JPH04196302A

JPH04196302A - 変圧器

Info

Publication number: JPH04196302A
Application number: JP32252490A
Authority: JP
Inventors: Takashi Iwabuchi; 隆岩渕
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH0777173B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば、電気炉用あるいは整流器用として用
いられる低電圧・大電流用の変圧器に関するものである
。

（従来の技術）この様な低電圧・大電流用の変圧器は、二次側の端子電
圧を負荷時タップ切換器で調整するように構成されてい
るが、調整する電圧範囲が広い場合や、電圧を調整する
巻線が低電圧・大電流用巻線である場合には、電圧を調
整する巻線に直接タップを設けずに、主変圧器とは別に
直列変圧器を設置し、この直列変圧器の二次巻線を主変
圧器の二次巻線に直列に接続し、また、直列変圧器の励
磁巻線を主変圧器のタップ巻線を介して負荷時タップ切
換器に接続し、この負荷時タップ切換器によりタップを
切り換えて直列変圧器の二次巻線の誘起電圧を加減する
ことにより、主変圧器の二次巻線の端子電圧を調整する
間接切換方式が採用されている。

上述した様な間接切換方式を採用した低電圧・大電流型
の３相変圧器の一配置例を第４図に示した。即ち、主変
圧器ＭＴＲは、主変圧器鉄心１の周囲にタップ巻線４及
び−次巻線２か巻回され、その外側に主変圧器二次巻線
３か巻回されている。

一方、直列変圧器ＳＴＲは、直列変圧器鉄心５の周囲に
励磁巻線６か巻回され、その外側に直列変圧器二次巻線
７か巻回されている。さらに、二次側端子８ａは、一般
に、任意の位相角用の二次側端子と、前記二次側端子と
は異なった位相角用の二次側端子の２グループから構成
されている。また、これら２つの二次側端子８ａは、各
々の相ごとにタンク１０の一側面に隣接して配置されて
いる。また、負荷時タップ切換器９は、主変圧器ＭＴＲ
の直列変圧器ＳＴＲが配置されていない短辺側に配置さ
れ、これら主変圧器ＭＴＲ，直列変圧器ＳＴＲ及び負荷
時タップ切換器９か、同一タンク１０内に配設されてい
る。

また、第５図は上述した低電圧・大電流用変圧器の１相
分の結線図を示したものである。即ち、主変圧器ＭＴＲ
では、主変圧器鉄心１に巻回されたタップ巻線４の一端
か、直列変圧器ＳＴＲの直列変圧器鉄心５に巻回された
励磁巻線６の一端に接続され、他端は負荷時タップ切換
器９に接続されている。また、負荷時タップ切換器９の
他端は、直列変圧器ＳＴＲの励磁巻線６に接続されてい
る。

さらに、主変圧器ＭＴＲの主変圧器鉄心１に巻回されて
いる主変圧器二次巻線３ａは、直列変圧器ＳＴＲの直列
変圧器鉄心５に巻回されている直列変圧器二次巻線７ａ
に接続されている。ここで、主変圧器二次巻線３ａと直
列変圧器二次巻線７ａは、通常各々２つずつ巻かれてい
るが、これは二次側出力において位相角の異なった２グ
ループか必要であるためである。

上述した様な主変圧器ＭＴＲの主変圧器二次巻線３ａと
直列変圧器ＳＴＲの直列変圧器二次巻線７ａは、通常数
本の平角導体を８の字状に巻回成形した８の字双成コイ
ルをコイル単位として、これを多数製作し、それらを並
列接続することて二次巻線ＳＣ２を構成している。第６
図（Ａ）（Ｂ）は、上述した双成コイルで構成された二
次巻線ＳＣ２の一例を示したものである。なお、第６図
の例は、主変圧器ＭＴＲの主変圧器二次巻線３ａ及び直
列変圧器ＳＴＲの直列変圧器二次巻線７ａか、それぞれ
２セクシヨンの場合を示したものである。

即ち、第６図（Ａ）に示した様に、二次巻線Ｓ０２は、
並列導体を直列変圧器ＳＴＲの鉄心の脚の第１セクシヨ
ンにおいて、巻線口出し端Ａ１から巻き始めて１／２巻
回し、次に主変圧器ＭＴＲの鉄心の脚の第１セクシヨン
で２巻回した後、巻き終り端Ａ２から第６図（Ｂ）に示
す様に、主変圧器ＭＴＲの鉄心の脚の第２セクシヨンの
巻き始め端Ａ３へ渡り、この渡り部で内外の並列導体を
転位し、２巻回する。次に、直列変圧器ＳＴＲの鉄心の
脚の第２セクシヨンで２巻回して、その巻き終り端Ａ４
から第６図（Ａ）に示す直列変圧器ＳＴＲの鉄心の脚の
第１セクシヨンの巻き始め端Ａ５へ渡り、転位を施して
、この第１セクシヨンて３／２巻回して巻線口出し端Ａ
６にて巻き終わるように構成されている。

なお、第６図に示した二次巻線ＳＣ２では、主変圧器Ｍ
ＴＲの鉄心の脚で４巻回し、直列変圧器ＳＴＲの鉄心の
脚で４巻回し、各渡り部で転位を繰返して、並列導体の
半径方向の位置関係を全て等しくしている。また、位相
角の異なった巻線クループは、上下２ケ所に分けて配置
するか、または２セクンヨンずつあるいはそれ以１−の
セクションずつ交互に配置している。

（発明が解決しようとする課題）しかしなから、上述した様な構成を有する従来の変圧器
には、以下に述べる様な解決すべき課題があった。即ち
、主変圧器ＭＴＲ１直列変圧器ＳＴＲ及び負荷時タップ
切換器９を収納するタンク１０の側面の大きさは、変圧
器の容量てほぼ決定されているため、二次側端子の大き
さもある程度制約される。また、近年、この様な低電圧
・大電流用変圧器の二次側端子には、サイリスタ整流装
置が取付けられることが多くなり、変圧器よりもサイリ
スタ整流装置の方が大きくなり、変圧器に直接取付けら
れないという場合が生じてくる。さらに、二次側の電流
は、数十ＫＡ〜１００ＫＡ程度になるので、この様な電
流を流すためには導体もかなり大型のものとなるため、
二次側端子をタンク１０内で接続し、直列変圧器ＳＴＲ
が置かれているのと反対側のタンク１０の側面に引き出
すことは現実的には不可能である。また、サイリスタ整
流装置を変圧器タンクと別置きにした場合、変圧器二次
側端子８とサイリスタ整流装置とを接続する導体が大気
中となるため非常に大きなものとなり、且つ、複雑な構
成となるため、全体の配置に大きなスペースを必要とし
ていた。

さらに、サイリスタ整流後の直流電圧特性を向上させる
ため、この様な大電流整流装置においては、６相整流か
ら１２相整流へ、さらには２４相、３６相、４８相整流
へと多相整流化が必要となってきている。この様な場合
には、−次側に位相巻線を取付けた変圧器を数台用いて
、全体を構成することになるため、装置全体が大形化し
、合理的な構成とすることができなかった。

本発明は、以上の欠点を解消するために提案されたもの
で、その目的は、合理的な二次側端子配置を可能とし、
且つ、１台の変圧器で１２相整流分の二次側出力を出す
ことのできる変圧器を提供することにある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）本発明の変圧器は、主変圧器に対向するタンク面側に二
次側端子の一対を引き出し、直列変圧器に対向するタン
ク面側に二次側端子の他の一対を引き出し、いずれか一
方の二次側端子をデルタ結線用巻線の引き出しとし、他
方をスター結線用巻線の引き出しとし、さらに、前記デ
ルタ結線用巻線の巻回数を、主変圧器側が７回、直列変
圧器側か５回とし、スター結線用巻線の巻回数を、主変
圧器側が４回、直列変圧器側が３回としたことを特徴と
するものである。

（作用）本発明の変圧器によれば、二次側端子を２つのグループ
に分けて、それぞれタンクの両側面から引き出し、二次
側端子のいずれか一方をデルタ結線用巻線の引き出しと
し、他方をスター結線用巻線の引き出しとし、さらに、
巻線の巻回数を限定したので、二次側端子の配置を合理
化でき、また、１台の変圧器で１２相整流分の二次側出
力を得ることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて
具体的に説明する。なお、第４図乃至第６図に示した従
来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略
する。

本実施例は低電圧・大電流型の３相変圧器に本発明を適
用したものであり、第１図に示した様に、主変圧器ＭＴ
Ｒは、主変圧器鉄心１の周囲にタツープ巻線４及び−次
巻線２が巻回され、その外側に主変圧器二次巻線３ａ、
３ｂが巻回されている。

また、直列変圧器ＳＴＲは、直列変圧器鉄心５に励磁巻
線６が巻回され、その外側に直列変圧器二次巻線７ａ、
７ｂが巻回されて構成されている。

さらに、前記主変圧器ＶＴＲ及び直列変圧器ＳＴＲの二
次側端子８ａ、８ｂは、それぞれタンク１０の両側面か
ら引き出され、その一方がデルタ結線用巻線の引き出し
とされ、他方がスター結線用巻線の引き出しとされてい
る。

また、第２図は上述した低電圧・大電流用変圧器の１相
分の結線図を示したものである。即ち、直列変圧器ＳＴ
Ｒの直列変圧器鉄心５に巻回されている励磁巻線６の一
端はタップ巻線４に、他端は負荷時タップ切換器９に接
続され、さらにタップ巻線４に接続されている。

なお、前記主変圧器二次巻線３ａ、３ｂと直列変圧器二
次巻線７ａ、７ｂは、タンク１０の両側から二次側端子
８ａ、８ｂを引き出せるように、第６図に示した二次巻
線ＳＣ２と、第３図に示した二次巻線ＳＣＩの２種類か
ら構成されている。

ここで、第３図に示した二次巻線ＳＣＩの巻き方は、第
６図に示した二次巻線ＳＣ２の巻き方と、その巻き始め
（Ａ１）と巻き終り（Ａ６）の位置が異なるだけで、そ
の他の構成は同じである。また、第３図に示した二次巻
線ＳＣＩ及び第６図に示した二次巻線ＳＣ２とも、主変
圧器ＭＴＲ側及び直列変圧器ＳＴＲ側共に、巻回数が４
回の場合を図示したものである。

さらに、本発明においては、前記二次巻線は、デルタ結
線用巻線の巻回数か、主変圧器側（ＭＴＲ側）が７回、
直列変圧器側（ＳＴＲ側）が５回とされ、スター結線用
巻線の巻回数か、主変圧器側（ＭＴＲ側）か４回、直列
変圧器側（ＳＴＲ側）が３回とされている。

この理由は、以下の通りである。即ち、デルタ結線用巻
線とスター結線用巻線とも、同じ鉄心である主変圧器用
鉄心１と直列変圧器用鉄心５に巻かれているため、巻回
数１回あたりに発生する電圧は同一であり、また、デル
タ結線用巻線とスター結線用巻線では、引き出し部にお
いて、デルタ結線用巻線に発生する電圧をスター結線用
巻線の、７３倍にする必要がある。許容される電圧差の
範囲で、この条件を満たすためには、下記の組み合わせ
が考えられる。

スター結線側巻回数　　デルタ結線側巻回数３回　　　
　　　　　５回４回　　　　　　　　７回なお、巻回数をさらに増加させれば、上記の条件を満た
す巻回数は別に存在するが、本来低電圧で使用する変圧
器であるため、巻回数１回あたりの電圧が小さくなり過
ぎ、鉄心か小さくなり、巻線が大きくなるため、変圧器
として構成する上で非常に困難なものとなる。従って、
上記の巻回数か本発明の変圧器においては最適なものと
いえる。

この様な構成を有する本実施例の変圧器においては、二
次側端子８ａ、８ｂを２つのクループに分けて、それぞ
れタンク１０の両側面から引き出し、二次側端子３ａ、
８ｂのいずれか一方をデルタ結線用巻線の引き出しとし
、他方をスター結線用巻線の引き出しとすることにより
、１台の変圧器で１２相整流分の二次側出力を得ること
かできる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれは、主変圧器に対向する
タンク面側に二次側端子の一対を引き出し、直列変圧器
に対向するタンク面側に二次側端子の他の一対を引き出
し、いずれか一方の二次側端子をデルタ結線用巻線の引
き出しとし、他方をスター結線用巻線の引き出しとし、
さらに、前記デルタ結線用巻線の巻回数を、主変圧器側
か７回、直列変圧器側か５回とし、スター結線用巻線の
巻回数を、主変圧器側が４回、直列変圧器側か３回とす
ることによって、合理的な二次側端子配置を可能とし、
且つ、１台の変圧器で１２相整流分の二次側出力を出す
ことのできる変圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による低電圧・大電流３相変圧器の一実
施例を示す配置図、第２図は本発明による低電圧・大電
流変圧器の１相分の結線図、第３図（Ａ）（Ｂ）は第１
図に示した実施例に用いられる二次巻線の説明図、第４
図は従来の低電圧・大電流３相変圧器の配置図、第５図
は従来の低電圧・大電流変圧器の１相分の結線図、第６
図（Ａ）（Ｂ）は従来の低電圧・大電流変圧器に用いら
れる二次巻線の説明図である。ＭＴＲ・・・主変圧器、ＳＴＲ・・・直列変圧器、ＳＣ
１、ＳＣ２・・・二次巻線、１・・・主変圧器鉄心、２
・・・−次巻線、３ａ、３ｂ・・・主変圧器二次巻線、
４・・タップ巻線、５・・直列変圧器鉄心、６・・励磁
巻線、７ａ、７ｂ・・・直列変圧器二次巻線、３ａ、８
ｂ・・・二次側端子、９・・負荷時タップ切換器、１０
・・タンク。６９＾揄鴫フ・ノブｂＤ粘直ＴＲＴＲ

Claims

【特許請求の範囲】同一タンク内に、一つの主変圧器と一つの直列変圧器及
び負荷時タップ切換器を収納し、前記主変圧器の二次側
を直列変圧器の二次側に接続すると共に、直列変圧器の
励磁側を主変圧器のタップ巻線を介して負荷時タップ切
換器に接続して、直列変圧器の励磁側に誘起される電圧
を負荷時タップ切換器により切り換えて、主変圧器の二
次側の電圧を調整する変圧器において、主変圧器に対向するタンク面側に二次側端子の一対を引
き出し、直列変圧器に対向するタンク面側に二次側端子
の他の一対を引き出し、いずれか一方の二次側端子をデ
ルタ結線用巻線の引き出しとし、他方をスター結線用巻
線の引き出しとし、さらに、前記デルタ結線用巻線の巻
回数を、主変圧器側が７回、直列変圧器側が５回とし、
スター結線用巻線の巻回数を、主変圧器側が４回、直列
変圧器側が３回としたことを特徴とする変圧器。