JP2016167528A - 静止誘導電器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静止誘導器のディスク巻線の製作を簡易化することで低コストの静止誘導電器を提供する。【解決手段】鉄心（１）と、鉄心（１）の周囲に巻きまわされたディスク巻線と、鉄心（１）とディスク巻線を内部に有するタンクを備えた静止誘導電器であって、ディスク巻線は、鉄心（１）の半径方向に積層した円板巻線（１２、１３、１４）を複数重ね合せて、これら複数の円板巻線（１２、１３、１４）の巻線端子を互いに結線して構成することを特徴とする、静止誘導電器。【選択図】図１

Description

本発明は、静止誘導機器及びその製造方法に関わる。具体的には、ディスク巻線を有する変圧器や鉄心リアクトル等の静止誘導電器、及びその製造方法に関するものである。

静止誘導機器は磁場の作用を利用して、インピーダンスを調整するリアクトルや磁気的結合により、電圧を変更する変圧器がある。これは、大きく鉄心と巻線で構成させる製品である。巻線に関しては、素線の寸法や巻き方により、所望の損失となるように設計する。

この設計仕様に巻線の機械力がある。巻線の電磁機械力とは、巻線の電流と磁場により発生する電磁力で、過大な電流が流れた場合においてもインピーダンスが目的の変化量を超えないように設計することが必要となる。設計では、電磁機械力の発生を考慮して、巻線の強度設計を行う。

変圧器の巻線は様々な構造があるが、大別してシリンドリカルとディスク巻線の２パターンがある。それぞれの構造を簡単に説明する。

シリンドリカル巻線は、図３に示す構造である。素線３を鉄心の軸方向２に巻回して、鉄心の半径方向４に巻層を積み重ねていく構造である。各巻層には、油の流れる空間 (油道)を確保するダクトを配置する。

一方、ディスク巻線は、図４に示す構造である。鉄心の半径方向４に巻き回して、軸方向２に積み重ねていく構造である。半径方向４の巻き回しで、最初の巻層８から次の鉄心軸方向２に積み重ねる巻層９は外径方向から内径方向の巻作業となり、時間がかかる。

双方の比較による特徴として、シリンドリカル巻線は、製造が単純でありコストは低いが、電磁機械力に対して強度が低い。ディスク巻線はコストは高いが、電磁機械力に対して強度が高い。このため、大きな変圧器で、大きな電磁機械力が発生するものに対しては、ディスク巻線の利用が一般的である。

ディスク巻線に関しては、特許文献１に示されるように、巻線内の電圧分布を適切にすることを目的に、巻線の巻順を調整した巻線構造が知られている。これを実現するために、巻線の４セクション以上を１対として巻回すようにしたもので、これを連結することで巻線を形成するものである。

特公平７−５４７７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、上述したように、半径方向の巻き回しで、外径方向から内径方向の巻作業に時間がかかるという課題がある。そこで、本発明は、外径方向から内径方向の巻作業をなくして、作業時間を低減することでコストを低減するディスク巻線を用いた静止誘導電器及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、鉄心と、前記鉄心の周囲に巻きまわされたディスク巻線と、前記鉄心と前記ディスク巻線を内部に有するタンクを備えた静止誘導電器であって、前記ディスク巻線は、前記鉄心の半径方向に積層した円板巻線を複数重ね合せて、前記複数の円板巻線の巻線端子を互いに結線して構成することを特徴とする。

本発明によれば、静止誘導器のディスク巻線を製作する際に、鉄心の半径方向に巻き回す作業の外径方向から内径方向への巻作業が不要となり、巻線製造時間が短縮できることから、低コストの静止誘導電器を提供することが可能となる。

本発明の一形態を示す説明図である。 本発明の他の形態を示す説明図である。 シリンドリカルコイルの説明図である。 ディスクコイルの説明図である。

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。なお、これらの図面に示す鉄心１と、それに巻きまわされるディスク巻線は、ともにタンク内に密封され、変圧器や鉄心リアクトル等の静止誘導機器を構成する。これらの図では、簡略化のため、鉄心とそれに巻きまわされるディスク巻線のみを表示し、タンク及びその他の構成については省略する。

本発明の第１の実施形態を図１により説明する。

ディスク巻線の製造時間が増加する要因は、巻線の外径から内径に向かう作業である。この作業を実施せずに巻線を構成するために、本発明の静止誘導電器は複数の円板巻線を個別に製作し、それらを互いに繋ぎ合わせて構成することを特徴とする。

図１に具体的な構造を示す。本発明のディスク巻線は複数の円板巻線１２、１３、１４等で構成する。簡略化のため３つ以上の円板巻線は図示を省略する。円板巻線１２、１３、１４は単純に素線を半径方向に巻上げた構造である。円板巻線１２を例にとると、巻始め部１５と巻終わり部１６を巻線の外に引き出した構成である。

このような円板巻線１２、１３、１４を個別に複数形成したうえで総巻数が所定の巻線数になるように積み重ねる。積み重ねる際は、軸がずれないように、絶縁筒などの軸位置の保持手段を用いる。

１つの円板巻線１２と隣り合う別の円板巻線１３を積層する。円板巻線１２の巻始め部１６と２層目の円板巻線１３の巻終わり部１７を結線する。次に３層目の円板巻線１４の巻終わり部１９と２層目の円板巻線１３の巻始め部１８を結線する。所望の巻数になるように、これを繰返して巻線を構成する。円板巻線それぞれを個別に成形したうえで結線させて巻線全体を構成するため、従来から行われていた鉄心周りでの、作業時間のかかる、外径から内径への巻線作業を省くことができる。

結線はかしめたり、熱融着、ろう付けなどで行う。また、変形例として、例えば、円板巻線１２の上下をひっくり返して配置することも可能である。この場合、円板巻線１２の巻終わり線１５と２層目の円板巻線１３の巻終わり部１７を結線する。結線は巻線断面からみて、各素線に流れる電流の向きが同じ方向であれば良い。

作業性を考慮すると、円板巻線同士の結線を各円板巻線の外周側で行うのが好ましいが、巻線以外の構造物が円板巻線の外周側付近にあって作業スペースが十分確保できない場合には結線を内側で実施してもよい。

また、変形例として、隣り合う円板巻線以外と結線しても良い。例えば、円板巻線１２を円板巻線１４に結線し、円板巻線１４を円板巻線１３に結線するようなことも可能である。

１層目の円板巻線を配置した後、タンク内に封入された絶縁油の通り道(以下、「油道」という)をディスク巻線に設けるために、円板巻線の間に油道形成手段を配置し、２層目の円板巻線を配置しても良い。油道形成手段としてはダクトを接着した絶縁紙を用いてもよく、また、直接ダクトを取り付けても良い。

また、円板巻線は素線相互を一体化して構成してもよい。具体的にはワニスの塗布、数本毎の結束などである。

以上のように構成された本実施形態によれば、鉄心の半径方向に巻き回す作業の外径方向から内径方向へのディスク巻線の巻作業が不要となり、巻線製造時間が短縮できることから、低コストの静止誘導電器を提供することができる。

次に、図２に別の実施形態を示す。これは、結線部に絶縁処理を施した例である。絶縁強度を高めるために、結線部に絶縁紙２０を巻き回し、絶縁強度を向上させることもできる。

１・・・鉄心、２・・・鉄心軸方向、４・・・鉄心半径方向、１２・・・円板巻線、１３・・・円板巻線、１４・・・円板巻線、１５・・・巻終わり部、１６・・・巻始め部、１７・・・巻終わり部、１８・・・巻始め部、１９・・・巻終わり部、１６・・・巻始め部、２０・・・絶縁紙、

Claims (5)

1. 鉄心と、前記鉄心の周囲に巻きまわされたディスク巻線と、前記鉄心と前記ディスク巻線を内部に有するタンクを備えた静止誘導電器であって、
   前記ディスク巻線は、前記鉄心の半径方向に積層した円板巻線を複数重ね合せて、前記複数の円板巻線の巻線端子を互いに結線して構成することを特徴とする、
   静止誘導電器。
2. 請求項１に記載の静止誘導電器であって、
   隣り合う前記円板巻線の巻線端子を互いに結線することを特徴とする、
   静止誘導電器。
3. 請求項１に記載の静止誘導電器であって、
   前記複数の円板巻線それぞれの巻き始めと巻き終わりを結線し、前記結線した部位に絶縁紙を巻きつけたことを特徴とする、
   静止誘導電器。
4. 請求項２に記載の静止誘導電器であって、
   前記複数の円板巻線それぞれの巻き始めと巻き終わりを結線し、前記結線した部位に絶縁紙を巻きつけたことを特徴とする、
   静止誘導電器。
5. 鉄心と、前記鉄心の周囲に巻きまわされたディスク巻線と、前記鉄心と前記ディスク巻線を内部に有するタンクを備えた静止誘導電器の製造方法であって、
   前記ディスク巻線は、前記鉄心の半径方向に積層した円板巻線を複数重ね合せる工程と、
   前記複数の円板巻線各々の巻線端子を互いに結線する工程と、を有することを特徴とする、
   静止誘導電器の製造方法。

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