JP3089848B2 - 移相巻線付整流器用変圧器 - Google Patents
移相巻線付整流器用変圧器Info
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- JP3089848B2 JP3089848B2 JP04238710A JP23871092A JP3089848B2 JP 3089848 B2 JP3089848 B2 JP 3089848B2 JP 04238710 A JP04238710 A JP 04238710A JP 23871092 A JP23871092 A JP 23871092A JP 3089848 B2 JP3089848 B2 JP 3089848B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミやソーダの電
解などのための直流電源として使用される大容量の整流
装置において、直流電圧に含まれる脈流成分をなるべく
小さくなるために多相整流が行われる場合の整流器用変
圧器であって、整流器が接続される二次巻線の位相を他
の整流器用変圧器の二次巻線に対して所定の移相角だけ
ずらせるために使用される移相巻線付の一次巻線が設け
られた移相巻線付整流器用変圧器に関する。
解などのための直流電源として使用される大容量の整流
装置において、直流電圧に含まれる脈流成分をなるべく
小さくなるために多相整流が行われる場合の整流器用変
圧器であって、整流器が接続される二次巻線の位相を他
の整流器用変圧器の二次巻線に対して所定の移相角だけ
ずらせるために使用される移相巻線付の一次巻線が設け
られた移相巻線付整流器用変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように３相交流を整流して直流電
力を得る場合に使用される整流器は３相ブリッジ結線又
はダブルスター結線と呼ばれる２つの方式があり、これ
らはいずれも直流電圧に３相交流の６倍調波を脈流成分
として含むいわゆる６相整流である。特に大容量の整流
装置では、電力系などへの高調波の影響を極力低減する
ために１２相整流や２４相整流、更には４８相整流など
の多相整流が採用されるのが普通である。
力を得る場合に使用される整流器は３相ブリッジ結線又
はダブルスター結線と呼ばれる２つの方式があり、これ
らはいずれも直流電圧に３相交流の６倍調波を脈流成分
として含むいわゆる６相整流である。特に大容量の整流
装置では、電力系などへの高調波の影響を極力低減する
ために１２相整流や２４相整流、更には４８相整流など
の多相整流が採用されるのが普通である。
【０００３】６相整流は前述のように、３相交流を整流
する場合の一般的な場合であり、その倍の１２相整流
は、一次巻線か二次巻線のとちらか一方を１つの整流器
用変圧器で星形結線、もう１つの整流器用変圧器で三角
形結線にすることによって達成できる。このとき、２台
の整流器用変圧器の二次巻線に誘起される電圧は互いに
３０°の位相差が生ずることから、特に移相巻線を設け
る必要はない。これに対して、２４相整流以上の多相整
流の場合には、一次巻線に他の相の巻線を一部接続する
ことによって所定の移相を行う移相巻線を設ける結線方
式が採用される。
する場合の一般的な場合であり、その倍の１２相整流
は、一次巻線か二次巻線のとちらか一方を１つの整流器
用変圧器で星形結線、もう１つの整流器用変圧器で三角
形結線にすることによって達成できる。このとき、２台
の整流器用変圧器の二次巻線に誘起される電圧は互いに
３０°の位相差が生ずることから、特に移相巻線を設け
る必要はない。これに対して、２４相整流以上の多相整
流の場合には、一次巻線に他の相の巻線を一部接続する
ことによって所定の移相を行う移相巻線を設ける結線方
式が採用される。
【０００４】図３は２４相整流の場合に４台の整流器用
変圧器とこれに接続される整流器によって構成される整
流装置の、２台の整流器用変圧器１０１０，１０２０の
巻線結線図であり、図３（ａ）は第１の整流器用変圧器
１０１０で星形結線に対して移相角θ遅れの場合、図３
（ｂ）は第２の整流器用変圧器１０２０で三角結線に対
して移相角θ進みの場合であり、他の２台の整流器用変
圧器はこれら整流器用変圧器１０１０，１０２０の結線
と対称の結線となっているので図示及び説明を省略す
る。また、この図では二次巻線は星形結線のを１つだけ
図示してあるが、２つ又は４つの独立した二次巻線が設
けられる場合があり、また、三角結線の場合もありこの
図は単なる一例に過ぎない。
変圧器とこれに接続される整流器によって構成される整
流装置の、２台の整流器用変圧器１０１０，１０２０の
巻線結線図であり、図３（ａ）は第１の整流器用変圧器
１０１０で星形結線に対して移相角θ遅れの場合、図３
（ｂ）は第２の整流器用変圧器１０２０で三角結線に対
して移相角θ進みの場合であり、他の２台の整流器用変
圧器はこれら整流器用変圧器１０１０，１０２０の結線
と対称の結線となっているので図示及び説明を省略す
る。また、この図では二次巻線は星形結線のを１つだけ
図示してあるが、２つ又は４つの独立した二次巻線が設
けられる場合があり、また、三角結線の場合もありこの
図は単なる一例に過ぎない。
【０００５】図３（ａ）において、一次巻線１０１は中
央部に三角結線された三角巻線１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ
とこの三角結線のそれぞれの頂点に星形巻線１１Ｕ，１
１Ｖ，１１Ｗの一方の端子が接続され他方の端子が一次
巻線の端子Ｕ，Ｖ，Ｗとして外部に引き出される。一次
巻線１０１は鎖線で示す一次印加電圧に対して位相差遅
れ角θ（＝７．５°）の移相角を持っていて、二次巻線
２０１の誘起電圧は一次巻線１０１のそれに一致するの
で図示のように移相角θだけ遅れた位相になる。
央部に三角結線された三角巻線１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ
とこの三角結線のそれぞれの頂点に星形巻線１１Ｕ，１
１Ｖ，１１Ｗの一方の端子が接続され他方の端子が一次
巻線の端子Ｕ，Ｖ，Ｗとして外部に引き出される。一次
巻線１０１は鎖線で示す一次印加電圧に対して位相差遅
れ角θ（＝７．５°）の移相角を持っていて、二次巻線
２０１の誘起電圧は一次巻線１０１のそれに一致するの
で図示のように移相角θだけ遅れた位相になる。
【０００６】図３（ｂ）の図３（ａ）と異なる点は、星
形巻線１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗと三角巻線１４Ｕ，１４
Ｖ，１４Ｗとの巻数比が星形巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１
Ｗと三角巻線１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗとの巻数比と異な
る点であり、図３（ｂ）は前述のように三角結線だけの
場合に対して誘起電圧が移相角θだけ進みとなる。な
お、移相巻線付の一次巻線では２つの巻線を容量の大き
な方が主巻線、小さな方を移相巻線と称されるのが一般
であるが、ここでは前述のように三角巻線と星形巻線と
称することにする。
形巻線１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗと三角巻線１４Ｕ，１４
Ｖ，１４Ｗとの巻数比が星形巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１
Ｗと三角巻線１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗとの巻数比と異な
る点であり、図３（ｂ）は前述のように三角結線だけの
場合に対して誘起電圧が移相角θだけ進みとなる。な
お、移相巻線付の一次巻線では２つの巻線を容量の大き
な方が主巻線、小さな方を移相巻線と称されるのが一般
であるが、ここでは前述のように三角巻線と星形巻線と
称することにする。
【０００７】図４は図３の一次巻線の接続図であり、図
４（ａ）は図３（ａ）の一次巻線１０１の、図４（ｂ）
は図３（ｂ）の一次巻線１０２のそれぞれ接続図であ
る。なお、添字Ｕ，Ｖ，Ｗを付さないで例えば三角巻線
１２と称するときには、これは三角巻線１２Ｕ，１２
Ｖ，１２Ｗの総称とする。三角巻線１２Ｕの上部端子が
三角巻線１２Ｖの下部端子に、その上部端子が三角巻線
１２Ｗの下部端子に、その上部端子が三角巻線１２Ｕの
下部端子にそれぞれ接続されて三角結線を形成する。三
角巻線１２Ｕの上部端子には星形巻線１１Ｕの下部端子
が接続されその上部端子がＵ端子となって外部に引き出
される。図４の場合も巻線を示す長細い長方形の長さが
その巻線の巻数に比例するように図示されている。した
がって、一次巻線１０１の場合、三角巻線１２に比べて
星形巻線１１の方が巻数が大きくしたがってアンペアタ
ーンも大きい。２４相整流の場合は移相角θとして７．
５°が採用されるが、このときの星形巻線１１の巻数と
三角巻線１２の巻数との比は、０．７６５：０．４５２
であり、この値は位相差を考慮してこの値から一次印加
電圧を求めると丸め誤差の範囲で１となるように設定し
たものである。三角巻線１２に流れる電流は星形巻線１
１に流れる電流の３の平方根分の１なので、アンペアタ
ーン比、言い換えれば巻線の容量比は０．７６５：０．
２６１となる。
４（ａ）は図３（ａ）の一次巻線１０１の、図４（ｂ）
は図３（ｂ）の一次巻線１０２のそれぞれ接続図であ
る。なお、添字Ｕ，Ｖ，Ｗを付さないで例えば三角巻線
１２と称するときには、これは三角巻線１２Ｕ，１２
Ｖ，１２Ｗの総称とする。三角巻線１２Ｕの上部端子が
三角巻線１２Ｖの下部端子に、その上部端子が三角巻線
１２Ｗの下部端子に、その上部端子が三角巻線１２Ｕの
下部端子にそれぞれ接続されて三角結線を形成する。三
角巻線１２Ｕの上部端子には星形巻線１１Ｕの下部端子
が接続されその上部端子がＵ端子となって外部に引き出
される。図４の場合も巻線を示す長細い長方形の長さが
その巻線の巻数に比例するように図示されている。した
がって、一次巻線１０１の場合、三角巻線１２に比べて
星形巻線１１の方が巻数が大きくしたがってアンペアタ
ーンも大きい。２４相整流の場合は移相角θとして７．
５°が採用されるが、このときの星形巻線１１の巻数と
三角巻線１２の巻数との比は、０．７６５：０．４５２
であり、この値は位相差を考慮してこの値から一次印加
電圧を求めると丸め誤差の範囲で１となるように設定し
たものである。三角巻線１２に流れる電流は星形巻線１
１に流れる電流の３の平方根分の１なので、アンペアタ
ーン比、言い換えれば巻線の容量比は０．７６５：０．
２６１となる。
【０００８】同じように、一次巻線１０２の星形巻線１
３と三角巻線１４との巻数比は、０．２６１：１．３２
６、容量比は一次巻線１０１とは逆の０．２６１：０．
７６５である。図４（ａ）と図４（ｂ）との比較から明
らかなように、一次巻線１０１と１０２とは星形巻線１
１，１３と三角巻線１２，１４との巻数比又は容量比が
異なるだけで接続方式は同じである。
３と三角巻線１４との巻数比は、０．２６１：１．３２
６、容量比は一次巻線１０１とは逆の０．２６１：０．
７６５である。図４（ａ）と図４（ｂ）との比較から明
らかなように、一次巻線１０１と１０２とは星形巻線１
１，１３と三角巻線１２，１４との巻数比又は容量比が
異なるだけで接続方式は同じである。
【０００９】図４に示すように、一次巻線１０１と１０
２とは接続方式が同じなので、これの特長を生かすため
に、巻線の配置も三角巻線１２及び１４を内径側に、星
形巻線１１及び１３を外径側に配置することによって、
これらを接続する接続リードの引き回し構造を共通にす
るように構成される。場合によっては、星形巻線１１，
１３を内径側に三角巻線１２，１４を外径側に配置する
場合もある。
２とは接続方式が同じなので、これの特長を生かすため
に、巻線の配置も三角巻線１２及び１４を内径側に、星
形巻線１１及び１３を外径側に配置することによって、
これらを接続する接続リードの引き回し構造を共通にす
るように構成される。場合によっては、星形巻線１１，
１３を内径側に三角巻線１２，１４を外径側に配置する
場合もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、移相角
が異なる整流器用変圧器に対しても三角巻線と星形巻線
との配置を同じにすることによって種々の長所がある
が、前述のように、一次巻線１０１と１０２とで、三角
巻線と星形巻線との容量比が異なり、その結果、前述の
ような巻線配置では鉄心の１ターンあたりの誘起電圧、
巻線高さ及び巻線間の半径方向絶縁距離などを共通にす
ると、２台の整流器用変圧器の％リアクタンスが一致し
なくなる。そのため、１ターンあたりの誘起電圧、巻線
高さ又は巻線間の半径方向絶縁距離などを適当に変えて
％リアクタンスを合わせることになり、その結果、鉄心
及び巻線とも２つの整流器用変圧器１０１０，１０２０
で異なったものになり、全く別の整流器用変圧器を２種
類製作するのと同じになってしまうという問題がある。
が異なる整流器用変圧器に対しても三角巻線と星形巻線
との配置を同じにすることによって種々の長所がある
が、前述のように、一次巻線１０１と１０２とで、三角
巻線と星形巻線との容量比が異なり、その結果、前述の
ような巻線配置では鉄心の１ターンあたりの誘起電圧、
巻線高さ及び巻線間の半径方向絶縁距離などを共通にす
ると、２台の整流器用変圧器の％リアクタンスが一致し
なくなる。そのため、１ターンあたりの誘起電圧、巻線
高さ又は巻線間の半径方向絶縁距離などを適当に変えて
％リアクタンスを合わせることになり、その結果、鉄心
及び巻線とも２つの整流器用変圧器１０１０，１０２０
で異なったものになり、全く別の整流器用変圧器を２種
類製作するのと同じになってしまうという問題がある。
【００１１】この発明の目的は、このような問題を解決
し、三角巻線と星形巻線の容量比が逆であっても％リア
クタンスが一致してしかも一次巻線以外の鉄心や二次巻
線を共通にすることのできる移相巻線付整流器用変圧器
を提供することにある。
し、三角巻線と星形巻線の容量比が逆であっても％リア
クタンスが一致してしかも一次巻線以外の鉄心や二次巻
線を共通にすることのできる移相巻線付整流器用変圧器
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、三角巻線の端子に星形巻線を接
続してなる移相巻線付一次巻線とこの一次巻線の外径側
に設けられた二次巻線とが３相鉄心の３本の鉄心脚にそ
れぞれ同心配置に設けられてなる移相巻線付整流器用変
圧器において、星形結線に対して移相角θの位相差を生
成する移相巻線付の一次巻線を有する第１の整流器用変
圧器と三角結線に対して移相角θの位相差を生成する移
相巻線付の一次巻線を有する第２の整流器用変圧器との
それぞれの整流器用変圧器の巻線配置を、一次巻線を構
成する三角巻線と星形巻線との容量の小さい方の巻線を
内径側に容量の大きい方の巻線をその外径側に配置して
なるものとし、また、三角巻線の端子に星形巻線を接続
してなる移相巻線付一次巻線とこの一次巻線の外径側に
設けられた二次巻線とからなる第１の巻線群が２階建３
相鉄心のそれぞれ３本の鉄心脚の中間継鉄を挟んだ上部
に設けられ、その下部に第１の巻線群と移相角が異なる
第２の巻線群が設けられてなる移相巻線付整流器用変圧
器において、第１の巻線群の一次巻線が星形結線に対し
て移相角θの位相差を生成する移相巻線付の一次巻線で
あり、第２の巻線群の一次巻線が三角結線に対して移相
角θの位相差を生成する移相巻線付の一次巻線であり、
これらの巻線配置を、一次巻線を構成する三角巻線と星
形巻線との容量の小さい方の巻線を内径側に容量の大き
い方の巻線をその外径側に配置してなるものとし、ま
た、前述の移相巻線付整流器用変圧器の一次巻線の巻線
配置を反対にして、容量の大きい方の巻線を内径側に、
容量の小さい巻線をその外径側に配置してなるものとす
る。
に、この発明によれば、三角巻線の端子に星形巻線を接
続してなる移相巻線付一次巻線とこの一次巻線の外径側
に設けられた二次巻線とが３相鉄心の３本の鉄心脚にそ
れぞれ同心配置に設けられてなる移相巻線付整流器用変
圧器において、星形結線に対して移相角θの位相差を生
成する移相巻線付の一次巻線を有する第１の整流器用変
圧器と三角結線に対して移相角θの位相差を生成する移
相巻線付の一次巻線を有する第２の整流器用変圧器との
それぞれの整流器用変圧器の巻線配置を、一次巻線を構
成する三角巻線と星形巻線との容量の小さい方の巻線を
内径側に容量の大きい方の巻線をその外径側に配置して
なるものとし、また、三角巻線の端子に星形巻線を接続
してなる移相巻線付一次巻線とこの一次巻線の外径側に
設けられた二次巻線とからなる第１の巻線群が２階建３
相鉄心のそれぞれ３本の鉄心脚の中間継鉄を挟んだ上部
に設けられ、その下部に第１の巻線群と移相角が異なる
第２の巻線群が設けられてなる移相巻線付整流器用変圧
器において、第１の巻線群の一次巻線が星形結線に対し
て移相角θの位相差を生成する移相巻線付の一次巻線で
あり、第２の巻線群の一次巻線が三角結線に対して移相
角θの位相差を生成する移相巻線付の一次巻線であり、
これらの巻線配置を、一次巻線を構成する三角巻線と星
形巻線との容量の小さい方の巻線を内径側に容量の大き
い方の巻線をその外径側に配置してなるものとし、ま
た、前述の移相巻線付整流器用変圧器の一次巻線の巻線
配置を反対にして、容量の大きい方の巻線を内径側に、
容量の小さい巻線をその外径側に配置してなるものとす
る。
【００１３】
【作用】この発明の構成において、星形結線に対して移
相角θの位相差を有する第１の整流器用変圧器と、三角
結線に対して移相角θの位相差を有する第２の整流器用
変圧器とのそれぞれの巻線配置を、一次巻線を構成する
三角巻線と星形巻線との容量の小さい方の巻線を内径側
に容量の大きい方の巻線をその外径側に配置することに
よって、第１の整流器用変圧器の三角巻線と第２の整流
器用変圧器の星形巻線とが同じ容量、第１の整流器用変
圧器の星形巻線と第２の整流器用変圧器の三角巻線とが
同じ容量にそれぞれなることから、１ターンあたりの誘
起電圧、巻線高さ、巻線間の絶縁距離を合わせると一次
−二次間の％リアクタンスが殆ど一致するので、僅かの
寸法調整だけで実質的に％リアクタンスを一致させるこ
とができるとともに、同一設計の鉄心を使用することが
できる。また、容量の大きい方の巻線が二次巻線に近く
配置されるので％リアクタンスは小さな値にすることが
できる。
相角θの位相差を有する第１の整流器用変圧器と、三角
結線に対して移相角θの位相差を有する第２の整流器用
変圧器とのそれぞれの巻線配置を、一次巻線を構成する
三角巻線と星形巻線との容量の小さい方の巻線を内径側
に容量の大きい方の巻線をその外径側に配置することに
よって、第１の整流器用変圧器の三角巻線と第２の整流
器用変圧器の星形巻線とが同じ容量、第１の整流器用変
圧器の星形巻線と第２の整流器用変圧器の三角巻線とが
同じ容量にそれぞれなることから、１ターンあたりの誘
起電圧、巻線高さ、巻線間の絶縁距離を合わせると一次
−二次間の％リアクタンスが殆ど一致するので、僅かの
寸法調整だけで実質的に％リアクタンスを一致させるこ
とができるとともに、同一設計の鉄心を使用することが
できる。また、容量の大きい方の巻線が二次巻線に近く
配置されるので％リアクタンスは小さな値にすることが
できる。
【００１４】また、前述の第１の整流器用変圧器の一次
巻線と二次巻線からなる巻線群を第１の巻線群、第２の
整流器用変圧器の一次巻線と二次巻線からなる巻線群を
第２の巻線群として、これら第１と第２の巻線群が２階
建３相鉄心の上部と下部に設けられてなる移相巻線付整
流器用変圧器の場合、前述と同様に％リアクタンスを小
さくすることができる。
巻線と二次巻線からなる巻線群を第１の巻線群、第２の
整流器用変圧器の一次巻線と二次巻線からなる巻線群を
第２の巻線群として、これら第１と第２の巻線群が２階
建３相鉄心の上部と下部に設けられてなる移相巻線付整
流器用変圧器の場合、前述と同様に％リアクタンスを小
さくすることができる。
【００１５】また、前述の移相巻線付整流器用変圧器の
一次巻線の巻線配置を反対にして、容量の大きい方の巻
線を内径側に、容量の小さい巻線をその外径側に配置す
ることによって前述の巻線配置に比べて、％リアクタン
スが大きくなるので、何らかの理由で％リアクタンスが
小さくなるときにこの巻線配置を採用することができ
る。
一次巻線の巻線配置を反対にして、容量の大きい方の巻
線を内径側に、容量の小さい巻線をその外径側に配置す
ることによって前述の巻線配置に比べて、％リアクタン
スが大きくなるので、何らかの理由で％リアクタンスが
小さくなるときにこの巻線配置を採用することができ
る。
【００１６】
【実施例】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を示す整流器用変圧器の巻線配
置図で、図１（ａ）は整流器用変圧器１０１０の、図１
（ｂ）は整流器用変圧器１０２０の巻線配置図である。
これらの図において、鉄心３は鉄心脚３１と図示しない
別の相の鉄心脚とこれらの鉄心脚の上下を磁気的機械的
に連結する上部継鉄３２と下部継鉄３３とからなってい
る。図１（ａ）において、鉄心脚３１には内径側から三
角巻線１２、星形巻線１１及び二次巻線２が配置されて
いる。前述のように、星形巻線１１の容量は三角巻線１
２の容量よりも大きいので、星形巻線１１を二次巻線２
の近くに配置することによって％リアクタンスが小さく
なる配置となっている。また、図１（ｂ）において、鉄
心脚３１には内径側から星形巻線１３、三角巻線１４及
び二次巻線２が配置されていて、前述のように、三角巻
線１４の容量は星形巻線１３の容量よりも大きいので図
１の整流器用変圧器１０１０と同様に整流器用変圧器１
０２０も％リアクタンスの小さな巻線配置となってい
る。
図１はこの発明の実施例を示す整流器用変圧器の巻線配
置図で、図１（ａ）は整流器用変圧器１０１０の、図１
（ｂ）は整流器用変圧器１０２０の巻線配置図である。
これらの図において、鉄心３は鉄心脚３１と図示しない
別の相の鉄心脚とこれらの鉄心脚の上下を磁気的機械的
に連結する上部継鉄３２と下部継鉄３３とからなってい
る。図１（ａ）において、鉄心脚３１には内径側から三
角巻線１２、星形巻線１１及び二次巻線２が配置されて
いる。前述のように、星形巻線１１の容量は三角巻線１
２の容量よりも大きいので、星形巻線１１を二次巻線２
の近くに配置することによって％リアクタンスが小さく
なる配置となっている。また、図１（ｂ）において、鉄
心脚３１には内径側から星形巻線１３、三角巻線１４及
び二次巻線２が配置されていて、前述のように、三角巻
線１４の容量は星形巻線１３の容量よりも大きいので図
１の整流器用変圧器１０１０と同様に整流器用変圧器１
０２０も％リアクタンスの小さな巻線配置となってい
る。
【００１７】整流器用変圧器１０１０の一次巻線と二次
巻線との間の％リアクタンスＸは次式で表される。 Ｘ1P2＝（１−ａ1）Ｘ1D2＋ａ1Ｘ1S2−ｂ1Ｘ1DS‥‥‥‥‥‥（１） ここで、 Ｘ1P2；整流器用変圧器１０１０の一次巻線、二次巻線
間％リアクタンス Ｘ1D2；同、三角巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ1S2；同、星形巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ1DS；同、三角巻線、星形巻線間％リアクタンス ａ1 ；２sin(θ) cos(３０−θ） ｂ1 ；２√３sin(θ) sin(３０−θ） この式は移相角がθの場合の一般的な式であり、したが
って、整流器用変圧器１０２０の場合は移相角が（３０
−θ）°なので、（１）式のθの代わりに（３０−θ）
を代入した式になる。すなわち、 Ｘ2P2＝（１−ａ2）Ｘ2D2＋ａ2Ｘ2S2−ｂ2Ｘ2DS‥‥‥‥‥‥（２） ここで、 Ｘ2P2 ；整流器用変圧器１０２０の一次巻線、二次巻
線間％リアクタンス Ｘ2D2 ；同、三角巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ2S2 ；同、星形巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ2DS ；同、三角巻線、星形巻線間％リアクタンス ａ2 ；２sin(３０−θ) cos(θ）（１−ａ2＝ａ1） ｂ2 ；２√３sin(３０−θ) sin(θ）（＝ｂ1） （１）、（２）式から、両整流器用変圧器１０１０，１
０２０の％リアクタンスが一致する条件（Ｘ1P2＝
Ｘ2P2）を求めると、次式が得られる。 この式を満足するようにするには、整流器用変圧器１０
１０、１０２０の１ターンあたりの誘起電圧を同じに
し、容量が同じである三角巻線１２と星形巻線１３、星
形巻線１１と三角巻線１４とを巻線寸法が同じになるよ
うにするとともに、図１に示すように互いの相対位置が
同じになるようにすればよい。
巻線との間の％リアクタンスＸは次式で表される。 Ｘ1P2＝（１−ａ1）Ｘ1D2＋ａ1Ｘ1S2−ｂ1Ｘ1DS‥‥‥‥‥‥（１） ここで、 Ｘ1P2；整流器用変圧器１０１０の一次巻線、二次巻線
間％リアクタンス Ｘ1D2；同、三角巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ1S2；同、星形巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ1DS；同、三角巻線、星形巻線間％リアクタンス ａ1 ；２sin(θ) cos(３０−θ） ｂ1 ；２√３sin(θ) sin(３０−θ） この式は移相角がθの場合の一般的な式であり、したが
って、整流器用変圧器１０２０の場合は移相角が（３０
−θ）°なので、（１）式のθの代わりに（３０−θ）
を代入した式になる。すなわち、 Ｘ2P2＝（１−ａ2）Ｘ2D2＋ａ2Ｘ2S2−ｂ2Ｘ2DS‥‥‥‥‥‥（２） ここで、 Ｘ2P2 ；整流器用変圧器１０２０の一次巻線、二次巻
線間％リアクタンス Ｘ2D2 ；同、三角巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ2S2 ；同、星形巻線、二次巻線間％リアクタンス Ｘ2DS ；同、三角巻線、星形巻線間％リアクタンス ａ2 ；２sin(３０−θ) cos(θ）（１−ａ2＝ａ1） ｂ2 ；２√３sin(３０−θ) sin(θ）（＝ｂ1） （１）、（２）式から、両整流器用変圧器１０１０，１
０２０の％リアクタンスが一致する条件（Ｘ1P2＝
Ｘ2P2）を求めると、次式が得られる。 この式を満足するようにするには、整流器用変圧器１０
１０、１０２０の１ターンあたりの誘起電圧を同じに
し、容量が同じである三角巻線１２と星形巻線１３、星
形巻線１１と三角巻線１４とを巻線寸法が同じになるよ
うにするとともに、図１に示すように互いの相対位置が
同じになるようにすればよい。
【００１８】また、整流装置では周知のように、整流器
用変圧器の％リアクタンスに比例した値の電圧降下が生
ずるので、％リアクタンスはなるべく小さいことが望ま
しい。％リアクタンスがなるべく小さくなる配置にする
ためには容量の大きな巻線を二次巻線に近く配置した方
がよいことから、整流器用変圧器１０１０、１０２０の
巻線配置は下記が良いことになる。整流器用変圧器１０
１０の場合は、内径側から、三角巻線１２、星形巻線１
１、二次巻線２の順。、整流器用変圧器１０２０の場合
は、内径側から、星形巻線１３、三角巻線１４、二次巻
線２の順。
用変圧器の％リアクタンスに比例した値の電圧降下が生
ずるので、％リアクタンスはなるべく小さいことが望ま
しい。％リアクタンスがなるべく小さくなる配置にする
ためには容量の大きな巻線を二次巻線に近く配置した方
がよいことから、整流器用変圧器１０１０、１０２０の
巻線配置は下記が良いことになる。整流器用変圧器１０
１０の場合は、内径側から、三角巻線１２、星形巻線１
１、二次巻線２の順。、整流器用変圧器１０２０の場合
は、内径側から、星形巻線１３、三角巻線１４、二次巻
線２の順。
【００１９】このような巻線配置を採用すると整流器用
変圧器１０１０、１０２０のそれぞれの鉄心３も同じ寸
法になって１種類の設計で済むことになる。なお、一般
に大容量の整流器用変圧器の場合、二次巻線はかなり低
い電圧なので、巻数が小さく、そのために整流器用変圧
器の容量などに応じた最適の１ターンあたりの誘起電圧
を採用することができないために、％リアクタンスが小
さくなり過ぎるということが有りうる。そのような場合
には、前述の配置とは逆に容量の大きな巻線を最も内径
側に配置する方が良い。
変圧器１０１０、１０２０のそれぞれの鉄心３も同じ寸
法になって１種類の設計で済むことになる。なお、一般
に大容量の整流器用変圧器の場合、二次巻線はかなり低
い電圧なので、巻数が小さく、そのために整流器用変圧
器の容量などに応じた最適の１ターンあたりの誘起電圧
を採用することができないために、％リアクタンスが小
さくなり過ぎるということが有りうる。そのような場合
には、前述の配置とは逆に容量の大きな巻線を最も内径
側に配置する方が良い。
【００２０】星形巻線１１と三角巻線１４とは容量が同
じであっても、巻数と電流が異なるので、巻線高さを揃
えたとしても別個に設計すれば巻線幅は一致するとは限
らない。三角巻線１２と星形巻線１３とも同様である。
したがって、巻線幅を一致させるためには、巻線幅が小
さくなる側の巻線の冷却用のダクトを必要以上に大きく
するなどの調整が必要である。しかし、元々容量が同じ
なのでこのような調整を必要とする寸法は僅かであり実
質的に問題になるものではない。
じであっても、巻数と電流が異なるので、巻線高さを揃
えたとしても別個に設計すれば巻線幅は一致するとは限
らない。三角巻線１２と星形巻線１３とも同様である。
したがって、巻線幅を一致させるためには、巻線幅が小
さくなる側の巻線の冷却用のダクトを必要以上に大きく
するなどの調整が必要である。しかし、元々容量が同じ
なのでこのような調整を必要とする寸法は僅かであり実
質的に問題になるものではない。
【００２１】前述の例では、三角巻線と星形巻線とが容
量比が逆の場合であったが、例えば、４８相整流の場合
には、８台の整流器用変圧器で構成し、移相角θが３．
７５°と１１．２５°のものが必要になる。このとき、
このような移相角θが異なる２種の整流器用変圧器に対
して巻線配置を前述のようにするとともに、容量が異な
っても前述のような方法を用いて巻線寸法を合わせるこ
とによって鉄心、二次巻線及びその他の部品の共通化を
図ることもできる。
量比が逆の場合であったが、例えば、４８相整流の場合
には、８台の整流器用変圧器で構成し、移相角θが３．
７５°と１１．２５°のものが必要になる。このとき、
このような移相角θが異なる２種の整流器用変圧器に対
して巻線配置を前述のようにするとともに、容量が異な
っても前述のような方法を用いて巻線寸法を合わせるこ
とによって鉄心、二次巻線及びその他の部品の共通化を
図ることもできる。
【００２２】図２はこの発明の別の実施例を示す巻線配
置図であり、２階建３相鉄心を用いた整流器用変圧器
（特開昭５９−１８１５１９号公報）にこの発明を適用
したものである。２階建３相鉄心が使用された整流器用
変圧器は１台で１２相整流を実現するものである。この
ときにも前述の４台の整流器用変圧器の場合と同じに
７．５°の移相角を作る移相巻線付の一次巻線が採用さ
れる。２階建鉄心４は中央部に中間継鉄４３が設けられ
てこの中間継鉄４３を挟んで２つの整流器用変圧器があ
るのと同じであり、上部は図１（ａ）の整流器用変圧器
１０１０に、下部は図１（ｂ）の整流器用変圧器１０２
０に相当するものなので詳しい説明は省略する。
置図であり、２階建３相鉄心を用いた整流器用変圧器
（特開昭５９−１８１５１９号公報）にこの発明を適用
したものである。２階建３相鉄心が使用された整流器用
変圧器は１台で１２相整流を実現するものである。この
ときにも前述の４台の整流器用変圧器の場合と同じに
７．５°の移相角を作る移相巻線付の一次巻線が採用さ
れる。２階建鉄心４は中央部に中間継鉄４３が設けられ
てこの中間継鉄４３を挟んで２つの整流器用変圧器があ
るのと同じであり、上部は図１（ａ）の整流器用変圧器
１０１０に、下部は図１（ｂ）の整流器用変圧器１０２
０に相当するものなので詳しい説明は省略する。
【００２３】
【発明の効果】この発明は前述のように、星形結線に対
して移相角θの位相差を有する第１の整流器用変圧器
と、三角結線に対して移相角θの位相差を有する第２の
整流器用変圧器とのそれぞれの巻線配置を、一次巻線を
構成する三角巻線と星形巻線との容量の小さい方の巻線
を内径側に容量の大きい方の巻線をその外径側に配置す
ることによって、第１の整流器用変圧器の三角巻線と第
２の整流器用変圧器の星形巻線とが同じ容量、第１の整
流器用変圧器の星形巻線と第２の整流器用変圧器の三角
巻線とが同じ容量にそれぞれなることから、１ターンあ
たりの誘起電圧、巻線高さ、巻線間の絶縁距離を合わせ
ると一次−二次間の％リアクタンスが殆ど一致するの
で、僅かの寸法調整だけで実質的に％リアクタンスを一
致させることができるとともに、同一設計の鉄心と二次
巻線及びその他の部品を使用することができることか
ら、これらの設計は１種類で良いので設計工数が低減す
るとともに、同一設計部品を数多く製作することによる
量産効果により製作工数も低減するという効果が得られ
る。また、容量の大きい方の巻線が二次巻線に近く配置
されるので％リアクタンスは小さな値にすることができ
ることから、電圧変動の小さな整流装置になるという効
果も得られる。
して移相角θの位相差を有する第１の整流器用変圧器
と、三角結線に対して移相角θの位相差を有する第２の
整流器用変圧器とのそれぞれの巻線配置を、一次巻線を
構成する三角巻線と星形巻線との容量の小さい方の巻線
を内径側に容量の大きい方の巻線をその外径側に配置す
ることによって、第１の整流器用変圧器の三角巻線と第
２の整流器用変圧器の星形巻線とが同じ容量、第１の整
流器用変圧器の星形巻線と第２の整流器用変圧器の三角
巻線とが同じ容量にそれぞれなることから、１ターンあ
たりの誘起電圧、巻線高さ、巻線間の絶縁距離を合わせ
ると一次−二次間の％リアクタンスが殆ど一致するの
で、僅かの寸法調整だけで実質的に％リアクタンスを一
致させることができるとともに、同一設計の鉄心と二次
巻線及びその他の部品を使用することができることか
ら、これらの設計は１種類で良いので設計工数が低減す
るとともに、同一設計部品を数多く製作することによる
量産効果により製作工数も低減するという効果が得られ
る。また、容量の大きい方の巻線が二次巻線に近く配置
されるので％リアクタンスは小さな値にすることができ
ることから、電圧変動の小さな整流装置になるという効
果も得られる。
【００２４】また、前述の第１の整流器用変圧器の一次
巻線と二次巻線からなる巻線群を第１の巻線群、第２の
整流器用変圧器の一次巻線と二次巻線からなる巻線群を
第２の巻線群として、これら第１と第２の巻線群を２階
建３相鉄心の上部と下部に設けた移相巻線付整流器用変
圧器を採用することによっても前述と同様の効果を得る
ことができる。
巻線と二次巻線からなる巻線群を第１の巻線群、第２の
整流器用変圧器の一次巻線と二次巻線からなる巻線群を
第２の巻線群として、これら第１と第２の巻線群を２階
建３相鉄心の上部と下部に設けた移相巻線付整流器用変
圧器を採用することによっても前述と同様の効果を得る
ことができる。
【００２５】また、前述の移相巻線付整流器用変圧器の
一次巻線の巻線配置を反対にして、容量の大きい方の巻
線を内径側に、容量の小さい巻線をその外径側に配置す
ることによって前述の巻線配置に比べて、％リアクタン
スが大きくなるので、何からの理由で％リアクタンスが
小さくなり過ぎるときにこの巻線配置を採用してより最
適設計に近づけることができる。
一次巻線の巻線配置を反対にして、容量の大きい方の巻
線を内径側に、容量の小さい巻線をその外径側に配置す
ることによって前述の巻線配置に比べて、％リアクタン
スが大きくなるので、何からの理由で％リアクタンスが
小さくなり過ぎるときにこの巻線配置を採用してより最
適設計に近づけることができる。
【図１】この発明の実施例を示す第１と第２の整流器用
変圧器の巻線配置図
変圧器の巻線配置図
【図２】この発明の別の実施例を示す巻線配置図
【図３】２台の整流器用変圧器の巻線結線図
【図４】図３の一次巻線の接続図
１０１０ 第１の整流器用変圧器 １０１ 一次巻線 １１ 星形巻線 １１Ｕ 星形巻線 １１Ｖ 星形巻線 １１Ｗ 星形巻線 １２ 三角巻線 １２Ｕ 三角巻線 １２Ｖ 三角巻線 １２Ｗ 三角巻線 １０２０ 第２の整流器用変圧器 １０２ 一次巻線 １３ 星形巻線 １３Ｕ 星形巻線 １３Ｖ 星形巻線 １３Ｗ 星形巻線 １４ 三角巻線 １４Ｕ 三角巻線 １４Ｖ 三角巻線 １４Ｗ 三角巻線 ２ 二次巻線 ３ 鉄心 ３１ 鉄心脚 ３２ 上部継鉄 ３３ 下部継鉄 ２０１０ 第１の巻線群 ２０２０ 第２の巻線群 ４ ２階建３相鉄心 ４１ 鉄心脚 ４３ 中間継鉄
Claims (3)
- 【請求項１】三角巻線の端子に星形巻線を接続してなる
移相巻線付一次巻線とこの一次巻線の外径側に設けられ
た二次巻線とが３相鉄心の３本の鉄心脚にそれぞれ同心
配置に設けられてなる移相巻線付整流器用変圧器におい
て、星形結線に対して移相角θの位相差を生成する移相
巻線付の一次巻線を有する第１の整流器用変圧器と、三
角結線に対して移相角θの位相差を生成する移相巻線付
の一次巻線を有する第２の整流器用変圧器との、それぞ
れの整流器用変圧器の巻線配置を、一次巻線を構成する
三角巻線と星形巻線との容量の小さい方の巻線を内径側
に容量の大きい方の巻線をその外径側に配置してなるこ
とを特徴とする移相巻線付整流器用変圧器。 - 【請求項２】三角巻線の端子に星形巻線を接続してなる
移相巻線付一次巻線とこの一次巻線の外径側に設けられ
た二次巻線とからなる第１の巻線群が２階建３相鉄心の
それぞれ３本の鉄心脚の中間継鉄を挟んだ上部に設けら
れ、第１の巻線群と移相角が異なる第２の巻線群が下部
に設けられてなる移相巻線付整流器用変圧器において、
第１の巻線群の一次巻線が星形結線に対して移相角θの
位相差を生成する移相巻線付の一次巻線、第２の巻線群
の一次巻線が三角結線に対して移相角θの位相差を生成
する移相巻線付の一次巻線であり、これらの巻線配置
を、一次巻線を構成する三角巻線と星形巻線との容量の
小さい方の巻線を内径側に容量の大きい方の巻線をその
外径側に配置してなることを特徴とする移相巻線付整流
器用変圧器。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の移相巻線付整流器用
変圧器の一次巻線の巻線配置を反対にして、容量の大き
い方の巻線を内径側に、容量の小さい巻線をその外径側
に配置してなることを特徴とする移相巻線付整流器用変
圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04238710A JP3089848B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 移相巻線付整流器用変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04238710A JP3089848B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 移相巻線付整流器用変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689820A JPH0689820A (ja) | 1994-03-29 |
| JP3089848B2 true JP3089848B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=17034126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04238710A Expired - Lifetime JP3089848B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 移相巻線付整流器用変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3089848B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3833389B2 (ja) * | 1998-01-14 | 2006-10-11 | 三菱電機株式会社 | Ａｃ／ｄｃ間電力変換装置 |
| CN102201749A (zh) * | 2011-06-28 | 2011-09-28 | 江苏华鹏变压器有限公司 | 三相48脉波整流变压器 |
| CN103413665B (zh) * | 2013-08-16 | 2016-03-30 | 辽宁华冶集团发展有限公司 | 一种大功率高压变频用油浸式整流变压器 |
| CN104134524A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-11-05 | 中电电气(江苏)股份有限公司 | 36脉波移相整流变压器 |
| CN114005655A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-01 | 西安热工研究院有限公司 | 一种移相变压器 |
-
1992
- 1992-09-08 JP JP04238710A patent/JP3089848B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0689820A (ja) | 1994-03-29 |
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