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JP2901739B2 - Transformer - Google Patents

Transformer

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Publication number
JP2901739B2
JP2901739B2 JP2278202A JP27820290A JP2901739B2 JP 2901739 B2 JP2901739 B2 JP 2901739B2 JP 2278202 A JP2278202 A JP 2278202A JP 27820290 A JP27820290 A JP 27820290A JP 2901739 B2 JP2901739 B2 JP 2901739B2
Authority
JP
Japan
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windings
phase
group
positive
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Application number
JP2278202A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH04152610A (en
Inventor
広 塩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2278202A priority Critical patent/JP2901739B2/en
Publication of JPH04152610A publication Critical patent/JPH04152610A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はサイクロコンバータの電源用変圧器として用
いるのに好適する変圧器に関する。
The present invention relates to a transformer suitable for use as a power transformer for a cycloconverter.

(従来の技術) この種の変圧器を用いる循環電流形サイクロコンバー
タは例えば特開昭63−186563号公報に開示されている
が、これを第6図によって説明するに、この図におい
て、1は三相交流電源、2は電源巻線3(一次巻線)と
正群巻線4および負群巻線5(いずれも二次巻線)とか
らなる三相変圧器、6はサイリスタ7を三相ブリッジ接
続してなる正群コンバータ、8はサイリスタ9を三相ブ
リッジ接続してなる負群コンバータ、10および11は両コ
ンバータ6、8の双方の正負直流出力端子間に接続され
た循環電流制限リアクトル、12は両リアクトル10、11の
中性点間に接続された負荷である。このようなサイクロ
コンバータにおいて、各コンバータ6,8のサイリスタ
7、9のゲートに所定のパターンのゲート信号を与える
と、正群コンバータ6の出力端子間、負群コンバータ8
の出力端子間および負荷12の端子間には、第7図に太線
で示す波形の電圧eop、eonおよびeoが得られる。ここで
eoはeopおよびeonの平均値である。なお、細線は三相交
流電源1の出力電圧波形を、点線は各電圧eop、eonおよ
びeoの基本波成分を示す。このようにしてサイクロコン
バータは、サイリスタのゲートに与えるゲート信号を制
御することにより、電源周波数をそれよりも低い範囲内
で任意の周波数に直接的に変換する周波数変換回路とし
て利用される。
(Prior Art) A circulating current type cycloconverter using this type of transformer is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-186563. This will be described with reference to FIG. A three-phase AC power supply, 2 is a three-phase transformer including a power supply winding 3 (primary winding), a positive group winding 4 and a negative group winding 5 (all are secondary windings), and 6 is a thyristor 7 A positive group converter with a phase bridge connection, 8 is a negative group converter with a thyristor 9 connected in a three-phase bridge, and 10 and 11 are circulating current limits connected between the positive and negative DC output terminals of both converters 6 and 8. Reactor 12 is a load connected between the neutral points of both reactors 10 and 11. In such a cycloconverter, when a gate signal of a predetermined pattern is applied to the gates of the thyristors 7 and 9 of the converters 6 and 8, the output between the positive group converter 6 and the negative group converter 8
Between the output terminal and between the load 12 terminals, voltage e op waveform indicated by a bold line in FIG. 7, e on and e o is obtained. here
e o is the average value of e op and e on . Incidentally, the thin line the output voltage waveform of the three-phase AC power source 1, a dotted line indicates a fundamental wave component of the voltage e op, e on and e o. In this way, the cycloconverter is used as a frequency conversion circuit that directly converts the power supply frequency to an arbitrary frequency within a lower range by controlling the gate signal applied to the gate of the thyristor.

このようなサイクロコンバータにおいて、第8図に示
すように負荷電流ioのうち正半波電流iopは正群コンバ
ータ6のサイリスタ7から供給され、負半波電流ion
負群コンバータ8のサイリスタ9から供給されるが、こ
のうち、iopを例にするとコンバータ6としてはt2−t3
期間で示すようにサイリスタ7が順方向バイアスされて
いる期間は電流も順方向であって順変換機能を果たして
おり、またt3−t4期間で示すようにサイリスタ7が逆バ
イアス状態に移った後も引き続き電流が順方向に流れ続
ける期間では逆変換機能を果たしている。一方のコンバ
ータ6がこのように順変換および逆変換機能を果たして
いる期間では他方のコンバータ8は電流の通過を阻止す
る待機状態にある。但し、このような待機状態が半周期
毎に形成されるも、実際には第7図に示すように電圧に
高調波を含んでいるので両コンバータ6,8間にリアクト
ル10、11を介して循環電流が流れる。変圧器2の正群巻
線4および負群巻線5には半波電流しか流れないのに対
して電源巻線3には正負群両巻線4,5のアンペアターン
が同一になるように全波電流が流れるので、正群または
負群巻線の電流容量を1とした場合、電源巻線3の電流
容量は略 必要である。
In such a cycloconverter, the positive half-wave current i op of the load current i o as shown in FIG. 8 is supplied from the thyristor 7 of positive group converter 6, the negative half-wave current i on the negative group converter 8 are supplied from the thyristor 9, of which, t2-t3 is the i op as a converter 6 when examples
During the period in which the thyristor 7 is forward-biased as shown by the period, the current is also in the forward direction and performs the forward conversion function, and even after the thyristor 7 shifts to the reverse bias state as shown by the period t3-t4. The reverse conversion function is performed during a period in which the current continues to flow in the forward direction. During the period in which one converter 6 performs the forward conversion and reverse conversion functions, the other converter 8 is in a standby state for preventing passage of current. However, although such a standby state is formed every half cycle, since the voltage actually includes harmonics as shown in FIG. 7, the standby state is formed between the converters 6 and 8 via the reactors 10 and 11. A circulating current flows. Only a half-wave current flows through the positive group winding 4 and the negative group winding 5 of the transformer 2, whereas the power winding 3 has the same ampere turns of both the positive and negative group windings 4 and 5. Since the full-wave current flows, if the current capacity of the positive or negative group winding is 1, the current capacity of the power supply winding 3 is approximately is necessary.

第9図に示すサイクロコンバータは、正群コンバータ
を第1及び第2の正群コンバータ6a,6bによって構成
し、負群コンバータを第1及び第2の負群コンバータ8
a,8bによって構成し、各コンバータに印加する三相交流
電圧が第1及び第2のコンバータ間で30度の位相差を有
する構成にしてなるもので、第6図に示すものよりもサ
イリスタによるパルス変調が細くなり、高周波成分が低
減されるように改善された回路である。通常、第6図に
示すような構成のコンバータ部分は6パルスブリッジ構
成と称され、第9図に示すものは12パルスブリッジ構成
と称されている。
In the cycloconverter shown in FIG. 9, the positive group converter includes first and second positive group converters 6a and 6b, and the negative group converter includes the first and second negative group converters 8a and 6b.
a, 8b, in which the three-phase AC voltage applied to each converter has a phase difference of 30 degrees between the first and second converters. This is an improved circuit in which pulse modulation becomes thinner and high-frequency components are reduced. Normally, the converter portion having the configuration shown in FIG. 6 is called a 6-pulse bridge configuration, and the converter portion shown in FIG. 9 is called a 12-pulse bridge configuration.

(発明が解決しようとする課題) この第9図に示すサイクロコンバータに用いる変圧器
13は第10図に示す構成にされている。この第10図は三脚
鉄心の一つの鉄心脚14についてのみ示す。この脚14には
第1の正群コンバータ6a及び負群コンバータ8a用に第1
の正群巻線15a及び第1の負群巻線16aと、第2の正群コ
ンバータ6b及び負群コンバータ8b用に第2の正群巻線15
b及び第2の負群巻線16bと、第1の正,負群巻線と密に
結合されるように配置された第1の電源巻線17aと、第
2の正,負群巻線と密に磁気結合する関係に配置された
第2の電源巻線17bとが巻回されている。第1及び第2
の電源巻線17a,17bは並列接続されて他の2個の脚に巻
回された電源巻線との間で三相結線され、第1の正群巻
線15aも他の2個の脚に巻回された第1の正群巻線との
間で三相結線され、同様に他の巻線15b,16a,16bも夫々
他の2個の脚に巻回された巻線との間で三相結線され
る。
(Problems to be Solved by the Invention) Transformer used in the cycloconverter shown in FIG.
13 is configured as shown in FIG. FIG. 10 shows only one iron leg 14 of the tripod iron. This leg 14 has a first positive group converter 6a and a first group for the negative group converter 8a.
Of the positive group winding 15a and the first negative group winding 16a, and the second positive group winding 15a for the second positive group converter 6b and the negative group converter 8b.
b and a second negative group winding 16b, a first power supply winding 17a arranged to be tightly coupled with the first positive and negative group windings, and a second positive and negative group winding 16b. And a second power supply winding 17b, which is arranged in a tight magnetic coupling relationship. First and second
Power supply windings 17a and 17b are connected in parallel and three-phase connected to the power supply windings wound around the other two legs, and the first positive group winding 15a is also connected to the other two legs. And the other windings 15b, 16a and 16b are similarly connected to the windings wound on the other two legs, respectively. Are connected in three phases.

従来の12パルスブリッジ構成のサイクロコンバータに
電源用変圧器として使用される三相変圧器は、以上のよ
うに三相巻線の一相分について言うと、1脚に2個の正
群巻線と2個の負群巻線と更に2個の電源巻線とを同心
配置に設ける構成にしている。従ってもし負荷12が三相
ならばコンバータを4個から12個に増やすと共に三相変
圧器を3個にしなければならない。三相変圧器を3個に
増やすことは製造コストの上昇および設置スペースの増
加を招き、更にそれだけ鉄心体積が大幅に増すため無負
荷損、特に鉄損が増加する問題がある。このような無負
荷損の増加は誘導電動機の運転方式を可変速制御方式と
することによってエネルギーの消費量を節減しようとす
るサイクロコンバータ採用の趣旨に反することになる。
A three-phase transformer used as a power supply transformer in a conventional 12-pulse bridge configuration cycloconverter is, as described above, for one phase of a three-phase winding, two positive group windings per leg. And two negative group windings and two further power supply windings are provided concentrically. Therefore, if the load 12 is three-phase, the number of converters must be increased from four to twelve and three-phase transformers must be three. Increasing the number of three-phase transformers to three causes an increase in manufacturing cost and an increase in installation space, and furthermore, the core volume is greatly increased, so that there is a problem that no-load loss, particularly, iron loss increases. Such an increase in no-load loss goes against the intent of adopting a cycloconverter, which attempts to reduce energy consumption by using a variable speed control system for the operation of the induction motor.

そこで、本発明の目的は、三相負荷に12パルスブリッ
ジ構成のサイクロコンバータから三相交流電流を供給す
るためにそのサイクロコンバータに接続される電源用変
圧器を2個の鉄心で構成でき、その結果、無負荷損を低
減でき、且つ小形軽量化が可能になると共に製造コスト
の低減および設置スペースの削減が可能になる変圧器を
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a power transformer connected to a cycloconverter to supply a three-phase alternating current from a cycloconverter having a 12-pulse bridge configuration to a three-phase load by using two iron cores. As a result, it is an object of the present invention to provide a transformer that can reduce no-load loss, can be reduced in size and weight, and can reduce manufacturing cost and installation space.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明による変圧器は、第1及び第2の正群コンバー
タと第1及び第2の負群コンバータとが12パルスブリッ
ジとして構成された三相出力サイクロコンバータの電源
用の変圧器において、3個の脚を有する第1及び第2の
鉄心と、正群巻線、負群巻線、および電源巻線とを有
し、前記第1の鉄心の各脚に対して、三相各相の前記第
1の正群コンバータに接続される3個の前記正群巻線、
三相各相の前記第1の負群コンバータに接続される3個
の前記負群巻線、および3個の前記電源巻線を設け、前
記第2の鉄心の各脚に対して、三相各相の前記第2の正
群コンバータに接続される3個の前記正群巻線、三相各
相の前記第2の負群コンバータに接続される3個の前記
負群巻線、および3個の前記電源巻線を設け、且つ第1
及び第2の鉄心夫々において、各脚に設けた前記3個の
電源巻線を夫々互に並列接続した上で三相結線し、各脚
に設けた前記3個の正群巻線を夫々3個の脚にわたって
三相結線して3個の三相巻線を形成し、各脚に設けた前
記3個の負群巻線を夫々3個の脚にわたって三相結線し
て3個の三相巻線を形成し、更に第1及び第2の鉄心間
で位相差を生ずるように、第1及び第2の鉄心の巻線に
ついての三相結線の態様を相互に異ならせてなる。
[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The transformer according to the present invention is a transformer in which the first and second positive group converters and the first and second negative group converters are configured as 12 pulse bridges. A power transformer for a phase output cycloconverter, comprising: a first and a second iron core having three legs; a positive group winding, a negative group winding, and a power supply winding; For each leg of the iron core, three of said positive group windings connected to said first positive group converter of each of the three phases;
Three negative group windings and three power supply windings connected to the first negative group converter of each three phase are provided, and each of the legs of the second iron core is provided with a three-phase winding. Three of the positive group windings connected to the second positive group converter of each phase, three of the negative group windings connected to the second negative group converter of each phase of three phases, and 3 The power supply windings, and
And in each of the second iron cores, the three power supply windings provided on each leg are connected in parallel with each other, and then connected in a three-phase manner, and the three positive group windings provided on each leg are respectively connected to the three windings. To form three three-phase windings by three-phase connection over the three legs, and to form three three-phase windings by three-phase connection of the three negative group windings provided on each leg over the three legs. The windings of the first and second cores are formed in a different manner from each other so as to form a phase difference between the first and second cores.

(作用) この変圧器は三相負荷に三相交流電力を供給するサイ
クロコンバータの電源用変圧器として使用するために、
三相(3個)のサイクロコンバータの各相に三相交流電
圧を印加するのに一相のサイクロコンバータ当たり6個
の正群及び負群巻線が割り当てられ、且つ電源巻線は巻
線回路インピーダンスを正,負群間で同一にするため一
対の正群および負群巻線に対して1個割り当てられ、そ
してこれらの巻線のうち、第1の正,負群及び電源巻線
については1個の3脚鉄心(第1の鉄心)によって相互
に磁気的に結合された単独の変圧器として構成され、同
様に第2の正,負群及び電源巻線についても1個の3脚
鉄心(第2の鉄心)により単独の変圧器として構成され
る。このような構成の変圧器は三相変圧器を3台備えた
と同様の機能を有するにもかかわらず、鉄心が2個で済
み、その結果鉄心継鉄部は3脚鉄心の場合1個当たり2
個所に有するから3個では計6個所に必要になるとこ
ろ、本発明では4個所のみでよく、それだけ鉄心体積が
削減される。
(Operation) This transformer is used as a power transformer for a cycloconverter that supplies three-phase AC power to a three-phase load.
To apply a three-phase AC voltage to each phase of a three-phase (three) cycloconverter, six positive group and negative group windings are allocated per one-phase cycloconverter, and the power supply winding is a winding circuit. One is assigned to a pair of positive group and negative group windings in order to make the impedance the same between the positive and negative groups, and of these windings, the first positive, negative group and power supply winding are One three-leg core (first core) is configured as a single transformer that is magnetically coupled to each other, and the second positive, negative group, and the power supply winding also have one three-leg core. (2nd iron core) is comprised as an independent transformer. Although a transformer having such a configuration has the same function as having three three-phase transformers, only two iron cores are required, and as a result, the core yoke is two per core in the case of a three-leg iron core.
Where three are required, a total of six is required, but in the present invention only four are required, and the core volume is reduced accordingly.

(実施例) 以下、本発明の一実施例について第1図〜第5図
(A)(B)を参照しながら説明する。第5図(A)に
示すように、この実施例において第1の変圧器20Aを構
成する3脚形の第1の鉄心21は3個の脚22〜24とこれら
脚22〜24の相互間をその上下端で磁気的に結合するため
の2個の継鉄部25とからなる。第2図にその1脚22につ
いての巻線構造が示されているが、この図に示すように
1つの脚22の外周には、先ず最内側に3個の第1の正群
巻線Xpu,Ypu,Zpuを軸方向に並ぶように設け、その外周
に同様に3個の第1の電源巻線Ua,Ub,Ucを配置し、その
外周に3個の負群巻線Xnu,Ynu,Znuを配置し、以て各3
個の巻線が同心配置になるようにする。これと同一の巻
線配置を他の2個の脚23,24に対しても行う。この場合
の各脚とそれに配置された巻線との関係を第1図に示
す。この第1図において、Xpv〜Zpv,Xpw〜Zpwは夫々脚2
3,24に設けられた第1の正群巻線、Xnv〜Znv,Xnw〜Znw
は夫々脚23,24に設けられた第1の負群巻線、Va〜Vc,Wa
〜Wcは夫々脚23,24に設けられた第1の電源巻線であ
る。第3図にこの第1の変圧器20Aと第2の変圧器20Bを
電源とする三相構成のサイクロコンバータの全体的構成
が示されている。第2の変圧器20Bは第1図、第2図及
び第4図に示す第1の変圧器20Aと全く同一に構成さ
れ、三相結線の態様のみが後述するように異なる。第3
図において、26は三相負荷例えばスター結線された三相
の各相X,Y,Zに対応する固定子巻線26X,26Y,26Zを有する
三相誘導電動機で、その各相の固定子巻線には一組が一
相に対応する三組の12パルスブリッジ構成のサイクロコ
ンバータ27X,27Y,27Zから交流電圧が印加される。各組
のサイクロコンバータは第9図に示す第1,第2の正群サ
イクロコンバータ6a,6bおよび第1,第2の負群サイクロ
コンバータ8a,8bと同一に構成されている。即ち、6aX,6
aY,6aZ及び6bX,6bY,6bZは電動機26側の三相即ちX,Y,Z相
に夫々対応する固定子巻線26X,26Y,26Zに夫々対応され
た第1及び第2の正群コンバータ、8aX,8aY,8aZおよび8
bX,8bY,8bZは固定子巻線26X,26Y,26Zに夫々対応された
第1及び第2の負群コンバータである。このような各コ
ンバータと第1,第2の変圧器20A,20Bとの接続関係につ
いて述べる。第4図には三相交流電源と第1の変圧器20
Aの第1の正,負群巻線及び電源巻線と第1の正,負群
コンバータとの間の接続関係が示されている。先ず、第
1の鉄心21の同一の脚22に設けられた3個の電源巻線U
a,Ub,Ucは並列接続して三相交流電源1の三相U,V,W相の
うちのU相に接続し、脚23に設けられた3個の電源巻線
Va,Vb,Vcは並列接続して三相交流電源1のV相に接続
し、脚24に設けられた3個の電源巻線Wa,Wb,Wcは並列接
続して三相交流電源1のW相に接続すると共に、その三
組の並列巻線を全体として三相結線例えばスター結線す
る。一方、3個の脚22〜24に分散して配置されたU,V,W
相対応の3個の第1の正群巻線Xpu〜Xpwおよび3個の第
1の負群巻線Xnu〜Xnwは夫々三相結線、例えばスター結
線して夫々X相に対応する第1の正群コンバータ6aXお
よび第1の負群コンバータ8aXに接続し、同じく3個の
脚22〜24に分散して配置されたY相対応の第1の正群巻
線Ypu〜Ypwおよび第1の負群巻線Ynu〜Ynwは夫々スター
結線してY相対応の第1の正群コンバータ6aYおよび負
群コンバータ8Yに接続し、さらに同じく3個の脚22〜24
に分散して配置されたZ相対応の第1の正群巻線Zpu〜Z
pwおよび第1の負群巻線Znu〜Znwは夫々スター結線して
Z相対応の第1の正群コンバータ6aZおよび第1の負群
コンバータ8aZに接続する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5 (A) and (B). As shown in FIG. 5 (A), in this embodiment, a three-legged first iron core 21 constituting a first transformer 20A has three legs 22-24 and a space between the legs 22-24. At the upper and lower ends thereof. FIG. 2 shows the winding structure of the one leg 22. As shown in FIG. 2, the three first positive group windings Xpu , Ypu, Zpu are arranged in the axial direction, and three first power supply windings Ua, Ub, Uc are similarly arranged on the outer periphery thereof, and three negative group windings Xnu, Ynu, Znus are placed and each 3
The windings are arranged concentrically. The same winding arrangement is applied to the other two legs 23 and 24. FIG. 1 shows the relationship between each leg and the windings arranged in this case. In FIG. 1, Xpv to Zpv and Xpw to Zpw are leg 2 respectively.
The first positive group windings provided at 3, 24, Xnv to Znv, Xnw to Znw
Are the first negative group windings Va-Vc, Wa provided on the legs 23, 24, respectively.
WWc are first power supply windings provided on the legs 23 and 24, respectively. FIG. 3 shows the overall configuration of a three-phase cycloconverter using the first transformer 20A and the second transformer 20B as power supplies. The second transformer 20B is configured exactly the same as the first transformer 20A shown in FIGS. 1, 2 and 4, and differs only in the form of the three-phase connection as described later. Third
In the figure, reference numeral 26 denotes a three-phase induction motor having three-phase loads, for example, three-phase stator windings X, Y, and Z corresponding to star-connected three-phase X, Y, and Z, respectively. AC voltage is applied to the lines from three sets of 12-pulse bridge-configured cycloconverters 27X, 27Y, 27Z, one set corresponding to one phase. Each set of cycloconverters has the same configuration as the first and second positive group cycloconverters 6a and 6b and the first and second negative group cycloconverters 8a and 8b shown in FIG. That is, 6aX, 6
aY, 6aZ and 6bX, 6bY, 6bZ are first and second positive group converters respectively corresponding to the stator windings 26X, 26Y, 26Z corresponding to the three phases, that is, X, Y, Z phases, on the motor 26 side. , 8aX, 8aY, 8aZ and 8
bX, 8bY, 8bZ are first and second negative group converters corresponding to the stator windings 26X, 26Y, 26Z, respectively. The connection relationship between such converters and the first and second transformers 20A and 20B will be described. FIG. 4 shows a three-phase AC power supply and a first transformer 20.
The connection relationship between the first positive and negative group windings of A and the power supply winding and the first positive and negative group converter is shown. First, three power supply windings U provided on the same leg 22 of the first iron core 21 are provided.
a, Ub, and Uc are connected in parallel and connected to the U-phase of the three-phase U, V, and W phases of the three-phase AC power supply 1, and three power supply windings provided on the legs 23 are provided.
Va, Vb, and Vc are connected in parallel and connected to the V phase of the three-phase AC power supply 1, and the three power supply windings Wa, Wb, and Wc provided on the legs 24 are connected in parallel to connect the three-phase AC power supply 1. While being connected to the W phase, the three sets of parallel windings are three-phase connected, for example, star-connected as a whole. On the other hand, U, V, W distributed on three legs 22-24
The three first positive group windings Xpu to Xpw and the three first negative group windings Xnu to Xnw corresponding to the respective phases are respectively connected in a three-phase connection, for example, in a star connection, and each of the first windings corresponding to the X phase. The first positive group windings Ypu to Ypw and the first negative group corresponding to the Y phase, which are connected to the positive group converter 6aX and the first negative group converter 8aX, and are also distributed and arranged on the three legs 22 to 24. The group windings Ynu to Ynw are star-connected, respectively, and connected to the first positive group converter 6aY and the negative group converter 8Y corresponding to the Y phase.
Z-phase corresponding first positive group windings Zpu to Z
The pw and the first negative group windings Znu to Znw are star-connected, respectively, and connected to the first positive group converter 6aZ and the first negative group converter 8aZ corresponding to the Z phase.

第2の変圧器20Bの各正,負群巻線Xpu〜Znwと第2の
正,負群コンバータ6bX,8bX〜6bZ,8bZとの間の接続も第
1の変圧器20Aのそれと同一になすが、第2の変圧器20B
における電源巻線Ua〜Uc,Va〜Vc,Wa〜Wcの三相結線の態
様は第1の変圧器20Aのそれと異なるデルタ結線とす
る。この三相結線の相違により第1及び第2の変圧器20
A,20B間で巻線の出力電圧に30度の位相差が生ずる。
The connection between each positive and negative group winding Xpu to Znw of the second transformer 20B and the second positive and negative group converters 6bX, 8bX to 6bZ, 8bZ is the same as that of the first transformer 20A. But the second transformer 20B
The three-phase connection of the power supply windings Ua to Uc, Va to Vc, and Wa to Wc is a delta connection different from that of the first transformer 20A. Due to the difference in the three-phase connection, the first and second transformers 20
A phase difference of 30 degrees occurs between the output voltages of the windings A and 20B.

このような接続構成の結果、サイクロコンバータの第
1の正,負群コンバータ6aX〜8aZと第2の正,負群コン
バータ6bX〜8bZに30度の位相差を有する三相交流電圧が
印加され、これにより誘導電動機26の固定子巻線26X,26
Y,26Zにはサイクロコンバータから三相交流電圧が印加
されると共に、その周波数が各コンバータを構成してい
るサイリスタ7,9へのゲート信号の制御によって可変さ
れる。
As a result of such a connection configuration, a three-phase AC voltage having a phase difference of 30 degrees is applied to the first positive and negative group converters 6aX to 8aZ and the second positive and negative group converters 6bX to 8bZ of the cycloconverter, This allows the stator windings 26X, 26
A three-phase AC voltage is applied to Y and 26Z from a cycloconverter, and the frequency is varied by controlling gate signals to thyristors 7 and 9 constituting each converter.

三相負荷に三相交流電圧を印加するためのサイクロコ
ンバータに使用されるこの実施例の変圧器は、三相負荷
の場合従来は第5図(B)に示すように3台の変圧器即
ち独立した3個の鉄心28を必要とするのに対して2台の
変圧器20A,20B、即ち、2個の鉄心21でよい。そこで第
5図(A)と同図(B)とによって図示の寸法(尚、こ
の場合鉄心の厚さを便宜上1とする)を用いて鉄心の体
積について従来とこの実施例とを比較する。
The transformer of this embodiment used in a cycloconverter for applying a three-phase AC voltage to a three-phase load conventionally has three transformers as shown in FIG. Two transformers 20A and 20B, that is, two cores 21 may be used, while three independent cores 28 are required. 5A and FIG. 5B, the volume of the core is compared with the conventional example using the dimensions shown (in this case, the thickness of the core is set to 1 for convenience).

従来の鉄心の体積(3個合わせた体積)Vは次式で表
される。
The volume V (three volumes) of the conventional iron core is represented by the following equation.

V=3{W(2A+2h)−4wh} =6WA+6Wh−12wh これに対してこの実施例の鉄心21を2個合わせた体積
V′は次式で表される。
V = 3 {W (2A + 2h) -4wh} = 6WA + 6Wh-12wh On the other hand, the volume V 'obtained by combining the two cores 21 of this embodiment is expressed by the following equation.

V′=2W(2A+3h)−12wh =4WA+6Wh−12wh このVとV′との差から明らかなように2WAだけ体積
がこの実施例の鉄心の方が小さいことがわかる。即ち、
鉄心の継鉄部は3脚鉄心の場合1個当たり2個所有する
から3個では計6個所有することになるところ、本発明
では4個所のみでよく、それだけ鉄心体積が削減され
る。鉄心の材質および磁束密度を同一とすれば、鉄心中
の無負荷損は鉄心の体積に比例することから、本実施例
では従来に比べ2WA相当分の無負荷損が減少する。また
この無負荷損は鉄心の継鉄部の図中斜線の部分で多く発
生するため、継鉄部の数が従来に比べ減少している本実
施例ではその分さらに無負荷損が減少する。また鉄心体
積の減少に伴いその分材料費を削減でき、しかも鉄心の
組立工数が約2/3に減少するので製造コストを大幅に削
減でき、また鉄心の設置スペースも約2/3に減少する。
V '= 2W (2A + 3h) -12wh = 4WA + 6Wh-12wh As is apparent from the difference between V and V', it is understood that the volume of the iron core of this embodiment is smaller by 2WA in volume. That is,
In the case of a three-legged iron core, two irons are owned per three, so three irons will have a total of six iron cores. However, in the present invention, only four iron cores are required, and the core volume is reduced accordingly. If the material and the magnetic flux density of the iron core are the same, the no-load loss in the iron core is proportional to the volume of the iron core. In addition, since the no-load loss often occurs in the shaded portion of the yoke portion of the iron core in the drawing, the no-load loss is further reduced in the present embodiment in which the number of the yoke portions is reduced as compared with the related art. In addition, the material cost can be reduced as the core volume decreases, and the number of man-hours for assembling the iron core can be reduced to about 2/3, so that the manufacturing cost can be significantly reduced and the installation space for the iron core also decreases to about 2/3. .

尚、上記実施例では、第1及び第2の変圧器間で30度
の位相差を得るのに電源巻線の三相結線の態様を異なら
せているが、電源巻線の三相結線の態様を同一にし、
正,負群巻線の三相結線の態様を例えば第1の変圧器で
はスター結線とし、第2の変圧器ではデルタ結線とする
等のように両変圧器間で相互に異なるようにしてもよ
い。更に上記実施例の巻線配置は、電源巻線を正群巻線
および負群巻線間に脚の半径方向において介在させる同
心配置としているが、本発明はこれに限定されず、電源
巻線を正群巻線および負群巻線間に脚の軸方向において
介在させる同軸配置にしてもよい。
In the above embodiment, the three-phase connection of the power supply winding is made different to obtain a phase difference of 30 degrees between the first and second transformers. The aspect is the same,
The mode of the three-phase connection of the positive and negative group windings may be different between the two transformers, for example, a star connection in the first transformer and a delta connection in the second transformer. Good. Furthermore, although the winding arrangement of the above embodiment is a concentric arrangement in which the power supply winding is interposed between the positive group winding and the negative group winding in the radial direction of the leg, the present invention is not limited to this. May be coaxially arranged between the positive group winding and the negative group winding in the axial direction of the leg.

[発明の効果] 本発明は以上のべたように、三相負荷に12パルスブリ
ッジ構成のサイクロコンバータから三相交流電流を供給
するためにそのサイクロコンバータに接続される電源用
変圧器として使用される場合に適し、且つこれを2個の
鉄心で構成でき、その結果、無負荷損を低減でき、且つ
小形軽量化が可能になると共に製造コストの低減および
設置スペースの削減が可能になる変圧器を提供すること
ができる。
[Effect of the Invention] As described above, the present invention is used as a power supply transformer connected to a cycloconverter for supplying a three-phase load to a three-phase load from a 12-pulse bridge configuration cycloconverter. And a transformer that can be composed of two iron cores. As a result, a transformer that can reduce no-load loss, can be reduced in size and weight, and can reduce manufacturing cost and installation space. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図〜第5図は本発明の一実施例に関し、その第1図
は第1の変圧器の巻線の相互の全体的な対応関係を示す
図、第2図は変圧器の1脚についての巻線の配置状態を
示す概略的縦断面図、第3図はサイクロコンバータの結
線図、第4図は第3図のサイクロコンバータの一部分を
具体的に示す結線図、第5図(A)は変圧器の鉄心の正
面図、第5図は従来の鉄心の正面図、第6図は単相負荷
の場合の一般的なサイクロコンバータの結線図、第7図
は第6図の各部の電圧波形図、第8図は電圧および電流
波形と共に示すタイムチャート、第9図は12パルスブリ
ッジ構成の一般的なサイクロコンバータの結線図、第10
図は第9図に示すサイクロコンバータに用られる変圧器
の1脚の巻線構成を示す図である。 図中、20A,20Bは第1,第2の変圧器(第1,第2の鉄
心)、21は鉄心、22〜24は脚、26は誘導電動機、6aX〜6
bZは第1,第2の正群コンバータ、8aX〜8bZは第1,第2の
負群コンバータ、Xpu〜Zpwは正群巻線、Xnu〜Znwは負群
巻線、Ua〜Wcは電源巻線である。
1 to 5 relate to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 shows the overall correspondence of the windings of a first transformer and FIG. 2 shows one leg of the transformer. , FIG. 3 is a connection diagram of the cycloconverter, FIG. 4 is a connection diagram specifically showing a part of the cycloconverter in FIG. 3, and FIG. ) Is a front view of the core of the transformer, FIG. 5 is a front view of the conventional iron core, FIG. 6 is a connection diagram of a general cycloconverter in the case of a single-phase load, and FIG. Voltage waveform diagram, FIG. 8 is a time chart showing voltage and current waveforms, FIG. 9 is a connection diagram of a general cyclo converter having a 12 pulse bridge configuration, FIG.
The figure shows the winding configuration of one leg of the transformer used in the cycloconverter shown in FIG. In the figure, 20A and 20B are first and second transformers (first and second iron cores), 21 is an iron core, 22 to 24 are legs, 26 is an induction motor, 6aX to 6
bZ is the first and second positive group converters, 8aX to 8bZ are the first and second negative group converters, Xpu to Zpw are positive group windings, Xnu to Znw are negative group windings, and Ua to Wc are power supply windings Line.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1及び第2の正群コンバータと第1及び
第2の負群コンバータとが12パルスブリッジとして構成
された三相出力サイクロコンバータの電源用の変圧器に
おいて、 3個の脚を有する第1及び第2の鉄心と、正群巻線、負
群巻線、および電源巻線とを有し、 前記第1の鉄心の各脚に対して、三相各相の前記第1の
正群コンバータに接続される3個の前記正群巻線、三相
各相の前記第1の負群コンバータに接続される3個の前
記負群巻線、および3個の前記電源巻線を設け、 前記第2の鉄心の各脚に対して、三相各相の前記第2の
正群コンバータに接続される3個の前記正群巻線、三相
各相の前記第2の負群コンバータに接続される3個の前
記負群巻線、および3個の前記電源巻線を設け、 且つ第1及び第2の鉄心夫々において、各脚に設けた前
記3個の電源巻線を夫々互に並列接続した上で三相結線
し、各脚に設けた前記3個の正群巻線を夫々3個の脚に
わたって三相結線して3個の三相巻線を形成し、同じく
各脚に設けた前記3個の負群巻線を夫々3個の脚にわた
って三相結線して3個の三相巻線を形成してなり、 前記電源巻線の三相結線の態様を第1の鉄心の電源巻線
と第2の鉄心の電源巻線との間で位相差を生ずるように
異ならせたことを特徴とする変圧器。
1. A transformer for a power supply of a three-phase output cycloconverter in which a first and a second positive group converter and a first and a second negative group converter are configured as a 12-pulse bridge, wherein three legs are provided. And a positive group winding, a negative group winding, and a power supply winding. The first core of each of three phases is provided for each leg of the first core. Three positive group windings connected to the positive group converter, three negative group windings connected to the first negative group converter of each of three phases, and three power supply windings For each leg of the second iron core, three positive group windings connected to the second positive group converter of each three-phase, and the second negative winding of each three-phase. Providing the three negative group windings and the three power supply windings connected to the group converter, and in each of the first and second cores: The three power supply windings provided on the legs are connected in parallel with each other and then connected in three phases, and the three positive group windings provided on each leg are connected in three phases across the three legs. Three three-phase windings are formed, and the three negative group windings also provided on each leg are three-phase connected to each of the three legs to form three three-phase windings. A transformer, wherein the three-phase connection of the power supply windings is changed so as to generate a phase difference between a power supply winding of a first iron core and a power supply winding of a second iron core.
【請求項2】第1及び第2の正群コンバータと第1及び
第2の負群コンバータとが12パルスブリッジとして構成
された三相出力サイクロコンバータの電源用の変圧器に
おいて、 3個の脚を有する第1及び第2の鉄心と、正群巻線、負
群巻線、および電源巻線とを有し、 前記第1の鉄心の各脚に対して、三相各相の前記第1の
正群コンバータに接続される3個の前記正群巻線、三相
各相の前記第1の負群コンバータに接続される3個の前
記負群巻線、および3個の前記電源巻線を設け、 前記第2の鉄心の各脚に対して、三相各相の前記第2の
正群コンバータに接続される3個の前記正群巻線、三相
各相の前記第2の負群コンバータに接続される3個の前
記負群巻線、および3個の前記電源巻線を設け、 且つ第1及び第2の鉄心夫々において、各脚に設けた前
記3個の電源巻線を夫々互に並列接続した上で三相結線
し、各脚に設けた前記3個の正群巻線を夫々3個の脚に
わたって三相結線して3個の三相巻線を形成し、同じく
各脚に設けた前記3個の負群巻線を夫々3個の脚にわた
って三相結線して3個の三相巻線を形成してなり、 これら正,負群巻線の三相結線の態様を、第1の鉄心の
正,負群巻線と第2の鉄心の正,負群巻線との間で位相
差を生ずるように異ならせたことを特徴とする変圧器。
2. A power transformer for a three-phase output cycloconverter in which the first and second positive group converters and the first and second negative group converters are configured as a 12-pulse bridge, wherein three legs are provided. And a positive group winding, a negative group winding, and a power supply winding. The first core of each of three phases is provided for each leg of the first core. Three positive group windings connected to the positive group converter, three negative group windings connected to the first negative group converter of each of three phases, and three power supply windings For each leg of the second iron core, three positive group windings connected to the second positive group converter of each three-phase, and the second negative winding of each three-phase. Providing the three negative group windings and the three power supply windings connected to the group converter, and in each of the first and second cores: The three power supply windings provided on the legs are connected in parallel with each other and then connected in three phases, and the three positive group windings provided on each leg are connected in three phases across the three legs. Three three-phase windings are formed, and the three negative group windings also provided on each leg are three-phase connected to each of the three legs to form three three-phase windings. The form of the three-phase connection of the positive and negative group windings is changed so as to produce a phase difference between the positive and negative group windings of the first core and the positive and negative group windings of the second core. A transformer characterized by the following.
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