JPS5918655Y2 - タツプコイル付誘導電気機器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、各タップコイルを等分割された単位コイル
により構成し、その各単位コイルを円筒状に並列に巻回
したタップコイル付誘導電気機器に関し、隣接する単位
コイル間の最大誘起電圧差がより低くなるように、各単
位コイルを並列配置し、各タップコイル間の絶縁を容易
にすることを目的とする。

従来、奇数の無電圧タップ切換用のタップコイルを有す
る変圧器、リアクトル等のタップコイル付誘導電気機器
は、各タップコイルを円筒状に並列に巻回し、前記タッ
プコイル間の結線の１つを開放端とし、その開放端によ
り２個のタップコイル群に分割し、各タップコイルの両
端のタップ端子のうち、２個のタップコイル群に属する
それぞれ１つのタップ端子をタップ切換器により接続し
て所要のタップ電圧を得るようになっている。

すなわち、たとえば゛、第１図ａおよびｂ図に示すよう
に、３個の第１．第２．第３タップコイル３１，３２゜
３３を絶縁円筒Ｃに並列に巻回し、第１タツプコイル３
１の一端と直列接続された第２．第３タツプコイル３２
．３３の直列回路の一端との間の結線を開放端Ｓとし、
その開放端Ｓにより、第１タツプコイル３１と、第２．
第３タツプコイル３２．３３との２個のタップコイル群
に分割し、第１タツプコイル３１の他端を主コイルＬを
介して一方の主端子Ａに接続するとともに、前記直列回
路の他端を他方の主端子Ｂに接続し、誘導電気機器の１
つの巻線例えば１次巻線を構成する。

そして、各タップコイル３１，３２．３３の両端にタッ
プ端子１，２，３，４．５を設け、第１図Ｃ図に示すよ
うに、各タップ端子１，２，３，４．５のうち、２個の
タップコイル群に属するそれぞれ１つのタップ端子を夕
ツブ切換器２０の可動端子２１により接続し、■次巻線
を必要なコイル巻数とすることにより、同一鉄心脚に巻
かれた他の巻線例えば２次巻線に所要電圧を得られるよ
うにしている。

なお、３１ａ、３２ａ、３３ａはそれぞれ各タップコイ
ル３１，３２．３３の一方の主端子Ａ側の端を示し、３
１ ｂ 、３２ ｂ 、３３ ｂはそれぞれ各タップコ
イル３１，３２．３３の他方の主端子Ｂ側の端を示す。

ところで、前記従来例において、両生端子Ａ、Ｂ間に電
圧が印加された時の各タップコイル３１゜３２．３３に
生じる誘起電圧をＥとすると、第２図ａ図に示すタップ
端子２と３とを接続した最高の電圧が得られるタップ接
続状態、すなわち全てのタップコイル３１，３２．３３
を直列接続した全直列接続状態において、各タップコイ
ル３１，３２．３３に誘起電圧Ｅがそれぞれ生じ、各タ
ップコイル３１．３２．３３の端間の電位差は、３１ａ
と３２ ａおよび３１ ｂと３２ｂがＥ、３２ａと３３
ａおよび３２ ｂと３３ ｂがＥ、３１ａと３３ ａ
および３１ ｂと３３ｂが２Ｅとなり、各タップコイル
３１，３２．３３の相互間の誘起電位差は、第１タップ
コイル３１と第２タップコイル３２間がＥ、第２タツプ
コイル３２と第３タップコイル３３間がＥ、第３タツプ
コイル３３と第１タップコイル３１間が２Ｅとなる。

また、第２図す図に示すタップ端子１と５とを接続した
最低の電圧が得られるタップ接続状態において、最高の
電圧が得られるタップ接続状態と同様に各タップコイル
３１，３２．３３に誘起電圧Ｅが生じ、各タップコイル
３１．３２．３３の端間の電位差は、３１ａと３２ ａ
および３１ ｂと３２ ｂが２Ｅ、３２ａと３３ ａお
よび３２ ｂと３３ ｂがＥ、３３ａと３１ ａおよび
３３ ｂと３１ ｂがＥとなり、各タップコイル３１．
３２．３３の相互間の誘起電位差は、第１タップコイル
３１と第２タップコイル３２間が２Ｅ、第２タツプコイ
ル３２と第３タップコイル３３間がＥ、第３タツプコイ
ル３３と第１タップコイル３１間か”Ｅとなる。

さらに、第２図Ｃ図に示すような他のタップ接続状態に
おいて、各タップコイル３１，３２．３３に誘起電圧Ｅ
が生じると、各タップコイル３１，３２．３３の端間の
電位差は、３１ａと３２ ａおよび３１ ｂと３２ ｂ
が０，３２ａと３３ ａおよび３２ ｂと３３ ｂがＥ
、３３ａと３１ ａおよび３３ ｂと３１ ｂがＥとな
り、各タップコイル３１，３２．３３の相互間の誘起電
位差は、第１タップコイル３１と第２タップコイル３２
間がＯ９第２タップコイル３２と第３タップコイル３３
間がＥ、第３タツプコイル３３と第１タップコイル３１
間がＥとなる。

すなわち、隣接する第１タップコイル３１と第３タップ
コイル３３問および第１タップコイル３１と第２タップ
コイル３２間には最大２Ｅの電位差が生じる。

したがって、各タップコイル３１．３２．３３間の絶縁
を、耐電圧２Ｅ以上とする必要がある。

この考案は、各タップコイル間の最大誘起電位差が最高
の電圧が得られるタップ接続状態および最低の電圧が得
られるタップ接続状態時に生じ、かつ、最大誘起電位差
が生じない隣接タップコイル間（前記従来例では第２タ
ツプコイルと第３タップコイル間）が存在するのに着目
し、各タップコイルを等分割された単位コイルにより構
威し、各単位コイルの隣接状態を適宜に配置し、隣接す
る単位コイル間の最大誘起電位差を低減したものであり
、つぎにこの考案、その実施例を示した第３図以下の図
面とともに詳細に説明する。

なお、前記と同一記号は同一物を示す。

（２ｎ＋１）個（ｎは自然数）の全てのタップコイルを
直列接続した最高の電圧が得られるタップ接続状態、す
なわち全直列接続状態における中央に位置するタップコ
イルの一端に開放端Ｓを設け、その開放端Ｓにより２個
のタップコイル群に分割する。

そして、各タップコイルをｍ等分（ｍは２以上の自然数
）シ、そのｍ等分した各単位コイルを直列接続して１個
のタップコイルを構成するとともに、その（２ｎ＋１）
Ｘｍ個の単位コイルを円筒状に並列に巻回し、（２ｎ＋
１）個のタップコイルを（２ｎ＋ｉ）ｘｍの単位コイル
の並列構成とする。

その際、各タップコイルに生じる誘起電圧をＥ゛とする
と、各単位コイルに生じる誘起電圧は五となる。

そして、開放端Ｓが接続された前記最高の電圧が得られ
るタップ接続状態時、すなわち（２ｎ＋１）×ｍ個の全
ての単位コイルが直列接続された全直列接続状態時にお
いて、開放端Ｓを分級て直列接続されたｍが偶数の場合
（２ｎ ＋１） Ｘｍ／２個。

ｍが奇数の場合（（２ｎ ＋１） Ｘｍ＋１）７２個の
単位コイルにつき、各単位コイルが異なるタップコイル
群の各単位コイルに隣接しないようにするとともに、ｍ
が偶数の場合（２ｎ ＋１） Ｘｍ／２個以上９ｍが奇
数の場合（（２ｎ ＋１） Ｘ ｍ＋１）／２個以上の
単位コイルの直列回路の両側の両単位コイルを隣接しな
いようにする。

すなわち、単位コイル間の最大誘起電位差は最低の電圧
が得られるタップ接続状態時および最高の電圧が得られ
るタップ接続状態時に生じ、最低の電圧が得られるタッ
プ接続状態時の各単位コイルｌ １． ｌ ２・・・・
” （１（２ｎ ＋１）Ｘｍ）ノ結線は、第３図ａ図の
ように示され、開放端Ｓを介して直列接続された（２
ｎ ＋１） ｘｍ／２個または（（２ｎ ＋１） ｘ、
ｍ−１−１）７２個の単位コイルにつき、各単位コイル
が異なるタップコイル群に属する各単位コイルに隣接し
ないようにすることは、同図に示す単位コイル（ｌｎ・
ｍ＋１） 、−ｌ （２ｎ ＋１） ｍ、 ｌ １＝
ｌ ｍｎノ直列回路において、（２ｎ ＋１） ｘｍ／
２個または（（２ｎ ＋１） ｘｍ＋１）／２個以上の
単位コイルｌの直列回路の両側の両単位コイルｌが隣接
することがない また、最高の電圧が得られるタップ接続状態時の各単位
コイルｌ １． ｌ ２・・・・・・〔ｌ （２ｎ ＋
１） Ｘｍ）の結線は、第３図す図のように示され、（
２ｎ＋１）Ｘｍ／２個または（（２ｎ ＋１）Ｘｍ＋
ＩＪ／２個以上の単位コイルの直列回路の両側の両単位
コイルを隣接しないようにすることは、同図に示す単位
コイル１１、 ｌ ２・−・−ＣＩ （２ｎ ＋１）
Ｘｍ−１）、（ｌ（２ｎ ＋ｌ）ｘｍ）の直列回路にお
いて、（２ｎ ＋１）Ｘｍ／２個または（（２０＋１）
Ｘｍ＋１）／２個以上の単位コイル−の直列回路の両
側の両単位コイルｌが隣接することがない。

したがって、ｍが偶数の時（２ｎ＋１） ｘ ｍ／２ｘ
−＝ （２ｎ ＋１） Ｅ／２を越える誘起電位差９ｍ
が奇数の時（（２ｎ ＋１） Ｘｍ＋１）／２ｘ−ｕ（
２ｎ ＋１） Ｘｍ＋Ｉ Ｅ／２ ｍを越える誘起電位
差が相互に生じる単位コイルｌは隣接しないこととなる
。

つぎに、具体的な実施例について説明する。

まず、１実施例のｎ＝１．ｍ＝２の場合を示した第４図
ないし第８図について説明する。

ｎ＝１．ｍ＝２はタップコイルが３個、タップコイルが
２分割、タップ切換可能数が４個となり、同ａ図に示す
ように、単位コイルｌ １． ｌ ２により第１タツプ
コイル３１を、単位コイル１３，１３により第２タツプ
コイル３２を、単位コイル１５，１６により第３タツプ
コイル３３をそれぞれ構成し、単位コイル１２と１３間
に開放端Ｓを設け、その開放端Ｓにより、各単位コイル
ｌを、１１，１２と１３，１４，１５，１６との２群に
分割する。

そして、ｍ＝２であるため、（２ｎ ＋１） ｘｍ／２
＝３となり、開放端Ｓを介して直列接続された３個の単
位コイルｌにつき、各単位コイルｌが異なるタップコイ
ル群の各単位コイルに隣接しないようにすることは、単
位コイル１１，１２，１３については１３が１１，１２
に共に隣接しなく、単位コイルｌ ２． ｌ ３゜１４
については１２が１３，１４に共に隣接しなくなる。

一方、３個以上の単位コイルｌの直列回路の両側の両単
位コイルｌを隣接しないようにすることは、直列回路１
２，１３，１４については、ハと１５を、直列回路１２
，１３，１４，１５については１１と１６を、直列回路
１３，１４，１５については１２と１６をそれぞれ隣接
しないようにする。

そして、単位コイル１１について考えると、１１と隣接
可能な単位コイルｌは１２とｌ ４．単位コイル１２に
ついて考えると、隣接可能な単位コイルｌは１１と１５
、すなわち、第５図に示す配列となる。

ただし、上、下対称に並びかえるものは同一ものとする
。

つぎに、ｌ ３． ｌ ｓはともに１１，１２以外隣接
しても良いから、第５図の配列に１３，１６を加えて配
列する組合せは第６囲碁図に示す６通りとなり、同ａ図
に示す単位コイルｌの円筒状の並列巻回を第７図に示す
。

なお、ｌｌａ、１２ａ・・・・・・１６ａは各単位コイ
ルｌの一方の主端子Ａ側の端を示し、ｌ １ｂ、 ｌ
２ｂ、・・・・・・１６ｂは各単位コイルｌの他方の主
端子Ｂ側の端を示す。

したがって、前記実施例において、両生端子Ａ。

８間に電圧が印加された時の各単位コイルｌに生じる誘
起電圧を冬とすると、第８図ａ図に示すタツブ端子２と
３とを接続した最高の電圧が得られるタップ接続状態に
おいて、各単位コイルｌに誘起電圧７がそれぞれ生じ、
隣接する単位コイルｌの端間の電位差は、ｌ ３ａとｌ
６ａおよびｌ ３ｂとｌ ６ｂが−ＭＥ、１Ｍとｌ
４ａおよび１６ｂと１４ｂがＥ、１４．とｌ ｌａ３ およびｌ ４ｂとｌ・・が了Ｅ、ｌ・・とｌ ２Ｂおよ
び１３・・とｌ ２ｂが＋Ｅ、１２ａと１５ａおよびｌ
２ｂとｌ ５ｂがＨＥ。

１５ａと１３Ｂおよびｌ ５ｂと１３ｂがＥとなり、隣
接する単位コイルｌの相互間の誘起電位差は、１３と１
６・３３ 間か−Ｅ、１６と１４間がＥ、１４と１１間が了Ｅ、ｌ
。

Ｅ とｌ・間がＴ、／・とｌ・間がＥ、ｌ・と１３間がＥへ
なり、隣接単位コイル１間の最大誘起電位差はヲＥとな
る。

つぎに、第８図す図に示すタップ端子１と５とを接続し
た最低の電圧が得られるタップ接続状態においては、前
記と同様に、各単位コイルｌに誘起電圧子がそれぞれ生
じ・隣接する単位イ）ｋｌにｒ：端間の電位差は、Ｉ’
ａａとｌ ６ａおよびｌ ３ｂとｌ ６ｂが）Ｅ、１６
ａとｌ ４ａおよびｌ ６ｂと１４ｂがＥ、１４ａとｌ
ｌａおよび１４ｂとｌ ｌｂが、 Ｅ 、 ｌ ｔａ
とｌ ２Ｂおよびｌ ｌｂとｌ ２ｂ・Ｅ３ か− １２ａとｌ ５Ｅ１およびｌ ２ｂとｌ ５ｂが
’２Ｅ、ｌｓａと２′ １３ａｓ−ｓよびｌ ５ｂとｌ ３ｂがＥとなり、隣接
する単位コイルｌの相互間の誘起電位差は、１３と１６
間が丁Ｅ、１６と１４間がＥ、１４と１１間がＨＥ、
ｌ ｌと１２間、Ｅ３ か−１２と１５間が７Ｅ、１５と１３間がＥとなり、隣
２′ 接単位コイル１間の最大誘起電位差は３Ｅとなる。

したがって、すべてのタップ切換において、隣接単位コ
イル１間の最大誘起電位差は７Ｅとなり、従来の２Ｅよ
り＋Ｅ低くなる。

つぎに、他の実施例のｎ＝１．ｍ＝３の場合を示した第
９図について説明する。

ｎ＝１．ｍ＝３はタップコイルが３個、タップコイルが
３分割、タップ切換可能数が４となり、同ａ図に示すよ
うに、単位コイルｌ□、１２，１３により第１タツプコ
イル３１を、単位コイル１４，１５，１６により第２タ
ツプコイル３２を、単位コイルｌ ７． ｌ ８゜１９
により第３タツプコイル３３をそれぞれ構威し、単位コ
イル１３と１４間に開放端Ｓを設け、その開放端Ｓによ
り、各単位コイルｌを、ｌ 、、 ｌ ２． ｌ ３と
１４，１５，１６，１７，１８，１９との２群に分割す
る。

そして、ｍ＝３であるため、（（２ｎ ＋１） ｘｍ＋
１）／２−５となり、開放端Ｓを介して直列接続された
５個の単位コイルｌにつき、各単位コイルｌが異なるタ
ップコイル群に属する各単位コイルｌに隣接しないよう
にするため、ｌ、はｌ ４．１５に、１２はｌ ４゜１
５．１６に、１３は１４，１５，１６，１７にそれぞれ
隣接しなくなる。

一方、５個以上の単位コイルｌを隣接しないようにする
ため、１１は１７，１８，１９に、１２は１８，１９に
、１３は１９にそれぞれ隣接しなくなる。

そして、単位コイル１１，１２，１３について考えると
、ｌ １゜１２、 ｌ ３は相互に隣接できるとともに
、１１は１６に、１２は１７に、１３は１８にそれぞれ
隣接できるのみである。

したがって、上下対称に並びかえるものは同一とすると
、各単位コイルｌの並列構成は、ｌ ４゜１５．１６，
１１，１２，１３，１８，１７，１９等数千通りできる
。

その並列構成の１例の１４，１５・・・・・・１７，１
９の単位コイルｌの円筒状の並列巻回を、同す図に示す
。

そして、前記実施例においては、各単位コイルｌに生じ
る誘起電圧は＋Ｅとなり、最大の電圧が得られるタップ
接続状態時、隣接する単位コイル１間の最大誘起電位差
は、１１と１６問および１３と１８間でＴＥとなる。

一方、最低の電圧が得られるタップ接続状態時、隣接す
る単位コイル１間の最大誘起電位差は、１１と１６問お
よび１３と１８間でＴＥとなる。

したがって、すべてのタップ切換において、隣接単位コ
イル１間の最大誘起電位差は旦Ｅとなり、従来の２Ｅよ
り＋Ｅ低くなる。

さらに、他の実施例のｎ＝２．ｍ＝２の場合を示した第
１０図について説明する。

ｎ＝２．ｍ＝２はタップコイルが５個、タップコイルが
２分割、タップ切換可能数が６となり、同す図に示すよ
うに、２個の単位コイルｌによりそれぞれタップコイル
５１．５２，５３，５４．５５を構威し、単位コイル１
４と１５間に開放端Ｓを設け、各単位コイルｌを、１１
，１２，１３，１４とｌ ｓ、 ｌ ６． ｌ ７＋
ｌ ８＋ ｌ Ｌｌ １０との２群に分割する。

そして、ｍ＝２であるため、（２ｎ＋１）Ｘｍ／２＝５
となり、開放端Ｓを介して直列接続された５個の単位コ
イルｌにつき、各単位コイルｌが異なるタップコイル群
に属する各単位コイルｌに隣接しないようにするため、
１１は１５に、１２は１５，１６に、１３はｌ ｓ、
ｌ ｓ、 ｌ ７に、１４はｌ ｓ、 ｌ ６． ｌ
７． ｌ ｓにそれぞれ隣接しなくなる。

一方、・５個以上の単位コイルｌを隣接しないようにす
るため、１１はｌ ７，１Ｂ、１９，１１０に、１２は
１８゜１９．１１ｏに、１３は１９，１１０に、１４は
ｌ １０にそれぞれ隣接しなくなる。

そして、単位コイルｌ １．７２． ｌ ３゜１４につ
いて考えると、１１，１２，１３，１４は相互に隣接で
きるとともに、１１は１６に、１２は１７に、１３は１
８に、１４は１９にそれぞれ隣接できるのみである。

したがって、各単位コイルｌの並列構成は上下対称に並
びかえるものは同一とすると、ｌ ｓ、 ｌ ｓ。

１１．１２，１３，１４，１９，１７，１８，１１０等
１号数十通りできる。

その並列構成の１例の１５，１６・・・・・・１８゜１
１０の円筒状の並列巻回を、同す図に示す。

なお、１１ａ、 ｌ ２ａ・・・・・・ｌ １０ａは各
単位コイルｌの一方の主端子Ａ側の端を示し、ｌｚｂ、
１２ｂ・・・・・・ｌ １０ｂは各単位コイルｌの他方
の主端子Ｂ側の端を示し、第１０図Ｃ図は同ａ図のタッ
プ切換器２０との接続状態を示す。

そして、前記実施例においては、各単位コイルｌＥ に生じる誘起電圧は丁となり、最大の電圧が得られるタ
ップ接続状態時、隣接する単位コイル１間の最大誘起電
位差は、１１と１６問および１４と１９間で５Ｅとなる
。

一方、最低の電圧が得られるタップ接続状態時の隣接単
位コイル１間の最大誘起電位差は、１１と１６問および
１４と１９間で７Ｅとなる。

したがって、前記３実施例と同様に考えれば、ｍが偶数
の時は（２ｎ ＋１） Ｅ／２を越える誘起電位差２ｍ
が奇数の時（（２ｎ ＋１） ｘｍ＋１）Ｅ／２ ｍを
越える誘起電位差が相互間に生じる単位コイルｌを隣接
することなく、単位コイルｌを円筒状に並列巻回するこ
とかで゛きる。

以上のように、この考案のタップコイル付誘導電気機器
によると、全てのタップコイルを直列接続した全直列接
続状態における中央に位置するタップコイルの一端に開
放端を設け、各タップコイルを、ｍ等分の単位コイルを
直列接続して構成するとともに、各単位コイルを円筒状
に並列に巻回し、各単位コイルの隣接関係を適宜考慮す
ることにより、タップコイルにおける隣接コイル間の誘
起電圧差を従来に比し低くすることができ、タップコイ
ル間の絶縁が容易となる。

また、タップコイル間の絶縁が切りつめられることによ
り、タップコイルの券代も小さいものにでき、巻線設計
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図の各国は従来のタップコイル付誘導
電気機器を示し、第１図ａ図は結線図、同す図はタップ
コイルの並列巻回状態図、同Ｃ図はタップコイルのタッ
プ切換器接続図、第２図ａ。 ｂ、Ｃの各図はそれぞれ各タップ接続状態の説明図、第
３図は以下の図面はこの考案のタップコイル付誘導電気
機器の実施例を示し、第３図ａおよびｂ図は一般例の最
低の電圧が得られるタップ接続状態および最大の電圧が
得られるタップ接続状態の説明図、第４図ないし第８図
は１実施例を示し、第４図ａ図は結線図二間す図は単位
コイルのタップ切換器接続図、第５図は各単位コイルの
配列説明図、第６図ａ、ｌ）、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの各図は
それぞれ単位コイルの配列図、第７図は単位コイルの並
列巻回状態図、第８図ａ、ｌ）図はそれぞれ最大および
最低の電圧が得られるタップ接続状態の説明図、第９図
ａ、ｌ）図は他の実施例を示し、同ａ図は結線図、同す
図は単位コイルの並列巻回状態図、第１０図ａ、ｌ）、
ｃの各図はさらに他の実施例を示し、同ａ図は結線図、
同す図は単位コイルの並列巻回状態図、同Ｃ図は単位コ
イルのタップ切換器接続図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （２ｎ＋１）個（ｎは自然数）の無電圧タップ切換用の
   タップコイルを円筒状に並列に巻回し、前記各タップコ
   イル間の結線の１つを開放端とし、前記開放端により２
   個のタップコイル群に分割し、各タップコイルの両端の
   タップ端子のうち、前記２個のタップコイル群に属する
   それぞれ１つの前記タップ端子をタップ切換器により接
   続して所要のタップ電圧を得るタップコイル付誘導電気
   機器において、前記（２ｎ＋１）個の全てのタップコイ
   ルを直列接続した全直列接続状態における中央に位置す
   るタップコイルの一端に前記開放端を設け、各タップコ
   イルを、ｍ等分（ｍは２以上の自然数）の単位コイルを
   直列接続して構成するとともに、前記（２ｎ ＋１）
   Ｘｍ個の単位コイルを円筒状に並列に巻回し、前記全直
   列接続状態時において、前記開放端を介して直列接続さ
   れたｍが偶数の場合（２ｎ−）−１）ｘｍ／２個９ｍが
   奇数の場合（（２ｎ ＋１） Ｘｍ＋１）／２個の単位
   コイルにつき、各単位コイルが異なる前記タップコイル
   群の各単位コイルに隣接しないようにするとともに、ｍ
   が偶数の場合（２ｎ＋１）Ｘｍ／２個以上９ｍが奇数の
   場合（（２ｎ＋１）Ｘｍ＋１）／２個以上の単位コイル
   の直列回路の両側の両単位コイルを隣接しないようにし
   、前記各単位コイルを並列構成にしたタップコイル付誘
   導電気機器。