(57)【要約】【課題】簡単な構成にして１次巻線への供給電力の節減を可能にして省電力化を図り、かつ通電による発熱を減少させることにある。【解決手段】適宜位置に微小間隙を設けた中央鉄心脚部１ａを有する環状鉄心１に中央鉄心脚部１ａを中心軸として１次巻線２及び２次巻線３を同軸上に巻装し、これら１次巻線２及び２次巻線３の外周側に対応する中央鉄心脚部１ａ両側の窓部に一対のロッド状の永久磁石４,５をそれぞれその極性を逆にし、且つ両永久磁石４，５の磁極面を環状鉄心１の対応する窓部の内周面に磁気的に結合させて設ける構成とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
適宜位置に微小間隙を設けた中央鉄心脚部を有する環状鉄心と、この環状鉄心の前記中央鉄心脚部を中心軸として同軸上または同心円状に巻装された１次巻線及び２次巻線と、前記環状鉄心の中央鉄心脚部の両側に存する窓部にそれぞれ極性を逆にし、且つ磁極面を前記環状鉄心の対応する窓部の内周面に磁気的に結合させて設けられた一対のロッド状の永久磁石とを備えたことを特徴とする変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給電力の節減可能な変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、各種の産業分野においては、電気エネルギーの有効利用を図ることが試みられているが、何れも電気エネルギーの消費量の少ない機器の開発や電気エネルギーより得られる熱エネルギーなどの副次的なエネルギーを利用する所謂省エネ対策が大勢を占めている。
【０００３】
しかし、これらの電気エネルギーの有効利用は、負荷側から見たものであり、電源供給側から見た電気エネルギーの有効利用については、余剰電力の有効利用を図ること以外あまり考慮されていないのが現状である。
【０００４】
ところで、電源から負荷に電力を供給する場合、一般に負荷の駆動に必要な電圧に変換する変圧器が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、例えば外鉄型の変圧器は、中央鉄心脚部を有する環状鉄心の中央鉄心脚部に１次巻線及び２次巻線を同軸上または同心円状に巻装し、１次巻線を交流電源により交流励磁することで、２次巻線よりその１次及び２次巻線の巻数比に応じた出力を得て負荷に給電している。
【０００６】
しかし、従来の変圧器において、２次巻線より１次巻線との巻数比に応じた出力を得るにはその出力に見合った磁束を発生させるための電力を交流電源から１次巻線に供給しなければならないため、変圧器自体に供給電力の省エネ対策を施したものはなかった。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成にして１次巻線への供給電力の節減を可能にして省電力化を図り、かつ通電による発熱を減少させることができる変圧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】
【０００８】
本発明は上記の目的を達成するため、適宜位置に微小間隙を設けた中央鉄心脚部を有する環状鉄心と、この環状鉄心の前記中央鉄心脚部を中心軸として同軸上または同心円状に巻装された１次巻線及び２次巻線と、前記環状鉄心の中央鉄心脚部の両側に存する窓部にそれぞれ極性を逆にし、且つ磁極面を前記環状鉄心の対応する窓部の内周面に磁気的に結合させて設けられた一対のロッド状の永久磁石とを備えた構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環状鉄心に一対の永久磁石を組込んだ簡単な構成で、１次巻線に供給する交流電力を節減することができると共に、１次巻線の通電による発熱を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明による変圧器の実施形態を示す構成図である。
【００１２】
図１において、１は中央鉄心脚部１ａを有する環状鉄心で、この環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａはその適宜位置、ここでは脚中間位置に微小間隙が設けられている。
【００１３】
このような環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａに１次巻線２及び２次巻線３を同軸上にそれぞれ巻装し、１次巻線２は図示しない交流電源に接続され、２次巻線３は図示しない負荷に接続される。
【００１４】
また、１次巻線２及び２次巻線３の外周側に対応する環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａ両側の窓部に一対のロッド状の永久磁石４，５をそれぞれその極性を逆にし、且つ両永久磁石４，５の磁極面を環状鉄心１の対応する窓部の内周面に磁気的に結合させて設ける。
【００１５】
次にこのように構成された変圧器の作用について述べる。
【００１６】
いま、１次巻線２が無通電状態にあるものとすれば、永久磁石４，５による磁束は、環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａに設けられた間隙によりその磁気抵抗が窓周辺部に比べて大きいので、図示点線矢印で示すように環状鉄心１の窓周辺部を磁路としてＮ極からＳ極に流れ、且つ永久磁石４のＮ極から永久磁石５のＳ極、永久磁石５のＮ極から永久磁石４のＳ極に流れる。
【００１７】
従って、このような状態にあるときは、環状鉄心１の中央鉄心脚部に磁束が流れないので、２次巻線３には出力は生じない。
【００１８】
次にこの状態で交流電源により１次巻線２を通電すると、１次巻線２に流れる電流が正の半波と負の半波により１次巻線２から発生する磁束と永久磁石４，５による磁束は図２及び図３に示す如くなる。
【００１９】
すなわち、１次巻線２に流れる電流が正の半波のときは、図２に示す一点鎖線矢印のように環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａを通って両窓周辺部の閉磁路に磁束が流れ、また一方の永久磁石４による磁束は図示点線のようにＮ極から一方の窓周辺部を通ってＳ極へ、他方の永久磁石５による磁束は図示点線のようにＮ極から他方の窓周辺部及び中央鉄心脚部１ａを通ってＳ極へ流れる。
【００２０】
従って、環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａにおいては、正の半波の電流による磁束と永久磁石５による磁束が加算されて流れるので、２次巻線３には永久磁石５による磁束分だけ増幅された出力が得られる。
【００２１】
また、１次巻線２に流れる電流が負の半波のときは、図３に示す一点鎖線矢印のように環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａを通って両窓周辺部の閉磁路に磁束が流れ、また他方の永久磁石５による磁束は図示点線のようにＮ極から一方の窓周辺部を通ってＳ極へ、一方の永久磁石４による磁束は図示点線のようにＮ極から他方の窓周辺部及び中央鉄心脚部１ａを通ってＳ極へ流れる。
【００２２】
従って、環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａにおいては、負の半波の電流による磁束と永久磁石４による磁束が加算されて流れるので、２次巻線３には永久磁石４による磁束分だけ増幅された出力が得られる。
【００２３】
このように本実施形態では、適宜位置に微小間隙を設けた中央鉄心脚部１ａを有する環状鉄心１に中央鉄心脚部１ａを中心軸として１次巻線２及び２次巻線３を同軸上に巻装し、これら１次巻線２及び２次巻線３の外周側に対応する中央鉄心脚部１ａ両側の窓部に一対のロッド状の永久磁石４,５をそれぞれその極性を逆にし、且つ両永久磁石４，５の磁極面を環状鉄心１の対応する窓部の内周面に磁気的に結合させて設ける構成として、交流電源により１次巻線２を通電すると１次巻線２に流れる電流が正の半波のとき発生する磁束と一方の永久磁石４より発生する磁束が加算され、また負の半波のとき発生する磁束と他方の永久磁石５より発生する磁束が加算されて環状鉄心１の中央鉄心脚部１ａを通る閉磁路が形成されるので、２次巻線３より永久磁石４，５から発生する磁束により誘起する電力分が増幅された出力を得ることができる。
【００２４】
従って、環状鉄心１に一対の永久磁石４，５を組込んだ簡単な構成で、１次巻線２に供給する交流電力を節減することができると共に、１次巻線２の通電による発熱を減少させることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では環状鉄心１の中央鉄心脚部に１次巻線２及び２次巻線３を同軸上に巻装した場合について述べたが、同心円状に巻装するようにしても良い。
【００２６】
また、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々変形して実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による変圧器の実施形態の構成を示す断面図。
【図２】同実施形態において、１次巻線の通電により正の半波の電流が流れたときの磁束の流れを示す図。
【図３】同じく、１次巻線の通電により負の半波の電流が流れたときの磁束の流れを示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１…環状鉄心
１ａ…中央鉄心脚部
２…１次巻線
３…２次巻線
４，５…永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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