| 【発明の名称】 |
計器用変圧器の誤差調整装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】澁谷 大輔
【住所又は居所】京都府京都市右京区梅津高畝町４７番地 日新電機株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】計器用変圧器の誤差を調整するために計器用変圧器の二次側に接続する誤差調整装置の誤差調整範囲の拡大を図ること。
【解決手段】閉磁路鉄心３１にコイル３２を巻回して構成した補助リアクトル３０を抵抗器４０を通して計器用変圧器１の調整巻線Ｗ22に接続する。補助リアクトル３０のコイルにタップｕ1 〜ｕ3 を設けて、選択された２つのタップ間の電圧を補助変圧器２０の一次コイルに印加する。補助変圧器２０の二次コイルｗ2を計器用変圧器の二次巻線Ｗ21に直列に接続し、補助変圧器２０の二次コイルｗ2 と計器用変圧器の二次巻線Ｗ21との直列回路の両端に二次負担Ｚｂを接続する。抵抗器４０は、補助リアクトルのコイル３２の上に巻回した抵抗線により構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一次巻線と二次巻線及び調整巻線とを有する計器用変圧器の誤差を調整するために該計器用変圧器の二次側に接続される誤差調整装置において、両端から端部タップが引出されるとともに中間から少なくとも一つの中間タップが引出されて選択された２つのタップの間の部分が抵抗器を通して前記計器用変圧器の調整巻線に接続される誤差調整用補助リアクトルと、一次コイルまたは二次コイルに端部タップと少くとも一つの中間タップとが設けられて、一次側に前記補助リアクトルの所定のタップ間の電圧が印加されるとともに、二次コイルが前記計器用変圧器の二次巻線に対して直列に接続される補助変圧器と、を備えた計器用変圧器の誤差調整装置。
【請求項２】 前記補助リアクトルは、環状の閉磁路鉄心と該閉磁路鉄心の閉磁路と鎖交するように該閉磁路鉄心の窓部を通して該閉磁路鉄心に巻回されたコイルとからなり、前記抵抗器は、前記閉磁路鉄心の周方向に沿うようにして前記閉磁路鉄心に巻回された抵抗線からなっている請求項１に記載の計器用変圧器の誤差調整装置。
【請求項３】 前記閉磁路鉄心とコイルと抵抗線とが外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層により被覆されている請求項２に記載の計器用変圧器の誤差調整装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、計器用変圧器の比誤差及び位相角誤差を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装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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抵抗器を通して誤差調整用補助リアクトルと補助変圧器とを接続して、当該補助変圧器と補助リアクトルとを介して二次負担を接続することにより、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、該計器用変圧器の二次側に接続される従来の誤差調整装置とを示したもので、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ｗ1 と二次コイルｗ2 とを巻回して構成した補助変圧器、３は補助リアクトル、４は抵抗器、Ｚｂは二次負担である。
【０００４】補助リアクトル３は抵抗器４を通して計器用変圧器の調整巻線Ｗ22の両端に接続され、補助リアクトル３の両端に補助変圧器２の一次巻線ｗ1 が接続されている。補助変圧器２の二次巻線ｗ2 は計器用変圧器１の二次巻線Ｗ21に直列に接続され、補助変圧器２の二次巻線ｗ2 と計器用変圧器１の二次巻線Ｗ21との直列回路の両端に二次負担Ｚｂが接続されている。
【０００５】この例では、補助変圧器２と補助リアクトル３と抵抗器４とにより誤差調整装置５が構成されている。
【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、横軸は比誤差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に示すように計器用変圧器の二次側に誤差調整装置５を接続して誤差調整を行った後の特性を示している。この例では、誤差調整前に図６の直線ａのように比誤差ε及び位相角誤差θが共に許容範囲を超えていたが、誤差調整装置を接続して、誤差特性を角度θ1 だけ調整することにより、直線ｂのように比誤差及び位相角誤差がそれぞれΔε及びΔθだけ調整されて、許容範囲内に収められている。誤差の調整角度θ1 は、図７に示すように、抵抗器４の抵抗値Ｒと、リアクトル３のリアクタンスＸL とにより決まる。なお図７においてＩm は虚数軸を示し、Ｒe は実数軸を示している。
【０００７】従来の誤差調整装置５においては、図８に示したように、補助変圧器２と補助リアクトル３とを箱形のケース６内に収容するとともに、抵抗器４をケース６の外部に取り付け、ケース６の前面に固定した取付け板６ａに取り付けた端子台７に、計器用変圧器１の二次側に接続される端子ａ2 〜ａ4 と、二次負担Ｚｂを接続する端子ｂ2 （図５参照）とを設けていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】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。誤差調整装置は、計器用変圧器の誤差特性がいかなる場合でも、誤差を許容範囲内に収めるように調整する能力を有している必要がある。
【０００９】図５に示した従来の誤差調整装置においては、計器用変圧器に対して補助変圧器と補助リアクトルとを１対１で対応させていたため、比誤差及び位相角誤差の調整角度θ1 が一通りに定まっていた。そのため、計器用変圧器の誤差特性のばらつきが大きい場合には、比誤差及び位相角誤差を許容範囲内に収めることができなくなるおそれがあった。
【００１０】なお補助変圧器２の二次コイルにタップを設けて、このタップを選択することにより、誤差の調整に幅を持たせることも行われているが、補助変圧器の二次コイルにタップを設けただけでは、予想される誤差調整範囲の全範囲をカバーすることが困難であった。
【００１１】また従来の誤差調整装置では、抵抗器４として独立に構成された大形のものを用いていたため、部品点数が多くなり、調整装置が大形になる上に、コストが高くなるという問題があった。
【００１２】更に従来の誤差調整装置は、補助リアクトルをケースに収容し、該ケースの外側に抵抗器を取り付けていたため、組立工数が多くなって量産性が悪いという問題があった。
【００１３】また従来の誤差調整装置では、計器用変圧器の仕様毎に、計器用変圧器に対して補助リアクトル及び補助変圧器を１対１で対応させて製作していたため、汎用性がなく、コストが高くなるという問題もあった。
【００１４】本発明の目的は、誤差の調整範囲を従来よりも拡大することができるようにした計器用変圧器の誤差調整装置を提供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、小形化とコストの低減と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装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、一次巻線と二次巻線及び調整巻線とを有する計器用変圧器の誤差を調整するために該計器用変圧器の二次側に接続される誤差調整装置に係わるもので、本発明においては、両端から端部タップが引出されるとともに中間から少なくとも一つの中間タップが引出されて選択された２つのタップの間の部分が抵抗器を通して前記計器用変圧器の調整巻線に接続される誤差調整用補助リアクトルと、一次コイルまたは二次コイルに端部タップと少くとも一つの中間タップとが設けられて、一次側に補助リアクトルの所定のタップ間の電圧が印加されるとともに、二次コイルが計器用変圧器の二次巻線に対して直列に接続される補助変圧器とを設けた。
【００１７】上記のように、補助リアクトルに端部タップと少くとも一つの中間タップを設けておくと、選択するタップを変えることにより、誤差の調整角度を複数段階に切り替えることができる。そのため、補助変圧器の二次コイルにのみタップを設けていた従来の誤差調整装置よりも更に誤差の調整範囲を拡大することができ、計器用変圧器の誤差特性のばらつきの範囲が大きい場合でも誤差を許容範囲内に収めるための調整を行うことができる。また同じ誤差調整装置を仕様が異なる計器用変圧器に適用することも可能になるため、誤差調整装置に汎用性を持たせてコストの低減を図ることができる。
【００１８】上記の補助リアクトルは、環状の閉磁路鉄心と、この閉磁路鉄心の閉磁路と鎖交するように、該閉磁路鉄心の窓部を通して該閉磁路鉄心に巻回されたコイルとにより構成するのが好ましい。この場合抵抗器は、上記閉磁路鉄心の周方向に沿うように（閉磁路鉄心の閉磁路と鎖交させないように）して閉磁路鉄心に巻回された抵抗線により構成するのが好ましい。
【００１９】このように抵抗器を補助リアクトルのコイルとともに鉄心に巻回した抵抗線により構成すると、抵抗器を独立に設ける場合に比べてコンパクトに構成することができる上に、部品点数が少くなるため、装置の小形化を図ることができる。
【００２０】上記補助リアクトルの閉磁路鉄心とコイルと抵抗線とは、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層により被覆するのが好ましい。このように構成すると、補助リアクトル及び抵抗器の外装を同時に形成することができるため、独立の抵抗器を用いて補助リアクトルを収容したケースの外部に抵抗器を取り付けていた従来の誤差調整装置に比べて製造工数を少くすることができ、量産性を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態を示したもので、同図において、１は閉磁路鉄心１０１に一次巻線Ｗ1 と二次巻線Ｗ21及び調整巻線Ｗ22とを巻回して構成した計器用変圧器、２０は誤差調整用補助変圧器、３０は誤差調整用補助リアクトル、４０は抵抗器、Ｚｂは二次負担であり、補助変圧器２０と、補助リアクトル３０と、抵抗器４０とにより誤差調整装置５０が構成されている。
【００２２】補助変圧器２０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２１に一次コイルｗ1 と二次コイルｗ2 とを巻回したもので、一次コイルｗ1 の両端からタップｔa 及びｔd が引き出され、その中間からタップｔb 及びｔc が引き出されている。また二次コイルｗ2 の両端から端子ｔ1 ，ｔ2 が引出されている。補助変圧器２０の鉄心と一次コイルは、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層により被覆され、該絶縁樹脂モールド層の上から二次コイルが巻回されている。補助変圧器の鉄心と一次コイルとを被覆する絶縁樹脂モールド層を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。この場合、補助変圧器の一次コイルｗ1 の両端から引き出されたタップｔa 及びｔd と、その中間から引き出されたタップｔb 及びｔc とは、樹脂モールド層に埋め込んで取り付けておく。
【００２３】補助リアクトル３０は、図３に示したように、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３１にコイル３２を巻回したものからなっている。コイル３２は、鉄心３１の閉磁路と鎖交するように、該鉄心３１の窓部を通して巻回され、コイル３２の両端からそれぞれタップｕ1 及びｕ3 が引出されると共に、その中間から少くとも一つのタップｕ2 が引出されている。
【００２４】また本実施態様では、抵抗器４０が、補助リアクトル３０の鉄心３１に巻回された抵抗線４１からなっている。抵抗線４１は、鉄心３１の閉磁路と鎖交しないように、該鉄心の周方向に沿って巻回されている。抵抗線４１は、リアクトルのコイル３２の上に巻いても、下に巻いてもよいが、リアクトルのコイルの巻回を容易にするためには、抵抗線４１をリアクトルのコイル３２の上に巻くようにするのが好ましい。
【００２５】図４（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、鉄心３１と、コイル３２と、抵抗線４１とは、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層３３より被覆され、鉄心３１、コイル３２及び抵抗線４１により、補助リアクトル・抵抗器ユニットＵが構成されている。絶縁樹脂モールド層３３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。
【００２６】図示の例では絶縁樹脂モールド層３３が馬蹄形の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３３ａが形成され、この平坦部３３ａの一端側の端部に、平坦部３３ａの平坦面に対して直角な方向に突出した角柱状の突出部３３ｂが形成されている。突出部３３ｂには、コイル３２から引出されたタップｕ1 〜ｕ3 にそれぞれつながる端子金具Ｔ1 〜Ｔ3 と、抵抗線４１の一端につながる端子金具Ｔa とが、それぞれの一端を突出部３３ｂの先端の平坦部から外部に露呈させた状態で埋設されている。抵抗線４１の他端はコイルの一端から引出されたタップｕ1 につながる端子Ｔ1 に接続されている。端子金具Ｔ1 〜Ｔ3 及びＴa 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。
【００２７】上記のように、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層３３により、鉄心３１と補助リアクトルのコイル３２と抵抗器４０を構成する抵抗線４１とを被覆するようにすると、補助リアクトル３０と抵抗器４０とを一体化することができるため、構造の簡素化と小形化とを図ることができる。
【００２８】また補助リアクトルを収容するケースを省略して、部品点数の削減を図ることができるため、組み立て工数を少くして、製造コストの低減を図ることができる。
【００２９】上記のように、補助変圧器２０と補助リアクトル３０とを構成する場合には、例えば、図１に示したように、抵抗器４０の一端に接続された補助リアクトルのタップｕ1 を補助変圧器２０の一次コイルｗ1 の所定のタップ（例えばタップｔb ）に接続し、一次コイルｗ1 の他のタップを補助リアクトルのタップｕ2 またはｕ3 に接続するとともに、計器用変圧器１の調整巻線Ｗ22の一端に接続する。。図１に示した例では、補助変圧器２０の一次コイルｗ1 のタップｔc を補助リアクトルのタップｕ2 に接続するとともに、計器用変圧器１の調整巻線Ｗ22の一端に接続し、抵抗器４０の他端につながる端子Ｔa を調整巻線Ｗ22の他端に接続している。更に補助変圧器２０の二次コイルｗ2 の一端側から引出された端子ｔ1 を計器用変圧器１の二次巻線Ｗ21の一端に接続し、二次巻線Ｗ21の他端を二次負担Ｚｂの一端に接続する。二次負担Ｚｂの他端は、補助変圧器の二次コイルの端子ｔ2 に接続する。
【００３０】上記のように構成すると、補助変圧器２０の一次コイルのタップを適宜に選択し、補助リアクトル３０のタップを適宜に選択することにより、計器用変圧器の誤差を多段階に調整することができる。ここで、図２に示すように、補助リアクトル３０のタップｕ1 とｕ2 との間の部分のリアクタンスをＸL1、タップｕ1 とｕ3 との間の部分のリアクタンスをＸL2とし、抵抗器４０の抵抗値をＲとすると、補助変圧器２０の一次コイルｗ1 のタップｔc をタップｕ2 に接続した場合には、図７に示すように、補助リアクトル３０及び抵抗器４０により得られる調整角がθ1 となる。また補助変圧器２０の一次コイルのタップｔc を補助リアクトルのタップｕ3 に接続した場合には、補助リアクトル３０及び抵抗器４０により得られる調整角がθ2 （＜θ1 ）となる。したがって、補助リアクトル３０と抵抗器４０とにより、計器用変圧器１の誤差を２段階に調整することができる。また図示の例では、補助変圧器２０の一次コイルｗ1 のタップを選択することにより、計器用変圧器の誤差を６段階に調整することができ、全体として２×６＝１２段階に誤差を調整することができる。このように、補助リアクトルにタップを設けると、調整範囲を大幅に拡大することができるため、計器用変圧器の誤差特性のばらつきの範囲が大きい場合でも、誤差を許容範囲内に収めるための調整を行うことができる。
【００３１】本発明に係わる誤差調整装置において、補助リアクトル３０は、両端から端部タップが引出されるとともに中間から少なくとも一つの中間タップが引出されて、選択された２つのタップの間の部分が抵抗器４０を通して計器用変圧器１の調整巻線Ｗ22に接続されていればよい。
【００３２】また補助変圧器２０は、一次コイルまたは二次コイルに端部タップと少くとも一つの中間タップとが設けられて、一次側に補助リアクトル３０の所定のタップ間の電圧が印加されるとともに、二次コイルが計器用変圧器１の二次巻線に対して直列に接続されていればよい。
【００３３】上記の例では、補助リアクトル３０に３つのタップを設けているが、更に多くのタップを補助リアクトルに設けてもよいのはもちろんである。
【００３４】同様に、補助変圧器２０に設けるタップの数も上記の例に限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、補助リアクトルに端部タップと少くとも一つの中間タップとを設けたので、補助リアクトルのタップを適宜に選択することにより、誤差の調整角度を複数段階に切り替えることができる。そのため、補助変圧器の二次コイルにのみタップを設けていた従来の誤差調整装置よりも更に誤差の調整範囲を拡大することができ、計器用変圧器の誤差特性のばらつきの範囲が大きい場合でも誤差を許容範囲内に収めるための調整を行うことができる。
【００３６】また本発明において、補助リアクトルのコイルを巻回する鉄心に抵抗線を巻き付けることにより抵抗器を構成するようにした場合には、抵抗器を独立に設ける場合に比べてコンパクトに構成することができる上に、部品点数が少くすることができるため、装置の小形化とコストの低減とを図ることができる。
【００３７】また本発明において、補助リアクトルを構成する鉄心及びコイルと抵抗器を構成する抵抗線とを、外装を兼ねる絶縁樹脂モールド層により被覆するようにした場合には、補助リアクトルを収容するケースが不要になる上に、部品点数が少くなるため、誤差調整装置の組立工数を削減して量産性を向上させることができ、製造コストの低減を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９４２
【氏名又は名称】日新電機株式会社
【住所又は居所】京都府京都市右京区梅津高畝町４７番地
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| 【出願日】 |
平成１３年８月９日（２００１．８．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７３４５０
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 英俊
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| 【公開番号】 |
特開２００３−５９７３３（Ｐ２００３−５９７３３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年２月２８日（２００３．２．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２４２００５（Ｐ２００１−２４２００５） |
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