JP2017157789A - Stationary induction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変圧器、リアクトル等の静止誘導電器に用いられる、薄帯状磁性材料を切断、積層して略U字形に成型し、一端をラップジョイント技術等により閉じて構成される環状巻鉄心に関し、特に、該巻鉄心の励磁騒音の低減技術に関する。 The present invention relates to an annular wound core used for static induction appliances such as transformers and reactors, which is formed by cutting, laminating and laminating a thin strip-shaped magnetic material, forming a substantially U shape, and closing one end by a lap joint technique or the like. In particular, the present invention relates to a technique for reducing excitation noise of the wound core.
極薄電磁鋼板、アモルファス合金、ナノ結晶合金等の低損失磁性材料は、材料内に流れる渦電流による損失を抑制するため、その厚さがおおむね100μm以下の薄帯状である。変圧器、リアクトル等の静止誘導電器は、それらの材料を規定の長さに切断して多数枚を重ねて一端が開放されたU字形とし、該開放部から単相、あるいは多相の巻線を挿入して開放部を閉じ、バットジョイントやラップジョイント等の接合部を備えた、略円形、あるいは略矩形の巻鉄心より構成される。また、巻鉄心は巻線が備えられた直線部(磁脚部)を鉛直方向に、巻線が備えられていない直線部(ヨーク部)を水平方向に向けた姿勢で保持され、静止誘導電器として使われるのが一般的である。 Low-loss magnetic materials such as ultra-thin magnetic steel sheets, amorphous alloys, and nanocrystalline alloys have a strip shape with a thickness of approximately 100 μm or less in order to suppress loss due to eddy current flowing in the material. Static induction devices such as transformers, reactors, etc., are cut into a specified length and stacked into a U-shape with one end opened by stacking multiple sheets, and single-phase or multi-phase windings from the open part Is inserted to close the open portion, and is formed of a substantially circular or substantially rectangular wound core having a joint such as a butt joint or a lap joint. The wound iron core is held in a posture in which the straight portion (magnetic leg portion) provided with the winding is oriented in the vertical direction and the straight portion (yoke portion) not provided with the winding is oriented in the horizontal direction. It is generally used as
上記の巻鉄心は、磁気損失の増加を防止するため、薄帯状磁性材料同士を接着、固定させないという特徴がある。このため、巻鉄心単独ではその形状を保持することができず、何らかの支持手段により自立させ、静止誘導電器用鉄心として機能させることが一般的である。例えば特許文献1には、略円形の巻鉄心のヨーク部内周に矩形成型する型金を当て、かつ外周にU字状の成形保持金具を当てることで、該巻鉄心を円弧状の角部を持つ矩形に成形し、およびその形状の維持を円滑、良好に可能にする金具の形状と製作方法に関する技術が開示されている。
The above-described wound iron core is characterized in that the ribbon-shaped magnetic materials are not bonded and fixed to prevent an increase in magnetic loss. For this reason, the wound core alone cannot maintain its shape, and it is common to make it self-supporting by some support means and to function as a static induction iron core. For example, in
また、静止誘導電器の巻線に交流電圧を印加すると、巻鉄心内には交流磁束が発生し、巻鉄心を構成する磁性材料が磁歪現象により伸縮する。この伸縮に起因して巻鉄心が振動し、騒音源となることから、この騒音を低減するための技術も多く開示されている。例えば特許文献2には、巻鉄心の外周に薄板状の外枠を巻き、該外枠の締付圧力を適正な値に制御することにより、鉄心の磁気特性を安定的に保持する技術が開示されている。
Further, when an AC voltage is applied to the winding of the static induction electric machine, an AC magnetic flux is generated in the wound iron core, and the magnetic material constituting the wound iron core expands and contracts due to a magnetostriction phenomenon. Since the wound iron core vibrates due to the expansion and contraction and becomes a noise source, many techniques for reducing this noise have been disclosed. For example,
先行技術による、円弧状の角部を持つ矩形に成形した巻鉄心の保持方法は、いずれも該巻鉄心の荷重を鉛直方向に支持しており、磁脚部、ヨーク部等の直線部で発生する磁歪に起因する振動速度(騒音値に比例)は抑制されておらず、十分な騒音低減効果が得られにくいという課題がある。 All of the prior art methods for holding a wound core formed into a rectangular shape with arc-shaped corners support the load of the wound core in the vertical direction, and are generated at straight portions such as magnetic leg portions and yoke portions. The vibration speed (proportional to the noise value) due to magnetostriction is not suppressed, and there is a problem that it is difficult to obtain a sufficient noise reduction effect.
本発明は、巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を抑制し、磁歪に起因する騒音を低減した静止誘導電器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a static induction electric appliance that suppresses large magnetostrictive vibration generated in a straight portion of a wound iron core and reduces noise caused by magnetostriction.
上記課題を解決するため、特許請求の範囲に記載された構成を採用する。
本願は上記課題を解決する複数の手段を含んでいるが、その一例を挙げるならば、薄帯状磁性材料を多数枚重ねて開放端同士が接合され、円弧状の角部を持つ略矩形状に成形された巻鉄心と、該巻鉄心に挿入された巻線とを備える静止誘導電器であって、前記巻鉄心の上部両側の内周円弧部に設けた、略水平外側方向に応力をかけつつ前記巻鉄心の荷重を支持する手段と、前記巻鉄心の下部両側の外周円弧部に設けた、略水平内側方向に応力をかけつつ前記巻鉄心の荷重を支持する手段と、を備えるものである。
In order to solve the above problems, the configuration described in the claims is adopted.
The present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. To give an example, a large number of ribbon-like magnetic materials are stacked and their open ends are joined together to form a substantially rectangular shape having arc-shaped corners. A static induction electric machine comprising a molded wound iron core and a winding inserted into the wound iron core, while applying stress in a substantially horizontal outer direction provided at inner circular arc portions on both sides of the upper part of the wound iron core Means for supporting the load of the wound iron core, and means for supporting the load of the wound iron core while applying stress in a substantially horizontal inner direction provided on the outer peripheral arcs on both sides of the lower part of the wound iron core. .
本発明の静止誘導電器において、前記巻鉄心の上部両側の内周円弧部に設けた、前記略水平外側方向に応力をかけつつ前記巻鉄心の荷重を支持する手段は、前記内周円弧部と略同一の曲率半径を持つ棒状部材と、該棒状部材に略水平外側方向に応力をかける部材から成るのが好ましい。 In the static induction electric machine according to the present invention, the means for supporting the load of the wound iron core while applying stress in the substantially horizontal outer direction provided on the inner circumferential arc portions on both sides of the upper portion of the wound iron core, It is preferable to comprise a rod-shaped member having substantially the same radius of curvature and a member that applies stress to the rod-shaped member in a substantially horizontal outer direction.
また、本発明の静止誘導電器において、前記巻鉄心の下部両側の外周円弧部に設けた、前記略水平内側方向に応力をかけつつ巻鉄心の荷重を支持する手段は、前記巻鉄心の下部の外周円弧部と略同一の曲率半径を持つ受け金具と、該受け金具に略水平内側方向に応力をかける部材から成るのが好ましい。 Further, in the static induction appliance of the present invention, the means for supporting the load of the wound core while applying stress in the substantially horizontal inner direction provided on the outer peripheral arc portions on both sides of the lower portion of the wound core is provided at the lower portion of the wound core. It is preferable to comprise a receiving metal fitting having substantially the same radius of curvature as the outer circumferential arc portion and a member that applies stress to the receiving metal fitting in a substantially horizontal inner direction.
本発明の構成により、円弧状の角部を持つ静止誘導電器用巻鉄心の荷重を、磁脚部、ヨーク部等の直線部で鉛直方向に支持するのではなく、該巻鉄心の磁歪振動の方向が分散される円弧状の角部で、該角部の動径方向に支持することが可能となる。その結果、該巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を抑制することができ、先行技術による巻鉄心の支持方法に比べて、磁歪に起因する騒音が低減される。さらに、支持部材に付加する各応力の大きさを製造時に制御することにより、巻鉄心の騒音の製造ばらつきを先行技術に比べて簡便に抑制することが可能になる。 With the configuration of the present invention, the load of the wound induction core having a circular arc corner is not supported in the vertical direction by the linear portion such as the magnetic leg portion and the yoke portion, but the magnetostrictive vibration of the wound core is reduced. It is possible to support in the radial direction of the corners by arc-shaped corners in which the directions are dispersed. As a result, it is possible to suppress large magnetostrictive vibration generated at the straight portion of the wound iron core, and noise due to magnetostriction is reduced as compared with the conventional method of supporting a wound iron core. Further, by controlling the magnitude of each stress applied to the support member at the time of manufacturing, it is possible to easily suppress the manufacturing variation of the wound core noise compared to the prior art.
以下、本発明の複数の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings for explaining the embodiments, the same components are denoted by the same names and symbols, and the repeated explanation thereof is omitted.
図1は、本発明の第1の実施例を示す、単相静止誘導電器の縦断面図である。なお、本実施例は、本発明の効果を得るために必要な最低限の構成と、その基本的作用を説明するものである。本作用を実際の静止誘導電器で発現させるための具体的な構成は、実施例2以降で例示する。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a single-phase static induction electric machine showing a first embodiment of the present invention. In addition, a present Example demonstrates the minimum structure required in order to acquire the effect of this invention, and its basic effect | action. A specific configuration for causing this action to be manifested in an actual static induction appliance will be exemplified in the second and subsequent embodiments.
円弧状の角部を持つ、薄帯状磁性材料を多数枚重ねて構成される略矩形の単相巻鉄心1の鉛直方向直線部(磁脚部)に2組の巻線2が備えられた静止誘導電器において、該巻鉄心1の上部両側の内周円弧部1aに、鉄心の荷重の反作用5aが鉛直上向きにかかる構成とする。このとき、内周円弧部1aに互いに水平外側方向に応力6aが作用する手段を設けると、該巻鉄心1の上部の荷重の反作用方向は、荷重の反作用5aと応力6aの合力7aとなり、該巻鉄心1の上部の円弧部の動径方向となる。巻鉄心1の下部両側の外周円弧部1bには、該巻鉄心1の荷重の反作用5bが鉛直上向きに作用する。このとき、外周円弧部1bに互いに水平内側方向に応力6bが作用する手段を設けると、該巻鉄心1の下部の荷重の反作用方向は、荷重の反作用5bと応力6bの合力7bとなり、巻鉄心1の下部の円弧部の動径方向となる。
A stationary unit in which two sets of
次に、本発明の構成により得られる、巻鉄心の磁歪に起因する騒音の低減効果について、三次元磁界解析および三次元構造解析による計算結果を用いて説明する。 Next, the effect of reducing noise caused by the magnetostriction of the wound iron core obtained by the configuration of the present invention will be described using calculation results by three-dimensional magnetic field analysis and three-dimensional structure analysis.
図8は、薄帯状磁性材料からなる単相巻鉄心を50Hzで励磁したとき(巻線は図示せず)、磁性材料が持つ磁歪特性により発生する、鉄心表面の応力(磁歪力)の最大値の分布を三次元磁界解析により計算した結果である。矢印が長く、濃度が高いほど磁歪力の振幅が大きいことを意味する。本解析で仮定した磁性材料は、厚さ25μmの(株)日立金属製2605HB1Mアモルファス薄帯であり、巻鉄心の寸法、励磁条件、機械的特性および磁歪特性は表1に示す数値の通りである。 FIG. 8 shows the maximum value of the stress (magnetostrictive force) on the surface of the iron core generated by the magnetostrictive properties of the magnetic material when a single-phase wound iron core made of a ribbon-like magnetic material is excited at 50 Hz (winding is not shown). It is the result of having calculated distribution of this by three-dimensional magnetic field analysis. The longer the arrow and the higher the concentration, the larger the magnetostrictive force amplitude. The magnetic material assumed in this analysis is a 2605HB1M amorphous ribbon manufactured by Hitachi Metals, Ltd. with a thickness of 25 μm. The dimensions, excitation conditions, mechanical characteristics, and magnetostriction characteristics of the wound core are as shown in Table 1. .
巻鉄心の表面に発生する磁歪力は、磁脚部、ヨーク部等の直線部で大きいのに対し、円弧部では磁歪力が作用する方向が分散されるため、その値は直線部での値の1/2以下となる。 The magnetostrictive force generated on the surface of the wound iron core is large in the linear part such as the magnetic leg part and the yoke part, whereas the direction in which the magnetostrictive force acts is dispersed in the arc part. Or less.
図9、図10に、三次元磁界解析により求めた磁歪力による、巻鉄心の励磁振動に伴う変形量を三次元構造解析により求めた結果を示す。なお、磁歪力による振動の基本周波数は、巻鉄心の励磁周波数50Hzの2倍に相当する100Hzとなり、各図は変形量が最大値をとる、位相が180度異なる2つの状態を並べて示している。また、これらの図に示した巻鉄心の変形量は、実際の大きさの10万倍に強調して描画している。
FIG. 9 and FIG. 10 show the results obtained by three-dimensional structural analysis of the amount of deformation accompanying the excitation vibration of the wound core due to the magnetostrictive force obtained by three-dimensional magnetic field analysis. The fundamental frequency of vibration due to magnetostrictive force is 100 Hz, which is twice the excitation frequency of the
本計算において、図9と図10では巻鉄心1の拘束面50の箇所が異なる。すなわち、図9は従来の巻鉄心の支持状態を模擬し、鉄心の上部ヨークの内周面と下部ヨークの外周面を拘束している。この形態は、巻鉄心の荷重を鉛直方向に支持する状態を模擬している。これに対して、図10は本実施例による巻鉄心の支持状態を模擬し、鉄心の上部両側の円弧部内周面と、下部両側の円弧部外周面を拘束している。この形態は、巻鉄心の円弧部に水平方向の応力をかけ、荷重との合力が該円弧部の動径方向に向くように支持する状態を模擬している。
In this calculation, the location of the constraining
円弧状の角部を持つ略矩形状巻鉄心に作用する100Hzで振動する磁歪力に伴って、磁脚部が水平方向に開閉する振動モードが支配的となる。本解析によれば、図9に示した従来の支持方法では、磁脚部の最大変位量は約0.65μmであるのに対し、図10に示した、本実施例を模擬した支持方法では、磁脚部の最大変位量は約0.1μmであり、従来例の1/6以下に減少している。本実施例を模擬した支持方法は、磁歪力が作用する方向が分散される鉄心の円弧部を拘束しているため、振動の振幅が抑制される。それに伴い本解析によれば鉄心表面で発生する音圧レベルは従来例より約10dB低減され、本実施例により、十分な騒音低減効果が得られる。 The vibration mode in which the magnetic leg portion opens and closes in the horizontal direction becomes dominant with the magnetostrictive force that vibrates at 100 Hz acting on the substantially rectangular wound iron core having the arc-shaped corner portion. According to this analysis, in the conventional support method shown in FIG. 9, the maximum displacement of the magnetic leg portion is about 0.65 μm, whereas in the support method simulating this embodiment shown in FIG. The maximum displacement of the magnetic leg portion is about 0.1 μm, which is reduced to 1/6 or less of the conventional example. Since the supporting method simulating the present embodiment restrains the arc portion of the iron core in which the direction in which the magnetostrictive force acts is dispersed, the vibration amplitude is suppressed. Accordingly, according to this analysis, the sound pressure level generated on the iron core surface is reduced by about 10 dB from the conventional example, and a sufficient noise reduction effect can be obtained by this example.
本実施例の静止誘導電器は、巻鉄心の上部両側の内周円弧部に設けた、略水平外側方向に応力をかけつつ前記巻鉄心の荷重を支持する手段と、巻鉄心の下部両側の外周円弧部に設けた、略水平内側方向に応力をかけつつ巻鉄心の荷重を支持する手段とを備えるものである。そして、巻鉄心の上部両側の内周円弧部、および下部両側の外周円弧部に付加する略水平方向の応力と、巻鉄心の鉛直方向に作用する荷重の反作用の合力が、巻鉄心の円弧部の動径方向を向いているものである。 The static induction machine of this embodiment is provided with inner circumferential arc portions on both sides of the upper part of the wound core, a means for supporting the load of the wound core while applying stress in a substantially horizontal outer direction, and outer circumferences on both sides of the lower part of the wound core. And a means for supporting the load of the wound iron core while applying stress in a substantially horizontal inner direction provided in the arc portion. And the resultant force of the reaction of the substantially horizontal stress applied to the inner peripheral arc part on both sides of the upper part of the wound core and the outer peripheral arc part on both sides of the lower part and the load acting on the vertical direction of the wound core is the arc part of the wound core. It faces the radial direction.
本実施例によれば、円弧状の角部を持つ静止誘導電器用巻鉄心の荷重を、該巻鉄心の磁歪振動の方向が分散される円弧状の角部で、該角部の動径方向に支持するので、巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を抑制することができ、磁歪に起因する騒音を低減することができる。 According to the present embodiment, the load of the wound induction core having the arcuate corner is loaded into the arcuate corner where the direction of the magnetostrictive vibration of the wound core is dispersed, and the radial direction of the corner Therefore, it is possible to suppress a large magnetostrictive vibration generated in the straight portion of the wound iron core and to reduce noise caused by the magnetostriction.
図2は、本発明の第2の実施例を示す、単相静止誘導電器の縦断面図である。実施例1で説明した本発明の効果を得るため、本実施例では巻鉄心1の上部両側の内周円弧部1aに、該円弧部と略同一の曲率半径rを持つ2組の棒状部材3を当接させる。そして、該棒状部材3にバインド材31をかけ、さらに該バインド材31を巻鉄心1の上部の円弧部にかけて締め付け圧力6aを付加し、互いに略水平外側方向に応力がかかる構成とする。棒状部材3にかかる巻鉄心1の荷重5aは、巻線2などの巻鉄心以外の構造物にかかるようにし、その構造物は支持部材(図示せず)で支持する構成とする。図2では、一例として、該荷重と巻線自体の荷重を合わせた反作用5cが巻線2の下端にかかることを示しており、反作用5cは、巻線を支持する支持部材(図示せず)により支えられる。本構成により、該巻鉄心1の上部の荷重の反作用方向は、巻鉄心の荷重5aと締め付け圧力6aの合力7aとなり、該巻鉄心1の上部の円弧部の動径方向となる。なお、巻鉄心1を囲む電流路が形成されることを避けるため、棒状部材3とバインド材31の少なくとも一方は絶縁性材料により構成する。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a single-phase static induction electric machine showing a second embodiment of the present invention. In order to obtain the effect of the present invention described in the first embodiment, in this embodiment, two sets of rod-shaped
次に、巻鉄心1の下部両側の外周円弧部には、該円弧部と略同一の曲率半径を持つ2組の受け金具4を当てる。該受け金具4の側面には第2の金具10を当て、互いに内側方向に圧力をかけつつ底面に固定することにより、締め付け圧力6bを付加する。受け金具4には、巻鉄心1の荷重の反作用5bが鉛直上向きに作用しているので、巻鉄心1の下部の円弧部に作用する荷重の方向は、荷重の反作用5bと締め付け圧力6bの合力7bとなり、動径方向となる。なお、図2では、受け金具4の側面に当たる第2の金具10を設けたが、受け金具4の剛性が高い場合には、第2の金具10を設けなくても良い。
Next, two sets of receiving
本実施例の巻鉄心の取り付けは、薄帯状磁性材料を多数枚重ねて構成される略矩形状の巻鉄心の上部両側の内周円弧部に2本の棒状部材を入れ、略水平外側方向に応力をかけつつ巻線に鉄心の荷重をかける。そして、巻鉄心の下部両側の外周円弧部に円弧状の受け金具を当てて略水平内側方向に応力をかけつつ鉄心の荷重をかける。鉄心の磁歪力の方向が分散する円弧部に荷重をかけることにより、磁歪に起因する励磁騒音が低減される。 The winding core of this embodiment is attached by putting two rod-like members in the inner circular arcs on both sides of the upper part of the substantially rectangular winding core formed by stacking a large number of thin ribbon-like magnetic materials in a substantially horizontal outer direction. Apply the core load to the winding while applying stress. Then, an arc-shaped receiving metal fitting is applied to the outer peripheral arc portions on both sides of the lower part of the wound iron core to apply a load on the iron core while applying stress in a substantially horizontal inner direction. By applying a load to the arc portion where the direction of the magnetostrictive force of the iron core is dispersed, excitation noise caused by magnetostriction is reduced.
本実施例よれば、巻鉄心の上部両側の内周円弧部に棒状部材を当接させ、該棒状部材と巻鉄心の円弧部にバインド材をかけて締め付け圧力を付加するようにしたので、巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を抑制することができ、磁歪に起因する騒音を低減することができるとともに、バインド材により締め付け圧力を調節することができる。また、巻鉄心の下部両側の外周円弧部に2組の受け金具4を当て、互いに内側方向に圧力をかけつつ底面に固定することにより、締め付け圧力を付加するようにしたので、簡単な構造により、巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を抑制することができ、磁歪に起因する騒音を低減することができる。
According to the present embodiment, the rod-shaped member is brought into contact with the inner circular arc portions on both sides of the upper portion of the wound iron core, and the binding pressure is applied by applying the binding material to the arc-shaped portion of the rod-shaped member and the wound iron core. Large magnetostrictive vibration generated in the straight portion of the iron core can be suppressed, noise caused by magnetostriction can be reduced, and the tightening pressure can be adjusted by the binding material. In addition, since two sets of receiving
図3は、本発明の第3の実施例を示す、単相静止誘導電器の縦断面図である。本実施例における、巻鉄心1の上部の構成は実施例2と同様であるため、その作用の説明は省略する。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a single-phase static induction electric machine showing a third embodiment of the present invention. Since the structure of the upper part of the
本実施例では、巻鉄心1の下部両側の内周円弧部に、該円弧部と略同一の曲率半径rを持つ2組の棒状部材3aを当接させる。そして、巻鉄心1の下部両側の外周円弧部に、該円弧部と略同一の曲率半径を持つ2組の受け金具4を設け、さらに、受け金具4と棒状部材3aとの間にバインド材31をかけて締め付け圧力を付加し、互いに内側方向に応力6bがかかる構成とする。
In this embodiment, two sets of rod-shaped
本実施例によれば、巻鉄心の下部両側の内周円弧部に棒状部材を当接させ、巻鉄心の下部両側の外周円弧部に受け金具を設け、受け金具と棒状部材との間にバインド材をかけて締め付け圧力を付加するようにしたので、バインド材により締め付け圧力を調節することができ、巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を最適に抑制することができ、磁歪に起因する騒音を低減することができる。 According to the present embodiment, the rod-shaped member is brought into contact with the inner circumferential arc portion on both lower sides of the wound core, the receiving metal fitting is provided on the outer circumferential arc portion on both lower sides of the wound iron core, and the binding is performed between the receiving bracket and the rod-shaped member. Because the clamping pressure is applied by applying the material, the clamping pressure can be adjusted by the binding material, and the large magnetostrictive vibration generated in the straight part of the wound core can be optimally suppressed, resulting in magnetostriction. Noise can be reduced.
図4は、本発明の第4の実施例を示す、単相静止誘導電器の縦断面図である。本実施例における、巻鉄心1の下部の構成は実施例3と同様であるため、その作用の説明は省略する。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a single-phase static induction electric machine showing a fourth embodiment of the present invention. Since the structure of the lower part of the
本実施例では、巻鉄心1の上部両側の内周円弧部に当てた棒状部材3にそれぞれ2組のバインド材31、31aをかけ、さらに該バインド材31、31aを該巻鉄心1の上部両側の外周円弧部に当てた受け金具4にかけて、締め付け圧力6a、6cを付加する。締め付け圧力6aは互いに略水平外側方向に、締め付け圧力6cは略鉛直上向き方向にかける。図1において、巻鉄心の荷重の反作用5aと応力6aとの合力7aは、水平方向に対して略45度の方向が適当である。バインド材31aの締め付け圧力6cを制御することにより、棒状部材3にかかる巻鉄心1の荷重の反作用との合力の方向を、該巻鉄心1の上部の円弧部の動径方向に、均一、かつ正確に制御することができる。なお、実施例2および実施例3と同様に、本実施例においても巻鉄心1の上部の内周円弧部に当てた棒状部材3にかかる巻鉄心1の荷重は、巻線2などの巻鉄心以外の構造物にかかるようにし、その構造物は支持部材(図示せず)で支持する構成とする。
In this embodiment, two sets of
本実施例によれば、巻鉄心の上部両側の内周円弧部に当てた棒状部材にそれぞれ2組のバインド材をかけ、バインド材の締め付け圧力を異なる大きさに制御できるようにしたので、実施例1の作用効果に加えて、巻鉄心の荷重の反作用との合力の方向を、該巻鉄心の上部の円弧部の動径方向に、均一、かつ正確に制御することができ、巻鉄心の騒音の製造ばらつきを簡便に抑制することが可能になる。 According to this embodiment, two sets of binding materials are applied to the rod-shaped members applied to the inner circumferential arcs on both sides of the upper part of the wound iron core so that the tightening pressure of the binding materials can be controlled to different magnitudes. In addition to the function and effect of Example 1, the direction of the resultant force with the reaction of the load of the wound core can be controlled uniformly and accurately in the radial direction of the arc portion of the upper part of the wound core. Noise manufacturing variations can be easily suppressed.
図5は、本発明の第5の実施例を示す、単相静止誘導電器の縦断面図である。従来、巻鉄心の内周部には矩形状金具が設けられていたが、この矩形状金具を改良することにより、本発明の作用効果を得るように構成したものである。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a single-phase static induction electric machine showing a fifth embodiment of the present invention. Conventionally, a rectangular metal fitting has been provided on the inner peripheral portion of the wound iron core. However, the rectangular metal fitting is improved to obtain the operational effects of the present invention.
本実施例では、巻鉄心1の内周部に備えた矩形状金具32の上部両側の角部を、曲げ加工、あるいは肉盛り加工等により円弧状に飛び出した形状32aの如く加工し、該部分を巻鉄心1の上部両側の内周円弧部に当接させる。ここで、円弧状飛び出し部32aの曲率半径は、該巻鉄心の内周円弧部の曲率半径と略同一とする。さらに、バインド材31を矩形状金具32と巻鉄心1の外周部にかけて、略水平外側方向に締め付け圧力6aを付加する。
In this embodiment, the corners on both sides of the upper part of the rectangular metal fitting 32 provided on the inner peripheral portion of the
巻鉄心1の下部においても矩形状金具32を利用して受け金具4との間にバインド材31をかけ、略水平内側方向に締め付け圧力6bを付加する構成としてもよい。
Also in the lower part of the
本実施例によれば、従来から用いられている矩形状金具を改良して用いたので、実施例1の作用効果に加えて、従来品の少しの改変で本発明を実施できる。 According to the present embodiment, since the conventionally used rectangular metal fittings are improved, the present invention can be implemented with a slight modification of the conventional product in addition to the effects of the first embodiment.
図6は、本発明の第6の実施例を示す、三相静止誘導電器の縦断面図である。実施例1から実施例5は、いずれも単相巻鉄心に対する本発明の構成例であるが、本発明は三相巻鉄心にも容易に適用可能である。 FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a three-phase static induction electric machine showing a sixth embodiment of the present invention. Each of Examples 1 to 5 is a configuration example of the present invention for a single-phase wound core, but the present invention can be easily applied to a three-phase wound core.
本実施例では2つの隣接させた内側巻鉄心40の外側に、1つの外側巻鉄心41を巻いた三相三脚型巻鉄心に、3つの巻線を備えて構成される三相静止誘導電器を例示している。実施例1と同様に、内側巻鉄心40の上部両側の内周円弧部1a、および外側巻鉄心41の下部両側と内側巻鉄心40の中央磁脚下部の外周円弧部1bに、それぞれ水平外側方向の応力6a、および水平内側方向の応力6bがかかる手段を設けることで、巻鉄心40、41の荷重の反作用との合力を、巻鉄心の円弧部の動径方向とすることができ、本発明の効果が得られる。応力6aおよび応力6bを付加する具体的手段は、例えば実施例2から5に記載した任意の構成を用いればよい。
In the present embodiment, a three-phase static induction electric machine comprising three windings on a three-phase tripod-type wound core wound with one
本実施例によれば、三相三脚構成の静止誘導電器において、円弧状の角部を持つ静止誘導電器用巻鉄心の荷重を、該巻鉄心の磁歪振動の方向が分散される円弧状の角部で、該角部の動径方向に支持するので、巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を抑制することができ、磁歪に起因する騒音を低減することができる。 According to the present embodiment, in a static induction machine having a three-phase tripod configuration, the load of the wound induction core having an arcuate corner is applied to the arcuate corner where the direction of magnetostriction vibration of the wound iron is dispersed. Therefore, the large magnetostriction vibration generated in the straight portion of the wound iron core can be suppressed, and noise caused by magnetostriction can be reduced.
図7は、本発明の第7の実施例を示す、三相静止誘導電器の縦断面図である。図6では、三相三脚構成の巻鉄心について説明したが、4つの巻鉄心を並列させ、該巻鉄心の磁脚部同士が隣接した3箇所に三相巻線を巻回させた三相五脚構成の巻鉄心にも、本発明を適用することができる。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a three-phase static induction electric machine showing a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 6, a wound iron core having a three-phase tripod configuration has been described. However, four wound iron cores are arranged in parallel, and three-phase five wires are wound around three positions where the magnetic leg portions of the wound iron cores are adjacent to each other. The present invention can also be applied to a wound core with a leg structure.
本実施例では4つの巻鉄心45を隣接させた三相五脚型巻鉄心に、隣接する2つの巻鉄心の部分に3つの巻線2を備えて構成される三相静止誘導電器を示している。実施例1と同様に、巻鉄心45の上部両側の内周円弧部1a、および巻鉄心45の下部両側の外周円弧部1bに、それぞれ水平外側方向の応力6a、および水平内側方向の応力6bがかかる手段を設けることで、巻鉄心45の荷重の反作用との合力を、巻鉄心の円弧部の動径方向とすることができ、本発明の効果が得られる。応力6aおよび応力6bを付加する具体的手段は、例えば実施例2から5に記載した任意の構成を用いればよい。
In the present embodiment, a three-phase static induction electric machine constituted by three
本実施例によれば、三相五脚構成の静止誘導電器において、円弧状の角部を持つ静止誘導電器用巻鉄心の荷重を、該巻鉄心の磁歪振動の方向が分散される円弧状の角部で、該角部の動径方向に支持するので、巻鉄心の直線部で発生する大きな磁歪振動を抑制することができ、磁歪に起因する騒音を低減することができる。 According to the present embodiment, in a three-phase five-leg stationary induction machine, the load of the wound induction core having an arcuate corner is applied to the arcuate shape in which the direction of magnetostrictive vibration of the wound core is dispersed. Since the corner portion is supported in the radial direction of the corner portion, large magnetostrictive vibration generated in the straight portion of the wound iron core can be suppressed, and noise caused by magnetostriction can be reduced.
以上説明した各実施例は本発明の構成を限定するものではなく、巻鉄心の上部および下部に設ける応力付加手段は、異なる実施例に記載した任意の組み合わせとしてもよい。また、応力付加手段としてバインド材31、31aの使用に限定されるものではなく、同じ機能が実現できる、例えばラチェット構造、ターンバックル構造等を利用して応力を付加してもよい。
Each embodiment described above does not limit the configuration of the present invention, and the stress applying means provided at the upper and lower portions of the wound core may be any combination described in different embodiments. The stress applying means is not limited to the use of the
1:巻鉄心
1a:巻鉄心上部の内周円弧部
1b:巻鉄心下部の外周円弧部
2:巻線
3:上部棒状部材
3a:下部棒状部材
4:受け金具
5a,5b,5c:荷重の反作用の方向
6a,6b,6c:付加応力の方向
7a,7b:荷重の反作用と付加応力の合力の方向
10:第2の金具
31,31a:バインド材
32:矩形状金具
32a:円弧状飛び出し部
40:内側巻鉄心
41:外側巻鉄心
45:三相五脚構成の巻鉄心
50:拘束面
1:
Claims (15)
前記巻鉄心の上部両側の内周円弧部に設けた、略水平外側方向に応力をかけつつ前記巻鉄心の荷重を支持する手段と、
前記巻鉄心の下部両側の外周円弧部に設けた、略水平内側方向に応力をかけつつ前記巻鉄心の荷重を支持する手段と、
を備える静止誘導電器。 A static induction electric machine comprising a wound iron core formed by stacking a large number of ribbon-like magnetic materials and having open ends joined to each other and having a substantially rectangular shape with arcuate corners, and a winding inserted in the wound iron core. There,
A means for supporting the load of the wound core while applying stress in a substantially horizontal outer direction, provided on inner circular arc portions on both upper sides of the wound core;
Means for supporting the load of the wound core while applying stress in a substantially horizontal inner direction, provided on the outer peripheral arcs on both sides of the lower part of the wound core;
A static induction machine.
前記巻鉄心の上部両側の内周円弧部、および下部両側の外周円弧部に付加する略水平方向の応力と、前記巻鉄心の鉛直方向に作用する荷重の反作用の合力が、前記巻鉄心の円弧部の動径方向を向いていることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 1,
The resultant force of the reaction between the substantially horizontal stress applied to the inner circumferential arc portion on both upper sides and the lower circumferential arc portion on both sides of the wound core and the load acting in the vertical direction of the wound core is the arc of the wound core. A static induction machine characterized by facing the radial direction of the part.
前記巻鉄心の上部両側の内周円弧部に設けた、前記略水平外側方向に応力をかけつつ前記巻鉄心の荷重を支持する手段は、前記内周円弧部と略同一の曲率半径を持つ棒状部材と、該棒状部材に略水平外側方向に応力をかける部材から成ることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 1,
The means for supporting the load of the wound iron core while applying stress in the substantially horizontal outer direction provided on the inner circumferential arc part on both upper sides of the wound iron core is a rod shape having substantially the same radius of curvature as the inner circumferential arc part. A stationary induction device comprising a member and a member that applies stress to the rod-shaped member in a substantially horizontal outer direction.
前記棒状部材にかかる巻鉄心の荷重は、前記巻鉄心以外の部材により支持されていることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 3,
The static induction machine characterized by the load of the wound iron core concerning the said rod-shaped member being supported by members other than the said wound iron core.
前記棒状部材に略水平外側方向に応力をかける部材は、前記棒状部材と前記巻鉄心の円弧部との間に掛け渡し、締め付け圧力を付加する第1のバインド材であることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 3,
The member that applies stress to the rod-shaped member in a substantially horizontal outer direction is a first binding material that spans between the rod-shaped member and an arc portion of the wound iron core and applies a tightening pressure. Induction machine.
前記棒状部材と前記巻鉄心の上部の円弧部との間に掛け渡し、略鉛直上向き方向の締め付け圧力を付加する第2のバインド材を備えることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine of claim 5, further comprising:
A stationary induction electric machine comprising a second binding member that spans between the rod-shaped member and an arc portion at an upper part of the wound iron core and applies a tightening pressure in a substantially vertical upward direction.
前記巻鉄心の下部両側の外周円弧部に設けた、前記略水平内側方向に応力をかけつつ巻鉄心の荷重を支持する手段は、前記巻鉄心の下部の外周円弧部と略同一の曲率半径を持つ受け金具と、該受け金具に略水平内側方向に応力をかける部材から成ることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 1,
The means for supporting the load of the wound core while applying stress in the substantially horizontal inner direction provided at the outer circumferential arcs on both sides of the lower part of the wound core has a radius of curvature substantially the same as that of the outer circumferential arc of the lower part of the wound core. A stationary induction machine comprising: a receiving metal fitting having a member; and a member that applies stress to the receiving metal metal in a substantially horizontal inner direction.
前記受け金具に略水平内側方向に応力をかける部材は、前記巻鉄心の下部の外周円弧部に当てた2組の受け金具の側面に、それぞれ当接し、互いに略水平内側方向に応力をかける第2の金具であることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 7,
The members that apply stress to the receiving metal in the substantially horizontal inner direction are respectively in contact with the side surfaces of the two sets of receiving metal applied to the outer peripheral arc of the lower part of the wound iron core and apply stress in the substantially horizontal inner direction to each other. A static induction appliance characterized by being a metal fitting of 2.
前記受け金具に略水平内側方向に応力をかける部材は、前記巻鉄心の下部両側の内周円弧部に設けた、前記巻鉄心の下部両側の内周円弧部と略同一の曲率半径を持つ棒状部材と、
前記棒状部材と前記受け金具との間に掛け渡し、締め付け圧力を付加するバインド材から成ることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 7,
The member that applies stress in the substantially horizontal inward direction to the metal fitting is a rod-shaped member having a radius of curvature substantially the same as the inner circumferential arc portion on both lower sides of the wound core provided on the inner circumferential arc portion on both lower sides of the wound core. Members,
A stationary induction electric machine comprising a binding material that spans between the rod-shaped member and the receiving metal and applies a clamping pressure.
前記巻鉄心の内周部に、上部両側の角部を円弧状に飛び出した形状とした矩形状金具を備え、円弧状飛び出し部の曲率半径は巻鉄心の内周円弧部の曲率半径と略同一とし、該矩形状金具に略水平外側方向に応力をかけつつ巻鉄心の荷重をかけることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 1,
The inner periphery of the wound iron core is provided with a rectangular metal fitting having a shape in which the corners on both upper sides protrude in an arc shape, and the radius of curvature of the arc protruding portion is substantially the same as the radius of curvature of the inner arc portion of the wound iron core. And applying a load of the wound iron core while applying stress to the rectangular metal fitting in a substantially horizontal outer direction.
前記矩形状金具と前記巻鉄心の円弧部との間に掛け渡し、締め付け圧力を付加するバインド材を備えることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to claim 10, wherein
A stationary induction device comprising a binding material that spans between the rectangular metal fitting and an arc portion of the wound iron core and applies a tightening pressure.
単一の巻鉄心の磁脚部に巻線を巻回させた単相構成であることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction appliance according to any one of claims 1 to 11,
A static induction electric machine having a single-phase configuration in which a winding is wound around a magnetic leg portion of a single wound iron core.
2つの内側巻鉄心を隣接させ、該内側巻鉄心の外側に1つの外側巻鉄心を備え、3箇所の磁脚部に三相巻線を巻回させた三相三脚構成であることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction appliance according to any one of claims 1 to 11,
It has a three-phase tripod configuration in which two inner winding cores are adjacent, one outer winding core is provided outside the inner winding core, and three-phase windings are wound around three magnetic leg portions. Static induction machine.
4つの巻鉄心を並列させ、該巻鉄心の磁脚部同士が隣接した3箇所に三相巻線を巻回させた三相五脚構成であることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction appliance according to any one of claims 1 to 11,
A static induction electric appliance having a three-phase five-leg configuration in which four wound iron cores are arranged in parallel and three-phase windings are wound around three adjacent magnetic leg portions of the wound iron cores.
前記巻鉄心は、薄帯状の極薄電磁鋼板、アモルファス合金、またはナノ結晶合金であることを特徴とする静止誘導電器。 The static induction machine according to any one of claims 1 to 14,
The wound iron core is a thin strip-like ultra-thin electrical steel sheet, an amorphous alloy, or a nanocrystalline alloy.
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