JPS6028371B2 - 変圧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は三次巻線の漏洩インピーダンスが大きくなるよ
うに構成した変圧器に関するものである。

一般に三次巻線を備えた変圧器においては三次巻線の漏
洩インピーダンス（以下インピーダンスと称す）を大き
くすることが要求される。

すなわち、特別の考慮を払わずに設計した三次巻線付変
圧器では三次巻線のインピーダンスが４・さくなり勝ち
であり、外部回路の短絡による短絡電流が大きくなって
大容量のしや断器が必要となる。また、三次巻線の容量
は一般に一次、二次巻線の容量に比較して小さいので、
短絡電流により巻線間に働く電磁機械力に対する耐力が
少ない。従って三次巻線に流れる短絡電流を小さくする
必要があり、このため三次巻線のインピーダンスを大き
くすることが要求される。一般に大容量変圧器のインピ
ーダンスはほぼリアクタンス分に等しい。

すなわち、インピーダンスは巻線内および主間隙中に畜
えられる磁気エネルギーに比例い１｝式で表わされる。
％Ｚ＝％ＩＸのＪ欧・ｄｖ …・・・｛１）
％Ｚ：パーセントインピーダンス％ＩＸ：パーセントリ
アクタンス Ｂ：巻線および主間隙各部の磁束密度 ｖ：巻線および主間隙各部の体積 ‘１｝式で示されるようにインピーダンスを変化させる
には′Ｂ２・ｄｖを変化させなければならないが、これ
には磁遠密度Ｂを主に変化させる方法と、体積ｖを主に
変化させる方法がある。

例えば、第１図ａに示す鉄」Ｄ４に三次巻線３、こ次巻
線２、一次巻線１を同Ｄ状に巻装した変圧器において、
一次巻線１〜二次巻線２間のインピーダンス（一次巻線
１と二次巻線２および主間隙の合計の体積ｖ，２と第１
図ｂに示す磁束密度に比例する）をある定められた値と
し、二次巻線２〜三次巻線３間のインピーダンス（二次
巻線２と三次巻線３および主間隙の合計の体積載２３と
第１図に示す磁束密度に比例する）を大きくしたい場合
、第２図ａに示すように、二次巻線２と三次巻線３の主
間隙を絶縁上必要な寸法以上に大きくすることによって
なされるが、しかし変圧器が大型化して不経済となる欠
点がある。また、三次巻線３に限流リアクトルを入れる
場合もあるが、これは限流リアクトルという別製作のも
のを変圧器に取付けねばならないという欠点がある。

本発明は上述の点を考慮したもので、経済的に三次巻線
のインピーダンスを大きくできる変圧器を得ることを目
的とするものである。

以上本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第３図ａ乃至ｄにおいて、鉄心４に内側より三次巻線３
、補足巻線５、二次巻線２および一次巻線１を同○状に
巻装する。そして、三次巻線３の一方の端子ｂと補足巻
線５の一方の端子ｃとを三次巻線３の誘起電圧を減少さ
せる向きに接続し、三次巻線３の他方の端子ａと補足巻
線５の他方の端子ｄを三次端子ａ，ｄとし、三次端子ａ
，ｄ間の電圧が三次巻線３と補足巻線６の誘起電圧差と
なるように構成する。尚、補足巻線５と二次巻線２との
主間隙は絶縁、冷却上から決まる寸法とする。また三次
巻線３と補足巻線５との主間隙は要求されるインピーダ
ンスになるような寸法を選ぶ。次に上記本発明による変
圧器の作用効果を第２図に示した従来の変圧器と対比さ
せて説明する。

一次巻線１、二次巻線２との主間隙の合計の体積及び第
２図ｂ、第３図ｂに示す磁束密度を両者とも同一とする
。すなわち、一次巻線１〜二次巻線２間のインピーダン
スを同一とする。第３図ａに示す変圧器においては、三
次端子ａ，ｄ間の電圧Ｖとし、三次巻線３と補足巻線５
の誘起電圧をそれぞれＥ３，Ｅ５とすると、Ｖ＝Ｅ３一
Ｅ５となる。三次巻線３と補足巻線５の主間隙での磁束
密度は第３図ｃに示すように第２図の場合のＥ２／Ｅ２
−Ｅ５倍となり大きくなる。すなわち、第２図と第３図
の二次巻線２〜三次巻線３間のインピーダンスを同一に
した場合、第３図の二次巻線２と三次巻線３との主間隙
の体積は第２図の場合より４・さくすることができる。
同じ事が三次巻線３と一次巻線１間についてもいえる。
従って二次巻線２と一次巻線１の外径寸法が小さくなり
、銅線重量が低減し鉄心寸法、タンク寸法も小さくなる
ので鉄心重量、タンク重量、油量が減少する。

一方、三次巻線３の容量は耳き弓着となり、補足巻線５
も追加となるが、一般に三次巻線容量は小さく、巻線は
短絡機械力に耐えるためや工作上の要請で余裕のある設
計になっている場合が多いので、銅線重量の増加の割合
は一次巻線１と二次巻線２の銅線重量の減４・量にくら
べて小さい場合が多い。

従ってコンパクトで安価な三次巻線付変圧器を提供でき
る。また別製作の限流リアクトルも不用となる。さらに
、補足巻線５を一次巻線１、二次巻線２および三次巻線
３の各巻線と同一鉄○４に同Ｄ状に配置する構成として
いることから、これら同０配置された各巻線を共通に支
えるようにすることができるので、補足巻線５を設けた
ことにより特別な巻線支え構造を施す必要がなくよりコ
ンパクトな変圧器とすることが可能となる。尚、上記実
施例では三次巻線一二次巻線間と三次巻線−一次巻線間
のインピーダンスを大きくする場合について説明したが
、三次巻線−一次巻線間のインピーダンスだけを大きく
する場合には第４図ａに示すように補足巻線５を二次巻
線２と一次巻線１間に配置すればよい。

このように構成すれ‘よ、第４図ｃに示すように、磁束
密度分布が第３図の場合より一層大きくなり、従って一
次巻線１と二次巻線２の外径をより一層小さくすること
ができる。更に第５図ａに示すように、補足巻線５を一
次巻線１の外側に配置することができる。

このように構成すれば、第５図ｂ，ｃに示すように磁束
密度分布が一層大きくなる。以上説明したように本発明
によれば、欲心の外周に一次巻線、二次巻線および三次
巻線を同Ｄ状に巻装し、かつ三次巻線を最内側に配置し
たものにおいて、上記三次巻線に当該三次巻線の謙起電
圧を減少させるように補足巻線を直列に接続し、かっこ
の補足巻線を上記ミ次巻線の外側にこれと同Ｄ状に配置
する構成としたので、三次巻線のインピーダンスを任意
に製作できると共に限流リアクトルを省略することがで
き、総合的に重量および油量の軽減を図ることが可能な
コンパクトで安価な信頼性の高い変圧器が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは三次巻線のインピーダンスを特に大きくしな
い一般的な変圧器巻線の配置図、第１図ｂ乃至ｄはそれ
ぞれ一次巻線と二次巻線間、三次巻線と二次巻線間及び
三次巻線と一次巻線間の磁束密度分布を示す概略図、第
２図ａは従来の変圧器における三次巻線のインピーダン
スを大きくした変圧器巻線の配置図、第２図ｂ乃至ｄは
それぞれ一次巻線間と二次巻線、三次巻線と二次巻線間
及び三次巻線と二次巻線間の磁束密度分布を示す概略図
、第３図ａは本発明による変圧器の一実施例を示す巻線
の配置図、第３図ｂ乃至ｄはそれぞれ一次巻線と二次巻
線間、三次巻線と二次巻線間及び三次巻線と一次巻線間
の磁束密度を示す概略図、第４図ａは本発明の他の実施
例を示す巻線配置図、第４図ｂ乃至ｄはそれぞれ一次巻
線と二次巻線間、三次巻線と二次巻線間及び三次巻線の
磁束密度分布を示す概略図、第５図ａは本発明の他の実
施例を示す巻線配置図、第５図ｂ乃至ｄはそれぞれ一次
巻線と二次巻線間、三次巻線と二次巻線間及び三次巻線
と一次巻線間の磁束密度分布を示す概略図である。 １…・・・一次巻線、２・・・・・・二次巻線、３…・
・・三次巻線、４・・・・・・鉄心、５…・・・補足巻
線。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄心の外周に一次巻線、二次巻線および三次巻線を
   同心状に巻装し、かつ前記三次巻線を最内側に配置した
   ものにおいて、前記三次巻線に当該三次巻線の誘起電圧
   を減少させるように補足巻線を直列に接続し、かつこの
   補足巻線を前記三次巻線の外側にこれと同心状に配置し
   て成ることを特徴とする変圧器。 ２ 補足巻線を三次巻線と二次巻線の間に配置して成る
   特許請求の範囲第１項記載の変圧器。 ３ 補足巻線を二次巻線と一次巻線の間に配置して成る
   特許請求の範囲第１項記載の変圧器。 ４ 補足巻線を最外側に配置して成る特許請求の範囲第
   １項記載の変圧器。