JPH06318524A - 高周波トランス装置 - Google Patents

高周波トランス装置

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JPH06318524A
JPH06318524A JP5108213A JP10821393A JPH06318524A JP H06318524 A JPH06318524 A JP H06318524A JP 5108213 A JP5108213 A JP 5108213A JP 10821393 A JP10821393 A JP 10821393A JP H06318524 A JPH06318524 A JP H06318524A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波に適用する大容量トランスを複数のト
ランスの並列運転によって得る場合に各トランスが特性
の均等化を計れるようにすること。 【構成】 複数のトランスの10a,10bの1次側と
2次側それぞれのトランス端子の同相同士が導体を介在
して接続され導体のトランス端子間位置に外部引出用の
入力叉は出力端子を備え複数のトランスが1次側と2次
側で並列回路を形成するようにした高周波トランス装置
において、1次側の導体11a,11bに入力端子の1
2a,12bの取付位置が導体10a,11b表面の長
手方向に移動調整できる位置調整手段11cを設け調整
によって複数のトランスの10a,10bのインピ−ダ
ンスを合わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はパワ−エレクトロニク
ス電力変換器の電圧変換、叉回路絶縁を目的とするとラ
ンスに関し、特にインバ−タに適用する高周波トランス
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】インバ−タは直流を交流に電力変換する
ものであり、トランジスタ,FET,IGBT等の電力
半導体素子を使用しそのスイッチング作用によって矩形
波の電圧を得ることを基本としてこれらの電圧を任意な
値に変換すること、また電力回路の電位と負荷回路の絶
縁を行うためにトランスが使用される。図10は例えば
昭和35年8月10日電気書院発行変圧器の設計工作法
で184頁に記載された従来の内鉄形トランスを部分断
面を示す模式図、図11は図10のトランスを並列運転
するための回路構成を示す結線図である。図において、
1は脚1a,1bを有する鉄心、2aは脚1aに巻回さ
れた1次コイル、2bは脚1b部に巻回された2次コイ
ル、3aは脚1bに巻回された1次コイル、3bは脚1
b部に巻回された2次コイルで、1次コイルと2次コイ
ルを組にした2組のトランスコイル2,3を1組の鉄心
に取り付けたものである。4はトランスコイル2,3と
鉄心1間に挿入されコイル2,3を支えるヨ−ク絶縁で
ある。
【0003】上記のような構成のトランスを並列運転す
る場合を図11の結線図で説明する。5a,5bは1次
コイル2a,3aの各端子を並列接続してなる入力端
子、6a,6bは2次コイル2b,3bの各端子を並列
接続してなる出力端子である。図10の構成において近
年電源より印加する周波数の増加と共に鉄心に高周波特
性の良い例えばフェライト鉄心やアモルファス鉄心が使
用されるが強度的に弱いものでありコイルの電磁振動が
鉄心に伝達すること、また前記鉄心には大きさの限界が
あるためトランス容量の増加にはさらに分割した複数の
トランスを並列使用してこれに対応している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の高周波トランス
装置は以上のように容量増大のために複数のトランスを
使用しての並列運転をしているが、これには並列運転で
特性を全く同じに合わせることが必要となりトランスの
並列接続による電流分担の不均一化が問題であった。ま
た、フェライトなどの鉄心材質が応力印加による割れま
た、鉄心の振動によって発生する騒音の問題点もあっ
た。さらに、図12及び図13に示したインバ−タ電源
の直流偏磁による磁束密度の増加は鉄心の磁歪による騒
音を増加させる問題点もあった。図12はインバ−タに
よって発生した矩形電圧7をトランス8の1次コイル8
aに印加し2次コイル8bより負荷9に電力供給してい
ることを示し、図13は図12の矩形電圧7の正負の電
圧時間積に差があり直流偏磁現象のために鉄心内の磁束
がHcのみ片寄って磁束の正Bmaxが通常より大きく
なっていることで示される。なお、騒音は周波数が1k
hz〜4khz付近では聴覚感度が最とも良く特にうる
さく感じられるものである。
【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高周波適用と大容量化にともな
う並列運転での電流分担の均一化が計れるとともに直流
偏磁が防止でき低騒音化を可能にする高周波トランスを
得ることを目的とする。また、鉄心の応力印加に対応し
て耐振性が良く騒音を小さくできる構成の高周波トラン
スを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
の高周波トランス装置は、複数のトランスの1次側と2
次側それぞれのトランス端子の同相同士が導体を介在し
て接続され導体のトランス端子間位置に外部引出用の入
力叉は出力端子を備え複数のトランスが1次側と2次側
で並列回路を形成するようにした高周波トランス装置に
おいて、1次側の導体に入力端子の取付位置が導体表面
の長手方向に移動調整できる位置調整手段を設けたもの
である。
【0007】また、この発明に係る請求項2の高周波ト
ランス装置は、1次巻線と2次巻線が1体に型巻きされ
てなる成形コイルと、成形コイルを挿通する磁路を上下
方向にして外鉄形で形成された鉄心と、成形コイルの下
方に位置し中央部に緩衡材を介在させ鉄心を支持し両端
部で成形コイルの下面両端を支持する下部クランパと、
成形コイルの上方に下部クランパと対向して位置し中央
部は鉄心と隙間を有し両端部が成形コイル上面と当接す
る上部クランパと、両クランパの両端部で成形コイルを
挟持するよう両クランパ間を締込むコイル固定手段と、
上部クランパの中央部に設けられ鉄心を上部クランパを
支点にして下部クランパに緩衡材を介して押圧する締付
手段とで構成したものである。
【0008】また、この発明に係る請求項3は、請求項
2の高周波トランス装置の鉄心の全表面を軟質被膜で保
護して構成したものである。
【0009】
【作用】この発明における請求項1の高周波トランス装
置は、入力端子が位置調整手段で導体の適正位置に取り
付けられトランスと入力端子間で適正な抵抗値を有し夫
々のトランスに流れる電流が等しく分担されるとともに
導体を流れる直流偏磁分の電圧降下を生じトランスに印
加する電圧の正負を対称にさせ偏磁防止をする。
【0010】また、請求項2の高周波トランス装置は、
成形コイルの固定手段と鉄心の締付手段とがクランパと
緩衡材を介在して分離して構成されているため鉄心に作
成する成形コイルからの外力又組立時等に加わる鉄心へ
の外力を緩和する。
【0011】また、請求項3の高周波トランス装置は、
請求項2の作用に加えて鉄心表面の軟質被膜が振動によ
って発生する騒音の低減および外力からの鉄心保護をを
する。
【0012】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図に基づいて説
明する。図1はこの発明の実施例1における高周波トラ
ンスの2台並列接続した概略構成を示す模式図、図2は
図1における並列接続部分の詳細を示す斜視図である。
図において、10a,10bはそれぞれ1次巻線,2次
巻線を有し外鉄心方式で構成された2台の外鉄形トラン
ス、11a,11bはトランス10a,10bの各1次
巻線の同相端子10x,10yを接続する例えば銅材で
なる成形導体で例えば複数の穴でなる位置調整手段11
cを備えている、12a,12bは成形導体11a叉は
11bに位置調整手段11cで取付位置を調整して取り
付けられる1次巻線用の入力端子である。
【0013】次に動作について説明する。並列配置され
たトランス10a,10bを成形導体11a,11bで
並列接続した後、成形導体11a,11b上位置に入力
端子12a,12bを配し成形導体の抵抗とともに成形
導体のリアクタンス値を調整し2台のトランスのインピ
−ダンスが均一になるように調整するものである。特に
高周波トランスにおいてはトランスコイルの巻数が少な
いため非常に有効となる。また、入力端子に直流偏磁を
生じさせるような電圧が印加された場合導体の抵抗によ
って電圧降下を生じトランスの一次コイルに印加される
電圧は正負の電圧時間積の約等しい値が印加されること
になり直流偏磁を防止する調整は、入力端子12a,1
2bの取付位置を位置調整手段11cを用い図1におい
て左右にずらすことにより行い、入力端子12a,12
bからトランス側の入力端子までの成形導体の長さを変
えることにより抵抗値叉はリアクタンスを調整するもの
である。なお、図3は図1の構成における等価回路図を
示したもので、r1〜r4は調整した抵抗値を示しここで
は成形導体のリアクタンスは省略している。ra1は1
次コイル10a1の抵抗値,rb1は1次コイル10b1
の抵抗値とする。調整は、r1+ra1+r3=r2+rb
1+r4となるように調整されており、トランス10aと
トランス10bの1次側に流れ込む電流値が等しくなる
ようにすることができる。なお、図1では2台並列の場
合を示したが、3台以上の場合も同様に接続成形導体に
て並列接続が可能である。
【0014】実施例2.実施例1では、2台のトランス
の入力側端子同士を接続する成形導体11a,11bを
銅材としたものを示したが、図4に示すように3台のト
ランスを並列接続した場合銅材の接続導体13a,13
bとは中間接続片13c,13dの材質を黄銅あるいは
アルミニュウムなど銅より固有抵抗の高い材質とし実施
例1と同様に入力端子12a,12bの取付位置調整お
よび中間接続片13c,13dの長さを変えることによ
り3台のトランスのインピ−ダンスを均一となるように
することができる。図5は図4の等価回路図を示し、r
1〜r4が入力端子12a,12bからトランス10a,
10bの入力端子までの成形導体13a,13bの抵抗
値を表し、r5,r6が入力端子12a,12bからトラ
ンス10cの入力端子までの黄銅あるいはアルミニュウ
ムの接続片13c,13bの抵抗値を表している。 入
力端子の取付位置調整および接続片13c,13dの長
さの調整により、r1+ra1+r3=r5+rc1+r6
=r2+rb1+r4の関係が成り立っており、トランス
10a,10b,10cの1次側に流れる電流を等しく
する。
【0015】また、この黄銅あるいはアルミニュウムな
どの抵抗値の高い材質を用いることにより銅よりも短く
バ−により抵抗分を持たせることができるのでその量も
少なくなる利点がある。また、長さ等を変えることによ
り抵抗分の調整も容易となる。なお、図4では、3台並
列の場合であったが、2台および4台以上の場合も同様
に並列接続が可能である。
【0016】実施例3.以下この発明の実施例3を図に
基づいて説明する。図6はこの発明の実施例3における
高周波トランスの概略構成を示す外形図で(A)にその
正面図を(B)にその側面図を示す。図において、14
は1次巻線と2次巻線が1体に型巻きされてなる成形コ
イル、15は成形コイル14を上下方向に中央脚15a
で挿通し交差状に囲って形成された高周波特性の良いフ
ェライト材などでなる鉄心、16は鉄心15と中央脚1
6aを背面合わせにして成形コイル14を挿通し交差状
に囲って形成された高周波特性の良いフェライト材でな
る鉄心で、鉄心15,16と成形コイル14で実施例1
と同等の外鉄形トランス10aを構成する。17は成形
コイル14の下部に位置し中央部17aで鉄心15,1
6を両端部17b,17cで成形コイル14の下面両端
を支持する下部クランパ、18は成形コイル14の上方
に下部クランパ17と対向して位置し中央部18aは鉄
心15,16と隙間を有し両端部18b,18cが成形
コイル14の上面と当接する上部クランパ、19aは下
部クランパ17と鉄心15,16間に挿入される緩衡
材、19bは鉄心15,16の上面に設けられた緩衡
材、20は両クランパ17,18を介在し成形コイル1
4を挟持するように締込むボルト20a,ナット20b
でなる固定手段、21は上部クランパ18の中央部18
aと螺合し鉄心15,16を押え板22および緩衡材1
9bを介して押圧するボルトなどの締付手段である。
【0017】次に動作について説明する。成形コイル1
4は上部クランパ18と下部クランパ19で挟持して固
定され、鉄心15,16は上部クランパ18を支点にし
て締付手段21で緩衡材19a,19bを介在して適正
なトルクで下部クランパ17に押圧される。これにより
成形コイル14と鉄心15,16は緩衡材を介した独立
した装着となり鉄心にかかる応力が低減でき耐振性の高
いものができる。
【0018】実施例4.実施例3では鉄心15,16の
締付手段21に当接する押さえ板22を締め付け手段2
1の当板として用いたが、図7に示すように鉄心15,
16の外線に沿って囲うようにし当板と保護を兼用でき
る箱型枠22で形成し、鉄心15,16の露出部を少な
くして外力による鉄心の破損を防止するようにしても良
い。なお、箱型枠にステンレス等の非磁性体金属を使用
すればトランスの空隙部をおおうことにより漏れ磁束の
防止もできる。
【0019】実施例5.上記実施例3では鉄心15,1
6の表面はフェライト材などの鉄心材を露出したものと
したが、図8に示すように鉄心表面をシリコンゴムテ−
プ23などのやわらかいものでテ−ピングした軟質被膜
で保護するようにすれば鉄心の破損防止また、鉄心の振
動によって発生する騒音の低減に効果的である。
【0020】実施例6.上記実施例5の鉄心表面に形成
したゴムテ−プ23などのテ−ピングでなる軟質被膜を
鉄心表面上をやわらかい樹脂24でコ−ティングするよ
うにしても良い。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば複数のトランスの1次側と2次側それぞれのトラン
ス端子の同相同士が導体を介在して接続され導体のトラ
ンス端子間位置に外部引出用の入力叉は出力端子を備え
複数のトランスが1次側と2次側で並列回路を形成する
ようにした高周波トランス装置に置いて、1次側の導体
に入力端子の取付位置が導体表面の長手方向に移動調整
できる位置調整手段を設けたので各トランスと入力端子
間で適正な抵抗値を有し各トランスに流れる電流が等し
く分担されトランスの温度の均一化ならびにトランスの
大容量化を可能にする高周波トランス装置が得られる効
果がある。
【0022】また、この発明の請求項2によれば1次巻
線と2次巻線が1体に型巻きされてなる成形コイルと、
成形コイルを挿通する磁路を上下方向にして外鉄形で形
成された鉄心と、成形コイルの下方に位置し中央部に緩
衡材を介在させ鉄心を支持し両端部で成形コイルの下面
両端を支持する下部クランパと、成形コイルの上方に下
部クランパと対向して位置し中央部は鉄心と隙間を有し
両端部が成形コイル上面と当接する上部クランパと、両
クランパの両端部で成形コイルを挟持するよう両クラン
パ間を締込むコイル固定手段と、上部クランパの中央部
に設けられ鉄心を上部クランパを支点にして下部クラン
パに緩衡材を介して押圧する締付手段とで構成したの
で、成形コイルと鉄心相互間には応力が加わらなくなり
鉄心の耐振性が向上し高周波特性の良い鉄心材でも鉄心
が破損しないとともに組立が容易な高周波トランス装置
が得られる効果がある。
【0023】さらに、この発明の請求項3によれば請求
項2に加えて鉄心の全表面を軟質被膜で保護するように
構成したので上記効果に加えて外力による鉄心の破損を
防止できるとともに鉄心の振動によって発生する騒音を
低減できる高周波トランス装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1における高周波トランス装
置の概略構成を示す模式図である。
【図2】実施例1における並列接続導体の詳細を示す斜
視図である。
【図3】実施例1における等価回路構成を示す結線図で
ある。
【図4】この発明の実施例2における高周波トランス装
置の概略構成を示す模式図である。
【図5】実施例2における等価回路構成を示す結線図で
ある。
【図6】この発明の実施例3における高周波トランスの
概略構成を示す外形図で(A)にその正面図を(B)に
その側面図を示したものである。
【図7】この発明の実施例4における高周波トランスの
概略構成を示す外形図で(A)にその正面図を(B)に
その側面図を(C)にその対象部品の斜視図を示したも
のである。
【図8】この発明の実施例5における高周波トランス装
置の鉄心を示す模式図である。
【図9】この発明の実施例6における高周波トランス装
置の鉄心を示す模式図である。
【図10】従来のトランス装置の概略構成を示す模式図
である。
【図11】図10における並列運転の回路構成を示す結
線図である。
【図12】矩形電圧印加時における回路構成を示す説明
図である。
【図13】図12において発生する直流偏磁現象をB−
Hカ−ブで示した説明図である。
【符号の説明】
10a,10b トランス(外鉄形トランス) 10x,10y トランス端子(1次巻線の導電位端
子) 11a,11b 導体(成形導体) 11c 位置調整手段 12a,12b 入力端子 14 成形コイル 15,16 鉄心(外鉄形鉄心) 17 下部クランパ 17a 下部クランパ中央部(下部中央部) 17b,17c 下部クランパ両端部(下部両端部) 18 上部クランパ 18a 上部クランパ中央部(上部中央部) 18b,18c 上部クランパ両端部(上部両端部) 19a 緩衡材 20 固定手段 21 締付手段 22 箱型枠 23 軟質被膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のトランスの1次側と2次側それぞ
    れのトランス端子の同相同士が導体を介在して接続され
    上記導体の上記トランス端子間位置に外部引出用の入力
    叉は出力端子を備え、上記複数のトランスが上記1次側
    と2次側で並列回路を形成するようにした高周波トラン
    ス装置において、上記一次側の上記導体に上記入力端子
    の取付位置が上記導体表面の長手方向に移動調整できる
    位置調整手段を設け上記調整によって上記複数のトラン
    スのインピ−ダンスを合わせるようにしたことを特徴と
    する高周波トランス装置。
  2. 【請求項2】 1次巻線と2次巻線が1体に型巻きされ
    てなる成形コイルと、該成形コイルを挿通する磁路を上
    下方向にして外鉄形で形成された鉄心と、上記成形コイ
    ルの下方に位置し中央部に緩衡材を介在させ上記鉄心を
    支持し両端部で上記成形コイルの下面両端を支持する下
    部クランパと、上記成形コイルの上方に上記下部クラン
    パと対向して位置し中央部は上記鉄心と隙間を有し両端
    部が上記成形コイルの上面と当接する上部クランパと、
    上記両クランパ両端部で上記成形コイルを挟持するよう
    上記両クランパ間を締込むコイル固定手段と、上記上部
    クランパの上記中央部に設けられ上記鉄心を上記上部ク
    ランパを支点にして上記下部クランパに上記緩衡材を介
    し押圧する締付手段とを備えたことを特徴とする高周波
    トランス装置。
  3. 【請求項3】 鉄心の全表面を軟質被膜で保護したこと
    を特徴とする請求項2に記載の高周波トランス装置。
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