JPS6252911A

JPS6252911A - 変圧器用コイル

Info

Publication number: JPS6252911A
Application number: JP19213185A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shioda; 広塩田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1987-03-07
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPH0719702B2

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】［発明の技術分野］本発明は、ダブルスター整流回路に用いられる変圧器用
コイルに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］化学用設備や、アルミ電解用などの設備に用いられる整
流装置は、特に大電流、低電圧用となるため、ダブルス
ター整流回路がしばしば採用される。この回路は第７図
に示すように、二組の半波整流回路Ｓ＋　、８２を相間
リアクトル１の作用を利用して結合したものである。

このダブルスター整流回路に接続される変圧器の二次巻
線は、山王相系に対応して２つの巻線からなる。すなわ
ち、第７図においてＵ〜Ｖなる一次巻線２を巻回した鉄
心脚には、ｕ−０１なる二次巻線３と、０２〜Ｘなる二
次巻線４が巻回される。同様に■〜Ｗなる一次巻線２を
巻回した鉄心脚には、ｖ−Ｏｌ　なる二次巻線３と０２
〜ｙなる二次巻線４が巻回され、またＷ−Ｕなる一次巻
線２を巻回した鉄心脚には、０１〜Ｘなる二次巻線３と
０２〜２なる二次巻線４とがそれぞれ巻回される。

二次巻線として用いられる大電流用コイルは、多数の双
成コイルを並列に日出導体に接続したものが一般的に利
用されてきた。第４図および第５図は、上述した従来の
二次巻線のコイル構造を説明したものである。単位双成
コイル５は、第４図のように巻回される。その上で、第
７図中のり〜０１　なる二次巻線３を構成するものとし
ては口出記号Ｕおよび０１　が付され、また０２〜Ｘな
る二次巻線４を構成するものとしては、日出記号Ｕの代
りに０２が、０１　の代りにＸが付される。こうした各
単位双成コイル５は、第５図に示すようにＵ〜０１　な
る二次巻線３を構成するものと０２〜Ｘなる二次巻線４
を構成するものを交互に積み上げた後、各々の日出導体
６に接続される。

第６図はこうして構成された二次巻線と一次巻線のアン
ペアターン分布を模式的に示す断面図である。第６図に
おいて、Ｕ〜０１　間でアーム短絡が発生した場合を考
える。短絡電流はｕ−Ｏｌなる二次巻線３と一次巻線２
とに互いに逆向きに流れ、そのアンペアターン分布は、
斜線でハツチングしたようになる。つまり二次巻線は、
第５図のように単位双成コイル５を積み上げたものであ
るから、−次巻線とアーム短絡した二次巻線のコイル高
さ方向のアンペアターン分布にΔｈなる変位を生じ、こ
れが原因となって両巻線には軸方向の外部推力Ｆ１およ
びＦ２が発生する。Δｈと軸方向外部推力については、
両者に比例の関係を有するものである。

このような軸方向外部推力を最小限におさえるため、−
次巻線２のコイル高さを二次巻線全体より小さなものに
してΔｈを１／２にするなどの対策が取られてきたが、
両コイルのアンペアターン分布を完全に一致させること
はできなかった。そこでコイルの電流密度を抑制して素
線の強度を増したり、コイルの支持物の強度を上げるな
どの対策が講じられてきたが、いずれも変圧器の中身を
大きくしたり、製作工数を増大させるなど、経済性を悪
くしていた。また、短絡時の発生機械力は、計算で求め
るしかないため、絶対的な信頼性の面でも問題があった
。

［発明の目的］本発明の目的は、二つの二次巻線番々と一次巻線との間
の、コイル高さ方向のアンペアターン分布が完全に一致
し、よって、二次のアーム短絡時における軸方向外部推
力を本質的にゼロとし、経済的で信頼性の高い変圧器用
コイルを提供するものである。

［発明の概要］本発明の変圧器用コイルは、多数の双成コイルを、日出
導体に並列に接続してなるダブルスター整流回路に用い
られる変圧器用コイルにおいて、各単位双成コイルは２
ｎ本の並列導体で構成し、これのうちｎ本を前記ダブル
スター整流回路の変圧器の第一の二次コイル用に、残り
ｎ本を変圧器の第二の二次コイル用に用いることで、二
つの二次巻線番々と一次巻線との間の、コイル高さ方向
のアンペアターン分布を完全に一致させるように構成し
たことを特徴とするものである。

［発明の実施例］以下本考案の一実施例を第１図ないし第３図を参照して
説明する。

第１図および第２図は従来の巻線を説明した第４図およ
び第５図と本考案との構成上の相違を示すためのもので
ある。従って同一部材には同一符号をつけてその説明を
省略する。

第１図において単位双成コイル５は、従来のように、単
一のコイルではなく、Ｕ〜０１なる二次巻線３と０２〜
Ｘなる二次巻線４の、各々の一並列コイルを巻回したも
のである。すなわち、単位双成コイル５は、２ｎ本の並
列導体で構成し、このうちｎ本をｕ−０１なる二次巻線
３用に、残りｎ本を０２〜Ｘなる二次巻線４用に用いる
。そこで、従来とは異なり、ひとつの単位双成コイル５
の口出記号としては、ｕ、　　ｏｌ　、　　ｏ２．　　
ｘの４つが付されることになる。

第２図は第１図において説明した各単位コイル５と、口
出導体６との接続状態を示すものである。

各単位コイル５の口出しは、各々の日出記号に従って口
出導体６に接続されることで多数の並列回路を構成する
。

このような構成のコイルで、１〜０１間でアーム短絡を
生じたときを考察する。第３図は、短絡電流によるアン
ペアターン分布を示した断面図である。本発明によるコ
イルでは、２つの二次巻線が幾何学的に同一空間を占め
ているため、いずれの巻線におけるアーム短絡であって
も、それらと−次巻線とのコイル高さ方向のアンペアタ
ーン分布は完全に一致させることができる。

つまり、第６図におけるΔｈはＯとなり、軸方向外部推
力は発生しない。軸方向外部推力を、その発生機構上な
くすことになるため、従来必要であったコイルの支持物
の強化が不要になる。さらに、コイルの電流密度、その
温度上昇から決まる値まで上げることができる。これら
により変圧器中身がコンパクトになり、機器全体を小形
・軽量化でき、材料の使用量を削減できる。また、コイ
ルの支持物をシンプルな構成にすることで、その製作工
数の増大もまぬがれることができるため、全体として経
済性が大幅に改善される。

一方、Δｈとしては、工作上の誤差に起因する、ごく小
さな変位を仮定することで良いため、軸方向外部推力に
対する設計上の裕度が大きくとれ、機器の信頼性が向上
する。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、各単位双成コイルを
２ｎ本の並列導体で構成し、そのｎ本をダブルスター整
流回路の変圧器の第１の二次コイル用に、残りｎ本を変
圧器の第２の二次コイル用に構成したことにより、アー
ム短絡時の、電磁機械力による軸方向外部推力を小さく
し、変圧器の小形軽量化と、信頼性向上に大きく寄与す
る変圧器用コイルが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による変圧器用コイルを構成する単位双
成コイルの斜視図、第２図は各単位双成コイルと口出導
体との接続関係を示す全体図、第３図は本発明における
変圧器用コイルのアンペアターン分布を示す模式図、第
４図は従来の単位双成コイルを示す斜視図、第５図はそ
の単位双成コイルと口出導体との接続関係を示す全体図
、第６図は従来のコイルのアンペアターン分布を示す模
式図、第７図はダブルスター整流回路を示す結線図であ
る。２・・・−次巻線３．４・・・二次巻線５・・・単位双成コイル（８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１
名）第　　２　　図 ■ 第　　３　　図 ’Ｆ＋＠６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

　多数の双成コイルを口出導体に並列接続してなるダブ
ルスター整流回路に用いられる変圧器用コイルにおいて
、各単位双成コイルは２ｎ本の並列導体で構成し、この
うちｎ本を前記ダブルスター整流回路の変圧器の第一の
二次コイル用に、残りｎ本を前記ダブルスター整流回路
の変圧器の第二の二次コイル用に用いることを特徴とす
る変圧器用コイル。