JP2021002567A - Stacked iron core type stationary induction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積鉄心を有する積鉄心型静止誘導機器に関する。 The present invention relates to a product core type stationary induction device having a product core.
変圧器などの静止誘導機器として、アモルファス薄帯を積層したブロックや電磁鋼板を積み重ねて鉄心を構成した積鉄心型静止誘導機器がある。 As static induction devices such as transformers, there are stacked iron core type static induction devices in which blocks in which amorphous strips are laminated and electromagnetic steel sheets are stacked to form an iron core.
特許文献1(特開2018−56336号公報)には、「軟磁性体からなる板状薄帯が複数枚積層された積層体であって、前記板状薄帯は、薄帯の外側の端部から面内部まで伸びるスリットが形成されている積層体が、積層端面同士で突き合わされた状態で、環状の磁路の少なくとも一部として配置されている複合積磁心。」(請求項1、8参照)と記載されている。
Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-56336) states that "a laminated body in which a plurality of plate-shaped strips made of a soft magnetic material are laminated, and the plate-shaped strips are the outer ends of the strips. A composite magnetic core in which the laminated body in which a slit extending from the portion to the inside of the surface is formed is arranged as at least a part of an annular magnetic path in a state where the laminated end faces are abutted against each other. "(
変圧器の鉄心では、磁場を加えながら加熱する磁場中熱処理を行って、鉄心の磁区に異方性を形成しており、適切な磁気異方性を持たせることが求められている。 In the iron core of a transformer, heat treatment in a magnetic field for heating while applying a magnetic field is performed to form anisotropy in the magnetic domain of the iron core, and it is required to have appropriate magnetic anisotropy.
特許文献1には、板状薄帯に薄帯の外側の端部から面内部までスリットを形成し、この板状薄帯を積層した積層体を有する複合積磁心が開示されているが、特許文献1の積層体は、皺を平坦にし、その結果、占積率の良い積層体を提供するもので、磁気異方性については考慮されていない。
本発明は、鉄心の磁気異方性を向上し、磁気損失が小さい変圧器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a transformer having an improved magnetic anisotropy of an iron core and a small magnetic loss.
上記課題を解決するための、本発明の「積鉄心型静止誘導機器」の一例を挙げるならば、アモルファス薄帯を積層したブロック体または鋼板を組み合わせた脚部およびヨーク部から成る積鉄心を有する積鉄心型静止誘導機器であって、前記アモルファス薄帯または前記鋼板には、長軸方向に延びる、複数の平行する第1のスリットが設けられていることを特徴とするものである。 To give an example of the "iron core type static induction device" of the present invention for solving the above problems, it has an iron core composed of a leg portion and a yoke portion in which a block body in which amorphous thin bands are laminated or a steel plate is combined. It is a product core type stationary induction device, characterized in that the amorphous strip or the steel plate is provided with a plurality of parallel first slits extending in the long axis direction.
本発明によれば、鉄心にスリットを設けることにより、鉄心の磁気異方性を向上し、磁気損失が小さい変圧器を提供することができる。 According to the present invention, by providing a slit in the iron core, it is possible to improve the magnetic anisotropy of the iron core and provide a transformer having a small magnetic loss.
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 Issues, configurations and effects other than those mentioned above will be clarified by the description of the following examples.
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure for demonstrating an embodiment, the same constituent elements are given the same name and reference numeral as much as possible, and the repeated description thereof will be omitted.
実施例1の積鉄心型変圧器について、図1、図2を用いて説明する。
図1は、板厚0.5mm以下の鋼板を多数枚平積し3相積鉄心型に構成した積鉄心型変圧器の正面図である。3相積鉄心は、3本の脚5のそれぞれの周りにコイル7を巻き、それぞれの脚5をヨーク6でつないで磁気回路を形成する。図1の積鉄心は、通称額縁鉄心と呼ばれるもので、磁気回路の流れを良くするために、脚5とヨーク6の鋼板を、直方体ではなく、台形形状或いは平行四辺形などの斜めの端面形状を有するものを用いて、それぞれ斜めの端面同士を繋いでいる。
The product core type transformer of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a front view of a core-type transformer in which a large number of steel plates having a thickness of 0.5 mm or less are stacked flat to form a three-phase core-type transformer. In the three-phase product core, a
本実施例は、図1に示すように、この額縁鉄心を構成する鋼板にスリット2とスリット3とスリット4を入れて、さらに磁気回路の流れを良くして、磁気損失を小さくしたものである。スリット2(第1のスリット)は、磁気回路の流れを良くするために、磁束の流れる方向を異方的にするため、或いは異方性を強めるために設けたものである。スリット2は、脚5およびヨーク6において長軸方向に複数平行して設ける。スリット2は、脚5またはヨーク6の外縁よりも内側の領域に設けられている。スリット3(第2のスリット)は、脚5とヨーク6の接点付近に軸方向に対して傾斜して設けたものである。スリット3は、スリット2と同様に磁気回路に沿って配向する面内方向の異方性を強める。スリット4(第3のスリット)は、脚5とヨーク6の端部に、端面に平行に設けたもので、脚5とヨーク6が重なった接点の磁気回路の流れを良くする面外方向(面に垂直な方向)への異方性を強める働きをする。
In this embodiment, as shown in FIG. 1,
図2に、脚5とヨーク6の端部の接点付近の拡大図を示す。
額縁鉄心では、短冊にした鋼板を多数枚重ねて積鉄心に形成するが、重なった箇所を積層方向に膨らませないために、同じ層はそれぞれ突合せで配置し、層が変わるごとに、鋼板の突合せ位置をずらして積重ねている。これにより、積層方向の膨らみを抑えながら、磁気回路の流れを保っている。図2は、上下の2層で脚5とヨーク6を重ね合せた単位を構成する例を示している。脚5およびヨーク6を構成する鋼板には、スリット2とスリット3とスリット4が入れられている。図において、脚5aは上の層、脚5bは下の層で、ヨーク6aは上の層、ヨーク6bは下の層であり、上の層で脚5aとヨーク6aとが突合わされており、下の層で脚5bとヨーク6bとが突合わされている。実際には鋼板を数百枚〜数千枚以上を積層するため、2層の単位構成が上下に多数枚重なっている構造である。図2では、2層で積層の単位を構成しているが、3層以上で積層の単位を構成しても良い。
FIG. 2 shows an enlarged view of the vicinity of the contact point between the end of the
In the frame iron core, a large number of strips of steel plates are stacked to form a stacked steel core, but in order not to swell the overlapped parts in the stacking direction, the same layers are arranged by butt, and each time the layers change, the steel plates are butt. The positions are shifted and stacked. As a result, the flow of the magnetic circuit is maintained while suppressing the swelling in the stacking direction. FIG. 2 shows an example in which the upper and lower two layers constitute a unit in which the
脚5およびヨーク6を構成する鋼板には、スリット2とスリット3とスリット4が入れられている。スリット2(第1のスリット)は、図1にも示すように、脚5或いはヨーク6の端部を除く部分において長軸方向に複数平行して設けたものである。スリット3(第2のスリット)は、図1および図2に示すように、脚5とヨーク6との接続部において、磁気回路の流れを良くするように、接続端部に向けて傾けて形成したものである。スリット4(第3のスリット)は、脚5或いはヨーク6の端部において、端部に平行に、面外方向(面に垂直な方向)への磁気異方性を強めるように形成したものである。
A
本実施例による磁束の流れについて説明する。図2では、磁気回路は脚5からヨーク6へと矢印方向に磁束が流れる様子を示している。
上層の脚5aにはスリット5a−2と5a−3が入れてあり、下層の脚5bには5b−2と5b−3が入れてある。脚5の鋼板の磁束密度は、スリット5a−2、及び5b−2が入れてあるため、長軸方向に磁気異方性が強くなっている。図中では、脚5のそれぞれの鋼板に流れる磁束の方向は下から上に向かうため、スリット2を入れる基本的な方向は、各鋼板に対して図中に示す上下に長い縦長形状である。
スリット2(第1のスリット)の幅は、磁束の流れを妨げないようにし、磁気性能を低下させないためには、スリット幅が狭い方が良く、磁束の流れに垂直な脚5の幅に対し、5%以下が望ましい。一方で、スリット2を入れて磁気異方性を強くするには少なくても平行に2ライン以上入れてあることが望ましい。図中では平行にスリットを入れているライン数は3ラインであるが、複数のライン数を形成することで磁気異方性を強くすることができる。
The flow of magnetic flux according to this embodiment will be described. In FIG. 2, the magnetic circuit shows how magnetic flux flows from the
The
The width of the slit 2 (first slit) should be narrower than the width of the
脚5とヨーク6の端部の接点付近では、脚5のスリット3及びヨーク6のスリット3は、鋼板の長手方向に対して斜めに傾けて入れてある。その理由は、脚5からヨーク6へ磁気回路の流れの向きを急に方向を変えないようにするためで、急に向きを変えた磁気回路では磁気損失が大きくなるからである。従って、脚5とヨーク6の接点付近に近づくにつれて、スリットの向きを(脚5の軸方向の向きから、ヨーク6の軸方向の向きに向かって)徐々に変えて、磁気回路の流れを妨げないようにするためである。図中では脚5の磁束が下から上へ流れ、脚5とヨーク6の接点付近に近づくと接点に近いスリット3はヨーク6側へ流れやすくするために、右へ30度程度傾いている。図では脚5の軸方向に対して傾きがあるスリット3は1種類であるが、ヨーク6の軸方向に向かって、2種類以上の傾きが異なるスリットを徐々に入れても良い。
ヨーク6の接点付近のスリットも同様に、スリット6a−3と6b−3は各鋼板に左へ30度程度傾いて入れてある。そして、接点付近でないヨーク6のスリット2は、図に示すように横に細長く長軸方向に入れている。
In the vicinity of the contact point between the
Similarly, the
脚5とヨーク6の端部のスリット4は、面外方向、すなわち脚5或いはヨーク6の面に垂直な方向に磁気回路を形成しやすくするため、斜めにカットした鋼板端面と平行にスリットを入れている。その理由は、斜めカットの端面での磁気損失を小さくするため、その手前で斜めカットと平行にスリット4を入れることで、磁束の流れを接点付近で上下の鋼板に流しやすくするためである。
The
脚5aを流れる磁束は接点付近のスリット5a−3でヨーク6側の横向きの流れに沿いやすいように少し方向を変え、そして、スリット5a−4によって妨げられ、磁束は脚5aが上下の面で接しているヨーク6b或いは反対側の面にあるヨーク6(図示せず)に流れやすくなる。そして、接点付近の下層のヨーク6bに流れた磁束は斜めに入れてあるスリット6b−3によって流れの方向を変えながら、さらに横向きのスリット6b−2によって流れを整えられ、横向きのヨーク6の鋼板の中を左から右へと流れていく。
一方で、下層の脚5bを流れる磁束は、接点付近の斜めに傾いているスリット5b−3で面内方向に向きを変える。そして、スリット5b−4によって妨げられ、面で接している脚5a或いはその反対側の面にある脚5aに一旦磁束が流れる。そして、脚5aに流れた磁束はヨーク6bに流れる。そして、ヨーク6b及びヨーク6aでもスリット3が入れてあり、流れの方向を変えながら、横向きのヨーク6a,6bの鋼板の中を左から右へと流れていく。
The magnetic flux flowing through the
On the other hand, the magnetic flux flowing through the
磁気損失を小さくするために、本実施例では、一つは鋼板の磁気異方性を強くし、鋼板面内方向の磁化の流れを調整する。もう一つは、脚とヨークの接点である面で接する鋼板の面外方向(面に垂直な方向)に流れる磁化の流れを調整する。どちらもスリットを入れて調整するが、スリットを入れる方向が、面内方向の調整と面外方向の調整では異なっている。 In order to reduce the magnetic loss, in this embodiment, one is to strengthen the magnetic anisotropy of the steel sheet and adjust the flow of magnetization in the in-plane direction of the steel sheet. The other is to adjust the flow of magnetization that flows in the out-of-plane direction (direction perpendicular to the surface) of the steel plate that is in contact with the surface that is the contact point between the leg and the yoke. Both are adjusted by inserting a slit, but the direction in which the slit is inserted is different between the in-plane adjustment and the out-of-plane adjustment.
鋼板の軸方向に設けるスリット2を入れる目的は、鋼板の磁気異方性を強くし励磁磁界を小さくすることである。そのスリット2の幅は、スリット2を入れるライン数(スリットの数)にも拠るが、鋼板の磁束の流れを妨げないようにすることが重要である。そのため、必要以上にスリット幅を広くすることは、磁気損失が大きくなりやすいため、望ましくない。スリット2の幅は、スリット2のライン数とスリット2の幅の積が、鋼板の幅に対して5%以下が望ましい。
例えば、鋼板の幅が200ミリメートルで、スリット2のライン数が5本の場合、スリット2の1本の幅は2ミリ以下である。スリット2の最小の幅は、鋼板の軸方向に対して磁気異方性が強くなれば良いため、スリット2の幅が物理的に離れていれば良く、例えば1ナノメートルでもその溝幅ができていれば良い。スリット2は溝ができていることが重要で、溝幅と溝の深さとそのときの磁気異方性の強さと磁気損失の関係からスリットの形状を決定するのが良い。また、スリットを設ける加工方法のし易さも考慮して、スリットの形状を形成しても良い。
The purpose of inserting the
For example, when the width of the steel plate is 200 mm and the number of lines of the
本実施例では、レーザ熱を用いてスリット2及びスリット3及びスリット4を入れた。レーザ熱で設けたスリット幅は約0.05ミリメートルである。各スリットは、板を貫通した孔でも良いし、板厚の一部の深さの溝でも良い。レーザ熱でスリットを入れる方法では、レーザの入熱と加工速度を調整することで、鋼板を貫通したスリットと鋼板の板厚の半分程度までの溝深さのスリットなど、溝深さを調整した加工を行うことができる。また、プレスでスリットを加工する方法、或いは高圧水に砥粒を混ぜて加工する方法でも問題なく、この場合はスリットが鋼板に対して貫通した形状となる。スリットを入れた鋼板は、炉に入れて加熱し、熱処理を行う。スリットを入れることにより、磁場を加えないで熱処理のみを行うことにより、磁区を異方性にすることができるし、また、磁場中で熱処理することにより、磁気異方性をより強くできる。磁場を加えないで熱処理のみを行う場合には、磁場を加えるコイルが不要となり、炉の構成が簡単になる。
In this embodiment, the
本実施例によれば、積鉄心の鋼板に、長軸方向に延びる、複数の平行するスリット(第1のスリット)を設けたので、鋼板の磁区を異方性にし或いは磁気異方性を強めることができ、磁気損失が小さい変圧器を提供することができる。 According to this embodiment, since the steel sheet of the steel sheet is provided with a plurality of parallel slits (first slits) extending in the long axis direction, the magnetic domain of the steel sheet is made anisotropic or the magnetic anisotropy is strengthened. It is possible to provide a transformer with low magnetic loss.
また、本実施例によれば、脚部とヨーク部の接点付近において、脚部またはヨーク部の軸方向から接続するヨーク部または脚部へ向けて傾けたスリット(第2のスリット)を設けることにより、磁束の流れを滑らかにし、磁気損失の少ない変圧器を提供できる。 Further, according to the present embodiment, a slit (second slit) inclined toward the yoke portion or the leg portion connected from the axial direction of the leg portion or the yoke portion is provided near the contact point between the leg portion and the yoke portion. Therefore, it is possible to provide a transformer that smoothes the flow of magnetic flux and has a small magnetic loss.
さらに、本実施例によれば、額縁鉄心を有する積鉄心型変圧器において、脚部とヨーク部との接点付近に、斜めにカットした端面と平行なスリット(第3のスリット)を有することにより、脚部或いはヨーク部の面に垂直な方向(面外方向)への磁気異方性を強め、脚部とヨーク部が重なった接点の磁気回路の流れを良くすることができ、磁気損失の少ない変圧器を提供できる。 Further, according to the present embodiment, in the iron core type transformer having a frame iron core, by having a slit (third slit) parallel to the diagonally cut end face near the contact point between the leg portion and the yoke portion. , The magnetic anisotropy in the direction perpendicular to the surface of the leg or yoke (out-of-plane direction) can be strengthened, and the flow of the magnetic circuit at the contact point where the leg and yoke overlap can be improved, resulting in magnetic loss. Can provide fewer transformers.
実施例2の積鉄心型変圧器について、図3を用いて説明する。変圧器に用いる鉄心の一つに、アモルファス薄帯を用いたものがある。アモルファス薄帯は変圧器に多く用いられている電磁鋼板の板厚に比べて薄いことが特徴で、凡そ電磁鋼板の十分の一の厚さである。 The product core type transformer of the second embodiment will be described with reference to FIG. One of the iron cores used for transformers is one that uses an amorphous strip. Amorphous strips are characterized by being thinner than the thickness of electrical steel sheets that are often used in transformers, and are approximately one-tenth the thickness of electrical steel sheets.
図3(a)は、アモルファス薄帯を例えば10枚積層して上下に溶接点12或いは溶接点13で接合したブロック体10を示す。電磁鋼板と同じ厚さにしたブロック体10を製作することで、電磁鋼板の製造ラインと同様の生産能力で製作することができる。
FIG. 3A shows a
図3(b)は、前述のブロック体10を用いてそれぞれ脚5及びヨーク6を積み上げて、通称額縁鉄心を平積みした積鉄心を示す。脚5及びヨーク6には溶接点12或いは溶接点13が設けてある。前述の図1と同様にスリット2、スリット3及びスリット4が設けてあり、アモルファス薄帯のブロック体で平積した鉄心の磁気回路の磁気損失を小さくすることができる。
FIG. 3B shows a stacked iron core in which the
溶接点12は、磁気回路の流れに沿って設けており、スリット2と溶接点12の組み合わせで、磁気異方性を強くすることができ、鉄心の磁気損失を小さくすることができる。また、溶接点13は脚5とヨーク6の接点付近に設けられた溶接点で、例えば上下の隣り合う層に磁気回路を流しやすくするため、スリット4と溶接点13の組み合わせで接点付近の磁気飽和を促し、鉄心の磁気損失を小さくすることができる。
The
図3(a)に示すスリット2〜4を入れる方法の一つに、レーザ熱を用いて入れることができる。アモルファス薄帯を複数枚、例えば10枚積層して溶接点12或いは溶接点13で接合したブロック体の所定の表面にレーザ光を当てて走査することで、レーザ熱によりスリット2〜4が設けられる。レーザ熱の強弱を制御することでスリットの溝の深さを調整することができる。一方、レーザ熱により、スリット溝の側面は溶着するため、ブロック体内の積層した薄帯層上下はスリット溝付近で固着され、接合される。この場合、溶接点12或いは溶接点13の点数を減らして、スリットを入れた溝側面での溶接点で構成しても良い。
Laser heat can be used as one of the methods for inserting
図4は、アモルファス薄帯複数枚を積層したブロック体で構成された積鉄心の断面図を示す。図4(a)はブロック体を、図4(b)はアモルファス薄帯を10枚積層したブロック体のA−A断面を示す。A−A断面には溝の深さが異なる2種類のスリット2が設けられている。スリット断面24はブロック体を貫通している。スリット断面25はブロック体の積層6枚目までの溝である。本実施例ではレーザ熱を用いてスリット2を入れており、図4(b)の上側から下側に向けてレーザ光を照射してスリットを設けた。図の上側から照射しているため、スリット24及びスリット25の断面形状は下側の方が溝幅が小さくなる。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of a stacked iron core composed of a block body in which a plurality of amorphous thin strips are laminated. FIG. 4A shows a block body, and FIG. 4B shows a cross section of a block body in which 10 amorphous strips are laminated. Two types of
従って、10枚積層した上側の薄帯に比べ下側の薄帯の溝幅が狭い。レーザ光の入熱の条件にもよるが、スリット24の溝側面には、レーザ光の熱の影響で溶着面26が生じている。この溶着面26は上の薄帯の溝側面が溶融し、接している下側の溝側面と溶着することで溶着面26が生じる。この溶着面26が生じることで複数の積層体で構成するブロック体の層間をしっかり固定することができ、製造時の剥がれにくさ、或いは製品後の信頼性を向上することが出来る。
Therefore, the groove width of the lower thin band is narrower than that of the upper thin band in which 10 sheets are laminated. Although it depends on the heat input conditions of the laser beam, a welded
スリット25は積層6枚目までの溝深さの断面である。レーザ光の入熱量とレーザ光の走査速度を調整することで、溝の深さを制御することができる。溝の深さを制御することで、例えば全てのスリットを貫通する必要は無く、磁気回路の磁気異方性を強めたい箇所はスリットを貫通させ、磁気異方性よりも磁束密度を多くしたいときはスリット溝の深さを浅くする仕様にすることで、鉄心の磁気性能をさらに向上させることができる。
The
スリットを入れたブロック体に熱処理を行う点は、実施例1と同様である。 The point that the block body having the slit is heat-treated is the same as that of the first embodiment.
なお、本実施例では、積鉄心をアモルファス薄帯複数枚を積層したブロック体で構成したが、積鉄心をケイ素鋼板とアモルファス薄帯とを重ねたクラッド材で構成してもよい。 In this embodiment, the iron core is composed of a block body in which a plurality of amorphous thin strips are laminated, but the iron core may be composed of a clad material in which a silicon steel plate and an amorphous thin strip are laminated.
本実施例によれば、アモルファス薄帯を積層したブロック体を積み重ねた積鉄心型変圧器において、実施例1と同様の効果を奏することができる。また、アモルファス薄帯を積層したブロック体にレーザ光を照射して溶接点を形成することにより、スリットと同様の効果を得ることができる。さらに、アモルファス薄帯を積層したブロック体にレーザ光を照射してスリットを形成することにより、アモルファス薄帯の層間をしっかり固定することができ、製造時の剥がれにくさ、或いは製品後の信頼性を向上することができる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in a stacked iron core type transformer in which block bodies in which amorphous strips are laminated are stacked. Further, by irradiating a block body in which amorphous strips are laminated with laser light to form a welding point, the same effect as that of a slit can be obtained. Furthermore, by irradiating the block body in which the amorphous ribbons are laminated with laser light to form slits, the layers of the amorphous ribbons can be firmly fixed, which makes it difficult to peel off during manufacturing or reliability after the product. Can be improved.
実施例3の積鉄心型変圧器について、図5を用いて説明する。図5は、脚5及びヨーク6の鋼板の形状が直方体で構成した、通称短冊鉄心の積鉄心の層を示す。図5(a)と図5(b)は、平積する層の奇数層と偶数層を示す。例えば図5(a)の奇数層(上の層)20aではヨーク6が両端まで伸びてヨーク6の間に脚5が挟まれるのに対して、図5(b)の偶数層(下の層)20bでは脚5が上下の端部まで延びて脚5の間にヨーク6が挟まれている。奇数層20aと偶数層20bを重ねることにより、脚5とヨーク6との接続部で、磁束が上下の隣接する層に流れることにより、磁束の流れを良くすることができる。そして、奇数層20aと偶数層20bがペアとなり、このペアを多数積み重ねて積鉄心が構成される。
The product core type transformer of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a layer of stacked iron cores of a so-called strip iron core in which the shapes of the steel plates of the
脚5及びヨーク6の鋼板には、鋼板の軸方向に沿ってスリット2が端面付近まで設けられている。鋼板を直方体にすることで、鋼板の材料歩留まりが良く、積鉄心の製作工数が減り、取り扱いも容易になるため、生産コストを小さくできる。一方、額縁鉄心に比べ磁気損失が大きい課題に対しては、鋼板にスリット2を設けることで、磁気異方性を強めることができる。そして、脚5とヨーク6の磁気回路の流れに関し、端面付近までスリット2を設けているため、接点である隣り合う層間の流れを良くすることができる。
The steel plates of the
本実施例によれば、スリットを有する短冊型鉄心としたので、鋼板の材料歩留まりが良く、積鉄心の製作工数が減り、取り扱いも容易になるとともに、磁気損失が小さい積鉄心型変圧器を提供することができる。 According to this embodiment, since the strip type iron core having a slit is used, the material yield of the steel plate is good, the man-hours for manufacturing the iron core is reduced, the handling is easy, and the iron core type transformer with small magnetic loss is provided. can do.
実施例4の積鉄心型変圧器について、図6を用いて説明する。図6は、図5の実施例3と同様の、脚5及びヨーク6の鋼板の形状が直方体で構成した、通称短冊鉄心の積鉄心の層を示す。図6(a)と図6(b)は、平積する層の奇数層と偶数層を示す。
The product core type transformer of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a layer of stacked iron cores of a so-called strip iron core in which the shapes of the steel plates of the
実施例3との違いは、ヨーク6或いは脚5の端部に、磁気回路の磁束の流れを良くするためのスリット3およびスリット4が設けられている点である。例えば図6(a)の奇数層(上の層)20aにおいて、脚5との接続部であるヨーク6の端部および中央部に、スリット3とスリット4が設けられている。スリット3は、磁束が脚5へ流れやすいように、ヨークの長軸方向から脚の方へ略30°程度傾けて設けられている。スリット4は、面外方向、すなわち脚5或いはヨーク6の面に垂直な方向に磁気回路を形成しやすくするため、長軸方向に対して斜めに入れている。脚とヨークの接続部の手前で斜めにスリット4を入れることで、磁束の流れを接点の上下の鋼板に流しやすくできる。
The difference from the third embodiment is that
本実施例によれば、実施例3と同様に、鋼板を直方体にすることで、鋼板の材料歩留まりが良く、積み鉄心の製作工数が減り、取り扱いも容易になるため、生産コストを小さくできる。また、額縁鉄心に比べ磁気損失が大きい課題に対しては、鋼板にスリット2を設けることで、磁気異方性を強めることができる。そして、脚5とヨーク6の磁気回路の流れに関し、実施例1と同様に、スリット3およびスリット4を設けているため、接点である隣り合う層間の流れを良くすることができる。
According to the present embodiment, as in the third embodiment, by making the steel plate a rectangular parallelepiped, the material yield of the steel plate is good, the man-hours for manufacturing the iron core is reduced, and the handling is easy, so that the production cost can be reduced. Further, for the problem that the magnetic loss is larger than that of the frame iron core, the magnetic anisotropy can be strengthened by providing the
実施例5の積鉄心型変圧器について、図7を用いて説明する。図7は、図1の実施例1と同様の、脚5及びヨーク6の鋼板の形状が台形状で構成した、通称額縁鉄心の積鉄心を有する変圧器を示す。実施例1は三相三脚型変圧器に適用したものであるが、本実施例は、単相型変圧器に適用したものである。単相積鉄心は、2本の脚5のそれぞれの周りにコイル7を巻き、それぞれの脚5をヨーク6でつないで磁気回路を形成している。スリット2、スリット3及びスリット4の動作は、実施例1と同様である。
The product core type transformer of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a transformer having a product core of a so-called frame iron core, which has a trapezoidal shape of the steel plates of the
本実施例によれば、単相変圧器において、実施例1と同様に、脚5およびヨーク6の鋼板に軸方向にスリット2を設けることにより、鋼板の磁気異方性を強くし励磁磁界を小さくすることができる。また、脚5とヨーク6の端部の接点付近で、鋼板の長手方向に対して斜めに傾けてスリット3を入れることにより、磁気回路の流れの向きを急に方向を変えないようにして、磁気損失が減らすことができる。さらに、脚5とヨーク6の接点付近において、斜めにカットした鋼板端面と平行にスリット4を入れることにより、斜めカットの端面での磁気損失を小さくし、磁束の流れを接点上下の鋼板に流しやすくすることができる。
According to the present embodiment, in the single-phase transformer, similarly to the first embodiment, the steel plates of the
なお、上記の各実施例においては、本発明を積層型変圧器に用いた例を説明したが、本発明は、リアクトルを含む静止誘導機器に用いることができる。 In each of the above examples, an example in which the present invention is used for a stacked transformer has been described, but the present invention can be used for a stationary induction device including a reactor.
1…積鉄心
2…長手方向のスリット(第1のスリット)
3…脚とヨークの接点付近の傾けたスリット(第2のスリット)
4…端面と平行なスリット(第3のスリット)
5…脚
5a…上の層の脚
5a−2…上の層の脚に設けている第1のスリット
5a−3…上の層の脚に設けている第2のスリット
5a−4…上の層の脚に設けている第3のスリット
5b…下の層の脚
5b−2…下の層の脚に設けている第1のスリット
5b−3…下の層の脚に設けている第2のスリット
5b−4…下の層の脚に設けている第3のスリット
6…ヨーク
6a…上の層のヨーク
6a−2…上の層のヨークに設けている第1のスリット
6a−3…上の層のヨークに設けている第2のスリット
6a−4…上の層のヨークに設けている第3のスリット
6b…下の層のヨーク
6b−2…下の層のヨークに設けている第1のスリット
6b−3…下の層のヨークに設けている第2のスリット
6b−4…下の層のヨークに設けている第3のスリット
7…コイル
10…アモルファス箔材のブロック体
12…磁気回路の流れに沿う溶接点(第1の溶接点)
13…脚とヨークの接点付近の溶接点(第2の溶接点)
20a…上の層(例えば、奇数層)
20b…下の層(例えば、偶数層)
24…貫通したスリットを設けたスリット断面
25…貫通していないスリットを設けたスリット断面
26…スリットを設けたときの溝側面に生じた溶着面
1 ...
3 ... An inclined slit near the contact point between the leg and the yoke (second slit)
4 ... Slit parallel to the end face (third slit)
5 ...
13 ... Welding point near the contact point between the leg and yoke (second welding point)
20a ... Upper layer (for example, odd layer)
20b ... Lower layer (eg even layer)
24 ... Slit cross section provided with a through
Claims (20)
前記アモルファス薄帯または前記鋼板には、長軸方向に延びる、複数の平行する第1のスリットが設けられていることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 A steel core type stationary induction device having a steel core consisting of a leg and a yoke in which a block body or a steel plate in which amorphous thin bands are laminated is combined.
A product core type rest induction device, wherein the amorphous strip or the steel plate is provided with a plurality of parallel first slits extending in the long axis direction.
前記第1のスリットの幅は、前記第1のスリットの幅方向の数と前記第1のスリットの幅の積が、前記ブロック体または前記鋼板の幅に対して5%以下であることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The width of the first slit is characterized in that the product of the number of the first slits in the width direction and the width of the first slit is 5% or less with respect to the width of the block body or the steel plate. Sekisetsu core type static guidance device.
前記アモルファス薄帯を積層したブロック体は、磁気回路の流れに沿って設けた複数の第1の溶接点を有することを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The block body in which the amorphous thin strips are laminated has a plurality of first welding points provided along the flow of the magnetic circuit, and is a product core type stationary induction device.
前記アモルファス薄帯を積層したブロック体は、前記第1のスリットの側面に溶着面を有することを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The block body in which the amorphous strips are laminated has a welded surface on the side surface of the first slit, and is a product core type stationary induction device.
前記積鉄心は、額縁鉄心であり、
脚部とヨーク部との接点付近において、脚部またはヨーク部の軸方向から接続するヨーク部または脚部へ向けて傾けた第2のスリットを備えることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The product core is a frame iron core,
A core-type stationary induction device, characterized in that a second slit is provided in the vicinity of the contact point between the leg portion and the yoke portion and is inclined toward the yoke portion or the leg portion connected from the axial direction of the leg portion or the yoke portion.
前記脚部と前記ヨーク部との接点付近において、斜めにカットした前記ブロック体または前記鋼板の端面と平行に第3のスリットを備えることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 5, further
A product core type rest guidance device characterized in that a third slit is provided in the vicinity of a contact point between the leg portion and the yoke portion in parallel with the end face of the block body or the steel plate cut diagonally.
アモルファス薄帯を積層したブロック体は、前記第3のスリットに沿って設けた複数の第2の溶接点を有することを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 6,
The block body in which the amorphous strips are laminated has a plurality of second welding points provided along the third slit, and is a product core type stationary induction device.
前記積鉄心は、短冊鉄心であり、
前記第1のスリットは、前記脚部および前記ヨーク部の端まで、設けられていることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The product core is a strip iron core,
The product core type stationary guidance device, wherein the first slit is provided up to the end of the leg portion and the yoke portion.
前記積鉄心は、短冊鉄心であり、
前記脚部と前記ヨーク部との接点付近において、前記脚部または前記ヨーク部の長軸方向から接続する前記ヨーク部または前記脚部へ向けて傾けた第2のスリットを備えることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The product core is a strip iron core,
A second slit inclined toward the yoke portion or the leg portion connected from the long axis direction of the leg portion or the yoke portion is provided in the vicinity of the contact point between the leg portion and the yoke portion. Stacked iron core type static guidance device.
前記脚部と前記ヨーク部との接点付近において、磁束を隣接する上下の層に流すための、軸方向に対して斜めに形成した第3のスリットを備えることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product iron core type stationary induction device according to claim 9, further
A product core type rest induction characterized by providing a third slit formed obliquely with respect to the axial direction in the vicinity of the contact point between the leg portion and the yoke portion for allowing magnetic flux to flow to adjacent upper and lower layers. machine.
前記積鉄心は、三相三脚鉄心であることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The product core is a product core type stationary induction device characterized in that it is a three-phase tripod core.
前記積鉄心は、単相鉄心であることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 1,
The product core is a product core type stationary induction device characterized in that it is a single-phase core.
前記アモルファス薄帯または前記鋼板には、長軸方向に延在する複数の溝部が設けられており、
前記長軸方向に延在する溝部は、前記アモルファス薄帯または鋼板の外縁よりも内側の領域に設けられていることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 It is a core-type stationary induction device with a stack of iron cores in which a block body in which amorphous thin bands are laminated or a steel plate is combined.
The amorphous strip or the steel plate is provided with a plurality of grooves extending in the long axis direction.
A product core type stationary induction device characterized in that the groove extending in the long axis direction is provided in a region inside the amorphous strip or the outer edge of the steel plate.
前記溝部は、前記アモルファス薄帯または鋼板を貫通する孔であることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 13,
The iron core type stationary induction device, wherein the groove portion is a hole penetrating the amorphous strip or the steel plate.
前記溝部は、細孔から成る第1のスリットであることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 13,
The iron core type stationary induction device, wherein the groove is a first slit composed of pores.
前記溝部は、前記積鉄心の磁束が流れる方向に向かって設けられていることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 13,
The groove portion is a product core type stationary induction device, characterized in that the groove portion is provided in a direction in which the magnetic flux of the product core flows.
前記積鉄心の脚部から該脚部に接続されるヨーク部に向かって傾いた第2のスリットを有することを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 15,
A product core type rest guidance device having a second slit inclined from a leg portion of the product core toward a yoke portion connected to the leg.
積層された前記アモルファス薄帯のうち、第1の層のアモルファス薄帯のスリットの面積よりも隣接する第2の層のアモルファス薄帯のスリットの面積の方が大きいことを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 15,
Among the laminated amorphous strips, the area of the slits of the amorphous strips of the second layer adjacent to each other is larger than the area of the slits of the amorphous strips of the first layer. Static guidance device.
積層された前記アモルファス薄帯のうち、第1の層のアモルファス薄帯のスリットの内壁は、隣接する第2の層のアモルファス薄帯に向かってテーパが設けられていることを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 15,
Among the laminated amorphous strips, the inner wall of the slit of the amorphous strip of the first layer is characterized in that the inner wall of the slit of the amorphous strip of the first layer is tapered toward the amorphous strip of the adjacent second layer. Type stationary induction device.
前記脚部と前記ヨーク部とが接続する端面に平行な第3のスリットを有することを特徴とする積鉄心型静止誘導機器。 In the product core type stationary induction device according to claim 17,
A product core type stationary guidance device characterized by having a third slit parallel to an end surface connecting the leg portion and the yoke portion.
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