JP2009246080A - Stationary induction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は変圧器やリアクトル等の静止誘導電器に係り、特にタンクの長手方向の側面にブッシングを取付けて巻線からのリード線と接続する静止誘導電器に関する。 The present invention relates to a static induction device such as a transformer or a reactor, and more particularly to a static induction device in which a bushing is attached to a side surface in a longitudinal direction of a tank and connected to a lead wire from a winding.
静止誘導電器、例えば変圧器は、鉄心及び巻線等からなる変圧器の本体を、絶縁媒体を充填するタンク内に配置し、巻線はこれから引出したリード線により、タンクの側面に取付けたブッシングと接続して構成される。 A static induction machine, for example, a transformer, has a transformer body consisting of an iron core and a winding disposed in a tank filled with an insulating medium, and the winding is a bushing attached to the side of the tank by a lead wire drawn out from the tank. And connected.
一般に変圧器は、鉄心は珪素鋼板と鋼材が主たる構成材料で、また巻線は銅材が主たる構成材料であって、大重量物となっている。ところで、近年のような諸材料の高騰は、変圧器を経済的に製作するために考慮せねばならず、特に使用材料を減少させて変圧器の本体の小型軽量化することが求められている。 In general, a transformer is composed mainly of a silicon steel plate and a steel material as an iron core, and a winding material is composed mainly of a copper material as a heavy material. By the way, the soaring prices of various materials as in recent years must be considered in order to economically manufacture transformers, and in particular, it is required to reduce the materials used and reduce the size and weight of the transformer body. .
変圧器の本体を小型軽量化するため、巻線の場合は絶縁距離の縮小や絶縁被覆厚さの低減を図り、またタンク内面や内部構造物にシールドを取付け、これにより損失低減と局部加熱を防止して寸法を縮小する対策を行っている。 In order to reduce the size and weight of the transformer body, in the case of windings, the insulation distance is reduced and the insulation coating thickness is reduced, and a shield is attached to the tank inner surface and internal structure, thereby reducing loss and heating locally. We are taking measures to prevent and reduce the dimensions.
これに対して、変圧器の本体となる三相三脚鉄心の場合には、中央脚部の珪素鋼板の両端を45度の角度に切断してV字状にし、これと組み合わせる上部及び下部継鉄部の珪素鋼板をV字状に切り欠いてT字状の接合部としている。また、他の脚部の珪素鋼板と上部及び下部継鉄部の珪素鋼板の磁気的な接合は、珪素鋼板を45度に切断した額縁状の突合せ接合部にし、上部及び下部継鉄部の端部を接合する左右の脚部より側方に突出させることが行われている。この構造の三相三脚鉄心では、中央脚部と上部及び下部継鉄部の珪素鋼板の鉄損を、他の脚部と上部及び下部継鉄部の珪素鋼板の鉄損よりも小さくなるようにして、経済的にしかも局部的に加熱されず適正な温度分布を有するようにすることができる。(特許文献1参照)。 On the other hand, in the case of a three-phase tripod iron core that is the main body of the transformer, both ends of the silicon steel plate at the center leg are cut at a 45 degree angle into a V shape, and the upper and lower yokes combined therewith Part of the silicon steel plate is cut into a V shape to form a T-shaped joint. In addition, the magnetic joining of the silicon steel plates of the other legs and the silicon steel plates of the upper and lower yokes is a frame-like butt joint obtained by cutting the silicon steel plates at 45 degrees, and ends the upper and lower yokes. It is made to project to the side from the left and right leg parts joining the parts. In the three-phase tripod core of this structure, the iron loss of the silicon steel plate of the central leg and the upper and lower yokes is made smaller than the iron loss of the silicon steel plate of the other legs and the upper and lower yokes. Thus, it is possible to have an appropriate temperature distribution without being heated economically and locally. (See Patent Document 1).
また、特許文献1と同様な接合形式の額縁形鉄心ではあるが、左右の脚部の端部を上部及び下部継鉄部の上下に突出させ、或いは各継鉄部の上下に突出するのを防ぐため、脚部の端部を切断して構成することも提案されている(特許文献2参照)。
Moreover, although it is a frame type iron core of the joint type similar to
更に、変圧器の鉄心の磁気特性を向上させる例として、特許文献1と同様な接合形式のであるが、継鉄部の珪素鋼板を長手方向と直角方向にずらして積層することにより、変圧器鉄心の窓部に欠落部をなくし、しかも中央脚部の珪素鋼板と上部及び下部継鉄部の珪素鋼板の接合角部に突出部をなくすることも提案されている(特許文献3参照)。
Furthermore, as an example of improving the magnetic properties of the iron core of the transformer, the joint type is similar to that of
上記したように変圧器は、鉄心の各脚部に巻装した巻線から引出したリード線を、タンクと変圧器の本体との間の空間部を利用して引き回し、タンクの長手方向の側面に設けたブッシングと接続して構成する。 As described above, the transformer uses the space between the tank and the main body of the transformer to draw out the lead wire drawn out from the winding wound around each leg of the iron core. Connected to the bushing provided in
このため、特許文献1及び2のような鉄心を用いる場合、上部及び下部継鉄部の端部が左右の脚部より側方に突出、或いは左右の脚部の端部が上部及び下部継鉄部の上下に突出しているから、ブッシング側に引き回されるリード線は、鉄心の側方や上方の突出部分と対向する部分では、絶縁距離が縮小して絶縁性能を著しく低下させる恐れがある。逆に、リード線の絶縁距離を十分に確保しようとすると、その分だけタンクを含む全体寸法が大きくなって変圧器を経済的に製作できないという問題があった。
For this reason, when using an iron core like
鉄心の脚部や継鉄部の突出部をより少なくするには、積層する珪素鋼板の重ね合わせ部分の寸法を小さくするこのも考えられるが、重ね合わせ寸法が小さいくなることから、締付金具による締付力が不十分となり、鉄心の結合信頼性が低下してしまう欠点が生じる。また、脚部や継鉄部の突出部をなくすため、珪素鋼板の一部を切断して使用する場合は、鉄心材料の歩留まりが低下するばかりか、切断工数が増加することになる。 In order to reduce the number of protrusions of the core leg and the yoke part, it is conceivable to reduce the size of the overlapping portion of the silicon steel plates to be laminated. The tightening force due to is insufficient, and there is a disadvantage that the reliability of the coupling of the iron core is lowered. Moreover, when cutting and using a part of silicon steel plate in order to eliminate the protrusion part of a leg part or a yoke part, not only the yield of iron core material will fall but a cutting man-hour will increase.
更に、特許文献3のような変圧器の鉄心を用いると、継鉄部の珪素鋼板が上下にずれるため、リード線が継鉄部と対向するように上方を引き回される場合は、絶縁距離の確保に工夫を要するし、また継鉄部の珪素鋼板がずれることから、鉄心の積層方向に磁束が移行して損失を増加させ、しかも締付金具によりずれる継鉄部の珪素鋼板を強固に締付けるには、埋金具となるギャップ材を挿入せねばならない問題があった。
Furthermore, when the iron core of the transformer as in
本発明の目的は、鉄心脚部と上部継鉄の突合せ接合部の付近で、リード線と対向する突出部をなくして、絶縁距離を確保して小型軽量化を図ると共に、鉄心に使用する珪素鋼板の歩留まりを向上できる静止誘導電器を提供することにある。 The object of the present invention is to eliminate the protrusion facing the lead wire in the vicinity of the butt joint between the core leg and the upper yoke, thereby ensuring an insulation distance and reducing the size and weight, as well as silicon used for the iron core. An object of the present invention is to provide a static induction device capable of improving the yield of steel sheets.
本発明の静止誘導電器は、少なくとも2つの鉄心脚部及び上部と下部継鉄部からなる鉄心と、前記各鉄心脚部に巻装した巻線とを有する本体を、タンク内に収納し、前記タンクの長手方向の側面にブッシングを取付け、前記巻線から引出すリード線を、本体とタンクの間の空間を引き回して前記ブッシングと接続して構成する際に、前記鉄心は、鉄心脚部を形成する珪素鋼板と上部及び下部継鉄部を形成する珪素鋼板とを、額縁状の突合せ接合部で磁気的に結合して定められたコアサークル内に積層形成すると共に、前記コアサークル内における少なくとも最大幅の珪素鋼板は、その突合せ接合部の積層端面を対向する前記リード線と平行となるように構成したことを特徴としている。 The static induction electric machine of the present invention accommodates in a tank a main body having at least two iron core legs and an iron core composed of an upper part and a lower yoke part, and a winding wound around each of the iron core legs, When the bushing is attached to the side surface in the longitudinal direction of the tank and the lead wire drawn from the winding is connected to the bushing by routing the space between the main body and the tank, the iron core forms the core leg. The silicon steel plate to be formed and the silicon steel plate forming the upper and lower yoke portions are laminated and formed in a core circle determined by magnetically joining the frame-shaped butt joint portions, and at least the most in the core circle. A substantial silicon steel sheet is characterized in that the laminated end face of the butt joint is configured to be parallel to the opposing lead wire.
好ましくは、前記リード線は前記本体とタンクとの間の空間を通してブッシング側に引き回し、前記突合せ接合部における鉄心脚部の積層端面を対向する前記リード線と平行となるように構成したことを特徴としている。 Preferably, the lead wire is routed to the bushing side through a space between the main body and the tank, and the laminated end surface of the iron core leg portion in the butt joint portion is configured to be parallel to the opposing lead wire. It is said.
また好ましくは、前記リード線は前記本体の上方からブッシング側に引き回し、前記突合せ接合部における上部継鉄部の積層端面を対向する前記リード線と平行となるように構成したことを特徴としている。 Preferably, the lead wire is routed from above the main body to the bushing side, and the laminated end surface of the upper yoke portion in the butt joint portion is configured to be parallel to the opposing lead wire.
本発明のように構成すれば、静止誘導電器の本体とタンクとの間の空間を活用して、巻線からのリード線をブッシング側に引き回したとしても、額縁状接合の鉄心の脚部と継鉄部の角部の接合端部が、対向するリード線と平行で突出部が全くない構成となっているから、リード線を引き回してブッシングと接続する際に絶縁距離を十分に確保でき、静止誘導電器を小型軽量化して経済的に製作することができる。また、鉄心を構成する脚部及び継鉄部の珪素鋼板は、その種類を増加させることがないから製作が容易で、また使用する珪素鋼板の端部を切断が不要なため、鉄心材料の歩留まりを向上できる利点がある。 If configured as in the present invention, even if the space between the main body of the static induction electric appliance and the tank is utilized and the lead wire from the winding is routed to the bushing side, Because the joint end of the corner of the yoke part is parallel to the opposing lead wire and has no protrusion, it is possible to secure a sufficient insulation distance when connecting the lead wire and the bushing, The static induction device can be made economically by reducing the size and weight. Also, the silicon steel plates of the legs and yokes constituting the iron core are easy to manufacture because they do not increase the types, and the end of the silicon steel plate to be used does not need to be cut, so the yield of the iron core material There is an advantage that can be improved.
本発明の静止誘導電器では、少なくとも2つの鉄心脚部及び上部と下部継鉄部からなる鉄心と、各鉄心脚部に巻装した巻線とを有する本体を、タンク内に収納している。タンクの長手方向の側面にブッシングを取付け、巻線から引出すリード線を、本体とタンクの間の空間を引き回してブッシングと接続する。この鉄心は、鉄心脚部を形成する珪素鋼板と上部及び下部継鉄部を形成する珪素鋼板とを、額縁状の突合せ接合部で磁気的に結合して定められたコアサークル内に積層形成し、しかもコアサークル内における少なくとも最大幅の珪素鋼板は、その突合せ接合部の積層端面が対向するリード線と平行となるように構成している。 In the static induction electric machine of the present invention, a main body having at least two core legs and an iron core composed of an upper part and a lower yoke part, and a winding wound around each core leg part is housed in a tank. A bushing is attached to the side surface in the longitudinal direction of the tank, and a lead wire drawn from the winding is connected to the bushing by drawing around a space between the main body and the tank. This iron core is formed by laminating a silicon steel plate that forms the iron core legs and a silicon steel plate that forms the upper and lower yoke portions in a core circle that is defined by magnetically joining the frame-shaped butt joints. Moreover, the silicon steel plate having at least the maximum width in the core circle is configured so that the laminated end face of the butt joint portion is parallel to the opposing lead wire.
以下、本発明の静止誘導電器について、図1から図6に示す変圧器の例を用いて説明する。図1から図3は、三相三脚鉄心を用いた三相変圧器を示しており、絶縁油等の絶縁媒体を満たすタンク1内に、三相三脚鉄心3と各相分の巻線6を有する変圧器の本体2を収納している。
Hereinafter, the static induction electric machine of this invention is demonstrated using the example of the transformer shown in FIGS. FIGS. 1 to 3 show a three-phase transformer using a three-phase tripod iron core. A three-phase
タンク1は、その長手方向の側面にポケット1Aを設けて各相分のブッシング7を取付けている。また変圧器の本体2の一部である三相三脚鉄心3は、定められたコアサークル内に珪素鋼板を積層して形成する三相分の鉄心脚部3a〜3c及び上部と下部継鉄部4、5からなっている。
The
鉄心脚部3a〜3cに巻装する各巻線6からは、それぞれリード線8を引出している。そして、図1に示す例の各リード線8は、タンク1と中身2との間の絶縁空間、より具体的には十分な絶縁距離を確保できる巻線6の上方の上部継鉄4とタンク1の間を通して引き回し、図2及び3に示すように鉄心脚部3cの右側面を立ち上がらせ、リード線8とブッシング7とを接続している。
三相三脚鉄心3は、周知の如く鉄心脚部3a〜3cを形成する珪素鋼板と上部及び下部継鉄部4、5を形成する珪素鋼板とは、磁気的結合が良好な所謂額縁状の突合せ接合部を構成できるように、その長手方向の両端を45度の角度に形成して用いている。そして、定められたコアサークル内に積層して形成するため、幅の異なる数種類の珪素鋼板を使用している。
As is well known, the three-phase
突合せ接合部で珪素鋼板の磁気的結合させる本発明の三相三脚鉄心3では、鉄心脚部3c及び上部継鉄部4の突合せ接合部における珪素鋼板のうち、特にコアサークル内の少なくとも最大幅の珪素鋼板の配置を工夫している。上記したように各リード線8は、ブッシング7と接続するため図中の右方向に引き回され、鉄心脚部3cの右側面を立ち上がる構造であるから、コアサークル内の中心付近で積層する最大幅の珪素鋼板が、最もリード線8に近接して絶縁距離の確保に影響する。
In the three-phase
このため、本発明を適用した図中右上の突合せ接合部における鉄心脚部3cの積層端面は、対向するリード線8と平行となるように珪素鋼板を組み合せて配置し、鉄心脚部3cの珪素鋼板の上端部が上部継鉄4より上方に突出するようにして、リード線8と対向する積層端面には鋭角の突出部が全く生じない積層を行っている。
For this reason, the laminated end surface of the
珪素鋼板の配置を、図2を用いてより具体的に説明する。鉄心脚部3bの珪素鋼板の配置は、公知と同様の配置である。ところが、鉄心脚部3cのコアサークル内の中心付近における幅の広い珪素鋼板は、右上部で一部突出した状態となるように、上方にずれて上部継鉄4の珪素鋼板との突合せ配置し、右下部ではその分だけ下にずれて下部継鉄5の珪素鋼板が右側に一部突出した状態の突合せ配置している。また、鉄心脚部3aの珪素鋼板は、鉄心脚部3c側とは上下で逆の配置にしている。そして、これらの鋼板配置の組み合せを180度回転させて積層し、突合せ接合部で重ね合わせ幅寸法T1を確保する構成にしている。
The arrangement of the silicon steel plates will be described more specifically with reference to FIG. The arrangement of the silicon steel plates of the
コアサークルの両端側に行くに従い、幅の狭い珪素鋼板を積層している鉄心脚部3cの積層端面は、対向するリード線8との間の寸法が大きくなって離れ、絶縁距離の確保が十分にできる。このため、図3に示すようにコアサークルの両側の鉄心脚部3a、3c及び上部継鉄4と下部継鉄5では、これらに用いる幅の狭い珪素鋼板を公知と同様に突合せ接合配置としている。
As it goes to both ends of the core circle, the laminated end surface of the iron
これにより、鉄心脚部3a、3cの側面や、上部継鉄4の上面及び下部継鉄5下面似突出部が生ずるように珪素鋼板を配置して交互に積層し、これらの突合せ接合部では、図2よりも大きな重ね合わせ幅寸法T2として、摩擦による締付力を十分に確保できるようにする。
Thereby, the silicon steel plates are arranged and laminated alternately so that the side surfaces of the
このようにした三相三脚鉄心3を用いて変圧器を構成すると、磁束による損失増加の少ない珪素鋼板の突合せ接合配置で、リード線8と対向する鉄心脚部3cの積層端面は、突出部の全くない平行に形成できるから、リード線8の絶縁に悪影響を与えることがなくなる。それ故、タンク1の長手方向寸法を大きくすることなく、リード線8の絶縁距離を十分に確保できるから、変圧器全体を大型化せずにすみ、小型軽量化できて経済的に製作することができる。また、鉄心を構成する脚部及び継鉄部の珪素鋼板は、これらの端部を切断が不要なため、切断工数を低減できて鉄心材料の歩留まりを向上できる。
When the transformer is configured using the three-phase
図4から図6に示す三相三脚鉄心を用いた三相変圧器は、巻線6からのリード線8を、本体2の上方、つまり上部継鉄4の上方を通して引き回し、このリード線8とブッシング7を接続した構造である。このため、本実施例の三相三脚鉄心では図5に示すように、図中の右上の突合せ接合部における上部継鉄部4の積層端面が、リード線8と対向することになるから、実施例1とは異なる珪素鋼板の配置としている。
The three-phase transformer using the three-phase tripod core shown in FIGS. 4 to 6 is configured to route the
上部継鉄部4のコアサークル内の中心付近における幅の広い珪素鋼板は、右上部でブッシング8側に一部突出した状態となるようにして、上部継鉄部4の積層端面は、対向するリード線と平行となって、突出部が全く生じないようにしている。
The wide steel plate near the center in the core circle of the
つまり、上部継鉄部4の珪素鋼板は、横方向にずらして鉄心脚部3cの珪素鋼板との突合せ配置し、右下部では鉄心脚部3cの珪素鋼板がその分だけずれて、下部継鉄5の珪素鋼板より下方に突出する突合せ接続の配置にし、また左側では鉄心脚部3a及び各継鉄4、5の珪素鋼板は、右側とは上下で逆に配置し、上記と同様にこの配置を180度回転させて積層して形成する。また、コアサークル内の両端部における幅の狭い珪素鋼板は、図6に示すように上記した実施例と同様に配置して積層する。
That is, the silicon steel plate of the
変圧器を構成するときに、巻線6からのリード線8を本体2の上方を引き回すこうぞうとする際には,このような三相三脚鉄心3を用いれば、上記した第1の実施例と同様な効果を達成することができる。
When the
上記した各実施例では、突合せ接合部における鉄心脚部3c或いは上部継鉄部4の積層端面を、対向するリード線8と平行となるようにするとき、コアサークル内で最も幅の広い珪素鋼板の配置を変更下例で説明したが、リード線8の絶縁距離の確保を検討し、この結果に応じてコアサークル内で最も幅の広い珪素鋼板の配置の変更に加え、更に次の幅の珪素鋼板も配置を変更して積層することができる。
In each of the above-described embodiments, when the laminated end surface of the
上記した各実施例においては、本発明について三相三脚鉄心を用いた変圧器に適用した例で説明したが、単相鉄心や三相五脚鉄心を用いて構成するた変圧器や、更にはリアクトルにも適用できることは明らかであり、この場合も同様な効果を達成することができる。 In each of the above-described embodiments, the present invention has been described with reference to an example in which the present invention is applied to a transformer using a three-phase tripod iron core, but a transformer configured using a single-phase iron core or a three-phase five-leg iron core, and further, It is clear that the present invention can be applied to the reactor, and in this case, the same effect can be achieved.
1…タンク、2…本体、3…三相三脚鉄心、3a、3b、3c…鉄心脚部、4…上部継鉄部、5…下部継鉄部、6…巻線、7…ブッシング、8…リード線。
DESCRIPTION OF
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016006813A (en) * | 2014-06-20 | 2016-01-14 | 株式会社日立製作所 | Stationary induction electrical apparatus |
KR20190043784A (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | 박훈양 | Hybrid transformer for reduction of stray-load loss, method thereof |
-
2008
- 2008-03-31 JP JP2008089591A patent/JP2009246080A/en active Pending
Cited By (3)
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KR20190043784A (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | 박훈양 | Hybrid transformer for reduction of stray-load loss, method thereof |
KR101977483B1 (en) * | 2017-10-19 | 2019-05-10 | 박훈양 | Hybrid transformer for reduction of stray-load loss, method thereof |
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