JP2017204498A - Wound core - Google Patents
Wound core Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017204498A JP2017204498A JP2016093797A JP2016093797A JP2017204498A JP 2017204498 A JP2017204498 A JP 2017204498A JP 2016093797 A JP2016093797 A JP 2016093797A JP 2016093797 A JP2016093797 A JP 2016093797A JP 2017204498 A JP2017204498 A JP 2017204498A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gap
- iron core
- peripheral side
- wound
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 61
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 194
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 96
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 14
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 49
- 229910001035 Soft ferrite Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 8
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明の実施形態は、鉄心材を巻回して形成された巻鉄心に関する。 Embodiments of the present invention relate to a wound core formed by winding an iron core material.
例えばけい素鋼板等の鉄心材を環状に巻回して形成された巻鉄心が知られている。このような巻鉄心は、故障時の交換や修理のために、コイルを通すために環状の一部が切断されていたり、例えば特許文献1のように複数の鉄心に分割可能とされていたりすることがある。 For example, a wound core formed by winding an iron core material such as a silicon steel plate in an annular shape is known. Such a wound iron core may be partly cut to pass a coil for replacement or repair at the time of failure, or may be divided into a plurality of iron cores as in Patent Document 1, for example. Sometimes.
ところで、鉄心を切断する際には、樹脂の含浸や固化による残留応力が開放されることから、鉄心が外側に広がる傾向がある。そのため、各鉄心を組み合わせた際に隙間が生じないように、切断面を水平研磨している。
しかしながら、製造時には互いの切断面が水平になっていたとしても、例えば変圧器に用いて運転した場合には鉄心の内周側と外周側とで発熱量が異なることから、組み合わせた鉄心が変形してギャップ材が押しつぶされ、その結果、互いの鉄心間の距離すなわちギャップ長が内周側と外周側とで異なるようになり、温度分布の不均一化を招くことになる。
そこで、複数の鉄心を組み合わせる構成において温度分布の不均一化を招くことがない巻鉄心を提供する。
By the way, when the iron core is cut, the residual stress due to resin impregnation or solidification is released, so that the iron core tends to spread outward. Therefore, the cut surface is horizontally polished so that no gap is generated when the iron cores are combined.
However, even if the cut surfaces of each other are horizontal at the time of manufacture, for example, when operated using a transformer, the amount of heat generated differs between the inner and outer peripheral sides of the iron core, so the combined iron core is deformed. As a result, the gap material is crushed, and as a result, the distance between the iron cores, that is, the gap length is different between the inner peripheral side and the outer peripheral side, resulting in uneven temperature distribution.
Therefore, a wound core that does not cause uneven temperature distribution in a configuration in which a plurality of cores are combined is provided.
実施形態の巻鉄心は、互いに組み合わされることで環状をなす複数の鉄心と、鉄心を組み合わせた際のギャップに配置されるギャップ材と、鉄心を組み合わせた状態に締結する締結部材と、を備え、ギャップ材は、セラミック材料で形成されている。 The wound core of the embodiment includes a plurality of cores that form a ring by being combined with each other, a gap material that is disposed in a gap when the cores are combined, and a fastening member that is fastened in a combined state of the cores, The gap material is formed of a ceramic material.
以下、複数の実施形態について図面に基づいて説明する。各実施形態の説明において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について、図1から図4を参照しながら説明する。
図1に示すように、本実施形態の巻鉄心10は、2つの鉄心11と、各鉄心11に挟まれたギャップ材12と、各鉄心11およびギャップ材12を環状に組み合わせた状態に締結する締結部材13とを備えている。この巻鉄心10は、図示しないコイルとともに例えば変圧器等に用いられる。
Hereinafter, a plurality of embodiments will be described based on the drawings. In the description of each embodiment, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
各鉄心11は、例えばけい素鋼板等の鉄心材を環状に巻回したものを2つに切断することにより、概ねC字状に形成されている。このとき、各鉄心11の切断面、つまりは、互いの鉄心11が対向する部位である端面11aは、水平研磨されている。このため、切断後においては、各鉄心11の端面11aは、互いに平行となっている。つまり、巻鉄心10では、内周側のギャップ長(L1)は、外周側のギャップ長(L2)と一致している。ここで、「一致」とは、所定の公差を含んだ状態を意味している。
Each
ギャップ材12は、鉄心11を環状に組み合わせた際の接合部、つまりは、各鉄心11の端面11aが向かい合う空間であるギャップを埋めるように設けられている。このギャップ材12は、本実施形態では、例えばフェライトやアルミナ等、無機物を焼き固めた焼結体であるセラミック材料で形成されている。このため、ギャップ材12は、熱膨張率が極めて低いとともに、鉄心11に比べて硬度が相対的に高くなっている。つまり、ギャップ材12は、形状の変化に対する耐性が非常に高く、温度や外部から加わる力による変形がほぼ生じないものとなっている。このギャップ材12は、例えば樹脂材料等により鉄心11に接着あるいは固定されている。
The
締結部材13は、各鉄心11を、鉄心11間にギャップ材12を挟んだ状態で環状に組み合わせた状態に締結する。この締結部材13は、鉄心11を環状に維持できる強度で、且つ、比較的重量がある鉄心11がばらばらにならないように、鉄心11およびギャップ材12を強固に締結している。これにより、巻鉄心10は、四隅にR状のコーナー部を有する略長方形の環状に形成される。
次に、上記した構成の作用について説明する。
The
Next, the operation of the above configuration will be described.
まず、図2および図3を参照しながら、従来の巻鉄心110に生じる不具合について説明する。図2は、従来の巻鉄心110を模式的に示しており、ギャップ材112の材料以外は、図1に示した本実施形態の巻鉄心10と共通する。この従来の巻鉄心110は、ギャップ材112が例えばソフトフェライト等の比較的硬度が低い材料で形成されており、変形を許容する構造となっていた。
そのため、製造時に端面11aを水平研磨したとしても、例えば変圧器等において実際に運転した場合には、磁束は鉄心11の内周側のほうが流れ易いことから、内周側の方が外周側よりも発熱量が多くなり、内周側の変形量が大きくなって鉄心11の変形を招いていた。
First, the trouble which arises in the
Therefore, even if the
具体的には、例えば締結部材13により強固に鉄心11を締結した場合には、外周側への変形が許容されないことから、ギャップ材12を囲うようにコイルを設けた構成であれば、巻鉄心110は、図2に示すように内側に向かって変形する。すなわち、ギャップ材112の外周側が押しつぶされることによって、鉄心11間の距離すなわちギャップ長が内周側と外周側とで異なるようになる。この場合、内周側のギャップ長(L11。ただし、L11>L1)が長くなる一方、外周側のギャップ長(L12。ただし、L12<L1)が短くなる。そして、ギャップ長が短くなった側、つまり、図2でいえば巻鉄心110の外周側には磁束がより集中することになるため、巻鉄心110は、外周側がさらに発熱し、更なる変形が引き起こされる可能性がある。
Specifically, for example, when the
あるいは、締結部材13により比較的緩やかに鉄心11を締結した場合には、外周側への変形が許容され、巻鉄心110は、図3に示すように外側に向かって変形する。すなわち、ギャップ材112の内周側が押しつぶされることによって、鉄心11間の距離すなわちギャップ長が内周側と外周側とで異なるようになる。この場合、内周側のギャップ長(L11。ただし、L11<L1)が短くなる一方、外周側のギャップ長(L12。ただし、L12>L1)が長くなる。つまり、ギャップの内周側と外周側とで磁気抵抗が不均一となる。
Alternatively, when the
そして、ギャップ長が短くなった側、つまり、図3でいえば巻鉄心110の内周側には磁束がより集中することになるため、巻鉄心110は、内周側がさらに発熱し、更なる変形が引き起こされる可能性がある。
このように、従来では、実際に運転した際の熱膨張による変形によってギャップ長が変化して温度分布が不均一化するという問題があった。
Then, since the magnetic flux is more concentrated on the side where the gap length is shortened, that is, the inner peripheral side of the
As described above, conventionally, there is a problem that the gap length changes due to deformation due to thermal expansion during actual operation and the temperature distribution becomes non-uniform.
これに対して、実施形態の巻鉄心10の場合、ギャップ材12は、上記したように熱膨張率が極めて低いとともに、鉄心11に比べて硬度が相対的に高いセラミック材料で形成されている。このため、巻鉄心10の場合には、実際に運転した場合に変形することがない。すなわち、巻鉄心10の場合には、内周側と外周側とでギャップ長が異なる状態にはならない。
On the other hand, in the case of the
これにより、内周側と外周側とでギャップ長が変わらないことから、磁気抵抗を均一化することができ、外周側や内周側の一方のみが発熱し続けることを防止することができる。また、ギャップ長が変わらないことから、温度分布の不均一化を防止することができる。
このとき、締結部材13を外せば巻鉄心10を2つに分解することができるため、巻鉄心10や図示しないコイルの修理や交換作業を効率よく行うことができるとともに、例えば変圧器の補修等が容易な構成であることは勿論である。
Thereby, since the gap length does not change between the inner peripheral side and the outer peripheral side, the magnetic resistance can be made uniform, and it is possible to prevent only one of the outer peripheral side and the inner peripheral side from continuing to generate heat. Further, since the gap length does not change, it is possible to prevent the temperature distribution from becoming non-uniform.
At this time, if the
また、例えば図4に示す他の巻鉄心20の場合にも、巻鉄心10と同様の効果を得ることができる。具体的には、巻鉄心20は、外側に広がった形状の2つの鉄心21と、各鉄心21の間に設けられているセラミック材料で形成されたギャップ材22と、締結部材13とを備えている。この鉄心21は、製造時に既に広がった形状とされており、各鉄心21の切断面は、鉄心21が広がった状態で互いに平行となるように水平研磨されている。
このような巻鉄心20であっても、外周側や内周側の一方のみが発熱し続けることを防止することができるとともに、ギャップ長が変わらないことから、温度分布の不均一化を防止することができる。
Further, for example, in the case of another
Even with such a
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、図5から図7を参照しながら説明する。
上記した第1実施形態で説明したように、従来では、実際に運転した際の熱膨張による変形によってギャップ長が変化して温度分布が不均一化するという問題があった。ただし、その問題は、予め熱膨張による変形を考慮した構造とすることによっても解決することができる。以下、4つの具体例1〜4に基づいて説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS.
As described in the first embodiment described above, conventionally, there has been a problem that the temperature distribution becomes non-uniform due to a change in gap length due to deformation caused by thermal expansion during actual operation. However, this problem can also be solved by adopting a structure that takes into account deformation due to thermal expansion in advance. Hereinafter, description will be given based on four specific examples 1 to 4.
<具体例1>
図5に示す巻鉄心30は、2つの鉄心31と、各鉄心31に挟まれたギャップ材32と、各鉄心31およびギャップ材32を組み合わせた状態に締結する締結部材13とを備えている。各鉄心31は、それぞれ、環状に組み合わされた状態において内周側に配置される第一鉄心31aと、外周側に配置される第二鉄心31bとにより構成されている。また、本例の場合、ギャップ材32は、外部から加わる力に応じて変形する材料、例えばソフトフェライトにより形成されている。
<Specific example 1>
A
第一鉄心31aおよび第二鉄心31bは、鉄心材をそれぞれ異なる径となるように巻回したものを2つに分割することで形成されている。このとき、第一鉄心31aの外形は、第二鉄心31bの内径にほぼ一致するように形成されている。このため、第一鉄心31aおよび第二鉄心31bを組み合わせた場合には、互いの隙間がほとんど無い状態となる。
そして、第一鉄心31aおよび第二鉄心31bの端面は、互いに平行となるように水平研磨されている。ただし、内周側に配置される第一鉄心31a間のギャップ長(L1)は、外周側に配置される第二鉄心31bのギャップ長(L2)よりも長くなるように形成されている。
The
The end surfaces of the
すなわち、巻鉄心30は、鉄心31を環状に組み合わせた状態における内周側と外周側とでギャップ長が異なっているとともに、内周側のギャップ長(L1)が外周側のギャップ長(L2)よりも長くなるように形成されている。
そして、内周側のギャップ長と外周側のギャップ長とは、運転時の発熱量、例えば定格負荷で運転した際の発熱量に基づいてそれぞれ設計されている。換言すると、内周側のギャップ長および外周側のギャップ長は、運転時に第一鉄心31aおよび第二鉄心31bが発熱により変形する変形量を考慮して、運転時に両者が概ね同じ長さとなるように設計されている。
That is, in the
The inner circumferential side gap length and the outer circumferential side gap length are designed based on the amount of heat generated during operation, for example, the amount of heat generated when operating at a rated load. In other words, the gap length on the inner peripheral side and the gap length on the outer peripheral side are set to be approximately the same length during operation in consideration of the amount of deformation of the
この巻鉄心30を例えば変圧器等において実際に運転した場合には、磁束が流れ易い内周側の方が外周側よりも変形量が大きくなることから、内周側のギャップ長が短くなる。このとき、上記したようにギャップ材32はソフトフェライトにより形成されていることから、鉄心31が変形することにより押しつぶされ、ギャップ長が短くなることが許容される。つまり、ギャップ材32は、自身が圧縮されることにより、鉄心31の変形を吸収する。
When the
これにより、運転時には、内周側と外周側のギャップ長が概ね同じ長さとなり、磁気抵抗を均一化することができ、温度分布の不均一化を防止することができる。
また、ギャップ材32をソフトフェライトで形成しているため、上記した段差のあるギャップに対しても、容易にギャップ材32を充填あるいは挿入することができる。
As a result, during operation, the gap lengths on the inner peripheral side and the outer peripheral side are substantially the same length, the magnetic resistance can be made uniform, and uneven temperature distribution can be prevented.
Further, since the gap material 32 is formed of soft ferrite, the gap material 32 can be easily filled or inserted into the gap having the step.
<具体例2>
図6に示す巻鉄心40は、2つの鉄心41と、各鉄心41に挟まれたギャップ材42と、各鉄心41およびギャップ材42を組み合わせた状態に締結する締結部材13とを備えている。各鉄心41は、それぞれ、環状に組み合わされた状態において内周側に配置される第一鉄心41aと、外周側に配置される第二鉄心41bとにより構成されている。また、本例の場合、ギャップ材42は、外部から加わる力に応じて変形する材料、例えばソフトフェライトにより形成されている。
<Specific example 2>
The
第一鉄心41aおよび第二鉄心41bは、鉄心材をそれぞれ異なる径となるように巻回したものを2つに分割することで形成されている。このとき、第一鉄心41aの外形は、第二鉄心41bの内径にほぼ一致するように形成されている。このため、第一鉄心41aおよび第二鉄心41bを組み合わせた場合には、互いの隙間がほとんど無い状態となる。
The
そして、第一鉄心41aおよび第二鉄心41bの端面は、ギャップ長が内周側に向かうほど長くなるように研磨されている。具体的には、内周側に配置される第一鉄心41a間のギャップ長(L1)は、外周側に配置される第二鉄心41bのギャップ長(L2)よりも長くなるように形成されている。
すなわち、巻鉄心40は、鉄心41を環状に組み合わせた状態における内周側と外周側とでギャップ長が異なっているとともに、内周側のギャップ長(L1)が外周側のギャップ長(L2)よりも長くなるように形成されている。
And the end surface of the
That is, in the
そして、内周側のギャップ長と外周側のギャップ長とは、運転時の発熱量、例えば定格負荷で運転した際の発熱量に基づいてそれぞれ設計されている。換言すると、内周側のギャップ長および外周側のギャップ長は、運転時に第一鉄心41aおよび第二鉄心41bが発熱により変形する変形量を考慮して、運転時に両者が概ね同じ長さとなるように設計されている。
The inner circumferential side gap length and the outer circumferential side gap length are designed based on the amount of heat generated during operation, for example, the amount of heat generated when operating at a rated load. In other words, the gap length on the inner peripheral side and the gap length on the outer peripheral side are set to be approximately the same length during operation in consideration of the amount of deformation of the
この巻鉄心40を例えば変圧器等において実際に運転した場合には、磁束が流れ易い内周側の方が外周側よりも変形量が大きくなることから、内周側のギャップ長が短くなる。このとき、上記したようにギャップ材42はソフトフェライトにより形成されていることから、鉄心41が変形することにより押しつぶされ、ギャップ長が短くなることが許容される。
これにより、運転時には、内周側と外周側のギャップ長が概ね同じ長さとなり、磁気抵抗を均一化することができ、温度分布の不均一化を防止することができる。
また、ギャップ材42をソフトフェライトで形成しているため、上記した段差のあるギャップに対しても、容易にギャップ材42を充填あるいは挿入することができる。
When the
As a result, during operation, the gap lengths on the inner peripheral side and the outer peripheral side are substantially the same length, the magnetic resistance can be made uniform, and uneven temperature distribution can be prevented.
Further, since the
<具体例3>
図7に示す巻鉄心50は、2つの鉄心51と、各鉄心51に挟まれたギャップ材52と、各鉄心51およびギャップ材52を組み合わせた状態に締結する締結部材13とを備えている。各鉄心51は、鉄心材を巻回したものを2つに分割することで形成されている。そして、各鉄心51の端面は、内周側のギャップ長(L1)が外周側のギャップ長(L2)よりも長くなるように、段差状に研磨されている。
<Specific example 3>
The
すなわち、巻鉄心50は、鉄心51を環状に組み合わせた状態における内周側と外周側とでギャップ長が異なっているとともに、内周側のギャップ長(L1)が外周側のギャップ長(L2)よりも長くなるように形成されている。
また、本例の場合、ギャップ材52は、外部から加わる力に応じて変形する材料、例えばソフトフェライトにより形成されている。なお、ギャップ材52は、実質的には上記した具体例1のギャップ材32と共通するものである。
That is, in the
In the case of this example, the
このとき、内周側のギャップ長と外周側のギャップ長とは、運転時の発熱量、例えば定格負荷で運転した際の発熱量に基づいてそれぞれ設計されている。換言すると、内周側のギャップ長および外周側のギャップ長は、運転時に鉄心51が発熱により変形する変形量を考慮して、運転時に両者が概ね同じ長さとなるように設計されている。
At this time, the gap length on the inner peripheral side and the gap length on the outer peripheral side are designed based on the amount of heat generated during operation, for example, the amount of heat generated when operated with a rated load. In other words, the gap length on the inner peripheral side and the gap length on the outer peripheral side are designed so that both are substantially the same length during operation in consideration of the amount of deformation of the
この巻鉄心50を例えば変圧器等において実際に運転した場合には、磁束が流れ易い内周側の方が外周側よりも変形量が大きくなることから、内周側のギャップ長が短くなる。このとき、上記したようにギャップ材52はソフトフェライトにより形成されていることから、鉄心51が変形することにより押しつぶされ、ギャップ長が短くなることが許容される。
When this wound
これにより、運転時には、内周側と外周側のギャップ長が概ね同じ長さとなり、磁気抵抗を均一化することができ、温度分布の不均一化を防止することができる。
また、ギャップ材52をソフトフェライトで形成しているため、上記した段差のあるギャップに対しても、容易にギャップ材52を充填あるいは挿入することができる。
As a result, during operation, the gap lengths on the inner peripheral side and the outer peripheral side are substantially the same length, the magnetic resistance can be made uniform, and uneven temperature distribution can be prevented.
Further, since the
<具体例4>
図8に示す巻鉄心60は、2つの鉄心61と、各鉄心61に挟まれたギャップ材62と、各鉄心61およびギャップ材62を組み合わせた状態に締結する締結部材13とを備えている。そして、各鉄心61の端面は、ギャップ長が内周側に向かうほど長くなるように研磨されている。具体的には、内周側のギャップ長(L1)は、外周側のギャップ長(L2)よりも長くなるように形成されている。
<Specific Example 4>
The
すなわち、巻鉄心60は、鉄心61を環状に組み合わせた状態における内周側と外周側とでギャップ長が異なっているとともに、内周側のギャップ長(L1)が外周側のギャップ長(L2)よりも長くなるように形成されている。
また、本例の場合、ギャップ材62は、外部から加わる力に応じて変形する材料、例えばソフトフェライトにより形成されている。なお、ギャップ材62は、実質的には上記した具体例2のギャップ材42と共通するものである。
That is, in the
In the case of this example, the
そして、内周側のギャップ長と外周側のギャップ長とは、運転時の発熱量、例えば定格負荷で運転した際の発熱量に基づいてそれぞれ設計されている。換言すると、内周側のギャップ長および外周側のギャップ長は、運転時に鉄心61が発熱により変形する変形量を考慮して、運転時に両者が概ね同じ長さとなるように設計されている。
The inner circumferential side gap length and the outer circumferential side gap length are designed based on the amount of heat generated during operation, for example, the amount of heat generated when operating at a rated load. In other words, the gap length on the inner peripheral side and the gap length on the outer peripheral side are designed so that both are substantially the same length during operation in consideration of the amount of deformation of the
この巻鉄心60を例えば変圧器等において実際に運転した場合には、磁束が流れ易い内周側の方が外周側よりも変形量が大きくなることから、内周側のギャップ長が短くなる。このとき、上記したようにギャップ材62はソフトフェライトにより形成されていることから、鉄心61が変形することにより押しつぶされ、ギャップ長が短くなることが許容される。
When this wound
これにより、運転時には、内周側と外周側のギャップ長が概ね同じ長さとなり、磁気抵抗を均一化することができ、温度分布の不均一化を防止することができる。
また、ギャップ材62をソフトフェライトで形成しているため、上記した段差のあるギャップに対しても、容易にギャップ材62を充填あるいは挿入することができる。
As a result, during operation, the gap lengths on the inner peripheral side and the outer peripheral side are substantially the same length, the magnetic resistance can be made uniform, and uneven temperature distribution can be prevented.
Further, since the
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、図9を参照しながら説明する。
上記した第1実施形態で説明したように、従来では、実際に運転した際の熱膨張による変形によってギャップ長が変化して温度分布が不均一化するという問題があった。ただし、その問題は、予め熱膨張による変形を考慮した構造とすることによっても解決することができる。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIG.
As described in the first embodiment described above, conventionally, there has been a problem that the temperature distribution becomes non-uniform due to a change in gap length due to deformation caused by thermal expansion during actual operation. However, this problem can also be solved by adopting a structure that takes into account deformation due to thermal expansion in advance.
図9に示す巻鉄心70は、2つの鉄心71と、各鉄心71に挟まれたギャップ材72と、各鉄心71およびギャップ材72を組み合わせた状態に締結する締結部材13とを備えている。各鉄心71は、それぞれ、環状に組み合わされた状態において内周側に配置される第一鉄心71aと、外周側に配置される第二鉄心71bとにより構成されている。また、本例の場合、ギャップ材72は、例えばソフトフェライトでもよいが、本実施形態では第1実施形態で説明したセラミック材料により形成されている。
A
第一鉄心71aおよび第二鉄心71bは、鉄心材をそれぞれ異なる径となるように巻回したものを2つに分割することで形成されている。また第一鉄心71aおよび第二鉄心71bの端面は、互いに平行となるように水平研磨されている。そして、製造時には、内周側に配置される第一鉄心71a間のギャップ長(L1)と、外周側に配置される第二鉄心71bのギャップ長(L2)とがほぼ一致するように形成されている。つまり、第一鉄心71aおよび第二鉄心71bは、組み合わされた状態においてその端面が面一となっている。
The
これにより、巻鉄心70は、四隅がR状となった略長方形の環状に形成されるとともに、その幅方向(図示左右方向)つまりは略長方形における短手方向においては第一鉄心71aおよび第二鉄心71bの隙間がほとんど無い状態となる一方、その高さ方向(図示上下方向)つまりは略長方形における長手方向においては第一鉄心71aおよび第二鉄心71bとの間に空隙73(緩衝部)が形成される。つまり、略長方形の環状の短手側の腕部間に、空隙73が形成される。
Thereby, the
この空隙73は、運転時の発熱量、例えば定格負荷で運転した際の発熱量に基づいてそれぞれ設計されている。換言すると、空隙73は、運転時に第一鉄心71aが発熱により変形する変形量を考慮して設計されている。
本実施形態の場合、空隙73には、例えば樹脂材料で形成された充填剤74が充填されている。なお、図9では、充填剤74を模式的にハッチングにより示している。これにより、第一鉄心71aと第二鉄心71bとは、空隙73において互いに固定あるいは固着されている。この充填剤74は、ギャップ材72よりも強度が相対的に低い材料で形成されている。
The
In the present embodiment, the
この巻鉄心30を例えば変圧器等において実際に運転した場合には、磁束が流れ易い内周側の方が外周側よりも変形量が大きくなることから、第一鉄心71aの変形量が大きくなる。このとき、上記したようにギャップ材72よりも充填剤74のほうが硬度は低いことから、第一鉄心71aは、充填剤74を押し付けながら空隙73内に侵入する。つまり、発熱による第一鉄心71aの変形は、空隙73によって吸収される。つまり、空隙73は、緩衝部として機能する。
When this
これにより、運転時には、内周側と外周側のギャップ長が概ね同じ長さとなり、磁気抵抗を均一化することができ、温度分布の不均一化を防止することができる。
なお、例えば樹脂を含浸させること等により長手側のヨーク(図示左右のヨーク)にて第一鉄心71aと第二鉄心71bとを固定できるのであれば、必ずしも空隙73に充填剤74を充填しなくてもよい。
As a result, during operation, the gap lengths on the inner peripheral side and the outer peripheral side are substantially the same length, the magnetic resistance can be made uniform, and uneven temperature distribution can be prevented.
For example, if the
(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、図10および図11を参照しながら説明する。
上記した実施形態ではギャップを長手側のヨークに設けた例を示したが、ギャップを他の位置に設けてもよい。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
In the above-described embodiment, an example in which the gap is provided in the yoke on the long side has been described, but the gap may be provided in another position.
例えば、図10に示す巻鉄心80のように、ギャップをコーナー部80aに設けてもよい。本実施形態の場合、鉄心81は、図示左右側の長手側となるヨークを有する略U字状の鉄心81aと、図示上方の短手側の腕部となる鉄心81bとにより形成されている。つまり、巻鉄心80は、略長方形の環状において、端手側の1辺が分割可能に形成されている。この鉄心81aは、鉄心材をそれぞれ異なる径となるように巻回したものを分割することで形成されている。
For example, a gap may be provided in the
各鉄心81a、81bは、それぞれの端面が、環状に組み合わされた状態で平行となるように研磨されている。そして、各鉄心81a、81bの端面間に、ギャップが設けられている。このギャップには、本実施形態では第1実施形態で説明したセラミック材料により形成されたギャップ材82が配置されている。
このように、ギャップをR状のコーナー部80aに設けた巻鉄心80であっても、ギャップ材82をセラミック材料により形成することにより、運転時にギャップ長が変化することによる温度分布の不均一化を招くことがない。
Each of the
As described above, even in the
また、コーナー部80aにギャップを設けているので、バンド状の締結部材13で締め付けることにより、短手側の腕部を、ギャップ材を介して長手側のヨークに密着させて押し付けることができる。したがって、鉄心81およびギャップ材82をしっかりと締結することができる。
In addition, since the gap is provided in the
ところで、ギャップを設ける場合には、ギャップにおいて透磁率が低下することになるため、ギャップにおける透磁率を調整する構成としてもよい。具体的には、図11(a)に示すように、巻鉄心90は、鉄心91a、91b、ギャップ材92、および締結部材13を備えている。これら鉄心91a、91bは、上記した鉄心81a、81bと実質的に共通するので、その説明を省略する。
By the way, when providing a gap, since the magnetic permeability will fall in a gap, it is good also as a structure which adjusts the magnetic permeability in a gap. Specifically, as shown in FIG. 11A, the
ギャップ材92は、図11(b)に示すように、磁性体材料で形成されている磁性部材92aと、磁性部材92aを保持する保持部材92bとにより構成されている。磁性部材92aは、例えばフェライトにより薄い板状、且つ、ギャップ内に納まる大きさに形成されている。保持部材92bは、鉄心91a、91bのコーナー部に沿った形状の鍔部と、磁性部材92aを収容するとともに磁性部材92aが内周側に落下しないように保持する保持部とから構成されている。
As shown in FIG. 11B, the
これにより、磁性部材92aによってギャップにおける透磁率が調整されるとともに、うず電流損発生部位の縮小と渦電流路の遮断を果たすことができる。
また、鍔部と保持部とを有する保持部材92bにより磁性部材92aを保持することにより、磁性部材92aのずれや脱落を防止することができる。
Thereby, the magnetic permeability in the gap can be adjusted by the
Further, by holding the
(その他の実施形態)
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各実施形態に示した構成や構造を任意に変形あるいは組み合わせることができる。
第1実施形態の巻鉄心10に、第4実施形態で例示した磁性部材92aおよび保持部材92bを設けてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations and structures shown in the embodiments can be arbitrarily modified or combined without departing from the scope of the invention.
The
第2実施形態の図5では内周側と外周側の2つの第一鉄心31aと第二鉄心31bに区分けした巻鉄心30例示したが、鉄心31を3以上に区分けしてもよい。すなわち、第一鉄心31aとは、鉄心31において最も内周側に配置されるものであることを意味し、第二鉄心31bとは、鉄心31において最も外周側に配置されるものであることを意味するのであって、鉄心31の区分けを2に限定するものではない。
Although FIG. 5 of 2nd Embodiment illustrated the
第2実施形態の図6では外周側から内周側に向かってほぼ連続的にギャップ長が変化するように端面を傾斜させた巻鉄心40を例示したが、ギャップ長が段階的に変化するように端面を段差状としてもよい。
第2実施形態の図7では内周側と外周側とで異なる2段階のギャップ長を有する巻鉄心50を例示したが、3段階以上のギャップ長を有する構成としてもよい。
Although FIG. 6 of 2nd Embodiment illustrated the
In FIG. 7 of the second embodiment, the
第2実施形態の図8では外周側から内周側に向かってほぼ連続的にギャップ長が変化するように端面を傾斜させた巻鉄心60を例示したが、ギャップ長が段階的に変化するように端面を段差状としてもよい。
Although FIG. 8 of 2nd Embodiment illustrated the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図面中、10、20,30、40、50、60、70、80、90は巻鉄心、11、21、31、41、51、61、71、81、91は鉄心、12、22、32、42、52、62、72、82、92はギャップ材、13は締結部材、31a、41aは第一鉄心(鉄心)、31b、41bは第二鉄心(鉄心)、73は空隙(緩衝部)、80aはコーナー部、92aは磁性部材、92bは保持部材を示す。
In the drawings, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 are wound cores, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91 are iron cores, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82 and 92 are gap members, 13 is a fastening member, 31a and 41a are first iron cores (iron cores), 31b and 41b are second iron cores (iron cores), 73 are gaps (buffer portions),
Claims (5)
前記鉄心を組み合わせた際のギャップに配置されるギャップ材と、
前記鉄心を組み合わせた状態に締結する締結部材と、を備え、
前記ギャップ材は、セラミック材料で形成されていることを特徴とする巻鉄心。 A plurality of cores that form a ring by being combined with each other,
A gap material disposed in the gap when combining the iron cores;
A fastening member for fastening the iron core in a combined state,
The wound iron core is characterized in that the gap material is formed of a ceramic material.
前記鉄心を組み合わせた際のギャップに配置されるギャップ材と、
前記鉄心を組み合わせた状態に締結する締結部材と、を備え、
前記ギャップは、内周側のギャップ長が、
外周側のよりも長くなるように形成されていることを特徴とする巻鉄心。 A plurality of cores that form a ring by being combined with each other,
A gap material disposed in the gap when combining the iron cores;
A fastening member for fastening the iron core in a combined state,
The gap has an inner circumferential gap length,
A wound core characterized by being formed to be longer than the outer peripheral side.
前記鉄心を組み合わせた際のギャップに配置されるギャップ材と、
前記鉄心を組み合わせた状態に締結する締結部材と、を備え、
前記鉄心は、環状に組み合わせた状態において際に内周側に配置される第一鉄心と、外周側に配置される第二鉄心とに区分けされ、前記第一鉄心と前記第二鉄心との間に、前記第一鉄心の変形を許容する緩衝部を設けたことを特徴とする巻鉄心。 A plurality of cores that form a ring by being combined with each other,
A gap material disposed in the gap when combining the iron cores;
A fastening member for fastening the iron core in a combined state,
The iron core is divided into a first iron core disposed on the inner peripheral side and a second iron core disposed on the outer peripheral side in the state of being combined in an annular shape, and between the first iron core and the second iron core. Further, a wound core that is provided with a buffer portion that allows deformation of the first iron core.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016093797A JP6640015B2 (en) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | Wound iron core |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016093797A JP6640015B2 (en) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | Wound iron core |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017204498A true JP2017204498A (en) | 2017-11-16 |
JP6640015B2 JP6640015B2 (en) | 2020-02-05 |
Family
ID=60322394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016093797A Active JP6640015B2 (en) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | Wound iron core |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6640015B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7402092B2 (en) | 2020-03-23 | 2023-12-20 | 東芝産業機器システム株式会社 | cut core |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61179517A (en) * | 1985-02-04 | 1986-08-12 | Toshiba Corp | Manufacture of stationary induction electric apparatus |
JPS62210609A (en) * | 1986-03-12 | 1987-09-16 | Toshiba Corp | Manufacture of wound core |
JPH02183508A (en) * | 1989-01-10 | 1990-07-18 | Hitachi Metals Ltd | Low-loss core |
JPH07240322A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Daihen Corp | Transformer with amorphous iron core |
JPH08111322A (en) * | 1994-10-07 | 1996-04-30 | Nkk Corp | Low noise transformer and reactor core |
JP2003309017A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Toyota Motor Corp | Core and electromagnetic induction device equipped with the same |
JP2005019764A (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Toyota Motor Corp | Reactor device |
JP2006505143A (en) * | 2002-11-01 | 2006-02-09 | メトグラス・インコーポレーテッド | Bulk amorphous metal inductive device |
US20070261231A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Spang & Company | Methods of manufacturing and assembling electromagnetic assemblies and core segments that form the same |
JP2012134448A (en) * | 2010-12-03 | 2012-07-12 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Reactor device using amorphous material and method of manufacturing the same |
JP2015222804A (en) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 株式会社タムラ製作所 | Reactor |
-
2016
- 2016-05-09 JP JP2016093797A patent/JP6640015B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61179517A (en) * | 1985-02-04 | 1986-08-12 | Toshiba Corp | Manufacture of stationary induction electric apparatus |
JPS62210609A (en) * | 1986-03-12 | 1987-09-16 | Toshiba Corp | Manufacture of wound core |
JPH02183508A (en) * | 1989-01-10 | 1990-07-18 | Hitachi Metals Ltd | Low-loss core |
JPH07240322A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Daihen Corp | Transformer with amorphous iron core |
JPH08111322A (en) * | 1994-10-07 | 1996-04-30 | Nkk Corp | Low noise transformer and reactor core |
JP2003309017A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Toyota Motor Corp | Core and electromagnetic induction device equipped with the same |
JP2006505143A (en) * | 2002-11-01 | 2006-02-09 | メトグラス・インコーポレーテッド | Bulk amorphous metal inductive device |
JP2005019764A (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Toyota Motor Corp | Reactor device |
US20070261231A1 (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Spang & Company | Methods of manufacturing and assembling electromagnetic assemblies and core segments that form the same |
JP2012134448A (en) * | 2010-12-03 | 2012-07-12 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Reactor device using amorphous material and method of manufacturing the same |
JP2015222804A (en) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 株式会社タムラ製作所 | Reactor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7402092B2 (en) | 2020-03-23 | 2023-12-20 | 東芝産業機器システム株式会社 | cut core |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6640015B2 (en) | 2020-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120326831A1 (en) | Coil component | |
JP2010165857A (en) | Transformer, switching power supply device, and dc-dc converter device | |
JP2007014129A (en) | Stacked stator core | |
JP2004241475A (en) | Reactor apparatus | |
JP2011253982A (en) | Reactor | |
JP2017204498A (en) | Wound core | |
JP2017216390A (en) | Wound core and manufacturing method of the same | |
US10665381B2 (en) | Stationary induction apparatus core | |
JP6416045B2 (en) | Ignition coil for internal combustion engine | |
JP5260951B2 (en) | Laminated fixed iron core | |
JP6450524B2 (en) | Reactor and its manufacturing method | |
JP2007220916A (en) | Core with gap | |
JP2009044788A (en) | Split stator core, split stator, stator and manufacturing method of the stator | |
JP2015065741A (en) | Stator core | |
JP5432078B2 (en) | Transformer | |
US20200402696A1 (en) | Core | |
JP6663795B2 (en) | Iron core | |
JP5341328B2 (en) | Stator | |
TWI666665B (en) | Static sensor | |
JP2016111890A (en) | Lamination thickness adjustment method for double-layer wound coil | |
JP6520069B2 (en) | Magnetic core and transformer | |
JP2015079902A (en) | Method of manufacturing reactor | |
JP2008140837A (en) | Inductor component and electronic apparatus using the same | |
JP2008140838A (en) | Inductor component and electronic apparatus using the same | |
JP2016134607A (en) | coil |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6640015 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |