JPH11231950A - 電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的或いは電気的接点を設ける事無く電圧
を連続可変可能とし、更に変化の際に高電圧等発生する
ことの無い電圧調整装置を提供する。 【解決手段】 変圧器３の鉄心４を３脚鉄心部５とその
外側１脚に連続して設けたＥ型鉄心部６とから形成し、
３脚鉄心部５の中央の脚５ａに一次巻線７を巻回し、３
脚鉄心部５のＥ型鉄心部６側脚５ｂに二次巻線８をＥ型
鉄心部６の中央の脚６ａを境に半分ずつ巻回し、Ｅ型鉄
心部６の中央の脚６ａには直流電源１２を接続した励磁
巻線９を巻回した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器により入力
電圧を調整して出力する電圧調整装置に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電圧調整装置を図４，図５に示
す。図４は１磁巻線７、２次巻線８からなる変圧器の２
次側にタップ１３を設け、このタップ１３をスイッチ等
で切り替えて１次巻線７と２次巻線８との巻数比を変更
し、２次電圧を調整している。尚、図において１は交流
電源、２は負荷である。図５は単巻変圧器を用いたもの
で、２次側に設けた電圧の取出接点１４を摺動させて出
力電圧を調整している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、タップを切換
えて電圧を調整する図４に示す技術は、タップ１３を設
けた位置の巻数比でしか電圧を調整できず、連続して２
次電圧を変化させることができないし、２次側に電流が
流れている時に切換えると高電圧を発生する問題点を有
していた。また、接点を摺動させて調整する図５に示す
技術は、電圧を連続させて変化させることはできるもの
の、接点１４を摺動させる構成が複雑になるし、接点１
４が摩耗してしまう問題点がある。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、機械
的或いは電気的接点を設ける事無く電圧を連続可変可能
とし、更に変化の際に高電圧等発生することの無い電圧
調整装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明による電圧調整装置は、入力電圧を
変圧器により調整して出力する電圧調整装置であって、
前記変圧器は、１次巻線により形成される複数の閉磁路
を有し、そのうちの１つの磁路上に２次巻線を設けると
共に、その２次巻線の２分の１の巻回位置から立ち上が
り、２分岐して２次巻線の両端部に繋る副磁路を設けて
その副磁路の立ち上がり部に励磁巻線を設けて成り、そ
の励磁巻線に直流電源を接続して構成される。

【０００６】請求項２の発明による電圧調整装置は、入
力電圧を変圧器により調整して出力する電圧調整装置で
あって、前記変圧器は、鉄心が、３脚鉄心部とその一方
の外脚部に連続して設けたＥ型鉄心部とから成り、３脚
鉄心部の中央の脚に１次巻線を巻回し、前記一方の外脚
部にＥ型鉄心部の中央の脚により２分割されるように２
次巻線を巻回し、Ｅ型鉄心部の中央の脚には直流電源を
接続した励磁巻線を巻回して構成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態の１例を図面を基に詳細に説明する。図１は電圧調
整装置の回路図を示し、変圧器３は一次巻線７と２分割
されて巻回された二次巻線８と励磁巻線９とを有し、励
磁巻線９には直流電源１２が接続されている。なお、１
は交流電源、２は二次巻線である。

【０００８】変圧器３は図２に示すように、鉄心４が３
脚鉄心部５とＥ型鉄心部６とを組み合わせた形状で、一
次巻線７が３脚鉄心部５側の中央の脚部５ａに巻回さ
れ、二次巻線８がその外側の脚部でＥ型鉄心部６が組み
付けられた脚部５ｂにＥ型鉄心部６の中央の脚部６ａの
接続部を境に半数ずつ分けて巻回されている。そして、
９は励磁巻線であり、Ｅ型鉄心部６の中央の脚部６ａに
巻回され、電流可変可能な直流電源１２が励磁巻線９に
接続されている。

【０００９】３脚鉄心部側の巻線を有しない図２示左側
の脚部は、交流用の副磁路１０を形成し、３脚鉄心部５
を脚部５ａを中心に左右対称に形成することで、１次巻
線７により形成される磁束の半分が副磁路１０を通過す
るようになている。また、Ｅ型鉄心部６の両サイドの脚
部は励磁巻線９の副磁路１１であり、直流電源１２によ
り発生する磁束のループを形成している。尚、鉄心４の
具体的な作成方法としては、３脚鉄心とＥ型鉄心を組合
せても良いが、Ｉ型鉄心を複層組合せて形成する公知の
方法により形成しても良い。

【００１０】次に変圧器３の作用を説明する。まず、変
圧器３の一次巻線７に交流電圧を印加し、励磁巻線９に
電流を通電しなければ、一次巻線７と二次巻線８の巻数
比に応じて二次側に電圧が誘起される。ただし、この変
圧器の場合は、副磁路１０があるため一次巻線７で発生
した磁束の２分の１が２次巻線側の磁路である脚部５ｂ
を通過する。そのため、二次巻線には巻数比の２分の１
の電圧が誘起されることになる。

【００１１】そして、励磁巻線９に直流電源１２から直
流電流を通電すると、直流電流により形成される磁束は
脚部５ｂ，両側の副磁路１１を経由して脚部６ａに戻る
ループを形成する。この励磁電流である直流電流を増加
させると、これらの磁路はやがて飽和するため、脚部５
ｂ内の一次巻線による磁束の変化は無くなる方向に進
み、２次電圧は減少する。尚、この磁路が飽和する作用
は脚部５ｂのインダクタンスが小さくなることでもある
が、１次巻線７によって発生する磁束は副磁路１０を経
由して脚部５ａに戻るため１次側のインダクタンスが大
きく減少することがない。

【００１２】次に、励磁巻線９の励磁電流を徐々に減少
させていくと、脚部５ｂに一次巻線７により発生する磁
束が通りやすくなり、二次巻線８の誘起電圧が増加して
行く。図３はこの変圧器で一次電圧を交流４０Ｖとして
測定した励磁電流と二次電圧の関係の実測値の１例を示
し、励磁電流を流さない時は二次電圧が２．５Ｖである
が、励磁電流を流し増加することで、二次電圧を減少さ
せることができる。

【００１３】このように、直流電源１２からの励磁電流
を変化させることで２次電圧を連続的に調節することが
できるから、タップや摺動部等の機械的接点や電気的接
点を用いることなく２次電圧を連続的に変化させること
が可能であり、接点等の摩耗や２次側電流の大きさを気
にすること無く調整でき、信頼性の高ものとすることが
できる。尚、上記実施の形態では一次巻線により形成さ
れる磁束の２分の１が二次巻線に作用するように鉄心を
構成してあるが、この比率でなくとも良い。

【００１４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば直
流励磁電流を変化させるだけで電圧を調整可能であるか
ら、機械的接点や機構或いは電気的接点を用いる事無く
電圧を調整することができる。従って、タップの切り替
えや端子を摺動させる必要がないし、負荷の状態に関係
なく電圧を連続して調整することができ、切替時に高電
圧が発生することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電圧調整装置の実施の形態の１例
を示す回路図である。

【図２】図１に示す変圧器の具体例である。

【図３】図１に示す電圧調整装置の直流励磁電流と２次
電圧の関係の１例を示す表である。

【図４】従来の電圧調整装置を示し、タップ式の回路図
である。

【図５】従来の電圧調整装置を示し、摺動式の回路図で
ある。

【符号の説明】

３・・変圧器、４・・鉄心、５・・３脚鉄心部、６・・
Ｅ型鉄心部、７・・１次巻線、８・・２次巻線、９・・
励磁巻線、１０，１１・・副磁路、１２・・直流電源。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧を変圧器により調整して出力す
   る電圧調整装置であって、前記変圧器は、１次巻線によ
   り形成される複数の閉磁路を有し、そのうちの１つの磁
   路上に２次巻線を設けると共に、その２次巻線の２分の
   １の巻回位置から立ち上がり、２分岐して２次巻線の両
   端部に繋る副磁路を設けてその副磁路の立ち上がり部に
   励磁巻線を設けて成り、その励磁巻線に直流電源を接続
   した電圧調整装置。
2. 【請求項２】 入力電圧を変圧器により調整して出力す
   る電圧調整装置であって、前記変圧器は、鉄心が、３脚
   鉄心部とその一方の外脚部に連続して設けたＥ型鉄心部
   とから成り、３脚鉄心部の中央の脚に１次巻線を巻回
   し、前記一方の外脚部にＥ型鉄心部の中央の脚により２
   分割されるように２次巻線を巻回し、Ｅ型鉄心部の中央
   の脚には直流電源を接続した励磁巻線を巻回した電圧調
   整装置。