(57)【要約】【課題】コイルからの漏洩磁束を減少させ、コアを介した磁束結合を向上させることで、小型軽量で省エネ性と安定性に優れた電力用トランスとその製造方法を提供する。【解決手段】電力用トランス１は、コア２と、コア２に巻回される１次巻線３と、コア２に巻回される２次巻線４とを備え、電源５に接続される１次巻線を形成する線路は導線からなり、負荷６に接続される２次巻線４を形成する線路は導線からなり、１次巻線３を形成する線路と２次巻線４を形成する線路とを組にした一対の線路が、コア２に単層又は複層巻回されることでコイルが形成され、かつ、１次巻線３及び２次巻線４における電流の向きが逆向きになるように配列されている。１次巻線３と２次巻線４との巻線比が１：１の場合には、電力用バランサーとして動作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、該コアに巻回される１次巻線と、該コアに巻回される２次巻線と、
を備え、
電源に接続される１次巻線を形成する線路は導線からなり、
負荷に接続される２次巻線を形成する線路は導線からなり、
上記１次巻線を形成する線路と上記２次巻線を形成する線路とを組にした一対の線路が、上記コアに単層又は複層巻回されることでコイルが形成され、かつ、上記１次巻線及び２次巻線における電流の向きが逆向きになるように配列されていることを特徴とする、電力用トランス。
【請求項２】
前記１次巻線と前記２次巻線との巻線比が１：１であり、電力用バランサーとして動作することを特徴とする、請求項１に記載の電力用トランス。
【請求項３】
前記一対の線路が、単層又は複数の層からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電力用トランス。
【請求項４】
前記電力用トランス又は電力用バランサーにおいて、前記一対の線路が、前記コアにバイファイラー巻きされていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の電力用トランス。
【請求項５】
前記コアの端部には、洩れ磁束吸収部を備えていることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の電力用トランス。
【請求項６】
前記コアの端部と前記コイルとの間の空隙に、洩れ磁束吸収用磁性体を備えていることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の電力用トランス。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の電力用トランスの製造方法であって、
１次巻線と２次巻線とからなる一対の線路を作製する工程と、
コアに前記一対の線路を巻回する工程と、
上記巻き回した一対の線路をコアに固定する工程と、
を含むことを特徴とする、電力用トランスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用トランス及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は電力用トランスや電力用バランサーに適用可能な電力用トランス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力用トランスや電力用バランサーは、コアの脚部（磁性体）にそれぞれ、１次側コイル組立及び２次側コイル組立を個別に設ける形態が一般的である（特許文献１参照）。電力用バランサーは、巻線比が１：１の特殊な電力用トランスと見なせる。
【０００３】
図１１は、従来の電力用トランス１００の一例を示す模式図である。図１１に示すように、従来の電力用トランス１００は、コア１０２に、１次巻線となるコイル１０３と２次巻線となるコイル１０４とが個別に巻回されている。
【０００４】
従来の電力用トランス１００や電力用バランサーでは、１次側コイル組立と２次側コイル組立との配置関係において、１次側コイル組立の外側に２次コイル組立をかぶせる形態のものもある。しかし、それは単に配置上の便宜であり、１次巻線１０３と２次巻線１０４との電磁気的な関係を考慮したものではなかった。
【０００５】
以下に、単相３線式配電線路の問題点を解消する電力用バランサーの働きについて説明する。
配電線路として、単相３線式は、電線量の減少、つまり銅線使用量の経済性の点で、他の方式よりも優れたものである。さらに、単相２線式に比べて、平衡負荷の場合、電圧降下及び電力損失とも１／４となる。また、外線間は２００Ｖとなり、配電電圧の上昇にもなり、電力需要の増加に対処することもできる。そのため、単相３線式用変圧器の使用により、単相３線式は、低圧電灯負荷に対する標準的な配電方式となっている。しかし、次のような問題点もある。
【０００６】
第１の問題点は、両側の負荷の端子電圧が非常な不均衡を生じ、時には致命的な損害を与える場合が挙げられる。例えば、負荷の電灯や電気機器が全て切れたり、故障してしまったのでは、大変な損失となる。
図１２は、単相３線式配電線路１２０の中性線１２０ｃの切断が生じた場合の回路図である。図１２に示すように、単相３線式配電線路１２０は、単相３線式用変圧器１２２に接続されている。単相３線式用変圧器１２２の１次巻線１２３は、交流電源１２４に接続されている。単相３線式配電線路１２０において、電圧線１２０ａは単相３線式用変圧器１２２の２次巻線１２５の電圧端子１２５ａに接続され、電圧線１２０ｂは、単相３線式用変圧器１２２の２次巻線１２５の電圧端子１２５ｂに接続され、中性線１２０ｃは、単相３線式用変圧器１２２の２次巻線１２５の中性線端子１２５ｃに接続されている。
【０００７】
電圧線１２０ａと中性線１２０ｃとには、第１の負荷１２７が接続され、単相の例えば１０５Ｖが印加される。同様に、電圧線１２０ｂと中性線１２０ｃとには、第２の負荷１２８が接続され、単相の例えば１０５Ｖが印加される。電圧線１２０ａはＡ外線、電圧線１２０ｂはＢ外線とも呼ぶ。
【０００８】
図１２において、ＡＮ間に第１の負荷１２７として１００Ｗの電灯が１０個、ＢＮ間に第２の負荷１２８として１００Ｗの電灯が２個ついている時、中性線１２０ｃの切断が生じたとする。ＡＮ間の負荷抵抗＝１００／１０＝１０［Ω］、ＢＮ間の負荷抵抗＝１００／２＝５０［Ω］なので、中性線１２０ｃが切れたことにより中性線電流ＩN＝０となって、電流は両側の不均衡な負荷を直列に流れて、ＩA＝ＩB＝Ｉとなるため、Ｉ＝２１０／（１０＋５０）＝３.５［Ａ］となる。従って、ＡＮ間の負荷電圧＝３．５×１０＝３５［Ｖ］となり、、ＢＮ間の負荷電圧＝３．５×５０＝１７５［Ｖ］となり、極めて不均衡になる。
【０００９】
この結果から明らかなように、負荷の少ないほう、つまり第２の負荷１２８の端子電圧が高くなる。両側の負荷の不平衡が大きいほど、電圧の配分には大きな差が生じて、危険度が増大する。そのため、３線式の中性線１２０ｃには配線用遮断器とか、ヒューズという類の回路を開放する装置を一切設けてはいけないことになっている。中性線１２０ｃの断線は極端な事故例であるが、中性線１２０ｃの断線でなくても、両側の負荷に不均衡があると、両側の電圧の配分に、相当の差が現れるという欠点が単相３線式にはある。現実にはどんな場合にも、時間的に負荷の不均衡が生じることがあるが、これは避けられない問題である。
【００１０】
次の問題点は、中性線１２０ｃとＡ外線１２０ａ又はＢ外線１２０ｂとの短絡（ショート）が起きた場合である。
図１３は、単相３線式配電線路１２０の中性線１２０ｃとＢ外線１２０ｂとの短絡が生じた場合の回路図である。中性線１２０ｃとＢ外線１２０ｂとの間にショートが生じた場合に、健全なＡ外線１２０ａと中性線１２０ｃとの間に発生する電圧を、図１３を用いて求める。
単相３線式変圧器１２２の端子から故障点までのＡ外線１２０ａ、Ｂ外線１２０ｂの抵抗をｒl、中性線１２０ｃのＮ'Ｐ間の抵抗をｒnとする。Ａ外線１２０ａの電圧ＶAは、ＶA＝Ｖ＋ｒnＩS、Ｂ外線１２０ｂの電圧ＶBは、故障点の抵抗をｒpとすると、ＶB＝Ｖ−ｒnＩS＝ｒpＩSとなる。ｒpが０の場合には、ＩSは前式より、ＩS＝Ｖ／（ｒn＋ｒe）となる。よって、Ａ外線１２０ａの電圧ＶAは、ＶA＝Ｖ［１＋ｒ／（ｒｎ＋ｒｅ）］となる。
【００１１】
これにより、Ａ外線１２０ａ及びＢ外線１２０ｂと中性線１２０ｃに同じ太さの線を用いた場合（ｒn＝ｒe）、Ａ外線１２０ａ及びＢ外線１２０ｂの電圧は、単相３線式変圧器１２２の端子電圧の１．５倍、中性線１２０ｃに外線１２０ａ，１２０ｂの半分の断面積の導線を用いた場合には、１．７倍となる。
【００１２】
次に、単相３線式配電線において、最も一般的な問題点を、図１４を用いて説明する。
図１４は、単相３線式配電路１２０に流れる電流が異なる第１の負荷１２７と第２の負荷１２８が接続された場合の回路図である。第１の負荷１２７と第２の負荷１２８は、例えば電灯である。単相３線式用変圧器１２２の１次電圧を３１５０Ｖ、２次電圧は２１０Ｖ及び１０５Ｖ、低圧側電線１線当りの抵抗０．０５Ωとする。電灯負荷として、Ａ外線１２０ａに８０Ａ、中性線１２０ｃに２０Ａ、Ｂ外線１２０ｂに１００Ａの電流が流れている時、負荷点ＡＮ、ＮＢ及びＡＢ間の電圧を求める。ただし、１次電圧は不変とし、単相３線式変圧器１２２のインピーダンス、低圧配電線のリアクタンスは無視する。
【００１３】
両側の負荷１２７、１２８の力率は同じであるから、所要のＡＮ間の電圧をＶａｎ，ＮＢ間の電圧をＶｎｂと表すと、上半分の回路では、１０５＝（０．０５×８０）＋Ｖａｎ−（０．０５×２０）よりＶａｎ＝１０２［Ｖ］となる。
また、下半分の回路では、１０５＝（０．０５×２０）＋Ｖｎｂ＋（０．０５×１００）よりＶｎｂ＝９９［Ｖ］となる。
従って、ＡＢ間の電圧は、Ｖａｂ＝Ｖａｎ＋Ｖｎｂ＝２０１［Ｖ］となる。このように、単相３線式配電路１２０では、負荷により負荷端の電圧が異なることが極めて一般的に生じることがわかる。
【００１４】
単相３線式配電線路１２０の上記した欠点を解消し得る電力用バランサー１３０（衡圧器とも呼ぶ）について説明する。
図１５は、従来の電力用バランサー１３０の構成を示す模式図であり、図１６は、従来の電力用バランサー１３０を単相３線式配電線路１２０に接続した場合の回路図である。
図１５に示すように、従来の電力用バランサー１３０は、図１１の電力用トランス１００と同様にコア１３２と、コア１３２に巻回される１次巻線１３３及び２次巻線１３４とから構成されている。１次巻線１３３と２次巻線１３４は個別に巻回されている。１次巻線１３３の一端は、電力用バランサーのａ端子１３０ａとなる。２次巻線１３４の一端１３４ａは、電力用バランサーのｂ端子１３０ｂとなる。１次巻線１３３の他端と２次巻線１３４の他端とが接続されて、電力用バランサーのｎ端子１３０ｃとなる。電力用バランサー１３０では、１次巻線１３３及び２次巻線１３４との巻線比が１：１である。つまり、電力用バランサー１３０は、図１１の電力用トランス１００における巻数比の特殊な変圧器に相当するものである。
【００１５】
図１６に示すように、電力用バランサー１３０は、交流電源１２４側から最も離れた単相３線式配電線路１２０の末端に接続されている。電力用バランサー１３０のａ端子は単相３線式配電線路のＡ外線１２０ａに接続され、電力用バランサー１３０のｎ端子は単相３線式配電線路１２０の中性端子１２０ｃに接続され、電力用バランサー１３０のｂ端子は単相３線式配電路１２０のＢ外線１２０ｂに接続されている。電力用バランサー１３０は、単相３線式配電線路１２０の末端に配設するのが好適である。
【００１６】
従来の電力用バランサー１３０によれば、Ａ外線１２０ａに流れる電流がＢ外線１２０ｂに流れる電流より小さい場合には、ａ，ｂ端子に補償電流ｉｏが流入し、Ａ外線１２０ａに流れる電流がＢ外線１２０ｂに流れる電流より大きい場合には、ａ，ｂ端子から補償電流ｉｏが流出する。電力用バランサー１３０を設けると、両側の回路がいつも同じ電圧になるように、電力用バランサー１３０を通して誘導的に結合されるから、たとえ両側の負荷に不均衡があっても、また中性線１２０ｃが切れても、いつも両側の電圧はバランスして、負荷に働くように作用する。これは電力用バランサー１３０が、単相３線式配電線路１２０の両側の電圧がバランスするように、補償電流を流すからである。
【００１７】
次に、従来の電力用バランサー１３０の効果について説明する。
電力用バランサー１３０の効果を示すために、電力用バランサー１３０を設置した場合、両側の電圧にどんな効果が生じるか計算する。
図１７は、本発明の電力用バランサー１３０の効果を説明する回路図である。
なお、計算を簡単にするために、電力用バランサー１３０による電圧降下は無視する。電力用バランサー１３０は変圧比が１：１の受圧器であって、図１７に示すように、回路に補償電流ｉｏを発生させ、循環させ、その結果として、末端の電圧の平衡を保つように動作してゆく。Ａ外線１２０ａの電流＝８０＋ｉｏ、中性線１２０ｃの電流＝２０−２ｉｏ、Ｂ外線１２０ｂの電流＝１００−ｉｏとなるから、上半分の回路では、１０５＝０．０５×（８０＋ｉｏ）＋Ｖ１−０．０５×（２０−２ｉｏ）、下半分の回路では、１０５＝０．０５×（２０−２ｉｏ）＋Ｖ２＋０．０５×（１００−ｉｏ）となる。よって、Ｖ１、Ｖ２は、Ｖ１＝１０２−０．１５ｉｏ、Ｖ２＝９９＋０．１５ｉｏとなる。
【００１８】
ここで、電力用バランサー１３０の変圧器としての性質より、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖとなるから、このときの補償電流はｉｏ＝１０［Ａ］となる。このように、電力用バランサー１３０なしの場合に電圧降下が大きい側の電流を減らし、電圧降下の少ない側の電流を増して動作し、さらに中性線１２０ｃにおける電圧降下を０とするように働く。
また、電力用バランサー１３０がない時の中性線１２０ｃの電流の半分が、電力用バランサー１３０の電流となって流れることがわかる。即ち、この例の場合には、Ａ外線１２０ａの電流＝Ｂ外線１２０ｂの電流＝９０［Ａ］、Ｖ１＝Ｖ２＝１００．５［Ｖ］、中性線１２０ｃの電流＝０［Ａ］である。
【００１９】
（中性線が断線した場合）
図１２の回路で、中性線１２０ｃが断線した場合の問題を、電力用バランサー１３０が設置された時には、どんな結果になるかということを検討する。電力用バランサー１３０のない時の中性線１２０ｃには、断線前には８．４［Ａ］の電流が流れているので、電力用バランサー１３０が設置された時には、電力用バランサー１３０による循環電流は８．４／２＝４．２［Ａ］となる。Ａ外線１２０ａは、６．３［Ａ］、Ｂ外線１２０ｂにも６．３［Ａ］、中性線１２０ｃには電流は流れないことになる。よって、中性線１２０ｃが断線しても、両側の電圧には差が生じない。
【００２０】
以上のように、単相３線配電路１２０に、電力用バランサー１３０さえ設ければ、単相３線配電路１２０の両側の電圧は、たとえ中性線１２０ｃが断線しても差は生じない。単相３線配電路２０に電力用バランサー１３０を設置することにより、単相３線配電路１２０にあった従来の欠点が解消されることになる。
【００２１】
従来の電力用トランス１００や電力用バランサー１３０では、１次巻線１０３，１３３と２次巻線１０４，１３４とが個別に巻回されたコイルが使用されていた。このような単巻コイルにおける磁束洩れは、その配置や電流値により変化する特徴が強い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平１０−２０１０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従来の電力用トランス１００や電力用バランサー１３０で使用されていた単巻コイルにおける磁束洩れは、巻上げ数が多ければ多いほど、磁束結合の低下、漏洩磁束の増加が生じる。巻上げ数は、例えば、電力用のコイル組立における１次巻線１０３の積み重ね数や段数である。これは、従来の電力用トランス１００や電力用バランサー１３０に用いる場合には避けられない本質的な問題であった。
【００２４】
本発明者は、従来の電力用トランスに用いるコイル組立の構想を基本から再検討することで、漏洩磁束が少なく、磁路中の磁束とコイルの相互作用においてその結合率を向上させる構成として、電源に接続される１次巻線を形成する線路と負荷に接続される２次巻線を形成する線路とを組にした一対の線路を、コアに単層又は複層巻回することでコイルを形成し、かつ、１次巻線及び２次巻線における電流の向きが逆向きになるようにした。この電力用トランスの構成によれば、コイルからの漏洩磁束が減少し、コアを介した磁束結合が向上して、従来の電力用トランスに比べて、極めて漏洩磁束の少なく、磁路中の磁束変化に対して応答性、即ち結合性の良い電力用トランスに想到した。
【００２５】
本発明は、コイルからの漏洩磁束を減少させ、コアを介した磁束結合を向上させることで、小型軽量でありながら省エネ性と安定性に優れた電力用トランスを提供することを第１の目的とし、その製造方法を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記第１の目的を達成するため、本発明の電力用トランスは、コアと、コアに巻回される１次巻線と、コアに巻回される２次巻線とを備え、電源に接続される１次巻線を形成する線路は導線からなり、負荷に接続される２次巻線を形成する線路は導線からなり、１次巻線を形成する線路と２次巻線を形成する線路とを組にした一対の線路が、コアに単層又は複層巻回されることでコイルが形成され、かつ、１次巻線及び２次巻線における電流の向きが逆向きになるように配列されていることを特徴とする。
【００２７】
上記構成において、好ましくは、１次巻線と２次巻線との巻線比が１：１であり、電力用バランサーとして動作する。
一対の線路は、好ましくは、単層又は複数の層からなる。電力用トランス又は電力用バランサーにおいて、好ましくは、一対の線路が、コアにバイファイラー巻きされている。
コアの端部には、好ましくは、洩れ磁束吸収部を備えている。
コアの端部とコイルとの間の空隙には、好ましくは、洩れ磁束吸収用磁性体を備えている。
【００２８】
上記第２の目的を達成するため、本発明の電力用トランスの製造方法は、１次巻線と２次巻線とからなる一対の線路を作製する工程と、コアに一対の線路を巻回する工程と、巻き回した一対の線路をコアに固定する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の電力用トランスによれば、１次巻線線路と２次巻線線路とによってペア線路が形成され、その１次巻線線路と２次巻線線路における電流の向きが逆向きなので、誘導作用により、コイルからの漏洩磁束が減少し、コアを介した磁束結合が向上し、小型軽量でありながら省エネ性と安定性に優れたコイルによる電力用トランスが得られる。
【００３０】
１次巻線と２次巻線との巻線比が１：１である電力用トランスでは、ペア線路の配置が、１次巻線を形成する線路と２次巻線を形成する線路とが交互に並べられる簡素な構成により、容易に電力用バランサーが得られる。コアの端部とコイルとの間の空隙に、洩れ磁束吸収用のペースト状磁性体が設けられるので、外部領域に対する影響が十分抑止される。
【００３１】
本発明の電力用トランスの製造方法によれば、小型軽量でありながら省エネ性と安定性に優れた電力用トランスを低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力用トランスの構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の電力用トランスの１次巻線及び２次巻線に使用されるコイルの巻回方法を示す模式図である。
【図３】電力用トランスの変形例を示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電力用バランサーの構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のII−II線に沿う断面図である。
【図５】電力用バランサーの第１の変形例を示す正面断面説明図である。
【図６】電力用バランサーの第２の変形例を示す正面断面説明図である。
【図７】電力用バランサーの応用例１を示す回路図である。
【図８】電力用バランサーの応用例２を示す回路図である。
【図９】電力用バランサーの応用例３を示す回路図である。
【図１０】本発明の電力用トランスの製造方法の工程を示すフロー図である。
【図１１】従来の電力用トランスの一例を示す模式図である。
【図１２】単相３線式配電線路の中性線の切断が生じた場合の回路図である。
【図１３】単相３線式配電線路の中性線とＢ外線との短絡が生じた場合の回路図である。
【図１４】単相３線式配電路に流れる電流が異なる第１の負荷と第２の負荷が接続された場合の回路図である。
【図１５】従来の電力用バランサーの構成を示す模式図である。
【図１６】従来の電力用バランサーを単相３線式配電線路に接続した回路図である。
【図１７】本発明の電力用バランサーの効果を説明する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
（電力用トランス）
本発明の第１の実施形態に係る電力用トランス１について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力用トランス１の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のI−I線に沿う断面図である。
図１（ａ）に示すように、電力用トランス１は、コア２と、コア２に巻回される１次巻線３及び２次巻線４とから構成されている。１次巻線３は、後述する交流電源に接続され、１次巻線３を形成する線路は導線からなる。後述する負荷に接続される２次巻線４を形成する線路は導線からなる。１次巻線３を形成する線路と２次巻線４を形成する線路とを組にした一対の線路が、コア２に単層又は複層巻回されることでコイルが形成され、かつ、一対の線路が、１次巻線３の線路及び２次巻線４の線路における電流の向きが逆向きになるように配列されている。一対の線路は、ペア線路とも呼ぶ。
【００３４】
図１（ｂ）に示すように、電力用トランス１は、コア２の脚部２ａに、１次巻線３を形成する線路の層と、２次巻線４を形成する線路の層とを２層積層して、層状に形成されている。つまり、電力用トランス１において、コア２に対するペア線路の配置が、１次巻線３を形成する線路の層と、２次巻線４を形成する線路の層とによって層状になっている。
【００３５】
図２は、本発明の電力用トランスの１次巻線３及び２次巻線４に使用されるコイルの巻回方法を示す模式図である。
図２に示すように、電力用トランス１は、電源５に接続される１次巻線３と、負荷６に接続される２次巻線４とからなる一対の線路から構成されている。１次巻線３の一端は電源５の一端に接続され、１次巻線３の他端は電源５の他端に接続されている。同様に２次巻線４の一端は負荷６の一端に接続され、２次巻線４の他端は負荷６の他端に接続されている。
【００３６】
電源５に接続される１次巻線３は、１本又は複数本の導線からなるコイルで形成されている。同様に、負荷６に接続される２次巻線４は、１本又は複数本の導線からなるコイルで形成されている。１次巻線３及び２次巻線４に使用される導線は、例えば絶縁材料で被覆された銅線を用いることができる。絶縁被覆された銅線としては、エナメル銅線、ポリアミドイミド銅線等が挙げられる。
【００３７】
１次巻線３のコイルと、２次巻線４のコイルとは、ペアになっている。そして、ペア線路を構成する各１次巻線３及び２次巻線４における電流の向きが逆向きになるように設定されている。
【００３８】
電力用トランス１では、電源５に接続された１次巻線３で構成された電源５側のループ導体の内側に、負荷６に接続された２次巻線４で構成された負荷６側にループ導体を配して、ペア線路を形成している。
このペア線路において、電流の流れる向きは、図示のように、１次巻線３の線路での向き（ＩＳ）と２次巻線４の線路での向き（ＩＬ）は逆向きである。そのため、電源５側のループ導体に電流が流れると、これによる磁場を打ち消すために負荷６側のループ導体に起電力が発生し、負荷６側のループ導体に逆向きの電流が流れる。この１次巻線３と２次巻線４との間の直接的な誘導作用は、広義の電力用トランス作用とみなせる。これによって、電源５側のループ導体より発生する電波ノイズが打ち消される。
【００３９】
図１に示すコア２を用いた電力用トランス１では、図２で説明した１次巻線３と２次巻線４との間の直接的な誘導作用の他に、１次巻線３により生じたコア２中の磁束による間接的な誘導作用によっても、２次巻線４に起電力が発生する。つまり、電力用トランス１では、コア２を磁路とし、磁路中の磁束をも電力用トランスの作用に用いている。そのため、漏洩磁束やノイズ発生が極めて少なくなり、従来の単相電力用トランス１００に比べて高効率となり、コア２中の磁束値も小さくなる。これに伴い、より小さな断面積のコアを用いることが可能となり、軽量化が図れる。これにより、電力用トランス１を低コストで製造することができる。
【００４０】
図１に示す電力用トランス１では、ペア線路の組成を、１次巻線３と２次巻線４との巻線比を１：２〜１０など適宜調節することで変圧率を調整でき、また、そのペア線路を２層など適宜積層してもよい。
【００４１】
（電力用トランスの変形例）
図３は、電力用トランスの変形例１０を示す正面図である。
図３に示すように、電力用トランス１０は、図１に示す電力用トランス１にさらに、洩れ磁束吸収用磁性体８を配設した構成を有している。電力用トランス１０では、コア２に１次巻線３及び２次巻線４となる巻線が巻回され、洩れ磁束吸収用磁性体８が図示の場合には４箇所に配設されている。
【００４２】
洩れ磁束吸収用磁性体８は、コア２の上部左側の巻線の一端に設けられる洩れ磁束吸収用磁性体８ａと、コア２の下部左側の巻線中央部に設けられる洩れ磁束吸収用磁性体８８ｂと、コア２の下部右側の巻線中央部に設けられる洩れ磁束吸収用磁性体８ｃとコア２の上部右側の巻線端部に設けられる洩れ磁束吸収用磁性体８ｄである。洩れ磁束吸収用磁性体８は、磁性体からなる粉末をペースト状にした材料を塗布後、乾燥させることにより形成することができる。
【００４３】
従来の単巻コイルを用いた電力用トランス１００では、磁束洩れは配置や電流値により変化する。本発明の電力用トランス１０では、ペア線路を例えばバイファイラー巻きコイルで構成することができる。これにより、２つの隣り合う１次巻線３と２次巻線４との間で常に磁束を打ち消すことになる。このため、本発明の電力用トランス１、１０では、磁束洩れは基本的に電流値に影響されることが極めて少なくなり、漏洩磁束の絶対量が従来の電力用トランス１００で用いられている単巻コイルに比べ極めて小さくなる。
【００４４】
さらに、本発明の電力用トランス１０では、コア２の端部とコイルとの間の空隙に、洩れ磁束吸収用のペースト状磁性体８を設けたので、外部領域に対する影響も殆ど無視できる程度に抑止できる。
【００４５】
（電力用バランサー）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電力用バランサー２０について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電力用バランサー２０の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のII−II線に沿う断面図である。
図４（ａ）に示すように、電力用バランサー２０は、コア２２と、コア２２に巻回される１次巻線３及び２次巻線４とから構成されている。１次巻線３と２次巻線４との巻線比が、１：１である点以外は、図１の電力用トランス１と同じである。１次巻線３と２次巻線４は、同じ太さで絶縁被覆された所謂、平行２線ケーブルを用いてコア２２に巻回する、所謂バイファイラー巻で巻回することができる。
【００４６】
本発明の電力用バランサー２０は、１次巻線３と２次巻線４との巻線比を１：１とし、コア２２に対するペア線路の配置は、１次巻線３を形成する線路と２次巻線４を形成する線路とが交互に並んでいる。
【００４７】
本発明の電力用バランサー２０では、ペア線路をバイファイラー巻きコイルで構成したので、２つの隣り合う巻線間同士で常に磁束を打ち消すことになる。そのため、基本的に電流値に影響されることが極めて少なくなり、漏洩磁束の絶対量が従来の単巻コイルを用いた電力用バランサー１３０に比べ極めて小さくなる。さらに、電力用トランス１と同様に、磁束吸収部８を設けることによりバイファイラー巻きコイルからの漏洩磁束が磁束吸収部で吸収されるので、外部領域に対する影響も殆ど無視できる程度に抑止できる。
【００４８】
これにより、本発明の電力用バランサー２０では、従来の電力用バランサー１３０と同様に、単相３線式配電線路における中性線の切断、短絡及び負荷の不均衡を防止できると共に、さらに、従来の電力用バランサー１３０の効率を低下させていた磁気的結合の不完全性や、漏洩磁束絶対量の変化による電力用バランサー１３０の能力の変動を、負荷電流の変化にかかわらず安定化することができ、省エネルギー性と共に電力配電システムの安定性が得られる。
【００４９】
（電力用バランサーの第１の変形例）
図５は、電力用バランサー３０の第１の変形例を示す正面断面説明図である。
図５に示すように、電力用バランサー３０は、図３に示す電力用バランサー２０のコア２２の形状を代えた構成を有しており、カットコア３２に１次巻線３と２次巻線４とが、バイファイラー巻きで巻回されている。カットコア３２は、巻線形成部３２ａと巻線形成部３２の両端に接続される洩れ磁束吸収部３２ｂとから構成されている。カットコア３２は、例えば棒状であり、洩れ磁束吸収部３２ｂの大きさは、巻線の外形よりも大きくしている。つまりカットコア３２の端部の径を巻回されたコイルの厚みに相当する位置まで大きくしている。カットコア３２の巻線形成部の形状は、円柱、楕円柱、角柱等とすることができる。カットコア３２の巻線形成部の形状が円柱の場合には、カットコア３２の断面形状は、略Ｉ字状の形状となる。
【００５０】
バイファイラー巻きでは、平行２線ケーブルをカットコア３２に巻回すればよい。巻回数は、電力用バランサー３０の仕様に応じて、多層にしてもよく、図５では、巻線は３層になっている。
【００５１】
本発明の電力用バランサー３０では、ペア線路をバイファイラー巻きコイルで構成したので、２つの隣り合う巻線間同士で常に磁束を打ち消すことになる。そのため、基本的に電流値に影響されることが極めて少なくなり、漏洩磁束の絶対量が従来の単巻コイルの電力用バランサー１３０に比べ極めて小さくなる。さらに、カットコア３２の端部側に洩れ磁束吸収部３２ｂを設けることにより、バイファイラー巻きコイルからの漏洩磁束が磁束吸収部３２ｂで吸収されるので、外部領域に対する影響も殆ど無視できる程度に抑止できる。
【００５２】
これにより、従来の電力用バランサー１３０の効率を低下させていた磁気的結合の不完全性や、漏洩磁束絶対量の変化による電力用バランサーの能力変動を、負荷電流の変化にかかわらず安定化することができ、省エネ性と共にシステムの安定性が得られる。
【００５３】
（電力用バランサーの第２の変形例）
図６は、電力用バランサー３５の第２の変形例を示す正面断面説明図である。
図６に示すように、電力用バランサー３５は、図５に示す電力用バランサー３０にさらに、洩れ磁束吸収用磁性体３８を配設した構成を有している。電力用バランサー３５は、カットコア３２の巻線部３２ａに１次巻線３及び２次巻線４となる巻線がバイファイラー巻きで巻回され、カットコア３２の巻線部３２ａの両端部には、洩れ磁束吸収用磁性体３８が配設されている。洩れ磁束吸収用磁性体３８は、磁性体からなる粉末をペースト状にした材料を塗布後、乾燥させることにより形成することができる。
【００５４】
本発明の電力用バランサー３５では、さらに、コア３２の巻線部３２ａの両端部とコイルとの間の空隙に、洩れ磁束吸収用のペースト状磁性体３８を設けたので、外部領域に対する影響も殆ど無視できる程度に抑止できる。
【００５５】
次に、第２の実施形態に係る電力用バランサー２０の応用例を示す。
図７乃至９は、このような電力用バランサー２０の応用例を示す回路図であり、図７は、応用例１を、図８は応用例２を、図９は応用例３を示している。
図１１に示す応用例１では、電力用バランサー２０は、単相３線式配電線路５０の末端に接続され、交流電源５４，５５が接続される負荷５１〜５３の内の一つの負荷５３がＲ端子とＴ端子とに接続されている以外は、図１６と同様の回路である。電力用バランサー２０は、電力用バランサー３０，３５でもよい。以下の例でも同様である。
【００５６】
図８に示す応用例２では、単相３線式配電線路５０の中性線端子がフローティングされている以外は、図７と同様の回路である。
【００５７】
図９に示す応用例３では、図７と同様の回路であるが、電力用バランサー２０が直接交流電源に接続される点で異なっている。
【００５８】
（電力用トランスの製造方法）
次に、本発明の電力用トランスの製造方法について説明する。
図１０は、本発明の電力用トランス１の製造方法の工程を示すフロー図である。
先ず、ステップＳＴ１において、１次巻線３と２次巻線４とのペア線を作製する。
ステップＳＴ２において、コア２又は巻枠に１次巻線３と２次巻線４とからなるペア線を巻回する。
【００５９】
ステップＳＴ３において、ペア線をコア２又は巻枠に固定する。ペア線のコア２又は巻枠の固定には、接着剤を用いることができる。
ステップＳＴ４において、１次巻線３及び２次巻線４の端部とコア２とに間に、洩れ磁束吸収用磁性体８を形成する。この工程は省略してもよい。
【００６０】
次に、ステップＳＴ５において、１次巻線３及び２次巻線４の端部を、電力用トランス１の端子に接続する。１次巻線３及び２次巻線４の端部の導線を、直接電源５や負荷６に接続する場合には、この工程は省いてもよい。
【００６１】
（電力用バランサーの製造方法）
次に、本発明の電力用バランサー２０，３０，３５の製造方法について説明する。
本発明の電力用バランサー２０，３０，３５は、図１０に示す１次巻線３と２次巻線４とのペア線を作製するステップＳＴ１において、１次巻線３と２次巻線４との巻線比が１となるようにペア線を作製する以外は、同様にして製造することができる。
【００６２】
本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。上記説明では、本発明の基本原理を詳しく説明するために、その使用例として単相電力用トランスを用いた。さらに、本発明は、電力用バランサーを含め、従来の各種電力用トランスのコイル組立に適宜用いることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１，１０：電力用トランス
２：コア
３：１次巻線
４：２次巻線
５：電源
６：負荷
８，３８：洩れ磁束吸収用磁性体
２０，３０，３５：電力用バランサー
２２：コア
２２ａ：コアの脚部
３２：カットコア
３２ａ：巻線形成部３２ａ
３２ｂ：洩れ磁束吸収部３２ｂ
５０：単相３線式配電線路
５１〜５３：負荷
５４，５５：交流電源
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【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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