KR910008546B1 - 환상코아 시험장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

환상코아 시험장치

제1도는 시험권선의 일예를 보인 도면.

제2도는 환상코아 시험장치의 일예를 보인 회로도.

제3a, b도는 제2도 장치의 등가 회로도.

제4도는 제2도 장치의 장치의 출력도.

제5도는 본 발명 환상코아 시험장치의 실시예를 보인 회로도.

제6도는 제5도 장치의 등가회로도.

제7도는 제6도 장치의 출력 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 코아 2 : 전력 공급장치

5 : 증폭기 6 : 귀환 저항기

7 : 위상 조정회로 71 : 콘덴서

72: 저항기

본 발명은 환상코아의 교류자화 특성의 시험을 행하는 환상코아 시험장치에 관한 것이다. 예를들면, 본 발명은 환상코아 또는 단절 심선형 코아의 교류(AC)식 자화특성을 시험하기 위한 장치, 정류기 회로의 부하용 전력 공급장치 또는 왜곡된 전류 부하용 전력 공급장치에 사용된다.

대량의 환상코아의 여자전류, 과전류손 및 히스테리시스손과 같은 철손의 교류자화 특성의 시험을 수행하기 위하여, 시험을 행할때마다 코아에 권선을 감는 것이 필요하다. 이 권선 작업을 간편화 하는데 권선의 이탈을 줄이기 위해 접속자형 접점이 사용될 수 있다. 그러나, 변압기 등의 실제 설계에 있어서는 권선의 굵기를 가능한한 크게 하여 권선 직류저항을 작게하고, 또 권선수도 대단히 많게한 것이므로 거기에 흐르는 전류도 적고, 권선 저항성분에 의한 전압저하 및 발열은 충분히 작게된다. 그런데, 접속자형 접점이 사용될 때 접촉자형 접점을 설치하기 위한 공간이 제한되기 때문에 권선의 굵기는 얇고 권선수는 적게된다. 이결과, 일차권선에 흐르는 시험용여자 전류를 크게 하여야 하나, 권선 및 접점의 저항의 영향을 크게 받게된다.

종래기술에 의한 일차 권선과 이차 권선을 갖는 환상코아용 시험장치에서 입력측 교류(AC)전력공급 장치 및 교류(AC)전류계는 일차 권선에 연결되고 교류(AC)전압계는 이차 권선에 열결된다. 또한, 전력계는 일차 권선과 이차 권선 사이에 연결된다. 이 장치에서, 일차 전류 I_P의 측정과 철손의 측정과 철손의 측정을 교류(AC)식자화특성의 하나가 시험될 포하된 자속주변에서 수행되고, 철손의 측정은 전력계에 의해 수행되어진다.

그러나, 일차 권선의 동일한 직류(DC) 저항의 변동은 여자전류에 의해 발생된 열에 의하여 일어나며, 접속자형 접점의 접점 직류(DC) 저항의 변동은 접점의 상태에 의하여 야기된다. 또한 일차 권선의 등가 직류(DC) 저항의 변동은 코아의 포화특성에 의하여 야기된다. 그러므로, 이차 권선의 출력전압은 크게 변동한다. 또한, 코아의 포화자속 밀도 부근에서는 교류 1 사이클중에 국부적으로 발생되는 이상전류에 의한 순간적인 등가 교류저항의 저하가 유발되고 이에 따라 이차 권선에 발생되는 출력전압의 파형은 크게 왜곡된다.

이들의 변동 및 왜곡은 코아중의 자속이 변동하고 왜곡으로되어, 본래는 일정한 올바른 교류자속이어야할 코아의 시험으로서는 불합리하게 된다. 따라서 이차 권선의 출력전압을 일정하게 하기 위하여 코아에 교류전원의 전압을 조정하여 이차 권선에 발생하는 전압을 조정하여도 자속파형 즉, 출력전압에 왜곡이 잔재하고 이와 동시에 여자전류의 피이크 전류부분이 억제되어 정확한 측정이 불가능하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 접속자형 접점 이용에 의한 권선작업이 불필요하게하고 설령 접점에 의한 직류저항치, 일차 권선의 등가교류 저항치 및 직류 저항치가 변동하여도 코아마다의 입력전압 조정이 불필요하게 하며, 자속파형에 왜곡이 일어나지 않고 정확하고 안정한 측정이 가능한 환상코아 시험장치를 제공함에 있다.

제1도에 도시된 바와 같이 환상코아(1)를 시험하기 위하여 시험권선 W₁과 W₂는 코아(1)에 권회되고 시험이 종료되면 그들의 권선을 제거한다. 이와 같은 복잡한 권선 작업을 생략하기 위해, 접속자형 접점 CW₁과 CW₂에 의해 권선 CW₁과 CW₂의 탈착을 용이하도록 할 수 있다. 그러나 변압기 등의 실제설계에 있어서는 권선의 굵기는 가능한한 크게 하여 권선 직류 저항을 작게하고 권선수도 대단히 많게 권회한 것이므로, 전류도 작고, 권선 저항성분에 의한 전압저하 및 발열은 충분히 작게된다. 그러나, 제1도의 경우 접속자형 접점 CW₁과 CW₂의 배치공간에 제한이 따르므로 권선의 굵기는 작게되고 권선수는 작게되지 않으면 안 된다. 일차 권선 W₁에 흐르는 시험용 여자전류를 크게하지 않으면 안 되지만 권선 W₁과 W₂및 접점 CW₁과 CW₂의 저항의 영향을 크게 받게된다. 또한 제1도에서 접속자형 접점 CW₁과 CW₂의 상하의 접점은 코아(1)가 그안에 삽입될 때 서로 분리되고 시험(측정)시는 접속되는 것에 의해, 권선 W₁과 W₂의 권선작업이 불필요하게 된다.

제2도는 시험권선 W₁과 W₂를 구비하는 환상코아(1)에 대한 시험장치를 보인 회로도이다. 제2도에서 2는 입력 교류전원, 3은 교류 전류계, 4는 교류 전압계이고, P₁, P₂는 일차 권선 W₁과의 접속을 위한 단자, S₁, S₂는 이차 권선 W₂와의 접속을 위한 단자이다. 이 회로에 의해 코아의 교류자화 특성시험의 하나인 포화자속 밀도 부근의 1차 전류 Ip의 측정 및 그것에 따른 철손의 측정을 행한다. 또한 철손의 측정은 전력계 W에 의해 행한다.

제2도의 회로를 용이하게 이해하기 위한 그의 등가회로를 제3a도에 도시하고 더욱 단순화된 등가회로를 제3b에 도시한다. 또한 제3a도 및제3b에 전력계 W은 생략되어 있다. 제3a도에서 T는 이상변압기이고, R_P는 일차 권선 W₁의 등가직류 저항, R_c는 접속자형 접점 CW₁의 등가접촉 직류저항, 그리고 R_ZP는 일차 권선 W₁의 등가교류(AC) 저항이다. 또한 이차 권선 W₂및 접점 CW₂의 저항에 대해서는 무시할 수 있는 것으로 한다. 여기서, 등가직류 저항 R_P와 등가접촉 직류 저항 R_c는 불안정하다. 예를들면, 저항 R_P는 여자전류 I_P에 의한 발열에 의하여 1에서 1.2Ω으로 변동되고 접촉직류 저항 R_c는 접점 CW₁의 상태에 따라 0에서 0.8Ω으로 변동된다. 또한 등가교류 저항 R_ZP도 코아(1)의 포화특성으로 인해 무한대에서 0.5Ω까지 변화한다. 따라서 교류전원(2)의 전압을 1V으로 하여 일차 권선 W₁에 여자전류 I_P를 부여한 경우 이차 권선 W₂에 발생하는 출력전압 E_S는, R_P=1Ω, R_C=0Ω, R_ZP=∞일 때 IV이고 R_P=1.2Ω, R_C=0.8Ω, R_ZP=0.5Ω일때 0.2V로 되어, 출력전압 E_S이 크게 변동한다. 더욱이, 코아(1)의 포화자속 밀도 부근에서는 1사이클중에 국부적으로 발생하는 이상전류에 의해 순간적인 등가교류 저항 R_ZP의 저하를 가져오고 이에 따라 이차 권선 W₂에 발생되는 출력전압 E_S의 파형은 크게 왜곡된다. 이들의 변동 및 왜곡은 코아(1)중의 자속이 변동하고 왜곡되는 것으로 하고, 본래는 일정한 올바른 교류자속 이어야 할 코아(1)의 시험으로는 극히 불합리하게 된다. 이에 따라, 출력전압 E_S를 일정하게 하기 위하여 코아마다에 교류전원(2)의 전압을 조정하녀도 이차 권선(W₂)에 발생하는 전압 E_S에 왜곡이 잔존하고, 이에 따라 여자전류 I_P의 피이크 전류부분이 억제되어 정확한 측정이 불가능하였다.

제5도는 본 발명에 관한 환상코아 시험장치의 제1실시예를 도시한 회로도로서 아날로그 부귀환 루프회로가 제2도의 요소에 가산된다. 즉, 증폭기(5), 귀환저항기(6)와 콘덴서(72) 및 저항기(71)에 의하여 형성된 위상조정회로(7)가 제2도의 요소에 부가되어 있고, 제6도는 제5도 장치의 등가 회로도이다.

여기에서 부귀환 회로가 없다고 가정하여 출력 임피던스 0을 갖는 증폭기(5)의 증폭을 F를 100으로 하고, 전류전원(2)의 전압을 1V ×1/100=0.01V 로 하면, 제5도의 회로는 제2도의 회로와 실질적으로 동일하고 따라서 이 경우 등가직류 저항 R_P의 값, 등가접촉 저항 R_c및 등가 교류저항 R_ZP의 변동이 제3a도의 경우와 동일하며, 출력전압 E_S는 역시 1에서 0.2V로 변동된다. 결국 교류전원(2)의 입력전압(=0.01V)과 출력전압 E_S의 비를 전제증폭을 A'로 하면 증폭을 A'는 A'=100∼20으로 변동한다.

다음에 본 발명에 따른 부귀환 회로를 고려한 경우를 설명한다. 여기서 귀환 저항기(6)에 의한 귀환율 F를 0.99로 설정하면 출력전압 E_S는

으로 표시될 수 있고 여기서 E₁은 교류전원(2)의 출력전압으로 이 경우는 1V로 한다. 따라서 최대 출력전압 E_S는

최소출력전압 E_s는

이다.

이와 같이 출력전압 E_S의 변동은 제3a도(제3b도)의 경우와 비교하여 작게된다. 따라서 접점에 의한 직류 저항값, 일차 권선 W₁의 등가교류 저항값 및 직류 저항값이 변동하여도, 압력전압의 조정은 실질적으로 불필요하며, 이결과 코아(1)중의 자속파 즉, 출력전압 E_S의 왜곡도 제7도에 도시된 바와 같이 거의 없게된다. 또한 증폭기(5)의 증폭율을 보다 크게하면 출력전압 Es의 안정도가 개선된다. 또한 귀환율 F를 크게 하면 권선의 누설리엑턴스 등의 영향으로 발진형상이 일어날 수 있게 되지만 이러한 발진현상은 위상조정회로(7)의 저항기(71) 및 /또는 콘덴서 (72)를 일정한 범위까지 조장하는 것에 의해 방지할 수 있게된다.

또한 상기 언급된 실시예에서 일차 권선 W₁과 이차 권선 W₂는 접속자형 이외의 것도 좋다. 또한 권선수가 1일때에도 고도로 정확하고 안정된 시험(측정)을 수행하는 것이 가능하다. 또한 접점 CW₁과 CW₂의 배열과 배치는 자유로이 설정될 수 있다. 더구나, 일차 권선 W₁의 수는 이차 권선 W₂의 것과 동일할 필요는 없다.

또한 본 발명은 분리형 코아를 시험하기 위한 장치에 수용될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 코아마다의 권선작업을 생략할수 있음과 아울러 입력 전압의 조정을 행하지 않고, 정확하고 안정한 시험(측정)을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 접속시 코아내부에 위치하는 접속자형 접점 (CW₁, CW₂)을 1회전마다 구비하고 시험동작용으로 상기코아에 설치되는 일차 권선(W₁) 및 이차 권선(W₂)과, 상기 일차 권선에 연결되어 상기 일차 권선에 입력전류(I_P)를 공급하기 위한 수단과, 상기 이차 권선에 연결되어 상기 이차 권선의 출력전압(E_S)을 검출하기 위한 수단과 상기 입력에 연결되어 상기 출력전압에 따른 부귀환 입력전류를 상기 일차 권선에 공급되기 위한 부귀환 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 환상코아 시험장치.
2. 제1항에 있어서 상기 부귀환 수단은 기준 사인파 전압을 발생하기 위한 수단과 상기기준 사인파전압 발생수단과 출력전압 검출수단 사이에 연결되어 상기 기준 사인파 전압 및 출력전압 사이의 전압차이를 검출하는 수단를 구비하여 상기부하에 상기 입력전류를 공급함을 특징으로 하는 환상코아 시험장치.
3. 제2항에 있어서 상기 부귀환 수단은 상기 출력전압 검출수단과 전압차이 검출수단 사이에 연결된 위상조정회로(7)로 구성됨을 특징으로 하는 환상코아 시험장치

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