(57)【要約】【課題】スコット形モールド変圧器において、変圧器重量を軽減でき、タップ接続が容易で誤接続を防止できるとともに、大容量化に対応可能なコイル技術の提供。【解決手段】１次側励磁部として、複数相の励磁コイルをそれぞれシート状のアルミニウム材で構成し、複数のタップ線もそれぞれ板状のアルミニウム材で構成し、各タップ線にタップ端子を接続し、各相の所定のタップ端子をタップ接続部材で相間接続する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側に入力された３相電圧を２相電圧に変換して２次側から出力するスコット形モールド変圧器であって、
１次側励磁部が、
鉄心に巻かれたシート状のアルミニウム材から成る複数相の励磁コイルと、
板状のアルミニウム材から成り、上記複数相の励磁コイルのそれぞれに対し所定の巻数位置に接続され、該励磁コイルの外部に引き出された複数のタップ線と、
該複数のタップ線のそれぞれに対応して複数個設けられ各タップ線に接続されたタップ端子と、
各相の所定のタップ端子を相間接続するタップ接続部材と、
を備え、上記タップ端子を上記タップ接続部材により相間で選択的に接続することで上記複数相それぞれの励磁コイルの実効的な巻数を変え、２次側励磁部との間で低圧かつ大容量の電圧変換を可能にした構成を特徴とするスコット形モールド変圧器。
【請求項２】
上記タップ端子は、相間接続される複数のタップ端子が略一直線上に配される請求項１に記載のスコット形モールド変圧器。
【請求項３】
上記タップ端子は、相間接続される複数のタップ端子が相間で略等間隔に配される請求項１または請求項２に記載のスコット形モールド変圧器。
【請求項４】
上記タップ接続部材は、上記タップ端子を相間接続するための導電部を備えた１個の部材として構成される請求項１、２または３に記載のスコット形モールド変圧器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスコット形モールド変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タップ切換え構造を有する低圧用スコット形モールド変圧器においては、励磁コイルの導体として銅の平角線を用い、所要のタップ電圧に対応する所定の巻数位置からタップ線を引き出し、タップ接続部材に接続することでタップ電圧を変更可能としていた。銅の平角線としては、断面積の小さい平角線を、コイルに流れる電流の大きさに応じた本数を重ねて巻線し、断面積を増やすようにしている。また、大容量のスコット形モールド変圧器では、励磁コイルの導体として、銅よりも軽くかつ曲げ変形等をし易いアルミニウムのシートを用いたものがある。
図７〜図９は、従来のスコット形モールド変圧器の構成例を示す。図７はスコット形モールド変圧器の斜視図、図８はタップ線を含めた結線図、図９は、図８の結線のうち主座コイル部分を示す図である。図７〜図９において、１０１はタップ端子、１０２ａはＵ相の１次側コイルのタップ端子どうしを接続するタップ接続部材、１０２ｂはＶ相の１次側コイルのタップ端子どうしを接続するタップ接続部材、１０２ｃはＷ相の１次側コイルのタップ端子どうしを接続するタップ接続部材、１０３は主座コイル（Ｕ相の１次側コイル＋Ｗ相の１次側コイル）、１０４はＴ座コイル（Ｖ相の１次側コイル）、１０５ａはＵ相の１次側コイルの端子（Ｕ相の１次側端子）、１０５ｂはＶ相の１次側コイルの端子（Ｖ相の１次側端子）、１０５ｃはＷ相の１次側コイルの端子（Ｗ相の１次側端子）、１０６ａ１、１０６ａ２、１０６ａ３はＵ相の２次側コイルの端子（Ｕ相の２次側端子）、１０６ｂ１、１０６ｂ２、１０６ｂ３はＶ相の２次側コイルの端子（Ｖ相の２次側端子）、１０７は磁気回路形成用の鉄心である。タップ端子１０１としては、主座コイル１０３を形成するＵ相の１次側コイルに対応するＮｏ．１〜４（図７の端子にＮｏ．付記）の４個のタップ端子と、Ｗ相の１次側コイルに対応するＮｏ．５〜８（図７の端子にＮｏ．付記）の４個のタップ端子と、Ｔ座コイル１０４を形成するＶ相の１次側コイルに対応するＮｏ．９〜１２（図７の端子にＮｏ．付記）の４個のタップ端子との全１２個を設けてある。タップ接続部材１０２ａは、Ｕ相の１次側コイルに対応する４個のタップ端子Ｎｏ．１〜４のうちの２つのタップ端子の組合せを、接続により３通り（Ｎｏ．１＋Ｎｏ．４、Ｎｏ．４＋Ｎｏ．２、Ｎｏ．２＋Ｎｏ．３）に選択する。タップ接続部材１０２ｃは、Ｗ相の１次側コイルに対応する４個のタップ端子Ｎｏ．５〜８のうちの２つのタップ端子の組合せを、接続により３通り（Ｎｏ．５＋Ｎｏ．８、Ｎｏ．８＋Ｎｏ．６、Ｎｏ．６＋Ｎｏ．７）に選択する。タップ接続部材１０２ｂは、Ｖ相の１次側コイルに対応する４個のタップ端子Ｎｏ．９〜１２のうちの２つのタップ端子の組合せを、接続により３通り（Ｎｏ．９＋Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１２＋Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１０＋Ｎｏ．１１）に選択する。タップ接続部材１０２ａでタップ端子Ｎｏ．２とＮｏ．３を接続し（Ｎｏ．２＋Ｎｏ．３）、タップ接続部材１０２ｃでタップ端子Ｎｏ．６とＮｏ．７を接続し（Ｎｏ．６＋Ｎｏ．７）、タップ接続部材１０２ｂでタップ端子Ｎｏ．１０とＮｏ．１１を接続したとき（Ｎｏ．１０＋Ｎｏ．１１）が、実効的なコイル巻数が最多となり、一方、タップ接続部材１０２ａでタップ端子Ｎｏ．１とＮｏ．４を接続し（Ｎｏ．１＋Ｎｏ．４）、タップ接続部材１０２ｃでタップ端子Ｎｏ．５とＮｏ．８を接続し（Ｎｏ．５＋Ｎｏ．８）、タップ接続部材１０２ｂでタップ端子Ｎｏ．９とＮｏ．１２を接続したとき（Ｎｏ．９＋Ｎｏ．１２）が、実効的なコイル巻数が最少となる。図７においては、タップ接続部材１０２ａは、Ｕ相の１次側コイルに対応するタップ端子Ｎｏ．２、Ｎｏ．４間に接続され、両タップ端子間のＵ相コイルを短絡してＵ相コイル全体としての実効的なコイル巻数を減らしている。タップ接続部材１０２ｃは、Ｗ相の１次側コイルに対応する４個のタップ端子のうちＮｏ．６とＮｏ．８との間に接続され、両タップ端子間のＷ相コイルを短絡してＷ相コイル全体としての実効的なコイル巻数を減らしている。また、タップ接続部材１０２ｂは、Ｖ相の１次側コイルに対応する４個のタップ端子のうちＮｏ．１０とＮｏ．１２との間に接続され、両タップ端子間のＶ相コイルを短絡してＶ相コイル全体としての実効的なコイル巻数を減らしている。本構成例では励磁コイルは、１次側コイル、２次側コイルとも、銅の平角線を用いている。タップ接続部材１０２ａ、１０２ｃ、１０２ｂの上記接続により、Ｕ、Ｗ、Ｖ相それぞれの１次側コイルの実効的なコイル巻数を変え、２次側コイルとの間の巻数比を変えて２次側コイルから出力する２相の電圧値を変える。
また、例えば特開平４−１０３１１６号公報（特許文献１）には、スコット結線変圧器において、タップ切換え操作の容易化とコイルの小形化とを目的に、Ｔ座コイルからコイル外周表面部に引き出した複数のタップ端子と、２分割した主座コイルからコイル外周表面部に引き出した複数のタップ端子との相互間を接続バーで連結するとともに、該接続バーによりタップ切換えを行うようにした構成が記載されている。コイル導体にシート状のアルミニウム材を用いる構成にはなっていない。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１０３１１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
励磁コイルの導体として、例えば上記のように銅の平角線を用いる構成では、電流の大きい大容量変圧器の場合は該平角線の重ね本数が多くなり、該平角線全体の断面積も大きくなる。このため、銅の材質的硬さも影響して、タップ線の引き出しや接続作業が困難になる。また、励磁コイルの導体としてアルミニウムのシートを用いる構成では、タップ線付きの構造とした場合、該タップ線はアルミニウムの平板として引き出すことになるため、曲げ方向によっては加工が難しく、タップ接続部材への接続が困難となる。また、スコット変圧器の励磁コイルの巻線の中間よりタップ線を引き出した場合、主座コイル部には２相分の励磁コイルを有するため、コイルより引き出すタップ線の数も多く、タップ接続部材への接続が複雑になる。さらに、タップ接続部材は各相毎に必要であって、３相で最小限３個必要となるため、タップ電圧を変更するとき誤接続してしまうおそれもある。
本発明の課題点は、かかる従来技術の状況に鑑み、タップ線付きのスコット形モールド変圧器において、（１）変圧器の重量を軽減できるようにすること、（２）タップ線とタップ接続部材の接続を容易に行えるようにすること、（３）タップ接続部材の数を減らせること、（４）誤接続を防止できるようにすること、（５）励磁コイルの導体の断面積を増大させたときも巻線作業等をし易く、大容量化に対応可能なこと、等である。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、スコット形モールド変圧器において、１次側励磁部として、複数相の励磁コイルをそれぞれシート状のアルミニウム材で構成し、複数のタップ線をそれぞれ板状のアルミニウム材で構成し、各タップ線にタップ端子を接続し、各相の所定のタップ端子をタップ接続部材で相間接続する。具体的には、（１）スコット形モールド変圧器として、１次側励磁部が、鉄心に巻かれたシート状のアルミニウム材から成る複数相の励磁コイル（該当実施例：符号１２１、１２２、１２３）と、板状のアルミニウム材から成り上記複数相の励磁コイルのそれぞれに対し所定の巻数位置に接続され該励磁コイルの外部に引き出された複数のタップ線（該当実施例：符号１３１〜１３９）と、該複数のタップ線のそれぞれに対応して複数個設けられ各タップ線に接続されたタップ端子（該当実施例：符号１１１）と、各相の所定のタップ端子を相間接続するタップ接続部材（該当実施例：符号１１２）とを備え、上記タップ端子を上記タップ接続部材により相間で選択的に接続することで上記複数相それぞれの励磁コイルの実効的な巻数を変え、２次側励磁部との間で低圧かつ大容量の電圧変換を可能にした構成とする。（２）上記（１）において、上記タップ端子は、相間接続される複数のタップ端子が略一直線上に配される構成とする。（３）上記（１）または（２）において、上記タップ端子は、相間接続される複数のタップ端子が相間で略等間隔に配される構成とする。（４）上記（１）、（２）または（３）において、上記タップ接続部材は、上記タップ端子を相間接続するための導電部を備えた１個の部材として構成する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図６は、本発明の実施例の説明図である。図１は、本発明のスコット形モールド変圧器の斜視図、図２はその励磁コイルの結線図、図３は、主座コイルにおけるタップ線引出しの説明図、図４は、主座コイルのうちＵ相コイルのタップ線の引出し状態とタップ端子との接続状態を示す斜視図、図５は、主座コイルのうちＷ相コイルのタップ線の引出し状態とタップ端子との接続状態を示す斜視図、図６は、図１のスコット形モールド変圧器を下方から見たときの図である。
本実施例では、１次側の励磁コイルにシート状のアルミニウム材を用い、該励磁コイルから引出すタップ線には板状のアルミニウム材を用いる。さらに、該タップ線のそれぞれに接続するタップ端子は、相間接続する複数のタップ端子を、略一直線上に、かつ、相間で略等間隔になるように配する。タップ端子は１相のコイルあたり３個設ける。
【０００７】
図１〜図６において、１１１はそれぞれ９個のタップ端子、１１２は直線状のタップ接続部材、１１３は主座コイル（Ｕ相の１次側コイル１２１＋Ｗ相の１次側コイル１２３）、１１４はＴ座コイル（Ｖ相の１次側コイル１２２）、１３１〜１３３は、Ｕ相の１次側コイル１２１からのタップ線、１３４〜１３６は、Ｗ相の１次側コイル１２３からのタップ線、１３７〜１３９は、Ｖ相の１次側コイル１２２からのタップ線、１１５ａはＵ相の１次側コイル１２１の端子（Ｕ相の１次側端子）、１１５ｂはＶ相の１次側コイル１２２の端子（Ｖ相の１次側端子）、１１５ｃはＷ相の１次側コイル１２３の端子（Ｗ相の１次側端子）、１１６ａ１、１１６ａ２、１１６ａ３はＵ相の２次側コイルの端子（Ｕ相の２次側端子）、１１６ｂ１、１１６ｂ２、１１６ｂ３はＶ相の２次側コイルの端子（Ｖ相の２次側端子）、１１７は磁気回路形成用の鉄心、１４４、１４５、１４６はＷ相の１次側コイル１２３に対応するタップ端子の引出し位置と順序を変えるための接続片である。タップ端子１１１としては、主座コイル１１３を形成するＵ相の１次側コイル１２１に対応するＮｏ．１〜３（図１のタップ端子にＮｏ．付記）の３個のタップ端子と、Ｗ相の１次側コイル１２３に対応するＮｏ．４〜６（図１のタップ端子にＮｏ．付記）の３個のタップ端子と、Ｔ座コイル１１４を形成するＶ相の１次側コイル１２２に対応するＮｏ．７〜９（図１のタップ端子にＮｏ．付記）の３個のタップ端子との全９個を設けてある。タップ接続部材１１２は、Ｕ相の１次側コイル１２１に対応する３個のタップ端子Ｎｏ．１〜３のうちの１つと、Ｗ相の１次側コイル１２３に対応する３個のタップ端子Ｎｏ．４〜６のうちの１つと、Ｖ相の１次側コイル１２２に対応する３個のタップ端子Ｎｏ．７〜９のうちの１つとを互いに接続する。該接続により３通り（Ｎｏ．１＋Ｎｏ．４＋Ｎｏ．７、Ｎｏ．２＋Ｎｏ．５＋Ｎｏ．８、Ｎｏ．３＋Ｎｏ．６＋Ｎｏ．９）の選択が可能である。タップ接続部材１１２により、タップ端子を、Ｎｏ．１＋Ｎｏ．４＋Ｎｏ．７の接続とした場合には、１次側の励磁コイルの実効的なコイル巻数が最も少なくなり、タップ端子を、Ｎｏ．３＋Ｎｏ．６＋Ｎｏ．９の接続とした場合には、１次側の励磁コイルの実効的なコイル巻数は最も多い状態となる。図１においては、タップ接続部材１１２は、Ｕ相の１次側コイルに対応するタップ端子Ｎｏ．２と、Ｗ相の１次側コイルに対応するタップ端子Ｎｏ．５と、Ｖ相の１次側コイルに対応するタップ端子Ｎｏ．８とを接続している。本構成例では励磁コイルは、１次側コイル、２次側コイルとも、シート状のアルミニウム材を用いている。また、図３に示すタップ線１３１〜１３９としては、板状のアルミニウム材を用いる。該タップ線１３１〜１３９はそれぞれ、対応する各相の１次側コイル中では、端部が、該１次側コイルのシート状のアルミニウム材に溶接によって接続され、また、１次側コイルから引出された外側部分では、それぞれが、一方向に曲がった略コ字状の形状にされ、端部にタップ端子１１１が接続されている。タップ端子１１１は、相間接続する複数のタップ端子を、略一直線上に、かつ、相間で略等間隔になるように配する。すなわち、タップ端子１１１のＮｏ．１、Ｎｏ．４、Ｎｏ．７を略一直線上にかつ略等間隔に配し、タップ端子１１１のＮｏ．２、Ｎｏ．５、Ｎｏ．８を略一直線上にかつ略等間隔に配し、タップ端子１１１のＮｏ．３、Ｎｏ．６、Ｎｏ．９を略一直線上は、かつ略等間隔に配する。Ｗ相の１次側コイル１２３のタップ端子１１１のＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６については、タップ線１３４、１３５、１３６の引出し端部の位置が、該１次側コイル１２３からタップ線１３４、１３５、１３６の順になるため、上記タップ端子の直線上配置のために、接続片１４４、１４５、１４６により、１次側コイル１２３からみた順序をタップ線１３６、１３５、１３４の順になるように入替えてある。接続片１４５、１４６は互いに交差する構成によりタップ線１３５、１３６の引出し順序を変えている。上記のように、タップ接続部材１１２のタップ端子への接続により、Ｕ、Ｗ、Ｖ相それぞれの１次側コイルの実効的なコイル巻数を変え、２次側コイルとの間の巻数比を変えて２次側コイルから出力する２相の電圧値を変える。
【０００８】
上記実施例の構成によれば、タップ線付きのスコット形モールド変圧器において、励磁コイルやタップ線をアルミニウム材で構成するため、変圧器の重量を軽減化することが可能となる。タップ線とタップ接続部材の接続も容易となる。タップ接続部材の数も減らすことができる。さらに、誤接続を防止することができ、安全性を向上させることができる。励磁コイル導体の断面積を増大させたときも巻線作業等をし易く、大容量化にも対応可能である。コストの低減化も可能となる。
なお、上記実施例では、相間接続する複数のタップ端子を、略一直線上に、かつ、相間で略等間隔になるように配する構成としたが、本発明はこれに限定されない。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、スコット形モールド変圧器において、変圧器の重量を減らすことができ、かつ、タップ接続部材の接続も容易となる。誤接続も防止することができ、安全性を向上させることができる。大容量化にも対応可能である。コストを減らすこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としてのスコット形モールド変圧器の斜視図である。
【図２】図１のスコット形モールド変圧器の励磁コイルの結線図である。
【図３】図１のスコット形モールド変圧器の励磁コイルの主座コイルにおけるタップ線引出しの説明図である。
【図４】主座コイルのうちＵ相コイルのタップ線の引出し状態とタップ端子との接続状態を示す斜視図である。
【図５】主座コイルのうちＷ相コイルのタップ線の引出し状態とタップ端子との接続状態を示す斜視図である。
【図６】図１のスコット形モールド変圧器を下方から見たときの図である。
【図７】従来のスコット形モールド変圧器の斜視図である。
【図８】図７のスコット形モールド変圧器におけるタップ線を含めた結線図である。
【図９】図８の結線のうち主座コイル部分を示す図である。
【符号の説明】
１０１、１１１…タップ端子、  １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１１２  …タップ接続部材、  １０３、１１３…主座コイル、  １０４、１１４…Ｔ座コイル、  １２１…Ｕ相の１次側コイル、  １２２…Ｖ相の１次側コイル、  １２３…Ｗ相の１次側コイル、  １３１〜１３３…Ｕ相の１次側コイル１２１からのタップ線、  １３４〜１３６…Ｗ相の１次側コイル１２３からのタップ線、  １３７〜１３９…Ｖ相の１次側コイル１２２からのタップ線、  １０５ａ、１１５ａ…Ｕ相の１次側コイル１２１の端子、  １０５ｂ、１１５ｂ…Ｖ相の１次側コイル１２２の端子、  １０５ｃ、１１５ｃ…Ｗ相の１次側コイル１２３の端子、  １０６ａ１、１０６ａ２、１０６ａ３、１１６ａ１、１１６ａ２、１１６ａ３…Ｕ相の２次側コイルの端子、  １０６ｂ１、１０６ｂ２、１０６ｂ３、１１６ｂ１、１１６ｂ２、１１６ｂ３…Ｖ相の２次側コイルの端子、  １０７、１１７…鉄心、  １４４、１４５、１４６…接続片。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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