JP3598182B2 - アモルファス巻鉄心変圧器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファス巻鉄心変圧器に係り、アモルファス磁性材を多層に巻き回した巻鉄心（本明細書中において、アモルファス巻鉄心という）を用いた変圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８を参照して、従来のアモルファス巻鉄心変圧器を説明する。図８は、従来のアモルファス巻鉄心変圧器における変圧器本体の配置説明図である。
従来のアモルファス巻鉄心に配置に関しては、図示する如く、アモルファス薄鋼帯を多層に巻回したアモルファス巻鉄心と前記アモルファス巻鉄心に挿入された複数のコイルをコイルの端面を垂直方向となるように配置した、いわゆる縦置きとなっている。
この縦置きの構造は、コイル重量とアモルファス巻鉄心の重量が当該巻鉄心の下部に集中し、当該巻鉄心の下部に発生する応力が大となり、その結果、歪が大となり、巻鉄心のヒステリシスに基づく、無負荷損が増大し、効率の悪化をまねいていた。
これを防止するため、例えば、前記コイルを絶縁部材により支え、コイルによる巻鉄心の下部への荷重を除き、また巻鉄心の固定を強固にするため補強材を付加することで、巻鉄心下部への応力集中を低減するように対策されていた。
【０００４】
また、図９を参照してアモルファス巻鉄心を説明する。図９は、従来のアモルファス巻鉄心変圧器の断面図である。
図９（ａ）に示す如く、巻鉄心１とコイル２は、当該コイル２窓内の巻鉄心１との隙間に挿入した楔９によって固定されている。前記楔９は、巻鉄心１によりコイル２を支えるための部材、交番電磁力に対する振動防止部材であるため、該楔９は挿入時に強大な押圧力が必要であり、挿入後は該楔９により、図９（ｂ）に示される楔９がない場合に比べて、巻鉄心１の脚部にも応力が発生し、無負荷損が増大し、効率の悪化を招いていた。
【０００５】
また、アモルファス薄鋼帯とコイルを縦向きに配置する場合、前記アモルファス薄鋼帯は、従来の電気鉄板の約１／１０であり、コイルの端面が垂直方向となるので、焼鈍により脆化し発生したアモルファス破片、及び絶縁油の対流により浮上するアモルファス破片が、コイル内部へ侵入しやすい構造となっていた。
これを防止するために、巻鉄心を絶縁部材で包み込む、鉄心端面に固着材を塗布する等、様々なアモルファス破片の飛散防止構造が提案されている。
従来のアモルファス巻鉄心を縦置きにする場合、前記のように巻鉄心下部への応力集中を低減するように対策した場合でも、少なくとも上下のヨーク部２カ所ではアモルファス巻鉄心の積厚方向に応力が集中する。この応力は、無負荷損の悪化を招いていた。
【０００６】
この応力と無負荷損の問題を解決するため、自重が鉄心の端面方向にかかる水平面を多く確保し、楔による鉄心とコイルの固定を無くし、巻鉄心への応力集中を低減することにより、無負荷損の悪化を低減すると同時に、発生したアモルファス破片がコイル内部に侵入しにくい構造とすることとした。
その一例として、いわゆる横置型アモルファス巻鉄心がある。図１０に、横置型アモルファス巻鉄心を図示する。図１０は、従来のアモルファス巻鉄心変圧器における変圧器本体の他の配置説明図である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記図１０に示す従来の横置き型のアモルファス巻鉄心変圧器では、巻鉄心上に一次、二次コイルを納めた複数のコイル巻枠で均等支持するのが一般的であった。このような均等支持の構造では、複数のコイル巻枠の部分と巻鉄心とが支持当接する部分と、その中間部分とでは応力の分布が異なり、無負荷損の悪化を低減と、アモルファス薄鋼帯破片の発生の防止については十分とはいええないという問題があつた。
本発明は、かかる従來の問題点を解決するためになされたもので、巻鉄心を固定するため、その自重を支える前記巻鉄心の端面方向と当接する水平面を多くし、巻鉄心への応力集中を低減することにより、無負荷損の悪化を低減すると同時に、アモルファス破片の発生を防止したアモルファス巻鉄心変圧器を提供することをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係るアモルファス巻鉄心変圧器の構成は、アモルファス薄鋼帯の巻鉄心と、該巻鉄心に複数のコイルを挿入して構成した該巻鉄心と該コイルとの変圧器本体を支持するようにしたアモルファス巻鉄心変圧器において、前記巻鉄心と、前記複数のコイルとのそれぞれの隙間に平板部材であるスペーサを挿入し、前記巻鉄心と前記コイルとの変圧器本体を支持する構造としたことを特徴とするものである。また、アモルファス薄鋼帯の巻鉄心と、該巻鉄心に複数のコイルを挿入して構成した該巻鉄心と該コイルとの変圧器本体を支持するようにしたアモルファス巻鉄心変圧器において、前記巻鉄心と、前記複数のコイルとのそれぞれの隙間に挿入されたスペーサと、前記巻鉄心と前記複数のコイルと前記スペーサとからなる組立体を当該組立体の長手方向の両側からそれぞれ締め付ける固定金具とからなり、前記スペーサに通し穴と前記固定金具に通し穴とを設け、当該両通し穴を係合部材で係合し、前記スペーサと、当該スペーサと係合する前記固定金具により変圧器本体を支持する構造としたことを特徴とするもので、さらに、本発明に係るアモルファス巻鉄心変圧器の他の構成は、前記変圧器本体を、当該変圧器容器の底面に固定する構造としたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図１ないし図７を参照して、本発明に係わるアモルファス鉄心変圧器の各実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るアモルファス巻鉄心変圧器の内部構造図、図２は、図１のアモルファス巻鉄心変圧器本体の組立図、図３は、図１のアモルファス巻鉄心変圧器本体の断面図、図４は、図１のアモルファス巻鉄心変圧器のモルファス巻鉄心の概略図、図５は、本発明の他の一実施の形態に係るアモルファス巻鉄心変圧器本体の組立図、図６は、図５のアモルファス巻鉄心変圧器本体の断面図、図７は、本発明のさらに他の一実施の形態に係るアモルファス巻鉄心変圧器本体の組立図である。
【００１０】
〔実施の形態１〕
図１において、本実施の形態に係わるアモルファス巻鉄心変圧器は、アモルファス巻鉄心１を一次、二次のコイル２に挿入したものであり、いわゆる内鉄形巻鉄心５０を構成している。さらに内鉄形巻鉄心５０は、平板状の一対の絶縁部材４と同一の絶縁部材８により上方と下方からアモルファス巻鉄心１、コイル２を挾持し、巻鉄心のコア部２０ａ、２０ｂ（図４参照）、ヨーク部２１ａ、２１ｂ（図４参照）の下面に、均一な荷重が加わるように、内面に曲面を有するコ字型の絶縁部材６及び方形の絶縁部材７で支持し、両側よりコ字型の金具３で固定している。そして、これら全体を固定金具５により固定している。
【００１１】
次ぎに、アモルファス巻鉄心変圧器の固定、組立てを説明する。
図２は、図１のアモルファス巻鉄心変圧器の巻鉄心とコイルを固定組立て説明図である。
図２において、（ａ）に示すコイル２に、（ｂ）の矢印に示すように巻鉄心１を挿入し、開口されている巻鉄心１のヨーク部２１ｂをラップ作業により、矩形に成形し、内鉄形巻鉄心５０を形成する。図４に巻鉄心１のコア部２０ａ、２０ｂ、ヨーク部２１ａ、２１ｂが示されている。
（ｃ）に示すように、平板状の一対の絶縁部材４を矢印の如く、内鉄形巻鉄心５０の両側のヨーク部２１の上方から、同様の絶縁部材８を矢印の如く、前記ヨーク部２１ａ、２１ｂの下方から押接して挾持させる。次ぎに、矢印の如く、左右から一対のコ字型金具３で絶縁部材４および絶縁部材８をそれぞれ固定する。
当該金具３により巻鉄心５０のヨーク部２１ａ、２１ｂの左右、上下から保護、固定する。次に、（ｄ）に示す如く、このようにして構成された内鉄形巻鉄心５０を含む組み立て体を絶縁部材６、７上に載置し、箱型の固定金具５により固定する。
【００１２】
図３には、このようにして固定組み立てた図１のアモルファス巻鉄心変圧器のａ−ａ’断面図を示している。
図示するように、巻鉄心１とコイル２は、それぞれ前記絶縁部材６、７、８により別々であるが広い面積で支持されている。
このような支持方法により、巻鉄心１のヨーク部２１ａ、２１ｂの支持面とコイル２の内周の下面とは前記絶縁部材６、７の形状を調整することにより同一の高さの平面となるように配設され、かつ固定することができる。
これにより、巻鉄心１を均一に支持でき、当該巻鉄心１への偏った荷重による応力の集中を防ぐことができる。また、従来の方法に比べて楔９（図９を参照）の挿入による巻鉄心１とコイル２とを固定して重力に対抗する必要なくなり、したがつて、前記楔９の固定による応力が発生することがない。
また、楔９を挿入する場合にも、前記固定による支持作用をもたせる必要がなく、単なるスペーサであるため、前記スペーサの挿入前の巻鉄心１とコイル２の隙間とほぼ同一とすればよく、したがって、従来の如く、楔９による巻鉄心１への応力も発生することがない。
【００１３】
〔実施の形態 ２〕
図５、６を参照して、アモルファス巻鉄心変圧器本体の他の支持方法を説明する。
本実施の形態は、図１、２、３を参照して説明した〔実施の形態 １〕と共通部分は省略し、特徴部分について説明する。
本実施の形態の特徴は、図５の（ａ）に示すように、一次、二次のコイル２に絶縁部材等の平板部材１０を挿入する。
前記平板部材１０は、巻鉄心１の下端面において、ヨーク部２１ａ、２１ｂ、コア部２０ａ、２０ｂと当接して、当該巻鉄心１と一次、二次のコイル２を均一に支持するようになっている。
図６には、図５のアモルファス巻鉄心変圧器本体の断面図を示すが、巻鉄心１は、広い平板な絶縁部材１０により均一な荷重となるように支えられ、応力の発生を防止している。
【００１４】
〔実施の形態３〕
図７を参照して、アモルファス巻鉄心変圧器本体のさらに他の支持方法を説明する。
本実施の形態は、図１、２、３を参照して説明した〔実施の形態 １〕と共通部分は省略し、特徴部分について説明する。
【００１５】
図７（ａ）において、一次、二次のコイル２に巻鉄心１を支えるための絶縁部材または非磁性金属の板材１１をそれぞれに挿入する。前記板材１１は、二枚であるが、同一の取付け、固定方法であるので一つを中心に説明する。
前記板部材１１ａは、両端に通し穴１１ａ′、１１ａ″が設けられている。
図８（ｂ）において、一次、二次のコイル２に巻鉄心１を挿入し、巻鉄心１と、コイル２と、板材１１ａ、１１ｂとからなる組立体５１を形成する。
図８（ｃ）の中央部には、前記組立体５１が示されている。
【００１６】
図８（ｃ）において、図示されるＬ型金具１２も二個であるが、同一の取付け、固定方法であるので一個を中心に説明する。
前記Ｌ型金具１２には、その水平部には長手方向に通し穴１２ａ′、１２ａ″（図示せず）が、所定の間隔をもって設けられており、この裏面には絶縁油を充満して容器１９に固定するため、突設させた棒部１８が設けられている。
さらに、前記Ｌ型金具１２の垂直部には、組立体５１を吊るすための吊り金具１７が設けられている。
【００１７】
図８（ｄ）において、容器１９の底面には、前記コイル２の保護、絶縁のための絶縁部材１５を敷くと共に、前記Ｌ型金具１２の突設棒部１８と係合する穴１６がそれぞれ配設されている下方にコ字状となっている座部１６を両側にそれぞれ鋼板などで形成する。
図８（ｃ）において、前記組立体５１の両側から二枚のＬ型金具１２によりそれぞれ組立体５１を挾持させる。このとき、Ｌ型金具１２の垂直部が当該記組立体５１のヨーク部２１ａの垂直部とそれぞれ当接させる。
ボルト１３を前記Ｌ型金具１２の通し穴１２ａ′、板部材１１の通し穴１１ａ′を挿通させ、ナット１４で締付け、固定する。
これらの締付け、固定作業を全ての板部材、Ｌ型金具、通し穴について施すと、組立てが完了し、組立て体が仕上がる。
【００１８】
前記完了した組立て体を吊り金具１７によつて吊り、容器１９の底面に、前記突設棒部１８ａが、座部１６の穴１６′に挿通するように係合させる。
図８（ｅ）に、このようにして組立て固定されたアモルファス巻鉄心変圧器本体の要部が示されている。
このようにして、巻鉄心１は、板部材１１ａ、１１ｂにより均一な荷重となるように支えられているばかりでなく、座部１６により固定されているので、振動に対しても非常に強くなる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の詳細に説明したように、本発明の構成によれば、巻鉄心を固定するため、その自重を支える前記巻鉄心の端面方向と当接する水平面を多くし、巻鉄心への応力集中を低減することにより、無負荷損の悪化を低減すると同時に、アモルファス破片の発生を防止したアモルファス巻鉄心変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアモルファス巻鉄心変圧器の内部構造図である。
【図２】図１のアモルファス巻鉄心変圧器本体の組立図である。
【図３】図１のアモルファス巻鉄心変圧器本体の断面図である。
【図４】図１のアモルファス巻鉄心変圧器のモルファス巻鉄心の概略図である。
【図５】本発明の他の一実施の形態に係るアモルファス巻鉄心変圧器本体の組立図である。
【図６】図５のアモルファス巻鉄心変圧器本体の断面図である。
【図７】本発明のさらに他の一実施の形態に係るアモルファス巻鉄心変圧器本体の組立図である。
【図８】従来のアモルファス巻鉄心変圧器における変圧器本体の配置説明図である。
【図９】従来のアモルファス巻鉄心変圧器における変圧器本体の配置説明図である。
【図１０】従来のアモルファス巻鉄心変圧器における変圧器本体の他の配置説明図である。
【符号の説明】
１…アモルファス巻鉄心，２…コイル，３…コ字状締め金具，４…絶縁部材，５…箱型の固定金具，６…固定絶縁部材，７…絶縁部材，８…絶縁部材，９…楔，１０…板部材，１１…板部材，１２…Ｌ型金具，１３…ボルト，１４…ナット，１５…絶縁部材，

Claims (3)

1. アモルファス薄鋼帯の巻鉄心と、該巻鉄心に複数のコイルを挿入して構成した該巻鉄心と該コイルとの変圧器本体を支持するアモルファス巻鉄心変圧器において、
   前記巻鉄心と、前記複数のコイルとのそれぞれの隙間に平板部材であるスペーサを挿入し、前記巻鉄心と前記コイルとの変圧器本体を支持することを特徴とするアモルファス巻鉄心変圧器。
2. アモルファス薄鋼帯の巻鉄心と、該巻鉄心に複数のコイルを挿入して構成した該巻鉄心と該コイルとの変圧器本体を支持するアモルファス巻鉄心変圧器において、
   前記巻鉄心と、前記複数のコイルとのそれぞれの隙間に挿入されたスペーサと、前記巻鉄心と前記複数のコイルと前記スペーサとからなる組立体を当該組立体の長手方向の両側からそれぞれ締め付ける固定金具とからなり、前記スペーサに通し穴と前記固定金具に通し穴とを設け、当該両通し穴を係合部材で係合し、前記スペーサと、当該スペーサと係合する前記固定金具により変圧器本体を支持する構造としたことを特徴とするアモルファス巻鉄心変圧器。
3. 請求項２記載のアモルファス巻鉄心変圧器において、
   前記変圧器本体を、当該変圧器容器の底面に固定する構造としたことを特徴とするアモルファス巻鉄心変圧器。

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