JP3792822B2

JP3792822B2 - Pole transformer

Info

Publication number: JP3792822B2
Application number: JP04573497A
Authority: JP
Inventors: 博史高井; 賢一松場
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH10241963A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電柱等の上に取付けられている柱上変圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
住宅地の電柱等の上に取付けられている柱上変圧器は、低騒音化を図ることが求められている。しかしながら、音は人によって騒音と感じる周波数やレベルが異なっている。このため、苦情が発生した柱上変圧器に対して騒音対策をとることが多い。
【０００３】
従来の柱上変圧器の騒音対策は、苦情が発生した柱上変圧器に対して遮音材を取付けるなどの受動的な対策を施したり、あるいは比較的低騒音の柱上変圧器と交換する等して行なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、苦情が発生した柱上変圧器に対して遮音材を取付けるなどの受動的な対策では、工数がかかる上に、美観を損なう問題点がある。また、比較的低騒音の柱上変圧器と交換しても、十分な騒音対策にはならない問題点がある。これらとは別に、特公昭５５−２９３０４号公報に記載されているような能動的騒音低減法（Active Noise Control）を用いた騒音対策を用いることも考えられるが、この場合には加振器を何処にどの様に取り付けるかが問題になり、加振器の数によってはコスト高を招く問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、低コストで能動的騒音低減法を実施できる柱上変圧器を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、負荷等の変動により、変圧器本体の１次側または２次側の周波数、位相及び電圧が変動しても、その変動を加振器に反映させて振動させることができる柱上変圧器を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、加振器の振動周波数を電源周波数の特定の高調波に設定できる柱上変圧器を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、加振器の振動周波数を独自に適宜設定できる柱上変圧器を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、加振器を動かす電源を変圧器本体からとることができる柱上変圧器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明で改良しようとしている柱上変圧器は、筒状の容器の中に変圧器本体が収容されている構造のものである。
【００１１】
本発明では、筒状の容器の底面及び上面の少なくとも一方のほぼ中心に加振器が取付けられている。この加振器には、該加振器が取付けられている容器の面の振動に対して逆位相の振動をするように制御する制御器が接続されている。
【００１２】
このように筒状の容器の底面及び上面の少なくとも一方のほぼ中心に加振器を取付けると、最少限の数の加振器の取付けにより、能動的騒音低減法を柱上変圧器に適用して低コストで低騒音化を図ることができる。
【００１３】
この場合、制御器は変圧器本体の１次側または２次側の電圧波形を参照して振動周波数が定められる構造になっていることが好ましい。このようにすると、
負荷等の変動により変圧器本体の１次側または２次側の周波数、位相及び電圧が変動しても、その変動を加振器に反映させて振動させることができる。従って、容器に伝達される振動の周波数、位相及び振幅が変動しても、それに追従させて加振器の振動周波数、位相及び振幅を変動させて低騒音化を図ることができる。また、振動箇所の振動または柱上変圧器周辺の騒音を検出する特別なセンサを使う必要がなくなり、低コスト化をより促進させることができ、また制御の発振現象も防ぐことができる。
【００１４】
また、制御器は変圧器本体の１次側または２次側の電圧波形の高調波を振動周波数として定める構造になっていることが好ましい。このようにすると、騒音で特に問題になる高調波による振動を低減することができる。この高調波としては、一番問題になる４次高調波による振動を低減することが好ましい。
【００１５】
さらに、制御器は振動周波数を設定する発振器を備えた構造にすることもできる。このようにすると、制御器をアナログ回路で簡易に構成することができ、低コスト化，コンパクト化をより一層進めることができる。
【００１６】
また、加振器を動かす電源としては変圧器本体の２次側出力を用いることが好ましい。このようにすると、騒音対策の機器部をよりコンパクト化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に係る柱上変圧器における実施の形態の第１例を示したものである。
【００１８】
この柱上変圧器１は、図１に示すように、筒部２ａと、その下部と上部を閉塞する底面２ｂ及び上面２ｃとを有する円筒の如き筒状の容器２の中に図示しないが変圧器本体が収容された構造になっていて、電柱３に取付け具４で取付けられている。
【００１９】
このような柱上変圧器１の外で、容器２の底面２ｂのほぼ中心には１つの加振器５が接着剤、接着テープ、ボルト締めまたは溶接等で取付けられている。加振器５としては、例えば電磁コイル式、空圧式、モータ式または圧電素子式等よりなる加振器を用いる。この加振器５には、該加振器５が容器２の底面２ｂの振動に対して逆位相の振動をするように制御する制御器６が接続されている。この制御器６は、変圧器本体の２次側の電圧波形を参照して振動周波数が定められる構造になっている。即ち、変圧器本体の２次側の電圧が取出されるブッシング７ａ，７ｂの箇所で電圧検出器８により変圧器本体の２次側の電圧を取出して制御器６に入力するようになっている。
【００２０】
制御器６は、図２に示すように、変圧器本体の２次側の電圧の基本周波数である60Ｈｚ（または50Ｈｚ）成分を通過させるバンドパスフィルタ９と、該バンドパスフィルタ９を通過した周波数が60Ｈｚの電圧をその周波数の４次高調波である240 Ｈｚの電圧に変換する周波数調整部１０と、該周波数調整部１０から出力される240 Ｈｚの電圧の位相を最大360 °の範囲で調整する位相調整部１１と、位相調整された240 Ｈｚの電圧の振幅を調整する増幅器からなる振幅調整部１２とからなるアナログ回路で構成されている。このような構成で加振器５を動かす電源として、変圧器本体の２次側出力が用いられている。
【００２１】
次に、このような構造の柱上変圧器１による低騒音化方法について説明する。柱上変圧器１は筒状の容器２内の変圧器本体における磁気回路の構成体に生ずる磁気歪みや、漏洩磁束による電磁吸引力に基因して該変圧器本体振動を発生し、この振動が容器２に伝達されて該容器２が騒音を発している。このとき筒状の容器２の底面２ｂ及び上面２ｃは、それぞれ図３に示すようなモードで、互いに同位相で振動している。しかも、その振動から出る音が騒音の大半を占めていることが本発明者等の測定により判明した。そこで、容器２の底面２ｂに加振器５を取付け、該底面２ｂの振動に対して逆位相の振動をするように制御器６により制御した。特に本例では、騒音で特に問題になる240 Ｈｚの４次高調波による振動を低減するようにした。制御器６によるこの制御は、変圧器本体の２次側の電圧の基本周波数である60Ｈｚ成分をバンドパスフィルタ９で通過させ、該バンドパスフィルタ９を通過した周波数が60Ｈｚの電圧をその周波数の４次高調波である240 Ｈｚの電圧に周波数調整部１０で変換し、かかる状態で位相調整部１１と振幅調整部１２との可変調整により240 Ｈｚの電圧の位相と振幅を調整することにより、底面２ｂの騒音振動に対して逆位相の振動が該底面２ｂに加振器５で加えられて騒音が低下するように振動計または騒音計で測定しながら行った。
【００２２】
この場合、加振器５は容器２の底面２ｂの中央の代わりに、容器２の上面２ｃの中心に取付けて振動を止めるようにしてもよい。このように容器２の底面２ｂ，上面２ｃのいずれか一方の面の振動を止めるようにすると、反対側の面の振動を小さくすることができる。また、加振器５は容器２の底面２ｂ，上面２ｃの両方の中心に取付けることもできる。
【００２３】
仮電柱に、容量30KVA ，周波数60Ｈｚのアモルファス鉄心柱上変圧器１を取付け、この柱上変圧器１の容器２の底面２ｂの中心に加振器５を取付け、240 Ｈｚで底面２ｂの振動を打ち消すように調整をした後、騒音の低減効果の確認を行った。騒音の測定は、容器２の底面２ｂ，上面２ｃは図４（Ａ）に示すように中心から30cm離れた箇所で行い、容器２の筒部２ａは図４（Ｂ）に示すようにＡ〜Ｈの各箇所で筒部２ａの表面から30cm離れた箇所で行った。その結果、表１に示す測定結果が得られた。
【００２４】
【表１】

この表１から明らかなように加振器５を設けない（なし）もの比べて、加振器５を容器２の底面２ｂの中心に設けた本発明によれば騒音の低減が図れることが確認された。
【００２５】
上記例において、負荷変動に追従しているか否かの確認のために、例えば周波数を61Ｈｚ、振幅を1.2 倍にして実験を行なった結果、騒音の低減が図られていることが確認された。
【００２６】
上記例では、制御器６は変圧器本体の２次側の電圧波形を参照して制御を行ったが、１次側の電圧波形を参照して制御を行うこともできる。
【００２７】
図５は、本発明に係る柱上変圧器における実施の形態の第２例を示したものである。
【００２８】
この柱上変圧器１では、制御器６が振動周波数を独自に設定する可変周波数発振器１３を備え、この可変周波数発振器１３の交流出力を位相調整部１１で位相調整し、振幅調整部１２で振幅調整してその出力を容器２の底面２ｂの加振器５に与え、筒状の容器２の底面２ｂの振動に対して逆位相の振動をするように該加振器５を制御するようになっている。
【００２９】
このようにすると、電圧検出器８や制御器６内のバンドパスフィルタ９等が不要になり、制御器６をアナログ回路で簡易に構成することができ、低コスト化，コンパクト化をより一層進めることができる。
【００３０】
この例においても、加振器５を容器２の上面２ｃのみ、あるいは容器２の底面２ｂと上面２ｃの双方に取付けることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る柱上変圧器では、筒状の容器の底面及び上面の少なくとも一方のほぼ中心に加振器を取付けているので、最少限の数の加振器の取付けにより、能動的騒音低減法を柱上変圧器に適用して低コストで低騒音化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る柱上変圧器における実施の形態の第１例を示した斜視図である。
【図２】図１に示す柱上変圧器で用いている制御器の内部構成を示すブロック図である。
【図３】柱上変圧器の筒状の容器の底面または上面の振動を示す説明図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は柱上変圧器の筒状の容器の振動の測定位置を示す説明図である。
【図５】本発明に係る柱上変圧器における実施の形態の第２例を示した斜視図である。
【符号の説明】
１柱上変圧器
２容器
２ａ筒部
２ｂ底面
２ｃ上面
３電柱
４取付け具
５加振器
６制御器
７ａ，７ｂブッシング
８電圧検出器
９バンドパスフィルタ
１０周波数調整部
１１位相調整部
１２振幅調整部
１３可変周波数発振器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pole transformer mounted on a utility pole or the like.
[0002]
[Prior art]
A pole transformer mounted on a utility pole in a residential area is required to reduce noise. However, the frequency and level at which sound is perceived as noise varies from person to person. For this reason, noise countermeasures are often taken for pole transformers that have complained.
[0003]
Conventional noise countermeasures for pole transformers include passive measures such as installing sound insulation for pole transformers where complaints have occurred, or replacement with pole transformers with relatively low noise. I was doing it.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, passive measures such as attaching a sound insulating material to the pole transformer where the complaint has occurred have a problem that it takes man-hours and impairs the beauty. In addition, there is a problem that even if the transformer is replaced with a relatively low noise pole transformer, it cannot be a sufficient noise countermeasure. Apart from these, it is conceivable to use a noise countermeasure using an active noise control method as described in Japanese Patent Publication No. 55-29304. In this case, an exciter is used. The problem is where and how to install it, and depending on the number of vibrators, there is a problem that increases the cost.
[0005]
An object of the present invention is to provide a pole transformer that can implement an active noise reduction method at low cost.
[0006]
Another object of the present invention is to vibrate by reflecting the fluctuations in the vibrator even if the frequency, phase and voltage of the primary or secondary side of the transformer body fluctuate due to fluctuations in the load or the like. It is to provide a pole transformer that can be used.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a pole transformer that can set the vibration frequency of the vibrator to a specific harmonic of the power supply frequency.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a pole transformer in which the vibration frequency of the vibrator can be set appropriately and uniquely.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a pole transformer capable of taking a power source for moving a vibrator from a transformer body.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The pole transformer to be improved in the present invention has a structure in which a transformer body is accommodated in a cylindrical container.
[0011]
In the present invention, a vibration exciter is attached to substantially the center of at least one of the bottom surface and the top surface of the cylindrical container. The vibrator is connected to a controller that controls to vibrate in the opposite phase to the vibration of the surface of the container to which the vibrator is attached.
[0012]
When the vibrator is attached to the center of at least one of the bottom and top surfaces of the cylindrical container in this way, the active noise reduction method is applied to the pole transformer by attaching the minimum number of vibrators. Therefore, low noise can be achieved at low cost.
[0013]
In this case, it is preferable that the controller has a structure in which the vibration frequency is determined with reference to the voltage waveform on the primary side or the secondary side of the transformer body. If you do this,
Even if the frequency, phase, and voltage of the primary or secondary side of the transformer main body fluctuate due to fluctuations in the load or the like, the fluctuations can be reflected in the vibrator and vibrated. Therefore, even if the frequency, phase, and amplitude of the vibration transmitted to the container fluctuate, the vibration frequency, phase, and amplitude of the vibration exciter can be changed to reduce the noise. In addition, it is not necessary to use a special sensor for detecting the vibration at the vibration location or the noise around the pole transformer, so that the cost can be further reduced and the oscillation phenomenon of the control can be prevented.
[0014]
Moreover, it is preferable that the controller has a structure that determines a harmonic of a voltage waveform on the primary side or the secondary side of the transformer body as a vibration frequency. In this way, it is possible to reduce vibration due to higher harmonics, which is a particular problem with noise. As this harmonic, it is preferable to reduce the vibration caused by the fourth harmonic, which is the most problematic.
[0015]
Furthermore, the controller can be structured with an oscillator that sets the vibration frequency. If it does in this way, a controller can be simply constituted with an analog circuit, and cost reduction and size reduction can be further advanced further.
[0016]
Moreover, it is preferable to use the secondary side output of the transformer body as a power source for moving the vibrator. In this way, the noise countermeasure device can be made more compact.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a first example of an embodiment of a pole transformer according to the present invention.
[0018]
As shown in FIG. 1, this pole transformer 1 is not shown in a cylindrical container 2 such as a cylinder having a cylindrical portion 2a, and a bottom surface 2b and an upper surface 2c that close the lower and upper portions thereof. The main body is accommodated, and is attached to the utility pole 3 with a fixture 4.
[0019]
Outside such a pole transformer 1, one vibrator 5 is attached to the substantial center of the bottom surface 2b of the container 2 by an adhesive, an adhesive tape, bolting, welding or the like. As the vibrator 5, a vibrator made of, for example, an electromagnetic coil type, a pneumatic type, a motor type, or a piezoelectric element type is used. Connected to the vibrator 5 is a controller 6 that controls the vibrator 5 to vibrate in a phase opposite to that of the bottom surface 2 b of the container 2. The controller 6 has a structure in which the vibration frequency is determined with reference to the voltage waveform on the secondary side of the transformer body. That is, the voltage detector 8 takes out the voltage on the secondary side of the transformer body at the locations of the bushings 7a and 7b where the voltage on the secondary side of the transformer body is taken out and inputs it to the controller 6. .
[0020]
As shown in FIG. 2, the controller 6 includes a bandpass filter 9 that passes a 60 Hz (or 50 Hz) component that is a fundamental frequency of the voltage on the secondary side of the transformer body, and a frequency that has passed through the bandpass filter 9. Adjusts the phase of the 240 Hz voltage output from the frequency adjustment unit 10 to a maximum of 360 °, and the frequency adjustment unit 10 that converts the voltage of 60 Hz into a voltage of 240 Hz that is the fourth harmonic of the frequency. The analog circuit is composed of a phase adjustment unit 11 that performs the phase adjustment and an amplitude adjustment unit 12 that includes an amplifier that adjusts the amplitude of the phase-adjusted 240 Hz voltage. As a power source for moving the vibrator 5 with such a configuration, the secondary side output of the transformer body is used.
[0021]
Next, a noise reduction method using the pole transformer 1 having such a structure will be described. The pole transformer 1 generates the transformer body vibration based on the magnetic distortion generated in the magnetic circuit component in the transformer body in the cylindrical container 2 or the electromagnetic attractive force due to the leakage magnetic flux. It is transmitted to the container 2 and the container 2 emits noise. At this time, the bottom surface 2b and the top surface 2c of the cylindrical container 2 vibrate in the same phase in a mode as shown in FIG. Moreover, it has been found by the present inventors that the sound generated from the vibrations occupies most of the noise. Therefore, the vibrator 5 is attached to the bottom surface 2b of the container 2 and controlled by the controller 6 so as to vibrate in the opposite phase to the vibration of the bottom surface 2b. In particular, in this example, the vibration due to the fourth harmonic of 240 Hz, which is a particular problem with noise, is reduced. This control by the controller 6 allows the 60 Hz component, which is the fundamental frequency of the voltage on the secondary side of the transformer body, to pass through the band-pass filter 9, and the voltage passing through the band-pass filter 9 is 60 Hz. By converting the voltage to 240 Hz, which is the fourth harmonic, by the frequency adjusting unit 10 and adjusting the phase and amplitude of the 240 Hz voltage by variable adjustment of the phase adjusting unit 11 and the amplitude adjusting unit 12 in this state, The measurement was performed with a vibration meter or a sound level meter so that the vibration having the opposite phase to the noise vibration of the bottom surface 2b was applied to the bottom surface 2b by the vibrator 5 and the noise was reduced.
[0022]
In this case, the vibrator 5 may be attached to the center of the upper surface 2c of the container 2 instead of the center of the bottom surface 2b of the container 2 to stop the vibration. Thus, if the vibration of one of the bottom surface 2b and the top surface 2c of the container 2 is stopped, the vibration of the opposite surface can be reduced. The vibrator 5 can also be attached to the center of both the bottom surface 2b and the top surface 2c of the container 2.
[0023]
An amorphous iron core transformer 1 with a capacity of 30 KVA and a frequency of 60 Hz is attached to the temporary power pole, and a vibrator 5 is attached to the center of the bottom face 2b of the container 2 of this pole transformer 1, and vibration of the bottom face 2b is applied at 240 Hz. After adjusting to cancel, the noise reduction effect was confirmed. The measurement of noise is performed on the bottom surface 2b and the top surface 2c of the container 2 at a location 30 cm away from the center as shown in FIG. 4 (A), and the cylindrical portion 2a of the container 2 is shown in FIG. The test was carried out at a location 30 cm away from the surface of the cylindrical portion 2a at each location of H. As a result, the measurement results shown in Table 1 were obtained.
[0024]
[Table 1]

As is apparent from Table 1, it is confirmed that noise can be reduced according to the present invention in which the vibrator 5 is provided at the center of the bottom surface 2b of the container 2 as compared with the case where the vibrator 5 is not provided (none). It was done.
[0025]
In the above example, in order to confirm whether or not the load fluctuation is being followed, for example, as a result of performing an experiment with a frequency of 61 Hz and an amplitude of 1.2 times, it was confirmed that noise was reduced.
[0026]
In the above example, the controller 6 performs control with reference to the voltage waveform on the secondary side of the transformer body, but control can also be performed with reference to the voltage waveform on the primary side.
[0027]
FIG. 5 shows a second example of the embodiment of the pole transformer according to the present invention.
[0028]
In this pole transformer 1, the controller 6 includes a variable frequency oscillator 13 that uniquely sets the vibration frequency, the phase of the AC output of the variable frequency oscillator 13 is adjusted by the phase adjustment unit 11, and the amplitude is adjusted by the amplitude adjustment unit 12. The output is adjusted and given to the vibrator 5 on the bottom surface 2b of the container 2, and the vibrator 5 is controlled so as to vibrate in a phase opposite to that of the bottom surface 2b of the cylindrical container 2. It has become.
[0029]
In this way, the voltage detector 8 and the bandpass filter 9 in the controller 6 are not required, and the controller 6 can be simply configured with an analog circuit, further reducing cost and size. be able to.
[0030]
Also in this example, the vibrator 5 can be attached only to the upper surface 2c of the container 2 or both the bottom surface 2b and the upper surface 2c of the container 2.
[0031]
【The invention's effect】
In the pole transformer according to the present invention, the vibrator is attached to substantially the center of at least one of the bottom surface and the top surface of the cylindrical container. Therefore, active noise reduction is achieved by attaching a minimum number of vibrators. The method can be applied to pole transformers to reduce noise at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first example of an embodiment of a pole transformer according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a controller used in the pole transformer shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing the vibration of the bottom surface or top surface of the cylindrical container of the pole transformer.
4A and 4B are explanatory views showing measurement positions of vibration of a cylindrical container of a pole transformer.
FIG. 5 is a perspective view showing a second example of the embodiment of the pole transformer according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pillar transformer 2 Container 2a Tube part 2b Bottom face 2c Top face 3 Electric pole 4 Attachment 5 Exciter 6 Controller 7a, 7b Bushing 8 Voltage detector 9 Band pass filter 10 Frequency adjustment part 11 Phase adjustment part 12 Amplitude adjustment part 13 Variable frequency oscillator

Claims

In the pole transformer in which the transformer body is housed in a cylindrical container,
A vibrator is attached to substantially the center of at least one of the bottom surface and the top surface of the container,
A controller is connected to the shaker for controlling the vibration so as to have an opposite phase to the vibration of the surface of the container to which the shaker is attached.
The controller has a structure in which a vibration frequency is determined with reference to a voltage waveform on a primary side or a secondary side of the transformer body;
A pole transformer characterized by.

In the pole transformer in which the transformer body is housed in a cylindrical container,
A vibrator is attached to substantially the center of at least one of the bottom surface and the top surface of the container,
A controller is connected to the shaker for controlling the vibration so as to have an opposite phase to the vibration of the surface of the container to which the shaker is attached.
The controller has a structure that determines a harmonic of a voltage waveform on a primary side or a secondary side of the transformer body as a vibration frequency;
A pole transformer characterized by.