JP2015046542A - Stationary induction apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静止誘導機器に関し、特に、乾式静止誘導機器に関する。 The present invention relates to a stationary induction device, and more particularly, to a dry stationary induction device.
モールドコイルの構成を開示した先行文献として、特開昭54−105726号公報(特許文献1)および特開2012−151374号公報(特許文献2)がある。 As prior documents disclosing the configuration of the mold coil, there are JP-A-54-105726 (Patent Document 1) and JP-A-2012-151374 (Patent Document 2).
特許文献1には、コイル表面にフィンをモールド樹脂で一体注型したモールドコイルが記載されている。特許文献2には、プリプレグ層とガラス基材の層とを含む樹脂層を有する樹脂モールドコイルが記載されている。
Patent Document 1 describes a molded coil in which fins are integrally cast with a mold resin on the coil surface.
注型式のモールドコイルにおいてモールド樹脂からなる放熱用フィンを設ける場合、放熱用フィンはコイルの外周にのみ設けられる。この場合、放熱用フィンによる放熱量の増加が少なく、また、コイルの外径が大きくなるため好ましくない。 In the case of providing a heat radiation fin made of mold resin in a cast mold coil, the heat radiation fin is provided only on the outer periphery of the coil. In this case, an increase in the heat radiation amount due to the heat radiation fin is small, and the outer diameter of the coil becomes large, which is not preferable.
特許文献2には、一次コイルと二次コイルとの間に、絶縁と冷却を兼ねる空気層が設けられることが記載されている。冷却性能を向上するために空気層を大きくした場合、コイルの外径が大きくなるため好ましくない。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、巻線の外径が大きくなることを抑制しつつ巻線の冷却効率を向上できる静止誘導機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stationary induction device capable of improving the cooling efficiency of the winding while suppressing an increase in the outer diameter of the winding.
本発明に基づく静止誘導機器は、鉄心と、鉄心に同軸状に巻き回された複数の円筒巻線を含む低圧巻線と、低圧巻線の外側において低圧巻線と同軸配置され、鉄心に巻き回された他の複数の円筒巻線を含む高圧巻線と、低圧巻線および高圧巻線の少なくとも一方の円筒巻線同士の間に配置され、フィン状の突起を有するように折りこまれて円筒巻線の外周および内周の少なくともいずれかに巻かれて耐熱性および電気絶縁性を有するシート状部材と、低圧巻線および高圧巻線の各々の円筒巻線同士の間隔を維持し、電気絶縁性を有する複数のスペーサとを備える。低圧巻線および高圧巻線の各円筒巻線は、電気絶縁性を有する樹脂のプリプレグが硬化することにより形成された絶縁層によって被覆されている。シート状部材は、シート状部材の材料より熱伝導性が高い樹脂を含有する塗料が硬化することにより形成された熱伝導層によって被覆されている。 A static induction device according to the present invention is disposed coaxially with a low voltage winding including an iron core, a plurality of cylindrical windings coaxially wound around the iron core, and a low voltage winding outside the low voltage winding, and wound around the iron core. Arranged between the high-voltage winding including a plurality of other rotated cylindrical windings and at least one cylindrical winding of the low-voltage winding and the high-voltage winding, and folded so as to have a fin-like protrusion The sheet-like member that is wound around at least one of the outer circumference and the inner circumference of the cylindrical winding and has heat resistance and electrical insulation, and the spacing between the cylindrical windings of the low-voltage winding and the high-voltage winding are maintained. And a plurality of insulating spacers. Each cylindrical winding of the low-voltage winding and the high-voltage winding is covered with an insulating layer formed by curing a resin prepreg having electrical insulation properties. The sheet-like member is covered with a heat conductive layer formed by curing a paint containing a resin having higher thermal conductivity than the material of the sheet-like member.
本発明によれば、巻線の外径が大きくなることを抑制しつつ巻線の冷却効率を向上できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling efficiency of a coil | winding can be improved, suppressing that the outer diameter of a coil | winding becomes large.
以下、本発明の一実施形態に係る静止誘導機器について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。なお、以下の実施形態においては、静止誘導機器として内鉄型変圧器を例示して説明するが、静止誘導機器は、内鉄型変圧器に限られず、たとえばリアクトルなども含む。 Hereinafter, a stationary induction device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the following embodiments, an inner iron type transformer will be described as an example of a static induction device. However, the static induction device is not limited to an inner iron type transformer, and includes, for example, a reactor.
図1は、本発明の一実施形態に係る静止誘導機器の構成を示す斜視図である。図2は、図1の静止誘導機器をII−II線矢印方向から見た断面図である。図3は、本実施形態に係る静止誘導機器においてシート状部材を巻かれた円筒巻線の外観を示す斜視図である。図1においては、巻線の構成を説明するために、3つの巻線のうちの1つについて段階的にカットして図示している。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a stationary induction device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the static induction device of FIG. 1 as viewed from the direction of arrows II-II. FIG. 3 is a perspective view showing the external appearance of a cylindrical winding wound with a sheet-like member in the stationary induction device according to the present embodiment. In FIG. 1, in order to explain the configuration of the windings, one of the three windings is cut in stages.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る静止誘導機器である変圧器100においては、複数のケイ素鋼板が積層されて鉄心110が構成されている。本実施形態に係る変圧器100は3相変圧器であるため、鉄心110は3つの脚部を有している。鉄心110の各脚部に、脚部を中心軸とする略円筒状の巻線部120が配置されている。
As shown in FIG. 1, in a
図1,2に示すように、本実施形態に係る変圧器100は、いわゆる内鉄型変圧器である。変圧器100の巻線部120は、鉄心110に同軸状に巻き回された複数の円筒巻線を含む低圧巻線121と、低圧巻線121の外側において低圧巻線121と同軸配置され、鉄心110に巻き回された他の複数の円筒巻線を含む高圧巻線122とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、図2においては、低圧巻線121が2つの円筒巻線を含み、高圧巻線122が4つの円筒巻線を含むように記載しているが、高圧巻線122の巻数の方が低圧巻線121の巻数より多ければよく、低圧巻線121および高圧巻線122の各々が含む円筒巻線の数は上記に限られない。
In FIG. 2, the low-
低圧巻線121および高圧巻線122の各円筒巻線は、絶縁紙によって被覆された線状の導体を含む。また、低圧巻線121および高圧巻線122の各円筒巻線は、電気絶縁性を有する樹脂のプリプレグが硬化することにより形成された絶縁層によって被覆されている。すなわち、絶縁紙の外側を絶縁層が覆っている。本実施形態においては、絶縁層はエポキシ樹脂からなる。
Each cylindrical winding of the low-
鉄心110の脚部と低圧巻線121との間には、エポキシ樹脂からなる第1絶縁筒123が配置されている。低圧巻線121が含む円筒巻線のうちの内側の円筒巻線と、第1絶縁筒123との間には、電気絶縁性を有する複数の四角柱状の第1スペーサ131が円筒巻線の周方向において等間隔に配置されている。
Between the leg part of the
第1スペーサ131は低圧巻線121の内側の円筒巻線と第1絶縁筒123との間に挟まれており、第1スペーサ131によって低圧巻線121と第1絶縁筒123との間の間隔が維持されている。本実施形態においては、第1スペーサ131は、30°間隔に12ヶ配置されている。また、第1スペーサ131はエポキシ樹脂からなる。ただし、第1スペーサ131の数、形状および材料は上記に限られない。
The
低圧巻線121と高圧巻線122との間には、エポキシ樹脂からなる第2絶縁筒124が配置されている。低圧巻線121が含む円筒巻線のうちの外側の円筒巻線と、第2絶縁筒124との間には、電気絶縁性を有する複数の四角柱状の第2スペーサ132が円筒巻線の周方向において等間隔に配置されている。高圧巻線122が含む円筒巻線のうちの最も内側の円筒巻線と、第2絶縁筒124との間には、電気絶縁性を有する複数の四角柱状の第3スペーサ133が円筒巻線の周方向において等間隔に配置されている。
Between the low voltage winding 121 and the high voltage winding 122, a second insulating
第2スペーサ132は低圧巻線121の外側の円筒巻線と第2絶縁筒124との間に挟まれており、第2スペーサ132によって低圧巻線121と第2絶縁筒124との間の間隔が維持されている。本実施形態においては、第2スペーサ132は、90°間隔に4つ配置されている。また、第2スペーサ132はエポキシ樹脂からなる。ただし、第2スペーサ132の数、形状および材料は上記に限られない。
The
第3スペーサ133は高圧巻線122の最も内側の円筒巻線と第2絶縁筒124との間に挟まれており、第3スペーサ133によって高圧巻線122と第2絶縁筒124との間の間隔が維持されている。本実施形態においては、第3スペーサ133は、30°間隔に12ヶ配置されている。また、第3スペーサ133はエポキシ樹脂からなる。ただし、第3スペーサ133の数、形状および材料は上記に限られない。
The
高圧巻線122が含む円筒巻線のうちの最も外側の円筒巻線の外側に、エポキシ樹脂からなる第3絶縁筒125が配置されている。高圧巻線122が含む円筒巻線のうちの最も外側の円筒巻線と第3絶縁筒125との間には、電気絶縁性を有する複数の四角柱状の第4スペーサ134が円筒巻線の周方向において等間隔に配置されている。
A third insulating
第4スペーサ134は高圧巻線122の最も外側の円筒巻線と第3絶縁筒125との間に挟まれており、第4スペーサ134によって高圧巻線122と第3絶縁筒125との間の間隔が維持されている。本実施形態においては、第4スペーサ134は、90°間隔に4つ配置されている。また、第4スペーサ134はエポキシ樹脂からなる。ただし、第4スペーサ134の数、形状および材料は上記に限られない。
The
低圧巻線121の円筒巻線同士の間に、電気絶縁性を有する複数の四角柱状の第5スペーサ135が配置されている。第5スペーサ135は低圧巻線121の円筒巻線同士の間に挟まれており、第5スペーサ135によって低圧巻線121の円筒巻線同士の間の間隔が維持されている。本実施形態においては、第5スペーサ135は、90°間隔に4つ配置されている。また、第5スペーサ135はエポキシ樹脂からなる。ただし、第5スペーサ135の数、形状および材料は上記に限られない。
Between the cylindrical windings of the low-voltage winding 121, a plurality of quadrangular columnar
高圧巻線122の円筒巻線同士の間に、電気絶縁性を有する複数の四角柱状の第6スペーサ136が配置されている。第6スペーサ136は高圧巻線122の円筒巻線同士の間に挟まれており、第6スペーサ136によって高圧巻線122の円筒巻線同士の間の間隔が維持されている。本実施形態においては、第6スペーサ136は、90°間隔に4つ配置されている。また、第6スペーサ136はエポキシ樹脂からなる。ただし、第6スペーサ136の数、形状および材料は上記に限られない。
Between the cylindrical windings of the high-voltage winding 122, a plurality of quadrangular columnar
上記のようにスペーサによって間隔を維持されている隙間部分は、巻線を冷却する空気などの絶縁性ガスの通路となる。絶縁性ガスとの接触面積を大きくすることにより、絶縁性ガスによる冷却効率を向上することができる。なお、変圧器100においては、自然対流によって絶縁性ガスを通流させているが、変圧器100が絶縁性ガスを通流させるためのファンを含んでいてもよい。
As described above, the gap portion maintained by the spacer serves as a path for an insulating gas such as air for cooling the winding. By increasing the contact area with the insulating gas, the cooling efficiency by the insulating gas can be improved. In addition, in the
図2,3に示すように、本実施形態においては、低圧巻線121および高圧巻線122の各円筒巻線の外周に、耐熱性および電気絶縁性を有するシート状部材140が巻かれている。シート状部材140は、複数のフィン状の突起141を有するように折りこまれている。突起141が円筒巻線の外側に突出するように、シート状部材140が各円筒巻線の外周に巻かれている。複数の突起141は、円筒巻線の外周において、円筒巻線の軸に平行に延在し、かつ、円筒巻線の周方向において端部以外は略等間隔に位置するように配置されている。本実施形態においては、1つの円筒巻線の外周全体を4枚のシート状部材140で覆っている。ただし、1つの円筒巻線の外周全体を1枚のシート状部材140で覆っていてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, a sheet-
本実施形態においては、シート状部材140はポリアミド紙からなる。ポリアミド紙は、180℃程度までの耐熱性を有している。ポリアミド紙として、デュポン社製のNomex(登録商標)などを用いることができる。ただし、シート状部材140の材料は、ポリアミド紙に限られず、耐熱性および電気絶縁性を有する材料であればよい。
In the present embodiment, the sheet-
また、シート状部材140は、低圧巻線121および高圧巻線122の少なくとも一方の円筒巻線同士の間に配置されていればよい。ただし、低圧巻線121は、高圧巻線122に比較して、発熱する鉄心110に近接しているため昇温度合が大きく、また、直径が小さいため放熱面積が小さい。そのため、低圧巻線121は、たとえば155℃程度まで昇温する。よって、低圧巻線121の円筒巻線同士の間にシート状部材140が配置されていることが好ましい。
In addition, the sheet-
シート状部材140は、シート状部材140の材料より熱伝導性が高い樹脂を含有する塗料が硬化することにより形成された熱伝導層によって被覆されている。本実施形態においては、シート状部材140に塗布される塗料はワニスである。本実施形態に係るワニスの塗布方法としては、シート状部材140を巻いた状態の巻線部120をワニス浴中に浸漬することにより、ポリアミド紙からなるシート状部材140にワニスを含浸させる。
The sheet-
塗布されたワニスが硬化することにより、シート状部材140の形状が維持される。シート状部材140の表面が、硬化したワニスからなる熱伝導層によって被覆されることにより、シート状部材140の熱伝導性が高くなる。そのため、シート状部材140の突起141が放熱フィンとして効果的に機能する。
The shape of the sheet-
本実施形態においては、円筒巻線に巻かれた状態において、円筒巻線の周方向において互いに隣接するシート状部材140の端部同士がスペーサによって押さえ付けられることにより、シート状部材140が円筒巻線に対して固定されている。
In the present embodiment, in the state of being wound around the cylindrical winding, the end portions of the sheet-
具体的には、低圧巻線121の円筒巻線同士の間に配置されたシート状部材140の端部同士は、第5スペーサ135によって押さえ付けられて低圧巻線121の内側の円筒巻線の外周に固定されている。
Specifically, the end portions of the sheet-
低圧巻線121の円筒巻線と第2絶縁筒124との間に配置されたシート状部材140の端部同士は、第2スペーサ132によって押さえ付けられて低圧巻線121の外側の円筒巻線の外周に固定されている。
The ends of the sheet-
高圧巻線122の円筒巻線同士の間に配置されたシート状部材140の端部同士は、第6スペーサ136によって押さえ付けられて高圧巻線122の円筒巻線の外周に固定されている。
The ends of the sheet-
高圧巻線122の円筒巻線と第3絶縁筒125との間に配置されたシート状部材140の端部同士は、第4スペーサ134によって押さえ付けられて高圧巻線122の最も外側の円筒巻線の外周に固定されている。
The ends of the sheet-
上記のようにスペーサによってシート状部材140を円筒巻線に対して固定することにより、突起141と干渉することなくシート状部材140を円筒巻線に対して固定することができる。また、シート状部材140を固定するための部材を別途設ける必要がないため部品点数を削減できる。
By fixing the sheet-
本実施形態に係る変圧器100においては、低圧巻線121および高圧巻線122の円筒巻線同士の間にシート状部材140を配置することにより、巻線部120の外径が大きくなることを抑制しつつ、絶縁性ガスとの接触面積を大きくして放熱面積を増大させることにより、低圧巻線121および高圧巻線122の冷却効率を向上できる。
In the
さらに、低圧巻線121および高圧巻線122の冷却効率を向上することにより、低圧巻線121および高圧巻線122の各々に含まれる線状の導体の横断面積を小さくすることができる。その結果、巻線部120を小型化することができる。
Furthermore, by improving the cooling efficiency of the low voltage winding 121 and the high voltage winding 122, the cross-sectional area of the linear conductors included in each of the low voltage winding 121 and the high voltage winding 122 can be reduced. As a result, the winding
なお、ポリアミド紙は容易に折り込めるため、巻線部120の製造時間は、シート状部材140を設けない場合と比較してほとんど変わらない。そのため、変圧器100において、シート状部材140を設けることによる生産性の低下はほとんどない。
Since the polyamide paper can be easily folded, the manufacturing time of the winding
以下、本実施形態の変形例に係る変圧器について説明する。
図4は、本実施形態の変形例に係る変圧器のシート状部材の配置を示す一部断面図である。図4に示すように、本実施形態の変形例に係る変圧器においては、互いに隣接する円筒巻線同士において、内側に位置する円筒巻線の外周に、突起141が外側に突出するようにシート状部材140が巻かれ、かつ、外側に位置する円筒巻線の内周に、突起151が内側に突出するようにシート状部材150が巻かれている。シート状部材150は、シート状部材140と同様に形成されている。
Hereinafter, a transformer according to a modification of the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the arrangement of sheet-like members of a transformer according to a modification of the present embodiment. As shown in FIG. 4, in the transformer according to the modification of the present embodiment, in the cylindrical windings adjacent to each other, the
複数の突起151は、円筒巻線の内周において、円筒巻線の軸に平行に延在し、かつ、円筒巻線の周方向において端部以外は略等間隔に位置するように配置されている。円筒巻線に巻かれた状態において、円筒巻線の周方向において互いに隣接するシート状部材150の端部同士がスペーサによって押さえ付けられることにより、シート状部材150が円筒巻線に対して固定されている。
The plurality of
上記のように、シート状部材140およびシート状部材150を配置することにより、巻線部120の外径が大きくなることを抑制しつつ、絶縁性ガスとの接触面積をさらに大きくして放熱面積を増大させることにより、低圧巻線121および高圧巻線122の冷却効率を向上できる。
As described above, by disposing the sheet-
また、シート状部材140およびシート状部材150によって、円筒巻線同士の絶縁距離を確保しつつ絶縁性ガスの通路の横断面積を小さくすることができるため、変圧器100に比較して、円筒巻線間を通流する絶縁性ガスの流速を大きくして低圧巻線121および高圧巻線122の冷却効率をさらに向上できる。
Further, the sheet-
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.
100 変圧器、110 鉄心、120 巻線部、121 低圧巻線、122 高圧巻線、123 第1絶縁筒、124 第2絶縁筒、125 第3絶縁筒、131 第1スペーサ、132 第2スペーサ、133 第3スペーサ、134 第4スペーサ、135 第5スペーサ、136 第6スペーサ、140,150 シート状部材、141,151 突起。 100 transformer, 110 iron core, 120 winding section, 121 low voltage winding, 122 high voltage winding, 123 first insulating cylinder, 124 second insulating cylinder, 125 third insulating cylinder, 131 first spacer, 132 second spacer, 133 3rd spacer, 134 4th spacer, 135 5th spacer, 136 6th spacer, 140,150 Sheet-like member, 141,151 Protrusion.
Claims (5)
前記鉄心に同軸状に巻き回された複数の円筒巻線を含む低圧巻線と、
前記低圧巻線の外側において前記低圧巻線と同軸配置され、前記鉄心に巻き回された他の複数の円筒巻線を含む高圧巻線と、
前記低圧巻線および前記高圧巻線の少なくとも一方の前記円筒巻線同士の間に配置され、フィン状の突起を有するように折りこまれて前記円筒巻線の外周および内周の少なくともいずれかに巻かれて耐熱性および電気絶縁性を有するシート状部材と、
前記低圧巻線および前記高圧巻線の各々の前記円筒巻線同士の間隔を維持し、電気絶縁性を有する複数のスペーサとを備え、
前記低圧巻線および前記高圧巻線の各前記円筒巻線は、電気絶縁性を有する樹脂のプリプレグが硬化することにより形成された絶縁層によって被覆され、
前記シート状部材は、前記シート状部材の材料より熱伝導性が高い樹脂を含有する塗料が硬化することにより形成された熱伝導層によって被覆されている、静止誘導機器。 Iron core,
A low-voltage winding including a plurality of cylindrical windings wound coaxially around the iron core;
A high-voltage winding including a plurality of other cylindrical windings coaxially arranged with the low-voltage winding outside the low-voltage winding and wound around the iron core;
It is arranged between the cylindrical windings of at least one of the low-voltage winding and the high-voltage winding, and is folded so as to have a fin-like projection and is at least one of the outer periphery and inner periphery of the cylindrical winding A sheet-like member that is wound and has heat resistance and electrical insulation;
Maintaining a distance between the cylindrical windings of the low-voltage winding and the high-voltage winding, and a plurality of spacers having electrical insulation,
Each of the cylindrical windings of the low-voltage winding and the high-voltage winding is covered with an insulating layer formed by curing a resin prepreg having electrical insulation,
The said sheet-like member is a stationary induction | guidance | derivation apparatus covered with the heat conductive layer formed when the coating material containing resin whose heat conductivity is higher than the material of the said sheet-like member hardens | cures.
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Cited By (1)
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JP7373285B2 (en) | 2019-02-08 | 2023-11-02 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition and magnetic disk substrate manufacturing method |
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2013
- 2013-08-29 JP JP2013177995A patent/JP2015046542A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7373285B2 (en) | 2019-02-08 | 2023-11-02 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition and magnetic disk substrate manufacturing method |
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