JPH0144005B2 - - Google Patents
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- JPH0144005B2 JPH0144005B2 JP58178355A JP17835583A JPH0144005B2 JP H0144005 B2 JPH0144005 B2 JP H0144005B2 JP 58178355 A JP58178355 A JP 58178355A JP 17835583 A JP17835583 A JP 17835583A JP H0144005 B2 JPH0144005 B2 JP H0144005B2
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- coils
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- windings
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- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
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- H02M7/08—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in parallel
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- H—ELECTRICITY
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2823—Wires
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2823—Wires
- H01F27/2828—Construction of conductive connections, of leads
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
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- H01F2027/408—Association with diode or rectifier
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- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
〔技術分野〕
本発明は一般的には変圧器−整流器装置に関す
るものであり、特に、12パルス変圧器−整流器構
造において交一直電力変換を行なうのに用いるこ
とができるような六角形変圧器に関するものであ
る。 〔従来技術〕 本発明はジヨン・ロサ(John Rosa)の米国特
許第4255784号に記載されているような変圧器−
整流器構造に特に適用することができる。上記米
国特許で説明されている如く、六角変圧器−整流
器構造には、一相当たり2つの同じ二次巻線(こ
れらの間には当該一次巻線を挾むことができる)
を有する単一の三相変圧器が用いれて来た。この
ような構造は対称形状になつており、その結果、
電圧と漏れリアクタンスとが良好に整合してお
り、交流入力高調波歪レベル及び直流出力リツプ
ルレベルが大幅に減少することとなる。上記米国
特許に示されたような六角形変圧器を用いる場合
の主たる問題点は、三脚磁心が中央脚部を中心と
した面に在るのに対し、その六角形がベクトル的
に等間隔で分布しているということである。従つ
て、従来の磁心では、磁心の中央脚部に巻かれた
一次及び二次巻線間の漏れインダクタンスが外側
脚についての漏れインダクタンスと異なつてい
る。加えて、これらの漏れインダクタンスは、非
対称にならないよう、6つの二次巻線の各々の2
つの端部に対して等しくならなければならない。
対称性の問題の他に、三脚磁心の場合、漏れイン
ダクタンスが高いので2つの外側変圧器脚部の近
くに比較的大きな漂遊磁界が生ずる。その結果、
近くにある金属物によつてその漏れインダクタン
スが影響を受けることになる。また、隣接したキ
ヤビネツト壁又は接続構造の存在により、不必要
な損失や加熱の問題が生じ得る。 〔発明の目的〕 本発明の目的は斯かる米国特許の問題を解消す
ることである。 〔発明の構成〕 上記目的を達成するための本発明の構成は、三
相一次巻線から12相六角形状分配形二次巻線を介
して三相交流を直流に変換する12パルス変圧器−
整流器装置において:前記六角形の対向辺間にお
いて各二次巻線と組み合わされて6個の一次・二
次コイルを形成する2個の半一次巻線を備え、各
前記コイルは一端に共通点を有し他端に開始及び
終了導線を有する、前記半一次巻線と同じ高さの
2個の半二次巻線を含み、前記半一次巻線は前記
2個の半二次巻線間に挾まれており、前記コイル
は磁心の3つの脚部上で対になつて分配され、そ
の一対のコイルが前記六角形の対向辺に属し且つ
同一脚部上で反対方向になつており磁心の中央脚
部に対して対称になつていることを特徴とした12
パルス変圧器−整流器装置、に在る。 また別の構成は、平担な三脚磁心上に等分配さ
れた3個の一次巻線及び6個の二次巻線を含む六
角形変圧器において:前記一次巻線の各々は前記
六角形の対向辺と組み合わされた2個の半巻線を
含み;前記二次巻線の各々は前記六角形の1つの
該当辺に関連していて2個の半二次巻線を含んで
おり;同じ六角形辺の2個の半二次巻線間には、
1個の半一次巻線が挾まれており;1個の前記半
一次巻線と2個の半二次巻線とで6個の同じコイ
ルが各々形成され、前記コイルは前記六角形に沿
つて同極性で隣り合うように電気的に接続されて
おり、且つ前記コイルは1つの六角形辺のコイル
がその対向辺の同様のコイルを備えた共通の磁心
脚に配置されるように対になつて取り付けられて
おり;各前記コイルは一端に2個の組み合わされ
た前記半二次巻線間の共通点を有し、組み合わさ
れた半二次巻線からの開始及び終了導線を他端に
対向して有しており;前記6個の二次巻線は、前
記六角形を一方向に沿つて1個のコイルの1本の
開始導線と、隣接したコイルの開始導線とを接続
し、前記1個のコイルの1本の終了導線と、隣接
したコイルの終了導線とを前記六角形の反対方向
に沿つて接続することにより次々と六角形状に直
列接続され;前記コイルは各脚部上で互いに反対
方向を有し且つ磁心の中心脚部を中心に対称に配
向されており;該磁心は第1及び第3の脚部のコ
イルを越えた平面に拡がつた横断コイルを有して
おり、前記第1及び第3の脚部のコイル対に対す
る二次巻線の外側において各第1及び第2の並列
磁気分路が密接な関係で形成されている六角形変
圧器、に在る。 〔実施例〕 以下、添附図面につき、本発明の好ましい実施
例を説明する。 図面第1図において、上記のジヨン・ロサの米
国特許第4255784号に開示されたような変圧器−
整流器装置を本発明に従つて改良したものが示さ
れている。三角結線された三相一次側には1相当
たり2つの半一次巻線1P1,1P2、2P1,
2P2及び3P1,3P2を含んでいる。6つの
二次巻線1S1,1S2、2S1,2S2、及び
3S1,3S2が、正六角形の6辺にベクトル的
に間隔を置いて配置されている。これら6つの巻
線は、各半一次巻線を含む6つのコイルに属して
いる。各符号は、各コイルに対して、磁心のどの
脚部に二次巻線及びこれと組み合わされた半一次
巻線が位置しているか(最初の数字が1の場合は
左脚部、2の場合は中央脚部、3の場合は右脚
部)、及びそのコイルは脚部の上部か又は下部か
(最後の数字が1の場合は上部、2の場合は下部)
を示している。平らな三脚式磁は中央脚部及び2
つの外側脚部を備えている。周知の如く、上部及
び下部の磁心は脚部を横切つて設けられている。
1つの半一次巻線及び2つの半二次巻線が接続さ
れてコイルを形成し、2つのこれらコイルは各脚
部に設けられている(第3図参照)。これら半一
次巻線は六角形の対向辺において対になつてい
る。 上記米国特許に開示されている如く、各二次巻
線1S1,1S2、2S1,2S2、3S1,3
S2は2つのタツプX及びY(各半二次巻線毎に
1つづつ)を有している。これらのタツプは連続
した二次巻線に沿つて連続したタツプが、変圧器
に接続された整流器部と関連して12個のパルス配
分を行ないうるような距離だけ対向端へ向かつて
配置されている。これらのタツプX,Yは当該整
流器Q1〜Q12を介して、一つのタツプから次のタ
ツプへ一方向又は他方向のいずれかにおいて各母
線B1,B2に接続されており、これらの母線は反
対の極性を有し、母線B1は端子+TAに、母線B2
は端子−TBに接続されている。従つて、相線A,
B,Cからの交流電圧は、上記米国特許に示され
ているように、電圧±Vの端子+TA、−TB間の直
流電圧に変換されている。 第3図には、6つの二次巻線が、上述した呼称
(符号)に従い、磁心の三つの脚部に配置される
ように示されている。この場合の黒点(ドツト)
は各巻線の極性を示し、連結導線P,Qは六角形
の連続した二次巻線間における一致極性を示して
いる。以下、P導線を巻線の「開始」導線と称
し、Q導線を巻線の「終了」導線と称する。 第2図において、各二次巻線1S1〜3B2は
2つの半巻線C1及びC2(これらの間には一次巻線
が挾まれている)を含むものとして概略的に示さ
れている。便宜上、第2図は、組み合わされた中
間の一次コイルPrに対して並列に設けられた2
つの半巻線を示している。実際には、本発明によ
れば、一方の半二次巻線(以下、内側巻線に対し
て1Wと称する)が一次巻線の内側で中間点CPの
方へ下がつて巻かれており、他方の半二次巻線
(以下、外側巻線に対してOWと称する)が半一
次巻線Prの外側で中間点CPから上方向へ巻かれ
ている。更に、六角形に沿つた2つの連続した半
二次巻線C1,C2は、終了巻線Q又は開始導線P
と同じ極性関係にある。六角形における連続した
二次巻線間における隣接導線P又はQ同士は同じ
であり、第2図はこのことを説明している。 第4図及び第5図において、第1図及び第2図
の6つのコイルは、三脚平面磁心上に巻かれてい
ることが示されている。各脚部には、六角形の対
向辺に設けられた2つのコイルが巻かれている。
第1のコイル即ち巻線1P1,1S1は左脚部の
上部に、そして第2のコイル即ち巻線1P2,1
S2はその下部に設けられている。同様に、変圧
器の中央脚部の上部には巻線2P1,2S1が、
下部には巻線2P2,2S2が設けられている。
そして、最後に、右脚部の上部には巻線3P1,
3S1が、そして下部には巻線3P2,3S2が
設けられている。タツプX及びYが設けられてお
り、Xは各二次巻線のP線側に、YはQ線側にあ
り、これらは中間共通点CPの両側に位置してい
る。 第2図に示す如く、各コイルにおける二次巻線
と一次巻線との結合上の非対称性を最小にするた
め、また、二次巻線の各巻線と一次巻線の各巻線
との磁気結合をコイルに沿つてできるだけ一定に
するため(以て、理想的には、一次巻線の各巻線
と、1つのコイルの各二次巻線とが同じ関係にな
るようにし、他のコイルの各一次巻線と各二次巻
線が1対1の関係になるようにするため)、二次
巻線を中間点CPの周りで折り曲げ、以て一次巻
線の高さとほぼ同じにし、その折り曲げた部分を
一次巻線の対向面間に分配している。第2図は、
伸ばしたとき、組み合わされた半一次巻線Prの
高さの約2倍の二次巻線を示している。中間共通
点CPの周りに折り曲げることによつて得られる
2つの半二次巻線は、一次巻線Prの両側にある
C1及びC2である。この方法により、組み合わさ
れた一次巻線の幾何学的長さに対する二次巻線の
幾何学的長さを、分布した漏れリアクタンスを大
幅に損失することなく、また、構成されたコイル
の小形化に著しい影響を与えることなく、最大に
することができる。6つの同じコイルが、六角形
の各辺の周りに整然と巻かれている。各巻線は半
二次巻線C1,C2の両側において開始及び終了導
線P及びQから同じ位置にタツプX及びYが設け
られている。加えて、第6図及び第7A−7D図
に関連して後述する如く、それらのコイルは、本
発明に従い、変圧器の3つの脚部上に対になつて
配置されており(第3−5図)、この場合、それ
ら6つのコイルの各対には中央脚部を中心に対称
軸が通つている。変圧器の三脚に対になつている
コイル自体の全体の構成並びにそれらの分布及び
方向は、第2図に関して上述した固有の小形化、
電気的性能、及び巻線類似点の他にいくつかの利
点を与える。 第1に、コイルの二次巻線は、コイルの同一端
部(例えば中間共通点CPの対向端)に開始及び
終了線P及びQを有する二層構造となつている。
従つて、X−P間の二次巻数及びY−Q間の二次
巻線は、実際に一次巻線と一致しており、これに
より意図した六角構造に必要な整流リアクタンス
に十分な対称性を持たせることができる。この対
称性及び電気的性能は各脚部上で対向したコイル
を選択することによつて向上する。 六角形のベクトル関係を維持し、対称性を保つ
ために、6つのコイルの一次巻線及び二次巻線を
三脚磁心上で接続するとき、いくつかの手段がと
られる。 まず、整流リアクタンスは適切な絶対値を有さ
なければならず、これは全コイル組に対してほぼ
同じでなければならない。従つて、6−コイル構
造は電気的かつ物理的に同じでなければならな
い。後述する如く、各コイルは二つの半二次巻線
間に挾まれた内側の半一次巻線Prでできている。
この半二次巻線は、組み合わされた半一次巻線
Pr内のものIWと、半一次巻線Pr外のものOWと
が設けられている。 従つて、第4及び5図の6つのコイルは実際に
は、それぞれ3つの同心コイルを含んでいる。内
部及び外部の半二次巻線IW,OWは全二次巻線
について、一端に中間共通点CPを有し、他端に
2つの出力線(一方が開始導線P、他方が終了導
線Q)を有している。 それでもやはり、6つのコイルは、三相磁心の
物理的形状により整流リアクタンスに同じだけ寄
与しない。中央脚部のコイルは両側に鉄心を有す
るが、外側脚部のコイルは一方の側しか正規の鉄
心を有さない。加えて、その2つの外側脚部は互
いに対するよりも内側脚部に対してより物理的に
近い。整流リアクタンスのバランスを向上するた
めには、第4及び5図に示す如く、2つの対策が
講じられている。2つの積層された磁気構造
LM1及びLM2は上部と下部の横断コアとの間に
設けられている。これらはコイル組立体の外側に
ある鉄心の第4及び第5の脚部として働き、以て
外側コイルの磁気環境の質を高めることができ
る。その結果、これらのコイルは中央脚部のコイ
ルとは余り違わなくなる。更に、第4脚及び第5
脚は、キヤビネツト壁、磁性物、漂遊磁界等の外
部磁気の影響から外側コイルを磁気的に絶縁する
ための磁気分路体として作用し、以て変圧器をパ
ツケージするときの近接物による悪影響を除去で
きる。また、外側コイルからの漏れ磁束が含まれ
ていることにより、経時変化する磁束をキヤビネ
ツト壁から締め出し、うず電流損も除去すること
ができる。 別の利点は磁気分路が変圧器と一体になつてい
るということである。その結果、整流リアクタン
スのバランスをチエツクし、性能を試験すること
は、最終パツケージ段階で、外部の磁性体に近づ
くことを余り心配せずに行なうことのできる最終
工程である。 2つの外側コイルに対して2つの中心コイルが
非対称に配置されていることを補償するため、本
発明の一実施例によつてとられる別の方法は、三
つの脚部の横断中間平面を中心に対称的に外側コ
イルを中心コイルに対してずらすことである。第
4図及び第5図に示されているように、外側コイ
ルの高い位置にある方のコイルは中央脚部の高い
位置にあるコイルより高い脚部位置にあり、他
方、外側コイルの低い位置にある方のコイルは中
央脚部の低い位置にあるコイルより同じ距離だけ
低い脚部位置にある。 第6図には、第2図に示したようなコイルにお
ける二次巻線の2つの半巻線C1及びC2が、それ
らの中間点CP及び各タツプX及びYとともに示
されている。二次巻線への外側導線は、一方の巻
線C1又はC2の「開始」極性側に対するPと、及
び他方の巻線C2又はC1の「終了」極性側に対す
るQと、である。両者共、二次巻線の中間共通点
CPと対向した一方の端部側にある。 第6図に示された二次コイルの固有の非対称性
から明らかなように、第4図及び第5図の各コイ
ル内においては、変圧器脚部に対して2つの方向
のうちのいずれか一方が可能である。第7A−7
D図において、組み合わされた脚部上でU字形の
上方向又は下方向のいずれかを示すことにより、
全ての可能な方向が特徴的に示されており、以て
方向を完全に選択することにより得られる4つの
異なつたパターンを表わしている。第7A図は、
全6個のコイルの閉塞端すなわち中間共通端CP
が各脚部上で互いに向かい合つている。第7B図
は第7A図と反対し、中間共通端CPが各脚部の
外側にある。第7C図及び第7D図は第7A図と
第7B図との方向を組み合わせたものである。第
7C図においては、脚部上の対向したコイルの2
つの中間共通端が中央脚部に沿つて互いに接近し
ており、他の脚部においては、共通端は外側に向
いている。第7D図は第7C図の状態と反対の状
態を示している。 第8A図は、内側巻線IWとして設けられた1
つの半二次巻線を有するコイルの具体例を示すも
ので、この場合、ピツチが2.025゜でほぼ一定であ
り、巻数が中間共通点CPから数えて7である。 第8B図は外側巻線OWとして対向した半二次
巻線を示しており、この例ではピツチが1.863゜で
ほぼ一定、巻数が第8A図と同じである。 第8C図は第8A図及び第8B図の2つのコイ
ルIW及びOWを、中間共通点CPからの回転が逆
方向になるように空間を置いて一緒にしたところ
を示している。投映した共通底部には、これと直
交した3つの断面の形跡a−a1,b−b1及びc−
c1が示されている。 第8A,8B、及び8C図に示されているよう
に、各コイルは2つの準円形端間に直線部分を有
している。形跡a−a1は、入出力線P及びQに近
い円形端部の曲率中心を含む面を示している。形
跡b−b1は中間共通点CPに近い円形端部の曲率
中心を含む面を示している。形跡c−c1はコイル
の一端から他端へ延び中間共通点CPの傍を通る
長手方向の対称面を示している。 第9A,9B,10A,10B、及び11A,
11B図は、それぞれ形跡a−a1,b−b1、及び
c−c1に沿つた面で切つた断面を示している。こ
の例での共通線は0.64×1.9(cm2)の断面を有し、
それぞれ一定のピツチ2.025゜及び1.863゜を有する
巻線IW及びOWに巻かれている。 第9A及び9B図(点a及びa1上の断面)を考
えると、外側巻線OW及び内側巻線IWについて
の導線は、点aについての表及び点a1について
の表によつて下記に示される底部からの各位置
レベル(cm)にある。
るものであり、特に、12パルス変圧器−整流器構
造において交一直電力変換を行なうのに用いるこ
とができるような六角形変圧器に関するものであ
る。 〔従来技術〕 本発明はジヨン・ロサ(John Rosa)の米国特
許第4255784号に記載されているような変圧器−
整流器構造に特に適用することができる。上記米
国特許で説明されている如く、六角変圧器−整流
器構造には、一相当たり2つの同じ二次巻線(こ
れらの間には当該一次巻線を挾むことができる)
を有する単一の三相変圧器が用いれて来た。この
ような構造は対称形状になつており、その結果、
電圧と漏れリアクタンスとが良好に整合してお
り、交流入力高調波歪レベル及び直流出力リツプ
ルレベルが大幅に減少することとなる。上記米国
特許に示されたような六角形変圧器を用いる場合
の主たる問題点は、三脚磁心が中央脚部を中心と
した面に在るのに対し、その六角形がベクトル的
に等間隔で分布しているということである。従つ
て、従来の磁心では、磁心の中央脚部に巻かれた
一次及び二次巻線間の漏れインダクタンスが外側
脚についての漏れインダクタンスと異なつてい
る。加えて、これらの漏れインダクタンスは、非
対称にならないよう、6つの二次巻線の各々の2
つの端部に対して等しくならなければならない。
対称性の問題の他に、三脚磁心の場合、漏れイン
ダクタンスが高いので2つの外側変圧器脚部の近
くに比較的大きな漂遊磁界が生ずる。その結果、
近くにある金属物によつてその漏れインダクタン
スが影響を受けることになる。また、隣接したキ
ヤビネツト壁又は接続構造の存在により、不必要
な損失や加熱の問題が生じ得る。 〔発明の目的〕 本発明の目的は斯かる米国特許の問題を解消す
ることである。 〔発明の構成〕 上記目的を達成するための本発明の構成は、三
相一次巻線から12相六角形状分配形二次巻線を介
して三相交流を直流に変換する12パルス変圧器−
整流器装置において:前記六角形の対向辺間にお
いて各二次巻線と組み合わされて6個の一次・二
次コイルを形成する2個の半一次巻線を備え、各
前記コイルは一端に共通点を有し他端に開始及び
終了導線を有する、前記半一次巻線と同じ高さの
2個の半二次巻線を含み、前記半一次巻線は前記
2個の半二次巻線間に挾まれており、前記コイル
は磁心の3つの脚部上で対になつて分配され、そ
の一対のコイルが前記六角形の対向辺に属し且つ
同一脚部上で反対方向になつており磁心の中央脚
部に対して対称になつていることを特徴とした12
パルス変圧器−整流器装置、に在る。 また別の構成は、平担な三脚磁心上に等分配さ
れた3個の一次巻線及び6個の二次巻線を含む六
角形変圧器において:前記一次巻線の各々は前記
六角形の対向辺と組み合わされた2個の半巻線を
含み;前記二次巻線の各々は前記六角形の1つの
該当辺に関連していて2個の半二次巻線を含んで
おり;同じ六角形辺の2個の半二次巻線間には、
1個の半一次巻線が挾まれており;1個の前記半
一次巻線と2個の半二次巻線とで6個の同じコイ
ルが各々形成され、前記コイルは前記六角形に沿
つて同極性で隣り合うように電気的に接続されて
おり、且つ前記コイルは1つの六角形辺のコイル
がその対向辺の同様のコイルを備えた共通の磁心
脚に配置されるように対になつて取り付けられて
おり;各前記コイルは一端に2個の組み合わされ
た前記半二次巻線間の共通点を有し、組み合わさ
れた半二次巻線からの開始及び終了導線を他端に
対向して有しており;前記6個の二次巻線は、前
記六角形を一方向に沿つて1個のコイルの1本の
開始導線と、隣接したコイルの開始導線とを接続
し、前記1個のコイルの1本の終了導線と、隣接
したコイルの終了導線とを前記六角形の反対方向
に沿つて接続することにより次々と六角形状に直
列接続され;前記コイルは各脚部上で互いに反対
方向を有し且つ磁心の中心脚部を中心に対称に配
向されており;該磁心は第1及び第3の脚部のコ
イルを越えた平面に拡がつた横断コイルを有して
おり、前記第1及び第3の脚部のコイル対に対す
る二次巻線の外側において各第1及び第2の並列
磁気分路が密接な関係で形成されている六角形変
圧器、に在る。 〔実施例〕 以下、添附図面につき、本発明の好ましい実施
例を説明する。 図面第1図において、上記のジヨン・ロサの米
国特許第4255784号に開示されたような変圧器−
整流器装置を本発明に従つて改良したものが示さ
れている。三角結線された三相一次側には1相当
たり2つの半一次巻線1P1,1P2、2P1,
2P2及び3P1,3P2を含んでいる。6つの
二次巻線1S1,1S2、2S1,2S2、及び
3S1,3S2が、正六角形の6辺にベクトル的
に間隔を置いて配置されている。これら6つの巻
線は、各半一次巻線を含む6つのコイルに属して
いる。各符号は、各コイルに対して、磁心のどの
脚部に二次巻線及びこれと組み合わされた半一次
巻線が位置しているか(最初の数字が1の場合は
左脚部、2の場合は中央脚部、3の場合は右脚
部)、及びそのコイルは脚部の上部か又は下部か
(最後の数字が1の場合は上部、2の場合は下部)
を示している。平らな三脚式磁は中央脚部及び2
つの外側脚部を備えている。周知の如く、上部及
び下部の磁心は脚部を横切つて設けられている。
1つの半一次巻線及び2つの半二次巻線が接続さ
れてコイルを形成し、2つのこれらコイルは各脚
部に設けられている(第3図参照)。これら半一
次巻線は六角形の対向辺において対になつてい
る。 上記米国特許に開示されている如く、各二次巻
線1S1,1S2、2S1,2S2、3S1,3
S2は2つのタツプX及びY(各半二次巻線毎に
1つづつ)を有している。これらのタツプは連続
した二次巻線に沿つて連続したタツプが、変圧器
に接続された整流器部と関連して12個のパルス配
分を行ないうるような距離だけ対向端へ向かつて
配置されている。これらのタツプX,Yは当該整
流器Q1〜Q12を介して、一つのタツプから次のタ
ツプへ一方向又は他方向のいずれかにおいて各母
線B1,B2に接続されており、これらの母線は反
対の極性を有し、母線B1は端子+TAに、母線B2
は端子−TBに接続されている。従つて、相線A,
B,Cからの交流電圧は、上記米国特許に示され
ているように、電圧±Vの端子+TA、−TB間の直
流電圧に変換されている。 第3図には、6つの二次巻線が、上述した呼称
(符号)に従い、磁心の三つの脚部に配置される
ように示されている。この場合の黒点(ドツト)
は各巻線の極性を示し、連結導線P,Qは六角形
の連続した二次巻線間における一致極性を示して
いる。以下、P導線を巻線の「開始」導線と称
し、Q導線を巻線の「終了」導線と称する。 第2図において、各二次巻線1S1〜3B2は
2つの半巻線C1及びC2(これらの間には一次巻線
が挾まれている)を含むものとして概略的に示さ
れている。便宜上、第2図は、組み合わされた中
間の一次コイルPrに対して並列に設けられた2
つの半巻線を示している。実際には、本発明によ
れば、一方の半二次巻線(以下、内側巻線に対し
て1Wと称する)が一次巻線の内側で中間点CPの
方へ下がつて巻かれており、他方の半二次巻線
(以下、外側巻線に対してOWと称する)が半一
次巻線Prの外側で中間点CPから上方向へ巻かれ
ている。更に、六角形に沿つた2つの連続した半
二次巻線C1,C2は、終了巻線Q又は開始導線P
と同じ極性関係にある。六角形における連続した
二次巻線間における隣接導線P又はQ同士は同じ
であり、第2図はこのことを説明している。 第4図及び第5図において、第1図及び第2図
の6つのコイルは、三脚平面磁心上に巻かれてい
ることが示されている。各脚部には、六角形の対
向辺に設けられた2つのコイルが巻かれている。
第1のコイル即ち巻線1P1,1S1は左脚部の
上部に、そして第2のコイル即ち巻線1P2,1
S2はその下部に設けられている。同様に、変圧
器の中央脚部の上部には巻線2P1,2S1が、
下部には巻線2P2,2S2が設けられている。
そして、最後に、右脚部の上部には巻線3P1,
3S1が、そして下部には巻線3P2,3S2が
設けられている。タツプX及びYが設けられてお
り、Xは各二次巻線のP線側に、YはQ線側にあ
り、これらは中間共通点CPの両側に位置してい
る。 第2図に示す如く、各コイルにおける二次巻線
と一次巻線との結合上の非対称性を最小にするた
め、また、二次巻線の各巻線と一次巻線の各巻線
との磁気結合をコイルに沿つてできるだけ一定に
するため(以て、理想的には、一次巻線の各巻線
と、1つのコイルの各二次巻線とが同じ関係にな
るようにし、他のコイルの各一次巻線と各二次巻
線が1対1の関係になるようにするため)、二次
巻線を中間点CPの周りで折り曲げ、以て一次巻
線の高さとほぼ同じにし、その折り曲げた部分を
一次巻線の対向面間に分配している。第2図は、
伸ばしたとき、組み合わされた半一次巻線Prの
高さの約2倍の二次巻線を示している。中間共通
点CPの周りに折り曲げることによつて得られる
2つの半二次巻線は、一次巻線Prの両側にある
C1及びC2である。この方法により、組み合わさ
れた一次巻線の幾何学的長さに対する二次巻線の
幾何学的長さを、分布した漏れリアクタンスを大
幅に損失することなく、また、構成されたコイル
の小形化に著しい影響を与えることなく、最大に
することができる。6つの同じコイルが、六角形
の各辺の周りに整然と巻かれている。各巻線は半
二次巻線C1,C2の両側において開始及び終了導
線P及びQから同じ位置にタツプX及びYが設け
られている。加えて、第6図及び第7A−7D図
に関連して後述する如く、それらのコイルは、本
発明に従い、変圧器の3つの脚部上に対になつて
配置されており(第3−5図)、この場合、それ
ら6つのコイルの各対には中央脚部を中心に対称
軸が通つている。変圧器の三脚に対になつている
コイル自体の全体の構成並びにそれらの分布及び
方向は、第2図に関して上述した固有の小形化、
電気的性能、及び巻線類似点の他にいくつかの利
点を与える。 第1に、コイルの二次巻線は、コイルの同一端
部(例えば中間共通点CPの対向端)に開始及び
終了線P及びQを有する二層構造となつている。
従つて、X−P間の二次巻数及びY−Q間の二次
巻線は、実際に一次巻線と一致しており、これに
より意図した六角構造に必要な整流リアクタンス
に十分な対称性を持たせることができる。この対
称性及び電気的性能は各脚部上で対向したコイル
を選択することによつて向上する。 六角形のベクトル関係を維持し、対称性を保つ
ために、6つのコイルの一次巻線及び二次巻線を
三脚磁心上で接続するとき、いくつかの手段がと
られる。 まず、整流リアクタンスは適切な絶対値を有さ
なければならず、これは全コイル組に対してほぼ
同じでなければならない。従つて、6−コイル構
造は電気的かつ物理的に同じでなければならな
い。後述する如く、各コイルは二つの半二次巻線
間に挾まれた内側の半一次巻線Prでできている。
この半二次巻線は、組み合わされた半一次巻線
Pr内のものIWと、半一次巻線Pr外のものOWと
が設けられている。 従つて、第4及び5図の6つのコイルは実際に
は、それぞれ3つの同心コイルを含んでいる。内
部及び外部の半二次巻線IW,OWは全二次巻線
について、一端に中間共通点CPを有し、他端に
2つの出力線(一方が開始導線P、他方が終了導
線Q)を有している。 それでもやはり、6つのコイルは、三相磁心の
物理的形状により整流リアクタンスに同じだけ寄
与しない。中央脚部のコイルは両側に鉄心を有す
るが、外側脚部のコイルは一方の側しか正規の鉄
心を有さない。加えて、その2つの外側脚部は互
いに対するよりも内側脚部に対してより物理的に
近い。整流リアクタンスのバランスを向上するた
めには、第4及び5図に示す如く、2つの対策が
講じられている。2つの積層された磁気構造
LM1及びLM2は上部と下部の横断コアとの間に
設けられている。これらはコイル組立体の外側に
ある鉄心の第4及び第5の脚部として働き、以て
外側コイルの磁気環境の質を高めることができ
る。その結果、これらのコイルは中央脚部のコイ
ルとは余り違わなくなる。更に、第4脚及び第5
脚は、キヤビネツト壁、磁性物、漂遊磁界等の外
部磁気の影響から外側コイルを磁気的に絶縁する
ための磁気分路体として作用し、以て変圧器をパ
ツケージするときの近接物による悪影響を除去で
きる。また、外側コイルからの漏れ磁束が含まれ
ていることにより、経時変化する磁束をキヤビネ
ツト壁から締め出し、うず電流損も除去すること
ができる。 別の利点は磁気分路が変圧器と一体になつてい
るということである。その結果、整流リアクタン
スのバランスをチエツクし、性能を試験すること
は、最終パツケージ段階で、外部の磁性体に近づ
くことを余り心配せずに行なうことのできる最終
工程である。 2つの外側コイルに対して2つの中心コイルが
非対称に配置されていることを補償するため、本
発明の一実施例によつてとられる別の方法は、三
つの脚部の横断中間平面を中心に対称的に外側コ
イルを中心コイルに対してずらすことである。第
4図及び第5図に示されているように、外側コイ
ルの高い位置にある方のコイルは中央脚部の高い
位置にあるコイルより高い脚部位置にあり、他
方、外側コイルの低い位置にある方のコイルは中
央脚部の低い位置にあるコイルより同じ距離だけ
低い脚部位置にある。 第6図には、第2図に示したようなコイルにお
ける二次巻線の2つの半巻線C1及びC2が、それ
らの中間点CP及び各タツプX及びYとともに示
されている。二次巻線への外側導線は、一方の巻
線C1又はC2の「開始」極性側に対するPと、及
び他方の巻線C2又はC1の「終了」極性側に対す
るQと、である。両者共、二次巻線の中間共通点
CPと対向した一方の端部側にある。 第6図に示された二次コイルの固有の非対称性
から明らかなように、第4図及び第5図の各コイ
ル内においては、変圧器脚部に対して2つの方向
のうちのいずれか一方が可能である。第7A−7
D図において、組み合わされた脚部上でU字形の
上方向又は下方向のいずれかを示すことにより、
全ての可能な方向が特徴的に示されており、以て
方向を完全に選択することにより得られる4つの
異なつたパターンを表わしている。第7A図は、
全6個のコイルの閉塞端すなわち中間共通端CP
が各脚部上で互いに向かい合つている。第7B図
は第7A図と反対し、中間共通端CPが各脚部の
外側にある。第7C図及び第7D図は第7A図と
第7B図との方向を組み合わせたものである。第
7C図においては、脚部上の対向したコイルの2
つの中間共通端が中央脚部に沿つて互いに接近し
ており、他の脚部においては、共通端は外側に向
いている。第7D図は第7C図の状態と反対の状
態を示している。 第8A図は、内側巻線IWとして設けられた1
つの半二次巻線を有するコイルの具体例を示すも
ので、この場合、ピツチが2.025゜でほぼ一定であ
り、巻数が中間共通点CPから数えて7である。 第8B図は外側巻線OWとして対向した半二次
巻線を示しており、この例ではピツチが1.863゜で
ほぼ一定、巻数が第8A図と同じである。 第8C図は第8A図及び第8B図の2つのコイ
ルIW及びOWを、中間共通点CPからの回転が逆
方向になるように空間を置いて一緒にしたところ
を示している。投映した共通底部には、これと直
交した3つの断面の形跡a−a1,b−b1及びc−
c1が示されている。 第8A,8B、及び8C図に示されているよう
に、各コイルは2つの準円形端間に直線部分を有
している。形跡a−a1は、入出力線P及びQに近
い円形端部の曲率中心を含む面を示している。形
跡b−b1は中間共通点CPに近い円形端部の曲率
中心を含む面を示している。形跡c−c1はコイル
の一端から他端へ延び中間共通点CPの傍を通る
長手方向の対称面を示している。 第9A,9B,10A,10B、及び11A,
11B図は、それぞれ形跡a−a1,b−b1、及び
c−c1に沿つた面で切つた断面を示している。こ
の例での共通線は0.64×1.9(cm2)の断面を有し、
それぞれ一定のピツチ2.025゜及び1.863゜を有する
巻線IW及びOWに巻かれている。 第9A及び9B図(点a及びa1上の断面)を考
えると、外側巻線OW及び内側巻線IWについて
の導線は、点aについての表及び点a1について
の表によつて下記に示される底部からの各位置
レベル(cm)にある。
【表】
【表】
【表】
同様に、表は点b、表は点b1、表は点
c、そして表は点c1についてのデータを、それ
ぞれ第10A,10B,11B,11C図に関し
て示したものである。
c、そして表は点c1についてのデータを、それ
ぞれ第10A,10B,11B,11C図に関し
て示したものである。
【表】
以上のように、本発明によれば1台の変圧器で
3−12相変換でき、高周波歪が少ない装置が得ら
れる。
3−12相変換でき、高周波歪が少ない装置が得ら
れる。
第1図はジヨン・ロサの米国特許第4255784号
に示された六角形変圧器を改良したものの概略
図、第2図は正六角形の六辺の周りに配向した6
個のコイル(各コイルは2個の半二次巻線間に挾
まれた1個の半一次巻線を含んでいる)の概略
図、第3図は磁心の3つの並列脚部に設けられた
二次巻線の回路図、第4図及び第5図は三脚平面
磁心上に取り付けられた第2図の6個のコイルを
それぞれ示す斜視図及び正面図、第6図は第2図
又は第3図のコイルの2個の半二次巻線の概略
図、第7A図乃至第7D図は第4図及び第5図の
磁心上に設けられた4個の異なつた二次巻線の概
略配置図、第8A図及び第8B図は所定の一定ピ
ツチを有する1個の二次巻線のそれぞれ2つの対
向した半巻線の形状を示す概略図、第8C図は第
8A図及び第8B図の2個の半二次巻線を組み合
わせて底部を共通にしたところ(但し半一次巻線
を除く)を示す概略斜視図、第9A図、第9B
図:第10A図、第10B図;及び、第11A図
及び第11B図は投映された底部に沿い第8C図
で形成された各面形跡a,a1、b,b1、及びc,
c1に沿つてそれぞれ切つた実際の二次巻線の断面
図、第12図は内外半二次巻線間に挾まれた一次
巻線と鉄心との関係を示す概略断面図、第13A
図乃至第13C図は一次巻線を横切り、その共通
点の周りで2個の半二次巻線を接続した二次巻線
導体の変位及び転置部分をそれぞれ示す側面図、
背面図、及び平面図、第14A図乃至第14E図
は、第13A図乃至第13C図の導体を線A−
A,B−B,C−C,D−D、及びE−Eで切つ
た場合の変位及び転置工程を示す断面図、第15
A図乃至第15D図は1個のコイルについての4
つの巻線工程をそれぞれ示す斜視図、第16A図
乃至第16D図は第7A図乃至第7D図の配置に
それぞれ対応して配置された6個のコイルの相互
接続関係を示した図、第17図は第3図及び第1
6A図乃至第16D図に関連して磁心の三脚上の
二次巻線の開始P及び終了Q導線がコイル間の六
角直列接続を達成するのに如何に相互接続されて
いるかを示す図、第18A図乃至第18E図は第
17図の代わりに開始及び終了線間に種々の接続
板を設けたものをそれぞれ示す図、第19A図は
第4図及び第5図に従い上部の脚部上に設けた絶
縁コイルを示す斜視図、第19B図は第18A図
に示したようなコイルの下に設けた底部コイルを
示す斜視図、及び第19C図は第7A図のパター
ン(或いは中央コイルは第7C図のパターン、若
しくは外側脚部コイルは第7D図のパターン)に
従つて第19A図及び第19B図の絶縁コイルを
組み合わせたものを示す斜視図、である。 1P1,1P2,2P1,2P2,3P1,3P2,Pr…
…一次巻線、1S1,1S2,2S1,2S2,
3S1,3S2……二次巻線、CP……中間共通
点、C1,C2……半巻線、P……開始導線、Q…
…終了導線、X,Y……タツプ、LM1,LM2…
…横断磁心、なお、各図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。
に示された六角形変圧器を改良したものの概略
図、第2図は正六角形の六辺の周りに配向した6
個のコイル(各コイルは2個の半二次巻線間に挾
まれた1個の半一次巻線を含んでいる)の概略
図、第3図は磁心の3つの並列脚部に設けられた
二次巻線の回路図、第4図及び第5図は三脚平面
磁心上に取り付けられた第2図の6個のコイルを
それぞれ示す斜視図及び正面図、第6図は第2図
又は第3図のコイルの2個の半二次巻線の概略
図、第7A図乃至第7D図は第4図及び第5図の
磁心上に設けられた4個の異なつた二次巻線の概
略配置図、第8A図及び第8B図は所定の一定ピ
ツチを有する1個の二次巻線のそれぞれ2つの対
向した半巻線の形状を示す概略図、第8C図は第
8A図及び第8B図の2個の半二次巻線を組み合
わせて底部を共通にしたところ(但し半一次巻線
を除く)を示す概略斜視図、第9A図、第9B
図:第10A図、第10B図;及び、第11A図
及び第11B図は投映された底部に沿い第8C図
で形成された各面形跡a,a1、b,b1、及びc,
c1に沿つてそれぞれ切つた実際の二次巻線の断面
図、第12図は内外半二次巻線間に挾まれた一次
巻線と鉄心との関係を示す概略断面図、第13A
図乃至第13C図は一次巻線を横切り、その共通
点の周りで2個の半二次巻線を接続した二次巻線
導体の変位及び転置部分をそれぞれ示す側面図、
背面図、及び平面図、第14A図乃至第14E図
は、第13A図乃至第13C図の導体を線A−
A,B−B,C−C,D−D、及びE−Eで切つ
た場合の変位及び転置工程を示す断面図、第15
A図乃至第15D図は1個のコイルについての4
つの巻線工程をそれぞれ示す斜視図、第16A図
乃至第16D図は第7A図乃至第7D図の配置に
それぞれ対応して配置された6個のコイルの相互
接続関係を示した図、第17図は第3図及び第1
6A図乃至第16D図に関連して磁心の三脚上の
二次巻線の開始P及び終了Q導線がコイル間の六
角直列接続を達成するのに如何に相互接続されて
いるかを示す図、第18A図乃至第18E図は第
17図の代わりに開始及び終了線間に種々の接続
板を設けたものをそれぞれ示す図、第19A図は
第4図及び第5図に従い上部の脚部上に設けた絶
縁コイルを示す斜視図、第19B図は第18A図
に示したようなコイルの下に設けた底部コイルを
示す斜視図、及び第19C図は第7A図のパター
ン(或いは中央コイルは第7C図のパターン、若
しくは外側脚部コイルは第7D図のパターン)に
従つて第19A図及び第19B図の絶縁コイルを
組み合わせたものを示す斜視図、である。 1P1,1P2,2P1,2P2,3P1,3P2,Pr…
…一次巻線、1S1,1S2,2S1,2S2,
3S1,3S2……二次巻線、CP……中間共通
点、C1,C2……半巻線、P……開始導線、Q…
…終了導線、X,Y……タツプ、LM1,LM2…
…横断磁心、なお、各図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 三相一次巻線から12相六角形状分配形二次巻
線を介して三相交流を直流に変換する12パルス変
圧器−整流器装置において: 前記六角形の対向辺間において各二次巻線と組
み合わされて6個の一次・二次コイルを形成する
2個の半一次巻線を備え、各前記コイルは一端に
共通点を有し他端に開始及び終了導線を有する、
前記半一次巻線と同じ高さの2個の半二次巻線を
含み、前記半一次巻線は前記2個の半二次巻線間
に挾まれており、前記コイルは磁心の3つの脚部
上で対になつて分配され、その一対のコイルが前
記六角形の対向辺に属し且つ同一脚部上で反対方
向になつており磁心の中央脚部に対して対称にな
つていることを特徴とした12パルス変圧器−整流
器装置。 2 平坦な三脚磁心上に等分配された3個の一次
巻線及び6個の二次巻線を含む六角形変圧器にお
いて: 前記一次巻線の各々は前記六角形の対向辺と組
み合わされた2個の半巻線を含み;前記二次巻線
の各々は前記六角形の1つの該当辺に関連してい
て2個の半二次巻線を含んでおり;同じ六角形辺
の2個の半二次巻線間には、1個の半一次巻線が
挾まれており;1個の前記半一次巻線と2個の半
二次巻線とで6個の同じコイルが各々形成され、
前記コイルは前記六角形に沿つて同極性で隣り合
うように電気的に接続されており、且つ前記コイ
ルは1つの六角形辺のコイルがその対向辺の同様
のコイルを備えた共通の磁心脚に配置されるよう
に対になつて取り付けられており;各前記コイル
は一端に2個の組み合わされた前記半二次巻線間
の共通点を有し、組み合わされた半二次巻線から
の開始及び終了導線を他端に対向して有してお
り;前記6個の二次巻線は、前記六角形を一方向
に沿つて1個のコイルの1本の開始導線と、隣接
したコイルの開始導線とを接続し、前記1個のコ
イルの1本の終了導線と、隣接したコイルの終了
導線とを前記六角形の反対方向に沿つて接続する
ことにより次々と六角形状に直列接続され;前記
コイルは各脚部上で互いに反対方向を有し且つ磁
心の中心脚部を中心に対称に配向されており;該
磁心は第1及び第3の脚部のコイルを越えた平面
に拡がつた横断コイルを有しており、前記第1及
び第3の脚部のコイル対に対する二次巻線の外側
において各第1及び第2の並列磁気分路が密接な
関係で形成されている六角形変圧器。 3 前記第1及び第3の脚部の2個のコイルは第
2の脚部の2個のコイルに関して、対称的に配置
されており、前記第1及び第3の脚部の前記2個
のコイルは前記第2の脚部の2つのコイルに関し
て対称的に配置されている特許請求の範囲第2項
記載の六角形変圧器。 4 前記磁気分路は前記磁心の面に対して直交し
た磁性板でできている特許請求の範囲第3項記載
の六角形変圧器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US445124 | 1982-11-29 | ||
| US06/445,124 US4482945A (en) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | Transformer for low distortion rectifier system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5999962A JPS5999962A (ja) | 1984-06-08 |
| JPH0144005B2 true JPH0144005B2 (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=23767695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58178355A Granted JPS5999962A (ja) | 1982-11-29 | 1983-09-28 | 変圧器−整流器装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4482945A (ja) |
| JP (1) | JPS5999962A (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4876634A (en) * | 1988-07-01 | 1989-10-24 | Westinghouse Electric Corp. | Multi-pulse converter system |
| US5068774A (en) * | 1990-09-28 | 1991-11-26 | Westinghouse Electric Corp. | 24-pulse hexagon-type AC/DC static converter |
| US5148357A (en) * | 1991-10-07 | 1992-09-15 | Westinghouse Electric Corp. | Auto-connected hexagon transformer for a 12-pulse converter |
| US5631818A (en) * | 1995-02-14 | 1997-05-20 | Zero Emissions Technology Inc. | Power supply for electrostatic preciptator electrodes |
| US5920474A (en) * | 1995-02-14 | 1999-07-06 | Zero Emissions Technology Inc. | Power supply for electrostatic devices |
| US6362718B1 (en) | 2000-09-06 | 2002-03-26 | Stephen L. Patrick | Motionless electromagnetic generator |
| BR112013021363B1 (pt) * | 2011-02-24 | 2020-11-03 | Crane Electronics, Inc | conversor de energia para emitir tensão de corrente contínua e método para emitir a mesma |
| CN102629512B (zh) * | 2012-01-17 | 2015-12-02 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种用于大电流脉冲短路干式变压器副边三角形连接结构 |
| US9831768B2 (en) | 2014-07-17 | 2017-11-28 | Crane Electronics, Inc. | Dynamic maneuvering configuration for multiple control modes in a unified servo system |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1982
- 1982-11-29 US US06/445,124 patent/US4482945A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-09-28 JP JP58178355A patent/JPS5999962A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5999962A (ja) | 1984-06-08 |
| US4482945A (en) | 1984-11-13 |
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