JP2023542259A - 巻鉄心変圧器コイル巻装構造 - Google Patents
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Abstract
本発明は、巻鉄心変圧器に用いられ、若干の鉄心脚を含む鉄心と、コイル巻付金型であって、中空構造であり、鉄心脚を挿入するように配置され、上部金型、中部金型及び下部金型を含み、中部金型の両端がそれぞれ上部金型と下部金型に接続され、上部金型が第１固定部材と第１回転部材を含み、下部金型が第２固定部材と第２回転部材を含み、第１固定部材が第１回転部材に接続され、第２固定部材が第２回転部材に接続され、第１固定部材と第２固定部材がコイル巻付金型を鉄心脚に外挿設置するためのものであり、第１回転部材と第２回転部材が中部金型を連動して回転させるためのものであるコイル巻付金型と、箔型コイルであり、中部金型に巻き付けられるコイルと、を含む巻鉄心変圧器コイル巻装構造を開示する。【選択図】図１
Description
本発明は、電力機器の分野に関し、特に、巻鉄心変圧器コイル巻装構造に関する。
電力システムの発展に伴い、省エネ・環境保護型製品の研究開発と使用がますます重要視されてきており、巻鉄心変圧器は、三相平衡が取られ、無負荷損失が低く、無負荷電流が低く、ノイズが低く、コストが低い等のメリットを有するので、ますます好まれてきている。巻鉄心配電変圧器は、箔型コイルを使用する必要がある場合が多いが、このようなコイルは横たわって巻き付ける方法で巻装することが一般である。しかしながら、このような方法は、鉄心を挟持する固定具を取り付ける必要があって、コイル巻付装置が複雑になり、操作にかかる時間が相対的多い。また、箔型コイルにとって箔の平坦度が非常に重要であり、銅箔にかすり傷や損傷部位があったら、巻き付ける時に箔同士の絶縁を破壊しやすくて、変圧器の信頼性を低下させてしまう。しかしながら、コイルを横たわって巻き付ける時に、銅箔の下に向かっている一面の状況を観察しにくくて、操作者が操作品質を完全に把握できないことが一般である。なお、巻装過程で、鉄心の鉄心脚が力を受けるため、無負荷損失を変化させやすいことに加えて、巻装が完了した後、鉄心を反転させる必要があって、反転過程でコイルが変位して損壊されやすい。
本発明は、少なくとも従来技術に存在する技術的問題の一つを解決することを目的とする。このため、本発明は、鉄心のコイル巻付装置を簡単化し、コイル巻き付けによる鉄損変化確率を低減して、巻鉄心のコイル巻装効果を最適化することができる巻鉄心変圧器コイル巻装構造を提案する。
本発明の実施例は、巻鉄心変圧器に用いられ、若干の鉄心脚を含む鉄心と、コイル巻付金型であって、中空構造であり、前記鉄心脚を挿入するように配置され、上部金型、中部金型及び下部金型を含み、前記中部金型の両端がそれぞれ前記上部金型と前記下部金型に接続され、前記上部金型が第１固定部材と第１回転部材を含み、前記下部金型が第２固定部材と第２回転部材を含み、前記第１固定部材が前記第１回転部材に接続され、前記第２固定部材が前記第２回転部材に接続され、前記第１固定部材と前記第２固定部材が前記コイル巻付金型を前記鉄心脚に外挿設置するためのものであり、前記第１回転部材と前記第２回転部材が前記中部金型を連動して回転させるためのものであるコイル巻付金型と、箔型コイルであり、前記中部金型に巻き付けられるコイルと、を含む巻鉄心変圧器コイル巻装構造を提供する。
本発明の実施例に係る巻鉄心変圧器コイル巻装構造によれば、少なくとも下記の有用な効果を有する。動作する時に、巻鉄心の鉄心脚を挿入するようにコイル巻付金型を配置し、且つ上部金型の第１固定部材と下部金型の第２固定部材によってコイル巻付金型を鉄心脚に固定し、コイルを第１回転部材、第２回転部材及び中部金型の回転で中部金型に巻き付ける。巻鉄心変圧器のコイル巻装過程でこの巻鉄心変圧器コイル巻装構造を用いることによって、コイル巻付金型を取り付けるだけでコイル巻き付けが可能になって、横たわって巻き付ける従来のプロセスにおいて鉄心を挟持するためにコイル巻付装置に鉄心固定具を取り付ける必要があって不便であることを回避して、鉄心のコイル巻付装置を簡単化した。それに加えて、コイル巻き付け過程で鉄心を挟持する必要がなく、立てて巻き付けるというコイル巻き付け方式を採用するため、操作者が銅箔の他方の面の状況を容易に観察でき、これにより操作品質をより好適に把握できる。そして、このようなコイル巻き付け方式によって、鉄心脚がコイルの巻装過程で力を受けることがないため、コイル巻き付け前後の鉄心の無負荷損失が比較的安定的である。また、コイル巻装が完了した後、鉄心とコイルを反転させる必要がないため、コイル巻き付けによる鉄損変化確率を低減して、巻鉄心のコイル巻装効果を最適化した。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記鉄心は三相立体巻鉄心であり、前記鉄心脚の数量が３つである。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記鉄心は単相巻鉄心であり、前記鉄心脚の数量が２つである。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記巻鉄心変圧器は、前記第１固定部材を接続した上締め付け部材と、前記第２固定部材を接続した下締め付け部材とを含む。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記中部金型は、円筒構造であり、又は繋ぎ合わせられて円筒を形成可能な複数の弧状板構造である。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記第１回転部材と前記第２回転部材はそれぞれ、繋ぎ合わせられて環状を形成可能な少なくとも２つの弧状板構造である。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記上部金型及び／又は前記下部金型は、前記中部金型、前記第１回転部材及び前記第２回転部材を連動して回転させるための伝動輪を更に含む。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記コイルは導線を含み、前記コイルの引き出し端には、フレキシブルジョイントを一側に設けた銅ブスバーが設けられている。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記コイルの引き出し端は水平部と曲げ部を含み、前記水平部と前記曲げ部との間の夾角が９０度である。
本発明の付加態様とメリットは、一部が以下の説明に示されるが、一部が以下の説明により明らかになり、又は本発明の実践によって理解される。
本発明の付加態様とメリットは、以下の添付図面を参照した実施例に対する説明により、明瞭に且つ理解しやすくなる。
以下では、本発明の実施例を詳しく説明し、実施例の例は添付図面に示されており、始めから終わりまで、同一或いは類似の符号は同一或いは類似の素子、又は同一或いは類似の機能を有する素子を示す。以下に添付図面を参考して説明される実施例は例示的なものであり、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものとして理解すべきではない。
本発明の説明において、「若干」は一つ又は複数を意味し、「複数」は２つ以上を意味し、「～より大きい」、「～より小さい」、「～を超える」などは基準となる数を含まないと理解し、「以上」、「以下」、「以内」などは基準となる数を含むと理解すべきである。「第１」、「第２」と言及した場合、技術的特徴を区分するためのものに過ぎず、相対的重要性を提示又は暗示し、或いは提示される技術的特徴の数を暗示的に指定し、或いは提示される技術的特徴の前後関係を暗示的に指定するように理解すべきではない。
本発明の説明において、方位に関する説明、例えば「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」などが指す方位或いは位置関係は、図面に基づいて示す方位或いは位置関係であり、本発明の説明の便宜及び説明の簡略化のためのものに過ぎず、その指す装置或いは素子が必ず特定の方位を持ち、特定の方位で構成或いは操作されなければならないとは提示或いは暗示するわけではないので、本発明を限定するものとして理解すべきではない。
本発明の説明において、別途明確な限定がない限り、「設置」、「取り付け」、「接続」といった技術用語は、広義に理解すべきであり、当業者であれば、技術的解決手段の具体的な内容に応じて上記技術用語の本発明における具体的な意味を理解できる。
本発明の実施例の説明において、「一実施例／実施形態」、「別の実施例／実施形態」又は「いくつかの実施例／実施形態」等の参考技術用語の説明は、実施形態又は例と結び付けて説明される具体的な特徴、構造、材料又は特性が本開示の少なくとも２つの実施例又は実施形態に含まれることを意味し、上記の技術用語に対する模式的表現は必ず同じ実施例又は実施形態を指すというわけではない。また、説明される具体的な特徴、構造、材料又は特性はいずれか１つ又は複数の実施例又は実施形態において適切な方式で組み合わせることが可能である。
また、下述する本発明の各実施形態に係る技術的特徴は互に矛盾しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
電力システムの発展に伴い、省エネ・環境保護型製品の研究開発と使用がますます重要視されてきており、巻鉄心変圧器は、三相平衡が取られ、無負荷損失が低く、無負荷電流が低く、ノイズが低く、コストが低い等のメリットを有するので、ますます好まれてきている。巻鉄心配電変圧器は、箔型コイルを使用する必要がある場合が多いが、このようなコイルは横たわって巻き付ける方法で巻装することが一般である。しかしながら、このような方法は、鉄心を挟持する固定具を取り付ける必要があって、コイル巻付装置が複雑になり、操作にかかる時間が相対的多い。また、箔型コイルにとって箔の平坦度が非常に重要であり、銅箔にかすり傷や損傷部位があったら、巻き付ける時に箔同士の絶縁を破壊しやすくて、変圧器の信頼性を低下させてしまう。しかしながら、コイルを横たわって巻き付ける時に、銅箔の下に向かっている一面の状況を観察しにくくて、操作者が操作品質を完全に把握できないことが一般である。なお、巻装過程で、鉄心の鉄心脚が力を受けるため、無負荷損失を変化させやすいことに加えて、巻装が完了した後、鉄心を反転させる必要があって、反転過程でコイルが変位して損壊されやすい。
従って、本発明は、鉄心のコイル巻付装置を簡単化し、コイル巻き付けによる鉄損確率を低減して、巻鉄心のコイル巻装効果を最適化することができる巻鉄心変圧器コイル巻装構造及びその巻装方法を提案する。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例を更に説明する。
本発明の実施例は、巻鉄心変圧器に用いられ、鉄心１００、コイル巻付金型２００及びコイル３００を含む巻鉄心変圧器コイル巻装構造を提案する。
図１～図３を参照すると、具体的には、鉄心１００は、若干の鉄心脚１１０を含み、コイル巻付金型２００は、中空構造であり、鉄心脚１１０を挿入するように配置され、上部金型２１０、中部金型２２０及び下部金型２３０を含み、中部金型２２０の両端がそれぞれ上部金型２１０と下部金型２３０に接続され、上部金型２１０が第１固定部材２１１と第１回転部材２１２を含み、下部金型２３０が第２固定部材２３１と第２回転部材２３２を含み、第１固定部材２１１が第１回転部材２１２に接続され、第２固定部材２３１が第２回転部材２３２に接続され、第１固定部材２１１と第２固定部材２３１がコイル巻付金型２００を鉄心脚１１０に外挿設置するためのものであり、第１回転部材２１２と第２回転部材２３２が中部金型２２０を連動して回転させるためのものであり、コイル３００は、箔型コイルであり、中部金型２２０に巻き付けられる。
動作する時に、巻鉄心の鉄心脚１１０を挿入するようにコイル巻付金型２００を配置し、且つ上部金型２１０の第１固定部材２１１と下部金型２３０の第２固定部材２３１によってコイル巻付金型２００を鉄心脚１１０に外挿設置し、コイル３００を第１回転部材２１２、第２回転部材２３２及び中部金型２２０の回転で中部金型２２０に巻き付ける。
巻鉄心変圧器のコイル３００の巻装過程でこの巻鉄心変圧器コイル巻装構造を用いることによって、コイル巻付金型２００を取り付けるだけでコイル巻き付けが可能になって、横たわって巻き付ける従来のプロセスにおいて鉄心１００を挟持するためにコイル巻付装置に鉄心１００の固定具を取り付ける必要があって不便であることを回避して、鉄心１００のコイル巻付装置を簡単化した。それに加えて、コイル巻き付け過程で鉄心１００を挟持する必要がなく、立てて巻き付けるというコイル巻き付け方式を採用するため、操作者が銅箔の他方の面の状況を容易に観察でき、これにより操作品質をより好適に把握できる。そして、このようなコイル巻き付け方式によって、鉄心脚１１０がコイル３００の巻装過程で力を受けることがないため、コイル巻き付け前後の鉄心１００の無負荷損失が比較的安定的である。また、コイル３００の巻装が完了した後、鉄心１００とコイル３００を反転させる必要がないため、コイル巻き付けによる鉄心１００の損失変化確率を低減して、巻鉄心のコイル３００の巻装効果を最適化した。
図１と図３を参照すると、この巻鉄心は三相立体巻鉄心であってもよいし、単相巻鉄心であってもよく、本実施例はこれに限定するものではない。
図１を参照すると、一例として、鉄心１００は三相立体巻鉄心であり、鉄心脚１１０の数量が３つである。
図３を参照すると、一例として、鉄心１００は単相巻鉄心であり、鉄心脚１１０の数量が２つである。
図１を参照すると、一例として、巻鉄心変圧器は、第１固定部材２１１を接続した上締め付け部材１２０と、第２固定部材２３１を接続した下締め付け部材１３０とを含む。第１固定部材２１１を上締め付け部材１２０に接続し、且つ第２固定部材２３１を下締め付け部材１３０に接続することで、コイル巻き付け過程を更に安定化可能である。第１固定部材２１１と上締め付け部材１２０の接続方式、第２固定部材２３１と下締め付け部材１３０の接続方式は螺合接続、係合接続等であってもよく、本実施例はこれに限定するものではない。
図１と図２を参照すると、中部金型２２０は、円筒構造であり、又は繋ぎ合わせられて円筒を形成可能な複数の弧状板構造である。円筒構造によってコイル３００がより均一且つ迅速に巻き付けられる。
図２を参照すると、第１回転部材２１２と第２回転部材２３２はそれぞれ、繋ぎ合わせられて環状を形成可能な少なくとも２つの弧状板構造である。動作する時に、第１回転部材２１２と第２回転部材２３２を鉄心脚１１０を挿入するように配置してから繋ぎ合わせて固定する。
一例として、上部金型２１０及び／又は下部金型２３０は、中部金型２２０、第１回転部材２１２及び第２回転部材２３２を連動して回転させるための伝動輪を更に含む。動作する時に、外部装置は伝動輪を連動して回転させることで、中部金型２２０、第１回転部材２１２及び第２回転部材２３２を連動して回転させる。上部金型２１０と下部金型２３０の一方のみに伝動輪を設置してもよいし、上部金型２１０と下部金型２３０のいずれにも伝動輪を設置してもよく、本実施例はこれに限定するものではない。この伝動輪は歯車であってもよいし、プーリであってもよく、本実施例はその種類を限定するものではない。伝動輪の数量が１つ、２つ等であってもよく、本実施例はその数量を限定するものではない。
図４を参照すると、一例として、コイル３００の引き出し端にはフレキシブルジョイント３２０を一側に設けた銅ブスバー３１０が設けられている。具体的には、コイル３００の引き出し方式として、銅ブスバー３１０を溶接することで引き出すという方式を採用し、ここで、銅ブスバー３１０の一側にコイル３００の引き出し部とするフレキシブルジョイント３２０が接続された。
一例として、コイル３００の引き出し端は水平部３４０と曲げ部３５０を含み、水平部３４０と曲げ部３５０との間の夾角が９０度である。具体的には、図５Ｂと図５Ｄに示すように、コイル３００は銅箔３３０から製造されたものであり、コイル３００を引き出すために曲げて引き出す方式を採用し、銅箔３３０の頭部及び首尾端部を横方向に若干のストライプに切断し、ストライプ間に間隔をおいてもよく、切断が完了した後ストライプを上向きに９０度曲げて引き出し部を形成して、これにより水平部３４０と曲げ部３５０との間の夾角を９０度にする。
水平部３４０と曲げ部３５０との間の夾角が４５度、６０度等であってもよく、本実施例はこれに限定するものではない。
一例として、この巻鉄心変圧器コイル巻装構造を用いる時に、下記のステップを参照にしてもよい。
まず、上部金型２１０と下部金型２３０を鉄心脚１１０を挿入するように配置して繋ぎ合わせて固定し、続いて、中部金型２２０を上部金型２１０と下部金型２３０との間に固定し、中部金型２２０、第１回転部材２１２及び第２回転部材２３２の位置を調整して中部金型２２０を回転可能にし、続いて、コイル３００の引き出し部を中部金型２２０の所在する軸方向高さ範囲内に固定し、最後に、外部装置によって伝動輪を連動して回転させてコイル３００を中部金型２２０に巻き付ける。
この巻鉄心変圧器コイル巻装構造を用いることによって、コイル巻付金型２００を取り付けるだけでコイル巻き付けが可能になって、横たわって巻き付ける従来のプロセスにおいて鉄心１００を挟持するためにコイル巻付装置に鉄心１００の固定具を取り付ける必要があって不便であることを回避して、鉄心１００のコイル巻付装置を簡単化した。それに加えて、コイル巻き付け過程で鉄心１００を挟持する必要がなく、立てて巻き付けるというコイル巻き付け方式を採用するため、鉄心脚１１０がコイル３００の巻装過程で力を受けることがないため、コイル巻き付け前後の鉄心１００の無負荷損失が比較的安定的である。また、コイル３００の巻装が完了した後、鉄心１００とコイル３００を反転させる必要がないため、コイル巻き付けによる鉄心１００の損失確率を低減して、巻鉄心のコイル３００の巻装効果を最適化した。
一例として、巻鉄心変圧器は上締め付け部材１２０と下締め付け部材１３０を含み、上部金型２１０と下部金型２３０を鉄心脚１１０を挿入するように配置して繋ぎ合わせて固定する前に、コイル巻付金型２００を鉄心脚１１０に外挿設置するために、更に第１固定部材２１１を上締め付け部材１２０に接続し、且つ第２固定部材２３１を下締め付け部材１３０に接続する必要がある。
第１固定部材２１１を上締め付け部材１２０に接続し、且つ第２固定部材２３１を下締め付け部材１３０に接続することで、コイル巻き付け過程をより安定化可能である。第１固定部材２１１と上締め付け部材１２０の接続方式、第２固定部材２３１と下締め付け部材１３０の接続方式は螺合接続、係合接続等であってもよく、本実施例はこれに限定するものではない。
一例として、図５Ａ～図５Ｂを参照すると、コイル３００は銅箔３３０から製造されたものであり、コイル３００を曲げて引き出す方式は、銅箔３３０の引き出し部において巻装方向に沿って裁断し、銅箔３３０の引き出し部を若干のストライプに裁断し、ストライプを上向きに９０°の角度で曲げて引き出し、中部金型２２０の所在する軸方向高さ範囲内に固定するようになってもよい。
一例として、図５Ｃ～図５Ｄを参照すると、コイル３００は銅箔３３０から製造されたものであり、コイル３００を曲げて引き出す方式は、銅箔３３０の引き出し部において巻装方向に沿って裁断し、銅箔３３０の引き出し部を間隔をおいて若干のストライプに裁断し、ストライプを上向きに９０°の角度で曲げて引き出し、中部金型２２０の所在する軸方向高さ範囲内に固定するようになってもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、当業者が有する知識の範囲内で、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
１００ 鉄心
２００ コイル巻付金型
３００ コイル
１１０ 鉄心脚
１２０ 上締め付け部材
１３０ 下締め付け部材
２１０ 上部金型
２２０ 中部金型
２３０ 下部金型
３１０ 銅ブスバー
３２０ フレキシブルジョイント
３３０ 銅箔
３４０ 水平部
３５０ 曲げ部
２１１ 第１固定部材
２１２ 第１回転部材
２３１ 第２固定部材
２３２ 第２回転部材
２００ コイル巻付金型
３００ コイル
１１０ 鉄心脚
１２０ 上締め付け部材
１３０ 下締め付け部材
２１０ 上部金型
２２０ 中部金型
２３０ 下部金型
３１０ 銅ブスバー
３２０ フレキシブルジョイント
３３０ 銅箔
３４０ 水平部
３５０ 曲げ部
２１１ 第１固定部材
２１２ 第１回転部材
２３１ 第２固定部材
２３２ 第２回転部材
Claims (9)
- 巻鉄心変圧器に用いられ、
若干の鉄心脚を含む鉄心と、
コイル巻付金型であって、中空構造であり、前記鉄心脚を挿入するように配置され、上部金型、中部金型及び下部金型を含み、前記中部金型の両端がそれぞれ前記上部金型と前記下部金型に接続され、前記上部金型が第１固定部材と第１回転部材を含み、前記下部金型が第２固定部材と第２回転部材を含み、前記第１固定部材が前記第１回転部材に接続され、前記第２固定部材が前記第２回転部材に接続され、前記第１固定部材と前記第２固定部材が前記コイル巻付金型を前記鉄心脚に外挿設置するためのものであり、前記第１回転部材と前記第２回転部材が前記中部金型を連動して回転させるためのものであるコイル巻付金型と、
箔型コイルであり、前記中部金型に巻き付けられるコイルと、を含むことを特徴とする巻鉄心変圧器コイル巻装構造。 - 前記鉄心は三相立体巻鉄心であり、前記鉄心脚の数量が３つであることを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
- 前記鉄心は単相巻鉄心であり、前記鉄心脚の数量が２つであることを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
- 前記巻鉄心変圧器は、前記第１固定部材を接続した上締め付け部材と、前記第２固定部材を接続した下締め付け部材とを含むことを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
- 前記中部金型は、円筒構造であり、又は繋ぎ合わせられて円筒を形成可能な複数の弧状板構造であることを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
- 前記第１回転部材と前記第２回転部材はそれぞれ、繋ぎ合わせられて環状を形成可能な少なくとも２つの弧状板構造であることを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
- 前記上部金型及び／又は前記下部金型は、前記中部金型、前記第１回転部材及び前記第２回転部材を連動して回転させるための伝動輪を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
- 前記コイルの引き出し端には、フレキシブルジョイントを一側に設けた銅ブスバーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
- 前記コイルの引き出し端は水平部と曲げ部を含み、前記水平部と前記曲げ部との間の夾角が９０度であることを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心変圧器コイル巻装構造。
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