マルチトロイド変圧器
変圧器（２００）が、エンクロージャ（４７）内で直列に接続された複数の同軸配列トロイダル閉磁気回路（４２）を含む２次巻線と、トロイダル閉磁気回路を軸方向に貫通する導電部材（３０１〜３０６）を含む複数のターンを有する１次巻線（２３）とを備え、複数の導電部材のそれぞれ１つが、エンクロージャの壁に沿って進むそれぞれの導電ストリップ線路（３２１〜３２６）により電気的に接続されて、連続する１次巻線（２３）を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチトロイド変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１ａ及び図１ｂを参照すると、英国特許第０７０６１９７．１号から、それぞれ１〜Ｎpc及び１〜Ｎscの番号を付けた１次回路機能及び２次回路機能の両方のための複数のトロイド１１、１２を有する高周波、高圧変圧器１０１、１０２が知られている。これらの１次トロイド群と２次トロイド群をシングルターンの管１３が連結する。図１ａ及び図１ｂは、このような変圧器の回路図及び概略図をそれぞれ示している。
【０００３】
シングルターン１３上の電圧Ｖloopが電源回路出力に直結するのに適した電圧である場合、電力要件及び／又は動作要件が高まるにつれ、Ｖloopは、１〜Ｎpcの番号を付けた１次コアの組１１を省略できるほど十分に高くなることができる。
【０００４】
より低い電圧では、ループをシングルターンよりも多くすることにより１次閉磁気回路の組を排除することもできる。理論的には、ループターン自体が所要の電源電圧に一致するように２次コアの組の上に巻くことができるターン数に事実上制限はない。
【０００５】
日本国特許第１１ １７６６７８号には、各々が変圧器構造並びに電圧増幅及び整流器回路を有する複数のモジュールを直列に接続した高圧変圧器が開示されている。モジュールの変圧器は、外見上電源に直結されたシングルターンの１次巻線により駆動される。
【０００６】
英国特許第４２７，９４８号には、ケーシングで包まれたそれぞれの磁気コア上に同心性の単一の第１及び第２の巻線を有し、中心ポストが第１及び第２の巻線の磁気コアを貫いて同軸上に延び、ポスト及びケーシングが、第１の巻線の２次巻線及び第２の巻線の１次巻線として機能し、すなわちポストとケーシングが共通の結合巻線を形成するようにした変圧器が開示されている。
【０００７】
米国特許第５，０２３，７６８号には、軸方向の中空コアを有して２次巻線をタンク内にタンクコアと同軸上に収容できるようにした円筒タンクが開示されている。１つの実施形態では、複数ターンの絶縁線がタンクのコアを貫通し、外壁及び端面を巡って１次巻線を形成する。或いは、タンクコア、タンク端部、及び外壁上の金属層からシングルターンの１次巻線が形成される。
【０００８】
米国特許第６，３７７，１５３号には、シングルターン巻線として動作する導電性ハウジングによってコアを電気的に接続する、スイッチングノイズを低減させた絶縁スイッチング電源装置で使用するための変圧器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】英国特許第０７０６１９７．１号
【特許文献２】特開平１１ １７６６７８号
【特許文献３】英国特許第４２７，９４８号
【特許文献４】米国特許第５，０２３，７６８号
【特許文献５】米国特許第６，３７７，１５３号
【特許文献６】英国特許第０７１１０９４．３号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、エンクロージャ手段内で直列に接続された複数の同軸配列トロイダル閉磁気回路手段を含む２次巻線手段と、トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する導電部材を含む複数のターンを有する１次巻線手段とを備え、複数の導電部材のそれぞれ１つが、エンクロージャ手段の壁に沿って進むそれぞれの導電ストリップ線路手段により接続されて、１次巻線手段としての連続導電体を形成する変圧器が提供される。
【００１１】
導電部材は、これらの断面が実質的にエンクロージャ手段の横断面上の円の円周上にくるように互いに離間されることが好都合である。
【００１２】
導電部材は、管導体、ロッド導体及びストリップ導体のうちの少なくとも１つであることが有利である。
【００１３】
導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を有する管であることが好都合である。
【００１４】
任意に、導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する厚さの平坦なストリップ導体である。
【００１５】
任意に、導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を各々が有する並列に接続された導電部材の組み合わせを含む。
【００１６】
導電ストリップ線路手段は、エンクロージャ手段の壁の外面上に位置するプリント基板内に形成されることが好都合である。
【００１７】
エンクロージャは実質的に直線の横断面を有し、エンクロージャの縦軸に平行なエンクロージャの壁は実質的に平面であることが好都合である。
【００１８】
導電ストリップ線路手段は、実質的に平面な壁のうちの第１、第２及び第３の壁上に位置し、変圧器の動作周波数における表皮深さよりも大きな厚さを有することが好都合である。
【００１９】
第４の実質的に平面な壁は、整流要素のためのプリント基板を備えることが有利である。
【００２０】
変圧器は、２次トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する導電部材に電圧ホールドオフを与えるために、トロイダル閉磁気回路を上部に配置及び配列した絶縁管手段をさらに備えることが好都合である。
【００２１】
変圧器は、冷却剤分配手段をさらに備えることが好都合である。
【００２２】
冷却剤分配手段は、トロイダル閉磁気回路手段のコア開口部と同軸上にあってこれよりも小さな直径の管手段を備え、管手段には、冷却剤をそれぞれの２次トロイドへ向けて導くための流出孔開口部が設けられることが有利である。
【００２３】
変圧器は、１次巻線手段と２次巻線手段との間に静電遮蔽手段をさらに備えることが好都合である。
【００２４】
静電遮蔽手段は、１次巻線手段と２次巻線手段との間に配置された薄壁金属スリーブにより実現されることが有利である。
【００２５】
薄壁金属スリーブは、薄壁金属スリーブ内の渦電流を最小限に抑えるための縦方向スリットを備えることが有利である。
【００２６】
変圧器は、高圧絶縁を提供して絶縁体の表面を横切る高圧トラッキングのリスクを最小限に抑えるために、トロイダル閉磁気回路手段とエンクロージャの内壁との間に配置された電気絶縁シート手段をさらに備えることが好都合である。
【００２７】
個々の２次トロイダル閉磁気回路手段は、変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を２パルス整流器に供給するように相互接続されることが好都合である。
【００２８】
本発明の第２の態様によれば、上述したような３つの個々の分離された変圧器を備え、変圧器の１次巻線手段がデルタ結線されて３相インバータから給電を受けるように配列された３相インバータシステムが提供される。
【００２９】
３つの個々の分離された変圧器の２次トロイダル閉磁気回路手段は、変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を６パルス整流器に供給するように相互接続されることが有利である。
【００３０】
以下、添付図面を参照しながら本発明を一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】第１の従来技術の変圧器の回路図である。
【図１ｂ】第２の従来技術の変圧器の概略図である。
【図２】本発明による変圧器の第１の実施形態の概略図である。
【図３】本発明による変圧器の第２の実施形態の側板を示す図である。
【図４ａ】図３の実施形態の端面図である。
【図４ｂ】本発明の第３の実施形態の端面図である。
【図５】本発明の第２の態様の２次巻線の相互接続を示す回路図である。
【図６】本発明による変圧器の模型の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図では、同じ参照番号が同じ部分を示す。なお、明瞭にするために、図面は必ずしも縮尺通りではない。
【００３３】
図２は、図１ｂの変圧器と類似しているが１次トロイドを有していない本発明の実施形態を示している。従って、図２の本発明による変圧器２０の基本回路を参照すると、２次巻線２２が、直列に接続された複数のＮsc個の閉磁気回路１〜Ｎscを備え、これらの各々がｎsc回のターン２１を有する。
【００３４】
全ての２次磁気回路は、２次閉磁気回路を貫通する２回のターンを有するがそれ以外では単一のループを含む低抵抗ループ２３に電磁的に結合される。このように、１次は効果的に２回のターンを有するが、あらゆる適当なｎp回のターンを使用することができる。
【００３５】
Ｎsc個の２次巻線２１の各々にはそれぞれの整流器２４を設け、変圧器２０の出力を整流してＤＣ出力Ｅｏｕｔを供給できるようにする。
【００３６】
２次磁気回路を貫く１次ターンの部分を管２５内に配置して、１次巻線２３と２次巻線２１との間に静電遮蔽を与えることができる。
【００３７】
変圧器２０は、図２に示すような１次電圧と２次電圧との間に以下の関係を有する。
この場合、
Ｖpriは、１次巻線２３にかかる１次電圧であり、
Ｅdcは、１つの２次巻線２１にかかる整流した２次電圧であり、
ｎpは、１次ターン数であり、
Ｎscは、２次磁気回路又はコアの数であり、
ｎscは、磁気回路又はコア当たりの２次ターン数であり、
Ｅoutは、変圧器の出力電圧である。
【００３８】
実用システムでは、各々が１００ｍｍ前後の内径及び２５ｍｍの高さの２０個の２次コアが必要になる可能性があり、これにより５００ｍｍ長の構造が必要になると思われる。このような組立体を通じてわずか６回のターンを巻くことが困難かつ面倒な作業となる。さらに、最大１５０Ａの高周波電流を処理するのに十分な断面を必要とし得る線を制御しながら、最大２５ｋＶの電圧ホールドオフを目的として慎重に位置決めすることは困難である。
【００３９】
本発明は、この問題を解決することに伴う困難を克服する実用的な構造配置を提供する。
【００４０】
高周波電流では、電流フローに十分利用されるのは導体の表面のみである。この周知の効果を説明するために、電流が表面値のわずか３７％にまで減少する深さである表皮深さを使用する。最も実用的な導体の１つである銅では、表皮深さが次式により近似的に得られる。
【００４１】
従って、例えば５０００Ｈｚでは、表皮深さはわずか０．０９ｃｍとなる。このため、高電流導体は、非常に「低い」高周波数であっても大きな面積を必要とする。
【００４２】
公知のリッツ線は、このような用途で役立つことができるように束ねられて巻かれた、互いに絶縁された細い導体からなる多くのストランドを有する。しかしながら、リッツ線は高価かつ複雑であり、接続するのが困難である。
【００４３】
より実用的でありながら有効な２つの材料に、表皮深さに匹敵するがこれよりもわずかに厚さが大きい平坦なストリップ導体、及び表皮深さに匹敵するがこれよりもわずかに壁厚が大きな管がある。任意に、導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵するがこれよりもわずかに壁厚が大きな並列に接続された管の組み合わせを含む。
【００４４】
全ての細線は、リッツであるか又は従来のものであるかに関わらず剛性を欠き、重力の影響下で落ちたり又は弛んだりし、或いはその他の力の影響下で移動する傾向にある。従って、高圧絶縁を目的としてこのような導電体の位置を制御するためには、これらの導電体の正確な位置が問題となり得る。
【００４５】
本発明では、比較的剛性の高いストリップ及び管を使用した機械的配列により、マルチターン１次配線を実現する。特徴は、標準的な既存の低コスト材料形態を使用することである。
【００４６】
本発明の実施形態による変圧器２００の向かい合う側板を示す図３、及び図４ａの端面図を参照すると、中心導体に一群の管又はロッド３０１〜３０６を使用し、これらをピッチ円３２の円周上で均等に間隔を空けて、一群の２次トロイド４２内に軸方向に配置している。２次トロイド４２を収容する溝状構造４７の３つの外面上のストリップ線路３２１〜３２６により、これらの管又はロッド３０１〜３０６の戻り電気路が形成される。これらのプリント基板の導体は、変圧器の動作周波数で導体が運ぶ電流の表皮深さよりも若干肉厚である。これは、変圧器の外側が他の配列要素、特に他の同様の変圧器に浮遊結合されるのを確実に最小限に抑えるためのものである。
【００４７】
図３は、向かい合う側板３１、３３をうまく使用することによって必要な接続を行う接続方法を概念的に示している。
【００４８】
図３及び図４ａを参照すると、溝４７の３つの側面４７１、４７２、４７３及び向かい合う側板３１、３３の外面を、プリント基板Ａ〜Ｆ又は化学成形技術を使用して実現することができる。プリント基板（ＰＣＢ）材料は、あらゆる必要な厚さに構築できる銅で製造することができ、従って表皮深さの件は問題でなくなる。
【００４９】
従って、管又はロッドと、同軸２次閉磁気回路４２を収容する溝状構造４７の側面上のストリップ線路とが直列に接続されて１次巻線を形成する。
【００５０】
第１の側板３３上の入力ストリップ線路３３０は、１次入力端子を第１の管又はロッド３０１の第１の端部に接続するが、これについては図面を明瞭にするために端部しか示していない。
【００５１】
第１のロッド又は管３０１の第２の端部は、第２の側板３１上の第１の側板ストリップ線路３１１により、図４ａに示す溝状構造４７の第１の面４７１の外面上にある第１のストリップ線路３２１の第１の端部に接続される。第１のストリップ線路３２１の第２の端部は、第１の側板３３上の第１の側板ストリップ線路３３１により第２のロッド又は管３０２の第１の端部に接続される。
【００５２】
第２のロッド又は管３０２の第２の端部は、第２の側板３１上の第２の側板ストリップ線路３１２により、溝状構造４７の第１の面４７１の外面上にある第２のストリップ線路３２２の第１の端部に接続される。第２のストリップ線路３２２の第２の端部は、第１の側板３３上の第２の側板ストリップ線路３３２により第３のロッド又は管３０３の第１の端部に接続される。
【００５３】
第３のロッド又は管３０３の第２の端部は、第２の側板３１上の第３の側板ストリップ線路３１３により、溝状構造４７の第１の面４７１と直交する第２の面４７２外面上にある第３のストリップ線路３２３の第１の端部に接続される。第３のストリップ線路３２３の第２の端部は、第１の側板３３上の第３の側板ストリップ線路３３３により第４のロッド又は管３０４の第１の端部に接続される。
【００５４】
第４のロッド又は管３０４の第２の端部は、第２の側板３１上の第４の側板ストリップ線路３１４により、溝状構造４７の第２の面４７２の外面上にある第４のストリップ線路３２４の第１端部に接続される。第４のストリップ線路３２４の第２の端部は、第１の側板３３上の第４の側板ストリップ線路３３４により第５のロッド又は管３０５の第１の端部に接続される。
【００５５】
第５のロッド又は管３０５の第２の端部は、第２の側板３１上の第５の側板ストリップ線路３１５により、溝状構造４７の第２の面４７２と直交し、第１の面４７１に平行な第３の面４７３の外面上にある第５のストリップ線路３２５の第１の端部に接続される。第５のストリップ線路３２５の第２の端部は、第１の側板３３上の第５の側板ストリップ線路３３５により第６のロッド又は管３０６の第１の端部に接続される。
【００５６】
第６のロッド又は管３０６の第２の端部は、第２の側板３１上の第６の側板ストリップ線路３１６により、溝状構造４７の第３の面４７３の外面上にある第６のストリップ線路３２６の第１の端部に接続される。第６のストリップ線路３２６の第２の端部は、第１の側板３３上の出力ストリップ線路３３６により１次出力端子に接続される。
【００５７】
製造を容易にするために、１次巻線のターンを３の倍数で分けて、溝４７の３つの側面４７１、４７２、４７３の外面上の全てのプリント基板が等しくなるようにすることが望ましい。
【００５８】
ストリップ線路３２１〜３２６は、変圧器の外側が、特に同じ場所に配置した変圧器に結合されるのを最小限に抑えるように表皮深さよりも若干肉厚である。或いは、同じ場所に配置した変圧器間に、表皮深さよりも肉厚の伝導シートを配置してもよい。
【００５９】
図４ａは、組み立てた変圧器２００の簡略端面図を示している。内部絶縁管４１は、２次トロイド４２を配置するために使用され、また１次ターンの管又はロッド３０１〜３０６に電圧ホールドオフを与える。図４ｂに示すように、１次と２次の間に静電遮蔽が必要な場合、この遮蔽を、渦電流を最小限に抑えるための縦方向スリット２５１を有する内部絶縁スリーブ４１の内面上の薄壁金属スリーブ２５によって実現することができる。トロイド４２とエンクロージャ４７の内壁との間に位置する適当な絶縁材料からなる単一のシート４３が、外部絶縁ラップを提供することができる。この材料を所定の姿勢に単純に形成し又は湾曲させて、必要な高圧間隔及び高圧トラッキング距離を与えることができる。溝の第４の側面は、例えばあらゆる必要な整流器ダイオード及びフィルタ要素４５、４６を取り付けたより従来的なＰＣＢ４４を収容する。
【００６０】
図４ｂは、変圧器の代替の実施形態２０１を示しており、この図では、中心導体が上述した実施形態２００のようにロッド又は管３０１〜３０６ではなく平板ストリップ４０１〜４０６である。図４ｂは静電遮蔽２５も示しており、このような選択が必要な場合には、上述したようにこれを設けることができる。
【００６１】
しかしながら、１次と２次の間の遮蔽を十分に有効にするためには、この遮蔽により２次４２からの戻りストリップ３２１〜３２６を遮断することも必要である。図４ｂは、追加の３つの遮蔽２５１１、２５１２、及び２５１３を示している。これらは、肉薄の銅シート（２０μＭ厚が適当）とすることができ、連結部２５１４及び２５１５により接続される。遮蔽２５は、変圧器の低電圧端部において線連結部２５１７により遮蔽組立体２５１１、２５１２、及び２５１３に電気的に連結される。
【００６２】
或いは、例えば１．６ｍｍ厚のガラス繊維強化ポリマー（ＧＦＲＰ）片側銅プリント基板材料（ＦＲ４など）上に７０μｍ厚の銅導体（２ｏｚ／ｆｔ２）を有するプリント基板を使用して遮蔽２５１１、２５１２、及び２５１３を実現し、エンクロージャ４７と置き換えることもできる。銅の内面を遮蔽として使用する一方で、プリント基板材料の外面は、プリント基板材料内／上に接合／エッチングされた戻りストリップ３２１から３２６を有することができ、これにより両側プリント基板が形成される。
【００６３】
この適応を、図４ａ又は図４ｂに示す変圧器の配列のいずれかとともに使用することができる。
【００６４】
高出力変圧器はいずれも冷却を必要とし、いくつかの実施形態では、冷却剤をそれぞれの２次トロイド４２へ向けて導くための図示していない適当な流出孔を設けた、冷却剤を分布させるための内管３４が２次トロイド４２と同軸上に設けられる。ロッド３０１〜３０６又はストリップ４０１〜４０６間の空間を含むわずかな放射状の間隙を有する１次巻線２３の性質は、１次巻線２３の構造が、従来の巻線の場合であれば生じるような大きな障害を引き起こすことなく、冷却剤がトロイド４２上に容易に導かれることを意味する。
【００６５】
図４ａ及び図４ｂを参照すると、溝構造４７が、変圧器２００、２０１の内側と外側の結合を最小限に抑える。溝構造４７はまた、漏れインダクタンスも、変圧器の電圧及び電流の入出力要件に必要な間隔によって許容される最小値に低減させる。この低結合特性は、装置の３相用途において望ましい。
【００６６】
３相インバータシステムを使用する用途では、上述した種類の３つの個々の分離された変圧器組立体が提供される。このようなシステムは英国特許第０７１１０９４．３号に開示されているようなものと考えることができ、該特許では１次巻線がデルタ結線され、３相インバータから給電を受ける。
【００６７】
２次は、図５に示すように接続される。この配列では、個々の変圧器、例えばＴ１ａ、Ｔ１ｂ、及びＴ１ｃの２次巻線の各々が星形結線され、標準の６パルス整流器へ供給される。英国特許第０７１１０９４．３号に詳述されるように、個々の整流器回路の各々は、必要に応じて適当なリプル低減フィルタコンデンサ、インダクタ、又はこれらの両方の組み合わせを有することができる。
【００６８】
英国特許第０７０６１９７．１号に開示されるように、複数の整流器回路を使用する方法は、浮遊容量の効果を最小限に抑えるので望ましい。
【００６９】
なお、この配列では、修正パルス幅変調３相信号源と併用した場合に個々の相間の相間結合が最小限に抑えられる。
【００７０】
本発明による（整流器のない）変圧器の縮尺模型の写真を図６に示す。
【００７１】
このように、図６は、各々を１１４ターンの０．５ｍｍ ｅｎ．Ｃｕ線で巻いた、３Ｃ９０材料の１０個のＴＸ３６／２３／１５（４３３０−０３０−４４１６）コアを使用した縮尺模型変圧器を示している。１次は、互いに円筒状に離間した６つの中心４ＢＡ黄銅ロッド、及び各々が２つの戻り導体を有する３つの外側ＰＣＢから作成される。端板は、６つの中心ロッドが３つの外側ＰＣＢを介して直列に接続されて６ターンの１次を形成するように配列される。公称比は１１４／６＝１９である。全ての２次コイルは、様々なパラメータを調べる目的で直列に接続される。Ｍｅｇｇｅｒ Ｂ１３１ブリッジを１ｋＨｚで使用して、全体の２次巻線のインダクタンスを５２５ｍＨとし、６ターンの１次巻線のインダクタンスを１．４５９ｍＨとした。これらの値から得られる比率は、公称比にかなり近い１８．９８であった。１次巻線上で短絡した場合、漏れインダクタンスは６８２μＨであり、Ｑは１５５であった。
【００７２】
さらに、Ｆｌｕｋｅ ＰＭ６３０６Ａブリッジを使用して並列モデルＬｐ及びＲｐ上の分路インダクタンスの測定を行い、測定しなかった巻線は両端部の開回路であった。
【００７３】
＊これらの示度は、並列共振点で取得したものである。括弧内の数字は１次値のものである。２次測定値に基づく２次参照容量は９ｐＦ前後である。上記表内の値０．４°及び１．２°は公称ではゼロである位相角であり、Ｒｐが同じく最大値に達した時の浮遊容量との共振を意味する。測定を行った時には、もう一方の巻線は浮遊状態のままにした。この結果、測定した有効容量が減少し、また２つの構造の異なる幾何学形状に起因して１次参照値も異なった。
【００７４】
１次巻線を短絡させ、浮遊状態にして２次巻線における漏れインダクタンスを調べた。ブリッジは、Ｌｓ及びＲｓシリーズモデルを使用するように設定した。
【００７５】
このように、模型は、この構築技術の原理が基本的に正常であることを立証した。
【符号の説明】
【００７６】
２０ 変圧器
２１ 閉磁気回路のターン
２２ ２次巻線
２３ １次巻線
２４ 整流器
２５ 管
Ｖpri １次巻線にかかる１次電圧
Ｎsc 閉磁気回路数
ｎp １次ターン数
ｎsc 閉磁気回路の２次ターン数
Ｅdc １つの２次巻線にかかる整流した２次電圧
Ｅout 変圧器の出力電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチトロイド変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１ａ及び図１ｂを参照すると、英国特許第０７０６１９７．１号から、それぞれ１〜Ｎpc及び１〜Ｎscの番号を付けた１次回路機能及び２次回路機能の両方のための複数のトロイド１１、１２を有する高周波、高圧変圧器１０１、１０２が知られている。これらの１次トロイド群と２次トロイド群をシングルターンの管１３が連結する。図１ａ及び図１ｂは、このような変圧器の回路図及び概略図をそれぞれ示している。
【０００３】
シングルターン１３上の電圧Ｖloopが電源回路出力に直結するのに適した電圧である場合、電力要件及び／又は動作要件が高まるにつれ、Ｖloopは、１〜Ｎpcの番号を付けた１次コアの組１１を省略できるほど十分に高くなることができる。
【０００４】
より低い電圧では、ループをシングルターンよりも多くすることにより１次閉磁気回路の組を排除することもできる。理論的には、ループターン自体が所要の電源電圧に一致するように２次コアの組の上に巻くことができるターン数に事実上制限はない。
【０００５】
日本国特許第１１ １７６６７８号には、各々が変圧器構造並びに電圧増幅及び整流器回路を有する複数のモジュールを直列に接続した高圧変圧器が開示されている。モジュールの変圧器は、外見上電源に直結されたシングルターンの１次巻線により駆動される。
【０００６】
英国特許第４２７，９４８号には、ケーシングで包まれたそれぞれの磁気コア上に同心性の単一の第１及び第２の巻線を有し、中心ポストが第１及び第２の巻線の磁気コアを貫いて同軸上に延び、ポスト及びケーシングが、第１の巻線の２次巻線及び第２の巻線の１次巻線として機能し、すなわちポストとケーシングが共通の結合巻線を形成するようにした変圧器が開示されている。
【０００７】
米国特許第５，０２３，７６８号には、軸方向の中空コアを有して２次巻線をタンク内にタンクコアと同軸上に収容できるようにした円筒タンクが開示されている。１つの実施形態では、複数ターンの絶縁線がタンクのコアを貫通し、外壁及び端面を巡って１次巻線を形成する。或いは、タンクコア、タンク端部、及び外壁上の金属層からシングルターンの１次巻線が形成される。
【０００８】
米国特許第６，３７７，１５３号には、シングルターン巻線として動作する導電性ハウジングによってコアを電気的に接続する、スイッチングノイズを低減させた絶縁スイッチング電源装置で使用するための変圧器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】英国特許第０７０６１９７．１号
【特許文献２】特開平１１ １７６６７８号
【特許文献３】英国特許第４２７，９４８号
【特許文献４】米国特許第５，０２３，７６８号
【特許文献５】米国特許第６，３７７，１５３号
【特許文献６】英国特許第０７１１０９４．３号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、エンクロージャ手段内で直列に接続された複数の同軸配列トロイダル閉磁気回路手段を含む２次巻線手段と、トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する導電部材を含む複数のターンを有する１次巻線手段とを備え、複数の導電部材のそれぞれ１つが、エンクロージャ手段の壁に沿って進むそれぞれの導電ストリップ線路手段により接続されて、１次巻線手段としての連続導電体を形成する変圧器が提供される。
【００１１】
導電部材は、これらの断面が実質的にエンクロージャ手段の横断面上の円の円周上にくるように互いに離間されることが好都合である。
【００１２】
導電部材は、管導体、ロッド導体及びストリップ導体のうちの少なくとも１つであることが有利である。
【００１３】
導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を有する管であることが好都合である。
【００１４】
任意に、導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する厚さの平坦なストリップ導体である。
【００１５】
任意に、導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を各々が有する並列に接続された導電部材の組み合わせを含む。
【００１６】
導電ストリップ線路手段は、エンクロージャ手段の壁の外面上に位置するプリント基板内に形成されることが好都合である。
【００１７】
エンクロージャは実質的に直線の横断面を有し、エンクロージャの縦軸に平行なエンクロージャの壁は実質的に平面であることが好都合である。
【００１８】
導電ストリップ線路手段は、実質的に平面な壁のうちの第１、第２及び第３の壁上に位置し、変圧器の動作周波数における表皮深さよりも大きな厚さを有することが好都合である。
【００１９】
第４の実質的に平面な壁は、整流要素のためのプリント基板を備えることが有利である。
【００２０】
変圧器は、２次トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する導電部材に電圧ホールドオフを与えるために、トロイダル閉磁気回路を上部に配置及び配列した絶縁管手段をさらに備えることが好都合である。
【００２１】
変圧器は、冷却剤分配手段をさらに備えることが好都合である。
【００２２】
冷却剤分配手段は、トロイダル閉磁気回路手段のコア開口部と同軸上にあってこれよりも小さな直径の管手段を備え、管手段には、冷却剤をそれぞれの２次トロイドへ向けて導くための流出孔開口部が設けられることが有利である。
【００２３】
変圧器は、１次巻線手段と２次巻線手段との間に静電遮蔽手段をさらに備えることが好都合である。
【００２４】
静電遮蔽手段は、１次巻線手段と２次巻線手段との間に配置された薄壁金属スリーブにより実現されることが有利である。
【００２５】
薄壁金属スリーブは、薄壁金属スリーブ内の渦電流を最小限に抑えるための縦方向スリットを備えることが有利である。
【００２６】
変圧器は、高圧絶縁を提供して絶縁体の表面を横切る高圧トラッキングのリスクを最小限に抑えるために、トロイダル閉磁気回路手段とエンクロージャの内壁との間に配置された電気絶縁シート手段をさらに備えることが好都合である。
【００２７】
個々の２次トロイダル閉磁気回路手段は、変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を２パルス整流器に供給するように相互接続されることが好都合である。
【００２８】
本発明の第２の態様によれば、上述したような３つの個々の分離された変圧器を備え、変圧器の１次巻線手段がデルタ結線されて３相インバータから給電を受けるように配列された３相インバータシステムが提供される。
【００２９】
３つの個々の分離された変圧器の２次トロイダル閉磁気回路手段は、変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を６パルス整流器に供給するように相互接続されることが有利である。
【００３０】
以下、添付図面を参照しながら本発明を一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１ａ】第１の従来技術の変圧器の回路図である。
【図１ｂ】第２の従来技術の変圧器の概略図である。
【図２】本発明による変圧器の第１の実施形態の概略図である。
【図３】本発明による変圧器の第２の実施形態の側板を示す図である。
【図４ａ】図３の実施形態の端面図である。
【図４ｂ】本発明の第３の実施形態の端面図である。
【図５】本発明の第２の態様の２次巻線の相互接続を示す回路図である。
【図６】本発明による変圧器の模型の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図では、同じ参照番号が同じ部分を示す。なお、明瞭にするために、図面は必ずしも縮尺通りではない。
【００３３】
図２は、図１ｂの変圧器と類似しているが１次トロイドを有していない本発明の実施形態を示している。従って、図２の本発明による変圧器２０の基本回路を参照すると、２次巻線２２が、直列に接続された複数のＮsc個の閉磁気回路１〜Ｎscを備え、これらの各々がｎsc回のターン２１を有する。
【００３４】
全ての２次磁気回路は、２次閉磁気回路を貫通する２回のターンを有するがそれ以外では単一のループを含む低抵抗ループ２３に電磁的に結合される。このように、１次は効果的に２回のターンを有するが、あらゆる適当なｎp回のターンを使用することができる。
【００３５】
Ｎsc個の２次巻線２１の各々にはそれぞれの整流器２４を設け、変圧器２０の出力を整流してＤＣ出力Ｅｏｕｔを供給できるようにする。
【００３６】
２次磁気回路を貫く１次ターンの部分を管２５内に配置して、１次巻線２３と２次巻線２１との間に静電遮蔽を与えることができる。
【００３７】
変圧器２０は、図２に示すような１次電圧と２次電圧との間に以下の関係を有する。
この場合、
Ｖpriは、１次巻線２３にかかる１次電圧であり、
Ｅdcは、１つの２次巻線２１にかかる整流した２次電圧であり、
ｎpは、１次ターン数であり、
Ｎscは、２次磁気回路又はコアの数であり、
ｎscは、磁気回路又はコア当たりの２次ターン数であり、
Ｅoutは、変圧器の出力電圧である。
【００３８】
実用システムでは、各々が１００ｍｍ前後の内径及び２５ｍｍの高さの２０個の２次コアが必要になる可能性があり、これにより５００ｍｍ長の構造が必要になると思われる。このような組立体を通じてわずか６回のターンを巻くことが困難かつ面倒な作業となる。さらに、最大１５０Ａの高周波電流を処理するのに十分な断面を必要とし得る線を制御しながら、最大２５ｋＶの電圧ホールドオフを目的として慎重に位置決めすることは困難である。
【００３９】
本発明は、この問題を解決することに伴う困難を克服する実用的な構造配置を提供する。
【００４０】
高周波電流では、電流フローに十分利用されるのは導体の表面のみである。この周知の効果を説明するために、電流が表面値のわずか３７％にまで減少する深さである表皮深さを使用する。最も実用的な導体の１つである銅では、表皮深さが次式により近似的に得られる。
【００４１】
従って、例えば５０００Ｈｚでは、表皮深さはわずか０．０９ｃｍとなる。このため、高電流導体は、非常に「低い」高周波数であっても大きな面積を必要とする。
【００４２】
公知のリッツ線は、このような用途で役立つことができるように束ねられて巻かれた、互いに絶縁された細い導体からなる多くのストランドを有する。しかしながら、リッツ線は高価かつ複雑であり、接続するのが困難である。
【００４３】
より実用的でありながら有効な２つの材料に、表皮深さに匹敵するがこれよりもわずかに厚さが大きい平坦なストリップ導体、及び表皮深さに匹敵するがこれよりもわずかに壁厚が大きな管がある。任意に、導電部材は、変圧器の動作周波数で導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵するがこれよりもわずかに壁厚が大きな並列に接続された管の組み合わせを含む。
【００４４】
全ての細線は、リッツであるか又は従来のものであるかに関わらず剛性を欠き、重力の影響下で落ちたり又は弛んだりし、或いはその他の力の影響下で移動する傾向にある。従って、高圧絶縁を目的としてこのような導電体の位置を制御するためには、これらの導電体の正確な位置が問題となり得る。
【００４５】
本発明では、比較的剛性の高いストリップ及び管を使用した機械的配列により、マルチターン１次配線を実現する。特徴は、標準的な既存の低コスト材料形態を使用することである。
【００４６】
本発明の実施形態による変圧器２００の向かい合う側板を示す図３、及び図４ａの端面図を参照すると、中心導体に一群の管又はロッド３０１〜３０６を使用し、これらをピッチ円３２の円周上で均等に間隔を空けて、一群の２次トロイド４２内に軸方向に配置している。２次トロイド４２を収容する溝状構造４７の３つの外面上のストリップ線路３２１〜３２６により、これらの管又はロッド３０１〜３０６の戻り電気路が形成される。これらのプリント基板の導体は、変圧器の動作周波数で導体が運ぶ電流の表皮深さよりも若干肉厚である。これは、変圧器の外側が他の配列要素、特に他の同様の変圧器に浮遊結合されるのを確実に最小限に抑えるためのものである。
【００４７】
図３は、向かい合う側板３１、３３をうまく使用することによって必要な接続を行う接続方法を概念的に示している。
【００４８】
図３及び図４ａを参照すると、溝４７の３つの側面４７１、４７２、４７３及び向かい合う側板３１、３３の外面を、プリント基板Ａ〜Ｆ又は化学成形技術を使用して実現することができる。プリント基板（ＰＣＢ）材料は、あらゆる必要な厚さに構築できる銅で製造することができ、従って表皮深さの件は問題でなくなる。
【００４９】
従って、管又はロッドと、同軸２次閉磁気回路４２を収容する溝状構造４７の側面上のストリップ線路とが直列に接続されて１次巻線を形成する。
【００５０】
第１の側板３３上の入力ストリップ線路３３０は、１次入力端子を第１の管又はロッド３０１の第１の端部に接続するが、これについては図面を明瞭にするために端部しか示していない。
【００５１】
第１のロッド又は管３０１の第２の端部は、第２の側板３１上の第１の側板ストリップ線路３１１により、図４ａに示す溝状構造４７の第１の面４７１の外面上にある第１のストリップ線路３２１の第１の端部に接続される。第１のストリップ線路３２１の第２の端部は、第１の側板３３上の第１の側板ストリップ線路３３１により第２のロッド又は管３０２の第１の端部に接続される。
【００５２】
第２のロッド又は管３０２の第２の端部は、第２の側板３１上の第２の側板ストリップ線路３１２により、溝状構造４７の第１の面４７１の外面上にある第２のストリップ線路３２２の第１の端部に接続される。第２のストリップ線路３２２の第２の端部は、第１の側板３３上の第２の側板ストリップ線路３３２により第３のロッド又は管３０３の第１の端部に接続される。
【００５３】
第３のロッド又は管３０３の第２の端部は、第２の側板３１上の第３の側板ストリップ線路３１３により、溝状構造４７の第１の面４７１と直交する第２の面４７２外面上にある第３のストリップ線路３２３の第１の端部に接続される。第３のストリップ線路３２３の第２の端部は、第１の側板３３上の第３の側板ストリップ線路３３３により第４のロッド又は管３０４の第１の端部に接続される。
【００５４】
第４のロッド又は管３０４の第２の端部は、第２の側板３１上の第４の側板ストリップ線路３１４により、溝状構造４７の第２の面４７２の外面上にある第４のストリップ線路３２４の第１端部に接続される。第４のストリップ線路３２４の第２の端部は、第１の側板３３上の第４の側板ストリップ線路３３４により第５のロッド又は管３０５の第１の端部に接続される。
【００５５】
第５のロッド又は管３０５の第２の端部は、第２の側板３１上の第５の側板ストリップ線路３１５により、溝状構造４７の第２の面４７２と直交し、第１の面４７１に平行な第３の面４７３の外面上にある第５のストリップ線路３２５の第１の端部に接続される。第５のストリップ線路３２５の第２の端部は、第１の側板３３上の第５の側板ストリップ線路３３５により第６のロッド又は管３０６の第１の端部に接続される。
【００５６】
第６のロッド又は管３０６の第２の端部は、第２の側板３１上の第６の側板ストリップ線路３１６により、溝状構造４７の第３の面４７３の外面上にある第６のストリップ線路３２６の第１の端部に接続される。第６のストリップ線路３２６の第２の端部は、第１の側板３３上の出力ストリップ線路３３６により１次出力端子に接続される。
【００５７】
製造を容易にするために、１次巻線のターンを３の倍数で分けて、溝４７の３つの側面４７１、４７２、４７３の外面上の全てのプリント基板が等しくなるようにすることが望ましい。
【００５８】
ストリップ線路３２１〜３２６は、変圧器の外側が、特に同じ場所に配置した変圧器に結合されるのを最小限に抑えるように表皮深さよりも若干肉厚である。或いは、同じ場所に配置した変圧器間に、表皮深さよりも肉厚の伝導シートを配置してもよい。
【００５９】
図４ａは、組み立てた変圧器２００の簡略端面図を示している。内部絶縁管４１は、２次トロイド４２を配置するために使用され、また１次ターンの管又はロッド３０１〜３０６に電圧ホールドオフを与える。図４ｂに示すように、１次と２次の間に静電遮蔽が必要な場合、この遮蔽を、渦電流を最小限に抑えるための縦方向スリット２５１を有する内部絶縁スリーブ４１の内面上の薄壁金属スリーブ２５によって実現することができる。トロイド４２とエンクロージャ４７の内壁との間に位置する適当な絶縁材料からなる単一のシート４３が、外部絶縁ラップを提供することができる。この材料を所定の姿勢に単純に形成し又は湾曲させて、必要な高圧間隔及び高圧トラッキング距離を与えることができる。溝の第４の側面は、例えばあらゆる必要な整流器ダイオード及びフィルタ要素４５、４６を取り付けたより従来的なＰＣＢ４４を収容する。
【００６０】
図４ｂは、変圧器の代替の実施形態２０１を示しており、この図では、中心導体が上述した実施形態２００のようにロッド又は管３０１〜３０６ではなく平板ストリップ４０１〜４０６である。図４ｂは静電遮蔽２５も示しており、このような選択が必要な場合には、上述したようにこれを設けることができる。
【００６１】
しかしながら、１次と２次の間の遮蔽を十分に有効にするためには、この遮蔽により２次４２からの戻りストリップ３２１〜３２６を遮断することも必要である。図４ｂは、追加の３つの遮蔽２５１１、２５１２、及び２５１３を示している。これらは、肉薄の銅シート（２０μＭ厚が適当）とすることができ、連結部２５１４及び２５１５により接続される。遮蔽２５は、変圧器の低電圧端部において線連結部２５１７により遮蔽組立体２５１１、２５１２、及び２５１３に電気的に連結される。
【００６２】
或いは、例えば１．６ｍｍ厚のガラス繊維強化ポリマー（ＧＦＲＰ）片側銅プリント基板材料（ＦＲ４など）上に７０μｍ厚の銅導体（２ｏｚ／ｆｔ２）を有するプリント基板を使用して遮蔽２５１１、２５１２、及び２５１３を実現し、エンクロージャ４７と置き換えることもできる。銅の内面を遮蔽として使用する一方で、プリント基板材料の外面は、プリント基板材料内／上に接合／エッチングされた戻りストリップ３２１から３２６を有することができ、これにより両側プリント基板が形成される。
【００６３】
この適応を、図４ａ又は図４ｂに示す変圧器の配列のいずれかとともに使用することができる。
【００６４】
高出力変圧器はいずれも冷却を必要とし、いくつかの実施形態では、冷却剤をそれぞれの２次トロイド４２へ向けて導くための図示していない適当な流出孔を設けた、冷却剤を分布させるための内管３４が２次トロイド４２と同軸上に設けられる。ロッド３０１〜３０６又はストリップ４０１〜４０６間の空間を含むわずかな放射状の間隙を有する１次巻線２３の性質は、１次巻線２３の構造が、従来の巻線の場合であれば生じるような大きな障害を引き起こすことなく、冷却剤がトロイド４２上に容易に導かれることを意味する。
【００６５】
図４ａ及び図４ｂを参照すると、溝構造４７が、変圧器２００、２０１の内側と外側の結合を最小限に抑える。溝構造４７はまた、漏れインダクタンスも、変圧器の電圧及び電流の入出力要件に必要な間隔によって許容される最小値に低減させる。この低結合特性は、装置の３相用途において望ましい。
【００６６】
３相インバータシステムを使用する用途では、上述した種類の３つの個々の分離された変圧器組立体が提供される。このようなシステムは英国特許第０７１１０９４．３号に開示されているようなものと考えることができ、該特許では１次巻線がデルタ結線され、３相インバータから給電を受ける。
【００６７】
２次は、図５に示すように接続される。この配列では、個々の変圧器、例えばＴ１ａ、Ｔ１ｂ、及びＴ１ｃの２次巻線の各々が星形結線され、標準の６パルス整流器へ供給される。英国特許第０７１１０９４．３号に詳述されるように、個々の整流器回路の各々は、必要に応じて適当なリプル低減フィルタコンデンサ、インダクタ、又はこれらの両方の組み合わせを有することができる。
【００６８】
英国特許第０７０６１９７．１号に開示されるように、複数の整流器回路を使用する方法は、浮遊容量の効果を最小限に抑えるので望ましい。
【００６９】
なお、この配列では、修正パルス幅変調３相信号源と併用した場合に個々の相間の相間結合が最小限に抑えられる。
【００７０】
本発明による（整流器のない）変圧器の縮尺模型の写真を図６に示す。
【００７１】
このように、図６は、各々を１１４ターンの０．５ｍｍ ｅｎ．Ｃｕ線で巻いた、３Ｃ９０材料の１０個のＴＸ３６／２３／１５（４３３０−０３０−４４１６）コアを使用した縮尺模型変圧器を示している。１次は、互いに円筒状に離間した６つの中心４ＢＡ黄銅ロッド、及び各々が２つの戻り導体を有する３つの外側ＰＣＢから作成される。端板は、６つの中心ロッドが３つの外側ＰＣＢを介して直列に接続されて６ターンの１次を形成するように配列される。公称比は１１４／６＝１９である。全ての２次コイルは、様々なパラメータを調べる目的で直列に接続される。Ｍｅｇｇｅｒ Ｂ１３１ブリッジを１ｋＨｚで使用して、全体の２次巻線のインダクタンスを５２５ｍＨとし、６ターンの１次巻線のインダクタンスを１．４５９ｍＨとした。これらの値から得られる比率は、公称比にかなり近い１８．９８であった。１次巻線上で短絡した場合、漏れインダクタンスは６８２μＨであり、Ｑは１５５であった。
【００７２】
さらに、Ｆｌｕｋｅ ＰＭ６３０６Ａブリッジを使用して並列モデルＬｐ及びＲｐ上の分路インダクタンスの測定を行い、測定しなかった巻線は両端部の開回路であった。
【００７３】
＊これらの示度は、並列共振点で取得したものである。括弧内の数字は１次値のものである。２次測定値に基づく２次参照容量は９ｐＦ前後である。上記表内の値０．４°及び１．２°は公称ではゼロである位相角であり、Ｒｐが同じく最大値に達した時の浮遊容量との共振を意味する。測定を行った時には、もう一方の巻線は浮遊状態のままにした。この結果、測定した有効容量が減少し、また２つの構造の異なる幾何学形状に起因して１次参照値も異なった。
【００７４】
１次巻線を短絡させ、浮遊状態にして２次巻線における漏れインダクタンスを調べた。ブリッジは、Ｌｓ及びＲｓシリーズモデルを使用するように設定した。
【００７５】
このように、模型は、この構築技術の原理が基本的に正常であることを立証した。
【符号の説明】
【００７６】
２０ 変圧器
２１ 閉磁気回路のターン
２２ ２次巻線
２３ １次巻線
２４ 整流器
２５ 管
Ｖpri １次巻線にかかる１次電圧
Ｎsc 閉磁気回路数
ｎp １次ターン数
ｎsc 閉磁気回路の２次ターン数
Ｅdc １つの２次巻線にかかる整流した２次電圧
Ｅout 変圧器の出力電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャ手段内で直列に接続された複数の同軸配列トロイダル閉磁気回路手段を含む２次巻線手段と、前記トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する導電部材を含む複数のターンを有する１次巻線手段とを備え、前記複数の導電部材のそれぞれ１つが、前記エンクロージャ手段の壁に沿って進むそれぞれの導電ストリップ線路手段により接続されて、前記１次巻線手段としての連続導電体を形成する、
ことを特徴とする変圧器。
【請求項２】
前記導電部材が、該伝導部材の断面が実質的に前記エンクロージャ手段の横断面上の円の円周上にくるように互いに離間される、
ことを特徴とする請求項１に記載の変圧器。
【請求項３】
前記導電部材が、管導体、ロッド導体及びストリップ導体のうちの少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変圧器。
【請求項４】
前記導電部材が、前記変圧器の動作周波数で前記導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を有する管である、
ことを特徴とする請求項３に記載の変圧器。
【請求項５】
前記導電部材が、前記変圧器の動作周波数で前記導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する厚さの平坦なストリップ導体である、
ことを特徴とする請求項３に記載の変圧器。
【請求項６】
前記導電部材が、前記変圧器の動作周波数で前記導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を各々が有する並列に接続された導電部材の組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の変圧器。
【請求項７】
前記導電ストリップ線路手段が、前記エンクロージャ手段の壁の外面上に位置するプリント基板内に形成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の変圧器。
【請求項８】
前記エンクロージャが実質的に直線の横断面を有し、前記エンクロージャの縦軸に平行な該エンクロージャの前記壁が実質的に平面である、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の変圧器。
【請求項９】
前記導電ストリップ線路手段が、前記実質的に平面な壁のうちの第１、第２及び第３の壁上に位置し、前記変圧器の動作周波数における表皮深さよりも大きな厚さを有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の変圧器。
【請求項１０】
第４の実質的に平面な壁が、整流要素のためのプリント基板を備える、
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の変圧器。
【請求項１１】
前記２次トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する前記導電部材に電圧ホールドオフを与えるために、前記トロイダル閉磁気回路を上部に設置及び配列した絶縁管手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１２】
冷却剤分配手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１３】
前記冷却剤分配手段が、前記トロイダル閉磁気回路手段のコア開口部と同軸上にあってこれよりも小さな直径の管手段を備え、該管手段には、前記冷却剤をそれぞれの２次トロイドへ向けて導くための流出孔開口部が設けられる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の変圧器。
【請求項１４】
前記１次巻線手段と前記２次巻線手段との間に静電遮蔽手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１５】
前記静電遮蔽手段が、前記１次巻線手段と前記２次巻線手段との間に配置された薄壁金属スリーブにより実現される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の変圧器。
【請求項１６】
前記薄壁金属スリーブが、該薄壁金属スリーブ内の渦電流を最小限に抑えるための縦方向スリットを備える、
ことを特徴とする請求項１５に記載の変圧器。
【請求項１７】
高圧絶縁を提供して前記絶縁体の表面を横切る高圧トラッキングのリスクを最小限に抑えるために、前記トロイダル閉磁気回路手段と前記エンクロージャの内壁との間に配置された電気絶縁シート手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１８】
前記個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が、前記変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を２パルス整流器に供給するように相互接続される、
ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれかに記載の３つの個々の分離された変圧器を備え、該変圧器の前記１次巻線手段がデルタ結線されて３相インバータから給電を受けるように配列される、
ことを特徴とする３相インバータシステム。
【請求項２０】
前記３つの個々の分離された変圧器の前記２次トロイダル閉磁気回路手段が、変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を６パルス整流器に供給するように相互接続される、
ことを特徴とする請求項１９に記載の３相インバータシステム。
【請求項１】
エンクロージャ手段内で直列に接続された複数の同軸配列トロイダル閉磁気回路手段を含む２次巻線手段と、前記トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する導電部材を含む複数のターンを有する１次巻線手段とを備え、前記複数の導電部材のそれぞれ１つが、前記エンクロージャ手段の壁に沿って進むそれぞれの導電ストリップ線路手段により接続されて、前記１次巻線手段としての連続導電体を形成する、
ことを特徴とする変圧器。
【請求項２】
前記導電部材が、該伝導部材の断面が実質的に前記エンクロージャ手段の横断面上の円の円周上にくるように互いに離間される、
ことを特徴とする請求項１に記載の変圧器。
【請求項３】
前記導電部材が、管導体、ロッド導体及びストリップ導体のうちの少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変圧器。
【請求項４】
前記導電部材が、前記変圧器の動作周波数で前記導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を有する管である、
ことを特徴とする請求項３に記載の変圧器。
【請求項５】
前記導電部材が、前記変圧器の動作周波数で前記導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する厚さの平坦なストリップ導体である、
ことを特徴とする請求項３に記載の変圧器。
【請求項６】
前記導電部材が、前記変圧器の動作周波数で前記導電部材が運ぶ電流の表皮深さに匹敵する壁厚を各々が有する並列に接続された導電部材の組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の変圧器。
【請求項７】
前記導電ストリップ線路手段が、前記エンクロージャ手段の壁の外面上に位置するプリント基板内に形成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の変圧器。
【請求項８】
前記エンクロージャが実質的に直線の横断面を有し、前記エンクロージャの縦軸に平行な該エンクロージャの前記壁が実質的に平面である、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の変圧器。
【請求項９】
前記導電ストリップ線路手段が、前記実質的に平面な壁のうちの第１、第２及び第３の壁上に位置し、前記変圧器の動作周波数における表皮深さよりも大きな厚さを有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の変圧器。
【請求項１０】
第４の実質的に平面な壁が、整流要素のためのプリント基板を備える、
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の変圧器。
【請求項１１】
前記２次トロイダル閉磁気回路手段を軸方向に貫通する前記導電部材に電圧ホールドオフを与えるために、前記トロイダル閉磁気回路を上部に設置及び配列した絶縁管手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１２】
冷却剤分配手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１３】
前記冷却剤分配手段が、前記トロイダル閉磁気回路手段のコア開口部と同軸上にあってこれよりも小さな直径の管手段を備え、該管手段には、前記冷却剤をそれぞれの２次トロイドへ向けて導くための流出孔開口部が設けられる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の変圧器。
【請求項１４】
前記１次巻線手段と前記２次巻線手段との間に静電遮蔽手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１５】
前記静電遮蔽手段が、前記１次巻線手段と前記２次巻線手段との間に配置された薄壁金属スリーブにより実現される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の変圧器。
【請求項１６】
前記薄壁金属スリーブが、該薄壁金属スリーブ内の渦電流を最小限に抑えるための縦方向スリットを備える、
ことを特徴とする請求項１５に記載の変圧器。
【請求項１７】
高圧絶縁を提供して前記絶縁体の表面を横切る高圧トラッキングのリスクを最小限に抑えるために、前記トロイダル閉磁気回路手段と前記エンクロージャの内壁との間に配置された電気絶縁シート手段を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１８】
前記個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が、前記変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を２パルス整流器に供給するように相互接続される、
ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の変圧器。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれかに記載の３つの個々の分離された変圧器を備え、該変圧器の前記１次巻線手段がデルタ結線されて３相インバータから給電を受けるように配列される、
ことを特徴とする３相インバータシステム。
【請求項２０】
前記３つの個々の分離された変圧器の前記２次トロイダル閉磁気回路手段が、変圧器の個々の２次トロイダル閉磁気回路手段が星形結線されて入力を６パルス整流器に供給するように相互接続される、
ことを特徴とする請求項１９に記載の３相インバータシステム。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１１−５２９６３３（Ｐ２０１１−５２９６３３Ａ）
【公表日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２０５９９（Ｐ２０１１−５２０５９９）
【出願日】平成２１年７月２９日（２００９．７．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００９／０５０９４２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１３０４９
【国際公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（５０４３５１６００）イー２ヴイ テクノロジーズ （ユーケイ） リミテッド (25)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２９日（２００９．７．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００９／０５０９４２
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１３０４９
【国際公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（５０４３５１６００）イー２ヴイ テクノロジーズ （ユーケイ） リミテッド (25)
【Ｆターム（参考）】
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