JPS6389060A - 5脚鉄心型3倍周波数逓倍器 - Google Patents

5脚鉄心型3倍周波数逓倍器

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JPS6389060A
JPS6389060A JP61230129A JP23012986A JPS6389060A JP S6389060 A JPS6389060 A JP S6389060A JP 61230129 A JP61230129 A JP 61230129A JP 23012986 A JP23012986 A JP 23012986A JP S6389060 A JPS6389060 A JP S6389060A
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外史 山田
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Kanazawa University NUC
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、金属溶解炉用電源などに広く用いられる磁気
式の3倍周波敗退倍器、特に、5脚鉄心を用いて構成の
簡単化および大容量化を図った5脚鉄心型3倍周波数逓
倍器に関するものである。
(従来の技術) 従来、金属溶解炉用電源として使用されている磁気式三
相入力・単相出力用3倍周波敗退倍器は、第5図に示す
ように構成されており、最近では単品で6.000 K
VAO大容量のものまで製作されている。図示の構成に
よる3倍周波敗退倍器は、三相入力の各相に対して3個
の飽和リアクトル5T−1゜5T−2,5T−3を用い
、その−次側巻線Wi、−1,Wi。
−2,Wifi−3をΔ結線するとともに二次側巻線W
0−1.W、−2,W、−3を相互に直列に接続し、入
力側に直列インダクタンスL!n 1.Lt。
−2,L、n−3および並列容ficifi−1,C1
fi−2、Czfi 3を接続して基本周波数に共振さ
せるとともに、出力側に並列容ffi c oを接続し
て第3高調波の3倍周波数に共振させである。かかる構
成による3倍周波敗退倍器の動作原理は、三相入力電圧
Vin  1.  Vtn  2.  Vtn  3に
対して3個の鉄心5T−1,5T−2,5T−3の飽和
により生じた高調波電圧のうち、零相である3倍周波数
成分電圧V0をその二次側から出力させるものであるが
、入力端子中に生ずる高調波成分が多いために電流波形
の歪みが甚しくなるので、三相入力電源に悪影響を及ぼ
すうえに、損失が大きくてあまり良好な効率が得られな
い、などの欠点があり、かかる傾向は逓倍器の容量が増
大するに伴って実用上多くの問題を生じていた。
上述のような状況にある従来構成の問題を解決するため
に、本発明者らは、先に、第6図に示すような構成によ
る新たな形式の3倍周波敗退倍器を提案した。図示の構
成においては、上述した従来構成におけると同様の入力
共振回路を介し、線形リアクトルLRと飽和リアクトル
SRとの直列接続の一次側をΔ結線したものに三相入力
電圧を供給するとともに、その直列接続の二次側を相互
に直列に接続して、出力共振回路C0L0を介し、単相
出力電圧■。を取出すようにしている。かかる構成にお
いては、前述した従来構成に比して入力電流の歪率を1
75に軽減することができたが、その反面、使用するり
アク′トルの個数が2倍に増大したために、重量が従来
構成に比して50%増加するとともに価格も著しく増大
するなどの問題が生じていた。
(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来提案の構成における重量および価格の問題
をも解決するために、本発明者らは、次いで、第7図に
示すような構成の3倍周波敗退倍器をさらに提案した。
図示の構成においては、前述した従来構成におけると同
様の入力共振回路を介し、中央脚NLに空隙を設けた3
脚鉄心Tにおける中央脚NLと他の一脚N、との巻線の
直列接続を7結線したものに三相入力電圧を供給すると
ともに、その3脚鉄心の残る一脚N2の巻線を相互に直
列に接続して、出力共振回路C0L0を介し、単相出力
電圧■。を取出すようにしており、第5図示の従来構成
と同数のりアクドルを用い、したがって、第6図示の従
来提案構成のようにリアクトル個数の増加による重量の
増大を招くことなく、その従来提案構成によると同様に
入力電流波形の歪率を115に軽減することができた。
しかしながら、比較的複雑な構造の鉄心を複数個使用す
るために構成がやや複雑になり、改良の余地が残ってい
る、という問題点があった。
本発明の目的は、上述した従来の問題点を解決し、使用
するりアクドル鉄心の構造を簡単にするとともに使用個
数を減らした簡単な構成により、入力端子波形の歪率を
軽減するとともに損失を低域した高効率の三相入力・単
相出力用3倍周波敗退倍器を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、3倍周波敗退倍器のりアクドルに5脚鉄心を
用いて単一の鉄心により構成を簡単にするとともに重量
を低減し、しかも、特性を大幅に改善し得るようにした
ものである。
すなわち、本発明5脚鉄心型3倍周波数逓倍器は、第1
乃至第5の脚部を順次に設けて、磁気閉回路をなす鉄心
を備え、第1、第3および第5の前記脚部にそれぞれ同
様に巻回した各入力コイルの一端に、相互間にコンデン
サをそれぞれ接続して、3相交流入力の各相をそれぞれ
供給するとともに、当該各人力コイルの他端を共通に接
続し、第2および第4の前記脚部にそれぞれ同様に巻回
した各出力コイルの一端を共通に接続するとともに、当
該出力コイルの他端から、相互間にコンデンサを接続し
て、前記3相交流入力に対し3倍の周波数を有する単相
交流出力を取出すようにしたことを特徴とするものであ
る。
(作 用) 本発明によれば、磁気工学、パワーマグネテックス、電
気機器等に広く用いる3倍周波敗退倍器を、単一の5脚
鉄心を用いた簡単な構成により、軽量、低損失、高効率
で入出力電流電圧波形に歪みの少ない、極めて良好な特
性のものとすることができる。
(実施例) 以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。
まず、本発明5弾鉄心型3倍周波数逓倍器の回路構成の
具体例を第1図に示す。図示の構成において、本発明の
要部をなす5脚鉄心Tの入力脚をなす両外脚LG−1、
LG−5および中央脚LG−3に同一方向にそれぞれ巻
回した各入力巻線N−1゜N−5およびN3の各入力端
1’、5’および3′の相互間にそれぞれCi、、−1
,Ci、−2゜C,、−3を並列に接続するとともに、
三相入力端1.5および3との間にそれぞれ線形リアク
トルL、、−1,L、、−2,Li、−3を直列に接続
してあり、また、各入力巻線N−1N−5およびN−3
の他端を共通に接続してY結線にしである。
一方、5脚鉄心Tの出力層をなす雨中間)IIIILG
−2゜LG−4に同一方向にそれぞれ巻回した各出力巻
線N−2,N−4は相互に直列に接続して単相出力端2
.4間に接続してあり、その単相出力端2,4間にはコ
ンデンサC0を並列に接続しである。
上述した構成の5脚鉄心型3倍周波数逓倍器において、
その三相入力端1,3および5に平衡三相電圧を印加す
ると、5脚鉄心Tの各入力脚LG−1゜LG−3,LG
−5中には磁束の飽和が生じて高調波成分磁束が形成さ
れ、その高調波成分磁束中量も強大な第3高羽波磁束が
相対的にやや細くしである各出力別LG−2,LG−4
中を通過するので、それらの出力別LG−2,LG−4
に巻回した各出力巻線N−2,N−4には3倍周波数の
単相電圧が誘起し、その結果、各出力端2.4間には3
倍周波数の単相出力電圧■。が得られる。なお、かかる
周波数逓倍動作において、出力別LG−2,LG−4中
では基本波成分が打消されるので、出力端2.4間には
基本波電圧は現れない。
また、入力側に直列に接続した3個の線形リアクトルL
i、、 1.Lln  2.L+、、 3と、並列に接
続した3個のコンデンサC(、−1,Ci、−2゜C,
、、−3とはそれぞれ基本波周波数に共振し、入力側に
生ずる高調波歪成分を基本波に吸収して入力電圧一定化
の作用をなすとともに、高調波歪成分の電源側への帰還
を抑圧して電源装置に悪影′9が及ぶのを防止する役目
を果し、5脚狭心の飽和動作と相俟って三相定電圧回路
の作用効果をないしおり、本発明による3倍周波敗退倍
の動作特性を良好にしている。さらに、出力端2,4間
に並列に接続したコンデンサcoは、5脚鉄心Tの出力
別LG−2,LG−4の巻線N−2,N−4と第3高調
波に対して直列共振し、5脚鉄心Tの飽和動作と相俟っ
てその3倍周波数単相出力電圧を増大させる作用効果を
なしており、入力端共振回路ともどもに3倍周波敗退倍
の動作特性を良好にしている。
上述のような構成により上述のように動作する本発明5
pB鉄心型3倍周波数逓倍器の各入力端1゜3.5相互
間に印加する三相入力電圧V L nの変化に対するリ
アクトル巻線入力電圧V rn′、リアクトル巻線入力
電流1 inおよび単相出力電圧■。の変化特性を第2
図に示し、また、出力電流I。の変化に対する出力電圧
■。、出力パワーPoおよび負荷効率ηの変化特性、す
なわち本発明3倍周波敗退倍器の負荷特性を第3図に示
し、さらに、入力電圧V inと出力電圧V。との波形
の例を第4図に示す。これらの図から判るように、本発
明3倍周波敗退倍器の入出力電圧波形には歪みが権めで
少なく、良好な動作特性をもって三相入力・単相出力用
3倍周波敗退倍を行なうことができる。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明5脚鉄心型3倍
周波数逓倍器は、三相電源入力電圧に対して単相の3倍
周波数出力電圧を歪みの少ない良好な電圧電流波形をも
って効率よく得ることができ、簡単な構造を有する単一
の5脚鉄心リアクトルを用いて従来提案の構造に比して
20%乃至30%の重量軽減が達成され、低損失、高効
阜で良好な動作特性の3倍周波敗退倍を行なうことがで
きるという格別の効果を呈する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明5脚鉄心型3倍周波数逓侑器の構成例を
示す回路図、 第2図は同じくその周波数逓倍器の入力端子対入力電流
・出力電圧特性の例を示す特性曲線図、第3図は同じく
その周波数逓倍器の負荷特性の例を示す特性曲線図、 第4図は同じくその周波数逓倍器の入出力電圧波形の例
を示す波形図、 第5図は従来の3倍周波敗退倍器の構成を示す回路図、 第6図は従来提案による3倍周波敗退倍器の構成を示す
回路図、 第7図は他の従来提案による3倍周波敗退倍器の構成を
示す回路図である。 Ll ’ +3+3 ’ +5+5 ’・・・入力端2
.4.a、b・・・出力端 LJn  i、  Lt、12.  Ltn3. LR
−1,LR−2゜LR−3・・・線形リアクトル C,。−1,C11l−2,Cf、l−3,co ・・
・コンデンサ          し。・・・出カリア
クドルLG−1〜LG−5・・・鉄心脚部 N−1〜N
−5・・・巻線T・・・鉄心 5T−1,5T−2,5T−3,SヤーL 5R−2,
5R−3・・・会包和リアクトル Wi、−1、Wi、−2、Wi、−3・・・入力巻線W
o   1.Wo   2.Wo   3−出力巻線第
2図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、第1乃至第5の脚部を順次に設けて、磁気閉回路を
    なす鉄心を備え、第1、第3および第5の前記脚部にそ
    れぞれ同様に巻回した各入力コイルの一端に、相互間に
    コンデンサをそれぞれ接続して、3相交流入力の各相を
    それぞれ供給するとともに、当該各入力コイルの他端を
    共通に接続し、第2および第4の前記脚部にそれぞれ同
    様に巻回した各出力コイルの一端を共通に接続するとと
    もに、当該出力コイルの他端から、相互間にコンデンサ
    を接続して、前記3相交流入力に対し3倍の周波数を有
    する単相交流出力を取出すようにしたことを特徴とする
    5脚鉄心型3倍周波数逓倍器。
JP61230129A 1986-09-30 1986-09-30 5脚鉄心型3倍周波数逓倍器 Expired - Lifetime JPH0687661B2 (ja)

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JP61230129A JPH0687661B2 (ja) 1986-09-30 1986-09-30 5脚鉄心型3倍周波数逓倍器
US07/207,309 US4901213A (en) 1986-09-30 1987-09-29 Five-legged core type frequency triplo-multiplier
PCT/JP1987/000711 WO1993013588A1 (en) 1986-09-30 1987-09-29 Five-leg core type three-fold frequency multiplier

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