(57)【要約】【課題】安定巻線が不要で、小型化できて経済的に製作できるスコット結線変圧器を提供する。【解決手段】スコット結線変圧器を構成するＴ座変圧器２０は、各Ｔ座鉄心脚２１、２２にそれぞれ二相側巻線２５、２６と三相側巻線２３、２４を巻装し、また主座変圧器１０は、各主座鉄心脚１１、１２にそれぞれ二相側巻線１７、１８と三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ１６Ｂとを巻装している。主座鉄心脚１１、１２に巻装する三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ１６Ｂは、巻回数を等しく二つに分割して三相側巻線を構成する。そして、主座鉄心脚１１、１２の内側に巻装した三相側分割巻線１５Ａ、１６Ａは、他方の主座鉄心脚１２や１１の外側に巻装した三相側分割巻線１５Ｂ、１６Ｂとそれぞれ直列接続している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主座変圧器とＴ座変圧器からなるスコット結線変圧器であって、前記主座変圧器は各主座鉄心脚にそれぞれ二相側巻線と三相側巻線とを巻装し、前記二相側巻線はそれぞれ一端が端子ｕ、ｏｕに至ると共に他端を直列接続し、前記三相側巻線は一端が端子Ｕ、Ｗに至ると共に他端を直列接続して中点となる端子Ｏに至るようにし、かつＴ座変圧器は各Ｔ座鉄心脚にそれぞれ二相側巻線と三相側巻線を巻装し、前記二相側巻線はそれぞれ一端が端子ｏ、ｏｖに至ると共に他端を直列接続し、前記三相側巻線は一端が端子Ｖに至ると共に他端が前記主座変圧器側の端子Ｏに至るように接続したスコット結線変圧器において、前記各主座鉄心脚の三相側巻線は、巻回数を等しく二つに分割して同心配置した二つの三相側分割巻線からなり、前記各主座鉄心脚の内側に巻装した三相側分割巻線は、それぞれ他方の前記主座鉄心脚の外側に巻装した三相側分割巻線と直列接続して構成したことを特徴とするスコット結線変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスコット結線変圧器に係り、特に主座変圧器に安定巻線を不要にしたスコット結線変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
主座変圧器とＴ座変圧器からなるスコット結線変圧器は、二相４線式や二相３線式として使用され、二相側の電圧が高くて電流が小さい容量小の場合、並列回路を作らずに巻線に使用する電線の寸法を、電流容量に見合った大きさに選定することができる。そして、スコット結線変圧器では、電圧が高くなると巻線の巻回数が多くなるため、Ｔ座変圧器は二つの鉄心脚に巻装する二相側巻線を直列に接続している。
【０００３】
Ｔ座変圧器の二つの鉄心脚に巻装する二相側巻線を並列接続すると、各鉄心脚に巻線の巻回数の全てを巻くことになる。これに対して、二つの鉄心脚に巻装する二相側巻線を直列接続するものでは、一つの鉄心脚に巻く巻線の巻回数を半分にでき、製作に要する時間を減少させることができる。
【０００４】
また、上記のように各二相側巻線を直列接続すると、巻線に流れる電流は並列接続の２倍の電流が流れるから、電線の寸法を大きくせねばならないが、絶縁被覆厚みは同じのため、並列接続に比べて巻線占有率が向上し、小型化することできる。
【０００５】
しかし、主座変圧器の巻線は、Ｔ座変圧器の巻線から流入する電流に対してアンペアターンを平衡に保つために、三相側巻線で生じるアンペアターンを打ち消す電流を、二相側巻線側で還流させる必要がある。
【０００６】
このため、主座変圧器に安定巻線を設けることによって、アンペアターンを平衡に保つことができ、主座変圧器の二相側巻線をＴ座変圧器の二相側巻線と同様に、二つの鉄心脚の巻線間で直列接続できるようにすることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
この種のスコット結線変圧器は図５及び図６に示すように、主座変圧器１０とＴ座変圧器２０では、それぞれ二つの主座鉄心脚１１、１２及びＴ座鉄心脚２１、２２に、次の各巻線を巻装している。
【０００８】
即ち、各主座鉄心脚１１、１２には、並列接続する安定巻線１３、１４と、それぞれ一端側が端子ＵとＷに至ると共に他端側を直列接続して端子Ｏに至る三相側巻線１５、１６と、一端側が端子ｕとｗに至ると共に他端側を直列接続する二相側巻線１７、１８とを巻装している。
【０００９】
また、各Ｔ座鉄心脚２１、２２には、並列接続して一端が端子Ｖに至りまた他端が端子Ｏ側と接続する三相側巻線２３、２４と、及び一端が端子ｖとｏｖに至ると共に他端を直列接続する二相側巻線２５、２６とを巻装している。
【００１０】
このように、スコット結線変圧器の主座変圧器１０とＴ座変圧器２０の各巻線の結線を行うと、図６に示す如く各巻線に電流が流れる。つまり、Ｔ座変圧器２０の二相側巻線２５、２６にベクトル電流Ｉｖの負荷がかかると、三相側巻線２３、２４に流れる負荷ベクトル電流Ｉｖは、端子Ｏから主座変圧器１０のＵ相及びＶ相の三相側巻線１５、１６に分流して流れ込み、ベクトル電流Ｉｖ／２が流れようになる。
【００１１】
このとき、Ｔ座変圧器２０側から流入する電流によって生じるアンペアターンを打ち消すため、安定巻線１３、１４にはａＩｖ／２（ただし、ａは主座変圧器１０における三相側巻線の巻回数÷安定巻線の巻回数）の電流を破線で示す如く還流させ、これによりアンペアターンを平衡に保たせている。主座変圧器１０の二相側巻線１７、１８は、安定巻線１３、１４が設けられているために、負荷ベクトル電流Ｉｕのみが流れるようになる。
【００１２】
なお、スコット結線変圧器では、主座変圧器中身とＴ座変圧器中身に２分割し、これら中身を別タンクに収納して構成するとき、並列接続する各主座用１次巻線を２分割して用い、２分割の主座用１次巻線の分割点に、Ｔ座用１次巻線をＴ結線することも知られている（特許文献２参照）。
【００１３】
【特許文献１】特開平８−３３５５２０号公報
【特許文献２】特開昭６３−７３５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記した特許文献１記載のスコット結線変圧器は、二相側に電圧が高いが電流が小さくて容量が小さい場合、主座変圧器１０の主座鉄心脚１１、１２に、安定巻線１３、１４を巻装することで、Ｔ座変圧器２０の三相側巻線２５、２６から主座変圧器１０の三相側巻線１５、１６に流入する電流を、安定巻線１３、１４に還流させている。
【００１５】
これにより、スコット結線変圧器において巻線間のアンペアターンを平衡に保ち、主座変圧器１０の二相側巻線１７、１８を、主座鉄心脚１１、１２間でＴ座変圧器２０の二相側巻線２３、２４と同様に接続可能にしていた。
【００１６】
しかし、上記構成のスコット結線変圧器は、主座鉄心脚１１、１２に、安定巻線１３、１４を巻装する必要があることから、三相側巻線１５、１６と二相側巻線１７、１８の寸法が大きくなってしまうため、巻線全体を経済的に製作できないという問題があった。
【００１７】
本発明の目的は、安定巻線が不要で小型化できて経済的に製作できるスコット結線変圧器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、主座変圧器とＴ座変圧器からなるスコット結線変圧器であって、前記主座変圧器は各主座鉄心脚にそれぞれ二相側巻線と三相側巻線とを巻装し、前記二相側巻線はそれぞれ一端が端子ｕ、ｏｕに至ると共に他端を直列接続し、前記三相側巻線は一端が端子Ｕ、Ｗに至ると共に他端を直列接続して中点となる端子Ｏに至るようにし、かつＴ座変圧器は各Ｔ座鉄心脚にそれぞれ二相側巻線と三相側巻線を巻装し、前記二相側巻線はそれぞれ一端が端子ｏ、ｏｖに至ると共に他端を直列接続し、前記三相側巻線は一端が端子Ｖに至ると共に他端が前記主座変圧器側の端子Ｏに至るように接続したスコット結線変圧器において、前記各主座鉄心脚の三相側巻線は、巻回数を等しく二つに分割して同心配置した二つの三相側分割巻線からなり、前記各主座鉄心脚の内側に巻装した三相側分割巻線は、それぞれ他方の前記主座鉄心脚の外側に巻装した三相側分割巻線と直列接続して構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のスコット結線変圧器の如く構成すれば、各主座鉄心脚に安定巻線を巻回することが全く不要となるため、主座変圧器の三相側巻線及び二相側巻線の直径を小さくできるから、スコット結線変圧器全体を小型化でき、経済的に製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の主座変圧器とＴ座変圧器からなるスコット結線変圧器では、主座変圧器は各主座鉄心脚にそれぞれ二相側巻線と三相側巻線とを巻装し、またＴ座変圧器は各Ｔ座鉄心脚にそれぞれ二相側巻線と三相側巻線を巻装している。主座変圧器の二相側巻線は、それぞれ一端が端子ｕ、ｏｕに至ると共に他端を直列接続し、三相側巻線は一端が端子Ｕ、Ｗに至ると共に他端を直列接続して中点となる端子Ｏに至るようにし、かつ各Ｔ座鉄心脚の二相側巻線は、それぞれ一端が端子ｕ、ｏｕに至ると共に他端を直列接続し、また三相側巻線は一端が端子Ｕ、Ｗに至ると共に他端を直列接続して中点となる端子Ｏに至るようにしている。各主座鉄心脚の三相側巻線は、巻回数を等しく二つに分割して同心配置した二つの三相側分割巻線からなっており、各主座鉄心脚の内側に巻装した三相側分割巻線は、それぞれ他方の主座鉄心脚の外側に巻装した三相側分割巻線と直列接続している。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明のスコット結線変圧器について、従来と同一部分を同符号で示す図１から図３の実施例を用いて説明する。
【００２２】
主座変圧器１０とＴ座変圧器２０は、同一の容器１内に配置されてスコット結線変圧器を構成するが、それぞれ次のようになっている。まず、Ｔ座変圧器２０では、各Ｔ座鉄心脚２１、２２にそれぞれ内側から、二相側巻線２５、２６と三相側巻線２３、２４とを順に巻装している。二相側巻線２５、２６は、従来と同様に一端（下端）が直列接続されて他端（上端）が各端子ｖ、ｏｖに至るようにされ、及び三相側巻線２３、２４は、一端（下端）を直列接続して他端（上端）が端子Ｖと中点となる端子Ｏ側に至るようになされている。
【００２３】
また、主座変圧器１０では、主座鉄心脚１１、１２にまず二相側巻線１７、１８を巻装し、この二相側巻線１７、１８は従来と同様に、一端（上端）側を端子ｕとｗに至るようにすると共に他端（下端）側を直列接続している。
【００２４】
そして、主座鉄心脚１１、１２の二相側巻線１７、１８の外側には、本発明により二つに分割して形成した三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ、１６Ｂを内側から順に巻装している。これら三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ、１６Ｂは、通常使用するＵ相及びＷ相の三相側巻線を巻回数が均等となるように二つに分割し、同心配置できるように製作して使用する。
【００２５】
主座鉄心脚１１の内側に配置し、一端（上端）が端子Ｕに至る三相側分割巻線１５Ａの他端（下端）は、他方の主座鉄心脚１２の外側に同心配置した三相側分割巻線１６Ｂと直列接続し、端子Ｏに至るようにしている。逆に、主座鉄心脚１２の内側に配置して、一端（上端）が端子Ｗに至る三相側分割巻線１５Ａの他端（下端）は、他方の主座鉄心脚１１の外側に同心配置した三相側分割巻線１５Ｂと直列接続し、同様に端子Ｏに至るようにしている。
【００２６】
このようにスコット結線変圧器を構成すると、各巻線には図３に示すように電流が流れる。即ち、Ｔ座変圧器２０の二相側巻線２５、２６に負荷ベクトル電流Ｉｖが流れるとき、従来と同様に三相側巻線２３、２４の負荷ベクトル電流Ｉｖは、端子Ｏから主座変圧器１０のＵ相及びＶ相の三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ、１６Ｂに、分流して負荷ベクトル電流Ｉｖ／２が流れるようになる。
【００２７】
そして、主座鉄心脚１１、１２に巻回した二相側巻線１７、１８には、従来と同様に負荷ベクトル電流Ｉｕがながれる。ところが、Ｕ相及びＶ相の三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ、１６Ｂは、互いに内側位置のものを外側位置のものと直列接続している。このため、アンペアターンを打ち消す方向の負荷ベクトル電流Ｉｖ／２が流れるから、安定巻線を用いなくともアンペアターンは平衡に保たれることになる。
【００２８】
それ故、本発明のスコット結線変圧器は、安定巻線が不要にできるので、他の二相側巻線１７、１８や三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ、１６Ｂの寸法を小さくできるから、小型化できてしかも経済的に製作することができる。
【実施例２】
【００２９】
次に、図４に示す本発明の他の実施例であるスコット結線変圧器について説明する。この図４でも上記実施例１と同様に従来と同一部分を同符号で示している。このスコット結線変圧器では、実施例１と逆にＴ座変圧器２０のＴ座鉄心脚２１、２２にそれぞれ内側から、三相側巻線２３、２４と二相側巻線２５、２６とを順に巻装している。
【００３０】
また、主座変圧器も実施例１と逆に、主座鉄心脚１１、１２の内側から二つに分割して形成した三相側分割巻線１５Ａ、１５Ｂと１６Ａ、１６Ｂを、これらの外側に二相側巻線１７、１８を順に巻装したもので、各巻線の接続は実施例１としている。
【００３１】
このようにスコット結線変圧器を構成しても、上記実施例１と同様に各巻線に負荷ベクトル電流が流れて、アンペアターンを平衡に保つことができ、同様な効果を達成することができる。
【００３２】
なお、上記した本発明の各実施例のスコット結線変圧器では、Ｔ座変圧器２０のＴ座鉄心脚２１、２２に巻装する三相側巻線２３、２４を直列接続する例で説明したが、従来と同様に並列接続しても使用することができる。この場合、三相側巻線２３、２４は、上記実施例のものより多少大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のスコット結線変圧器に一実施例を示す概略全体構成図である。
【図２】図１のスコット結線変圧器の巻線配置図である。
【図３】図２結線図である。
【図４】本発明のスコット結線変圧器に他の実施例を示す巻線配置図である。
【図５】従来のスコット結線変圧器の巻線配置図である。
【図６】図５の結線図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…主座変圧器、１１、１２…主座鉄心脚、１５、１６…三相側巻線、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ…三相側分割巻線、１７、１８…二相側巻線、２０…Ｔ座変圧器、２１、２２…Ｔ座鉄心脚、２３、２４…三相側巻線、２５、２６…二相側巻線、Ｕ、Ｖ、Ｗ、ｕ、ｖ、ｏｕ、ｏｖ…端子。
【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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