JPH0287971A - 相数変換装置 - Google Patents
相数変換装置Info
- Publication number
- JPH0287971A JPH0287971A JP63238722A JP23872288A JPH0287971A JP H0287971 A JPH0287971 A JP H0287971A JP 63238722 A JP63238722 A JP 63238722A JP 23872288 A JP23872288 A JP 23872288A JP H0287971 A JPH0287971 A JP H0287971A
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- Japan
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- winding
- voltage
- load
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- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は単相交流を三相交流に変換する回転電機形の相
数変換装置に関する。
数変換装置に関する。
交流電気車では電気車駆動用の主電動機の他に、主電動
機冷却用の送風電動機、変圧器冷却油用電Ｉ！ＩＪ機、
抵抗器用送風電動機等数個の低圧補助電動機を使用して
いる。しかし、架線電圧が単相交流であるため、前述の
電動機を保守の容易な三相誘導電動機とするためには単
相から三相を得る相数変換機が必要となる。
機冷却用の送風電動機、変圧器冷却油用電Ｉ！ＩＪ機、
抵抗器用送風電動機等数個の低圧補助電動機を使用して
いる。しかし、架線電圧が単相交流であるため、前述の
電動機を保守の容易な三相誘導電動機とするためには単
相から三相を得る相数変換機が必要となる。
従来の装置は、特開昭５９−２５５８２号公報に記載の
ように、逆相電圧を小さくし出力電圧の不平衡率を小さ
くするために三次巻線に複数の中間端子を設け、負荷に
合せて接続変更を行なうものであった。
ように、逆相電圧を小さくし出力電圧の不平衡率を小さ
くするために三次巻線に複数の中間端子を設け、負荷に
合せて接続変更を行なうものであった。
第４図に従来技術の例を示す。
第４図で１０は変圧器で、架線に接触されたパンタグラ
フ１１から給電を受ける一次巻線１２と二次巻線１３、
三次巻線１４の出力巻線をもっている。二次巻線１３は
主整流装置１５を介して車両駆動用の主直流電動機（図
示せず）に接続されている。三次巻線は二つの中間タッ
プ（複数でも可）を持ち、相数変換機１６に給電する。
フ１１から給電を受ける一次巻線１２と二次巻線１３、
三次巻線１４の出力巻線をもっている。二次巻線１３は
主整流装置１５を介して車両駆動用の主直流電動機（図
示せず）に接続されている。三次巻線は二つの中間タッ
プ（複数でも可）を持ち、相数変換機１６に給電する。
相数変換機１６は単相の誘導電動機として抵抗分相起動
方式を用いて起動する。即ち、主巻線１６ａと補助巻線
１６ｂをもっており、補助巻線１６ｂに直列に起動抵抗
１７を起動スイッチ１８を介して挿入し、主巻線１６ａ
の作る磁束と補助巻線１６ｂの作る磁束の位相をずらし
て回転磁界を作り、起動回転力を発生させて起動し、回
転数が上昇した後に起動抵抗１７を起動スイッチ１８に
より切り離し、負荷スイッチ１９を投入して三相誘導電
動機等の負荷群２０に三相交流を供給する。相数変換機
１６は主巻線１６ａと補助巻線１６ｂの二巻線の組合せ
により三相交流電圧を出力しているため、架線電圧、即
ち、電圧器１０の三次巻線１４よりの入力電圧の変動、
および、負荷変動により。
方式を用いて起動する。即ち、主巻線１６ａと補助巻線
１６ｂをもっており、補助巻線１６ｂに直列に起動抵抗
１７を起動スイッチ１８を介して挿入し、主巻線１６ａ
の作る磁束と補助巻線１６ｂの作る磁束の位相をずらし
て回転磁界を作り、起動回転力を発生させて起動し、回
転数が上昇した後に起動抵抗１７を起動スイッチ１８に
より切り離し、負荷スイッチ１９を投入して三相誘導電
動機等の負荷群２０に三相交流を供給する。相数変換機
１６は主巻線１６ａと補助巻線１６ｂの二巻線の組合せ
により三相交流電圧を出力しているため、架線電圧、即
ち、電圧器１０の三次巻線１４よりの入力電圧の変動、
および、負荷変動により。
三相出力電圧は平衡電圧とはならず、不平ｆａ！圧とな
る。即ち、第５図に示した相数変換機の出力電圧のベク
トル図のように、相数変換機１６の補助巻線１６ｂの作
る無負荷時の電圧ベクトルＷ。
る。即ち、第５図に示した相数変換機の出力電圧のベク
トル図のように、相数変換機１６の補助巻線１６ｂの作
る無負荷時の電圧ベクトルＷ。
−Ｚは平衡状態の場合（通常定格負荷時）の電圧ベクト
ルＷＩ Ｚに比べて大きく、また、主巻線１６ａのＵ−
Ｖ相の電圧ベクトルＵ−Ｖに対する位相差も大きい。一
方、過負荷時に作る補助巻線１６ｂの電圧ベクトルＷ２
−Ｚは平衡状態の場合の電圧ベクトルＷＩ Ｚに比
べて小さく、また、主巻線１６ａのＵ−Ｖ相の電圧ベク
トルＵ−Ｖに対する位相差も小さい。そこで、変圧器１
ｏの三次巻線１４に複数の中間端子を設け、負荷電流の
変化に伴って変動する補助巻線１６ｂの出力電圧に見合
うよう中間端子の接続変更を行なうようにしたものであ
る。第６図に接続変更した場合の電圧ベクトルを示す。
ルＷＩ Ｚに比べて大きく、また、主巻線１６ａのＵ−
Ｖ相の電圧ベクトルＵ−Ｖに対する位相差も大きい。一
方、過負荷時に作る補助巻線１６ｂの電圧ベクトルＷ２
−Ｚは平衡状態の場合の電圧ベクトルＷＩ Ｚに比
べて小さく、また、主巻線１６ａのＵ−Ｖ相の電圧ベク
トルＵ−Ｖに対する位相差も小さい。そこで、変圧器１
ｏの三次巻線１４に複数の中間端子を設け、負荷電流の
変化に伴って変動する補助巻線１６ｂの出力電圧に見合
うよう中間端子の接続変更を行なうようにしたものであ
る。第６図に接続変更した場合の電圧ベクトルを示す。
Ｗ２−Ｚが変更前でＷ２２′が変更後である。
上記従来技術は保守と変圧器出力端子の設置スペースの
点について考慮されておらず、遊装スペースの確保及び
保守性について問題があった。
点について考慮されておらず、遊装スペースの確保及び
保守性について問題があった。
本発明の目的は、礒装が容易で保守の簡便な相数変換装
置を提供することにある。
置を提供することにある。
（１１１題を解決するための手段〕
上記目的は変圧器三次巻線出力電圧を不等分する一つの
中間端子を設け、多巻数側の電圧変動率を小巻数側の電
圧変動率より大きくすることにより達成される。
中間端子を設け、多巻数側の電圧変動率を小巻数側の電
圧変動率より大きくすることにより達成される。
本発明の作用を図面を参照しながら説明する。
第７図に相数変換装置の各電流電圧のベクトル図を示す
。図中添字の０．１．２は０が無負荷時を１が定格負荷
時を２が過負荷時を示す。出力電圧Ｖ ｕ ｖ ＨＶ
ｖ ｗ ） Ｖ ｗ ｕは定格負荷時のみ示した。
。図中添字の０．１．２は０が無負荷時を１が定格負荷
時を２が過負荷時を示す。出力電圧Ｖ ｕ ｖ ＨＶ
ｖ ｗ ） Ｖ ｗ ｕは定格負荷時のみ示した。
第７図に示すように、三次巻線の出力電流Ｉ ｕｏｌＩ
ｖｏは負荷電動機の力率が０．８〜０．９で相数変換機
の力率が０．５程度であるため、常に、Ｉｕ。
ｖｏは負荷電動機の力率が０．８〜０．９で相数変換機
の力率が０．５程度であるため、常に、Ｉｕ。
＞ＩｖＯとなっている。このことは第８図に示すように
、負荷電流の増加は補助巻線１６ｂの出力電圧を小さく
し、Ｕ−Ｖ相の電圧との位相差を小さくすると同時にＵ
−Ｖ相の見かけ上の中点からみた位相差をより小さくし
電圧不平衡率を大きくしている。第５図でＺはＵ−Ｖ相
の電圧の中点を示し、２′は電流差により移動した点を
示す。
、負荷電流の増加は補助巻線１６ｂの出力電圧を小さく
し、Ｕ−Ｖ相の電圧との位相差を小さくすると同時にＵ
−Ｖ相の見かけ上の中点からみた位相差をより小さくし
電圧不平衡率を大きくしている。第５図でＺはＵ−Ｖ相
の電圧の中点を示し、２′は電流差により移動した点を
示す。
そこで、三次巻線の無負荷電圧をｖｕ□〈Ｖ２ｖとなる
よう中間端子を設け、かつ、ｖ−Ｚ側（多数巻側）の電
圧変動率をＵ−Ｚ側（小数巻側）の電圧変動率より大き
くすることにより、三次巻線の中間端子電圧は、負荷電
流の増加に伴なって、相数変換機の補助巻線の電圧をＶ
端子側に引きょせるように動作する。それによって補助
巻線出力電圧は、三次巻線出力電圧の中点を通る垂線上
を移動するようになるので、相数変換装置の出方電圧は
、はぼＶ ｖｗ ＝Ｖ ｗｕとなり、電圧不平衡率を小
さくすることができる。
よう中間端子を設け、かつ、ｖ−Ｚ側（多数巻側）の電
圧変動率をＵ−Ｚ側（小数巻側）の電圧変動率より大き
くすることにより、三次巻線の中間端子電圧は、負荷電
流の増加に伴なって、相数変換機の補助巻線の電圧をＶ
端子側に引きょせるように動作する。それによって補助
巻線出力電圧は、三次巻線出力電圧の中点を通る垂線上
を移動するようになるので、相数変換装置の出方電圧は
、はぼＶ ｖｗ ＝Ｖ ｗｕとなり、電圧不平衡率を小
さくすることができる。
以下５本発明の一実施例を図面により説明する。
第１図は本発明の相数変換装置の一実施例を示した主回
路図である。
路図である。
第１図で変圧器１０の三次巻線１４にはＵ端子側の巻数
がＶ端子側の巻数より小さくなるように一個の中間端子
Ｚを設け、この中間端子２と相数変換機１６の補助巻線
１６ｂの端子とを、直接、永久接続とする。
がＶ端子側の巻数より小さくなるように一個の中間端子
Ｚを設け、この中間端子２と相数変換機１６の補助巻線
１６ｂの端子とを、直接、永久接続とする。
三次巻線の電圧変動率は、
εｕ ＜ ｔ ｖとなるようにする。
ここで、εＧ三次巻線のＵ−Ｚ相の電圧変動率εＶ：三
次巻線のＶ−Ｚ相の電圧変動率この関係を得る方法とし
て、例えば、三次巻線を二つの独立した巻線で構成し、
互いの空間的位置あるいは一次巻線との空間的位置を選
定することにより得ることができる。
次巻線のＶ−Ｚ相の電圧変動率この関係を得る方法とし
て、例えば、三次巻線を二つの独立した巻線で構成し、
互いの空間的位置あるいは一次巻線との空間的位置を選
定することにより得ることができる。
電圧変動率ε。とｔｖの最適値は相数変換機、及び、負
荷特性との組合せで決定されるが、少なくともＦ１□〈
ε９であれば目的は達せられる。
荷特性との組合せで決定されるが、少なくともＦ１□〈
ε９であれば目的は達せられる。
また、相数変換機の補助巻線が発生する電圧のベクトル
Ｗ−Ｚ相はＵ−Ｖ相の電圧ベクトルに対し９０度（電気
角）以上進みとする。
Ｗ−Ｚ相はＵ−Ｖ相の電圧ベクトルに対し９０度（電気
角）以上進みとする。
以下、第２図のベクトルにより本発明の詳細な説明する
。
。
第２図でＵ −Ｖは第１図に示したＵ−Ｖ端子間の電圧
であり、Ｗ−Ｚは第１図に示した相数変換機の補助巻線
］−６ｂの出力電圧を示し、Ｗｏ Ｚ。
であり、Ｗ−Ｚは第１図に示した相数変換機の補助巻線
］−６ｂの出力電圧を示し、Ｗｏ Ｚ。
は軽負荷の場合でＷｉ Ｚｔは定格負荷、Ｗ２−２２
は過負荷の場合を示す。
は過負荷の場合を示す。
第２図から明らかなように、負荷電流の増加につれて、
三次巻線内部インピーダンスの降■と相数変換機内部イ
ンピーダンス降下の三者が■−Ｗ相とＷ−Ｕ相の電圧を
ほぼ等しくするため、相数変換機１６の出力電圧は極端
な増加をすることはない。
三次巻線内部インピーダンスの降■と相数変換機内部イ
ンピーダンス降下の三者が■−Ｗ相とＷ−Ｕ相の電圧を
ほぼ等しくするため、相数変換機１６の出力電圧は極端
な増加をすることはない。
第３図は以Ｅの状態を負荷容量に対する電圧不平衡率の
関係で示したもので、（、ｌ）は従来技術で第４図に示
す中間端子を二つもつ例を示したもので（ｂ）は本発明
の場合を示す。
関係で示したもので、（、ｌ）は従来技術で第４図に示
す中間端子を二つもつ例を示したもので（ｂ）は本発明
の場合を示す。
以上の説明では変圧器の三次巻線の電圧変動率を不等に
する場合について説明したが、三次巻線と相数変換機の
接続を適当なインピーダンスを介して行なっても同様な
効果が得られる。
する場合について説明したが、三次巻線と相数変換機の
接続を適当なインピーダンスを介して行なっても同様な
効果が得られる。
本発明によれば、負荷電動機の不平衡電圧による不用な
発熱やトルクの減少を小さくすることができ、負荷電動
機の小形、軽量化が可能となる。
発熱やトルクの減少を小さくすることができ、負荷電動
機の小形、軽量化が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図及び第３図
は第１図の特性図、第４図は従来の相数変換装置回路図
、第５図及び第６図は第４図の特性図、第７図及び第８
図は特性説明図である。 １０・・変圧器、１４−・・三次巻線、１６・・相数変
換機、１６ａ・・・主巻線、１６ｂ・・・補助巻線。 高１区 帛２−凹 第午図 荊Ｓ図 Ｗ。 第６図
は第１図の特性図、第４図は従来の相数変換装置回路図
、第５図及び第６図は第４図の特性図、第７図及び第８
図は特性説明図である。 １０・・変圧器、１４−・・三次巻線、１６・・相数変
換機、１６ａ・・・主巻線、１６ｂ・・・補助巻線。 高１区 帛２−凹 第午図 荊Ｓ図 Ｗ。 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、主巻線及び補助巻線を備え、単相電源を三相電源に
変換する回転形の相数変換機と、前記相数変換機に電力
を供給する一つの中間端子を設けた三次出力巻線を設け
た変圧器より成る相数変換装置において、 前記中間端子を三次出力巻線の不等分点に設け、かつ、
当該巻線の多巻数側の電圧変動率を小巻数側の電圧変動
率よりも大きくしたことを特徴とする相数変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63238722A JPH0755052B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 相数変換装置 |
| IN785CA1989 IN172397B (ja) | 1988-09-26 | 1989-09-25 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63238722A JPH0755052B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 相数変換装置 |
| IN785CA1989 IN172397B (ja) | 1988-09-26 | 1989-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287971A true JPH0287971A (ja) | 1990-03-28 |
| JPH0755052B2 JPH0755052B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=26324357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63238722A Expired - Lifetime JPH0755052B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 相数変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755052B2 (ja) |
| IN (1) | IN172397B (ja) |
-
1988
- 1988-09-26 JP JP63238722A patent/JPH0755052B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-25 IN IN785CA1989 patent/IN172397B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IN172397B (ja) | 1993-07-17 |
| JPH0755052B2 (ja) | 1995-06-07 |
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