(57)【要約】  本発明は、電子部品を備えた電力変圧器に関する。本発明の課題は、エネルギー供給源を電力変圧器の電子部品の近くに配置して、それにより、従来技術の欠点を解消することである。本発明では、漏れ磁束コレクタを電力変圧器の漏れ磁束内に取り付けて電圧を発生させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を備えた電力変圧器において、
電子部品に電力を供給するための少なくとも一つの漏れ磁束コレクタ（１２）が配備されていることと、
この少なくとも一つの漏れ磁束コレクタ（１２）が、それぞれ強磁性の材料から成るコア（１３）を有することと、
このコア（１３）の周りに、コイル（１４）が配置されていることと、
を特徴とする電子部品を備えた電力変圧器。
【請求項２】
当該の少なくとも一つの漏れ磁束コレクタ（１２）が、電力変圧器の第一の巻線（１６）、第二の巻線（１７）及び巻線コア（１５）又はヨーク（１１，２１）の近くの周囲環境内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品を備えた電力変圧器。
【請求項３】
当該のコイル（１４）が、電力変圧器のヨーク（１５，２１）の周りに配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品を備えた電力変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を備えた電力変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１により、モータ駆動部を備えたタップ切換器が周知である。それは、電力変圧器の筐体の外に配置されている。そのモータ駆動部は、多くの個別部分から、特に、多数の電子部品からも構成されている。そのような部品には、例えば、駆動モータ、位置符号器、マイクロコントローラ及び評価ユニットが有る。そのような電子部品の確実な動作を保証するためには、各部品に電力を供給する必要がある。モータ駆動部の場合、エネルギー供給は、モータ駆動部の近くの周囲環境に配置された電源と接続する単一のケーブルを介して行なわれている。
【０００３】
最新の電力変圧器では、モータ駆動部の外に、それ以外の多数の電子部品が有る。更に、例えば、ブッフホルツ継電器、温度センサ、空気除湿器及びオイル内ガスセンサなどの多数の安全機器が有る。それらも、動作のためには電源を必要とする。これらの安全機器は、同様に変圧器の近くに配置されて、ケーブルを介して電源と接続されている。例えば、ブッフホルツ継電器は、電力変圧器の上部に取り付けられているので、筐体の外に敷設された電源とのケーブル布線は、それに応じて長くなる。
【０００４】
そのような従来技術による、即ち、長いケーブルを介して空間的に分離された電源から電力変圧器の電子部品に電力を供給することは、多数の欠点を伴う。電力変圧器は、多くの場合数十年使用されるので、その時間内でのケーブルの確実な機能も保証しなければならない。しかし、プラスチック製の外被は、様々な天候条件（雨、紫外線など）に晒されるので、ケーブル箇所が開いたり、それどころか破損する可能性が有る。付加機器が必要とする電圧レベルが比較的低いために、そのような用途だけのために、別個の配線を敷設する必要がある。それは、多くの場合電力変圧器が低圧電源の無い地域に置かれているので、費用がかかるだけでなく、大きな負担とも関連する。多数の電子部品は、配線によっては速く故障する可能性が有るので、設置する際に特別な専門知識を必要とする。離れて配置された電源は、それを一層困難にする。そのような欠点にも関わらず、電子部品に電力を供給することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許第４２１４４３１号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第２９４３６２６号明細書
【特許文献３】米国特許公開第２０１１／０２４８８０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、電力変圧器の電子部品の近くにエネルギー供給源を配置し、それにより従来技術の欠点を解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本課題は、電力変圧器の近くの漏れ磁束内に配置された漏れ磁束コレクタを有する、電子部品を備えた電力変圧器により解決される。
【０００８】
電力変圧器は、大抵電気エネルギー網内で用いられる特別な形式の変圧器である。それらは、非常に大きく構成され、数百ｋＶの電圧を変換することが可能である。それらは、通常三つの強磁性のコアと、各コアの周りに巻かれた少なくとも二つの配線（巻線）とから構成される。そのような構成は、特に、特許文献２と３により周知である。これらのコアは、上側と下側をヨークを介して互いに接続されており、互いに接して並べられている。各コアの周りには、先ずは第一の配線が巻かれている。それは第一の巻線と呼ばれる。コアと第一の巻線の間には、両方の部分を互いに電気的に分離するために、絶縁材料が配置されている。第一の巻線の周りには、第二の巻線が配置されている。両方の巻線は、同様に絶縁材料により互いに電気的に分離されている。理想的な変圧器では、磁束の変化速度と巻線の巻数に比例した電磁誘導により、巻線に電圧が発生する。従って、電圧の挙動は、巻数と互いに関連する。しかし、様々な影響が効率に凝縮して、それを低下させるので、そのような言い方は、理論にのみ合致する。そのような影響には、特に、巻線の抵抗、渦電流損、コアの透磁率及び漏れ磁束が有る。
【０００９】
そのような影響を排除する、或いは少なくとも低減するために、異なる措置が講じられる。渦電流損を低減するために、例えば、電力変圧器のコアは、大きな塊ではなく、積み重ねられた多くの薄板から構成される。漏れ磁束は、巻線の互いに密な配置、コア内の高い透磁性の材料及び変圧器の特別な構造形態によって低減することができる。しかし、漏れ磁束を完全に無くすことはできない。これらの漏れ磁束は、漏れ磁束コレクタを用いてエネルギー供給源として使用することができる。
【００１０】
以下の図面に基づき、本発明の例を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来技術により周知の電子部品を備えた電力変圧器の図
【図２】本発明による漏れ磁束コレクタの図
【図３】電力変圧器のコイル構成の近くの本発明による漏れ磁束コレクタの図
【図４】本発明による漏れ磁束コレクタを取り付け可能な箇所を示す電力変圧器の図
【図５】本発明による漏れ磁束コレクタを取り付け可能な箇所を示す別の電力変圧器の図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、従来技術により周知の電子部品を備えた電力変圧器１を図示している。外壁２には、特に、温度センサ３、負荷電流測定器４及び内部に配置された負荷時タップ切換器６を駆動する駆動ユニット５が置かれている。上部領域には、一つのブッフホルツ継電器７と二つの空気除湿器８が取り付けられている。部分９は、電力変圧器１の内部に有る巻線１０とそれらにより取り囲まれている大まかに示されたヨーク１１とを図示している。上部領域には、電力変圧器１を高圧配線と接続する碍子１２も有る。この場合、これらの電子部品は、外部のエネルギー供給源と互いに接続されている。
【００１３】
図２は、コア１３とコイル１４から成る本発明による漏れ磁束コレクタ１２を図示している。この漏れ磁束コレクタ１２が、交流変圧器の変化する磁束、正確には、漏れ磁束Φ内に取り付けられている場合、コイル１４に電圧が誘導される。その電圧は、電力変圧器の近くに配置された様々な電子部品にエネルギーを供給するために使用することができる。この漏れ磁束コレクタ１２のコア１３は、必ずしも必要ではない。それは、インダクタンスを増強する役割だけを果たす。この漏れ磁束Φが十分に大きい場合、コイル１４だけが必要である。
【００１４】
図３は、巻線コア１５、第一の巻線１６及び第二の巻線１７から構成される、特許文献２により周知の巻線構成（図４）を図示している。第一の巻線１６と巻線コア１５の間及び第一の巻線１６と第二の巻線１７の間には、全ての部分を互いに電気的に分離するために、絶縁材料１８が配置されている。第一の巻線１６に交流電圧を印加した場合、電磁誘導により、変化する磁束が巻線コア１５内に発生する。その変化する磁束は、第二の巻線１７にも電圧を誘導する。巻線コア１５の外を延びる磁束（漏れ磁束Φ）は、特に、表示された領域Ａ〜Ｄ内で発生し、そこでは特に大きい。これらの領域に漏れ磁束コレクタ１２を配置することによって、エネルギーを取得するために、望ましくない漏れ磁束Φを使用することができる。
【００１５】
図４は、一つ以上の漏れ磁束コレクタ１２を取り付けることが可能な位置Ｅ，Ｆ，Ｇを示した従来技術により周知の電力変圧器１を図示している。
【００１６】
図５は、特許文献３（図２）により周知の別の電力変圧器を図示している。三相電力変圧器１９は、上端又は下端をヨーク２１を介して互いに接続された三つの巻線構成２０を有する。これらの領域Ｈ，Ｊは、又もや一つ以上の漏れ磁束コレクタ１２を配置することができる位置を示している。この構成では、コア１３の代わりにヨーク２１を使用することができる。
【００１７】
本発明では、望ましくない形で失われて行く漏れ磁束のエネルギーを使用して、それにより、システム全体の高い効率を実現するとの事実が特に有利である。この得られたエネルギーは、例えば、センサ、半導体スイッチの操作、駆動部又は簡単な状態表示のために使用することができる。この場合、漏れ磁束コレクタ１２は、高電圧の範囲で使用可能であるだけでなく、中間及び低電圧の範囲でも使用可能である。そのためには、漏れ磁束コレクタ１２のコイル１４を適合させることだけが必要である。
【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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【国際調査報告】
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