JPWO2014061113A1 - Transformers and converters - Google Patents
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Abstract
複数のコア内の磁束密度分布を均一化する。変圧器は、第1のコアと、第1のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第2のコアと、第2のコアの外側で第1のコアの磁脚に巻き回された第1の一次巻線と、第2のコアの外側で第1のコアの磁脚に巻き回された第1の二次巻線と、第1のコアの磁脚と第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の一次巻線と、第1のコアの磁脚と第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の二次巻線と、を備える。The magnetic flux density distribution in the plurality of cores is made uniform. The transformer is wound around a first core, a second core having an average magnetic path length shorter than the average magnetic path length of the first core, and a magnetic leg of the first core outside the second core. First primary winding made, a first secondary winding wound around a magnetic leg of the first core outside the second core, a magnetic leg of the first core, and a second core A second primary winding wound around a bundle with a magnetic leg of the second core, and a second secondary winding wound around a bundle of the magnetic leg of the first core and the magnetic leg of the second core; .
Description
本発明は、電圧を変換する変圧器に関する。 The present invention relates to a transformer for converting a voltage.
近年、地球環境保全への意識の高まりから、DC−DCコンバータ等の各種変換器(電力変換器)の高効率化が求められている。そのため、変換回路のトポロジーやその制御技術が進歩している。変換回路に用いられる各種回路素子においても、新材料の適用や構造の改良等により、その損失を小さくする施策がなされている。例えば、変換回路の主な損失源となっているスイッチング素子においては、シリコンカーバイドの実用化により、大幅な損失低減が見込まれている。今後、変換器の損失をより一層低減するためには、コンデンサや磁気デバイス等の受動部品の損失を低減する必要がある。 In recent years, with increasing awareness of global environmental conservation, there is a demand for higher efficiency of various converters (power converters) such as a DC-DC converter. For this reason, the topology of the conversion circuit and its control technology have advanced. In various circuit elements used for the conversion circuit, measures are taken to reduce the loss by applying new materials or improving the structure. For example, in a switching element which is a main loss source of a conversion circuit, a significant reduction in loss is expected due to the practical use of silicon carbide. In the future, in order to further reduce the loss of the converter, it is necessary to reduce the loss of passive components such as capacitors and magnetic devices.
磁気デバイスの代表例として変圧器がある。一般に、変換器に用いられる変圧器は、入力側の回路に接続される一次巻線と、出力側の回路に接続される二次巻線と、これら一次巻線および二次巻線に巻き回されるコアとを有する。変圧器が駆動状態にあるとき、コアにおいて鉄損と呼ばれる損失が発生する。鉄損は磁束密度や周波数等に依存し、磁束密度が高いほど鉄損は大きくなる。従来の変圧器においては、磁路の短いコアの内周側ほど磁気抵抗が低く、磁束が集中する。そのため、内周側ほど鉄損が増大していた。 A typical example of a magnetic device is a transformer. In general, a transformer used in a converter includes a primary winding connected to an input side circuit, a secondary winding connected to an output side circuit, and a winding wound around the primary winding and the secondary winding. And having a core. When the transformer is in a driving state, a loss called iron loss occurs in the core. The iron loss depends on the magnetic flux density, frequency, etc., and the iron loss increases as the magnetic flux density increases. In the conventional transformer, the magnetic resistance is lower and the magnetic flux is concentrated toward the inner peripheral side of the core having a short magnetic path. Therefore, the iron loss increased toward the inner peripheral side.
そこで、コア内の磁束密度分布の不均衡を抑制する方法が知られている(特許文献1及び2)。これらの方法は、磁路長が短く磁気抵抗が小さい内周側に、外周側より劣る磁気特性を有する電磁鋼板を配置し、磁路長が長く磁気抵抗が大きい外周側に、内周側より優れた磁気特性を有する電磁鋼板を配置することで、コアの断面内における磁束密度分布の均一化を図っている。
Therefore, a method for suppressing the imbalance of the magnetic flux density distribution in the core is known (
しかしながら、このように磁束密度分布の不均衡を抑制する方法は、磁気特性の異なるコアを用意する必要がある。また、外周側に配置されるコアは、磁路長が長いことから、優れた磁気特性を必要とするために高価になり、コストが増加する。 However, the method for suppressing the imbalance of the magnetic flux density distribution as described above needs to prepare cores having different magnetic characteristics. Moreover, since the core arrange | positioned at the outer peripheral side has a long magnetic path length, since it requires the outstanding magnetic characteristic, it becomes expensiveness and cost increases.
本発明の一態様である変圧器は、第1のコアと、第1のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第2のコアと、第2のコアの外側で第1のコアの磁脚に巻き回された第1の一次巻線と、第2のコアの外側で第1のコアの磁脚に巻き回された第1の二次巻線と、第1のコアの磁脚と第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の一次巻線と、第1のコアの磁脚と第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の二次巻線と、を備える。 The transformer according to one embodiment of the present invention includes a first core, a second core having an average magnetic path length shorter than the average magnetic path length of the first core, and the first core outside the second core. A first primary winding wound around the magnetic leg of the core, a first secondary winding wound around the magnetic leg of the first core outside the second core, and A second primary winding wound around a bundle of magnetic legs and magnetic legs of the second core, and a first winding wound around a bundle of magnetic legs of the first core and magnetic legs of the second core. 2 secondary windings.
本発明の一態様によれば、複数のコア内の磁束密度分布を均一化することができる。 According to one embodiment of the present invention, the magnetic flux density distribution in the plurality of cores can be made uniform.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1の変圧器1の構成を示す垂直断面図である。変圧器1は、貫通孔が形成されたコア101と、貫通孔が形成されたコア102とを有する。コア102は、コア101の貫通孔内に設けられる。コア102の平均磁路長は、コア101の平均磁路長より短い。変圧器1は更に、コア101の貫通孔内を通り、コア102の外側でコア101の磁脚に巻き回された一次巻線103と、コア101の貫通孔内を通り、コア102の外側でコア101の磁脚に巻き回された二次巻線104と、コア101、102の貫通孔内を通り、コア101の磁脚とコア102の磁脚との束に巻き回された一次巻線105と、コア101、102の貫通孔内を通り、コア101の磁脚とコア102の磁脚との束に巻き回された二次巻線106とを有する。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a configuration of a
一次巻線103、105は、電気的に直列に接続されている。一次巻線103、105は、コア101、102の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さない方向に巻き回される。本実施例における一次巻線103、105は、同じ巻方向である。二次巻線104、106は、電気的に直列に接続されている。二次巻線104、106は、同じ巻方向に巻き回され、両端に発生する誘起電圧を互いに打ち消さない方向に巻き回される。本実施例における二次巻線104、106は、同じ巻方向である。本実施例におけるコア101、102は、巻鉄心であり、同一の磁気特性を有する材料から製造される。本実施例におけるコア101、102の断面積は、磁束経路に亘って一定である。
The
以下、変圧器1における磁束密度分布の均一化について説明する。
Hereinafter, the homogenization of the magnetic flux density distribution in the
まず、変圧器1の比較例の磁束密度分布について説明する。
First, the magnetic flux density distribution of the comparative example of the
図2は、比較例の変圧器50における磁束密度分布を示す。この図は、変圧器50の構成と、変圧器50内のA−A線上の磁束密度分布とを示す。変圧器50は、コア171と、コア171の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線172及び二次巻線173とを有する。コア171は、同一の磁気特性を有する材料から製造される。
FIG. 2 shows a magnetic flux density distribution in the
真空の透磁率をμ0とする。或るコアの断面積をS、そのコアの比透磁率をμr、そのコアの磁路長をL、そのコアの磁気抵抗をRとすると、Rは次式で表される。 The vacuum permeability is μ0. Assuming that the cross-sectional area of a core is S, the relative permeability of the core is μr, the magnetic path length of the core is L, and the magnetic resistance of the core is R, R is expressed by the following equation.
R=L/(μ0・μr・S) …(1) R = L / (μ0 · μr · S) (1)
即ち、磁路長が長くなるほど、磁気抵抗が高くなる。従って、コア171の内部では、内周側へ向かうにつれて、磁路が短くなり、磁気抵抗が小さくなるため、磁束密度が高くなる。コア171の最内周において磁束密度は最大になる。コア171の内部における磁束密度の最大値が高くなると、変圧器の鉄損は大きくなる。
That is, the longer the magnetic path length, the higher the magnetic resistance. Therefore, in the
次に、変圧器1の磁束密度分布について説明する。
Next, the magnetic flux density distribution of the
図3は、変圧器1における磁束密度分布を示す。この図は、変圧器1の構成と、変圧器1内のC−C線上の磁束密度分布とを示す。磁束密度分布は、一次巻線105により発生する磁束密度分布161と、一次巻線103により発生する磁束密度分布162と、一次巻線105、103により発生する磁束密度分布163とを示す。
FIG. 3 shows the magnetic flux density distribution in the
まず、一次巻線105により発生する磁束密度分布161について説明する。コア102の内部において、一次巻線105により発生する磁束は、磁気抵抗が最も低いコア102の最内周で最も集中し、コア102の外周側へ向かうにつれて疎になっていく。コア102の最外周の磁路長と、コア101の最内周の磁路長とは不連続であるため、コア102とコア101の境界面Bにおいて磁束密度分布は不連続となる。コア101の内部において、一次巻線105により発生する磁束は、コア101の外周側へ向かうにつれて疎になっていく。次に、一次巻線103により発生する磁束密度分布162について説明する。一次巻線103はコア101にのみ巻き回されているため、一次巻線103により発生する磁束は、コア101の内部にのみ分布する。次に、一次巻線105、103により発生する磁束密度分布163について説明する。一次巻線103、105は、コア101、102の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さないため、コア101の内部に分布する磁束は、一次巻線103により発生する磁束と、一次巻線105により発生する磁束との重ね合わせとなる。
First, the magnetic
理想的には、コア101、102の夫々について、巻き回される一次巻線の総巻数が磁気抵抗に比例するように設定すれば、コア101、102の夫々の内部の磁束密度分布は等しくなる。すなわち、変圧器1においては、コア102に巻き回される一次巻線103、105の総巻数と、コア101に巻き回される一次巻線105の巻数との比が、コア102の磁気抵抗とコア101の磁気抵抗との比と等しくなるとき、コア101、102の夫々の内部の磁束密度分布は等しくなる。このとき、変圧器1の鉄損が最小になる。
Ideally, for each of the
以上に説明したように、変圧器1の磁束密度分布は、比較例の変圧器の磁束密度分布に比べて均一化される。これにより、変圧器1の鉄損は、比較例の変圧器の鉄損より低くなり、変圧器1の電力変換効率は、比較例の変圧器の電力変換効率より高くなる。また、比較例の変圧器と同等の電力変換効率を実現する場合、変圧器1は比較例の変圧器より小型にすることができる。また、変圧器1は、磁束密度分布の均一化のために、複数のコアに夫々磁気特性の異なる複数の材料を用いる必要がない。
As explained above, the magnetic flux density distribution of the
以下、変圧器1の変形例である変圧器2について説明する。
Hereinafter, a
図4は、変圧器2の構成を示す垂直断面図である。この変圧器2において、変圧器1の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。変圧器2は、変圧器1における一次巻線105の代わりに、一次巻線405、406を有し、二次巻線106の代わりに二次巻線407、408を有する。一次巻線103、405、406は、電気的に直列に接続されており、コア101、102の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さない方向に巻き回される。二次巻線104、407、408は、電気的に直列に接続されており、それらの巻線両端に発生する誘起電圧を互いに打ち消さない方向に巻き回される。
FIG. 4 is a vertical sectional view showing the configuration of the
コア101、102の両側に、一次巻線405、406が夫々配置され、二次巻線407、408が夫々配置される。このような左右対称型の構成とすることで、変圧器1に比べて設置性を高められる。また、一次巻線105を一次巻線405、406に分割し、二次巻線106を二次巻線407、408に分割することにより、巻線の形成や装填の際に、巻線の重量による負担を軽減することができる。
以下、変圧器1の変形例である変圧器3について説明する。
Hereinafter, a
図5は、変圧器3の構成を示す垂直断面図である。変圧器3は、貫通孔が形成されているコア501と、コア501の貫通孔内に配置され、貫通孔が形成され、コア501の平均磁路長より短い平均磁路長を有するコア502と、コア501の外周面のうち側方の平面に接し、貫通孔が形成されているコア503と、コア503の貫通孔内に配置され、貫通孔が形成され、コア503の平均磁路長より短い平均磁路長を有するコア504とを有する。変圧器3は更に、コア501、コア503の貫通孔内を通り、コア502、504の外側でコア501、503の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線505及び二次巻線506と、コア501、502、503、504の貫通孔内を通り、コア501、502、503、504の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線507及び二次巻線508とを有する。一次巻線505、507は、電気的に直列に接続されており、コア501、502、503、504の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さない方向に巻き回される。二次巻線506、508は、電気的に直列に接続されており、それらの巻線両端に発生する誘起電圧を互いに打ち消さない方向に巻き回される。
FIG. 5 is a vertical sectional view showing the configuration of the
変圧器3のような構成とすることで、コア一個当たりの重量を軽減することができる。これにより、変圧器3の製作の際の重量負担を軽減することができるほか、特に大容量の変圧器3においては、分割輸送にも適している。
By setting it as the structure like the
以下、変圧器1の変形例である変圧器4について説明する。
Hereinafter, a
図6は、変圧器4の構成を示す垂直断面図である。この変圧器4において、変圧器3の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。変圧器4は、変圧器3の要素に加え、コア502の貫通孔内に配置され、貫通孔が形成され、コア502の平均磁路長より短い平均磁路長を有するコア601と、コア504の貫通孔内に配置され、貫通孔が形成され、コア504の平均磁路長より短い平均磁路長を有するコア602とを有する。変圧器4は更に、コア501、502、503、504、601、602の貫通孔内を通り、コア501、502、503、504、601、602の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線603及び二次巻線604を有する。一次巻線505、507、603は、電気的に直列に接続されており、コア501、502、503、504、601、602の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さない方向に巻き回される。二次巻線506、508、604は、電気的に直列に接続されており、それらの巻線両端に発生する誘起電圧を互いに打ち消さない方向に巻き回される。
FIG. 6 is a vertical sectional view showing the configuration of the
変圧器4のような構成とすることで、変圧器3と比べ、コアの一個当たりの重量をさらに軽減することができる。また、コアの内部の磁束密度分布を均一化した大容量の変圧器4を提供することができる。
By adopting a configuration like the
以下、変圧器1の変形例である変圧器5について説明する。
Hereinafter, a transformer 5 which is a modification of the
図7は、変圧器5の構成を示す垂直断面図である。この変圧器5において、変圧器3の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。変圧器5は、変圧器3の要素に加え、コア501、503の外側に配置にされ、コア501、503の外側の平面に接し、貫通孔が形成されているコア701と、コア701の側方の一方に配置され、コア701の外周面の一部の平面に接し、貫通孔が形成されているコア702と、コア702の貫通孔内に配置され、貫通孔が形成され、コア702の平均磁路長より短い平均磁路長を有するコア703と、コア701の側方の他方に配置され、コア701の外周面の一部の平面に接し、貫通孔が形成されているコア704と、コア704の貫通孔内に配置され、貫通孔が形成され、コア704の平均磁路長より短い平均磁路長を有するコア705とを有する。即ち、コア501、503は、コア701の貫通孔内に配置されている。
FIG. 7 is a vertical sectional view showing the configuration of the transformer 5. In this transformer 5, elements that are the same or equivalent elements of the
変圧器5は更に、コア501、702の貫通孔内を通り、コア502、703の外側でコア501、701、702の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線706及び二次巻線707と、コア503、704の貫通孔内を通り、コア504、705の外側でコア503、701、704の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線708及び二次巻線709と、コア502、703の貫通孔内を通り、コア501、502、701、702、703の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線710及び二次巻線711と、コア504、705の貫通孔内を通り、コア503、504、701、704、705の磁脚の周囲に巻き回される一次巻線712及び二次巻線713とを有する。
The transformer 5 further passes through the through holes of the
一次巻線505、507は、電気的に直列に接続されており、コア501、502、503、504の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さない方向に巻き回される。二次巻線506、508は、電気的に直列に接続されており、それらの巻線両端に発生する誘起電圧を互いに打ち消さない方向に巻き回される。一次巻線706、710は、電気的に直列に接続されており、コア501、502、701、702、703の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さない方向に巻き回される。二次巻線707、711は、電気的に直列に接続されており、それらの巻線両端に発生する誘起電圧を互いに打ち消さない方向に巻き回される。一次巻線708、712は、電気的に直列に接続されており、コア503、504、701、704、705の内部に発生させる磁束を互いに打ち消さない方向に巻き回される。二次巻線709、713は、電気的に直列に接続されており、それらの巻線両端に発生する誘起電圧を互いに打ち消さない方向に巻き回される。
The
このように変圧器5は、一次巻線505、507及び二次巻線506、508の組と、一次巻線706、710及び二次巻線707、711の組と、一次巻線708、712及び二次巻線709、713の組とを有する。これらの三組により、三相電圧を扱うことができる。また、変圧器5は、従来の三相変圧器と比べて、コアの内部の磁束密度分布を均一化することができる。
Thus, the transformer 5 includes a set of
本発明は、変圧器1〜5の構成に限定されない。すなわち本発明は、変圧器1を基本構成として、一次巻線、二次巻線、及びコアの分割や追加を行うことや、一次巻線、二次巻線、及びコアの位置関係を変更することで得られる全ての構成を含む。
The present invention is not limited to the configuration of the
以下、二つのコアの間に空隙を設ける実施例について説明する。 Hereinafter, the Example which provides a space | gap between two cores is described.
まず、透磁率が異方性を有しないコアを用いた場合の変圧器1について説明する。
First, the
図8は、透磁率が異方性を有しないコアを用いた場合の変圧器1における磁束経路の一例を示す。例えば、通常のフェライトコアやダストコアの透磁率は、異方性を有しない(等方性を有する)。透磁率が異方性を有しない場合、コア101の内部を還流する磁束経路901と、コア102の内部を還流する磁束経路902とに加え、コア101の一部とコア102の一部を経る磁束経路903が存在する。磁束経路903は、前述の磁束密度分布の均一化に寄与しない。
FIG. 8 shows an example of a magnetic flux path in the
次に、本実施例の変圧器6について説明する。 Next, the transformer 6 of the present embodiment will be described.
図9は、実施例2の変圧器6の構成を示す垂直断面図である。この変圧器6において、変圧器1の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。変圧器6は、変圧器1におけるコア101と102の間に空隙801を有する。
FIG. 9 is a vertical sectional view illustrating the configuration of the transformer 6 according to the second embodiment. In this transformer 6, elements that are the same or equivalent elements of the
変圧器3のようにコア101とコア102の間に空隙801を設けることにより、コア101とコア102間の磁気抵抗をコア101とコア102の内部の磁気抵抗より大幅に高め、磁束経路903を経る磁束を少なくすることができる。これにより、磁束密度分布の均一化の効果を高めることができる。
By providing an
アモルファス金属やナノ結晶軟磁性材を用いた十〜数十マイクロメートル程度の厚さの薄帯を巻き回し積層することでコアを形成する場合、このようなコアは、その構造上、透磁率が異方性を有するので、空隙801を設けなくても磁束密度分布は均一化されやすい。しかし、透磁率が異方性を有する場合であっても、磁束方向の透磁率と、垂直方向の透磁率との比率が小さいときには、空隙801を設けることにより、磁束密度分布の均一化の効果を高めることができる。
When a core is formed by winding and laminating a thin ribbon having a thickness of about 10 to several tens of micrometers using an amorphous metal or a nanocrystalline soft magnetic material, such a core has a magnetic permeability due to its structure. Since it has anisotropy, the magnetic flux density distribution is easily made uniform without providing the
変圧器6は、一次巻線105、および二次巻線106が巻き回されていない磁脚側のコア間に空隙801を設ける例を示しているが、空隙の位置はこの例に限定されるものではない。例えば、変圧器2のように、左右の磁脚に巻線を巻き回している場合、両磁脚のコア間に空隙を設けることにより、左右の対称性を損なうことなく、磁束密度分布の均一化の効果を高めることができる。
Although the transformer 6 shows an example in which the
以下、内側のコアの断面積を外側のコアの断面積より小さくする実施例について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the cross-sectional area of the inner core is made smaller than the cross-sectional area of the outer core will be described.
図10は、実施例3の変圧器7の構成を示す垂直断面図である。図11は、変圧器7の構成を示す水平断面図である。この水平断面図は、変圧器7の垂直断面図におけるD−D線矢視断面を示す。この変圧器7において、変圧器3の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。但し、コア502の断面積は、コア501の断面積より小さく、コア504の断面積は、コア503の断面積より小さい。
FIG. 10 is a vertical sectional view illustrating the configuration of the
変圧器7のような構成とすることで、変圧器3に比べ、一次巻線507及び二次巻線508の長さを短くすることができる。これにより、変圧器の小型化及び軽量化を果たすと同時に、銅損を低減することができる。
By adopting a configuration like the
以下、コアに生じる応力を分散させる実施例について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which stress generated in the core is dispersed will be described.
図12は、実施例4の変圧器8の構成を示す垂直断面図である。図13は、変圧器8の構成を示す側面図である。この変圧器8において、変圧器1の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。変圧器8は、変圧器1の要素に加え、コア102の底面を支持する支持部113と、一次巻線103及び二次巻線104の底面を支持する支持部111と、一次巻線105及び二次巻線106の底面を支持する支持部112とを有する。コア支持部は例えば、支持部113に対応する。巻線支持部は例えば、支持部111、112に対応する。
FIG. 12 is a vertical sectional view illustrating the configuration of the
コアの材料には、応力によって磁気特性が悪化する材料がある。そのような材料の一例がアモルファスコアである。変圧器が大容量である場合、コアの自重によるコアへの応力が大きいため、その応力によって磁気特性が悪化する。また、コアに別のコアや巻線等が載せられる場合も、コアに応力が生じる。そこで、本実施例では、変圧器8のように、コアや巻線を載せる支持部111、112、113を設けることにより、応力を分散させ、応力による磁気特性の悪化を低減する。支持部111、112、113の何れかは、省かれても良い。なお、このような支持部111、112、113は、変圧器8の構成に限定されない。例えば、支持部111〜113を、コアや巻線を天井から吊り下げる機構に置き換えても、支持部111〜113と同様の効果を得ることができる。
The core material includes a material whose magnetic properties deteriorate due to stress. An example of such a material is an amorphous core. When the transformer has a large capacity, the stress on the core due to the weight of the core is large, and the magnetic characteristics are deteriorated by the stress. In addition, when another core, a winding, or the like is placed on the core, stress is generated in the core. Therefore, in this embodiment, like the
以下、本発明の変圧器を適用した変換器及び発電システムの実施例について説明する。 Embodiments of a converter and a power generation system to which the transformer of the present invention is applied will be described below.
図14は、実施例5の発電システム200の構成を示すブロック図である。この発電システム200は、m個の発電装置201を有する。mは、1以上の整数である。複数の発電装置201の夫々は、直流出力端子を有し、直流電力を出力する。複数の発電装置201は、電気的に直列に接続され、その直列接続の両端に直流出力端子を有する。この直流出力端子が直流送電手段137に電気的に接続されることにより、発電システム200は、直流送電手段137に直流電力を供給する。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of the
複数の発電装置201の夫々は、交流電力を発生させる交流発電機131と、その交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータ134と、その直流電力の電圧を変換する変換器10とを有する。変換器10は、直流電力を交流電力に変換するDC−ACコンバータ135と、その交流電力の電圧を変換する変圧器9と、変換された交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータ136とを有する。変圧器9は、前述の変圧器1〜8の何れかが適用されたものである。
Each of the plurality of
交流発電機131は、タービン発電機、風力発電機、水力発電機等、回転運動を利用して交流電力を発生させる発電機を含んでいる。交流発電機131の交流出力端子は、AC−DCコンバータ134の交流入力端子に電気的に接続される。AC−DCコンバータ134の直流出力端子は、DC−ACコンバータ135の直流入力端子に電気的に接続される。DC−ACコンバータ135の交流出力端子は、変圧器9の一次巻線に電気的に接続される。変圧器9の二次巻線は、AC−DCコンバータ136の交流入力端子に電気的に接続される。AC−DCコンバータ136の直流出力端子は、発電装置201の直流出力端子である。
The
以下、実施例5の変形例の発電システムについて説明する。 Hereinafter, a power generation system according to a modification of the fifth embodiment will be described.
図15は、実施例5の変形例の発電システム202の構成を示すブロック図である。この発電システム202において、発電システム200の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。発電システム202は、複数の発電装置201に代えて、複数の発電装置203を有する。複数の発電装置203の夫々は、直流出力端子を有し、直流電力を出力する。複数の発電装置203は、電気的に直列に接続され、その直列接続の両端に直流出力端子を有する。この直流出力端子が直流送電手段137に電気的に接続されることにより、発電システム202は、直流送電手段137に直流電力を供給する。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a
複数の発電装置203の夫々は、直流電力を発生させる直流発電機132と、その直流電力の電圧を変換する変換器10とを有する。
Each of the plurality of
直流発電機132は、太陽光発電等、直流電力を発生させる発電機を含んでいる。直流発電機132の直流出力端子は、DC−ACコンバータ135の直流入力端子に電気的に接続される。DC−ACコンバータ135の交流出力端子は、変圧器9の一次巻線に電気的に接続される。変圧器9の二次巻線は、AC−DCコンバータ136の交流入力端子に電気的に接続される。AC−DCコンバータ136の直流出力端子は、発電装置203の直流出力端子である。
The
本実施例によれば、変圧器9を用いることにより、発電装置201、203や発電システム200、202の体積や設置面積を低減することが可能となる。
According to the present embodiment, the use of the
以下、本発明の変圧器を適用した電気自動車の電源システムの実施例について説明する。 Embodiments of an electric vehicle power supply system to which the transformer of the present invention is applied will be described below.
まず、本実施例の電源システムの比較例について説明する。 First, a comparative example of the power supply system of the present embodiment will be described.
図16は、比較例の電気自動車の電源システム300の構成を示すブロック図である。この電源システム300において、発電システム200の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。電源システム300は、交流電源141からの交流電力を直流電力に変換して制御する充電器301と、充電器301からの直流電力の充電及び放電を行うバッテリ148と、バッテリ148からの直流電力の電圧を変換する変換器22と、バッテリ148の電圧より低い電圧を有し、変換器22からの直流電力の充電及び放電を行うバッテリ149と、バッテリ149又は変換器22からの直流電力の電圧を変換するDC−DCコンバータ146と、DC−DCコンバータ146からの直流電力により駆動される負荷147とを有する。変換器22は、バッテリ148からの直流電力を交流電力に変換するDC−ACコンバータ135と、DC−ACコンバータ135からの交流電力の電圧を変換する変圧器21と、変圧器21からの交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータ136とを有する。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a
充電器301は、交流電源141からの交流電力を直流電力に変換するAC−DCコンバータ142と、AC−DCコンバータ142からの直流電力をバッテリ148の充電に必要な電圧に変圧してバッテリ148に直流電力を供給するDC−DCコンバータ143と、AC−DCコンバータ142からの直流電力をバッテリ149の充電に必要な電圧に変圧してバッテリ149に直流電力を供給するDC−DCコンバータ144とを有する。
The
負荷147へ大きな電力を供給する必要がある場合、変換器22は、バッテリ148からの直流電力をDC−DCコンバータ146へ供給する。しかし、充電器301がバッテリ148を充電している場合など、バッテリ148から負荷147への電力を確保できない場合、変換器22の電力変換効率が低下する。この場合、充電器301のDC−DCコンバータ144は、AC−DCコンバータ142からの直流電力をDC−DCコンバータ146とバッテリ149へ供給する。変換器22と比較すると、DC−DCコンバータ144の電流の許容量は小さいが、DC−DCコンバータ144の電力変換効率は高い。
When it is necessary to supply a large amount of power to the
次に、本実施例の電源システムについて説明する。 Next, the power supply system of the present embodiment will be described.
図17は、実施例6の電源システム302の構成を示すブロック図である。この電源システム302において、電源システム300の要素の同一物又は相当物である要素には同一符号を付し、その説明を省略する。電源システム300と比較すると、電源システム302は、充電器301に代えて充電器303を有し、変換器22に代えて変換器10を有する。変換器22と比較すると、変換器10は、変圧器21に代えて変圧器9を有する。変圧器9は、前述の変圧器1〜8の何れかが適用されたものである。充電器301と比較すると、充電器303は、DC−DCコンバータ144を必要としない。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of the
変圧器21より電力変換効率が高い変圧器9を用いることにより、バッテリ148から負荷147へ必要な電力供給量を確保できない場合の電力変換効率を向上させ、DC−DCコンバータ144を省くことができる。これにより、電源システム302の部品点数が削減され、コストを削減することができる。
By using the
以上の実施例で説明された技術は、次のように表現することができる。
(表現1)
第1のコアと、
前記第1のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第2のコアと、
前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の一次巻線と、
前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の二次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の二次巻線と、
を備える変圧器。
(表現2)
前記第1のコアには、第1の貫通孔が形成され、
前記第2のコアには、第2の貫通孔が形成され、
前記第2のコアは、前記第1の貫通孔内に配置される、
表現1に記載の変圧器。
(表現3)
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第3の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第3の二次巻線と、
を更に備える、
表現2に記載の変圧器。
(表現4)
前記第1のコアの外側に設けられ、第3の貫通孔が形成された第3のコアと、
前記第3の貫通孔内に設けられ、第4の貫通孔が形成され、前記第3のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第4のコアと、
を更に備え、
前記第1の一次巻線及び前記第1の二次巻線の夫々は、前記第2のコア及び前記第4のコアの外側で、前記第1のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚との束に巻き回され、
前記第2の一次巻線及び前記第2の二次巻線の夫々は、前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚との束に巻き回される、
表現2に記載の変圧器。
(表現5)
前記第2の貫通孔内に設けられ、第5の貫通孔が形成され、前記第2のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第5のコアと、
前記第4の貫通孔内に設けられ、第6の貫通孔が形成され、前記第4のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第6のコアと、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第5のコアの磁脚と前記第6のコアの磁脚との束に巻き回された第4の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第5のコアの磁脚と前記第6のコアの磁脚との束に巻き回された第4の二次巻線と、
を更に備える、
表現4に記載の変圧器。
(表現6)
第7の貫通孔が形成され、前記第7の貫通孔内に前記第1のコア及び前記第3のコアを収容する第7のコアと、
前記第7のコアの外側の一方に設けられ、第8の貫通孔が形成された第8のコアと、
前記第8の貫通孔内に設けられ、第9の貫通孔が形成され、前記第8のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第9のコアと、
前記第7のコアの外側の他方に設けられ、第10の貫通孔が形成された第10のコアと、
前記第10の貫通孔内に設けられ、第11の貫通孔が形成され、前記第10のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第11のコアと、
前記第2のコア及び前記第9のコアの外側で前記第1のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚との束に巻き回された第5の一次巻線と、
前記第2のコア及び前記第9のコアの外側で前記第1のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚との束に巻き回された第5の二次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚と前記第9のコアの磁脚との束に巻き回された第6の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚と前記第9のコアの磁脚との束に巻き回された第6の二次巻線と、
前記第4のコア及び前記第11のコアの外側で前記第3のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚との束に巻き回された第7の一次巻線と、
前記第4のコア及び前記第11のコアの外側で前記第3のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚との束に巻き回された第7の二次巻線と、
前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚と前記第11のコアの磁脚との束に巻き回された第8の一次巻線と、
前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚と前記第11のコアの磁脚との束に巻き回された第8の二次巻線と、
を更に備える、
表現4に記載の変圧器。
(表現7)
前記第1の一次巻線及び前記第2の一次巻線は、電気的に直列に接続され、前記第1の一次巻線が前記第1のコアに発生させる磁束と、前記第2の一次巻線が前記第1のコア及び前記第2のコアに発生させる磁束とが互いに打ち消し合わない方向に巻き回され、
前記第1の二次巻線及び前記第2の二次巻線は、電気的に直列に接続され、前記第1の二次巻線の両端に発生する誘起電圧と、前記第2の二次巻線の両端に発生する誘起電圧とが互いに打ち消し合わない方向に巻き回される、
表現1乃至6の何れか一項に記載の変圧器。
(表現8)
前記第2のコアの材料は、前記第1のコアの材料と同一である、
表現1乃至7の何れか一項に記載の変圧器。
(表現9)
前記第1のコアと前記第2のコアとの間に空隙が形成されている、
表現1乃至8の何れか一項に記載の変圧器。
(表現10)
前記第1のコアの断面積は一定であり、
前記第2のコアの断面積は一定である、
表現1乃至8の何れか一項に記載の変圧器。
(表現11)
前記第2のコアの断面積は、前記第1のコアの断面積より小さい、
表現10に記載の変圧器。
(表現12)
前記第2のコアを支持するコア支持部を有する、
表現1乃至11の何れか一項に記載の変圧器。
(表現13)
前記第1の一次巻線と第1の二次巻線と前記第2の一次巻線と第2の二次巻線との何れかを支持する巻線支持部を有する、
表現12に記載の変圧器。
(表現14)
前記第1の一次巻線の巻数及び第2の一次巻線の巻数の和と、前記第1の一次巻線の巻数との比は、前記第1のコアの磁気抵抗と前記第2のコアの磁気抵抗の比に等しい、
表現1乃至13の何れか一項に記載の変圧器。
(表現15)
入力される電力の性質を変換する入力電力変換回路と、
前記入力電力変換回路から出力される電力の電圧を変換する変圧器と、
前記変圧器から出力される電力の性質を変換する出力電力変換回路と、
を備え、
前記変圧器は、
第1の貫通孔が形成された第1のコアと、
前記第1の貫通孔内に設けられ、第2の貫通孔が形成され、前記第1のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第2のコアと、
前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の一次巻線と、
前記第1の貫通孔を貫通し、前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の二次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の二次巻線と、
を有する、変換器。The techniques described in the above embodiments can be expressed as follows.
(Expression 1)
A first core;
A second core having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the first core;
A first primary winding wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A first secondary winding wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A second primary winding wound around a bundle of magnetic legs of the first core and magnetic legs of the second core;
A second secondary winding wound around a bundle of the magnetic legs of the first core and the magnetic legs of the second core;
Transformer with.
(Expression 2)
A first through hole is formed in the first core,
A second through hole is formed in the second core,
The second core is disposed in the first through hole.
The transformer according to
(Expression 3)
A third primary winding wound around a bundle of magnetic legs of the first core and magnetic legs of the second core;
A third secondary winding wound around a bundle of the magnetic legs of the first core and the magnetic legs of the second core;
Further comprising
The transformer according to
(Expression 4)
A third core provided outside the first core and having a third through hole formed thereon;
A fourth core provided in the third through hole, having a fourth through hole, and having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the third core;
Further comprising
The first primary winding and the first secondary winding are respectively connected to the magnetic legs of the first core and the third core outside the second core and the fourth core. Wound around a bundle with magnetic legs,
Each of the second primary winding and the second secondary winding includes a magnetic leg of the first core, a magnetic leg of the second core, a magnetic leg of the third core, and the fourth leg. Wound around a bundle with the core magnetic leg,
The transformer according to
(Expression 5)
A fifth core that is provided in the second through hole, has a fifth through hole, and has an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the second core;
A sixth core that is provided in the fourth through hole, has a sixth through hole, and has an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the fourth core;
Magnetic leg of the first core, magnetic leg of the second core, magnetic leg of the third core, magnetic leg of the fourth core, magnetic leg of the fifth core, and the sixth core A fourth primary winding wound around a bundle of magnetic legs of
Magnetic leg of the first core, magnetic leg of the second core, magnetic leg of the third core, magnetic leg of the fourth core, magnetic leg of the fifth core, and the sixth core A fourth secondary winding wound around a bundle with a magnetic leg of
Further comprising
The transformer according to
(Expression 6)
A seventh core that is formed with a seventh through hole, and that houses the first core and the third core in the seventh through hole;
An eighth core provided on one of the outer sides of the seventh core and having an eighth through hole;
A ninth core provided in the eighth through hole, having a ninth through hole, and having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the eighth core;
A tenth core provided on the other outer side of the seventh core and having a tenth through hole;
An eleventh core provided in the tenth through hole, having an eleventh through hole, and having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the tenth core;
Fifth wound around the bundle of the magnetic legs of the first core, the seventh core, and the magnetic legs of the eighth core outside the second core and the ninth core. A primary winding of
Fifth wound around the bundle of the magnetic legs of the first core, the seventh core, and the magnetic legs of the eighth core outside the second core and the ninth core. Secondary winding of
Winding around a bundle of a magnetic leg of the first core, a magnetic leg of the second core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the eighth core, and a magnetic leg of the ninth core A sixth primary winding made;
Winding around a bundle of a magnetic leg of the first core, a magnetic leg of the second core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the eighth core, and a magnetic leg of the ninth core A sixth secondary winding made,
The seventh core wound around the bundle of the third core magnetic leg, the seventh core magnetic leg, and the tenth core magnetic leg outside the fourth core and the eleventh core. A primary winding of
The seventh core wound around the bundle of the third core magnetic leg, the seventh core magnetic leg, and the tenth core magnetic leg outside the fourth core and the eleventh core. Secondary winding of
Winding around a bundle of a magnetic leg of the third core, a magnetic leg of the fourth core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the tenth core, and a magnetic leg of the eleventh core An eighth primary winding made;
Winding around a bundle of a magnetic leg of the third core, a magnetic leg of the fourth core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the tenth core, and a magnetic leg of the eleventh core An eighth secondary winding,
Further comprising
The transformer according to
(Expression 7)
The first primary winding and the second primary winding are electrically connected in series, the magnetic flux generated by the first primary winding in the first core, and the second primary winding. A wire is wound in a direction in which magnetic fluxes generated in the first core and the second core do not cancel each other;
The first secondary winding and the second secondary winding are electrically connected in series, and an induced voltage generated at both ends of the first secondary winding, and the second secondary winding The induced voltage generated at both ends of the winding is wound in a direction that does not cancel each other,
The transformer according to any one of
(Expression 8)
The material of the second core is the same as the material of the first core.
The transformer according to any one of
(Expression 9)
A gap is formed between the first core and the second core.
The transformer according to any one of
(Expression 10)
The cross-sectional area of the first core is constant;
The cross-sectional area of the second core is constant;
The transformer according to any one of
(Expression 11)
The cross-sectional area of the second core is smaller than the cross-sectional area of the first core;
The transformer according to
(Expression 12)
Having a core support for supporting the second core;
The transformer according to any one of
(Expression 13)
A winding support portion that supports any of the first primary winding, the first secondary winding, the second primary winding, and the second secondary winding;
The transformer according to expression 12.
(Expression 14)
The ratio of the sum of the number of turns of the first primary winding and the number of turns of the second primary winding to the number of turns of the first primary winding is the magnetoresistance of the first core and the second core. Equal to the magnetoresistance ratio of
The transformer according to any one of
(Expression 15)
An input power conversion circuit that converts the nature of the input power;
A transformer for converting a voltage of power output from the input power conversion circuit;
An output power conversion circuit for converting the nature of the power output from the transformer;
With
The transformer is
A first core formed with a first through hole;
A second core that is provided in the first through hole, has a second through hole, and has an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the first core;
A first primary winding wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A first secondary winding that passes through the first through-hole and is wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A second primary winding wound around a bundle of magnetic legs of the first core and magnetic legs of the second core;
A second secondary winding wound around a bundle of the magnetic legs of the first core and the magnetic legs of the second core;
Having a transducer.
これらの表現における用語について説明する。第1のコアは例えば、コア101、501に対応する。第2のコアは例えば、コア102、502に対応する。第1の一次巻線は例えば、一次巻線103、505に対応する。第1の二次巻線は例えば、二次巻線104、506に対応する。第2の一次巻線は例えば、一次巻線105、405、507に対応する。第2の二次巻線は例えば、二次巻線106、407、508に対応する。第3の一次巻線は例えば、一次巻線406に対応する。第3の二次巻線は例えば、二次巻線408に対応する。第3のコアは例えば、コア503に対応する。第4のコアは例えば、コア504に対応する。第5のコアは例えば、コア601に対応する。第6のコアは例えば、コア602に対応する。第4の一次巻線は例えば、一次巻線603に対応する。第4の二次巻線は例えば、二次巻線604に対応する。第7のコアは例えば、コア701に対応する。第8のコアは例えば、コア702に対応する。第9のコアは例えば、コア703に対応する。第10のコアは例えば、コア704に対応する。第11のコアは例えば、コア705に対応する。第5の一次巻線は例えば、一次巻線706に対応する。第5の二次巻線は例えば、二次巻線707に対応する。第6の一次巻線は例えば、一次巻線710に対応する。第6の二次巻線は例えば、二次巻線711に対応する。第7の一次巻線は例えば、一次巻線708に対応する。第7の二次巻線は例えば、二次巻線709に対応する。第8の一次巻線は例えば、一次巻線712に対応する。第8の二次巻線は例えば、二次巻線713に対応する。
Terms in these expressions will be described. For example, the first core corresponds to the
入力電力変換回路は、直流電力を所定周波数の交流電力へ変換するDC−ACコンバータや、交流電力の周波数をより高い周波数に変換するAC−ACコンバータ等である。出力電力変換回路は、所定周波数の交流電力を直流電力へ変換するAC−DCコンバータや、交流電力の周波数をより低い周波数に変換するAC−ACコンバータ等である。 The input power conversion circuit is a DC-AC converter that converts DC power into AC power having a predetermined frequency, an AC-AC converter that converts AC power frequency to a higher frequency, or the like. The output power conversion circuit is an AC-DC converter that converts AC power of a predetermined frequency into DC power, an AC-AC converter that converts the frequency of AC power to a lower frequency, or the like.
101、102、501、502、503、504、601、602、701、702、703、704、705:コア、 103、105、405、505、507、603、706、708、710、712:一次巻線、 104、106、407、506、508、604、707、709、711、713:二次巻線、 111、112、113:支持部、 801:空隙
101, 102, 501, 502, 503, 504, 601, 602, 701, 702, 703, 704, 705: Core, 103, 105, 405, 505, 507, 603, 706, 708, 710, 712: Primary volume Wire, 104, 106, 407, 506, 508, 604, 707, 709, 711, 713: secondary winding, 111, 112, 113: support, 801: gap
Claims (15)
前記第1のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第2のコアと、
前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の一次巻線と、
前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の二次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の二次巻線と、
を備える変圧器。A first core;
A second core having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the first core;
A first primary winding wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A first secondary winding wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A second primary winding wound around a bundle of magnetic legs of the first core and magnetic legs of the second core;
A second secondary winding wound around a bundle of the magnetic legs of the first core and the magnetic legs of the second core;
Transformer with.
前記第2のコアには、第2の貫通孔が形成され、
前記第2のコアは、前記第1の貫通孔内に配置される、
請求項1に記載の変圧器。A first through hole is formed in the first core,
A second through hole is formed in the second core,
The second core is disposed in the first through hole.
The transformer according to claim 1.
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第3の二次巻線と、
を更に備える、
請求項2に記載の変圧器。A third primary winding wound around a bundle of magnetic legs of the first core and magnetic legs of the second core;
A third secondary winding wound around a bundle of the magnetic legs of the first core and the magnetic legs of the second core;
Further comprising
The transformer according to claim 2.
前記第3の貫通孔内に設けられ、第4の貫通孔が形成され、前記第3のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第4のコアと、
を更に備え、
前記第1の一次巻線及び前記第1の二次巻線の夫々は、前記第2のコア及び前記第4のコアの外側で、前記第1のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚との束に巻き回され、
前記第2の一次巻線及び前記第2の二次巻線の夫々は、前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚との束に巻き回される、
請求項2に記載の変圧器。A third core provided outside the first core and having a third through hole formed thereon;
A fourth core provided in the third through hole, having a fourth through hole, and having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the third core;
Further comprising
The first primary winding and the first secondary winding are respectively connected to the magnetic legs of the first core and the third core outside the second core and the fourth core. Wound around a bundle with magnetic legs,
Each of the second primary winding and the second secondary winding includes a magnetic leg of the first core, a magnetic leg of the second core, a magnetic leg of the third core, and the fourth leg. Wound around a bundle with the core magnetic leg,
The transformer according to claim 2.
前記第4の貫通孔内に設けられ、第6の貫通孔が形成され、前記第4のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第6のコアと、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第5のコアの磁脚と前記第6のコアの磁脚との束に巻き回された第4の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第5のコアの磁脚と前記第6のコアの磁脚との束に巻き回された第4の二次巻線と、
を更に備える、
請求項4に記載の変圧器。A fifth core that is provided in the second through hole, has a fifth through hole, and has an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the second core;
A sixth core that is provided in the fourth through hole, has a sixth through hole, and has an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the fourth core;
Magnetic leg of the first core, magnetic leg of the second core, magnetic leg of the third core, magnetic leg of the fourth core, magnetic leg of the fifth core, and the sixth core A fourth primary winding wound around a bundle of magnetic legs of
Magnetic leg of the first core, magnetic leg of the second core, magnetic leg of the third core, magnetic leg of the fourth core, magnetic leg of the fifth core, and the sixth core A fourth secondary winding wound around a bundle with a magnetic leg of
Further comprising
The transformer according to claim 4.
前記第7のコアの外側の一方に設けられ、第8の貫通孔が形成された第8のコアと、
前記第8の貫通孔内に設けられ、第9の貫通孔が形成され、前記第8のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第9のコアと、
前記第7のコアの外側の他方に設けられ、第10の貫通孔が形成された第10のコアと、
前記第10の貫通孔内に設けられ、第11の貫通孔が形成され、前記第10のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第11のコアと、
前記第2のコア及び前記第9のコアの外側で前記第1のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚との束に巻き回された第5の一次巻線と、
前記第2のコア及び前記第9のコアの外側で前記第1のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚との束に巻き回された第5の二次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚と前記第9のコアの磁脚との束に巻き回された第6の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第8のコアの磁脚と前記第9のコアの磁脚との束に巻き回された第6の二次巻線と、
前記第4のコア及び前記第11のコアの外側で前記第3のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚との束に巻き回された第7の一次巻線と、
前記第4のコア及び前記第11のコアの外側で前記第3のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚との束に巻き回された第7の二次巻線と、
前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚と前記第11のコアの磁脚との束に巻き回された第8の一次巻線と、
前記第3のコアの磁脚と前記第4のコアの磁脚と前記第7のコアの磁脚と前記第10のコアの磁脚と前記第11のコアの磁脚との束に巻き回された第8の二次巻線と、
を更に備える、
請求項4に記載の変圧器。A seventh core that is formed with a seventh through hole, and that houses the first core and the third core in the seventh through hole;
An eighth core provided on one of the outer sides of the seventh core and having an eighth through hole;
A ninth core provided in the eighth through hole, having a ninth through hole, and having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the eighth core;
A tenth core provided on the other outer side of the seventh core and having a tenth through hole;
An eleventh core provided in the tenth through hole, having an eleventh through hole, and having an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the tenth core;
Fifth wound around the bundle of the magnetic legs of the first core, the seventh core, and the magnetic legs of the eighth core outside the second core and the ninth core. A primary winding of
Fifth wound around the bundle of the magnetic legs of the first core, the seventh core, and the magnetic legs of the eighth core outside the second core and the ninth core. Secondary winding of
Winding around a bundle of a magnetic leg of the first core, a magnetic leg of the second core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the eighth core, and a magnetic leg of the ninth core A sixth primary winding made;
Winding around a bundle of a magnetic leg of the first core, a magnetic leg of the second core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the eighth core, and a magnetic leg of the ninth core A sixth secondary winding made,
The seventh core wound around the bundle of the third core magnetic leg, the seventh core magnetic leg, and the tenth core magnetic leg outside the fourth core and the eleventh core. A primary winding of
The seventh core wound around the bundle of the third core magnetic leg, the seventh core magnetic leg, and the tenth core magnetic leg outside the fourth core and the eleventh core. Secondary winding of
Winding around a bundle of a magnetic leg of the third core, a magnetic leg of the fourth core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the tenth core, and a magnetic leg of the eleventh core An eighth primary winding made;
Winding around a bundle of a magnetic leg of the third core, a magnetic leg of the fourth core, a magnetic leg of the seventh core, a magnetic leg of the tenth core, and a magnetic leg of the eleventh core An eighth secondary winding,
Further comprising
The transformer according to claim 4.
前記第1の二次巻線及び前記第2の二次巻線は、電気的に直列に接続され、前記第1の二次巻線の両端に発生する誘起電圧と、前記第2の二次巻線の両端に発生する誘起電圧とが互いに打ち消し合わない方向に巻き回される、
請求項1に記載の変圧器。The first primary winding and the second primary winding are electrically connected in series, the magnetic flux generated by the first primary winding in the first core, and the second primary winding. A wire is wound in a direction in which magnetic fluxes generated in the first core and the second core do not cancel each other;
The first secondary winding and the second secondary winding are electrically connected in series, and an induced voltage generated at both ends of the first secondary winding, and the second secondary winding The induced voltage generated at both ends of the winding is wound in a direction that does not cancel each other,
The transformer according to claim 1.
請求項1に記載の変圧器。The material of the second core is the same as the material of the first core.
The transformer according to claim 1.
請求項1に記載の変圧器。A gap is formed between the first core and the second core.
The transformer according to claim 1.
前記第2のコアの断面積は一定である、
請求項1に記載の変圧器。The cross-sectional area of the first core is constant;
The cross-sectional area of the second core is constant;
The transformer according to claim 1.
請求項10に記載の変圧器。The cross-sectional area of the second core is smaller than the cross-sectional area of the first core;
The transformer according to claim 10.
請求項1に記載の変圧器。Having a core support for supporting the second core;
The transformer according to claim 1.
請求項12に記載の変圧器。A winding support portion that supports any of the first primary winding, the first secondary winding, the second primary winding, and the second secondary winding;
The transformer according to claim 12.
請求項1に記載の変圧器。The ratio of the sum of the number of turns of the first primary winding and the number of turns of the second primary winding to the number of turns of the first primary winding is the magnetoresistance of the first core and the second core. Equal to the magnetoresistance ratio of
The transformer according to claim 1.
前記入力電力変換回路から出力される電力の電圧を変換する変圧器と、
前記変圧器から出力される電力の性質を変換する出力電力変換回路と、
を備え、
前記変圧器は、
第1の貫通孔が形成された第1のコアと、
前記第1の貫通孔内に設けられ、第2の貫通孔が形成され、前記第1のコアの平均磁路長より短い平均磁路長を有する第2のコアと、
前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の一次巻線と、
前記第1の貫通孔を貫通し、前記第2のコアの外側で前記第1のコアの磁脚に巻き回された第1の二次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の一次巻線と、
前記第1のコアの磁脚と前記第2のコアの磁脚との束に巻き回された第2の二次巻線と、
を有する、変換器。
An input power conversion circuit that converts the nature of the input power;
A transformer for converting a voltage of power output from the input power conversion circuit;
An output power conversion circuit for converting the nature of the power output from the transformer;
With
The transformer is
A first core formed with a first through hole;
A second core that is provided in the first through hole, has a second through hole, and has an average magnetic path length shorter than an average magnetic path length of the first core;
A first primary winding wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A first secondary winding that passes through the first through-hole and is wound around a magnetic leg of the first core outside the second core;
A second primary winding wound around a bundle of magnetic legs of the first core and magnetic legs of the second core;
A second secondary winding wound around a bundle of the magnetic legs of the first core and the magnetic legs of the second core;
Having a transducer.
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