JP3191633B2 - 静止型無効電力補償装置 - Google Patents
静止型無効電力補償装置Info
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Description
電力補償装置等の複数の変圧器が直列に接続された変圧
器装置の励磁インピーダンスの調整に関するものであ
る。
置の一つとして、直列多重変圧器を備えた大容量で低損
失の自励式静止型無効電力補償装置(SVC)がある。
その例を図5を参照して説明すると、4は直列多重変圧
器で図示では第1変圧器41と第2変圧器42からな
り、第1及び第2変圧器41、42の高圧側巻線41
a、42aを直列接続して遮断器3を介して系統母線2
に接続されている。系統母線2は系統インピーダンスX
sを有し、電源1に接続され、母線電圧Vsを有してい
る。
励式静止型無効電力補償装置(SVC)は、電源が多相
の場合、各相同一の構成であるので単相分について説明
するものである。
1インバータ5に接続され、第2変圧器42の低圧側巻
線42bは、第2インバータ6に接続されている。第1
インバータ5は、コンデンサ7が接続され、コンバータ
等で直流変換された電流により充電されたコンデンサ7
を電源として基本周波数(50、60Hz)の固定矩形
波ベース電圧Vpを発生する低損失の大容量のインバー
タである。
され、コンバータ等で直流変換された電流により充電さ
れたコンデンサ8を電源として変動分の無効電力を補償
するための高周波の可変矩形波電圧成分Vqを発生する
高損失の小容量インバータである。
装置(SVC)によれば、負荷の無効電力減少により系
統母線電圧Vsが上昇するときには、第1及び第2イン
バータでVp及びVqの電圧を発生し、それを第1及び
第2の変圧器41、42を介して系統母線2に遅れ無効
電力θ(θ>0)を供給し、負荷の無効電力の増加によ
り系統母線電圧Vsが低下するときには、同様に系統母
線2進み無効電力θ(θ<0)を供給し、負荷の無効電
力変動による系統母線電圧Vsの安定化を図る。この無
効電力Qは、Q=Vs×(Vs−(Vp+Vq)/Xs
によって決まり、第2インバータ6による電圧成分Vq
を可変制御して適宜設定する。
電力補償装置において、例えば、遮断器3をオンして第
1及び第2変圧器41、42の高圧側41a、42aが
系統母線2に接続し、第1及び第2インバータ5、6が
作動開始しようとする時、或いは無効電力補償装置を停
止の際に、第1及び第2インバータ5、6の出力を停止
した後に、遮断器3をオフする時等、第1及び第2イン
バータ5、6は停止しているが、系統母線電圧Vsが第
1及び第2変圧器41、42に印加されて励磁している
場合がある。この励磁によって、第1及び第2変圧器4
1、42の低圧側41b、42bに誘起電圧Va、Vb
が発生する。
印加される電圧分担は、第1及び第2変圧器41、42
の励磁インピーダンスの比によって決まり、第1及び第
2変圧器41、42の励磁インピーダンス比が所定値と
異なると電圧分担が所定とおりとならず一方に偏ること
になり、一方の誘起電圧Va又はVbが過大になる。こ
の過大電圧は、インバータに印加され、定格以上の過電
圧、例えば定格の1.2倍以上の電圧が印加されるとイ
ンバータを破壊する恐れがある。
直列接続する自励式静止型無効電力補償装置にあっては
各変圧器の励磁インピーダンスを所定の比に適合するよ
うに調整しておく必要がある。そして、この調整は、従
来、各変圧器を構成する鉄心の使用量を調整することに
より行なわれている。
する鉄心の使用量の調整では、変圧器の設計の自由度が
大幅に制限されるだけでなく、鉄心の接合状況等加工精
度により励磁インピーダンスが大きく変化し、また、製
作後それを修正する方法もなく、その結果、所望の励磁
インピーダンスを得難いという問題がある。
で、複数直列に接続された変圧器の励磁インピーダンス
比を容易、かつ、正確に調整することができ、更にはコ
ンパクト化が図れる自励式静止型無効電力補償装置を提
供することを目的とする。
記(1)ないし(5)とすることにより達成される。 (1)基本周波数の電圧を発生する大容量のインバータ
を低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻線に高周波の
電圧を発生する小容量のインバータを接続した変圧器を
有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続した直列多重
変圧器を系統電源に接続してなる静止型無効電力補償装
置において、前記直列多重変圧器の少なくとも一台の変
圧器の高圧側又は低圧側巻線と並列に励磁インピーダン
ス比調整用リアクトルを接続したことを特徴とする静止
型無効電力補償装置。
のインバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻
線に高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続
した変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続
した直列多重変圧器を系統電源に接続してなる静止型無
効電力補償装置において、前記直列多重変圧器の少なく
とも一台の変圧器の鉄心に励磁インピーダンス比調整用
ギャップを設けたことを特徴とする静止型無効電力補償
装置。
のインバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻
線に高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続
した変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続
した直列多重変圧器を系統電源に接続してなる静止型無
効電力補償装置において、前記直列多重変圧器の少なく
とも一台の変圧器の高圧側又は低圧側巻線と並列に励磁
インピーダンス比調整用リアクトルを接続するととも
に、前記直列多重変圧器の少なくとも一台の変圧器の鉄
心に励磁インピーダンス比調整用ギャップを設けたこと
を特徴とする静止型無効電力補償装置。
のインバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻
線に高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続
した変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続
してなる直列多重変圧器のそれぞれを多相の系統電源の
各相に接続してなる静止型無効電力補償装置において、
前記各相の直列多重変圧器の少なくとも一台の各相の対
応する変圧器の各高圧側又は低圧側巻線と並列に単相器
で形成されてなる励磁インピーダンス比調整用リアクト
ルを接続してなることを特徴とする静止型無効電力補償
装置。
のインバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻
線に高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続
した変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続
してなる直列多重変圧器のそれぞれを多相の系統電源の
各相に接続してなる静止型無効電力補償装置において、
前記各相の直列多重変圧器の少なくとも一台の各相の対
応する変圧器の各高圧側又は低圧側巻線と並列に単相器
で形成されてなる励磁インピーダンス比調整用リアクト
ルを接続するとともに、少なくとも前記各相の対応する
変圧器と前記各リアクトルとを同一のタンク内に収納し
てなることを特徴とする静止型無効電力補償装置。
変圧器を構成する各変圧器に要求される励磁インピーダ
ンスの調整を変圧器の高圧側又は低圧側にリアクトルを
並列接続したり、変圧器の鉄心のギャップの厚みを変更
すること、あるいはリアクトルの並列接続と鉄心のギャ
ップの厚みの変更を組み合わせることにより、複数直列
に接続された変圧器の励磁インピーダンス比を容易、か
つ、正確に調整することができる。また、各変圧器の鉄
心の使用量に対する制約がなくなり、変圧器の設計自由
度が広がり、より最適設計が可能となって、小型化及び
コストの低減を図ることが可能となる。
ても、それぞれの変圧器に接続されるリアクトルをそれ
ぞれ単相器の別体に形成することにより、インバータの
出力が不平衡であってもそれぞれに対応したリアクトル
を設計することにより、リアクトル鉄心からの外部への
漏れ磁束の発生を防止することができるとともに、リア
クトルの背丈が低く形成され、変圧器とリアクトルとを
同一のタンクに収納するすることができ、リアクトル付
き多重変圧器をコンパクトに形成することができる。
説明する。なお、全図を通じて対応する部分には同一の
符号が付してある。
無効電力補償装置の回路図である。図1において、4は
直列多重変圧器で、直列多重変圧器4は、この実施例で
は第1変圧器41と第2変圧器42の2台からなり、第
1変圧器41の高圧側巻線41a及び第2変圧器42の
高圧側巻線42aが直列に接続され遮断器3を介して系
統母線2に接続されている。
ンデンサ7を電源とする第1インバータ5が、また、第
2変圧器42の低圧側巻線42bにはコンデンサ8を電
源とする第2インバータ6がそれぞれに接続されてい
る。以上の構成は、前記図5を参照して説明した従来の
自励式静止型無効電力補償装置と同様であり、動作等の
より詳細な説明は省略する。
トル9および10は、第1及び第2インバータ5、6は
停止しているが、系統電圧Vsが第1及び第2変圧器4
1、42に印加されて励磁している場合の第1及び第2
変圧器41、42に印加される電圧分担を所定の値にす
るため、即ち、第1及び第2変圧器41、42の励磁イ
ンピーダンスの比を調整するものであり、この実施例で
は第1変圧器41の低圧側巻線41bと第2変圧器42
の低圧側巻線42bの両者にそれぞれに並列接続するこ
とにより、第1及び第2変圧器41、42の励磁インピ
ーダンスが調整されて電圧分担を所定の値にしている。
圧器41の低圧側巻線41bと第2変圧器42の低圧側
巻線42bの両者にそれぞれに並列接続しているが、リ
アクトルは励磁インピーダンス比調整用であり、第1及
び第2変圧器41、42の高圧側巻線41a、42aと
並列に接続しても、また、何れか一方の変圧器のみに設
けても同様に調整できる。また、リアクトルに励磁イン
ピーダンス微調整用のタップを設けると、より精密に励
磁インピーダンス比を調整することができる。
電力補償装置は、直列多重変圧器4の第1及び第2変圧
器41、42の励磁インピーダンスが大きく異なるもの
であってもリアクトルを挿入接続することにより、第1
及び第2変圧器41、42の励磁インピーダンスを所望
の値に容易に設定することができ、第1及び第2変圧器
41、42に発生する誘起電圧Va、Vbの分担が偏ら
ないようにすることができる。即ち、励磁インピーダン
ス比を精密に設定できる。
対する制約がなくなり、直列多重変圧器4の設計自由度
が増し、より変圧器の最適設計が図れ、小型化及びコス
トの低減が可能になる。
型無効電力補償装置の要部の説明図で、前記第1実施例
で説明した図1に示す接続からなる回路構成のリアクト
ルに代え、直列多重変圧器4の第1及び第2変圧器4
1、42の鉄心41c、42cにギャップ41g、42
gを形成し、このギャップ41g、42gの厚みにより
励磁インピーダンスの調整を図ったものである。
た直列多重変圧器4は、等価回路的には、第1実施例の
図1に示した回路構成と同様であり、第1変圧器41と
第2変圧器42との容量が大きく異なり、励磁インピー
ダンスが大きく異なっても、それぞれの電圧分担をギャ
ップ41g、42gの厚みの変更により、第1及び第2
変圧器41、42の励磁インピーダンスを所望の値に容
易に設定することができ、第1及び第2変圧器41、4
2に発生する誘起電圧Va、Vbの分担が偏らないよう
にすることができる。即ち、励磁インピーダンス比を精
密に設定できる。
個にリアクトルを設けない分、機器台数を減少すること
ができ、装置の簡素化、小型化を図る構造とすることが
できる。
器41と第2変圧器42の鉄心41c、42cの両者に
形成しているが、ギャップは励磁インピーダンス比調整
用であり、第1及び第2変圧器41、42の何れか一方
の変圧器のみに設けても同様に調整できる。また、ギャ
ップは、鉄心脚のどの位置に設けてもよく、複数個であ
ってもよい。
型無効電力補償装置の要部の説明図で、前記第1実施例
で説明した図1に示す励磁インピーダンス比調整にリア
クトルを設けたものと、前記第2実施例で説明した図2
に示す励磁インピーダンス比調整にギャップを設けたも
のとを組み合わせて、直列多重変圧器4の第1及び第2
変圧器41、42の励磁インピーダンスの調整を図った
ものである。
置は、第1変圧器41は鉄心41cにギャップ41gを
設けた構造とし、第2変圧器42の低圧側巻線42b
に、並列に励磁インピーダンス調整用リアクトル10を
接続した構造としている。
置を構成しても、前記第1実施例および前記第2実施例
で説明したと同様に、励磁インピーダンス比を精密に設
定することができる。
ためにリアクトルを設けることと鉄心にギャップを設け
ることとを組み合わせた理由は、ギャップを形成した鉄
心は磁気吸引力による騒音、振動が大きくなる欠点があ
るが、ギャップには鉄心の直流偏励磁を抑制する効果が
ある。一方、リアクトルを設けた場合には、騒音は大き
くならないが直流偏励磁を抑制する効果はない。この2
つの長所及び短所を補うようにしたことによるものであ
る。
圧を形成するインバータ5(図1及び図5)に接続され
る変圧器41には鉄心にギャップを設けることにより直
流偏励磁対策をなし、高速負荷変動対応用例えばPWM
制御によるインバータ6(図1及び図5)に接続される
変圧器42には、直流偏励磁の対策が必要でないので、
騒音低減のため、変圧器と並列に励磁インピーダンス調
整用リアクトルを設けている。
同一のタンク内に配置した場合の配置構造の実施例を示
したものであり、変圧器43は、3相3脚の鉄心43c
で構成され、各脚のそれぞれに各相毎の高圧側巻線43
a及び低圧側巻線43bが巻回され(なお、図では1相
について符号を付している。)、タンク50内に所定金
具に締結して絶縁油内に浸された構造となっている。ま
た、このタンク50内の変圧器43の上部には、変圧器
43の低圧側巻線43bのそれぞれに並列に接続された
単相器の励磁インピーダンス調整用(電圧調整用)リア
クトル11が変圧器43を固定する金具等に締結して固
定配置されている。
等の負荷に対するもので、図1に示す自励式静止型無効
電力補償装置の回路に3相不平衡の電圧を発生させるイ
ンバータ及び変圧器を付加した部分のリアクトル及び直
列多重変圧器の配置構造を示す。この場合、変圧器43
は3相不平衡に対してデルタ巻線を追加することにより
零相電流を往復電流に変換する。そのため、変圧器43
の鉄心43cは3相3脚で構成できる。
ると、リアクトルにはデルタ巻線がないため零相に相当
する磁束が鉄心11cの外部へ漏れ磁束となって放出さ
れる。この漏れ磁束によってタンク50等の構造物が過
熱されたり、磁束分布が異なるため正相のインピーダン
スと零相のインピーダンスに差が生じる等の問題があ
り、更には、3相器の鉄心のリアクトルとを同一タンク
内に収納するとタンクの高さが高くなり、場合によって
は内蔵できないという問題も生じるが、リアクトル11
を単相器とすることにより、リアクトル11を変圧器4
3の上部に配置することが可能になり、コンパクトに構
成することができ、また、インバータの出力が不平衡で
あってもそれそれに対応したリアクトルを設計すれば問
題は解消できる。
等の負荷に対する自励式静止型無効電力補償装置の一部
のリアクトルと直列多重変圧器とを同一のタンク内に配
置したものであるが、3相機全てのリアクトルと直列多
重変圧器とを同一のタンク内に配置するようにしても良
い。
直列多重変圧器を構成する各変圧器に要求される励磁イ
ンピーダンスの調整を変圧器の高圧側又は低圧側にリア
クトルを並列接続したり、変圧器の鉄心のギャップの厚
みを変更すること、あるいはリアクトルの並列接続と鉄
心のギャップの厚みの変更を組み合わせることにより、
複数直列に接続された変圧器の励磁インピーダンス比を
容易、かつ、正確に調整することができる。また、各変
圧器の鉄心の使用量に対する制約がなくなり、変圧器の
設計自由度が広がり、より最適設計が可能となって、小
型化及びコストの低減を図ることが可能となる。
ても、それぞれの変圧器に接続されるリアクトルをそれ
ぞれ単相器の別体に形成することにより、インバータの
出力が不平衡であってもそれぞれに対応したリアクトル
を設計することにより、リアクトル鉄心からの外部への
漏れ磁束の発生を防止することができるとともに、リア
クトルの背丈が低く形成され、変圧器とリアクトルとを
同一のタンクに収納するすることができ、リアクトル付
き多重変圧器をコンパクトに形成することができる。
償装置の回路図である。
償装置の要部の説明図である。
償装置の要部の説明図である。
置のリアクトルと直列多重変圧器とを同一のタンク内に
配置した場合の配置構造図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 基本周波数の電圧を発生する大容量のイ
ンバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻線に
高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続した
変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続した
直列多重変圧器を系統電源に接続してなる静止型無効電
力補償装置において、前記直列多重変圧器の少なくとも
一台の変圧器の高圧側又は低圧側巻線と並列に励磁イン
ピーダンス比調整用リアクトルを接続したことを特徴と
する静止型無効電力補償装置。 - 【請求項2】 基本周波数の電圧を発生する大容量のイ
ンバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻線に
高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続した
変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続した
直列多重変圧器を系統電源に接続してなる静止型無効電
力補償装置において、前記直列多重変圧器の少なくとも
一台の変圧器の鉄心に励磁インピーダンス比調整用ギャ
ップを設けたことを特徴とする静止型無効電力補償装
置。 - 【請求項3】 基本周波数の電圧を発生する大容量のイ
ンバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻線に
高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続した
変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続した
直列多重変圧器を系統電源に接続してなる静止型無効電
力補償装置において、前記直列多重変圧器の少なくとも
一台の変圧器の高圧側又は低圧側巻線と並列に励磁イン
ピーダンス比調整用リアクトルを接続するとともに、前
記直列多重変圧器の少なくとも一台の変圧器の鉄心に励
磁インピーダンス比調整用ギャップを設けたことを特徴
とする静止型無効電力補償装置。 - 【請求項4】 基本周波数の電圧を発生する大容量のイ
ンバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻線に
高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続した
変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続して
なる直列多重変圧器のそれぞれを多相の系統電源の各相
に接続してなる静止型無効電力補償装置において、前記
各相の直列多重変圧器の少なくとも一台の各相の対応す
る変圧器の各高圧側又は低圧側巻線と並列に単相器で形
成されてなる励磁インピーダンス比調整用リアクトルを
接続してなることを特徴とする静止型無効電力補償装
置。 - 【請求項5】 基本周波数の電圧を発生する大容量のイ
ンバータを低圧側巻線に接続した変圧器と低圧側巻線に
高周波の電圧を発生する小容量のインバータを接続した
変圧器を有し、各変圧器の高圧側巻線を直列に接続して
なる直列多重変圧器のそれぞれを多相の系統電源の各相
に接続してなる静止型無効電力補償装置において、前記
各相の直列多重変圧器の少なくとも一台の各相の対応す
る変圧器の各高圧側又は低圧側巻線と並列に単相器で形
成されてなる励磁インピーダンス比調整用リアクトルを
接続するとともに、少なくとも前記各相の対応する変圧
器と前記各リアクトルとを同一のタンク内に収納してな
ることを特徴とする静止型無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21230895A JP3191633B2 (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | 静止型無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21230895A JP3191633B2 (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | 静止型無効電力補償装置 |
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JPH0937468A JPH0937468A (ja) | 1997-02-07 |
JP3191633B2 true JP3191633B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=16620418
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP21230895A Expired - Fee Related JP3191633B2 (ja) | 1995-07-17 | 1995-07-17 | 静止型無効電力補償装置 |
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CH704461A2 (de) * | 2011-02-11 | 2012-08-15 | Permotors Gmbh | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Last. |
CN102437746B (zh) * | 2011-11-22 | 2013-12-18 | 国网电力科学研究院 | 一种用于超∕特高压cvt现场校准的分级补偿电源装置 |
CN103701138A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-02 | 国家电网公司 | 一种多柱本体可控并联电抗器装置 |
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-
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- 1995-07-17 JP JP21230895A patent/JP3191633B2/ja not_active Expired - Fee Related
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