(57)【要約】  一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に印加される可変第１電圧によって生成される磁束が当該二次巻線に可変第２電圧を誘起する変圧器と、上記一次巻線および二次巻線が施されるトロイダル変圧器コアと、上記一次巻線によって生成される磁束のための転用経路であって、上記二次巻線から磁束の流れを変更する転用経路を与えるために設置される少なくとも１つの磁気分路子とを含む電力供給装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に印加される可変第１電圧によって生成される磁束が当該二次巻線に可変第２電圧を誘起する変圧器と、
上記一次巻線および二次巻線が施されるトロイダル変圧器コアと、
上記一次巻線によって生成される磁束のための転用経路であって、磁束の流れを上記二次巻線から変更する転用経路を与えるために設置される少なくとも１つの磁気分路子と
を含む電力供給装置。
【請求項２】
上記一次巻線は、上記トロイダルコアにおける上記二次巻線とは異なる部分に施されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
磁気分路子が上記トロイダルコアの外周へと伸長し、および／または、磁気分路子が上記トロイダルコアの外周を超えて伸長している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
上記トロイダルコアの対向する両側に配置された１組の磁気分路子を含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項５】
磁気分路子は変圧器用鋼の積層された部位から形成される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項６】
棒状磁気分路子を含む
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【請求項７】
平板を基にした磁気分路子を含む
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給装置の改善に関し、または電力供給装置に関するものである。個々の実施形態において、本発明は、低インピーダンス電気負荷へ電力を供給するのに利用され得る。
【背景技術】
【０００２】
低インピーダンス負荷へ電力を供給するよう設計されている電力供給システムは、複数の固有の問題に対処する必要がある。標準的な電力供給変圧器技術が用いられる時、低インピーダンス負荷へ出力される最終出力電流を制限することは困難である。潜在的に、高出力電流は、低インピーダンス負荷のための標準的変圧器技術を用いて生成され得るのであり、結果として、上記電力供給システムの構成要素および／または電気エネルギーが供給されるべき負荷に対する破壊を招き得る。
【０００３】
低インピーダンス負荷へ供給される出力電流の制限に用いられる１つの取組は、当該負荷に対応する抵抗を設置することである。上記変圧器の出力電流を、上記負荷によって必要とされる電圧についての制御可能なレベルに維持するよう、用いられる抵抗が選択される。しかし、抵抗に基づくこの取組に関する１つの問題は、上記電力供給システムによって放散される必要のある、上記抵抗によって生成される廃熱の量である。熱を放散するために、一般に電力供給装置は、ファンまたは他の類似の冷却用構成要素を必要とする。これらの構成要素を含むことは、与えられる電力供給装置のサイズ、複雑性、総コストを増大させることになるだろう。さらに、そのような電力供給装置が、埃の多い、または化学的に腐食性の環境で用いられことで、冷却用システムによって電力供給装置のハウジング内に駆動される空気は、長期間の間に、上記電力供給装置の構成要素に損害をもたらし得る。
【０００４】
変圧器出力電流を制御するための抵抗性要素の使用はまた、上記電力供給装置の電力転送効率を低下させる。一般的に言えば、負荷に即して配置される、または負荷に直列に配置される抵抗は、当該負荷のインピーダンスを、上記電力供給装置のインピーダンスに整合させることはなく、従って、当該負荷を通って完結される電力転送の効率を制限する。
【０００５】
低インピーダンス負荷へ電気エネルギーを供給するよう設計されている電力供給システムを与えようとする従来の試みが為されてきた。例えば、米国特許２９９２３８６号は、変圧器の入力電圧における変化を補償する方法を開示しており、当該方法により、当該変圧器の出力電圧は、安定性を維持する。この発明は、「可飽和」または「非線形」の変圧器コアの部位を有することによって、機能する。この部位にコイルが巻回され、この部位へとコンデンサは接続されている。上記変圧器の最小動作電圧において上記コイル／コンデンサの組合せが上記コアを飽和し始めるように、上記コイルおよびコンデンサの組合せは設計される。上記入力電圧が増加するのに応じて、上記コアの飽和も増加し、上記変圧器の磁束によって選択される経路の変化に帰結する。上記異なる磁束経路が、増加された入力電圧を補償する。
【０００６】
米国特許２９９２３８６号に示されている発明の一実施形態は、２つの別々の変圧器の利用を開示しており、当該２つの別々の変圧器の１つは可飽和であり、もう１つは単巻変圧器として巻回されている。トロイドが単巻変圧器として用いられ得ることが記載されているが、トロイドが「分路子」と一緒に用いられ得る（または、可飽和コアとして用いられ得る）ことは記載されていない。
【０００７】
米国特許２９９２３８６号は、電流制限については全く言及していない。むしろ、この先行発明において「分路子」という語は、別の磁路を説明するのに用いられ、当該別の磁路は、電圧調整を与えるのに用いられる。この方法において、この先行発明の動作原理は、鉄共振の効果に依拠する。さらに、上記特許において「トロイド」は記載されているが、それは、単巻変圧器巻線を備えるための好適な方法の文脈において記載されている。
【０００８】
米国特許４４２２０１５号は、捕虫器のための電流を制限する発明を開示しており、当該発明は、漏れ磁束を制限する電流を誘導するために、磁気分路子を利用する。従って、上記発明は捕虫器に関するものであるため、上記発明は高周波で動作する（この特許で示される回路は少なくとも３０Ｋｈｚの周波数で動作し、大きな電流を生成しない）。さらに、米国特許４４２２０１５号に開示される発明は、漏れ磁束を制限する電流を誘導するためのトロイドの利用は開示していない。
【０００９】
米国特許３３８７２０３号は、特定周波数発生器の設計に対する改良である変圧器装置を開示しており、当該特定周波数発生器の設計は、通常、電話交換におけるリング・ジェネレーターとして用いられた。別の言い方をすれば、米国特許３３８７２０３号に開示されている発明は電力供給装置として意図されてはいない。
【００１０】
上記発明は、先行技術に係る周波数発生器の設計からインダクターを取り除くよう修正されたトロイダル変圧器を開示している。これは、変圧器の巻線を分離し、磁気分路子を付加することによって達成される。その結果得られるトロイドおよび分路子装置は、先行技術に係る周波数発生器に対するアップグレードであった（図２参照）。
【００１１】
上記トロイドおよび分路子装置は、動作するために、最適化された回路の一部であるよう、慎重に設計、製造される必要がある。この発明は、上記分路子と上記変圧器コアとの間の精密な空隙を必要とする。上記トロイドコアおよび上記分路子は、精確な周波数で、精確な損失を伴って動作するよう、特定の材料から製造される。
【００１２】
改良された電力供給装置を有すること、および／または、既存の電力供給装置に利用可能な、上記問題を軽減する改良を有することは、優位であるだろう。とりわけ、廃熱の生成を最小化しながら出力電流を制御することのできる、改良された電力供給装置は、優位であるだろう。電力供給システムであって、当該電力供給システムのインピーダンス特性を、効率的な電力変圧器のための特定の負荷のインピーダンスに、効率的に整合させることもできるような電力供給システムもまた、優位であるだろう。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の一態様に従って、一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に印加される可変第１電圧によって生成される磁束が当該二次巻線に可変第２電圧を誘起する変圧器と、当該一次巻線および二次巻線が施されるトロイダル変圧器コアと、当該一次巻線によって生成される磁束のための転用経路であって、磁束の流れを当該二次巻線から変更する転用経路を与えるために設置される少なくとも１つの磁気分路子とを含む、電力供給装置が与えられる。
【００１４】
本発明の別の一態様に従って、実質的に上記のような電力供給装置であって、上記一次巻線が、上記トロイダルコアにおける上記二次巻線とは異なる部分に施されている、電力供給装置が与えられる。
【００１５】
本発明のさらに別の一態様に従って、実質的に上記のような電力供給装置であって、磁気分路子が上記トロイダルコアの外周へと伸長し、および／または、磁気分路子が上記トロイダルコアの外周を超えて伸長している、電力供給装置が与えられる。
【００１６】
本発明のさらに別の一態様に従って、実質的に上記のような電力供給装置であって、上記トロイダルコアの対向する両側に配置された１組の磁気分路子を含む、電力供給装置が与えられる。
【００１７】
本発明のさらに別の一態様に従って、実質的に上記のような電力供給装置であって、磁気分路子は変圧器用鋼の積層された部位から形成される、電力供給装置が与えられる。
【００１８】
本発明は電力供給装置を与えるのに応用され、あるいは、既存の電力供給装置に対する複数の修正を実施することを可能とする。本発明の装置および構成は、低インピーダンス負荷への電力供給という点において、従来技術に係る電力システムに対する優位性を与えることができる。そのような低インピーダンス負荷は、既存の電力供給装置に、一組の特有の問題をもたらす。上記既存の電力供給装置は、一般的に、供給される電圧を制御することはできるが、負荷によって引込まれる電流を制御することは困難である。低インピーダンスでは、高電流が上記電力供給装置内へと引き込まれることがあり、上記供給装置および上記負荷への損害をもたらしうるし、上記負荷の周辺に重大な量の熱の発生をもたらす。
【００１９】
例えば、本発明は、場合によっては、電気的アーク溶接の用途に用いられ得るし、あるいは、他の実施形態では、接触電気メッキの用途に用いられ得る。しかし、先願であるＰＣＴ国際出願ＷＯ２００５／０８９９６８号に開示されている溶接洗浄装置の電力供給装置に類似の、溶接洗浄装置の電力供給装置として用いられる本発明への言及が一般的に為されるであろう。ただし、溶接洗浄用途への本発明の利用についての言及は、決して限定と見なされるべきではないということを、当業者は理解できるであろう。
【００２０】
本発明に係る電力供給装置は少なくとも１つの変圧器を含み、当該変圧器は、一次巻線および二次巻線を有し、または含む。変圧器は、電力供給装置に一般的に用いられ、上記一次巻線に印加される可変電圧によって生成され、上記二次巻線に可変第２電圧を誘起する磁束に依拠する。変圧器技術は、最小限のメンテナンスを伴う環境の範囲において動作することができる、強固な構成要素を利用する。
【００２１】
電力供給装置に利用される変圧器は、上記二次巻線から負荷へ第２電圧を供給することができ、ここで、当該第２電圧は、上記一次巻線に印加される電圧と、上記一次巻線の巻き数と、上記二次巻線の巻き数とに関係がある。当業者によって理解されるように、負荷へ供給される上記第２電圧は、これらの要素を修正することを通して比較的容易に制御され得るのに対し、負荷へ供給される電流は、容易に制御することができない。
【００２２】
本発明は、少なくとも１つの磁気分路子を備えることを通して、変圧器の出力電流または第２電流を制御するための構造を単純化する。磁気分路子は、変圧器の幾何学的構造内に備えられ、配置されることができ、上記一次巻線によって生成される磁束のための転用経路を与える。この転用経路は、上記二次巻線から磁束の流れを変更することができ、それによって上記変圧器内に漏れインダクタンスを与える。上記磁気分路子によって与えられる転用経路は、事実上、磁束の流れを上記二次巻線から変更し、最終的に、上記二次巻線に接続される電気的負荷によって引込まれ得る最大電流を、減少させる。
【００２３】
好ましくは、本発明はトロイダル形状コアを含み、当該トロイダル形状コアに、上記一次巻線および二次巻線が施されている。そのようなトロイダルコアは、上記変圧器を通る磁束の分配の管理を、動作中に支援することができる、任意の好適な材料から形成することができる。例えば、幾つかの実施形態においては、鉄または第一鉄の材料が、トロイダルとして成形され得るし、上記変圧器に対するコアとして与えられ得る。
【００２４】
好ましい実施形態において、上記変圧器の一次巻線は、上記変圧器の二次巻線から物理的に分離されていてもよい。従来技術に係る電力供給変圧器の場合、一次巻線および二次巻線の両方を共通のコアに、交互に配置すること、または同心円状に巻回することが標準的な方法である。しかし、一次巻線および二次巻線を交互に配置することは、互いに至近距離に置かれている当該２つの巻線の間の磁束の漏れを可能にする。逆に、本発明は、２組の巻線を空間的に分離することを通して、磁気分路子の導入を可能とする。一次巻線によって生成され、通常は二次巻線に影響するだろう磁束の流れを、上記磁気分路子は変更することができる。
【００２５】
上記変圧器がトロイダルコアを備える別の実施形態において、上記分路子の効果の恩恵を受けるために、上記変圧器の幾つかの二次巻線が、上記分路子によって、上記一次巻線から分離されていてもよい。上記分路子の特性から影響を受けないように、幾つかの二次巻線は、上記一次巻線の上に、同心円状に巻回されていてもよい。
【００２６】
上記変圧器がトロイダルコアを備えるさらに別の実施形態において、二次巻線の幾つかの回転は、上記分路子によって、上記一次巻線から分離され、幾つかの巻線は、上記一次巻線と同心円状に巻回され、または、上記一次巻線に交互に配置されてもよい。そのような二次巻線は長手方向に複数のタップを有していてもよく、上記分路子の効果は、どのタップが用いられたかによって、修正されるだろう。
【００２７】
上記変圧器がトロイダルコアを備える好ましい実施形態において、上記一次巻線は、上記コアの上記二次巻線の反対側または対向する側に施され、または巻回されていてもよい。別の好ましい実施形態においては、上記一次巻線および二次巻線は、上記２つの巻線の間への磁気分路子の配置を可能とする距離で、互いに間隔をあけて上記トロイダルコアに配置されていてもよい。この特別な変圧器の幾何学的構造は、当該磁束が上記二次巻線に影響する機会を有する前に、上記一次巻線により生成される磁束のための効率的な転用経路を与える。
【００２８】
好ましい実施形態において、磁気分路子は、磁束のための低磁気抵抗転用経路を与える材料の線または塊から形成されてもよい。好ましくは、磁気分路子を設定または与える材料は、上記二次巻線の中を通る磁束の大部分の内に位置する分路子の少なくとも一部を与えるように、上記一次巻線および二次巻線に対して配置されてもよい。
【００２９】
トロイダルコアを含む本発明の別の好ましい実施形態において、磁気分路子は、第一鉄の材料の線または棒であって、上記トロイダルの中央を横断して伸長し、当該分路子の端部が上記トロイダルコアの外周へと伸長し、または外周を超えて伸長するように配置される第一鉄の材料の線または棒から形成されていてもよい。従って、磁気分路子のこの特別な幾何学的構造は、当該分路子の少なくとも端部を、上記二次巻線を通る磁束が従う主要路の可能な限り近くに、設置するであろう。磁気分路子のこの配置は、当該分路子が好適な漏れインダクタンスを与え、従って、効率的な転用経路を与えるよう動作することができるのを、確実にする。
【００３０】
しかし、本発明に係る別の実施形態は、好適な材料の線または棒から形成される磁気分路子を、必ずしも採用しなくともよい。例えば或る別の実施形態において、磁気分路子は、軟質磁性材料のリング状平板または円環面から、この平板と上記トロイダルコアとの間に挟まれた絶縁性材料を伴って、形成されてもよい。例えば、場合によっては、絶縁性のプラスチック被膜を施された、磁気的に柔らかい鉄の円形のリング板が、磁気分路子を与えるように、上記変圧器の上部または底部に配置されてもよい。この円形板または皿形板の分路子は、トロイダルコア変圧器の形状に対するその補完的な形状の故に、本発明へと組み合わせて効率的に機能しうる。
【００３１】
さらに、場合によっては、平板を基にした磁気分路子は、絶縁された材料の層によって分離される、軟質磁性材料の複数の積層された部位によって形成されてもよい。当業者は、軟質磁性材料のそのようなリング平板の複数の層が、上記電力供給装置によって応答される最終的負荷に適合するように、磁気分路子の構成に用いられてもよいということを、理解するであろう。当業者はまた、そのようなリング状平板分路子の寸法または範囲は、結果として与えられる供給電力の必要な性能特性に応じて、さらに調整可能であるということを理解するであろう。平板を基にした分路子であって、当該平板を上記変圧器の外周の内側に設置する、あるいは、必要であれば、当該平板を上記変圧器の外周の外側に設置する直径を有する分路子が用いられ得る。
【００３２】
幾つかの実施形態において、本発明は、１つ以上の磁気分路子を備えてもよい。例えば、採用される変圧器がトロイダルコアを備えた好ましい実施形態の場合、１つ目の分路子は当該コアの上面に設置され、２つ目の分路子は当該コアの底面に配置される、１組の棒状分路子が備えられてもよい。二重分路子というこの配置は、上記分路子内に備えられた上記材料の横断領域を最大化もする、対称形の設計を与える。上記分路子の横断領域を増大させることは、その結果として、上記分路子の磁気抵抗を低下させ、従って、磁束のための転用経路を与える能力を向上させる。
【００３３】
さらに、リング平板を基にした分路子が採用される別の実施形態において、これら平板を基にした分路子は、棒状磁気分路子に関する上記説明におけるのと同様に、上記コアの上面と、下面または底面との両方に配置されてもよい。さらにまた、当業者は、本発明が、分路子の広範囲にわたる幾何学的構造を利用し、結果としての電力供給装置から要求される性能基準を満たすのに必要とされるような様々な分路子も利用するように、適応させられ得ることを理解するであろう。
【００３４】
好ましい実施形態において、棒状分路子は、分路子の必要な形状または寸法を形成するよう互いに積層される、変圧器用鋼のスライスまたは部位から形成されてもよい。変圧器用鋼の別々の部位を一緒に積層することで、電気的に絶縁した複数の部位から形成される磁気分路子が与えられ、従って、磁束によって当該分路子自体に誘起される任意の渦電流の規模を縮小する。磁気分路子内の渦電流効果を抑制することは、磁束にさらされることを通して分路子内で生成される熱を減少させる。
【００３５】
好ましい実施形態において、制御コイルが、磁気分路子に関連して備えられてもよい。そのような制御コイルは、上記磁気分路子の磁気抵抗を動的に修正し、従って、上記電力供給装置によって出力され得る最大出力電流を動的に修正するように、採用されてもよい。
【００３６】
別の好ましい実施形態において、制御コイルは、磁気分路子に巻回される電気的に導電性のワイヤであって、当該ワイヤの自由端はレオスタットまたは可変抵抗の類似の形式へと接続されるワイヤから形成されてもよい。
【００３７】
この動作方式において、上記磁気分路子における磁束は、上記制御コイルに電流を生成する。可変抵抗が減少するにつれて、上記制御コイルを流れる電流の量は増加し、上記分路子における磁束に抵抗する傾向がある。これは、上記分路子の磁気抵抗を増加させ、従って、上記変圧器における上記分路子の効果を低下させるという効果を有する。
【００３８】
或る実施形態において、調整可能な取付システムが備えられていてもよく、磁気分路子を変圧器コアに連結し、当該分路子と当該コアとの間の距離を動的に調整することを可能とする。このシステムは、上記コアと上記分路子との間の距離が、上記電力供給装置が用いられ得る負荷または用途に応じて、可変的であることを、可能とすることができる。例えば、或る実施形態において、分路子は、上記変圧器のコアに対して、当該分路子の高さまたは深さを調整するように、調整可能なラチェットロックシステムと共に１組の支柱に取付けられてもよい。この配置は、上記変圧器のコアの上または下にある上記分路子の相対的な位置を調整することができ、その結果、上記分路子の効率的な磁気抵抗を、従って、負荷によって引込まれ得る最大出力電流に対する上記分路子の効果を、調整する。
【００３９】
或る実施形態において、上記変圧器の二次巻線は、複数の端末接続タップを含んでもよく、当該複数の端末接続タップは、当該二次巻線の巻き数の修正を可能にする。これらのタップは、巻線全体を形成する導体の長手方向における様々な点に接続端子を与えることができ、ここで、個々のタップに対する負荷の接続は、上記用いられる二次巻線の巻き数を選択する。
【００４０】
従って、上記二次巻線上に複数の出力タップを供給することで、負荷に印加される個々の第２電圧の選択が可能となる。さらに、本発明の構成は、相対的に安定した電力が上記供給装置によって与えられ、印加される上記第２電圧が増加するにつれ、負荷にとって利用可能な最大電流は減少することを、確実にする。
【００４１】
本発明の装置および構成は、また、供給インピーダンス、または変圧器インピーダンスを、電気エネルギーが供給される負荷のインピーダンスに、整合させることを可能とする。例えば、変圧器コアに対する磁気分路子の位置を調整する、上記分路子の数および／または幾何学的構成を調整する、磁気分路子に関して制御コイルを利用する、および／または、上記二次コイル上に複数の出力タップを供給するような、上記に説明した様々な制御修正システムは全て、上記電力供給装置のインピーダンスを効率的に修正または制御するのに、採用され得る。上記供給装置のインピーダンスを、上記負荷のインピーダンスに整合させることにより、電力供給装置の動作を通して生成される廃熱を最小化する、効率的な電力転送が出現しうる。
【００４２】
磁気分路子に組み合わせて制御コイルが備えられる別の好ましい実施形態において、この制御コイルは、上記変圧器の出力に付加的な信号または波形を重畳するように、用いられてもよい。重畳信号は、上記電力供給装置に接続される負荷へと印加される電圧の振幅および周波数を制御するように、そのような制御コイルへと加えられてもよい。本発明のこの装置は、上記変圧器を通って伝送される高電流レベルおよび高電力レベルから絶縁されている構成要素とともに、上記変圧器の出力の電気的特性を制御することを可能とする。磁気分路子制御コイルを通る重畳信号を含むことによって、低コストの構成要素が採用され得るのであり、相対的に信頼性の高い重畳信号生成要素が与えられ得る。
【００４３】
本明細書において、前後関係が明確に別の示唆をしていない限り、「構成している」という語は、当該語の非排他的意味を有するのであり、「のみから成る」という排他的意味よりも「少なくとも含む」という意味である。同様に、「構成する」、「構成し」等の形式への文法的な変化についてもあてはまる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１ａ】本発明の好ましい実施形態に従って与えられる電力供給装置の透視図を示している。
【図１ｂ】本発明の好ましい実施形態に従って与えられる電力供給装置の分解図を示している。
【図２】図１ａおよび図１ｂの電力供給装置の側面図を示している。
【図３】図１ａおよび図１ｂの電力供給装置の上面図を示している。
【図４】制御コイルを備える、本発明の別の実施形態に従って与えられる電力供給装置の透視図を示している。
【図５】コイルに対して上部または上端の分路子の位置が調節可能である、本発明の別の実施形態を示している。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電力供給装置の透視図を示している。
【図７】図６に示す電力供給装置の分解図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
ここで、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照しつつ説明するが、当該実施形態は例示の目的に過ぎない。
【００４６】
図１ａ、図１ｂ、図２、図３は、本発明の好ましい実施形態に従って与えられる電力供給装置１についての様々な視点からの図である。
【００４７】
装置１は、トロイダルコア２から形成される変圧器、またはトロイダルコア２の周囲に形成される変圧器を備える。一次巻線３がコア２の左側に巻回されている。二次巻線４がコア２の右側に巻回されている。一次巻線３の端子３ａ、３ｂが示されており、同様に上記二次巻線の端子４ａ、４ｂが示されている。
【００４８】
図面から分かるように、一次巻線３と二次巻線４とは、コア２を挟んで対向する位置に配置されている。
【００４９】
図１〜図５に示されている実施形態において、電力供給装置１は、１組の棒状磁気分路子５を含む。上記分路子の一方は、コア２の上面に配置されており、もう一方の分路子はコア２の下面に配置されている。
【００５０】
分路子５の各々は、コア２の中央を横断して上記コアの縁または外周へと伸長している。図示されている実施形態において、磁気分路子５の各々は、互いに積層される変圧器用鋼の複数の部位から形成されている。従って、変圧器用鋼の部位の各々は、隣接する部位から電気的に絶縁されている。図２は、分路子５を構築するのに採用される階層化の実施を示している。
【００５１】
磁気分路子５の各々は、一次巻線３により生成される磁束のための転用経路を与え、当該転用経路はこの磁束の流れを二次巻線４から変更する。上記一次巻線および二次巻線の間に分路子５の各々を直接配置し、上記一次巻線と二次巻線とをコア２の別々の側に分離することにより、各分路子は磁束のための効率的な転用経路を与えることができる。分路子５の各々の関与は、二次巻線４に影響する上記磁束を減少させるように機能し、従って、二次巻線端子４ａ、４ｂ間を流れる最大出力電流の制御を減少させるであろう。
【００５２】
図４は、本発明の別の実施形態に従って与えられる、制御コイルを備える電力供給装置の透視図を示す。制御コイル６は、上部または上側の磁気分路子５の中央部に巻回されていることによって、上部または上側の磁気分路子５と組み合わせて与えられる。制御コイル６の自由端は可変抵抗器（図示しない）へと接続され、用いられる可変抵抗器は、当該制御コイル内を通る電流を変更し、分路子５によって経験される磁束を修正する。
【００５３】
図５は、本発明のさらに別の実施形態を示しており、ここで、上部または上側の分路子のコイルに対する位置は調整することができる。この実施形態において、コア２と上側の分路子５との間の距離は、当該上部の分路子によって与えられる、磁束のための転用経路の効果を軽減するように、延長されることが可能である。
【００５４】
図５に示される実施形態において、上部または上側の分路子５は、１組の摺動カラー７よって上記装置へと搭載されており、さらに摺動カラー７の各々は旋回アーム８に取付けられている。これらのアームが互いに向かって枢軸上に置かれる時、上記上部分路子はコア２の上に上昇させられ、空隙を生成する。逆に、上記アームが互いに離れる方向に動くにつれ、上記上部分路子は上記コアに接近する。これらアームの配置は、つまり、上記分路子と上記コアとの間の空隙は、上記電力供給装置が用いられる電流用途に応じて調整され得る。
【００５５】
図６および図７に示される本発明の他の実施形態において、本発明の第１の実施形態におけるのと同様に、分路子５１がコア２の上面及び下面に配置される一方で、当該分路子は円盤状または板状である。一貫性を保つため、本発明の当該他の実施形態において、本発明の類似の特徴は、同じ符号を用いて特定される。
【００５６】
装置１は、トロイダルコア２から形成される変圧器、またはトロイダルコア２の周囲に、形成される変圧器を備える。一次巻線３がコア２の左側に巻回されている。二次巻線４がコア２の右側に巻回されている。一次巻線３の端子３ａ、３ｂが示されており、同様に上記二次巻線の端子４ａ、４ｂが示されている。
【００５７】
図面から分かるように、一次巻線３と二次巻線４とは、コア２を挟んで対向する位置に配置されている。
【００５８】
図６および図７に示されている実施形態において、電力供給装置１は、１組の円盤状または板状磁気分路子５１を含む。分路子５１の各々は平板を基にしており、第１の実施形態の分路子５に類似して、分路子５１の一方はコア２の上面に配置されており、もう一方の分路子はコア２の下面に配置されている。
【００５９】
分路子５１の各々は、コア２の中央を横断して上記コアの縁または外周へと伸長している。磁気分路子５１は、集中化固定用部材６０により、トロイダルコア２に、そして互いに、固定されている。集中化固定用部材６０は、ボルト、ピン、シャフト、またはネジの形式であることが望ましく、両方の磁気分路子５１の中央に配置される開口部を通って挿入されており、ナット類などの力学的固定具６１により固定されている。
【００６０】
図示されている実施形態において、磁気分路子５１の各々は、互いに積層される変圧器用鋼の複数の部位から形成されている。従って、変圧器用鋼の部位の各々は、隣接する部位から電気的に絶縁されている。図２は、本発明の第１の実施形態の分路子５を構築するのに採用される階層化の実施を示しているが、この階層化の実施の原理は、本発明の当該他の実施形態の磁気分路子５１についても同様である。
【００６１】
分路子５１の階層化が図７に或る程度示されており、図７は、本発明に係る電力供給装置の他の実施形態の構造についての、分解透視図を示している。分路子５１の階層化は、一次巻線および二次巻線２、３間の電気的絶縁が維持されることを確保する。磁気分路子５１の各々は、互いに絶縁されている複数の軟金属円盤層５２を含む。
【００６２】
上記第１の実施形態と同様の方法で、磁気分路子５１の各々は、一次巻線３により生成される磁束のための転用経路を与え、当該転用経路は当該磁束の流れを二次巻線４から変更する。上記一次巻線と二次巻線との間に分路子５１の各々を直接配置し、上記一次巻線と二次巻線とをコア２の別々の側に分離することにより、各分路子は磁束のための効率的な転用経路を与えることができる。分路子５の各々の関与は、二次巻線４に影響する上記磁束を減少させるように機能し、従って、二次巻線端子４ａ、４ｂ間を流れる最大出力電流の制御を減少させるであろう。
【００６３】
本発明の本質に従い、本発明の一部であることが意図される、明白な変形例または修正例が為され得ること、従って、そのような明白な変形例または修正例はいずれも本発明の範囲にあること、は明らかであろう。上記において個々の実施形態を参照しつつ本発明を説明したが、本発明がそれらの実施形態に限定されるものではなく、他の多くの形式で実施可能であることが、当業者によって理解されるであろう。
【図１ａ】
2013520018.tif 000003
【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
2013520018.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年4月3日(2012.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低インピーダンス負荷のための安定的電力供給装置であって、
一次巻線と二次巻線とを有し、当該一次巻線に印加される可変第１電圧によって生成される磁束が当該二次巻線に可変第２電圧を誘起する変圧器と、
上記一次巻線および二次巻線が施されるトロイダル変圧器コアであって、当該二次巻線の少なくとも一部は、当該一次巻線から空間的に分離されている、トロイダル変圧器コアと、
上記一次巻線によって生成される磁束のための転用経路であって、磁束の流れを上記二次巻線から変更する転用経路を与えるために設置される少なくとも１つの磁気分路子と、
上記磁気分路子と共に備えられる制御コイルであって、上記磁気分路子の磁気抵抗を動的に修正し、従って、上記電力供給装置によって出力され得る最大出力電流を修正するために適応される制御コイルと
を含む電力供給装置。
【請求項２】
上記印加される第２電圧の上昇は利用可能最大電流の減少をもたらし、従って、安定的電力出力（電圧×電流）を維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
上記一次巻線および二次巻線の空間的分離と上記磁気分路子の組込とは、上記一次巻線および二次巻線の各々から入手可能な電流量を最大値へと制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項４】
上記一次巻線および二次巻線の空間的分離と上記磁気分路子の組込とは、上記負荷のインピーダンスと整合する上記電力供給装置のインピーダンスをもたらす
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項５】
上記一次巻線および二次巻線の空間的分離と上記磁気分路子の組込とは、電力レベル（電圧×電流）の損失なしに高インピーダンスを有する電力供給装置をもたらす
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項６】
上記一次巻線は、上記トロイダルコアにおける上記二次巻線とは異なる部分に施されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項７】
磁気分路子が上記トロイダルコアの外周へと伸長し、および／または、磁気分路子が上記トロイダルコアの外周を超えて伸長している
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項８】
上記トロイダルコアの対向する両側に配置された１組の磁気分路子を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項９】
磁気分路子は変圧器用鋼の積層された部位から形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項１０】
棒状磁気分路子を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項１１】
平板を基にした磁気分路子を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項１２】
上記二次巻線は複数の端末接続タップを含み、当該複数の端末接続タップは上記二次巻線の巻き数の修正を可能にする
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項１３】
個々のタップに対する負荷の接続は、上記用いられる二次巻線の巻き数を選択する
ことを特徴とする請求項１２に記載の電力供給装置。
【請求項１４】
上記二次巻線上の複数の出力タップは、負荷に印加される個々の第２電圧の選択を可能とする
ことを特徴とする請求項１２に記載の電力供給装置。
【請求項１５】
上記制御コイルは上記磁気分路子に巻回される電気的に導電性のワイヤから形成され、当該ワイヤの自由端はレオスタットまたは可変抵抗の類似の形式へと接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【国際調査報告】
2013520018.tif 000011
2013520018.tif 000012