JP2601967B2 - トランスおよびトランスユニットおよび交流誘導電動機システム - Google Patents
トランスおよびトランスユニットおよび交流誘導電動機システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流誘導電動機の消費
電力を削減することのできるトランスおよびこれを用い
た交流誘導電動機システムに関する。
電力を削減することのできるトランスおよびこれを用い
た交流誘導電動機システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、電力消費の内容を分析すると、産
業用・民生用電力の約６０％はモーターによって消費さ
れている。このモーターの消費の大部分は、交流誘導電
動機がほとんどを占めている。ところで、近年の省エネ
ルギー問題に伴い、この種の交流誘導電動機を使用して
いる装置においても、消費電力を削減する省エネルギー
化が進んでいる。この省エネルギーの手段としては、た
とえば交流誘導電動機用インバータが広く利用されてい
る。
業用・民生用電力の約６０％はモーターによって消費さ
れている。このモーターの消費の大部分は、交流誘導電
動機がほとんどを占めている。ところで、近年の省エネ
ルギー問題に伴い、この種の交流誘導電動機を使用して
いる装置においても、消費電力を削減する省エネルギー
化が進んでいる。この省エネルギーの手段としては、た
とえば交流誘導電動機用インバータが広く利用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記交
流誘導電動機用インバータによれば、以下のような解決
すべき課題が残されていた。（１）上記交流誘導電動機
用インバータの電力回路には通常半導体が使用されてお
り、５５ｋｗの容量以上は、省エネルギー装置としての
経済性が成立しないこと、（２）一次回路を通じての電
源回路へのインバータからの高調波の影響を除去できな
いこと、（３）上記交流誘導電動機用インバータは、出
力周波数を低下させることで省エネ効果を発生させる構
成であるため、交流誘導電動機を同期速度に近いすべり
で使用しなければならない用途にあっては、実際上使用
の意義を持たないこと、（４）上記交流誘導電動機用イ
ンバータは、６Ｈｚ〜２０Ｈｚのような低周波領域では
効率が約５０％台まで低下するので、ファンやポンプの
用途を除けば、省エネルギー機器としての意味を持たな
いこと、などの課題である。
流誘導電動機用インバータによれば、以下のような解決
すべき課題が残されていた。（１）上記交流誘導電動機
用インバータの電力回路には通常半導体が使用されてお
り、５５ｋｗの容量以上は、省エネルギー装置としての
経済性が成立しないこと、（２）一次回路を通じての電
源回路へのインバータからの高調波の影響を除去できな
いこと、（３）上記交流誘導電動機用インバータは、出
力周波数を低下させることで省エネ効果を発生させる構
成であるため、交流誘導電動機を同期速度に近いすべり
で使用しなければならない用途にあっては、実際上使用
の意義を持たないこと、（４）上記交流誘導電動機用イ
ンバータは、６Ｈｚ〜２０Ｈｚのような低周波領域では
効率が約５０％台まで低下するので、ファンやポンプの
用途を除けば、省エネルギー機器としての意味を持たな
いこと、などの課題である。
【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、モーター効率を低下させることなく省エネルギー
効果を発揮することのできるトランスおよびトランスユ
ニットおよび交流誘導電動機システムを提供することを
目的とする。
ので、モーター効率を低下させることなく省エネルギー
効果を発揮することのできるトランスおよびトランスユ
ニットおよび交流誘導電動機システムを提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
トランスでは、一次巻線の作る磁束と全交叉する二次巻
線を有し、これら一次巻線と二次巻線とが減極性となる
巻線関係とし、前記一次巻線側の入力端子と前記二次巻
線側の出力端子とを互いに接続することで前記課題の解
決手段とした。
トランスでは、一次巻線の作る磁束と全交叉する二次巻
線を有し、これら一次巻線と二次巻線とが減極性となる
巻線関係とし、前記一次巻線側の入力端子と前記二次巻
線側の出力端子とを互いに接続することで前記課題の解
決手段とした。
【０００６】また、請求項２記載のトランスユニットで
は、請求項１記載のトランスを３台組み合わせ、各トラ
ンスの二次巻線を一端において互いに連結して三相化
し、各トランスの二次巻線側の入力端子をそれぞれ電源
に接続し、各トランスの一次巻線側の出力端子をそれぞ
れ交流誘導電動機に接続することで前記課題の解決手段
とした。
は、請求項１記載のトランスを３台組み合わせ、各トラ
ンスの二次巻線を一端において互いに連結して三相化
し、各トランスの二次巻線側の入力端子をそれぞれ電源
に接続し、各トランスの一次巻線側の出力端子をそれぞ
れ交流誘導電動機に接続することで前記課題の解決手段
とした。
【０００７】また、請求項３記載の交流誘導電動機シス
テムでは、請求項２記載のトランスユニットと、このト
ランスユニットにおける各トランスの一次巻線側の出力
端子をそれぞれ接続した交流誘導電動機とから組み合わ
せることで前記課題の解決手段とした。
テムでは、請求項２記載のトランスユニットと、このト
ランスユニットにおける各トランスの一次巻線側の出力
端子をそれぞれ接続した交流誘導電動機とから組み合わ
せることで前記課題の解決手段とした。
【０００８】
【作用】本発明によれば、一次巻線の作る磁束が二次巻
線と完全に交叉し、一次巻線と二次巻線は減極性となる
巻線関係とされているため、電源から一次巻線を通して
交流誘導電動機へ電流が流れると、一次巻線の作る磁束
によって二次巻線には一次巻線を流れる電流と逆向きの
電流が流れる。
線と完全に交叉し、一次巻線と二次巻線は減極性となる
巻線関係とされているため、電源から一次巻線を通して
交流誘導電動機へ電流が流れると、一次巻線の作る磁束
によって二次巻線には一次巻線を流れる電流と逆向きの
電流が流れる。
【０００９】このため、電源側からの入力電流は、一次
巻線を流れる電流から二次巻線を逆に流れる電流を引い
た値となり、交流誘導電動機に対する入力電流よりも電
源側からの入力電流の値が小さくなる。従来は、両者は
同一の値であったため、本発明は、入力電流の値が小さ
くなる分だけ従来に比較して入力電流中に含まれる無効
電流の割合を小さくすることができ、省エネルギー効果
が発揮される。
巻線を流れる電流から二次巻線を逆に流れる電流を引い
た値となり、交流誘導電動機に対する入力電流よりも電
源側からの入力電流の値が小さくなる。従来は、両者は
同一の値であったため、本発明は、入力電流の値が小さ
くなる分だけ従来に比較して入力電流中に含まれる無効
電流の割合を小さくすることができ、省エネルギー効果
が発揮される。
【０００１０】
【実施例】以下本発明の第１実施例を、図１ないし図４
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１１】本実施例のトランス１は、図１に示すよう
に、一次巻線Ｎ1の作る磁束に対し二次巻線ｎ2が全体に
わたって交叉しており、これら一次巻線Ｎ2と二次巻線
ｎ2とは減極性となる巻線関係とされている。そして、
一次巻線Ｎ1側の入力端子２と二次巻線ｎ2側の出力端子
３とは互いに接続された構造とされている。なお、符号
４は一次巻線Ｎ1側の出力端子、符号６は二次巻線ｎ2側
の入力端子を示している。このトランス１の作用は後述
する。
に、一次巻線Ｎ1の作る磁束に対し二次巻線ｎ2が全体に
わたって交叉しており、これら一次巻線Ｎ2と二次巻線
ｎ2とは減極性となる巻線関係とされている。そして、
一次巻線Ｎ1側の入力端子２と二次巻線ｎ2側の出力端子
３とは互いに接続された構造とされている。なお、符号
４は一次巻線Ｎ1側の出力端子、符号６は二次巻線ｎ2側
の入力端子を示している。このトランス１の作用は後述
する。
【００１２】図１に示す単相のトランス１は、３台組み
合わせることによって図２に示す三相化されたトランス
ユニット１０を形成している。このトランスユニット１
０においては、各二次巻線ｎ2側の入力端子６ａ、６
ｂ、６ｃはそれぞれ電源１２側の出力端子に接続される
ようになっており、各二次巻線ｎ2の他の端子７ａ、７
ｂ、７ｃは中性点Ｎにおいて互いに連結されている。さ
らに、各一次巻線Ｎ1側の出力端子４ａ、４ｂ、４ｃは
それぞれ交流誘導電動機１１側の入力端子に接続される
ようになっている。かかる構成によって、トランスユニ
ット１０は三相化されている。
合わせることによって図２に示す三相化されたトランス
ユニット１０を形成している。このトランスユニット１
０においては、各二次巻線ｎ2側の入力端子６ａ、６
ｂ、６ｃはそれぞれ電源１２側の出力端子に接続される
ようになっており、各二次巻線ｎ2の他の端子７ａ、７
ｂ、７ｃは中性点Ｎにおいて互いに連結されている。さ
らに、各一次巻線Ｎ1側の出力端子４ａ、４ｂ、４ｃは
それぞれ交流誘導電動機１１側の入力端子に接続される
ようになっている。かかる構成によって、トランスユニ
ット１０は三相化されている。
【００１３】図２に示すトランスユニット１０は、図３
に示すように、交流誘導電動機１１と電源１２との間に
形成される電源側回路に、交流誘導電動機１１の１台に
対して１セット挿入されている。このトランスユニット
１０に組み込まれ三相化されたトランス１…は、それぞ
れ交流誘導電動機１１と電源１２に対して１：１の方式
で接続されている。即ち、各トランス１…の一次巻線Ｎ
1側の出力端子４ａ、４ｂ、４ｃはそれぞれ交流誘導電
動機１１の入力端子５ａ、５ｂ、５ｃに独立して接続さ
れ、各トランス１…の二次巻線ｎ2側の入力端子６ａ、
６ｂ、６ｃはそれぞれ電源１２の出力端子７ａ、７ｂ、
７ｃに独立して接続されている。
に示すように、交流誘導電動機１１と電源１２との間に
形成される電源側回路に、交流誘導電動機１１の１台に
対して１セット挿入されている。このトランスユニット
１０に組み込まれ三相化されたトランス１…は、それぞ
れ交流誘導電動機１１と電源１２に対して１：１の方式
で接続されている。即ち、各トランス１…の一次巻線Ｎ
1側の出力端子４ａ、４ｂ、４ｃはそれぞれ交流誘導電
動機１１の入力端子５ａ、５ｂ、５ｃに独立して接続さ
れ、各トランス１…の二次巻線ｎ2側の入力端子６ａ、
６ｂ、６ｃはそれぞれ電源１２の出力端子７ａ、７ｂ、
７ｃに独立して接続されている。
【００１４】図４は、交流誘導電動機１１におけるトラ
ンスユニット１０の１相分の電源回路を示している。同
電源回路によってトランス１の作用を以下説明すると、
一次巻線Ｎ1と二次巻線ｎ2とは同一の磁気回路を形成し
ており、一次巻線Ｎ1の作る磁束ΦＬが二次巻線ｎ2と完
全に交叉するようになっている。また、一次巻線Ｎ1と
二次巻線ｎ2は減極性となる巻線関係とされている。こ
のため、電源１２から交流誘導電動機１１へ一次巻線Ｎ
1を通して電流ＩLが流れると、一次巻線Ｎ1の磁束によ
り、二次巻線ｎ2には電流ＩLと逆向きの電流Ｉ2が流れ
る。したがって、端子６に入力する電源１２の出力電流
Ｉ1は交流誘導電動機１１へ流れる入力電流ＩLから電流
Ｉ2を引いた値となり、出力電流Ｉ1、電流ＩL、入力電
流Ｉ2の間には、以下の関係式が求められる。 Ｉ1＝ＩL−Ｉ2 …式（１）
ンスユニット１０の１相分の電源回路を示している。同
電源回路によってトランス１の作用を以下説明すると、
一次巻線Ｎ1と二次巻線ｎ2とは同一の磁気回路を形成し
ており、一次巻線Ｎ1の作る磁束ΦＬが二次巻線ｎ2と完
全に交叉するようになっている。また、一次巻線Ｎ1と
二次巻線ｎ2は減極性となる巻線関係とされている。こ
のため、電源１２から交流誘導電動機１１へ一次巻線Ｎ
1を通して電流ＩLが流れると、一次巻線Ｎ1の磁束によ
り、二次巻線ｎ2には電流ＩLと逆向きの電流Ｉ2が流れ
る。したがって、端子６に入力する電源１２の出力電流
Ｉ1は交流誘導電動機１１へ流れる入力電流ＩLから電流
Ｉ2を引いた値となり、出力電流Ｉ1、電流ＩL、入力電
流Ｉ2の間には、以下の関係式が求められる。 Ｉ1＝ＩL−Ｉ2 …式（１）
【００１５】上記式（１）が本発明における省エネルギ
ーの原理となる。従来は、出力電流Ｉ1と入力電流ＩLと
の間には、Ｉ1≒１Lの関係があったが、本実施例によれ
ば、電流Ｉ2が二次巻線ｎ2を逆流することにより、上記
関係式に従って、従来に比較して電源１２の出力電流Ｉ
1を電流Ｉ2分だけ減らすことができ、省エネルギー効果
を発揮することができる。特に、負荷トルクとモーター
電流特性の関係全域においては、電源１２の出力電流Ｉ
1＜交流誘導電動機１１への入力電流ＩLの関係が成立し
ており、省エネルギー効果を全域にわたって発揮するこ
とができる。
ーの原理となる。従来は、出力電流Ｉ1と入力電流ＩLと
の間には、Ｉ1≒１Lの関係があったが、本実施例によれ
ば、電流Ｉ2が二次巻線ｎ2を逆流することにより、上記
関係式に従って、従来に比較して電源１２の出力電流Ｉ
1を電流Ｉ2分だけ減らすことができ、省エネルギー効果
を発揮することができる。特に、負荷トルクとモーター
電流特性の関係全域においては、電源１２の出力電流Ｉ
1＜交流誘導電動機１１への入力電流ＩLの関係が成立し
ており、省エネルギー効果を全域にわたって発揮するこ
とができる。
【００１６】ところで、電源１２からの出力電力を
Ｐ1、交流誘導電動機１１側の消費電力をＰLとすれば、
Ｐ1、ＰLは、 Ｐ1＝√３・Ｖ1・Ｉ1 …式（２） ＰL＝√３・ＶL・ＩL …式（３） で表される。ここで、前記のＩL＞Ｉ1の関係を用いて、
出力電流Ｉ1を Ｉ1＝０．９ＩL …式（４） と仮定すると、式（４）を式（２）に代入して、 Ｐ1＝√３・Ｖ1・０．９ＩL …式（５） の式が得られる。ここで、従来の電源電圧で直接的に交
流誘導電動機１１を運転する方法では、 Ｉ1≒ＩLより、Ｐ1’＝√３・Ｖ1・ＩL …式（６） が得られる。したがって、式（５）と式（６）より、 Ｐ1＝０．９Ｐ1’ の結果が得られ、現在の計測方法によれば、１０％の省
エネルギー効果を発揮することとなる。
Ｐ1、交流誘導電動機１１側の消費電力をＰLとすれば、
Ｐ1、ＰLは、 Ｐ1＝√３・Ｖ1・Ｉ1 …式（２） ＰL＝√３・ＶL・ＩL …式（３） で表される。ここで、前記のＩL＞Ｉ1の関係を用いて、
出力電流Ｉ1を Ｉ1＝０．９ＩL …式（４） と仮定すると、式（４）を式（２）に代入して、 Ｐ1＝√３・Ｖ1・０．９ＩL …式（５） の式が得られる。ここで、従来の電源電圧で直接的に交
流誘導電動機１１を運転する方法では、 Ｉ1≒ＩLより、Ｐ1’＝√３・Ｖ1・ＩL …式（６） が得られる。したがって、式（５）と式（６）より、 Ｐ1＝０．９Ｐ1’ の結果が得られ、現在の計測方法によれば、１０％の省
エネルギー効果を発揮することとなる。
【００１７】図５は、交流誘導電動機１１の負荷トルク
と電源１２からの出力電流Ｉ1との特性曲線を示してい
る。図５において、曲線Ｂは従来における電源電圧の９
０％電圧で運転する場合（ＶL＝０．９Ｖ1）、曲線Ａは
従来における電源電圧の１００％電圧で運転する場合
（ＶL＝Ｖ1）、曲線Ｃは本実施例のトランスユニット１
０を用いて運転した場合の特性をそれぞれ示している。
図５によれば、従来の運転方法に比較すると、負荷の全
域にわたって、出力電流Ｉ1が１０％程度減少している
ことが解かる。これによって、上記したように１０％程
度の省エネルギー効果が得られることが解かった。
と電源１２からの出力電流Ｉ1との特性曲線を示してい
る。図５において、曲線Ｂは従来における電源電圧の９
０％電圧で運転する場合（ＶL＝０．９Ｖ1）、曲線Ａは
従来における電源電圧の１００％電圧で運転する場合
（ＶL＝Ｖ1）、曲線Ｃは本実施例のトランスユニット１
０を用いて運転した場合の特性をそれぞれ示している。
図５によれば、従来の運転方法に比較すると、負荷の全
域にわたって、出力電流Ｉ1が１０％程度減少している
ことが解かる。これによって、上記したように１０％程
度の省エネルギー効果が得られることが解かった。
【００１８】次に、本発明者らは、上記解析を基に図４
の電源回路における各数値の計測を行った。以下にその
結果を示す。 Ｖ1＝２００（ｖ）／√３＝１１５.６（ｖ） トランス１０の巻線は、１（ｖ）／１（ターン）の分担
と仮定すると、 ｎ2≒１１６（Ｔ）、Ｎ1＝０.１・ｎ2≒１１（Ｔ） …式（７） ＩL・Ｎ1＝Ｉ2・ｎ2より、Ｉ2＝Ｎ1・ＩL／ｎ2 …式（８） ＩL＝１と仮定すると、式（８）に式（７）を代入し
て、 Ｉ2＝１１／１１６・１＝０．０９５ 式（１）より、Ｉ1＝ＩL−Ｉ2、したがって、 Ｉ1＝１−０．０９５＝０．９０５ なお、Ｉ2≒０．１Ｉ1より、ｎ2巻線のサイズはＮ1に対
して１０％容量であればよいことが解かる。
の電源回路における各数値の計測を行った。以下にその
結果を示す。 Ｖ1＝２００（ｖ）／√３＝１１５.６（ｖ） トランス１０の巻線は、１（ｖ）／１（ターン）の分担
と仮定すると、 ｎ2≒１１６（Ｔ）、Ｎ1＝０.１・ｎ2≒１１（Ｔ） …式（７） ＩL・Ｎ1＝Ｉ2・ｎ2より、Ｉ2＝Ｎ1・ＩL／ｎ2 …式（８） ＩL＝１と仮定すると、式（８）に式（７）を代入し
て、 Ｉ2＝１１／１１６・１＝０．０９５ 式（１）より、Ｉ1＝ＩL−Ｉ2、したがって、 Ｉ1＝１−０．０９５＝０．９０５ なお、Ｉ2≒０．１Ｉ1より、ｎ2巻線のサイズはＮ1に対
して１０％容量であればよいことが解かる。
【００１９】ここで、本実施例による省エネルギー効果
を電流の節減としてηで表すとすれば、 η＝（ＩL−Ｉ1）／ＩL・１００＝Ｉ2／ＩL・１００（％）…式（９） と定義すると、 η＝０．０９５／１・１００＝９．５（％） 即ち、９．５％の省エネルギー効果が得られることが実
証された。次に、誘起電圧Ｅ1を使用してＶLを求める
と、 Ｅ1＝Ｖ1・Ｎ1／ｎ2＝１１５．６×１１／１１６＝１０．９６（ｖ） ＶL＝Ｖ1−Ｅ1＝１１５．６−１０．７＝１０４．９（ｖ） 電源降下率をｅ（％）とすると、 ｅ＝（Ｖ1−Ｅ1）／Ｖ1×１００ ＝（１１５．６−１０．７）／１１５．６×１００＝９０．７（％） このｅは、ＪＩＳ規格における交流誘導電動機の電圧許
容範囲±１０％、即ち９０％〜１００％の範囲内にあ
り、重負荷運転に対しても問題はない。
を電流の節減としてηで表すとすれば、 η＝（ＩL−Ｉ1）／ＩL・１００＝Ｉ2／ＩL・１００（％）…式（９） と定義すると、 η＝０．０９５／１・１００＝９．５（％） 即ち、９．５％の省エネルギー効果が得られることが実
証された。次に、誘起電圧Ｅ1を使用してＶLを求める
と、 Ｅ1＝Ｖ1・Ｎ1／ｎ2＝１１５．６×１１／１１６＝１０．９６（ｖ） ＶL＝Ｖ1−Ｅ1＝１１５．６−１０．７＝１０４．９（ｖ） 電源降下率をｅ（％）とすると、 ｅ＝（Ｖ1−Ｅ1）／Ｖ1×１００ ＝（１１５．６−１０．７）／１１５．６×１００＝９０．７（％） このｅは、ＪＩＳ規格における交流誘導電動機の電圧許
容範囲±１０％、即ち９０％〜１００％の範囲内にあ
り、重負荷運転に対しても問題はない。
【００２０】図６は本発明の第２実施例を示しており、
１台のトランスユニット１０によりＮ台の交流誘導電動
機１１（１：Ｎ方式）に省エネルギー効果をもたらすこ
とのできる例である。図６に示すように、トランスユニ
ット１０の各トランス１…の一次巻線Ｎ1側の出力端子
４ａ、４ｂ、４ｃは、第１実施例と同様に、それぞれ１
台の交流誘導電動機１１の入力端子５ａ、５ｂ、５ｃに
独立して接続されているが、各出力端子４ａ、４ｂ、４
ｃには、Ｎ台の交流誘導電動機１１の入力端子５ａ、５
ｂ、５ｃが並列的に接続されている。このように１台の
トランスユニット１０に対してＮ台の交流誘導電動機１
１を接続することにより、各交流誘導電動機１１の省エ
ネルギー効果をそれぞれ発揮することができる。
１台のトランスユニット１０によりＮ台の交流誘導電動
機１１（１：Ｎ方式）に省エネルギー効果をもたらすこ
とのできる例である。図６に示すように、トランスユニ
ット１０の各トランス１…の一次巻線Ｎ1側の出力端子
４ａ、４ｂ、４ｃは、第１実施例と同様に、それぞれ１
台の交流誘導電動機１１の入力端子５ａ、５ｂ、５ｃに
独立して接続されているが、各出力端子４ａ、４ｂ、４
ｃには、Ｎ台の交流誘導電動機１１の入力端子５ａ、５
ｂ、５ｃが並列的に接続されている。このように１台の
トランスユニット１０に対してＮ台の交流誘導電動機１
１を接続することにより、各交流誘導電動機１１の省エ
ネルギー効果をそれぞれ発揮することができる。
【００２１】なお、上記のように１台のトランスユニッ
ト１０に対してＮ台の交流誘導電動機１１を接続する場
合には、トランスユニット１０の容量を、モーターの容
量の総和を考慮して定める必要がある。図６の電源回路
において、トランスユニット１０の出力端子４ａに流れ
る電流ＩL0は、各交流誘導電動機１１にそれぞれ流れる
電流をＩL1、ＩL2、ＩL3とすると、 ＩL0＝ＩL1＋ＩL2＋ＩL3 となる。各交流誘導電動機１１は、それぞれ要求される
負荷トルクによって電流ＩL1、ＩL2、ＩL3が決定される
から、トランスユニット１０の容量は、Ｎ台の交流誘導
電動機１１を総合した稼働率Ｋを仮定して決定すればよ
い。なお、稼働率Ｋは、各交流誘導電動機１１が同時起
動しないため、Ｋ＜１となる。
ト１０に対してＮ台の交流誘導電動機１１を接続する場
合には、トランスユニット１０の容量を、モーターの容
量の総和を考慮して定める必要がある。図６の電源回路
において、トランスユニット１０の出力端子４ａに流れ
る電流ＩL0は、各交流誘導電動機１１にそれぞれ流れる
電流をＩL1、ＩL2、ＩL3とすると、 ＩL0＝ＩL1＋ＩL2＋ＩL3 となる。各交流誘導電動機１１は、それぞれ要求される
負荷トルクによって電流ＩL1、ＩL2、ＩL3が決定される
から、トランスユニット１０の容量は、Ｎ台の交流誘導
電動機１１を総合した稼働率Ｋを仮定して決定すればよ
い。なお、稼働率Ｋは、各交流誘導電動機１１が同時起
動しないため、Ｋ＜１となる。
【００２２】図７は本発明の第３実施例を示している。
前記第１実施例、第２実施例で説明したように、本発明
に係るトランス１は交流誘導電動機１１に対して省エネ
ルギー効果をもたらすが、この省エネルギー効果をもた
らす要因となる二次巻線ｎ2から電源１２側へ逆流する
電流Ｉ2の大きさは、二次巻線ｎ2：一次巻線Ｎ1の関係
で定まる。このため、図５の電流−負荷トルク特性曲線
で示したように、低負荷トルク領域では、無効電流の割
合が高負荷領域よりも大きいことから、電流Ｉ2の大き
さを大きくすることによって、無効電流の割合を小さく
し、省エネルギー効果をより一層高めることができる。
前記第１実施例、第２実施例で説明したように、本発明
に係るトランス１は交流誘導電動機１１に対して省エネ
ルギー効果をもたらすが、この省エネルギー効果をもた
らす要因となる二次巻線ｎ2から電源１２側へ逆流する
電流Ｉ2の大きさは、二次巻線ｎ2：一次巻線Ｎ1の関係
で定まる。このため、図５の電流−負荷トルク特性曲線
で示したように、低負荷トルク領域では、無効電流の割
合が高負荷領域よりも大きいことから、電流Ｉ2の大き
さを大きくすることによって、無効電流の割合を小さく
し、省エネルギー効果をより一層高めることができる。
【００２３】本実施例では、図７に示すように、図２に
示す三相化されたトランスユニット１０に対して、各二
次巻線ｎ2の中性点Ｎ側に三相に連結された切り替え器
３０が設けられている。この切り替え器３０は、各二次
巻線ｎ2に対してそれぞれ中性点Ｎ側から遠心方向へ沿
って三相化された各二次巻線ｎ2を、中性点Ｎ側から最
も遠い方から順に各接点ａ1、ａ2、ａ3を切り替えする
ことによって、３段階に選択し、これにより各二次巻線
ｎ2と一次巻線Ｎ1の巻線比を切り替え、各二次巻線ｎ2
を逆流する電流Ｉ2の大きさを大・中・小の３段階に調
節するようになっている。各二次巻線ｎ2の接点ａ1、ａ
2、ａ3の切り替えは、配線３１によって連動させて行う
ことができる。したがって、この構造の切り替え器３０
によれば、３台の各交流誘導電動機１１の負荷パターン
を見て、接点ａ1、ａ2、ａ3の順に切り替え選択するこ
とによって、電流Ｉ2の大きさを大・中・小の３段階に
調節し、無効電流の割合を調節して、より一層の省エネ
ルギー効果を発揮することができる。
示す三相化されたトランスユニット１０に対して、各二
次巻線ｎ2の中性点Ｎ側に三相に連結された切り替え器
３０が設けられている。この切り替え器３０は、各二次
巻線ｎ2に対してそれぞれ中性点Ｎ側から遠心方向へ沿
って三相化された各二次巻線ｎ2を、中性点Ｎ側から最
も遠い方から順に各接点ａ1、ａ2、ａ3を切り替えする
ことによって、３段階に選択し、これにより各二次巻線
ｎ2と一次巻線Ｎ1の巻線比を切り替え、各二次巻線ｎ2
を逆流する電流Ｉ2の大きさを大・中・小の３段階に調
節するようになっている。各二次巻線ｎ2の接点ａ1、ａ
2、ａ3の切り替えは、配線３１によって連動させて行う
ことができる。したがって、この構造の切り替え器３０
によれば、３台の各交流誘導電動機１１の負荷パターン
を見て、接点ａ1、ａ2、ａ3の順に切り替え選択するこ
とによって、電流Ｉ2の大きさを大・中・小の３段階に
調節し、無効電流の割合を調節して、より一層の省エネ
ルギー効果を発揮することができる。
【００２４】なお、上記の場合、ＶL＝Ｖ1−Ｎ1／ｎ2・
Ｖ1＝（１−Ｎ1／ｎ2）Ｖ1の関係より、切り替え器３０
の接点ａ3、ａ2、ａ3の順に切り替えるとともに、ＶLの
電圧は低下するが、低負荷領域では、交流誘導電動機１
１は３５％〜７０％定格電圧で運転可能であるから、Ｖ
Lの電圧低下による問題は生じない。むしろ、ＶLの電圧
低下による力率の改善が図られるというメリットがあ
る。
Ｖ1＝（１−Ｎ1／ｎ2）Ｖ1の関係より、切り替え器３０
の接点ａ3、ａ2、ａ3の順に切り替えるとともに、ＶLの
電圧は低下するが、低負荷領域では、交流誘導電動機１
１は３５％〜７０％定格電圧で運転可能であるから、Ｖ
Lの電圧低下による問題は生じない。むしろ、ＶLの電圧
低下による力率の改善が図られるというメリットがあ
る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交流誘導電動機の効率低下の原因となる無効電流を減少
させることができ、交流誘導電動機の効率の低下を防止
するとともに、低負荷から高負荷に至る全領域において
省エネルギー効果を発揮させることができる効果を奏す
る。
交流誘導電動機の効率低下の原因となる無効電流を減少
させることができ、交流誘導電動機の効率の低下を防止
するとともに、低負荷から高負荷に至る全領域において
省エネルギー効果を発揮させることができる効果を奏す
る。
【図１】本発明の第１実施例を示すトランスの概略図で
ある。
ある。
【図２】同トランスを三相化してなるトランスユニット
の概略図である。
の概略図である。
【図３】同トランスユニットを用いた交流誘導電動機シ
ステムの概略図である。
ステムの概略図である。
【図４】同交流誘導電動機システムにおける一相分のト
ランスを含む電源回路の概略図である。
ランスを含む電源回路の概略図である。
【図５】本発明と従来例における負荷トルク−電流特性
図である。
図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す交流誘導電動機シス
テムの概略図である。
テムの概略図である。
【図７】本発明の第３実施例を示すトランスユニットの
概略図である。
概略図である。
１ トランス ２ 入力端子 ３ 出力端子 １０ トランスユニット １１ 交流誘導電動機 １２ 電源 Ｎ1 一次巻線 ｎ2 二次巻線
Claims (3)
- 【請求項１】 一次巻線の作る磁束と全交叉する二次巻
線を有し、これら一次巻線と二次巻線とが減極性となる
巻線関係とされ、前記一次巻線側の入力端子と前記二次
巻線側の出力端子とが互いに接続されていることを特徴
とするトランス。 - 【請求項２】 請求項１記載のトランスを３台組み合わ
せてなり、各トランスの二次巻線が一端において互いに
連結されて三相化され、各トランスの二次巻線側の入力
端子がそれぞれ電源に接続され、各トランスの一次巻線
側の出力端子がそれぞれ交流誘導電動機に接続されてい
ることを特徴とするトランスユニット。 - 【請求項３】 請求項２記載のトランスユニットと、こ
のトランスユニットにおける各トランスの一次巻線側の
出力端子がそれぞれ接続された交流誘導電動機とから組
み合わされて成る交流誘導電動機システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4001794A JP2601967B2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | トランスおよびトランスユニットおよび交流誘導電動機システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4001794A JP2601967B2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | トランスおよびトランスユニットおよび交流誘導電動機システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184195A JPH05184195A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2601967B2 true JP2601967B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=11511478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4001794A Expired - Fee Related JP2601967B2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | トランスおよびトランスユニットおよび交流誘導電動機システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601967B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112021007288T5 (de) * | 2021-03-15 | 2024-01-18 | Omron Corporation | Energieversorgungssystem, verfahren zum steuern eines energieversorgungssystems und programm |
-
1992
- 1992-01-08 JP JP4001794A patent/JP2601967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05184195A (ja) | 1993-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961119 |
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