JP2536813B2 - 三相単巻変圧器 - Google Patents
三相単巻変圧器Info
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- JP2536813B2 JP2536813B2 JP5286145A JP28614593A JP2536813B2 JP 2536813 B2 JP2536813 B2 JP 2536813B2 JP 5286145 A JP5286145 A JP 5286145A JP 28614593 A JP28614593 A JP 28614593A JP 2536813 B2 JP2536813 B2 JP 2536813B2
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- coils
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
造、特に一次コイル及び二次コイルからなるコイルの巻
回構造に関するものである。
びW相に電気的に接続される一次コイルと二次コイルを
絶縁することなく直結し、二次コイルの適宜の位置から
出力側のu相、v相及びw相を導出することにより形成
されていた。すなわち、三相方式ではあっても鉄心に巻
回されて形成されるコイルの個数は1個であった。
れ、例えば、その一つがY結線であり、一次コイル及び
二次コイルを構成する三組のコイルを用い、そのそれぞ
れのコイルが内鉄形あるいは外鉄形の鉄心の3個の各長
辺部に巻回されることにより形成されていた。すなわ
ち、鉄心の各長辺部にコイルを形成し、各コイルの巻回
の一端全てを電気的に接続するとともに、各コイルの巻
回の他端をそれぞれU相、V相及びW相に電気的に接続
し、一方、出力側のu相、v相及びw相はその各コイル
の適宜の位置に電気的に導出するものである。
来の物においては、出力側の三相間に各種電気器具を接
続して使用した結果、その三相間における各電圧に不均
衡が生じた場合、各相を流れる電流も不均衡となること
があった。例えば、柱上変圧器により210Vに減圧さ
れた三相に各種電気器具を接続して一定の負荷をかけ、
各相間の電圧を208Vで、又、各相に流れる電流が8
Aで相等しくなる平衡回路を形成した場合に、力率であ
るcosθ=1とすると、その回路におけるインピーダ
ンス(Z)は、次式による計算により15.011Ωと
なる。 Z=208(V)/√3×8(A)=15.011(Ω) そこで更に、従来例における三相単巻変圧器によって1
98Vに減圧するとともに出力側各相に一定の負荷をか
けることによって不均衡回路を構成し、出力側のu相と
w相間の電圧を198V、u相とv相間の電圧を196
V、v相とw相間の電圧を194Vとすると、次式によ
る計算により、その回路におけるu相に流れる電流(I
u)は7.615A、v相に流れる電流(Iv)は7.
539A及びw相に流れる電流(Iw)は7.462A
となる。 Iu=198(V)/√3×15.011(Ω)=7.615(A) Iv=196(V)/√3×15.011(Ω)=7.539(A) Iw=194(V)/√3×15.011(Ω)=7.462(A) このように、各相間における電圧及び電流が異なること
から、それらに電気的に接続される電気器具の使用に際
して種々の弊害を生じたが、特に、三相誘導電動機をそ
の出力側に接続して使用した場合、そのトルクや出力が
低下するとともに、回転におけるスベリが多発して電動
機自体の効率の低下を招来し、更に、その電動機の使用
に伴い使用されているコイルが発熱し、コイルの巻線を
損傷して電動機自体の耐久性を低下させるという欠点が
あった。
る欠点を改善するものであり、減圧コイル及び二次コイ
ルの双方あるいはその一方を、鉄心を構成する3個の長
辺部の任意の2個に跨って巻回することにより、出力側
各相に接続される電気器具の使用によって生じうる各相
間の電圧及び電流の不均衡を解消し、三相間において常
に電圧及び電流を均等にすることにより電気器具作動時
における不具合を防止するものである。
電気的に接続される一次コイルの内の減圧コイルを構成
する部分及び二次コイルの双方もしくは一方が、それぞ
れ異なる一対の長辺部に跨り、各相が同じように、第一
にその3組の一対の長辺部の内でそれぞれ異なる長辺部
に各入力あるいは出力相と直接接続される部分コイルを
形成し、第二にそのそれぞれの対となる長辺部において
も部分コイルを形成し、第三に前記入力あるいは出力相
と直接接続される部分コイルを形成した長辺部に再び部
分コイルを形成することにより、一対の長辺部のそれぞ
れの長辺部において、各入力あるいは出力相に接続され
る減圧コイル及び二次コイルの双方もしくは一方のそれ
ぞれの所要巻回数の半数づつが巻回され、しかも、各入
力あるいは出力相と直接接続される部分コイル及びそれ
と同じ長辺部において巻回される部分コイルと他の長辺
部において巻回される部分コイルとで電流が逆方向に流
れるように電気的に接続されてなるものである。
て形成される減圧コイル及び二次コイルの双方あるいは
そのいずれか一方が、それぞれ異なる入力相あるいは出
力相に接続されるコイルによって形成され、しかも一つ
の入力相あるいは出力相に接続される減圧コイル及び二
次コイルの双方あるいはそのいずれか一方について、そ
の各所要巻回数の半数づつが異なる長辺部に跨って巻回
され、しかもその一方が他方に対して電流が逆方向に流
れるよう電気的に接続されているため、各出力相に接続
された電気器具の使用によって各出力相の電圧が不均衡
となっても、前記の他の長辺部に跨って巻回されている
部分コイルによって、各入力相側における電圧は均等化
され、その入力相側における電圧の均等化が逆に出力相
側にも及び、結果的に入力相、出力相いずれの側におい
ても各相間の電圧を均等化することができる。そして、
各相間の電圧を均等化できることから、電気器具の使用
に伴う電圧の低下をも平均化して減少させることがで
る。又、電圧を均等化することにより、電流をも均等化
することができる。
して使用しても、常に平衡回路を形成することができ、
三相間における電圧や電流の不均衡な低下によって電気
器具に生ずるトルクや出力の低下、あるいは電気器具自
体の損傷を防止することができる。
る。(1)はこの発明の実施例を具える三相単巻変圧器
であり、(2)は鉄心であって、外鉄形となっており、
(3a)は第一長辺部、(3b)は第二長辺部、(3
c)は第三長辺部であって、いずれも鉄心(2)を構成
し、(4)はU相であって、残余のV相(5)及びW相
(6)とともに本件三相単巻変圧器(1)に対する入力
相を構成し、一方、(7)はu相であって、残余のv相
(8)及びw相(9)とともに出力相を構成し、U相
(4)はu相(7)と、V相(5)はv相(8)と、
又、W相(6)はw相(9)とそれぞれ対応することと
なる。(10)はU相第一減圧コイルであって、第一長
辺部(3a)に巻回されてその巻回終結点(L)(図2
において○で示す。以下、各コイルについて同じ。)が
U相(4)と電気的に接続され、(11)はU相第二減
圧コイルであって、第三長辺部(3c)に巻回されて、
その巻回開始点(S)(図2において●で示す。以下、
各コイルについて同じ。)とU相第一減圧コイル(1
0)の巻回開始点(S)とが電気的に接続され、(1
2)はU相第三減圧コイルであって、第一長辺部(3
a)に巻回されてその巻回終結点(L)がU相第二減圧
コイル(11)の巻回終結点(L)と電気的に接続さ
れ、一方、U相第三減圧コイル(12)の巻回開始点
(S)は出力側であるu相(7)に電気的に接続される
とともに、二次コイル側と電気的に接続される。(1
3)はV相第一減圧コイルであって、第二長辺部(3
b)に巻回されてその巻回終結点(L)がV相(5)と
電気的に接続され、(14)はV相第二減圧コイルであ
って、第一長辺部(3a)に巻回されて、その巻回開始
点(S)とV相第一減圧コイル(13)の巻回開始点
(S)とが電気的に接続され、(15)はV相第三減圧
コイルであって、第二長辺部(3b)に巻回されてその
巻回終結点(L)がV相第二減圧コイル(14)の巻回
終結点(L)と電気的に接続され、一方、V相第三減圧
コイル(15)の巻回開始点(S)は出力側であるv相
(8)に電気的に接続されるとともに、二次コイル側と
電気的に接続される。(16)はW相第一減圧コイルで
あって、第三長辺部(3c)に巻回されてその巻回終結
点(L)がW相(6)と電気的に接続され、(17)は
W相第二減圧コイルであって、第二長辺部(3b)に巻
回されて、その巻回開始点(S)とW相第一減圧コイル
(16)の巻回開始点(S)とが電気的に接続され、
(18)はW相第三減圧コイルであって、第三長辺部
(3c)に巻回されてその巻回終結点(L)がW相第二
減圧コイル(17)の巻回終結点(L)と電気的に接続
され、一方、W相第三減圧コイル(18)の巻回開始点
(S)は出力側であるw相(9)に電気的に接続される
とともに、二次コイル側と電気的に接続される。(1
9)はu相第一二次コイルであって、第一長辺部(3
a)に巻回されて、その巻回終結点(L)がU相第三減
圧コイル(12)の巻回開始点(S)と電気的に接続さ
れ、(20)はu相第二二次コイルであって、第三長辺
部(3c)に巻回されて、その巻回開始点(S)とu相
第一二次コイル(19)の巻回開始点(S)とが電気的
に接続され、(21)はu相第三二次コイルであって、
第一長辺部(3a)に巻回されて、その巻回終結点
(L)がu相第二二次コイル(20)の巻回終結点
(L)と電気的に接続され、一方、u相第三二次コイル
(21)の巻回開始点(S)は結束点(28)に電気的
に接続される。(22)はv相第一二次コイルであっ
て、第二長辺部(3b)に巻回されて、その巻回終結点
(L)がV相第三減圧コイル(15)の巻回開始点
(S)と電気的に接続され、(23)はv相第二二次コ
イルであって、第一長辺部(3a)に巻回されて、その
巻回開始点(S)とv相第一二次コイル(22)の巻回
開始点(S)とが電気的に接続され、(24)はv相第
三二次コイルであって、第二長辺部(3b)に巻回され
て、その巻回終結点(L)がv相第二二次コイル(2
3)の巻回終結点(L)と電気的に接続され、一方、v
相第三二次コイル(24)の巻回開始点(S)は結束点
(28)に電気的に接続される。(25)はw相第一二
次コイルであって、第三長辺部(3c)に巻回されて、
その巻回終結点(L)がW相第三減圧コイル(18)の
巻回開始点(S)と電気的に接続され、(26)はw相
第二二次コイルであって、第二長辺部(3b)に巻回さ
れて、その巻回開始点(S)とw相第一二次コイル(2
5)の巻回開始点(S)とが電気的に接続され、(2
7)はw相第三二次コイルであって、第三長辺部(3
c)に巻回されて、その巻回終結点(L)がw相第二二
次コイル(26)の巻回終結点(L)と電気的に接続さ
れ、一方、w相第三二次コイル(27)の巻回開始点
(S)は結束点(28)に電気的に接続される。この結
果、U相(4)、V相(5)及びW相(6)並びにu相
(7)、v相(8)及びw相(9)のそれぞれに電気的
に接続されてなる各コイルは、結束点(28)において
互に電気的に接続されることとなる。
びU相第二減圧コイル(11)並びにU相第三減圧コイ
ル(12)の3個のコイルを電気的に接続することによ
って、U相(4)に接続される減圧コイルが形成されて
いるので、その3個のコイルの総巻回数は所望する減圧
数に応じたものとなっており、かつ、U相第一減圧コイ
ル(10)とU相第二減圧コイル(11)とU相第三減
圧コイル(12)との巻回数比は1:2:1となってい
る。又、U相第一減圧コイル(10)の巻回開始点
(S)とU相第二減圧コイル(11)の巻回開始点
(S)とを電気的に接続するとともに、U相第二減圧コ
イル(11)の巻回終結点(L)とU相第三減圧コイル
(12)の巻回終結点(L)とを電気的に接続すること
から、U相第二減圧コイル(11)における電流方向は
U相第一減圧コイル(10)及びU相第三減圧コイル
(12)における電流方向に対して逆方向となる。すな
わち、図1においては、U相第一減圧コイル(10)及
びU相第三減圧コイル(12)においては左回りに電流
が流れるのに対し、U相第二減圧コイル(11)におい
ては右回りに電流が流れる。そしてこれらの関係は、V
相(5)、W相(6)にそれぞれ接続される減圧コイル
についても同じである。一方、u相第一二次コイル(1
9)及びu相第二二次コイル(20)並びにu相第三二
次コイル(21)の3個のコイルを電気的に接続するこ
とによって、u相(7)に接続される二次コイルが形成
されているので、その3個のコイルの総巻回数は所望す
る出力電圧に応じたものとなっており、かつ、u相第一
二次コイル(19)とu相第二二次コイル(20)とu
相第三二次コイル(21)との巻回数比は1:2:1と
なっている。又、u相第一二次コイル(19)の巻回開
始点(S)とu相第二二次コイル(20)の巻回開始点
(S)とを電気的に接続するとともに、u相第二二次コ
イル(20)の巻回終結点(L)とu相第三二次コイル
(21)の巻回終結点(L)とを電気的に接続すること
から、u相第二二次コイル(20)における電流方向は
u相第一二次コイル(19)及びu相第三二次コイル
(21)における電流方向に対して逆方向となる。すな
わち、図1においては、u相第一二次コイル(19)及
びu相第三二次コイル(21)においては左回りに電流
が流れるのに対し、u相第二減圧コイル(20)におい
ては右回りに電流が流れる。そしてこれらの関係は、v
相(8)、w相(9)にそれぞれ接続される二次コイル
についても同じである。
辺部(3a)(3b)(3c)に巻回されて形成されて
いる3個のコイルのいずれもが、その減圧コイル側及び
二次コイル側の両者において、それぞれその巻回数の半
数について、他の相と電気的に接続され、かつ、方向に
電流が流れるコイルを含んでいる。すなわち、第一長辺
部(3a)においては、U相第一減圧コイル(10)、
V相第二減圧コイル(14)、U相第三減圧コイル(1
2)、u相第一二次コイル(19)、v相第二二次コイ
ル(23)及びu相第三二次コイル(21)の6種のコ
イルが巻回されて1個のコイルが形成されるとともに、
その内において、U相第一減圧コイル(10)、V相第
二減圧コイル(14)及びU相第三減圧コイル(12)
が減圧コイル側を、又、u相第一二次コイル(19)、
v相第二二次コイル(23)及びu相第三二次コイル
(21)が二次コイル側をそれぞれ形成している。そし
て、減圧コイル側を形成しているV相第二減圧コイル
(14)は他の二つのコイルに対して電流方向が逆にな
っており、又、二次コイル側を形成しているv相第二二
次コイル(23)も同じく他の二つのコイルに対して電
流方向が逆になっている。又、第二長辺部(3b)にお
いては、V相第一減圧コイル(13)、W相第二減圧コ
イル(17)、V相第三減圧コイル(15)、v相第一
二次コイル(22)、w相第二二次コイル(26)及び
v相第三二次コイル(24)の6種のコイルが巻回され
て1個のコイルが形成されるとともに、その内におい
て、V相第一減圧コイル(13)、W相第二減圧コイル
(17)及びV相第三減圧コイル(15)が減圧コイル
側を、又、v相第一二次コイル(22)、w相第二二次
コイル(26)及びv相第三二次コイル(24)が二次
コイル側を形成しており、それらの各コイルの電流方向
の関係は第一長辺部(3a)の場合と同じである。又、
第三長辺部(3c)においては、W相第一減圧コイル
(16)、U相第二減圧コイル(11)、W相第三減圧
コイル(18)、w相第一二次コイル(25)、u相第
二二次コイル(20)及びw相第三二次コイル(27)
の6種のコイルが巻回されて1個のコイルが形成される
とともに、その内において、W相第一減圧コイル(1
6)、U相第二減圧コイル(11)及びW相第三減圧コ
イル(18)が減圧コイル側を、又、w相第一二次コイ
ル(25)、u相第二二次コイル(20)及びw相第三
二次コイル(27)が二次コイル側を形成しており、そ
れらの各コイルの電流方向の関係は第一長辺部(3a)
の場合と同じである。
柱上変圧器によって変圧された210Vの電圧を一次電
圧として、それを198Vに減圧するよう、その各コイ
ルの巻回数が調整されており、且つ、出力側であるu相
(7)、v相(8)及びw相(9)の各相間に各種電気
器具を接続して使用した結果、u相(7)w相(9)間
の電圧が198V、u相(7)v相(8)間の電圧が1
96V、v相(8)w相(9)間の電圧が194Vとな
った場合であっても、前記のように各長辺部(3a)
(3b)(3c)に3個のコイルが形成される結果、入
力側の各相(4)(5)(6)間の各電圧は約208V
に均衡が保たれ、その結果が逆に出力側の各相(7)
(8)(9)に反映して、出力側の各相(7)(8)
(9)間の各電圧も約196Vに均衡が保たれる。
ルの巻回数の和が第二減圧コイルの巻回数と等しくなっ
ておれば、本実施例に示したように、それらの巻回数比
が1:2:1である必要性は無いが、各相の電圧及び電
流を均衡させるには、上記比率が最も望ましいものであ
る。又、この関係は、各相の第一二次コイルと第二二次
コイルと第三二次コイルとの巻回数においても該当す
る。
圧コイル及び二次コイルの双方もしくは一方において、
各相に接続されるコイルの一部を互に相乗りさせる形式
で巻回することにより形成されるので、簡単な構成で各
相間の電圧及び電流の均衡を図ることができ、出力側に
接続される電気器具の効率的運転を常に確保し、特に、
三相誘導電動機を接続した場合には、そのトルクの低下
を防止するとともに回転を均一化し、又、その電動機自
体の耐久性を向上させるという優れた効果を有するもの
である。
線図である。
器の結線模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力側であるU相、V相及びW相並びに
出力側であるu相、v相及びw相にそれぞれ電気的に接
続される3個のコイルが、鉄心の三つの長辺部にそれぞ
れ巻回されることによって形成され、かつ、それら3個
のコイルを結線してなる一次コイル及び二次コイルによ
り形成される三相単巻変圧器において、各入力相に電気
的に接続される一次コイルの内の減圧コイルを構成する
部分が、それぞれ異なる一対の長辺部に跨り、各相が同
じように、第一にその3組の一対の長辺部の内でそれぞ
れ異なる長辺部において各入力相と直接接続される部分
コイルを形成し、第二にそのそれぞれの対となる長辺部
においても部分コイルを形成し、第三に前記入力相と直
接接続される部分コイルを形成した長辺部に再び部分コ
イルを形成することにより、一対の長辺部のそれぞれの
長辺部において、各入力相に接続される減圧コイルの所
要巻回数の半数づつが巻回され、しかも、各入力相と直
接接続される部分コイル及びそれと同じ長辺部において
巻回される部分コイルと他の長辺部において巻回される
部分コイルとで電流が逆方向に流れるように電気的に接
続されるとともに、各長辺部において形成される各二次
コイルが、前記各減圧コイルを構成する部分の、各入力
相と直接接続される部分コイルと同じ長辺部においてそ
の所要回数巻回されることによって形成されてなる三相
単巻変圧器。 - 【請求項2】 入力側であるU相、V相及びW相並びに
出力側であるu相、v相及びw相にそれぞれ電気的に接
続される3個のコイルが、鉄心の三つの長辺部にそれぞ
れ巻回されることによって形成され、かつ、それら3個
のコイルを結線してなる一次コイル及び二次コイルによ
り形成される三相単巻変圧器において、各二次コイル
が、それぞれ異なる一対の長辺部に跨り、各相が同じよ
うに、第一にその3組の一対の長辺部の内でそれぞれ異
なる長辺部において各出力相と直接接続される部分コイ
ルを形成し、第二にそのそれぞれの対となる長辺部にお
いても部分コイルを形成し、第三に前記出力相と直接接
続される部分コイルを形成した長辺部に再び部分コイル
を形成することにより、一対の長辺部のそれぞれの長辺
部において、各出力相に接続される二次コイルの所要巻
回数の半数づつが巻回され、しかも、各出力相と直接接
続される部分コイル及びそれと同じ長辺部において巻回
される部分コイルと他の長辺部において巻回される部分
コイルとで電流が逆方向に流れるように電気的に接続さ
れるとともに、各長辺部において形成される各一次コイ
ルの内の減圧コイルを構成する部分が、前記各二次コイ
ルの各出力相と直接接続される部分コイルと同じ長辺部
においてその所要回数巻回されることによって形成され
てなる三相単巻変圧器。 - 【請求項3】 入力側であるU相、V相及びW相並びに
出力側であるu相、v相及びw相にそれぞれ電気的に接
続される3個のコイルが、鉄心の三つの長辺部にそれぞ
れ巻回されることによって形成され、かつ、それら3個
のコイルを結線してなる一次コイル及び二次コイルによ
り形成される三相単巻変圧器において、各入力相に電気
的に接続される一次コイルの内の減圧コイルを構成する
部分が、それぞれ異なる一対の長辺部に跨り、各相が同
じように、第一にその3組の一対の長辺部の内でそれぞ
れ異なる長辺部において各入力相と直接接続される部分
コイルを形成し、第二にそのそれぞれの対となる長辺部
においても部分コイルを形成し、第三に前記入力相と直
接接続される部分コイルを形成した長辺部に再び部分コ
イルを形成することにより、一対の長辺部のそれぞれの
長辺部において、各入力相に接続される減圧コイルの所
要巻回数の半数づつが巻回され、しかも、各入力相と直
接接続される部分コイル及びそれと同じ長辺部において
巻回される部分コイルと他の長辺部において巻回される
部分コイルとで電流が逆方向に流れるように電気的に接
続されるとともに、各二次コイルが、前記各減圧コイル
を構成する部分の各入力相と直接接続される部分コイル
が形成される長辺部と同じ長辺部において、各入力相と
対応する各出力相と直接接続され、又、各対応する減圧
コイルが巻回されたのと同様に、各相が同じように、第
一にその3組の一対の長辺部の内でそれぞれ異なる長辺
部に各出力相と直接接続される部分コイルを形成し、第
二にそのそれぞれの対となる長辺部においても部分コイ
ルを形成し、第三に前記出力相と直接接続される部分コ
イルを形成した長辺部に再び部分コイルを形成すること
により、その一対の長辺部の各長辺部において所要巻回
数の半数づつが巻回され、しかも、各出力相と直接接続
される部分コイル及びそれと同じ長辺部において巻回さ
れる部分コイルと他の長辺部において巻回される部分コ
イルとで電流が逆方向に流れるように電気的に接続され
てなる三相単巻変圧器。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5286145A JP2536813B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 三相単巻変圧器 |
CN93120177A CN1102009A (zh) | 1993-10-22 | 1993-12-09 | 自耦变压装置 |
TW083109315A TW275694B (ja) | 1993-10-22 | 1994-10-07 | |
US08/325,940 US5574418A (en) | 1993-10-22 | 1994-10-19 | Three-phase autotransformer with a balancing function |
EP94116576A EP0650173A1 (en) | 1993-10-22 | 1994-10-20 | A three-phase autotransformer with a balancing function |
KR1019940026867A KR0138481B1 (ko) | 1993-10-22 | 1994-10-20 | 균형기능을 갖는 3상 자동변압기 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5286145A JP2536813B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 三相単巻変圧器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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