JP3198790B2 - 三相−多相変換変圧器 - Google Patents
三相−多相変換変圧器Info
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Description
続され,二次側に複数の単相電圧が周波数変換回路等に
接続される三相−多相変換変圧器に関する。
電圧を例えば電車線路に供給し、電車の減速時には回生
エネルギを電源側に回生する回路の電源変圧器として、
例えば図3に示すような変圧器がある。図3に示す変圧
器は一相が3台の単相変圧器で構成され、3台の単相変
圧器の一次巻線が直列に接続されて、三相結線されてお
り、それぞれの単相変圧器の二次側の複数の単相電圧が
周波数変換回路等に接続されるものである。
U相の複数の単相変圧器の一次巻線、1V1,1V2,
1V3はV相、1W1,1W2,1W3はW相のそれぞ
れの相の複数の単相変圧器の一次巻線である。2U1,
2U2,2U3はU相の二次巻線、2V1,2V2,2
V3及び2W1,2W2,2W3はそれぞれV相,W相
の二次巻線であり、一次巻線は星形結線されて三相電線
路に接続されている。このように構成される変圧器の1
相例えばU相の等価回路を図4に示す。図4においてb
1 ,b2 ,b3 は各単相変圧器の励磁サセプタンス、g
1 ,g2 ,g3は各単相変圧器の励磁コンダクタンスで
あり、これらを総称して励磁アドミタンスと呼ぶ。V
相,W相についても同様の等価回路となる。
コンダクタンスを励磁インピーダンスZ01,Z02,Z03
に変換すると式(1)のようになる
1相分の等価回路の図4の状態において、各単相変圧器
の無負荷時の分担電圧V1 ,V2 ,V3 は相電圧をEと
すると式(2)のようになる。
単相変圧器の励磁インピーダンスが不揃いであり、平均
値に対して50%〜150%にばらついているとする
と、それぞれの無負荷時の分担電圧V1 ,V2 ,V3 は
式(2)より求めると、V1 =0.167E,V2 =
0.333E,V3 =0.500Eとなる。この一次電
圧に対応した電圧が二次巻線に誘起され、励磁インピー
ダンスの大きい巻線に接続された周波数変換回路の半導
体素子にこの電圧が加わると損傷することが想定され
る。
ぞれの励磁インピーダンスを揃えるためにギャップ付鉄
心とした単相変圧器として、鉄心のギャップを調整して
励磁インピーダンスを揃える方法が一般的にとられてい
る。
圧器の励磁インピーダンスに不揃いがあると、無負荷時
の分担電圧に差異が生じる問題があり、それぞれの励磁
インピーダンスを揃える手段としてギャップ付鉄心を用
いて、ギャップ寸法を調整して揃える方法をとると、ギ
ャップ部分の磁気抵抗があるので所要の磁束を得るため
には鉄心寸法が大きくなり、寸法,重量が増大する問題
があり、また、ギャップ部では角部に磁束が集中するた
め、この部分の局部加熱も問題となる。
なされたものであり、一次巻線が直列に接続された複数
の単相変圧器の無負荷時の分担電圧が実用上差し支えな
い範囲に均一化した三相−多相変換変圧器を提供するこ
とを目的とするものである。
る三相−多相変換変圧器は、1相が複数の単相変圧器で
構成され、一次巻線が直列に接続されて、三相結線され
た三相−多相変換変圧器の複数の単相変圧器のそれぞれ
の一次巻線に同じインピーダンス値を有する分圧素子を
並列に接続したものである。
変換変圧器は、1相が複数の単相変圧器で構成され、一
次巻線が直列に接続されて三相結線された三相−多相変
換変圧器の複数の単相変圧器のそれぞれの二次巻線に同
じインピーダンス値を有する分圧素子を並列に接続した
ものである。
相変換変圧器は、複数の単相変圧器の一次巻線または二
次巻線に並列に接続される分圧素子をリアクトルとした
ものである。
相変換変圧器は複数の単相変圧器の一次巻線または二次
巻線に並列に接続される分圧素子は抵抗体で構成したも
のである。
相変換変圧器は複数の単相変圧器の一次巻線または二次
巻線に接続される分圧素子を接離可能な開閉機構を介し
て接続したものである。
列に接続された複数の単相変圧器のそれぞれの一次巻線
に並列に同じインピーダンス値を有する分圧素子を接続
したので、各単相変圧器の励磁インピーダンスに不揃い
があっても、各分圧素子に流れる電流によって各単相変
圧器の一次巻線の分担電圧が均一化するように作用す
る。
次巻線が直列に接続された複数の単相変圧器のそれぞれ
の二次巻線に、並列に同じインピーダンス値を有する分
圧素子を接続したので、分圧素子に流れる電流に対応し
て、直列接続された一次巻線に電流が流れて、各単相変
圧器の一次巻線の分担電圧を均一化するように作用す
る。
次巻線が直列に接続された複数の単相変圧器の一次巻線
または二次巻線に並列に接続される分圧素子としてリア
クトルを接続したので、分担電圧はエネルギーを消費し
ないで均一化することができる。
次巻線が直列に接続された複数の単相変圧器の一次巻線
または二次巻線に並列に接続される分圧素子として抵抗
体を接続したので装置として小形、軽量にすることがで
きる。
の単相変圧器の一次巻線または、二次巻線に分圧素子を
接離可能な開閉機構を介して接続したので分圧素子が必
要でないとき切放すことができる。
る。図1は1相が単相変圧器3台で構成されそれぞれの
一次巻線が直列に接続され、これが三相結線された三相
−多相変換変圧器の1相分の等価回路である。図におい
てUはU相端子、(O)は中性点端子、u1 ,x1 は第
1段単相変圧器の二次端子u2 ,x2 ,u3 ,x3 はそ
れぞれ第2段,第3段単相変圧器の二次端子である。g
1 ,g2 ,g3 は第1段,第2段,第3段の単相変圧器
の励磁コンダクタンス、b1 ,b2 ,b3 は第1段,第
2段,第3段の単相変圧器の励磁サセプタンス、Za は
各段単相変圧器の一次巻線に接続する同じインピーダン
ス値を有する分圧素子である。
g3 及び励磁サセプタンスb1 ,b2 ,b3 は励磁イン
ピーダンスZ01,Z02,Z03として表現すると前記した
式(1)のようになる。図1に示すように複数の単相変
圧器の一次巻線を直列に接続したそれぞれの一次巻線と
並列に同じインピーダンス値Za を有する分圧素子を接
続した場合、例えば図1の3台が直列の場合について詳
述するとそれぞれの単相変圧器の分担電圧は相電圧をE
とし、各段の分担電圧をe1 ,e2 ,e3 とすると式
(3)のようになる。
で示したものと同じように平均値に対して50〜150
%の範囲にばらついている場合で、各単相変圧器の一次
巻線に並列に接続する分圧素子のインピーダンスZa を
平均インピーダンスの10%とした場合について各単相
変圧器の無負荷時の分担電圧を求める。各単相変圧器の
励磁インピーダンスはZ01=Z01,Z02=0.5Z01,
Z03=1.5Z01,Za =0.1Z01として式(2)に
代入すると式(4)のようになる。
均値に対して50〜150%にバラついていたとして
も、平均励磁インピーダンス値の10%の分圧素子を各
単相変圧器の一次巻線に並列接続することにより、無負
荷時の分担電圧の差は3%程度に均一化することができ
る。
ものであるから、一般的には励磁インピーダンスは小さ
くなるように製作さればらつきとしては大きくなるの
で、複数の変圧器の励磁インピーダンスの差を少なくす
るために、鉄心ギャップを設けてこのギャップを調整す
る方法がとられていることは前記したとおりであり、鉄
心の寸法、重量が大きくなる欠点を有するものである
が、この実施例1においては、複数の単相変圧器の励磁
インピーダンス値を把握して、各単相変圧器が必要とす
る均一化レベルとなるインピーダンス値を有する分圧素
子を各単相変圧器の一次巻線に並列接続することで均一
化できるから、単相変圧器として小形軽量のものとなる
利点がある。
圧素子としては、リアクトルとしてもよく、抵抗体とし
てもよい。抵抗体を用いると電圧が印加している時は発
熱することとなるので、この発生熱を放散させる手段が
必要となる。しかし、抵抗体はリアクトルに比較すれ
ば、小形であり装置として小形、軽量にすることができ
る。
に接続された複数の単相変圧器のそれぞれの一次巻線に
分圧素子を設けた構成としたが、分圧素子を二次巻線に
設けた実施例について説明する。
された二次巻線に並列に分圧素子を接続すると、一次側
から見て二次側の分圧素子が負荷として働き、一次側に
は分圧素子のインピーダンス値に対応する負荷電流が流
れることとなり、その値は二次巻線の誘起電圧を分圧素
子のインピーダンス値で除した電流値を単相変圧器の巻
数比で除した値をとなり、これと変圧器の励磁インピー
ダンスに対応する励磁電流との和の電流値となる。
ピーダンス値は、一次巻線に接続する場合の値を巻数比
で除した値とすることで実施例1の場合と同一の条件で
各単相変圧器の分担電圧を均一化することができる。こ
のように分圧素子を二次巻線に接続した場合でも、一次
側に流れる電流によって分圧されるので実施例1と同じ
条件で各単相変圧器の分担電圧を均一化することができ
るものである。また分圧素子はリアクトルであっても、
抵抗値であってもよいことは実施例1と同じであり二次
側に設けると電圧が低くなるので、リアクトル、抵抗体
いずれの場合でも絶縁耐力は二次側電圧に対応するので
小形、軽量にする利点がある。
相変圧器の分担電圧は、負荷電流が流れていないときに
励磁インピーダンス値に差が大きいとばらつきも大きく
なるものであり、負荷電流が流れると各単相変圧器の分
担電圧のばらつきもなくなる。この実施例3は二次側に
負荷がある場合には分圧素子を切放しが可能なように開
閉機構を設けたものである。図2その構成の1相分の等
価回路を示す。Su1,Su2,Su3は各段に接続された分
圧素子の開閉機構である。
を接続し、負荷が加わると分圧素子を切放す制御を行う
ことにより、分圧素子内の損失熱を最小限に押え、効率
的な運転ができる。
換変圧器は、一次巻線が直列に接続された複数の単相変
圧器の一次巻線のそれぞれに同じインピーダンス値を有
する分圧素子を並列に接続したことにより、それぞれの
単相変圧器に励磁インピーダンスに不揃いがあっても、
励磁インピーダンスを揃える調整をしないで、それぞれ
の単相変圧器の無負荷時の分担電圧を均一化することが
できるものであり、励磁インピーダンスの調整機能を持
たない小形、軽量の単相変圧器で装置が構成できる効果
を奏するものである。
相変換変圧器は、一次巻線が直列に接続された複数の単
相変圧器の二次巻線のそれぞれに同じインピーダンス値
を有する分圧素子を並列に接続したことにより、それぞ
れの単相変圧器に励磁インピーダンスの不揃いがあって
も、励磁インピーダンスを揃える調整をしないでそれぞ
れの単相変圧器の無負荷時の分担電圧を均一化すること
ができるものであり、励磁インピーダンスの調整機能を
持たない小形、軽量の単相変圧器で装置が構成できるこ
とと、電圧が低い二次巻線に分圧素子を設けたことによ
り、分圧素子についても小形のものが使用できる効果を
奏する。
相変換変圧器は、請求項1または請求項2における分圧
素子をリアクトルとしたことにより請求項1または請求
項2の上記の効果に加えて、損失が少ない分担電圧の均
一化が実現できる効果を奏する。
相変換変圧器は、請求項1または請求項2における分圧
素子を抵抗体としたことにより、請求項1または請求項
2の上記効果に加えて、分圧素子も小形となり装置とし
てさらに小形、軽量に構成できる効果を奏する。
相変換変圧器は、一次巻線が直列に接続された複数の単
相変圧器の無負荷時の分担電圧を均一化するために一次
巻線または二次巻線に並列に接続する分圧素子を接離可
能な開閉機構を介して接続したことにより、二次側の負
荷が無負荷のときに分圧素子を接続し、負荷が加わると
分圧素子を切放す制御を行うことができるものであり、
分圧素子内の損失熱を最小限に押え、効率的な運転がで
きる効果がある。
の等価回路である。
相の等価回路である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の単相変圧器の一次巻線を直列に接
続して1相とし、三相結線した三相−多相変換変圧器に
おいて、各単相変圧器のそれぞれの一次巻線に同じイン
ピーダンス値を有する分圧素子を並列接続したことを特
徴とする三相−多相変換変圧器。 - 【請求項2】 複数の単相変圧器の一次巻線を直列に接
続して1相とし、三相結線した三相−多相変換変圧器に
おいて、各単相変圧器のそれぞれの二次巻線に同じイン
ピーダンス値を有する分圧素子を並列接続したことを特
徴とする三相−多相変換変圧器。 - 【請求項3】 複数の単相変圧器のそれぞれの一次巻線
または二次巻線に並列接続される分圧素子はリアクトル
で構成されていることを特徴とする請求項1または2に
記載の三相−多相変換変圧器。 - 【請求項4】 複数の単相変圧器のそれぞれの一次巻線
または二次巻線に並列接続される分圧素子は抵抗体で構
成されていることを特徴とする請求項1または2に記載
の三相−多相変換変圧器。 - 【請求項5】 複数の単相変圧器のそれぞれの一次巻線
または二次巻線に並列接続される分圧素子は接離可能な
開閉機構を介して接続されていることを特徴とする請求
項1〜4に記載の三相−多相変換変圧器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07574894A JP3198790B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 三相−多相変換変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07574894A JP3198790B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 三相−多相変換変圧器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07283048A JPH07283048A (ja) | 1995-10-27 |
JP3198790B2 true JP3198790B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=13585204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07574894A Expired - Fee Related JP3198790B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | 三相−多相変換変圧器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3198790B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8461192B2 (en) | 2007-09-13 | 2013-06-11 | The University Of South Florida | Method of selectively inhibiting PKCiota |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP07574894A patent/JP3198790B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8461192B2 (en) | 2007-09-13 | 2013-06-11 | The University Of South Florida | Method of selectively inhibiting PKCiota |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07283048A (ja) | 1995-10-27 |
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