JP2009054927A - Stationary induction electric apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変圧器や変流器などの静止誘導機器に係り、特に2組のU字型鉄心部材を鉄心脚部で接合する静止誘導機器に関する。 The present invention relates to a static induction device such as a transformer or a current transformer, and more particularly to a static induction device that joins two sets of U-shaped core members with core legs.
一般に2組のU字型鉄心部材を鉄心脚部で接合する変圧器では、鉄心脚部にコイルが挿入され、磁気特性と作業性の向上の観点から、種々の構造が採用されている。特許文献1では、第1図に示すように、珪素鋼帯1(電磁鋼板)を渦巻状に型巻してほぼ矩形状に形成した後、左右両脚部の中央を軸方向に沿って切断して切断面を研磨し、次いでコイルを挿入して切断面を接着して突合せ接合を行い、一体の巻鉄心としていた。なお、この構造と類似のものは特許文献2、3にも記載されている。
In general, in a transformer in which two sets of U-shaped core members are joined by core legs, coils are inserted into the core legs, and various structures are employed from the viewpoint of improving magnetic characteristics and workability. In
また、特許文献1の第2図、第3図のように、各々長さの異なる珪素鋼帯を、その端部をずらせて複数枚重ね合わせ、これを下型にセットし、次いで逆U字形状の上型をシリンダで押圧してプレス成形し、第4図に示すように複数枚重ねた状態で一体に逆U字形に成型して鉄心部材とする。そして、鉄心部材を2組成型し、コイル4を挿入して組合せ、第2図に示すように階段状に接合面3の端部側面を重ね合わせて接合(ラップ接合)する。
Moreover, as shown in FIG. 2 and FIG. 3 of
また、第5図、第6図のように、巻型に珪素鋼帯を渦巻状に巻回してほぼ矩形状に形成し、鉄心の両脚部を内側から外側に向かって斜めに切断して2個の鉄心部材に分離し、次いで、両鉄心部材の各層を1層毎に左右反転させながら、コイルに挿入して組合わせて一体とする。鉄心の両脚部は第6図に示すように各層の接合部分がX状にずれて隣接する層間に挟まれた、重ね合わせ接合となる。 Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a silicon steel strip is spirally wound around the winding mold to form a substantially rectangular shape, and both legs of the iron core are cut obliquely from the inside to the outside. The core members are separated into individual core members, and then the layers of both core members are inserted and combined into a coil while being reversed horizontally for each layer. As shown in FIG. 6, both the leg portions of the iron core are overlapped and joined between adjacent layers with the joining portions of the respective layers shifted in an X shape.
しかしながら、特許文献1の第1図に示される巻鉄心では、鉄心の両脚部を切断後、研磨してから組合せるので作業性が悪く、しかも接合面が突合せ接合であるため隙間が出来やすく、磁束の流れが遮断されて磁気特性が悪くなる。また、同文献の第2図、第3図に示される構造では磁気特性が向上する反面、珪素鋼帯を各々所定の寸法に切断して正確に位置をずらして積層後に上下の型で成形する際に積層状態がずれ易く、その端部のずれ幅が不均一となりやすいため、接合部分の突合せ隙間寸法、又は重ね合せ代寸法の管理ができず、磁気特性を均一に保つことが出来ない。更に、同文献の第5図、第6図に示される構造では、同じく磁気特性が向上する反面、両鉄心部材の各層を1層毎に左右反転させながら、コイルに挿入して組合わせて一体とするため、作業性が悪いという問題点があった。
However, in the wound iron core shown in FIG. 1 of
また、上記従来技術では何れも、鉄心の接合部がコイルが装着される鉄心脚部にあって目視できないため、鉄心部材の接合部の突合せ隙間寸法、又は重ね合せ代寸法が正確に把握できず、鉄心の磁気特性を均一に管理できない問題がある。 In addition, in any of the above prior arts, since the joint part of the iron core is on the iron core leg part to which the coil is mounted and cannot be visually observed, it is impossible to accurately grasp the butt gap size or the overlap allowance dimension of the joint part of the iron core member. There is a problem that the magnetic properties of the iron core cannot be controlled uniformly.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、作業性を悪化させることなく、鉄心の接合部の突合せ隙間寸法が管理された、静止誘導機器を提供するものである。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a stationary induction device in which the size of a butt gap of a joint portion of an iron core is managed without deteriorating workability.
上記の課題を解決する為に、本発明は、積層された電磁鋼鈑からなる2組のU字型鉄心部材を鉄心脚部で接合して構成された矩形状鉄心と、前記鉄心脚部に挿入されたコイルと、前記鉄心を支える金具を備えた静止誘導電気機器において、前記2組のU字型鉄心部材の接合部の突合せ隙間寸法を強制的に制約する制約部を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a rectangular iron core formed by joining two sets of U-shaped iron core members made of laminated electromagnetic steel plates at an iron core leg, and the iron core leg. In a static induction electrical apparatus provided with an inserted coil and a metal fitting that supports the iron core, a restriction portion that forcibly restricts the butt gap size of the joint portion of the two sets of U-shaped iron core members is provided. And
前記制約部は、前記鉄心の外側高さを制約するように前記金具に設けられた外側高さ制約部材であっても良く、前記鉄心の窓内の内側高さ制約するように前記コイルの端面と前記鉄心の窓の内面に挿入された内側高さ制約部材であっても良い。 The constraining portion may be an outer height constraining member provided on the metal fitting so as to constrain the outer height of the iron core, and the end face of the coil so as to constrain the inner height in the window of the iron core. And an inner height restricting member inserted into the inner surface of the iron core window.
また、前記鉄心の積層された電磁鋼板が互いにずれないように、隣接する電磁鋼板同士が凹凸結合するように各電磁鋼板に凹凸部が設けられても良く、前記鉄心の積層された電磁鋼板が互いにずれないように、各電磁鋼板にずれ止め用孔又はずれ止め用切欠きが設けられていても良い。 In addition, an uneven portion may be provided in each electromagnetic steel sheet so that adjacent electromagnetic steel sheets are unevenly connected so that the electromagnetic steel sheets laminated with the iron core do not deviate from each other. Each electromagnetic steel sheet may be provided with a stopper hole or a stopper notch so as not to be displaced from each other.
本発明によれば、鉄心の接合部の突合せ隙間寸法、又は重ね合せ代寸法が正確に保てるので、静止誘導機器の磁気特性を正確に制御することができる。 According to the present invention, the butt gap size or the overlap margin size of the iron core joint can be accurately maintained, so that the magnetic characteristics of the stationary induction device can be accurately controlled.
以下、本発明実施例を説明する。先ず鉄心の突合せ部分の構造について図1〜図6を用いて説明する。図1は、珪素鋼板1(電磁鋼板)を積層された状態の矩形の鉄心2の正面図で、図2はその側面図である。図1において、1aはU字状の上側珪素鋼板、1bはU字状の下側珪素鋼板、3aは前記上下の珪素鋼板の脚部3での珪素鋼板1の端部の合せ目である。合せ目3aは接触させずに図2のようにずらして隙間1cを設けるようにしている。
Examples of the present invention will be described below. First, the structure of the butt portion of the iron core will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of a rectangular iron core 2 in a state where silicon steel plates 1 (electromagnetic steel plates) are laminated, and FIG. 2 is a side view thereof. In FIG. 1, 1a is a U-shaped upper silicon steel plate, 1b is a U-shaped lower silicon steel plate, and 3a is a joint of the end portions of the
図3は、図1に示す珪素鋼板の脚部3の拡大図であり、合せ目3aを突合せ方式で構成したもので、1巻回毎の端部の合せ目3aには高さEの隙間が設けられている。図4は、同じく拡大図であるが、合せ目3aを重ね合せ方式で構成したものであり、1巻回毎の両端部は重なった合せ目3aとなり、終端は隣の巻回の始まり端と所定の隙間を有して突合うように構成される。塗りつぶし部分は絶縁物を示す。
FIG. 3 is an enlarged view of the
前記した2種類の方式の合せ目3aの鉄心脚部3における配列を図5、図6で説明する。図5は、合せ目3a部分を鉄心2のコイルが配置される直線部分4の範囲で階段状にずらし、直線部分4の端まで行き着いたら、その後は最初の位置に戻す配列である。図6は、直線部分4の端まで行き着いたら、反対方向に折り返す配列である。
The arrangement in the
図7は、図1に示す鉄心2のU字状の上側珪素鋼板1aの拡大図、図8は同じく、鉄心2のU字状の下側珪素鋼板1bの拡大図である。前記珪素鋼板1aと1bは、U字型に成形前に直線状態で1枚づつ一定長さ異ならせて切断される。即ち、上側珪素鋼板1aは、U字型に成形後に、脚部の最外側の鋼板の高さがBに、そして内側に向かって同一長さで順次階段状に低くなるように一枚づつ切断され、下側珪素鋼板1bは、U字型に成形後に、脚部の最外側の鋼板の高さがCに、そして内側に向かって同一長さで順次階段状に高さが高くなるように一枚づつ切断される。
FIG. 7 is an enlarged view of the U-shaped upper
また、前記珪素鋼板1a、1bの各鋼板にはそれぞれ天井部と底部に打ち出し成形により凹凸部1dが形成されている。この凹凸部1dは鋼板に直線状態でプレス形成され、U字型に成形する際に隣接する鋼板が互いに凹部と凸部で嵌合してずれないようにしている。このずれ防止により、前記珪素鋼板1a、1bの端部を同一長さで順次階段状に異なるように管理できる。成形後の鋼板の積層厚さをDで示す。
Further, each of the
図9は、図7、図8で示す上側珪素鋼板1aと下側珪素鋼板1bの脚部3を電流コイル8に挿入して組合せた組立図である。5は上側珪素鋼板1aを支える金具、7は下側珪素鋼板1bを支える金具、6は前記金具5,7に介在して両者を連結する部材である。鉄心2の外側高さ寸法Fは、上側珪素鋼板1aの前記高さ寸法Bと、下側珪素鋼板1bの前記高さ寸法Cと、図3で示す合せ目3aの前記寸法Eの合計値であり、この寸法を強制する為に前記部材6を外側高さ制約部材として設けている。
FIG. 9 is an assembly diagram in which the
図9に示すように、鉄心2の内側高さとなる鉄心窓4の高さGは、コイル8の高さHと、コイル8の上下端と窓4の内側に介在した部材9、10の高さJ1、J2の合計値となる。この部材9、10は鉄心の内側高さを強制的に制約する内側高さ制約部材となる。この制約部材は板金材、絶縁紙、合成樹脂等で構成され、くさび状の形状を有して打ち込むことにより高さが調整される。
As shown in FIG. 9, the height G of the
前記制約部材6により鉄心の外側を上下から押圧すると、鉄心の各鋼板1の隙間Eの高さが縮まるが、内側の鋼板1への押圧力が大きくなってU字型の肩部が潰されようとして、内側の鋼板1の隙間Eの高さがより小さくなり、内側と外側の各鋼板1の隙間Eを均一にすることが難しい。一方、前記制約部材5、7により鉄心の内側を上下に押圧すると、内側の鋼板1が広がろうとするため、内側の鋼板1の隙間Eの高さがより大きくなろうとする。
When the outer side of the iron core is pressed from above and below by the
本実施例では、コイル8の高さHと、鉄心2の成形後の内側高さGを予め把握しておき、前記外側高さ制約部材6により鋼板1を外側から外側高さを制約すると共に、内側制約部材9、10により内側から内側高さを制約することで、外側から内側にかけての各鋼板1の隙間Eの高さを任意に、かつほぼ均一に管理するものである。
In this embodiment, the height H of the coil 8 and the inner height G after forming the iron core 2 are grasped in advance, and the outer
図10は、図9の高さ制約部材6の代わりに、鉄心2をスチ−ルバンド11で金具5に固定した例である。図11は、図10の鉄心脚部Gの断面拡大図であり、積層された珪素鋼板1の合わせ目を、鋼板1の板厚方向に密着させる為の内側部材12と外側部材13を有している。上側珪素鋼板1aと下側珪素鋼板1bの合わせ目に接着剤14を塗布して、内側部材13外側部材12で鉄心脚部の内外から押圧して鋼板1の合わせ目を固着する。
FIG. 10 shows an example in which the iron core 2 is fixed to the
図12と図13は、切断した鋼板1を積層した状態の説明図である。図12は、各鋼板1bにずれ止め用の丸孔15が開けられる。鋼板1bを積層した状態で各丸穴15に連通して丸棒等を挿入しながら鉄心2がU字型に成形され、この成形時に鋼板が互いにずれることなく、図8に示すような階段状の左右のバランスが取れた鉄心2を得ることが出来る。また、図13は、丸棒15の代わりに、切欠16を有した例である。成形時には図12と同様に各切り欠き16に連通して各鋼板1bに丸棒や細長い凸部を嵌合しながら成形するものである。
12 and 13 are explanatory views of a state in which the
前記したように、実施例によれば、2組のU字型鉄心を鉄心脚部で接合するに際し、外側高さ制約部材と内側高さ制約部材により鉄心部材である鋼板の接合部の突合せ隙間寸法を管理することが出来る。また、所定の寸法に切断された鋼板を積層し、U字型に成形するに際し、鋼板が互いにずれることがなく、鉄心の脚部の突合せ部の隙間寸法を各鋼板について均一に保つことができる。従って、鉄心特性(磁気特性)を適切に制御して、特性を管理することができる。 As described above, according to the embodiment, when two sets of U-shaped iron cores are joined by the core leg portions, the butt gap between the joint portions of the steel plates that are the core members by the outer height restricting member and the inner height restricting member. You can manage the dimensions. Moreover, when laminating steel sheets cut into predetermined dimensions and forming them into a U-shape, the steel sheets are not displaced from each other, and the gap dimensions of the butt portions of the legs of the iron core can be kept uniform for each steel sheet. . Therefore, it is possible to manage the characteristics by appropriately controlling the iron core characteristics (magnetic characteristics).
1…珪素鋼板、2…鉄心、3…珪素鋼板端部合せ目、4…鉄心窓、5…上金具、6…制約部材、鉄心外側高さ制約部材、7…下金具、8…コイル、9…制約部材、内側高さ制約部材、10…制約部材、内側高さ制約部材、11…スチ−ルバンド、12…密着用内側部材、13…密着用外側部材、14…接着剤、15…丸穴、16…切欠。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記2組のU字型鉄心部材の接合部の突合せ隙間寸法を強制的に制約する制約部材を設けたことを特徴とする静止誘導電気機器。 A rectangular iron core formed by joining two sets of U-shaped iron core members made of laminated electromagnetic steel plates with an iron core leg, a coil inserted into the iron core leg, and a metal fitting for supporting the iron core In static induction electrical equipment
A stationary induction electrical apparatus comprising a restriction member for forcibly restricting a butt gap size of a joint portion of the two sets of U-shaped core members.
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