JP3505557B2 - 円板巻線 - Google Patents

円板巻線

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JP3505557B2
JP3505557B2 JP21693695A JP21693695A JP3505557B2 JP 3505557 B2 JP3505557 B2 JP 3505557B2 JP 21693695 A JP21693695 A JP 21693695A JP 21693695 A JP21693695 A JP 21693695A JP 3505557 B2 JP3505557 B2 JP 3505557B2
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政芳 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、静止誘導電器の
円板巻線、特に、衝撃電圧に対する電位分布が格段に優
れているハイザーキャップ巻線に関する。 【0002】 【従来の技術】円板巻線は、絶縁被覆された素線導体を
半径方向に巻回し円板状に形成したものである。図10
は、円板巻線の構成を示す一部破砕斜視図である。図の
手前側が内径Φ側であり、絶縁被覆された素線導体tを
外径側から内径側へ円板状に巻回された内巻きコイルX
と、素線導体tを内径側から外径側へ円板状に巻回され
た外巻きコイルYとが、軸Z方向に交互に積層されてい
る。内巻きコイルXと外巻きコイルYとは、後述される
方法で互いに接続され、その両端が端子U,uに引き出
されている。巻線は、運転中に雷撃を受けてもその絶縁
が充分に耐えなければならない。巻線の絶縁耐力を保証
するために、端子U,u間には予めその絶縁階級に応じ
た大きさの衝撃電圧を印加する試験が実施される。 【0003】図11は、円板巻線に衝撃電圧を印加した
ときの等価回路図である。内巻きコイルXと外巻きコイ
ルYとが互いに接続された円板巻線の端子u側が接地E
側につながれ、端子U側から衝撃電圧Vが印加された時
の等価回路である。衝撃電圧Vが急峻に立ち上がるの
で、巻線の初期電位分布がキャパシタンス分だけでほぼ
決まり、インダクタンス分は殆ど効かない。そのため
に、等価回路を各コイルの直列キャパシタンスKと各コ
イルの対地キャパシタンスCだけにより構成することが
できる。 【0004】図12は、図11の等価回路における各コ
イルの初期電位分布を示す特性線図である。ここでは、
コイルの総数をMとし、全対地キャパシタンスC0 =M
・C、全直列キャパシタンスK0 =K/Mとおいて 【0005】 【数1】α=(C0/K01 2 【0006】とする。コイル番号 No.iを端子U側から
No.1、 No.2、・・、No. Mと数え、コイルNo.i/
M×100(%)が横軸に目盛られ、各コイルの入力端
における対地電圧Veが縦軸に目盛られている。特性曲
線は、各αの場合の計算結果であり、それぞれ図中にα
値が示されている。図12において、αが小さくなるほ
ど、すなわち、コイルの直列キャパシタンスKが大きく
なるほど各コイルが平等に電圧を分担するようになり、
コイルの電位分布が良くなる。一方、α値が大きくなる
ほど、すなわち、コイルの直列キャパシタンスKが小さ
くなるほど電圧印加端(端子U)側コイルの分担電圧が
大きくなり、コイルの電位分布が悪くなる。コイル間に
大きな電圧がかかるとコイル端部の電界も高くなり、コ
イル間の絶縁寸法を増やす必要が生じ、巻線の体格も大
きくなる。したがって、コイルの直列キャパシタンスK
を大きくする努力が行われている。 【0007】図13は、従来の円板巻線の素線導体配置
を示す片側断面配置図である。内巻きコイルXと外巻き
コイルYよりなる普通円板巻線Dが、端子Uから下方へ
複数積層されている。図13では、その内、端子U側か
ら二つ目までの普通円板巻線Dが示されている。各コイ
ルの番号iを端子U側から No.1、 No.2、・・、No.
i、・・とし、また、各素線導体tには、端子U側から
巻回されたターン数が記入されている。 No.1コイル
(内巻きコイルX)は、素線導体tが端子U側から半径
方向内方に向けて互いに密着して巻かれている。 No.2
コイル(外巻きコイルY)は、No.1コイルから渡って
来た素線導体t4を巻き始め端として半径方向外方に向
けて互いに密着して巻かれ、さらに、その巻き終わり端
を素線導体t4を介して次の No.3コイルへ渡してい
る。以下、奇数番号のコイル、偶数番号のコイルは、そ
れぞれ No.1コイル、 No.2コイルと同様にして巻回さ
れ互いに接続されている。 【0008】図13において、普通円板巻線Dは、前述
した直列キャパシタンスKが非常に小さく、したがっ
て、αが大きい。そのために、コイルの電位分布が悪
く、一般には低電圧側の巻線にしか用いられてない。直
列キャパシタンスKがより大きくなるように改良された
ものが、図14に示すハイザーキャップ巻線である。図
14は、従来の異なる円板巻線の素線導体配置を示す片
側断面配置図である。端子U側から No.1コイル、 No.
2コイル、・・、No. iコイル、・・が積層され、図1
3と同様に各素線導体には、端子U側から巻回されたタ
ーン数が記入されている。内巻きコイル(奇数層目のコ
イル)と外巻きコイル(偶数層目のコイル)よりなる二
層ハイザーキャップ巻線2Aが、端子Uから下方へ複数
積層されている。図14では、その内、端子U側から二
つ目までの二層ハイザーキャップ巻線2Aが示されてい
る。 No.1コイルは、端子U側からの初巻きの素線導体
t0を No.2コイルから素線導体t3を介して戻って来
た一巡後の素線導体t1の外径側に重ねて半径方向内方
に向けて巻回したものからなる。 No.2コイルは、 No.
1コイルから素線導体t2を介して渡ってきた初巻きの
素線導体t0を一巡後の素線導体t1の内径側に重ねて
半径方向外方に向けて巻回したものからなる。また、 N
o.2コイルは、外径側に来た初巻きの素線導体t0を素
線導体t3を介して No.1コイルの一巡後の素線導体t
1へ戻すとともに、 No.2コイルの一巡後の素線導体t
1を巻線の巻き終わり端として素線導体t4を介して次
の No.3コイルへ渡している。以下、奇数番号のコイ
ル、偶数番号のコイルは、それぞれ No.1コイル、 No.
2コイルと同様にして巻回され互いに接続されている。
なお、図14の各コイル両端に記入されている数値Tお
よび括弧内の数値Kは、各コイルの最左端(内径側)ま
たは最右端(外径側)における上下の素線導体のターン
差をTとしている。また、このターン差Tについて12
ターンを1コイルとしたとき(実施例および参考例で
は、各コイルのターン数を全て12ターンにしている)
のコイル数をKとしている。このTおよびKの値につい
ては、後で考察される。 【0009】図14において、二層ハイザーキャップ巻
線2Aは、 No.2コイルの初巻きの素線導体t0を一旦
No.1コイル側へ戻し、初巻きの素線導体t0と一巡後
の素線導体t1とを常に密着させて巻回するのでコイル
の直列キャパシタンスKが大きくなる。したがって、二
層ハイザーキャップ巻線2Aのα値は、普通円板巻線D
のそれと比べて小さくなり、コイルの電位分布が改良さ
れる。なお、ハイザーキャップとは、 High Series Cap
acity の略Hisercap から取られた言葉である。 【0010】図15は、従来のさらに異なる円板巻線の
素線導体配置を示す片側断面配置図である。端子U側か
ら No.1コイル、 No.2コイル、・・、No. iコイル、
・・が積層され、図14と同様に各素線導体には、端子
U側から巻回されたターン数が記入されている。内巻き
コイル(奇数層目のコイル)と外巻きコイル(偶数層目
のコイル)とが交互に四層積層された四層ハイザーキャ
ップ巻線4Aが、端子Uから下方へ複数積層されてい
る。図15では、その内、端子U側から二つ目までの四
層ハイザーキャップ巻線4Aが示されている。No.1コ
イルは、端子U側からの初巻きの素線導体t0を No.4
コイルから素線導体t8を介して戻って来た一巡後の素
線導体t1の外径側に重ねて半径方向内方に向けて巻回
したものからなる。 No.2コイルは、 No.1コイルから
素線導体t2を介して渡ってきた初巻きの素線導体t0
を一巡後の素線導体t1の内径側に重ねて半径方向外方
に向けて巻回したものからなる。さらに、 No.3コイル
は、 No.2コイルから素線導体t2を介して渡ってきた
初巻きの素線導体t0を一巡後の素線導体t1の外径側
に重ねて半径方向内方に向けて巻回したものからなる。
No.4コイルは、 No.3コイルから素線導体t2を介し
て渡ってきた初巻きの素線導体t0を一巡後の素線導体
t1の内径側に重ねて半径方向外方に向けて巻回したも
のからなり、外径側に来た初巻きの素線導体t0を素線
導体t8を介して No.1コイルの一巡後の素線導体t1
へ戻すとともに、 No.4コイルの一巡後の素線導体t1
を巻線の巻き終わり端として素線導体t4を介して次の
No.5コイルへ渡している。以下、No.5ないし No.8
コイルは、それぞれ No.1ないし No.4コイルと同様に
して巻回されている。四層ハイザーキャップ巻線4A
は、 No.4コイルの初巻きの素線導体t0をNo.1コイ
ルの一巡後の素線導体t1へ戻すとき、No.2と No.3
の素線導体t0,t1を僅かに減ターンして1本分の隙
間を作れば、戻りの素線導体t8を外径側に出っ張らせ
ることなく渡らせることができる。なお、図15の各コ
イル両端に記入されている数値Tおよび括弧内の数値K
の定義は図14と同じであり、それぞれ各コイルの両端
における上下の素線導体のターン差およびコイル数であ
る。 【0011】図15において、四層ハイザーキャップ巻
線4Aは、 No.4コイルの外径側に来た初巻きの素線導
体t0が素線導体t8を介して、 No.1コイルの一巡後
の素線導体t1に戻り、初巻きの素線導体t0と一巡後
の素線導体t1とが密着するので、コイルの直列キャパ
シタンスが増大する。四層ハイザーキャップ巻線4Aの
α値は、従来の二層ハイザーキャップ巻線2A(図1
4)のα値の2分の1になり、コイルの電位分布がより
良くなる。そのために、各コイル間にかかる電圧が小さ
くなり、コイル端部の電界も緩和される。なお、この四
層ハイザーキャップ巻線4Aの構成は、本発明と同一の
出願人によって既に特許出願されている。 【0012】図16は、従来のさらに異なる円板巻線の
素線導体配置を示す片側断面配置図である。端子U側か
ら No.1コイル、 No.2コイル、・・、No. iコイル、
・・が積層され、内巻きコイル(奇数層目のコイル)と
外巻きコイル(偶数層目のコイル)とが交互にN層積層
されたN層ハイザーキャップ巻線NAが、端子Uから下
方へ複数積層されている。ここで、Nは、2以上の偶数
とする。図16では、その内、端子U側から三つ目まで
のN層ハイザーキャップ巻線NAが示されている。 No.
1コイルは、端子U側からの初巻きの素線導体t0を N
o.Nコイルから素線導体t8を介して戻って来た一巡後
の素線導体t1の外径側に重ねて半径方向内方に向けて
巻回したものからなる。 No.2コイルは、 No.1コイル
から素線導体t2を介して渡ってきた初巻きの素線導体
t0を一巡後の素線導体t1の内径側に重ねて半径方向
外方に向けて巻回したものからなる。以下、 No.Nコイ
ルまで、奇数層目のコイルは、前層のコイルから素線導
体t2を介して渡ってきた初巻きの素線導体t0を一巡
後の素線導体t1の外径側に重ねて半径方向内方に向け
て巻回したものからなり、偶数層目のコイルは、前層の
コイルから素線導体t2を介して渡ってきた初巻きの素
線導体t0を一巡後の素線導体t1の内径側に重ねて半
径方向外方に向けて巻回したものからなる。 No.Nコイ
ルは、外径側に来た初巻きの素線導体t0を素線導体t
8を介してNo.1コイルの一巡後の素線導体t1へ戻す
とともに、 No.Nコイルの一巡後の素線導体t1を巻線
の巻き終わり端として素線導体t4を介して次の No.N
+1コイルへ渡している。以下、No.N+1ないし No.
2Nコイル、 No.2N+1ないし No.3Nコイルは、そ
れぞれ No.1ないし No.Nコイルと同様にして巻回され
ている。N層ハイザーキャップ巻線NAは、 No.Nコイ
ルの初巻きの素線導体t0をNo.1コイルの一巡後の素
線導体t1へ戻すとき、No.2ないし No.N−1の素線
導体t0,t1を僅かに減ターンして1本分の隙間を作
れば、戻りの素線導体t8を外径側に出っ張らせること
なく渡らせることができる。なお、図16の各コイル両
端に記入されている数値Tおよび括弧内の数値Kの定義
も、図14と同じであり、それぞれ各コイルの両端にお
ける上下の素線導体のターン差およびコイル数である。 【0013】図16において、N層ハイザーキャップ巻
線NAは、 No.Nコイルの外径側に来た初巻きの素線導
体t0が素線導体t8を介して、 No.1コイルの一巡後
の素線導体t1に戻り、初巻きの素線導体t0と一巡後
の素線導体t1とが密着するので、コイルの直列キャパ
シタンスが増大する。N層ハイザーキャップ巻線NAの
α値は、従来の二層ハイザーキャップ巻線2A(図1
4)のα値のN分の1になり、コイルの電位分布がより
良くなっている。そのために、各コイル間にかかる電圧
が小さくなり、コイル端部の電界も緩和される。なお、
このN層ハイザーキャップ巻線NAの構成も、本発明と
同一の出願人によって既に特許出願されている。 【0014】図16は、Nは2以上の偶数と定義し、多
層ハイザーキャップ巻線を一般的に示したものである。
図16におけるNを2にすれば図14の二層ハイザーキ
ャップ巻線2Aとなり、Nを4にすれば図15の四層ハ
イザーキャップ巻線4Aとなる。Nを6、8、・・と増
すにしたがって、コイル間の最大発生電圧は低減され、
巻線の軸方向長が短くなると言う利点がある。また、渡
り部である素線導体8の導体接続箇所も減り、巻線の製
作時間が短くなると言う効果もある。 【0015】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の巻線は、巻線の体格をさらにコンパクト
にすることが要請されている。すなわち、巻線の絶縁階
級を変えずに体格をコンパクトにすることは、その経済
性から常に要請されている。特に、大都市の地下変電所
では、電気機器の大きさがそのまま地下空間の工事費に
リンクし、変圧器の巻線を縮小化させ、その体格を従来
のものより少しでもコンパクトにすることが望まれてい
る。 【0016】この発明の目的は、コイル両端部の電界を
従来の円板巻線よりも緩和させ、巻線の軸方向長を短く
することにある。 【0017】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、Nを2以上の偶数とし、絶縁被
覆された素線導体を円板状に巻回されたコイルが交互に
N層積層されたN層ハイザーキャップ巻線が複数備えら
れ、この複数のN層ハイザーキャップ巻線は互いにその
巻き終わり端と巻き始め端とが結線されて軸方向に積層
され、N層ハイザーキャップ巻線の第一層目のコイル
は、巻線の巻き始め端となる初巻きの素線導体と第N層
目のコイルの巻き終わりを外径側で軸方向に渡して戻し
た一巡後の素線導体とを半径方向に重ねて外径側から内
径側へ円板状に巻回したものからなり、N層ハイザーキ
ャップ巻線の第二層目のコイルは、第一層目のコイルの
巻き終わりから内径側を軸方向に渡した前記初巻きの素
線導体と前記一巡後の素線導体とを半径方向に重ねて内
径側から外径側へ円板状に巻回したものからなり、以
下、N層ハイザーキャップ巻線の奇数層目のコイルは、
前層のコイルの巻き終わりから外径側を軸方向に渡した
前記初巻きの素線導体と前記一巡後の素線導体とを半径
方向に重ねて外径側から内径側へ円板状に巻回したもの
からなり、N層ハイザーキャップ巻線の偶数層目のコイ
ルは、前層のコイルの巻き終わりから内径側を軸方向に
渡した前記初巻きの素線導体と、前記一巡後の素線導体
とを半径方向に重ねて内径側から外径側へ円板状に巻回
したものからなり、N層ハイザーキャップ巻線の第N層
目のコイルは、N−1層目のコイルの巻き終わりから内
径側を軸方向に渡した前記初巻きの素線導体と前記一巡
後の素線導体とを半径方向に重ねて内径側から外径側へ
円板状に巻回したものからなり、外径側に来た前記初巻
きの素線導体を第一層目のコイルへ戻すとともに、前記
一巡後の素線導体を巻線の巻き終わり端としたものにお
いて、A構造とB構造の二種類のN層ハイザーキャップ
巻線が備えられ、A構造のN層ハイザーキャップ巻線の
奇数層目のコイルは初巻きの素線導体が一巡後の素線導
体の外側に重ねて巻回されるとともに偶数層目のコイル
は初巻きの素線導体が一巡後の素線導体の内径側に重ね
て巻回されてなり、B構造のN層ハイザーキャップ巻線
の奇数層目のコイルは初巻きの素線導体が一巡後の素線
導体の内径側に重ねて巻回されるとともに偶数層目のコ
イルは初巻きの素線導体が一巡後の素線導体の外径側に
重ねて巻回されてなり、A構造のN層ハイザーキャップ
巻線とB構造のN層ハイザーキャップ巻線とが交互に積
層されてなるものとするとよい。この構成によって、隣
接するコイルの内径側または外径側の素線導体同士のタ
ーン差が、従来の円板巻線の場合より6Nターン分少な
くなる。したがって、コイル端部の電界が従来のものよ
り緩和される。 【0018】 【発明の実施の形態】図1は、この発明の参考例にかか
る円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図であ
る。端子Uに接続される二層ハイザーキャップ巻線2B
の巻き初めは外径側の1つ内側の素線導体とし、奇数層
目のコイルNo.1、No.3、・・・は、初巻きの素
線導体t0が一巡後の素線導体t1の内径側に重ねて巻
回される。一方、偶数層目のコイルNo.2、No.
4、・・・は、初巻きの素線導体t0が一巡後の素線導
体t1の外径側に重ねて巻回される。その他は、従来の
構成の図14と同じである。従来と同じ部分には同一参
照符号を付け、詳細な説明をここで繰り返すことは省略
する。ここでは、図1のような構成、すなわち、奇数層
目のコイルは初巻きの素線導体t0が一巡後の素線導体
t1の内径側に重ねて巻回され、偶数層目のコイルは初
巻きの素線導体t0が一巡後の素線導体t1の外径側に
重ねて巻回された構成を「B構造」と定義する。一方、
図14のような従来の構成、すなわち、奇数層目のコイ
ルは初巻きの素線導体t0が一巡後の素線導体t1の外
径側に重ねて巻回され、偶数層目のコイルは初巻きの素
線導体t0が一巡後の素線導体t1の内径側に重ねて巻
回された構成を「A構造」と定義する。そのために、図
1の二層ハイザーキャップ巻線の符号を2Bとし、図1
4の二層ハイザーキャップ巻線の符号を2Aとして区別
してある。 【0019】先に、図14の説明において、各コイル両
端に記入されている数値Tおよび括弧内の数値Kは、各
コイルの最左端(内径側)または最右端(外径側)にお
ける上下の素線導体のターン差をTと定義し、また、こ
のターン差Tについて12ターンを1コイルとしたとき
のコイル数をKと定義したことを述べた。図14の場
合、ターン差Tが最も大きい箇所は、*印の記入された
場所、すなわち、二層ハイザーキャップ巻線2A同士が
接続された箇所の内径側にあり、その値は35ターン
(約3コイル分)である(図14を参照のこと)。一
方、図1の場合、ターン差Tが最も大きい箇所は*印の
記入された場所、すなわち、二層ハイザーキャップ巻線
2B同士が接続され箇所の外径側にあり、その値は25
ターン(約2コイル分)である。したがって、「B構
造」の巻線だけを複数接続した方が、「A構造」の巻線
だけを複数接続した場合よりコイル端部の電界が10タ
ーン分(約1コイル分)緩和されることが分かる。 【0020】図2は、この発明の異なる参考例にかかる
円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図である。
端子Uに接続される二層ハイザーキャップ巻線2Cの巻
き初めは最外径側の素線導体とし、奇数層目のコイルN
o.1、No.3、・・・は、初巻きの素線導体t0が
一巡後の素線導体t1の外径側に重ねて巻回される。一
方、偶数層目のコイルNo.2、No.4、・・・も、
初巻きの素線導体t0が一巡後の素線導体t1の外径側
に重ねて巻回される。その他は、図1の構成と同じであ
る。ここでは、図2のような構成、すなわち、奇数層目
のコイル、偶数層目のコイルともに初巻きの素線導体t
0が一巡後の素線導体t1の外径側に重ねて巻回された
構成を「C構造」と定義する。そのために、図2の二層
ハイザーキャップ巻線の符号を2Cとし、他の構成の二
層ハイザーキャップ巻線2A,2Bと区別してある。 【0021】図2において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所、すなわち、二層ハイザー
キャップ巻線2C同士が接続された箇所の内径側にあ
り、その値は23ターン(約2コイル分)である。した
がって、「C構造」の巻線だけを複数接続した方が、
「A構造」の巻線だけを複数接続した場合(ターン差T
の最大値が35ターン・・・図14)よりコイル端部の
電界が12ターン(1コイル分)緩和される。 【0022】図3は、この発明の実施例にかかる円板巻
線の素線導体配置を示す片側断面配置図である。端子U
に「A構造」の二層ハイザーキャップ巻線2Aが接続さ
れ、後は、「B構造」の二層ハイザーキャップ巻線2B
と「A構造」の二層ハイザーキャップ巻線2Aとが素線
導体t7またはt6を介して交互に接続されている。そ
の他は、図1の構成と同じである。 【0023】図3において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所にあり、その値は23ター
ン(約2コイル分)である。したがって、「A構造」の
巻線と「B構造」の巻線を交互に接続した方が、「A構
造」の巻線だけを複数接続した場合(ターン差Tの最大
値が35ターン・・・図14)よりコイル端部の電界が
12ターン(1コイル分)緩和される。 【0024】図4は、この発明のさらに異なる参考例に
かかる円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図で
ある。端子Uに接続される四層ハイザーキャップ巻線4
Bの巻き初めは、外径側の1つ内側の素線導体とし、奇
数層目のコイルNo.1、No.3、・・・は、初巻き
の素線導体t0が一巡後の素線導体t1の内径側に重ね
て巻回される。一方、偶数層目のコイルNo.2、N
o.4、・・・は、初巻きの素線導体t0が一巡後の素
線導体t1の外径側に重ねて巻回される。その他は、従
来の構成の図15と同じである。図4のような素線導体
の構成は、先に定義したように「B構造」の巻線であ
る。そこで、図4の四層ハイザーキャップ巻線の符号を
4Bとし、図15の四層ハイザーキャップ巻線の符号を
4Aとして区別する。 【0025】図4において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所、すなわち、四層ハイザー
キャップ巻線4B同士が接続された箇所の外径側にあ
り、その値は49ターン(約4コイル分)である。一
方、図15の場合、ターン差Tが最も大きい箇所は、*
印の記入された場所、すなわち、四層ハイザーキャップ
巻線4A同士が接続された箇所の内径側にあり、その値
は59ターン(約5コイル分)であった。したがって、
「B構造」の巻線だけを複数接続した方が、「A構造」
の巻線だけを複数接続した場合よりコイル端部の電界が
10ターン(約1コイル分)緩和される。 【0026】図5は、この発明のさらに異なる参考例に
かかる円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図で
ある。端子Uに接続される四層ハイザーキャップ巻線4
Cの巻き初めは最外径側の素線導体とし、奇数層目のコ
イルNo.1、No.3、・・・は、初巻きの素線導体
t0が一巡後の素線導体t1の外径側に重ねて巻回され
る。一方、偶数層目のコイルNo.2、No.4、・・
・も、初巻きの素線導体t0が一巡後の素線導体t1の
外径側に重ねて巻回される。その他は、図4の構成と同
じである。図5のような素線導体の構成は、先に定義し
たように「C構造」の巻線である。そこで、図5の四層
ハイザーキャップ巻線の符号を4Cとする。 【0027】図5において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所、すなわち、四層ハイザー
キャップ巻線4C同士が接続された箇所の内径側にあ
り、その値は35ターン(約3コイル分)である。した
がって、「C構造」の巻線だけを複数接続した方が、
「A構造」の巻線だけを複数接続した場合(ターン差T
の最大値が59ターン・・・図15)よりコイル端部の
電界が24ターン(2コイル分)も緩和される。 【0028】図6は、この発明の異なる実施例にかかる
円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図である。
端子Uに「A構造」の四層ハイザーキャップ巻線4Aが
接続され、後は、「B構造」の四層ハイザーキャップ巻
線4Bと「A構造」の二層ハイザーキャップ巻線4Aと
が素線導体t7またはt6を介して交互に接続されてい
る。その他は、図4の構成と同じである。 【0029】図6において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所にあり、その値は35ター
ン(約3コイル分)である。したがって、「A構造」の
巻線と「B構造」の巻線を交互に接続した方が、「A構
造」の巻線だけを複数接続した場合(ターン差Tの最大
値が59ターン・・・図15)よりコイル端部の電界が
24ターン(2コイル分)も緩和される。 【0030】図7は、この発明のさらに異なる参考例に
かかる円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図で
ある。端子Uに接続されるN層ハイザーキャップ巻線N
Bの巻き初めは外径側の1つ内側の素線導体とし、奇数
層目のコイルNo.1、No.3、・・・は、初巻きの
素線導体t0が一巡後の素線導体t1の内径側に重ねて
巻回される。一方、偶数層目のコイルNo.2、No.
4、・・・は、初巻きの素線導体t0が一巡後の素線導
体t1の外径側に重ねて巻回される。その他は、従来の
構成の図16と同じである。図7のような素線導体の構
成は、先に定義したように「B構造」の巻線である。そ
こで、図7のN層ハイザーキャップ巻線の符号をNBと
し、図16のN層ハイザーキャップ巻線の符号をNAと
して区別する。 【0031】図7において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所、すなわち、N層ハイザー
キャップ巻線NB同士が接続された箇所の外径側にあ
り、その値は12N+1ターン(Nコイル分)である。
一方、図16の場合、ターン差Tが最も大きい箇所は、
*印の記入された場所、すなわち、N層ハイザーキャッ
プ巻線NA同士が接続された箇所の内径側にあり、その
値は12N+11ターン(約N+1コイル分)である。
したがって、「B構造」の巻線だけを複数接続した方
が、「A構造」の巻線だけを複数接続した場合よりコイ
ル端部の電界が10ターン(約1コイル分)緩和され
る。 【0032】図8は、この発明のさらに異なる参考例に
かかる円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図で
ある。端子Uに接続されるN層ハイザーキャップ巻線N
Cの巻き初めは最外径側の素線導体とし、奇数層目のコ
イルNo.1、No.3、・・・は、初巻きの素線導体
t0が一巡後の素線導体t1の外径側に重ねて巻回され
る。一方、偶数層目のコイルNo.2、No.4、・・
・も、初巻きの素線導体t0が一巡後の素線導体t1の
外径側に重ねて巻回される。その他は、図7の構成と同
じである。図8のような素線導体の構成は、先に定義し
たように「C構造」の巻線である。そこで、図8のN層
ハイザーキャップ巻線の符号をNCとする。 【0033】図8において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所、すなわち、N層ハイザー
キャップ巻線NC同士が接続された箇所の内径側にあ
り、その値は6N+11ターン(約N/2+1コイル
分)である。したがって、「C構造」の巻線だけを複数
接続した方が、「A構造」の巻線だけを複数接続した場
合(ターン差Tの最大値が12N+11ターン・・・図
16)よりコイル端部の電界が6Nターン(N/2コイ
ル分)も緩和される。 【0034】図9は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる円板巻線の素線導体配置を示す片側断面配置図で
ある。端子Uに「A構造」のN層ハイザーキャップ巻線
NAが接続され、後は、「B構造」のN層ハイザーキャ
ップ巻線NBと「A構造」のN層ハイザーキャップ巻線
NAとが素線導体t7またはt6を介して交互に接続さ
れている。その他は、図7の構成と同じである。 【0035】図9において、ターン差Tが最も大きい箇
所は、*印の記入された場所にあり、その値は6N+1
1ターン(約N/2+1コイル分)である。したがっ
て、「A構造」の巻線と「B構造」の巻線を交互に接続
した方が、「A構造」の巻線だけを複数接続した場合
(ターン差Tの最大値が12N+11ターン・・・図1
6)よりコイル端部の電界が6Nターン(N/2コイル
分)も緩和される。 【0036】表1は、実施例および参考例の巻線と従来
の巻線とでコイル端部の間のコイル差Kの最も大きい値
を比べた結果である。 【0037】 【表1】 表1より、N層ハイザーキャップ巻線の場合、(2)従来
の巻線のコイル差Kから(1)実施例および参考例の巻線
のコイル差Kを差し引いた値(2)−(1)は、「B構造」だ
けの場合約1コイル分,「C構造」だけの場合、N/2
コイル分、「A構造」と「B構造」の交互接続の場合、
N/2コイル分になる。したがって、後二者の場合、N
を6,8と増やすにしたがってコイル端部の電界がより
緩和される。なお、上記実施例および参考例において
は、1コイルが、12ターンの場合だけ示したが、1コ
イルが偶数タ−ンであれば、何タ−ンであっても表1の
値は同じである。 【0038】 【発明の効果】この発明は前述のように、「A構造」の
巻線、すなわち、奇数層目のコイルは初巻きの素線導体
が一巡後の素線導体の外径側に重ねて巻回されるととも
に、偶数層目のコイルは初巻きの素線導体が一巡後の素
線導体の内径側に重ねて巻回されたN層ハイザーキャッ
プ巻線と、「B構造」のN層ハイザーキャップ巻線とを
交互に接続することにより、コイル端部の電界がN/2
コイル分緩和される。それによって、巻線の軸方向長が
縮小され、巻線の体格がコンパクトになる。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の参考例にかかる円板巻線の素線導体
配置を示す片側断面配置図 【図2】この発明の異なる参考例にかかる円板巻線の素
線導体配置を示す片側断面配置図 【図3】この発明の実施例にかかる円板巻線の素線導体
配置を示す片側断面配置図 【図4】この発明のさらに異なる参考例にかかる円板巻
線の素線導体配置を示す片側断面配置図 【図5】この発明のさらに異なる参考例にかかる円板巻
線の素線導体配置を示す片側断面配置図 【図6】この発明の異なる実施例にかかる円板巻線の素
線導体配置を示す片側断面配置図 【図7】この発明のさらに異なる参考例にかかる円板巻
線の素線導体配置を示す片側断面配置図 【図8】この発明のさらに異なる参考例にかかる円板巻
線の素線導体配置を示す片側断面配置図 【図9】この発明のさらに異なる実施例にかかる円板巻
線の素線導体配置を示す片側断面配置図 【図10】円板巻線の構成を示す一部破砕斜視図 【図11】円板巻線に衝撃電圧を印加したときの等価回
路図 【図12】図11の等価回路における各コイルの初期電
位分布を示す特性線図 【図13】従来の円板巻線の素線導体配置を示す片側断
面配置図 【図14】従来の異なる円板巻線の素線導体配置を示す
片側断面配置図 【図15】従来のさらに異なる円板巻線の素線導体配置
を示す片側断面配置図 【図16】従来のさらに異なる円板巻線の素線導体配置
を示す片側断面配置図 【符号の説明】 2A,2B,2C:二層ハイザーキャップ巻線、4A,
4B,4C:四層ハイザーキャップ巻線、NA,NB,
NC:N層ハイザーキャップ巻線、t0:初巻きの素線
導体、t1:一巡後の素線導体、Φ:内径、U,u:端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−87331(JP,A) 特開 昭58−78405(JP,A) 特開 平7−220953(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 27/28

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】Nを2以上の偶数とし、絶縁被覆された素
    線導体を円板状に巻回されたコイルが交互にN層積層さ
    れたN層ハイザーキャップ巻線が複数備えられ、この複
    数のN層ハイザーキャップ巻線は互いにその巻き終わり
    端と巻き始め端とが結線されて軸方向に積層され、 N層ハイザーキャップ巻線の第一層目のコイルは、巻線
    の巻き始め端となる初巻きの素線導体と第N層目のコイ
    ルの巻き終わりを外径側で軸方向に渡して戻した一巡後
    の素線導体とを半径方向に重ねて外径側から内径側へ円
    板状に巻回したものからなり、 N層ハイザーキャップ巻線の第二層目のコイルは、第一
    層目のコイルの巻き終わりから内径側を軸方向に渡した
    前記初巻きの素線導体と前記一巡後の素線導体とを半径
    方向に重ねて内径側から外径側へ円板状に巻回したもの
    からなり、 以下、N層ハイザーキャップ巻線の奇数層目のコイル
    は、前層のコイルの巻き終わりから外径側を軸方向に渡
    した前記初巻きの素線導体と前記一巡後の素線導体とを
    半径方向に重ねて外径側から内径側へ円板状に巻回した
    ものからなり、 N層ハイザーキャップ巻線の偶数層目のコイルは、前層
    のコイルの巻き終わりから内径側を軸方向に渡した前記
    初巻きの素線導体と前記一巡後の素線導体とを半径方向
    に重ねて内径側から外径側へ円板状に巻回したものから
    なり、 N層ハイザーキャップ巻線の第N層目のコイルは、N−
    1層目のコイルの巻き終わりから内径側を軸方向に渡し
    た前記初巻きの素線導体と前記一巡後の素線導体とを半
    径方向に重ねて内径側から外径側へ円板状に巻回したも
    のからなり、外径側に来た前記初巻きの素線導体を第一
    層目のコイルへ戻すとともに、前記一巡後の素線導体を
    巻線の巻き終わり端としたものにおいて、 A構造とB構造の二種類のN層ハイザーキャップ巻線が
    備えられ、A構造のN層ハイザーキャップ巻線の奇数層
    目のコイルは初巻きの素線導体が一巡後の素線導体の外
    側に重ねて巻回されるとともに偶数層目のコイルは初巻
    きの素線導体が一巡後の素線導体の内径側に重ねて巻回
    されてなり、B構造のN層ハイザーキャップ巻線の奇数
    層目のコイルは初巻きの素線導体が一巡後の素線導体の
    内径側に重ねて巻回されるとともに偶数層目のコイルは
    初巻きの素線導体が一巡後の素線導体の外径側に重ねて
    巻回されてなり、A構造のN層ハイザーキャップ巻線と
    B構造のN層ハイザーキャップ巻線とが交互に積層され
    てなることを特徴とする円板巻線。
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