間，１ｄ−１ｆ間の導体電流位相差の大きさを１
２０゜とする。なお該電流位相差の関係は図４にも記載
している。この一例として、１ａは＋Ｕ相、１ｂは−Ｕ
相、１ｃは＋Ｖ相、１ｄは−Ｖ相、１ｅは＋Ｗ相、１ｆ
は−Ｗ相とする。すなわち、図４の実施例における導体
配置方法の特徴は、＋Ｕ，−Ｕ，＋Ｖ，−Ｖ，＋Ｗ，−
Ｗ相の６相の電流を各導体１ａ〜１ｆに配置する全ての
組み合わせの中で、まず最近接の隣り合う導体間（図４
においては１ａ−１ｂ間，１ｃ−１ｄ間，１ｅ−１ｆ
間）の電流位相差の大きさの和が最大になるようにす
る。次にこの状態で二番目に近い隣り合う導体間（図４
においては１ａ−１ｃ間，１ｂ−１ｄ間，１ｃ−１ｅ
間，１ｅ−１ｆ間）の電流位相差の大きさの和が最大に
なるようにする。図４において導体を縦２列横３段に配
置しているのは、これが６相６本の導体に対して上記導
体配置方法を適用するのに適した配置であるためであ
る。なお、図４の実施例でも、図１の実施例と同じ効果
が得られる。
【００２４】なお、図４と同様にして２ｎ相２ｎ本（ｎ
＝２，３，４，…）の導体に対して、縦２列横ｎ段に導
体を配置し、縦どうしの隣接導体間の電流位相差を１８
０゜、横どうしの隣接導体間の電流位相差を(１８０−
１８０／ｎ)゜にすることができる。なお、この例で
は、図１の実施例と同じ効果が得られる。
＝２，３，４，…）の導体に対して、縦２列横ｎ段に導
体を配置し、縦どうしの隣接導体間の電流位相差を１８
０゜、横どうしの隣接導体間の電流位相差を(１８０−
１８０／ｎ)゜にすることができる。なお、この例で
は、図１の実施例と同じ効果が得られる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、交流電流が流れる３本
以上の導体を有し、該導体は並行して配置され、位相の
異なる交流電流が該導体に通電される電気回路におい
て、該導体同士を任意に入れ替えてできる全ての導体配
置の組み合わせの中から、隣り合う該導体間の電流位相
差の大きさの和が最大になる組み合わせを選び、さら
に、これを満たす組み合わせの中から、隣り合う導体間
の電流位相差の大きさの最小値が最も大きくなるものを
選んだ組み合わせの一つが、該導体の実際の配置と一致
するようにした。また、２ｎ相交流電流のそれぞれが流
れる２ｎ本の導体を有し、該導体は２列ｎ段に並行して
配置された電気回路において、列間の隣り合う該導体間
距離よりも段間の隣り合う該導体間距離が長く、列間の
隣り合う該導体間の電流位相差の大きさが全て１８０゜
になり、段間の隣り合う該導体間の電流位相差の大きさ
が全て(１８０−１８０／ｎ)゜になる順番に該導体を配
置した。これらのため、導体の全損失を低減でき、電力
効率が高く、導体冷却の設備や費用を小さくできる電気
回路を提供できる。また、寸法の小さな電気回路を提供
できる。
以上の導体を有し、該導体は並行して配置され、位相の
異なる交流電流が該導体に通電される電気回路におい
て、該導体同士を任意に入れ替えてできる全ての導体配
置の組み合わせの中から、隣り合う該導体間の電流位相
差の大きさの和が最大になる組み合わせを選び、さら
に、これを満たす組み合わせの中から、隣り合う導体間
の電流位相差の大きさの最小値が最も大きくなるものを
選んだ組み合わせの一つが、該導体の実際の配置と一致
するようにした。また、２ｎ相交流電流のそれぞれが流
れる２ｎ本の導体を有し、該導体は２列ｎ段に並行して
配置された電気回路において、列間の隣り合う該導体間
距離よりも段間の隣り合う該導体間距離が長く、列間の
隣り合う該導体間の電流位相差の大きさが全て１８０゜
になり、段間の隣り合う該導体間の電流位相差の大きさ
が全て(１８０−１８０／ｎ)゜になる順番に該導体を配
置した。これらのため、導体の全損失を低減でき、電力
効率が高く、導体冷却の設備や費用を小さくできる電気
回路を提供できる。また、寸法の小さな電気回路を提供
できる。
【００２６】さらに、該電気回路を電気機器，電力機器
および電力回路など大電流を扱う必要がある装置に適用
したので、電力効率が高く、導体冷却の設備や費用を小
さくできる装置を提供できる。また、寸法の小さな装置
を提供できる。
および電力回路など大電流を扱う必要がある装置に適用
したので、電力効率が高く、導体冷却の設備や費用を小
さくできる装置を提供できる。また、寸法の小さな装置
を提供できる。
【図１】本発明による交流電気回路における導体配置方
法の一実施例の断面を示す図である。
法の一実施例の断面を示す図である。
【図２】図１，図３または図４の各導体１に通電される
電流の位相関係を表すフェーザ表示図である。
電流の位相関係を表すフェーザ表示図である。
【図３】本発明による交流電気回路における導体配置方
法の他の一実施例の断面を示す図である。
法の他の一実施例の断面を示す図である。
【図４】本発明による交流電気回路における導体配置方
法の他の一実施例の断面を示す図である。
法の他の一実施例の断面を示す図である。
１ａ〜１ｆ…導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 征規 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5G016 DA03 DA51 5G365 DA14 DB02
Claims (13)
- 【請求項１】交流電流が流れる３本以上の導体を有し、
該導体は並行して配置され、位相の異なる交流電流が該
導体に通電される電気回路において、導体の配置が、隣
り合う該導体間の電流位相差の大きさの和が最大になる
組み合わせであって、かつ、該組み合わせが複数通り存
在する場合には、該組み合わせのうちで隣り合う導体間
の電流位相差の大きさの最小値が最も大きくなるもので
あることを特徴とする電気回路。 - 【請求項２】交流電流が流れる３本以上の導体を有し、
該導体は１列に並行して配置され、位相の異なる交流電
流が該導体に通電される電気回路において、導体の配置
が、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさの和が最大
になる組み合わせであって、かつ、該組み合わせが複数
通り存在する場合には、該組み合わせのうちで隣り合う
導体間の電流位相差の大きさの最小値が最も大きくなる
ものであることを特徴とする電気回路。 - 【請求項３】交流電流が流れる３本以上の導体を有し、
該導体は環状に並行して配置され、位相の異なる交流電
流が該導体に通電される電気回路において、導体の配置
が、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさの和が最大
になる組み合わせであって、かつ、該組み合わせが複数
通り存在する場合には、該組み合わせのうちで隣り合う
導体間の電流位相差の大きさの最小値が最も大きくなる
ものであることを特徴とする電気回路。 - 【請求項４】３相交流の往復電流である＋Ｕ，＋Ｖ，＋
Ｗ，−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ相の電流のそれぞれが流れる６本
の導体を有し、該導体は１列に並行して配置される電気
回路において、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさ
が、列の端から順に１８０゜，１２０゜，１８０゜，１
２０゜，１８０゜になる順番に該導体を配置したことを
特徴とする電気回路。 - 【請求項５】ｎ相交流の往復電流のそれぞれが流れる２
ｎ本の導体を有し、該導体は１列に並行して配置される
電気回路において、隣り合う該導体間の電流位相差の大
きさが、列の端から順に１８０゜，(１８０−１８０／
ｎ)゜，１８０゜，（１８０−１８０／ｎ)゜，…，１８
０゜，（１８０−１８０／ｎ)゜になる順番に該導体を
配置したことを特徴とする電気回路。 - 【請求項６】３相交流の往復電流である＋Ｕ，＋Ｖ，＋
Ｗ，−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ相の電流のそれぞれが流れる６本
の導体を有し、該導体は環状に並列して配置される電気
回路において、隣り合う該導体間の電流位相差の大きさ
が、ある一導体から始まって順に１８０゜，１２０゜，
１２０゜，１８０゜，１２０゜，１２０゜になる順番に
該導体を配置したことを特徴とする電気回路。 - 【請求項７】６相交流電流のそれぞれが流れる６本の導
体を有し、該導体は２列３段に並行して配置される電気
回路において、列間の隣接該導体間距離よりも段間の隣
接該導体間距離が長く、列間の隣り合う該導体間の電流
位相差の大きさが全て180゜になり、段間の隣り合う該
導体間の電流位相差の大きさが全て１２０゜になる順番
に該導体を配置したことを特徴とする電気回路。 - 【請求項８】２ｎ相交流電流のそれぞれが流れる２ｎ本
の導体を有し、該導体は２列ｎ段に並行して配置された
電気回路において、列間の隣り合う該導体間距離よりも
段間の隣り合う該導体間距離が長く、列間の隣り合う該
導体間の電流位相差の大きさが全て１８０゜になり、段
間の隣り合う該導体間の電流位相差の大きさが全て（１
８０−１８０／ｎ)゜になる順番に該導体を配置したこ
とを特徴とする電気回路。 - 【請求項９】請求項１，２，３，４，５，６，７及び８
のいずれか記載の該導体配置を有する電気回路を備えた
ことを特徴とする回転電機。 - 【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７及び
８のいずれか記載の該導体配置を有する電気回路を備え
たことを特徴とする電気機器。 - 【請求項１１】請求項１，２，３，４，５，６，７及び
８のいずれか記載の該導体配置を有する電気回路を備え
たことを特徴とする電力機器。 - 【請求項１２】請求項１，２，３，４，５，６，７及び
８のいずれか記載の該導体配置を有する電気回路を備え
たことを特徴とする電力回路。 - 【請求項１３】請求項１，２，３，４，５，６，７及び
８のいずれか記載の該導体配置を有する電気回路を備え
たことを特徴とする送電線。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189713A JP2002010455A (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 電気回路 |
| US09/791,721 US6720677B2 (en) | 2000-06-20 | 2001-02-26 | Power lines and apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189713A JP2002010455A (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 電気回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002010455A true JP2002010455A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18689308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000189713A Pending JP2002010455A (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | 電気回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6720677B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002010455A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011001400B4 (de) * | 2011-03-18 | 2015-01-22 | Sag Gmbh | Freileitungseinrichtung, insbesondere für Hochspannungsfreileitung |
| US9438094B2 (en) * | 2013-04-16 | 2016-09-06 | Alstom Technology Ltd | Connecting system for connection of an electric machine to a converter |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1389554A (en) * | 1972-05-26 | 1975-04-03 | Coal Industry Patents Ltd | Radiating line transmission system |
| US4087711A (en) * | 1974-10-22 | 1978-05-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Rotating electric machine having a toroidal-winding armature |
| US5463303A (en) * | 1993-11-02 | 1995-10-31 | Hughes Aircraft Company | Multilayer separate windings of inductive charge coupler for automobile battery charging transformer |
| US5864094A (en) * | 1996-12-19 | 1999-01-26 | Griffin; Michael D. | Power cable |
-
2000
- 2000-06-20 JP JP2000189713A patent/JP2002010455A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-26 US US09/791,721 patent/US6720677B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010052732A1 (en) | 2001-12-20 |
| US6720677B2 (en) | 2004-04-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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