JPS596048B2 - 変流器回路 - Google Patents
変流器回路Info
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- JPS596048B2 JPS596048B2 JP54066111A JP6611179A JPS596048B2 JP S596048 B2 JPS596048 B2 JP S596048B2 JP 54066111 A JP54066111 A JP 54066111A JP 6611179 A JP6611179 A JP 6611179A JP S596048 B2 JPS596048 B2 JP S596048B2
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- JP
- Japan
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- current
- transformer
- circuit
- voltage
- secondary winding
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Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 47
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase AC
- H01F38/28—Current transformers
- H01F38/32—Circuit arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、中性点を有する変圧器の２次巻線を用いる全
波整流回路において、出力負荷電流の検出に用いられる
変流器回路に関するものである。
波整流回路において、出力負荷電流の検出に用いられる
変流器回路に関するものである。
従来、かかる直流負荷電流の検出には、最も簡単な手段
として計器用分流器が用いられており、負荷電流回路へ
低抵抗値の分流器を挿入し、その端子電圧を負荷電流の
測定乃至検出に用いているが、大電流の場合、分流器に
よる抵抗損失が無視できなくなると共に、負荷回路から
の雑音成分も端子電圧として生ずる欠点があり、定電流
電源、定電圧電源等において電流、電圧の制御用として
検出電圧を用いる場合には、不適当となる欠点も生じて
いた。したがつて、負荷電流回路へ変流器の１次巻線を
挿入し、その２次巻線へ交流制御電圧を印加のうえ、２
次巻線に通ずる交流電流を整流して、負荷電流に比例す
る直流電圧を得る直流変流器回路も用いられているが、
別途に交流制御電圧を要すると共に、交流制御電圧の瞬
時値が低いときには、得られる直流電圧が負荷電流に比
例しなくなる等の欠点を生じている。
として計器用分流器が用いられており、負荷電流回路へ
低抵抗値の分流器を挿入し、その端子電圧を負荷電流の
測定乃至検出に用いているが、大電流の場合、分流器に
よる抵抗損失が無視できなくなると共に、負荷回路から
の雑音成分も端子電圧として生ずる欠点があり、定電流
電源、定電圧電源等において電流、電圧の制御用として
検出電圧を用いる場合には、不適当となる欠点も生じて
いた。したがつて、負荷電流回路へ変流器の１次巻線を
挿入し、その２次巻線へ交流制御電圧を印加のうえ、２
次巻線に通ずる交流電流を整流して、負荷電流に比例す
る直流電圧を得る直流変流器回路も用いられているが、
別途に交流制御電圧を要すると共に、交流制御電圧の瞬
時値が低いときには、得られる直流電圧が負荷電流に比
例しなくなる等の欠点を生じている。
また、第１図に示すとおり変圧器を用いる整流回路では
、変圧器の１次電流を変流器により取り出したうえ、整
流により直流電圧として、負荷電流を間接的に検出する
手段も用いられている。
、変圧器の１次電流を変流器により取り出したうえ、整
流により直流電圧として、負荷電流を間接的に検出する
手段も用いられている。
すなわち、交流電源１と接続された変圧器２の１次巻線
ｎｌと直列に変流器３の１次巻線ｎ３１を挿入すると共
に、変圧器２の中性点を有する２次巻線ｎ２１、ｎ２２
の両端へダイオード等の整流器４、５を各個に接続し、
その整流出力を負荷回路６へ与えており、負荷電流は中
性点へ還流するものとなつている。また、変流器３の２
次巻線ｎ３２にはブリッジ整流回路７が接続され、その
整流出力が抵抗器Ｒへ与えられ、整流出力に応じた端子
電圧ＶＲが生ずるものとなつている。
ｎｌと直列に変流器３の１次巻線ｎ３１を挿入すると共
に、変圧器２の中性点を有する２次巻線ｎ２１、ｎ２２
の両端へダイオード等の整流器４、５を各個に接続し、
その整流出力を負荷回路６へ与えており、負荷電流は中
性点へ還流するものとなつている。また、変流器３の２
次巻線ｎ３２にはブリッジ整流回路７が接続され、その
整流出力が抵抗器Ｒへ与えられ、整流出力に応じた端子
電圧ＶＲが生ずるものとなつている。
ただし、変圧器２の１次電流１１は、変圧器２の励磁電
流１０と２次電流を１次電流へ換算した電流とのベクト
ル和となつており、整流器４へ電流１２１が通じたとき
には、次式によつて１次電流１１が示される。
流１０と２次電流を１次電流へ換算した電流とのベクト
ル和となつており、整流器４へ電流１２１が通じたとき
には、次式によつて１次電流１１が示される。
１、＝ｙ（Ｐ１、、）゛＋１０゛ （１）なお、２次巻
線Ｎ２ｌとＮ２２とが同一巻回数であり、整流器４と５
との順方向電圧降下が等しければ、電流１２１と１２２
とは同一となる。
線Ｎ２ｌとＮ２２とが同一巻回数であり、整流器４と５
との順方向電圧降下が等しければ、電流１２１と１２２
とは同一となる。
また、変流器３の２次巻線Ｎ３２へ通する電流１３は次
式によつて示される。
式によつて示される。
したがつて、電流１２１，１２２，１３および抵抗器Ｒ
へ通する電流１Ｒとの関係は、次式のものとなる。
へ通する電流１Ｒとの関係は、次式のものとなる。
すなわち、端子電圧ＶＲを生ずる電流１Ｒには励磁電流
１。
１。
が含まれ、これが交流電源１の電圧変動に応じて変化す
るため、変圧器２の２次電流１２１，１２２と端子電圧
ＶＲとの間には、完全な比例関係が存在せず、負荷電流
の検出が不正確となる欠点を生ずる。本発明は、従来の
かかる欠点を根本的に排除する目的を有し、中性点を有
する変圧器の２次巻線を用いると共に、平滑リアクトル
を介して整流出力を負荷回路へ与える全波整流回路にお
いて、２次巻線の両端へ各個に接続された整流器の回路
へ各個に変流器の１次巻線を挿入すると共に、この１次
巻線へ負荷電流が通じたときに変流器の２次巻線へ通す
る電流のみを取り出して共通の抵抗器へ与え、この抵抗
器の端子電圧を負荷電流に比例した検出電圧として用い
る極めて効果的な、変流器回路を提供するものである。
るため、変圧器２の２次電流１２１，１２２と端子電圧
ＶＲとの間には、完全な比例関係が存在せず、負荷電流
の検出が不正確となる欠点を生ずる。本発明は、従来の
かかる欠点を根本的に排除する目的を有し、中性点を有
する変圧器の２次巻線を用いると共に、平滑リアクトル
を介して整流出力を負荷回路へ与える全波整流回路にお
いて、２次巻線の両端へ各個に接続された整流器の回路
へ各個に変流器の１次巻線を挿入すると共に、この１次
巻線へ負荷電流が通じたときに変流器の２次巻線へ通す
る電流のみを取り出して共通の抵抗器へ与え、この抵抗
器の端子電圧を負荷電流に比例した検出電圧として用い
る極めて効果的な、変流器回路を提供するものである。
以下、実施例を示す第２図以降により本発明の詳細を説
明する。
明する。
第２図の回路図においては、交流電源８から変圧器９の
１次巻線Ｎ４へ交流電圧Ｅ４が与えられ、中性点を有す
る２次巻線Ｎ５ｌ，ｎ５２の両端へ各個に接続された整
流器１０，１１の回路には、変流器１２，１３の１次巻
線Ｎ６ｌ，ｎ７ｌが各個に挿入されており、整流器１０
，１１の整流出力は平滑リアクトル１４を介して負荷回
路１５へ与えられ、負荷電流１ＤＣが通するものとなつ
ている。
１次巻線Ｎ４へ交流電圧Ｅ４が与えられ、中性点を有す
る２次巻線Ｎ５ｌ，ｎ５２の両端へ各個に接続された整
流器１０，１１の回路には、変流器１２，１３の１次巻
線Ｎ６ｌ，ｎ７ｌが各個に挿入されており、整流器１０
，１１の整流出力は平滑リアクトル１４を介して負荷回
路１５へ与えられ、負荷電流１ＤＣが通するものとなつ
ている。
また、変流器１２，１３の１次巻線Ｎ６ｌ，ｎ７ｌへ負
荷電流１ＤＣとしてダイオード電流１Ｄ１，ＩＤ２が通
じたとき、２次巻線Ｎ６２，ｎ７２へ生ずる電圧Ｅ６，
ｅ７により通する電流１６，１７に対し、順方向のダイ
オード１６，１７が設けてあると共に、ダイオード電流
１Ｄ１，ＩＤ２が遮断されたときに２次巻線Ｎ６２，ｎ
７２へ生ずる逆起電力に対し順方向のダイオード１８，
１９と、直列の抵抗器Ｒ２Ｏ，Ｒ２ｌとからなる側流回
路が、各２次巻線Ｎ６２，ｎ７２へ各個に接続されてお
り、更に、ダイオード１６，１７を介し、共通の抵抗器
Ｒ２２が各２次巻線Ｎ６２，ｎ７２と接続されている。
第３図は、第２図における各部の電圧、電流波形を示し
、時点ｔ１において変圧器９の１次巻線Ｎ４へ実線矢印
の方向に電圧Ｅ４が印加されると、２次巻線Ｎ５ｌへ電
圧Ｅ５ｌが実線矢印として生じ、ダイオード電流１Ｄ１
が負荷電流１ＤＣとして通するが、平滑リアクトル１４
の作用により次第に増加する。このとき、変流器１２の
２次巻線Ｎ６２には電圧Ｅ６が生じ、これによつて電流
１６が抵抗器Ｒ２２へ通するが、この電流１６はアンペ
アターンの法則により６−（Ｎ６ｌ／Ｎ６２）ＩＤｌと
して定まる。
荷電流１ＤＣとしてダイオード電流１Ｄ１，ＩＤ２が通
じたとき、２次巻線Ｎ６２，ｎ７２へ生ずる電圧Ｅ６，
ｅ７により通する電流１６，１７に対し、順方向のダイ
オード１６，１７が設けてあると共に、ダイオード電流
１Ｄ１，ＩＤ２が遮断されたときに２次巻線Ｎ６２，ｎ
７２へ生ずる逆起電力に対し順方向のダイオード１８，
１９と、直列の抵抗器Ｒ２Ｏ，Ｒ２ｌとからなる側流回
路が、各２次巻線Ｎ６２，ｎ７２へ各個に接続されてお
り、更に、ダイオード１６，１７を介し、共通の抵抗器
Ｒ２２が各２次巻線Ｎ６２，ｎ７２と接続されている。
第３図は、第２図における各部の電圧、電流波形を示し
、時点ｔ１において変圧器９の１次巻線Ｎ４へ実線矢印
の方向に電圧Ｅ４が印加されると、２次巻線Ｎ５ｌへ電
圧Ｅ５ｌが実線矢印として生じ、ダイオード電流１Ｄ１
が負荷電流１ＤＣとして通するが、平滑リアクトル１４
の作用により次第に増加する。このとき、変流器１２の
２次巻線Ｎ６２には電圧Ｅ６が生じ、これによつて電流
１６が抵抗器Ｒ２２へ通するが、この電流１６はアンペ
アターンの法則により６−（Ｎ６ｌ／Ｎ６２）ＩＤｌと
して定まる。
また、ダイオード１６の順方向電圧降下をＶｌ６とすれ
ば、Ｖｌ６＋（１６×Ｒ２２）＝Ｅ６となり、このとき
の抵抗器Ｒ２２における端子電圧Ｖ２２はＶ２２一Ｒ２
２ＸＩ６によつて表わされる。したがつて、ダイオード
電流１Ｄ１と端子電圧Ｖ２２との間には次式の関係が成
立する。
ば、Ｖｌ６＋（１６×Ｒ２２）＝Ｅ６となり、このとき
の抵抗器Ｒ２２における端子電圧Ｖ２２はＶ２２一Ｒ２
２ＸＩ６によつて表わされる。したがつて、ダイオード
電流１Ｄ１と端子電圧Ｖ２２との間には次式の関係が成
立する。
なお、この関係は変流器１３とダイオード電流ＩＤ２と
においても同様である。
においても同様である。
時点Ｔ２になると、電圧Ｅ４は零となるが、平滑リアク
トル１４へ蓄積され磁気エネルギーにより逆電圧ＥＬが
発生し、これによつて負荷電流ＤＣが通じ、２次巻線Ｎ
５ｌとダイオード１０および２次巻線Ｎ５２とダイオー
ド１１の回路へ分流のうえ、平滑リアクトル１４へ還流
する。
トル１４へ蓄積され磁気エネルギーにより逆電圧ＥＬが
発生し、これによつて負荷電流ＤＣが通じ、２次巻線Ｎ
５ｌとダイオード１０および２次巻線Ｎ５２とダイオー
ド１１の回路へ分流のうえ、平滑リアクトル１４へ還流
する。
このため、変流器１２，１３の２次巻線Ｎ６２，ｎ７２
には電圧Ｅ６，ｅ７が生じ、これにしたがう電流１６と
１７の合成電流が電流１２２として、抵抗器Ｒ２２へ通
じ、負荷電流１。
には電圧Ｅ６，ｅ７が生じ、これにしたがう電流１６と
１７の合成電流が電流１２２として、抵抗器Ｒ２２へ通
じ、負荷電流１。
０に応じた端子電圧Ｖ２２が発生する。
ついで、時点Ｔ３に至ると、点線矢印の方向に電圧Ｅ４
が印加され、変圧器９の２次巻線Ｎ５ｌ，ｎ５２には点
線矢印の方向に電圧Ｅ５ｌ，ｅ５２が生じ、今度はダイ
オード電流１Ｄ２が負荷電流１ＤＣとして流れ、これに
よつて変流器１３の２次巻線Ｎ７２へ電圧Ｅ７が発生し
、電流１７が抵抗器Ｒ２２へ通じ、ダイオード電流１Ｄ
２に比例した端子電圧Ｖ２２が生ずる。
が印加され、変圧器９の２次巻線Ｎ５ｌ，ｎ５２には点
線矢印の方向に電圧Ｅ５ｌ，ｅ５２が生じ、今度はダイ
オード電流１Ｄ２が負荷電流１ＤＣとして流れ、これに
よつて変流器１３の２次巻線Ｎ７２へ電圧Ｅ７が発生し
、電流１７が抵抗器Ｒ２２へ通じ、ダイオード電流１Ｄ
２に比例した端子電圧Ｖ２２が生ずる。
また、このときダイオード電流１Ｄ１は遮断状態となる
ため、変流器１２の２次巻線Ｎ６２には実線矢印と逆方
向の逆起電力が生じ、これによつて側流回路の抵抗器Ｒ
２Ｏへ電流１６が流れ、この電流は２次巻線Ｎ６２にも
通するため、ダイオード電流ＩＤｌにより直？磁化を受
けた変流器１２の磁芯を逆方向へ励磁し、無磁化状態ヘ
リセツトする。
ため、変流器１２の２次巻線Ｎ６２には実線矢印と逆方
向の逆起電力が生じ、これによつて側流回路の抵抗器Ｒ
２Ｏへ電流１６が流れ、この電流は２次巻線Ｎ６２にも
通するため、ダイオード電流ＩＤｌにより直？磁化を受
けた変流器１２の磁芯を逆方向へ励磁し、無磁化状態ヘ
リセツトする。
すなわち、ここで変流器１２の磁芯における保磁力をＨ
Ｃｌ磁芯の磁路長をｌ、１次巻線Ｎ６ｌの巻回数をＮと
すれば、１次巻線Ｎ６ｌに流れる励磁電流１Ｐ１は次式
により示される。これを２次巻線Ｎ６２側の電流１Ｐ２
へ換算すると、次式のものとなる。
Ｃｌ磁芯の磁路長をｌ、１次巻線Ｎ６ｌの巻回数をＮと
すれば、１次巻線Ｎ６ｌに流れる励磁電流１Ｐ１は次式
により示される。これを２次巻線Ｎ６２側の電流１Ｐ２
へ換算すると、次式のものとなる。
また、２次巻線Ｎ６２のインダクタンスをＬとすれば、
実際に通する電流１２は、次式に示す指数曲線にしたが
つて減衰する。
実際に通する電流１２は、次式に示す指数曲線にしたが
つて減衰する。
したがつて、抵抗器Ｒ２Ｏの値を選定することにより、
逆励磁電流の流通期間が決定され、これによつて磁芯の
直流磁化を完全な無磁化状態ヘリセツトすることができ
る。
逆励磁電流の流通期間が決定され、これによつて磁芯の
直流磁化を完全な無磁化状態ヘリセツトすることができ
る。
なお、以上の動作は変流器１３と抵抗器Ｒ２ｌとの関係
においても同様であり、直流磁化のりセツトにより常に
負荷電流１ＤＣと比例した電流１６，１７を得ることが
できる。
においても同様であり、直流磁化のりセツトにより常に
負荷電流１ＤＣと比例した電流１６，１７を得ることが
できる。
このほか、変流器１２，１３の磁芯をリング状かつ空隙
の無い小形のものとすることにより、励磁電流をダイオ
ード電流１Ｄ１，ＩＤ２に比し十分に小とすることがで
きると共に、１次巻線Ｎ６ｌ，ｎ７ｌは１ターンの磁芯
貫通でよく、１次巻線Ｎ６ｌ，ｎ７ｌに対し２次巻線Ｎ
６２，ｎ７２の巻回数を十分に大とすれば、抵抗器Ｒ２
２の電流１２２を負荷電流ＩＤＣに比し十分に少なくで
きるため、変流器１２，１３の挿入による損失は少なく
、同時に電圧Ｖ２２として十分に高い電圧が得られ、高
精度の電流検出が行なわれる。
の無い小形のものとすることにより、励磁電流をダイオ
ード電流１Ｄ１，ＩＤ２に比し十分に小とすることがで
きると共に、１次巻線Ｎ６ｌ，ｎ７ｌは１ターンの磁芯
貫通でよく、１次巻線Ｎ６ｌ，ｎ７ｌに対し２次巻線Ｎ
６２，ｎ７２の巻回数を十分に大とすれば、抵抗器Ｒ２
２の電流１２２を負荷電流ＩＤＣに比し十分に少なくで
きるため、変流器１２，１３の挿入による損失は少なく
、同時に電圧Ｖ２２として十分に高い電圧が得られ、高
精度の電流検出が行なわれる。
第４図は、他の実施例を示す回路図であり、側流回路の
抵抗器Ｒ２Ｏ，Ｒ２ｌをツエナーダイオード２３，２４
へ置換しており、第２図においては変流器１２，１３の
逆励磁を行なう電流１８，１９が（７）式に示す指数曲
線により減衰したのに対し、第４図の回路では電流１８
に例を取れば次式のとおり直線的に減衰する。
抵抗器Ｒ２Ｏ，Ｒ２ｌをツエナーダイオード２３，２４
へ置換しており、第２図においては変流器１２，１３の
逆励磁を行なう電流１８，１９が（７）式に示す指数曲
線により減衰したのに対し、第４図の回路では電流１８
に例を取れば次式のとおり直線的に減衰する。
ただし、１８〉０，．ＶＺＤはツエナーダイオード２３
のツエナ一電圧である。
のツエナ一電圧である。
なお、この関係は電流１９においても同様であり、ツエ
ナーダイオード２３，２４のツエナ一電圧ＶＺＤを選定
することにより、短時間中に変流器１２，１３の磁芯を
無磁化状態へリセツトすることができるため、第２図の
ものに比し、より安定な動作が実現する。
ナーダイオード２３，２４のツエナ一電圧ＶＺＤを選定
することにより、短時間中に変流器１２，１３の磁芯を
無磁化状態へリセツトすることができるため、第２図の
ものに比し、より安定な動作が実現する。
このほか、端子電圧Ｖ２２は負荷電流１ＤＣの監視また
は出力電圧、電流の制御用として使用されるが、変流器
１２，１３により主回路と絶縁されているため、端子電
圧Ｖ２２を任意の回路へ与えることが自在であり、同時
に負荷回路１５からの雑音成分による影響も阻止される
。
は出力電圧、電流の制御用として使用されるが、変流器
１２，１３により主回路と絶縁されているため、端子電
圧Ｖ２２を任意の回路へ与えることが自在であり、同時
に負荷回路１５からの雑音成分による影響も阻止される
。
また、端子電圧Ｖ２２としては１Ｖ程度の電圧が容易に
得られるため、これを利用する回路の設計が極めて容易
となる。以上の説明により明らかなとおり本発明によれ
ば、別途に交流制御電圧等を用いることなく、変流器に
より主回路と完全に絶縁した形で負荷電流の検出が行な
えると共に、高精度かつ十分な値の検出電圧が得られる
ため、特に大電流電源の負荷電流検出上多大の効果を呈
する。
得られるため、これを利用する回路の設計が極めて容易
となる。以上の説明により明らかなとおり本発明によれ
ば、別途に交流制御電圧等を用いることなく、変流器に
より主回路と完全に絶縁した形で負荷電流の検出が行な
えると共に、高精度かつ十分な値の検出電圧が得られる
ため、特に大電流電源の負荷電流検出上多大の効果を呈
する。
第１図は従来例を示す回路図、第２図は本発明の実施例
を示す回路図、第３図は第２図における各部の電圧、電
流波形を示す波形図、第４図は他の実施例を示す回路図
である。
を示す回路図、第３図は第２図における各部の電圧、電
流波形を示す波形図、第４図は他の実施例を示す回路図
である。
Claims (1)
- １ 中性点を有する変圧器の２次巻線を用いると共に、
平滑リアクトルを介して整流出力を負荷回路へ与える全
波整流回路において、前記２次巻線の両端へ各個に接続
された各整流器の回路へ各個に１次巻線を挿入した前記
整流器毎に設けられた変流器と、前記１次巻線へ負荷電
流が通じたときに前記各変流器の２次巻線へ通ずる電流
に対し順方向のダイオードを介し前記各変流器の２次巻
線へ接続された共通の抵抗器と、前記１次巻線の負荷電
流が遮断されたとき前記２次巻線に生ずる逆起電力に対
し順方向として前記各２次巻線へ各個に接続されたダイ
オードを有する側流回路とからなり、前記共通の抵抗器
に生ずる端子電圧により前記負荷電流の検出を行なうこ
とを特徴とする変流器回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54066111A JPS596048B2 (ja) | 1979-05-30 | 1979-05-30 | 変流器回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54066111A JPS596048B2 (ja) | 1979-05-30 | 1979-05-30 | 変流器回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55158615A JPS55158615A (en) | 1980-12-10 |
| JPS596048B2 true JPS596048B2 (ja) | 1984-02-08 |
Family
ID=13306446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54066111A Expired JPS596048B2 (ja) | 1979-05-30 | 1979-05-30 | 変流器回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596048B2 (ja) |
-
1979
- 1979-05-30 JP JP54066111A patent/JPS596048B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55158615A (en) | 1980-12-10 |
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