JP2019523546A - 三相変圧器 - Google Patents
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Abstract
Description
・磁心回路における実質的に低いレベルの損失;
・実質的に軽量の磁心回路;
・変圧器及びその磁心の比較的小さな幾何学的寸法;
・例えば風力発電所のコンクリートロッカーの中など、最小の占有スペースで構内/施設内に変圧器を配置する機能;
を提供するように考案されている。
− 変圧器ブロック Block1の磁心1は、位相「A」に関連する巻線/コイル4を含むセクションA1と、位相「B」に関連する巻線/コイル5を含むセクションB2とを具え;
− 変圧器ブロックBlock2の磁心2は、位相「A」に関連する巻線/コイル6を含むセクションA2と、位相「C」に関連する巻線/コイル7を含むセクションCIとを具え;
− 変圧器ブロックBlock3の磁心3は、位相「C」に関連する巻線/コイル8を含むセクションC2と、位相「B」に関連する巻線/コイル9を含むセクションB1を具える。
− 位相「A」の場合、変圧器ブロックBlock1のセクションA1の巻線/コイル4は第1の端子で位相「A」の電気出力を提供し、第2の端子によって、変圧器ブロックBlock2のセクションA2の巻線/コイルに、電気的に直列に接続されており、巻線/コイル6第2の端子は、「0」点、すなわち、変圧器10の電気的中性点に電気的に接続されており;
− 位相「B」の場合、変圧器ブロックBlock3のセクションB1の巻線/コイル9は、位相「B」の電気的出力を第1の端子に提供しており、第2の端子によって変圧器ブロックBlock1のセクションB2の巻線/コイル5の第2端子に、電気的に直列に接続されており、巻線/コイル5の第2端子は変圧器10の「0」点に電気的に接続されており;
− 位相「C」の場合、変圧器ブロックBlock2のセクションC1の巻線/コイル7が、第1端子において位相「C」の電気出力を供給し、第2端子によって、変圧器ブロックBlock3のセクションC2における巻線/コイル8に電気的に直列に接続されており、巻線/コイル8の第2の端子は、変圧器10の「0」点に電気的に接続されている。
− 変圧器ブロックBlock1では、コアセクションA1は、位相「A」に関連する巻線/コイル10と、位相「B」に関連する巻線/コイル11を具えるコアセクションB2を具え;
− 変圧器ブロックBlock2では、コアセクションA2は、位相「A」に関連する巻線/コイル12と、位相「C」に関連する巻線/コイル13を有するコアセクションC1とを具え;
− 変圧器ブロックBlock3では、コアセクションC2は、位相「C」に関連する巻線/コイル14と、位相「B」に関連する巻線/コイル15を有するコアセクションB1を具える。
− 位相「A」については、変圧器ブロックBlock1のセクションA1の巻線/コイル10は、その第1端子で位相「A」の電気入力を受け取り、第2端子で変圧器ブロックBlock2のセクションA2の巻線/コイル12に、巻線/コイル12の第1の端子によって直列に電気的に接続され、巻線/コイル12の第2の端子は、変圧器ブロックBlock3の位相「B」の電気入力に電気的に接続され;
− 位相「B」については、 変圧器ブロックBlock3のセクションB1の巻線/コイル15は、その第1端子で位相「B」の電気入力を受信し、その第2端子で変圧器ブロックBlock2のセクションB2の巻線/コイル11に、巻線/コイル11の第1の端子によって電気的に直列に接続され、巻線/コイル11の第2の端子は、変圧器ブロックBlock2の位相Cの電気入力に電気的に接続されて;
− 位相「C」については、変圧器ブロックBlock2のセクションC1の巻線/コイル13は、その第1端子で位相「C」の電気入力を受信し、その第2端子で変圧器ブロックBlock3のセクションC2の巻線/コイル14に、巻線/コイル14の第1の端子によって電気的に直列に接続され、巻線/コイル14の第2の端子は、変圧器ブロックBlock1の位相「A」の電気入力に電気的に接続されている。
・高さ 1300mm
・長さ 1210mm
・幅 760mm
・重さ 1350kg
・高さ 1600mm
・長さ 1250mm
・幅 850mm
・重さ 2300kg
− 変圧器ブロック Block1の位相「A」に関連する部分的一次および二次巻線/コイル10および4が、それぞれ、変圧器ブロックBlock2の位相「A」に関連する部分的一次および二次巻線/コイル12および6に電気的に並列に接続され;
− 変圧器ブロックBlock1の位相「B」に関連する部分的一次および二次巻線/コイル11および5は、それぞれ、変圧器ブロックBlock3の位相「B」に関連する部分的一次および二次巻線/コイル15および9に電気的に並列に接続され;
− 変圧器ブロックBlock2の位相「C」に関連する部分的一次および二次巻線/コイル13および7は、それぞれ、変圧器ブロックBlock3の位相「C」に関連する部分的一次及び二次巻線/コイル14および8に電気的に並列に接続されている。
・三相変圧器の磁心システムにおける大幅な軽量化と、大幅な磁気損失の低減;
・互いに隣接して同軸に配置した別々の独立した変圧器ブロックセットからできており、広い寸法面が互いに平行であるが広い寸法面は互いに平行である、あるいは、一方が他方から比較的大きな距離、適切な向きで離隔していることによる、三相変圧器の幾何学的寸法の大幅な減少;
・三相変圧器を最小の幾何学的寸法を有するロッカー内に配置できること;及び
・変圧器ブロックを三次元空間内で互いに対して適切な距離と向きに配置することができるため、三相変圧器を事実上あらゆる体積に容易に適合させることができること;
である。
Claims (26)
- 三相変圧器の2つの異なる位相にそれぞれ関連する二対の部分的一次および二次コイルを各々が有する3つの閉ループ磁心要素を具える三相変圧器において、各部分的一次および二次コイル対が、その閉ループ磁心要素の同じ磁心セクションの上に配置されており、その部分的一次および二次コイルが、それぞれ、同じ電気回路に関連する別の部分的一次及び二次コイル対の部分的一次及び二次コイルに、直列または並列に電気的に接続されているとともに、もう一つの閉ループ磁心要素の上に配置されており、直列または並列に電気的に接続された部分的一次コイルが、三相電源に接続するように電気的に結合されており、直列または並列に電気的に接続された二次コイルが、三相負荷に接続するように電気的に結合されている、ことを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1に記載の三相変圧器において、前記接続された一次コイルが互いに電気的に接続して前記三相電源に電気的に接続可能なデルタ回路を形成しており、前記接続された二次コイルが互いに電気的に接続して前記三相負荷に電気的に接続可能なスター回路形成していることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1に記載の三相変圧器において、前記接続された一次コイルが互いに電気的に接続されて前記三相電源に電気的に接続可能なスター回路を形成しており、前記接続された二次コイルが互いに電気的に接続して前記三相負荷に電気的に接続可能なデルタ回路を形成していることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の三相変圧器において、前記部分的一次および二次コイルの各対の一次および二次コイルが、互いに重なって同軸に取り付けられていることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項4に記載の三相変圧器において、前記部分的一次および二次コイルの各対において、前記一次コイルが前記二次コイルの上に取り付けられていることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の三相変圧器において、前記閉ループ磁心要素が、その広い寸法面が互いに実質的に平行になるように、互いに平行に並んで配置されていることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項6に記載の三相変圧器において、隣接して配置された閉ループ磁心要素間の距離が最小化されて、隣接して配置された部分的コイル間に所定の小さなギャップを画定していることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項7に記載の三相変圧器において、前記隣接して配置された部分的コイル間の所定の小さなギャップが約25mmであることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項6乃至8のいずれか1項に記載の三相変圧器において、各閉ループ磁心要素が実質的に矩形のリング形状を有し、前記閉ループ磁心要素が互いに並列に並んで小型に構成されて、ほぼ矩形のプリズム形状を有する三相変圧器を形成している、ことを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の三相変圧器において、前記閉ループ磁心要素が、互いに比較的離間して配置されていることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の三相変圧器において、各閉ループ磁心要素の断面積が、三相変圧器の標準仕様による同じ高電圧と低電圧、及び電流で動作するように設計された三相変圧器の位相について計算された断面積の半分である、ことを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の三相変圧器において、直列又は並列に接続された各部分的一次コイルの巻線の和が、三相変圧器の標準仕様による同じ高電圧と低電圧、及び電流で動作するように設計された三相変圧器の位相について計算された一次巻線の数と同じであり、直列又は並列に接続された各部分的二次コイルの巻線の和が、三相変圧器の標準仕様による同じ高電圧と低電圧、及び電流で動作するように設計された三相変圧器の位相について計算された二次巻線の数と同じである、ことを特徴とする三相変圧器。
- 請求項12に記載の三相変圧器において、各部分的一次コイルの巻線の和が、三相変圧器の標準仕様による同じ高電圧と低電圧、及び電流で動作するように設計された三相変圧器の位相について計算された一次巻線の数の半分であり、各部分的二次コイルの巻線の和が、三相変圧器の標準仕様による同じ高電圧と低電圧、及び電流で動作するように設計された三相変圧器の位相について計算された二次巻線の数の半分である、ことを特徴とする三相変圧器。
- 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の三相変圧器において、前記閉ループ磁心要素の断面形状が矩形であることを特徴とする三相変圧器。
- 請求項14に記載の三相変圧器において、前記コイルの断面形状が矩形であることを特徴とする三相変圧器。
- 二又はそれ以上の3組の変圧器ブロックを具える三相変圧器において、3組の変圧器ブロックの各々が、閉ループ磁心要素上に配置され、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の電気的に接続された部分的一次および二次コイルを具え、前記二又はそれ以上の3組の変圧器ブロックが互いに電気的に結合されて、そのコイル間に直列または並列のいずれかの電気的接続を形成する、ことを特徴とする三相変圧器。
- 三相変圧器を製造する方法において、三つの閉ループ磁心要素を提供するステップと;各磁心要素の一部分を切断して除去するステップと;各磁心要素の二つの異なるコア部分の上に二つの内側コイルを配置するステップと;各内側コイルの上に外部コイルを配置するステップと;各磁心要素にそれぞれの除去部分を取り付けるステップと;同じ磁心部分に属する内側および外側コイルの各々を別の磁心要素の同じジキコアセクションに属する内側および外側コイルに、それぞれ電気的に接続するステップと;三相電源に接続するように外側コイル間を電気的に結合させるステップと;三相負荷に接続するように内側コイル間を電気的に結合させるステップと;を具えることを特徴とする方法。
- 請求項17に記載の方法において、前記閉ループ磁心要素を、部分的一次および二次コイルと共に、互いに平行にかつ互いに近接して並べて取り付けるステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項17に記載の方法において、前記閉ループ磁心要素を、その部分的一次および二次コイルと共に、互いから比較的離間させて配置するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項17乃至19のいずれか1項に記載の方法において、前記3つの閉ループコア要素を提供するステップが、磁性材料リボンを巻くステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項17乃至20のいずれか1項に記載の方法において、前記外側コイル間の電気的結合が、デルタ回路を形成するようにコイルを電気的に接続するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項21に記載の方法において、前記内側コイル間の電気的結合が、スター回路を形成するようにコイルを電気的に接続するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項17乃至20のいずれか1項に記載の方法において、前記外側コイル間の電気的結合が、スター回路を形成するようにコイルを電気的に接続するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項23に記載の方法において、前記内側コイル間の電気的結合が、デルタ回路を形成するようにコイルを電気的に接続するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項17乃至24のいずれか1項に記載の方法において、前記閉ループ磁心要素に樹脂材料を含浸させるステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項17乃至25のいずれか1項に記載の方法において、前記内側コイルと外側コイルとの間に電気的絶縁スペーサを配置するステップを具えることを特徴とする方法。
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