JPS6334417Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、鉄共振定電圧変圧器の共振コイル焼
損防止を目的とするものである。

鉄共振形定電圧変圧器は負荷異常時に負荷電流
の直流電流成分によつて損失が増大し焼損するこ
とがあつた。本考案はこれを防止しようとするも
のである。

従来の鉄共振形定電圧変圧器の接続の一例を示
せば、第１図に示すように、鉄共振定電圧変圧器
（以下単に変圧器という）１の電源側に電流計２
および遮断器３を介して交流電源４が接続され、
負荷側に電流計５および遮断器６を介して全波整
流負荷７が接続され、更に変圧器１の共振回路に
電流計８が接続されている。ここで、変圧器１の
共振回路は共振コンデンサ１１と波形整形リアク
トル１２が直列に接続され、これらのものが閉磁
路鉄心１３に巻装された共振コイル１４と直列に
接続され形成されている。また、変圧器１の負荷
側の出力コイルは共振コイル１４と共有してい
る。また、変圧器１の入力コイル１５と共振コイ
ル１４との間には磁気分路鉄心１６，１６′が設
けられ、両コイル間の継鉄より他の継鉄部に両コ
イルの磁束を分路するよう構成されている。更
に、全波整流負荷７と単相全波整流器（以下単に
整流器という）７１の出力側に負荷抵抗器７２を
接続し、整流器７１の入力側が遮断器６の出力側
と接続されている。更にまた、遮断器３，６は過
電流保護を備えている。

また、第１図に示した電流計５，８の電流波形
は第２図および第３図のように示され、共振電流
の波形は正負とも同じ波形で、その波高値は等し
い。

かくして負荷の整流器７１の４アーム中１アー
ムが（整流器７１の定格値以上の電流が流れて）
破損し断となつて半波整流となつた場合の電流計
５，８の電流波形は第４図、第５図のようにな
る。この時、電流計５の指示値は第２図に示した
場合の指示値の１／√２となり、電流計８の指示
値はわずかに増加し、電流計２の指示値はわずか
減少する。

このような状態における負荷電流は直流分電流
を含むので変圧器１の閉磁路鉄心１３は偏励磁さ
れ、閉磁路鉄心１３中の鉄損は増加する。また、
共振電流は高調波電流成分が第３図に示した場合
に比べ著るしく増加し、更に鉄心の偏励磁によつ
て共振コイル１４内の洩れ磁束も増加し、共振コ
イル１４内の高調波電流による渦電流損は著るし
く大きくなる。従つて、共振コイル１４はコイル
内の損失の増大とコイルの内側に配置された閉磁
路鉄心１３の損失の増大とで発熱が増加し、焼損
することがあり、遮断器３，６内の渦電流保護装
置で変圧器１は保護できない。

本考案は、このように負荷電流に直流分電流が
含まれた場合、変圧器コイルの焼損を防止しよう
とするもので、その実施の１例を示せば第６図の
ようである。

第６図は本考案による変圧器の保護回路の一実
施例を示す接続図である。図中第１図と同符号の
ものは同じ機能を有する部分を示す。

第６図においては、第１図と同じく、変圧器１
の電源側に遮断器３を、負荷側に遮断器６を設け
た例を示してあるが、これらの遮断器３，６は何
れか一方を省略することもできる。

本考案においては異常電流を検出する検出器９
を付加してこれにより異常の発生を検出し、その
出力信号を信号線９４，９５によつて遮断器３，
６、あるいはその一方を動作させ共振コイル１４
の焼損防止をはかるものである。

つまり、検出器９は抵抗器９１とツエナーダイ
オード単相全波回路（以下単にツエナーという）
９２と増幅器９３とを備え、抵抗器９１は変圧器
１の共振回路に挿入されている。そして、抵抗器
９１の両側とツエナー９２の入力側とが接続さ
れ、ツエナー９２の出力側は増幅器９３の入力側
と接続され、増幅器９３の出力側の信号線９４，
９５は遮断器３，６の引き外し端子に接続されて
いる。なお、変圧器１、遮断器３、遮断器６、交
流電源４および全波整流負荷７の説明に関して
は、第１図で説明したためここでは省略する。

整流器７１が正常時の増幅器９３の入力波形を
示せば第７図ｂのようで、抵抗器９１の両端出力
は第３図に示した波形と同様であり、４個のツエ
ナーダイオードで構成されたツエナー９２の出力
はブリツジ回路より出力が得られる電圧V₀より
ツエナー９２の入力電圧が低いため、第７図ｂに
示すように零電位となり、増幅器９３の出力側の
信号線９４，９５には出力信号が伝達されない。

整流器７１の４アーム中１アームが破損し断と
なつて変圧器１の出力電流が第４図に示した電流
波形のようになつた場合は抵抗器９１の出力は第
８図ａのようになり、ツエナー９２の入力は電圧
V₀を超えるのでツエナー９２の出力すなわち増
幅器９３の入力電圧V₁は第８図ｂのようになる。
そのため、信号線９４，９５に出力信号が伝達さ
れ遮断器３，６を動作させ交流電源４からの電源
供給および全波整流負荷７のそれぞれから変圧器
１を開放することによつて共振コイル１４を保護
する。

変圧器として第６図に示したような構成のもの
について説明したが、本考案の検出器９は第９図
に示したような接続によつて構成された鉄共振定
電圧装置の飽和リアクトル１７を用いた回路でも
飽和リアクトル１７の焼損を防止することができ
る。

なお第９図において、第６図と同符号のものは
同じ機能を有する部分を示す。また飽和リアクト
ル１７は直列に接続した検出器９の抵抗器９１、
共振コンデンサ１１、および波形整流リアクトル
１２と直列に接続され、飽和リアクトル１７の異
つた引出し端子（ａ，ｂ）は遮断器３の出力側の
一方と、遮断器６の入力側の一方にそれぞれ接続
されている。遮断器３の出力側の他方は交流リア
クトル１８を介して遮断器６の入力側の他方に接
続されている。

以上の説明において、例えば第６図に示したも
のは共振コイルが鉄心を共有するものについて説
明したが、両者が磁気的に密に結合されていれば
別コイルであつても何等支障はない。

また、共振回路に流れる電流を検出するものと
して抵抗器９１を設けたが、検出する手段として
はこれに限定されず如何ようのものでもよい。

以上説明したように本考案によれば、整流器が
破損して断となり、負荷電流に直流分電流が含ま
れても変圧器コイルの焼損を防止することができ
る。よつて、本考案にかかる変圧器は実用性の高
いものを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の鉄共振定電圧変圧器を示す接続
図、第２図、第３図は負荷が正常時の負荷電流波
形、共振回路電流波形、第４図、第５図は負荷が
異常時の負荷電流波形、共振回路電流波形、第６
図は本考案にかかる鉄共振定電圧変圧器の保護回
路の一実施例を示す接続図、第７図ａ，ｂは負荷
が正常時の場合共振回路に流れる電流を検出する
抵抗器両端間の電圧波形と検出器９の出力波形、
第８図ａ，ｂは負荷が異常時の場合の対応する波
形図、第９図は本考案の他の実施例を示す接続図
である。 １……鉄共振定電圧変圧器、３，６……遮断
器、４……電源、７……全波整流負荷、２，５，
８……電流計、１１……共振コンデンサ、１２…
…リアクトル、１３……鉄心、１４……共振コイ
ル、１５……入力コイル、１６，１６′……分路
鉄心、７１……整流器、７２……負荷抵抗器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 入力コイルと、出力コイルを共有した共振コイ
   ルとをそれぞれ閉磁路鉄心に巻装し、前記入力コ
   イルと前記共振コイル間に磁気分路鉄心を設け、
   該磁気分路鉄心は前記両コイル間の継鉄より他の
   継鉄部に前記両コイルの磁束を分路するよう構成
   し、前記共振コイルに共振コンデンサを接続して
   なる鉄共振定電圧変圧器において、 前記共振コンデンサに流れる共振電流の波高値
   が定められた値を超えたことを検出する検出器を
   設け、該検出器の出力信号によつて、前記鉄共振
   定電圧変圧器の交流電源または鉄共振定電圧変圧
   器の負荷を開放する装置を電源側および負荷側の
   少くとも一方に備えたことを特徴とする鉄共振定
   電圧変圧器。