JP2018117046A - Transformer - Google Patents

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竜太郎 川又
Ryutaro Kawamata
竜太郎 川又
崇人 水村
Takahito Mizumura
崇人 水村
鉄州 村川
Tesshu Murakawa
鉄州 村川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transformer capable of reducing a magnet resistance in a flow of a magnetic flux of an iron core.SOLUTION: A cylindrical transformer comprises: one column iron core 2; one or two or more cylindrical iron cores 5 arranged in the circumference of the column iron core 2; two plate-like iron cores 1 connected to axial direction end parts 2a and 2b of the column iron core 2, and connected to axial direction end parts 5a and 5b of the cylindrical iron cores 5; and a primary coil 3 and a secondary coil 4 arranged between the column iron core 2 and the cylindrical iron core 5. The present invention adopts the transformer that, when a relative magnetic permeability of the column iron core 2 is μ0, a cross sectional area of the column iron core 2 is S0, the relative magnetic permeability of the k-th cylindrical iron core 5 is μk, and the cross sectional area of the k-th cylindrical iron core 5 is Sk, at least one cylindrical iron core 5 satisfies the following equation: 0.80≤(μk×Sk)/(μ0×S0)≤1.20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、変圧器に関するものである。   The present invention relates to a transformer.

電気機器等に使用される変圧器は、省エネルギー化の観点等から、更なる高効率化が求められている。このような要求から、変圧器等の鉄心に用いられる無方向性電磁鋼板により低鉄損高磁束密度化が求められ、あわせてその磁気特性と鉄心構造を考慮した改善が求められている。   Transformers used for electrical equipment and the like are required to have higher efficiency from the viewpoint of energy saving. From such a demand, non-oriented electrical steel sheets used for iron cores such as transformers are required to have low iron loss and high magnetic flux density, and at the same time, improvements in consideration of the magnetic characteristics and the iron core structure are required.

特許文献1には、鉄心に円筒状のギャップがあり、ギャップをはさんだ鉄心に電磁誘導により磁束を伝え、トランスとして動作させる技術が記載されている。
また、特許文献2には、コイルと円筒鉄心を同心円状に配置し、巻線スペースに一次巻線と二次巻線を同心円状にコイルとして巻いて設置する技術が開示されている。
更に、特許文献3には、リアクトルにおいて、磁性コアを構成する複合材料における磁性粉末の分布が不均一になることを抑制する技術が開示されている。
更にまた、特許文献4には、リアクトルにおいて、コイルを励磁した際の磁束の漏れを効果的に低減できる技術が開示されている。
また、特許文献5には、ギャップレスで組立作業性に優れるリアクトルに関する技術が開示されている。
更に、特許文献6には、筒状のコイルが、芯部、底部、円筒部からなるコアに収納されたリアクトルが開示されている。芯部、底部、円筒部からなるコアは、絶縁樹脂に磁性粉末を混合して分散させ、これらを成型することにより製造されている。
更に、特許文献7には、リアクトル用コアにおいて、円柱状の内側コア、外側コア、端部コアからなり、円筒部と端部コアを嵌合する構造が開示されている。
更に、特許文献8には分離トランスにおいて外部磁界が鉄心内の磁界に影響を与えないように2つの導電性材料で変圧器を覆う構造が開示されている。
更に、特許文献9には、スイッチング電源用変圧器において、トランス定数決定の方法が示されており、その際にコアのギャップの真空比透磁率を使用する方法が開示されている。
また、実用新案登録3170384号には、発光管内に設置する小型変圧器において、鉄心断面積を定める方法が開示されている。
しかし、これら特許文献1〜10に記載された技術はいずれも、筒状変圧器における構造に関したものでなく、鉄心の磁束の流れにおける磁気抵抗を減少させることを課題としたものではない。
Patent Document 1 describes a technique in which an iron core has a cylindrical gap, and magnetic flux is transmitted to the iron core across the gap by electromagnetic induction to operate as a transformer.
Patent Document 2 discloses a technique in which a coil and a cylindrical iron core are arranged concentrically, and a primary winding and a secondary winding are wound around a winding space in a concentric manner as a coil.
Further, Patent Document 3 discloses a technique for suppressing the non-uniform distribution of magnetic powder in the composite material constituting the magnetic core in the reactor.
Furthermore, Patent Document 4 discloses a technique that can effectively reduce leakage of magnetic flux when a coil is excited in a reactor.
Patent Document 5 discloses a technology related to a reactor that is gapless and excellent in assembly workability.
Furthermore, Patent Document 6 discloses a reactor in which a cylindrical coil is housed in a core including a core portion, a bottom portion, and a cylindrical portion. A core composed of a core part, a bottom part, and a cylindrical part is manufactured by mixing and dispersing magnetic powder in an insulating resin and molding them.
Further, Patent Document 7 discloses a structure in which a reactor core includes a cylindrical inner core, an outer core, and an end core, and the cylindrical portion and the end core are fitted to each other.
Further, Patent Document 8 discloses a structure in which a transformer is covered with two conductive materials so that an external magnetic field does not affect a magnetic field in an iron core in a separation transformer.
Further, Patent Document 9 discloses a method for determining a transformer constant in a transformer for switching power supply, and discloses a method of using the vacuum relative permeability of the core gap at that time.
In addition, Utility Model Registration No. 3170384 discloses a method for determining an iron core cross-sectional area in a small transformer installed in an arc tube.
However, none of the techniques described in Patent Documents 1 to 10 relate to the structure of the cylindrical transformer, and does not aim to reduce the magnetic resistance in the flow of magnetic flux in the iron core.

特開2001−57313号公報JP 2001-57313 A 特開2000−114063号公報JP 2000-114063 A 特開2013−179259号公報JP 2013-179259 A 特開2013−149943号公報JP 2013-149943 A 特開2013−162069号公報JP 2013-162069 A 特開2012−54483号公報JP 2012-54483 A 特開2008−41721号公報JP 2008-41721 A 特開2000−114077号公報JP 2000-114077 A 特開2002−252131号公報JP 2002-252131 A 実用新案登録第3170384号公報Utility Model Registration No. 3170384

従来、変圧器の特性向上のため、電磁鋼板の磁気特性は、通常、当該鋼板の板面に平行な方向で評価される場合が多かった。そのため、磁化容易軸である<100>方向を鋼板の板面に平行な方向に配置するよう結晶方位制御の努力が向けられてきた。
しかし、変圧器の特性はこれを構成する鉄心における磁束の流れやすさである磁気抵抗が肝要であり、無方向性電磁鋼板の磁気特性を考慮した変圧器の設計が必要と考えられた。
Conventionally, in order to improve the characteristics of a transformer, the magnetic characteristics of an electromagnetic steel sheet are usually evaluated in a direction parallel to the plate surface of the steel sheet. Therefore, efforts to control crystal orientation have been directed to arrange the <100> direction, which is the easy axis of magnetization, in a direction parallel to the plate surface of the steel sheet.
However, it is important to design the transformer in consideration of the magnetic characteristics of the non-oriented electrical steel sheet, because the magnetic resistance, which is the ease of magnetic flux flow in the core that constitutes the transformer, is important.

本発明は、上記要請に鑑みてなされたものであり、筒状鉄心の磁束の流れを均一化して磁気抵抗を減少させ、効率を高めることが可能な変圧器を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said request, and makes it a subject to provide the transformer which can equalize the flow of the magnetic flux of a cylindrical iron core, reduce magnetic resistance, and can raise efficiency.

上記課題を解決する本発明の要旨は以下の通りである。
[1] 1つの柱状鉄心と、該柱状鉄心の周囲に配置された1または2以上の筒状鉄心と、
前記柱状鉄心の軸方向端部に接続するとともに前記筒状鉄心の軸方向端部に接続する2つの板状鉄心と、
前記柱状鉄心と前記筒状鉄心との間に配置された一次コイル及び二次コイルと、を備える筒状の変圧器であり、
前記柱状鉄心の比透磁率をμ0、
前記柱状鉄心の断面積をS0、
前記k番目の筒状鉄心の比透磁率をμk、
前記k番目の筒状鉄心の断面積をSk、
としたとき、少なくとも一つの筒状鉄心について下記の式(1)が成立することを特徴とする変圧器。

Figure 2018117046
ただし、式(1)における添字kは、1以上の自然数であり、柱状鉄心の最も近くに配置された筒状鉄心を1とし、柱状鉄心から離れるに従い1づつ増加した数とする。
[2] 上記[1]の変圧器において、さらに、
一方の前記板状鉄心の比透磁率をμplate1とし、その軸方向に垂直な断面積をSplate1とし、
他方の前記板状鉄心の比透磁率をμplate2とし、その軸方向に垂直な断面積をSplate2としたとき、
下記式(2)及び下記式(3)が成立することを特徴とする上記[1]に記載の変圧器。
Figure 2018117046
[3] 前記柱状鉄心、前記筒状鉄心、前記板状鉄心のうち少なくとも一つが、質量%で、
0.1≦Si≦3.5、
0.1≦Mn≦1.5、
Al≦2.5、
C≦0.003、
N≦0.003、
S≦0.003、
残部がFe及び不可避不純物からなる鋼材を素材とする鉄心であることを特徴とする上記[1]または[2]に記載の変圧器。
[4] 前記鋼材が、電磁鋼板の単体または2以上の電磁鋼板の積層体であることを特徴とする上記[3]に記載の変圧器。 The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] One columnar core, and one or more cylindrical cores arranged around the columnar core,
Two plate-like cores connected to the axial ends of the columnar core and connected to the axial ends of the cylindrical core;
A cylindrical transformer provided with a primary coil and a secondary coil disposed between the columnar iron core and the cylindrical iron core;
The relative permeability of the columnar iron core is μ0,
The cross-sectional area of the columnar core is S0,
Μk, the relative permeability of the k-th cylindrical iron core,
The cross-sectional area of the k-th cylindrical iron core is Sk,
Then, the following formula (1) is established for at least one cylindrical iron core.
Figure 2018117046
However, the subscript k in the formula (1) is a natural number of 1 or more, and the cylindrical core disposed closest to the columnar core is set to 1, and the number increases by 1 as the distance from the columnar core increases.
[2] In the transformer of [1] above,
One plate iron core has a relative magnetic permeability μplate1, its cross-sectional area perpendicular to the axial direction is Splate1,
When the relative permeability of the other plate-shaped core is μplate2 and the cross-sectional area perpendicular to the axial direction is Splate2,
The following formula (2) and the following formula (3) are satisfied, the transformer according to the above [1].
Figure 2018117046
[3] At least one of the columnar iron core, the cylindrical iron core, and the plate iron core is in mass%,
0.1 ≦ Si ≦ 3.5,
0.1 ≦ Mn ≦ 1.5,
Al ≦ 2.5,
C ≦ 0.003,
N ≦ 0.003,
S ≦ 0.003,
The transformer according to [1] or [2] above, wherein the balance is an iron core made of a steel material made of Fe and inevitable impurities.
[4] The transformer according to [3], wherein the steel material is a single magnetic steel sheet or a laminate of two or more electromagnetic steel sheets.

本発明によれば、筒状鉄心の磁束の流れにおける磁気抵抗を減少させて、効率を高めることが可能な変圧器を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the magnetic resistance in the flow of the magnetic flux of a cylindrical iron core can be reduced, and the transformer which can raise efficiency can be provided.

図1は、本発明の実施形態の変圧器の一例である単相変圧器を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a single-phase transformer which is an example of a transformer according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す単相変圧器の横断面における磁束の流れを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux in the cross section of the single-phase transformer shown in FIG. 図3は、本発明の実施形態の変圧器の一例である三相変圧器の横断面における各鉄心と、一次コイル及び二次コイルとの配置関係を示す模式図である。Drawing 3 is a mimetic diagram showing the arrangement relation between each iron core in a cross section of a three phase transformer which is an example of a transformer of an embodiment of the present invention, and a primary coil and a secondary coil. 図4は、本発明の実施形態の変圧器の別の例である単相変圧器を示す断面模式図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a single-phase transformer which is another example of the transformer according to the embodiment of the present invention.

以下、本実施形態の変圧器について説明する。
図1に、本実施形態の変圧器の一例である筒状の単相変圧器の分解斜視図を示し、図2に変圧器の断面図を示す。図2には、変圧器が作動した場合の磁束の流れを矢印で示している。図1および図2に示す変圧器は、柱状鉄心2と、柱状鉄心2の周囲に同心環状に配置された筒状鉄心5と、柱状鉄心2及び筒状鉄心5を上下から挟むように配置された板状鉄心1と、柱状鉄心2及び筒状鉄心5の間に配置された一次コイル3及び二次コイル4と、から構成されている。
Hereinafter, the transformer of this embodiment will be described.
FIG. 1 shows an exploded perspective view of a cylindrical single-phase transformer which is an example of the transformer of this embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional view of the transformer. In FIG. 2, the flow of magnetic flux when the transformer is activated is indicated by arrows. The transformer shown in FIG. 1 and FIG. 2 is arranged so as to sandwich the columnar core 2, the cylindrical core 5 disposed concentrically around the columnar core 2, and the columnar core 2 and the cylindrical core 5 from above and below. Plate-shaped iron core 1, and primary coil 3 and secondary coil 4 arranged between columnar iron core 2 and cylindrical iron core 5.

筒状鉄心5は、柱状鉄心2を中心にしてほぼ同心円状に配置されている。また、柱状鉄心2の周囲に一次コイル3が配置され、一次コイル3の外周側に二次コイル4が配置され、更にその外周側に筒状鉄心5が配置されている。一次コイル3と二次コイル4の巻数比は電圧降下もしくは電圧上昇のいずれの用途にも適用可能な巻数比であってもよい。また、コイルの占積率を向上させるために平角線や断面が正方形の巻線を一次コイル3および二次コイル4に用いてもよい。   The cylindrical iron core 5 is disposed substantially concentrically around the columnar iron core 2. Moreover, the primary coil 3 is arrange | positioned around the columnar iron core 2, the secondary coil 4 is arrange | positioned at the outer peripheral side of the primary coil 3, and the cylindrical iron core 5 is arrange | positioned further at the outer peripheral side. The turn ratio of the primary coil 3 and the secondary coil 4 may be a turn ratio applicable to any application of voltage drop or voltage rise. Further, in order to improve the space factor of the coil, a rectangular wire or a winding having a square cross section may be used for the primary coil 3 and the secondary coil 4.

図1および図2に示すように、板状鉄心1は、柱状鉄心2の軸方向端部2a、2bに接続されている。また、板状鉄心1は、筒状鉄心5の軸方向の端部5a、5bにも接続されている。ここで、柱状鉄心2の軸方向とは、柱状鉄心2の高さ方向と平行な方向であり、変圧器が作動した際に柱状鉄心2に磁束が流れる方向とほぼ平行な方向である。そして、柱状鉄心2の軸方向端部2a、2bとは、図1および図2に示すように、柱状鉄心2の高さ方向の両端部である。また、筒状鉄心5の軸方向とは、筒状鉄心5の高さ方向と平行な方向であり、変圧器が作動した際に筒状鉄心5に磁束が流れる方向とほぼ平行な方向である。そして、筒状鉄心5の軸方向端部5a、5bとは、図1および図2に示すように、筒状鉄心5の高さ方向の両端部である。
更に、変圧器の軸方向とは、柱状鉄心2または筒状鉄心5の軸方向に平行な方向である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the plate-like iron core 1 is connected to the axial ends 2 a and 2 b of the columnar iron core 2. The plate-like iron core 1 is also connected to axial ends 5 a and 5 b of the cylindrical iron core 5. Here, the axial direction of the columnar core 2 is a direction parallel to the height direction of the columnar core 2, and is a direction substantially parallel to the direction in which the magnetic flux flows through the columnar core 2 when the transformer is operated. And the axial direction edge part 2a, 2b of the columnar iron core 2 is the both ends of the height direction of the columnar iron core 2, as shown in FIG.1 and FIG.2. Moreover, the axial direction of the cylindrical iron core 5 is a direction parallel to the height direction of the cylindrical iron core 5, and is a direction substantially parallel to the direction in which the magnetic flux flows through the cylindrical iron core 5 when the transformer is operated. . And the axial direction edge parts 5a and 5b of the cylindrical iron core 5 are the both ends of the height direction of the cylindrical iron core 5, as shown in FIG. 1 and FIG.
Furthermore, the axial direction of the transformer is a direction parallel to the axial direction of the columnar core 2 or the cylindrical core 5.

また、図1および図2に示す例では、筒状鉄心5の数は1つであるが、後述する図3に示すように、本発明の変圧器における筒状鉄心の数は1つに限らず2以上であってもよい。   In the example shown in FIGS. 1 and 2, the number of cylindrical iron cores 5 is one, but as shown in FIG. 3 described later, the number of cylindrical iron cores in the transformer of the present invention is limited to one. It may be two or more.

本発明における変圧器は、単相もしくは3相以上の多相変圧器において、鉄心内を磁束の流れを円滑化することを特徴としている。   The transformer according to the present invention is characterized by facilitating the flow of magnetic flux in an iron core in a single-phase or multi-phase transformer having three or more phases.

つまり、変圧器を構成する柱状鉄心2、筒状鉄心5および板状鉄心1において、柱状鉄心2の断面積、筒状鉄心5の断面積および板状鉄心1の断面積と、柱状鉄心2の比透磁率、筒状鉄心5の比透磁率および板状鉄心1の比透磁率が特定の関係にある場合に、変圧器内の磁束の流れが著しく円滑化し、本発明の変圧器の効率などの特性が向上する。   That is, in the columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5, and the plate-like core 1 constituting the transformer, the cross-sectional area of the columnar iron core 2, the cross-sectional area of the cylindrical iron core 5, the cross-sectional area of the plate-like iron core 1, When the relative permeability, the relative permeability of the cylindrical core 5 and the relative permeability of the plate core 1 are in a specific relationship, the flow of magnetic flux in the transformer is remarkably smoothed, and the efficiency of the transformer of the present invention Improved characteristics.

まず、柱状鉄心2、筒状鉄心5、板状鉄心1の断面積について説明する。
柱状鉄心2および筒状鉄心5の断面積は、変圧器の軸方向に垂直な断面での面積とする。本明細書では基本的に、柱状鉄心2および筒状鉄心5についての軸方向での断面積の変動はないものとして説明しているが、軸方向に沿って断面積が変化する場合は、その平均値を断面積とする。
板状鉄心1については、「変圧器の軸方向から見た板状鉄心の形状についての重心」を通り、変圧器の軸方向に平行な最小の断面積とする。ここで「最小の断面積」とするのは、この断面内で磁束密度が最大になり、本発明で規定する比透磁率との関連で変圧器の効率に及ぼす影響が大きくなるためである。
First, the cross-sectional areas of the columnar core 2, the cylindrical core 5, and the plate-shaped core 1 will be described.
The cross-sectional areas of the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5 are the areas in a cross section perpendicular to the axial direction of the transformer. In the present specification, basically, the columnar core 2 and the cylindrical core 5 are described as having no change in the cross-sectional area in the axial direction. However, when the cross-sectional area changes along the axial direction, The average value is the cross-sectional area.
The plate-like iron core 1 has a minimum cross-sectional area that passes through the “center of gravity of the shape of the plate-like iron core viewed from the axial direction of the transformer” and is parallel to the axial direction of the transformer. Here, the “minimum cross-sectional area” is because the magnetic flux density is maximum in this cross-section, and the influence on the efficiency of the transformer is increased in relation to the relative magnetic permeability defined in the present invention.

次に、各鉄心の断面積Sおよび比透磁率μを区別するための添字について説明する。断面積を表す記号Sおよび比透磁率を表すμの添字0は、柱状鉄心2についての断面積および比透磁率を示す。また、1以上の添字は、筒状鉄心5を1個または複数個有する変圧器において、柱状鉄心2に近い側の筒状鉄心3から外側に向かって順番に番号をつけ、それぞれの断面積および比透磁率を区別して示すものである。また、添字「plate」は、板状鉄心1の断面積および比透磁率を示す。
例えば、図3の変圧器は筒状鉄心5を3個有する構造であり、柱状鉄心2については断面積S0と比透磁率μ0が、筒状鉄心5については断面積S1、S2、S3、および比透磁率μ1、μ2、μ3が規定される。
Next, subscripts for distinguishing the cross-sectional area S and relative permeability μ of each iron core will be described. The symbol S representing the cross-sectional area and the suffix 0 of μ representing the relative magnetic permeability indicate the cross-sectional area and the relative magnetic permeability of the columnar iron core 2. In addition, in the transformer having one or more cylindrical iron cores 5, one or more subscripts are numbered in order from the cylindrical iron core 3 on the side close to the columnar iron core 2 toward the outside. The relative permeability is shown separately. The subscript “plate” indicates the cross-sectional area and relative magnetic permeability of the plate-like iron core 1.
For example, the transformer of FIG. 3 has a structure having three cylindrical iron cores 5, the columnar iron core 2 has a cross-sectional area S 0 and a relative magnetic permeability μ 0, and the cylindrical iron core 5 has a cross-sectional area S 1, S 2, S 3, and Relative magnetic permeability μ1, μ2, and μ3 are defined.

本発明は変圧器を構成する各鉄心について、上記のように規定される各鉄心の断面積と比透磁率が式(1)を満足することで、変圧器の効率を良好なものとできるものである。 According to the present invention, for each iron core constituting the transformer, the cross-sectional area and relative permeability of each iron core defined as described above satisfy the formula (1), so that the efficiency of the transformer can be improved. It is.

Figure 2018117046
ただし、式(1)における添字kは、1以上の自然数であり、柱状鉄心の最も近くに配置された筒状鉄心を1とし、柱状鉄心から離れるに従い1づつ増加した数とする。
Figure 2018117046
However, the subscript k in the formula (1) is a natural number of 1 or more, and the cylindrical core disposed closest to the columnar core is set to 1, and the number increases by 1 as the distance from the columnar core increases.

注意を要するのは、式(1)において、筒状鉄心5が複数個存在する場合に、すべての筒状鉄心5(すべてのk)について式(1)が成立する必要はないことである。どれか一つの筒状鉄心5についてでも式(1)が成立すれば発明効果を得ることが可能だからである。もちろん、式(1)を満足する筒状鉄心5の数が多い方が発明効果として好ましく、すべての筒状鉄心5(すべてのk)について式(1)を満足することが好ましいことは言うまでもない。   It should be noted that when there are a plurality of cylindrical iron cores 5 in equation (1), it is not necessary to establish equation (1) for all the cylindrical iron cores 5 (all k). This is because the invention effect can be obtained even if any one of the cylindrical iron cores 5 is satisfied. Of course, a larger number of cylindrical iron cores 5 satisfying the formula (1) is preferable as an invention effect, and it is needless to say that the formula (1) is preferably satisfied for all the cylindrical cores 5 (all k). .

更に本発明において2個存在する板状鉄心については、その形状および素材の比透磁率は同一であることが好ましいが、本発明はこの条件に限定されるものではない。本発明において2個存在する板状鉄心については、以下の条件を満たすことでより優れた効率を発揮できる。
2個の板状鉄心の断面積をそれぞれSplate1、Splate2、対応する比透磁率をそれぞれμplate1、μplate2とした際、
Further, in the present invention, two plate-like iron cores preferably have the same shape and the same relative magnetic permeability, but the present invention is not limited to this condition. In the present invention, two plate-like iron cores can exhibit more excellent efficiency by satisfying the following conditions.
When the cross-sectional areas of the two plate-shaped iron cores are Splate1 and Splate2, respectively, and the corresponding relative magnetic permeability are μplate1 and μplate2, respectively,

Figure 2018117046
Figure 2018117046

または、 Or

Figure 2018117046
Figure 2018117046

を満たすことで変圧器の効率が向上し、
さらに、
Satisfying improves transformer efficiency,
further,

Figure 2018117046
Figure 2018117046

を満たすことは非常に好ましい形態である。 Satisfying is a highly preferred form.

式(1)〜式(3)の値が0.80未満であると、変圧器全体の磁気抵抗が増加し、本発明の変圧器の効率などの特性が低下するので、0.80以上に定める。式(1)〜式(3)の値が1.20超となると、変圧器の板状鉄心の重量が増加し、コスト高ともなるので1.20以下に定める。さらに好ましくは式(1)〜式(3)が0.90以上1.10以下においてよりすぐれた変圧器の効率などの特性を示す。   When the values of the formulas (1) to (3) are less than 0.80, the magnetic resistance of the entire transformer increases, and the characteristics such as the efficiency of the transformer of the present invention decrease. Determine. If the values of the formulas (1) to (3) exceed 1.20, the weight of the plate-like iron core of the transformer increases and the cost increases. More preferably, formulas (1) to (3) show characteristics such as better transformer efficiency in the range of 0.90 to 1.10.

また、より好ましくは、式(4)の値は0.80以上であるとよい。これにより、変圧器全体の磁気抵抗が低下し、本発明の変圧器の効率などの特性が向上する。また、式(4)の値は1.20以下がよい。これにより、変圧器の板状鉄心の重量が低減し、コスト安となる。さらに好ましくは式(4)が0.90以上1.10以下においてよりすぐれた変圧器の効率などの特性を示す。   More preferably, the value of the formula (4) is 0.80 or more. Thereby, the magnetic resistance of the whole transformer is lowered, and the characteristics such as the efficiency of the transformer of the present invention are improved. Further, the value of the formula (4) is preferably 1.20 or less. Thereby, the weight of the plate-shaped iron core of the transformer is reduced, and the cost is reduced. More preferably, the formula (4) shows better characteristics such as the efficiency of the transformer when it is 0.90 or more and 1.10 or less.

なお、発明として規定はしないが、n個の筒状鉄心5を有する変圧器において、板状鉄心1も含めて全ての鉄心において式(1)〜式(4)の値が1となることが最良の形態となる。つまり、この場合、式(A)が成立する。   Although not specified as an invention, in a transformer having n cylindrical cores 5, the values of formulas (1) to (4) may be 1 in all cores including the plate-shaped core 1. Best form. That is, in this case, the formula (A) is established.

μ0×S0=μ1×S1=・・・=μn×Sn=μplate1×Splate1=μplate2×Splate2 ・・・ 式(A)   μ0 × S0 = μ1 × S1 = ... = μn × Sn = μplate1 × Splate1 = μplate2 × Splate2 Expression (A)

次に、柱状鉄心2、筒状鉄心5、板状鉄心1の比透磁率の決定方法を説明する。
本発明においては、各鉄心に用いる鋼材について、鉄心として使用する際の磁化方向を考慮し、鋼材をヘルムホルツコイル内で特定の方向に磁化して比透磁率を求める。
柱状鉄心2と筒状鉄心5については、変圧器軸方向が磁化方向となるので、ヘルムホルツコイル内で鋼材がこの方向に磁化されるように鋼材を配置して比透磁率を求める。
Next, a method for determining the relative permeability of the columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5, and the plate-like iron core 1 will be described.
In the present invention, the steel material used for each iron core is magnetized in a specific direction in a Helmholtz coil in consideration of the magnetization direction when used as the iron core, and the relative permeability is obtained.
For the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5, the direction of the transformer axis is the magnetization direction. Therefore, the steel material is arranged so that the steel material is magnetized in this direction in the Helmholtz coil, and the relative permeability is obtained.

測定にあたっては鋼材を設置する部分のヘルムホルツコイル内の磁界が均一となるようにヘルムホルツコイルのサイズと鋼材のサイズを決めればよい。このサイズは相対的に決まるので、ヘルムホルツコイルのサイズ及び被測定鋼材のサイズの絶対値を定める必要は原理的に必要がない。
また、比透磁率の測定では、変圧器の一次コイルに流す電流から計算される各鉄心の動作最大磁束密度に到達するように磁気測定を行い、鋼材の比透磁率を求める。
In the measurement, the size of the Helmholtz coil and the size of the steel material may be determined so that the magnetic field in the Helmholtz coil at the portion where the steel material is installed is uniform. Since this size is determined relatively, it is not necessary in principle to determine the absolute values of the Helmholtz coil size and the steel material to be measured.
Moreover, in the measurement of relative permeability, magnetic measurement is performed so as to reach the maximum operating magnetic flux density of each iron core calculated from the current flowing through the primary coil of the transformer, and the relative permeability of the steel material is obtained.

板状鉄心1は磁化方向が板面内では放射状となり、さらに板厚方向への磁化成分も大きいので、鋼材が様々な方向に磁化されるようにヘルムホルツコイル内に配置した際の比透磁率を測定し、その平均値を板状鉄心の比透磁率とする。具体的には、それぞれが90°をなすX-Y-Z軸空間において、X-Y平面が板状鉄心の板面に一致し、Z方向が板状鉄心の板厚方向に一致するとした場合に、鋼材をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に磁化して求めた比透磁率μx、μy、μzにより、下記式(B)を板状鉄心の比透磁率とする。   Since the plate-like iron core 1 has a magnetization direction radial in the plate surface and a large magnetization component in the plate thickness direction, the relative permeability when the steel material is arranged in the Helmholtz coil so as to be magnetized in various directions is obtained. The average value is measured as the relative permeability of the plate-shaped iron core. Specifically, in the XYZ axis space, each of which is 90 °, when the XY plane coincides with the plate surface of the plate-shaped iron core and the Z direction coincides with the plate thickness direction of the plate-like iron core, Based on the relative magnetic permeability μx, μy, and μz obtained by magnetization in the direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, the following formula (B) is defined as the relative magnetic permeability of the plate-like core.

Figure 2018117046
Figure 2018117046

X軸方向、Y軸方向の測定にあたっては、圧延方向を規定出来ない鋼材を使用する場合などは、任意の方向をXY平面におけるZ軸周りの回転座標の0°方向に設定し、22.5°おきに比透磁率を測定する方法が例としてあげられる。
すなわち、この方法においては、基準とした0°方向を起点に時計回りに22.5°おきに比透磁率μをXY平面内にて測定する。
基準方向0°から時計回りに22.5°、40°、67.5°、90°の比透磁率を測定し、μ0、μ22.5、μ45、μ67.5、μ90と名付ける。測定方向の対称性から、90°以上の方向の比透磁率を測定することは原理的に必要ない。
これらをもとに下記式(B1−22.5−1)を用い、式(B2)にて板状鉄心の比透磁率μを決定する。
In the measurement of the X-axis direction and the Y-axis direction, when using a steel material in which the rolling direction cannot be specified, an arbitrary direction is set to the 0 ° direction of the rotation coordinate around the Z-axis on the XY plane, and 22.5 An example is a method of measuring the relative magnetic permeability every °°.
That is, in this method, the relative permeability μ is measured in the XY plane at intervals of 22.5 ° clockwise starting from the 0 ° direction as a reference.
Measure the relative permeability of 22.5 °, 40 °, 67.5 °, 90 ° clockwise from the reference direction 0 °, and name them μ0, μ22.5, μ45, μ67.5, μ90. From the symmetry of the measurement direction, it is not necessary in principle to measure the relative permeability in the direction of 90 ° or more.
Based on these, the following formula (B1-22.5-1) is used, and the relative permeability μ of the plate-like iron core is determined by the formula (B2).

Figure 2018117046
Figure 2018117046

測定精度を向上させるのであれば、時計回りに22.5°おきに一周の比透磁率μを測定し、式(B2−22.5−2)のようにμXYを求め、式(B2)により板状鉄心の比透磁率μを求めことも例示できる。 In order to improve the measurement accuracy, the relative permeability μ of one round is measured every 22.5 ° in the clockwise direction, and μ XY is obtained as in the equation (B2-22.5-2), and the equation (B2) The determination of the relative permeability μ of the plate-like iron core can also be exemplified.

Figure 2018117046
Figure 2018117046

本発明の板状鉄心1の透磁率の測定方法は上記の方法に限定されるものではない。たとえば、測定精度を向上させるためにXY平面内の測定間隔をさらに細かく取り、その加重平均を取ることによりμXYを求めることも例示できる。
例えば10°おきに時計回りにXY方向の比透磁率μを測定した場合は、式(B1−22.5)は下記式(B1−10)の様に変更される。
The method for measuring the magnetic permeability of the plate-shaped iron core 1 of the present invention is not limited to the above method. For example, in order to improve the measurement accuracy, it is also possible to obtain μ XY by taking a measurement interval in the XY plane more finely and taking a weighted average thereof.
For example, when the relative permeability μ in the XY direction is measured clockwise every 10 °, the equation (B1-22.5) is changed to the following equation (B1-10).

Figure 2018117046
Figure 2018117046

このμXYを用い、先述の方法で求めたμZと合わせて式(B2)により板状鉄心の比透磁率μを求める。
この測定方法では等価方向が存在しないため、μXYが式(B1−22.5)と異なる。
測定間隔を設定する際には等価方向に留意し加重平均の式を立式するか、もしくは機械的に全周にわたり等間隔に比透磁率を測定してその平均値をμXYとすることとなる。
アナログ測定では連続的に測定を行い、積分平均値としてμXYを求めることも例示できる。デジタル測定では全ての間隔でZ軸周りにXY平面内を一周測定した平均値が板状鉄心の比透磁率μXYとなる。数値解析によりデジタル測定値を連続化した場合はその積分平均値がμXYとなる。
以上に例示した方法によりμXYを求め、μZと合わせて式(B2)により板状鉄心の比透磁率μを求める。
本発明の板状鉄心1の比透磁率μの測定方法は以上に記述した方法に限定されるものではない。
Using this μ XY , the relative permeability μ of the plate-like iron core is obtained by the equation (B2) together with μ Z obtained by the above-described method.
Since there is no equivalent direction in this measurement method, μ XY is different from equation (B1-22.5).
When setting the measurement interval, pay attention to the equivalent direction and formulate the weighted average equation, or mechanically measure the relative permeability at equal intervals over the entire circumference and set the average value to μ XY Become.
In analog measurement, it is also possible to exemplify obtaining μ XY as an integral average value by continuously measuring. In the digital measurement, the average value obtained by measuring the entire circumference of the XY plane around the Z axis at every interval is the relative permeability μ XY of the plate-like iron core. When digital measurement values are made continuous by numerical analysis, the integrated average value is μ XY .
Μ XY is obtained by the method exemplified above, and the relative permeability μ of the plate-like iron core is obtained by Equation (B2) together with μ Z.
The method for measuring the relative permeability μ of the plate-like iron core 1 of the present invention is not limited to the method described above.

板状鉄心1を圧延により製造される鋼板により、またはこれを積層して形成する場合は、磁化方向を鋼板の圧延方向として求めた比透磁率μ、磁化方向を鋼板面内で圧延方向から90°の方向として求めた比透磁率μ、さらに磁化方向を板厚方向として求めた比透磁率μから下記の式(C)により求める。 When the plate-like core 1 is formed by a steel plate produced by rolling or by laminating it, the relative permeability μ L obtained by setting the magnetization direction as the rolling direction of the steel plate, and the magnetization direction from the rolling direction within the steel plate surface The relative permeability μ T obtained as the 90 ° direction and the relative permeability μ v obtained with the magnetization direction as the plate thickness direction are obtained by the following equation (C).

Figure 2018117046
Figure 2018117046

注意を要するのは、鋼板の板厚方向の比透磁率の測定である。本発明で素材としての使用を想定している鋼板、例えば電磁鋼板は、一般的には0.1〜0.5mm程度の板厚である。このような薄い板の板厚方向の磁化特性については、これを積層して測定することが可能である。   What should be noted is the measurement of the relative permeability in the thickness direction of the steel sheet. A steel plate that is assumed to be used as a material in the present invention, such as an electromagnetic steel plate, generally has a thickness of about 0.1 to 0.5 mm. The magnetization characteristics in the thickness direction of such a thin plate can be measured by laminating them.

次に、本実施形態の変圧器を構成する柱状鉄心2、筒状鉄心5および板状鉄心1の詳細について説明する。
本実施形態に係る柱状鉄心2、筒状鉄心5および板状鉄心1は、いずれも鋼材から構成される。鉄心の素材を鋼材とするのは、各鉄心の比透磁率μ0、μkまたはμplateを高くすることが可能だからである。各鉄心の比透磁率は高い方が励磁巻線(一次コイル、二次コイル)の銅損を減少し変圧器の効率向上に有利となる。鋼材としては、鋼のバルク材、電磁鋼板または電気鉄板を例示できる。更に、電磁鋼板としては、方向性電磁鋼板または無方向性電磁鋼板を例示できる。以下の説明では、電磁鋼板および電気鉄板を総称して鋼板と呼ぶ場合がある。また、方向性電磁鋼板および無方向性電磁鋼板を総称して電磁鋼板と呼ぶ場合がある。
Next, details of the columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5, and the plate-like iron core 1 constituting the transformer of this embodiment will be described.
The columnar core 2, the cylindrical core 5 and the plate-shaped core 1 according to the present embodiment are all made of steel. The reason why the core material is steel is that the relative permeability μ0, μk, or μplate of each core can be increased. The higher the relative permeability of each iron core, the more the copper loss of the excitation winding (primary coil and secondary coil) is reduced, which is advantageous for improving the efficiency of the transformer. Examples of the steel material include a steel bulk material, an electromagnetic steel plate, and an electric iron plate. Furthermore, as a magnetic steel plate, a directional magnetic steel plate or a non-oriented magnetic steel plate can be illustrated. In the following description, the electromagnetic steel plate and the electric iron plate may be collectively referred to as a steel plate. Further, the directional electrical steel sheet and the non-oriented electrical steel sheet may be collectively referred to as an electrical steel sheet.

柱状鉄心2、筒状鉄心5および板状鉄心1は、鋼のバルク材で構成してもよい。例えば、所定の径の鋼線を適当な長さに切断して柱状鉄心としてもよい。また、比較的厚みのある鋼管を筒状鉄心に転用してもよい。更に、厚板を所定の形状に切り出して板状鉄心としてもよい。このようにして得た鉄心は。いずれも鋼のバルク材となる。   The columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5 and the plate-like iron core 1 may be made of a steel bulk material. For example, a steel wire having a predetermined diameter may be cut into an appropriate length to form a columnar iron core. Moreover, you may divert a steel pipe with comparatively thickness to a cylindrical iron core. Further, the thick plate may be cut into a predetermined shape to form a plate-shaped iron core. The iron core obtained in this way. Both are steel bulk materials.

また、柱状鉄心2、筒状鉄心5および板状鉄心1は、次に説明するように、鋼板を適宜加工したものであってもよい。   Further, the columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5, and the plate-like iron core 1 may be obtained by appropriately processing a steel plate as described below.

柱状鉄心2および筒状鉄心5は、鋼板を所定の形状に切断して板片とし、この板片を積層した積層鉄心としてもよい。具体的には、鋼板の板面内方向が変圧器の軸方向に一致するように、様々な幅に切断した短冊状の鋼板を変圧器の軸方向に垂直な方向に積み重ねることが可能である。この場合、鋼板の板面内で特に比透磁率が高い方向を選択して鉄心の磁化方向に揃えることが容易となるので、変圧器効率の点では有利である。ただし、様々な形状の短冊状の鋼板を準備する必要があり、生産性では劣る。また、同一形状の板片を積層した後、必要な鉄心形状に切削などにより加工しても良い。   The columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5 may be a laminated iron core obtained by cutting a steel plate into a plate shape and laminating the plate pieces. Specifically, it is possible to stack strip-shaped steel plates cut into various widths in a direction perpendicular to the axial direction of the transformer so that the in-plane direction of the steel plate coincides with the axial direction of the transformer. . In this case, it is easy to select a direction having a particularly high relative permeability in the plate surface of the steel sheet and align it with the magnetization direction of the iron core, which is advantageous in terms of transformer efficiency. However, it is necessary to prepare strip-shaped steel plates of various shapes, and productivity is inferior. Moreover, after laminating plate pieces having the same shape, they may be processed into a necessary iron core shape by cutting or the like.

または、鋼板の板厚方向を変圧器の軸方向として、鋼板を変圧器の軸方向に積み重ねても良い。この場合、積層鉄心を構成する板片の平面視形状は、柱状鉄心2の長手方向と直交する断面形状になる。従って例えば、円柱状の柱状鉄心2は、円形の板片を積層して構成すればよい。また、筒状鉄心5の場合は、環状に成形した板片を積層して構成すればよい。   Alternatively, the steel plate may be stacked in the axial direction of the transformer with the plate thickness direction of the steel plate as the axial direction of the transformer. In this case, the planar view shape of the plate pieces constituting the laminated core is a cross-sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the columnar core 2. Therefore, for example, the columnar iron core 2 may be configured by stacking circular plate pieces. Moreover, in the case of the cylindrical iron core 5, what is necessary is just to comprise by laminating | stacking the board | plate piece shape | molded cyclically | annularly.

積層鉄心は、絶縁体で覆ってもよい。積層鉄心を絶縁体で覆うことで、積層鉄心とコイルとの接触によりコイルの絶縁が破られることを防止できる。絶縁体としては、樹脂、セラミックスを例示できる。   The laminated iron core may be covered with an insulator. By covering the laminated iron core with an insulator, it is possible to prevent the insulation of the coil from being broken due to the contact between the laminated iron core and the coil. Examples of the insulator include resin and ceramics.

積層鉄心を構成する鋼板は、例えば、キューブ方位が富化した、板面方向にBCC鉄の磁化容易軸である<100>が一致した結晶粒を多く含む集合組織を有する無方向性電磁鋼板を使用することが、積層した板面垂直方向の磁束の流れを円滑にする点で好ましい。   The steel sheet constituting the laminated iron core is, for example, a non-oriented electrical steel sheet having a texture that contains a large number of crystal grains in which the orientation of the BCC iron coincides with <100> in the plate surface direction, enriched in the cube orientation. It is preferable to use it because the flow of magnetic flux in the direction perpendicular to the laminated plate surface is smoothed.

また、柱状鉄心2は、鋼板を短冊状に成形した短冊片を積層したラミネート鉄心としてもよい。柱状鉄心2をラミネート鉄心とした場合の短冊片の積層方向は、磁束の流れる方向と直交する方向とする。言い換えると、ラミネート鉄心を構成する短冊片の長手方向を、柱状鉄心2の軸方向と平行にする。   Further, the columnar iron core 2 may be a laminated iron core obtained by laminating strip pieces obtained by forming a steel plate into a strip shape. The stacking direction of the strips when the columnar iron core 2 is a laminated iron core is a direction orthogonal to the direction in which the magnetic flux flows. In other words, the longitudinal direction of the strip pieces constituting the laminated core is made parallel to the axial direction of the columnar core 2.

ラミネート鉄心は、絶縁体で覆ってもよい。ラミネート鉄心を絶縁体で覆うことで、ラミネート鉄心とコイルとの接触によりコイルの絶縁が破られることを防止できる。絶縁体としては、樹脂、セラミックスの中空筒体を例示できる。絶縁体からなる中空筒体にラミネート鉄心を格納して柱状鉄心としてもよい。   The laminated iron core may be covered with an insulator. By covering the laminated iron core with an insulator, it is possible to prevent the insulation of the coil from being broken due to the contact between the laminated iron core and the coil. Examples of the insulator include a hollow cylinder made of resin or ceramics. A laminated iron core may be stored in a hollow cylinder made of an insulator to form a columnar iron core.

ラミネート鉄心を構成する鋼板は、例えば、無方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板、電気鉄板のいずれでもよい。ラミネート鉄心を方向性電磁鋼板で構成する場合は、方向性電磁鋼板の磁化容易軸方向を柱状鉄心の軸方向に一致させるようにすればよい。   The steel plate constituting the laminated iron core may be, for example, a non-oriented electrical steel plate, a directional electrical steel plate, or an electric iron plate. In the case where the laminated iron core is composed of directional electromagnetic steel sheets, the easy magnetization axis direction of the directional electromagnetic steel sheets may be made to coincide with the axial direction of the columnar iron core.

また、柱状鉄心2および筒状鉄心5は、鋼板を巻回してなる巻鉄心としてもよい。鋼板の巻回軸の方向は、磁束の流れ方向と一致する方向とする。具体的には、変圧器を組み立てた際の柱状鉄心または筒状鉄心の高さ方向とするとよい。
一方、柱状鉄心2を巻鉄心とする場合は、適当な幅と長さを持つ鋼板を筒状に巻回して巻鉄心とすればよい。ここで、巻鉄心における鋼板の占積率は高いほどよいが、柱状鉄心2を巻鉄心とした場合の柱状鉄心2の中心部は、鋼板の巻回半径が小さくなり、残留応力の影響により磁気特性が劣化する度合いが大きくなる。従って、柱状鉄心2の中心部には筒状の空隙を残してもよい。
筒状鉄心5を巻鉄心とする場合は、適当な幅と長さを持つ鋼板を円環状に巻回して巻鉄心とすればよい。
Moreover, the columnar core 2 and the cylindrical core 5 may be wound cores formed by winding a steel plate. The direction of the winding axis of the steel plate is the direction that matches the flow direction of the magnetic flux. Specifically, it is good to set it as the height direction of the columnar iron core or cylindrical iron core at the time of assembling a transformer.
On the other hand, when the columnar core 2 is a wound core, a steel plate having an appropriate width and length may be wound into a cylindrical shape to form a wound core. Here, the higher the space factor of the steel sheet in the wound iron core, the better. However, when the columnar iron core 2 is used as the wound iron core, the center of the columnar iron core 2 has a smaller winding radius of the steel sheet, and is affected by the residual stress. The degree of deterioration of characteristics increases. Therefore, a cylindrical gap may be left in the center of the columnar iron core 2.
When the cylindrical core 5 is a wound core, a steel sheet having an appropriate width and length may be wound in an annular shape to form a wound core.

巻鉄心を構成する鋼板は、例えば、無方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板、電気鉄板のいずれでもよい。
柱状鉄心2を巻鉄心とする場合は、方向性電磁鋼板を用いるとよい、この場合、方向性電磁鋼板の磁化容易軸方向を巻鉄心の巻回軸方向に一致させるようにすればよい。
筒状鉄心5を巻鉄心とする場合は、キューブ方位が富化した、板面方向にBCC鉄の磁化容易軸である<100>が一致した結晶粒を多く含む集合組織を有する無方向性電磁鋼板を用いるとよい、この場合、巻回した板面垂直方向の磁束の流れが円滑になるため好ましい。
The steel plate constituting the wound core may be, for example, a non-oriented electrical steel plate, a directional electrical steel plate, or an electric iron plate.
When the columnar iron core 2 is a wound iron core, a directional electromagnetic steel sheet may be used. In this case, the easy axis direction of magnetization of the directional electromagnetic steel sheet may be matched with the winding axis direction of the wound iron core.
When the cylindrical iron core 5 is a wound iron core, the non-directional electromagnetic having a texture in which the cube orientation is enriched and has a large number of crystal grains in which <100> which is the easy magnetization axis of BCC iron coincides with the plate surface direction. A steel plate is preferably used. In this case, the flow of magnetic flux in the direction perpendicular to the wound plate surface is smooth, which is preferable.

巻鉄心は1枚の鋼板を巻回するものに限らず、複数の鋼板を同心円状に重ねるように巻回して巻鉄心としてもよい。その際、突合せ部分を中心から外側に順にずらしたステップラップと称される公知の技術を使用してもよい。   The wound core is not limited to one wound around a single steel plate, and a plurality of steel plates may be wound so as to be concentrically stacked to form a wound core. At that time, a known technique called step lap in which the butted portions are sequentially shifted from the center to the outside may be used.

コストの観点からは、柱状鉄心2および筒状鉄心5を巻鉄心で構成する場合は、鋼帯の幅方向に切り出した一枚の鋼板で巻くことが好ましいが、巻き長さが不足する場合は必要に応じ、不足する部分で鋼板を突き合わせて巻いてもよい。   From the viewpoint of cost, when the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5 are composed of wound cores, it is preferable to wind with a single steel plate cut in the width direction of the steel strip, but when the winding length is insufficient If necessary, the steel plates may be butted against each other at the lacking portion.

本実施形態に係る電磁鋼板の厚みは、適宜調整すればよく特に限定されるものではないが、製造上の観点から、通常、0.004mm以上0.65mm以下であり、0.010mm以上0.50mm以下がより好ましい。磁気特性と生産性のバランスの観点からは、0.015mm以上0.35mm以下が好ましい。   The thickness of the electrical steel sheet according to the present embodiment is not particularly limited as long as it is appropriately adjusted, but is usually 0.004 mm or more and 0.65 mm or less, and 0.010 mm or more and 0.0. 50 mm or less is more preferable. From the viewpoint of the balance between magnetic properties and productivity, 0.015 mm or more and 0.35 mm or less is preferable.

本実施形態では、柱状鉄心2および筒状鉄心5の軸方向の磁気特性が特に優れていることが好ましい。従ってこれら柱状鉄心2及び筒状鉄心5の構成材として方向性電磁鋼板を使用した場合は、柱状鉄心2および筒状鉄心5の軸方向がを方向性電磁鋼板の圧延方向と一致させるとよい。
また、一般的な無方向性電磁鋼板においては、圧延方向の磁気特性が優れているので、方向性電磁鋼板と同様に、柱状鉄心2および筒状鉄心5の軸方向がを無方向性電磁鋼板の圧延方向と一致させるとよい。無方向性電磁鋼板としては、熱延板焼鈍を施し、冷間圧延前の結晶粒径を粗大化し、再結晶集合組織中のGOSS方位と呼ばれる{110}<001>方位が富化した無方向性電磁鋼板であることが好ましい。
In this embodiment, it is preferable that the magnetic properties in the axial direction of the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5 are particularly excellent. Therefore, when a grain-oriented electrical steel sheet is used as a constituent material of the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5, the axial direction of the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5 is preferably matched with the rolling direction of the grain-oriented magnetic steel sheet.
Moreover, since a general non-oriented electrical steel sheet has excellent magnetic properties in the rolling direction, the axial direction of the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5 is determined by the non-oriented electrical steel sheet as in the case of the directional electromagnetic steel sheet. It is good to match with the rolling direction. Non-oriented electrical steel sheet is subjected to hot-rolled sheet annealing, the grain size before cold rolling is increased, and the {110} <001> orientation called GOSS orientation in the recrystallized texture is enriched. It is preferable that it is a heat-resistant electrical steel sheet.

次に、板状鉄心1は、板状の部材であって、図1に示すように、柱状鉄心2の軸方向両端に接続されている。また、板状鉄心1は、筒状鉄心の軸方向両端にも接続されている。板状鉄心1は、鋼板を所定の形状に成形した板片を単独で用いるものでもよく、複数の板片を積層したものでもよい。板状鉄心1においては、磁束の流れ方向が板状鉄心の面内方向となり、かつ、面内での方向が柱状鉄心2と筒状鉄心5を結ぶような放射状になるため、無方向性電磁鋼板で構成されるとよい。   Next, the plate-like iron core 1 is a plate-like member, and is connected to both axial ends of the columnar iron core 2 as shown in FIG. The plate-like iron core 1 is also connected to both axial ends of the cylindrical iron core. The plate-like iron core 1 may be a plate piece obtained by forming a steel plate into a predetermined shape, or may be a laminate of a plurality of plate pieces. In the plate-like core 1, the flow direction of the magnetic flux is the in-plane direction of the plate-like core, and the in-plane direction is radial so as to connect the columnar core 2 and the cylindrical core 5. It is good to be comprised with a steel plate.

柱状鉄心2、筒状鉄心5及び板状鉄心1の接続部分における各鉄心の接合方法は、磁束の損失を極力小さくできるものであれば特に限定されない。例えば、下記(1)〜(4)に例示する接合方法を採用できる。   The joining method of each iron core in the connection part of the columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5, and the plate-like iron core 1 is not particularly limited as long as the loss of magnetic flux can be minimized. For example, the joining method illustrated in the following (1) to (4) can be adopted.

(1)各鉄心を接着剤により接合する。その際、接着間隙を極力薄くする接着剤により磁気抵抗を極力低減する。
(2)柱状鉄心が短冊状の電磁鋼板を積層した積層鉄心である場合、または、電磁鋼板を巻回して筒状にした巻鉄心である場合は、柱状鉄心の軸方向両端部に凸部を形成し、一方、板状鉄心には凹部を形成し、これらを嵌合する。あるいは、筒状鉄心に凹部を形成し、板状鉄心に凸部を形成し、これらを嵌合する。板状鉄心に凹部を設ける方法としては板状鉄心を切削し嵌合可能な凹部を設けるか、あるいは板状鉄心に筒状鉄心の凸部に応じた凹部を設ける。凹部を持つ板状鉄心は筒状鉄心の凸部に応じた隙間を有する板状鉄心を分割して打ち抜き、その間隙が筒状鉄心の凸部に嵌合する形状として積層する。積層枚数は凸部の出っ張りに応じた枚数とする。
これにより板状鉄心に凹部を形成し円筒鉄心の凸部と互いに勘合させる。ただし、板状鉄心を切削加工することにより残留応力が板状鉄心内に生じ磁気抵抗となるので極力残留応力が生じない加工方法を選択する必要がある。
(3)柱状鉄心が積層鉄心の外周を絶縁材で覆うものである場合、絶縁材に鉄心長手方向よりも凸となる部分を設け、板状鉄心を切削し嵌合可能な凹部を設け、これらを嵌合するか、あるいは板状鉄心を積層する際に筒状鉄心の凸部に応じた凹部を設け、絶縁材により形成された凸部と勘合させる。凹部を持つ板状鉄心は筒状鉄心の凸部に応じた隙間を有する板状鉄心を分割して打ち抜き、その間隙が筒状鉄心の凸部に嵌合する形状として積層する。積層枚数は凸部の出っ張りに応じた枚数とする。
これにより板状鉄心に凹部を形成し柱状鉄心を覆い凸となる絶縁材と嵌合させる。
ただし、板状鉄心を切削加工することにより残留応力が板状鉄心内に生じ磁気抵抗となるので極力残留応力が生じない加工方法を選択する必要がある。
(4)熱歪が極力低減できる方法で筒状鉄心と板状鉄心をスポット溶接など方法で溶接する。
(1) Join each iron core with an adhesive. At that time, the magnetic resistance is reduced as much as possible by an adhesive that makes the adhesive gap as thin as possible.
(2) When the columnar iron core is a laminated core obtained by laminating strip-shaped electromagnetic steel sheets, or when the columnar iron core is a wound iron core wound around a cylindrical steel sheet, projecting portions are formed at both axial ends of the columnar iron core. On the other hand, a recess is formed in the plate-shaped iron core, and these are fitted. Or a recessed part is formed in a cylindrical iron core, a convex part is formed in a plate-shaped iron core, and these are fitted. As a method of providing the concave portion in the plate-shaped iron core, a concave portion that can be fitted by cutting the plate-shaped iron core is provided, or a concave portion corresponding to the convex portion of the cylindrical core is provided in the plate-shaped iron core. A plate-shaped iron core having a concave portion is divided and punched by dividing a plate-shaped iron core having a gap corresponding to the convex portion of the cylindrical iron core, and the gap is laminated so as to fit into the convex portion of the cylindrical iron core. The number of stacked layers is determined according to the protrusion of the convex portion.
Thereby, a recessed part is formed in a plate-shaped iron core, and it is made to mutually fit with the convex part of a cylindrical iron core. However, since a residual stress is generated in the plate-shaped iron core by cutting the plate-shaped iron core and becomes a magnetic resistance, it is necessary to select a machining method that does not generate the residual stress as much as possible.
(3) When the columnar iron core covers the outer periphery of the laminated core with an insulating material, the insulating material is provided with a portion that protrudes from the longitudinal direction of the iron core, the plate-like iron core is cut, and a concave portion that can be fitted is provided. When a plate-shaped iron core is laminated, a concave portion corresponding to the convex portion of the cylindrical iron core is provided and fitted with a convex portion formed of an insulating material. A plate-shaped iron core having a concave portion is divided and punched by dividing a plate-shaped iron core having a gap corresponding to the convex portion of the cylindrical iron core, and the gap is laminated so as to fit into the convex portion of the cylindrical iron core. The number of stacked layers is determined according to the protrusion of the convex portion.
Thus, a concave portion is formed in the plate-shaped iron core, and the columnar iron core is covered with an insulating material that is convex.
However, since a residual stress is generated in the plate-shaped iron core by cutting the plate-shaped iron core and becomes a magnetic resistance, it is necessary to select a machining method that does not generate the residual stress as much as possible.
(4) A cylindrical iron core and a plate iron core are welded by a method such as spot welding by a method capable of reducing thermal strain as much as possible.

各鉄心を以上のようにして接合することにより、柱状鉄心2、筒状鉄心5及び板状鉄心1からなる磁路が構成される。柱状鉄心2、筒状鉄心5及び板状鉄心1については、上記(1)式を満足する磁気特性を備えた鋼材からなることが好ましく、上記(2)式を満足する磁気特性を備えた鋼材からなることがより好ましい。特に、柱状鉄心2、筒状鉄心5、および板状鉄心1を構成する鋼材については、以下に説明する成分組成を有する電磁鋼板とすることが好ましい。これは、各鉄心の磁気特性を好ましいものとするためである。具体的な磁気特性は、比透磁率、鉄損および磁束密度である。特に、各鉄心の磁束の方向を考慮して、その方向に磁化容易軸がそろうように鋼材の結晶方位を制御するには、電磁鋼板を積層した構造とすることが好ましい。電磁鋼板は板面内の特定方向に磁化容易軸がそろうように結晶方位が制御されており、この方向を各鉄心の磁束の方向に揃えることは、筒状変圧器の特性にとって好ましい。電磁鋼板としては特別なものである必要はなく、公知の無方向性電磁鋼板または方向性電磁鋼板を素材とすることができる。   By joining each iron core as described above, a magnetic path composed of the columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5, and the plate-like iron core 1 is formed. The columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5 and the plate-like iron core 1 are preferably made of a steel material having magnetic characteristics satisfying the above expression (1), and a steel material having magnetic characteristics satisfying the above expression (2). More preferably, it consists of. In particular, the steel materials constituting the columnar iron core 2, the cylindrical iron core 5, and the plate-like iron core 1 are preferably electromagnetic steel sheets having the component composition described below. This is to make the magnetic characteristics of each iron core preferable. Specific magnetic properties are relative permeability, iron loss, and magnetic flux density. In particular, considering the direction of the magnetic flux of each iron core, in order to control the crystal orientation of the steel material so that the easy axis of magnetization is aligned in that direction, a structure in which electromagnetic steel sheets are laminated is preferable. The magnetic steel sheet is controlled in crystal orientation so that the easy axis of magnetization is aligned in a specific direction in the plate surface, and it is preferable for the characteristics of the cylindrical transformer to align this direction with the direction of the magnetic flux of each iron core. The electromagnetic steel sheet need not be special and can be made of a known non-oriented electrical steel sheet or directional electrical steel sheet.

本実施形態の各鉄心に好適に適用可能な無方向性電磁鋼板は、例えば、質量%で、0.1≦Si≦3.5、0.1≦Mn≦1.5、Al≦2.5、C≦0.003、N≦0.003、S≦0.003、残部がFe及びその他不可避不純物からなる。   The non-oriented electrical steel sheet that can be suitably applied to each iron core of the present embodiment is, for example, mass%, 0.1 ≦ Si ≦ 3.5, 0.1 ≦ Mn ≦ 1.5, Al ≦ 2.5. C ≦ 0.003, N ≦ 0.003, S ≦ 0.003, the balance being Fe and other inevitable impurities.

無方向性電磁鋼板は、少なくとも、Si(ケイ素)、Mn(マンガン)を含有し、更にAl(アルミニウム)を含有してもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、C(炭素)、N(窒素)、S(硫黄)及びその他不可避不純物を含有してもよい、残部がFe(鉄)からなる組成を有するものである。   The non-oriented electrical steel sheet contains at least Si (silicon) and Mn (manganese), and may further contain Al (aluminum), and C (carbon), N, as long as the effects of the present invention are not impaired. (Nitrogen), S (sulfur) and other inevitable impurities may be contained, and the balance is composed of Fe (iron).

(0.1≦Si≦3.5)
無方向性電磁鋼板は、Siの含有割合が0.1%以上3.5%以下である。Siは電気抵抗を増加する作用を有するため、鉄損低減に寄与する。無方向性電磁鋼板は、鉄損低減の点から、Siの含有割合を0.1%以上とするものであり、0.5%以上が好ましく、さらに好ましくは1.0%以上がより好ましい。鉄損をさらに改善するためには1.9%以上がより好ましい。一方、本実施形態の無方向性電磁鋼板は、磁気特性に優れ、圧延作業性を良好にし、仕上げの焼鈍温度の上昇を抑制する点から、Siの含有割合を3.5%以下とするものであり、3.2%以下が好ましく、2.7%以下がより好ましい。圧延作業性をさらに改善するためには2.4%以下がより好ましい。
(0.1 ≦ Si ≦ 3.5)
The non-oriented electrical steel sheet has a Si content of 0.1% to 3.5%. Since Si has an action of increasing electric resistance, it contributes to iron loss reduction. The non-oriented electrical steel sheet has a Si content of 0.1% or more, preferably 0.5% or more, and more preferably 1.0% or more, from the viewpoint of reducing iron loss. In order to further improve the iron loss, 1.9% or more is more preferable. On the other hand, the non-oriented electrical steel sheet according to the present embodiment is excellent in magnetic properties, has good rolling workability, and suppresses an increase in the annealing temperature of the finish, so that the Si content is 3.5% or less. 3.2% or less is preferable, and 2.7% or less is more preferable. In order to further improve the rolling workability, 2.4% or less is more preferable.

(0.1≦Mn≦1.5)
無方向性電磁鋼板は、Mnの含有割合が0.1%以上1.5%以下である。
Mnは電気抵抗を増加させ鉄損を低減する観点から0.1%以上とするものであり、1.5%超となると再結晶組織を微細化させ鉄損を増加させるため1.5%以下に定める。
鉄損を適切に低減する範囲としてより好ましいのは0.5%以上1.0%以下である。
(0.1 ≦ Mn ≦ 1.5)
The non-oriented electrical steel sheet has a Mn content of 0.1% to 1.5%.
Mn is made 0.1% or more from the viewpoint of increasing the electric resistance and reducing the iron loss, and if it exceeds 1.5%, the recrystallized structure is refined and the iron loss is increased to 1.5% or less. Stipulated in
More preferably, the range for appropriately reducing the iron loss is 0.5% or more and 1.0% or less.

(Al≦2.5)
無方向性電磁鋼板は、Alを含有してもよい。無方向性電磁鋼板がAlを含有する場合、鉄損低減の点から、0.1%以上2.5%以下であることが好ましく、0.3%以上2.4%以下であることがより好ましく、さらに好ましくは0.9%以上2.3であることがより好ましい。
(Al ≦ 2.5)
The non-oriented electrical steel sheet may contain Al. When the non-oriented electrical steel sheet contains Al, it is preferably 0.1% or more and 2.5% or less, more preferably 0.3% or more and 2.4% or less from the viewpoint of reducing iron loss. More preferably, it is 0.9% or more and more preferably 2.3.

(不可避不純物)
無方向性電磁鋼板は、本発明の効果を損なわない範囲で、不可避的に混入する各種元素(不可避不純物)を含むものであってもよい。
このような元素としては、C、N、Sのほか、Ti(チタン)、Nb(ニオブ)、As(ヒ素)、Zr(ジルコニウム)等が挙げられる。
Cの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.003%以下であり、さらに0.002%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.001%以下が好ましい。
Nの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.003%以下であり、さらに0.002%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.001%以下がより好ましい。
Sの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.003%以下であり、さらに0.002%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.001%以下がより好ましい。
Tiの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.004%以下であることが好ましく、さらに0.003%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.002%以下がより好ましく、0.001%以下が特に好ましい。
Nbの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.003%以下であり、さらに0.002%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.001%以下が好ましい。
Asの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.003%以下であり、さらに0.002%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.001%以下が好ましい。
Zrの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.003%以下であり、さらに0.002%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.001%以下が好ましい。
Pの含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.25%以下であり、さらに0.15%以下がより好ましい。さらに秀逸な磁気特性を得るためには0.10%以下が好ましい。
また、不可避不純物全体の含有割合は、磁気特性に優れる点から、0.1%以下であることが好ましく、0.05%以下であることがより好ましい。
(Inevitable impurities)
The non-oriented electrical steel sheet may contain various elements (unavoidable impurities) that are inevitably mixed within a range that does not impair the effects of the present invention.
Examples of such elements include C, N, and S, as well as Ti (titanium), Nb (niobium), As (arsenic), and Zr (zirconium).
The content ratio of C is 0.003% or less, more preferably 0.002% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.001% or less is preferable.
The content ratio of N is 0.003% or less, more preferably 0.002% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.001% or less is more preferable.
The S content is 0.003% or less, more preferably 0.002% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.001% or less is more preferable.
The Ti content is preferably 0.004% or less, more preferably 0.003% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.002% or less is more preferable, and 0.001% or less is particularly preferable.
The Nb content is 0.003% or less, more preferably 0.002% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.001% or less is preferable.
From the point which is excellent in a magnetic characteristic, the content rate of As is 0.003% or less, Furthermore, 0.002% or less is more preferable. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.001% or less is preferable.
The content ratio of Zr is 0.003% or less, more preferably 0.002% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.001% or less is preferable.
The content ratio of P is 0.25% or less, more preferably 0.15% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties. Further, in order to obtain excellent magnetic properties, 0.10% or less is preferable.
In addition, the content ratio of all inevitable impurities is preferably 0.1% or less, and more preferably 0.05% or less, from the viewpoint of excellent magnetic properties.

無方向性電磁鋼板中の各元素の含有割合は、元素の種類に応じて下記の方法で公知の測定条件により測定することができる。
Si、Mn、Al、Ti、Nb、Zrについては、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS法)により測定することができる。
Asについては、フレームレス原子吸光法により測定することができる。
C、Sについては、燃焼赤外線吸収法により測定することができる。
また、Nについては、加熱融解−熱伝導法により測定することができる。
The content ratio of each element in the non-oriented electrical steel sheet can be measured by known methods under the following method according to the type of element.
Si, Mn, Al, Ti, Nb, and Zr can be measured by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS method).
As can be measured by flameless atomic absorption.
C and S can be measured by a combustion infrared absorption method.
Further, N can be measured by a heat melting-heat conduction method.

具体的には、まず、測定対象となる無方向性電磁鋼板を準備する。無方向性電磁鋼板が絶縁被膜やその他の層を備える場合には、予め公知の方法により当該被膜などを取り除く。
当該無方向性電磁鋼板の一部を切子状にして秤量し、これを測定用試料とする。当該測定用試料は、測定方法に応じて以下のように処理される。なお、燃焼赤外線吸収法、及び加熱融解−熱伝導法においては、上記切子状の測定用試料をそのまま用いることができる。
Specifically, first, a non-oriented electrical steel sheet to be measured is prepared. When the non-oriented electrical steel sheet includes an insulating coating or other layers, the coating or the like is removed in advance by a known method.
A part of the non-oriented electrical steel sheet is cut into a face shape and weighed, and this is used as a measurement sample. The measurement sample is processed as follows according to the measurement method. In the combustion infrared absorption method and the heat-melting-heat conduction method, the facet-shaped measurement sample can be used as it is.

(A)誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS法)
前記測定用試料を酸に溶解し酸溶解液とする(必要に応じて加熱してもよい)。残渣は濾紙回収して別途アルカリ等に融解し、融解物を酸で抽出して溶液化する。当該溶液と前記酸溶解液とを混合し、必要に応じて希釈することにより、ICP−MS測定用溶液とすることができる。
(A) Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS method)
The measurement sample is dissolved in an acid to obtain an acid solution (may be heated if necessary). The residue is recovered by filter paper and separately melted in alkali or the like, and the melt is extracted with an acid to form a solution. An ICP-MS measurement solution can be obtained by mixing the solution and the acid solution and diluting the solution as necessary.

(B)フレームレス原子吸光法(AA法)
前記測定用試料を酸に溶解し酸溶解液とする(必要に応じて加熱してもよい)。得られた酸溶解液を必要に応じて希釈することにより、AA法測定用溶液とすることができる。
(B) Flameless atomic absorption method (AA method)
The measurement sample is dissolved in an acid to obtain an acid solution (may be heated if necessary). By diluting the obtained acid solution as needed, it can be set as the solution for AA method measurement.

本実施形態の変圧器は、2つの板状鉄心1、柱状鉄心2、一次コイル3、二次コイル4、筒状鉄心5をそれぞれ別途作成し、組み上げるだけであるので、変圧器の製造工程が簡素でコストも低減される。また、鉄心を製造する際に、従来の各種変圧器のようにコイルを挿入するための溝や凹部を設ける必要がなく、構造が単純になる。   Since the transformer of this embodiment only creates and assembles two plate-shaped iron cores 1, columnar iron cores 2, primary coils 3, secondary coils 4, and cylindrical iron cores 5, the transformer manufacturing process is as follows. Simple and cost saving. Moreover, when manufacturing an iron core, it is not necessary to provide a groove or a recess for inserting a coil as in various conventional transformers, and the structure becomes simple.

本実施形態の変圧器の一例として単相変圧器を説明したが、本発明の変圧器は単相変圧器に限らず、三相変圧器に適用してもよい。また、インバータの普及とともに問題となっている電源に含まれる高調波を低減するために使用される6相、12相、24相、36相、48相などの多相変圧器に適用してもよい。更に、移相巻線付変圧器等に適用してもよい。移送巻線付変圧器とは、千鳥結線として移相角を持たせた変圧器である。さらに、本発明の変圧器は、水冷、油冷、空冷等の技術により冷却される形式であってもよい。   A single-phase transformer has been described as an example of the transformer of this embodiment, but the transformer of the present invention is not limited to a single-phase transformer and may be applied to a three-phase transformer. Moreover, even when applied to multi-phase transformers such as 6-phase, 12-phase, 24-phase, 36-phase, and 48-phase that are used to reduce the harmonics contained in the power source, which has become a problem with the spread of inverters. Good. Furthermore, you may apply to a transformer with a phase-shift winding. A transformer with a transfer winding is a transformer having a phase shift angle as a staggered connection. Furthermore, the transformer of the present invention may be of a type cooled by a technique such as water cooling, oil cooling, or air cooling.

変圧器が多相変圧器の場合、同心環状に配置された各筒状鉄心の間に一次コイルと二次コイルを配置する。その配置は筒状鉄心の軸方向に上下に配置してもよいが、本発明の効果をより活用するためには、同心円状に一次コイルと二次コイルを配置することが好ましく、また三相3巻線変圧器の場合は一次コイル、二次コイル及び三次コイルを同心円状に配置することが好ましい。   When the transformer is a multiphase transformer, a primary coil and a secondary coil are arranged between the cylindrical iron cores arranged concentrically. The arrangement may be arranged up and down in the axial direction of the cylindrical iron core, but in order to further utilize the effects of the present invention, it is preferable to arrange the primary coil and the secondary coil in a concentric circle shape, and three-phase. In the case of a three-winding transformer, it is preferable to arrange the primary coil, the secondary coil, and the tertiary coil concentrically.

また、本発明の対象となる変圧器は、電気機器に用いられる小型変圧器のみならず、一般の変圧器、リアクトル、チョークコイル、カレントセンサ等、様々な用途で使用される変圧器であってもよい。   Moreover, the transformer which is the object of the present invention is a transformer used for various applications such as a general transformer, a reactor, a choke coil, and a current sensor as well as a small transformer used in an electric device. Also good.

また、本実施形態における変圧器の一次コイル及び二次コイルはともに円周状に巻かれたものであるが、一次コイルと二次コイルのどちらを内側に配置するかについては、適宜その用途および変圧器の特性に応じて定めればよい。また、一次コイルと二次コイルを同心円状に重ねて配置するのみならず、図4のように一次コイル3と二次コイル4を柱状鉄心2の軸方向に沿って並べて配置してもよい。   Moreover, the primary coil and the secondary coil of the transformer in the present embodiment are both wound in a circular shape, and as to which of the primary coil and the secondary coil is to be arranged inside, the use and It may be determined according to the characteristics of the transformer. Further, not only the primary coil and the secondary coil are arranged concentrically, but the primary coil 3 and the secondary coil 4 may be arranged side by side along the axial direction of the columnar core 2 as shown in FIG.

また、一次コイル3及び二次コイル4の外部への導線は、筒状鉄心5に凹部を設けて取り出すことが加工の観点から好ましいが、板状鉄心1に溝などを形成し、この溝から導線を引き出してもよい。板状鉄心1に導線引出し用の溝を形成する場合は、打抜きの際に溝部を有する蹄鉄状の円環を打抜き、円環の切れ目を積層して導線引き出し部とすることが好ましい。これにより、積層が終了してから切削することによる筒状鉄心5の残留応力の影響を受けず、変圧器の特性をより向上できる。   In addition, it is preferable from the viewpoint of processing that the lead wires to the outside of the primary coil 3 and the secondary coil 4 are provided with a recess in the cylindrical core 5, but a groove or the like is formed in the plate-like core 1. You may pull out a conducting wire. When forming the lead wire drawing groove in the plate-shaped iron core 1, it is preferable to punch a horseshoe-shaped ring having a groove portion at the time of punching, and stack the cuts of the ring to form the lead wire drawing portion. Thereby, it is not influenced by the residual stress of the cylindrical iron core 5 by cutting after lamination | stacking is complete | finished, and the characteristic of a transformer can be improved more.

また、本実施形態の変圧器を構成する一次コイル及び二次コイルに代えて、単一のコイルを柱状鉄心と筒状鉄心の間隙に配置してもよい。この場合はリアクトルとして機能させることができる。リアクトルを形成した場合であっても、本発明の効果を十分に得ることができる。   Moreover, it may replace with the primary coil and secondary coil which comprise the transformer of this embodiment, and may arrange | position a single coil in the gap | interval of a columnar iron core and a cylindrical iron core. In this case, it can function as a reactor. Even when the reactor is formed, the effects of the present invention can be sufficiently obtained.

以下に本発明を三相変圧器に適用する場合の、変圧器構造の例を説明する。   Below, the example of a transformer structure in the case of applying this invention to a three-phase transformer is demonstrated.

図3に示す三相変圧器は、柱状鉄心2と、柱状鉄心2の周囲に同心環状に配置された3つの直径が異なる筒状鉄心5A、5B、5Cと、柱状鉄心2及び筒状鉄心5A〜5Cを上下から挟むように配置された板状鉄心1と、柱状鉄心2と筒状鉄心5Aの間、または各筒状鉄心5A〜5C同士の間に配置された一次コイル3及び二次コイル4と、から構成されている。   The three-phase transformer shown in FIG. 3 includes a columnar iron core 2, cylindrical iron cores 5A, 5B, and 5C that are arranged concentrically around the columnar iron core 2 and have different diameters, and the columnar iron core 2 and the cylindrical iron core 5A. ˜5C sandwiched from above and below, and the primary coil 3 and the secondary coil arranged between the columnar core 2 and the cylindrical core 5A, or between the cylindrical cores 5A to 5C. 4.

図3に示す三相変圧器に備えられた筒状鉄心5A〜5Cには、柱状鉄心2に最も近くにある第1筒状鉄心5Aと、第1筒状鉄心5Aの外周側にある第2筒状鉄心5Bと、第2筒状鉄心5Bの外周側にある第3筒状鉄心5Cとがある。   The cylindrical iron cores 5A to 5C provided in the three-phase transformer shown in FIG. 3 include a first cylindrical iron core 5A closest to the columnar iron core 2 and a second outer core on the outer side of the first cylindrical iron core 5A. There are a cylindrical iron core 5B and a third cylindrical iron core 5C on the outer peripheral side of the second cylindrical iron core 5B.

また、図3に示す三相変圧器に備えられた一次コイル3及び二次コイル4には、柱状鉄心2と第1筒状鉄心5Aとの間に配置されたU相一次コイル3a及びU相二次コイル4aと、第1筒状鉄心5Aと第2筒状鉄心5Bとの間に配置されたV相一次コイル3b及びV相二次コイル4bと、第2筒状鉄心5Bと第3筒状鉄心5Cとの間に配置されたW相一次コイル3c及びW相二次コイル4cとがある。各相のコイルにおいては、一次コイル3の外周側に二次コイル4が配置されているが、本発明ではこれに限らず、一次コイル3の内側に二次コイル4があってもよい。   Further, the primary coil 3 and the secondary coil 4 provided in the three-phase transformer shown in FIG. 3 include a U-phase primary coil 3a and a U-phase arranged between the columnar iron core 2 and the first cylindrical iron core 5A. Secondary coil 4a, V-phase primary coil 3b and V-phase secondary coil 4b arranged between first cylindrical iron core 5A and second cylindrical iron core 5B, second cylindrical iron core 5B and third cylinder There is a W-phase primary coil 3c and a W-phase secondary coil 4c arranged between the iron core 5C. In each phase coil, the secondary coil 4 is arranged on the outer peripheral side of the primary coil 3, but the present invention is not limited to this, and the secondary coil 4 may be inside the primary coil 3.

図3には三相変圧器を示すが、更に多相の変圧器であってもよい。三相以上の多相変圧器の場合、相数をn相とすると、変圧器の構造は、柱状鉄心の軸方向両端に2つの板状鉄心が配置され、同心円状にn個の直径の異なる筒状鉄心を配置し、そのn個の間隙に一次コイルと二次コイルを一組としてn組配置したものとなる。   Although a three-phase transformer is shown in FIG. 3, a multi-phase transformer may be used. In the case of a multi-phase transformer of three or more phases, assuming that the number of phases is n, the structure of the transformer is that two plate-like cores are arranged at both ends in the axial direction of the columnar iron core, and n diameters are different concentrically. A cylindrical iron core is arranged, and n sets of primary coils and secondary coils are arranged as a set in n gaps.

また、各相の一次コイルと二次コイルの組は、同心円状に存在する円環状の間隙のいずれかにその次数に対して本発明の変圧器は限定されるものではない。また、一次コイルと二次コイルの配置は同心円状であることが磁束の流れを円滑にするので好ましいが、円筒軸方向に重ねて配置してもよい。
三相三巻線変圧器の場合は高調波低減用の第三のコイルも一次コイルと二次コイルと変圧器の軸方向から見た場合に同一形状の円環状の形状のコイルとすることも例としてあげられる。これを一次コイルと二次コイルとともに中心鉄心および筒状鉄心もしくは筒状鉄心同志の空隙に軸方向に重ねて配置する。
一次コイルと二次コイル、および第三のコイルの形状は円環状であれば、必ずしもその内径と外径は同一である必要はない。
Further, the transformer of the present invention is not limited to the order of the primary coil and the secondary coil of each phase in any one of the annular gaps that exist concentrically. In addition, the arrangement of the primary coil and the secondary coil is preferably concentric because it facilitates the flow of magnetic flux, but may be arranged in the direction of the cylindrical axis.
In the case of a three-phase three-winding transformer, the third coil for reducing harmonics may be an annular coil having the same shape when viewed from the axial direction of the primary coil, secondary coil, and transformer. Take an example. Along with the primary coil and the secondary coil, this is disposed so as to overlap in the axial direction in the central iron core and the cylindrical iron core or in the gap between the cylindrical iron cores.
If the shapes of the primary coil, the secondary coil, and the third coil are annular, the inner diameter and the outer diameter are not necessarily the same.

以上説明したように、本実施形態の変圧器によれば、上記式(1)さらには式(2)が成立するように各鉄心を構成することで、筒状鉄心の磁束の流れを均一化し、磁気抵抗を減少させることができ、変圧器の効率を向上させることができる。   As explained above, according to the transformer of this embodiment, the flow of magnetic flux in the cylindrical iron core is made uniform by configuring each iron core so that the above formula (1) and further formula (2) are satisfied. , The magnetic resistance can be reduced, and the efficiency of the transformer can be improved.

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.

[実施例1]
Si:0.3%、Mn:0.2%、Al:0.2%を含有するスラブを、加熱温度1100℃で熱間圧延して、厚さが2.5mmの熱延鋼板とした。次いで、熱延板を酸洗してから冷延することで厚さが0.5mmの冷延鋼板とした。次いで、冷延鋼板に対して750℃で5秒から45秒間の仕上焼鈍を行い、無方向性電磁鋼板を得た。仕上焼鈍時間を変化させることにより、無方向性電磁鋼板の素材の比透磁率を調整し、これを使用して組み上げた際の変圧器に使用する柱状鉄心、筒状鉄心、板状鉄心の比透磁率をそれぞれ変化させた。
[Example 1]
A slab containing Si: 0.3%, Mn: 0.2%, Al: 0.2% was hot-rolled at a heating temperature of 1100 ° C. to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.5 mm. Next, the hot-rolled sheet was pickled and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.5 mm. Next, finish annealing was performed on the cold-rolled steel sheet at 750 ° C. for 5 to 45 seconds to obtain a non-oriented electrical steel sheet. By adjusting the relative permeability of the material of the non-oriented electrical steel sheet by changing the finish annealing time, the ratio of the columnar iron core, cylindrical iron core, and plate iron core used for the transformer when assembled using this The permeability was changed.

この電磁鋼板を素材として、以下のような柱状鉄心、筒状鉄心、板状鉄心を作成し、これらの鉄心を組合わせて、図1及び図2に示す構造を有する単相複巻変圧器を製作した。
柱状鉄心は、縦サイズを柱状鉄心の高さとなる40cmとし様々な幅で切断した短冊状の鋼板を、軸方向垂直断面が略円形となるように積層して形成した。積層する短冊状鋼板の幅と積層枚数を適宜調整して、断面積Sを変化させた。また、短冊を切り出す方向を鋼板面内で変化させることで鉄心の軸方向の比透磁率を変化させた。積層の後、コイルとの間の絶縁破壊が発生しないように絶縁物を積層鉄心の周囲に巻いた。
Using this electromagnetic steel sheet as a raw material, the following columnar iron core, cylindrical iron core, and plate-shaped iron core are created, and these cores are combined to produce a single-phase compound winding transformer having the structure shown in FIGS. Produced.
The columnar iron core was formed by laminating strip-shaped steel plates having a vertical size of 40 cm which is the height of the columnar iron core and cut in various widths so that the vertical cross section in the axial direction is substantially circular. The cross-sectional area S was changed by appropriately adjusting the width of the strip-shaped steel plates to be laminated and the number of laminated sheets. Moreover, the relative magnetic permeability in the axial direction of the iron core was changed by changing the cutting direction of the strip within the steel plate surface. After the lamination, an insulator was wound around the laminated iron core so as not to cause a dielectric breakdown with the coil.

筒状鉄心は、縦サイズを製造する筒状鉄心の高さとなる40cmとし、適当な長さに切断した短冊状の鋼板を、中空円筒状に巻回することで形成した。円筒の外径を30cmと固定し巻回の回数を変えることで円筒の内径を変化させて断面積Sを変化させた。短冊を切り出す方向を鋼板面内で変化させることで鉄心の軸方向の比透磁率を変化させた。   The cylindrical iron core was formed by winding a strip-shaped steel plate cut to an appropriate length into a hollow cylindrical shape with a height of 40 cm, which is the height of the cylindrical core for manufacturing the vertical size. The cross-sectional area S was changed by changing the inner diameter of the cylinder by fixing the outer diameter of the cylinder to 30 cm and changing the number of windings. The relative permeability in the axial direction of the iron core was changed by changing the cutting direction of the strip within the steel plate surface.

板状鉄心は、素材から直径を筒状鉄心の外径である30cmとした円板を打ち抜き、これを積層して形成した。積層枚数を変えることで断面積Sを変化させた。その後、これらの変圧器の効率を測定した。
結果を表1に示す。
The plate-like iron core was formed by punching out a disc having a diameter of 30 cm, which is the outer diameter of the cylindrical iron core, and laminating it. The cross-sectional area S was changed by changing the number of stacked layers. Thereafter, the efficiency of these transformers was measured.
The results are shown in Table 1.

Figure 2018117046
Figure 2018117046

表1からわかるように、本発明例の範囲内であるμ1×S1/μ0×S0の値が0.80以上1.20以下においては、本発明の形態の筒状変圧器の効率は95%以上の優れた値を示している。
特に、0.90以上1.10以下においては、97%以上のさらに優れた値を示しており、より好適は範囲であることがわかる。
これに対し、μ1×S1/μ0×S0の値が0.80未満もしくは1.20超の場合は効率が90%以下の低い値となっている。
As can be seen from Table 1, when the value of μ1 × S1 / μ0 × S0 within the range of the present invention is 0.80 or more and 1.20 or less, the efficiency of the cylindrical transformer of the present invention is 95%. The above excellent values are shown.
In particular, in the range of 0.90 to 1.10, a further excellent value of 97% or more is shown, and it can be seen that the range is more preferable.
On the other hand, when the value of μ1 × S1 / μ0 × S0 is less than 0.80 or more than 1.20, the efficiency is a low value of 90% or less.

[実施例2]
Si:2.0%、Mn:0.5%、Al:0.5%を含有するスラブを、加熱温度1150℃で熱間圧延し、厚さが2.5mmの熱延鋼板を得た。次いで、熱延鋼板に対して900℃60秒の熱延板焼鈍を施した。その後、熱延鋼板を酸洗し、更に冷延することで厚さが0.5mmの冷延鋼板とした。次いで、冷延鋼板に対して900℃で5秒から60秒間の仕上焼鈍を行い、無方向性電磁鋼板を得た。
仕上焼鈍時間を変化させることにより、無方向性電磁鋼板の素材の比透磁率を調整し、これを使用して組み上げた際の変圧器に使用する柱状鉄心、筒状鉄心、板状鉄心の比透磁率をそれぞれ変化させた。
[Example 2]
A slab containing Si: 2.0%, Mn: 0.5%, Al: 0.5% was hot-rolled at a heating temperature of 1150 ° C. to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.5 mm. Subsequently, the hot-rolled steel sheet was annealed at 900 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the hot-rolled steel sheet was pickled and further cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.5 mm. Next, finish annealing was performed on the cold-rolled steel sheet at 900 ° C. for 5 to 60 seconds to obtain a non-oriented electrical steel sheet.
By adjusting the relative permeability of the material of the non-oriented electrical steel sheet by changing the finish annealing time, the ratio of the columnar iron core, cylindrical iron core, and plate iron core used for the transformer when assembled using this The permeability was changed.

この電磁鋼板を素材として、以下のような柱状鉄心、筒状鉄心、板状鉄心を作成し、これらの鉄心を組み合わせて、図3に示す構造を有する三相三巻線変圧器を製作した。   Using this electromagnetic steel sheet as a raw material, the following columnar iron core, cylindrical iron core, and plate iron core were prepared, and these three cores were combined to produce a three-phase three-winding transformer having the structure shown in FIG.

柱状鉄心は、縦サイズを柱状鉄心の高さとなる40cmとし様々な幅で切断した短冊状の鋼板を、軸方向垂直断面が略円形となるように積層して形成した。積層する短冊状鋼板の幅と積層枚数を適宜調整して、断面積Sを変化させた。また、短冊を切り出す方向を鋼板面内で変化させることで鉄心の軸方向の比透磁率を変化させた。積層の後、コイルとの間の絶縁破壊が発生しないように絶縁物を積層鉄心の周囲に巻いた。   The columnar iron core was formed by laminating strip-shaped steel plates having a vertical size of 40 cm which is the height of the columnar iron core and cut in various widths so that the vertical cross section in the axial direction is substantially circular. The cross-sectional area S was changed by appropriately adjusting the width of the strip-shaped steel plates to be laminated and the number of laminated sheets. Moreover, the relative magnetic permeability in the axial direction of the iron core was changed by changing the cutting direction of the strip within the steel plate surface. After the lamination, an insulator was wound around the laminated iron core so as not to cause a dielectric breakdown with the coil.

筒状鉄心は、縦サイズを製造する筒状鉄心の高さとなる40cmとし、適当な長さに切断した短冊状の鋼板を、中空円筒状に巻回することで形成した。3つある円筒の外径を30cm、50cm、70cmと固定し、巻回の回数を変えることで円筒の内径を変化させて断面積Sを変化させた。短冊を切り出す方向を鋼板面内で変化させることで鉄心の軸方向の比透磁率を変化させた。   The cylindrical iron core was formed by winding a strip-shaped steel plate cut to an appropriate length into a hollow cylindrical shape with a height of 40 cm, which is the height of the cylindrical core for manufacturing the vertical size. The outer diameters of the three cylinders were fixed at 30 cm, 50 cm, and 70 cm, and the sectional area S was changed by changing the inner diameter of the cylinders by changing the number of windings. The relative permeability in the axial direction of the iron core was changed by changing the cutting direction of the strip within the steel plate surface.

板状鉄心は、素材から直径を最大の筒状鉄心の外径である70cmとした円板を打ち抜き、これを積層して形成した。積層枚数を変えることで断面積Sを変化させた。
これらの変圧器の効率測定を実施例1と同様に行った。
結果を表2に示す。
The plate-like iron core was formed by punching out a circular plate having a diameter of 70 cm, which is the outer diameter of the largest cylindrical iron core, and laminating the same. The cross-sectional area S was changed by changing the number of stacked layers.
The efficiency of these transformers was measured in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 2.

Figure 2018117046
Figure 2018117046

表2からわかるように、本発明例の範囲内であるμ1×S1/μ0×S0の値が0.80以上1.20以下においては、本発明の形態の筒状変圧器の効率は95%以上の優れた値を示している。
特に、0.90以上1.10以下においては、97%以上のさらに優れた値を示しており、より好適は範囲であることがわかる。
これに対し、μ1×S1/μ0×S0の値が0.80未満もしくは1.20超の場合は効率が90%以下の低い値となっている。
As can be seen from Table 2, when the value of μ1 × S1 / μ0 × S0 within the range of the example of the present invention is 0.80 or more and 1.20 or less, the efficiency of the cylindrical transformer of the present invention is 95%. The above excellent values are shown.
In particular, in the range of 0.90 to 1.10, a further excellent value of 97% or more is shown, and it can be seen that the range is more preferable.
On the other hand, when the value of μ1 × S1 / μ0 × S0 is less than 0.80 or more than 1.20, the efficiency is a low value of 90% or less.

以上に示した実施例以外に、以下の方法で比透磁率を調整することも可能である。なお、本発明の比透磁率μの調整方法はこれらの例に限定されるものではない。   In addition to the embodiments described above, the relative permeability can be adjusted by the following method. Note that the method of adjusting the relative permeability μ of the present invention is not limited to these examples.

プロセス条件もしくは成分を調整することで鋼板の比透磁率μを調整し、これらの鋼板を使用し鉄心の比透磁率μを調整が可能である。プロセス条件とは、具体的には熱間圧延もしくは薄板鋳造による熱延板製造、スラブ再加熱温度、熱延仕上温度および熱延巻取り温度の調整、熱延板焼鈍実施の有無、冷間圧延率の調整、異周速冷間圧延の実施、仕上焼鈍の昇温速度、保定温度および保定温度での焼鈍時間および降温速度を調整することなどがあげられる。これらの手段で鋼板の比透磁率を調整し、これを組み上げた各鉄心の比透磁率μを調整することが可能である。   The relative permeability μ of the steel sheet can be adjusted by adjusting the process conditions or components, and the relative permeability μ of the iron core can be adjusted using these steel sheets. Process conditions specifically include hot rolled sheet manufacturing by hot rolling or thin sheet casting, slab reheating temperature, hot rolling finishing temperature and hot rolling coiling temperature adjustment, presence / absence of hot rolling sheet annealing, cold rolling Adjustment of the rate, implementation of different peripheral speed cold rolling, temperature increase rate of finish annealing, adjustment of the holding temperature, the annealing time at the holding temperature, and the temperature decreasing rate, and the like. With these means, it is possible to adjust the relative permeability of the steel sheet and to adjust the relative permeability μ of each iron core assembled with the steel sheet.

また、異なる少なくとも2種類以上の比透磁率を有する鋼板を一つの鉄心に組込むことにより、鉄心の比透磁率μおよびその異方性を調整することが可能である。   Further, by incorporating steel plates having at least two different relative magnetic permeability into one iron core, it is possible to adjust the relative magnetic permeability μ and the anisotropy of the iron core.

成分では、Si、Al、Mn含有量、および微量成分であるC、N、S含有量を調整することで比透磁率μを変えることが可能である。成分調整とプロセス条件を組み合わせることにより更に比透磁率μの調整が可能である。   In terms of components, the relative magnetic permeability μ can be changed by adjusting the contents of C, N, and S, which are Si, Al, and Mn contents and trace components. The relative permeability μ can be further adjusted by combining the component adjustment and the process conditions.

鋼板の比透磁率μは、これらの方法により、実施例1の成分では例示範囲を含み比透磁率を4000から6400の範囲で調整可能である。また、実施例2の成分では例示範囲を含み比透磁率を5500から12000の間で調整可能である。   With these methods, the relative magnetic permeability μ of the steel sheet can be adjusted within the range of 4000 to 6400 including the exemplary range in the components of Example 1. In addition, the component of Example 2 can adjust the relative permeability between 5500 and 12000 including the exemplary range.

1…板状鉄心、2…柱状鉄心、2a、2b…柱状鉄心の軸方向端部、3、3a、3b、3c…一次コイル、4、4a、4b、4c…二次コイル、5、5A、5B、5C…筒状鉄心、5a、5b…筒状鉄心の軸方向端部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plate-shaped iron core, 2 ... Columnar iron core, 2a, 2b ... Axial direction edge part of columnar iron core 3, 3a, 3b, 3c ... Primary coil 4, 4a, 4b, 4c ... Secondary coil 5, 5A, 5B, 5C: cylindrical iron core, 5a, 5b: axial end of the cylindrical iron core

Claims (4)

1つの柱状鉄心と、該柱状鉄心の周囲に配置された1または2以上の筒状鉄心と、
前記柱状鉄心の軸方向端部に接続するとともに前記筒状鉄心の軸方向端部に接続する2つの板状鉄心と、
前記柱状鉄心と前記筒状鉄心との間に配置された一次コイル及び二次コイルと、を備える筒状の変圧器であり、
前記柱状鉄心の比透磁率をμ0、
前記柱状鉄心の断面積をS0、
前記k番目の筒状鉄心の比透磁率をμk、
前記k番目の筒状鉄心の断面積をSk、
としたとき、少なくとも一つの筒状鉄心について下記の式(1)が成立することを特徴とする変圧器。
Figure 2018117046
ただし、式(1)における添字kは、1以上の自然数であり、柱状鉄心の最も近くに配置された筒状鉄心を1とし、柱状鉄心から離れるに従い1づつ増加した数とする。
One columnar core, and one or more cylindrical cores arranged around the columnar core;
Two plate-like cores connected to the axial ends of the columnar core and connected to the axial ends of the cylindrical core;
A cylindrical transformer provided with a primary coil and a secondary coil disposed between the columnar iron core and the cylindrical iron core;
The relative permeability of the columnar iron core is μ0,
The cross-sectional area of the columnar core is S0,
Μk, the relative permeability of the k-th cylindrical iron core,
The cross-sectional area of the k-th cylindrical iron core is Sk,
Then, the following formula (1) is established for at least one cylindrical iron core.
Figure 2018117046
However, the subscript k in the formula (1) is a natural number of 1 or more, and the cylindrical core disposed closest to the columnar core is set to 1, and the number increases by 1 as the distance from the columnar core increases.
請求項1の変圧器において、さらに、
一方の前記板状鉄心の比透磁率をμplate1とし、その軸方向に垂直な断面積をSplate1とし、
他方の前記板状鉄心の比透磁率をμplate2とし、その軸方向に垂直な断面積をSplate2としたとき、
下記式(2)及び下記式(3)が成立することを特徴とする請求項1に記載の変圧器。
Figure 2018117046
The transformer of claim 1, further comprising:
One plate iron core has a relative magnetic permeability μplate1, its cross-sectional area perpendicular to the axial direction is Splate1,
When the relative permeability of the other plate-shaped core is μplate2 and the cross-sectional area perpendicular to the axial direction is Splate2,
The following formula (2) and the following formula (3) are satisfied, The transformer according to claim 1 characterized by things.
Figure 2018117046
前記柱状鉄心、前記筒状鉄心、前記板状鉄心のうち少なくとも一つが、質量%で、
0.1≦Si≦3.5、
0.1≦Mn≦1.5、
Al≦2.5、
C≦0.003、
N≦0.003、
S≦0.003、
残部がFe及び不可避不純物からなる鋼材を素材とする鉄心であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の変圧器。
At least one of the columnar iron core, the cylindrical iron core, and the plate iron core is in mass%,
0.1 ≦ Si ≦ 3.5,
0.1 ≦ Mn ≦ 1.5,
Al ≦ 2.5,
C ≦ 0.003,
N ≦ 0.003,
S ≦ 0.003,
The transformer according to claim 1 or 2, wherein the balance is an iron core made of a steel material made of Fe and inevitable impurities.
前記鋼材が、電磁鋼板の単体または2以上の電磁鋼板の積層体であることを特徴とする請求項3に記載の変圧器。   The transformer according to claim 3, wherein the steel material is a single electromagnetic steel plate or a laminate of two or more electromagnetic steel plates.
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