JP3494537B2 - V結線変圧器 - Google Patents

V結線変圧器

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JP3494537B2 JP24491396A JP24491396A JP3494537B2 JP 3494537 B2 JP3494537 B2 JP 3494537B2 JP 24491396 A JP24491396 A JP 24491396A JP 24491396 A JP24491396 A JP 24491396A JP 3494537 B2 JP3494537 B2 JP 3494537B2
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智幸 沢口
正雄 細川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、V結線変圧器に係
り、同容量の単相変圧器2台をV結線に接続して構成す
る三相変圧器の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図4、5、6を参照して、従来の
V結線変圧器を説明する。図4は、従来におけるV結線
変圧器結線の一例を示す説明図、図5は、従来における
V結線変圧器結線の他の一例を示す説明図、図6は、従
来におけるV結線変圧器の内部結線説明図である。図4
に示す如く、従来のV結線変圧器は、単相変圧器2台を
外部で接続し、一次側においてはそれぞれU相端子、W
相端子とし、外部接続部をV端子としてV結線変圧器を
構成していた。さらに、図5では、V結線変圧器の据え
付け作業性及び小形化を図るために、一つのタンクに上
記単相変圧器2台を収納し、タンク内部で結線する方式
が採用されている。
【0003】図示する如く、従来技術のV結線変圧器で
は、通常据付け面積を小にするためと環境に対する外観
形態に配慮し、単相変圧器2台を上下に積み重ねて構成
する。図5にV結線変圧器の一次側を示すが、上段の単
相変圧器のコイル12と13を直列に接続して巻線を形
成してUV端子とし、下段の単相変圧器のコイル22と
23を直列に接続して巻線を形成してVW端子とし、そ
れぞれ6600Vが得られていた。図6には、V結線変
圧器の内部結線を示すが、前記上段の単相変圧器による
一次側のUV端子と下段の単相変圧器によるVW端子と
に対応し、二次側も同様に上段の単相変圧器のコイル1
2′と13′を直列に接続して巻線を形成してuv端子
ととし、下段の単相変圧器のコイル22′と23″を直
列に接続して巻線を形成してvw端子とし、それぞれ2
10Vが得られるように構成されている。上記の如く、
従来のV結線変圧器では、上段の単相変圧器のコイル1
2と13を直列に接続してUV端子巻線とし、下段の単
相変圧器のコイル22と23を直列に接続してVW端子
巻線とし、前記巻線が上下に完全に分離される構成とな
っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のV結線変圧
器の稼働運転中には、各相を構成するコイルがそれぞれ
上段のコイルと、下段コイルの上下に分離されるため、
当該変圧器の内部で発生する鉄損および銅損による発熱
により、当該変圧器のタンク内部に上、下方向に温度勾
配を生じる。この温度勾配は、放熱構造として自然冷却
構造を有する比較的小容量の例えば配電用変圧器におい
ては、冷却能力が比較的小さいため、通常に顕著に生じ
るという問題点があつた。
【0005】また、上記従来のV結線変圧器では、上記
温度勾配により、上段部と下段部との周囲温度が異なる
結果となり、温度依存性がある変圧器特性に不平衡イン
ピーダンスを生じ、銅損等を増大させるという問題点が
あった。また、従来のV結線変圧器では、当該変圧器の
コイルから出力端子までの接続線の長さが均一でないた
め、種々の弊害を発生する、例えば接続線の抵抗が異な
り発生する銅損が異なったり、漏れ磁界が相違し、且つ
接続ライン線の部材の共用化ができず、配線作業性が非
能率であるという問題点があつた。
【0006】本発明は、かかる従来の問題点を解決する
ためになされたもので、上段コイルと下段コイルの周囲
温度の相異を小にし、温度依存性を有する変圧器特性に
不平衡インピーダンスを小さくし、変圧器のコイルから
出力端子までの接続線の長さが均一にしたV結線変圧器
を提供することをその目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るV結線変圧器の構成は、同容量の単相
変圧器二台を上下に重ねてなるV結線変圧器において、
前記上下の単相変圧器の一次および二次のコイルは、そ
れぞれ一と他の二個のコイルからなり、当該上段単相変
圧器の一のコイルの一端をU端子と接続し、且つ当該一
のコイルの他端を前記下段単相変圧器の他のコイルの一
端に接続すると共に、当該下段単相変圧器の他のコイル
の他端をV端子と接続して第一の相巻線を形成させ、前
記上段単相変圧器の他のコイルの一端をW端子と接続
し、且つ当該上段単相変圧器の他のコイルの他端を前記
下段単相変圧器の一のコイルの他端に接続すると共に、
前記下段単相変圧器の一のコイルの一端を前記V端子と
接続して第二の相巻線を形成させ、前記第一の相巻線と
第二の相巻線が直列に接続する一次巻線を構成すると共
に、同一接続の二次巻線を構成し、前記一次および二次
巻線の全体を一つの容器に収納することを特徴とするも
のである。
【0008】前項記載のV結線変圧器において、前記上
段単相変圧器の一のコイルの一端とU端子との接続と前
記上段単相変圧器の他のコイルの他端とW端子との接続
の組および前記上段単相変圧器の一のコイルの他端と前
記下段単相変圧器の他のコイルの一端との接続と前記上
段単相変圧器の他のコイルの一端と前記下段単相変圧器
の一のコイルの他端との接続の組並びに前記下段単相変
圧器の一のコイルの他端とW端子との接続と前記下段単
相変圧器の他のコイルの他端と前記V端子との接続の組
は、各組の接続がそれぞれ電気的に等価な部材でなさ
れ、且つ電気的に対象的な位置に配設されていることを
特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の形態を図1ないし
図3を参照して説明する。 〔実施の形態 1〕図1は、本発明に係るV結線変圧器
の一次側結線の要部説明図である。図2は、図1に係る
V結線変圧器の一次側結線の詳細説明図である。図3
は、図1に係るV結線変圧器の内部結線図である。
【0010】図示する如く、2台の単相変圧器1、2か
ら成る変圧器において、上段の変圧器1は、同一のコイ
ル12、13、および鉄心11から構成される。前記鉄
心11は、固定金具3、4に固定された締め金具16、
17で上部と下部とを押さえられることにより、水平方
向(図面の左右方向)、上下方向(図面の上下方向)に
対してそれぞれ固定されている。前記コイル12、13
は、コイル支え14、15で支持されることにより上下
方向に固定されており、当該コイル12、13で形成さ
れる環状の輪の中を鉄心11が通ることにより、水平方
向に固定されている。下段の変圧器2は、上段の変圧器
1と同様の構成であり、図示の如くコイル22、23、
鉄心21、コイル支え24、25、締め金具26、27
で構成されている。前記2台の変圧器は、変圧器1を上
部に、変圧器2を下部にして、コイル12の下にコイル
22が、コイル13の下にコイル23となるように、配
設されている。
【0011】相接続については、上段に配置したコイル
12の端部12aをU相端子と接続し、下段に配置した
コイル22の端部22aと下段に配置したコイル23の
端部23aとを合わせてV相端子と接続し、上段に配置
したコイル13の端部13aをW相端子と接続する。こ
こで、V相端子とコイル22の端部22aとの接続部
材、コイル23の端部23aとの接続部材は、同一の材
質、形状、長さで電気的に等価であり、さらに互いに電
気的に対称に配置されている。また、コイル12の端部
12bとコイル23の端部23bを直接接続、若しくは
接続導体を介在させる方法で接続する。同様に、コイル
22の端部22bとコイル13の端部13bについて
も、同様の方法で接続する。前記コイル12と23およ
びコイル22と13間の接続部材も同一の材質、形状、
長さで電気的に等価であり、さらに互いに電気的に対称
に配置されている。また、コイル12の端部12aとU
相端子との接続部材およびコイル13の端部13aとW
相端子との接続部材も同一の材質、形状、長さで電気的
に等価であり、さらに互いに電気的に対称に配置されて
いる。
【0012】以上、一次側の接続配線について説明した
が、二次側も同様にu、v、w端子間、コイル12′、
13′、22′、23′間が接続され、図3の結線図に
示すような構造が実現する。図3は、例として一次側で
の相間電圧は6600V、二次側の相間電圧210Vで
ある。
【0013】本実施の形態の構成によれば、変圧器の製
造工程では、従来のV結線変圧器では、手作業が多いた
め、単相変圧器の量産技術がそのまま活用し難い面も多
かったが、当該実施の形態の構成により、単相変圧器の
量産技術がそのまま活用し三相変圧器を製造することが
できる。また、コイルを構成する導体を、当該コイルが
温度勾配を持つ上下方向に配設し接続するため、導体の
熱伝導を利用した放熱循環ルートが形成でき、放熱効率
が向上し、導体の平均温度が低下し、温度上昇限度に対
する設計裕度ができ、材料の低減が図ることができあ
る。また、コイル端から出力端子までの接続線の配線、
コイル間の配線を互いに逆方向の電流が流れるように対
称には配置することにより、接続線に電流が流れること
により生じる漏れ磁界を打ち消し合うことにより、漏れ
磁界で発生する漂遊負荷損を低減することができる。
【0014】
【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明の構
成によれば、同容量単相変圧器2台より構成するV結線
三相変圧器において、同一設計仕様品を採用し、インピ
ーダンス、銅損等の温度依存性のある特性の相間不平衡
を抑制できる効果がある。また、本発明の構成によれ
ば、変圧器のコイル端から出力端子までの接続線、コイ
ル間の接続線では、長さに比例した損失を発生するが、
接続線の長さを均一にできるため、損失を均一にでき、
また、ライン線等の部材の共用化が図られるため接続線
の配線作業性を向上させる効果がある。また、本発明の
構成によれば、変圧器の製造工程では、従来の単相変圧
器の量産技術がそのまま活用して、三相変圧器を製造で
きる効果がある。また、本発明の構成によれば、コイル
を構成する導体を温度勾配を持つ上下方向に配置し接続
するため、導体の熱伝導を利用しての放熱循環ルートが
形成でき放熱効率が向上し、導体の平均温度が低下し、
温度上昇限度に対する設計裕度ができ、材料の低減が図
られる効果がある。また、本発明の構成によれば、コイ
ル端から出力端子までの接続線の配線を互いに逆方向の
電流が流れる様に対称には配置することにより、接続線
に電流が流れることにより生じる漏れ磁界を打ち消し合
うことにより、漏れ磁界で発生する漂遊負荷損を低減で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るV結線変圧器の一次側結線の要部
説明図である。
【図2】図1に係るV結線変圧器の一次側結線の詳細説
明図である。
【図3】図1に係るV結線変圧器の内部結線図である。
【図4】従来におけるV結線変圧器結線の一例を示す説
明図である。
【図5】従来におけるV結線変圧器結線の他の一例を示
す説明図である。
【図6】従来におけるV結線変圧器の内部結線説明図で
ある。
【符号の説明】
1、2…単相変圧器、3、4…固定金具、11、21…
鉄心、12、13、22、23…一次側コイル、1
2′、13′、22′、23′…二次側コイル、14、
15、24、25…コイル支え、12a、12b、13
a、13b、22a、22b、23a、23b…コイル
の端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 雅之 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地1 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (56)参考文献 実開 平4−80036(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 30/00 - 38/42

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同容量の単相変圧器二台を上下に重ねて
    なるV結線変圧器において、 前記上下の単相変圧器の一次および二次のコイルは、そ
    れぞれ一と他の二個のコイルからなり、当該上段単相変
    圧器の一のコイルの一端をU端子と接続し、且つ当該一
    のコイルの他端を前記下段単相変圧器の他のコイルの一
    端に接続すると共に、当該下段単相変圧器の他のコイル
    の他端をV端子と接続して第一の相巻線を形成させ、前
    記上段単相変圧器の他のコイルの一端をW端子と接続
    し、且つ当該上段単相変圧器の他のコイルの他端を前記
    下段単相変圧器の一のコイルの他端に接続すると共に、
    前記下段単相変圧器の一のコイルの一端を前記V端子と
    接続して第二の相巻線を形成させ、前記第一の相巻線と
    第二の相巻線が直列に接続する一次巻線を構成すると共
    に、同一接続の二次巻線を構成し、前記一次および二次
    巻線の全体を一つの容器に収納することを特徴とするV
    結線変圧器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のV結線変圧器において、 前記上段単相変圧器の一のコイルの一端とU端子との接
    続と前記上段単相変圧器の他のコイルの他端とW端子と
    の接続の組および前記上段単相変圧器の一のコイルの他
    端と前記下段単相変圧器の他のコイルの一端との接続と
    前記上段単相変圧器の他のコイルの一端と前記下段単相
    変圧器の一のコイルの他端との接続の組並びに前記下段
    単相変圧器の一のコイルの他端とW端子との接続と前記
    下段単相変圧器の他のコイルの他端と前記V端子との接
    続の組は、各組の接続がそれぞれ電気的に等価な部材で
    なされ、且つ電気的に対象的な位置に配設されているこ
    とを特徴とするV結線変圧器。
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