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公開番号2025107081
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2024000838
出願日2024-01-05
発明の名称電力変換装置及び三相変圧器
出願人河村電器産業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250710BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】 PCSの出力電圧を210Vに変更する変圧器に、第3の巻線を設ける事無く105Vを出力する端子を設ける。
【解決手段】外部から入力された直流電力を三相交流電力に変換するPCS2と、PCS2が出力する交流電力の電圧を変更する三相変圧器3とを備え、三相変圧器3はPCS2に接続される1次巻線31がスター結線され、2次巻線32がデルタ結線されて構成され、2次巻線32の一部巻線を使用して105Vの単相電力を取り出す105V出力部33を備えた。三相変圧器3は440V/210V変換を行い、高圧受電設備の降圧変圧器5の2次側と三相変圧器3の2次側とが接続され、降圧変圧器5はスター結線された2次巻線52の中性点Mが接地されており、三相変圧器の2次側3極のうちの任意の1極と、当該極に接続された2つの巻線のうちの一方の巻線の中点Qとの間から電圧を取り出して、105Vの電圧を得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外部から入力された直流電力を三相交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナが出力する交流電力の電圧を２１０Ｖに変更する三相変圧器とを備えた電力変換装置であって、
前記２次巻線の一部を単巻変圧器として使用して１０５Ｖを生成させ、この電圧を使用して１０５Ｖ出力部を備えたことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
高圧受電設備の高圧を低圧に変換する降圧変圧器の２次側と、前記三相変圧器の２１０Ｖを出力する２次側とが接続されると共に、
前記降圧変圧器は、２次巻線がスター結線されて当該２次巻線の中性点が接地されて成り、
前記三相変圧器の２次側３極のうちの任意の１極と、当該１極に接続された２つの巻線のうちの１つの巻線の中点との間から電圧を取り出して、１０５Ｖの電圧を得ることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
高圧受電設備の高圧を低圧に変換する降圧変圧器の２次側と、前記三相変圧器の２１０Ｖを出力する２次側とが接続されると共に、
前記降圧変圧器は、２次巻線がデルタ結線されて２次側３極のうちの１極が接地されて成り、
前記三相変圧器の２次側３極のうち、前記降圧変圧器において接地された極と同一の極と、当該極に接続された２つの巻線のうちの１つの巻線の中点との間から電圧を取り出して、１０５Ｖの電圧を得ることを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記三相変圧器を収容する筐体の一面に、１次側端子及び２次側端子が配置され、更に１０５Ｖを出力するコンセント或いは端子も同一面に配置されて成ることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電力変換装置。
【請求項５】
１次巻線と２次巻線とを有して、特定の電圧を２１０Ｖ電圧に変換する三相変圧器であって、
前記２次巻線の３個の巻線のうちの１つを１０５Ｖを取り出す単巻変圧器として使用し、１０５Ｖ出力部を備えたことを特徴とする三相変圧器。
【請求項６】
前記１次巻線に接続するための１次側端子、前記２次巻線に接続するための２次側端子、及び前記１０５Ｖ出力部は、三相変圧器を収容する筐体の同一面に配置されて成ることを特徴とする請求項５記載の三相変圧器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を交流電力に変換するＰＣＳと、このＰＣＳの出力電圧を変更する変圧器とを備えた電力変換装置、及び三相変圧器に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽電池により発電された電力は直流であるため、商用電力に連系させる場合はインバータを備えたパワーコンディショナ（ＰＣＳ）を用いて交流電力に変換され、更に変圧器を使用して昇圧或いは降圧される。
そのため、ＰＣＳと変圧器は一体化されて設置されることが多く、両者を一体化した電力変換装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－５８０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＰＣＳも変圧器も発熱を伴う機器であるため、これらを備えた電力変換装置はファン等の冷却装置が必要であるし、各種計測機器も設置される。そのため、これらの電源を確保するために、特許文献１ではＰＣＳの４４０Ｖ出力を２１０Ｖに降圧する変圧器に、３次巻線を設けて１０５Ｖ電圧を生成させて対処した。この結果、変圧器に１０５Ｖを生成するために３次巻線を設けたため、変圧器が大型なものとなった。加えて３次巻線は特殊な巻き方となるため、コスト高なものとなった。
【０００５】
この変圧器の大型化、コスト高を避けるために、電力変換装置では１０５Ｖを作らず、キュービクル等の高圧受電設備から１０５Ｖの供給を受ける構成が考えられる。高圧受電設備には、計器類を動作させるための１０５Ｖ電源が設けられているため、新たに１０５Ｖ電圧を生成する機器が必要ない。
しかしながら、ＰＣＳは太陽光発電設備等の分散電源の近くに配置されるため、必然的に電力変換装置もそのような場所に設置される。そのため、高圧受電設備から１０５Ｖの供給を受けるには、高圧受電設備と電力変換装置との間に電線の敷設工事が必要となり面倒であった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、ＰＣＳの出力電圧を２１０Ｖに変更する変圧器に、第３の巻線を設ける事無く１０５Ｖを出力する端子を設けた電力変換装置及び変圧器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に、本発明の第１の構成は、外部から入力された直流電力を三相交流電力に変換するパワーコンディショナと、当該パワーコンディショナが出力する交流電力の電圧を２１０Ｖに変更する三相変圧器とを備えた電力変換装置であって、三相変圧器は、パワーコンディショナに接続される１次巻線がスター結線されると共に、２次巻線がデルタ結線されて成り、２次巻線の一部を単巻変圧器として使用して１０５Ｖを生成させ、この電圧を使用して１０５Ｖ出力部を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、三相変圧器の２次巻線の一部を使用して１０５Ｖ電圧を生成するため、三相変圧器に１０５Ｖを取り出すための巻線を別途設ける必要が無い。よって、三相変圧器を大型化する事無く冷却ファンや計測機器の電源を確保することができる。
尚、ここで言う１０５Ｖは、電気事業法で言う１０１±６Ｖを便宜的に１つの数値で示すもので、９５Ｖ或いは１０７Ｖを除外するものではない。
【０００８】
本発明の別の態様は、上記構成において、高圧受電設備の高圧を低圧に変換する降圧変圧器の２次側と、三相変圧器の２１０Ｖを出力する２次側とが接続されると共に、降圧変圧器は、２次巻線がスター結線されて当該２次巻線の中性点が接地されて成り、三相変圧器の２次側３極のうちの任意の１極と、当該１極に接続された２つの巻線のうちの１つの巻線の中点との間から電圧を取り出して、１０５Ｖの電圧を得ることを特徴とする。
この構成によれば、三相変圧器が接続される高圧受電設備の降圧変圧器と整合を図ることができ、三相変圧器の２次巻線を利用して安定した１０５Ｖを引き出すことができる。
【０００９】
本発明の別の態様は、上記構成において、高圧受電設備の高圧を低圧に変換する降圧変圧器の２次側と、三相変圧器の２１０Ｖを出力する２次側とが接続されると共に、降圧変圧器は、２次巻線がデルタ結線されて２次側３極のうちの１極が接地されて成り、三相変圧器の２次側３極のうち、降圧変圧器において接地された極と同一の極と、当該極に接続された２つの巻線のうちの１つの巻線の中点との間から電圧を取り出して、１０５Ｖの電圧を得ることを特徴とする。
この構成によれば、高圧受電設備において接地された極と同一の極を使用して１０５Ｖが取り出されるため、三相変圧器と降圧変圧器との整合を図ることができ、安定した状態の１０５Ｖを引き出すことができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、上記構成において、三相変圧器を収容する筐体の一面に、１次側端子及び２次側端子が配置され、更に１０５Ｖを出力するコンセント或いは端子も同一面に配置されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、１０５Ｖ電圧の出力部を含む配線を接続する接続部が変圧器筐体の１面に集約されているため、結線作業がし易い。
（【００１１】以降は省略されています）

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