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技術 計器用変圧器の誤差調整用補助変圧器

出願人 日新電機株式会社
発明者 澁谷大輔横塚幸友
出願日 2001年6月14日 (18年9ヶ月経過) 出願番号 2001-179985
公開日 2002年12月26日 (17年2ヶ月経過) 公開番号 2002-373815
状態 特許登録済
技術分野 計器用変成器
主要キーワード 絶縁樹脂モールド 埋込み金具 横断面形 調整巻線 誤差調整 位相角誤差 タップ端子 取付けフレーム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年12月26日)のものです。
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図面 (9)

課題

計器用変圧器誤差を調整するために用いる補助変圧器小形化コストの低減とを図ること。

解決手段

閉磁路鉄心とこの鉄心巻回された一次コイルとを絶縁樹脂モールド層22により被覆する。絶縁樹脂モールド層22の上から鉄心に二次コイルL2 を必要な巻数だけ巻回する。

概要

背景

高い精度で誤差を小さくすることが要求される計器用変圧器においては、計器用変圧器の二次側に補助変圧器を接続して、当該補助変圧器を介して二次負担を接続し、補助変圧器の二次側に設けたタップを選択することにより、比誤差及び位相角誤差許容範囲内に収めるようにしている。

図5は、計器用変圧器と、該計器用変圧器に接続される誤差調整用補助変圧器の一例とを示したもので、同図において1は鉄心101に一次巻線W1 と二次巻線W21及び調整巻線W22とを巻回した計器用変圧器(VT)、2は、閉磁路鉄心201に一次コイルL1 と二次コイルL2 とを巻回して構成した補助変圧器、Zbは二次負担である。

補助変圧器2の二次コイルL2 は、粗調整用及び微調整用の複数のタップコイルL2a〜L2cを有していて、タップコイルL2a,L2b及びL2cの両端からそれぞれタップ(ta1,ta2),(tb1,tb2)及び(tc1,tc2)が引出されている。

補助変圧器の一次コイルL1 は計器用変圧器1の調整巻線W22の両端に接続されている。また計器用変圧器1の二次巻線W21の一端が、補助変圧器の二次コイルL2 のいずれかのタップコイルの一端に接続され、二次巻線W21の他端と、二次巻線W21の一端が接続されたタップコイルの他端との間に二次負担Zbが接続される。

図6は計器用変圧器1の誤差円線図の一例を示したもので、同図の縦軸は計器用変圧器の位相角誤差θを示し、横軸比誤差εを示している。図6に示した例では、長方形の枠Aの内側の部分が許容誤差範囲であり、同図に破線で示した直線aは誤差調整を行う前(補助変圧器を接続せずに二次巻線W21の両端に二次負担Zbを接続した場合)の計器用変圧器1の誤差特性を示し、実線で示した直線bは、図5に示すように補助変圧器2を接続して、補助変圧器の二次側のタップを適宜に選択することにより誤差調整を行った後の特性を示している。この例では、誤差調整前に同図の直線aのように比誤差εが許容範囲を超えていたが、誤差調整を行うことにより、直線bのように比誤差がΔεだけ調整されて、許容範囲内に収められている。

また図7は計器用変圧器1の誤差円線図の他の例を示したもので、同図において直線aは調整前の誤差特性を示し、直線bは誤差調整後の誤差特性を示している。この例では、調整前に、位相角誤差及び比誤差が共に許容範囲を超えていたが、誤差調整を行うことにより、位相角誤差及び比誤差がそれぞれΔθ及びΔεだけ調整されて、誤差が許容範囲内に収められている。

従来の誤差調整円補助変圧器においては、一次コイルL1 及び二次コイルL2を環状の閉磁路鉄心201に巻回して構成した変圧器本体2´を図8に示すように、ケース3内に収納して、このケース内ウレタン樹脂注型することにより変圧器本体2´をモールドしていた。またケース3の上面に端子台4を取り付けて、この端子台に、一次コイルL1 の両端につながる端子と、二次コイルL2 を構成する複数のタップコイルからそれぞれ引出されたタップ端子とを設けていた。

概要

計器用変圧器の誤差を調整するために用いる補助変圧器の小形化コストの低減とを図ること。

閉磁路鉄心とこの鉄心に巻回された一次コイルとを絶縁樹脂モールド層22により被覆する。絶縁樹脂モールド層22の上から鉄心に二次コイルL2 を必要な巻数だけ巻回する。

目的

本発明の目的は、構造の簡素化を図り、小形化を図ることができるようにした計器用変圧器の誤差調整用補助変圧器を提供することにある。

本発明の他の目的は、二次コイルの巻数を容易に変更し得るようにして、無用な二次コイルを設ける必要性をなくし、コストの低減を図ることができるようにした計器用変圧器の誤差調整用補助変圧器を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

一次コイル二次コイルとを有して、前記二次コイルが計器用変圧器の二次側に接続される誤差調整補助変圧器において、前記一次コイルは閉磁路鉄心巻回されていて、該一次コイルと閉磁路鉄心とが外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層により被覆され、前記絶縁樹脂モールド層は、前記閉磁路鉄心の窓部に相応する部分に貫通窓を形成した状態で設けられ、前記二次コイルは、前記絶縁樹脂モールド層の貫通窓を通して、該絶縁樹脂モールド層の上から必要な巻数を持って前記閉磁路鉄心に巻装されている計器用変圧器の誤差調整用補助変圧器。

技術分野

0001

本発明は、計器用変圧器比誤差及び位相角誤差許容範囲内に収めるために計器用変圧器の二次側に接続される誤差調整補助変圧器に関するものである。

背景技術

0002

高い精度で誤差を小さくすることが要求される計器用変圧器においては、計器用変圧器の二次側に補助変圧器を接続して、当該補助変圧器を介して二次負担を接続し、補助変圧器の二次側に設けたタップを選択することにより、比誤差及び位相角誤差を許容範囲内に収めるようにしている。

0003

図5は、計器用変圧器と、該計器用変圧器に接続される誤差調整用補助変圧器の一例とを示したもので、同図において1は鉄心101に一次巻線W1 と二次巻線W21及び調整巻線W22とを巻回した計器用変圧器(VT)、2は、閉磁路鉄心201に一次コイルL1 と二次コイルL2 とを巻回して構成した補助変圧器、Zbは二次負担である。

0004

補助変圧器2の二次コイルL2 は、粗調整用及び微調整用の複数のタップコイルL2a〜L2cを有していて、タップコイルL2a,L2b及びL2cの両端からそれぞれタップ(ta1,ta2),(tb1,tb2)及び(tc1,tc2)が引出されている。

0005

補助変圧器の一次コイルL1 は計器用変圧器1の調整巻線W22の両端に接続されている。また計器用変圧器1の二次巻線W21の一端が、補助変圧器の二次コイルL2 のいずれかのタップコイルの一端に接続され、二次巻線W21の他端と、二次巻線W21の一端が接続されたタップコイルの他端との間に二次負担Zbが接続される。

0006

図6は計器用変圧器1の誤差円線図の一例を示したもので、同図の縦軸は計器用変圧器の位相角誤差θを示し、横軸比誤差εを示している。図6に示した例では、長方形の枠Aの内側の部分が許容誤差範囲であり、同図に破線で示した直線aは誤差調整を行う前(補助変圧器を接続せずに二次巻線W21の両端に二次負担Zbを接続した場合)の計器用変圧器1の誤差特性を示し、実線で示した直線bは、図5に示すように補助変圧器2を接続して、補助変圧器の二次側のタップを適宜に選択することにより誤差調整を行った後の特性を示している。この例では、誤差調整前に同図の直線aのように比誤差εが許容範囲を超えていたが、誤差調整を行うことにより、直線bのように比誤差がΔεだけ調整されて、許容範囲内に収められている。

0007

また図7は計器用変圧器1の誤差円線図の他の例を示したもので、同図において直線aは調整前の誤差特性を示し、直線bは誤差調整後の誤差特性を示している。この例では、調整前に、位相角誤差及び比誤差が共に許容範囲を超えていたが、誤差調整を行うことにより、位相角誤差及び比誤差がそれぞれΔθ及びΔεだけ調整されて、誤差が許容範囲内に収められている。

0008

従来の誤差調整円補助変圧器においては、一次コイルL1 及び二次コイルL2を環状の閉磁路鉄心201に巻回して構成した変圧器本体2´を図8に示すように、ケース3内に収納して、このケース内ウレタン樹脂注型することにより変圧器本体2´をモールドしていた。またケース3の上面に端子台4を取り付けて、この端子台に、一次コイルL1 の両端につながる端子と、二次コイルL2 を構成する複数のタップコイルからそれぞれ引出されたタップ端子とを設けていた。

発明が解決しようとする課題

0009

計器用変圧器の誤差特性は、鉄心特性のばらつき等により変化する。誤差調整円補助変圧器は、計器用変圧器の誤差を許容範囲内に収めるように調整する調整能力を有している必要がある。

0010

従来の誤差調整用補助変圧器においては、一次コイルL1 及び二次コイルL2の双方を、鉄心201とともにウレタン樹脂によりモールドするようにしていたため、二次コイルの巻数を変更することはできなかった。そのため、計器用変圧器の比誤差及び位相角誤差がいかなる場合でも、誤差の調整を行い得るようにするために、二次コイルを粗調整用タップコイル及び微調整用タップコイルを含む多数のタップコイルにより構成しておく必要があった。

0011

また補助変圧器本体をウレタン樹脂によりモールドする構造を採用していたため、注型用のケース3を欠くことができなかった。そのため、補助変圧器を構成する部品点数が多くなって補助変圧器が大形化し、コストが高くなるのを避けられなかった。

0012

特に、3相用の補助変圧器を端子箱内に収容する場合には、各相の補助変圧器が大形になるため、端子箱も必然的に大形になり、補助変圧器を設置するために広いスペースを必要とするという問題があった。

0013

また従来の補助変圧器では、予想される誤差の範囲がいかなる場合にも対処し得るようにするために、二次側に粗調整用及び微調整用の多くのタップコイルを設けていたため、誤差調整を行った後に不要になるタップコイルが生じるのを避けられず、不経済であるとの指摘がされていた。

0014

本発明の目的は、構造の簡素化を図り、小形化を図ることができるようにした計器用変圧器の誤差調整用補助変圧器を提供することにある。

0015

本発明の他の目的は、二次コイルの巻数を容易に変更し得るようにして、無用な二次コイルを設ける必要性をなくし、コストの低減を図ることができるようにした計器用変圧器の誤差調整用補助変圧器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0016

本発明は、一次コイルと二次コイルとを有して、二次コイルが計器用変圧器の二次側に接続される誤差調整用補助変圧器に係わるもので、本発明においては、一次コイルが閉磁路鉄心に巻回されて、該一次コイルと閉磁路鉄心とが外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層により被覆される。絶縁樹脂モールド層は、閉磁路鉄心の窓部に相応する部分に貫通窓を形成した状態で設けられ、二次コイルは、絶縁樹脂モールド層の貫通窓を通して、該絶縁樹脂モールド層の上から必要な巻数を持って閉磁路鉄心に巻装される。

0017

上記のように構成すると、絶縁樹脂モールド層が外装を兼ねるため、ケースが不要になり、構造の簡素化を図ることができる。

0018

また上記のように構成すると、一次コイルと鉄心のみをモールドすればよいため、量産性を高めることができ、製造コストの低減を図ることができる。

0019

更に上記のように外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層の上から二次コイルを必要な巻数だけ巻回するようにすると、接続する計器用変圧器の誤差特性に応じて、二次コイルの巻数を容易に変更できるため、二次コイルを複数のタップコイルにより構成する必要がなくなる。

0020

そのため、誤差調整を行った後に不要になるコイルを設けておく必要がなくなり、ケースが不要になって構造が簡単になることと相俟って、補助変圧器の小形化を図ることができる。また構造が簡素化されること及び量産性が向上することとが相俟って、コストの低減を図ることができる。

0021

更に、上記のように構成すると、1相分の補助変圧器が小形になるため、3相の補助変圧器を共通の端子箱内に収容する構成をとる場合に、端子箱の小形化を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

図1及び図2は本発明の一実施形態を示したもので、図1外観を示す斜視図、図2は断面図である。

0023

図2において、21はけい素鋼帯を巻回することにより環状に形成された閉磁路鉄心、L1 は鉄心21に巻回された一次コイルである。本発明においては、鉄心21の窓部に相応する部分に貫通窓22aを形成するように設けられた絶縁樹脂モールド層22により、鉄心21と一次コイルL1 とが被覆されている。絶縁樹脂モールド層22は外装を兼ねるため、十分な強度を有する絶縁樹脂、例えばエポキシ樹脂により形成される。

0024

図示の例では絶縁樹脂モールド層22が馬蹄形横断面形状を有するように形成されていて、その側面の一部に平坦部22bが形成され、この平坦部22bの一端側の端部に、平坦部22bの平坦面と平行な方向に突出した角柱状の突出部22cが形成されている。平坦部22cには、一次コイルL1 の両端に接続された一次端子金具23及び24が、それぞれの一端を外部に露呈させた状態で埋設されている。一次端子金具23及び24にはネジ孔が設けられていて、外部配線に接続された端子金具をこれらの一次端子金具にネジ止めすることができるようになっている。

0025

そして、図1に示したように、絶縁樹脂モールド層22の貫通窓22aを通して、該絶縁樹脂モールド層の上から二次コイルL2 が閉磁路鉄心20に巻装され、絶縁樹脂モールド層22により被覆された鉄心21及び一次コイルL1 と、二次コイルL2 とにより、本発明に係わる補助変圧器20が構成されている。二次コイルL2 は、計器用変圧器1の比誤差及び位相角誤差を許容範囲内に収めるために必要な巻数だけ巻回する。

0026

本発明に係わる補助変圧器20は、埋込み金具25を利用して図示しないフレームに取り付けられ、図4に示したように、その一次コイルL1 が計器用変圧器1の調整巻線W22に接続される。また、二次コイルL2 の一端が計器用変圧器1の二次巻線W21の一端に接続され、二次巻線W21の他端と二次コイルL2 の他端との間に二次負担Zbが接続される。

0027

上記のように、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層22で鉄心21と一次コイルL1 とを被覆する構造にすると、ケースが不要になるため、構造の簡素化を図ることができる。

0028

また上記のように、一次コイルL1 と鉄心21のみを樹脂でモールドするようにすると、量産性を高めることができるため、製造コストの低減を図ることができる。

0029

更に上記のように、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層22の上から二次コイルL2 を必要な巻数だけ巻回するようにすると、接続する計器用変圧器1の誤差特性に応じて、二次コイルL2 の巻数を容易に変更できるため、二次コイルを複数のタップコイルにより構成する必要がなくなる。そのため、誤差調整を行った後に不要になる余分のコイルを設けておく必要がなくなり、ケースが不要になって構造が簡単になることと相俟って、補助変圧器の小形化を図ることができる。また構造が簡素化されること及び量産性が向上することとが相俟って、コストの低減を図ることができる。

0030

更に、上記のように構成すると、1相分の補助変圧器が小形になるため、3相の補助変圧器を共通の端子箱内に収容する構成をとる場合に、端子箱の小形化を図ることができる。

0031

また上記のように構成すると、図3に示すように、簡単な端子台取付け板30に3相の補助変圧器20u〜20wを取付けて支持することができる。

0032

図3に示した端子台取付け板30は、垂直に配置されて図示しない取付けフレームにネジ止め等により固定される長方形の取付け板本体30aと、取付け板本体30aの前面に端子台31が取り付けられている。

0033

このように、端子台取付け板30に3相の補助変圧器を取付けるようにすると、3相の補助変圧器をコンパクトに配置することができる。

発明の効果

0034

以上のように、本発明によれば、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層で鉄心と一次コイルL1 とを被覆する構造にしたので、ケースを省略して構造の簡素化を図ることができる。

0035

また本発明によれば、一次コイルと鉄心のみを樹脂でモールドするようにしたので、量産性を高めて製造コストの低減を図ることができる。

0036

本発明ではまた、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層の上から二次コイルを必要な巻数だけ巻回するようにしたので、接続する計器用変圧器の誤差特性に応じて、必要な巻数だけ二次コイルを巻回することができ、誤差調整を行った後に不要になる余分のコイルを設けておく必要がなくなる。

0037

したがって、本発明によれば、余分のコイルを設ける必要がないことと、ケースが不要になって構造が簡単になることとが相俟って、補助変圧器の小形化を図ることができ、構造が簡素化されること及び量産性が向上することが相俟って、コストの低減を図ることができる。

図面の簡単な説明

0038

図1本発明に係わる補助変圧器の一実施形態の外観を示した斜視図である。
図2同補助変圧器の内部構造を示す断面図である。
図3図1に示した構造を有する3相の補助変圧器を端子台取付け板に取付けた状態を示した斜視図である。
図4本発明に係わる補助変圧器を計器用変圧器に接続した状態を示した回路図である。
図5従来の補助変圧器を計器用変圧器に接続した状態を示した回路図である。
図6計器用変圧器の誤差特性の一例を示した誤差円線図である。
図7計器用変圧器の誤差特性の他の例を示した誤差円線図である。
図8従来の補助変圧器の構成を示した斜視図である。

--

0039

20…補助変圧器、22…絶縁樹脂モールド層、L1 …一次コイル、L2 …二次コイル。

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