WO1999031686A1 - Transformateur variable a commande de flux - Google Patents

Description

明 細 書

磁束制御形可変変圧器

技術分野

この発明は、 電力系統の電圧の安定化に寄与する、 配電用変電所等 における負荷時タップ切換変圧器の無タップ化、 配電線系統における 負荷時タップ切換電圧調整器の無タップ化， 柱上変圧器の二次電圧一 定機能を付加した無タップ電圧調整等の、 静止形電圧調整器に関する,

背景技術

近年の経済発展に伴う電力需要の増大、 負荷の多様化等によリ電圧 の変動等に対応できるフレキシブルな電力設備が求められつつある。 電力系統の電圧の安定化に寄与する従来の技術は、 図 1 8に示すよ うな変圧器のタ ジプ切換形電圧調整器で対処していた。 この変圧器の タップ切換形電圧調整器は、 タップ接触部とタ ップ切換機構があり、 タップ接触部の磨耗， 接触不良等の他、 タ ップ切換機構の動作による 電圧制御の時間的遅れや機構の磨耗など、 保守 ·性能上から基本的に 使用上の制約があった。

以上のように、 従来の、 変圧器のタ ップ切換形電圧調整器は、 タツ プ接触部とタップ切換機構が存在するために生ずる、 タップ接触部の 磨耗や、 タップ切換機構の磨耗など保守上の課題と、 タップ切換機構 の機械的動作による電圧制御の時間的遅れなどの性能的な課題がある _c そこで、 本発明は、 変圧器の電圧調整用タップを設けないで、 電圧 を高速制御する磁束制御形可変変圧器を提供することを目的とする。 発明の開示

本発明は、 第 1の磁気回路と第 2の磁気回路を有し、 第 1の磁気回 路は、 第 1の U形カッ トコアと第 2の U形カッ トコアとを、 そのカツ ト面同志を互いに対向させ、 かつ、 一方のカッ トコアに対して他方の カッ トコアを捩れ方向に 9 0 ° 回転させて接触させて構成し、 該第 1 の磁気回路の前記第 1の U形カツ トコァと前記第 2の磁気回路とに共 通の一次卷線を卷回し、 第 2の磁気回路には二次卷線を卷回し、 第 1 の磁気回路の前記第 2のカツ トコアには制御卷線を巻回し、 該制御巻 線に通電される励磁電流の値を変え、 一次巻線が卷回された第 1の磁 気回路の磁気抵抗を変化させることにより、 前記一次卷線と二次巻線 との鎖交磁束を制御し、 二次巻線の電圧を連続的に可変するものであ る。

また、 本発明は、 第 1の三相磁気回路と第 2の三相磁気回路を有し、 第 1の三相磁気回路は、 第 1の三相 E形カッ トコアと第 2の U形カツ トコアとを、 そのカッ ト面同志を互いに対向させ、 かつ、 一方のカツ 卜コアに対して他方のカツ トコァを捩れ方向に 9 0 ° 回転させて接触 させて構成し、 該第 1の磁気回路の前記第 1の E形カツ 卜コアと前記 第 2の三相磁気回路とに共通の一次卷線を巻回し、 第 2の三相磁気回 路には二次卷線を卷回し、 第 1の磁気回路の前記第 2の U形カツ トコ ァには制御卷線を卷回し、 該制御卷線に通電される励磁電流の値を変 え、 一次卷線が巻回された第 1の三相磁気回路の磁気抵抗を変化させ ることにより、 前記一次卷線と二次卷線との鎖交磁束を制御し、 二次 卷線の電圧を連続的に可変するものである。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明による磁束制御形可変変圧器の一実施例を示す斜視 図である。

図 2は、 本発明による磁束制御形可変変圧器の等価回路を示す回路 構成図である。

図 3は、 三相接続した磁束制御形可変変圧器の等価回路を示す回路 構成図である。

図 4は、 三相変圧器用磁束制御形可変変圧器の一実施例を示す斜視 図である。

図 5は、 三相変圧器用磁束制御形可変変圧器の等価回路を示す回路 構成図である。

図 6は、 二次卷線の負荷をパラメータとした制御電流対二次電圧， 補助巻線電圧特性を示す図である。

図 7は、 制御電流による二次電圧波形歪の観測波形を示す図である。 図 8は、 二次電圧の高調波を除去する磁束制御形可変変圧器の一実 施例を示す斜視図である。

図 9は、 図 8に示した同磁束制御形可変変圧器の等価回路を示す回 路構成図である。

図 1 0は、 図 9のリアク トルを可変リアク トルに変えた回路構成図 である。

図 1 1は、 二次電圧， 電流の観測波形を示す図である。

図 1 2は、 高調波を除去する磁束制御形可変変圧器の制御電源の一 実施例を示す斜視図である。

図 1 3は、 同三相変圧器用磁束制御形可変変圧器の等価回路を示す 回路構成図である。

図 1 4は、 磁束制御形可変変圧器を適用した静止形電圧調整器の一 実施例を示す回路構成図である。

図 1 5は、 三相変圧器用磁束制御形可変変圧器を適用した静止形電 圧調整器の一実施例を示す回路構成図である。

図 1 6は、 磁束制御可形変変圧器の二次電圧制御特性例を示す図で ある。

図 1 7は、 磁束制御形可変変圧器の定電圧制御特性図である。 図 1 8は、 従来のタツプ切換形電圧調整器の回路構成図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明は、 変圧器の一次卷線と二次卷線の鎖交磁束量を変化させ、 二次卷線の誘起電圧を制御するものである。

本発明の基本構成は、 第 1の磁気回路と第 2の磁気回路に共通の一 次卷線を巻回し、 第 2の磁気回路には二次巻線を卷回する。 第 1の磁 気回路は、 第 1の U形カッ トコアと第 2の U形カッ トコアとを、 その カッ ト面同志を互いに対向させ、 かつ、 一方のカッ トコアに対して他 方のカッ トコアを捩じれ方向に 9 0 ° 回転させて接触させた磁気回路 で構成する。 第 2の U形カツ 卜コアには、 制御巻線を卷回する。 三相変圧器の場合は、 第 1の三相磁気回路と第 2の三相磁気回路に 共通の三相一次巻線を卷回し、 第 2の三相磁気回路には三相二次巻線 を卷回する。 第 1の三相磁気回路は、 第 1の三相 E形カッ トコアと第 2の U形カッ トコアとを、 そのカツ 卜面同志を互いに対向させ、 かつ、 一方の力ッ トコアに対して他方の力ッ トコァを捩じれ方向に 9 0 ° 回 転させて接触させた磁気回路で構成する。 第 2の U形カッ トコアには、 制御巻線を卷回する。

制御用電源は、 前記磁束制御形可変変圧器の第 1磁気回路の第 1 U 形カツ 卜コア、 又は三相電圧磁束制御形可変変圧器の第 1三相 E形力 ッ トコアに補助巻線を卷回して、 これに整流回路を接続し、 整流回路 には、 電圧制御回路または電圧制御回路と電圧波形制御回路を接続し た電気回路で構成する。 前記補助卷線にリアク トル又は可変リアク ト ルを接続することによリニ次卷線誘起電圧の歪を抑制する。

上記のような構成によれば、 まず、 一次巻線に電圧 e 1 を印加する ことにより、 第 1の磁気回路に磁束 ø 1 — 1 , 第 2の磁気回路に磁束 Φ 1 - 2が発生する。 一次巻線には、 第 1の磁気回路に磁束 Φ ί _ 1 , 第 2の磁気回路に磁束 ø 1 — 2が発生するための励磁電流 i 1が流れ る。 第 2の磁気回路に巻回された二次巻線に誘起する電圧は、 第 2の 磁気回路の磁束に応じた電圧 e 2が発生する。 ここで、 二次巻線に二 次 （負荷） 電流 i 2が流れると、 第 2の磁気回路には一次巻線磁束 ø 1 - 2とは反対方向の磁束^ 2が発生し、 これを打消すように一次巻 線に負荷電流が流れるが、 第 2の磁束回路の磁束 1一 2が減少して 二次電圧 e 2は低下する。 このとき、 第 1の磁気回路の磁束 φ 1 - 1 は、 一次巻線の印加電圧と誘起電圧が平衡するため、 第 2の磁気回路 の磁束 ^ 1一 2の減少相当分増加する。

ここで、 第 2のカツ トコアに卷回された制御巻線に電流 i c を流す と、 制御巻線の巻数と制御電流 i c を掛けた起磁力 （アンペアタ一ン） で生じる制御磁束 cが第 1， 第 2の U形カツ トコアの接触面を通る。 第 1， 第 2の U形カツ 卜コアの接触面は磁束 0 c と磁束 1一 1の共 通磁路になっており、 この共通磁路の磁気抵抗が増加し、 一次卷線の 印加電圧による磁束 1 — 1の通過が抑制され減少する。 すると、 一 次卷線の印加電圧と誘起電圧が平衡するため、 第 1の磁気回路の磁束 1 - 1の減少相当分が第 2の磁気回路の磁束 φ 1 — 2の増加となリ、 第 2の磁気回路上に卷回された一次巻線と二次巻線の鎖交磁束が増加 するので、 二次電圧 e 2は増加する。 次に、 二次巻線の負荷が減少し て二次電流 i 2が減少すると、 第 2の磁気回路では一次巻線の磁束 1 - 2とは反対方向の磁束 2が減少するので、 磁束 1一 2が増加 して一次巻線と二次巻線の鎖交磁束が増加し、 二次電圧 e 2が上昇す る。

ここで、 第 2のカツ トコアに卷回された制御巻線の電流 i c を減少 させると、 制御巻線の卷数と制御電流 i c を掛けた起磁力 （アンペア ターン） が減少して、 第 1， 第 2の U形カッ トコアの接触面の前記共 通磁路の磁気抵抗が減少し、 一次卷線の印加電圧 e 1による磁束 1 一 1の通過が綾和され増加する。 すると、 一次巻線の印加電圧 e 1 と 誘起電圧が平衡するため、 磁束は一次卷線の印加電圧 e 1に応じて一 定であり、 第 1の磁気回路の磁束 0 1 — 1の増加相当分が第 2の磁気 回路の磁束 1 — 2の減少となり、 第 2の磁気回路上に卷回された一 次卷線と二次巻線の鎖交磁束が減少し、 二次電圧 e 2が低下する。

ここで、 第 1の磁気回路の磁束 1 — 1は、 第 2のカッ トコアに卷 回された制御巻線に電流 i c を流すと、 制御電流 i cの値が二次電圧 e 2の可変範囲内 （共通磁路が磁気飽和しない範囲） 以下では、 制御 電流 i cによる共通磁路の磁気抵抗の変化によって波形が乱される。 このため、 入力電圧波形が正弦波の場合に、 入力電圧による発生磁束 は第 1磁気回路の磁束 1 — 1 と第 2の磁気回路の磁束 ^ 1 一 2との 合成値が正弦波であればよいことになるが、 第 1磁気回路の磁束 1 一 1に歪が生ずると第 2磁気回路の磁束 φ 1 — 2にも歪が生じ、 二次 電圧 e 2に高調波が生ずる。 従って、 二次電圧 e 2の高調波を除去す るためには第 1の磁気回路の磁束 1 - 1の波形歪を基本波成分に整 える必要がある。

そこで、 第 1の磁気回路の磁束 ψ 1 - 1の波形整形は、 第 1の磁気 回路に巻回した補助巻線にリアク トルまたは可変リアク トルを接続し、 電流を流すと補助巻線には、 第 1の磁気回路の磁束 1 — 1 とは反対 方向の磁束 ø 3が発生し、 第 1の磁気回路の磁束密度を低下させて高 調波電流が抑制され基本波成分の多い電流が流れる。 補助卷線に流れ る電流によって生じる磁束 3を打消すように一次卷線に電流が流れ るが、 この電流は高調波成分が抑制された基本波成分が多い電流であ る。 すると、 第 2の磁気回路の磁束 ø 1 — 2の波形も改善され、 二次 電圧波形から高調波が除去されて電力の品質が保全される。

次に、 前記補助巻線に整流回路を接続して第 2カツ 卜コアに巻回さ れた制御巻線電流 i cの電源と して用いれば、 負荷電流の変化による 二次電圧の変動を補償するように作用する。 二次電流が増加すると第 一磁気回路への移行磁束が増加するが、 それによつて補助巻線の誘起 電圧 e 3が増大し、 制御電流 i _C を増加させ、 移行磁束を抑止するよ うに作用する。 また、 二次電流が減少した場合は、 同様に、 制御電流 を減少させる。 すなわち、 二次電流の変動に対し二次電圧の変動を補 償するように制御電流を自動調整することができる。

以上のように、 第 2の U形カツ 卜コアの前記制御巻線の励磁電流の 値を変え、 一次巻線の第 1の磁気回路の磁気抵抗を変化させて、 前記 一次卷線と前記二次卷線の鎖交磁束を制御し、 二次巻線電圧を連続的 に可変することができる。

三相変圧器においても同様に、 第 2の U形カツ トコアの前記制御卷 線の励磁電流の値を変え、 一次巻線の第 1の三相磁気回路の磁気抵抗 を変化させて、 前記三相一次巻線と前記三相二次巻線の三相の鎖交磁 束を一括制御し、 三相二次巻線電圧を連続的に可変することができる。 以下、 本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 本発明の基本構成は、 図 1において、 第 1の U形カッ トコア 1 3と 第 2の U形カッ トコア 1 1で構成する第 1の磁気回路と、 カッ トコア 1 6で構成する第 2の磁気回路に共通の一次卷線 1 4を巻回し、 第 2 の磁気回路には二次巻線 1 7を巻回する。 第 1の磁気回路は、 第 1の U形カツ トコア 1 3と第 2の U形カツ 卜コア 1 1 とを、 そのカツ 卜面 同志を互いに対向させ、 かつ、 一方のカッ トコアに対して他方のカツ トコァを捩じれ方向に 9 0 ° 回転させて接触させた磁気回路で構成す る。 第 2の U形カッ トコア 1 1には、 制御巻線 1 2を卷回する。

図 2は、 図 1に示した磁束制御形可変変圧器の等価回路を示す回路 構成を表示したものであり、 X印は 2個の磁心が 9 0 ° 回転させた状 態で接触されていることを示し、 II 印は通常の変圧器の磁心のように 2個の磁心が平行状態で接触されていることを示す記号である。

図 3は、 図 1 に示した変圧器を三相接続した磁束制御形可変変圧器 の回路構成の等価回路を表示したものである。 図 4は、 三相変圧器の基本構成を示す図で、 第 1の E形カッ トコア 1 3と第 2の U形カツ 卜コア 1 1で構成する第 1の三相磁気回路と、 カツ 卜コア 1 6で構成する第 2の三相磁気回路に共通の三相一次巻線 1 4 を巻回し、 第 2の三相磁気回路には三相二次巻線 1 7を卷回する。 第 1の三相磁気回路は、 第 1の三相 E形カッ トコア 1 3と第 2の U形 カッ トコア 1 1 とを、 そのカッ ト面同志を互いに対向させ、 かつ、 一 方のカツ トコァに対して他方の力ッ トコアを捩じれ方向に 9 0 ° 回転 させて接触させた磁気回路で構成する。 第 2の U形カッ トコア 1 ] に は、 制御卷線 1 2を卷回する。

図 5は、 図 4の三相変圧器用磁束制御形可変変圧器の等価回路を示 す回路構成を表示したものである。

上記のような構成によれば、 まず、 図 1において、 一次卷線 1 4に 電圧 e 1 を印加することにより、 第 1の磁気回路に磁束 ^ 1一 1 , 第 2の磁気回路に磁束^ 1一 2が発生する。 一次卷線 1 4には、 第 1の 磁気回路に磁束 ^ 1一 1， 第 2の磁気回路に磁束 ø 1 — 2が発生する ための励磁電流 i 1が流れる。 第 2の磁気回路に巻回された二次卷線 1 7に誘起する電圧は、 第 2の磁気回路の磁束に応じた電圧 e 2であ る。

ここで、 二次巻線 1 7に電流 i 2が流れると第 2の磁気回路には一 次巻線 1 4の磁束 0 1— 2とは反対方向の磁束 Φ 2が発生して第 2の 磁気回路の磁束 1— 2は減少し、 二次電圧 e 2は低下する。 このと き、 第 1の磁気回路の磁束 ø 1— 1は、 一次卷線 1 4の印加電圧 e 1 と誘起電圧が平衡する磁束を必要とするため、 第 2の磁気回路の磁束 Φ 1 - 2の減少相当分増加する。 ここで、 第 2のカッ トコア 1 1に巻回された制御巻線 1 2に電流 i c を流すと、 第 1 , 第 2の U形カツ トコアの接触面共通磁路 1 5の磁 気抵抗の増加によって、 一次巻線 1 4の印加電圧 e 1による磁束 1 一 1の通過が抑制され減少する。 すると、 一次卷線 1 4の印加電圧 e 1 と誘起電圧が平衡するため、 第 1の磁気回路の磁束 ø 1 — 1の減少 相当分が第 2の磁気回路の磁束 1 — 2の増加となり、 第 2の磁気回 路上に卷回された一次巻線 1 4と二次巻線 1 7の鎖交磁束が増加し、 二次電圧 e 2は増加する。

次に、 二次巻線 1 7の負荷が増加して二次電流 i 2が増加すると、 前述のように、 第 2の磁気回路には一次卷線 1 4の磁束 Φ 1 一 2とは 反対方向の磁束 Φ 2が増加して第 2の磁気回路の磁束 φ ί - Zは減少 し、 二次電圧 e 2は低下する。 このとき、 第 1の磁気回路の磁束 1 — 1は、 一次卷線 1 4の印加電圧 e 1 と誘起電圧が平衡する磁束を必 要とするため、 第 2の磁気回路の磁束 0 1 — 2の減少相当分増加する。 ここで、 第 2のカッ トコアに巻回された制御巻線 1 2の電流 i c を増 加させると、 第 1， 第 2の U形カッ トコアの接触面共通磁路 1 5の磁 気抵抗が更に増加し、 一次巻線 1 4の印加電圧 e lによる磁束 9¾ 1 一 1の通過が抑制され減少する。 すると、 一次巻線 1 4の印加電圧 e 1 と誘起電圧が平衡する磁束を必要とするため、 第 1の磁気回路の磁束 Φ 1 一 1の減少相当分が第 2の磁気回路の磁束 1 一 2の増加となり、 第 2の磁気回路上に卷回された一次卷線 1 4と二次巻線 1 7の鎖交磁 束が増加し、 二次電圧 e 2が増加する。

また、 二次巻線 1 7の負荷が減少して二次電流 i 2が減少すると、 第 2の磁気回路には一次巻線 1 4の磁束 0 1 — 2とは反対方向の磁束 Φ 2が減少する。 従って、 第 2の磁気回路の磁束 ø 1 — 2が増加して 一次巻線 1 4 と二次巻線 1 7の鎖交磁束が増加し、 二次電圧 e 2は上 昇する。 ここで、 第 2のカッ トコア 1 1に卷回された制御巻線 1 2の 電流 i c を減少させると、 第 1， 第 2の U形カツ トコアの接触面共通 磁路 1 5の磁気抵抗が減少し、 一次巻線 1 4の印加電圧 e 1による磁 束 1一 1の通過が緩和され增加する。 すると、 一次巻線 1 4の印加 電圧 e 1 と誘起電圧が平衡するため、 磁束は、 一次巻線 1 4の印加電 圧 e 1に応じて一定であり、 第 1の磁気回路の磁束 1一 1の增加相 当分が第 2の磁気回路の磁束 1一 2の減少となり、 第 2の磁気回路 上に卷回された一次巻線 1 4と二次卷線 1 7の鎖交磁束が減少し、 二 次電圧 e 2が低下する。 一次卷線の印加電圧 e 1 を一定とした場合の 制御電流と二次電圧の関係は図 6の i c と e 2のようになる。

ここで、 第 1の磁気回路の磁束 1 — 1は、 第 2のカッ トコアに卷 回された制御巻線に電流電流 i c を流すと、 i cの瞬時値によって共 通磁路の磁気抵抗が変化するので制御電流 i cが二次電圧の可変範囲 内以下では、 制御電流 i cによって図 7に示すように波形が乱される。 このため、 前述のように、 第 2磁気回路の磁束 ς¾ 1 — 2にも歪が生じ、 二次電圧 e 2には高調波が生ずる。

図 8は、 二次電圧 e 2の高調波を除去する磁束制御形可変変圧器の 一実施例を示す斜視図を示す。

図 9は、 図 8に示した磁束制御形可変変圧器の等価回路を示す回路 構成を表示したものである。 第 1の磁気回路に巻回した補助巻線 1 8 にリアク トル 1 9 を接続して、 負荷電流 i 2や制御電流 i cに応じて 補助卷線 1 8に発生する誘起電圧 e 3をリアク トル 1 9に印加し、 リ ァク トル 1 9に電流を流すと補助巻線 1 8には、 第 1の磁気回路の磁 束？ i 1一 1 とは反対方向の磁束 3が発生し、 第 1の磁気回路の磁束 密度を低下させ高調波電流が抑制され基本波成分の多い電流 i 3が流 れ、 前述のように、 第 2の磁気回路の磁束 φ 1一 2の波形も改善され、 二次電圧 e 2の波形から高調波が除去されて電力の品質が保全される。 図 1 0は、 補助巻線に接続するリアク トルを可変リァク トルとして 二次電圧の調整に伴いリアク トル 1 9のインダクタンスを調整可能と したものである。 補助巻線 1 8に可変リァク トルの主卷線 2 2と整流 回路 2 0を接続し、 整流回路 2 0を制御電源と した波形制御回路 2 4 で構成する。 可変リアク トルの制御巻線 2 3へ通電する励磁電流を波 形制御回路 2 4で抑制して可変リアク トルを最適値に調整する。

図 1 1は、 リアク トル 1 9の接続による二次電圧波形の改善を示す オシログラフである。

図 1 2及び図 1 3は、 前記補助卷線 1 8に接続した整流回路 2 0を 制御電源として第 2カッ トコアに巻回された制御卷線電流 i cの電源 として用いる実施例である。 図 6は、 二次巻線の負荷をパラメータと した制御電流 i c対二次電圧 e 2， 補助巻線電圧 e 3特性を示し、 こ れにより、 二次卷線の負荷と制御電流 i c と二次電圧 e 2， 補助巻線 電圧 e 3との相互関係が理解できる、 即ち、 二次巻線の電圧は負荷の 増加で低下し制御電流 i cの増加で上昇する。 また、 補助卷線電圧 e 3は負荷の増加で上昇し制御電流 i cの増加で低下する特性を有し、 常に、 負荷の変動に応じて補助卷線電圧 e 3は変化するが、 制御電流 i c を必要とする範囲で電源供給の条件を満している。 図 6により、 負荷電流 i 2の変動による二次電圧 e 2と補助巻線電圧 e 3の変化が 逆であることが分かる。 つまり、 補助巻線電圧 e 3を制御電流 i cの 電源とすることにより、 負荷の増加によって二次電圧 e 2が低下した 場合、 補助巻線電圧 e 3が増大して制御電流 i cが増大し二次電圧 e 2の低下を抑制するように作用し、 二次電圧 e 2の電圧変動を補償す る。

以上のように、 第 2の U形カッ トコア 1 1の前記制御卷線 1 2の励 磁電流 i cの値を変え、 一次卷線 1 4の第 1の磁気回路の磁気抵抗を 変化させて、 前記一次巻線 1 4 と前記二次巻線 1 7の鎖交磁束を制御 し、 二次卷線電圧 e 2を連続的に可変することができる。

図 1 4は、 本発明の一実施例である磁束制御形可変変圧器を用いた 静止形電圧調整器の回路構成を示したもので、 図 1 4に示す通り、 二 次電圧 e 2の調整を卷線間の鎖交磁束制御により行っていることから、 高速制御が可能になり、 接触機構等の摩耗は存在しない。 機器の構成 は、 磁心と巻線とからなる銅鉄製静止機器で、 耐久性 · 保守性 · 性能 上から高信頼性が求められる電力系統電圧安定化機器と して提供でき るものである。

図 1 5は、 三相変圧器用磁束制御形可変変圧器を適用した静止形電 圧調整器の回路構成を表示したものである。

図 1 6は、 磁束制御形可変変圧器の二次電圧制御特性例を示したも のである。 これは、 図 1 5に示した三相変圧器用磁束制御形可変変圧 器を静止形電圧調整器へ適用した一実施例の回路構成における、 二次 電圧 e 2制御特性を示したもので、 制御卷線 1 2の制御電流 i cによ つて二次電圧 e 2を連続的に可変できることが了解できる。

図 1 7は、 磁束制御形可変変圧器の定電圧制御特性例を示したもの である。 これは、 図 1 5に示した三相変圧器用磁束制御形可変変圧器 を静止形電圧調整器へ適用した一実施例の回路構成における、 二次電 圧 e 2の定電圧制御特性を示したもので、 一次電圧の変化を連続的に 二次電圧 e 2を一定に制御するための制御卷線 1 2の制御電流 i c を 示すものである。 産業上の利用可能性

本発明は、 変圧器の電圧調整用タ ップを設けないで、 電圧を高速制 御する磁束制御形可変変圧器を提供することを目的としたもので、 そ の基本構成は、 変圧器の一次卷線と二次卷線の鎖交磁束量を可変イン ダクタンスを用いて変化させ、 二次巻線の誘起電圧を制御するもので あるが、 この他、 本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施 することができる。

本発明によれば、 近年の電力需要の増大や負荷の多様化により、 系 統電圧の変動等の負荷の多様化に対応できるフレキシブルな電力設備 の提供がはかられ、 電力系統の電圧の安定化に寄与できる。

Claims

— 1 δ— 請求の範囲

1 . 第 1の磁気回路と第 2の磁気回路を有し、 第 1 の磁気回路は、 第 1の U形カツ トコアと第 2の U形カツ トコアとを、 そのカツ ト面同 志を互いに対向させ、 かつ、 一方のカッ トコアに対して他方のカッ ト コアを捩れ方向に 9 0 ° 回転させて接触させて構成し、 該第 1の磁気 回路の前記第 1の U形カツ トコアと前記第 2の磁気回路とに共通の一 次巻線を卷回し、 第 2の磁気回路には二次卷線を巻回し、 第 1 の磁気 回路の前記第 2のカツ トコアには制御卷線を卷回し、 該制御巻線に通 電される励磁電流の値を変え、 一次巻線が卷回された第 1の磁気回路 の磁気抵抗を変化させることにより、 前記一次卷線と二次巻線との鎖 交磁束を制御し、 二次巻線の電圧を連続的に可変することを特徴とす る磁束制御形可変変圧器。

2 . 第 1の三相磁気回路と第 2の三相磁気回路を有し、 第 1の三相 磁気回路は、 第 1の三相 Ε形カツ トコアと第 2の U形カツ トコアとを、 そのカッ ト面同志を互いに対向させ、 かつ、 一方のカッ トコアに対し て他方の力ッ トコアを捩れ方向に 9 0 ° 回転させて接触させて構成し、 該第 1の磁気回路の前記第 1の Ε形カツ トコアと前記第 2の三相磁気 回路とに共通の一次卷線を卷回し、 第 2の三相磁気回路には二次巻線 を卷回し、 第 1の磁気回路の前記第 2の U形カツ トコアには制御卷線 を巻回し、 該制御卷線に通電される励磁電流の値を変え、 一次巻線が 卷回された第 1の三相磁気回路の磁気抵抗を変化させることにより、 前記一次卷線と二次卷線との鎖交磁束を制御し、 二次巻線の電圧を連 続的に可変することを特徴とする磁束制御形可変変圧器。

3 . 前記第 1の磁気回路の第 1の U形カッ トコアに補助卷線を巻回 したことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁束制御形可変変圧器。

4 . 前記第 1の三相磁気回路の第 1の三相 E形カッ トコアに補助巻 線を卷回したことを特徴とする請求の範囲第 2項記載の磁束制御形可 変変圧器。

5 . 前記補助卷線にリアク トルを接続したことを特徴とする請求の 範囲第 3項又は第 4項記載の磁束制御形可変変圧器。

6 . 前記リアク トルが可変リアク トルであることを特徴とする請求 の範囲第 5項記載の磁束制御形可変変圧器。

7 . 制御卷線の励磁電源を補助巻線から得ることを特徴とする請求 の範囲第 3項又は第 4項又は第 5項記載の磁束制御形可変変圧器。