JPH04192402A - 単巻変圧器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばフラッシュハツト溶接装置の電源等に用
いる単巻変圧器に関するものである。

〔従来の技術〕

単巻変圧器は絶縁変圧器と比べると変圧器容量に対する
形状が小さく、また安価であるために広範囲に使用され
ている。

特に、鋼板等の横紙７容接を行うフラッシュハツト溶接
装置では、溶接する鋼板の厚さ及び幅寸法に応した溶接
電流を容易に与え得るために、溶接電源として単巻変圧
器が用いられる。

ところで、フラッシュハツト？容接のブロセスニこは、
フラッシュを出しながら加熱を行う、比較的小さい電流
を流すプロセスと、フラッシュを出さないで加熱を行う
、大きい電流を流すプロセスとかあって、フラノツユを
出さないで加熱するプロセスは、溶接部の破断を防止す
るために必要なプロセスであり、このときは大電流を流
すため溶接電源である単巻変圧器には大きな溶接電流か
流れることになる。

このようなことから溶接電源に使用する単巻変圧器は、
負荷が短絡した場合には、負荷電流を一定値に抑制すべ
く磁気飽和させる構造となっており、それにより漏洩磁
束が多量に発生するようになっている。

また、この単巻変圧器は、巻線に設けたタップの一方側
にある単位巻線から、他方側にある単位巻線に向かって
励磁電流か流れ、また他方側にある単位巻線からタップ
に向かって、タップに接続された負荷へ負荷電流が流れ
る。つまり、タップを基準にして一方側の単位巻線の電
流方向と、他方側の単位巻線の電流方向とが逆向きにな
り、−般にタップを挟んだ両側の単位巻線間では電流夫
々の単位巻線により発生し１こ漏洩磁束が逆向きで相加
わるようになり、過大の漏洩磁束による電磁誘導によっ
て、タップ付近の単位巻線に流れる電流が過大になって
異常に加熱することになる。

例えば単巻変圧器の巻線を、単位巻ｖＡ１．２゜３・・
・１０をその順序で所定間隔離隔して鉄心に巻回し、第
３図に示す如く、単位巻線１．２同士、３゜４同士、５
，６同士、７，８同士、９．１０同士を夫々並列接続し
た回路をその順序で直列接続して、単巻変圧器の巻線を
構成し、単位巻線６と単位巻線７との間からタップＴを
引出し、前記巻線の巻線端部Ｔ１とＴ２との間に電圧を
与えた場合５二は、タップＴを挾んで配置されでいる単
位巻線６と７との電流の向きが互いに反対うこなり、単
位巻線６゜７には過大な電流か流れる。いま、単位巻線
９゜１０に流れる電流の和が例えば１０００　Ａのとき
には、単位巻線７には２８０ＯＡか、また単位巻線８に
は１８００Ａが流れて、この単位巻線７．８間には循環
電流が生しる。一方、単位巻線５．６！こ流れる電流の
和は１５００　Ａになるが、単位巻線６には２７０ＯＡ
か、単位巻線５には１２０ＯＡが流れて、この単位巻線
５と６との間に循環電流が生しる。そして、このような
通電状態が長時間！！続した場合には、過大電流が流れ
る単位巻線６，７が焼損する虞れかある。

それ故、一般にはその単位巻線の導体断面積を大きくす
るか、形状が限られる場合には単位巻線を更に並列接続
するかの工夫がなされている。

あるいは、特公平２−１８１９４　ｑ公報に示されてい
　・るフラッシュハツト溶接装置の電＃装置の如く、溶
接トランスに接続された電源トランスの高圧側３次巻線
に設けた複数・のタップを切換えるようにして所定の溶
接電圧を得るようにして、単巻変圧器を使用しない方法
がある。

３発明が解決しようとする課題し しかし乍ら、単位巻線の導体断面積を太きくしても、異
常加熱する原因は電磁誘導に起因するために、大きな改
善は望めない。また、単位巻線に更に単位巻線を並列接
続すると循環電流か更に流れて、加熱を逆に促進する虞
れがあるという問題がある。一方、前記公報Ｓこ示され
た電′ａ装置によれば、３次巻線を備えた電源トランス
等を必要として大型化するとともに高価になるという問
題かある。

本発明は斯かる問題に鑑み、大きい負荷電流を流しても
タップに最も近い単位巻線が異常加熱することがない単
巻変圧器を提供することを目的とする。

Ｃ課題を解決するための手段〕 本発明に係る単巻変圧器は、閉磁路の鉄心↓こ巻回した
複数の単位巻線を直列接続しており、単位巻線を相互に
接続する接続部からタップを導出している単巻変圧器に
おいて、それに相隣する単位巻線の電流方向が異なる単
位巻線付近に、該単位巻線の漏洩磁束を通す漏洩磁路体
を設けていることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の単巻変圧器は、各単位巻線に電流か流れると鉄
心を励磁する。相隣しており、電流方向が互いに異なる
単位巻線により発生した漏洩磁束は、その漏洩磁束を通
すべく設けた漏洩磁路体に流れ込む。これにより、単位
巻線の電流はそれらの単位巻線の漏洩磁束による電磁誘
導によって増大しない。

よって、電流方向が互いに異なる付近の相隣した単位巻
線が異常温度上昇することがない。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。

第１図は本発明に係る単巻変圧器の模式的斜視図である
。鉄心１１は、主脚部１１ａと、側脚部１１ｂ。

１１ｂと、継鉄部１１ｃ、ｌｌｃとを用いて枠組みした
閉磁路構造となっている。王脚部１１ａには、単位巻線
１，２．３・・・１０を、その順序で所定距離を離隔し
て巻装している。これらの単位巻線１，２．３・・・１
０は、第３図に示すように、単位巻線Ｌ　　２同士、３
，４間士、５，６間士、７，８間士、９゜工０同士を夫
々並列接続しており、並列接続された各回路をその順序
で直列接続しており、それにより単巻変圧器の巻線を構
成している。そして単位巻線６と７との接続部からタッ
プＴを導出している。単位巻線１，２の一方の共通接続
部は、単巻変圧器の巻線の一側巻線端部Ｔ１となってお
り、単位巻線９．１０の一方の共通接続部は前記巻線の
他側巻線端部Ｔ２となっている。単位巻線６，７の夫々
には、断面が口字状をしており、単位巻線６．７の側面
及び外周面を覆う漏ｓＵ磁路体１２．１２を、単位巻線
６，７゛に各別に被せて配設している。

漏洩磁路体１２．１２はいずれも磁性体からなり、同寸
同形状であって、その長さは、鉄心１１の側脚部１１ｂ
、　ｌｌｂ間に跨がらない寸法となっており、その高さ
は単位巻線６，７に被せた状態て単位巻線６゜７と接触
せず、またその下端面か主脚部１１ａと直接接触しない
寸法となっている。そして、これらの漏洩磁路体１２，
１２　：よ図示しない非磁性体を介巳て絶縁された状態
で主脚部１ｉａの上２こ配設されている。これらの鉄心
１１と単位巻線１．２．３・・・１０と、漏洩磁路体１
２．１２とにより単巻変圧器が構成されている。

このように構成した華を変圧器は、タップＴと巻線端部
Ｔ１　との間に負荷（図示せず）を接続ン、巻線端部Ｔ
＋　、Ｔｚ間に電源電圧を与えることにより鉄心１１が
励磁され、タップＴと巻線端部Ｔ１との間に、巻線端部
’ｒ、、Ｔ２間の電＃電圧に比例した電圧を誘起して、
負荷へ電流を供給する。

つまり、タップＴより一方側にある単位巻線７から、他
方側にある単位巻線６に向かって励磁電流が流れ、また
その励磁電流を打ち消すように単位巻線６からタップＴ
に向かって、タップＴに接続した負荷に負荷電流が流れ
る。そしてタップＴを基準にして一方側の単位巻線６の
電流方向と、他方側の単位巻線７の電流方向とか逆向き
になり、タップＴを挟んだ両側の単位巻線６，７間では
、夫々の単位巻線６，７により発生した漏洩磁束か互い
に加わるようになり、単位巻線６．７間の漏／９．磁束
密度か過大になる。そじて、その漏洩磁束による電磁誘
導により単位巻線６．７の電流か増加しようとする。し
かし乍ら、その漏洩磁束は漏洩磁路体１２．１２に流れ
込んで単位巻ｖＡ６による漏洩磁束と単位巻線７による
漏洩磁束とか影響し合わないようになる。それによって
、単位巻線６゜７の電流が増大せず単位巻線５．６の電
流及び単位巻線７，８の夫々の電流に差が生じず、夫々
の並列回路で循環電流が発生しない。そのため負荷電流
が増大しても単位巻線６及び７は循環電流による異常加
熱が生じず、タップＴに最も近い単位巻線６，７の温度
を許容温度に保持できる。

第２図は、従来の単巻変圧器及び本発明の単を変圧器の
単位巻線６，７の巻線温度変化をその実測値で対比して
示した温度曲線図である。実線：よ従来の単巻変圧器の
場合の温度変化を、破線は本発明の単巻変圧器の場合の
温度変化を示している。

この場合、１次側電流を約１５００Ａに、２次側電流を
約２５００　Ａとし、通電時間を６０秒としたときの実
測値を示している。この図かち明らかなように従来及び
本発明のいずれの単巻変圧器でも単位巻線６，７に通電
した後は、夫々の単位巻線６．７の巻線温度は急激に上
昇する。そして、従来の単巻変圧器の場合は巻線温度は
７５℃Ｃ二まで上昇する。

これに対し、本発明の単を変圧器の場合は５０°Ｃ以上
；こ上昇することかないことを確認し得た。それにより
、本発明によればタップに最も近い単位巻線６．７を異
常に加熱せず、その焼損を防止できることか判った。

なお、前述した単巻変圧器は、第３図に示すように、並
設している複数の単位巻線１，２．３・・・ｌＯの最外
側に位置している単位巻線１，１０から巻線端部Ｔ、、
Ｔ２を導出し、隼位巻ｖＡ６と７との間からタップＴを
導出した構造となっているか、このような単を変圧器に
限らず、例えば第４Ｍに示すように並設している複数の
単位巻ｖＡ１．２゜３−・・１０の中間にある単位巻線
４，５から巻線端部Ｔ　ｚ　、　Ｔ　１を導出し、単位
巻線１と１０との接続部からタップＴを導出している単
巻変圧器て：よ相隣じている単位巻線４．５の電流方向
か互いに異なることになる。したがって、二の単を変圧
器て：よ、巻線端部Ｔ２．Ｔ、を導出二でいる単位巻線
４゜５に漏洩磁路体１２．１２を夫々配設すれば、前述
巳たと同様に単位巻線４．５の異常加熱を防ぎ得て、そ
の焼損を防止できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明コニよれば、電流方向が異な
る付近の単位巻線に漏洩磁路体を配設′−て、それらの
単位巻線か漏洩磁束による電磁誘導をうけないようにし
たから負荷電流を増大させても、その単位巻線の温度上
昇を大幅に抑制できる。したがって、フラッシュハツト
溶接をする場合のように間歇的に大電流の通電を繰り返
すフラッシュハツト溶接装置の電源にこの単巻変圧器を
用いても、電流方向が異なる相隣の単位巻線を許容温度
範囲に保持でき、その焼損を防止できる。更二こ絶縁変
圧器を用いた場合のように大型化′−たり設備コストが
上昇することもない。そのため、本発明はフラッシュハ
ツト溶接装置の電源に適５、巻線が焼損しない小型で安
価な単を変圧器を提供できる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る単巻変圧器の模式的斜視図、第２
図はその巻線温度変化を実測した温度曲線図、第３図は
単巻変圧器の巻線の接続状態を示す接続図、第４図は単
を変圧器の巻線の他の接続状態を示す接続図である。 １．２．３・・・１０・・・単位巻線　１１・・・鉄心
１１ａ・・・主脚部　１１ｂ・・・側脚部　１１ｃ・・
・継鉄部１２・・・漏洩磁路体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．閉磁路の鉄心に巻回した複数の単位巻線を直列接続
   しており、単位巻線を相互に接続する接続部からタップ
   を導出している単巻変圧器において、 それに相隣する単位巻線の電流方向が異なる単位巻線付
   近に、該単位巻線の漏洩磁束を通す漏洩磁路体を設けて
   いることを特徴とする単巻変圧器。