実施の形態1.
 図1はいわゆる一般的な外鉄形変圧器を示す 斜視図であり、図1において、変圧器のコイ� �1は鉄心2に巻回されるとともに、鉄心2はコ� �ル1の外側に位置するように設けられている� ��

 図2はこの発明の実施の形態1によるリア� �トル共有形変圧器を示す断面図であり、図2� ��図1におけるA-A線断面に相当する断面図であ る。尚図1においては、コイル1は1個しか示さ れていないが、実際には図2に示されるよう� �、鉄心2には複数のコイル1a、1b、1c、3a、3bが 巻回されている。

 図2において、コイル1a、1b、1cは変圧器を 構成するコイルであり、入力側コイル1bと、� ��力側コイル1a,1cは鉄心2に巻回されるととも� ��、入力側コイル1bに電圧が印加されること� �よって生じる磁束により、出力側コイル1a,1c に電圧が発生する。コイル3a、3bはリアクト� �を構成するコイルである。

 鉄心2は、主鉄心2aと、この主鉄心2aの両� �に平行に配置された鉄心脚2bと、これら主鉄 心2aおよび鉄心脚2bを結合する継鉄2cとを備え ている。主鉄心2aには、鉄心2により囲まれた 空間Bの内部で入力側コイル1bが巻かれている 。

 主鉄心2aにはまた、鉄心2により囲まれた� ��間Bの内部で2つの出力側コイル1a、1cも巻か� ��ており、出力側コイル1a、1cは入力側コイル 1bの両側でこれを軸方向に挟むように配置さ� ��ている。

 リアクトル用コイル3a、3bは互いに巻き方 向が逆である点以外は同一形状のコイルであ り、このような巻き方向を逆にした2枚で一� �を構成するコイル3a、3bを変圧器の同一の鉄� ��2に巻回させることにより、リアクトル共有 形変圧器を構成するものである。

 又リアクトル用コイル3a、3bは変圧器側の 出力側コイル1a、1c及び入力側コイル1bとは巻 数が異なる同一形状のコイルが使用されてい る。

 次に上記のように構成されたリアクトル� ��有形変圧器の動作について説明する。リア� ��トル共有形変圧器は車両の床下に搭載され� ��おり、電力はトロリー線からパンタグラフ� ��より得られ遮断器を介して車両搭載用変圧� ��の鉄心2に巻かれた入力側コイル1bに供給さ� ��る。

 トロリー線からパンタグラフと遮断器を� ��して受電された電圧が、車両搭載用変圧器� ��入力側コイル1bに入力され、変圧されて車� �搭載用変圧器の出力側コイル1a、1cに出力さ� ��る。

 この出力側コイル1a、1cの出力はPWMコンバ ータに供給され、ここで単相交流が直流に変 換される。更にこの変換された直流はインバ ータに給電され、ここで直流が三相交流に変 換される。この三相交流は、三相電動機を駆 動してその車両の車輪を駆動するようになっ ている。ここでリアクトル用コイル3a、3bは� �記PWMコンバータとインバータの間に設置さ� �ることにより、平滑リアクトルとして作用� �る。

 リアクトル共有形変圧器を構成する各コ� ��ル1a、1b、1c、3a、3bに電流を流すことにより 、鉄心2には、変圧器コイル1a、1b、1cによっ� �発生する実線によって示されるような磁束O� ��リアクトル用コイル3aによって発生する点� �によって示されるような磁束p、及びリアク� ��ル用コイル3bによって発生する一点鎖線に� �って示されるような磁束qがそれぞれ発生す� ��。

 ここでリアクトル用コイル3a、3bは巻数が 同じであり、かつ巻方向が逆である同一形状 のコイルであるから、磁束p、qは大きさが同� ��であり、かつ方向が逆の磁束となる。

 従って磁束p、qはお互い相殺し合うので� �鉄心2には磁束Oのみが残り、鉄心2は磁束Oの� ��を通す大きさのもので済むことになり、従� ��の変圧器とリアクトルとを別々に構成した� ��置と比べると、装置全体の大きさの小型化� ��図ることができるようになる。

 以上のようにリアクトル用コイル3a、3bを 変圧器コイル1a、1b、1cと同一形状に構成する ので、変圧器自体の構成を変えることなく、 リアクトル機能を容易に追加することができ るようになる。

 又変圧器の鉄心構造自体を変更すること� ��く、更には従来のようなバイパス鉄心が必� ��でなくなるので、装置全体の小型化及び軽� ��化を図ることができるようになる。又従来� ��ように、変圧器と別構造のリアクトルをタ� ��クに組み込むための作業をなくすことがで� ��るので、組み立て作業上のコストダウンを� ��ることができるようになる。

 尚図2において、更に別のリアクトル用コ イルをコイル3a、3bに対し並列になるように� �加させることにより、リアクトル値を容易� �増加させることができるようになる。この� �合においては、2枚で一対となるコイルを並� ��に追加させることとなるので、コイル数自� ��は4,6,8・・・・と偶数枚ずつ増加していく� �とになる。

 この場合リアクトル用コイルを4枚設置し た場合には、2枚で1群を構成することとなり� ��2群で1対を構成することにより全体で4枚の� ��アクトル用コイルが設けられることとなる� ��以下同様に3枚、4枚・・・・で1群を構成し� ��2群で1対を構成することにより全体で6枚、8 枚・・・・のリアクトル用コイルが設けられ ることになる。

 従って図2に示した構造を含めると、巻数 が同じであり、かつ巻方向が逆である2枚又� �2群で一対を構成するリアクトル用コイルを� ��一の鉄心に巻回させて構成することになる� ��である。又図2においては、主鉄心2aにギャ� ��プが設けられていない場合について説明し� ��が、図3に示すように、ギャップGを設ける� �うにしても良い。

 これにより鉄心が2つに完全に分割されて いるので、図2の構造に比べると磁束の流れ� �上下に完全に分割されることとなり、磁束� �流れが途中で分流することなくシンプルに� �るため、無負荷損(core loss)の発生量が少な� �なる。又図3に示すような構造を採用するこ� ��により、鉄心の幅が主鉄心2a、鉄心脚2b及び 継鉄2cにおいて全て同じとなるので、同一の� ��に鉄心を切断すれば済むようになる。

実施の形態2.
 図4はこの発明の実施の形態2によるリアク� �ル共有形変圧器を示す断面図であり、図に� �いて、変圧器側のコイル1a、1b、1cとリアク� �ル側のコイル3a、3bとの間に変圧器側のコイ� ��1a、1b、1cがリアクトル側のコイル3a、3bの影 響を受けないようにするためのセパレート鉄 心4を設けたものである。即ち図4に示すよう� ��、リアクトル側のコイル3aから漏れた磁束� �変圧器側のコイル1cに通さないように、複数 の鉄心を軸方向Xに積み上げるようにしてセ� �レート鉄心4を構成するものである。

 このようにセパレート鉄心4を設けること により、リアクトル側の漏洩磁束が変圧器側 に影響を及ぼすことを阻止することができる とともに、変圧器側の漏洩磁束がリアクトル 側に影響を及ぼすことを阻止することができ る。

 又図4に示すように、リアクトル用コイル 3a、3bの間に当該リアクトル用コイル3a、3bの� ��アクタンスを変えるためのギャップ鉄心5を 設けるようにしても良い。ギャップ鉄心5は� �一形状の複数の鉄心を短冊型に構成してリ� �クトル用コイル3a、3bの間に漏れ磁束を蓄え� ��ことができるように、軸方向Xに対して垂直 な方向に積み上げるようにして構成するもの である。

 このようにギャップ鉄心5を挿入すること により、リアクタンスを変えることができる 。即ちギャップ鉄心5中に漏れ磁束が集中す� �ようになるので、リアクタンスを大きくす� �ことができるようになり、従ってギャップ� �心5の形状、寸法などを変化させることによ� ��、リアクトル用コイル3a、3bのリアクタンス を変えることができるようになる。

 尚図に示す構成においては、2枚のリアク トル用コイル3a,3bの間にギャップ鉄心5を設け た場合について説明したが、リアクトル用コ イルが4枚以上の2群で構成されるときは、2群 のリアクトル用コイルの間にギャップ鉄心を 設けることになる。又上記実施の形態1,2にお いては、外鉄形の変圧器について説明したが 、内鉄形の変圧器において上記構成を採用す るようにしても良い。更に上記説明において は、車両用として説明したが、他の用途に用 いるようにしても良い。