(57)【要約】【課題】二次・三次側に交直変換装置を接続して運転される三巻線変圧器において、渦電流が流れないようにして局部過熱を防止する。【解決手段】二次巻線２ｕ等と三次巻線３ｘ等の高調波が逆位相になるよう制御される場合、両巻線に流れる高調波電流により生じる磁束が両巻線間の隙間Ｇに集中し、この位置に置かれた導電性部材が局部過熱を起こし、二次巻線及び三次巻線の温度上昇を招く。二次巻線２ｕ等と三次巻線３ｘ等の内側に配置された鉄心１０を補強する部材５ｕ等を絶縁体とする、部材５ｕ等の隙間Ｇに対応する部分を絶縁体とする、或いは部材５ｕ等の隙間Ｇに対応する部分を中空とすることによって、部材５ｕ等には渦電流が流れないようにして局部過熱を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一寸法の二次巻線と三次巻線が同心軸上の高さ方向に分かれて配置された三巻線変圧器において、二次巻線と三次巻線の内側に配置された鉄心を補強する部材が絶縁体であることを特徴とする三巻線変圧器。
【請求項２】
同一寸法の二次巻線と三次巻線が同心軸上の高さ方向に分かれて配置された三巻線変圧器において、二次巻線と三次巻線の内側に配置された鉄心を補強する部材の中央部が絶縁体であることを特徴とする三巻線変圧器。
【請求項３】
同一寸法の二次巻線と三次巻線が同心軸上の高さ方向に分かれて配置された三巻線変圧器において、二次巻線と三次巻線の内側に配置された鉄心を補強する部材の中央部が中空であることを特徴とする三巻線変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交直変換装置に接続する三巻線変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次・三次側に交直変換装置を接続して運転する三巻線変圧器では、一次−二次間短絡インピーダンスと、一次−三次間短絡インピーダンスを等しくするために、同一寸法の二次巻線と三次巻線が同心軸上に配置して構成される。
【０００３】
三巻線モールド変圧器が接続された交直変換装置のスイッチングの方向が逆になるような制御で運転された場合に、鉄心より発生する漏れ磁束が巻線間に集中し、漏れ磁束による鎖交が生じることがあるが、鉄心の周りに上下に配置された二次モールドコイルと三次モールドコイルの上下間、及びその外側に配置された上下一対の一次モールドの上下間に空隙を設け、二次巻線及び三次巻線の外周側モールド内にそれぞれ混触防止板を配置することで、鉄心より発生する漏れ磁束が巻線間に集中しても漏れ磁束が空隙に集中し、各モールドコイルの局部過熱を抑え、変圧器の温度上昇を防止することが図られた三巻線モールド変圧器が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４７７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、二次巻線と三次巻線の高調波による影響を相殺させるために当該高調波が逆位相になるよう制御される場合、二次巻線、三次巻線に流れる高調波電流により生じる磁束が二次巻線と三次巻線の間に集中し、この位置にある鉄心補強部材が導電性である場合、この部材で渦電流を生じて局部過熱が起こる。局部過熱により二次巻線及び三次巻線は温度上昇値の増加を招き、巻線導体断面積を増やす等、温度上昇低減の策を実施する必要があるため、変圧器が非経済的となる。本発明の目的は、上記の問題を解決して、経済的な三巻線変圧器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、同一寸法の二次巻線と三次巻線が同心軸上の高さ方向に分かれて配置された三巻線変圧器において、二次巻線と三次巻線の内側に配置された鉄心を補強する部材を絶縁体とすることによって、渦電流が流れないようにして局部過熱を防止する。また、当該鉄心を補強する部材の中央部を絶縁体で構成する、或いは当該鉄心を補強する部材の中央部を中空に構成して、渦電流が流れないようにして局部過熱を防止している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明を実施することで、鉄心脚部中央の局部過熱を防止でき、巻線の温度上昇を低減できる。その分、巻線の電流密度を上げることで経済的な変圧器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明による三巻線モールド変圧器の一実施例を示す正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す三巻線モールド変圧器の側面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示す三巻線モールド変圧器の上面図である。
【図２】三巻線変圧器の二次コイル、三次コイルに流れる高調波電流による磁束の流れを示す説明図である。
【図３Ａ】本発明による三巻線モールド変圧器に用いる鉄心を補強する部材の例を示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明による三巻線モールド変圧器に用いる鉄心を補強する部材の別の例を示す斜視図である。
【図３Ｃ】本発明による三巻線モールド変圧器に用いる鉄心を補強する部材の更に別の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
本発明による三巻線変圧器の実施例として、三巻線モールド変圧器を図１Ａ〜図１Ｃに示す。
図示のとおり、三巻線モールド変圧器は、鉄心１０；鉄心１０を取り巻く一次コイル１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ；鉄心１０と一次コイル１Ｕ，１Ｖ，１Ｗとの間において上側に配置されている二次コイル２ｕ，２ｖ，２ｗ；鉄心１０と一次コイル１Ｕ，１Ｖ，１Ｗとの間において下側に配置されている三次コイル３ｘ，３ｙ，３ｚ；一次端子１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ；二次端子２０ｕ，２０ｘ，２０ｖ，２０ｙ，２０ｗ，２０ｚ；三次端子３０ｕ，３０ｘ，３０ｖ，３０ｙ，３０ｗ，３０ｚ；鉄心を補強する絶縁性の当板５ｕ，５ｖ，５ｗ；上部金具４１；下部金具４２等より構成される。
【００１１】
当板５ｕ，５ｖ，５ｗはそれぞれ鉄心１０の脚部と二次コイル２ｕ，２ｖ，２ｗ、三次コイル３ｘ，３ｙ，３ｚの間に配置される。当板５ｕ，５ｖ，５ｗは上部金具４１及び下部金具４２と連結され、上部金具４１と下部金具４２は鉄心１０を積厚方向に締め付けて固定する。
【００１２】
電気的に分離した一次コイル１Ｕ，１Ｖ，１Ｗと二次コイル２ｕ，２ｖ，２ｗ及び三次コイル３ｘ，３ｙ，３ｚが鉄心１０によって磁気的に結合した状態であるため、一次コイル、二次コイル、三次コイルの巻数比がそのまま電圧比となって電圧変換される。
【００１３】
同一寸法の二次コイル２ｕ，２ｖ，２ｗと三次コイル３ｘ，３ｙ，３ｚは同心軸上の高さ方向に分かれて配置される。ここで、二次巻線と三次巻線の高調波が逆位相になるよう制御される場合、二次巻線、三次巻線に流れる高調波電流により生じる磁束が、図１Ｂの一点鎖線丸部６に集中する。この磁束の流れの様子を図２に示す。図２のとおり、磁束は当板５ｕ，５ｖ，５ｗにおいて二次コイル２ｕ，２ｖ，２ｗと三次コイル３ｘ，３ｙ，３ｚの間（隙間Ｇ）に集中して、当板５ｕ，５ｖ，５ｗに垂直に流入するが、本実施例では当板５ｕ，５ｖ，５ｗが、図３Ａに示すように絶縁体であるため、渦電流は流れず局部過熱は発生しない。
【００１４】
また、本発明の別の実施例では、図３Ｂに示すように、鉄心を補強する部材である当板５ｕ，５ｖ，５ｗの中央部５３のみを絶縁体に構成することができる。上下の両側部分５１，５２については、鉄等の金属製の板部分とすることができる。本発明の更に別の実施例では、図３Ｃに示すように、鉄心を補強する部材である当板５ｕ，５ｖ，５ｗの中央部のみを中空５ｇに構成することができる。上下の両側の部分については、絶縁体製又は鉄等の金属製の板部分とすることができる。
【００１５】
本発明を実施することで、二次三次側に交直変換装置を接続して運転する三巻線変圧器において、二次巻線と三次巻線の高調波が逆位相になるよう制御される場合でも鉄心脚部中央の局部過熱を防止でき、経済的な三巻線変圧器を提供することができる。
【符号の説明】
【００１６】
１０‥鉄心
１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ…一次コイル
２ｕ，２ｖ，２ｗ…二次コイル
３ｘ，３ｙ，３ｚ…三次コイル
１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ…一次端子
２０ｕ，２０ｘ，２０ｖ，２０ｙ，２０ｗ，２０ｚ…二次端子
３０ｕ，３０ｘ，３０ｖ，３０ｙ，３０ｗ，３０ｚ…三次端子
４１…上部金具
４２…下部金具
５ｕ，５ｖ，５ｗ…絶縁性の当板
６…二次コイル−三次コイル間の磁束集中箇所
５１，５２…両側部分                  ５３…中央部
５ｇ…中空
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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