JPS5821504B2 - タンマキヘンアツキゲンリノ セツゾクニヨル １２ ソウセイリユウカイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ３相交流電源より整流器を介して直流電流を得る場合、
交流側の電流には一般に約２０係の第５高調波電流と約
１４％の第７高調波電流が含まれる。

この高調波電流は、設備容量の大きい場合には、無視で
きない有害な作用を電源系統に与えることになる。

このため、整流器用の変圧器の巻線を適当に組合せて位
相角が３０°づれた２組の電気的に独立な３相交流電源
を得て、これに２組の３相ブリッジ整流回路を接続し、
この２組の整流回路を直列または並列に使用するパルス
数１２整流回路を構成し、これにより交流電源電流より
第５および第７高調波成分を除く方法がとられている。

この発明は、上記の２組の電気的に独立な３相交流電源
の代りに単巻変圧器原理の接続により電気的に独立でな
いが矢張り位相角が３０°づれた２組の３相交流電源を
得て、これに２組の３相ブリッジ整流回路を並列に接続
することにより、上記と同様に交流電源電流の低次の高
調波電流を除くものである。

この回路では、直流系統と交流系統が電気的に絶縁され
なく、また直流電圧を任意に選ぶことができない欠点は
あるが、変圧器容量を著しく小さくできる長所がある。

また、この回路を逆変換装置として使用して、同期電動
機と組合せれば、相電流に第５および第７高調波成分を
含まないいわゆる無整流子電動機を構成することができ
る。

つぎに、図面に示す最も効率的な実施例に基づいて、こ
の発明を具体的に説明する。

第１図において、３相交流電源１より給電される単巻変
圧器原理の接続による３相変圧器２の一次巻線ＩＬ２１
，３１は△結線してあり、二次巻線１２，１３，２２，
２３，３２．３３の電圧は一次巻線の０．１４９倍に選
んである。

このようにすると、端子１０．２０および３０の電圧ベ
クトルを第２図の１０’、 ２０’、 ３０’で表すと
、図の接続において、端子１４，１５，２４，２５，３
４゜３５の電圧ベクトルは、第２図の１４′、１５′、
２４′。

２５’、 ３４’、 ３５’で表される。

これにより得られた３０′位相のづれた２組の３相起動
電力１４′。

２４’、３４’および１５’、 ２５’、 ３５’を、
第１図の接続により、２組の３相ブリッジ整流回路３，
４に供給する。

この２組の３相ブリッジ整流回路のサイリスタ１６，１
６’、２６，２６’、３６，３６’および１７，１７’
、２７，２７’、３７，３７’は同じ点弧角で点弧して
位相制呻する。

負荷８に直列接続した平滑リアクトル７のインダクタン
スが非常に大きくて負荷電流８０が完全に平滑な直流電
流であり、相間リアクトル５，６により両整流回路の直
流電流８１と８２が完全に等しく保たれており、また各
ブリッジ整流回路のサイリスク間の電流の転流が瞬時に
完了するものとすると、巻線１２．２２，３２の電流４
０，４１，４２と巻線１３．２３，３３の電流５０，５
Ｌ５２は、それぞれ第３図の４０’、 ４１’、 ４２
’と５０’、 ５１’。

５２′にその波形を示すように、通常の３相ブリッジ整
流回路の相電流波形と同じになり、位相が１２０°づれ
た１８０°区間中１２０°区間通電する３相交流電流に
なり、両３相交流電流の位相が３０’つれたものになる
。

また、その波高値は直流電流８１と８２の大きさを■と
するとこれと等しく■となる。

これにより、一次巻線１１の電流６０は、これに流れる
励磁電流を一般にその大きさが小さいので無視すると、
次に説明するように、第３図の６０′に示すような波形
の大きさの小さいものになる。

すなわち、第３図にＡで示す区間では、巻線１３の電流
５０の波形５０′の値は０であり、巻線１２の電流４０
の波形４０′の値は＋１である。

よって、一次巻線１１に流れる電流６０の波形６０′の
値は、巻線１２の巻数が巻線１１の巻数の０．１４９倍
であるので、−０，１４９Ｉになる。

同図にＣで示す区間では、波形５０′の値が＋１で波形
４０′の値がＯとなるので、波形６０′の値は十〇、１
４９Ｉとなる。

Ｅで示す区間では、波形４０′の値が一工で波形５０′
の値が０であるので、波形６０′の値は＋〇、１４９Ｉ
となる。

Ｇで示す区間では、波形４０′の値が０で波形５０′の
値が＝■となるので波形６０′の値は−０，１４９Ｉと
なる。

ＢとＦで示す区間では、波形４０′と５０′の値が等し
く、十■と一■であり、巻線１２と１３の電流４０と５
０による起磁力が相殺するので、波形６０′の値は０と
なる。

Ｄで示す区間では、波形４０′と５０′の値が共に０で
あるので、波形６０′の値も０となる。

同様にして、巻線２１の電流６１と巻線３１の電流６２
の波形は、第３図に６１と６２′で示すように、６０′
と位相が１２０°づれたものになる。

端子１０から流入する電流７０は、電流４０と５０と６
２の和から６１を差引いたものになるので、その波形７
０′は、第３図に示すように波形４０′と５０′と６２
′の和から６１′を差引いたものになる。

この７０′の波形をフーリエ級数に展開すると、第５お
よび第７高調波成分を含まないものになっている。

この場合、相間リアクトルは、２組の３相電源が電気的
に独立でないため、５，６で示すように必ず２個必要で
ある。

たとえば、相間リアクトル・６を省くと、サイリスタ１
６仁端子１４−巻線１２−巻線１３一端子１５−サイリ
スク１７′を通る環流が生じて、満足な動作ができない
。

この場合、相間リアクトルは、２組の３相電源が電気的
に独立している公知の回路に比してやや大きくなる。

しかしながら、第３図の波形６０′。６１’、６２’か
られかるように、変圧器の一次巻線電流６０，６１，６
２の大きさが非常に小さいので、これらの巻線の容量（
（巻線電圧の実効値）×（電流の実効値））を計算する
と非常に小さくなる。

また、二次巻線１２．１３などの巻数従って電圧が小さ
いので、これらの巻線の容量も小さくなる。

このように、通常の単巻変圧器におけると同様に変圧器
巻線の容量が小さくなるので、変圧器容量をその全巻線
の容量の総知の半分で表わすと、負荷容量〔（負荷８の
電圧）×（負荷電流）〕の約１８％となる。

２組の３相電源が電気的に独立している公知の回路の変
圧器容量は負荷容量の約１０３％となる。

すなわち、本方式のパルス数１２整流回路では変圧器容
量を著しく小さくできる。

３相変圧器を、第４図の２′で示すような単巻変圧器原
理の接続にしても、全く同じような動作をさせることが
できるが、この場合には、第１図の場合に比して３相変
圧器の接続がやや複雑となるばかりでなく、変圧器容量
もやや大きくなる。

他にもいろいろな変圧器接続が考えられるが、何れも第
１図に比してその容量が大きくなる。

しかしながら、直流電圧を適当に選ぶために、別の接続
が適当な場合も考えられる。

第１図において、負荷８を直流電源とし、３相交流電源
１を３相同期電動機とすれば、いわゆる無整流子電動機
回路が構成され、第３図の７０′のような波形の良好な
相電流によって運転されることになる。

以上述べたように、本発明の回路構成による整流回路に
より、パルス数１２整流回路の３相交流電源の電流およ
び３相無整流子電動機回路の電動機電流より、安価に低
次の高調波成分を除くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用するために、３相交流電源１
より、単巻変圧器原理の接続をした３相変圧器２を介し
て、２個の相間リアクトル５，６および平滑リアクトル
７を介して負荷８に直流電力を供給する２組の３相ブリ
ッジ整流回路３，４に、電力を供給する場合の接続を示
す。 １１．１２．１３などは変圧器の巻線を示し、第２図は
、端子１０．１４．１５などの起電力の位相関係を示す
。 第３図は各部の電流波形を示すものであり、４０′と５
０′は巻線１２と１３の電流波形を、６０′は巻線１１
の、７０′は端子１０の電流波形を示す。 第４図は、変圧器の別の構成による接続例を示す０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １３相交流電源に接続する一次巻線が三角結線または星
   形結線の３相変圧器の各相に一次巻線に対して所定の巻
   数比を持つ２個の二次巻線を設け。 一次３相端子のおのおのに、各端子の星形電圧に対して
   一次巻線が三角結線の場合には位相が９０゜進んだ電圧
   と遅れた電圧を発生する２個の二次巻線の各一端を、一
   次巻線が星形結線の場合には位相が１２０°進んだ電圧
   と遅れた電圧を発生する２個の二次巻線の各一端を接続
   し、二次巻線の他端の合計６個の端子に電圧の大きさが
   等しく位相角が３０°づれた２組の３相交流電圧を発生
   せしめ、この２組の３相端子を正負両極に相間リアクト
   ルを設けて並列接続した２組の３相ブリッジ整流回路に
   接続することを特徴とする単巻変圧器原理の接続による
   パルス数１２整流回路。