JP4629857B2

JP4629857B2 - 樹脂モールド変圧器

Info

Publication number: JP4629857B2
Application number: JP2000349995A
Authority: JP
Inventors: 一義岩元; 則彰梅村
Original assignee: Risho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Risho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP2002158118A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、巻線が絶縁樹脂でモールドされた樹脂モールド変圧器、特に、インバータを直列に結線された、多重化インバータ群に接続される変換器用変圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、１００ｋＷを超えるようなモータは定格電圧が、３ｋＶあるいは６ｋＶの高圧であることがほとんどである。
【０００３】
このようなモータをインバータ制御するためには、例えば、高圧の電源電圧を一度変圧器にて低圧に変換してそれをスイッチング素子で制御し、再度高電圧に昇圧してモータに電圧を供給するという方法がとられ、このような場合には、降圧用と昇圧用の２台の変圧器が必要となる。
【０００４】
ところが、インバータセルを直列に接続することによって、高電圧出力を得る多重化インバータ方式では、変圧器が１台ですみ、多重化の数を増やすことによって、電圧波形、電流波形はより正弦波に近くなるため、外部に流出する高調波も少ないといった利点がある。
【０００５】
このような高圧の多重化インバータに接続されるような変換器用変圧器の場合、低圧巻線は、６〜２４個程度と非常に多くの巻線となり、それぞれの巻線間には高い絶縁強度が必要となるため、従来、低圧巻線１は、図６に示すように、素線を円板状に巻いた巻線２を、軸方向にスペーサ３を介して配置した構成になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、円板状の巻線２を上下に多数個配置した場合、上下に配置された巻線２は、中央部に配置された巻線２よりもリアクタンスが高くなり、巻線２相互間の％リアクタンス電圧の最大と最小の差が大きくなるという問題がある。
【０００７】
低圧巻線を構成する巻線２の数が多いと、巻線２の数に比例して口出し線の数も増える。この円板状の巻線２の絶縁を確保しつつ、巻線２を高圧巻線４の内側に配置し、口出し線を巻線２の上部又は下部から引き出そうとすると、製品寸法を大きくしなければならない。
【０００８】
このため、従来、図６に示すように、巻線数の多い低圧巻線１は、高圧巻線の外側に配置されることが多い。符号５は、混触防止板を示し、６は鉄心を示している。ところが、低圧巻線１を、高圧巻線４の外側に配置すると、励磁突入電流が大きくなると共に、高圧側雷サージが弱いという問題があり、必要な絶縁性能を確保しようとすれば、低圧巻線１の巻線２相互間並びに混触防止板５との間に、大きな空間絶縁距離が必要になり、製品寸法が大きくなる。
【０００９】
そこで、この発明は、低圧巻線を、高圧巻線の内側に配置し、しかも、絶縁信頼性が高く、製品寸法を小さくすることができる変圧器を得ようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、多重化インバータの夫々の出力と接続される互いに絶縁された複数本の素線を並列状態で軸心方向に螺旋状に巻いた複数個のヘリカル巻線を有し、この複数個のヘリカル巻線を一体に樹脂モールドした低圧巻線を鉄心の周囲に配置し、この低圧巻線の周囲に、樹脂モールドした高圧巻線を配置した構造にしたものである。
【００１１】
上記構造の変圧器は、低圧巻線と高圧巻線が樹脂モールドされているので、吸湿し難く、防災性にも優れ、短絡機械強度や絶縁強度が向上する。
【００１２】
また、低圧巻線は、素線を並列状態で軸心方向に螺旋状に巻いたヘリカル巻線の構造であるため、巻線相互間の％リアクタンス電圧の差が小さくなると共に、各巻線の端子が、上下の端面に引き出されるので、低圧巻線を高圧巻線の内側にコンパクトに配置することができる。
【００１３】
上記複数個のヘリカル巻線を、径方向に複数組設け、複数組のヘリカル巻線相互間の樹脂モールド層に、エアダクトを形成することにより、電界がより集中し難くなり、絶縁信頼性が向上する。
【００１４】
さらに、混触防止板を高圧巻線の内側にエアダクトを介して一体に樹脂モールドすることにより、よりコンパクトで、絶縁信頼性が高くなる。
【００１５】
上記高圧巻線の内側に配置した低圧巻線の口出し部は、沿面距離を確保するため、高圧側と低圧側に交互に引き出すことが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、３相変圧器の構成を示す要部平面図、同正面図であり、３脚鉄心１１の各主脚にそれぞれ樹脂モールドされた低圧巻線１２と高圧巻線１３とが巻回され、低圧巻線１２と高圧巻線１３は、図の左から右へＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に並べられている。
【００１７】
低圧巻線１２は、図２〜図５に示すように、例えば、１２本の素線（Ｓ１〜Ｓ１２）を、４本ずつ並列状態で軸心方向に螺旋状に巻いた４個のヘリカル巻線を、径方向に３層、エアダクト１７、１８を介して一体に樹脂モールドして形成している。
【００１８】
各素線（Ｓ１〜Ｓ１２）としては、エナメル線や絶縁紙巻線やそれらの複合絶縁処理をした絶縁電線が使用され、隣り合う素線間の絶縁を強化するために、素線間の隙間に低粘度のレジン（エポキシ等）を浸透させ、高い絶縁強度を持たせている。
【００１９】
上記低圧巻線１２と高圧巻線１３とは、低圧巻線１２を内側にして同心円状に配置されている。
【００２０】
上記低圧巻線１２と高圧巻線１３との間には、エアダクト１９が設けられ、樹脂モールドされた高圧巻線１３の内周には、混触防止板１４がエアダクト１６を介して一体に樹脂モールドしている。
【００２１】
上記低圧巻線１２は、４本の素線（例えば、Ｓ１〜Ｓ４）が並列する４個のヘリカル巻線の３層構造からなり、各層の両端が、図５に示すように、口出し部２０として、上下面から引き出されている。口出し部２０は、沿面距離を確保するため、高圧側と低圧側に交互に引き出されている。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る樹脂モールド変圧器は、互いに絶縁された複数本の素線を並列状態で軸心方向に螺旋状に巻いた複数個のヘリカル巻線を有し、この複数個のヘリカル巻線を一体に樹脂モールドした低圧巻線を、鉄心の周囲に配置し、この低圧巻線の周囲に、樹脂モールドした高圧巻線を配置した構造であるから、吸湿し難く、防災性にも優れ、短絡機械強度や絶縁強度が高い。
【００２３】
また、低圧巻線は、素線を並列状態で軸心方向に螺旋状に巻いたヘリカル巻線の構造であるため、巻線相互間の％リアクタンス電圧の差が小さいと共に、各巻線の端子が、上下の端面に引き出されるので、低圧巻線を高圧巻線の内側にコンパクトに配置することができる。
【００２４】
さらに、上記複数個のヘリカル巻線を、径方向に複数組設け、複数組のヘリカル巻線相互間の樹脂モールド層に、エアダクトを形成することにより、電界がより集中し難くなり、絶縁信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１（Ａ）】この発明に係る変圧器の一例を示す平面図である。
【図１（Ｂ）】同上の正面図である。
【図２】同上の変圧器における低圧巻線の素線の巻き構造を示す正面図である。
【図３】同上の拡大平面図である。
【図４】図３のIV−IV線の縦断面図である。
【図５】同上の拡大斜視図である。
【図６】従来の変圧器の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１１鉄心
１２低圧巻線
１３高圧巻線
１４混触防止板
１５巻線
１６、１７、１８、１９エアダクト
２０口出し部

Claims

多重化インバータの夫々の出力と接続される互いに絶縁された複数本の素線（Ｓ１〜Ｓ１２）を並列状態で軸心方向に螺旋状に巻いた複数個のヘリカル巻線を有し、この複数個のヘリカル巻線を一体に樹脂モールドした低圧巻線（１２）を鉄心（１１）の周囲に配置し、この低圧巻線（１２）の周囲に、樹脂モールドした高圧巻線（１３）を配置した樹脂モールド変圧器。
上記複数個のヘリカル巻線が、径方向に複数組設けられている請求項１記載の樹脂モールド変圧器。
上記径方向に設けられた複数組のヘリカル巻線相互間の樹脂モールド層に、エアダクトが形成されている請求項２記載の樹脂モールド変圧器。
混触防止板を高圧巻線の内側にエアダクトを介して一体に樹脂モールドした請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂モールド変圧器。
上記高圧巻線の内側に配置した低圧巻線の口出し部を、高圧側と低圧側に交互に引き出した請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂モールド変圧器。