JP2003533005A - 略矩形のコイルを有する非晶質金属製の変圧器 - Google Patents

略矩形のコイルを有する非晶質金属製の変圧器

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Abstract

(57)【要約】 乾式配電変圧器は、略矩形の巻かれたアモルファス金属製コアと、樹脂で包囲された略矩形のコイルとを有する。コアは略矩形のコアウインドウを有し、コアウインドウの中にコイルの直線部分が配置されている。組立られて配電変圧器を形成するとき、コアの直線部分の形状は、コアウインドウの形状に適合する。この変圧器は製造上廉価であり、低い抵抗及び低いコア損失を呈し、軽量でコンパクトで動作において信頼性がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変圧器に関し、さらに詳細には、巻かれたアモルファス金属製のコ
アと全体が樹脂で包まれた略矩形のコイルとを備えた乾式配電（dry-type power
distribution）配電変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の乾式配電変圧器は、環状の開放して巻かれたコイルと、巻かれ積み重ね
られたシリコンスチールまたはアモルファス（非晶質）金属製のコアとを有する
。変圧器コアは、中にコイルが配置された矩形のウインドウを画成する略矩形の
形状を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
時々、コイルの環状の形状は、コイルのウインドウが関連するとき、コアとコ
イルとの間の不整合、即ち、矩形のウインドウの形状が中に配置されるコイルの
部分の形状に合致しないという不整合が生じる。コアとコイルとの間のこの不整
合は、もし、変圧器がコアとコイルの形状に緊密に合致する場合に必要とされる
場合よりも変圧器の寸法とコストを非常に大きくする。
【０００４】 配電変圧器に使用される巻かれたコア、シリコンスチールまたはアモルファス
金属は、断面が矩形であり、コイルの丸い形状には適合しない。他方で積み重ね
られたシリコンスチールは、コイルの環形状とほぼ合致することができる十字形
状の断面を有する。アモルファス金属ストリップを種々の幅に鋳造し切断する大
きな費用によって、十字形の断面を備えた積み重ねられた金属コアを形成するこ
とは非現実的である。これらの理由によって、巻かれるか積み重られるアモルフ
ァス金属性のコアを備えた乾式配電変圧器の製造において、コアの断面形状（即
ち、矩形）及びコイルの断面形状（即ち、円形）は合致しない。コイル材料の使
用は不経済で、変圧器の寸法は、大きすぎる。
【０００５】 配電変圧器は、いろいろな場所に設置され、極端な環境条件、例えば、粒状物
質（ごみ、ほこり等）、湿気、腐食性物質等のような極端な環境条件にさらされ
、これは、変圧器の寿命、性能に悪影響を与える。開放し巻かれたコイルは、こ
のような厳しい環境からの影響に関しては保護されていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、巻かれた金属コアとほぼ矩形の樹脂で包囲された（encapsulated）
コイルとを有する乾式配電変圧器を提供する。コアは、樹脂で包囲されたコイル
の矩形の形状に緊密に合致する矩形の断面形状を有する。コイルの形状をコアの
断面形状に合致させることによって、製造上廉価であり、抵抗は小さく、低損失
であり、コイルを巻くためにコイル材料が少なくて済み、全体が丸いか円形のコ
イルを備えた変圧器よりさらにコンパクトな乾式アモルファス金属製配電変圧器
が提供される。
【０００７】 一般に、乾式配電変圧器は、直線部分を有する樹脂で包囲された矩形のコイル
と、中に形成された矩形のコアウインドウを備えたアモルファス金属性のコアと
を有する。コイル及びコアは、コイルの直線部分の形状が、コアのウインドウの
形状に適合するような寸法及び形状である。コイル及びコアが組み立てられ配電
変圧器を形成するときに、前記コイルの直線部分はコアウインドウ内に配置され
る。樹脂の包囲体は、厳しい環境条件に対してコイルを保護し、空気（押される
か、対流）が円滑に通過するコイルの外側の周りで円滑な一様な表面を提供する
ことによってコイルの冷却特性を改良する。
【０００８】 本発明の乾式配電変圧器は、耐久性があり、丈夫である。コイル及びコア材料
は、製造コスト及び変圧器寸法を非常に低減する非常に経済的な方法で使用され
る。これらの特徴は、寸法、コスト及び性能が市場で受け入れられる配電変圧器
において望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。 図面の図１Ａ及び図２Ａを参照すると、本発明の第１の実施形態の２つの変形
例が示されている。即ち、シェル型の単相配電変圧器（図１Ａ）と、コア型の単
相配電変圧器（図２Ａ）とが示されている。シェル型の単相変圧器は、矩形の樹
脂包囲コイル４０と２つのアモルファス金属製のコア２０とを有する。コア型の
単相変圧器１０は、２つの矩形の樹脂包囲コイル４０及びアモルファス金属製の
コア２０とを有する。本発明の第２の実施の形態が図３Ａに示される。
【００１０】 この実施の形態において、シェル型の３相の配電変圧器１０は、３つの矩形の
樹脂包囲コイル４０及び４つのアモルファス金属製のコア２０を有する。次の詳
細な説明は、シェル型の単相の実施形態に関するが、当業者は、このような説明
は、図２Ａ、２Ｂ、３Ａ及び３Ｂに示されているコアタイプの単相及びシェルタ
イプの３相変圧器の実施形態に応用することができることは理解できよう。さら
に、本発明及びその詳細な説明は、他の乾式配電変圧器の形状及び構成に適用す
ることができる。したがって、シェル型の単相の変圧器の以下の説明は、例示と
してのものであり、制限を目的とするものではないことを理解すべきである。
【００１１】 この明細書で使用する「アモルファス金属」及び「アモルファス金属合金」は
、長いレンジオーダーを欠き、液体または無機酸素ガラスについて見られるもの
と質的に同様のＸ線回折強度最大値を特徴とする金属合金を意味する。 アモルファス金属合金は、コア２０を形成する際に使用されるのによく適して
いる。なぜならば、それらは、次の特性の組み合わせを有するからである。即ち
、（ａ）低ヒステリシス損、（ｂ）低渦電流損、（ｃ）低保持力、（ｄ）高透磁
率、（ｅ）高い飽和値、（ｆ）温度による透磁率の最小限の変化を有する。この
ような合金は、Ｘ線回折によって決定されるように少なくとも約５０％のアモル
ファスである。
【００１２】 好ましいアモルファス金属合金は、化学式Ｍ60-90、Ｔ0-15、Ｘ10-25を有する
ものを含み、ここで、Ｍは、鉄、コバルト、ニッケル成分の内の少なくとも１つ
の成分であり、Ｔは少なくとも１つの遷移金属成分であり、Ｘは、燐、ボロン、
炭素成分のうちの少なくとも１つの成分である。Ｘの炭素、燐及び/又はボロン
の８０パーセントまでは、アルミニウム、アンチモニ、ベリリウム、インジウム
、シリコン、及びスズによって置換される。アモルファス金属合金のような磁気
装置のコアとして使用される材料は、通常使用される従来の多結晶金属と比較し
てすぐれた特性を示す。好ましくは、このようなアモルファス合金は、少なくと
も８５％のアモルファス、さらに好ましくは、少なくとも９５％のアモルファス
を含む。
【００１３】 コアのアモルファス合金は、約１０℃/秒の速度で融合体を冷却することによ
って形成される。種々の公知の技術は、迅速に焼き入れされた連続アモルファス
金属ストリップを製造するために有効な技術である。コア２０のストリップ材料
は、アモルファス金属用の磁気コアに使用するとき、リボンの形態である。この
ストリップ材料は、冷却面またはある種の焼き入れ媒体に直接溶融金属を放出す
ることによって準備される。このような処理技術は、製造コストを非常に低減す
る。なぜならば、中間のワイヤ牽引工程またはリボン形成工程は必要ではないか
らである。
【００１４】 このようなコア２０のアモルファス金属合金２０は、特定の成分に依存して約
２００，０００ないし約６００，０００psiの高い引っ張り強度を有することが
好ましい。これは、多結晶合金と比較され、これは、焼きなまし条件で使用され
、約４０，０００ないし８０，０００psiである。高引っ張り強度は、大きな遠
心力が生じる適用においては重要な要因である。なぜならば、大きな強度の合金
は変圧器の寿命を延長するからである。
【００１５】 さらに、コア２０を形成するために使用するアモルファス金属合金は、特定の
成分に依存して２５℃で約１６０ないし１８０microhm-cmの範囲で高い電気抵抗
を呈する。通常の従来技術の材料は、約４５ないし１６０microhm-cmの抵抗を有
する。上述したアモルファス金属合金によって示される高い抵抗性は、コア損を
低減する際の要因である渦電流損失を最小限にするためにACのアプリケーション
で使用される。
【００１６】 コア２０を形成するためにアモルファス金属合金を使用する他の利点は、同じ
金属成分の従来技術の組成の場合よりも低い保持力を得ることができ、さらに効
果な大きな比率のニッケルと比較して比較的廉価な鉄をコア２０に使用すること
ができることである。
【００１７】 コア２０の各々は、マンドレル（図示せず）に連続的にストリップ材料を巻き
、ストリップ材料に張力をかけて緊密に成形することによって形成される。巻き
の数は、各コア２０の所望の寸法に依存して選択される。コア２０のストリップ
材料の厚さは、０．００２５４ｃｍないし０．００５０８ｃｍ（１ないし２ミル
）のレンジである。ここで使用するアモルファス金属の比較的高い引っ張り強度
によって、０．００２５４ｃｍないし０．００５０８ｃｍ（１ないし２ミル）の
厚さのストリップ金属を破損する心配なく使用することができることは理解でき
よう。なぜならば、渦電流が通過する半径方向の長さの単位当たり多数の境界が
あるからである。
【００１８】 図１Ａ及び図１Ｂを連続して参照すると、シェル型の単相乾式配電変圧器１０
は、２つのアモルファス金属製コア２０及び包囲された矩形のコイル４０とから
成るコア/コイル組立体１２を含む。また、変圧器１０は、底部及び上部コイル
支持体３２，３６をそれぞれ有する底部フレーム３０及び上部フレーム３４を含
み、その中にコア/コイル組立体１２が支持されるように取り付けられている。
各コア２０は、矩形の断面の形状を有する複数のアモルファス金属ストリップま
たは層２８に巻かれることが好ましい（図１Ｂ参照）。各コアは２つの長い側面
２４及び２つの短い側面２６を有し、これらの側面は、矩形のコアウインドウ２
２を画定し、このウインドウ２２内に本発明の矩形のコイル４０の直線的な中間
部分５２が配置されている。アスペクト比、即ち、コア２０の長い側面と短い側
面２４，２６の間の関係がウインドウの高さ（即ち、長い側面２４）対ウインド
ウの幅（即ち、短い側面２６）の比として画定されており、約３．５対１及び４
．５対１の間である。
【００１９】 この好ましいコアの構造によってコア２０を製造するために必要なアモルファ
ス金属の巻かれたストリップまたは層２８の数を最小限にし、コイルの低い温度
勾配を生じる。エポキシ樹脂（図示しない）の層は、コア２０の高さを支持する
ために長い側面２４に沿って適用される。最初のエポキシ層は、柔軟であり、コ
ア２０を有するアモルファス金属ストリップまたは層２８の間を貫通する。連続
したエポキシ樹脂の層は、所望の強度をコア２０の長い側面２４に付与するよう
にさらに剛性を有する。コア２０は、通常の化学式Fe80B11Si9を有するアモルフ
ァスの金属リボンから製造されることが好ましい。このリボンは、商品名METGLA
S合金SA-1としてAlliedSignal社によって販売されている。
【００２０】 本発明のコイル４０の所望の形状は略矩形である。しかしながら、コア２０の
矩形のウインドウ２２内に嵌合される寸法及び形状であるほぼ中間部分５２を含
む限り、他の形状も本発明の範囲として考慮することができる。例えば、コイル
４０は、コアウインドウ２２内には配置されていない丸い端部分５４と、コアウ
インドウを貫通し、コアウインドウ内に配置されている直線的な中間部分５２と
、を有する、例えば、直線的な中間部分を備えた楕円である。
【００２１】 さらに図１Ｂに示すように、本発明の矩形のコイル４０は、絶縁材料４４及び
選択的に配置された冷却ダクトスペーサ４６とともに巻かれた複数のコイル巻き
線４２を有する（図４及び図５参照）。コイル４０の矩形の形状は、矩形の巻き
線マンドレル６０の周りにコイル部材（例えば、巻き線４２及び絶縁材料４４）
を巻き、コイル巻き線４２及び絶縁材料４４を複数の同心層に巻くことによって
得ることができる。好ましい実施形態において、絶縁材料４４は巻きコイル４０
の最内層及び最外層を有し、隣接する巻かれたコイル巻き線４２の間に電気的な
絶縁を提供する。実質的に矩形のコイル溝５６は、矩形の巻きマンドレル６０を
除去したときコイル４０を通して長手方向に形成される。
【００２２】 通常、コイルの巻き線材料がスプールに供給されるので、材料はコイルが巻か
れた後、曲げ半径を保持し、コイル４０を曲げ、巻き線材料の記憶によって全体
が楕円形状をとる。不利なことに、これは、直線である中間部分５２でコイルの
成形寸法を増大し、コア２０に適合するのにはコイルがあまりにも大きすぎる結
果になる。したがって、コイルの巻き線４２（及びコイル４０）が巻きマンドレ
ル６０から除去された後、全体が矩形の形状を保持することを保証する必要があ
る。本発明によって提供される１つの解決法は、コイルの巻き線４２の間に絶縁
材料としてエポキシ樹脂が点在するクラフトペーパを用いることを含む。エポキ
シ樹脂は、コイルの巻き線４２に付着され、硬化されるとき、巻き線材料が曲が
る傾向に対向する剛性を巻き線４２に付与する。別の例としては、巻き線フォー
ム６２（図４及び図５参照）は、コイル４０のコイル巻き線４２のコーナーを形
成する金属コーナー６４を有し、コイル４０は、マンドレル６０に巻かれる。第
３の解決法は、例えば、木製のブロック及びナイロンのハンマを用いて巻き線材
料をマンドレル６０の上に巻くとき、矩形のコイル４０を成形することを含む。
他の解決法は、巻きマンドレル６０にコイル４０を残し、コイル４０が完全に巻
かれた後、包囲する前にクランプの間に巻き線４０の長い足を押すことを含む。
コイル４０に矩形の形態を加えることに加えて、この後者の解決法は、コイルの
長い足を押すように作用し、ビルドアップ部分を最小限にすべき場所、即ち、ほ
ぼ直線的な中間部分５２の部分で巻き線と絶縁材料４４との間のビルドアップ部
分を最小限にする。
【００２３】 完成したコイル４０の寸法を最小限にするために、冷却ダクトスペーサ４６が
コイルの直線的な中間部分５２に配置されない（及び冷却ダクト５８が配置され
ない）。これは、周縁に連続した冷却ダクトを必要とする丸いまたは環状のコイ
ルに明確な利点を提供する。したがって、スペーサ４６の選択的な配置によって
画定される周縁方向に不連続な冷却ダクトが、矩形のコイル４０の端部部分５４
にのみ提供される。
【００２４】 絶縁材料４４は、間に電気絶縁を提供するためにコイルの巻き線４２の隣接す
る層の間に配置され、（後述するエポキシ樹脂の包囲を考慮しない）コイル４０
の最外端層と最内端層を形成する。好ましい実施形態において、絶縁材料４４は
、デュポン社のNomexブランドのようなアラミド紙のシートから成る。本発明の
精神または意図から逸脱せずに種々の他の絶縁材料を提供することは当業者には
明らかである。
【００２５】 絶縁材料の最内端及び最外端シートは、コイル４０の長手方向の端部を越えて
約１２ｍｍ延びている。さらに、冷却ダクトスペーサ４６の両側に配置された絶
縁材料４４は、コイル４０の端部を約１２ｍｍ越えて延びている。延長された絶
縁材料のシートは、例えば、コイル４０の（さらに詳細に説明する）包囲処理の
間硬化していないエポキシ樹脂を含むように作用する。
【００２６】 乾式タイプの配電変圧器の冷却は、対流か空気流の形成のいずれかである。空
気の通過を可能にするようにコイルの巻き線の間に冷却ダクト５８が必要である
。冷却ダクトスペーサ４６は、コイル４０を巻くときにコイルの巻き線４２の間
に挿入され、（以下に詳細に説明するように）コイル４０を包囲した後、取り除
かれる。コア２０のウインドウ２２内に適合することを保証するためにコア４０
の巻き寸法を制御することが望ましいので、組み立てられた変圧器１０のコアウ
インドウ２２内（即ち、図１Ｂに明瞭に示すようにコイル４０の長手方向遠位端
で）に配置されないコイルの部分にのみ挿入されることが望ましい。したがって
、コイル４０の寸法は、コアウインドウ２２内に配置された部分で制御され、そ
れによってさらに小さい（即ち、狭い）コイル４０を提供し、小さい配電変圧器
を提供する。
【００２７】 本発明のコイルの矩形の形状によって、矩形のコイルの周縁の周りの非連続的
な冷却ダクト５８の使用を可能にする。冷却ダクトを選択的に配置すること及び
非連続の冷却ダクト５８を周縁方向に提供することが望ましいことは、冷却コイ
ル５８がコイルの寸法を増大することを考慮すれば明らかである。これは、コイ
ル４０の直線的な中間部分５２では望ましくない。本発明のコイルの全体の矩形
の形状は、（丸いか環状の）直線的な側面を提供し、これは、コイル４０の端部
部分５４で冷却ダクト５８の選択的な場所を可能にする。
【００２８】 低電圧コイルにおいて、電力配電変圧器の第２の巻き線として使用するような
コイルの巻き線４２は、アルミニウムまたは銅のシートから成る（図４参照）。
高電圧コイルにおいて、配電変圧器の１次巻き線として使用される高電圧コイル
の場合、コイル巻き線４２は、断面が矩形または円形の銅のワイヤから成る（図
５参照）。低電圧及び高電圧コイルの双方において、コイル４０は予め形成され
た角度形状を備えた金属コーナー６４を有する巻き線形態６２に関連して矩形の
マンドレル６０に巻かれている。本発明のほぼ矩形のコイル４０は、低電圧また
は高電圧のコイルのみを有するか、または代わりに低電圧または高電圧コイルの
双方を有する。巻きコイル４０は、以下にさらに詳細に説明するように、エポキ
シ樹脂層５０によって完全に含まれ、包囲される。
【００２９】 図４及び図５を参照すると、低電圧及び高電圧の場合、本発明によって形成さ
れた矩形のコイル４０が示されている。図４に示される低電圧コイル４０は、例
えば、全体が矩形の巻きマンドレル６０の周りで銅またはアルミニウムのシート
のようなコイル巻き線４２によって形成される。巻き線４２の隣接した層を電気
的に絶縁するために、絶縁材料４４がその間に挿入される。この絶縁材料４４は
、巻きコイルの内層及び最外層を有する。冷却ダクト５８は、コイル４０が巻か
れるときコイル巻き線４２の間に冷却ダクトスペーサ４６を挿入することによっ
て巻きコイル４０に設けられる。スペーサ４６は、コイル４０を包囲した後取り
除かれ、冷却ダクト５８は、取り除かれたスペーサ４６によってつくられたキャ
ビティによって画定されている。図５に示す高電圧コイル４０は、コイルの巻き
線４２が矩形のマンドレル６０の周りで螺旋またはディスク形状の矩形または丸
い銅のワイヤを有することを除いて図４の低電圧コイル４０と同じ方法で形成さ
れている。
【００３０】 本発明のコイル４０は、図６に示すような収納容器７０を使用してエポキシ樹
脂層５０に包まれる。容器７０は、第１のシェル７２a及び第２のシェル７２ｂ
を有する容器シェル７２と、容器コア７４と、容器底部７６とから成る。容器コ
ア７４は、第１と第２との容器コア７４a、７４ｂを有するか、別の例として、
容器コア７４は、本発明の矩形のコイル４０が巻かれるか、形成される矩形の巻
きマンドレル６０を有する。第１及び第２の容器７２a及び７２ｂに設けられた
ブラケット７８は、包囲処理中に２つの半分の容器を保持するために使用される
。
【００３１】 図６、図７及び図８を参照して包囲処理を詳細に説明する。巻かれたコイル４
７０は収容容器７０内に配置され、この容器７０は硬化の後エポキシ樹脂の収縮
を可能にするように約１００ｍｍによってコイル４０の上方を越えて延びている
ことが好ましい。容器７０及びコイル４０は真空室８０内に配置され、真空室８
０は、真空源８０及びエポキシ源８４に接続される。室８０は、真空源８２によ
ってほぼ１５０トルまで真空とされる。部品ナンバ１１１−０４７，Ａ/Ｂのよ
うなマグノリア社によって販売されるタイプのビスフェノールＡエポキシ樹脂の
ような低粘度エポキシ樹脂が収容容器７０に導入され、それを完全に充填する。
容器７０がエポキシ樹脂で上方まで充填されるとき、真空室８０はさらにほぼ２
０トルまで真空とされる。もしエポキシ樹脂の水準が真空室８０内の上述した圧
力の変化の間に低下する場合には、エポキシ樹脂がさらに追加される。収容容器
７０がエポキシ樹脂で完全に充填され、エポキシ樹脂の水準が容器７０内で安定
される場合には、エポキシ樹脂の水準は、容器７０内で安定し、エポキシ樹脂は
コイル４０を完全に包囲し、取り囲むエポキシ樹脂層５０を生じる。エポキシ樹
脂が硬化した後、コイル４０は、収容容器から取り除かれ、冷却ダクトスペーサ
４６はコイル４０から取り除かれる。
【００３２】 ほぼ矩形の樹脂包囲コイル４０は、ほぼ矩形の断面及び全体が矩形のコアウイ
ンドウ２２を有する巻かれたアモルファス金属製コア２０とともに使用される。
コイル４０のほぼ直線部分５２は、コアウインドウ２２内に配置され、ウインド
ウ２２の寸法及び形状に合致する。
【００３３】 したがって、本発明は、矩形の断面形状及び矩形の樹脂包囲コイルを備えた巻
かれたアモルファス金属製コアを有する乾式配電変圧器を提供する。包囲によっ
てコイルを厳しい環境から保護し、コイルの絶縁装置を保護し、短絡条件の下で
コイルの強度を改良し、空気が円滑に容易に通過するコイルの外側の周りで円滑
で一様な表面を提供することによってコイルの冷却特性を改良する。さらに、コ
アの断面形状とコイルの形状を合致させることによって、製造において廉価で、
抵抗が小さく、材料が少なくてすみ（コイルを巻くために必要とされるコイル材
料が少ない）、ほぼ丸いか円形のコイルを有する従来技術の変圧器よりさらにコ
ンパクトな乾式のアモルファス金属配電変圧器を提供する。
【００３４】 したがって、本発明は、さらに経済的な方法で変圧器材料を使用し、製造コス
トを小さくし、変圧器全体の寸法を小さくする丈夫で耐久性のある乾式配電変圧
器を提供する。 本発明を詳細に説明したが、特許請求の範囲によって定義されるような本発明
の範囲ないで当業者によって変更及び変形が行われることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａは、コイルの一部を破断して示す本発明によって製造されたシェルタイ
プの単相変圧器の正面図、図１Ｂは、図１Ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図２】 図２Ａは、本発明によって製造されたコアタイプの単相変圧器の正面図、図２
Ｂは、本発明によって製造されたコアタイプの単相変圧器の断面図である。
【図３】 図３Ａは、本発明によって製造された３相変圧器の正面図、図３Ｂは、図３Ａ
の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】 本発明による矩形のマンドレルの周りに巻かれた略矩形の低電圧コイルの斜視
図である。
【図５】 本発明による矩形マンドレルの周りに巻かれた略矩形の高電圧コイルの斜視図
である。
【図６】 本発明による略矩形のコイルを包囲する形状のエポキシ容器の斜視図である。
【図７】 中に矩形のコイルを備えた図６のエポキシ樹脂の平面図である。
【図８】 本発明によって製造されたコイルを包囲する包囲装置のブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5E044 AC01 CA06 CB03

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直線部分を有する樹脂で包囲された略矩形のコイルと、 中に画定された矩形のコアウインドウを有するアモルファス金属製のコアと、
    を備え、 前記コイル及び前記コアは、前記コイルの直線部分の形状が前記コアウインド
    ウの形状に適合するような寸法及び形状であり、前記コイルの前記直線部分は、
    前記コア及び前記コアが組み立てられて配電変圧器を形成するとき前記コアウイ
    ンドウに配置される乾式配電変圧器。
  2. 【請求項２】 導電性コイル巻き線と前記コイルの隣接する同心的な層の間に
    電気的な絶縁を提供する絶縁材料とを有する複数の矩形の同心層と、 前記コイルを包囲する樹脂層とを有する請求項１の乾式配電変圧器。
  3. 【請求項３】 前記コイルは、前記複数の同心層の隣接する同心層の間に画定
    される複数の冷却ダクトを有し、前記冷却ダクトは、前記矩形のコイルの周りで
    周縁的に非連続的であり、前記直線部分を含まない前記コイルの一部に配置され
    ている請求項２の乾式配電変圧器。
  4. 【請求項４】 前記コイル巻き線は、アルミニウム及び銅から成る材料のグル
    ープから選択された材料から成る請求項２の乾式配電変圧器。
  5. 【請求項５】 前記樹脂層は、低粘度のエポキシ樹脂である請求項２の乾式配
    電変圧器。
  6. 【請求項６】 前記低粘度樹脂はビスフェノールＡエポキシ樹脂である請求項
    ５の乾式配電変圧器。
  7. 【請求項７】 前記コアは巻かれたコアである請求項１の乾式配電変圧器。
  8. 【請求項８】 前記コアは、化学式Ｍ60-90、Ｔ0-15、Ｘ10-25を有するアモル
    ファス金属合金からつくられ、ここで、Ｍは、鉄、コバルト、ニッケル成分の少
    なくとも１つの成分であり、Ｔは少なくとも１つの遷移金属成分であり、Ｘは、
    燐、ボロン、炭素成分のうちの少なくとも１つのメタロイド成分であり、炭素、
    燐及び/又はボロンの８０パーセントまでは、アルミニウム、アンチモニ、ベリ
    リウム、インジウム、シリコン、及びスズによって置換される請求項１の乾式配
    電変圧器。
  9. 【請求項９】 前記コアウインドウは、約３．５対１より大きいアスペクト比
    を画定する請求項１の乾式配電変圧器。
  10. 【請求項１０】 前記コアウインドウは、３．５対１と４．５対１との間のア
    スペクト比を画定する請求項１の乾式配電変圧器。
  11. 【請求項１１】 前記コイルは、低電圧コイルである請求項１の乾式配電変圧
    器。
  12. 【請求項１２】 前記コイルは高電圧コイルである請求項１の乾式配電変圧器
    。
  13. 【請求項１３】 前記コイルは、低電圧コイルと高電圧コイルとを有する請求
    項１の乾式配電変圧器。
  14. 【請求項１４】 直線部分を有する樹脂で包囲された矩形のコイルであって、
    導電性材料と絶縁材料を矩形の巻きフォームに交互に巻くことによって絶縁及び
    導電性材料の複数の矩形の同心層を形成し、その後、前記コイルを包囲する包囲
    樹脂層を形成することによって形成される、樹脂で包囲された矩形のコイルと、 中に形成された矩形のコアウインドウを備えた矩形のアモルファス金属製コア
    と、を備え、 前記コイル及び前記コアは、前記コイルの直線部分の形状が前記コアウインド
    ウの形状に適合するような寸法及び形状であり、前記コイルの直線部分は、前記
    コイル及び前記コアが組み立てられて前記配電変圧器を形成するとき前記コアウ
    インドウ内に配置される乾式配電変圧器。
  15. 【請求項１５】 前記導電材料は、アルミニウム及び銅から成る材料のグルー
    プから選択される請求項１４の乾式配電変圧器。
  16. 【請求項１６】 前記コイルは、前記複数の同心層のうち隣接する同心層の間
    に形成された複数の冷却ダクトを有し、前記冷却ダクトは、前記矩形コイルの周
    りに周縁的に非連続であり、前記コイルが組立られるとき前記コアウンドウ内に
    配置される前記直線部分を有しないコイルの一部に配置される請求項１４の乾式
    配電変圧器。
  17. 【請求項１７】 前記樹脂層は低粘度のエポキシ樹脂を有する請求項１４の乾
    式配電変圧器。
  18. 【請求項１８】 前記低粘度樹脂はビスフェノールＡエポキシ樹脂である請求
    項１７の乾式配電変圧器。
  19. 【請求項１９】 前記コアは巻かれたコアである請求項１４の乾式配電変圧器
    。
  20. 【請求項２０】 前記コアは、化学式Ｍ60-90、Ｔ0-15、Ｘ10-25を有するアモ
    ルファス金属合金からつくられ、ここで、Ｍは、鉄、コバルト、ニッケル成分の
    少なくとも１つの成分であり、Ｔは少なくとも１つの遷移金属成分であり、Ｘは
    、燐、ボロン、炭素成分のうちの少なくとも１つのメタロイド成分であり、炭素
    、燐及び/又はボロンの８０パーセントまでは、アルミニウム、アンチモニ、ベ
    リリウム、インジウム、シリコン、及びスズによって置換される請求項１４の乾
    式配電変圧器。
  21. 【請求項２１】 前記コアウインドウは、約３．５対１より大きいアスペクト
    比を画定する請求項１４の乾式配電変圧器。
  22. 【請求項２２】 前記コアウインドウは、３．５対１と４．５対１との間のア
    スペクト比を画定する請求項１４の乾式配電変圧器。
  23. 【請求項２３】 前記コイルは、低電圧コイルである請求項１４の乾式配電変
    圧器。
  24. 【請求項２４】 前記コイルは高電圧コイルである請求項１４の乾式配電変圧
    器。
  25. 【請求項２５】 前記コイルは、低電圧コイルと高電圧コイルとを有する請求
    項１４の乾式配電変圧器。
  26. 【請求項２６】 導電性コイル巻き線と前記コイルの隣接する同心層の間に電
    気絶縁を提供する絶縁材料とを有する複数の矩形の同心層と、 前記コイルを包囲する樹脂層と、を有する直線部分を有する樹脂で包囲された
    略矩形のコイル。
  27. 【請求項２７】 前記コイルは、前記複数の同心層のうち隣接する同心層の間
    に形成された複数の冷却ダクトを有し、前記冷却ダクトは、前記矩形コイルの周
    りに周縁的に非連続であり、前記コアウンドウ内に配置される前記直線部分を有
    しないコイルの一部に配置される請求項２６の樹脂で包囲された略矩形のコイル
    。
  28. 【請求項２８】 前記コイルウインドウは、アルミニウム及び銅から成る材料
    のグループから選択される請求項２６の樹脂で包囲された略矩形のコイル。
  29. 【請求項２９】 前記樹脂層は、低粘度エポキシ樹脂から成る請求項２６の樹
    脂で包囲された略矩形のコイル。
  30. 【請求項３０】 前記低粘度樹脂は、ビスフェノールＡエポキシ樹脂である請
    求項２９の樹脂で包囲された略矩形のコイル。
  31. 【請求項３１】 前記コイルは、低電圧コイルである請求項２６の樹脂で包囲
    された略矩形のコイル。
  32. 【請求項３２】 前記コイルは高電圧コイルである請求項２６の略矩形の樹脂
    で包囲されたコイル。
  33. 【請求項３３】 前記コイルは、低電圧コイルと高電圧コイルとを有する請求
    項２６の略矩形の樹脂で包囲されたコイル。
  34. 【請求項３４】（ａ）直線部分を形成する矩形のコイルを形成する工程と、 （ｂ）前記コイルをエポキシ樹脂で包囲する工程と、 （ｃ）中に矩形のウインドウが画成されたコアをアモルファス金属から形成す
    る工程と、 （ｄ）前記コイルの直線部分が前記コアのウインドウ内に配置され、前記コイ
    ルの前記直線部分の形状が前記コアウインドウに適合するように前記包囲された
    コイルと前記アモルファス金属から乾式配電変圧器を組み立てる工程と、を含む
    乾式配電変圧器を製造する方法。
  35. 【請求項３５】 前記工程（ａ）は、（ｅ）矩形の巻きフォームの導電性材料
    及び絶縁材料を交互に巻き、絶縁及び導電材料の複数の同心層を形成し、前記絶
    縁材料は、前記導電性材料の隣接する同心層の間に電気的な絶縁を提供する工程
    を含む、請求項３４の乾式配電変圧器を製造する方法。
  36. 【請求項３６】 前記工程（ｂ）は、（ｆ）収容容器に前記コイルを配置する
    工程と、 （ｇ）真空室に前記収容容器を配置する工程と、 （ｈ）前記真空室を所定の圧力まで眼圧する工程と、 （ｉ）前記収容容器をエポキシ樹脂で充填する工程と、 （ｊ）前記コイルを包囲するエポキシ樹脂層を形成するように前記エポキシ樹
    脂を硬化する工程と、を含む請求項３４の乾式配電変圧器を製造する方法。
  37. 【請求項３７】 前記工程（ｈ）の前記所定の圧力は約１５０トルである請求
    項３６の乾式配電変圧器を製造する方法。
  38. 【請求項３８】 前記コアは、化学式Ｆｅ80Ｂ11Ｓ9を有するアモルファス金
    属合金から製造される請求項８の乾式配電変圧器。
  39. 【請求項３９】 前記コアは、化学式Ｆｅ80Ｂ11Ｓ9を有するアモルファス金
    属合金から製造される請求項２０の乾式配電変圧器。
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