JPH05135973A - サイクロコンバータ用変圧器 - Google Patents

サイクロコンバータ用変圧器

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Publication number
JPH05135973A
JPH05135973A JP3298694A JP29869491A JPH05135973A JP H05135973 A JPH05135973 A JP H05135973A JP 3298694 A JP3298694 A JP 3298694A JP 29869491 A JP29869491 A JP 29869491A JP H05135973 A JPH05135973 A JP H05135973A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
windings
transformer
current
winding
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3298694A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Shioda
広 塩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3298694A priority Critical patent/JPH05135973A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 1個の鉄心脚8に複数個の正群巻線9及び負
群巻線10を設けると共に各正群、負群巻線9,10に
対応させて電源巻線11を設ける。各電源巻線11は並
列接続し、その並列回路中に変流器18a,18b,1
8cをそれぞれ分散して設ける。 【効果】 正群巻線9または負群巻線10が構成する二
次回路で短絡事故が生じたとき、変流器18a,18
b,18cの一次回路に流れる短絡電流は、最大でも略
1:2となり、変流器18a,18b,18cの二次出
力電流も同じく略1:2になるため、変流器の検出感度
を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は循環電流形サイクロコン
バータの電源用として用いるに適したサイクロコンバー
タ用変圧器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2に循環電流形サイクロコンバータ
(以下サイクロコンバータと称す)の基本構成を示す。
【0003】図2において、1は電源であり、通常では
商用周波の三相交流が用いられる。電源1には変圧器2
が接続される。この変圧器2は二組の二次巻線を有して
おり、各々正群コンバータ3と負群コンバータ4に接続
される。両コンバータ3,4は循環電流抑制リアクトル
5a,5bを介して並列に接続されており、循環電流抑
制リアクトル5a,5bの中性点O1 ,O2 がサイクロ
コンバータの出力端子となる。この出力端子には負荷6
が接続される。正群,負群の各コンバータ3,4はサイ
リスタ7を用いたブリッジで構成されている。
【0004】このような構成で、ここには示していない
制御ユニットで発生したゲート信号が連続的に変調され
ながらサイリスタ7のゲートに与えられることで図3の
ような波形の出力電圧を得ることができる。
【0005】図3(a)は正群コンバータ3の出力電圧
波形で、図3(b)は負群コンバータ4の出力電圧波
形、また図3(c)はサイクロコンバータの出力電圧波
形(正群及び負群コンバータの出力電圧の平均値)であ
る。
【0006】図3の細い実線は三相電源の電圧波形で、
太い実線が出力電圧波形である。出力電圧波形の途中に
垂直な部分があるが、この点でその電圧に相当する相の
サイリスタ7が点弧したことを示している。尚、図中の
点線は各出力電圧波形の基本波成分を表すものである。
【0007】サイクロコンバータはこのようにして一定
の周波数の電源から直接的に任意の周波数の電圧を得る
もので、サイリスタ7のゲート信号の制御を適性に行な
うことで可変周波数制御も可能である。次にサイクロン
コンバータを流れる電流について説明する。
【0008】正群,負群の各コンバータ3,4は図2に
示したように接続されて同相の電圧を発生している。し
かし、各コンバータ3,4は本質的には整流器と同じで
あるから、順方向の電流しか通電し得ない。つまり負荷
6に供給する交流電圧の正極性側半波の電流は正群コン
バータ3が供給し、負極性側半波の電流は負群コンバー
タ4が供給することになる。これを説明したのが図4で
ある。図4において、eopは正極コンバータ3の出力電
圧波形で、iopはその出力電流であり、またeonは負群
コンバータ4の出力電圧で、ionはその出力電流であ
る。eop,eonは図3(a),(b)で示した出力波形
の基本波に相当する。ここで、期間t2〜t3 の間は負
荷6に流れる電流の極性が負から正に変わり、電流は正
群コンバータ3から供給される(正群コンバータ3の順
変換動作)。この間負群コンバータ4はゲート信号を与
えられてはいるが、逆方向であるから電流は阻止され待
機状態となる。ただし実際には出力電圧には図3
(a),(b)のような高調波を含んでおり、この高調
波の差電圧が循環電流抑制リアクトル5a,5bの両端
に印加されて循環電流が流れる。次に期間t3 〜t4
間では出力電圧の極性が反転するが引続き正群コンバー
タ3が電流を供給する(正群コンバータ3の逆変換動
作)。さらにt4 〜t5の期間は電流の極性が反転し、
今度は負群コンバータ4が負荷6に電流を供給する(負
群コンバータ4の順変換動作)。この間正群コンバータ
3はゲート信号が与えられつつ電流が阻止され待機状態
となる。以下、同様の動作を繰り返す。
【0009】このようなサイクロコンバータの電源用と
して用いられている三相変圧器は、少なくとも3個の電
源巻線と各3個の正群巻線及び負群巻線が必要であり、
1台乃至3台の三相変圧器で構成するのが一般的であ
る。
【0010】図5は、1台の変圧器を3個の電源巻線と
各3個の正群巻線及び負群巻線で構成し、これを2台用
いて構成する場合の三相変圧器の一例を示している。図
5は一相分を示しており、鉄心脚8に、並列接続した3
個の電源巻線11aと各3個の正群巻線9及び負群巻線
10を配置して構成した場合である。正群コンバータに
接続される正群巻線9と負群コンバータに接続される負
群巻線10は二次巻線であり、それぞれ対をなして同心
状に配置され、その両巻線間に電源に接続される一次巻
線である電源巻線11aが介在されている。
【0011】各巻線をこのように配置するのは次の理由
による。すなわち、図4で説明したように正群巻線9は
負荷電流が正極性である期間のみ通電し、負群巻線10
は負荷電流が負極性である期間のみ通電する。このため
正群巻線9と負群巻線10は全運転期間のうち半分は休
止していることになるが、電源巻線11aは、正群巻線
9、負群巻線10のいずれに対してもアンペアターンが
合致するように電流が流れる。このため、電源巻線11
aを共通として全期間にわたって通電することにより巻
線の利用率が高くなるからである。
【0012】ここで、3個の電源巻線11aはリード線
12により並列接続してブッシング13a,13bを介
し変圧器容器14の外部へ引き出され、また各正群巻線
9および負群巻線10はそれぞれブッシング15a,1
5b,16a,16bを介し変圧器容器14の外部へ引
き出される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このような構成のサイ
クロコンバータ用変圧器において、変圧器二次側の一つ
の回路で短絡事故があると、二次短絡電流IS2は、 が流れる。ここに、In2は定格二次電流、%IZは二次
1巻線容量基準での変圧器のパーセントインピーダンス
電圧である。
【0014】この二次短絡電流により一次回路には対応
する短絡電流が流れるので、ブッシング13aに装着し
た変流器17で一次短絡電流を検出して変圧器の一次遮
断器をトリップするようにしている。
【0015】しかしながら、図5のサイクロコンバータ
用変圧器においては、1つの二次回路で短絡事故を生じ
たときに一次回路に流れる短絡電流に対し、全部の二次
回路で短絡を生じたときに一次回路に流れる短絡電流が
略6倍となり、変流器17の出力電流に略1:6の差が
生じて短絡事故に対する保護強調がとりにくいという問
題があった。特に一つの二次回路で短絡事故があったと
きの検出特性が犠牲になって感度が甘くなり、例えば遮
断器の動作が遅れるなどの不都合を生じることがあっ
た。従って、本発明の目的は、変圧器二次短絡の検出感
度を向上したサイクロコンバータ用変圧器を提供するこ
とにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄心脚1個に
つき複数個の正群巻線と負群巻線を設けると共に各正
群、負群巻線の対に対応して電源巻線を設け、各電源巻
線を並列接続したものにおいて、電源巻線の各並列回路
中にそれぞれ変流器を設けたことを特徴とする。
【0017】
【作用】上記した手段によれば、1つの二次回路で短絡
が生じたときに変流器の一次回路に流れる短絡電流に対
し、全部の二次回路で短絡が生じたときに流れる一次短
絡電流は、最大でも略1:2となり、変流器二次出力電
流も同じく略1:2になるため、従来に比べ各段に検出
感度を向上させることができる。
【0018】
【実施例】以下本発明の一実施例について図1を参照し
て説明する。図1は図5と同様に三相変圧器の一相分を
示しており、1個の鉄心脚8に、並列接続した3個の電
源巻線11aと各3個の正群巻線9及び負群巻線10を
配置して構成している。正群コンバータに接続される正
群巻線9と負群コンバータに接続される負群巻線10
は、それぞれ対をなして同心状に配置され、その両巻線
間に電源に接続される電源巻線11aが介在されてい
る。3個の電源巻線11aはリード線12により並列接
続してブッシング13a,13bにより変圧器容器14
の外部へ引き出され、また各正群巻線9および負群巻線
10はそれぞれブッシング15a,15b,16a,1
6bにより変圧器容器14の外部へ引き出されている。
【0019】ここで、18a,18b,18cは従来ブ
ッシング13に装着していた変流器17に代わる変流器
であり、鉄心脚8の1個あたりの電源巻線11aの数と
同数となるように電源巻線11aの並列回路中にそれぞ
れ設けられている。すなわち、電源巻線11を並列接続
する各リード線12を貫通するように変流器18a,1
8b,18cを設け、これら変流器18a乃至18cを
変圧器中身の上方等に配置して変圧器中身と共に変圧器
容器14に収納したものである。
【0020】このような構成において、1つの二次回路
で短絡が生じたときは、これに対応する一次側の電源巻
線11aに流れる短絡電流を変流器18a,18bまた
は18cが検出する。全二次回路で短絡が生じたときは
1つの電源巻線11に対応する正群巻線9及び負群巻線
10の二つの二次回路で短絡が生じたことであり、一つ
の二次回路で短絡を生じたときの略2倍の短絡電流を各
変流器18a,18b、18cが検出する。従って、変
流器15a,15b,15cの二次出力電流は、いずれ
の短絡においても略1:2の範囲内であり、従来の略
1:6に対し検出感度は格段に向上する。このため、短
絡に対する保護強調が確実となり、遮断器の動作遅れも
なくなる。以上の説明は、電源巻線を3個並列接続する
場合について説明したが、2個または4個以上並列接続
する場合にも同様に適用できることは勿論である。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば変圧器二次短絡の検出感度を向上させたサイク
ロコンバータ用変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサイクロコンバータ用変圧器を示す概
略断面図
【図2】単相負荷の場合のサイクロンコンバータの結線
【図3】図2の各部の電圧波形図
【図4】電圧及び電流波形図とともに示すタイムチャー
【図5】従来の三相サイクロコンバータ用変圧器を示す
概略断面図
【符号の説明】
3は正群コンバータ、4は負群コンバータ、8は鉄心
脚、9は正群巻線、10は負群巻線、11aは電源巻
線、18a乃至18cは変流器を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄心脚1個につき複数個の正群巻線と負
    群巻線を設けると共に各正群、負群巻線の対に対応して
    電源巻線を設け、各電源巻線を並列接続したものにおい
    て、前記電源巻線の各並列回路中にそれぞれ変流器を設
    けたことを特徴とするサイクロコンバータ用変圧器。
JP3298694A 1991-11-14 1991-11-14 サイクロコンバータ用変圧器 Pending JPH05135973A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3298694A JPH05135973A (ja) 1991-11-14 1991-11-14 サイクロコンバータ用変圧器

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JP3298694A JPH05135973A (ja) 1991-11-14 1991-11-14 サイクロコンバータ用変圧器

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JPH05135973A true JPH05135973A (ja) 1993-06-01

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ID=17863076

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JP3298694A Pending JPH05135973A (ja) 1991-11-14 1991-11-14 サイクロコンバータ用変圧器

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JP (1) JPH05135973A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104051147A (zh) * 2014-06-06 2014-09-17 中山市泰峰电气有限公司 用于电气化铁道的户外干式组合互感器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104051147A (zh) * 2014-06-06 2014-09-17 中山市泰峰电气有限公司 用于电气化铁道的户外干式组合互感器

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