KR100312624B1 - 자속제어형가변변압기 - Google Patents

Abstract

변압기의 전압조정용 탭을 설치하지 않고, 전압을 고속제어하는 자속제어형 가변변압기를 제공한다. 제 1 자기회로와 제 2 자기회로를 가지고, 제 1 자기회로는, 제 1 U 형 커터코어(13)와 제 2 U 형 커터코어(11)를, 그 커터면끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90°회전시켜 접촉시켜 구성한다. 제 1 자기회로의 상기 제 1 U 형 커터코어(13)와 상기 제 2 자기회로과 공통의 1차코일(14)을 감고, 제 2 자기회로에는 2차코일(17)을 감고, 제 1 자기회로의 상기 제 2 커터코어(11)에는 제어코일(12)을 감고, 해당 제어코일(12)의 여자전류의 값을 바꿔, 1차코일(14)이 감긴 제 1 자기회로의 자기저항을 변화시킴으로써, 상기 1차코일(14)과 2차코일(17)에 쇄교하는 자속을 제어하여, 2차코일(17)의 전압을 연속적으로 가변한다.

Description

자속제어형가변변압기 {FLUX-CONTROLLED TYPE VARIABLE TRANSFORMER}

근년의 경제발전에 따르는 전력수요의 증대, 부하의 다양화 등으로부터 전압의 변동 등에 대응할 수 있는 유연성 있는 전력설비가 요청되고 있다.

전력계통의 전압의 안정화에 기여하는 종래의 기술은, 도 18에 나타내는 것 같은 변압기의 탭전환형 전압조정기로 대처하고 있었다. 이 변압기의 탭전환형 전압조정기는, 탭접점부와 탭전환기구가 있어, 탭접점부의 마모, 접촉불량 등 외, 탭전환기구의 동작에 의한 전압제어의 시간적 늦음이나 기구의 마모 등, 보수·성능상에서 기본적인 사용상의 제약이 있었다.

이상과 같이, 종래의, 변압기의 탭전환형 전압조정기는, 탭접점부와 탭전환기구가 존재하기 위해서 생긴다. 탭접점부의 마모나, 탭전환기구의 마모 등 보수상의 과제와, 탭전환기구의 기계적 동작에 의한 전압제어의 시간적 늦음 등의 성능적인 과제가 있다.

그래서, 본 발명은, 변압기의 전압조정용 탭을 설치하지 않고, 전압을 고속제어하는 자속제어형 가변변압기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 전력계통의 전압의 안정화에 기여한다, 배전용 변전소 등에 있어서의 부하시 탭(tap)전환변압기의 무탭화, 배전선 계통에 있어서의 부하시 탭전환 전압조정기의 무탭화, 기둥상 변압기의 2차 전압 일정기능을 부가한 무탭 전압조정 등의, 정지형 전압조정기에 관련된다.

도 1은, 본 발명에 의한 자속제어형 가변변압기의 하나의 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 2는, 본 발명에 의한 자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성도이다.

도 3는, 삼상 접속한 자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성도이다.

도 4는, 삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기의 하나의 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 5는, 삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성도이다.

도 6는, 2차코일의 부하를 파라미터로 한 제어전류 대 2차전압, 보조코일 전압특성을 도시한 도면이다.

도 7는, 제어전류에 의한 2차전압 파형변형의 관측파형을 도시한 도면이다.

도 8는, 2차전압의 고조파를 제거하는 자속제어형 가변변압기의 하나의 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 9는, 도 8에 나타낸 동자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성도이다.

도 10는, 도 9의 반응장치를 가변 반응장치에 바꾼 회로구성도이다.

도 11는, 2차전압, 전류의 관측파형을 도시한 도면이다.

도 12는, 고조파를 제거하는 자속제어형 가변변압기의 제어전원의 하나의 실시예를 게시하는 사시도이다.

도 13는, 동삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성도이다.

도 14는, 자속제어형 가변변압기를 적용한 정지형 전압조정기의 하나의 실시예를 나타내는 회로구성도이다.

도 15는, 삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기를 적용한 정지형 전압조정기의 하나의 실시예를 나타내는 회로구성도이다.

도 16는, 자속제어형 가변변압기의 2차전압 제어특성 예를 게시하는 그림이다.

도 17는, 자속제어형 가변변압기의 정전압 제어특성도이다.

도 18는, 종래의 탭전환형 전압조정기의 회로구성도이다.

본 발명은, 제 1 자기회로와 제 2 자기회로를 가지고, 제 1 자기회로는, 제 1 U 형 커터(cut)코어와 제 2 U 형 커터코어를, 그 커터면 끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90°회전시켜 접촉시켜 구성하여, 해당 제 1 자기회로의 상기 제 1 U 형 커터코어와 상기 제 2 자기회로과 공통의 1차코일을 감고, 제 2 자기회로에는 2차코일을 감고, 제 1 자기회로의 상기 제 2 커터코어에는 제어코일을 감고, 해당 제어코일에 통전되는 여자전류의 값을 바꿔, 1차코일이 감긴 제 1 자기회로의 자기저항을 변화시킴으로써, 상기 1차코일과 2차코일에 쇄교하는(鎖交:linking) 자속을 제어하여, 2차코일의 전압을 연속적으로 가변하는 것이다.

또한, 본 발명은, 제 1 삼상 자기회로와 제 2 삼상 자기회로를 가지고, 제 1 삼상 자기회로는, 제 1 삼상 E 형 커터코어와 제 2 U 형 커터코어를, 그 커터면 끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90° 회전시켜 접촉시켜 구성하여, 해당 제 1 자기회로의 상기 제 1 E 형 커터코어와 상기 제 2 삼상 자기회로에 공통의 1차코일을 감고, 제 2 삼상 자기회로에는 2차코일을 감고, 제 1 자기회로의 상기 제 2 U 형 커터코어에는 제어코일을 감고, 해당 제어코일에 통전되는 여자전류의 값을 바꿔, 1차코일이 감긴 삼상 자기회로의 자기저항을 변화시킴으로써, 상기 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속를 제어하여, 2차코일의 전압을 연속적으로 가변하는 것이다.

본 발명은, 변압기의 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속량을 변화시켜, 2차코일의 유기전압을 제어하는 것이다.

본 발명의 기본구성은, 제 1 자기회로와 제 2 자기회로에 공통의 1차코일을 감고, 제 2 자기회로에는 2차코일을 감는다. 제 1 자기회로는, 제 1 U 형 커터코어와 제 2 U 형 커터코어를, 그 커터면 끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90°회전시켜 접촉시킨 자기회로에서 구성한다. 제 2 U 형 커터코어에는, 제어코일을 감는다.

삼상 변압기의 경우는, 제 1 삼상 자기회로와 제 2 삼상 자기회로에 공통의 삼상 1차코일을 감고, 제 2 삼상 자기회로에는 삼상 2차코일을 감는다. 제 1 삼상 자기회로는, 제 1 삼상 E 형 커터코어와 제 2 U 형 커터코어를, 그 커터면 끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90°회전시켜 접촉시킨 자기회로를 구성한다. 제 2 U 형 커터코어에는, 제어코일을 감는다.

제어용 전원은, 상기 자속제어형 가변변압기의 제1자기회로의 제1 U 형 커터코어, 또는 삼상 전압자속제어형 가변변압기의 제1 삼상 E 형 커터코어에 보조코일을 감고, 이것에 정류회로를 접속하여, 정류회로에는, 전압제어회로 또는 전압제어회로와 전압파형제어회로를 접속한 전기회로를 구성한다. 상기 보조코일에 반응 장치 또는 가변반응 장치를 접속함에 의해 2차코일 유기전압의 변형을 억제한다.

상기의 것 같은 구성에 의하면, 우선, 1차코일에 전압 (e1)을 인가함에 의해, 제 1 자기회로에 자속(Φ1-1), 제 2 자기회로에 자속(Φ1-2)가 발생한다. 1차코일에는,제 1 자기회로에 자속(Φ1-1), 제 2 자기회로에 자속(Φ1-2)이 발생하기 위한 여자전류(i1)가 흐른다. 제 2 자기회로에 감긴 2차코일에 유기하는 전압은, 제 2 자기회로의 자속에 응하여 전압(e2)가 발생한다. 여기서, 2차코일에 2차(부하)전류(i2)가 흐르면, 제 2 자기회로에는 1차코일 자속(Φ1-2)과는 반대방향의 자속(Φ2)이 발생하여, 이것을 부정하도록 1차코일에 부하전류가 흐르지만, 제 2 자속회로의 자속(Φ1-2)이 감소하여 2차전압(e2)는 저하한다. 이 때, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)은, 1차코일의 인가전압과 유기전압이 평형하기 위해서, 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 감소상당분 증가한다.

여기서, 제 2 커터코어에 감긴 제어코일에 전류(ic)를 흘리면, 제어코일의 권수와 제어전류(ic)를 건 기전력(ampere turn)으로 생기는 제어자속(Φc)가 제1, 제 2 U 형 커터코어의 접촉면을 지난다. 제1, 제 2 U 형 커터코어의 접촉면은 자속(Φc)과 자속(Φ1-1)의 공통자로로 되어 있고, 이 공통자로의 자기저항이 증가하여, 1차코일의 인가전압에 의한 자속(Φ1-1)의 통과가 억제되어 감소한다. 그렇게 하면, 1차코일의 인가전압과 유기전압이 평형하기 위해서, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)의 감소상당분이 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 증가로 되어, 제 2 자기회로 상에 감긴 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속이 증가하기 때문에, 2차전압(e2)는 증가한다. 다음에, 2차코일의 부하가 감소하여 2차전류(i2)가 감소하면, 제 2 자기회로에서는 1차코일의 자속(Φ1-2)과는 반대방향의 자속(Φ2)이 감소하기 때문에, 자속(Φ1-2)이 증가하여 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속이 증가하여, 2차전압(e2)가 상승한다.

여기서, 제 2 커터코어에 감긴 제어코일의 전류(ic)를 감소시키면, 제어코일의 권수와 제어전류(ic)를 건 기자력(ampere turn) 이 감소하여, 제1, 제 2 U 형 커터코어의 접촉면의 상기 공통자로의 자기저항이 감소하고, 1차코일의 인가전압(e1)에 의한 자속(Φ1-1)의 통과가 완화되어 증가한다. 그렇게 하면, 1차코일의 인가전압(e1)과 유기전압이 평형하기 위해서, 자속은 1차코일의 인가전압(e1)에 따라서 일정이며, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)의 증가상당분이 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 감소로 되어, 제 2 자기회로상에 감긴 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속이 감소하고, 2차전압(e2)가 저하한다.

여기서, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)은, 제 2 커터코어에 감긴 제어코일에 전류(ic)를 흘리면, 제어전류(ic)의 값이 2차전압(e2)의 가변범위내(공통자석로가 자기포화하지 않은 범위) 이하에서는, 제어전류(ic)에 의한 공통자석로의 자기저항의 변화에 의해서 파형이 흐트러진다. 이것 때문에, 입력전압파형이 정현파의 경우에, 입력전압에 의한 발생자속은 제1자기회로의 자속(Φ1-1)과 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)과의 합성치가 정현파이면 좋지만, 제1자기회로의 자속(Φ1-1)에 변형이 생기면 제2자기회로의 자속(Φ1-2)에도 변형이 생겨, 2차전압(e2)에 고조파가 생긴다. 따라서, 2차전압(e2)의 고조파를 제거하기 위해서는 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)의 파형변형을 기본파성분에 갖추는 필요가 있다.

그래서, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)의 파형정형은, 제 1 자기회로에 감겨진 보조코일에 반응 장치 또는 가변 반응 장치를 접속하여, 전류를 흘리면 보조코일에는, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)과 반대방향의 자속(Φ3)이 발생하고, 제 1 자기회로의 자속밀도를 저하시켜 고조파전류가 억제되어 기본파 성분이 많은 전류가 흐른다. 보조코일에 흐르는 전류에 의해서 생기는 자속(Φ3)을 부정하도록 1차코일에 전류가 흐르지만, 이 전류는 고조파 성분이 억제된 기본파 성분이 많은 전류이다. 그렇게 하면, 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 파형도 개선되어, 2차 전압파형으로부터 고조파가 제거되어 전력의 품질이 보전된다.

다음에, 상기 보조코일에 정류회로를 접속하여 제2 커터코어에 감긴 제어코일 전류(ic)의 전원으로서 사용하면, 부하전류의 변화에 의한 2차전압의 변동을 보상하도록 작용한다. 2차 전류가 증가하면 제1 자기회로에의 이행자속이 증가하지만, 그것에 의하여 보조코일의 유기전압(e3)가 증대하여, 제어전류(ic)를 증가시켜, 이행자속을 억지하도록 작용한다. 또한, 2차전류가 감소한 경우는, 마찬가지로, 제어전류를 감소시킨다. 즉, 2차전류의 변동에 대하여 2차전압의 변동을 보상하도록 제어전류를 자동조정할 수가 있다.

이상과 같이, 제 2 U 형 커터코어의 상기 제어코일의 여자전류의 값을 바꿔, 1차코일의 제 1 자기회로의 자기저항을 변화시켜, 상기 1차코일과 상기 2차코일에 쇄교하는 자속을 제어하여, 2차코일전압을 연속적으로 가변할 수가 있다.

삼상 변압기에 있어서도 마찬가지로, 제 2 U 형 커터코어의 상기 제어코일의 여자전류의 값을 바꿔, 1차코일의 제 1 삼상 자기회로의 자기저항을 변화시켜, 상기 삼상 1차코일과 상기 삼상 2차코일의 삼상의 쇄교자속을 일괄제어하여, 삼상 2차코일전압을 연속적으로 가변할 수가 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 기본구성은, 도 1에 있어서, 제 1 U 형 커터코어(13)와 제 2 U 형 커터코어(11)로 구성하는 제 1 자기회로와, 커터코어(16)로 구성하는 제 2 자기회로에 공통의 1차코일(14)을 감고, 제 2 자기회로에는 2차코일(17)을 감는다. 제 1 자기회로는, 제 1 U 형 커터코어(13)와 제 2 U 형 커터코어(11)를, 그 커터면끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90° 회전시켜 접촉시킨 자기회로를 구성한다. 제 2 U 형 커터코어(11)에는, 제어코일(12)을 감는다.

도 2는, 도 1에 나타낸 자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성을 표시한 것으로, × 도장은 2개의 자심이 90°회전시킨 상태로 접촉되어 있는 것을 나타내며, ∥ 도장은 통상의 변압기의 자심과 같이 2개의 자심이 평행상태로 접촉되어 있는 것을 나타내는 기호이다.

도 3는, 도 1에 나타낸 변압기를 삼상 접속한 자속제어형 가변변압기의 회로구성의 등가회로를 표시한 것이다.

도 4는, 삼상 변압기의 기본구성을 도시한 도면으로, 제 1 E 형 커터코어(13)와 제 2 U 형 커터코어(11)로 구성하는 제 1 삼상 자기회로와, 커터코어(16)로 구성하는 제 2 삼상 자기회로에 공통의 삼상 1차코일(14)을 감고, 제 2 삼상 자기회로에는 삼상 2차코일(17)을 감는다. 제 1 삼상 자기회로는, 제 1 삼상 E 형 커터코어(13)와 제 2 U 형 커터코어(11)를, 그 커터면끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90°회전시켜 접촉시킨 자기회로를 구성한다. 제 2 U 형 커터코어(11)에는, 제어코일(12)을 감는다.

도 5는, 도 4의 삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성을 표시한 것이다.

상기의 것 같은 구성에 의하면, 우선, 도 1에 있어서, 1차코일(14)에 전압(e1)을 인가함에 의해, 제 1 자기회로에 자속(Φ1-1), 제 2 자기회로에 자속(Φ1-2)이 발생한다. 1차코일(14)에는, 제 1 자기회로에 자속(Φ1-1), 제 2 자기회로에 자속(Φ1-2)이 발생하기 위한 여자전류(i1)가 흐른다. 제 2 자기회로에 감긴 2차코일(17)에 유기하는 전압은, 제 2 자기회로의 자속에 응한 전압(e2)이다.

여기서, 2차코일(17)에 전류(i2)가 흐르면 제 2 자기회로에는 1차코일(14)의 자속(Φ1-2)과는 반대 방향의 자속(Φ2)이 발생하여 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)은 감소하고, 2차전압(e2)은 저하한다. 이 때, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)은, 1차코일(14)의 인가전압(e1)과 유기전압이 평형하는 자속을 필요로 하기 때문에, 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 감소상당분 증가한다.

여기서, 제 2 커터코어(11)에 감긴 제어코일(12)에 전류(ic)를 흘리면 , 제1, 제 2 U 형 커터코어의 접촉면 공통자로(15)의 자기저항의 증가에 의해서, 1차코일(14)의 인가전압(e1)에 의한 자속(Φ1-1)의 통과가 억제되어 감소한다. 그렇게 하면, 1차코일(14)의 인가전압(e1)과 유기전압이 평형하기 위해서, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)의 감소상당분이 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 증가로 되어, 제 2 자기회로 상에 감긴 1차코일(14)과 2차코일(17)에 쇄교하는 자속이 증가하여, 2차전압(e2)은 증가한다.

다음에, 2차코일(17)의 부하가 증가하여 2차전류(i2)가 증가하면 , 전술의 것 같게, 제 2 자기회로에는 1차코일(14)의 자속(Φ1-2)과는 반대방향의 자속(Φ2)이 증가하여 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)은 감소하고, 2차전압(e2)은 저하한다. 이 때, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)은, 1차코일(14) 인가전압(e1)과 유기전압이 평형하는 자속을 필요로 하기 때문에, 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 감소상당분 증가한다. 여기서, 제 2 커터코어에 감긴 제어코일(12)의 전류(ic)를 증가시키면, 제1, 제 2 U 형 커터코어의 접촉면 공통자로(15)의 자기저항이 더욱 증가하여, 1차코일(14)의 인가전압(e1)에 의한 자속(Φ1-1)의 통과가 억제되어 감소한다. 그렇게 하면, 1차코일(14)의 인가전압(e1)과 유기전압이 평형하는 자속을 필요로 하기 때문에, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)의 감소상당분이 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 증가로 되어, 제 2 자기회로 상에 감긴 1차코일(14)과 2차코일(17)에 쇄교하는 자속이 증가하여, 2차전압(e2)가 증가한다.

또한, 2차코일(17)의 부하가 감소하여 2차전류(i2)가 감소하면, 제 2 자기회로에는 1차코일(14)의 자속(Φ1-2)과는 반대방향의 자속(Φ2)이 감소한다. 따라서, 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)이 증가하여 1차코일(14)과 2차코일(17)에 쇄교하는 자속이 증가하여, 2차전압(e2)은 상승한다. 여기서, 제 2 커터코어(11)에 감긴 제어코일(12)의 전류(ic)를 감소시키면, 제1, 제 2 U 형 커터코어의 접촉면 공통자로(15)의 자기저항이 감소하여, 1차코일(14)의 인가전압(e1)에 의한 자속(Φ1-1)의 통과가 완화되어 증가한다. 그렇게 하면, 1차코일(14)의 인가전압(e1)과 유기전압이 평형하기 위해서, 자속은, 1차코일(14)의 인가전압(e1)에 따라서 일정하며, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)의 증가상당분이 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 감소로 되어, 제 2 자기회로 상에 감긴 1차코일(14)과 2차코일(17)에 쇄교하는 자속이 감소하여, 2차전압(e2)이 저하한다. 1차코일의 인가전압(e1)을 일정으로 한 경우의 제어전류와 2차전압의 관계는 도 6의 (ic)와 (e2)와 같이 된다.

여기서, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)은, 제 2 커터코어에 감긴 제어코일에 제어전류(ic)를 흘리면, (ic)의 순간 값에 의해서 공통자로의 자기저항이 변화하기 때문에 제어전류 (ic)가 2차전압의 가변범위내 이하에서는, 제어전류 (ic)에 의해서 도 7에 나타낸 바와 같이 파형이 흐트러진다. 이것 때문에, 전술의 것과 같이, 제2자기회로의 자속(Φ1-2)에도 변형이 생겨, 2차전압(e2)에는 고조파가 생긴다.

도 8는, 2차전압 (e2)의 고조파를 제거하는 자속제어형 가변변압기의 하나의 실시예를 나타내는 사시도를 나타낸다.

도 9는, 도 8에 예시된 자속제어형 가변변압기의 등가회로를 나타내는 회로구성을 표시한 것이다. 제 1 자기회로에 감은 보조코일(18)에 반응 장치(19)를 접속하여, 부하전류(i2)나 제어전류(ic)에 따라서 보조코일(18)에 발생하는 유기전압(e3)을 반응 장치(19)에 인가하여, 반응 장치(19)에 전류를 흘리면 보조코일(18)에는, 제 1 자기회로의 자속(Φ1-1)과는 반대방향의 자속(Φ3)이 발생하여, 제 1 자기회로의 자속밀도를 저하시켜 고조파전류가 억제되어 기본파성분이 많은 전류(i3)가 흘러, 전술과 같이, 제 2 자기회로의 자속(Φ1-2)의 파형도 개선되고, 2차전압(e2)의 파형으로부터 고조파가 제거되어 전력의 품질이 보전된다.

도 10은, 보조코일에 접속하는 반응 장치를 가변반응 장치로서 2차전압의 조정에 따라 반응 장치(19)의 인덕턴스를 조정 가능하게 한 것이다. 보조코일(18)에 가변반응 장치의 주코일(22)과 정류회로(20)를 접속하여, 정류회로(20)를 제어전원으로서 파형제어회로(24)로 구성된다. 가변 반응 장치의 제어코일( 23)로 통전하는 여자전류를 파형 제어회로(24)로 억제하여 가변 반응 장치를 최적치에 조정한다.

도 11는, 반응 장치(19)의 접속에 의한 2차전압 파형의 개선을 나타내는 오실로그래프이다.

도 12 및 도 13은, 상기 보조코일(18)에 접속한 정류회로(20)를 제어전원으로서 제 2 커터코어에 감긴 제어코일전류(ic)의 전원으로서 사용하는 실시예이다. 도 6은, 2차코일의 부하를 파라미터로 한 제어전류(ic) 대 2차전압 (e2), 보조코일전압 (e3) 특성을 나타내어, 이에 따라, 2차코일의 부하와 제어전류 (ic)와 2차전압 (e2), 보조코일전압 (e3)와의 상호 관계를 이해할 수 있다. 즉, 2차코일의 전압은 부하의 증가로 저하하고 제어전류 (ic)의 증가로 상승한다. 또한, 보조코일전압 (e3)는 부하의 증가로 상승하고 제어전류 (ic)의 증가로 저하하는 특성을 가져, 항상, 부하의 변동에 따라서 보조코일전압 (e3)은 변화하지만, 제어전류 (ic)를 필요로 하는 범위로 전원공급의 조건을 채우고 있다. 도 6에 의해, 부하전류 (i2)의 변동에 의한 2차전압 (e2)과 보조코일전압 (e3)의 변화가 반대인 것을 알 수 있다. 요컨대, 보조코일전압 (e3)을 제어전류 (ic)의 전원으로 하는 것에 의해, 부하의 증가에 의해서 2차전압 (e2)가 저하한 경우, 보조코일전압 (e3)이 증대하여 제어전류 (ic)가 증대하여 2차전압 (e2)의 저하를 억제하도록 작용하여, 2차전압 (e2)의 전압변동을 보상한다.

이상과 같이, 제 2 U 형 커터코어(11)의 상기 제어코일(12)의 여자전류 (ic)의 값을 바꿔, 1차코일(14)의 제 1 자기회로의 자기저항을 변화시켜, 상기 1차코일(14)과 상기 2차코일(17)에 쇄교하는 자속을 제어하여, 2차코일전압 (e2)을 연속적으로 가변할 수가 있다.

도 14는, 본 발명의 하나의 실시예인 자속제어형 가변변압기를 사용한 정지형 전압조정기의 회로구성을 나타낸 것으로, 도 14에 나타내는 종류, 2차전압 (e2)의 조정을 코일사이에 쇄교하는 자속제어에 의해 행하고 있는 것부터, 고속제어가 가능하게 되어, 접촉기구 등의 마모는 존재하지 않는다. 기기의 구성은, 자심과 코일과로 이루어지는 동철제 정지기기로, 내구성·보수성·성능상에서 고신뢰성이 요청되는 전력계통 전압안정화 기구로서 제공할 수 있는 것이다.

도 15는, 삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기를 적용한 정지형 전압조정기의 회로구성을 표시한 것이다.

도 16는, 자속제어형 가변변압기의 2차 전압제어 특성예를 게시한 것이다. 이것은, 도 15에 나타낸 삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기를 정지형 전압조정기에 적용한 하나의 실시예의 회로구성에 있어서의, 2차 전압 (e2)제어특성을 나타낸 것으로, 제어코일(12)의 제어전류 (ic)에 의해서 2차전압 (e2)을 연속적으로 가변되는 것이 요해할 수 있다.

도 17는, 자속제어형 가변변압기의 정전압 제어특성예를 게시한 것이다. 이것은, 도 15에 나타낸 삼상 변압기용 자속제어형 가변변압기를 정지형 전압조정기에 적용한 하나의 실시예의 회로구성에 있어서의, 2차전압 (e2)의 정전압제어특성을 나타낸 것으로, 1차전압의 변화를 연속적으로 2차전압 (e2)을 일정히 제어하기 위한 제어코일(12)의 제어전류 (ic)를 나타내는 것이다.

본 발명은, 변압기의 전압조정용 탭을 설치하지 않고, 전압을 고속제어하는 자속제어형 가변변압기를 제공하는 것을 목적으로 한 것으로, 그 기본구성은, 변압기의 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속량을 가변인덕턴스를 사용하여 변화시켜, 2차코일의 유기전압을 제어하는 것이지만, 이밖에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않은 범위로 여러가지 변형하여 실시할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 근년의 전력수요의 증대나 부하의 다양화에 의해, 계통전압의 변동 등의 부하의 다양화에 대응할 수 있는 유연성 있는 전력설비의 제공을 꾀하고, 전력계통의 전압의 안정화에 기여할 수 있다.

Claims (10)

1. 제 1 자기회로와 제 2 자기회로를 가지고, 제 1 자기회로는, 제 1 U 형 커터코어와 제 2 U 형 커터코어를, 그 커터면끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90°회전시켜 접촉시켜 구성하고, 해당 제 1 자기회로의 상기 제 1 U 형 커터코어와 상기 제 2 자기회로와 공통의 1차코일을 감고, 제 2 자기회로에는 2차코일을 감고, 제 1 자기회로의 상기 제 2 커터코어에는 제어코일을 감고, 해당 제어코일에 통전되는 여자전류의 값을 바꿔, 1차코일이 감긴 제 1자기회로의 자기저항을 변화시킴으로써, 상기 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속을 제어하여, 2차코일의 전압을 연속적으로 가변하는 것을 특징으로 하는 자속제어형가변변압기.
2. 제 1 삼상 자기회로와 제 2 삼상 자기회로를 가지고, 제 1 삼상 자기회로는, 제 1 삼상 E 형 커터코어와 제 2 U 형 커터코어를, 그 커터면끼리를 서로 대향시켜, 또한, 한편의 커터코어에 대하여 다른쪽의 커터코어를 비트는 방향으로 90°회전시켜 접촉시켜 구성하고, 해당 제 1 자기회로의 상기 제 1 E 형 커터코어와 상기 제 2 삼상 자기회로와 공통의 1차코일을 감고, 제 2 삼상 자기회로에는 2차코일을 감고, 제 1 자기회로의 상기 제 2 U 형 커터코어에는 제어코일을 감고, 해당 제어코일에 통전되는 여자전류의 값을 바꾸고, 1차코일이 감긴 제 1 삼상 자기회로의 자기저항을 변화시킴으로써, 상기 1차코일과 2차코일에 쇄교하는 자속을 제어하여, 2차코일의 전압을 연속적으로 가변하는 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 자기회로의 제 1 U 형 커터코어에 보조코일을 감은 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 삼상 자기회로의 제 1 삼상 E 형 커터코어에 보조코일을 감은 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 보조코일에 반응 장치를 접속한 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 보조코일에 반응 장치를 접속한 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 반응 장치가 가변 반응 장치인 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 반응 장치가 가변 반응 장치인 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
9. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 제어코일의 여자전원을 보조코일로부터 얻는 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.
10. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서, 제어코일의 여자전원을 보조코일로부터 얻는 것을 특징으로 하는 자속제어형 가변변압기.