JP3197588U - 変圧器の巻き鉄心 - Google Patents

Abstract

【課題】低磁気損失環境を形成可能な変圧器の巻き鉄心を提供する。【解決手段】内層鉄心２０と外層鉄心４０とを備える。内層鉄心２０は、複数の単一切り込み珪素鋼板が重ね合わせることで形成されている。複数の単一切り込み珪素鋼板は、矩形であり、切り口を有し、内側から外側へ向かうにしたがって大きさが増大する。外層鉄心４０は、複数の両切り込み珪素鋼板が重ね合わせることにより形成されている。複数の両切り込み珪素鋼板は、矩形であり、切り口を有し、内側から外側へ向かうにしたがって大きさが増大する。【選択図】図１０

Description

本考案は、変圧器の巻き鉄心構造に関し、特に、単一切り込みおよび両切り込みを有する変圧器の巻き鉄心に関する。

図１ないし３に示すように、従来技術の多重珪素鋼板を備える変圧器コイルは、内層鉄心２０´を有し、係る内層鉄心２０´は複数の単一切り込み珪素鋼板１０´によって層を重ね合わせてなる。それぞれの単一切り込み珪素鋼板１０´は方向性珪素鋼板からなる。それぞれの単一切り込み珪素鋼板１０´がほぼ矩形を形成し、矩形の各辺の曲がり角に切欠き（図１に示す）を形成する。

そのうち、単一切り込み珪素鋼板１０´は切り込み１１´と、それぞれの単一切り込み珪素鋼板１０´の切り込み１１´と、を含む。複数の単一切り込み珪素鋼板１０´の配列は、内側から外側へその大きさが次第に増大すると共に互いに隣り合わせることによって、外層の単一切り込み珪素鋼板１０´が内層の単一切り込み珪素鋼板１０´をしっかりと挟み込むことができる。

組み立てるときは、複数の単一切り込み珪素鋼板１０´を一つずつ同心に囲い込み同心に巻き上げた内層鉄心２０´を形成する。引き続き、単一切り込み珪素鋼板１０´は大きさに従って、外層にある大きい単一切り込み珪素鋼板１０´を自らの切り口１１´に沿って引き出した後、内層にある小さい単一切り込み珪素鋼板１０´を包み込む、このように作業を繰り返して、単一切り込み珪素鋼板１０´の組み合わせを完了し、内層鉄心２０´（図２に示す）を形成する。

従来技術のこの種の単一切り込み珪素鋼板１０´を組み立てるときは、図３に示すように、外層の単一切り込み珪素鋼板１０´の切り口１１´を広げ、比較的大きい開口部を形成させた上、内層の単一切り込み珪素鋼板１０´を包み込まなければならない。この方式を適用した場合、単一切り込み珪素鋼板１０´を層ごとに包み込むことは、作業プロセスが極めて複雑のみならず、しかも工数と時間が非常に掛かる。さらに、珪素鋼板を広げるときに、多少なり珪素鋼板が変形を引き起すため、完成後の鉄心の磁気損失を増大しかねない。

本考案の目的は、低磁気損失環境を形成可能な変圧器の巻き鉄心を提供することにある。

本考案による変圧器の巻き鉄心は、複数の単一切り込み珪素鋼板が重ねることにより形成される内層鉄心と、複数の両切り込み珪素鋼板が重ねることにより形成される外層鉄心とを備える。これにより、低磁気損失環境を形成することができる。考案者で実施したテストによると、両者が適切な比例条件において、磁気損失を非常に小さくすることができ、全体の力率変換能力を影響しない。さらに、本考案で適用された両切り込み珪素鋼板は、組み立て困難の問題を低減できると共に、全体の磁気損失を最小に抑えて、変圧器コイルと鉄心が技術に遭遇する問題を解決することができる。

従来技術による単一切り込み珪素鋼板を示す斜視図である。 従来技術の内層鉄心を示す斜視図である。 従来技術による単一切り込み珪素鋼板の組み立てを示す模式図である。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の単一切り込み珪素鋼板を示す斜視図であり、単一切り込み珪素鋼板の曲がり角に面取りを形成されている。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の単一切り込み珪素鋼板を示す斜視図であり、単一切り込み珪素鋼板の曲がり角にアーチを形成されている。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の両切り込み珪素鋼板を示す斜視図であり、両切り込み珪素鋼板の曲がり角に面取りを形成されている。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の両切り込み珪素鋼板を示す斜視図であり、両切り込み珪素鋼板の曲がり角にアーチを形成されている。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の内層鉄心を示す斜視図である。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の内層鉄心と外層鉄心の組み合わせを示す斜視図である。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の内部包みシートと外部包みシートを示す斜視図である。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心を三相三脚巻き鉄心に適用した状態を示す模式図である。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の単一切り込み珪素鋼板の組み立てを示す模式図である。 本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心の両切り込み珪素鋼板の組み立てを示す模式図である。

本考案の実施形態による変圧器の巻き鉄心の構造、組成、効果、および、利点を図面に基づいて説明する。

図４〜１３に基づいて、本考案の一実施形態による変圧器の巻き鉄心を示す。そのうち、以下の素子を含む。

内層鉄心２０は複数の単一切り込み珪素鋼板１０が層を重ね合わせてなる。単一切り込み珪素鋼板１０は方向性珪素鋼板から仕上げる。単一切り込み珪素鋼板１０はほぼ矩形を形成し、矩形の各辺の曲がり角にアーチ（図５に示す）または面取りを形成する（図４に示す）。以下の段落において、面取りを施された単一切り込み珪素鋼板１０の事例を説明されているが、本考案の範囲を限るものではない。

そのうち、単一切り込み珪素鋼板１０は切り口１１を有し、単一切り込み珪素鋼板１０の切り口１１が矩形の一辺に位置しており、巻き鉄心全体の磁気損失を軽減させるため、単一切り込み珪素鋼板１０の切り口１１をそれぞれ異なる位置に配置するなど、切り口１１の位置をずらして置く。複数の単一切り込み珪素鋼板１０´の配列は、内側から外側へその大きさが次第に増大すると共に互いに隣り合わせることによって、外層の単一切り込み珪素鋼板１０´が内層の単一切り込み珪素鋼板１０´をしっかりと挟み込むことができる。

組み立てるときは図１２に示すように、複数の単一切り込み珪素鋼板１０を一つずつ同心に囲い込み同心に巻き上げた内層鉄心２０を形成する。引き続き、単一切り込み珪素鋼板１０の大きさに従って、外層の比較的大きい単一切り込み珪素鋼板１０を自らの切り口１１に沿って引き出した後、内層の小さい単一切り込み珪素鋼板１０を包み込む、このように作業を繰り返すことによって、単一切り込み珪素鋼板１０の組み合わせを完了し、内層鉄心２０全体を形成する（図８に示す）。

外層鉄心４０は複数の両切り込み珪素鋼板３０が層を重ね合わせてなる。両切り込み珪素鋼板３０は方向性珪素鋼板から仕上げられ、両切り込み珪素鋼板３０がほぼ矩形を形成し、矩形は各辺の曲がり角にアーチ（図７に示す）または面取りを形成する（図６に示す）。以下の段落において、面取りを施された両切り込み珪素鋼板３０の事例を説明するが、本考案の範囲を限るものではない。

複数の両切り込み珪素鋼板３０の配列は、内側から外側へその大きさが次第に増大すると共に互いに隣り合わせることによって、外層の両切り込み珪素鋼板３０が内層の両切り込み珪素鋼板３０をしっかりと挟み込むことができる。さらに、一番内層の両切り込み珪素鋼板３０の大きさは、その内層鉄心２０の一番外層の単一切り込み珪素鋼板１０より大きい。

そのうち、両切り込み珪素鋼板３０はそれぞれ２つの切り口３１を含む、係る両切り込み珪素鋼板３０は方向性珪素鋼板からなる。両切り込み珪素鋼板３０に備える２つの切り口３１は一般として、それぞれ矩形の対向辺に位置していて、かつ巻き鉄心全体の磁気損失を軽減するため、複数の異なる両切り込み珪素鋼板３０の同じ側の切り口３１をそれぞれ異なる位置に配置することによって、同じ側に位置する切り口３１の位置をずらして置く。

組み立てるときは図１３に示すように、両切り込み珪素鋼板３０の大きさ順に従って、小さい両切り込み珪素鋼板３０を自らの切り口３１から引き出して、２つの逆Ｕ字構造を形成した上、係る２つの逆Ｕ字構造をそれぞれ内層鉄心２０の一番外層の単一切り込み珪素鋼板１０の両側に取り付けて、両側から係る内層鉄心２０の一番外層の単一切り込み珪素鋼板１０に近寄せて包み込む。続いて、同じ方式を用いて、両切り込み珪素鋼板３０の大きさに従って、他の比較的大きい両切り込み珪素鋼板３０を自らの切り口３１から引き出して、２つの逆Ｕ字構造を形成した上、係る２つの逆Ｕ字構造は内層にて、内層鉄心２０を包み込まれた小さい両切り込み珪素鋼板３０の両側に取り付け、両側から寄せ合わせて内層にて内層鉄心２０を包み込まれた小さい両切り込み珪素鋼板３０を包み込む。このプロセスを繰り返して、それぞれの両切り込み珪素鋼板３０の組み合わせを完了させ、外層鉄心４０を形成する（図９に示す）。

本考案において、内層鉄心２０の単一切り込み珪素鋼板１０の枚数は、外層鉄心４０の両切り込み珪素鋼板３０の枚数比が約８：２または７：３が好ましい。
本考案は図１０に示すように例えば、バラバラにならず巻き鉄心全体を緊密に結合させるため、外層鉄心４０の一番外層に包む包みシート５０をさらに含むことができる。そのうち、包みシート５０は切り口５１を有し、係る切り口５１の両端を重ね合わせる。本考案はこのほかに例えば、バラバラにならず巻き鉄心全体を緊密に結合させるため、内層鉄心２０の一番内層を包む内部包みシート６０をさらに含むことができる。

本考案において、内層鉄心２０は例えば、両切り込み珪素鋼板３０から構成し、外層鉄心４０を単一切り込み珪素鋼板１０構成することができる。いずれとも本考案の請求範囲に含める。さらに、その構造は前述と同じため、ここでの説明を省略する。

さらに、本考案は図１１に示すように、三相鉄心に適用することができる。そのうち、三相鉄心７０は２つの並列された内フレーム鉄心７１と、係る２つの並列された内フレーム鉄心７１を囲い込む外フレーム鉄心７２を含む。それぞれの内フレーム鉄心７１と、外フレーム鉄心７２の構造は前述した変圧器の巻き鉄心に同じである。これにより、三相三脚構造を形成し、それぞれの脚の外側にコイルを巻き付けて、三相変圧器を形成する。

本考案の外層鉄心は、内層鉄心を内部に外層鉄心を外部にして組み合わせ方式によって、低磁気損失、かつ容易に組み立てられる巻き鉄心を形成できる長所がある。考案者で実施したテストによると、両者が適切な比例条件において、磁気損失は非常に小さく、全体の力率変換能力を影響されない。さらに、本考案で適用された両切り込み珪素鋼板は、組み立て問題を軽減できると共に、全体の磁気損失を最小に抑えて、変圧器コイルと鉄心が技術に遭遇する問題を解決できる。

以上の詳細説明は、本案の好ましい実施形態について説明したものに過ぎない。ただし、該実施形態は本案になんらの制限を加わるものではない。本案の技術精神に基づく等効果の応用又は変更は、すべて本考案の実用新案登録請求の範囲に含めるべきである。

２０ 内層鉄心
４０ 外層鉄心

Claims (9)

1. 内層鉄心と、外層鉄心と、を備え、
   前記内層鉄心は、複数の単一切り込み珪素鋼板が重ね合わせることで形成されており、
   複数の前記単一切り込み珪素鋼板は、矩形であり、切り口を有し、内側から外側へ向かうにしたがって大きさが増大し、
   外層の前記単一切り込み珪素鋼板が内層の前記単一切り込み珪素鋼板をしっかりと挟み込み、
   前記外層鉄心は、複数の両切り込み珪素鋼板が重ね合わせることにより形成されており、
   複数の前記両切り込み珪素鋼板は、矩形であり、切り口を有し、内側から外側へ向かうにしたがって大きさが増大し、
   外層の前記単一切り込み珪素鋼板が内層の前記単一切り込み珪素鋼板をしっかりと挟み込むことを特徴とする変圧器の巻き鉄心。
2. 前記外層鉄心は前記内層鉄心の外部に巻き付けてられており、単一フレームの巻き鉄心を形成することを特徴とする請求項１記載の変圧器の巻き鉄心。
3. 前記外層鉄心の一番内側に位置する前記両切り込み珪素鋼板は、前記内層鉄心の一番外側に位置する前記単一フレームの巻き鉄心より大きく形成されており、
   前記外層鉄心は前記外層鉄心の外部に巻き付けてられており、三相三脚巻き鉄心を形成することを特徴とする請求項１記載の変圧器の巻き鉄心。
4. 前記内層鉄心の前記単一切り込み珪素鋼板と、前記外層鉄心の前記両切り込み珪素鋼板との枚数比は、８：２または７：３であることを特徴とする請求項２記載の変圧器の巻き鉄心。
5. 前記外層鉄心の一番外側に包まれている包みシート、および、前記内層鉄心の一番内側に位置する内部包みシートをさらに備え、
   前記包みシートは、切り口を有しており、前記包みシートの前記切り口の両端が重ね合わせられていることを特徴とする請求項１記載の変圧器の巻き鉄心。
6. 複数の前記単一切り込み珪素鋼板の前記切り口が互いにずれていることを特徴とする請求項１記載の変圧器の巻き鉄心。
7. 前記両切り込み珪素鋼板の２つの前記切り口は、矩形の２つの対向辺に位置することを特徴とする請求項１記載の変圧器の巻き鉄心。
8. 複数の前記両切り込み珪素鋼板の同じ側において、前記両切り込み珪素鋼板の前記切り口が互いにずれていることを特徴とする、請求項１記載の変圧器の巻き鉄心。
9. 前記両切り込み珪素鋼板と、前記単一切り込み珪素鋼板とは、方向性珪素鋼板であることを特徴とする請求項１記載の変圧器の巻き鉄心。

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