KR200354737Y1 - Transformer for power saving - Google Patents
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Abstract
본 고안은 절전형 변압기에 관한 것으로, 변압기 코어의 일측에 결선되어 A-B코일 및 C-D코일로 이루어진 1차측 권선; 및 상기 변압기 코어의 타측에 결선되어 a-b코일 및 c-d코일로 이루어진 2차측 권선을 포함하되, 정상부하(부하율 50%이상)시에는 상기 1차측 권선의 A-C 및 B-D 코일단자가 연결되고, 상기 2차측 권선의 a-c 및 b-d 코일단자가 연결되어 병렬로 결선되며; 경부하(부하율 50%이하)시에는 상기 1차측 권선의 B-C 코일단자가 연결되고, 상기 2차측 권선의 b-c 코일단자가 연결되어 직렬로 결선되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a power-saving transformer, which is connected to one side of a transformer core and comprises a primary winding consisting of an A-B coil and a C-D coil; And a secondary winding formed of an ab coil and a cd coil connected to the other side of the transformer core, and when the normal load (loading rate of 50% or more) is connected, the AC and BD coil terminals of the primary winding are connected to the secondary side. The ac and bd coil terminals of the winding are connected and connected in parallel; At light loads (load rate of 50% or less), the B-C coil terminal of the primary winding is connected, and the b-c coil terminal of the secondary winding is connected in series.
본 고안에 의하면, 계절적 또는 특정기간 중 정상부하의 50%이하로 가동이 될 때, 이 기간 중 변압기 결선을 병렬에서 직렬 결선으로 변경하여, 무부하손을 정상부하시보다 대폭 감소(평균 75%감소)하여 획기적인 에너지 절감 효과를 나타내며, 변압기 소음 또한 40dB이하로서 저소음 효과를 동반할 수 있다.According to the present invention, when it is operated at 50% or less of the normal load during the seasonal or specific period, the transformer connection is changed from parallel to series connection during this period, thereby greatly reducing the no-load loss than the normal load (75% reduction on average). It shows a significant energy saving effect, and the transformer noise is also less than 40dB can be accompanied by a low noise effect.
Description
본 고안은 변압기에 관한 것으로, 특히 부하율에 따라 변압기의 결선을 병렬에서 직렬 결선으로 변경하여 50%이하의 경부하시 변압기의 무부하 손실을 대폭 감소시킬 수 있는 절전형 변압기에 관한 것이다.The present invention relates to a transformer, and more particularly to a power-saving transformer that can significantly reduce the no-load loss of the transformer at light loads of less than 50% by changing the connection of the transformer in parallel to series in accordance with the load ratio.
일반적으로, 변압기는 연속적인 운동 부분을 갖지 않고 전자 유도 작용에 의해서 전압을 변성하는 장치로, 변압기의 기전력은 유도 기전력 중 도체가 정지하고자속 쇄교수의 시간적 변화에 따라 생기는 전력을 의미한다.In general, a transformer is a device that modulates a voltage by an electromagnetic induction action without having a continuous moving part, and the electromotive force of the transformer refers to electric power generated by the temporal change of the flux linkage to stop the conductor among the induced electromotive force.
변압기는 부하를 사용하였을 때 부하율에 비례하여 발생하는 부하손실과, 변압기 부하와는 무관하게 발생하는 무부하 손실(무부하손)의 두 가지가 있으며, 에너지를 절감하기 위해서는 변압기 부하손실과 무부하 손실을 모두 줄여야 경제적이다.There are two types of transformers: load loss that occurs in proportion to the load ratio when the load is used, and no-load loss (no-load loss) that is independent of the transformer load. To save energy, the transformer has both transformer load loss and no-load loss. It is economical to reduce.
그러나, 부하율에 비례하여 발생하는 부하손실은 부하율이 줄어들면 부하율의 제곱에 비례하여 줄어들지만, 무부하 손실은 부하율에 관계없이 일정하게 발생하기 때문에 줄어들지 않는다.However, the load loss that occurs in proportion to the load rate decreases in proportion to the square of the load rate as the load rate decreases, but the no-load loss does not decrease because it occurs constantly regardless of the load rate.
이에, 종래에는 이러한 무부하 손실을 줄이기 위해서 특수 재질(아몰퍼스 코어 변압기)의 코어를 사용한 변압기가 출시되고 있으나, 아몰퍼스 코어 변압기는 가격이 1.5배 이상 비싸고 소음이 높아 많은 문제점을 가지고 있었다.Thus, in the related art, a transformer using a core made of a special material (amorphous core transformer) has been released to reduce such no-load loss, but an amorphous core transformer has many problems because the price is 1.5 times more expensive and the noise is higher.
또한, 종래의 변압기는 도 1에 도시한 바와 같이, 단선 코일이 대부분이며, 절전을 위한 대부분의 기술은 인버터 스위칭에 의하여 출력의 부하에 따라 전류를 통제하는 방식이어서 가격이 매우 비싸다는 단점이 있었다.In addition, as shown in FIG. 1, the conventional transformer is mostly a single wire coil, and most of the technologies for power saving have a disadvantage in that the price is very expensive since the current is controlled by an inverter switching according to the load of the output. .
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 변압기 결선을 정상부하(50%이상 부하)시에는 병렬로, 계절적 또는 특정기간 중 정상부하의 50%이하(정격부하 이하의 경부하)로 가동이 될 때에는 변압기 결선을 병렬에서 직렬로 변경하여 무부하손을 정상부하시보다 대폭 감소(평균 75% 감소)하므로 획기적인 에너지 절감과 변압기 소음 또한 줄일 수 있는 절전형 변압기를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to parallel the transformer connection at normal load (50% or more load), 50% of the normal load during the seasonal or specific period When operating at less than the rated load (light load below the rated load), the transformer connection is changed from parallel to series, so that no-load loss is significantly reduced (average 75% less) than the normal load. To provide.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 절전형 변압기는, 변압기 코어의 일측에 결선되어 A-B코일 및 C-D코일로 이루어진 1차측 권선; 및 상기 변압기 코어의 타측에 결선되어 a-b코일 및 c-d코일로 이루어진 2차측 권선을 포함하되, 정상부하시에는 상기 1차측 권선의 A-C 및 B-D 코일단자가 연결되고, 상기 2차측 권선의 a-c 및 b-d 코일단자가 연결되어 병렬로 결선되며; 경부하시에는 상기 1차측 권선의 B-C 코일단자가 연결되고, 상기 2차측 권선의 b-c 코일단자가 연결되어 직렬로 결선되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a power-saving transformer according to the present invention includes: a primary winding made of an A-B coil and a C-D coil connected to one side of a transformer core; And a secondary winding comprising an ab coil and a cd coil connected to the other side of the transformer core, wherein the AC and BD coil terminals of the primary winding are connected to the normal load, and the ac and bd coil terminals of the secondary winding are connected. Are connected and wired in parallel; Under light load, the B-C coil terminal of the primary winding is connected, and the b-c coil terminal of the secondary winding is connected in series.
상기 변압기 커버의 내측에는 상기 1차측 및 2차측 권선의 코일을 연결 접속하는 직병렬절환기; 및 상기 1차측 및 2차측 권선의 결선 구조를 직렬 또는 병렬로 절환시키는 연결편이 설치되고, 상기 연결편은 상기 직병렬절환기에 장착되어 직병렬절환기에 연결된 절환가동부와 연동되어 작동하며, 상기 1차측 및 2차측 권선은 2선이상의 복권으로 이루어진 것을 특징으로 한다.A parallel / parallel switch for connecting and connecting coils of the primary and secondary windings inside the transformer cover; And a connecting piece for switching the wiring structures of the primary and secondary windings in series or in parallel, and the connecting piece is mounted to the serial / parallel switch and operates in conjunction with a switching movable part connected to the serial / parallel switch. The secondary side and secondary side windings are characterized by consisting of two or more lotteries.
도 1은 종래 변압기의 결선도,1 is a connection diagram of a conventional transformer,
도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 절전형 변압기의 결선도,2 is a connection diagram of a power-saving transformer according to an embodiment of the present invention,
도 3a 및 도 3b는 본 고안에 의한 절전형 변압기의 직·병렬 결선구조도.3a and 3b is a series-parallel connection structure diagram of a power-saving transformer according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 코어 100 : 변압기커버10 core 100 transformer cover
200 : 직병렬절환기 300 : 연결편200: serial and parallel converter 300: connection
400 : 절환가동부400: switching moving part
이하, 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 절전형 변압기의 결선도이다.2 is a connection diagram of a power-saving transformer according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 절전형 변압기는, 변압기 코어(10)의 일측에 A-B코일 및 C-D코일의 2선 복권으로 이루어진 1차측 권선이 결선되어 있고,변압기 코어(10)의 타측에는 a-b코일 및 c-d코일의 2선 복권으로 이루어진 2차측 권선이 상기 1차측 권선과 대향하여 결선되어 있다.As shown in FIG. 2, in the energy-saving transformer of the present invention, one side of a transformer core 10 is connected to a primary winding made of two-wire lottery lines of an AB coil and a CD coil, and on the other side of the transformer core 10. A secondary winding consisting of a two-wire lottery of ab coil and cd coil is connected to the primary winding.
도 3a 및 도 3b는 본 고안에 의한 절전형 변압기의 직·병렬 결선구조도이다.3a and 3b is a series-parallel connection structure diagram of a power-saving transformer according to the present invention.
도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 변압기커버(100)의 내측에는 A-B(a-b)코일 및 C-D(c-d)코일이 직병렬절환기(200)에 연결 접속되어 있고, 상기 직병렬절환기(200)에는 상기 A-B(a-b)코일 및 C-D(c-d)코일의 결선 구조를 직렬 또는 병렬로 절환시키는 다수개(약, 2개)의 연결편(300)이 장착되어 있으며, 상기 연결편(300)은 직병렬절환기(200)에 장착되어 변압기외함에 설치된 결선변경버튼(미도시)의 조작에 따라 상기 직병렬절환기(200)에 연결된 절환가동부(400)와 연동되어 수동으로 작동된다.As shown in FIGS. 3A and 3B, an AB (ab) coil and a CD (cd) coil are connected and connected to the serial-to-parallel converter 200 inside the transformer cover 100. 200 is equipped with a plurality of (about, two) connecting pieces 300 for switching the connection structure of the AB (ab) coil and CD (cd) coil in series or parallel, the connection piece 300 is directly In accordance with the operation of the connection change button (not shown) mounted to the parallel converter 200 is installed in the transformer enclosure is operated manually in conjunction with the switching movable unit 400 connected to the serial-to-parallel converter 200.
이하, 상기와 같이 구성된 절전형 변압기의 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the effect of the power-saving transformer configured as described above will be described.
본 고안의 절전형 변압기는, 정상부하(부하율 50%이상)시에는 도 3a에 도시한 바와 같이, 1차측 권선의 A-C 및 B-D 코일단자를 연결하여 병렬 결선하고, 2차측 권선의 a-c 및 b-d 코일단자를 연결하여 병렬 결선구조로 운전한다.In the energy-saving transformer of the present invention, as shown in FIG. 3A, when the normal load (load rate of 50% or more) is connected, the AC and BD coil terminals of the primary winding are connected in parallel and the ac and bd coil terminals of the secondary winding are connected. Connect to and operate in parallel connection structure.
상기와 같이, 병렬 결선구조로 운전하다가 계절적 또는 특정기간 중 정상부하의 50%이하(정격부하 이하)의 경부하로 가동이 되면, 사용자가 전류미터계를 수동으로 확인하여 경부하일 때 변압기외함에 설치된 결선변경버튼(미도시)을 조작하여 변압기 결선을 병렬에서 직렬로 변경시킨다.As described above, when operating in parallel connection structure and operated under light load of 50% or less (rated load or less) of normal load during seasonal or specific period, the user checks the ammeter manually and connects to transformer enclosure when it is light load. Operate the change button (not shown) to change the transformer wiring from parallel to series.
상기 결선변경버튼의 조작에 따라 직병렬절환기(200)에 연결된절환가동부(400)와 연동되어 직병렬절환기(200)에 장착된 2개의 연결편(300)이 가동되므로 도 3b에 도시한 바와 같이, 1차측 권선의 B-C를 연결하여 직렬 결선하고, 2차측 권선의 b-c를 연결하여 직렬 결선구조로 변경하여 운전한다.As shown in FIG. 3B, two connection pieces 300 mounted on the serial-to-parallel switch 200 operate in conjunction with the switching movable unit 400 connected to the serial-to-parallel switch 200 according to the operation of the connection change button. Likewise, connect BC of the primary winding to make a series connection, and connect BC of the secondary winding to change the series connection structure to operate.
상기와 같은 본 고안의 결선변경구조의 절전형 변압기는, 도 1에 도시한 종래 변압기의 경우를 예로서, 부하손실과 무부하 손실의 비가 3:1의 경우, 부하율에 따른 손실비교를 하면 다음과 같다.The power-saving transformer of the connection change structure of the present invention as described above is a case of the conventional transformer shown in FIG. 1, and when the ratio of the load loss and the no-load loss is 3: 1, the loss comparison according to the load ratio is as follows. .
(1) 50% 부하의 경우(1) 50% load
1-1) 종래 변압기1-1) Conventional Transformer
· 부하손실 : 3 × 0.5 × 0.5 = 0.75Load loss: 3 × 0.5 × 0.5 = 0.75
· 무부하 손실 : 1.0×1 = 1.0 No-load loss: 1.0 × 1 = 1.0
변압기 전체손실 : = 1.75Transformer Total Loss: = 1.75
1-2) 본 고안 절전형 변압기1-2) the present energy-saving transformer
· 부하손실 : 3 × 0.5 × 0.5 × 2 = 1.5Load loss: 3 × 0.5 × 0.5 × 2 = 1.5
· 무부하 손실 : 1.0×0.25 = 0.25 No-load loss: 1.0 × 0.25 = 0.25
변압기 전체손실 : = 1.75Transformer Total Loss: = 1.75
(2) 20% 부하의 경우(2) 20% load
2-1) 종래 변압기2-1) Conventional Transformer
· 부하손실 : 3 × 0.2 × 0.2 = 0.12Load loss: 3 × 0.2 × 0.2 = 0.12
· 무부하 손실 : 1.0×1 = 1.0 No-load loss: 1.0 × 1 = 1.0
변압기 전체손실 : = 1.12 (100%)Transformer Total Loss: = 1.12 (100%)
2-2) 본 고안 절전형 변압기2-2) Inventive energy-saving transformer
· 부하손실 : 3 × 0.2 × 0.2 × 2 = 0.24Load loss: 3 × 0.2 × 0.2 × 2 = 0.24
· 무부하 손실 : 1.0×0.25 = 0.25 No-load loss: 1.0 × 0.25 = 0.25
변압기 전체손실 : = 0.49 (43.75%)Transformer Total Loss: = 0.49 (43.75%)
상기 계산 예와 같이, 부하율이 50%(정상부하)일 때는 종래 변압기와 본 고안 절전형 변압기의 전체 손실이 동일하게 계산되지만, 부하율이 20%(경부하)일 때는 본 고안 절전형 변압기의 전체 손실이 종래 변압기 대비 43.75%로서 56.25%를 줄일 수 있게 됨을 알 수 있다.As shown in the calculation example, when the load ratio is 50% (normal load), the total loss of the conventional transformer and the energy-saving transformer of the present invention is calculated equally, but when the load rate is 20% (light load), the total loss of the power-saving transformer of the present invention is It can be seen that 56.25% can be reduced as 43.75% compared to the conventional transformer.
상기의 설명에서와 같이 본 고안에 의한 절전형 변압기에 의하면, 변압기의 결선을 정상부하(50%이상 부하)시에는 병렬 구조로 운전하여 기존 변압기와 부하손실과 무부하 손실이 동일하나, 경부하(50%이하 부하)시에는 변압기의 결선을 병렬에서 직렬 구조로 변경하여 변압기 코어의 자속밀도를 50%로 줄일 수 있기 때문에 경부하시 변압기의 무부하 손실을 대폭 감소(평균 75%)시켜 획기적인 에너지 절감 효과를 나타내며, 변압기 소음 또한 40dB이하로서 저소음 효과를 동반할 수 있다는효과가 있다.According to the energy-saving transformer according to the present invention as described above, when the connection of the transformer is a normal load (load more than 50%) by operating in parallel structure, the load loss and the no-load loss is the same as the existing transformer, but the light load (50 In case of load below%, the magnetic flux density of the transformer core can be reduced to 50% by changing the wiring of the transformer from parallel to series structure, which greatly reduces the no-load loss of the transformer at light loads (average 75%), resulting in significant energy savings. Transformer noise is also less than 40dB can have a low noise effect.
상기에서 설명한 것은 본 고안에 의한 절전형 변압기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.What has been described above is just one embodiment for implementing a power-saving transformer according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention Of course, various modifications are possible.
Claims (3)
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