JP2001345219A - Amorphous iron core transformer - Google Patents

Amorphous iron core transformer

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JP2001345219A
JP2001345219A JP2000164741A JP2000164741A JP2001345219A JP 2001345219 A JP2001345219 A JP 2001345219A JP 2000164741 A JP2000164741 A JP 2000164741A JP 2000164741 A JP2000164741 A JP 2000164741A JP 2001345219 A JP2001345219 A JP 2001345219A
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JP
Japan
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bobbin
iron core
amorphous
core transformer
magnetic flux
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JP2000164741A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisahide Matsuo
尚英 松尾
Hideki Masuhara
秀樹 増原
Yoichi Amako
洋一 天兒
Akira Nishimizu
亮 西水
Masanao Kuwabara
正尚 桑原
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To overcome a problem such that a stray loss occurs in an iron core supporting and winding electromagnetic mechanical force supporting metal bobbin in an amorphous iron core transformer. SOLUTION: An electromagnetic steel plate 4 having a higher relative permeability than a bobbin is disposed between the circumference of the bobbin 3 and a winding 2 to form the flow path of a leakage magnetic flux 11. By this setup, a leakage magnetic flux hardly flows through the bobbin 3. As a leakage magnetic flux hardly flows through the bobbin 3, an eddy current hardly flows in the bobbin 3, and a stray loss that occurs in the bobbin 3 can be markedly reduced. As a result, an amorphous iron core transformer can be reduced in energy loss as a whole, and a larger energy conservation effect can be attained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は静止誘導電器に係
り、特に、産業機器用あるいは電力用として、非晶質磁
性合金薄帯を鉄心に用いて損失を低減した、いわゆるア
モルファス鉄心変圧器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stationary induction transformer, and more particularly to a so-called amorphous core transformer for use in industrial equipment or electric power in which a loss is reduced by using an amorphous magnetic alloy ribbon as an iron core.

【0002】[0002]

【従来の技術】非晶質磁性合金薄帯を鉄心として用いた
アモルファス鉄心変圧器においては、非晶質磁性合金薄
帯に強度がないため、鉄心を支持する目的と、巻線から
の電磁機械力を受ける目的で、鉄心と巻線の間にボビン
と呼ばれる支持構造物を配置している。
2. Description of the Related Art In an amorphous iron core transformer using an amorphous magnetic alloy ribbon as an iron core, the amorphous magnetic alloy ribbon has no strength. A supporting structure called a bobbin is arranged between the iron core and the winding for the purpose of receiving the force.

【0003】アモルファス鉄心は、タンク内における鉄
心や巻線の占積率を高くし作業性を高める目的で、図3
に示すように矩形断面の巻鉄心1にするのが一般的であ
り、ボビン3も鉄心断面形状に合わせて角 型にしてい
る。
[0003] An amorphous iron core is used in order to increase the space factor of the iron core and windings in the tank to improve workability.
As shown in FIG. 1, it is general to use a wound core 1 having a rectangular cross section, and the bobbin 3 is also formed in a square shape in accordance with the cross section of the iron core.

【0004】産業機器あるいは電力用として用いられる
静止誘導電器は、定格容量が100kVA程度以上あ
り、巻線2から受ける電磁機械力が大きいため、角型ボ
ビン3には高い強度が必要であった。
A stationary induction device used for industrial equipment or electric power has a rated capacity of about 100 kVA or more and receives a large electromagnetic mechanical force from the winding 2. Therefore, the square bobbin 3 needs to have high strength.

【0005】そのため、ボビン3の素材として従来は、
加工がしやすくコストも低く抑えられる鉄等の金属を使
用することが多かった。
[0005] Therefore, conventionally, as a material of the bobbin 3,
In many cases, metals such as iron, which can be easily processed and have a low cost, are used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
使用している鉄製ボビンは、鉄心周囲に発生する循環電
流を流れにくくするために、鉄心周囲を一周しないよう
に一部を欠いた構造になっている。
The iron bobbin used in the above prior art has a structure in which a part is omitted so as not to make a round around the iron core in order to make it difficult for the circulating current generated around the iron core to flow. ing.

【0007】この構造により、ボビンには循環電流によ
る損失はほとんど発生しないが、巻線からの漏れ磁束を
吸収して内部に局所的な渦電流が流れることによって漂
遊損が発生する問題点があった。
With this structure, the bobbin hardly causes a loss due to the circulating current, but there is a problem that stray loss occurs due to absorption of magnetic flux leaking from the winding and local eddy current flowing inside. Was.

【0008】定格容量が数100kVA程度の場合は、
発生する漂遊損が小さく、特に問題となることはなかっ
たが、省エネルギー機器の需要が高まりアモルファス鉄
心変圧器の大容量化が進んだ場合、ボビン強度を増すた
めに厚みを増す必要があり、また漏れ磁束も増加するこ
とから、ボビンで発生する漂遊損も大容量化に応じて増
大することが予想される。
[0008] When the rated capacity is about several hundred kVA,
The stray loss that occurred was small and did not cause any particular problems.However, when the demand for energy-saving equipment increased and the capacity of amorphous core transformers increased, it was necessary to increase the thickness to increase the bobbin strength. Since the leakage magnetic flux also increases, it is expected that the stray loss generated in the bobbin will increase as the capacity increases.

【0009】ボビンで発生する漂遊損を低減する方法と
しては、FRP(強化プラスティック)等の絶縁物の使
用が考えられるが、強度を確保するために厚みを増すと
コストが大幅に増大する問題があった。
As a method of reducing the stray loss generated in the bobbin, use of an insulator such as FRP (reinforced plastic) can be considered. However, if the thickness is increased to secure the strength, the cost increases significantly. there were.

【0010】ボビン厚みおよびコストをあまり増大させ
ずにボビン強度を増す方法としては、例えば素材強度の
高いステンレスの使用が考えられるが、その場合には、
電気抵抗の増大によりボビンで発生する漂遊損が増大す
る問題があった。
As a method of increasing the strength of the bobbin without increasing the thickness and cost of the bobbin so much, for example, use of stainless steel having a high material strength can be considered.
There is a problem that stray loss generated in the bobbin increases due to increase in electric resistance.

【0011】また、鉄心断面形状を円形に近くし、円形
ボビンにして強度を増し、厚みを薄くする方法も考えら
れるが、タンク内における占積率が減少してタンクの大
型化につながり、結果としてコストが増大する問題があ
った。
It is also conceivable to increase the strength and reduce the thickness by making the iron core cross-sectional shape close to a circular shape and using a circular bobbin. As a result, there is a problem that the cost increases.

【0012】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、タンク形状の大型化や大幅な
コスト上昇を招くことなく、ボビンで発生する漂遊損を
低減し、アモルファス鉄心変圧器全体の損 失をさらに
低減することにある。
The present invention has been made in view of the above points,
The purpose is to reduce the stray loss generated in the bobbin and to further reduce the loss of the entire amorphous iron core transformer without increasing the size of the tank and increasing the cost significantly.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、従来の鉄製あるいは金属製ボビンの少な
くとも一部を、電磁鋼板や非晶質磁性合金箔帯、フェラ
イト等の比透磁率の高い磁性体で構成したことを特徴と
する。
According to the present invention, at least a part of a conventional iron or metal bobbin is formed by using a magnetic steel sheet, an amorphous magnetic alloy foil strip, a ferrite or the like to achieve the above object. It is characterized by comprising a magnetic material having a high magnetic susceptibility.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるアモルファス
鉄心変圧器の一実施例を図1を用いて説明する。図1は
アモルファス鉄心変圧器の鉄心周囲の一部分を抜き出
し、簡略化して示した模式図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an amorphous iron core transformer according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a simplified part of a portion around the iron core of an amorphous iron core transformer.

【0015】同図において、アモルファス鉄心1と巻線
2の間には、鉄心1を支持し、巻線2からの電磁機械力
を支える目的で、鉄製のボビン3が配置されている。ボ
ビン3は、内部に循環電流が流れないように鉄心1周囲
を一周しないような構造になっている。
In FIG. 1, an iron bobbin 3 is disposed between the amorphous iron core 1 and the winding 2 for the purpose of supporting the iron core 1 and supporting the electromagnetic mechanical force from the winding 2. The bobbin 3 is structured so as not to make a round around the iron core 1 so that a circulating current does not flow inside.

【0016】本実施例の特徴は、鉄製ボビン3の周囲に
電磁鋼板4を1枚あるいは複数枚積層して配置した点に
ある。
The present embodiment is characterized in that one or more electromagnetic steel sheets 4 are stacked and arranged around the iron bobbin 3.

【0017】この時のボビン3付近の漏れ磁束の流れ
を、鉄心1付近の断面を模式的に示す図2を用いて説明
する。
The flow of the leakage magnetic flux near the bobbin 3 at this time will be described with reference to FIG.

【0018】図2において、巻線2から発生した漏れ磁
束11は、鉄製ボビン3に比べて比透磁率の高い電磁鋼
板4に向かって流れ込み、その内部を抜け出て行き、そ
の後鉄心1内へと流れ込む。そのため鉄製ボビン3内に
は磁束がほとんど流れず、従って渦電流もほとんど誘導
されず漂遊損の発生が抑えられる。
In FIG. 2, the leakage magnetic flux 11 generated from the winding 2 flows toward the electromagnetic steel sheet 4 having a higher relative magnetic permeability than the iron bobbin 3, exits the inside, and then enters the iron core 1. Flow in. For this reason, magnetic flux hardly flows in the iron bobbin 3, and therefore, eddy current is hardly induced, and stray loss is suppressed.

【0019】一方、漏れ磁束11が内部を流れる電磁鋼
板4は、磁束が流れる方向と垂直方向の厚みが薄く、渦
電流が発生しにくい構造になっており、この部分での漂
遊損もまたほとんど発生しない。
On the other hand, the electromagnetic steel sheet 4 in which the leakage magnetic flux 11 flows inside has a structure in which the thickness in the direction perpendicular to the direction in which the magnetic flux flows is thin and eddy current is hardly generated. Does not occur.

【0020】このような構造にすることにより、ボビン
3付近で発生していた漂遊損をほとんど無くすことがで
き、アモルファス鉄心変圧器全体としての損失を従来よ
りも低減することができる。
With such a structure, the stray loss occurring near the bobbin 3 can be almost eliminated, and the loss of the amorphous core transformer as a whole can be reduced as compared with the conventional case.

【0021】なお、ボビン3の周囲に配置する電磁鋼板
4は、変圧器の定格容量の増大に伴う漏れ磁束量の増加
によって磁気飽和しないように、変圧器容量に応じて積
層枚数を増して配置する。
The number of electromagnetic steel sheets 4 arranged around the bobbin 3 is increased in accordance with the capacity of the transformer so that the magnetic steel sheet 4 is not magnetically saturated due to an increase in the amount of leakage magnetic flux accompanying an increase in the rated capacity of the transformer. I do.

【0022】また、本実施例においてはボビン3の周囲
に配置する比透磁率の高い磁性体として電磁鋼板を用い
ているが、その他に非晶質磁性合金薄帯やフェライトな
ども使用可能である。
In this embodiment, an electromagnetic steel sheet is used as the magnetic material having a high relative permeability disposed around the bobbin 3. However, other than this, an amorphous magnetic alloy ribbon or ferrite can also be used. .

【0023】さらに、本実施例においてはボビン3の材
質として鉄を使用しているが、例えばより強度の高いス
テンレス製にすると、ボビン3の厚みを鉄製の場合より
も薄くすることができ、全体形状の小型化を図ることが
できる。
Further, in this embodiment, iron is used as the material of the bobbin 3. However, for example, if the bobbin 3 is made of stainless steel having higher strength, the thickness of the bobbin 3 can be made smaller than that of the case of iron. The size can be reduced.

【0024】本発明の他の実施例を図4を用いて説明す
る。本実施例の特徴は、ボビン3の周囲に配置した電磁
鋼板4の高さ方向寸法をボビン3よりも大きくした点に
ある。その他の構成は図1および図2に示した実施例と
同様である。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of this embodiment is that the electromagnetic steel sheet 4 arranged around the bobbin 3 has a height dimension larger than that of the bobbin 3. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIGS.

【0025】本実施例においては、電磁鋼板4上下端部
部分がボビン3上下端部と離れており、そのため電磁鋼
板4から鉄心1へ、あるいは鉄心1から電磁鋼板4へ巻
線2からの漏れ磁束11が流れ込む際に、その途中でボ
ビン3上下端部にも漏れ磁束11流れ込むことを抑制で
きる。
In this embodiment, the upper and lower end portions of the magnetic steel plate 4 are separated from the upper and lower end portions of the bobbin 3, so that the leakage from the winding 2 to the magnetic steel plate 4 from the magnetic steel plate 4 to the iron core 1 When the magnetic flux 11 flows, it is possible to prevent the leakage magnetic flux 11 from flowing into the upper and lower ends of the bobbin 3 in the middle of the flow.

【0026】そのため、図1および図2に示した実施例
よりもさらに効果的にボビン3で発生する漂遊損を低減
することができる。
Therefore, the stray loss generated in the bobbin 3 can be reduced more effectively than the embodiment shown in FIGS.

【0027】本実施例における電磁鋼板4の高さ方向寸
法は、ボビン3よりも大きければその効果が得られる
が、電磁鋼板4の端部が鉄心1に接触する程度にまで大
きくすると、より大きな効果が得られる。
The effect in the height direction of the magnetic steel sheet 4 in this embodiment can be obtained if it is larger than the bobbin 3. However, if the end of the magnetic steel sheet 4 is large enough to come into contact with the iron core 1, the size becomes larger. The effect is obtained.

【0028】以上、幾つかの実施例を用いて本発明を説
明してきたが、これら複数の実施例の組み合わせもまた
可能である。また、各実施例では、矩形断面形状の巻鉄
心タイプのアモルファス鉄心変圧器を対象として説明し
たが、断面形状が矩形以外の円形や略円形、台形等のも
のにも適用可能である。
While the present invention has been described with reference to several embodiments, combinations of these embodiments are also possible. Further, in each of the embodiments, the description has been given of the wound iron core type amorphous core transformer having a rectangular cross-sectional shape.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明した本発明のアモルファス鉄心
変圧器によれば、コストの大幅上昇や形状の大型化を伴
うことなく、ボビンで発生する漂遊損を低減して、アモ
ルファス鉄心変圧器全体の損失を低減することができ
る。それにより、アモルファス鉄心変圧器の省エネルギ
ー効果をさらに向上させ、さらに、小型化、軽量化を図
ることができる。
According to the amorphous core transformer of the present invention described above, the stray loss generated in the bobbin can be reduced without significantly increasing the cost and enlarging the shape of the transformer. Loss can be reduced. Thereby, the energy saving effect of the amorphous iron core transformer can be further improved, and further downsizing and weight reduction can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例におけるアモルファス鉄心変
圧器の鉄心周囲の一部分を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a part around an iron core of an amorphous iron core transformer in one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における鉄心付近の漏れ磁束
の流れを示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a flow of a leakage magnetic flux near an iron core according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来の、アモルファス鉄心変圧器の構造を示す
模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a structure of a conventional amorphous iron core transformer.

【図4】本発明の他の実施例におけるアモルファス鉄心
変圧器の鉄心付近の漏れ磁束の流れを示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a flow of a leakage magnetic flux near an iron core of an amorphous iron core transformer according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アモルファス鉄心、2…巻線、3…ボビン、4…電
磁鋼板、11…漏れ磁束。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Amorphous iron core, 2 ... Winding, 3 ... Bobbin, 4 ... Electromagnetic steel plate, 11 ... Leakage magnetic flux.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天兒 洋一 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地1 株式会社日立製作所産業機器グループ内 (72)発明者 西水 亮 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地1 株式会社日立製作所産業機器グループ内 (72)発明者 桑原 正尚 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地1 株式会社日立製作所産業機器グループ内 Fターム(参考) 5E044 BA06 DA06 5E058 BB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (72) Inventor Yoichi Tenji 46-1 Tomioka, Nakajo-cho, Kitakanbara-gun, Niigata Prefecture Within the Industrial Equipment Group of Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ryo Nishimizu Tomioka, Nakajo-cho, Kitakanbara-gun, Niigata 46-1, Hitachi Industrial Machinery Group, Inc. (72) Inventor Masahisa Kuwahara 46-1, Tomioka, Nakajo-cho, Kitakanbara-gun, Niigata Prefecture F-term, Hitachi Industrial Machinery Group F term (reference) 5E044 BA06 DA06 5E058 BB05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁路形成用鉄心として非晶質磁性合金薄
帯を用いたアモルファス鉄心変圧器において、該鉄心と
巻線の間に少なくとも一部が比透磁率の高い磁性体で構
成されたボビンを配置したことを特徴とするアモルファ
ス鉄心変圧器。
An amorphous core transformer using an amorphous magnetic alloy ribbon as a core for forming a magnetic path, wherein at least a part between the core and the winding is made of a magnetic material having a high relative magnetic permeability. An amorphous iron core transformer in which bobbins are arranged.
【請求項2】 アモルファス鉄心と巻線の間に配置した
ボビンの少なくとも一部を構成する比透磁率の高い磁性
体が、電磁鋼板あるいは非晶質磁性合金薄帯あるいはフ
ェライトであることを特徴とする請求項1記載のアモル
ファス鉄心変圧器。
2. A magnetic body having a high relative permeability constituting at least a part of a bobbin disposed between an amorphous iron core and a winding is an electromagnetic steel sheet, an amorphous magnetic alloy ribbon or a ferrite. The amorphous core transformer according to claim 1.
【請求項3】 該ボビンの巻線に近い側を比透磁率の高
い磁性体としたことを特徴とする請求項1、または2記
載のアモルファス鉄心変圧器。
3. The amorphous core transformer according to claim 1, wherein a side of the bobbin close to the winding is made of a magnetic material having a high relative magnetic permeability.
JP2000164741A 2000-05-30 2000-05-30 Amorphous iron core transformer Pending JP2001345219A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014017920A (en) * 2012-07-06 2014-01-30 Sharp Corp Battery pack
WO2019078641A1 (en) * 2017-10-19 2019-04-25 박훈양 Transformer tie-plate for reducing stray loss and manufacturing method thereof

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