JPH0777173B2

JPH0777173B2 - 変圧器

Info

Publication number: JPH0777173B2
Application number: JP32252490A
Authority: JP
Inventors: 隆岩渕
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH04196302A

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
一次巻線２が巻回され、その外側に主変圧器二次巻線３
が巻回されている。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が巻回され、その外側に直
列変圧器二次巻線７が巻回されている。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が、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
が、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グループが必要
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
ることで二次巻線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SC
2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が、それぞれ２セクションの場合を
示したものである。

即ち、第６図（Ａ）に示した様に、二次巻線SC2は、並
列導体を直列変圧器STRの鉄心の脚の第１セクションに
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セクションで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セクションの巻き始め端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セクション
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セクションの巻き始
め端A5へ渡り、転位を施して、この第１セクションで3/
2巻回して巻線口出し端A6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MTR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
った巻線グループは、上下２ケ所に分けて配置するか、
または２セクションずつあるいはそれ以上のセクション
ずつ交互に配置している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、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MTR、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
量で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、一
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］（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、いずれかの
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MTR
は、主変圧器鉄心１の周囲にタップ巻線４及び一次巻線
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MTR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STR
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SC1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SC1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SC1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
線用巻線の巻回数が、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
の巻回数が、主変圧器側（MTR側）が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√３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、鉄心が小さくなり、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、
上記の巻回数が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つのグループに分けて、それぞれタ
ンク10の両側面から引き出し、二次側端子8a,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ができる。

［発明の効果］以上述べた様に、本発明によれば、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、SC1,SC2……二
次巻線、１……主変圧器鉄心、２……一次巻線、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、8a,8b……二次側端子、９……負荷時タップ切
換器、10……タンク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、他方をデルタ結線用巻
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。