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(1)169. UDC. △結線形3倍 周 波数逓倍器. 621.374.4:621.318.43.062.2. 論. 文. 55‑B20. 直 列 接 続 リア ク トル 回 路 を 用 い た △結 線 形 3倍 周 波 数 逓 倍 器 正. 1.. 員. 別. 所. 一. 夫(金. 沢大). 正 員. 山. 田. 外. 史(金. 沢大). 2.. ま え が き. 3倍周 波 数 逓 倍 器 の 回 路 構 成. <2・1> 回路 構 成. 鉄心 の 非線 形 特 性 を利 用 した 磁 気式3倍 周 波 数 逓 倍. 近 年,鉄 心 の 非 線 形特 性 を用 い. た新 しい 回 路 と して 立 体 磁心,直 交 磁 心 に 関 す る多 く. 器 は実 用 化 され て 久 し く,そ の 特 性 や動 作 解 析 に つ い て は これ ま で も度 々 報告 され て い る(l)(2)。 こ の装 置 は. の報 告 が あ る。 それ らは 特異 な動 作 を 示 し,定 電 圧 回. 簡 単 な構 造 でか つ 堅 ろ うで あ り,信 頼 性 に も富 み,大. 路 な らび に 逓倍 器,分 周 器 と し て優 れ た 特 徴 を持 って. 容 量 用に 適 して い る こ とか ら金 属 溶 解 炉 用電 源 な どに. い るが,電 力用 として は 効 率,力 率 の面 で 問 題 が あ り,. 使用 され て い る。. 小 容量 用 ま た は 信号 生 と して の利 用 が 考 え ら れ て い る。 著 者 らは,そ れ ら と等 価 な ブ リ ッジ結 合 リア ク. 金 属溶 解 炉 用電 源 と して 高周 波 発 電 機(500〜1000 Hz)や,近 kHz)な. 年 は サ イ リス タイ ンバ ー タ(300 ど も使 用 され て い る。 しか し,周. Hz〜10. トル 回路,な. 波数によ り. を 提案 した 。 これ らは複 数 個 の リア ク トル に よ り構 成 した も ので あ り電力 用 装 置に 適 した回 路 で あ る。. 炉 の 電流 浸 透 深 さが 変 わ り,炉 の大 き さ(内 径)が 制. この ブ リッ ジ結 合 リア ク トル回 路 や直 列 接 続 リア ク. 限 され るな どの た め,大 容 量炉 で は商 用 周波 数 が使 わ れ るこ と もあ るが,多. トル 回路 を用 い た 単相 電 源 用 の3倍 周 波数 逓 倍 器 に つ. くの 場合,高 速 溶 解 とか く抖力. に優 れた中 周波 数(150〜3GO Hz)が. らび に 簡単 化 した 直列 接 続 リア ク トル回 路. い て はす でに 報 告 し た(4)〜(6)。そ の逓 倍 動 作 は 極 め て. 有 利 で あ り,そ の. 安 定 し て お り,良 好 な結 果 が 得 られ て い る。. 結 果,最 近 は特 に静 止 形 の 磁気 式3倍 周 波 数 逓 倍器 が. 今回,第1図. 注目 され て い る。. に 示 す よ うに 三 根 電 源 よ り単 相 の3倍. 周 波 数 電 流 を得 る回 路 を提 案 す る。3組 の直 列 接 続 リ. 今 度 筆者 らが 試 作 し た三 相 電 源 用3倍 周 波 数 逓 倍器 は,3組 の直 列 接続 リア ク トル 回路(3)一(7)で 構 成 した も ので そ の3組 の 回路 の一 次 側 は △結 線. 篇次側はオー. プ ンデル タ結 線 に な って い る。 そ して 従 来 の3組 の飽 和 リア ク トル の一 次 側 を. 結 線,二 次 側 を オ ー プ ン. デ ル タ結 線 した逓 倍器(1)に比 較 す る と,一 次 側 △結 線 に よ り電 源 に 第3調 波 電 流 の 流入 す る こ とを 防 ぐ こ と が で き,入 力電 圧 の変 動 に 対 し て入 力 電 流 の 変 化 を少 な くし,安 定 な動 作 を得 る こと が で きた 。 本 文 には この逓 倍器 に つ い て,直 列 接 続 リア ク トル 回 路 で構 成 した周 波 数 逓 倍 器 の二 次側 開 放 時 お よ び短 絡 時 の特 性 を波 形 解 析 に よ り明 らか に し,各 回 路定 数 と周 波数 変 換特性 の定 量 的 関 係 に つ いて 詳 細 に 述 べ て あ る。. Delta‑connection cted. Reactoz. mada,. Type Cizcuit.. Member(Faculty. Frequency Kazuo of. Technology,. 別 所 一 夫:正. 員,金. 沢 大 学 工 学 部. 山 田 外 史:正. 員,金. 沢 大 学 工 学 部. 昭55‑3. Tripler. Bessho,. using. Member&Sotoshi Kanazawa. Series‑conne‑. 第1図. 直 列 接 続. Ya‑. 3倍. リ ア ク トル 回 路 に よ る. 周 波 数 逓 倍 器. University). Fig.1.. Magnetic. series‑connected. <41>. frequency reactor. triplers circuits.. using.

(2) 170. 電気学会論文誌B ア ク トル 園 路 は,そ れ ぞ れ 二次 側 を逆 極 性 に 接 続 し て あ る。 この 回 路 を三 相 電 源 用 に構 成 す るため に は 第1 図(a),(b)に. 示す. 種 類 が あ る。Y結 取 り除 きL=0に. 結線 方 式 と△ 結 線 方式 の2. 線 方 式 に お い て,線 形 リア ク トル を す る と,従 来 の飽 和 リア ク トル を3. 組 用 いた逓倍 器 に な る。 この 線形 リア ク トルLを. 直. 列 に接 続 す る こ とに よ り逓 倍 器 の 動作 を著 し く安 定 化 す る こ とが で き る。 第1図(b)に. 示 す △結 線 方 式 は直 列 接 続 リア ク ト 第2図. ル 回 路 を馬 い る こ とに よ り可 能 で あ り,そ の 結 果,電 源 側 に は3倍 周 波 数 高調 波電 流 は 流 れず,入 力 電 流 中 の 他 の高 調 波 成 分 を 少 な くす る こ とが で きた 。. 直 列 接 続 リア ク トル 回 路 を 用 い た 周 波 数 変換 回 路. Fig.2.. Multiplier. reactor. circuit.. using. series‑conducted. △ 結 線 の 二 次側 には 定 電 圧特 性 を得 るた め に並 列 鉄 共 振 回路 を接 続 した 。 この共 振 回 路 用飽 和 リア ク トル Loに. はギ ャ ップ が設 けて あ る。 これ は,3組. の直 列. 接 続 リア クトル 回 路 の 不平 衡 に よ り二 次 側 出力 端 子 間 に現 わ れ る基本 波 に対 し て低 イ ン ピー ダ ンス回 路 と し て 作 用 し,3倍. 周 波 数 電 圧 に対 して の み 共振 回路 と し. て 動 作 す る よ うに選 択 す る。 直列接 続 リア クrル回 路 の入 力 側 にはLinとCin が 接 続 され て い る。直 列 接 続 リア クトル回 路 の入 力 イ ン ピーダ ン スは 飽 和特 性 を示 し,Cinを. 並 列 に 接続 す. る こと に よ り並列 共 振 回 路 とな る た め,Lenを. 直列 に. 接 続 す る と入 力 側 に は基 本 周 波 数電 圧 に対 す る定電 圧 回路 が構 成 され る。 この 回 路 は,主 に電 源 側 に対 す る. 第3図 Fig.3.. 力 率 改善 や 高 調 波 電流 の流 入 を 防 ぐな ど特 性 改 善 用 の. 周波数変換部の負荷特性. Load. characteristics. of multiglier.. もの で あ り,逓 倍 動作 と は直 接 に は関 係 が な い 。 <2・2>. 等極 回路. 本 逓 借 器 の 周 波数 変 換 動 作 は. 3組 の直 列 接 続 リア クトル 回 路 に お い て生 ず る。 この 回 路 の一 次 側,お よ び二 次側 に お け るそれ ぞ れ の 動 作 と,そ の等 価 園 路 に よ り本 逓 倍 器 の特 徴 が 明 らか に な る。 周 波 数逓 倍部 の3組 の 直列 接 続 リア クトル 回 路 は 一 第4図. 次 側 △結 線,二 次 側 オ ー プ ンデ ル タ結 線 と な って お り,. 周 波 数 変 換 部 の等 価 回 路. Fig.4.. 飽和 リア ク トル に 発生 す る高 調 波 電 流 の う ち零 相 分 は. Equivalent. circuit.. △ 結 線 で循 環 電 流 とし て流 れ る。 三 相電 源 側 の 線 電 流 に は,基 本 波 に 第5,第7…. … の 正相,逆 相 の 高 調 波. の で あ る。 この 実験 結 果 か ら,基 準 化 電 圧(VR/Eo),. 電 流 が流 れ る。 二 次 側 の オ ープ ンデ ル タ結 線 に は零 根 分 の 第3,第9…. 電 流(IR/Is)の. 関係 は,. … の 高 調波 電 流 が 流 れ る。 こ こで,. 等価回 路 を考 え る うえ で一 次 側 は 塾本 波,二 次 側 は3 倍 周 波数 が主 な成 分 とす る。. の よ うに表 わ す こ とが で き,従 って,二 次 側 の 等価 回. 二 次 側 の オ ー プ ンデ ル タ回路 の出 力 端 子 に第2図 の. 路 を第4図. よ うに抵 抗 を接 続 した と きの負 荷 特性 を調 べ ると,第. に示 す よ う な3倍 周 波 数 電 圧 源 と線 形 琴ア. ク トル の直 列 回 路 と見 なす ご1とが で き る。. 3図 に示 す よ うな 結 果 が得 られ た。 これ は,各 入 力 電. す な わ ち,第1図(b)に. 示 し た本 逓 倍 器 は そ の周. 圧 に 対 す る負 荷 特 性 に お い て電 圧,電 流 を二 次 開放 時. 波 数 変 換 部 を第4図. 出 力 電 圧Eoお. の 主 な 特 徴 は 次 の よ うに な る。. よび 二 次短 絡 電 流Isで. 基 準化 し た も < 42>. の よ うな等 価 回 路 で表 わ さ れ,そ. 100巻3号.

(3) 171. (1)従. △結線形3倍 周波数逓倍器. 来 の 回 路 と異 り周 波 数 変 換 部 が△ 結 線 に な. って い るた め,3倍. 周 波 数 電 流 は△ 結 線 内部 で 循 環 電. 流 とし て流 れ 電 源 側線 電 流 に は 流れ な い。 また,基 本 波 と3倍 周 波 数 成分 は周 波 数 変 換部 に おい て カ ップ リ ング し,周 波数 変 換 部 の入 力端,出 力 端 で は お 互 い の 周 波数 成 分 は含 まれ な い 。 (2)線. 形リ ア ク トルLが. 接続 され て い るた め,. 入 力電 流 に対 す る飽 和 リア ク トル の 飽 和 後 の リア ク タ ンス の影 響 は少 な く,入 力電 圧 が高 くな って も過 大 な 入 力電 流 は流 れ ない 。 (3)三. 第5図 Fig.5.. 相 電 源 に対 して は,完 全 な平 衡 負荷 と して. L,snの. 近 似. Approximation. characteristics. of. of L. and. volt‑ampere S R.. 働 く。 (4). 等価 昼路 か ら明 らか な よ うに,オ ー プ ンデ ル. タの出 力 端 子間 に並 列 鉄 共振 回 路 を 接 続 す る と定 電 圧 回 路 とな り,定 電 圧特 性 と垂 下 特 性 を も った3倍 周 波 電 圧が 得 られ る。 上記 の よ うに,本 逓 倍 器 は大 容 量 化 に 伴 う電 源 封 策 の 面で 特 に優 れ て お り,基 本 波,3倍. 周 波数 成 分 が 分. 離 して い るた め安 定 な 動作 を得 る こと が で き る。 3,.直. 列 接 続 リア ク トル 回 路 の 解 析. 本 逓 倍 器 の周 波 数変 換 の基 本 動 作 は3組 の直 列 接続 リア ク トル回 路 に 生 ず る。 第4図 に示 す 周 波 数 変換 部 の等 価 回路 にお け る各 値 は,そ の 出力 端 の開 放 時,お. 第6図. よび,短 絡 時 の 特性 に よ り決 定 され る。 この 二 つ の状 態 での波 形 を飽 和 リア ク トル を 折 れ線 近 似 す る こと に. 直 列 接 続 リ ア ク トル 回 路 の 各 波 形. Fig.6.. Waveforms. reactor. circuit.. on. series‑connected. よ り求 め,そ の 特性 を調 べ た 。 〈3・1>開 放 特性. 第2図 に示 した3組 の 直列 接. 続 リア ク トル 回路 で構 成 した 周波 数 変 換 部 の 開放 特 性 は,審 直 列 接続 リア ク トル 回 路 の 開放 特性 の 和 と考 え られ,最 初 に 三経 の直 列 接 続 リア クト ル 回路 につ い て 考 え る。 直 列 接続 弓ア ク トル 回路 の各 素 子 の 特性 を第5図 の よ うに 直線 近 似 す る。特 に,飽 和 リア クトル の未 飽 和 時 の励 磁電 流 を無 視 し,λ κ をknee. pointに お け る. 磁 束 鎖 交数 とす る。 飽 和後 の イ ンダ ク タ ンスLseは, 第7図. LsR=aLa.................................(2). Fig.7.. とす る。1組 の直 列 接 続 リア ク トル回 路 の出 力 電 圧 お よ び入 力 電 流 は,第6図. 周 波 数 変 換 部 の 出 力 電 圧 波 形 Waveforms. of. an. output. voltage. on. multiplier.. に 示 す 波形 と な る。こ こで,. 電 流 は位 相 π一θ,でSRが. 飽 和 した 後,(π‑θs< θ. と な る。 こ こ で,θsの. 値 は. <π+VJ) に よ り決 定 され る。 3組 の直 列 接 続 リア ク トル 回 路 に 対 して は,そ の会 成 し た も の とな る。 この場 合,位 相 角 θ,の 値 に よ り 3種 類 の波 形 に 分 類 され,そ の波 形 を 第7図 に示 す 。 この波 形 で(b)図 昭55‑3. <43>. は2個 のSR(例. え ばa,. b相)が.

(4) 172. 電気学会論文誌B. 第8図 Fig.8.. 二 次 側 開 放 時 の 特 性. Characteristics. on. 飽 和 す る期 間 が重 な り,(c)図. open‑circuit. condition.. の場 合 には3個 のSR. が 同時 に 飽 和 して 出力 電 圧 が 零 とな る期 間 が あ る。 第7図. に示 す 二 次側 出力 電 圧 の実 効 値,な. 次 側 線 電 流Zfnsの 第6図. らび に一. 実 効 値 を 第8図 に示 す 。 線 電流 は. に示 す 一 次 側相 電 流 よ り求 め ら れ る。 出 力電 圧. 値 がvin/m.2k=2..0で 図(b)か. ら(c)の. 和リア ク トルSRの. 屈 曲 す るの は,θs=π/3で 第7 状 態 に 変 化 す る ため で あ る。 飽 飽 和後 の 傾 きを 表 わす αの値 が. 第9図. 小 さ くな って も線 電流 は急 激 に増 加 せ ず,例 え ば α =oの 場 合 で も増 加 は小 さい 。 出力 電 圧 は 飽 和 リア ク トル のknee. pointの 電 圧 ω!ik,入 力 電 流 は 線 形 サア. ク トルLの. イ ンt一 ダ ンス に よ りそ の大 き さが 決 ま. Fig.9.. 周 波 数 成 分. Components. for. each. frequency.. る。実 験 結 果 で は,厳 密 には 磁 化特 性 が折 れ 線 で近 似 で きな い こ とに よ り,Vin7ω. ゐ=2近. 傍 で の折 れ 曲 り とな る。(付 録 参 照). 点 は 明確 には 現 わ れ な いが ほぼ 一致 し た結 果 を 得 た。. 二相 のSRが. 出 力電 圧,入 力 電流 の周 波 数 成分 の計 算 値 を第9図 に 示 す 。出力 電 圧 に は 零相 成 分 の 電 圧 の み が合 ま れ る。. えばa.C相. 同 時 に 飽 和 す る期 間 に お い ては,例 のSRが. 飽 和 す る と,. 3倍 周 波 数 以 外 の 高調 波 成 分 の 割合 は,α=0.1,vini /mix=2.6の. 場 合 に ひず み率27%で. あ る。 入 力 電 流. の第5次 以 上 の 高 調 波電 流 は,第9図(b)の 約10%の. よ うに. ひず み 率 を示 す 。. <3・2>短 絡 特 性. 第2図 の 出 力端 を短 絡 した と. きの二 次 短 絡 電 流1,は,前. 節 と 岡様 にSRを. 折れ. 線 近似 す る こ とに よ り波 形 解 析 か ら求 め る こ とが で き る。短 絡 状 態 は,入 力 電 圧 の値 に よ り三つ の場 合 に 分. とな る。 これ らの 式 よ り各 状 態 で の波 形 を求 め る と第. け られ る。. 10図 に 示 す よ うな 波形 が得 られ る。. (1)SRが (2> (3)二. θs1,θ,2はSRの. 飽 和 しな い状 態 。h=0. 1相 のSRの. み が 順 次飽 和 す る場 合 。. つ の 相 のSRの. 飽 和 が重 な る期 間 が あ る. 場合。 一 つ の相 の み が 飽 和 す る場 合,例 え ばa相 が 飽 和 し,b,. こ こで,位 相角. 飽 和 か ら次 式 に よ って 求 ま る。. C相 のSRは. 態 に お け る一 次 側 相 電 流Za,. のSR. 不 飽 和 とす る。 こあ 状 Zb, td,お よび 二1次側 短. 絡 電流 幻 は,. この 波形 よ り,短 絡 電 流,入 力 電 流 の 実 効 値 を 求 め た結 果 を第11図 <44>. に示 す 。 この 結 果 か らも飽和 リア ク. 100巻3号.

(5) △結線形3倍 周波数逓倍器. 173. 第10図. 二 次 側 短 絡 晴 の 電 流 波 形(上1相 下. Fig.10.. Waveforms. of. condition(upper;phase ry. short‑circuit. 電 流,. 二 次 側 短 絡 電 流) currents current,. on. short‑circuit. lower;seconda‑. current).. 第12図 Fig.12.. 第17図 Fig.11.. for. each. frequency.. 短 絡 時 の 特 性. Characteristics. on. short‑circuit. condition.. トル の飽和 後 の リア クタ ン スが 小 さ くな り,例 ば =oの. 周 波 数 成 分. Components. α. 場 合 で も入 力 電 流 は あ ま り大 き くは な らな い こ. とが わか る。 ま た,入 力 電 流 は 開放 時 と ほぼ 同 じ値 を 示 す。 短 絡電 流 に 含 ま れ る高 調波 電 流 に つ い て第12 図(a)に 示 す。 短 絡 電 流 の高 調 波 成 分 は第3,第9, … …次 の値 を含 む ,第9次 調 波以 上 の成 分 は比 較 的少 ない。 また,第13図(b)に. 示 す 入 力 側 線 電流 に合. 第13図. ま れ る第5次 調波 以 上 の 成 分 も少 な い。 <3・3>一. 次,二 次 等 価 リア クタ ン ス. Fig.13.. 前 記 の3倍 周 波数 成 分 に よ り求 め ると第13図. Xaj.. <4・1> 回路 定 数 の 検 討. 本 逓 倍 器 の 回路 定 数 の. のよ う. 路 を用 い て 考 え る。 周 波 数 変換 部 の出 力 端 子 間 に共 よぴ 第12図. 振回路 を接 続 した 回路 は,逓 倍 動 作 の基 本 的 動 作 を すべ. よ り入 力電 圧(基 本 波)に. 対 す る一 次 側 の 等 価 リア クタ ンスXfは,二. て 含 ん で い るた め そ の基 本 回 路 とす る。 この 周 波 数変. 次 開 放,. 換 部 の二 次 短 絡 電流,お. 並 び に二 次 短 絡 の場 合 に も あ ま り変 わ らな い。. 第14図(a)に 3借 周 波 数 逓 倍 器 の 特 性. 第1図(b)の3倍. 周 波 数 逓 倍 器 の 特性 を検 討 す る. 示 す。 なお,こ の特 性 は実 効 憾 で 測. 周 波数 成 分 で あ る とし て取 り扱 った 。 ま た,出 力 共 振 回路 は第14図(b)に. 路 を接 続 した と きの特性,な. 特性 は180Hzに. らび に 入 力 側 のLin. よび 開 放 時 出力 電 圧 の特 性 を. 定 し た結 果 で あ るが,前 章 で 検 討 した よ うに ほ ぼ3倍. た め,周 波 数 変換 部 の 出力 端 子 間 に3倍 周 波数 共 振 回 Cin. の 最適 値 を 調 べ る。 ま た,本 逓 倍 器 の 特性 につ いて 電. 示 す 特 性 で あ る。但 し,こ の お け る値 で あ る。. この 回路 定 数 で の 電 圧,負 荷 特 性 に つ い て の 測定 結. 圧,負 荷 特性 を示 して そ の評 価 を行 な う。 昭55‑3. reactance. 検 討 の 簡 単 化 の た め,周 波 数変 換 部 を第4図 の 等偽 回. に な る。. 4.. Equivalent. 第4図 の. 等価 回路 に お け る二 次 側 の 等 価 リア クタ ン スX3Jを. 第9図,お. 二 次 側 の 等 価 リ ア ク タ ン スX33j. 果 を第15図(a)〜(d)に < 45>. 示 す 。(a),(b)図. は共.

(6) 174. 電気学会論文誌B. 第74図 Fig.14.. 特. 性. Characteristics.. 振 回路 の コ ンデ ン サ を変 え た場 合 で あ る。 電 圧 特性 に お いて,コ. ンデ ンサ を大 き くす る と確 立 電 圧 が高 くな. る。 負 荷 糊 生に お い ては,Coの. 増 加 と共 に最 大 負 荷. 時 に跳 躍 現 象 が現 わ れ る。 負 荷特 性 に おい て は,最 大 負 荷 を考 慮 す る と跳 躍 現 象 の現 わ れ な い状 態 が 望 ま し く,そ の状 態 は 第4図 の等 価 回 路 に お いて,等 価 リア クタ ン スX3/と. 共 振 回 路 の入 力 イ ン ピーダ ン ス が直. 列 共 振 状 態 に な る場 合 で あ る。 第15図(c),(d)はLoを. 変 化 させ て そ の 共 振. 電圧,従 って 出 力 電圧 を変 化 させ た場 合 で あ る。 な お, Loの. 変 化 と と もに確 立 電 圧 が 変 化 し な い よ うに 共 振. 用 コ ンデ ンサCoの. 値を 変 え て い る。 電 圧 特 性 にお い. て共 振 電 圧 を 高 くす る と最 大 出 力 が増 すが,共 振 電 圧 を あ ま り高 くす る と定電 圧 特 性 が 劣 化 す る。 従 って, 定 電 圧特 姓 が 良 く,最 大 出力 電圧 を増 す た め の共 振 電 圧 の 限界 な らび に 最 適値 は,(d)図 定 さ れ る。(d>図. 第15図Co,. の 負荷 特 性 よ り決. Fig.15.. の負 荷 特 性に お い て,点 線 で 示 す 曲. Co. and. Loの. Characteristics. 変 化 に 対 す る特 for. various. 性. values. of. L0.. 線 は,周 波 数 変 換 部 の 出力 端 子 間 の 短 絡,開 放 特 性 よ り得 られ る各 入 力 電 圧 に対 す る最 大 出 力 曲線 で あ り,. に は最 大 負 荷 電 流 は 短 絡 電 流 付 近 よ り垂 下 特 牲 を 示. 図 の 場合 はVin=200. 絡. す 。 この状 態 で の定 電 圧 特 性 は 良 好 で あ る。 そ れ に 封. 積 よ り得 られ る電 カ ー 定 曲 線 を表 わす 。 こ. し て,短 絡 電 流 以 下 で 点 線 と交 わ るよ うに 共 振 電 圧 を. の 曲線 と負 荷 特性 を 比較 す る と,共 振 電 圧 が 低 い と き. 高 くす る と,こ の 曲線 に達 す る以 前 か ら定 電 圧 特 性 が. 電 流Isの. Vに. お け る開放 電 圧Eo,短. < 46>. 100巻3号.

(7) 175. △結線形3倍 周波数逓倍器 を選 び,Crnと. 直 列 共 振 状 態 に な るよ うにLi,を. 選. べ ば よ い。 <4.2>. 逓倍 器 の特 性. 第16図. は3倍 周 波 数 逓 倍. 器 の特 性 を示 す 。 そ れ ぞれ の 回 路 定数 は適 当 な値 に 定 め られ て い る。 定 電圧 特 性,並 び に 過 負荷 時 の 垂 下 特 性 は共 に良 好 で あ る。 入 力電 流 は,L,n,. Cinの そ う. 入 に よ り著 し く改 善 さ れ て い る。 効 率 は最 大 負 荷 時 で 約71%で. あ っ た。. 各 部 の電 圧1電 流 波 形 を(c)図. に示 す 。 図示 の よ. うに入 力 線電 流 は ほ ぼ正 弦 波 で あ り,高 調 波 電流 に よ る ひず み は ほ とん ど見 受 け られ な い。 出 力 電 圧 につ い て も ほぼ 正弦 波 に近 い。 この 波形 は,軽 負 荷 状態 で も ほ とん ど変 わ らな い。 5.. ま. と. め. 3組 の直 列 接 続 リア ク トル 回 路 で構 成 した 周波 数 変 換 部 に よ り新 しい形 式 の3倍 周 波 数 逓 倍器 を提 案 し, 本 逓 倍器 の特 徴 を示 す とと も「 に,必 要 な回 路 条 件 や そ の特 性 を明 らか に し た。 周 波数 変換 部 は,簡 単 な等 価 回 路 に よ り表 わ す こ と が で き,そ の 回 路 定 数 は 出力 開放 時 お よ び短 絡 時 の 波 形 に 基 づ く特 性 計 算 に よ り決定 す る こ とが で き た。 ま た,出 力 共 振 回 路,入 力側Lin,. Cfnな ど の値 は,そ. の等 価 回路 に よ り適 切 な値 を容 易 に 選 択 す る ことが で きた 。 本 逓 倍 器 は3組 の直 列 接 続 リア ク トル 回 路 を 用 い, 一 次 側 を △ 結線 す る こ とに よ り入 力 電 流 ひず み を減 少 し,そ の 逓 倍 動作 を安 定 に す る ことが で きた が,そ の 他,出 力 共 振 回 路 を調 整 す る こと に よ り良 好 な 定電 圧 特性 を得 る と共 に最 大 出 力 を 増加 す るた めの 最 適 値 を 検討 し た。 本 逓 倍 器 は大 容 量 化 に 対 す る電 源 対 策 の上 で特 に有 利 で あ り,今 後 は大 形 化 に伴 って 重 要 性 を 増 第16図 Fig.16,. す損 失,温 度 上 昇 な ど,実 用 上 の 諸 問題 の解 決 と最 適. 逓 倍 器 の 特 性. Characteristics. on. tie. 設 計 法 につ いて の検 討 を行 な はな けれ ば な らな い。. tripler.. 終 わ りに,本 実 験 の 遂行 に際 して 熱 心 に協 力 して 頂 劣 化す る。 以 上 の点 よ り,3倍 時 電 圧Eo)と. 周 波数 電 源 電 圧(開 放. い た 当時 卒 業研 究 の 学 生,宮 崎. 共振 電 圧 を等 し くす る と良 い。 そ の 状. 工 業(株),大. 山一 浩(現,修. 稔(現,中. 村留 精 密. 士 課 程)の 両 君 に厚 く感. 態 では 定 電圧 特 性が 良 好 で あ る と共 た最 大 出 力 電 力 を. 謝 の意 を表 し ます 。 な お,本 研 究 は 昭 和53,54年. 取 り出 す こ とが で きる。. 文 部 省 科学 研 究 費(試 験研 究)助 成 を 受 け た こ とを 付. 最後 に,入 力 側 のLin,Canの. 値 の 選択 につ い て 考. 記 す る。. え る。 この 回 路 は入 力 電 流 の力 率 改 善 が主 で あ り,そ. (昭和54年5月24日. の他 に入 力電 流 に含 まれ る第5調 波 以 上 の電 流 に 対 す るフ ィル タと し て の作 用 が あ る。Lin,. Cinの 選 択 は,. 周波 数 変 換部 の入 力 リア ク タ ンスXfに. 基づ く入 力 側. 定 電 圧 回 路 を考 慮 す る こ とに よ り決 定 で き る。 す なわ ち,定 格入 力 電 圧 にお いて 力 率 が1に な る よ うにCin。 昭55‑3. 度. <47>. 受 付).

(8) 176. 電気学会論文誌B. 文 (1). P.P.$iringer&G. the. R.. mAgnetic. 堀:「. Slemon:"Harmonic. frequency. Elertron,82. (2). 献. 327. tripler",. analysis. AIEE. Trans.. of. の関 係 式 が 成 立 す る こ とに よ り,. Comun.. (1963). 磁 気 式 周 波 数 逓 倍 器 の 無 負 荷 特性. 」 電 学 誌,86,938. (昭41‑11) (3)K.Bessho,. (4). F.. invent. and. verter. with. IEEE. Trans.. behavior. of. of. 9G5. circuit",. で は9ア ク トル の 励 磁 電 流 が 零 と な る こと に よ り,一. (1974). and. 次 側 相 電 流 と短 絡 電 流 の 関 係 が 求 ま り,例 え ば う,0相. consideration. frequency. Yamada&F.. characteristics. tripler. ibid.,. の飽 和 リア ク トル が 未 飽 和 な らば(5)式. with. MAG‑12,. with. applications bridge. bSAG‑13.5,1217,. K.Bessho, lysis. of. が 得 られ る。. 4,. Matsumura"lmpr。ve㎜e. and. tripler. ibid.,. a. S.. Yamada&T. magnetic. SMM‑3,. 山 田,勉:「三. of. the. connected. magnetic. reactor. circuit",. (1977). new. corIe,, Proc. (7). reactor. となる。 ま た,飽 和 リア ク トル が 未 飽 和 の状 態 に あ る相. con. circuit",. (付6)武 に(5)式 を 代 入 す る と, S.. frequency. (6). 3,. magnetic. power. reactor. experiments. aew. exper. the. (1976). (5)K.Bessh。, nt. a. of. MAG‑10,. al"Some. connected. 827. behavior reacted. Magnetics, et. bridge. Suzuki:"Some on. bridge‑connected. K.Bessho, on. Matsumura&M.. considerations. Sudni:"Theory frequency 2‑5. and. triplet. single. (1977). 相 電 源 を 用 い た 電 力 用 磁 気 式3倍. 器 の動 作 解 析 」,電. ana. using. 周 波 数逓 倍. 気 学 会 応 用 研 資,AM‑78‑31(昭53). と な り,(6)式 付. が 得 ら れ る 。 ま た,(付1)式. に(6)式. 録. を 代 入 す る と, 第2図. に 器. 示. す3組 路. 列. 接. 続. リ ア. ク. ト ル. 回. 路. た. 逓 倍. の基. 本. に お. い て. 二. 次 側. を 短. 絡. し た. 考. え. る 。. 一. 次. 側,二. 次 側. で の. 電. 圧. の. 関 係. 式. は,各. 対. 称. で. る の. でa相. に. い て. 考. え. る. と,. あ. 回. の 直. つ. 2a=BaSR'1'2aL. る 。. 電. は. 圧. い. 場合. を 棺. で. 側. 相. (付1). 6ノ=6μ5R‑6aL と な. を 用. し,一. と な り(7)式 を 得 る。. 「'」. で. (付2). 但. 次/二 示. す 。. 次 二. 次. 側. 巻. 数 を 短. 比 絡. は1と し. し,二 た 場. 合. 次. 二 相 の 飽 和 リア ク トルが 飽 和す る場 合 も 同様 に 行 な うこ とに よ り(8)〜(11)が. に は,. <48>. 得 られ る。. 100巻3号.

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