KR101764431B1 - Single-phased frequency tripling generation device and high frequency generation device - Google Patents

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토쿠덴 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은 간단하고 컴팩트한 구성으로 고주파 발생 장치를 구성하는 것을 목적으로 하고 있고, n대의 노-컷 5각 권철심형 3상 변압기에 의해, 전원 주파수에 대해 3n배 주파수의 단상 전압을 발생시킨다. The present invention aims at constructing a high frequency generator with a simple and compact structure, and generates a single phase voltage of 3n times frequency with respect to a power supply frequency by n-cut five-winding corrugated three-phase transformers.

Description

단상 3배 주파수 발생 장치 및 고주파 발생 장치{SINGLE-PHASED FREQUENCY TRIPLING GENERATION DEVICE AND HIGH FREQUENCY GENERATION DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a single-phase triple frequency generator and a high-

본 발명은 3상 교류 전원에 접속되어, 상용 전원 주파수(50Hz 또는 60Hz)를 3n배 주파수의 단상 전압을 출력하는 고주파 발생 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a high frequency generator which is connected to a three-phase AC power source and outputs a single-phase voltage having a frequency 3n times the commercial power frequency (50 Hz or 60 Hz).

예를 들어 3배 주파수 발생 장치에는 비 특허 문헌 1, 2에 나타내는 바와 같이, 가포화(可飽和) 리액터형과 변압기형이 있다. 가포화 리액터형은 3조(組)의 단상 가포화 리액터를 Y결선(結線)하여, 그 중성점과 전원의 중성점 사이에 발생하는 고조파 출력을 부하에 인가하는 것이며, 컨덴서는 진상(進相) 컨덴서로서 기능함과 동시에 고조파 전류의 귀로로서 기능한다. 또한, 변압기형은 3조의 단상 변압기의 1차 권선을 Y결선함과 동시에, 2차 권선을 Δ결선하고, 그 Δ결선의 일단(一端)을 개방하고, 이 개방부로부터 고조파 성분을 취출하도록 구성되어 있다. For example, as shown in Non-Patent Documents 1 and 2, a triple frequency generator includes a saturable reactor type and a transformer type. In the saturable reactor type, three sets of single-phase saturable reactors are connected by Y wires, and a harmonic output generated between the neutral point and the neutral point of the power source is applied to the load. The capacitor is connected to a phase- And functions as a return path of the harmonic current. Also, in the transformer type, the primary winding of three sets of single-phase transformers is Y-connected, the secondary winding is connected in delta, the one end of the delta wiring is opened, and the harmonic components are taken out .

그렇지만 상기의 양방식 모두, 단상 가포화 리액터 또는 단상 변압기(이하, 단상 기기라고도 말함)를 이용하고 있고, 3각 철심으로 구성된 3상 기기를 이용하고 있는 것은 아니다. 이와 같이 3대의 단상 기기를 조합하여 구성하면, 장치 전체가 대형화해 버릴 우려가 있고, 또 3대의 단상 기기 배치 등도 복잡하게 될 가능성이 있다. 특히 3대의 단상 기기를 이용하여 구성된 단상 3배 주파수 발생 장치를 복수조 이용하여 3상 3배 주파수 발생 장치를 구성하는 경우에는, 이러한 문제가 더욱 현저하게 된다. However, both of the above-described methods use a single phase saturable reactor or a single phase transformer (hereinafter also referred to as a single phase device) and do not use a three phase device composed of a triangular iron core. When the three single-phase devices are combined as described above, there is a possibility that the entire device becomes large, and the arrangement of three single-phase devices may also be complicated. Especially when the three-phase triple frequency generator is constituted by using a plurality of single-phase triple frequency generating apparatuses constructed by using three single-phase apparatuses, such a problem becomes more significant.

여기서, 상기 문제점을 해소하기 위해 3각 철심을 이용하는 것이 생각되지만, 3각 철심을 이용한 경우에는, 3각 철심의 각 각(脚)에 권회(卷回)된 1차 권선에 의해 각 각에 발생하는 제3 조파(調波) 자속은 동일 위상 또한 동일 방향에 흐르고, 그 제3 조파 자속은 일방의 요크 철심으로부터 비자성 통로를 통과하여 타방의 요크 철심으로 돌아오도록 흐른다. 이 때, 비자성 통로는 높은 자기(磁氣) 저항을 가지기 때문에, 제3 조파 자속은 약해지고, 결과적으로 3각 철심에 의해 발생하는 합성 자속은 제3 조파 성분이 작은 것으로 되어 버린다. 따라서 상용 전원 주파수의 입력 용량에 대한 3배 주파수의 출력 용량의 비율(입출력비)이 작아져 효율적이지는 않다. In order to solve the above problem, it is conceivable to use a triangular iron core. However, in the case of using a triangular iron core, it is generated at each angle by a primary winding wound on each leg of the triangular iron core The third harmonic flux flows in the same direction in the same direction and flows through the non-magnetic passage from one yoke core to the other yoke core. At this time, since the non-magnetic passage has a high magnetic resistance, the third harmonic flux becomes weak, and as a result, the third harmonic component becomes small in the resultant magnetic flux generated by the triangular iron core. Therefore, the ratio of the output capacity of the triple frequency to the input capacity of the commercial power supply frequency (input / output ratio) is reduced, which is not efficient.

이 때문에 종래의 3배 주파수 발생 장치에서는 3대의 단상 기기를 이용하여 구성하는 것이 입출력비를 저하시키지 않기 위한 당연한 발상이며, 3배 주파수 발생 장치에 3각 철심을 이용하는 것은 입출력비를 향상시킨다고 하는 목적에 반한다. For this reason, it is a natural idea for the conventional triple frequency generator to use three single-phase devices for the purpose of not lowering the input / output ratio. The use of a triangular wave core for the triple frequency generator is a purpose .

[선행 기술 문헌][Prior Art Literature]

[비 특허 문헌][Non-Patent Document]

[비 특허 문헌 1] 일본 전열 공학 위원회편, 「공업 전기 가열 핸드북」, 제1판, 주식회사 전기 서원, 쇼와 43년 10월 25일, p.293－296[Non-Patent Document 1] Published by the Japanese Society of Thermal Engineering, "Industrial Electric Heating Handbook", First Edition, Electro-Seowon Co., Ltd., October 25, 1993, p.293-296

[비 특허 문헌 2] 아라타니, 외 2명, 「자기식 3배 주파수 체배기(遞倍器)의 동작 모드와 정상 특성의 해석」, 전기 학회 논문 잡지 B 전력ㆍ에너지 일부 문지, 사단법인 전기 학회, 1981년 9월, 제101권, 제9호, p.519－526[Non-Patent Document 2] Aratani et al., &Quot; Analysis of operating mode and normal characteristics of a magnetic triple-frequency multiplier ", Transactions of the Institute of Electrical Engineers B, , September 1981, Vol. 101, No. 9, p.519-526

그래서 본 발명은 상기 문제점을 모두 해결하기 위해 이루어진 것이며, 단상 리액터 또는 단상 변압기라고 한 단상 기기를 3대 이용하는 일 없이 컴팩트하게 구성 가능하고, 또 배선도 간단하게 할 수 있음과 아울러, 3상 변압기를 고주파 발생 장치에 이용한 경우의 문제점을 해결하는 것을 그 주된 소기 과제로 하는 것이다. Therefore, the present invention has been made to solve all of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a three-phase transformer that can be compactly configured without using three single- And solving the problem in the case of using it in a generator.

즉 본 발명에 관한 3배 주파수 발생 장치는, 3상 변압기를 이용하여 상용 전원 주파수를 3배로 체배하여 출력하는 것이며, 상기 3상 변압기의 1차 권선이 Y결선되고, 2차 권선이 Δ결선됨과 아울러, 당해 Δ결선된 2차 권선의 일단을 개방하여 단상 부하에 접속되도록 구성한 단상 3배 주파수 발생 장치로서, 상기 3상 변압기가, 시트 형상의 전자(電磁) 강판을 연속 권회하여 형성되는 노-컷형의 5각 권철심(5脚 卷鐵心)을 이용한 것이며, 그 중 3개의 각에 1차 권선 및 2차 권선이 권회되고, 나머지 2개가 제3 조파 자속의 귀로로 되는 것을 특징으로 한다. That is, the triple frequency generator according to the present invention multiplies the commercial power supply frequency by a factor of three by using a three-phase transformer, and the primary winding of the three-phase transformer is Y-connected, the secondary winding is connected Phase transformer is connected to a single-phase load by opening one end of the secondary winding connected in series, wherein the three-phase transformer is a three- And is characterized in that a primary winding and a secondary winding are wound around three angles thereof, and the remaining two are used as a return path of the third harmonic magnetic flux.

이와 같은 것이면, 3상 변압기가 5각 권철심이며, 그 중의 3각에 권선을 실행하여, 나머지 2각이 제3 조파 자속의 귀로로 되도록 구성하고 있으므로, 권선이 실행된 각 각에서 발생하는 동일 위상 및 동일 방향에 흐르는 제3 조파 자속을, 나머지 2각에 의해 순환시킬 수 있고, 3상 변압기에 있어서 발생하는 제3 조파 성분의 손실을 방지할 수 있다. 이로 인해, 상용 전원 주파수의 입력 용량에 대한 3배 주파수의 출력 용량의 비율(입출력비)을 크게 할 수 있다. 또, 5각 철심이 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성한 노-컷형으로 하고 있기 때문에, 제3 조파 자속의 자로에 있어서 자기 저항을 가급적으로 작게 할 수 있고, 제3 조파 자속이 각 각을 통과할 때의 자속 저하를 방지하여, 가급적으로 입출력비를 크게 할 수 있다. 또한, 3상 변압기를 이용할 수 있으므로, 종래와 같이 3대의 단상 변압기를 이용한 경우에 비해 컴팩트하게 구성 가능하고, 또 배선도 간단하게 할 수 있다. In such a case, since the three-phase transformer is a five-winding iron core, the three-phase winding is implemented by winding, and the remaining two angles are constituted by the ears of the third harmonic magnetic flux. Phase and the third harmonic flux flowing in the same direction can be circulated by the remaining two angles and the loss of the third harmonic wave component generated in the three-phase transformer can be prevented. This makes it possible to increase the ratio of the output capacity (input / output ratio) of the triple frequency to the input capacity of the commercial power supply frequency. In addition, since the pentagonal iron core is of the no-cut type formed by continuously winding the sheet-like electromagnetic steel sheet, the magnetic resistance in the magnetic path of the third harmonic flux can be made as small as possible, It is possible to increase the input / output ratio as much as possible. Also, since a three-phase transformer can be used, the configuration can be made compact in comparison with the case of using three single-phase transformers as in the prior art, and the wiring can also be simplified.

또 본 발명에 관한 단상 3배 주파수 발생 장치는, 3상 가포화 리액터를 이용하여 상용 전원 주파수를 3배로 체배하여 출력하는 것이며, 상기 3상 가포화 리액터의 권선을 Y결선으로 접속하여 이루어지는 중성점과 3상 전원의 중성점 사이에 단상 부하가 접속되도록 구성한 단상 3배 주파수 발생 장치로서, 상기 3상 가포화 리액터가, 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 이루어지는 노-컷형의 5각 권철심을 이용한 것이며, 그 중 3개의 각에 상기 권선이 권회되고, 나머지 2개가 제3 조파 자속의 귀로로 되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 것에서도 상기와 동일한 효과를 달성한다. Further, the single-phase triple frequency generator according to the present invention multiplies the commercial power supply frequency by a factor of three by using a three-phase saturable reactor, and outputs a neutral point obtained by connecting the windings of the three- Phase triple-frequency generator in which a single-phase load is connected between neutral points of a three-phase power source, wherein the three-phase saturable reactor is a no-cut type five-winding iron core formed by continuously winding a sheet- , The windings are wound on three angles thereof, and the remaining two are the ears of the third harmonic magnetic flux. This also achieves the same effect as described above.

노-컷형의 5각 철심의 구체적인 구성으로서는 상기 5각 권철심이, 개구 사이즈가 다른 고리 형상의 철심 요소를 조합하는 것에 의해 구성되는 것이며, 1개의 외철심 요소와, 상기 외철심 요소 내에 서로 접촉하여 배치되는 2개의 중철심 요소와, 상기 중철심 요소 내에 서로 접촉하여 배치되는 2개의 소철심 요소로 이루어지는 것이 바람직하다. As a concrete configuration of the no-cut type pentagonal iron core, the pentagonal core is composed of a combination of annular iron core elements having different opening sizes, and includes one outer core element, And two small iron core elements arranged in contact with each other in the saddle stitch core element.

전자 강판으로 이루어진 변압기에 발생하는 제3 조파는 기본파에 대해 약 25％의 비율로 발생하기 때문에, 안전률을 약 2배로서 변압기의 고장을 방지하기 위해서는 상기 제3 조파 자속의 귀로로 되는 2개 각의 단면적이, 상기 권선이 권회되는 각의 단면적의 1／2인 것이 바람직하다. Since the third harmonic wave generated in the transformer composed of the electromagnetic steel sheet occurs at a ratio of about 25% with respect to the fundamental wave, in order to prevent the breakdown of the transformer by doubling the safety factor, the second harmonic wave of the third harmonic flux It is preferable that the cross sectional area of the open angle is 1/2 of the cross sectional area of the angle at which the winding is wound.

상기 5각 철심이 정면에서 보아 좌우에 5개의 각이 배열되는 것이며, 중앙의 각 및 좌우 양단의 각에 상기 권선이 권회되어 있고, 상기 중앙의 각 양측에 위치하는 각이 제3 조파 자속의 귀로로 되는 것인 것이 바람직하다. 이것이라면, 제3 조파 자속의 귀로가, 권선이 실행된 각의 사이에 배치되는 구성으로 되어, 각 각에 의해 발생하는 제3 조파 자속을 순환시켜 쉽게 할 수 있다. Wherein the five angular cores are arranged at five angles on the left and right as viewed from the front, the windings are wound on the angles at the center and at both the left and right ends, and the angles located on both sides of the center are the ears of the third wave- Is preferable. If this is the case, the return path of the third harmonic flux is arranged between the angles where the windings are executed, so that the third harmonic flux generated by each angle can be easily circulated.

또 본 발명에 관한 3상 3배 주파수 발생 장치는, 상기의 단상 3배 주파수 발생 장치를 3조 이용하여 구성되는 것이며, 1조의 3상 변압기의 1차 권선 또는 가포화 리액터의 권선을 Y결선으로 하고, 다른 1조의 3상 변압기의 1차 권선 또는 가포화 리액터의 권선 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 40˚지상(遲相) 또는 진상(進相)으로 되도록 위상 권선을 실행한 Y결선으로 하고, 나머지 1조의 3상 변압기의 1차 권선 또는 가포화 리액터의 권선 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 80˚지상 또는 진상으로 되도록 위상 권선을 실행한 Y결선으로 하고 있는 것을 특징으로 한다. Further, the three-phase triple frequency generator according to the present invention is constituted by using three sets of the single-phase triple frequency generator as described above, and the primary winding of a set of three-phase transformers or the winding of the sintered reactor is connected by Y wiring And the output of the windings of the primary winding or the saturable reactor of the other set of three-phase transformers is taken as Y wiring in which the phase winding is performed so as to be 40 ° ground phase or phase advance in the input frequency coordinate, And the Y winding is a phase winding of the primary winding of the remaining one set of three-phase transformers or the winding output of the saturable reactor so that the output of the winding is phase-shifted or phase-shifted by 80 degrees in the input frequency coordinate.

또 본 발명에 관한 고주파 발생 장치는, n대(n은 1 이상의 홀수로 함)의 3상 변압기를 이용하여 전원 주파수에 대해 3n배 주파수의 단상 전압을 발생시키는 것이며, 상기 3상 변압기가, 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성되는 노-컷형의 5각 권철심을 이용한 것이며, 그 중의 3각에 1차 권선 및 2차 권선이 권회되고, 나머지 2각이 단상 고주파 자속 자로로 되는 것을 특징으로 한다. Further, the high-frequency generator according to the present invention generates a single-phase voltage of 3n-fold frequency with respect to the power frequency by using n-phase (n is an odd number of 1 or more) three-phase transformers, Shaped five-iron winding core formed by continuously winding an electromagnetic steel sheet having a shape of a single-phase high-frequency magnetic flux, characterized in that the primary winding and the secondary winding are wound around the three corners and the remaining two angles are single- .

이와 같은 것이면, 3상 변압기가 5각 권철심이며, 그 중의 3각에 권선을 실행하여, 나머지 2각이 단상 고주파 자속 자로로 되도록 구성하고 있으므로, 권선이 실행된 각 각에서 발생하는 동일 위상 및 동일 방향에 흐르는 단상 고주파 자속을, 나머지 2각에 의해 순환시킬 수 있고, 3상 변압기에 있어서 발생하는 단상 고주파 자속의 손실을 방지할 수 있다. 이로 인해, 상용 전원 주파수의 입력 용량에 대한 3n배 주파수의 출력 용량의 비율(입출력비)을 크게 할 수 있다. 또, 5각 철심이 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성한 노-컷형으로 하고 있기 때문에, 단상 고주파 자속의 자로에 있어서 자기 저항을 가급적으로 작게 할 수 있고, 단상 고주파 자속이 각 각을 통과할 때의 자속 저하를 방지하여, 가급적으로 입출력비를 크게 할 수 있다. 또한, 3상 변압기를 이용할 수 있으므로, 종래와 같이 3대의 단상 변압기를 이용한 경우에 비해 컴팩트하게 구성 가능하고, 또 배선도 간단하게 할 수 있다. In such a case, since the three-phase transformer is a five-winding iron core, winding is performed on the three corners of the three-phase transformer, and the remaining two angles are constituted by single-phase high- The single-phase high-frequency magnetic flux flowing in the same direction can be circulated by the remaining two angles, and loss of the single-phase high-frequency magnetic flux generated in the three-phase transformer can be prevented. As a result, it is possible to increase the ratio of the output capacitance of 3n frequency to the input capacitance of the commercial power supply frequency (input / output ratio). Since the pentagonal iron core is a no-cut type formed by continuously winding a sheet-shaped electromagnetic steel sheet, the magnetic resistance in the magnetic path of the single-phase high-frequency magnetic flux can be made as small as possible, And the input / output ratio can be increased as much as possible. Also, since a three-phase transformer can be used, the configuration can be made compact in comparison with the case of using three single-phase transformers as in the prior art, and the wiring can also be simplified.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 단상 리액터 또는 단상 변압기를 3대 이용하는 일 없이 컴팩트하게 구성 가능하고, 3상 변압기를 이용한 경우의 문제점을 해결한 3n배 주파수의 단상 전압을 발생하는 고주파 발생 장치를 제공할 수 있다. According to the present invention constructed as described above, a high-frequency generator capable of generating a single-phase voltage of 3n frequency that can be compactly constructed without using three single-phase reactors or single-phase transformers and solves the problem in the case of using a three- can do.

도 1은 본 발명의 변압기 방식의 실시 형태에 관한 단상 3배 주파수 발생 장치의 회로 결선도.
도 2는 동 실시 형태에 관한 5각 철심의 정면도.
도 3은 동 실시 형태의 특성 데이터를 나타내는 도면.
도 4는 각종 변압기를 이용한 경우의 자속 밀도-입출력비 특성을 나타내는 도면.
도 5는 변형 실시 형태에 관한 단상 3배 주파수 발생 장치의 회로도.
도 6은 변형 실시 형태의 입력 용량／컨덴서 용량-입출력비 특성을 나타내는 도면.
도 7은 변형 실시 형태에 관한 리액터 방식의 단상 3배 주파수 발생 장치의 회로 결선도.
도 8은 변형 실시 형태에 관한 3상 3배 주파수 발생 장치의 회로도.
도 9는 제2 실시 형태의 노-컷 5각 권철심형 3상 변압기를 나타내는 도면.
도 10은 단상 9배 주파수 발생용의 단상 변압기의 1차 권선 벡터도.
도 11은 단상 9배 주파수 발생용의 단상 변압기의 결선도.
도 12는 단상 9배 주파수 발생용의 3상 변압기의 결선도.
도 13은 입출력 전압 파형을 나타내는 도면.
도 14는 3상 입력 전압／단상 9배 주파수 출력 전압 특성을 나타내는 도면.
도 15는 출력 전압／출력 전압 계산값-철심 자속 밀도 특성 그래프.1 is a circuit connection diagram of a single-phase triple frequency generator according to an embodiment of the transformer system of the present invention.
2 is a front view of the pentagonal iron core according to the embodiment;
3 is a diagram showing characteristic data of the embodiment;
4 is a diagram showing magnetic flux density-input / output ratio characteristics when various transformers are used;
5 is a circuit diagram of a single-phase triple frequency generator according to a modified embodiment;
6 is a diagram showing input capacitance / capacitor capacitance - input / output ratio characteristics of the modified embodiment;
7 is a circuit connection diagram of a reactor type single-phase triple frequency generator according to a modified embodiment;
8 is a circuit diagram of a three-phase triple frequency generator according to a modified embodiment;
9 is a view showing a no-cut five-winding core-core three-phase transformer of a second embodiment.
10 is a first-order winding vector diagram of a single-phase transformer for generating a single-phase 9-fold frequency;
11 is a connection diagram of a single-phase transformer for generating a single-phase 9-fold frequency.
12 is a connection diagram of a three-phase transformer for generating a single-phase 9-fold frequency.
13 shows an input / output voltage waveform;
FIG. 14 is a diagram showing the three-phase input voltage / single-phase 9-fold frequency output voltage characteristic. FIG.
15 is a graph of the output voltage / output voltage calculation value - iron core flux density characteristic.

＜제1 실시 형태＞≪ First Embodiment >

이하에 본 발명에 관한 단상 3배 주파수 발생 장치의 변압기 방식의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a transformer system of a single-phase triple frequency generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 실시 형태에 관한 단상 3배 주파수 발생 장치(100)는 상용 전원(3상 교류 전원)에 접속되고, 당해 상용 전원으로부터 수전(受電)되는 3상 교류 전압(50Hz 또는 60Hz)을, 3배 주파수(150Hz 또는 180Hz)의 단상 교류 전압으로 변환하여 단상 부하(200)에 출력하는 것이다. Phase triple frequency generator 100 according to the present embodiment is connected to a commercial power supply (three-phase AC power supply) and supplies a three-phase AC voltage (50 Hz or 60 Hz) received from the commercial power supply to a triple frequency (150 Hz or 180 Hz) and outputs the single-phase AC voltage to the single-phase load 200.

구체적으로, 이것은 도 1에 나타내는 바와 같이, 3상 변압기(2)를 이용하여 상용 전원 주파수를 3배로 체배하여 출력하는 것이며, 3상 변압기(2)의 1차 권선(21u, 21v, 21w)이 Y결선되고, 2차 권선(22u, 22v, 22w)이 Δ결선됨과 아울러, 당해 Δ결선된 2차 권선(22u, 22v, 22w)의 일단을 개방하여 단상 부하(200)에 접속되도록 구성되어 있다. 1, primary winding 21u, 21v, and 21w of three-phase transformer 2 are connected in parallel to each other by a three-phase transformer 2, Phase winding is connected and the secondary windings 22u, 22v and 22w are connected in a delta manner and one end of the secondary winding 22u, 22v and 22w is connected to the single-phase load 200 .

그리고 3상 변압기(2)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성되는 노-컷형의 5각 권철심(23)을 이용한 것이다. 이 노-컷형의 5각 철심(23)은 각 철심과 계철심(요크 철심)이 일체로 분리되어 있지 않은 철심이며, 그 중 3개의 각(23a, 23b, 23c) 각각에 1차 권선(21u, 21v, 21w) 및 2차 권선(22u, 22v, 22w)이 권회되고, 나머지 2개(23d, 23e)가 제3 조파 자속의 귀로로 된다. As shown in Fig. 2, the three-phase transformer 2 uses a no-cut type five-winding iron core 23 formed by continuously winding a sheet-shaped electromagnetic steel plate. The five-cornered iron core 23 of the no-cut type is an iron core in which the respective iron cores and the iron core (yoke iron core) are not integrally separated, and each of the three corners 23a, 23b and 23c has a primary winding 21u 21v and 21w and the secondary windings 22u, 22v and 22w are wound and the other two 23d and 23e are wound around the third harmonic magnetic flux.

3상 변압기(2)의 5각 권철심(23)은 개구 사이즈가 다른 고리 형상의 권철심 요소를 조합하는 것에 의해 구성되는 정면에서 보아 거의 직사각 형상을 이루는 것이며, 개구 사이즈가 가장 큰 1개의 외철심 요소(231)와, 외철심 요소(231)의 내측 주위면에 접촉함과 아울러, 서로 접촉하여 배치되는 2개의 중철심 요소(232)와, 중철심 요소(232)의 내측 주위면에 접촉함과 아울러, 서로 접촉하여 배치되는 2개의 소철심 요소(233a, 233b)로 이루어진다. The pentagonal winding cores 23 of the three-phase transformer 2 are formed into a substantially rectangular shape when viewed from the front surface formed by combining annular winding core elements having different opening sizes, Two iron core elements 231 and two iron core elements 232 which are in contact with the inner circumferential surface of the outer iron core element 231 and which are in contact with each other, And two small iron core elements 233a and 233b arranged in contact with each other.

2개의 중철심 요소(232)는 서로 동일 형상을 이루는 것이며, 그 두께는 상기 외철심 요소(231)의 두께와 동일하다. 또, 2개의 소철심 요소 중 좌우 외측에 배치되는 소철심 요소(233a)의 두께는 외철심 요소(231) 및 중철심 요소(232)의 두께와 동일하다. 또한, 소철심 요소 중에서 중앙측에 배치되는 소철심 요소(233b)의 두께는 외측에 배치되는 소철심 요소(233a) 두께의 1／2 두께이다. 이와 같이 구성된 5각 철심(23)은 정면에서 보아 좌우에 5개의 각(23a ~ 23e)이 배열되고, 그 5개의 각(23a ~ 23e) 중에서, 중앙의 각(23a) 및 좌우 양단의 각(23b, 23c)의 단면적이 동일하게 되어, 중앙의 각(23a) 양측에 인접하는 각(23d, 23e)의 단면적은 중앙의 각(23a) 및 좌우 양단의 각(23b, 23c)의 단면적의 1／2로 된다. The two stitch core elements 232 have the same shape as each other, and the thickness thereof is the same as the thickness of the outer core element 231. The thickness of the small iron core element 233a disposed on the left and right outside of the two small iron core elements is the same as the thickness of the outer iron core element 231 and the sintered iron core element 232. [ The thickness of the small iron core element 233b disposed on the center side among the small iron core elements is half the thickness of the small iron core element 233a disposed on the outside. 5 angles 23a to 23e are arranged on the right and left as viewed from the front and the angle 23a at the center and the angles at both the left and right ends of the five corners 23a to 23e Sectional areas of the corners 23d and 23e adjacent to both sides of the center angle 23a are equal to the cross sectional area of the center angle 23a and the cross sectional areas 23b and 23c of the left and right ends 23b and 23c / 2.

그리고 이와 같이 구성된 5각 철심(23)에 있어서, 중앙의 각(23a) 및 좌우 양단의 각(23b, 23c)이, 1차 권선(21) 및 2차 권선이 권회되는 권회 철심부로 되어, 중앙의 각(23a) 양측에 인접하는 각(23d, 23e)이 제3 조파 자속의 귀로로 되는 귀로 철심부로 된다. 즉, 제3 조파 자속의 귀로로 되는 귀로 철심부의 단면적이, 1차 권선(21) 및 2차 권선(22)이 권회되는 권회 철심부의 단면적의 1／2로 된다. 이 5각 철심(23)에 의해, 제3 조파 자속의 귀로가, 권선(21, 22)이 실행된 각(23a ~ 23c)의 사이에 배치되는 구성으로 되어, 각 각(23a ~ 23c)에 의해 발생하는 제3 조파 자속을 순환시켜 쉽게 할 수 있다. The center angle 23a and the angles 23b and 23c at the left and right ends of the pentagonal iron core 23 constituted as described above are constituted by the winding iron core portions in which the primary winding 21 and the secondary winding are wound, 23e adjacent to both sides of the angle 23a of the third wave-like magnetic flux become the ear-ring-iron-core portion of the third wave-like magnetic flux. That is, the cross-sectional area of the earthed iron core portion as the return path of the third harmonic flux becomes half the cross-sectional area of the primary iron core 21 in which the primary winding 21 and the secondary winding 22 are wound. The fifth harmonic core 23 has a configuration in which the return path of the third harmonic magnetic flux is disposed between the corners 23a to 23c in which the windings 21 and 22 are executed and the corners 23a to 23c The third harmonic flux generated by the first harmonic wave can be easily circulated.

다음에 본 실시 형태의 단상 3배 주파수 발생 장치(100)의 입력 용량(VA) 및 출력 용량(VA)의 입출력비에 대해, 노-컷형 3각 권철심을 이용한 것, 노-컷형 단상 철심을 3대 이용한 것, 및 컷형의 단상 철심을 3대 이용한 것과 비교하고, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 또한, 도 3은 본 실시 형태의 단상 3배 주파수 발생 장치(100)의 특성 데이터이며, 도 4의 횡축은 자속 밀도(G)를 나타내고, 종축은 입력 용량(VA)에 대한 출력 용량(VA)의 비이다. Next, the input / output ratios of the input capacitance VA and the output capacitance VA of the single-phase triple frequency generator 100 of the present embodiment are compared with those using the no-cut triangular winding core, the no- 3 and Fig. 4, which are compared with those in which three single-phase iron cores are used. 4 is characteristic data of the single-phase triple frequency generator 100 of the present embodiment. The horizontal axis of FIG. 4 shows the magnetic flux density G and the vertical axis shows the output capacity VA with respect to the input capacity VA. .

도 3 및 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태의 단상 3배 주파수 발생 장치(100)는 종래의 노-컷형 단상 철심을 3대 이용한 것과 동등한 특성을 나타내고, 그 입출력비도 거의 동일하다는 것을 알 수 있다. 또한, 노-컷형 3각 권철심을 이용한 것 및 컷형의 단상 철심을 3대 이용한 것은 입출력비가 지극히 낮다는 것을 알 수 있다. 노-컷형 3각 권철심을 이용한 것에서는 각 철심부에서 발생한 동일 위상으로 동일 방향에 흐르는 제3 조파가 일방의 요크 철심부로부터 비자성 통로를 통과하여 타방의 요크 철심부에 흐르기 때문에 제3 조파 성분이 저하해 버리는 것에 의해 입출력비가 작아지고 있다. 또, 컷형의 단상 철심을 3대 이용한 것에서는 컷 부분에서의 자기 저항이 커져, 제3 조파 성분이 저하하여 입출력비가 작아지고 있다. As can be seen from Figs. 3 and 4, the single-phase triple frequency generator 100 of the present embodiment exhibits characteristics equivalent to those using three conventional no-cut type single-phase iron cores and has almost the same input / output ratio Able to know. Further, it can be seen that the input-output ratio is extremely low when three pairs of single-phase iron cores using a no-cut type triangular iron core and a cut type single iron core are used. In the case of using the no-cut type triangular winding iron core, since the third harmonic wave flowing in the same direction and generated in each of the iron core portions flows from the one yoke iron core portion to the other yoke iron core portion through the non- As a result, the input / output ratio is reduced. Further, in the case of using three single-phase iron cores of a cut type, the magnetoresistance in the cut portion becomes large, and the third wave component decreases, so that the input / output ratio becomes small.

이와 같이 구성한 제1 실시 형태에 관한 3배 주파수 발생 장치(100)에 의하면, 3상 변압기(2)가 5각 권철심이며, 그 중의 3각(23a ~ 23c)에 권선(21, 22)을 실행하고, 나머지 2각(23d, 23e)이 제3 조파 자속의 귀로로 되도록 구성하고 있으므로, 권선(21, 22)이 실행된 각 각(23a ~ 23c)에서 발생하는 동일 위상 및 동일 방향에 흐르는 제3 조파 자속을, 나머지 2각(23d, 23e)에 의해 순환시킬 수 있고, 3상 변압기(2)에 발생하는 합성 자속의 제3 조파 성분이 저감해 버리는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 상용 전원 주파수의 입력 용량(입력 전압)에 대한 3배 주파수의 출력 용량(출력 전압)의 비율을 크게 할 수 있다. 또, 5각 철심(23)이 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성한 노-컷형으로 하고 있기 때문에, 제3 조파 자속의 자로에 있어서 자기 저항을 가급적으로 작게 할 수 있고, 제3 조파 자속이 각 각(23a ~ 23e)을 통과할 때의 자속 저하를 방지하여, 가급적으로 입출력비를 크게 할 수 있다. 또한, 3상 변압기(2)를 이용할 수 있으므로, 종래와 같이 3대의 단상 변압기를 이용한 경우에 비해 컴팩트하게 구성 가능하고, 또 배선도 간단하게 할 수 있다. According to the triple frequency generator 100 of the first embodiment constructed as described above, the three-phase transformer 2 is a pentagonal winding core, and the windings 21 and 22 are connected to the three angles 23a to 23c And the other two angles 23d and 23e are formed as the eaves of the third harmonic magnetic flux so that the windings 21 and 22 are generated in the same phase and in the same direction generated in the respective angles 23a to 23c The third harmonic flux can be circulated by the remaining two angles 23d and 23e and the third harmonic component of the composite flux generated in the three-phase transformer 2 can be prevented from being reduced. As a result, the ratio of the output capacity (output voltage) of the triple frequency to the input capacity (input voltage) of the commercial power supply frequency can be increased. In addition, since the pentagonal iron cores 23 are of the no-cut type formed by continuously winding the sheet-shaped electromagnetic steel sheets, the magnetic resistance of the magnetic flux of the third harmonic flux can be made as small as possible, It is possible to prevent the magnetic flux from dropping when passing through the angles 23a to 23e and to increase the input / output ratio as much as possible. Further, since the three-phase transformer 2 can be used, the configuration can be made compact and the wiring can be simplified as compared with the case of using three single-phase transformers as in the prior art.

또한, 본 발명은 상기 제1 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 3상 변압기(2)의 1차측에 진상 컨덴서(3)를 마련하는 것에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이, 입출력비를 약 54％까지 개선시킬 수 있다. The present invention is not limited to the first embodiment. For example, as shown in Fig. 5, the input / output ratio can be improved to about 54% as shown in Fig. 6 by providing the phase-inverting capacitor 3 on the primary side of the three-phase transformer 2 .

또, 상기 실시 형태에서는 변압기형의 단상 3배 주파수 발생 장치에 대해 설명했지만, 리액터형의 것이어도 좋다. 이 때의 단상 3배 주파수 발생 장치는 도 7에 나타내는 바와 같이, 3상 가포화 리액터(4)를 이용하여 상용 전원 주파수를 3배로 체배하여 출력하는 것이며, 3상 가포화 리액터(4)의 권선(41u, 41v, 41w)을 Y결선으로 접속하여 이루어지는 중성점(N1)과 3상 전원의 중성점(N2)의 사이에 단상 부하(200)가 접속되도록 구성되어 있다. 그리고 3상 가포화 리액터(4)가, 상기 실시 형태에서 설명한 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 이루어지는 노-컷형의 5각 권철심을 이용한 것이며, 중앙의 각(23a) 및 좌우 양단의 각(23b, 23c)에 리액터의 권선(41u, 41v, 41w)이 권회되고, 중앙의 각(23a) 양측에 인접하는 각(23d, 23e)이 제3 조파 자속의 귀로로 된다. 또한, 도 7에 있어서는 Y결선하여 접속된 컨덴서(5u, 5v, 5w)를 3상 전원측에 접속하고, 인위적인 중성점(N2)을 형성하고, 당해 중성점(N2)와 상기 중성점(N1)의 사이에 단상 부하(200)를 접속하고 있다. 이 컨덴서(5u, 5v, 5w)는 고조파 전류의 귀로 역할을 완수함과 아울러, 진상 컨덴서로서의 역할도 완수한다. In the above embodiment, the transformer-type single-phase triple frequency generator has been described, but it may be a reactor type. As shown in Fig. 7, the single-phase threefold frequency generator at this time uses three-phase saturable reactors 4 to multiply the commercial power supply frequency by three times and to output the three- Phase load 200 is connected between the neutral point N1, which is formed by connecting the two-phase power sources 41u, 41v, and 41w by the Y connection, and the neutral point N2 of the three-phase power source. The three-phase saturable reactor 4 is a no-cut type five-turn iron core formed by continuously winding the sheet-like electromagnetic steel sheet described in the above embodiment. The center angle 23a and the angles at the left and right ends The windings 41u, 41v and 41w of the reactors are wound around the center corners 23a and 23b and the corners 23d and 23e adjacent to both sides of the center corner 23a are wound around the third cores. 7, the Y-connected capacitors 5u, 5v and 5w are connected to the three-phase power supply side to form an artificial neutral point N2, and between the neutral point N2 and the neutral point N1 And the single-phase load 200 is connected. The capacitors 5u, 5v, and 5w fulfill the role of the harmonic current as well as fulfill the role of the phase-leading capacitor.

또한, 상기 실시 형태의 단상 3배 주파수 발생 장치(100)를 3조 이용하여 3상 3배 주파수 발생 장치(Z)로 할 수도 있다. 이 경우, 3상 3배 주파수 발생 장치(Z)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 1조의 3상 변압기의 1차 권선을 Y결선으로 하고, 다른 1조의 3상 변압기의 1차 권선의 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 40˚지상으로 되도록 지상 권선을 실행한 Y결선으로 하고, 나머지 1조의 3상 변압기의 1차 권선의 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 80˚지상으로 되도록 지상 권선을 실행한 Y결선으로 한다. 이와 같이 구성하면, 3조의 단상 3배 주파수 발생 장치(100)로부터의 출력은 3배 주파수 좌표로 각각 120˚위상차의 3상 3배 주파수로 된다. 또한, 지상 권선 외에, 40˚진상 또는 80˚진상으로 되는 진상 권선을 실행해도 좋다. 도 8에 있어서, 3조의 출력측에는 입력 권선이 오픈 델타 결선, 출력 권선이 물떼새 결선된 출력 변압기를 설치하고, 3상 벡터를 확정하여 안정시키는 기능을 갖게 하고 있다. Further, the three-phase triple frequency generator (Z) can also be used by using three sets of the single-phase triple frequency generator 100 of the above embodiment. In this case, as shown in Fig. 8, the three-phase triple frequency generator (Z) converts the primary winding of one set of three-phase transformers into Y wiring and outputs the output of the primary winding of another set of three- The ground connection is made so that the ground connection is made to the ground connection at the frequency coordinate of 40 ° and the output of the primary winding of the remaining one set of three-phase transformers is grounded at the input frequency coordinate of 80 ° do. With this configuration, the outputs from the three sets of single-phase triple frequency generator 100 are three-phase triple frequencies each having a phase difference of 120 degrees with threefold frequency coordinates. In addition to the ground winding, a phase winding of 40 占 phase or 80 占 phase may be performed. In Fig. 8, an output transformer in which an input winding is connected to an open-delta connection and an output winding is connected to a shunt connection is provided on the output side of three sets, and a function of stabilizing the three-phase vector is established.

또한, 리액터 방식의 단상 3배 주파수 발생 장치를 3조 이용하여 3상 3배 주파수 발생 장치로 할 수도 있다. 이 경우, 3상 3배 주파수 발생 장치는 1조의 가포화 리액터의 권선을 Y결선으로 하고, 다른 1조의 가포화 리액터의 권선 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 40˚지상 또는 진상으로 되도록 위상 권선을 실행한 Y결선으로 하고, 나머지 1조의 가포화 리액터의 권선 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 80˚지상 또는 진상으로 되도록 위상 권선을 실행한 Y결선으로 한다. Also, a three-phase triple frequency generator may be used by using three reactor-type single-phase triple frequency generators. In this case, the three-phase triple frequency generator is configured such that the windings of one set of saturable reactors are Y-connected, the output of the windings of another set of saturable reactors is set to 40 ° ground or phase in input frequency coordinates Y wiring, and the winding output of the remaining one set of saturable reactors is made Y-connection in which the phase winding is performed so that the input frequency coincides with 80 ° ground or the phase.

추가로, 상기 실시 형태의 단상 3배 주파수 발생 장치를 다단으로 캐스캐이드(cascade) 접속함으로써 단상의 3N배 주파수(N은 자연수)를 얻을 수 있다. 또, 3상 3배 주파수 발생 장치를 다단으로 캐스캐이드 접속함으로써 3상의 3N배 주파수(N은 자연수)를 얻을 수 있다. Further, a single-phase 3 N frequency (N is a natural number) can be obtained by cascade-connecting the single-phase triple frequency generator of the above embodiment to multiple stages. In addition, by connecting the three-phase triple frequency generator to a multistage cascade connection, it is possible to obtain a 3 N frequency (N is a natural number) of three phases.

＜제2 실시 형태＞≪ Second Embodiment >

이하에 본 발명에 관한 고주파 발생 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a high frequency generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 실시 형태에 관한 고주파 발생 장치는 상용 전원(3상 교류 전원)에 접속되고, 당해 상용 전원으로부터 수전되는 3상 교류 전압(전원 주파수 50［Hz］또는 60［Hz］)을, 3n배 주파수(50×3n［Hz］또는 60×3n［Hz］)의 단상 교류 전압으로 변환하여 단상 부하에 출력하는 것이다. The high frequency generator according to the present embodiment is connected to a commercial power source (three-phase AC power source) and supplies a three-phase AC voltage (power source frequency 50 Hz or 60 Hz) received from the commercial power source to a 3n power source Phase alternating-current voltage of 50 x 3 n [Hz] or 60 x 3 n [Hz] to output to the single-phase load.

구체적으로, 이것은 n대(n은 1 이상의 홀수로 함)의 3상 변압기(2)를 이용하여 구성되는 것이다. 이 n대의 3상 변압기는 기준으로 되는 1차 권선 R상／S상／T상을 권회한 제1 3상 변압기에 대해, 대응하는 각 상의 위상차가 360도／3n으로 되는 1차 권선을 실행한 제2 3상 변압기, 또한 제2 3상 변압기에 대해 대응하는 각 상의 위상차가 360도／3n으로 되는 1차 권선을 실행한 제3 3상 변압기와 같이, 각 3상 변압기에 권회되는 1차 권선(R상／S상／T상)에 360도／3n의 위상차를 순차 매김과 아울러, n대의 3상 변압기의 1차 권선을 직렬 접속하여 전체적으로 Y결선(스타 결선)한다. 또, n대의 3상 변압기의 각 상 2차 권선을 위상이 360도／3n씩 벗어나는 순으로 직렬 결선한다. 이와 같이 결선함으로써, 직렬 결선된 2차 권선의 양단으로부터 전원 주파수의 단상 3n배 주파수 전압을 출력할 수 있다. 또한, 3대의 3상 변압기(2)를 이용한 경우에 대해서는 도 12를 참조하여 후술한다. Specifically, it is constituted by using a 3-phase transformer 2 of n (n is an odd number of 1 or more). This n-phase three-phase transformer is a transformer that performs the primary winding in which the phase difference of the corresponding angular phase is 360 degrees / 3n for the first three-phase transformer wound on the reference primary winding R phase / S phase / T phase A second three-phase transformer, and a third three-phase transformer that performs a primary winding with a corresponding phase angle of 360 degrees / 3n for the second three-phase transformer, (Star-connected) by connecting the primary windings of n 3-phase transformers in series, and phase-shifting 360 degrees / 3n in sequence (R phase / S phase / T phase). Also, each of the phase secondary windings of n 3-phase transformers is serially connected in order of out of phase by 360 degrees / 3n. By connecting in this way, a single-phase 3n frequency voltage of the power supply frequency can be output from both ends of the series-connected secondary windings. The case of using three three-phase transformers 2 will be described later with reference to Fig.

각 3상 변압기는 도 9에 나타내는 바와 같이, 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성되는 노-컷형의 5각 권철심(23)을 이용한 것이다. 이 노-컷형의 5각 철심(23)은 각 철심과 계철심(요크 철심)이 일체로 분리되어 있지 않은 철심이며, 그 중 3개의 각(23a, 23b, 23c) 각각에 1차 권선(21u, 21v, 21w) 및 2차 권선(22u, 22v, 22w)이 권회되고, 나머지 2개(23d, 23e)가 단상 고주파 자속의 귀로(이하, 단상 고주파 자속 자로라고 함)로 된다. As shown in Fig. 9, each of the three-phase transformers uses a no-cut type five-winding iron core 23 formed by continuously winding a sheet-shaped electromagnetic steel plate. The five-cornered iron core 23 of the no-cut type is an iron core in which the respective iron cores and the iron core (yoke iron core) are not integrally separated, and each of the three corners 23a, 23b and 23c has a primary winding 21u 21v and 21w and the secondary windings 22u, 22v and 22w are wound and the remaining two 23d and 23e become the return rods of the single-phase high-frequency magnetic flux (hereinafter referred to as single-phase high-

3상 변압기(2)의 5각 권철심(23)은 개구 사이즈가 다른 고리 형상의 권철심 요소를 조합하는 것에 의해 구성되는 정면에서 보아 거의 직사각 형상을 이루는 것이며, 개구 사이즈가 가장 큰 1개의 외철심 요소(231)와, 외철심 요소(231)의 내측 주위면에 접촉함과 아울러, 서로 접촉하여 배치되는 2개의 중철심 요소(232)와, 중철심 요소(232)의 내측 주위면에 접촉함과 아울러, 서로 접촉하여 배치되는 2개의 소철심 요소(233a, 233b)로 이루어진다. The pentagonal winding cores 23 of the three-phase transformer 2 are formed in a substantially rectangular shape when viewed from the front surface formed by combining annular winding core elements having different opening sizes, Two iron core elements 231 and two iron core elements 232 which are in contact with the inner circumferential surface of the outer iron core element 231 and which are in contact with each other, And two small iron core elements 233a and 233b arranged in contact with each other.

2개의 중철심 요소(232)는 서로 동일 형상을 이루는 것이며, 그 두께는 상기 외철심 요소(231)의 두께와 동일하다. 또, 2개의 소철심 요소 중 좌우 외측에 배치되는 소철심 요소(233a)의 두께는 외철심 요소(231) 및 중철심 요소(232)의 두께와 동일하다. 또한, 소철심 요소 중 중앙측에 배치되는 소철심 요소(233b)의 두께는 외측에 배치되는 소철심 요소(233a) 두께의 1／2 두께이다. 이와 같이 구성된 5각 철심(23)은 정면에서 보아 좌우에 5개의 각(23a ~ 23e)이 배열되고, 그 5개의 각(23a ~ 23e) 중에서, 중앙의 각(23a) 및 좌우 양단의 각(23b, 23c)의 단면적이 동일하게 되어, 중앙의 각(23a) 양측에 인접하는 각(23d, 23e)의 단면적은 중앙의 각(23a) 및 좌우 양단의 각(23b, 23c)의 단면적의 1／2로 된다. The two stitch core elements 232 have the same shape as each other, and the thickness thereof is the same as the thickness of the outer core element 231. The thickness of the small iron core element 233a disposed on the left and right outside of the two small iron core elements is the same as the thickness of the outer iron core element 231 and the sintered iron core element 232. [ The thickness of the small iron core element 233b disposed at the center of the small iron core elements is half the thickness of the small iron core element 233a disposed outside. 5 angles 23a to 23e are arranged on the right and left as viewed from the front and the angle 23a at the center and the angles at both the left and right ends of the five corners 23a to 23e Sectional areas of the corners 23d and 23e adjacent to both sides of the center angle 23a are equal to the cross sectional area of the center angle 23a and the cross sectional areas 23b and 23c of the left and right ends 23b and 23c / 2.

그리고 이와 같이 구성된 5각 철심(23)에 있어서, 중앙의 각(23a) 및 좌우 양단의 각(23b, 23c)이, 1차 권선(21) 및 2차 권선(22)이 권회되는 권회 철심부로 되어, 중앙의 각(23a) 양측에 인접하는 각(23d, 23e)이 단상 고주파 자속 자로로 되는 귀로 철심부로 된다. 즉, 단상 고주파 자속 자로로 되는 귀로 철심부의 단면적이, 1차 권선(21) 및 2차 권선(22)이 권회되는 권회 철심부의 단면적의 1／2로 된다. 이 5각 철심(23)에 의해, 단상 고주파 자속 자로가, 권선(21, 22)이 실행된 각(23a ~ 23c)의 사이에 배치되는 구성으로 되어, 각 각(23a ~ 23c)에 의해 발생하는 단상 고주파 자속을 순환시켜 쉽게 할 수 있다. The center angle 23a and the angles 23b and 23c at the left and right ends of the pentagonal iron core 23 constituted as described above are connected to a winding iron core portion in which the primary winding 21 and the secondary winding 22 are wound And the angles 23d and 23e adjacent to both sides of the center angle 23a become the earlobe iron core portions as the single-phase high-frequency magnetic flux path. That is, the cross-sectional area of the earthing iron core portion as the single-phase high-frequency magnetic flux conductor becomes half of the cross-sectional area of the primary iron core 21 in which the primary winding 21 and the secondary winding 22 are wound. Phase high frequency magnetic flux path is disposed between the corners 23a to 23c in which the windings 21 and 22 are performed by the pentagonal iron cores 23 and is generated by the corners 23a to 23c Phase high-frequency magnetic flux can be easily circulated.

여기서, 종래의 단상 9배 주파수 발생용의 단상 변압기의 1차 권선 벡터도를 도 10에 나타내고, 종래의 단상 9배 주파수 발생용의 단상 변압기의 결선도를 도 11에 나타낸다. 이와 같이 종래는 단상 9배 주파수(n이 3인 경우)를 발생시키는 장치로서 9대의 단상 변압기의 1차 권선에 이송을 순차 40도씩 벗어나게 하는 위상 변환 권선을 실행하여 Y결선함과 아울러, 2차 권선을 위상이 40도씩 벗어나는 순으로 직렬 결선하고, 그 양단으로부터 9배 주파수의 단상 전압을 취출하고 있다. 또한, 본 실시 형태의 고주파 발생 장치에 있어서도 도 10에 나타내는 1차 권선 벡터도는 동일하다. FIG. 10 shows a conventional primary winding vector diagram of a single-phase transformer for generating a single-phase 9-times frequency and FIG. 11 shows a wiring diagram of a conventional single-phase transformer for generating a single-phase 9-frequency. Thus, conventionally, as a device for generating a single-phase 9-times frequency (in the case of n = 3), a phase-change winding is carried out by sequentially shifting the feed to the primary windings of nine single-phase transformers by 40 degrees, The windings are connected in series in the order of out of phase by 40 degrees, and a single phase voltage of 9 times frequency is taken out from both ends thereof. In the high frequency generator of the present embodiment, the primary winding vector diagram shown in Fig. 10 is also the same.

또한, 본 실시 형태에 관한 고주파 발생 장치를 이용하여 단상 9배 주파수를 발생시키는 경우의 결선도를 도 12에 나타낸다. 이 고주파 발생 장치는 기준으로 되는 1차 권선 R상／S상／T상을 권회한 제1 3상 변압기(2A)와, 이 제1 3상 변압기(2A)에 대해 위상차 40도의 1차 권선을 실행한 제2 3상 변압기(2B)와, 이 제2 3상 변압기(2B)에 대해 위상차 40도의 1차 권선을 실행한 제3 3상 변압기(2C)를 가진다. 그리고 제1 ~ 제3 3상 변압기(2A ~ 2C)의 1차 권선은 직렬 접속되어 전체적으로 Y결선한다. 또, 제1 ~ 제3 3상 변압기(2A ~ 2C)의 각 상의 2차 권선은 위상이 40도씩 벗어나는 순으로 직렬 접속된다. 이와 같이 하여 직렬 접속된 2차 권선의 양단으로부터 단상 9배 주파수의 단상 전압이 출력된다(도 13 참조). Fig. 12 shows a wiring diagram when generating a single-phase 9-fold frequency using the high-frequency generating apparatus according to the present embodiment. This high-frequency generator comprises a first three-phase transformer 2A wound around a primary winding R phase / S phase / T phase serving as a reference and a primary winding of a phase difference of 40 degrees with respect to the first three-phase transformer 2A Phase transformer 2B and a third three-phase transformer 2C that executes a primary winding of a phase difference of 40 degrees with respect to the second three-phase transformer 2B. The primary windings of the first to third three-phase transformers 2A to 2C are connected in series to form a Y-connection as a whole. The secondary windings of the respective phases of the first to third 3-phase transformers 2A to 2C are connected in series in the order of out of phase by 40 degrees. In this manner, the single-phase voltage having a single-phase ninefold frequency is outputted from both ends of the series-connected secondary windings (see Fig. 13).

도 14에 3상 입력 전압／단상 9배 주파수 출력 전압 특성을 나타내고, 도 15에 출력 전압／출력 전압 계산값-철심 자속 밀도 특성 그래프를 나타낸다. 여기서 출력 전압 계산값은 권선 권수비로부터 산출한 전압이다. 3n배 주파수 전압은 입력 전압에 대해 권수비 계산값의 약 30％로 되고, 자속량은 출력 권선이 직렬 결선으로 되는 것에 의해 주파수가 3n배이기 때문에 권회하는 각의 약 30％로 된다. 즉, 3n배 주파수 자속 통로는 2각이므로 1각당의 자속은 다른 3각에 비해 약 15％로 되지만, 주파수가 3n으로 되어 전력 손실이 증가하는 것을 고려하면 그 단면적은 권선을 실행하는 각의 50％가 적당하다는 것을 알 수 있다. FIG. 14 shows the three-phase input voltage / single-phase 9-fold frequency output voltage characteristic, and FIG. 15 shows the output voltage / output voltage calculated value-iron core flux density characteristic graph. Here, the output voltage calculation value is a voltage calculated from the winding turn ratio. 3n times the frequency voltage is about 30% of the calculated value of the turn ratio with respect to the input voltage, and the magnetic flux amount is about 30% of the turn angle because the frequency is 3n times as the output winding becomes the series connection. In other words, since the magnetic flux path of 3n times frequency is a bipartite, the magnetic flux per pitch is about 15% as compared with other triangles. However, considering that the frequency is 3n and the power loss increases, the cross- % Is appropriate.

이와 같이 구성한 본 실시 형태에 관한 고주파 발생 장치에 의하면, 3상 변압기(2)가 5각 권철심이며, 그 중의 3각(23a ~ 23c)에 권선(21, 22)을 실행하고, 나머지 2각(23d, 23e)이 단상 고주파 자속 자로로 되도록 구성하고 있으므로, 권선(21, 22)이 실행된 각 각(23a ~ 23c)에서 발생하는 동일 위상 및 동일 방향에 흐르는 고주파 자속을, 나머지 2각(23d, 23e)에 의해 순환시킬 수 있고, 3상 변압기(2)에 발생하는 고주파 자속이 저감해 버리는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 상용 전원 주파수의 입력 용량(입력 전압)에 대한 3n배 주파수의 출력 용량(출력 전압)의 비율을 크게 할 수 있다. 또, 5각 철심(23)이 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성한 노-컷형으로 하고 있기 때문에, 고주파 자속의 자로에 있어서 자기 저항을 가급적으로 작게 할 수 있고, 고주파 자속이 각 각(23a ~ 23e)을 통과할 때의 자속 저하를 방지하여, 가급적으로 입출력비를 크게 할 수 있다. 또한, 3상 변압기(2)를 이용할 수 있으므로, 종래와 같이 3대의 단상 변압기를 이용한 경우에 비해 컴팩트하게 구성 가능하고, 또 배선도 간단하게 할 수 있다. According to the high frequency generator of the present embodiment thus constituted, the three-phase transformer 2 is a five-winding iron core, the windings 21 and 22 are executed at the three angles 23a to 23c, The high frequency magnetic fluxes flowing in the same phase and in the same direction generated in the respective angles 23a to 23c in which the windings 21 and 22 are executed can be used as the single-phase high- 23d, and 23e, and it is possible to prevent the high-frequency magnetic flux generated in the three-phase transformer 2 from being reduced. This makes it possible to increase the ratio of the output capacitance (output voltage) of the 3n times frequency to the input capacitance (input voltage) of the commercial power supply frequency. In addition, since the pentagonal iron cores 23 are of the no-cut type formed by continuously winding the sheet-like electromagnetic steel sheets, the magnetoresistance in the magnetic path of the high-frequency magnetic flux can be made as small as possible and the high- 23a to 23e, it is possible to increase the input / output ratio as much as possible. Further, since the three-phase transformer 2 can be used, the configuration can be made compact and the wiring can be simplified as compared with the case of using three single-phase transformers as in the prior art.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다는 것은 물론이다. 예를 들어 상기 실시 형태에서는 구체적인 예로서 3대의 3상 변압기를 이용하여 9배 주파수의 단상 전압을 출력하는 것을 설명했지만, 그 외 5대의 3상 변압기를 이용하여 15배 주파수의 단상 전압을 출력하는 것이어도 좋고, 그 이상의 홀수대의 3상 변압기를 이용하여 3n배 주파수의 단상 전압을 출력하는 것이어도 좋다. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, three-phase voltage of nine times frequency is output using three three-phase transformers as a specific example. However, a single-phase voltage of fifteen times frequency is outputted by using five other three-phase transformers Phase voltage of 3n-fold frequency may be output by using an odd number of three-phase transformers.

그 외, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되지 않으며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다는 것은 물론이다. In addition, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various ways without departing from the spirit of the invention.

100ㆍㆍㆍ3배 주파수 발생 장치(고주파 발생 장치)
2 ㆍㆍㆍ3상 변압기
21 ㆍㆍㆍ1차 권선
22 ㆍㆍㆍ2차 권선
231ㆍㆍㆍ외철심 요소
232ㆍㆍㆍ중철심 요소
233ㆍㆍㆍ소철심 요소100 ㆍ ㆍ Triple frequency generator (high frequency generator)
2 ㆍ ㆍ 3-phase transformer
21 ㆍ ㆍ Primary winding
22 ㆍ ㆍ Secondary winding
231 揃 揃 揃 揃 揃 outer iron core element
232 揃 揃 揃 Saddle stitch element
233 ... element of iron core

Claims (10)

3상 변압기를 이용하여 상용 전원 주파수를 3배로 체배(遞倍)하여 출력하는 것이며,
상기 3상 변압기의 1차 권선이 Y결선(結線)되고, 2차 권선이 Δ결선됨과 아울러, 당해 Δ결선된 2차 권선의 일단(一端)을 개방하여 단상 부하에 접속되도록 구성한 단상 3배 주파수 발생 장치로서,
상기 3상 변압기가, 시트 형상의 전자(電磁) 강판을 연속 권회(卷回)하여 형성되는 노-컷형의 5각 권철심(5脚 卷鐵心)을 이용한 것이며, 그 중 3개의 각에 1차 권선 및 2차 권선이 권회되고, 나머지 2개가 제3 조파(調波) 자속의 귀로로 되는 것이고,
상기 5각 권철심은 정면에서 보아 좌우로 5개의 각이 배열되는 것이며,
중앙의 각 및 좌우 양단의 각에 상기 권선이 권회되어 있고,
상기 중앙의 각 양측에 위치하는 각이 제3 조파 자속의 귀로로 되는 것인 단상 3배 주파수 발생 장치.The commercial power frequency is multiplied by three times (three times) by using a three-phase transformer,
Phase three-fold frequency (?) Configured to connect the primary winding of the three-phase transformer to the Y-connection, to open the secondary winding, and to open the one end of the secondary winding As the generating device,
Wherein the three-phase transformer is a five-legged iron core of a no-cut type formed by continuously winding a sheet-shaped electromagnetic steel sheet, The windings and the secondary windings are wound and the remaining two are the ears of the third harmonic flux,
The pentagonal prism pulleys are arranged at five angles to the left and right as seen from the front,
The windings are wound on the angles at the center and both the left and right ends,
And an angle at each of the centers of the center is a return path of the third harmonic magnetic flux. 청구항 1에 있어서,
상기 5각 권철심이, 개구 사이즈가 다른 고리 형상의 철심 요소를 조합하는 것에 의해 구성되는 것이며,
1개의 외철심 요소와, 상기 외철심 요소 내에 서로 접촉하여 배치되는 2개의 중철심 요소와, 상기 중철심 요소 내에 서로 접촉하여 배치되는 2개의 소철심 요소로 이루어지는 단상 3배 주파수 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pentagonal iron core is constituted by combining an annular iron core element having a different opening size,
Two outer iron core elements, two stenter core elements disposed in contact with each other in the outer iron core element, and two bore core elements disposed in contact with each other in the stenter core element. 청구항 1에 있어서,
상기 제3 조파 자속의 귀로로 되는 2개 각의 단면적이, 상기 권선이 권회되는 각의 단면적의 1／2인 단상 3배 주파수 발생 장치.The method according to claim 1,
Wherein the cross-sectional area of the two angles constituting the return path of the third harmonic magnetic flux is 1/2 of the cross sectional area of the angle at which the windings are wound. 삭제delete 3상 가포화(可飽和) 리액터를 이용하여 상용 전원 주파수를 3배로 체배하여 출력하는 것이며,
상기 3상 가포화 리액터의 권선을 Y결선으로 접속하여 이루어지는 중성점과 3상 전원의 중성점 사이에 단상 부하가 접속되도록 구성한 단상 3배 주파수 발생 장치로서,
상기 3상 가포화 리액터가, 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 이루어지는 노-컷형의 5각 권철심을 이용한 것이며, 그 중 3개의 각에 상기 권선이 권회되고, 나머지 2개가 제3 조파 자속의 귀로로 되는 것이고,
상기 5각 권철심은 정면에서 보아 좌우로 5개의 각이 배열되는 것이며,
중앙의 각 및 좌우 양단의 각에 상기 권선이 권회되어 있고,
상기 중앙의 각 양측에 위치하는 각이 제3 조파 자속의 귀로로 되는 것인 단상 3배 주파수 발생 장치.A three-phase saturable reactor is used to multiply the commercial power supply frequency by three times,
Phase triple-frequency generator in which a single-phase load is connected between a neutral point formed by connecting a winding of the three-phase saturable reactor with a Y wiring and a neutral point of the three-phase power supply,
Wherein the three-phase saturable reactor is a no-cut type five-iron winding core in which a sheet-like electromagnetic steel sheet is continuously wound, the windings are wound at three angles thereof, It is the ears,
The pentagonal prism pulleys are arranged at five angles to the left and right as seen from the front,
The windings are wound on the angles at the center and both the left and right ends,
And an angle at each of the centers of the center is a return path of the third harmonic magnetic flux. 청구항 1 내지 3, 및 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 단상 3배 주파수 발생 장치를 3조(組) 이용하여 구성되는 것이며,
1조의 3상 변압기의 1차 권선 또는 가포화 리액터의 권선을 Y결선으로 하고, 다른 1조의 3상 변압기의 1차 권선 또는 가포화 리액터의 권선 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 40˚지상(遲相) 또는 진상(進相)으로 되도록 위상 권선을 실행한 Y결선으로 하고, 나머지 1조의 3상 변압기의 1차 권선 또는 가포화 리액터의 권선 출력을 입력 주파수 좌표에 있어서 80˚지상 또는 진상으로 되도록 위상 권선을 실행한 Y결선으로 하고 있는 3상 3배 주파수 발생 장치.Phase triple frequency generator according to any one of claims 1 to 3 and claim 5,
The primary winding of a set of three-phase transformers or the windings of a sintered reactor is designated as Y-connection, and the output of the primary winding of another set of three-phase transformers or the output of the souring reactor is set to 40 ° ground ) Or the phase winding is performed so that the phase winding is performed so that the phases of the primary winding of the other pair of three-phase transformers or the phase winding of the other pair of three-phase transformers become the phase A three-phase triple frequency generator with a Y-connection running the winding. 청구항 1 내지 3, 및 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 단상 3배 주파수 발생 장치를 N단으로 캐스캐이드(cascade) 접속함으로써 단상의 3N배 주파수(N은 2 이상의 정수)를 출력하는 단상 3N배 주파수 발생 장치.Claims 1 to 3, and claim 5 of a single-phase three times the frequency generating device according to any one of the N-stage cascade (cascade) connected by outputting a 3 N times the frequency (N is an integer of 2 or more) of the single-phase single-phase 3 N times frequency generator. 청구항 6에 기재된 3상 3배 주파수 발생 장치를 N단으로 캐스캐이드 접속함으로써 3상의 3N배 주파수(N은 2 이상의 정수)를 출력하는 3상 3N배 주파수 발생 장치.3-phase 3 N times the frequency-generating unit and outputting a third frequency N times (N is an integer of 2 or greater) on the three-by cascade connecting three-phase three times the frequency generating device according to claim 6 in N-range. n대(n은 1 이상의 홀수로 함)의 3상 변압기를 이용하여 전원 주파수에 대해 3n배 주파수의 단상 전압을 발생시키는 것이며,
상기 3상 변압기가, 시트 형상의 전자 강판을 연속 권회하여 형성되는 노-컷형의 5각 권철심을 이용한 것이며, 그 중의 3각에 1차 권선 및 2차 권선이 권회되고, 나머지 2각이 단상 고주파 자속 자로로 되는 것이고,
상기 5각 권철심은 정면에서 보아 좌우로 5개의 각이 배열되는 것이며,
중앙의 각 및 좌우 양단의 각에 상기 권선이 권회되어 있고,
상기 중앙의 각 양측에 위치하는 각이 단상 고조파 자속 자로의 귀로로 되는 것을 특징으로 하는 고주파 발생 장치.phase voltage of 3n-times frequency with respect to the power supply frequency by using n-phase (where n is an odd number of 1 or more) three-phase transformers,
Wherein the three-phase transformer is a non-cut type of five-winding iron core formed by continuously winding a sheet-shaped electromagnetic steel plate, in which a primary winding and a secondary winding are wound, Frequency magnetic flux path,
The pentagonal prism pulleys are arranged at five angles to the left and right as seen from the front,
The windings are wound on the angles at the center and both the left and right ends,
And the angles located on both sides of the center become the return path to the single-phase harmonic flux Wherein the high frequency generating device is a high frequency generating device. 청구항 9에 있어서,
상기 단상 고주파 자속 자로로 되는 2개 각의 단면적이, 상기 권선이 권회되는 각의 단면적의 1／2인 고주파 발생 장치.The method of claim 9,
Sectional area of each of the two angles constituting the single-phase high-frequency magnetic flux path is 1/2 of the cross-sectional area of the angle at which the coil is wound.
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