JP5247756B2 - Transformer for converter - Google Patents
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本発明は電圧や電力変換に用いられる変換器用変圧器に関し、特に交直変換システムに用いられる変換器用変圧器に関する。 The present invention relates to a transformer for a converter used for voltage and power conversion, and more particularly to a transformer for a converter used in an AC / DC conversion system.
インバータ等の電力変換器を用いて、直流と交流の間での変換を行なう交直変換システムにおいては、変換器の耐圧上の問題や容量の制約から、通常は変換器を複数台用いて電圧や容量を分担する構成となっている。 In an AC / DC conversion system that performs conversion between direct current and alternating current using a power converter such as an inverter, the voltage or The capacity is shared.
交直変換システムで使用される変換器用変圧器は、変換器と接続される直流側巻線で鉄心を励磁し、交流側巻線に交流電圧を誘導する。また、変換器用変圧器では、複数台の変換器に対して、変換器と接続される直流側巻線を並列多巻線構成とすることが一般的であり、周波数変換所のような高電圧大容量システムでは、複数台の変換器用変圧器を設置して、各変圧器の直流側巻線を並列に、交流側巻線を直列に接続するような運転形態が用いられる。 A transformer for a converter used in an AC / DC conversion system excites an iron core by a DC side winding connected to the converter, and induces an AC voltage in the AC side winding. Moreover, in a transformer for a converter, it is common for a plurality of converters to have a parallel multi-winding configuration of a DC side winding connected to the converter, and a high voltage such as a frequency converter station. In a large-capacity system, an operation mode is used in which a plurality of transformers for converters are installed and the DC side windings of each transformer are connected in parallel and the AC side windings are connected in series.
一方、工場や商業施設などの配電系統を対象とした低電圧中小容量システムで用いられる変換器用変圧器では、小型軽量化のために、図11に示すように変換器用変圧器を構成することが多い。 On the other hand, in a transformer for a converter used in a low-voltage medium- and small-capacity system for a distribution system such as a factory or a commercial facility, the transformer for the transformer can be configured as shown in FIG. Many.
つまり、図11において、変圧器は、磁性鉄心5と、この磁性鉄心5の外周に巻回された直流側巻線2、3と、この直流側巻線2、3の外周に配置された交流側巻線1とを備えている。第1の直流側巻線2と、第2の直流側巻線3は、それぞれ異なる交直変換器に接続されている。また、磁性鉄心5の外側には、磁性鉄心5を保持するため、金属製の鉄心当板4が配置されている。
In other words, in FIG. 11, the transformer includes a
更にこの時、並列接続される直流側巻線2および3における励磁特性のばらつきを無くすため、各直流側巻線2および3は、略同一寸法の巻線ブロックとして構成され、同一鉄心脚5の上下方向に配置される。
Further, at this time, in order to eliminate variations in excitation characteristics between the
尚、関連する技術として特許文献1がある。
As a related technique, there is
交直変換システムでは、変換器動作によって発生する高調波電流が交流系統側へ流入することを防ぐため、高調波除去用フィルタを使用する代わりに、複数台の変換器を、各高調波成分が打ち消し合うような多重位相で運転する方法が取られることがある。 In an AC / DC conversion system, to prevent harmonic current generated by converter operation from flowing into the AC system, instead of using a harmonic elimination filter, multiple harmonic components are canceled out by multiple converters. A method of operating with multiple phases to fit may be taken.
上記特許文献1に開示の変換器用変圧器においては、複数の直流側巻線2および3を同一鉄心脚5の上下方向に配置することで小型軽量化を実現しているが、変換器の高調波多重位相運転時には、直流側巻線2および3にそれぞれ逆位相の高調波電流22および23が印加されることになる。
In the transformer for transformer disclosed in
そのため、直流側巻線2および3の周囲に発生する高調波漏れ磁束32および33は、互いに逆向きとなるが、直流側巻線2と3の間においては同じ向きとなって互いに強めあう。
Therefore, the harmonic leakage
その結果、直流側巻線2と3の間の位置に面して配置される鉄心当板4には、直流側巻線2および3で発生するほぼ全ての高調波漏れ磁束が重畳して流入するため大きな渦電流が誘導されることになり、損失の増加や局所過熱などの問題があった。
As a result, almost all harmonic leakage magnetic flux generated in the
これを避けるため、鉄心当板4の材質を絶縁物や高抵抗導体に変えたり、スリット加工したりしていたが、ともにコストの上昇を招くという問題点があった。
In order to avoid this, the material of the iron
本発明の目的は、変圧器のコスト上昇を抑制しつつ、変換器の高調波多重位相運転時の局所過熱を抑制し損失低減することができる変換器用変圧器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a transformer for a converter capable of suppressing local overheating and reducing loss during harmonic multiple phase operation of the converter while suppressing an increase in cost of the transformer.
本発明の1相分の変換器用変圧器は上記目的を達成するために、磁性鉄心と、この磁性鉄心の周囲に巻回された変換器側巻線とを備え、多重位相運転を行なう複数の交流/直流変換器に接続されて使用され、1つの交流/直流変換器に接続される1つの変換器側巻線は、複数の巻線ブロックから構成されていると共に、多重位相運転を行なう複数の交流/直流変換器に接続された複数の変換器側巻線の複数の巻線ブロックは、互いに隣接する位置に異なる交流/直流変換器に接続された巻線ブロックを配置した部分を含む。 In order to achieve the above object, a transformer for one phase of the present invention includes a magnetic iron core and a converter-side winding wound around the magnetic iron core, and a plurality of transformers that perform multi-phase operation. One converter side winding connected to an AC / DC converter and connected to one AC / DC converter is composed of a plurality of winding blocks, and a plurality of multiple phase operations are performed. The plurality of winding blocks of the plurality of converter-side windings connected to the AC / DC converter include a portion in which winding blocks connected to different AC / DC converters are arranged at positions adjacent to each other.
また、複数の巻線ブロックは、磁性鉄心周囲の径方向と上下方向に複数配置され、かつ径方向と上下方向に隣接する巻線ブロックは、自己巻線ブロックが接続された変換器とは別の変換器に接続されている。 A plurality of winding blocks are arranged in the radial direction and the vertical direction around the magnetic iron core, and the winding blocks adjacent to the radial direction and the vertical direction are separate from the converter to which the self-winding block is connected. Connected to the converter.
また、複数の巻線ブロックは、磁性鉄心周囲の径方向、または上下方向に一列に複数配置され、かつ径方向または上下方向に隣接する巻線ブロックは、自己巻線ブロックが接続された変換器とは別の変換器に接続されている。 Further, a plurality of winding blocks are arranged in a row in the radial direction around the magnetic core or in the vertical direction, and the winding blocks adjacent to the radial direction or the vertical direction are connected to the self-winding block. Is connected to another converter.
本発明の1相分の変換器用変圧器は上記目的を達成するために、磁性鉄心と、この磁性鉄心の周囲に巻回された変換器側巻線とを備え、多重位相運転を行なう複数の交流/直流変換器に接続されて使用され、1つの交流/直流変換器に接続される1つの変換器側巻線は、複数の巻線ブロックから構成され、多重位相運転を行なう複数の交流/直流変換器に接続された複数の変換器側巻線の巻線ブロック数は6またはその倍数とされ、巻線ブロックは磁性鉄心周囲の径方向と上下方向に複数配置されるとともに、多重位相運転の多重化数に応じて巻線ブロックの接続端子間を外部接続する。 In order to achieve the above object, a transformer for one phase of the present invention includes a magnetic iron core and a converter-side winding wound around the magnetic iron core, and a plurality of transformers that perform multi-phase operation. One converter-side winding connected to an AC / DC converter and connected to one AC / DC converter is composed of a plurality of winding blocks, and a plurality of AC / DC converters performing multi-phase operation. The number of winding blocks of the plurality of converter side windings connected to the DC converter is 6 or multiples thereof, and a plurality of winding blocks are arranged in the radial direction and the vertical direction around the magnetic core, and multiple phase operation is performed. The connection terminals of the winding blocks are externally connected in accordance with the number of multiplexing.
また、多重位相運転の多重化数に応じて巻線ブロックの接続端子間を外部接続するときに、複数の変換器側巻線の複数の巻線ブロックは、互いに隣接する位置に異なる交流/直流変換器に接続された巻線ブロックを配置した部分を含む。 Further, when externally connecting between the connection terminals of the winding blocks according to the number of multiplexing in the multiple phase operation, the plurality of winding blocks of the plurality of converter side windings are different from each other in the AC / DC. The part which arrange | positioned the winding block connected to the converter is included.
以上説明したように本発明によれば、コスト上昇を招くことなく高調波多重位相運転時の局所過熱を抑制し損失低減することが可能な変圧器を得ることができる。また、巻線ブロック間の接続組み合わせの変更のみで巻線から発生する漏れ磁束を制御することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a transformer capable of suppressing local overheating and reducing loss during harmonic multiple phase operation without causing an increase in cost. Moreover, the leakage magnetic flux generated from the winding can be controlled only by changing the connection combination between the winding blocks.
以下、図面を使用して本発明について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
以下、本発明による変圧器の一例を、図1に示す変換器用変圧器1相分の概略断面図に基づいて説明する。 Hereinafter, an example of the transformer according to the present invention will be described based on a schematic cross-sectional view of one phase of the transformer for transformer shown in FIG.
本実施例における変圧器は、磁性鉄心5と、この磁性鉄心5の外周に巻回された直流側巻線群10と、この直流側巻線群10の外周に配置された交流側巻線1とを備えている。直流側巻線群10は、第1の直流側巻線12と、第2の直流側巻線13とから構成されており、第1の直流側巻線12と第2の直流側巻線13とは、それぞれ異なる交直変換器に接続されている。また、磁性鉄心5の外側には、磁性鉄心5を保持するため、金属製の鉄心当板4が配置されている。
The transformer in this embodiment includes a
図2は、図1の変圧器と交直変換器の接続関係を示す図であり、この図も図1に倣い変換器用変圧器1相分を表示している。この図で、右側が交流系統側で交流側巻線1を備えている。また、左側が変換器側(直流電源側)で、直流側巻線群10として、第1の直流側巻線12と、第2の直流側巻線13とを備え、かつ第1の直流側巻線12と第2の直流側巻線13とは、それぞれ異なる交直変換器14、15に接続されている。なお、直流側の複数の巻線あるいは、複数の変換器は、直列に接続されることも、並列に接続されることもある。また、直流側の巻線、変換器の台数は、図では2台としたがより多くの台数とすることができる。
FIG. 2 is a diagram showing a connection relationship between the transformer of FIG. 1 and the AC / DC converter. FIG. 2 also shows a one-phase transformer transformer according to FIG. In this figure, the right side is provided with an AC side winding 1 on the AC system side. The left side is the converter side (DC power supply side), and includes a first DC side winding 12 and a second DC side winding 13 as the DC
ここでは、変換器側(直流電源側)から直流側巻線群10を励磁して、交流側巻線1に交流電力を発生させる直交変換運転を行なう。なお、交直変換運転を行なうこともあるが、本発明の効果が得られるのは変換器側が電源側として動作する場合(変圧器を励磁する場合)であるので、以下の説明は直交変換運転を行なうことを前提とする。
Here, an orthogonal conversion operation is performed in which the DC
本発明により解決すべき課題である変圧器の局所過熱や損失増大は、変換器を多重位相運転することで生じる。変換器の多重位相運転とは、変換器による励磁時に、商用周波数では2台の変換器を同位相運転するが、高調波では2台の変換器を逆位相運転(180度遅れ)することによりキャンセルし、交流側巻線1に高調波が現れないように対策する運転である。なお、3台の変換器で多重位相運転する場合には、互いに高調波の120度遅れで運転することになる。この運転は、交流側巻線1に高調波が現れないという効果があるが、変圧器の直流側巻線群10で問題となる。
The local overheating and loss increase of the transformer, which is a problem to be solved by the present invention, occurs when the converter is operated in multiple phases. Multiple phase operation of the converter means that two converters are operated in the same phase at the commercial frequency during excitation by the converter, but two converters are operated in reverse phase (180 degree delay) in the harmonics. This is an operation to cancel and take measures to prevent harmonics from appearing in the AC side winding 1. In addition, when performing multi-phase operation with three converters, they are operated with a 120-degree delay from each other. Although this operation has an effect that harmonics do not appear in the AC side winding 1, it causes a problem in the DC
以上の問題点を踏まえ、本発明の特徴は、直流側巻線12および直流側巻線13が、それぞれ径方向に分割された巻線ブロック群から構成されている点にある。つまり、直流側巻線12は、巻線ブロック間接続端子6を有する巻線ブロック2aと2bにより構成し、同様に直流側巻線13は巻線ブロック間接続端子6を有する巻線ブロック3aと3bによりそれぞれ構成されている。そして、各々巻線ブロック間接続端子6を介して電気的に直列に接続されている。
In light of the above problems, the present invention is characterized in that the DC side winding 12 and the DC side winding 13 are each composed of a winding block group divided in the radial direction. That is, the DC side winding 12 is constituted by the winding
このように、図の例では、直流側巻線12と直流側巻線13を各2個で構成し、合計4個の巻線ブロックで構成している。そのうえで、直流側巻線12および13において、内周側に配置された巻線ブロック2aと巻線ブロック3aの上下位置関係と、外周側に配置された巻線ブロック2bおよび3bの上下位置関係とが逆になるように各巻線ブロックを配置し接続する。このことにより、同一直流側巻線に属する各巻線ブロックが上下方向および径方向に隣接して配置されないようにしている。
Thus, in the example of the figure, the DC side winding 12 and the DC side winding 13 are each constituted by two pieces, and are constituted by a total of four winding blocks. In addition, in the DC side windings 12 and 13, the vertical positional relationship between the winding
図1は、交直変換システムにおいて変換器側で発生する高調波電流が交流側巻線1へ移行しないように、直流側巻線12と13とにそれぞれ逆位相の高調波電流22a、22bおよび23a、23bとを印加している状態(変換器が2台での多重位相運転、従って、高調波が逆位相)を示している。各巻線ブロック2a、2bおよび3a、3bの周囲には、高調波漏れ磁束32a、32bおよび33a、33bが矢印の方向に発生している。
FIG. 1 shows that
図3は、巻線配置による高調波漏れ磁束の状況を示す図であり、(a)は直流側巻線12および直流側巻線13を分割せずに上下に配置したとき、(b)は、図1の4個の巻線ブロック配置としたときの高調波漏れ磁束を示している。 FIG. 3 is a diagram showing the situation of harmonic leakage magnetic flux due to the winding arrangement. FIG. 3A shows a state where the DC side winding 12 and the DC side winding 13 are arranged vertically without being divided, and FIG. The harmonic leakage magnetic flux when it is set as the four winding block arrangement | positioning of FIG.
分割せずに上下に配置したとき(図3(a))、直流側巻線12および直流側巻線13の発生する高調波漏れ磁束を、その大きさがそれぞれ2とすると、巻線隣接部分では4の大きさの高調波漏れ磁束集中を生じることがわかる。これに対し、図3(b)の分割巻線での高調波漏れ磁束は、直流側巻線12および直流側巻線13を2分割しているので、1個の巻線ブロックからの高調波漏れ磁束は、1の大きさであり、従って巻線隣接部分で2の大きさの高調波漏れ磁束集中を生じることがわかる。
If the harmonic leakage magnetic fluxes generated by the DC side winding 12 and the DC side winding 13 are 2 respectively when they are arranged vertically without being divided (FIG. 3A), the winding adjacent portions Then, it turns out that the harmonic leakage magnetic flux concentration of the magnitude | size of 4 arises. On the other hand, the harmonic leakage magnetic flux in the divided winding of FIG. 3B divides the DC side winding 12 and the DC side winding 13 into two, so that the harmonics from one winding block. It can be seen that the leakage flux has a magnitude of 1, and thus a harmonic leakage flux concentration of
このように、本発明によれば、巻線ブロック2aおよび2bの周囲に発生する高調波漏れ磁束32aおよび32bは、巻線ブロック2aと2bとを隣接して配置した場合の約1/2の大きさとなり、これは、巻線ブロック3aおよび3bの周囲に発生する高調波漏れ磁束13aおよび13bでも同様である。
As described above, according to the present invention, the harmonic leakage
これにより、直流側巻線12と13との間に集中する高調波漏れ磁束量もまた、巻線ブロック2aと2b、ならびに巻線ブロック3aと3bとをそれぞれ隣接して配置した場合の約1/2の大きさに緩和される。
Thereby, the amount of harmonic leakage magnetic flux concentrated between the DC side windings 12 and 13 is also about 1 when the winding
直流側巻線12と13との間に集中する高調波漏れ磁束量が約1/2となることで、該高調波漏れ磁束が流れ込む鉄心当板4および交流側巻線1に発生する高調波渦電流も約1/2となり、その結果、鉄心当板4および交流側巻線1に発生する高調波漂遊損は約1/4に減少する。
The amount of harmonic leakage magnetic flux concentrated between the DC side windings 12 and 13 is about ½, so that the harmonics generated in the
なお、図1の実施例においては、直流側巻線12を構成する巻線ブロック2aと2b、ならびに直流側巻線13を構成する巻線ブロック3aと3bが、それぞれ直列接続されているとしているが、並列接続とした場合でも同様の効果が得られる。
In the embodiment of FIG. 1, the winding
さらに、巻線ブロック2aと3a、ならびに巻線ブロック2bと3bをそれぞれ同一寸法、形状とすることで、各巻線ブロックの配置を変えることなく、巻線ブロック間接続端子の接続状態を変更するだけで、同一直流側巻線に属する巻線ブロックを隣接配置させるかどうかを、さらには巻線ブロック間を直列接続するか並列接続するかを任意に変更することができる。
Further, by making the winding
また、内径側巻線ブロック2aおよび3aと外径側巻線ブロック2bおよび3bとの隙間は、絶縁冷却媒体用流路としての役割を兼ねることが可能で、巻線の冷却効率を向上し温度上昇を抑制することができる。
Further, the gap between the inner diameter
さらに、第1の実施の形態においては、直流側巻線12および13を、それぞれ2つの巻線ブロックに分割しているが、より多くの巻線ブロックに分割することで一層の損失低減効果を得ることができる。 Furthermore, in the first embodiment, the DC side windings 12 and 13 are each divided into two winding blocks. However, further loss reduction effect can be achieved by dividing the windings into more winding blocks. Can be obtained.
また、鉄心当板4が金属製でない場合や、鉄心当板4自体がない場合であっても同様の効果が得られる。
Further, the same effect can be obtained even when the iron
以上説明したように、本発明によれば、直流側巻線12と13に逆位相の高調波電流が印加された時の、両巻線間における高調波漏れ磁束の集中を緩和することができる。その結果、鉄心当板4の材質を絶縁物や高抵抗導体とする必要がなく、スリット加工という高コストな対策を施すことなく、局所過熱を抑制し、なおかつ高調波漂遊損を大幅に低減することが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to alleviate the concentration of the harmonic leakage magnetic flux between the two windings when the anti-phase harmonic current is applied to the DC side windings 12 and 13. . As a result, the material of the iron
なお、以上の本発明の効果は、同一直流側巻線に属する各巻線ブロックが上下方向および径方向に隣接して配置されないようにしたことで達成されているが、単に4ブロックに分けたのみではこの効果は果たしえない。 The effects of the present invention described above are achieved by preventing the winding blocks belonging to the same DC side winding from being arranged adjacent to each other in the vertical direction and the radial direction, but are simply divided into four blocks. So this effect cannot be achieved.
例えば、内側に巻線2、外側に巻線3の巻線ブロックを2個ずつ配置した場合は、非分割の場合と同じになり、鉄心側への磁束集中が発生しない代わりに、上下方向への漏れ磁束が非分割の場合と同じになり、分割の効果が得られない。また、巻線2と巻線3を径方向に配置すると、インピーダンス等を同じにすることが困難になることが想定される。 For example, when two winding blocks of winding 2 on the inner side and winding 3 on the outer side are arranged two by two, it is the same as in the case of non-dividing, and instead of causing magnetic flux concentration to the iron core side, up and down The leakage flux is the same as in the case of non-dividing, and the effect of dividing cannot be obtained. Further, when the winding 2 and the winding 3 are arranged in the radial direction, it is assumed that it is difficult to make the impedance and the like the same.
次に、本発明の変圧器を製造するに当り、変圧器と接続されて使用される変換器側の事情も考慮した構成の変圧器とすることについて説明する。ここで、変換器側の事情とは、変換器の運転に際し、2多重、3多重、6多重運転を行ない得るということであり、変圧器側としては変圧器を製造するに当り、変換器の運転モードの変更に際し、その都度製品を準備するのではなく、標準的に対応できることが望ましい。 Next, in manufacturing the transformer of the present invention, it will be described that the transformer is configured in consideration of the circumstances of the converter connected to the transformer and used. Here, the situation on the converter side means that, in the operation of the converter, it is possible to carry out 2-multiplex, 3-multiplex, and 6-multiplex operations. On the transformer side, When changing the operation mode, it is desirable not to prepare a product each time but to deal with it as standard.
図4、図5および図6は、この課題に対し標準的に対応できる本発明による変圧器の構成例を示す、変換器用変圧器1相分の概略断面図である。 4, 5 and 6 are schematic cross-sectional views of one phase of a transformer for a transformer, showing a configuration example of a transformer according to the present invention which can cope with this problem as standard.
本実施例は、図1に示した実施例において、巻線ブロックを7a、7b、7c、7d、7e、7fの全6ブロックとすることで、変換器の2多重、3多重、6多重運転に対して、巻線ブロック間接続端子6の電気的接続を変更するだけで対応可能となる様子を示している。従って、変圧器を製造するときには、標準的には図6の構成の変圧器を製造し、変換器の多重運転モードが決定した時点で、図4、図5および図6の結線のいずれかを決定し、結線を外部的に実施することで標準的対応を可能とする。
In this embodiment, in the embodiment shown in FIG. 1, the winding block is made up of 6 blocks of 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, and 7f, so that the converters are operated in 2 multiplex, 3 multiplex, 6 multiplex operations. On the other hand, a state is shown in which it is possible to cope only by changing the electrical connection of the inter-winding
係る結線のうち、まず図4は、変換器の2多重運転に対する巻線ブロック間接続例を示しており、巻線ブロック7a、7e、7cを接続して一方の変換器側へ、巻線ブロック7d、7b、7fを接続して他方の変換器側へ接続している。なお、ここで、巻線ブロック7に示した接続端子6の位置は、鉄心5に近い側が巻き始め、鉄心5から遠い側が巻き終わりを示している。
Of these connections, FIG. 4 shows an example of the connection between winding blocks for double multiplex operation of the converter. The winding
なお、ここでは、同じ変換器に接続される全ての巻線ブロックが互いに隣接しないように巻線ブロック間を接続した例を示しているが、図7に示すように、巻線ブロック7a、7e、7fを接続して一方の変換器側へ、巻線ブロック7d、7b、7cを接続して他方の変換器側へ接続するといったように、一部の巻線ブロックのみが隣接しない接続方法も可能であり、この場合であっても鉄心当板4へ流入する漏れ磁束を低減し、鉄心当板4に発生する漂遊損を低減することが可能である。
Here, an example is shown in which the winding blocks are connected so that all the winding blocks connected to the same converter are not adjacent to each other. However, as shown in FIG. 7, the winding
図5は、変換器3多重運転に対する巻線ブロック間接続例を示しており、巻線ブロック7a、7fを接続して第1の変換器側へ、巻線ブロック7d、7cを接続して第2の変換器側へ、巻線ブロック7b、7eを接続して第3の変換器側へ接続している。なお、この場合に、巻線ブロック7d、7cを接続して第2の変換器側へ接続した部分の巻線ブロック7d、7cは、上下関係にあるが、他の部分が隣接関係にあることで本発明の効果を奏している。
FIG. 5 shows an example of connection between winding blocks for the
なお、変換器3多重運転の場合には、ここで示した巻線ブロック間接続の組み合わせ以外にも、任意の巻線ブロック間の接続組み合わせが可能である。例えば、全ての巻線を隣接関係にしないためには、図8に示すように、巻線ブロック7a、7eを接続して第1の変換器側へ、巻線ブロック7b、7eを接続して第2の変換器側へ、巻線ブロック7c、7aを接続して第3の変換器側へ接続することが考えられる。
In addition, in the case of the
また、図6は、変換器6多重運転に対する巻線ブロック間接続例を示しており、巻線ブロック7a、7b、7c、7d、7e、7fは、いずれも互いに接続されておらず、各々異なる変換器側へと接続している。
FIG. 6 shows an example of the connection between the winding blocks for the
このように、巻線ブロック数を、想定される変換器多重数の公倍数と等しくしておくことで、変圧器の設置後であっても、変換器側の運転条件変更や多重数の変更などに対して、巻線ブロック間の接続状態を変更するだけで対応可能となる。 In this way, by setting the number of winding blocks equal to the common multiple of the assumed number of converters, even after the installation of the transformer, changes in operating conditions on the converter side, changes in the number of multiplexing, etc. However, it is possible to cope with this by simply changing the connection state between the winding blocks.
以上説明した、図1の実施例では、巻線2と巻線3をそれぞれ2分割し、合計4巻線ブロックを、行・列2巻線ブロックに構成し、上下、あるいは左右位置に隣接する巻線ブロックを異なる巻線のものにしたものである。さらに、図4から図8の実施例では、合計6巻線ブロックを、2行、3列に構成し、上下、あるいは左右位置に隣接する巻線ブロックを極力異なる変換器に接続したものである。
In the embodiment shown in FIG. 1 described above, the winding 2 and the winding 3 are each divided into two, and a total of 4 winding blocks are configured as row /
以上述べた構成は、いずれも巻線ブロックを左右・上下関係においたものであるが、本発明のほかの実施例では、複数巻線ブロックを、上下に、あるいは左右に配置することで、高調波漏れ磁束の集中を緩和する。 The configurations described above all have the winding blocks in the left / right / up / down relationship. However, in other embodiments of the present invention, multiple winding blocks can be arranged vertically or left / right to provide higher harmonics. Reduce the concentration of magnetic flux leakage.
図9は、複数巻線ブロックを、上下に配置した本発明の実施例である。この例では、巻線2と巻線3の分割した各巻線ブロックについて、図9(a)に示すように、上から順次2a、3a、2b、3bの順に配置する。図9(b)はこのときの磁束集中の様子を示した図であり、各巻線ブロック間に集中する磁束は、図3(b)の場合と同じように大きさが2となるので、集中が緩和されていることがわかる。 FIG. 9 shows an embodiment of the present invention in which a plurality of winding blocks are vertically arranged. In this example, the winding blocks obtained by dividing the winding 2 and the winding 3 are sequentially arranged in the order of 2a, 3a, 2b, 3b from the top as shown in FIG. 9A. FIG. 9B is a diagram showing the state of magnetic flux concentration at this time, and the magnetic flux concentrated between the winding blocks is 2 in the same manner as in FIG. It can be seen that is relaxed.
図10は、複数巻線ブロックを、上下に配置した本発明の実施例である。この例では、巻線2と巻線3の分割した各巻線ブロックについて、図10(a)に示すように、左から順次2a、3a、2b、3bの順に配置する。図10(b)はこのときの磁束集中の様子を示した図である。この場合に磁束集中の方向は、鉄心当板4の方向ではなく、上下に向いているが、この点以外は各巻線ブロック間に集中する磁束は、図3(b)の場合と同じように大きさが2となるので、集中が緩和されていることがわかる。
FIG. 10 shows an embodiment of the present invention in which a plurality of winding blocks are arranged one above the other. In this example, the winding blocks obtained by dividing the winding 2 and the winding 3 are sequentially arranged in the order of 2a, 3a, 2b, 3b from the left as shown in FIG. 10 (a). FIG. 10B is a diagram showing the state of magnetic flux concentration at this time. In this case, the direction of the magnetic flux concentration is not the direction of the iron
以上の説明は、直流側巻線の外周側に交流側巻線を配置した変換器用変圧器を例に説明したが、これらに限定されるものではなく、交流側巻線の外周側に直流側巻線を配置した変換器用変圧器や、通常の電力用あるいは配電用変圧器に対しても適用可能である。 The above description has been given by way of example of a transformer for a converter in which an AC side winding is arranged on the outer peripheral side of the DC side winding. However, the present invention is not limited to this, and the DC side is connected to the outer peripheral side of the AC side winding. The present invention can also be applied to a transformer for a transformer in which windings are arranged and a transformer for normal power or distribution.
以上の説明は、配電系統に用いられる変換器用変圧器を一例に説明したが、交直変換システムに用いられる変換器用変圧器全般、さらには発変電所用あるいは配電用変圧器全般に対しても本発明を適用することができる。 The above explanation has been given by taking an example of a transformer for a converter used in a power distribution system. However, the present invention is also applicable to a transformer for a converter used in an AC / DC conversion system, and also to a transformer for a substation or a power distribution in general. Can be applied.
1…交流側巻線
2、3…直流側巻線
4…鉄心当板
5…磁性鉄心
6…巻線ブロック間接続端子
10…直流側巻線群
12、13…直流側巻線
2a、2b、3a、3b…直流側巻線群を構成する巻線ブロック
7a〜7f…直流側巻線群を構成する巻線ブロック
22、23…直流側巻線に流れる高調波電流
22a、22b、23a、23b…巻線ブロックに流れる高調波電流
32a、32b、33a、33b…巻線ブロック周囲に発生する高調波漏れ磁束。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記複数の巻線ブロックは、前記磁性鉄心周囲の径方向と上下方向に複数配置され、かつ径方向と上下方向に隣接する巻線ブロックは、自己巻線ブロックが接続された前記変換器とは別の、少なくとも1つの高調波成分が前記変換器とは逆位相である変換器に接続されていることを特徴とする変換器用変圧器。 The transformer for a converter according to claim 1,
The plurality of winding blocks are arranged in the radial direction and the vertical direction around the magnetic iron core, and the winding block adjacent to the radial direction and the vertical direction is the converter to which the self-winding block is connected. A converter transformer, wherein at least one higher harmonic component is connected to a converter having a phase opposite to that of the converter.
前記複数の巻線ブロックは、前記磁性鉄心周囲の径方向、または上下方向に一列に複数配置され、かつ径方向または上下方向に隣接する巻線ブロックは、自己巻線ブロックが接続された前記変換器とは別の、少なくとも1つの高調波成分が前記変換器とは逆位相である変換器に接続されていることを特徴とする変換器用変圧器。 The transformer for a converter according to claim 1,
The plurality of winding blocks are arranged in a row in the radial direction or the vertical direction around the magnetic iron core, and the winding blocks adjacent to the radial direction or the vertical direction are connected to the self-winding block. A transformer for converter, characterized in that at least one harmonic component different from the transformer is connected to a converter having a phase opposite to that of the converter.
前記多重位相運転を行なう複数の交流/直流変換器に接続された前記複数の変換器側巻線の巻線ブロック数は6またはその倍数とされ、前記巻線ブロックは前記磁性鉄心周囲の径方向と上下方向に複数配置されるとともに、前記多重位相運転の多重化数に応じて巻線ブロックの接続端子間を外部接続することを特徴とする変換器用変圧器。 In the transformer for a converter according to any one of claims 1 to 3,
The number of winding blocks of the plurality of converter-side windings connected to the plurality of AC / DC converters performing the multi-phase operation is 6 or a multiple thereof, and the winding block is a radial direction around the magnetic iron core. A transformer for a converter, wherein a plurality of coils are arranged in the vertical direction, and the connection terminals of the winding blocks are externally connected in accordance with the number of multiplexed phases.
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