JPS6042504Y2 - 磁気増幅器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は磁気増幅器に係り、特に制御電流の瞬時値を正
確に検出するのに適した磁気増幅器に関する。

第１図は、公知の磁気増幅器回路の一例である。

まず鉄心１には出力巻線３が巻かれており、その巻き始
め５に、帰還抵抗１１の一端とダイオード１５のアノー
ドが接続され、巻き終り６にはダイオード１７のアノー
ドと出力抵抗１２の一端が接続されている。

また、鉄心２には出力巻線が巻かれ、その巻き始め７に
ダイオード１６のカソードと出力抵抗１２の他の一端が
接続され、巻き終り８には帰還抵抗１１の他の一端とダ
イオード１４のカソードが接続されている。

次に交流電源１３の一端にダイオード１４のアノードと
ダイオード１５のカソードが接続され、交流電源１３の
他の一端にダイオード１６のアノードとダイオード１７
のカソードが接続されている。

さらに、鉄心１に制御巻線９が、鉄心２に制御巻線１０
が巻かれ、制御巻線９と制御巻線１０は直列に接続され
ている。

なお、各巻線の・印は極性を示す。ここで、鉄心１．制
御巻線９および出力巻線３とで第１の可飽和リアクトル
を構成し、鉄心２゜制御巻線１０および出力巻線４とて
第２の可飽和リアクトルを構成しており、これらの可飽
和リアクトルは、交流電源１３の電圧位相により、交互
に飽和、非飽和を繰返す。

非飽和期間では、１次（制御）巻線と２次（出力）巻線
間に等アンペア・ターンの法則が成立する変流器作用を
行う。

このような構成において、制御巻線９，１０に矢印方向
に制御電流を流したとき、制御巻線９゜１０と出力巻線
３，４の間の変流器作用により、出力抵抗１２の両端に
はこれにほぼ比例する電圧が発生することが知られてい
る。

しかも制御電流の変化に対して出力電圧はほとんど時間
遅れなく変化するので、瞬時値検出の目的によく用いら
れている。

すなわち、第１の可飽和リアクトルの鉄心１が非飽和で
、変流器作用による制御巻線と出力巻線間の等アンペア
・ターンの法則が成立している期間では、３→５→１５
→１３→１６→１２→６→３の回路を流れる電流１２１
は、１次（制御）電流を１１１制御巻線数をＮ１，２次
（出力）巻線数をＮ２とするとき１ 、 Ｎ。

１２１”＜’１ となって、制御電流１１に比例する。

その後、交流電源１３の電圧の位相とともに第１の可飽
和リアクトルの鉄心１が飽和し、出力巻線３の電圧が消
滅する頃には、既に、第２の可飽和リアクトルの鉄心２
が非飽和領域に達し変流器作用を回復している。

従って、４→７→１２→１７→１３→１４→８→４の回
路を流れる電流１２゜は、第１のりアクドルと同一条件
の下で、やはり 、Ｎ１゜ １２２：附１１ となって、制御電流１１に正確に比例する。

ここで、ダイオード１６と１７は、高位優先回路を構成
し、全体として、この磁気増幅器は、負荷抵抗１２に対
して制御電流１１に比例した出力電流１２（ｊ２□ある
いはｊ２２）を流す電流源を構成する。

このように、この磁気増幅器は、各リアクトルの非飽和
領域でのみ有効動作を行う。

ここで注意すべきことは、制御巻線電流に正確に比例し
た出力を得られる反面、従来の磁気増幅器のように、電
圧・時間積の積分動作で出力が変化するもののように、
雑音の影響を殆んど受けないという訳にはいかないこと
である。

また、一般の飽和することがなく大きな起磁力で動作し
ている変流器に比べ、磁気特性がデリケートであるとい
うことである。

ところで、第２図は従来の磁気増幅器の具体的構造の一
例であって、まず鉄心１（通常、環状鉄心を用いる。

）に出力巻線３が第２図のように分布して巻かれる。

この場合、電線は円周に沿って線同志を密接させながら
並べていくので巻数が少なければ一周しないで巻き終る
こともあるが、一般には何周かした後に、即ち、何層か
巻いた後で巻き終り、巻き始めの位置と巻き終りの位置
は巻線作業の状態に左右され、一般には一致しない。

第２図は、判り易くするため、電線同志を間隔を置いて
図示しているが、実際には、巻線３は、電線同志が密接
して巻かれている。

また、このように密接して、多層に巻かれたあとの、最
外層のみを判り易く図示している。

鉄心２にも同様にして出力巻線４が分布して巻かれてい
る。

さらに、この磁気増幅器の構造から主回路より絶縁され
て、主回路電流（制御電流）を測定できるため、一般に
は高圧、大電流の測定に用いられている。

このような使用条件においては、制御電流による磁力線
の外に出力に雑音として現われる周囲からの外部磁力線
が存在し、そのうち鉄心１，２の左側を磁路として通り
抜ける外部磁力線１８、右側を磁路として通り抜ける外
部磁力１９に分けられる。

このため、第２図のような構造では、外部磁力線１８が
鎖交する出力線３，４の巻線と外部磁力線１９が鎖交す
る出力巻線３，４の巻数に不平衡が生じる。

従来の積分動作の磁気増幅器では、このような雑音成分
は全くと言ってよい程、問題にならず、また、一般の非
飽和形の変流器においても、このような低いレベルの雑
音成分は問題とならない。

このため、第２図のような構造が採られて来た。

ところが、本考案の対象とする第１図の磁気増幅器は、
可飽和リアクトルの非飽和領域でのデリケートな瞬時値
動作電流源であるため、上記の如き巻線不平衡による外
部磁束に反応して出力に雑音が現われることが判明した
。

この結果、この磁気増幅器の出力は制御電流に忠実に追
従することが不可能となる。

本考案の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、瞬時
値検出という本来の特徴を十分生かせるようにした磁気
増幅器を提供することにある。

本考案では従来の磁気増幅器の欠点が外部より飛来して
出力巻線と鎖交する磁力線のうち、出力巻線の右側で鎖
交して生ずる電流と、左側で鎖交して生じる電流が不平
衡になり、雑音電流が生じることに着目腰出力巻線を、
電線同志を密接させながら巻いていき、しかも複数層巻
き、残りの必要巻回数が一層分に満たないこと即ち、最
外層となったとき、電線同志に適当な等間隔を置いて巻
回することによって、巻始めのリード線の引き出し口の
位置と巻き終りのリード線の引き出し口の位置が一致す
る構造を持たせることによりこの不平衡を最小にしたこ
とを特徴とする。

第３図は、本考案の磁気増幅器の一実施例であって、こ
の場合、出力巻線は次のように巻く。

すなわち、出力巻線３は、従来と同様に、電線同志が互
いに密接するように巻かれていく。

このようにして、一層が巻き終ると、次の層もまた、電
線同志が密接するように巻かれていく。

そして、成る層を巻き終ったとき、残りの必要巻回数が
、一層分の巻回数に満たなくなると、即ち、最外層の巻
線作業に入るときに、巻線間隔を適当に選定し、この巻
数で出力巻線３を等間隔で均一に巻いて各層の巻き終り
の位置を巻き始めの位置に一致させるようにする。

そうすると出力巻線３の巻き始め５の位置と巻き終り６
の位置が一致し、この結果、巻き始め５のリード線の位
置と巻き終り６のリード線の位置が一致する。

同様にして出力巻線４は巻かれ、巻き始め７のリード線
の引き出し口の位置と巻き終り８のリード線の引き出し
口の位置が一致し、鉄心２の中心より見ると出力巻線４
は対称に巻かれる。

このような構造にすると第３図のように外部磁界が不平
等磁界の時、外部磁力線１８の磁束数は磁路長に反比例
し、また外部磁力線１８と鎖交する出力巻線の巻数は出
力巻線が均一に巻かれているため磁路長に比例するが、
外部磁力線１８による雑音電流は磁束数と出力巻線の巻
数との積に比例するので磁路長の影響は打ち消されて、
雑音電流は外部磁力線１８の磁路長には無関係となる。

同様の理由で外部磁力線１９によって生じる雑音電流は
前者と逆方向に流れる以外は同一値となる。

この結果、外部磁力線１８による雑音電流と外部磁力線
１９による雑音電流は打ち消し合い、出力抵抗には現わ
れることがなく瞬時値検出が可能となる。

又、外部磁力線１８．１９が平等磁界の時は不平等磁界
の特殊な場合なので同じように説明できる。

なお前記の出力巻線の巻き方の均一さは、通常の巻線機
で実現できる程度の値で十分である。

本考案によれば、外部磁束による雑音を低減し、より良
好に瞬時値を検出できる磁気増幅器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の対象とする磁気増幅器の回路を示す図
、第２図は従来の磁気増幅器の具体的構造の一例を示す
図、第３図は本考案の磁気増幅器の一実施例の具体的な
構造を示す図である。 １．２・・・・・・鉄心、３，４・・・・・・出力巻線
、５，７・・・・・・巻き始め、６．訃・・・・・巻き
終り、１８．１９・・・・・・外部磁力線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 制御巻線と出力巻線を巻いた鉄心から成る２組の可飽和
   リアクトルと、これらの制御巻線の直列体に制御電流を
   流す制御電源と、上記各出力巻線と負荷抵抗との間に接
   続された交流電源と、上記各可飽リアクトルの非飽和領
   域での出力巻線電流を交互に負荷抵抗へ取出す高位優先
   ダイオードとを備えた磁気増幅器において、上記出力巻
   線は複数層に重ねて巻かれ、その最外層を除く内層は線
   同志を間隔を置かずに密接して巻装され、かつ最外層は
   線同志にはＳ′等間隔を置いて巻き始めのリード線の引
   き出し口の位置と巻き終りのリード線の引き出し口の位
   置を一致させたことを特徴とする磁気増幅器。