JPS6127889B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直流高電圧発生装置に係り、特に直
流高電圧発生装置の高圧変圧器に関する。

直流高電圧発生装置が用いられるものとして従
来より第１図に示す３相12パルス方式のＸ線発生
装置が知られている。

図示したように、高圧変圧器１は鉄心２に関連
させて設けられる低圧巻線３と〓結線される高圧
巻線４とからなる〓―〓変圧器と、前記低圧巻線
３と△結線される高圧巻線５とからなる〓―△変
圧器とが一体に形成されている。低圧巻線３の一
端は図示してない３相交流電源にそれぞれ接続さ
れ、他端は制御回路６に接続されている。高圧巻
線４および５の出力端子は３相12パルス整流装置
７に接続され、この整流装置７の出力端子は平滑
回路８に接続されている。この平滑回路８の出力
端子はＸ線管９に接続されている。

このように構成されるＸ線発生装置では、入力
される３相交流電圧を高圧変圧器１で所望とする
高電圧の６相交流電圧に昇圧し、この６相交流電
圧を整流装置７および平滑回路８により全波整流
および平滑させて、Ｘ線管９に値流高電圧を印加
している。これによりＸ線管９からＸ線が放出さ
れる。

Ｘ線写真撮影などを行う場合にあつては、鮮明
な均質画像を得るため放射されるＸ線量が一定な
ものであることが肝要であることから、Ｘ線管に
印加される直流高電圧をリツプルのない一定な電
圧とすることが要求されている。従つて、従来よ
り直流高電圧のリツプリを低減させるため、高圧
変圧器の出力相数を増やして多相整流化を図ると
ともに平滑回路を改善するなどの試みがなされて
いる。また、高圧変圧器にあつては、出力交流電
圧の波形を各相均等なものとすることによりリツ
プルを低減させることが要求されている。

第１図図示従来例に示した高圧変圧器１の主要
部断面図を第２図に示す。

図示したように、鉄心２は直状の各相主脚２
Ｕ，２Ｖ，２Ｗおよびこの主脚２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ
の両端に接合される継鉄２Ａ，２Ｂから形成され
ており、低圧巻線３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが各相主脚２
Ｕ，２Ｖ，２Ｗの外周に筒状に巻回され、高圧巻
線４Ｕ，４Ｖ，４Ｗおよび高圧巻線５Ｕ，５Ｖ，
５Ｗがそれぞれ対応する低圧巻線３Ｕ，３Ｖ，３
Ｗの外周にその低圧巻線と同心筒状に巻回されて
それぞれ〓―〓変圧器および〓―△変圧器が構成
されている。この〓―〓変圧器と〓―△変圧器の
漏れリアクタンス、即ち前記主脚２Ｕ，２Ｖ，２
Ｗに巻回された低圧巻線３と高圧巻線４間の漏れ
リアクタンスと、低圧巻線３と高圧巻線５間の漏
れリアクタンスとが整合されていないと出力交流
電圧波形が不均等なものとなり、Ｘ線管に印加さ
れる直流電圧のリツプルが増大されることが知ら
れている。従つて、前記の〓―〓変圧器と〓―△
変圧器間の漏れリアクタンスがほぼ等しくなるよ
うに高圧巻線４および５は巻回配置されている。

また、前記各々の変圧器の漏れリアクタンスの
３相間の不整合もＸ線管電圧のリツプル増大の要
因となるため、３相の各巻線は同一寸法で製作さ
れ、各相の主脚に対して同一位置に巻回配置させ
るように配慮されている。

ところが、変圧器の漏れリアクタンスは巻線寸
法および配置のみでよく、鉄心およびタンクのよ
うな金属構造材によつても影響されるものであ
る。従つて、第２図に示す鉄心の構造にあつては
磁気回路が不平衡であることから、上述したよう
に各相の巻線方法および配置を同一にしてもそれ
ぞれの変圧器の３相間の漏れリアクタンスには不
整合が生じてしまう。

即ち、第２図に示した鉄心２の構造は、３つの
平行する主脚のうち両端の主脚２Ｕおよび２Ｗの
両端は継鉄２Ａ，２ＢとそれぞれＬ字型に接合さ
れているが、中央の主脚２Ｖは継鉄２Ａ，２Ｂと
Ｔ字型に接合されている。つまり、この中央主脚
２Ｖに巻回されるＶ相の巻線３Ｖ，４Ｖ，５Ｖに
よる漏れ磁束は、両端の主脚２Ｕ，２Ｗに巻回さ
れるＵ相およびＶ相の巻線の漏れ磁束よりも、鉄
心に侵入しやすい構造になつている。従つて、Ｖ
相巻線３Ｖ，４Ｖ，５Ｖ相互間の漏れリアクタン
スは両端のＵ相およびＷ相巻線の漏れリアクタン
スよりも大きなものとなつている。

このことから、従来、上述のような鉄心構造の
場合には、主脚２Ｕと主脚２Ｗとに巻回される高
圧巻線４Ｕ，４Ｗおよび５Ｕ，５Ｗと対応する主
脚２Ｖに巻回される高圧巻線４Ｖおよび５Ｖとの
巻線形状寸法にそれぞれ相違をもたせることによ
り、Ｕ，Ｖ，W3相間の漏れリアクタンスを整合
させる方法が考案されている。

しかしながら、高圧巻線の巻線形状寸法を異な
らせて多種形状の高圧巻線を製作することは、製
作工程数が増加して煩雑であるばかりでなく互換
性に欠けることなどから経済的にも高価格となる
という欠点があつた。

本発明の目的は、高圧巻線の巻線形状寸法を各
相ごとに変えることなく簡単な手段により、それ
ぞれの３相の漏れリアクタンスを整合させた高圧
変圧器を提供することにある。

本発明は、３相間の磁気回路に不平衡を有する
３相鉄心の各主脚に筒状に巻回させて設けられる
少なくとも１つの低圧巻線と、該低圧巻線に対応
させて該低圧巻線と同心筒状に巻回させて軸方向
に列設され且つ組ごとに同一形状・同一寸法に形
成される複数組の高圧巻線とを備えてなる高圧変
圧器において、上記低圧巻線は同一形状・同寸法
に形成され且つ対応する主脚の同一位置に配置さ
れるものとして、この低圧巻線に対応させて設け
られる高圧巻線のうち、中央主脚の高圧巻線は他
の主脚の高圧巻線の両継鉄に対する距離と比較し
て大小又は小となるように配置することにより、
言い換えれば３相高圧巻線相互間の主脚軸方向位
置を変えることにより、それぞれの３相の漏れリ
アクタンスを整合させようとするものである。あ
るいは、３相間の磁気回路に不平衡を有する３相
鉄心の各主脚に筒状に巻回させて設けられる少な
くとも１つの低圧巻線と、該低圧巻線に対応させ
て該低圧巻線と同心筒状に巻回させて軸方向に列
設され且つ組ごとに同一形状・同一寸法に形成さ
れる複数組の高圧巻線とを備えてなる高圧変圧器
において、上記複数組の高圧巻線は対応する主脚
の同一位置に配置されるものとし、この高圧巻線
に対応させて設けられる低圧巻線のうち、中央主
脚の低圧巻線は他の主脚の低圧巻線の両継鉄に対
する距離と比較して小となるように形成すること
により、言い換えれば３相低圧巻線相互間の主脚
軸方向位置又は巻線寸法を変えることにより、そ
れぞれの３相間の漏れリアクタンスを整合させよ
うとするものである。

以下、本発明の図示実施例を用いて説明する。

第３図〜第８図は本発明の実施例の部分断面図
を示しており、高圧変圧器の１相分の巻線構成を
示す片断面図である。なお、鉄心の形状は第２図
図示従来例と同一に形成され、また各相の高圧巻
線はそれぞれ同一形状および同一寸法に形成され
たものであり、同一の符号を付して示されてい
る。

第３図は、本発明の第１実施例の部分断面図で
ある。

図示したように、Ｕ相主脚２Ｕの外周に低圧巻
線３１Ｕが筒状に巻回配置され、この低圧巻線３
１Ｕの外周に〓結線される高圧巻線４１Ｕおよび
△結線される高圧巻線５１Ｕが同一筒状に列設し
て巻回配置されている。また、比較を容易にする
ため同図中にＶ相主脚２Ｖに巻回される各巻線が
符号に（）を付して示されている。なお、図示さ
れてないＷ相の巻線構成は前記Ｕ相と同一に形成
されている。

図において、Ｕ相の低圧巻線３１Ｕは対応する
高圧巻線４１Ｕおよび５１Ｕの片方の巻線端がこ
の低圧巻線３１Ｕの巻線端よりも外側に突出され
る状態に配置されている。これに対し、破線で示
されたＶ相の低圧巻線３１Ｖは高圧巻線４１Ｖお
よび５１Ｖの巻線端とこの低圧巻線３１Ｖの巻線
端とがほぼ同一位置になるように係合配置されて
いる。即ち、各相の高圧巻線はそれぞれの主脚に
対して同一位置に配置されているので、Ｖ相の低
圧巻線３１Ｖに比較してＵ相およびＷ相の主脚に
巻回される低圧巻線３１Ｕおよび３１Ｗの巻線長
さ（主脚軸方向巻線寸法）が短かく形成さている
ことになる。言い換えれば、中央主脚のＶ相の低
圧巻線３１Ｖが、他の主脚の低圧巻線３１Ｕ，３
１Ｗの両継鉄２Ａに対する距離と比較して小とな
るように巻回形成されている。

このように、筒状高圧巻線の一部を筒状低圧巻
線から外れた状態に係合配置させることにより、
低圧巻線３１Ｕ―高圧巻線４１Ｕ間および低圧巻
線３１Ｕ―高圧巻線５１Ｕ間の漏れリアクタンス
が大きくなる。従つて、各相間の漏れリアクタン
スの差に応じて低圧巻線の巻線長さを選定するこ
とにより、それぞれの３相の低圧巻線と高圧巻線
間の漏れリアクタンスを整合させることができ
る。

従つて、本実施例によれば、高圧巻線の巻線形
状寸法を相ごとに変えることなく、簡単にそれぞ
れの３相の低圧巻線―高圧巻線間の漏れリアクタ
ンスを整合させることができる。

第４図は本発明の第２実施例の部分断面図を示
している。なお、図中前記第３図図示第１実施例
と同一符号の付されたものは同一機能を有するの
である。

本実施例と前記第３図図示の第１実施例と異な
るのは、高圧巻線と同様に各相の低圧巻線が同一
形状および同一寸法に形成されたものであるこ
と、および主脚２Ｕ，２Ｗに設けられる高圧巻線
４１Ｕ，５１Ｕおよび４１Ｗ，５１Ｗの巻回位置
を変えることにより、対応する低圧巻線３１Ｕ，
３１Ｗの巻線端よりも前記各高圧巻線４１Ｕ，５
１Ｕ，４１Ｗ，５１Ｗの巻線端を外側に突出させ
て係合配置させたことにある。言い換えれば、中
央主脚のＶ相の高圧巻線４１Ｖ，５１Ｖは、他の
主脚の高圧巻線４１Ｕ，５１Ｕ，４１Ｗ，５１Ｗ
の両継鉄２Ａに対する距離と比較して大となるよ
うに配置されている。

同一の主脚に巻回される高圧巻線相互の間隔が
３相において等しい場合には前述したように鉄心
形状の不平衡により中央の主脚に巻回されるＶ相
の高圧巻線間のリアクタンスが大きくなるが、本
実施例によれば、主脚２Ｖの図中破線で示された
高圧巻線４１Ｖ，５１Ｖ相互間隔より、両端の主
脚２Ｕおよび２Ｗのそれぞれの高圧巻線４１Ｕ，
５１Ｕおよび４１Ｗ，５１Ｗの間隔を大きくし
て、高圧巻線４１Ｕ―５１Ｕ間および高圧巻線４
１Ｗ―５１Ｗ間の漏れリアクタンスを大きくさせ
ることにより、それぞれの３相の高圧巻線間の漏
れリアクタンスの整合を図つている。

従つて、本第２実施例によれば、前記第３図図
示第１実施例の効果に加えて、それぞれの３相の
高圧巻線間の漏れリアクタンスも整合させること
ができるから、〓―〓変圧器および〓―△変圧器
のそれぞれの３相の漏れリアクタンスを整合させ
ることができる。

なお、上述の第２実施例において、高圧巻線間
の漏れリアクタンスを３相において整合させるた
め、両端の主脚に巻回される２つの高圧巻線の間
隔を大きくすることによつたが、高圧絶縁に考慮
をはらつたうえで中央主脚に巻回される２つの高
圧巻線の間隔を小さくすることによつても同様の
効果が得られる。

また、上述の２つの高圧巻線の間隔は、それら
の高圧巻線間および高圧巻線と継鉄間に挿入され
る例えばプレスボードなどの絶縁材の厚さ、また
は枚数を調整することにより容易に変えることが
できる。

第５図に本発明の第３実施例の部分断面図を示
す。

図示のように、低圧巻線が対応する高圧巻線に
対してそれぞれ別々に設けられているものに本発
明が適用される場合の実施例を示している。

低圧巻線３２Ｕおよび３３Ｕが主脚２Ｕに所定
間隔を有して筒状に巻回されている。この低圧巻
線３２Ｕと３３Ｕの外周には〓結線される高圧巻
線４１Ｕおよび△結線される高圧巻線５１Ｕがそ
れぞれ同心筒状に巻回されている。また、比較を
容易にするため同図中に、主脚２Ｖに同様に巻回
される各巻線が符号に（）を付して示されてお
り、３２Ｕおよび３３Ｕの筒状巻線長は破線にて
示された３２Ｖおよび３３Ｖよりも短く形成され
ている。なお、図示してない主脚２Ｗに巻回され
る巻線は全て前記主脚２Ｕと同様に形成されてい
る。言い換えれば、中央主脚のＶ相の低圧巻線３
２Ｖ，３３Ｖは、第３図実施例と同様に、他の主
脚の低圧巻線３２Ｕ，３３Ｕ，３２Ｗ，３３Ｗの
両継鉄に対する距離と比較して小となるように巻
回形成されている。

一般に、対応する２つの巻線間の漏れリアクタ
ンスは、両巻線の巻線長さが等しく、且つその両
巻線の係合する軸方向寸法が最大のときに最小と
なることが知られている。

このことから、本第３実施例によれば、低圧巻
線３２Ｕおよび３３Ｕの巻線長さを対応する高圧
巻線の巻線長さよりも短く形成することにより両
端の主脚に巻回される低圧―高圧巻線間の漏れリ
アクタンスを調整して、それぞれの３相の低圧―
高圧巻線間の漏れリアクタンスを整合させること
ができる。

なお、上述の第３実施例では低圧巻線３２Ｕお
よび３３Ｕを短く形成したが、逆に対応する高圧
巻線の巻線長さより長く形成することによつても
同様の効果が得られる。

第６図〜第８図は前記第５図図示実施例と同様
に、低圧巻線が対応する高圧巻線に対してそれぞ
れ別々に設けられる場合の本発明の他の実施例を
示すものである。図中第５図図示実施例と同一の
符号の付されたものは同一の部品・同一の機能を
有するものである。また、低圧巻線はそれぞれの
３相においては略同一の形状および寸法にて形成
されるものである。

第６図においては、両端の主脚２Ｕおよび２Ｗ
に巻回される低圧巻線３４Ｕ，３５Ｕおよび図示
してない低圧巻線３４Ｗ，３５Ｗをそれらの相互
間隔が狭くなる方向にずらして、対応する高圧巻
線の巻線端が外側に外れるように配置したもので
ある。言い換えれば、中央主脚のＶ相の低圧巻線
３４Ｖ，３５Ｖは、第３図実施例と同様に、他の
主脚の低圧巻線３４Ｕ，３５Ｕ，３４Ｗ，３５Ｗ
の両継鉄に対する距離と比較して小となるように
配置形成されている。

第７図においては、両端の主脚２Ｕおよび２Ｗ
に巻回される高圧巻線４１Ｕ，５１Ｕおよび図示
してない高圧巻線４１Ｗ，５１Ｗをそれぞれの間
隔を保持させながら同一方向にずらして配置した
ものである。言い換えれば、中央主脚の一方のＶ
相の高圧巻線４１Ｖは、第４図実施例と同様に、
他の主脚の高圧巻線４１Ｕ，４１Ｗの継鉄に対す
る距離と比較して大となるように、他方のＶ相の
高圧巻線５１Ｖは他の主脚の高圧巻線５１Ｕ，５
１Ｗの継鉄に対する距離と比較して小となるよう
に配置されている。

第８図においては、両端の主脚２Ｕおよび２Ｗ
に巻回される高圧巻線４１Ｕ，５１Ｕおよび図示
してない高圧巻線４１Ｗ，５１Ｗをそれぞれ反対
方向にずらして配置したものである。言い換えれ
ば、中央主脚のＶ相の高圧巻線４１Ｖ，５１Ｖ
は、第４図実施例と同様に、他の主脚の高圧巻線
４１Ｕ，５１Ｕ，４１Ｗ，５１Ｗの両継鉄に対す
る距離と比較して大となるように配置されてい
る。

このように構成することにより、第６図〜第８
図に示す実施例によれば、第５図図示実施例と同
様に、それぞれの低圧―高圧巻線間の漏れリアク
タンスを３相において整合させることができる。
また、特に第８図図示実施例によれば、前記第４
図図示第２実施例と同様に、それぞれの３相の高
圧巻線間の漏れリアクタンスをも整合させること
ができる。

以上説明した本発明の実施例においては、両端
の主脚に巻回される低圧巻線および高圧巻線はそ
れぞれ同一に配置されるものとして説明したが、
これに限られるものではなく、所望により、両端
の主脚ごとに異なる配置としても良い。例えば、
通常、変圧器の巻線および鉄心は絶縁油等の充填
される鉄などの金属材で形成されるタンク内に収
納されている。このような場合に鉄心とタンクの
配置関係によつては、タンクが漏れ磁束の径路と
なつて、各巻線間の漏れリアクタンスが変つてく
ることがある。特に、上述した実施例の鉄心構造
のものをＵ相を上部、Ｗ相を下部としてタンク内
に収納すると、Ｗ相巻線とタンク底板との間隔に
比べて、タンク上部はリード線の引き出し等のた
めに、通常Ｕ相巻線とタンク上板との間隔は大き
くなつてくる。このように、タンクの影響により
Ｕ相とＷ相との漏れリアクタンスが異なつてくる
場合には、上述した本発明の手法により、Ｕ相と
Ｗ相の巻線の配置または低圧巻線の形状と相違さ
せて３相間の漏れリアクタンスを整合させること
ができる。

以上、詳述したように本発明によれば、高圧巻
線の巻線形状および寸法を各相ごとに相違させる
ことなく、簡単な手段により３相の漏れリアクタ
ンスを整合させることができることから、出力交
流電圧の波形を均等なものとすることができる。
特に本発明をＸ線発生装置適用する場合には、リ
ツプルの少ない一定した直流高電圧が得られるこ
とから、均質で鮮明な画像のＸ線写真を得ること
ができるという著しい効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の３相12パルス方式のＸ線発生
装置の全体回路構成図、第２図は第１図図示従来
例の高圧変圧器の主要部断面図、第３図は本発明
の第１実施例の部分断面図、第４図は本発明の第
２実施例の部分断面図、第５図は本発明の第３実
施例の部分断面図、第６図乃至第８図は本発明の
他の実施例の部分断面図を示す。 １…高圧変圧器、２…鉄心、２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ
…主脚、３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ，３２Ｕ，３２
Ｖ，３２Ｗ，３３Ｕ，３３Ｖ，３３Ｗ，３４Ｕ，
３４Ｖ，３４Ｗ，３５Ｕ，３５Ｖ，３５Ｗ…低圧
巻線、４１Ｕ，４１Ｖ，４１Ｗ，５１Ｕ，５１
Ｖ，５１Ｗ…高圧巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３つの平行な直状主脚と該主脚の両端にそれ
   ぞれ直交させて接合される２つの直状継鉄とから
   なる枠状の３相変圧器鉄心と、前記各主脚に筒状
   に巻回させて設けられる１組又は複数組の３相低
   圧巻線と、該低圧巻線の外周に同心筒状に巻回さ
   せて軸方向に列設され且つ組毎に同一形状・同一
   寸法に形成される複数組の３相高圧巻線とを備え
   て構成される高圧変圧器において、上記３相低圧
   巻線は組毎に同一形状・同一寸法に形成され且つ
   対応する主脚の同一位置に配置され、中央主脚の
   高圧変圧器は他の主脚の高圧巻線の両継鉄に対す
   る距離と比較して大又は小となるように配置され
   たことを特徴とする高圧変圧器。 ２ ３つの平行な直状主脚と該主脚の両端にそれ
   ぞれ直交させて接合される２つの直状継鉄とから
   なる枠状の３相変圧器鉄心と、前記各主脚に筒状
   に巻回させて設けられる１組又は複数組の３相低
   圧巻線と、該低圧巻線の外周に同心筒状に巻回さ
   せて軸方向に列設され且つ組毎に同一形状・同一
   寸法に形成される複数組の３相高圧巻線とを備え
   て構成される高圧変圧器において、上記複数組の
   ３相高圧巻線は対応する主脚の同一位置に配置さ
   れ、中央主脚の低圧巻線は他の主脚の低圧巻線の
   両継鉄に対する距離と比較して小となるように形
   成されたことを特徴とする高圧変圧器。