(57)【要約】【課題】過電圧を検出して作動する機構を備えることなく、電圧変成器等において鉄共振現象自体を表す鉄心の磁束飽和現象が生じれば、自動的に鉄共振現象を抑制できる鉄共振抑制装置及びそれを備えた電圧変成器を提供する。【解決手段】鉄共振抑制装置は、１次巻線１０２及び２次巻線１０４が配置されたトランスの鉄心１０８に配置された、２次巻線と略同一仕様の３次巻線１０６と、抵抗Ｒ１とを含み、３次巻線は１次巻線から離隔して配置され、２次巻線の第１端子１２０は、３次巻線の第１端子１２４に接続され、抵抗の端子２０４は、３次巻線の端子１２６に接続され、抵抗の端子２０２は、２次巻線の端子１２２に接続され、１次巻線に交流電流を流した通常状態において、端子１２０及び１２２間の電圧は、端子１２４及び１２６間の電圧と同じになる。これにより、鉄共振現象が発生すると自動的に鉄共振現象を抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心及び当該鉄心に巻回された１次巻線及び２次巻線を有するトランスにおける鉄共振現象を抑制するための鉄共振抑制装置であって、
前記鉄心に巻回された、前記２次巻線と略同一仕様の３次巻線と、
抵抗とを含み、
前記３次巻線は、前記鉄心の磁束飽和時に、前記鉄心からの漏れ磁束と相互作用しないように前記１次巻線から離隔して配置され、
前記２次巻線の一方の端子は、前記３次巻線の一方の端子に接続され、
前記抵抗の一方の端子は、前記３次巻線の他方の端子に接続され、
前記抵抗の他方の端子は、前記２次巻線の他方の端子に接続され、
前記１次巻線に交流電流を流した状態において、前記３次巻線の前記一方の端子の電位に対する前記３次巻線の前記他方の端子の電位は、前記２次巻線の前記一方の端子の電位に対する前記２次巻線の前記他方の端子の電位と同じになることを特徴とする鉄共振抑制装置。
【請求項２】
鉄心及び当該鉄心に巻回された１次巻線及び２次巻線を有するトランスにおける鉄共振現象を抑制するための鉄共振抑制装置であって、
前記鉄心に巻回された、前記２次巻線と略同一仕様の３次巻線と、
抵抗と、
前記抵抗に直列接続されたダイオードユニットとを含み、
前記３次巻線は、前記鉄心の磁束飽和時に、前記鉄心からの漏れ磁束と相互作用しないように前記１次巻線から離隔して配置され、
前記２次巻線の一方の端子は、前記３次巻線の一方の端子に接続され、
直列接続された前記抵抗及び前記ダイオードユニットの両端子の内、一方の端子は、前記３次巻線の他方の端子に接続され、
直列接続された前記抵抗及び前記ダイオードユニットの他方の端子は、前記２次巻線の他方の端子に接続され、
前記ダイオードユニットは、順方向をそろえて並列接続された複数のダイオードと、前記複数のダイオードの前記順方向と逆方向に順方向をそろえて、前記複数のダイオードに並列接続された、前記複数のダイオードと同数のダイオードとを含み、
前記１次巻線に交流電流を流した状態において、前記３次巻線の前記一方の端子の電位に対する前記３次巻線の前記他方の端子の電位は、前記２次巻線の前記一方の端子の電位に対する前記２次巻線の前記他方の端子の電位と同じになることを特徴とする鉄共振抑制装置。
【請求項３】
前記２次巻線の前記他方の端子及び前記３次巻線の前記他方の端子の間の電圧を整流及び平滑して直流電圧として出力する直流電圧生成手段と、
前記直流電圧をしきい値電圧と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて動作するリレー手段と、
短絡抵抗とを含み、
前記リレー手段は、前記直流電圧が前記しきい値以上であるとの前記比較手段による比較結果を受けて、前記２次巻線の前記一方の端子と前記２次巻線の前記他方の端子とを、前記短絡抵抗を介して短絡させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉄共振抑制装置。
【請求項４】
鉄心及び当該鉄心に巻回された１次巻線及び２次巻線を有するトランスと、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鉄共振抑制装置とを含み、
前記鉄共振抑制装置は、前記トランスにおける鉄共振現象を抑制することを特徴とする電圧変成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線又は電力設備において電圧を測定するための電圧変成器における鉄共振現象を抑制するための鉄共振抑制装置及びそれを備えた電圧変成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄心を有する電力機器（変圧器、電圧変成器等）は、励磁インダクタンスＬを有す。一方、回路系には静電容量Ｃが共存している回路であるために、回路の開放及び接続時（遮断器等の開閉時）に、その過渡現象のため、励磁インダクタンスＬを構成する鉄心が一時的に磁気飽和し、Ｌ−Ｃ間でエネルギー授受が起き、その振動が持続して、異常音の発生、過熱による焼損、絶縁破壊等を引き起こすことがある。この現象は鉄共振現象として知られている。鉄共振現象は、鉄心の飽和現象を起点とする電気的擾乱現象である。
【０００３】
下記非特許文献１には、図１０に示すように、鉄共振現象が、ａ：基本波過電圧モード（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  ｍｏｄｅ）、ｂ：分数調波モード（Ｓｕｂｈａｒｍｏｎｉｃ  ｍｏｄｅ）、ｃ：準周期モード（Ｑｕａｓｉ−ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｍｏｄｅ）、ｄ：カオテックモード（Ｃｈａｏｔｉｃ  ｍｏｄｅ）の４つのパターンに分類されることが開示されている。基本波過電圧モードは、基本波の振幅が大きくなり、３次、５次等の高調波が重畳した振動モードである。分数調波モードは、基本波に大きな分数調波（１／ｎ調波）の振動が加わった振動モードである。１／ｎ調波は、ｎを正の整数として、周波数が基本波の周波数の１／ｎ倍（周期が基本波の周期のｎ倍）である波を意味する。準周期モードは、２つの周波数の各々の整数倍の周波数間の差分周波数をもつ振動モードである。カオテックモードは、周期の特定が困難であり、カオス的な挙動をする振動モードである。
【０００４】
鉄共振現象の対策として、例えば下記非特許文献２には、可飽和リアクトルを用いた回路構成が開示されている。具体的には、図１１を参照して、直列接続の可飽和リアクトル９０２及び低抵抗値の抵抗９０４を、電圧変成器９００の２次側巻線（コイル）に並列に接続する。鉄共振現象が発生すると、発生した電圧により可飽和リアクトル９０２を飽和させ、発生した電流を抵抗９０４に流して共振エネルギーを吸収する。これにより、鉄共振現象は抑制される。
【０００５】
また、下記特許文献１には、分数調波モードへの対策が開示されている。即ち、計器用変成器の２次側に、鉄共振特有の１／３調波、１／５調波及び基本波の過電圧を検出する回路を設け、この回路により鉄共振現象を検出して補助リレーを駆動し、低抵抗の負荷により共振エネルギーを吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−３８８２９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ph. Ferracci, “Ferroresonance”, Cahiertechnique n° 190, ［平成３１年３月１日検索］、インターネット＜URL：http://www.studiecd.dk/cahiers_techniques/Ferroresonance.pdf＞
【非特許文献２】小島広稔他，久保敏裕，中島宗一，黒田和宏，「ガスVTの鉄共振現象の解析と対策」，日新電機技報Ｖｏｌ．５６，Ｎｏ．２（２０１１．１１），ＰＰ．３７−４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献２及び特許文献１に開示されている対策は、いずれも鉄共振現象の結果として生じる変成器の２次電圧の代表的擾乱に的を絞って対策するものであり、鉄心飽和現象自体を捉えて対策するものではない。したがって、想定外の現象が発生した場合に対応できず、依然として誤動作、焼損等が生じる可能性がある。例えば、可飽和リアクトルを使用する場合、状況によっては可飽和リアクトルが十分に飽和せず、鉄共振現象が継続する可能性がある。
【０００９】
したがって、本発明は、過電圧を検出して作動する機構を備えることなく、電圧変成器等において鉄共振現象自体を表す鉄心の磁束飽和現象が生じれば、自動的に鉄共振現象を抑制できる鉄共振抑制装置及びそれを備えた電圧変成器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の局面に係る鉄共振抑制装置は、鉄心及び当該鉄心に巻回された１次巻線及び２次巻線を有するトランスにおける鉄共振現象を抑制するための鉄共振抑制装置であって、鉄心に巻回された３次巻線と、抵抗とを含み、３次巻線は、鉄心の磁束飽和時に、鉄心からの漏れ磁束と相互作用しないように１次巻線から離隔して配置され、２次巻線の一方の端子は、３次巻線の一方の端子に接続され、抵抗の一方の端子は、３次巻線の他方の端子に接続され、抵抗の他方の端子は、２次巻線の他方の端子に接続され、１次巻線に交流電流を流した状態において、３次巻線の一方の端子の電位に対する３次巻線の他方の端子の電位は、２次巻線の一方の端子の電位に対する２次巻線の他方の端子の電位と同じになる。
【００１１】
これにより、過電圧を検出して作動する機構を備えることなく、電圧変成器等において鉄共振現象自体を表す鉄心の磁束飽和現象が生じれば、自動的に鉄共振現象を抑制できる。
【００１２】
本発明の第２の局面に係る鉄共振抑制装置は、鉄心及び当該鉄心に巻回された１次巻線及び２次巻線を有するトランスにおける鉄共振現象を抑制するための鉄共振抑制装置であって、鉄心に巻回された３次巻線と、抵抗と、抵抗に直列接続されたダイオードユニットとを含み、３次巻線は、鉄心の磁束飽和時に、鉄心からの漏れ磁束と相互作用しないように１次巻線から離隔して配置され、２次巻線の一方の端子は、３次巻線の一方の端子に接続され、直列接続された抵抗及びダイオードユニットの両端子の内、一方の端子は、３次巻線の他方の端子に接続され、直列接続された抵抗及びダイオードユニットの他方の端子は、２次巻線の他方の端子に接続され、ダイオードユニットは、順方向をそろえて並列接続された複数のダイオードと、複数のダイオードの順方向と逆方向に順方向をそろえて、複数のダイオードに並列接続された、複数のダイオードと同数のダイオードとを含み、１次巻線に交流電流を流した状態において、３次巻線の一方の端子の電位に対する３次巻線の他方の端子の電位は、２次巻線の一方の端子の電位に対する２次巻線の他方の端子の電位と同じになる。
【００１３】
これにより、過電圧を検出して作動する機構を備えることなく、電圧変成器等において鉄共振現象自体を表す鉄心の磁束飽和現象が生じれば、自動的に鉄共振現象を抑制できる。また、鉄共振現象が発生していない通常状態において、２次巻線の両端子間の電圧と３次巻線の両端子間の電圧との差による誤動作を防止できる。したがって、３次巻線の製造が容易になる。
【００１４】
好ましくは、３次巻線は、２次巻線と同じ部材を用いて、同じ巻き数、同じ形状及び同じ寸法に形成されている。
【００１５】
より好ましくは、鉄共振抑制装置は、２次巻線の他方の端子及び３次巻線の他方の端子の間の電圧を整流及び平滑して直流電圧として出力する直流電圧生成部と、直流電圧をしきい値電圧と比較する比較部と、比較部による比較結果に応じて動作するリレー部と、短絡抵抗とを含み、リレー部は、直流電圧がしきい値以上であるとの比較部による比較結果を受けて、２次巻線の一方の端子と２次巻線の他方の端子とを、短絡抵抗を介して短絡させる。この鉄共振抑制装置は、第１及び第２の局面に係る鉄共振抑制装置により鉄共振を抑制できない場合に対応することができる。
【００１６】
即ち、第１及び第２の局面に係る鉄共振抑制装置における共振エネルギーを消費する抵抗を使って、鉄心飽和を検出する手法である。先に述べたように鉄共振エネルギーを吸収するための抵抗に現れる差電圧を利用する。この信号を整流且つ平滑して直流電圧として出力する直流電圧生成部と、直流電圧生成部から出力される直流電圧から鉄心の飽和の発生を検出する鉄心飽和検出部（比較部）と、鉄心飽和検知部により飽和の発生が検出されたことを受けて、２次巻線の両端を、短絡抵抗を介して短絡させる短絡部（リレー部）とを含む。これにより、トランスを有する電圧変成器等において発生する鉄共振現象自体を表す鉄心の磁束飽和現象を検出でき、鉄共振現象を速やかに且つ効率的に抑制できる。
【００１７】
本発明の第３の局面に係る電圧変成器は、鉄心及び当該鉄心に巻回された１次巻線及び２次巻線を有するトランスと、上記の鉄共振抑制装置とを含み、鉄共振抑制装置は、トランスにおける鉄共振現象を抑制する。これにより、電圧変成器において、鉄共振現象自体を表す鉄心の磁束飽和現象が生じれば、自動的に鉄共振現象を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電圧変成器等において鉄共振現象自体の本質を表す鉄心の磁束飽和現象が生じれば、これを検出し鉄共振現象を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る電圧変成器の概略構成を示す回路図である。
【図２】図１のトランス部分を示す正面図である。
【図３】１次巻線及び２次巻線の巻き方の一例を示す断面図である。
【図４】電圧変成器の作動時にトランス部分に発生する磁束を示す正面図である。
【図５】鉄心が飽和したときにトランス部分に発生する磁束を示す正面図である。
【図６】第１変形例に係る電圧変成器の概略構成を示す回路図である。
【図７】第２変形例に係る電圧変成器の概略構成を示す回路図である。
【図８】第３変形例に係る電圧変成器の概略構成を示す回路図である。
【図９】第４変形例に係る電圧変成器の概略構成を示す回路図である。
【図１０】鉄共振現象の分類を示すグラフである。
【図１１】従来の電圧変成器における鉄共振対策の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の実施形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施形態に係る電圧変成器は、鉄共振抑制部１００と、１次巻線１０２、２次巻線１０４及び鉄心１０８を有するトランスとを備えている。鉄共振抑制部１００は、鉄心１０８に配置された３次巻線１０６と、抵抗Ｒ１とを備えている。トランスは電圧変成器の本体を構成するトランスであり、出力信号ＯＵＴを出力する。
【００２２】
２次巻線１０４の第１端子１２０及び３次巻線１０６の第１端子１２４は接続されて第１接続ノード２００を形成している。抵抗Ｒ１は、２次巻線１０４の第２端子１２２と３次巻線１０６の第２端子１２６との間に接続されている。２次巻線１０４の第２端子１２２は接地されており、３次巻線１０６の第２端子１２６は、抵抗Ｒ１を介して接地されている。抵抗Ｒ１は、抵抗値が小さい抵抗であり、後述するように、鉄共振現象による共振エネルギーを吸収するためのものである。
【００２３】
図２を参照して、１次巻線１０２及び２次巻線１０４は、電圧変成器としての精度を得るため電磁気的な相互結合を大きくするために近接して配置されている。３次巻線１０６は、１次巻線１０２及び２次巻線１０４から離隔して配置されている。１次巻線１０２及び２次巻線１０４の配置は任意であるが、通常、結合係数が大きくなるように重ね巻されている。本実施形態においても、図３に示すように、１次巻線１０２及び２次巻線１０４は重ね巻されていることが好ましい。なお、１次巻線１０２、２次巻線１０４、及び鉄心１０８の相互間の空間には、樹脂等の絶縁部材で形成されたスペーサが適宜配置されてもよい。
【００２４】
３次巻線１０６は、鉄心１０８上において、１次巻線１０２及び２次巻線１０４から離隔した位置、即ち、矩形の鉄心１０８において、１次巻線１０２及び２次巻線１０４が配置された脚部１３０（例えば円柱状）に対向する脚部１３２（例えば円柱状）に配置されている。３次巻線１０６は、２次巻線１０４と略同一の仕様に形成されている。ここで仕様とは、幾何学的及び電気的仕様を意味する。即ち、３次巻線１０６は、２次巻線１０４と同じ種類の導電性部材（被覆電線）を用いて、２次巻線１０４と同じ巻き数、同じ長さＬ及び同じ直径φに形成されている。なお、３次巻線１０６及び鉄心１０８の間の空間には、樹脂等の絶縁部材で形成されたスペーサが適宜配置されてもよい。
【００２５】
このように形成されたトランスにおいて、鉄共振現象が発生していない通常状態においては、１次巻線１０２に電流（交流）が流れることにより、ある瞬間では、図４に矢印で示すように鉄心１０８の内部に磁束が形成される（交流であるので、磁束の向きは反転する）。２次巻線１０４及び３次巻線１０６は、鉄心１０８内部の変化する磁束と相互作用し（結合し）、それぞれの両端子間に電圧が発生する。上記したように、２次巻線１０４及び３次巻線１０６は同じ導電性部材を用いて、同じ巻数、同じ形状及び同じ寸法に形成されているので、２次巻線１０４の両端子間の電圧と、３次巻線１０６の両端子間の電圧とは同じ大きさになる。なお、２次巻線１０４の巻回方向を逆にすれば、両端子間の電圧の向きは逆になる。３次巻線１０６に関しても同様である。したがって、後述する接続関係においては、２次巻線１０４及び３次巻線１０６の巻回方向が考慮される。
【００２６】
鉄共振現象が発生していない通常状態においては、図１を参照して、２次巻線１０４の第１端子１２０及び３次巻線１０６の第１端子１２４の電位Ｖ１、２次巻線１０４の第２端子１２２の電位Ｖ０、及び、３次巻線１０６の第２端子１２６の電位Ｖ２には、Ｖ１−Ｖ０＝Ｖ１−Ｖ２の関係が成り立っている。即ち、上記したように、２次巻線１０４の両端子間の電圧と、３次巻線１０６の両端子間の電圧とは同じ大きさであるので、２次巻線１０４及び３次巻線１０６の巻回方向を考慮して、符号を含めてＶ１−Ｖ０＝Ｖ１−Ｖ２が成立するように、２次巻線１０４及び３次巻線１０６の端子間が接続されている。
【００２７】
１次巻線１０２に交流電流が流れているが、通常状態においては常に（各瞬間において）、Ｖ１−Ｖ０＝Ｖ１−Ｖ２、即ち、２次巻線１０４における第１端子１２０の第２端子１２２に対する電位（電圧）は、３次巻線１０６における第１端子１２４の第２端子１２６に対する電位（電圧）と、符号を含めて同じ値になっている。したがって、鉄共振現象が発生していない通常状態においては、抵抗Ｒ１の両端子である第２接続ノード２０２及び第３接続ノード２０４の間には電圧が発生せず、抵抗Ｒ１には電流が流れない。
【００２８】
一方、鉄共振現象が発生すると、１次巻線１０２に過大な励磁電流が流れ、鉄心１０８は磁気的に飽和し、それ以上鉄心１０８の内部の磁束（磁束密度）は増大せず、磁束は鉄心１０８から漏れる（鉄心１０８の外部に形成される）。漏れ磁束を、図５において破線の矢印で示す。この状態では、２次巻線１０４は、鉄心１０８からの漏れ磁束と相互作用するので、２次巻線１０４の両端子間にはあるレベルの電圧が発生する。しかし、３次巻線１０６の位置には鉄心１０８からの漏れ磁束は生じないので、３次巻線１０６は鉄心１０８からの漏れ磁束の影響を受けず、３次巻線１０６の両端子間の電圧は急激に減少する。その結果、図１を参照して、２次巻線１０４の第２端子１２２の電位と、３次巻線１０６の第２端子１２６の電位とが異なるようになり、第２接続ノード２０２及び第３接続ノード２０４に電位差が生じて、抵抗Ｒ１に電流が流れ、鉄共振現象による共振エネルギーは抵抗Ｒ１により吸収（消費）される。これにより、鉄共振現象を抑制できる。
【００２９】
鉄共振現象が抑制されると、トランスの１次巻線１０２に流れる電流は通常レベルに戻り、鉄共振抑制部１００は通常状態に戻る。即ち、２次巻線１０４における第１端子１２０の第２端子１２２に対する電位（電圧）は、３次巻線１０６における第１端子１２４の第２端子１２６に対する電位（電圧）と、符号を含めて同じ値になる（Ｖ１−Ｖ０＝Ｖ１−Ｖ２）。したがって、抵抗Ｒ１の両端子間には電圧が発生せず、抵抗Ｒ１には電流が流れない。
【００３０】
（第１変形例）
上記では、抵抗Ｒ１が、２次巻線１０４の第２端子１２２と３次巻線１０６の第２端子１２６との間に配置される場合を説明したが、これに限定されない。抵抗Ｒ１は、例えば図６のように配置されてもよい。図６においては、抵抗Ｒ１は、２次巻線１０４の第１端子１２０と３次巻線１０６の第１端子１２４との間に配置されている。
【００３１】
このように配置されていても、鉄共振現象が発生していない通常状態においては、抵抗Ｒ１には電流は流れない。２次巻線１０４の第１端子１２０の電位Ｖ１、２次巻線１０４の第２端子１２２の電位Ｖ０、３次巻線１０６の第１端子１２４の電位Ｖ３、３次巻線１０６の第２端子１２６の電位Ｖ２（＝Ｖ０）には、Ｖ１−Ｖ０＝Ｖ３−Ｖ２（＝Ｖ３−Ｖ０）の関係が成り立っている。即ち、上記したように、２次巻線１０４の両端子間の電圧と、３次巻線１０６の両端子間の電圧とは同じ大きさであるので、２次巻線１０４及び３次巻線１０６の巻回方向を考慮して、符号を含めてＶ１−Ｖ０＝Ｖ３−Ｖ２が成立するように、２次巻線１０４及び３次巻線１０６の端子間が接続されている。
【００３２】
１次巻線１０２に交流電流が流れているが、通常状態においては常に（各瞬間において）、Ｖ１−Ｖ０＝Ｖ３−Ｖ２、即ち、２次巻線１０４における第１端子１２０の第２端子１２２に対する電位（電圧）は、３次巻線１０６における第１端子１２４の第２端子１２６に対する電位（電圧）と、符号を含めて同じ値になっている。したがって、鉄共振現象が発生していない通常状態においては、抵抗Ｒ１の両端子である第２接続ノード２０２及び第３接続ノード２０４の間には電圧が発生せず、抵抗Ｒ１には電流が流れない。
【００３３】
一方、鉄共振現象が発生すると、１次巻線１０２に過大な励磁電流が流れ、鉄心１０８は磁気的に飽和し、それ以上鉄心１０８の内部の磁束（磁束密度）は増大せず、磁束は鉄心１０８から漏れる。この状態では、２次巻線１０４は、鉄心１０８からの漏れ磁束と相互作用して、２次巻線１０４の両端子間にはあるレベルの電圧が発生する。しかし、３次巻線１０６は鉄心１０８からの漏れ磁束の影響を受けず、３次巻線１０６の両端子間の電圧は急激に減少する。その結果、２次巻線１０４の第１端子１２０の電位と、３次巻線１０６の第１端子１２４の電位とが異なるようになり、第２接続ノード２０２及び第３接続ノード２０４に電位差が生じて、抵抗Ｒ１に電流が流れ、鉄共振現象による共振エネルギーは抵抗Ｒ１により吸収（消費）される。これにより、鉄共振現象を抑制できる。
【００３４】
鉄共振現象が抑制されると、トランスの１次巻線１０２に流れる電流は通常レベルに戻り、２次巻線１０４における第１端子１２０の第２端子１２２に対する電位（電圧）は、３次巻線１０６における第１端子１２４の第２端子１２６に対する電位（電圧）と、符号を含めて同じ値になる（Ｖ１−Ｖ０＝Ｖ３−Ｖ２）。したがって、抵抗Ｒ１の両端端子間には電圧が発生せず、抵抗Ｒ１には電流が流れない。
【００３５】
（第２変形例）
上記では、通常状態において、２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧とが同じになる場合を説明した。しかし、実際には製造上の誤差等のために、鉄共振現象が発生していない通常状態においても、２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧とにアンバランスが生じて、抵抗Ｒ１に電流が流れてしまう。本変形例では、これを対策するために、鉄共振抑制部を図７のように構成する。
【００３６】
図７の鉄共振抑制部は、図１に示した鉄共振抑制部１００において、ダイオード対１１０が追加されたものである。それ以外の構成は、図１と同じである。ダイオード対１１０は、順方向を逆にして２つのダイオードを並列接続して形成されている。抵抗Ｒ１とダイオード対１１０とは直列接続されて、１次巻線１０２の第２端子１２２と３次巻線１０６の第１端子１２４との間に接続されている。
【００３７】
ダイオード対１１０は、その両端子間の電圧がダイオードの順方向電圧を超えていなければ、両端子間は遮断されている。ダイオード対１１０の両端子間の電圧が順方向電圧を超えると、両端子間は通電する。したがって、鉄共振現象が発生していない通常状態において、２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧とに差が発生しても、その差電圧が順方向電圧を超えなければ、抵抗Ｒ１には電流は流れない。一方、鉄共振現象が発生して、鉄心１０８が飽和すると、実施形態として上記したように、２次巻線１０４の第２端子１２２の電位と３次巻線１０６の第２端子１２６の電位との間には大きな差が生じて、ダイオード対１１０の両端子間には順方向電圧を超える電圧が加わる。したがって、抵抗Ｒ１に電流が流れ、鉄共振現象による共振エネルギーは抵抗Ｒ１により吸収（消費）される。これにより、鉄共振現象を抑制できる。
【００３８】
図７では、２つのダイオードを並列に接続しているが、４つ以上のダイオードを使用して、同数のダイオードの順方向が逆になるように並列接続してもよい。また、複数のダイオード対１１０を直列に接続（複数段接続）してもよい。その場合、直列接続された複数のダイオード対１１０が全て通電するための電圧は、さらに高くなり、通常状態において２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧との差がより大きくても、抵抗Ｒ１に電流が流れることを防止できる。
【００３９】
また、図６の抵抗Ｒ１と同様に、直列接続した抵抗Ｒ１及びダイオード対１１０を、２次巻線１０４の第１端子１２０と３次巻線１０６の第１端子１２４との間に配置してもよい。その場合にも、図７と同様に、鉄共振現象が発生していない通常状態において、２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧とに差が発生しても、その差電圧が順方向電圧を超えなければ、抵抗Ｒ１には電流は流れない。一方、鉄共振現象が発生して、鉄心１０８が飽和すると、２次巻線１０４の第１端子１２０の電位と３次巻線１０６の第１端子１２４の電位との間に大きな差が生じて、ダイオード対１１０の両端子間には順方向電圧を超える電圧が印加され、抵抗Ｒ１に電流が流れる。したがって、鉄共振現象による共振エネルギーは抵抗Ｒ１により吸収（消費）される。これにより、鉄共振現象を抑制できる。
【００４０】
（第３変形例）
２次巻線１０４及び３次巻線１０６に対する抵抗Ｒ１及びダイオード対１１０の接続関係は、図７に限定されない。図８に示したようなものであってもよい。即ち、図８は、図７において、抵抗Ｒ１とダイオード対１１０とを交換したものである。
【００４１】
このような接続であっても、図７と同様に、鉄共振現象が発生していない通常状態において、２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧とに差が発生しても、その差電圧が順方向電圧を超えなければ、抵抗Ｒ１には電流は流れない。一方、鉄共振現象が発生して、鉄心１０８が飽和すると、２次巻線１０４の第１端子１２０の電位と３次巻線１０６の第１端子１２４の電位との間に大きな差が生じて、ダイオード対１１０の両端子間には順方向電圧を超える電圧が印加され、抵抗Ｒ１に電流が流れる。したがって、鉄共振現象による共振エネルギーは抵抗Ｒ１により吸収（消費）される。これにより、鉄共振現象を抑制できる。
【００４２】
上記では、２次巻線１０４及び３次巻線１０６が、同じ種類の導電性部材を用いて、同じ巻き数、同じ寸法及び同じ形状に形成される場合を説明したが、これに限定されない。実施形態及び第１変形例に関しては、鉄共振現象が発生していない通常状態において、２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧とが同じになるように、３次巻線１０６が形成されていればよい。特に、第２及び第３の変形例に関しては、ダイオード対を備えているために、２次巻線１０４の両端子間の電圧と３次巻線１０６の両端子間の電圧とに、ダイオードの順方向電圧未満の電圧差があってもよい。したがって、３次巻線１０６の巻数、寸法及び形状に関する条件は緩くなり、製造が容易になる。
【００４３】
（第４変形例）
以上、自律的な鉄共振の収束方法について述べたが、この手法だけでは共振エネルギーが吸収し切れなく、継続する可能性もある。そのような場合には図９に示す構成を適用する。
【００４４】
図９に示した構成は、上述した２次巻線及び３次巻線間の差電圧を信号として利用するものである。図９を参照して、この鉄共振抑制部は、直流電圧生成部３００、比較部３０４、スイッチング素子３０６、リレー部３０８、定電圧電源３１０及び直流電源３１２を含む。直流電圧生成部３００は、抵抗Ｒ１に現れる電圧信号Ｖ３を整流且つ平滑して直流電圧Ｖ４として出力する。即ち、直流電圧生成部３００は、入力される交流信号を整流する整流部３０２と、整流後の脈流信号を平滑する平滑コンデンサＣ１とを含む。比較部３０４は、例えばコンパレータであり、２つの入力信号（直流電圧生成部３００の出力信号である直流電圧Ｖ３及び定電圧電源３１０から供給される直流電圧Ｖ５）を比較し、比較結果に応じた直流電圧Ｖ６を出力する。比較部３０４は、直流電圧生成部３００から出力される直流電圧Ｖ３から鉄心の飽和の発生を検出する鉄心飽和検出部として機能する。直流電圧Ｖ５は、鉄心の飽和の発生を検出するためのしきい値である。直流電源３１２は、各部が動作するために必要な直流電圧を供給する。
【００４５】
直流電圧生成部３００の出力信号（直流電圧Ｖ３）があるレベル（直流電圧Ｖ５）を超えると、比較部３０４はスイッチング素子３０６をオンさせるレベルの直流電圧Ｖ６を出力する。スイッチング素子３０６がオンすると、リレー部３０８のリレー駆動回路が働き、このリレー部３０８内部の接点で２次巻線１０４の両端を、低抵抗値の短絡抵抗Ｒ２を介して短絡させる。したがって、短絡抵抗Ｒ２により安定的に共振エネルギーを吸収することができる。
【００４６】
なお、この方式では、抵抗Ｒ１は共振エネルギーを吸収するためのものではなく、信号源として使用されており、その信号は鉄共振現象を検出するためのものである。したがって、先の例のように抵抗Ｒ１を低抵抗にする必要がないことは言うまでもない。図７及び図８に示したようにダイオード対１１０を含む場合、直列接続された抵抗Ｒ１及びダイオード対１１０の両端子間の電圧を整流及び平滑すれば、上記と同様に鉄共振現象を検出し、抑制できる。
【００４７】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００４８】
１００    鉄共振抑制部
１０２    １次巻線
１０４    ２次巻線
１０６    ３次巻線
１０８    鉄心
１１０    ダイオード対
１２０    第１端子
１２２    第２端子
１２４    第１端子
１２６    第２端子
１３０、１３２    脚部
２００    第１接続ノード
２０２    第２接続ノード
２０４    第３接続ノード
３００    直流電圧生成部
３０２    整流部
３０４    比較部
３０６    スイッチング素子
３０８    リレー部
３１０    定電圧電源
３１２    直流電源
９００    電圧変成器
９０２    可飽和リアクトル
９０４    抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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