KR101209613B1 - 자기 커플러를 공급하기 위한 방법 및 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치 - Google Patents

자기 커플러를 공급하기 위한 방법 및 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치 Download PDF

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상뜨르 나쇼날 드 라 러쉐르쉬 샹띠피끄
유니베르시떼 몽펠리에 Ⅱ
엥스띠뛰 나씨오날 뽈리떼끄니끄 드 뚤루즈
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Abstract

본 발명은 와인딩들의 몇몇 쌍들을 포함하는 자기 커플러를 공급하기 위한 방법에 관련되고, 각각의 쌍은 자기 물질의 코어에 의하여 서로 자기적으로 커플링 된 제1 및 제2 인접한 짝지어진 와인딩으로부터 형성된다. 상기 방법은 동일한 쌍의 제2 와인딩에 대하여 상기 공급 전압 또는 전류에 관련하여 위상 a에 의하여 상의 공급 전압 또는 전류 출력을 갖는 각각의 쌍의 제1 와인딩을 공급하는 단계(34)를 더 포함한다. 위상 a의 절대값은 와인딩들의 적어도 하나의 쌍에 대하여 4π/N보다 크거나 같다.

Description

자기 커플러를 공급하기 위한 방법 및 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치{Method for providing magnetic coupler and device for providing electric dipole}
본 발명은 자기 커플러(magnetic coupler)를 공급하기 위한 방법 및 장치에 관련된다.
자기 커플러들(다중-상간 트랜스포머(multi-interphase transformer))은 예를 들면 다상(polyphase) 공급원에 로드(load)를 연결하기 위하여 이용된다.
서로 위상적으로 관련되어 오프셋(offset) 된 N개의 주기적 공급 전류들 또는 전압들을 생성할 수 있는 다상 공급원을 이용하는 것이 알려져 있고, N은 4보다 크거나 같은 정수이다. 이용되는 공급 전류들 또는 전압 사이의 위상 오프셋은 0과 2π 라디안(rad) 사이에 일정하게 분포된다. 2π 라디안의 위상 오프셋은 전류 또는 전압의 한 주기에 상응한다.
알려진 자기 커플러들은 와인딩(winding)의 몇몇 쌍들을 포함하고, 각각의 쌍은 자기 물질로 만들어진 코어(core) 또는 자성 코어의 수단에 의하여 자기적으로 서로 연결된 제1 및 제2 인접한 와인딩에 의하여 형성된다. 알려진 자기 커플러들의 다른 구조들이 다음 논문에 묘사되었다:
"Modeling and Analysis of Multi-Interphase Transformers for Connecting Power Converters in Parallel", IN GYU PARK and SEON IK KIM, Dept. of Control and Instrumentation Eng., Wonkwang University, Iksan, Chonbuk, 570-749 Korea, IEEE 1997.
이러한 커플러들을 공급하기 위한 알려진 방법들은 동일한 쌍의 제2 와인딩의 공급 전류 또는 전압에 대하여 위상 α만큼 위상적으로 오프셋 된 공급 전류 또는 전압을 갖는 각각의 쌍의 제1 와인딩을 공급하는데 있다.
알려진 방법들에서, 위상 α는 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여 2π/N과 같다.
자기 커플러들은 그러므로 올바르게 함수를 제공했지만 성가시다. 이제 이러한 자기 커플러들의 크기를 줄이는 것이 바람직하다.
그러므로 본 발명의 목적은 동일한 성능 레벨에 대하여 자기 커플러의 크기를 줄이는 것을 가능하게 하는 자기 커플러를 공급하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 따라서 위상 α의 절대값이 와인딩들의 적어도 하나의 쌍에 대하여
Figure 112008008254214-pct00001
보다 크거나 같은 자기 커플러를 공급하기 위한 방법이다. 동일한 성능 레벨에 대하여, 와인딩들의 적어도 하나의 쌍에 대해
Figure 112008008254214-pct00002
보다 크거나 같게 위상 α의 절대값을 선택하는 것은 이러한 쌍의 와인딩들을 연결하는 자성 코어를 통하여 통과하는 최대 자속(magnetic flux)을 감소시키는 것이 관찰되었다. 사실, 와인딩들의 쌍들 중 적어도 하나에 대하여 위상 α의 절대값에 대해 이러한 유형의 값을 부과함에 의하여, 상황은 와인딩들의 이러한 쌍의 공급 전류들 또는 전압들의 위상 오프셋(offset)이 π 라디안과 같게 접근되고, π 라디안은 이러한 두개의 와인딩들을 연결하는 자성 코어 내에서 관찰될 수 있는 최대 자속의 최적의 감소에 상응한다.
자성 코어(magnetic core)의 단면을 통과하는 최대 자속이 감소되기 때문에, 커플러의 크기 또한 줄어드는 그러한 방법으로, 이러한 자성 코어의 차원을 감소하는 것이 가능하다.
추가적으로, N개의 공급 전류들 또는 전압들의 위상 오프셋의 규칙적인 분포 때문에, 이러한 커플러에 의해 제공되는 로드(load)에서 전류 또는 전압 고조파(harmonics)들이 감소된다.
본 공급 방법의 실시예들은 다음 특징들 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
-위상 α의 절대값은 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여
Figure 112008008254214-pct00003
보다 크거나 같다.
-위상 α의 절대값은 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여
Figure 112008008254214-pct00004
라디안과
Figure 112008008254214-pct00005
라디안 사이이다.
-N이 홀수일 때, 위상 α의 절대값은 [(N-1)/2].(2π/N)와 같다.
-N이 4의 배수일 때, 위상 α의 절대값은 [(N/2)-1].(2π/N)과 같다.
-N이 짝수일 때, 위상 α는 와인딩들의
Figure 112008008254214-pct00006
개의 쌍들에 대하여 [(N/2)-1].(2π/N)과 같고, 와인딩들의 두개의 쌍들에 대하여 π와 같고, 와인딩들의 나머지 쌍들에 대하여 -[(N/2)-1].(2π/N)과 같다.
공급 방법의 이러한 실시예들은 다음 이점들을 갖는다.
-절대값이 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여
Figure 112008008254214-pct00007
보다 크거나 같은 위상 α를 선택하는 것은 자기 커플러의 크기를 감소하는 것을 가능하게 한다.
-절대값이 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여
Figure 112008008254214-pct00008
라디안과
Figure 112008008254214-pct00009
라디안 사이인 위상 α의 선택은 자기 커플러의 크기의 최적의 감소를 획득하는 것을 가능하게 한다.
-N의 값에 따른 위상 α를 산출하기 위하여 이전에 제공된 공식의 이용은 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여 π에 근접한 위상 오프셋, 및 그로 인한 자기 커플러의 크기의 최적의 감소를 획득하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 목적은 또한 전기 쌍극자(electric dipole)를 공급하기 위한 장치이고, 이 장치는,
-N-상 공급원으로서, 상들 사이의 위상 오프셋들은 0과 2π 라디안 사이에 규칙적으로 분포되고, N은 4보다 크거나 같은 N-상 공급원;
-상기 전기 쌍극자에 동시에 상기 공급원의 상들 각각을 연결하기 위한 자기 커플러로서, 상기 자기 커플러는 와인딩들의 복수의 쌍들을 포함하고, 와인딩들의 각각의 쌍은 자기 물질로 이루어진 코어(core)에 의하여 서로 자기적으로 연결된 제1 및 제2 인접 와인딩에 의하여 형성되고, 각각의 쌍의 상기 제1 와인딩은 동일한 쌍의 상기 제2 와인딩을 공급하는 공급원의 상에 대하여 위상 α만큼 위상적으로 오프셋 된 상기 공급원의 상에 의하여 공급되는 자기 커플러를 포함하고,
-위상 α의 절대값은 와인딩들의 적어도 하나의 쌍에 대하여 4π/N보다 크거나 같다.
이 장치의 실시예들은 다음 특징들 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
-와인딩들의 각각의 제1 쌍에 대하여, 상기 자기 커플러는 와인딩들의 이 제1 쌍과 관련된 제2 쌍을 포함하고, 와인딩들의 각각의 제2 쌍은 서로 자기적으로 연결되고 자기 물질로 이루어진 동일한 코어에 의하여 관련된 상기 제1 쌍의 상기 제1 및 제2 와인딩들에 자기적으로 연결된 제3 및 제4 인접 와인딩에 의하여 형성되고, 상기 제2 쌍은 와인딩들의 상기 제1 관련된 쌍으로부터 전기적으로 고립되고, 오직 상기 제1 및 제2 와인딩들만이 상기 공급원의 상들에 연결되고, 오직 상기 제3 및 제4 와인딩들이 상기 전기 쌍극자에 연결된다.
-각각의 쌍의 상기 제1 와인딩은 상기 공급원의 상들 중 하나에 직접 연결되고, 반면에 동일한 쌍의 상기 제2 와인딩은 와인딩들의 다른 쌍의 상기 제1 와인딩에 의하여 상기 공급원의 다른 상에 연결된다.
-와인딩들의 각각의 쌍의 상기 제1 및 제2 와인딩들은 상기 공급원의 각각의 상들에 직접 연결된다.
-와인딩들의 각각의 쌍은 와인딩들의 다른 쌍들로부터 자기적으로 독립적이다.
-상기 자기 쌍의 각각의 제1 또는 제2 와인딩은 와인딩들의 제1 및 제2 쌍에 모두 속한다.
-각각의 와인딩은 제1 및 제2 단자를 갖는 자기 물질로 이루어진 브랜치(branch) 주변에 감기고, 각각의 브랜치의 상기 제1 단자는 자기 물질로 이루어진 제1 레그(leg)에 의하여 자기적으로 연결되고, 각각의 브랜치의 상기 제2 단자는 자기 물질로 이루어진 제2 레그에 의하여 자기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 레그들 각각은 모든 브랜치들에 연결된 루프(loop)를 나타낸다.
-상기 공급원의 각각의 상은 공급 전류 또는 전압을 부과하고, 상기 파(wave)는 모두 동일한 이러한 공급 전류 또는 전압들을 형성하지만, 약 2π/N의 배수인 위상 오프셋이 있다.
상기 공급 장치의 이러한 실시예들은 또한 다음 이점들을 갖는다.
-와인딩들의 각각의 제1 쌍에 관련된 와인딩들의 제2 쌍의 이용은 상기 공급원에 관련된 상기 로드의 갈바니(galvanic) 고립을 획득하는 것을 가능하게 한다.
-와인딩들의 각각의 쌍이 와인딩들의 다른 쌍들로부터 기계적으로 고립되었다는 사실은 자기 커플러를 제공하기 위하여 두개의 와인딩들을 갖는 트랜스포머를 이용하는 것을 가능하게 하고, 이는 표준 자성 코어들로부터 상기 자기 커플러의 생산을 촉진시킨다.
-각각의 와인딩이 자기 와인딩들의 제1 및 제2 쌍 모두에 속한다는 사실은 상기 자기 커플러 내의 상기 전류 또는 전압들을 조화시키고, 이는 나중의 크기의 감소를 획득하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 다음 설명을 독해함에 의하여 더욱 잘 이해될 것이고, 다음 설명들은 오직 예시적인 것이고 도면들을 참조한다.
도 1은 자기 커플러에 의해 로드를 공급하기 위한 제1 장치의 회로도이다.
도 2는 도 1 내의 장치의 공급원의 상들의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1 내의 장치 내의 자기 커플러를 공급하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 4 및 5는 자기 커플러에 의해 로드를 공급하기 위한 장치의 제2 및 제3 실시예 각각의 회로도이다.
도 6은 도 1, 4 및 5의 장치들에서 이용될 수 있는 모놀리식(monolithic) 자기 커플러의 구조의 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 1, 4 및 5의 장치 내에서 이용될 수 있는 다른 모놀리식 자기 커플러의 구조의 개략도이다.
도 1은 자기 쌍극자(4)를 공급하기 위한 장치(2)를 나타낸다. 이러한 경우, 상기 쌍극자(4)는 입력(8)과 함께 구비된 필터(6)에 의하여 상기 장치(2)에 연결된다.
상기 쌍극자(4)는 예를 들면 저항이다.
상기 필터(6)는 예를 들면 오직 쌍극자(4)의 단자들에 병렬로 연결된 필터링 축전기(12)를 포함하는 필터이다. 이러한 경우, 상기 장치(2)는 필터링 인덕터(inductor)의 이용을 피하는 것을 가능하게 한다.
상기 장치(2)는 상기 쌍극자(4)에 상기 소스(16)를 연결하기 위하여 다상 전압원(16) 및 자기 커플러(18)를 포함한다.
소스(16)는 N-상 소스이고 N은 4보다 크거나 같은 정수이다. 상기 소스(16)는 그러므로 N개의 전압들(Vi)을 공급하고, 여기서 i 값은 0과 N-1 사이에 포함된 상의 수이다. 관습적으로, 전압 V0과 Vi 사이의 위상 오프셋은
Figure 112008008254214-pct00010
과 같다. 그러므로 전압 V0과 Vi 사이의 위상 오프셋들은, 도 2에 도시된 바와 같이, 0과 2π 라디안 사이에 일정하게 분포된다.
도 2에서, 각각의 벡터는 전압 Vi에 상응하고, 이 벡터의 절대값은 전압의 기본 요소(fundamental component)의 절대값에 상응하고, X 축에 대한 이 벡터의 위상은 전압 V0의 기본 요소에 대한 그것의 상 변위에 상응한다. 도시된 바와 같이, 전압들(V0 내지 VN-1)의 기본 요소들의 상 변위가 일정하게 분포하였을 때, 도 2의 그래프 상의 두개의 연속적인 전압 벡터들 사이의 상 변위의 위상은 2π/N과 같다.
이러한 경우, 전압 V0에서 VN-1까지의 전압들의 진폭은 모두 동일하고, 이는 V0에서 VN-1까지의 모든 전압들이
Figure 112008008254214-pct00011
과 같은 위상 오프셋만큼 서로에 대하여 오프셋 된 동일한 주기적인 파형을 갖기 때문이다.
도 1에서, 소스(16)는 V0에서 VN-1까지의 전압들을 공급하는 S0에서 SN-1까지의 N개의 단상(monophase) 전압원들의 형태로 나타났다. 실례로서, 각각의 소스 Si에 의하여 생성된 전압의 위상 오프셋은 V0에서 VN-1까지의 전압들 중 어느 것에 상응하기 위하여 조절될 수 있다. V0에서 VN-1까지의 전압들은, 이후에 보이는 바와 같이, S0에서 SN-1까지의 소스들에 의한 순서대로 생성되지 않는다.
도 1을 간략화하기 위하여, 세 개의 전압원들(S0, S1 및 SN-1)만이 나타났다.
소스(16)는 예를 들면 다상 공급 네트워크, 다상 전압 트랜스포머 또는 직류 교류 변환기(chopper), 다이오드들 및 사이리스터(thyristor)에 의해 형성된 제어 가능한 전압 정류기, 또는 "플라이백(flyback)" 공급의 1차 단계이다. 이러한 주기적인 전압들(Vi)은 정현파(sinusoidal)일 필요는 없지만, 예를 들면 사각 또는 삼각이고, 연속적인 요소를 포함할 수 있다.
이러한 실시예에서, 커플러(18)는 Tr0부터 TrN-1까지의 N개의 단상 트랜스포머를 포함한다. 각각의 트랜스포머는 자성 코어에 의해 서로 자기적으로 커플링 된 1차 와인딩(e1i) 및 인접 2차 와인딩(e2i)에 의하여 형성되고, i는 이전에 이용된 것과 동일한 값이다.
각각의 트랜스포머는 자성 코어에 의하여 자기적으로 서로 연결된 와인딩들의 쌍을 형성한다.
이러한 경우 N개의 트랜스포머들(Tri)은 서로로부터 자기적으로 독립적이다.
상기 도면을 단순화하기 위하여, 오직 세 개의 트랜스포머들(Tr0, Tr1 및 TrN-1)이 도 1에 나타났다.
각각의 1차 와인딩(e1i)은 소스(Si)에 한 단자에 의하여 직접 연결된다.
각각의 트랜스포머(Tri)의 2차 와인딩(e2i)은 트랜스포머(Tri-1)의 1차 와인딩(e1,i-1)에 의하여 소스(Si-1)에 연결된다. 만약 값 i가 0이라면, 2차 와인딩(e20)은 트랜스포머(TrN-1)의 와인딩(e1,N-1)에 의하여 소스(SN-1)에 연결된다.
소스들(Si) 중 하나에 연결되지 않은 각각의 2차 와인딩의 단자는 중간점(24)에 직접 연결되고, 중간점(24)은 자체적으로 필터(6)의 입력(8)에 직접 연결된다.
장치(2)의 동작 모드는 도 3 내의 방법에 관련하여 이제 묘사될 것이다.
우선, 단계 30동안, S0에서 SN-1까지의 각각의 소스의 위상 오프셋은 각각의 트랜스포머의 1차 와인딩(e1i)의 공급 전압이 위상 α만큼 오프셋 되고, 위상 α의 절대값은 동일한 트랜스포머의 2차 와인딩(e2i)의 공급 전압에 비하여
Figure 112008008254214-pct00012
보다 크 다. 이러한 경우, S0부터 SN-1까지의 소스들의 위상 오프셋은 위상 α의 절대값이 각각의 트랜스포머의 와인딩들에 대하여
Figure 112008008254214-pct00013
라디안과
Figure 112008008254214-pct00014
사이에 포함되는 방식으로 조절된다.
더욱 구체적으로, 소스들(Si)의 위상 오프셋은 와인딩들(e1i 및 e2i)의 공급 전압들 사이의 위상 오프셋 α의 절대값이,
-N이 홀수라면 [(N-1)/2].(2π/N)이고;
-N이 4의 배수라면 [(N/2)-1].(2π/N)
과 같은 방식으로 조절된다.
N이 짝수라면, 위상 α는
Figure 112008008254214-pct00015
개의 제1 트랜스포머들에 대하여 [(N/2)-1].(2π/N)과 같고,
Figure 112008008254214-pct00016
번째 및 N번째 트랜스포머에 대하여 π이고, 나머지 트랜스포머들에 대하여 -[(N/2)-1].(2π/N)과 같다.
N이 4의 배수일 때, 이 경우 N이 또한 짝수이기 때문에, 위상 α를 산출하기 위한 두개의 공식이 적용 가능하다.
이어서, 단계 34동안에, 각각의 트랜스포머의 와인딩들이, 단계 30 동안에 결정된 바와 같이, 위상 α에 의하여 서로 관련된 위상 오프셋을 갖는 공급 전압들을 공급받는다.
위상 α의 이러한 유형의 선택은, 커플러(18)의 전체 크기를 감소하는, 단면 이 감소될 수 있는 방식으로, 자성 코어들(n0부터 nN-1까지)들의 단면을 통해 통과하는 최대 자속을 가능한 많이 감소시킨다. 1차 및 2차 와인딩들 사이의 위상 차이를 증가시키는 것은 주어진 순간에 이러한 두개의 와인딩들에 의해 생성되는 최대 자기장들이 자성 코어 내부에서 결합되는 상황으로부터의 변화를 두드러지게 하기 때문에, 자성 코어의 단면을 통한 최대 자속은 감소된다.
도 4는 쌍극자(4)를 공급하기 위한 장치(40)의 제2 실시예를 나타낸다. 도 4에서, 도 1과 관련하여 이미 묘사된 요소들은 동일한 참조번호들을 갖는다.
장치(40)는 공급원(16) 및 자기 커플러 42를 포함한다. 커플러 42는 각각의 트랜스포머의 1차 및 2차 와인딩들이 각각의 전압원들(Si)에 직접 연결되었다는 사실에 있어서만 커플러 18과 다르다. 공급 방법은 도 3에 관련하여 묘사된 것과 동일하다. 이러한 공급 방법은 또한 n0부터 nN-1까지의 각각의 자성 코어의 단면을 통해 통과하는 최대 자속을 감소시키는 것을 가능하게 한다.
도 5는 쌍극자(4)를 공급하기 위한 장치(50)의 제3 실시예를 나타낸다. 이 도면에서, 도 1과 관련하여 이미 묘사된 요소들은 동일한 참조번호를 갖고, 장치 2와 비교하여 차이점만이 오직 여기에 묘사되었다.
도 5에서 필터(6)는 유도 코일을 포함해야하는 것은 아니다.
장치 50은 자기 커플러(54)에 의하여 쌍극자(4)에 연결된 공급원(16)을 포함한다.
커플러(54)에서, 중간점(24)은 기준 전위 M1에 연결되고, 더 이상 필터(6)의 입력(8)에 연결되지 않는다.
이러한 실시예에서, 각각의 트랜스포머(Tri)는 와인딩들 e1i 및 e2i의 쌍에 추가하여 와인딩들 e3i 및 e4i의 쌍을 포함한다. 와인딩들 e3i 및 e4i는 자성 코어 ni에 의하여 와인딩들 e1i 및 e2i에 자기적으로 커플링 된다. 와인딩들 e3i 및 e4i의 쌍은 와인딩들 e1i 및 e2i로부터 전기적으로 고립된다.
와인딩 e3i의 한 단자는 공통점(58)에 다이오드(di)에 의하여 연결된다. 다이오드 di의 음극(cathode)은 공통점(58)을 향한다.
공통점(58)은 필터(6)의 입력(8)에 직접 연결된다.
와인딩 e3i의 다른 단자는 다음 트랜스포머(Tri+1)의 와인딩 e4,i+1의 단자에 직접 연결된다. 와인딩 e4,i+1의 와인딩 e3i에 연결되지 않은 단자는 전위 M1으로부터 전기적으로 고립된 기준 전위 M2에 연결된다.
와인딩 e3,N-1의 공통점(58)에 연결되지 않은 단자는 와인딩 e40의 단자에 직접 연결된다.
커플러(54)를 공급하기 위한 방법은, 도 3을 참조하여 묘사된바와 같고, 이는 이러한 커플러의 크기를 감소시키도록 한다.
도 6은 자기 커플러 18, 42 및 54 대신에 그리고 그 자리에서 이용될 수 있는 모놀리식 자기 커플러(60)를 나타낸다. 커플러들 18, 42 및 54와 달리, 이러한 커플러 60은 다른 자성 코어(ni)로부터 자기적으로 독립적인 자성 코어를 각각 포함하는 복수의 단상 트랜스포머들로 이루어지지 않는다.
이러한 경우, 커플러 60은 B0부터 BN-1의 복수의 수평 브랜치들을 갖는 모놀리식 자성 코어(62)를 포함한다. 도 6에서 N은 5이다. B0부터 BN-1까지의 브랜치들의 왼쪽 단자는 수직 원형 레그(64)에 의하여 서로 자기적으로 연결된다. B0부터 BN-1까지의 브랜치들의 오른쪽 단자들은 다른 것, 즉 오른쪽의 곧은 수직의 원형 레그(66)에 의하여 서로 자기적으로 연결된다.
이러한 경우, 레그들(64 및 66) 각각은 자체적으로 폐쇄되고, 모든 브랜치들(Bi)을 연결하는 루프 또는 회로를 형성한다.
축전지는 각각의 수평 브랜치(Bi) 주변으로 와인딩(ei)을 형성한다. 각각의 와인딩(ei)의 한 단자는 공통점(68)에 직접 연결되고, 공통점(68)은 예를 들면 쌍극자(4)로 필터(6)에 의하여 연결된다.
각각의 와인딩(ei)의 다른 단자는 공급원(ei)의 각각의 소스(Si)에 연결된다.
이러한 경우, 두개의 연속적인 수평 브랜치들(Bi, Bi+1)에 의해 지원되는 인접한 와인딩들(ei, ei+1)은 코어(62)에 의하여 자기적으로 서로 연결된 와인딩들의 쌍을 형성한다. 그러나 앞선 실시예와 달리, 이러한 경우 단일 와인딩이 인접 와인딩들의 두개의 다른 쌍들에 속할 수 있다. 이러한 상황은 와인딩 e2에 의하여 도 6 에 묘사되었고, 이는 와인딩 e1과 와인딩들의 제1 쌍을 형성하고, 와인딩 e3과 와인딩들의 제2 쌍을 형성한다.
커플러(60)를 공급하기 위한 방법은 도 3을 참조하여 묘사된 것과 동일하다. 도 3에서 공급 방법의 이용은 레그들(64 및 66)의 단면을 통하여 통과하는 최대 자속을 감소시키는 것을 가능하게 하고, 이는 이러한 커플러(60)의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 7은 자기 커플러들 18, 42 및 54 대신에 그 자리에서 이용될 수 있는 선반 모양의 모놀리식 자기 커플러(70)의 다른 실시예를 나타낸다.
도 7에서, 도 6에 관련하여 이미 묘사된 요소들은 동일한 참조번호를 갖는다.
커플러(70)는 수직 레그들 64 및 66이 각각 수직의 곧은 축들 74 및 76에 의해 대체된다는 점에서 본질적으로 커플러 60과 다르다. 그러므로 곧은 축들(74 및 76)은 자기적으로 브랜치들(B0 내지 BN-1)의 단자를 연결한다. 그러나 이러한 실시예에서, 곧은 축들(74 및 76)은 자체적으로 폐쇄되고 모든 브랜치들(Bi)을 연결하는 루프 또는 원을 형성하지 않는다.
도 7에서 나타난 다른 특징들은 도 6에서 나타난 것들과 동일하고, 다시 묘사되지 않을 것이다.
커플러 70을 공급하기 위한 방법은 도 3을 참조하여 묘사된 것과 동일하다.
앞선 공급 장치들 및 공급 방법의 많은 다른 실시예들이 가능하다. 예를 들 면, 소스(16)의 단상 전압원들은 조절될 수 있는 단상 전류원들로 대체될 수 있다. 이러한 경우, 공급 방법은, 위상 α가 와인딩들의 쌍의 공급 전류들 사이의 위상 오프셋을 나타내고, 필터(6)가 어떠한 유도 코일도 갖지 않는다는 점을 제외하고는, 도 3의 것과 동일하다.
도 5의 실시예는 와인딩들 e1i 및 e2 ,i+1이, 도 5를 참조하여 묘사된 바와 같이, 직렬로 연결된 대신에, 공급원과 제1 기준 전위 M1 사이에 병렬로 연결될 수 있다. 유사하게, 와인딩들 e3i 및 e4,i+1은 또한, 직렬로 연결되는 대신에, 공통점(58)과 제2 기준 전위 M2 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
바람직하게는 소스(16)는 N개의 단상 소스들에 의하여 형성되고, 그 위상 오프셋은 조절 가능하지 않다. 이러한 조건들에서, 도 3의 방법의 단계 30은 위상 오프셋 α를 획득하기 위하여, 적절한 단상 소스들에 와인딩들 e1i 및 e2i를 연결함에 의하여 실현된다.

Claims (12)

  1. 서로에 대하여 위상적으로 오프셋 된 N개의 주기적인 공급 전류들 또는 전압들을 이용함에 의하여 자기 커플러를 공급하기 위한 방법에 있어서, 이용되는 상기 N개의 공급 전류들 또는 전압들 사이의 위상 오프셋들은 0과 2π 라디안 사이에 일정하게 분포되고, N은 4보다 크거나 같은 정수이고, 상기 자기 커플러는 와인딩들의 복수의 쌍들을 포함하고, 각각의 쌍은 자기 물질로 이루어진 코어에 의하여 서로 자기적으로 연결된 제1 및 제2 인접한 와인딩들에 의하여 형성되고, 상기 방법은 추가적으로 동일한 쌍의 제2 와인딩의 상기 공급 전류 또는 전압에 대하여 위상 α만큼 위상적으로 오프셋 된 공급 전류 또는 전압을 갖는 각각의 쌍의 상기 제1 와인딩(34)을 공급하는 단계로 구성되고, 상기 위상 α의 절대값이 와인딩들의 적어도 하나의 쌍에 대하여
    Figure 112012075665804-pct00017
    보다 크거나 같고,
    상기 위상 α의 절대값은 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여
    Figure 112012075665804-pct00029
    보다 크거나 같고,
    상기 위상 α의 절대값은 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여
    Figure 112012075665804-pct00030
    라디안과
    Figure 112012075665804-pct00031
    라디안 사이이고,
    -N이 홀수일 때, 상기 위상 α의 절대값은 [(N-1)/2].(2π/N)와 같고;
    -N이 4의 배수일 때, 상기 위상 α의 절대값은 [(N/2)-1].(2π/N)과 같고;
    -N이 짝수일 때, 상기 위상 α는 와인딩들의
    Figure 112012075665804-pct00032
    개의 쌍들에 대하여 [(N/2)-1].(2π/N)과 같고, 와인딩들의 두개의 쌍들에 대하여 π와 같고, 와인딩들의 나머지 쌍들에 대하여 -[(N/2)-1].(2π/N)과 같은 것을 특징으로 하는 자기 커플러를 공급하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치에 있어서,
    -N개의 상들을 갖는 공급원으로서, 상기 상들 사이의 위상 오프셋들은 0과 2π 라디안 사이에 일정하게 분포되고, N은 4보다 크거나 같은 N개의 상들을 갖는 공급원;
    -상기 전기 쌍극자에 동시에 상기 공급원의 상기 상들 각각을 연결하기 위한 자기 커플러(18; 42; 54; 60)로서, 상기 자기 커플러는 와인딩들(e1i, e2i, ei, ei+1)의 복수의 쌍들을 포함하고, 와인딩들의 각각의 쌍은 자기 물질로 이루어진 코어(core)에 의하여 서로 자기적으로 연결된 제1 및 제2 인접 와인딩에 의하여 형성되고, 각각의 쌍의 상기 제1 와인딩은 동일한 쌍의 상기 제2 와인딩에 공급하는 상기 공급원의 상에 대하여 위상 α만큼 위상적으로 오프셋 된 상기 공급원의 상에 의하여 공급받는 자기 커플러를 포함하고,
    상기 위상 α의 절대값은 와인딩들의 적어도 하나의 쌍에 대하여 4π/N보다 크거나 같고,
    상기 위상 α의 절대값은 와인딩들의 각각의 쌍에 대하여
    Figure 112012075665804-pct00033
    라디안과
    Figure 112012075665804-pct00034
    라디안 사이이고,
    -N이 홀수일 때, 상기 위상 α의 절대값은 [(N-1)/2].(2π/N)와 같고;
    -N이 4의 배수일 때, 상기 위상 α의 절대값은 [(N/2)-1].(2π/N)과 같고;
    -N이 짝수일 때, 상기 위상 α는 와인딩들의
    Figure 112012075665804-pct00035
    개의 쌍들에 대하여 [(N/2)-1].(2π/N)과 같고, 와인딩들의 두개의 쌍들에 대하여 π와 같고, 와인딩들의 나머지 쌍들에 대하여 -[(N/2)-1].(2π/N)과 같은 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
  6. 제5항에 있어서, 와인딩들의 각각의 제1 쌍에 대하여, 상기 자기 커플러(54)는 와인딩들의 이러한 제1 쌍에 관련된 와인딩들의 제2 쌍을 포함하고, 와인딩들의 각각의 제2 쌍은 서로 자기적으로 연결되고 자기 물질로 이루어진 동일한 코어에 의하여 연관된 상기 제1 쌍의 상기 제1 및 제2 와인딩들에 자기적으로 연결된 제3 및 제4 인접 와인딩들(e3i, e4i)에 의하여 형성되고, 상기 제2 쌍은 와인딩들의 상기 제1 연관된 쌍으로부터 전기적으로 고립되고, 오직 상기 제3 및 제4 와인딩들(e3i, e4i)만이 상기 전기 쌍극자에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
  7. 제5항에 있어서, 각각의 쌍의 상기 제1 와인딩(e1i)은 상기 공급원의 상기 상들 중 하나에 직접 연결되는 반면에, 동일한 쌍의 상기 제2 와인딩은 와인딩들의 다른 쌍의 상기 제1 와인딩에 의하여 상기 공급원의 다른 상에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
  8. 제5항에 있어서, 와인딩들의 각각의 쌍의 상기 제1 및 제2 와인딩들은 상기 공급원의 각각의 상들에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
  9. 제5항에 있어서, 와인딩들의 각각의 쌍은 와인딩들의 다른 쌍들로부터 자기적으로 독립된 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
  10. 제5항에 있어서, 각각의 제1 또는 제2 와인딩은 와인딩들의 제1 및 제2 쌍 모두에 속하는 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
  11. 제10항에 있어서, 각각의 와인딩은 제1 및 제2 단자를 갖는 자기 물질로 이루어진 브랜치(branch) 주변에 감겨있고, 각각의 브랜치의 상기 제1 단자들은 자기 물질로 이루어진 제1 레그(leg)에 의하여 자기적으로 연결되고, 각각의 브랜치의 상기 제2 단자들은 자기 물질로 이루어진 제2 레그에 의하여 자기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 레그들 각각은 모든 상기 브랜치들에 연결된 루프를 나타내는 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 공급원의 각각의 상은 공급 전류 또는 전압을 부과하고, 이러한 공급 전류 또는 전압들의 파형들은 모두 동일하지만, 근사적으로 2π/N의 배수인 위상 오프셋을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 쌍극자를 공급하기 위한 장치.
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