JPH03290909A - Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器 - Google Patents
Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器Info
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- JPH03290909A JPH03290909A JP2092513A JP9251390A JPH03290909A JP H03290909 A JPH03290909 A JP H03290909A JP 2092513 A JP2092513 A JP 2092513A JP 9251390 A JP9251390 A JP 9251390A JP H03290909 A JPH03290909 A JP H03290909A
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 60
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
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- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＸ線電源用高周波高電圧変圧器に関するもので
ある。
ある。
Ｘ線発生用電源装置の小形、軽量化を図るためには、商
用電源の電圧をＸ線管に印加するための高電圧へ昇圧す
る高電圧変圧器を小形、軽量化することが最も大きな課
題である。この高電圧変圧器については運転周波数を高
くすることで小形化が可能となる。変圧器入力電圧の高
周波化は近年発達の著しい電力用半導体スイッチング素
子を用いたインバータ装置により実現でき、インバータ
式Ｘ線電源装置として実用化されている。
用電源の電圧をＸ線管に印加するための高電圧へ昇圧す
る高電圧変圧器を小形、軽量化することが最も大きな課
題である。この高電圧変圧器については運転周波数を高
くすることで小形化が可能となる。変圧器入力電圧の高
周波化は近年発達の著しい電力用半導体スイッチング素
子を用いたインバータ装置により実現でき、インバータ
式Ｘ線電源装置として実用化されている。
この高周波高電圧変圧器については回路特性との関係で
漏れインダクタンスをある範囲内に設定する方策がとら
れたり、漏れ磁束に伴う誘導渦電流で生じる損失による
局部加熱対策を施すことが行われる。
漏れインダクタンスをある範囲内に設定する方策がとら
れたり、漏れ磁束に伴う誘導渦電流で生じる損失による
局部加熱対策を施すことが行われる。
Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器の漏れインダクタンス低
減対策としては、特開昭５８−１２９７９９号公報に記
載されたような構造がとられる例がある。また、Ｘ線電
源用ではないが、漏れ磁束による局部加熱対策として特
開昭６３−２１１７１１号公報や特開昭５５−２４４７
３号公報に記載されたような構造がとられている。
減対策としては、特開昭５８−１２９７９９号公報に記
載されたような構造がとられる例がある。また、Ｘ線電
源用ではないが、漏れ磁束による局部加熱対策として特
開昭６３−２１１７１１号公報や特開昭５５−２４４７
３号公報に記載されたような構造がとられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は漏れインダクタンス低減、あるいは局部
加熱防止といった目的に対応したものであるが、高周波
高電圧変圧器の小形化という観点からの配慮がされてお
らず、Ｘａ発生用電源装置の小形化が十分に達成されて
いない問題があった。
加熱防止といった目的に対応したものであるが、高周波
高電圧変圧器の小形化という観点からの配慮がされてお
らず、Ｘａ発生用電源装置の小形化が十分に達成されて
いない問題があった。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、小形化を
可能としたＸ線電源用高周波高電圧変圧器を提供するこ
とを目的とするものである。
可能としたＸ線電源用高周波高電圧変圧器を提供するこ
とを目的とするものである。
上記目的は、低圧巻線用電線に単線より細い細線を集合
した細線集合電線を使用することにより、または鉄心を
複数個に分割し、相互間を電気的に絶縁して配置するこ
とにより、達成される。または低圧巻線用電線に単線よ
り細い細線を集合した細線集合電線を使用すると共に、
鉄心を複数個に分割し、相互間を電気的に絶縁して配置
することにより、達成される。
した細線集合電線を使用することにより、または鉄心を
複数個に分割し、相互間を電気的に絶縁して配置するこ
とにより、達成される。または低圧巻線用電線に単線よ
り細い細線を集合した細線集合電線を使用すると共に、
鉄心を複数個に分割し、相互間を電気的に絶縁して配置
することにより、達成される。
上記手段を設けたので、低圧巻線、鉄心の脚部の渦電流
損が低減するようになって、低圧巻線、鉄心の脚部の温
度上昇が抑制されるようになる。
損が低減するようになって、低圧巻線、鉄心の脚部の温
度上昇が抑制されるようになる。
すなわち高圧側の最高電圧が１５０ｋＶとなるＸ線電源
用高周波高電圧変圧器では鉄心に低圧巻線が巻かれ、そ
の外周に高圧巻線が絶縁上必要な距離を隔てて同軸円筒
状に配置されるため、漏れ磁束は低、高圧巻線間の空間
を通り、巻線間をはずれると大部分は低圧巻線内の鉄心
を、一部は高圧巻線外側の空間を通る。この際に漏れ磁
束の多くが低圧巻線と鎖交して渦電流が流れて損失が発
・生ずるが、インバータ式電源用の高周波高電圧変圧器
ではこの渦電流損が大きくなる。渦電流損は導体寸法の
２乗に比例するので、低圧巻線に細線集合電線を使用す
ることにより、同一断面積の単線を用いる場合に比べて
渦電流損を大幅に低減できる。この結果、低圧巻線の温
度上昇を抑える；とができる。
用高周波高電圧変圧器では鉄心に低圧巻線が巻かれ、そ
の外周に高圧巻線が絶縁上必要な距離を隔てて同軸円筒
状に配置されるため、漏れ磁束は低、高圧巻線間の空間
を通り、巻線間をはずれると大部分は低圧巻線内の鉄心
を、一部は高圧巻線外側の空間を通る。この際に漏れ磁
束の多くが低圧巻線と鎖交して渦電流が流れて損失が発
・生ずるが、インバータ式電源用の高周波高電圧変圧器
ではこの渦電流損が大きくなる。渦電流損は導体寸法の
２乗に比例するので、低圧巻線に細線集合電線を使用す
ることにより、同一断面積の単線を用いる場合に比べて
渦電流損を大幅に低減できる。この結果、低圧巻線の温
度上昇を抑える；とができる。
一方漏れ磁束が鉄心に流れ込む部分にも渦電流損を生じ
るが、これも鉄心を分割して電流の流れを抑制すること
で低減できる。このように巻線が巻かれる鉄心の脚部の
温度上昇を低下し、鉄心の動作磁束密度を上げて小形化
できる。
るが、これも鉄心を分割して電流の流れを抑制すること
で低減できる。このように巻線が巻かれる鉄心の脚部の
温度上昇を低下し、鉄心の動作磁束密度を上げて小形化
できる。
以下、図示・した実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図には本発明の一実施例が示されている。同図に示
されているように、Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器ｌは
鉄心２に低圧巻線用電線が巻回された円筒状の低圧巻線
３と、この低圧巻線３の外周に同軸円筒状に配置された
高圧巻線４とを備え、商用周波数を越える周波数で運転
される。
されているように、Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器ｌは
鉄心２に低圧巻線用電線が巻回された円筒状の低圧巻線
３と、この低圧巻線３の外周に同軸円筒状に配置された
高圧巻線４とを備え、商用周波数を越える周波数で運転
される。
このように構成されたＸ線電源用高周波高電圧変圧器１
で本実施例では低圧巻線用電線に単線より細い細線を集
合した細線集合電線５を使用すると共に、鉄心２を２個
に分割し、相互間を電気的に１４！、ＩＩ＃シて配置し
た。このようにすることにより低圧巻線３、鉄心２の脚
部の渦電流損が低減するようになって、低圧巻線３．鉄
心２の脚部の温度上昇が抑制されるようになり、小形化
を可能としたＸ線電源用高周波高電圧変圧器１を得るこ
とができる。
で本実施例では低圧巻線用電線に単線より細い細線を集
合した細線集合電線５を使用すると共に、鉄心２を２個
に分割し、相互間を電気的に１４！、ＩＩ＃シて配置し
た。このようにすることにより低圧巻線３、鉄心２の脚
部の渦電流損が低減するようになって、低圧巻線３．鉄
心２の脚部の温度上昇が抑制されるようになり、小形化
を可能としたＸ線電源用高周波高電圧変圧器１を得るこ
とができる。
すなわちインバータ式のＸ線電源用高周波高電圧変圧器
１は鉄心２と低圧巻ｇ３、高圧巻線４とで構成される。
１は鉄心２と低圧巻ｇ３、高圧巻線４とで構成される。
鉄心２は珪素鋼板やアモルファス磁性合金の磁性薄帯を
積層あるいは巻回、カットして構成したもので、本実施
例では複数分割の一例として薄帯の幅方向に２個に分割
され、分割した鉄心２ａ、２ｂを絶縁して合せて使用し
ている。
積層あるいは巻回、カットして構成したもので、本実施
例では複数分割の一例として薄帯の幅方向に２個に分割
され、分割した鉄心２ａ、２ｂを絶縁して合せて使用し
ている。
低圧巻線３には大電流が流れるため、電線断面積が大き
くなるが、本実施例では細線集合電線５を巻線ボビン６
に巻回して構成している。一方高圧巻線４は電流が小さ
いので細線７を巻けばよいが、高電圧を得るために巻数
は数千回以上と多くなり、層間絶縁紙８を介してボビン
９に多層に巻いである。
くなるが、本実施例では細線集合電線５を巻線ボビン６
に巻回して構成している。一方高圧巻線４は電流が小さ
いので細線７を巻けばよいが、高電圧を得るために巻数
は数千回以上と多くなり、層間絶縁紙８を介してボビン
９に多層に巻いである。
同図に示すＸ線電源用高周波高電圧変圧器１はインバー
タ式電源装置用として数ｋＨｚ以上で運転するが、この
場合鉄心２の磁束密度は鉄損による鉄心２の温度上昇が
絶縁材の特性や機器の使用条件等様々な要因で決る許容
値以下となるように決められる。そしてこの値は、通常
は鉄心材料の飽和磁束密度よりかなり小さい値となる。
タ式電源装置用として数ｋＨｚ以上で運転するが、この
場合鉄心２の磁束密度は鉄損による鉄心２の温度上昇が
絶縁材の特性や機器の使用条件等様々な要因で決る許容
値以下となるように決められる。そしてこの値は、通常
は鉄心材料の飽和磁束密度よりかなり小さい値となる。
すなわち鉄心２の温度上昇さえ許容されれば磁束密度を
上げて鉄心２を小形化でき、低、高圧巻線３．４も含め
た高周波高電圧変圧器１の小形化と漏れインダクタンス
の低減を達成することができる。
上げて鉄心２を小形化でき、低、高圧巻線３．４も含め
た高周波高電圧変圧器１の小形化と漏れインダクタンス
の低減を達成することができる。
ところで高周波高電圧変圧器１の磁束の流れを解析する
と第２図に示されているように、鉄心２には主磁束φの
他に低、高圧巻線３．４からの漏れ磁束φＬが流れ込ん
でいることが判明した。この漏れ磁束φＬが高周波高電
圧変圧器の低圧巻線３を構成する電線や高圧巻線４を構
成する電線と鎖交すると、渦電流が流れて損失が発生し
、温度上昇を生じる。また漏れ磁束φＬが鉄心２に流れ
込む部位にも渦電流損が生じる。
と第２図に示されているように、鉄心２には主磁束φの
他に低、高圧巻線３．４からの漏れ磁束φＬが流れ込ん
でいることが判明した。この漏れ磁束φＬが高周波高電
圧変圧器の低圧巻線３を構成する電線や高圧巻線４を構
成する電線と鎖交すると、渦電流が流れて損失が発生し
、温度上昇を生じる。また漏れ磁束φＬが鉄心２に流れ
込む部位にも渦電流損が生じる。
第１図に示した本実施例のように鉄心２を分割し、低圧
巻線３の電線を細線集合電線５とした場合と、従来の構
成である単線、鉄心非分割の場合とについて、鉄心２の
温度上昇を測定したが、測定結果を第３図に示した。同
図は横軸に時間をとり、縦軸に温度上昇をとって鉄心２
の脚部Ａ点と継鉄部Ｂ点（共に第１図参照）との温度上
昇を、本実施例Ｉの場合と、従来例■の場合とについて
図示したものである。同図から明らかなように、従来例
■では脚部Ａ点が継鉄部Ｂ点に比べ温度上昇が高くなっ
ていることがわかる。鉄心の設計に当っては温度上昇が
最も大きい部位の温度が許容値以下となるように動作磁
束密度と断面積とを決めることになるため、従来例■の
例では鉄心の継鉄部Ｂには余裕があるにもかかわらず、
脚部Ａの制約で鉄心寸法を決めなければならない。一方
、本実施例Ｉでは脚部Ａ点と継鉄部Ｂ点との温度差は縮
小し、全体的な温度上昇も従来例■の場合より小さくな
っている。これは本実施例Ｉで鉄心の脚部に巻かれる低
圧巻線の渦電流損が低減したこと、および鉄心に流れ込
む漏れ磁束による渦電流損が低減したためである。
巻線３の電線を細線集合電線５とした場合と、従来の構
成である単線、鉄心非分割の場合とについて、鉄心２の
温度上昇を測定したが、測定結果を第３図に示した。同
図は横軸に時間をとり、縦軸に温度上昇をとって鉄心２
の脚部Ａ点と継鉄部Ｂ点（共に第１図参照）との温度上
昇を、本実施例Ｉの場合と、従来例■の場合とについて
図示したものである。同図から明らかなように、従来例
■では脚部Ａ点が継鉄部Ｂ点に比べ温度上昇が高くなっ
ていることがわかる。鉄心の設計に当っては温度上昇が
最も大きい部位の温度が許容値以下となるように動作磁
束密度と断面積とを決めることになるため、従来例■の
例では鉄心の継鉄部Ｂには余裕があるにもかかわらず、
脚部Ａの制約で鉄心寸法を決めなければならない。一方
、本実施例Ｉでは脚部Ａ点と継鉄部Ｂ点との温度差は縮
小し、全体的な温度上昇も従来例■の場合より小さくな
っている。これは本実施例Ｉで鉄心の脚部に巻かれる低
圧巻線の渦電流損が低減したこと、および鉄心に流れ込
む漏れ磁束による渦電流損が低減したためである。
このように鉄心の温度上昇を抑えることができるので、
逆に温度上昇が従来例と同じになるまで磁束密度を上げ
ることが可能となり、鉄心の断面積を縮小し、Ｘ線電源
用高周波高電圧変圧器の寸法を小形化できる。
逆に温度上昇が従来例と同じになるまで磁束密度を上げ
ることが可能となり、鉄心の断面積を縮小し、Ｘ線電源
用高周波高電圧変圧器の寸法を小形化できる。
このように本実施例によれば低圧巻線が鉄心側に、高圧
巻線がその外周に同軸円筒状に巻かれたＸ線電源用高周
波高電圧変圧器の漏れ磁束による低圧巻線と鉄心との渦
電流損を低減でき、鉄心の温度上昇を抑制できるので、
鉄心の動作磁束密度を上げることが可能となり、鉄心の
断面積を縮小でき、Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器を小
形化できる。
巻線がその外周に同軸円筒状に巻かれたＸ線電源用高周
波高電圧変圧器の漏れ磁束による低圧巻線と鉄心との渦
電流損を低減でき、鉄心の温度上昇を抑制できるので、
鉄心の動作磁束密度を上げることが可能となり、鉄心の
断面積を縮小でき、Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器を小
形化できる。
上述のように本発明はＸ線電源用高周波高電圧変圧器が
小形化できるようになって、小形化を可能としたＸ線電
源用高周波高電圧変圧器を得ることができる。
小形化できるようになって、小形化を可能としたＸ線電
源用高周波高電圧変圧器を得ることができる。
第１図は本発明のＸ線電源用高周波高電圧変圧器の一実
施例の斜視図、第２図は変圧器の磁束の流れを示す模式
図、第３図は本実施例による変圧器と従来例の変圧器と
の温度上昇を比較した特性図である。 １・・・Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器、２．２ａ、２
ｂ・・・鉄心、３・・・低圧巻線、４・・・高圧巻線、
５・・・細線集合電線
施例の斜視図、第２図は変圧器の磁束の流れを示す模式
図、第３図は本実施例による変圧器と従来例の変圧器と
の温度上昇を比較した特性図である。 １・・・Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器、２．２ａ、２
ｂ・・・鉄心、３・・・低圧巻線、４・・・高圧巻線、
５・・・細線集合電線
Claims (4)
- １．鉄心に低圧巻線用電線が巻回された円筒状の低圧巻
線と、この低圧巻線の外周に同軸円筒状に配置された高
圧巻線とを備え、商用周波数を越える周波数で運転され
るＸ線電源用高周波高電圧変圧器において、前記低圧巻
線用電線に単線より細い細線を集合した細線集合電線を
使用したことを特徴とするＸ線電源用高周波高電圧変圧
器 - ２．鉄心に低圧巻線用電線が巻回された円筒状の低圧巻
線と、この低圧巻線の外周に同軸円筒状に配置された高
圧巻線とを備え、商用周波数を越える周波数で運転され
るＸ線電源用高周波高電圧変圧器において、前記鉄心を
複数個に分割し、相互間を電気的に絶縁して配置したこ
とを特徴とするＸ線電源用高周波高電圧変圧器 - ３．前記鉄心が、帯状の磁性材料を所定の厚さまで巻回
または積層した構成体を、帯状の磁性材料の幅方向に複
数個に相互に絶縁して配置されたものである請求項２記
載のＸ線電源用高周波高電圧変圧器 - ４．鉄心に低圧巻線用電線が巻回された円筒状の低圧巻
線と、この低圧巻線の外周に同軸円筒状に配置された高
圧巻線とを備え、商用周波数を越える周波数で運転され
るＸ線電源用高周波高電圧変圧器において、前記低圧巻
線用電線に単線より細い細線を集合した細線集合電線を
使用すると共に、前記鉄心を複数個に分割し、相互間を
電気的に絶縁して配置したことを特徴とするＸ線電源用
高周波高電圧変圧器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092513A JP2834527B2 (ja) | 1990-04-07 | 1990-04-07 | Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092513A JP2834527B2 (ja) | 1990-04-07 | 1990-04-07 | Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03290909A true JPH03290909A (ja) | 1991-12-20 |
| JP2834527B2 JP2834527B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=14056401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2092513A Expired - Fee Related JP2834527B2 (ja) | 1990-04-07 | 1990-04-07 | Ｘ線電源用高周波高電圧変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2834527B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0563024U (ja) * | 1992-01-30 | 1993-08-20 | 株式会社三陽電機製作所 | 変成器 |
-
1990
- 1990-04-07 JP JP2092513A patent/JP2834527B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0563024U (ja) * | 1992-01-30 | 1993-08-20 | 株式会社三陽電機製作所 | 変成器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2834527B2 (ja) | 1998-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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