JPS607115A - ３相内鉄形変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、無効電力（ＷＡＲ）補償装置、特にダイナ
ミック・スタビライザと一緒に使用さｎて次同期共振に
対し交流発電機またはタービン発電機を安定させる内鉄
形結合変圧器に関するものである。

〔従来技術〕

大型の電気装置の運転時の信頼性および運転効率を最大
にするには、しばしば無効電力補償装置を使う必要があ
る。例えば、ユーザは、普通、慣用手段で切換えらｎる
シャント・コンデンサを用いてその負荷に所要の無効電
力を供給する。コンデンサを使うと負荷力率が改善さｎ
たり負荷母線電圧が維持さ７″したりすることになるの
で、一般に値段をかなり安くしかつ製造効率も上げる。

同様なやシ方で、送電容量および過渡状態における安定
度の余裕を増すために、電圧を維持するためにかつ定常
状態および過渡状態での過電圧を制限するために、送電
線技術者は直列コンデンサや切換式のシャント・リアク
トルおよびコンデンサを適用した。

直列コンデンサで補償さｒｔた送電線における王な問題
は次同期共損が発生することである。

次同期共振では、送電線および直列コンデンサは代表的
な例では６０Ｈｚである系統周波数よりも低い周波数で
直列共振を呈する。外乱や故障は低周波共振電流を容易
に励振させ得る。この低周波共振電流は、送電線に給電
するタービン・発電機組体に影響し得る。発電機回転子
、タービン回転子および発電機とタービン全連結するシ
ャフト間の機械的振動は、低周波共振電流によって励振
さｎｌかつ一度開始されると別々に生長し続ける。そし
て機械的振動が続くと、次共振は機械を破損する。

次共振を制御する１つの方法は、誘導性負荷を発電機の
端子へ周期的に加えることである。

リアクトルは逆並列接続したサイリスタによってオン／
オフされる。この回路構成は、送電線および発電機を補
償するが、制御中のりアクドルのサイズに比例する不所
望な奇数高調波電流も発電機に流させる。時々、サイリ
スタ・スイッチの導通角は小さくされて発電機への無効
電流を減少させ、奇数高調波電流を増強する状態がスタ
ビライザに見ら扛た。

サイリスク制御式リアクトルを３角結線に構成すること
によりｓ　３倍の奇数高調波電流例えば３次、９次、７
５次の奇数高調波電流は平衡した３和動作の下で実質的
に打消されることができる。しかしながら、他の高−波
電流は打消さｎない。従って、３倍の奇数高調波電流以
外の奇数高調波電流を打消す他の手段があｎば、こｒｔ
は望ましいことである。

ダイナミック・スタビ２イザを利用する大抵の電気装置
では、サイリスタおよびその関連リアクトルに適する動
作電圧レベルを提供するために、普通スタビ２イザは多
相結合変圧器を介して発電機へ接続さｎる。この変圧器
、通常、３相変圧器は、外鉄形または内鉄形でおシ得る
。

内鉄形のものを使用する場合には、１次巻線、主−次巻
線および補助−次巻線は第１図に示したように変圧器鉄
心の各脚のまわりに巻かｎる。

各相毎のコ個の補助２次巻線（スタブ巻線としても知ら
れている）、主λ次巻線および／次巻線は、この順序で
同軸にかつ半径方向に隣接して鉄心の脚から始る。

理論的には、スタビ２イザを発電機と相互接続するため
に使用さする変圧器は、スタビライザ中のサイリスクの
位相角点弧によって生じられた若干の奇数高調波周波数
を選択的に打消すべきでおる。ところが、残念なことに
は、変圧器の漏洩リアクタンスは特にダイナミック・ス
タビライザの実効リアクタンスの大部分を占める時にこ
の打消しを妨げようとする。スタビ２イザのデユティ・
サイクル（すなわちスタビライザがフル・オンである短
い期間）のために、変圧器の電圧／ｉ流定格はスタビラ
イザのフル・オン電圧／電流定格よりもかなシ小さい。

例えば、ＰｆＴ要の電圧／電流定格はフル・オン電圧／
電流定格の２０％程も小さい。その結果、サイリスタが
導通している時に、変圧器の漏洩リアクタンスがスタビ
ライザのりアクタンスに有効に加わる事態が起る。従っ
て、ダイナミック・スタビライザ中に生じる高調波周波
数電流を選択的に打消すために、漏洩リアクタンスが都
合良く加えられ得るように構成さｎる変圧器を提供する
ことが望ましい。

内鉄形変圧器用のこの設計は、後述する次同期共振を選
択的に打消すのに必要な巻線のための適当な値の漏洩リ
アクタンスを経済的に提供できない。２次巻線の漏洩リ
アクタンスは補助２次巻線の共通の漏洩リアクタンスの
値（正の値）の約−倍でなけｔばならない。更に、補助
λ次巻線のターン数対主λ次巻線のターン数のと王２次
巻線のターン比が特定さｎないのは、スタビライザに所
要の動作電圧レベルを達成するのに必要な電圧変成を制
御するために主として使用さｎるからである。特定さｎ
るター／比Ｉ’ｌｌ第１図に示した構成で当業者によっ
て達成さｎ得るが、この構成での各王２次巻線の漏洩リ
アクタンスの値は負である。第１図に示した巻線構成の
ためにこの漏洩リアクタンス値を正になし得ることは分
析から明らかである。しかしながら、この構成では、各
相毎に適当な値の漏洩リアクタンスを達成するために巻
線間に要する間隔は、こｎが現在市販さｎている変圧器
製作装置の性能を超える程太きい。従って、現存の製作
装置で製作できかつ高調波を選択的に打消すのに必要な
所要の漏洩リアクタンス値を達成する内鉄形フォークＹ
結線変圧器用巻線構成を提供することが好都合である。

〔発明の概要〕

この発明によｎば、３脚磁気鉄心と、相数に相当する複
数個の１次巻線と、第７および第一の共通の一本巻部分
を提供するように巻かれた各相毎に２個の補助−次巻線
と、前記／次巻線の数に等しい複数個の主λ次巻線とを
備え、前記第１の共通の一本巻部分、前記主−次巻線、
前記第２の共通の２本巻部分および前記王λ次巻線はこ
の順序で同軸にかつ半径方向に隣接して前記鉄心のも脚
から始り、前記／次巻線は３角結線さｎ、前記王−次巻
線および前記補助コ次巻線はフォークＹ結線さｎていて
、他のコ相の各々の一方の補助−次巻線かＹ結線さｎた
王２次巻線の各々の自由端へ電気的に接続さｆＬ３相全
部が主コ次巻線と補助λ次巻線の各組合わせ中に存在し
、従って各相毎の前記主−次巻線の漏洩リアクタンスお
よび前記主λ次巻線に取付けられた補助−次巻線の共通
の漏洩リアクタンスはその値が正であり、前記主−次巻
線の漏洩リアクタンスは前記補助−次巻線の共通の漏洩
リアクタンスの約−倍である３相内鉄形変圧器が提供さ
ｎる。　′ 好都合なことには、７次巻線は３角結線される。主−次
巻線と補助２次巻線はフォークＹ結線さｎ１他のコ相の
各々の一方の補助λ次巻線はＹ結線した主−次巻線の各
々の自由端へ電気的に接続される。この結果、主２次巻
線と補助−次巻線の各組合わせ中に”３和会部が存在す
ることになる。この巻線構成では、各相毎の主−次巻線
の漏洩リアクタンスと主−次巻線へ取付けらｆた補助λ
次巻線の共通の漏洩リアクタンスとはその値が正であり
、主−次巻線の漏洩リアクタンスは補助λ次巻線の共通
の漏洩リアクタンスの値の約−倍にされる。

この発明の変圧器は、主−次巻線と補助−次巻線のター
ン比が（、ｙ二ｌ±ｏ、ｏ　ｙ％　にされるよコ うに、作らｎる。こｎは、ダイナミック・スタビ２イザ
中の共振電流の各相を、互に約３００かつ取付けらｔ″
した主λ次巻線の相に対して約１５’だけ回転させる。

相回転と正の漏洩リアクタンスを組合わせた結果、補助
λ次巻線へ接続さ−ｒＬｆｔ、ダイナミック・スタビラ
イザ中に生じた共振電流を選択的に打消させることにな
る。

／次巻線は連続巻巻線であり、主λ次巻線および補助λ
次巻線はら旋巻巻線であり得る。

この発明を添付図面について説明する。

第２図は、送電回路網／λ、タービンｌｌＩおよび発電
機１６から成る電気系統１０を示す。

この電気系統ｉｏは、多相望ましくは３相の交流系統で
ある。ダイナミック・スタビライザ２０は結合変圧器λ
２ｆｆ：介して電気系統１０と相互接続さｎる。電気系
統ＩＯの系統電圧はダイナミック・スタビライザ２０の
動作に所望さｎる電圧よりもはるかに高いので、結合変
圧器２コは系統動作電圧をダイナミック・スタビライザ
ー〇に関係した諸部品に適当な動作電圧レベルまで降圧
するように働く。結合変圧器−一も後述する他の機能を
果す。

コントローラ２１１’ｉ設けてダイナミック・スタビラ
イザーθによる補償を制御する。コントローラ、２１は
、回転速度計、２乙のような速度センサを介して発電機
／６の回転子の速度を検知して発電機／６に所要の安定
性を決足し、かつこの要件に応じて制御信号を発生する
。この制御信号はダイナミック・スタビライザ、２０中
のサイリスタの点弧導通角を調節して発電機１６へ補償
分として供給さｎるべき必要な無効電流を確立する。

ダイナミック・スタビライザ、２０および結合変圧器−
二は図示のように電気系統１０へ接続さむ、ているが、
特定形態の電気系統はこの発明の動作にとって重要でな
いことを了解さｎたい。

ダイナミック・スタビライザ２０およびこｎに関連した
結合変圧器コ、２は、他の形態の電気系統と相互接続さ
−ｎだ時に高調波電流を選択的に打消せる。この発明の
大部分の用途は３相電気系統であるので、この発明の詳
細な説明する実施例は３相について述べる。３つの相は
、文字ａ、ｂおよびＣで表わされかつ互に電気角で７．
２００（コ／３π）変位している事実上平衡した交流電
圧および交流電流を有する。結合変圧器、２．２の、特
定の相と関係する巻線にはその相を表わす添字を付けた
。

結合変圧器ココの動作電圧、ＫＶＡ定格および基本的な
絶縁レベルは鉄心および巻線の物理的パラメータを確立
する。結合変圧器−一の定格は巻線に流ｎる電流を決定
し、この電流は導体のサイズを設定しかつ巻線のサイズ
を確立する。

更に、結合変圧器の定格およびＫＶＡは巻線のｌターン
当υの最適電圧を決定し、この最適電圧はターン数およ
び鉄心のサイズを設定する。鉄心は、その飽和を防止し
かつ適当な変成を達成するために、誘導を許容値、通常
は／ざ、０００ガウス以下に制限するのに充分な面積を
持つように選ばｎる。一般に、ＫＶＡが高くなｎばなる
程、ターン当りの電圧は高くなりかつ鉄心のサイズは大
きくなる。

とｎらのパラメータおよび動作周波数は所定の巻線の漏
洩リアクタンスの特定値に影響する。

しかしながら、この発明の特定変圧器の動作パラメータ
が一度特定さｎ＼ば、変圧器に所要の漏洩リアクタンス
の値は既知の設計技術により容易に達成できる。従って
、変圧器に関する以下の説明中において、巻線の寸法、
導体のサイズ、巻線間の間隔および他の寸法データは示
さ扛ていない。こ＼に開示した巻線を利用する変圧器は
、概して、／、０００　ＫＶＡ　（／　１ｆｆＡ）　ｉ
超エルＫＶＡ定格および変流ｉｏ、ｏｏｏボルトを超え
る電圧定格を持つ。

〔発明の実施例〕

デュアル・ダイナミック・スタビライザ装置（第３図） 第３図はデュアル・ダイナミック・スタビ２イザ装置１
００の一般的な構成を示す。このデュアル・ダイナミッ
ク・スタビ２イザ装置１００は一個のダイナミック・ス
タビライザ／１０および／、２θ並びに結合変圧器／Ｊ
Ｏを備える。

この結合変圧器／３θは７次側／’１０およびλ次側ｉ
ｓｏを有し、各側に複数個の多ターン巻線がある。７次
巻線／４１２．／弘ダ　および／４（４は電気的に３角
結線さｎかつ大地１０／に対して端子電圧Ｖａ、Ｖｂお
よびＶ。を有する。／次側１ｌＩｏは、３角結線しｔ／
次巻線の接続部へ電気的に接続された導体／’ＩＩ、／
ｌＩ３　および／ｌＩ！；により、発電機（図示しない
）へ電気的に接続される。電流’ａ＋’ｔ）および１゜
は電気系統を安定させるためにデュアル・ダイナミック
・スタビライザ装置／θ０から供給さｎる〇結合変圧器
／、７１１７の２次側は、λグループの多ターン巻線す
なわち主λ次巻線１５コ、／ｊダおよび１５６並びにと
ｎらに対応する補助２次巻ｉｉｉ！ｉ！／ｊ、２Ａ、／
ｊコＡＡ、／ｊ＋Ｂ、／１４’ＢＢ、／ＳＡＣおよび１
ｓｂａａから成る。各主−次巻線のための、２個の補助
ａ次巻線例えば／！ｒ、２のための１５２Ａおよび／ｊ
ＪＡＡは、スタブ巻線、３次巻線または千鳥形巻線とし
ても知らｎており、かつ変成器ではその関連主２次巻線
と同様に同一の磁脚または磁気鉄心のまわりに巻か１．
る０各補助λ次巻線対１５コＡと／ｊ、２ＡＡ、／ｊり
Ｂと／５ＩＩＢＢ、／！５６０と／！ｒ４００はそｎら
の間の磁気結合を最大にするために互に隣接して巻かｎ
る。

これらの補助２次巻線対はａ本巻としても知らｎている
。後述する理由のために、各補助−次巻線対は、電気的
に直列に接続さｎる第１と第コの共通のコ本巻部分を提
供するように巻かｎる。従って、補助２次巻線／ｊｒ２
１Ｌは巻線部分１５λＡ／および１５．２Ａ、２で形成
さ扛、そして補助コ次巻線／ｊＪＡＡは巻線部分／！；
２Ａｋｌおよび１５．２ＡＡ、２で作らｎ、る。同様に
、巻線部分ｌＳ弘Ｂ／および／Ｓ’ｌＢ：１は補助２次
巻線１５弘Ｂ全形成し、巻線部分ｌｊμＢＢ／および／
　５４ｔＢＢ、１は補助２次巻線ｔＳ≠ＢＢを形成し、
巻線部分１ｓｂａｉおよび１５６Ｃコは補助−次巻線１
５６０を形成し、そして巻線部分／！６００／および／
５ｂａａコは補助コ次巻線／３；４００　′ｆ：形成す
る。

主２次巻線１５１．／！４ｔ　および１５６は電気的に
Ｙ結線さｎ、その共通接続部／Ａｒｔは大地１０／へ電
気的に接続さｎている。各主コ次巻線には２個の補助λ
次巻線が電気的に取付けらｎ、それらは第３図に示した
極性を有する。取付けられる一個の補助２次巻線は、主
−次巻線と補助−次巻線の各組合わせにおいて３和食部
が存在するように選ばれる。第３図において主λ次巻線
／３；２　、　／！’Ｉ　、　／！；ｂ　はそれぞｆ’
ＬＮａｌｔｌＩＣに関連付けら詐る。従って、相すと関
連付けら１″Ｌだ補助−次巻線／ｊ４！ＥＢおよび相Ｃ
と関連付けら−ｎた補助−次巻線１５６０は主コ次巻線
／３，１へ電気的に取付けらｎｌこ扛は主２次巻縁／！
Ｓ４１および１５６についても同様である。

各補助−次巻線は一個のダイナミック・スタビ、１５パ ライザの各相へ個別に接続される。、２次巻線（すなわ
ち主２次巻線および補助−次巻線）とダイナミック・ス
タビライザの接続は、後者の各相と主−次巻線の相が一
致するようなものである。ダイナミック・スタビライザ
／１０では３つの相がａｌ、ｂｌ、ｃｌ　で表わさｎ１
ダイナミツク・スタビ２イザ／コＯではａｌｌ、ｂｌ＋
、０＋１　で表わさｎる。従って、相ａの主コ次巻線１
５２は、そｎぞｎ補助−次巻線／５４ｔＢＢ、／！ｒ６
Ｃおよび導体／６０．／Ａコ　を介してダイナミック・
スタビライザｉｉｏ、／コθのそれぞれ相ａＩ、ａｍ　
へ電気的に接続される。

主−次巻線／！４Ｉとダイナミック・スタビライザ／／
θ、１．２θ　の相ｂｌ、１）Ｉｆ　とは、それぞれ補
助λ次巻線１５＆００．／！λＡ　および導体／６６゜
１＆ｕを介して接続さｎる。同様に、主λ次巻線１５６
とダイナミック・スタビライザ１１０゜ｌコＯの相Ｑｌ
、−とは、それぞれ補助λ次巻線／ｊ−，２ＡＡ、　／
！＜４Ｂ　および導体／６ｇ、／７０を介して接続さｎ
る。

、／６・ ダイナミック・スタビライザ／１０の電圧および電流は
Ｖ＾＋　ｖｂ　＊　ｖＯおよび’ａ＋’ｋ）＋　’＾で
あシ、ダイナミック・スタビ２イザ／コＯでのそれらは
ｖ４．ｖｉ！ｌ、ｖ３　お工び’ａｗ’ｔｌ＊’ｏ　で
ある。これらの電圧は大地ｌθ／に対して測定さｎ、電
流の流ｎは矢印で示さｎるとおりである０ダイナミツク
・スタビライザ／／θと１．２０は実質的に同じであシ
、その各々は電気的に３角結線さｎた複数個の可変リア
クトル／／／、／／、３゜／　／　ｊ　＊　／λ／、／
２３．／コ５からそれぞれ成る。

サイリスタ対／／ｌｋおよび／／／Ｂ、／／、７Ａおよ
び／／３Ｂ、／／！におよび／／！Ｂ、／２／におよび
／２／Ｂ、／コ３Ａおよびｌコ、７Ｂ、／、２．ｔＡお
よび／コ５Ｂは、そｎぞれ可変リアクトルと直列に接続
され、無効電流を制御するのに使用され従って可変リア
クタンスを生じる。サイリスタ対を形成するサイリスタ
は逆並列接続さｎる。こｎは系統電圧の負サイクルおよ
び正サイクルの両方中電流の制御をさせる。

動作中、回転速度計を使用して発電機の回転子の機械的
共振による振動速度を検知し、こｎは回転子の正常運転
速度に重畳さｎる。典形例では、回転子の正常運転速度
が３４００回転／分（ｒｐｍ）であるのに対し、発振周
波数は約；１５Ｈｚであシ得る。３６θＯ回転／分の速
度を表わす信号は慣用の信号処理手段でろ波さｎて、回
転子に次同期（８θｅｂ日７ｎＯｈｒＯｎＯｕθ）共振
の機緘的周波数を有する信号を残す。この処理さｔｌ、
た回転子速度信号はダイナミック・スタビライザのサイ
リスタ対の導通角を制御して可変リアクタンスの値を増
減するように作用する。回転子速度が低下すると、サイ
リスタ対の導通角は大きくなり、ダイナミック・スタビ
ライザへの無効電力を増加しかつダイナミック・スタビ
ライザにリアクタンスを減少させた。逆に回転子速度が
上昇すると、導通角は小さくなり、無効電力を減少しか
つりアクタンスを増加させた。

機械的発振周波数は、王として装置の正常運転周波数と
こ＼で見出さｎる次同期共振電流の周波数との差である
点で、装置の機械的部分■次同期共振電流の周波数に関
連付けらｎる。

例えば、代表的な装置周波数が４ＱＨｚでありかつ装置
を循環する次同期共振電流の周波数の代表的な値がＩＩ
　Ｑ　Ｈ２である場合、予期さｎる機械的発振周波数は
ｂ　ＯＨ２−１ＩＯＨｚｉたＶｉ、ｘ。

Ｈｚになる。

第１図はダイナミック・スタビライザ／１０および／コ
θの各々中の可変リアクトルの電流と電圧の関係を示す
０正弦波ｅλｔｅ！１１θ＾、弓。

弓、リ　は七ｎぞれの可変リアクトルの両端間の電圧で
ある。ダイナミック・スタビライザ／１０では、 ｅ　Ｉ＝ｖ　’−ｖ　’　（１１ ｂｃ ｅら−ｖ、；−ｖ、＾　（２） ｅｌ＝ｖ’−ｖ’（３１ ａｂ ダイナミック・スタビライザ／２０での電圧ｅに、Ｂ、
　ｅ：　も同様に表わさｎる。矢印は電流パルスＰを表
わす。／サイクル毎に、各ダイナミック・スタビライザ
で６つ、全部で／コの電流パルスが発生さｎる。その結
果、このダイナミンク・スタビライザ構成は／、２パル
ス装置とも言わｎる。全ての可変リアクトルが同一の導
通角すなわち位相角を持つように各ダイナミック・スタ
ビライザ中のサイリスタが慣用の仕方で点弧さｎるなら
ば、電流パルスＰは各電圧零交差点Ｑで発生しかつこの
零交差点Ｑに対して完全に対称的である。

電流パルスＰは高調波電流を生じる。しかし、電流パル
スＰの対称性のために、電流パルスＰは偶数の高調波を
含まず、３の倍数である奇数の高調波は各ダイナミック
・スタビライザの３角結線した可変リアクトル内を循環
する。生じらｆる奇数の高調波電流は７次、５次、７次
、ｌ１次、７３次、１２次、ｌ？次−−−−・−ｎ次（
ｎは３で割ｎない奇数の整数である）の高調波である。

ｎ　＝　／、？、／、７．／９・・・・・・（６づつ増
える）に相当する高調波周波数は相回転ａ、ｂ、Ｏを持
つ平衡した多相電流を生じるのに、””！、／／、／７
・・・・・・（６づつ増える）に相当する高調波周波数
は相回転ａ、ｃ、ｂを持つ平衡した多相電流を生じコＯ
゛（ る。対称的な電気成分の原理により、これら２組の電流
はそｎぞれ正相電流、逆相電流と呼ばｎる。当業者なら
理解できるように、零相の高調波電流はサイリスタ制御
のせいで発電機へ供給されない。

結合変圧器／３０がダイナミック・スタビ２イザ中に生
じた不所望な高調波電流を打消す有効さを決定する際に
、状況を理想変圧器の見地からまず分析する。ダイナミ
ック・スタビライザ／１０では３つの相ａｌ　、　ｂ、
ｌ　、　ＣＩの電圧および電流はｌコθ０変位し、同様
にダイナミック・スタビライザノコＯでも相ＩＮ、ｂｌ
＋、（Ｈｌｌ　の電圧および電流は／λＯ０変位してい
る。この幾何学的形状の波形によｎば、もしダイナミッ
ク・スタビライザｉｉｏの相ａｌ、ｂｌ、ｃｌ　の電圧
とダイナミック・スタビ２イザ／コＯの相、１１．ｂＩ
Ｉ。

Ｃ１１の電圧との間に３００の移相があｎば選択した高
調波電流を打消すことが示唆さｎる。この移相は補助−
次巻線対主一次巻線のターン比によりかつ変圧器巻線の
極性によシ制御さｎる。

３角結線さｎｒｒ、ｉ次巻線は、主−次巻線のターンの
ｑ倍に等しい多数のターンを有する。等しいＩ次巻線入
力電圧および一次巻線出力電圧に対し、ｑの理論値はＪ
／ｖｒλ　である。補助２次巻線のターン数は主２次巻
線のターン数のに倍にすべきである。ｋに対する理論値
は＜ｆ、ｔ−／）／、２　である。事実、ｑおよびｋの
実際値は−ｔｎらの理論値の±θ、ｉ％以内にあシ得る
。第３図に示したような変圧器巻線の極性では、ダイナ
ミック・スタビライザ７１０の電圧の方かダイナミック
・スタビ２イザ／２０の電圧よりも３００進む。主−次
巻線の電圧に対し、前者の電圧は約１５°遅れるが、後
者の電圧は大体同量進む。サイリスタへの制御信号を適
切に変えるならば、上述したことの逆も成立する。

ｑおよびｋの値が与えられると、１次巻線／ｌＩ２．／
ｌｌ’ｌ、／ｌＩ１．　＋７）正弦波電圧ｖａ、　ｖ　
ｂ、　ｖ。

並びにダイナミック・スタビ２イザでの電圧は等しい、
すなわち／：／の全電圧変換であると仮定さ詐る。もし
ノ：／でなければ、７次電圧（，２３゜ と２次電圧の据幅差を考慮するためにｑの所定値に係数
が含めらｎる。例えば、もしｑ　＝　ｎ（，７／ｆ、２
）ならば、１次電圧は２次出力電圧のｎ倍になるだろう
。更に、ｑおよびｋの値は漏洩リアクタンスを有する変
圧器にも有効である。

この発明の結合変圧器は、一般に３相変圧器として実現
さｎるけど、分析用に３個の単相変圧器として考察でき
る。第５図は相ａ用変圧器の等価回路を示す。同等な回
路は相す用変圧器および相Ｃ用変圧器にも適用さｎる。

単相変圧器３００は９個の巻線すなわち／次巻線３コθ
、主２次巻線３１ＩＯ並びに−個の補助ｎ次巻線３６θ
および３ｇｏを有する。実際問題として、２個の補助２
次巻線３６０および３ｇＯは一本巻であり、そのために
７００％結合されたと考えられる。各相銀に９個の巻線
があるので、極めて複雑な等価回路になる。こ＼では２
個の補助２次巻線が閉結合されるので、第５図のより簡
単な等価回路を使用できる。こｎは３巻線等１八〜 価回路の特殊な適応である。

単相変圧器３０θは夕対の端子すなわちｉ次巻線に対応
する端子対ｑ２０、主コ次巻線３’ＩＯの端子対４Ｉｏ
ｏ、補助２次巻線３６θ、３１０のそれぞｎ端子対／Ｉ
６θ、４ｔｔθ　を有する。第５図の一点鎖線内の回路
素子は相已用変圧器の等価回路を構成する。等価回路は
グ個の理想変圧器から成る。すなわち理想変圧器３コニ
は７次巻線３．２０と関連付けられかつｑ：ｌのターン
比を有し、理想変圧器３ダコは主λ次巻線３ダＯと関連
付けらｎかつｌ：／のターン比を有し、理想変圧器ＳＳ
Ｏおよび３７０は補助ｎ次巻線３６０および３１０と関
連付けられる。理想変圧器、ｙｓｏと３りＯでは、前者
が３個の巻線Ｊ！；２，３！ダ、３！Ａ　を有しかつそ
の各々がとｎら３個の巻線３５コ、　３！’Ｉ　、　３
ｊｒ６　のどの対の間でも／二／のターン比全方し、後
者かに：ｌのターン比を有する。

等価回路を調べると分るように、アンペア・ターンの打
消しはぐ個の巻線すなわち１次巻線３２０１主λ次巻線
３’ｌθ、補助−次巻線３６θ、３ｇθ　問および所要
の無負荷電圧比間で保持しなければならない。単相変圧
器３００の漏洩リアクタンスの影響はインダクタンスＬ
ｃＬ。

ＬおよびＬｋで表わされる。ただし、 Ｌｑ＝１次巻線３２０の漏洩リアクタンス、Ｌ＝主λ次
巻線Ｊ４ｔＯの漏洩リアクタンス、そしてＬｋ＝補助−
次巻線３４０および３１０の共通の漏洩リアクタンスで
ある。

Ｌｋ　はユ本巻の補助ｎ次巻線のどちらかの漏洩リアク
タンスとも考えらｎる。一本巻のｉｏ。

チ結合のためにＬｋの説明は互換性がある。もしＴ、：
、２Ｌｋであるか漏洩リアクタンスが無は扛ば、起るの
は３次、７次、ｌり次、１９次１．２２次、３７次・・
・・・・ｎ次、ｐ次（ただしｎ＝ｊ　＋　Ｚ、ｐ：り＋
２そしてｚ＝ｌコの倍数である◇）の高調波電流の完全
な打消しである。漏洩リアクタンスを持たない変圧器を
作ることは不可能であるので、この発明の変圧器は漏洩
リアクタンスＬ＝コＬｋ士約ＩＯ％に構成すべきである
。

この場合に漏洩リアクタンスがダイナミック・スタビラ
イザの電圧に及ぼす影響を示したのが第６図である。第
６図における８Ａ、６＋、６＋はダイナミック・アナラ
イザ１１０のそれぞｎ可変リアクトル／／／、／／３．
／／、５’　に対して生じらｎ１同様な波形はダイナミ
ック・アナライザ７．２０でも生じられる。第６図では
θよ、θ昌θ占の電圧波形に付加さｎた５次高調波が示
さｎる。これらの波形を調べると、半波対称性すなわち
θヨ（ωｔ）＝ｅＱ（−ωｔ）であることが分り、これ
は第ｑ図の波形中に存在する。こｎは、ダイナミック・
スタビ２イザ中に生じた電流パルスが対称的でありかつ
適尚に移相されて結合変圧器への選択的に打消される電
流を生じることを保証する。残りの奇数高調波を付加す
ると、実質的にはもつとひずんだ電圧波形になるが、そ
ｎ、でもまだ半波対称性を呈する。従って、所望の高調
波打消しを行うのに正弦波電圧は不要である。

結合変圧器ｉ、ｔｏ用の巻線（第７図および第を図）第
７図および第を図には結合変圧器−／３０のための巻線
が図示さｎておシ、こｔ″ＬＦｉ高調波を打消すために
必要なＬおよびＬｋの正の値を実現する。結合変圧器７
．３０は３脚磁気鉄心７１０を有する。この鉄心り１０
は積層鉄心でちゃかつ間隔を置いた３つの脚り／２，７
／’Ｉ、？／Ａ　から成る０こｎらの脚はその両端で上
側ヨークｑｙｔおよび下側ヨーククλＯへ接続される。

便宜上、脚’ｙｉ、２．ｔｉｑ、’ｒｉｂ　をそ【ぞｎ
相ａ。

ｂ、ｃに関連させる。

一般に、各相に関連付けら扛た巻線は絶縁管７．２λに
巻か扛かつ上側ヨーク７／ｇを取付ける前に各脚のまわ
りに位置決めされる。絶縁ボード７．２ダは異なる相の
隣接巻線間に挿入される。各相の鉄心の各脚のまわりの
巻線の構成は事実上同じであるので、相ａの構成だけを
説明する。各相毎の２個の補助−次巻線は第１と第２の
共通の２本巻部分を提供するように巻かれる。相ａでは
、第１１第一の共通のコ本巻部分はそｎぞれ巻線部分／
ｊコＡ／および１５λＡＡ／。

１５コＡ、２および１５コＡＡ、２によって表わさｎる
。

同じことは相すおよびＣについても言える。

第７の共通のλ本巻部分すなわち巻線部分１５λＡ／お
よび／！２ＡＡ／、主−次巻線１ター次巻線１５コのλ
本巻部分すなわち巻線部分／ｊ−，２Ａ、２および／ｊ
、２ＡＡＪは、鉄心りｌθの脚り／コから始って上述の
順序で同軸的にかつ半径状に隣接して位置決めさｎる。

他の一つの相の巻線も同様に配役さ扛る。７次巻線ｌク
コ。

／’ＩＱ、／り６　は３角結線さｎる。主コ次巻線ｉｓ
コ、ｉｓダ、／、ダ６　並びに補助λ次巻線ｌｊλＡ。

／ｊ、２ＡＡ、ノｊダＢ　、　／ｊＩＩＥＢ　、　／！
４０　、　／！；１，００はフォークＹ結線される。す
なわち、他の一つの相の各々の一方の補助λ次巻線はＹ
結線された主−次巻線の各々の自由端へ電気的に接続さ
れ、３相合部が王２次巻線および補助λ次巻線の各組合
わせ中に存在する。コ個の補助λ次巻線を第１と第一の
共通のλ本巻部分に分けかつ後者を各相毎に主−次巻線
と７次巻線の間に挿入することにより、各相毎の主２次
巻線の漏洩リアクタンスおよび主λ次巻線に取付ｆｆ７
１ｉ助λ次巻線の共通の漏洩リアクタンスは正の値にさ
ｎる。この構成でリアクタンスＬおよびＬ２に対して正
の値を生じると、生λ次巻線の漏洩リアクタンスが補助
−次巻線の共通の漏洩リアクタンスの約２倍にさｎるよ
うに２次巻線を構成できる。巻線のこの構成は、変圧器
に対し現存の製造装置も使用させる。−次巻線はｎｏ“
λ のターン比を満足するようにも巻かれる。これらλつの
条件が満足さｎると、上述したように相互接続さｎた変
圧器は選択した高調波周波数を所望通フ打消す。

７次巻線は連続巻巻線でありかつ主λ次巻線および補助
−次巻線はら腹巻巻線であることが望ましい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、／コ相フォーク結線において５次、
７次、ｌり次、１９次・・・・・・の高調波を打消せる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術で利用さｎた巻線を断面図で示す構成
の概略図、第２図はこの発明を利用する電気系統の概略
図、第３図はデュアル・ダイナミック・スタビライザお
よび結合変圧器を利用するこの発明の一実施例の配線図
、第１図は漏洩リアクタンスが無い変圧器のための第、
７図に例示したサイ９スタ制御式可変リアクトルの両端
間の電圧を示す波形図、第５図は第３図の３相変圧器の
うちのｌ相の等価回路図、第６図は変圧器漏洩リアクタ
ンスの影響を含む第７図の電圧波形図、第７図はこの発
明において鉄心の脚のまわり゛の巻線を示す断面図、そ
して第３図は第７図の線■−■における断面図である。 ７／θは３脚磁気鉄心、り／２と７／’ｌと７７６は脚
、／ダλと／４ｔダと／グ６は／次巻ｌｉＩ！＋！、１
５コＡと／ｊ、２ＡＡと／！；’ＩＢと１５りＢＢと／
！ｒｂＱと／ｊＡＯｏは補助コ次巻線、／ＳコＡ／と７
．５′コＡ、２と１５コＡ、Ａ／と１５コＡＡコと／！
ｒ’ｌＢ／と／ＳグＢコと１５亭ＥＢ／と／！；’ＩＢ
Ｂλと１ｓｂａ／と／！；６０２と／！１＝００７と／
’ｊ：Ａ　ＯＯコは補助コ次巻線の巻線部分すなわち一
本巻部分、／ｊλと１ｓｌＩと１５６は王コ次巻線であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　３脚磁気鉄心と、相数に相当する複数個の／次巻線
   と、第１および第一の共通のコ本巻部分を提供するよう
   に巻かｔｌ、た各相毎に２個の補助コ次巻線と、前記１
   次巻線の数に等しい複数個の主−次巻線とを備え、前記
   第１の共通の一本巻部分、前記主λ次巻線、前記第λの
   共通のλ本巻部分および前記主λ次巻線はこの１−序で
   同軸にかつ半径方向に隣接して前記鉄心の各脚から始シ
   、前記／次巻線は３角結線され、前記主λ次巻線および
   前記補助λ次巻線はフォークＹ結線さｎていて、他のコ
   相の各々の一方の補助λ次巻線がＹ結線さ【た主コ次巻
   線の各々の自由端へ電気的に接続さｎ３相全部が主−次
   巻線と補助２次巻線の各組合わせ中に存在し、従って各
   相毎の前記主λ次巻線の漏洩リアクタンスおよび前記主
   −次巻線に取付けられた補助２次巻線の共通の漏洩リア
   クタンスはその値が正であり、前記主λ次巻線の漏洩リ
   アクタンスは前記補助−次巻線の共通の漏洩リアクタン
   スの約２倍である３相内鉄形変圧器。 ユ　１次巻線が連続巻巻線である特許請求の範囲第１項
   記載の３相内鉄形変圧器。 ユ　主−次巻線がら旋巻巻線である特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の３相内鉄形変圧器。 各　補助２次巻線がら旋巻巻線でおる特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずｎか記載の３相内鉄形変圧器。 よ　１次巻線は連続巻巻線であシ、主−次巻線および補
   助２次巻線はら旋巻巻線である特許請求の範囲第１項な
   いし第ダ項のいずｎか記載の３相内鉄形変圧器。