JP4942605B2

JP4942605B2 - 三相用誘導電器

Info

Publication number: JP4942605B2
Application number: JP2007259362A
Authority: JP
Inventors: 徹外村
Original assignee: Tokuden Co Ltd Kyoto
Current assignee: Tokuden Co Ltd Kyoto
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: JP2009088422A

Description

本発明は、三相変圧器または三相リアクトルなどの三相用誘導電器、詳細には三相用誘導電器の冷却構造に関するものである。

両端どうしを継鉄で連結した３本の脚鉄心のそれぞれに導線コイルを巻装して構成した三相変圧器または三相リアクトルなどの三相用誘導電器は周知である。図５（ａ）は、この場合の三相用誘導電器の鉄心構成の一例を示すもので、図５（ａ）において、１ａ、１ｂ、１ｃは脚鉄心、２はヨーク鉄心（継鉄）、３ａは脚鉄心１ａに巻装した導線コイル、３ｂは脚鉄心１ｂに巻装した導線コイル、３ｃは脚鉄心１ｃに巻装した導線コイルである。導線コイルを巻装した脚鉄心１ａ、１ｂ、１ｃは三角状に配置され、三角状に配置された各脚鉄心１ａ、１ｂ、１ｃの上下端面のそれぞれに、外形三角状の環状継鉄２が、各脚鉄心１ａ、１ｂ、１ｃを貫通する図示しないボルトにより衝合固定されている。なお、図５（ｂ）に示すように、脚鉄心１ａ、１ｂ、１ｃを横一列に配置し、脚鉄心１ａ、１ｂ、１ｃの端面に矩形状の継鉄２を衝合固定する場合もある。
実開昭６２−３０３１７号公報

しかし、このような鉄心構成では、脚鉄心に巻装した導線コイルの上下両端面部の多くが、継鉄で覆われるため通気による冷却効率が悪く、特に多量の高周波成分を含む電流が流れるインバータに使用した場合には、その電流で導線コイルが発熱し、温度上昇が大きくなるといった問題があった。

発明が解決しようとする課題は、三脚の各脚鉄心に巻装した導線コイルの上下両端面部を覆う継鉄による通気の妨げを抑制して導線コイルの冷却効率を高めるようにし、斯かる問題を解消する点にある。

本発明は、三相用誘導電器において、環状成層鉄心に前記環状成層鉄心の内径よりも小さい外径の環状成層鉄心を同心に配置し、１２０度の間隔を隔てた三方から中心に向けて加熱加圧してＹ形状に変形し、前記Ｙ形状の各端部部分およびＹ形状の中央部に貫通空隙を形成した継鉄を有し、前記継鉄のＹ形状の各端部に、各層間に通風空隙を形成した導線コイルが巻装され、外形が前記Ｙ形状の端縁沿い、中心部に貫通空隙を形成した断面円形の脚鉄心を、該脚鉄心の中心部の貫通空隙および前記継鉄のＹ形状の端部部分の貫通空隙を挿通したボルトにより衝合固定してなることを主な特徴とする。

本発明では、環状成層鉄心を外形Ｙ形状に形成した継鉄のＹ形状の各端部に、各層間に通風空隙を形成した導線コイルを巻装した、外形が前記Ｙ形状の端縁に沿う断面円形の脚鉄心を配置しているので、導線コイルの各層に沿って流れる冷却風の継鉄による通流の妨げを減少し、これにより通気冷却効率を高めることができ、導線コイルの発熱による温度上昇を抑制することができる。

三脚の各脚鉄心に巻装した導線コイルの上下両端面部を覆う継鉄による通気の妨げを抑制して導線コイルの冷却効率を高めるようにする目的を、環状成層鉄心をＹ形状に変形熱処理し、これを三脚の各脚鉄心を連結する継鉄とすることにより実現した。

図１は、本発明の実施例に係る三相用誘導電器の平面図、図２は図１に示す三相用誘導電器の断面図である。図１および図２において、１０は下方側面に吸気孔１０ａを形成した容器、１１は断面円形または擬似円形をなし、円形の中心にボルト挿通用の貫通孔を形成した脚鉄心、１２は外形Ｙ形状の継鉄、１３は脚鉄心１１に巻装した導線コイル、１４は導線コイル１３のコイル層間に配置したスペーサ、１５は導線コイル１３のコイル層間の通風間隙、１６は風洞板、１７は排気扇である。導線コイル１３は、一層のコイルの外周に適宜間隔を隔ててスペーサ１４を配置し、そのスペーサ１４の外周につぎの一層のコイルが配置され、これを繰り返して脚鉄心１１に巻回され、隣接のスペーサ間が通風間隙１５とされている。

断面円形または擬似円形の脚鉄心１１は方向性珪素鋼板の細片を積み重ねて形成されている。外形Ｙ形状の継鉄１２は、図３（ａ）に示すように、外径の大きい環状成層鉄心（巻鉄心）１２ａと環状成層鉄心１２ａの内径よりも小さい外径の環状成層鉄心（巻鉄心）１２ｂとを同心に配置し、１２０度の間隔を隔てた三方から中心に向けて加熱加圧し、図３（ｂ）に示すように、外形Ｙ形状に変形し、中央部に貫通空隙を形成（必然的に形成）して構成されている。Ｙ形状の各端部は三角の各頂点位置に配置した脚鉄心１１の断面円形または擬似円形の外周に沿う形状とされ、また、環状成層鉄心１２ａの内径と環状成層鉄心１２ｂの外径との差により形成された貫通空隙１２ｃは円形の脚鉄心１１の中心位置に位置する。

このように形成された外形Ｙ形状の継鉄１２のＹ形状の各端部に、層間に通風空隙を形成した導線コイルを巻装した断面円形の脚鉄心１１を載置し、載置した各脚鉄心１１の上面に外形Ｙ形状の継鉄１２を載置し、各継鉄１２の端部の貫通空隙１２ｃおよび各脚鉄心１１の貫通孔に図示しないボルトを挿通して上下両側から締め付け衝合固定して三相用誘導電器を作成し、容器１０内に収納する。

容器１０には、側壁の下部に吸気孔１０ａが形成され、上面に排気扇１７が設けられている。また、内部には、風洞１６ａを有する風洞板１６が設けられ、以上のように作成した三相用誘導電器が風洞板１６の風洞１６ａを貫通して収納される。これにより排気扇１７の回転で吸気孔１０ａから導入した冷却風は、風洞板１６で各導線コイル１３内の通風間隙１５および継鉄１２の中央部の貫通空隙に導かれ、その通風間隙１５および貫通空隙を通過し、排気扇１７を経て排出される。このように冷却風で強制冷却するようにすると、継鉄１２のＹ形状による導線コイルの端面を覆う面積が少なくなり、導線コイル内層および導線コイルの外層に沿う通気性が良くなる。これにより各導線コイル１３の冷却効果を大幅に高めることができる。

たとえば、脚鉄心１１の直径が２００ｍｍ、コイル１３の厚み５０ｍｍとした場合、図５（ａ）に示す継鉄２では、通気開口率約５１．８％であるが、実施例のＹ形状の継鉄１２では、その通気開口率を約６８．６％に増加することができ、冷却効率を約３２％高めることができる。なお、図５（ｂ）に示す継鉄では、中央の導線コイル３ｂに対する通気開口率約３７．２％である。

なお、導線コイル１３の一部又は全部を、図４に示すように、管状の銅線１８で構成し、その管状の中空内に冷却水や冷却油を通流させるようにしてもよく、この場合、継鉄１２のＹ形状と相俟って導線コイルの冷却効果を高めることができる。この場合、前記の冷却風による冷却と併用するとさらに一段冷却効果を高めることができる。

本発明の実施例に係る三相用誘導電器の平面図である。図１に示す三相用誘導電器の断面図である。本発明の実施例に係る外形Ｙ形状の継鉄の作成図である。本発明の他の実施例に係る導線コイルの斜視図である。従来の三相用誘導電器の構成例を示す平面図である。

符号の説明

１０容器
１０ａ吸気孔
１１脚鉄心
１２継鉄
１２ａ、１２ｂ環状成層鉄心
１３、１８導線コイル
１４スペーサ
１５通風間隙
１６風洞板
１６ａ風洞
１７排気扇

Claims

環状成層鉄心に前記環状成層鉄心の内径よりも小さい外径の環状成層鉄心を同心に配置し、１２０度の間隔を隔てた三方から中心に向けて加熱加圧してＹ形状に変形し、前記Ｙ形状の各端部部分およびＹ形状の中央部に貫通空隙を形成した継鉄を有し、前記継鉄のＹ形状の各端部に、各層間に通風空隙を形成した導線コイルが巻装され、外形が前記Ｙ形状の端縁沿い、中心部に貫通空隙を形成した断面円形の脚鉄心を、該脚鉄心の中心部の貫通空隙および前記継鉄のＹ形状の端部部分の貫通空隙を挿通したボルトにより衝合固定してなることを特徴とする三相用誘導電器。
請求項1に記載の三相用誘導電器を、上面に排気扇、側壁下部に吸気孔を有し、内部中間に、導線コイルの層間の通風空隙に冷却風を案内する風洞板を配置した容器内に設置してなることを特徴とする三相用誘導電器。
導線コイルの少なくとも一部を中空銅管とし、前記銅管の中空内に冷却媒体を通流してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三相用誘導電器。