JP2019114626A - ハイブリッド鉄心変圧器 - Google Patents
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Abstract
Description
ハイブリッド鉄心変圧器100は単相器であるため、巻線を中心に配置し、巻線内周側に主脚、巻線外周側に側脚を配置し、主脚と側脚を上部継鉄、下部継鉄でつなぐことにより額縁状の鉄心を構成する。
ここで、占積率は巻線3の内接円の面積に占める鉄心の断面積の割合を示す。従来の珪素鋼板鉄心を用いた変圧器では、珪素鋼板を曲率をもって積層することにより略円形に近づけることができるため占積率は高くなる。
ハイブリッド鉄心変圧器100は、アモルファス薄帯の幅を変更して2段に分ける。このため、アモルファス内側鉄心16はアモルファス外側鉄心1と比較して小さい。アモルファス内側鉄心16は鉄心重量も小さくなることから、アモルファス鉄心用受け(絶縁板)14を介在させて、巻線3の上端面で支持することができる。このため、アモルファス内側鉄心16の鉄心長は最短となることから、本構造はハイブリッド鉄心変圧器の小型化と軽量化に貢献する。
アモルファス外側鉄心1は鉄心重量が大きくなることから、締金具4とスタッド15で構成した支持枠に支持梁11を渡し、締金具4の下端面で絶縁物を介して固定する。これにより、アモルファス外側鉄心1は支持梁11の上端面で支持することができる。このため、アモルファス外側鉄心1の鉄心長も最短となることから、本構造はハイブリッド鉄心変圧器の小型化と軽量化に貢献する。
アモルファス外側鉄心20は巻鉄心であり、長さを少しずつ変えたアモルファス薄帯を何千枚も積層して形成する。
図11、図12に示すように、組立後のアモルファス外側鉄心30はレーストラック状の巻鉄心となる。
アモルファス外側鉄心用支持板12には、アモルファス外側鉄心1の内周側コーナー(R部)支持部21が設置されている。アモルファス外側鉄心1の重量はすべてアモルファス外側鉄心用支持板12で支えることになるため、アモルファス外側鉄心用支持板12に半径Rの曲率を持たせる。これにより、アモルファス外側鉄心1の重量がアモルファス外側鉄心1の内周側角部に集中することを防止することができる。
アモルファス外側鉄心用支持板12に、2枚の仕切り板(吊り耳)22がない場合、ワイヤーロープはアモルファス外側鉄心用支持板12の底をくぐらせる必要がある。このため、鉄心搬送後、ワイヤーロープを取り外す場合、アモルファス鉄心間のギャップは少なくともワイヤーロープの直径以上、確保する必要がある。このため、ハイブリッド鉄心変圧器の小型化の制約となっていた。
アモルファス鉄心保護ケース9、10に特徴があり、アモルファス鉄心保護ケース9、10鉄心(主脚、側脚)の側方板(主脚は紙面手前と奥の2枚、側脚は紙面手前と奥の側方の3枚)を、アモルファス外側鉄心1の端部まで延長させた(点線部に示す6箇所)。
アモルファス鉄心保護ケース9、10の延長部(点線部の6箇所)を利用して、珪素鋼板鉄心2を配置することにより上部継鉄と下部継鉄を構成することができる。珪素鋼板鉄心2を配置した状態では、アモルファス外側鉄心1の継鉄(ヨーク部)は正面からは見え難くなり、珪素鋼板鉄心2と略同一位置であるといえる。
ハイブリッド鉄心変圧器100の上部継鉄と下部継鉄において、アモルファス鉄心、アモルファス鉄心保護ケース9、10、珪素鋼板鉄心2及び締金具用当板5が略同一高さに配置されている。
図示していないが、アモルファス鉄心保護ケース9を中心に配置し、アモルファス鉄心保護ケース9の左右に、珪素鋼板鉄心2と締金具用当板5を当てがい、それらを締金具4によって挟み込む。これにより、ハイブリッド鉄心変圧器100の機械的強度及び剛性を確保する。
2分割の曲げ板積層材42、43は分割部において接着することから、十分な接着面積を確保するため、一部をオーバーラップ(図示せず)又はステップラップさせて積層する。
曲げ板積層材52と積層板材53は分割部において接着することから、十分な接着面積を確保するため、一部をオーバーラップ(図示せず)又はステップラップさせて積層する。
2 珪素鋼板鉄心
3 巻線
4 締金具
5 締金具用当板
6 バインド用当板
7 バインド用当板
8 バインドテープ
9 主脚用アモルファス鉄心保護ケース
10 側脚用アモルファス鉄心保護ケース
11 アモルファス外側鉄心用支持梁
12 アモルファス外側鉄心用支持板
13 アモルファス内側鉄心用支持板
14 アモルファス鉄心用受け
15 スタッド
16 アモルファス内側鉄心
20 組立前のアモルファス外側鉄心
21 アモルファス外側鉄心の内周側コーナー支持部
22 アモルファス外側鉄心の仕切り板
23 シャフト通し穴
30 組立後のアモルファス外側鉄心
31 主脚用アモルファス鉄心保護ケース
32 曲げ板積層材
33 積層板材
34 積層板材
35 L型アングル
41 主脚用アモルファス鉄心保護ケース
42 曲げ板積層材
43 曲げ板積層材
51主脚用アモルファス鉄心保護ケース
52 曲げ板積層材
53 積層板材
100 ハイブリッド鉄心変圧器
Claims (15)
- 電線を巻回して構成した筒状の巻線と、
前記巻線の中空部に配置されたアモルファス鉄心と、
前記アモルファス鉄心の外周部に配置された珪素鋼板鉄心と、
前記アモルファス鉄心と前記珪素鋼板鉄心の間の鉄心脚部に配置され、前記アモルファス鉄心を保護するためのアモルファス鉄心保護ケースと、
前記ケイ素鋼板鉄心を支持するための締金具と、
前記アモルファス鉄心を垂直方向に支持する支持梁と、を有するハイブリッド鉄心変圧器であって、
前記ハイブリッド鉄心変圧器の上部継鉄と下部継鉄において、前記アモルファス鉄心、
前記アモルファス鉄心保護ケース、前記珪素鋼板鉄心及び前記締金具が略同一高さに配置され、
前記支持梁は前記締金具の下端面で固定され、
前記アモルファス鉄心の積層方向と前記珪素鋼板鉄心の積層方向が直交して配置されることを特徴とするハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記ケイ素鋼板鉄心の最外周側に配置された当板を更に有し、
前記締金具は、前記当板を介して前記前記ケイ素鋼板鉄心を支持することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記当板を介して前記ケイ素鋼板鉄心を固定するためのバインドテープを更に有することを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド鉄心変圧器。
- 前記アモルファス鉄心は、アモルファス磁性薄帯で形成され、
前記珪素鋼板鉄心は、珪素鋼板で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記アモルファス鉄心は、アモルファス内側鉄心とアモルファス外側鉄心とで構成され、
前記アモルファス鉄心保護ケースの側部に段部を設けて、前記アモルファス内側鉄心の幅と前記アモルファス外側鉄心の幅が、前記アモルファス鉄心と前記珪素鋼板鉄心で構成される鉄心の脚部の断面が略円形になるようにそれぞれ定められていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記アモルファス外側鉄心の内側側面を保持するアモルファス外側鉄心用支持板と、
前記アモルファス外側鉄心用支持板の上部両側部に設けられた一対のアモルファス外側鉄心用仕切り板と、
前記アモルファス内側鉄心の内側側面を保持するアモルファス内側鉄心用支持板と、
前記アモルファス内側鉄心用支持板の上部両側部に設けられた一対のアモルファス内側鉄心用仕切り板と、を更に有し、
前記アモルファス外側鉄心は、前記アモルファス外側鉄心用支持板と前記アモルファス外側鉄心用仕切り板により支持され、
前記アモルファス内側鉄心は、アモルファス内側鉄心用支持板と前記アモルファス内側鉄心用仕切り板により支持されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記アモルファス内側鉄心は、前記巻線の上端面で前記アモルファス内側鉄心用支持板を介して支持され、
前記アモルファス外側鉄心は、前記支持梁の上端面で前記アモルファス外側鉄心用支持板を介して支持されることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記アモルファス内側鉄心は、前記支持梁の上端面で前記アモルファス内側鉄心用支持板を介して支持され、
前記アモルファス外側鉄心は、前記アモルファス内側鉄心用仕切り板の上端面で支持されることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記アモルファス外側鉄心用仕切り板と前記アモルファス内側鉄心用仕切り板に貫通する貫通穴をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド鉄心変圧器。
- 前記アモルファス外側鉄心及び前記アモルファス内側鉄心の内側隅部には、それぞれR部が設けられており、
前記アモルファス外側鉄心用支持板及び前記アモルファス内側鉄心用支持板の両端部は、前記R部を支持するためにR状に形成されていることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記アモルファス鉄心保護ケースの内部は、前記アモルファス外側鉄心及び前記アモルファス内側鉄心をそれぞれ保護するために分割されていることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド鉄心変圧器。
- 前記アモルファス鉄心保護ケースの側部は、段の付いた曲げ板材を積層して構成され、
前記アモルファス鉄心保護ケースの内部は、前記曲げ板材を積層した曲げ板積層材で構成されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記曲げ板積層材は分割部を有するように分割されており、
前記分割部において、前記曲げ板積層材の積層部の一部が互いにオーバーラップしていることを特徴とする請求項12に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記アモルファス鉄心保護ケースの側部が、前記曲げ板積層材と前記積層板材で構成され、
前記曲げ板積層材と前記積層板材は分割部を有するように分割されており、
前記分割部において、前記曲げ板積層材と前記積層板材の積層部の一部が互いにオーバーラップしていることを特徴とする請求項12に記載のハイブリッド鉄心変圧器。 - 前記積層板材の一部に切り欠き部を設け、
前記切り欠き部にL型アングルを埋め込むことにより前記曲げ板積層材を互いに固定することを特徴とする請求項12に記載のハイブリッド鉄心変圧器。
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