JP4972808B2 - Induction electric winding, manufacturing method thereof, and winding method of induction electric winding - Google Patents
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Description
この発明は、電力用変圧器やリアクトル等の誘導電器の巻線およびその巻回方法に関し、より特定的には、少ない巻線作業工数でサージ電圧特性を改善した誘導電器巻線およびその巻回方法に関する。 The present invention relates to a winding of an induction electric appliance such as a power transformer or a reactor and a winding method thereof, and more specifically, an induction electric winding having improved surge voltage characteristics and a winding thereof with a small number of winding work steps. Regarding the method.
電力用変圧器やリアクトル等の誘導電器に用いられる巻線においては、機械的強度が大きい、および製作工数が少ないという利点から、連続円板巻線が広く利用されている。 In windings used for induction transformers such as power transformers and reactors, continuous disk windings are widely used because of the advantages of high mechanical strength and fewer manufacturing steps.
連続円板巻線とは、絶縁被覆された導体を径方向に円板状に巻回した円板状コイルを軸方向に積層したものである。この連続円板巻線において、奇数層目の円板状コイルは導体が外径側から内径側へ巻回され、偶数目の円板状コイルは導体が内径側から外径側へ巻回されている。軸方向に沿って隣り合う円板状コイルはコイル対を形成し、各コイル対では、奇数層目の円板状コイルの導体の巻き終わりが内径側を渡り部を介して連続的に下部へ渡り、偶数層目の円板状コイルの導体の巻き始めとなっている。そして、偶数層目の円板状コイルの導体の巻き終わりが外径側を渡り部を介して連続的にさらに下部へ渡り、奇数層目の円板状コイルの導体の巻き始めとなっている。 The continuous disk winding is obtained by laminating a disk-shaped coil obtained by winding an insulation-coated conductor in a disk shape in the radial direction in the axial direction. In this continuous disk winding, the odd-numbered disk-shaped coil has the conductor wound from the outer diameter side to the inner diameter side, and the even-numbered disk coil has the conductor wound from the inner diameter side to the outer diameter side. ing. The disk-shaped coils adjacent to each other along the axial direction form a coil pair. In each coil pair, the winding end of the conductor of the odd-numbered disk-shaped coil continuously crosses the inner diameter side to the lower part via the crossing section. Crossing is the beginning of the winding of the even-numbered disk-shaped coil conductor. And the winding end of the conductor of the even-numbered disk-shaped coil continuously crosses further to the lower part through the crossing part on the outer diameter side, and becomes the winding start of the conductor of the odd-numbered disk-shaped coil. .
しかしながら、連続円板巻線は、このように機械的強度および生産性に優れる反面、巻線に接続される線路電圧が高くなればなるほど、雷インパルスなどのサージ電圧が印加されたときに円板状コイル間に過電圧が発生して絶縁破壊を起こしやすいという欠点がある。 However, the continuous disk winding is excellent in mechanical strength and productivity, but the higher the line voltage connected to the winding, the more the disk is subjected to a surge voltage such as a lightning impulse. There is a drawback that an overvoltage is generated between the coil coils and dielectric breakdown is likely to occur.
このような欠点を改善するためには、線路端子にサージ電圧が印加された場合の各円板状コイルの初期電位分布を均等にする必要がある。サージ電圧印加時における各円板状コイルの初期電位分布は、その円板状コイルの静電容量でほぼ決まり、線路端子側の円板状コイル間にかかる電圧が最も高く、線路端子側から離れるに従って円板状コイル間にかかる電圧が小さくなる。 In order to improve such a defect, it is necessary to equalize the initial potential distribution of each disk-shaped coil when a surge voltage is applied to the line terminal. The initial potential distribution of each disk-shaped coil at the time of applying a surge voltage is almost determined by the capacitance of the disk-shaped coil, and the voltage applied between the disk-shaped coils on the line terminal side is the highest and is separated from the line terminal side. Accordingly, the voltage applied between the disk coils becomes smaller.
ここで、円板状コイルの対地間の静電容量をC、直列静電容量をKとし、C/Kの平方根をαとすると、サージ電圧印加時の円板状コイルの初期電位分布は、αの値の大小によって決まる。すなわち、αの値が大きいほど円板状コイル間にかかる電圧が高くなることから、円板状コイルの直列静電容量Kをできるだけ大きくし、αの値を極力小さくすることによって、円板状コイルの初期電位分布が改善される。 Here, when the electrostatic capacitance between the ground of the disk-shaped coil is C, the serial capacitance is K, and the square root of C / K is α, the initial potential distribution of the disk-shaped coil at the time of applying the surge voltage is It depends on the value of α. That is, as the value of α increases, the voltage applied between the disk-shaped coils increases. Therefore, by increasing the series capacitance K of the disk-shaped coils as much as possible and making the value of α as small as possible, The initial potential distribution of the coil is improved.
そのため、最近では、たとえば特開平7−220953号公報(特許文献1)に開示されるように、2個の巻線を一対として導体を互いに入り組ませて巻くことにより、ターン数の離れたコイル間を静電的に結合して等価的にコイル間の直列静電容量を増加させるインターリーブ巻線が検討されている。ところが、このインターリーブ巻線は、導体を入り組ませて巻くため、一対の巻線ごとに導体を切断し、一対の巻線を巻き終えた後、再接続する必要があるため、作業に時間を要し、巻線の価格を高騰させる要因となっていた。 Therefore, recently, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-220953 (Patent Document 1), a coil having a large number of turns can be obtained by winding two windings as a pair and interposing them with each other. Interleaved windings have been studied in which the gaps are electrostatically coupled to equivalently increase the series capacitance between the coils. However, since this interleaved winding is wound with a conductor interlaced, it is necessary to cut the conductor for each pair of windings, and after completing the winding of the pair of windings, reconnect them. In short, it was a factor that caused the price of windings to soar.
そのため、より簡易に巻線の直列静電容量を大きくする手段として、たとえば特開昭61−177707号公報(特許文献2)、特開2003−332144号公報(特許文献3)および実開平4−134825号公報(特許文献4)には、通常の連続円板巻線に電位分布改善用のシールド導体を部分的に巻き込んだ構成が開示されている。 Therefore, as means for increasing the series capacitance of the winding more simply, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-177707 (Patent Document 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-332144 (Patent Document 3), Japanese Patent Laid-Open No. 134825 (Patent Document 4) discloses a configuration in which a shield conductor for improving potential distribution is partially wound around a normal continuous disk winding.
これによれば、線路端子側の少なくとも一対の円板状コイルの中にシールド導体を少なくとも1ターン以上巻き込み、シールド導体は各対の円板状コイルの間を内渡りシールド導体にて接続されている。その結果、一対の円板状コイル間に発生する電圧がシールド導体を介して近接するようになるため、各円板状コイルの直列静電容量が大きくなり、初期電位分布が改善される。
しかしながら、上述したような連続円板巻線にシールド導体を巻き込んだ構成では、各コイル対において円板状コイルを構成する導体と、該円板状コイルに巻き込まれたシールド導体とがいずれも渡り部を介して連続的に巻回されるため、偶数層目および奇数層目の円板状コイルのいずれかにおいて導体とシールド導体との巻回方向が逆向きになる場合があった。 However, in the configuration in which the shield conductor is wound around the continuous disk winding as described above, the conductor constituting the disk-shaped coil in each coil pair and the shield conductor wound in the disk-shaped coil are both crossed. Since the winding is continuously performed through the portion, the winding direction of the conductor and the shield conductor may be reversed in either the even-numbered or odd-numbered disk-shaped coil.
この場合、巻回後に導体を巻き締めた際に、シールド導体には導体から巻回方向とは逆向きの応力が働くために緩んでしまい、シールド導体および導体の間に隙間ができるという問題があった。そして、この隙間によって各円板状コイルの直列静電容量を大きくすることができず、誘電電器巻線の初期電位分布を改善することが困難となっていた。 In this case, when the conductor is tightened after winding, the shield conductor is loosened because a stress opposite to the winding direction acts from the conductor, and there is a problem that a gap is formed between the shield conductor and the conductor. there were. This gap cannot increase the series capacitance of each disk-shaped coil, and it is difficult to improve the initial potential distribution of the dielectric winding.
なお、再度導体およびシールド導体を巻回し直すことで導体およびシールド導体の間の隙間を小さくすることが可能であるが、巻回作業の繰り返しは、導体の絶縁被膜が損傷する、および製作工数が増大するという新たな問題を生じさせていた。 It is possible to reduce the gap between the conductor and the shield conductor by rewinding the conductor and the shield conductor again. However, repeating the winding operation may damage the insulating coating of the conductor and reduce the number of manufacturing steps. It caused a new problem of increasing.
これに対して、上記実開平4−134825号公報(特許文献3)のように、シールド導体の渡り導体を円板状コイルの内径側に設ける構成とすれば、各円板状コイルでの導体とシールド導体との巻回方向を一致させることが可能となるが、変圧器巻線のように大型で配線長が長くなる場合には、次の円板状コイルを形成する導体およびシールド導体を一体的に抱えながら巻回作業を行なう必要が生じるため、巻回し難いという不具合があった。 On the other hand, as in the above-mentioned Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-134825 (Patent Document 3), if the transition conductor of the shield conductor is provided on the inner diameter side of the disk-shaped coil, the conductor in each disk-shaped coil. It is possible to make the winding direction of the conductor and the shield conductor coincide with each other. There is a problem that it is difficult to wind because it is necessary to perform the winding work while holding it integrally.
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、少ない巻線作業工数でサージ電圧特性を改善した誘導電器巻線を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an induction winding having improved surge voltage characteristics with a small number of winding work steps.
この発明の別の目的は、少ない巻線作業工数でサージ電圧特性を改善した誘導電器巻線の巻回方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a winding method of an induction winding having improved surge voltage characteristics with a small number of winding work steps.
この発明のある局面に従えば、誘導電器巻線の製造方法は、絶縁被覆された導体を径方向に巻回することにより第1の円板状コイルを形成する工程と、第1の円板状コイルに対して径方向に同じ向きとなるように、第1のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込む工程と、第1の円板状コイルにおける前記導体の巻き終わりを連続的に渡らせて巻き始めとして径方向に巻回することにより第2の円板状コイルを形成する工程と、第2の円板状コイルに対して径方向に沿って同じ向きとなるように、第2のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込む工程と、第1および第2のシールド導体の端部同士を接続部材により電気的に接続する工程と、第1の円板状コイルおよび第2の円板状コイルからなるコイル対を複数積層する工程とを備える。 According to one aspect of the present invention, a method of manufacturing an induction winding includes a step of forming a first disk-shaped coil by winding an insulation-coated conductor in a radial direction, and a first disk Winding the first shield conductor for at least one turn so as to be in the same radial direction with respect to the coil-shaped coil, and starting winding by continuously crossing the winding end of the conductor in the first disk-shaped coil Forming the second disk-shaped coil by winding in the radial direction as follows, and the second shield conductor so as to be in the same direction along the radial direction with respect to the second disk-shaped coil. A step of winding at least one turn, a step of electrically connecting the ends of the first and second shield conductors with a connecting member, and a coil pair comprising a first disk-shaped coil and a second disk-shaped coil the and a step of stacking a plurality
この発明の別の局面に従えば、絶縁被覆された導体が径方向へ円板状に巻回形成したコイル対を複数積層されてなる誘導電器巻線の巻回方法であって、導体を径方向に巻回することにより第1の円板状コイルを形成するステップと、第1の円板状コイルに対して径方向に沿って同じ向きとなるように、第1のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込むステップと、第1の円板状コイルにおける導体の巻き終わりを連続的に渡らせて巻き始めとして径方向に巻回することにより第2の円板状コイルを形成するステップと、第2の円板状コイルに対して径方向に沿って同じ向きとなるように、第2のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込むステップと、第1および第2のシールド導体の端部同士を接続部材により電気的に接続するステップとを備える。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for winding an induction winding in which a plurality of coil pairs in which an insulation-coated conductor is formed in a disk shape in the radial direction, and the conductor is formed in a diameter. Forming the first disk-shaped coil by winding in a direction, and at least one first shield conductor so as to be in the same direction along the radial direction with respect to the first disk-shaped coil. A step of winding, a step of forming a second disk-shaped coil by continuously winding the end of winding of the conductor in the first disk-shaped coil and winding it in the radial direction as a winding start; A step of winding the second shield conductor for at least one turn so as to be in the same direction along the radial direction with respect to the disk-shaped coil, and electrically connecting the ends of the first and second shield conductors with a connecting member Step to connect Equipped with a.
この発明によれば、少ない巻線作業工数で誘導電器巻線のサージ電圧特性を改善することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the surge voltage characteristics of the induction winding with a small number of winding work steps.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
図1は、この発明の実施の形態に従う誘導電器巻線を備える誘導電器の外観を示す斜視図である。図2は、図1のII−IIにおける部分断面図である。本実施の形態においては、誘導電器の一例として、内鉄形変圧器について説明する。 FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an induction electric machine having induction electric windings according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. In the present embodiment, an inner iron type transformer will be described as an example of an induction electric machine.
図1を参照して、内鉄形変圧器100は、鉄心10と、鉄心10に巻回された低圧巻線20および高圧巻線30とを備える。低圧巻線20および高圧巻線30は、鉄心10を中心として径方向内側に低圧巻線20が巻回され、径方向外側に高圧巻線30が巻回されている。
Referring to FIG. 1,
これらの低圧巻線20および高圧巻線30は、それぞれ、図2に示されるように、絶縁被覆されたコイル導体が径方向へ円板状に巻回された円板状コイル300を軸方向に積み重ねて構成される。
As shown in FIG. 2, each of the low-
図3は、図2における高圧巻線30を拡大した断面図である。
図3を参照して、巻筒となる絶縁筒50の外周には高圧巻線30が巻回されている。この図の左側が内径側であり、径方向へ円板状に巻回された複数の円板状コイル300が軸方向に積層されている。なお、円板状コイル300内の番号は、コイル導体Lの巻回数(ターン数)を示しており、この番号順に負荷電流が流れることになる。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the high-
Referring to FIG. 3, a high-voltage winding 30 is wound around the outer periphery of an insulating
なお、図3では簡単のために、複数の円板状コイル300のうち、第1層目の円板状コイル300(第1セクション)から第3層目の円板状コイル300(第3セクション)が示されている。図示しない第4層目の円板状コイル300(第4セクション)以降においても、これらと同様に巻回される。
In FIG. 3, for the sake of simplicity, among the plurality of disk-
すなわち、第1セクションでは、コイル導体Lの巻き始めが線路端子Uに接続されるとともに、コイル導体Lが外径側から内径側に6回巻回される。そして、第1セクションのコイル導体Lの巻き終わりが内径側を渡り部40aを介して連続的に下部へ渡り、第2セクションのコイル導体Lの巻き始めとなる。第2セクションでは、コイル導体Lが内径側から外径側に6回巻回される。コイル導体Lの巻き終わりは、外径側を渡り部40bを介して連続的にさらに下部へ渡り、第3セクションにおけるコイル導体Lの巻き始めとなっている。このようにして第1セクションと第2セクションとはコイル対を形成し、このコイル対が複数個積層される。
That is, in the first section, the winding start of the coil conductor L is connected to the line terminal U, and the coil conductor L is wound six times from the outer diameter side to the inner diameter side. Then, the winding end of the coil conductor L of the first section continuously crosses the lower side via the
さらに、各コイル対においては、隣接する円板状コイル300間の電圧差の大きな部位、すなわち、第1セクションの1ターン目のコイル導体Lと第2セクションの12ターン目のコイル導体Lとの電圧差、および第1セクションの2ターン目のコイル導体Lと第2セクションの11ターン目のコイル導体Lとの電圧差を低減するために、第1セクションのコイル導体Lを外径側より内径側に向かって巻回の途中にシールド導体Sの一方端部を2ターン巻き込み、かつ、そのシールド導体Sの他方端部を第2セクションのコイル導体Lを内径側より外径側に向かって巻回の途中に2ターン巻き込むようにしている。これにより、円板状コイルの直列静電容量を大きくし、当該部位での電圧差を低減している。 Further, in each coil pair, a portion having a large voltage difference between the adjacent disk coils 300, that is, a coil conductor L of the first turn of the first section and a coil conductor L of the twelfth turn of the second section. In order to reduce the voltage difference and the voltage difference between the coil conductor L of the second turn of the first section and the coil conductor L of the 11th turn of the second section, the coil conductor L of the first section is set to the inner diameter from the outer diameter side. One end of the shield conductor S is wound two turns in the middle of winding toward the side, and the other end of the shield conductor S is wound from the inner diameter side toward the outer diameter side with the coil conductor L of the second section. I am trying to get two turns in the middle of the turn. As a result, the series capacitance of the disk-shaped coil is increased, and the voltage difference at the part is reduced.
なお、シールド導体Sは、セクションごとに巻き込む構成以外にも、線路端子U側および接地端子側(図示せず)に位置する一部のセクションに巻き込む構成としても良い。かかる構成によれば、セクションごとの電圧分担が等しくなるため、円板状コイルの初期電位分布をさらに改善することができる。 The shield conductor S may be wound around a part of the section located on the line terminal U side and the ground terminal side (not shown) in addition to the structure wound around each section. According to this configuration, since the voltage sharing for each section becomes equal, the initial potential distribution of the disk-shaped coil can be further improved.
(従来の誘導電器巻線)
ここで、図3に示されるように、従来の誘導電器巻線においては、シールド導体Sは、後述する方法によって、第1セクションにおいて外径側より2ターン(図中B,Aで表わす)巻き込まれると、渡り部40cを介して第2セクションに移り、第2セクションにおいても外径側より2ターン(図中C,Dで表わす)巻き込まれる構成となっている。そのため、第2セクションでは、コイル導体Lの巻回方向(内径側から外径側)とシールド導体Sの巻回方向(外径側から内径側)とが互いに逆向きとなる。これにより、第2セクションにおいては、コイル導体Lとシールド導体Sとの密着性が低下するために、円板状コイルの直列静電容量を大きくできないという問題が生じていた。
(Conventional induction winding)
Here, as shown in FIG. 3, in the conventional induction winding, the shield conductor S is wound by two turns (represented by B and A in the drawing) from the outer diameter side in the first section by the method described later. Then, it moves to the second section via the
以下では、従来の誘導電器巻線の製作工程を示すとともに、このような問題が発生する要因について詳細に説明する。 In the following, a process for manufacturing a conventional induction winding will be described, and factors causing such a problem will be described in detail.
図4〜図9は、従来の誘導電器巻線の製作工程を説明するための図である。製作工程は合計22個のステップを含んでおり、図4〜図9にはステップごとの巻線の断面図が示される。なお、各図において左側が内径側を示している。 4 to 9 are diagrams for explaining a manufacturing process of a conventional induction winding. The manufacturing process includes a total of 22 steps, and FIGS. 4 to 9 show sectional views of the windings for each step. In each figure, the left side shows the inner diameter side.
まず図4を参照して、第1ステップでは、巻筒となる治具60に対してシールド導体Sが1ターン巻回される。図においては、これをBと表わす。このシールド導体Sの1ターン目Bには、一方端に1ターン分の長さのシールド導体S(図中Aで表わす)が治具60に巻回されない状態で接続されている。また、シールド導体Sの1ターン目Bの他方端には、2ターン分の長さのシールド導体S(図中C,Dで表わす)が治具60に巻回されない状態で接続されている。
First, referring to FIG. 4, in the first step, the shield conductor S is wound around the
次に、第2ステップでは、1ターン目のシールド導体Bの外径側にコイル導体Lが1ターン巻回される。図では、これを1と表わす。さらに第3ステップでは、1ターン目のコイル導体1の外径側に、上記1ターン分の長さのシールド導体Sが巻回される。これが2ターン目のシールド導体Aとなる。
Next, in the second step, the coil conductor L is wound around the outer diameter side of the shield conductor B at the first turn for one turn. This is represented as 1 in the figure. Further, in the third step, the shield conductor S having a length of one turn is wound around the outer diameter side of the
続く第4ステップ〜第8ステップでは、2ターン目のシールド導体Aの外径側に、コイル導体Lが5ターン巻回される。すなわち、内径側から2,3,4,5,6の順に巻回される。 In the subsequent fourth to eighth steps, the coil conductor L is wound five turns on the outer diameter side of the shield conductor A in the second turn. That is, it is wound in the order of 2, 3, 4, 5, 6 from the inner diameter side.
ここで一旦巻回作業が中断され、治具60からコイル導体Lおよびシールド導体Sが取外される。そして、第9ステップ〜第14ステップに従って、コイル導体Lおよびシール
ド導体Sを径方向の位置を内外に入れ替えるための並べ替え作業が行なわれる。
Here, the winding operation is temporarily interrupted, and the coil conductor L and the shield conductor S are removed from the
具体的には、第9ステップではまず、最も外径側に位置する6ターン目のシールド導体6が最も内径側に位置するように並べ替えられる。続いて、内径側から5ターン目のコイル導体5、4ターン目のコイル導体4、3ターン目のコイル導体3の順となるように並べ替えられる(第10ステップ〜第12ステップ)。
Specifically, in the ninth step, first, the
そして、2ターン目のコイル導体2および1ターン目のコイル導体1については、第13ステップおよび第14ステップに示されるように、2ターン目のシールド導体Aおよび1ターン目のシールド導体Bとそれぞれ一体的に並べ替えられる。
Then, for the
このように並べ替え作業が行なわれることによって、最終的にコイル導体Lは外径側から内径側に向かって6ターン巻回されたのと等価となり、この円板コイルが第1セクション(図3)を形成する。 By performing the rearrangement work in this way, the coil conductor L is finally equivalent to being wound six turns from the outer diameter side toward the inner diameter side, and this disk coil is the first section (FIG. 3). ).
次に、第1セクションにおけるコイル導体Lの巻き終わりを渡り部40aを介して下部へ渡すことにより、第2セクションの巻回作業が行なわれる。具体的には、第15ステップ〜第20ステップに示されるように、絶縁筒50にコイル導体Lが6ターン巻回される。すなわち、内径側から7,8,9,10,11,12の順に巻回される。
Next, the winding operation of the second section is performed by passing the end of winding of the coil conductor L in the first section to the lower part via the
このとき第19ステップおよび第20ステップでは、11ターン目のコイル導体11および12ターン目のコイル導体12が、隣り合うターンとの間にそれぞれ所定幅の隙間を設けるように巻回される。そして、これらの隙間には、第21ステップにおいて、上述した2ターン分のシールド導体C,Dが巻き込まれる。
At this time, in the 19th step and the 20th step, the
具体的には、第2セクションの円板状コイル300は、軸方向に沿って第1セクション側に寄せられると、1ターン目のシールド導体Bに接続される2ターン分長さのシールド導体Sが、最初に11ターン目のコイル導体11および12ターン目のコイル導体12の間の隙間に押し込まれるようにして巻回される。このとき、1ターン目のシールド導体Bの巻き終わりは、渡り部40cを介して該隙間へ渡される。これが3ターン目のシールド導体となり、図ではこれをCと表す。次にシールド導体Sは、11ターン目のコイル導体11および10ターン目のコイル導体10の間の隙間に押し込まれるようにして巻回される。これが4ターン目のシールド導体となり、図ではこれをDと表す。
Specifically, when the second section disk-shaped
このようにしてコイル導体Lは内径側から外径側に向かって6ターン巻回され、かつ、部分的にシールド導体Sが巻き込まれる。最後にコイル導体Lを巻き締めることにより、第2セクション(図3)が形成される(第22ステップ)。 Thus, the coil conductor L is wound six turns from the inner diameter side toward the outer diameter side, and the shield conductor S is partially wound. Finally, the coil conductor L is tightened to form the second section (FIG. 3) (22nd step).
図10は、従来の誘導電器巻線における第1および第2セクションを軸方向上方から見た図である。 FIG. 10 is a diagram of the first and second sections of the conventional induction winding as viewed from above in the axial direction.
図10を参照して、コイル導体Lは、上述した一連のステップが行なわれることによって、第1セクションにおいて外径側から内径側に巻回された後に、渡り部40aを介して第2セクションの内径側へ渡され、第2セクションにおいて内径側から外径側に巻回されている。
Referring to FIG. 10, coil conductor L is wound from the outer diameter side to the inner diameter side in the first section by performing the series of steps described above, and then the coil conductor L of the second section is passed through the
これに対して、シールド導体Sは、第1セクションで外径側から内径側に向かって2ターン巻回されると、渡り部40cを介して第2セクションの外径側へ渡され、外径側から内径側に向かって2ターン巻回されている。
On the other hand, when the shield conductor S is wound two turns from the outer diameter side to the inner diameter side in the first section, the shield conductor S is passed to the outer diameter side of the second section via the
ここで、第2セクションに着目すると、コイル導体Lが内径側から外径側に向かって巻回されているのに対して、シールド導体Sは外径側から内径側に向かって巻回されており、両者は巻回方向が逆向きとなっていることが分かる。これは、両者の巻回方向が一致する第1セクションとは異なっている。 Here, focusing on the second section, the coil conductor L is wound from the inner diameter side toward the outer diameter side, whereas the shield conductor S is wound from the outer diameter side toward the inner diameter side. It can be seen that the winding directions are opposite to each other. This is different from the first section in which both winding directions coincide.
そのため、第2セクションでは巻回後にコイル導体Lを巻き締めた際に、シールド導体Sがその巻回方向とは逆方向に引っ張られて緩んでしまうため、コイル導体Lとシールド導体Sとの間に隙間ができてしまう場合がある。そして、コイル導体Lとシールド導体Sとの間に隙間ができると、直列静電容量を十分に大きくすることができず、初期電位分布を改善することが困難となる。したがって、従来では、コイル導体Lとシールド導体Sとの間に隙間ができた場合には、この隙間を可能な限り小さくするために、第2セクションを再度巻回し直すことが行なわれていた。この巻き直し作業は、コイル導体Lの絶縁被膜を損傷させるとともに、製作工数を著しく増大させる要因となっていた。 Therefore, in the second section, when the coil conductor L is tightened after winding, the shield conductor S is pulled and loosened in the direction opposite to the winding direction. In some cases, a gap may be formed. If there is a gap between the coil conductor L and the shield conductor S, the series capacitance cannot be increased sufficiently, and it is difficult to improve the initial potential distribution. Therefore, conventionally, when a gap is formed between the coil conductor L and the shield conductor S, the second section is wound again in order to make this gap as small as possible. This rewinding work damages the insulating coating of the coil conductor L and causes a significant increase in the number of manufacturing steps.
そこで、このような不具合を解消するために、本願発明に従う誘導電器巻線では、以下に述べる巻回方法を用いることによって、より簡易な作業で各円板状コイルにシールド導体を巻き込み可能とする。 Therefore, in order to eliminate such problems, in the induction winding according to the present invention, by using the winding method described below, the shield conductor can be wound around each disk-shaped coil with a simpler operation. .
(本願発明の誘導電器巻線)
図11は、この発明の実施の形態に従う誘導電器巻線における第1および第2セクションを軸方向上方から見た図である。
(Induction electric winding of the present invention)
FIG. 11 is a diagram of first and second sections of the induction winding according to the embodiment of the present invention as viewed from above in the axial direction.
図11を参照して、コイル導体Lは、上記図10に示した従来の誘導電器巻線と同様に、第1および第2セクション間で連続的に巻回されている。具体的には、コイル導体Lは、第1セクションにおいて外径側から内径側に巻回された後に、渡り部40aを介して第2セクションの内径側へ渡され、第2セクションにおいて内径側から外径側に巻回されている。
Referring to FIG. 11, the coil conductor L is continuously wound between the first and second sections, similarly to the conventional induction winding shown in FIG. 10. Specifically, after the coil conductor L is wound from the outer diameter side to the inner diameter side in the first section, the coil conductor L is passed to the inner diameter side of the second section via the
これに対して、シールド導体Sは、第1および第2セクション間で渡り部を介さず、不連続に巻回されている。具体的には、シールド導体Sは、第1セクションにおいて外径側から内径側に向かって2ターン巻回されており、外径側端部が第1セクションの外周から引き出されて開放されている。そして、第2セクションにおいては、シールド導体Sは、内径側から外径側に向かって2ターン巻回されており、外径側端部が第2セクションから引き出されて開放されている。 On the other hand, the shield conductor S is wound discontinuously between the first and second sections without using a bridge portion. Specifically, the shield conductor S is wound two turns from the outer diameter side to the inner diameter side in the first section, and the outer diameter side end is drawn out from the outer periphery of the first section and opened. . In the second section, the shield conductor S is wound two turns from the inner diameter side toward the outer diameter side, and the outer diameter side end is drawn out from the second section and opened.
すなわち、本実施の形態によれば、シールド導体Sは、複数の円板状コイルに対応するように複数に分断されて、その各々が円板状コイルごとにコイル導体Lと巻回方向が同じとなるように巻回されている。この点において、第2セクションにおいてコイル導体Lとシールド導体Sとの巻回方向が異なる従来の誘導電器巻線とは相違する。 That is, according to the present embodiment, the shield conductor S is divided into a plurality so as to correspond to a plurality of disk-shaped coils, each of which has the same winding direction as the coil conductor L for each disk-shaped coil. It is wound to become. In this respect, it differs from the conventional induction winding in which the winding direction of the coil conductor L and the shield conductor S is different in the second section.
さらに、円板状コイルごとに開放された外径側端部同士は、巻回作業の終了後に図示しない接続部材を介して電気的に接続される。接続部材としては、たとえば半田、金−錫、金−ゲルマニウムなどのロウ材が用いられ、外径側端部同士がロウ付け接合される。したがって、円板状コイル間で渡り接続を行ないながらシールド導体Sを連続的に巻回する従来の誘導電器巻線と比較して、より簡易な作業でシールド導体Sを巻き込むことができる。 Furthermore, the outer diameter side ends opened for each disk-shaped coil are electrically connected via a connection member (not shown) after the winding operation is completed. As the connection member, for example, a brazing material such as solder, gold-tin, gold-germanium or the like is used, and end portions on the outer diameter side are brazed and joined. Therefore, the shield conductor S can be wound in a simpler operation as compared with the conventional induction winding in which the shield conductor S is continuously wound while performing the cross connection between the disk-shaped coils.
図12〜図17は、この発明の実施の形態に従う誘導電器巻線の製作工程を説明するための図である。製作工程は合計23個のステップを含んでおり、図12〜図17にはステップごとの巻線の断面図が示される。なお、各図において左側が内径側を示している。 12 to 17 are diagrams for describing the manufacturing process of the induction winding according to the embodiment of the present invention. The manufacturing process includes a total of 23 steps, and FIGS. 12 to 17 show sectional views of the windings for each step. In each figure, the left side shows the inner diameter side.
まず図12を参照して、第1ステップでは、巻筒となる治具60に対してシールド導体Sが1回巻回される。図においては、これをBと表わす。このシールド導体Sの1ターン目Bには、一方端に1ターン分の長さのシールド導体S(図中Aで表わす)が治具60に巻回されない状態で接続されている。なお、シールド導体Sの1ターン目Bの他方端には、シールド導体Sが接続されていない点において、図4の第1ステップで示される従来の誘導電器巻線とは異なっている。
First, referring to FIG. 12, in the first step, the shield conductor S is wound once around the
次に、第2ステップでは、1ターン目のシールド導体Bの外径側にコイル導体Lが1ターン巻回される。図では、これを1と表わす。さらに第3ステップでは、1ターン目のコイル導体1の外径側に、上記1ターン分の長さのシールド導体Sが巻回される。これが2ターン目のシールド導体Aとなる。
Next, in the second step, the coil conductor L is wound around the outer diameter side of the shield conductor B at the first turn for one turn. This is represented as 1 in the figure. Further, in the third step, the shield conductor S having a length of one turn is wound around the outer diameter side of the
続く第4ステップ〜第8ステップでは、2ターン目のシールド導体Aの外径側に、コイル導体Lが5ターン巻回される。すなわち、内径側から2,3,4,5,6の順に巻回される。 In the subsequent fourth to eighth steps, the coil conductor L is wound five turns on the outer diameter side of the shield conductor A in the second turn. That is, it is wound in the order of 2, 3, 4, 5, 6 from the inner diameter side.
ここで一旦巻回作業が中断され、治具60からコイル導体Lおよびシールド導体Sが取外される。そして、第9ステップ〜第14ステップに従って、コイル導体Lおよびシールド導体Sを径方向の位置を内外に入れ替えるための並べ替え作業が行なわれる。
Here, the winding operation is temporarily interrupted, and the coil conductor L and the shield conductor S are removed from the
具体的には、第9ステップではまず、最も外径側に位置する6ターン目のシールド導体6が最も内径側に位置するように並べ替えられる。続いて、内径側から5ターン目のコイル導体5、4ターン目のコイル導体4、3ターン目のコイル導体3の順となるように並べ替えられる(第10ステップ〜第12ステップ)。
Specifically, in the ninth step, first, the
そして、2ターン目のコイル導体2および1ターン目のコイル導体1については、第13ステップおよび第14ステップに示されるように、2ターン目のシールド導体Aおよび1ターン目のシールド導体Bとそれぞれ一体的に並べ替えられる。
Then, for the
このように並べ替え作業が行なわれることによって、最終的にコイル導体Lは外径側から内径側に向かって6ターン巻回されたのと等価となり、この円板状コイルが第1セクション(図3)を形成する。 By performing the rearrangement work in this way, the coil conductor L is finally equivalent to being wound six turns from the outer diameter side toward the inner diameter side. 3) is formed.
次に、第1セクションにおけるコイル導体Lの巻き終わりを渡り部40aを介して下部へ渡すことにより、第2セクションの巻回作業が行なわれる。具体的には、まず、第15ステップ〜第18ステップに示されるように、絶縁筒50にコイル導体Lが4ターン巻回される。すなわち、内径側から7,8,9,10の順に巻回される。
Next, the winding operation of the second section is performed by passing the end of winding of the coil conductor L in the first section to the lower part via the
次に、4ターン目のコイル導体10の外径側にシールド導体Sが1ターン巻回される(第19ステップ)。図においては、これをDと表わす。このシールド導体Sの1ターン目Dには、一方端に1ターン分の長さのシールド導体S(図中Cで表わす)が巻回されない状態で接続されている。
Next, the shield conductor S is wound around the outer diameter side of the
続いて第20ステップでは、1ターン目のシールド導体Dの外径側にコイル導体Lが1ターン巻回される。図では、これを11と表わす。さらに第21ステップでは、11ターン目のコイル導体11の外径側に、上記1ターン分の長さのシールド導体Sが巻回される。これが2ターン目のシールド導体Cとなる。さらにこの2ターン目のシールド導体Cの外径側にコイル導体Lが1ターン巻回される。これが12ターン目のコイル導体12となる(第22ステップ)。
Subsequently, in the twentieth step, the coil conductor L is wound around the outer diameter side of the shield conductor D of the first turn for one turn. This is represented as 11 in the figure. Further, in the 21st step, the shield conductor S having a length of one turn is wound around the outer diameter side of the
最後に、第1セクションにおける1ターン目のシールド導体Aおよび第2セクションにおける2ターン目のシールド導体Cは、外径側端部同士が接続部材70により電気的に接続される(第23ステップ)。なお、シールド導体Sは、各セクションの外径側のコイル導体のターン間に2ターン巻き込まれているが、必要に応じて増減させることも可能である。 Finally, the outer diameter side ends of the shield conductor A of the first turn in the first section and the shield conductor C of the second turn in the second section are electrically connected by the connecting member 70 (23rd step). . In addition, although the shield conductor S is wound 2 turns between the turns of the coil conductor on the outer diameter side of each section, it can be increased or decreased as necessary.
図18は、この発明の実施の形態に従う誘導電器巻線を拡大した断面図である。図18から明らかなように、本実施の形態に従う誘導電器巻線によれば、シールド導体Sは、円板状コイルごとにコイル導体Lと同じ方向に巻回され、巻回後においてその外周側端部同士が接続部材70により電気的に接続される。これにより、コイル導体Lを巻き締めた際にコイル導体Lとシールド導体Sとが密着されるため、両者の間に隙間が形成されるのを回避することができる。その結果、従来の誘導電器巻線と比較して、より少ない巻線作業工数でサージ電圧特性を改善することが可能となる。
FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the induction winding according to the embodiment of the present invention. As is clear from FIG. 18, according to the induction winding according to the present embodiment, the shield conductor S is wound in the same direction as the coil conductor L for each disk-shaped coil, and after winding, the outer peripheral side thereof The ends are electrically connected by the connecting
さらに、シールド導体Sの電気的接続は外周側端部同士をロウ付け接合することで行なうことができるため、作業工数の増加が抑えられる。 Furthermore, since the shield conductor S can be electrically connected by brazing and joining the end portions on the outer peripheral side, an increase in work man-hours can be suppressed.
(変更例)
なお、本実施の形態では、誘導電器巻線の代表例として連続円板巻線に適用した場合について説明したが、インターリーブ巻線にも適用することができる。図19に、本実施の形態の変更例に係る誘導電器巻線を拡大した断面図を示す。
(Example of change)
In the present embodiment, the case where the induction coil winding is applied to a continuous disk winding has been described as a typical example, but the induction winding can also be applied to an interleave winding. FIG. 19 shows an enlarged cross-sectional view of an induction winding according to a modification of the present embodiment.
図19を参照して、巻筒となる絶縁筒50の外周には誘導電器巻線が巻回されている。この図の左側が内径側であり、径方向へ円板状に巻回された複数の円板状コイル300が軸方向に積層されている。なお、円板状コイル300内の番号は、コイル導体Lの巻回数(ターン数)を示しており、この番号順に負荷電流が流れることになる。
Referring to FIG. 19, induction windings are wound around the outer periphery of an insulating
詳細には、コイル導体Lは、第1層目の円板状コイル300(第1セクション)を巻回し、内径側を渡り部40dを介して連続的に下部へ渡される。そして、第2層目の円板状コイル(第2セクション)を巻回した後、コイル導体Lは外径側を渡り部40eを介して第1セクションに移り、巻き込むように巻回した後、渡り部40fを介して第2セクションに移り、巻き込むように巻回して一対のインターリーブコイルを形成する。なお、コイル導体Lの巻き終わりは、外径側を渡り部40gを介して連続的にさらに下部へ渡り、第3セクションにおけるコイル導体Lの巻き始めとなる。
Specifically, the coil conductor L is wound around the first layer disk-shaped coil 300 (first section), and is continuously passed through the inner diameter side to the lower part via the bridging
そして、かかる構成においても、シールド導体Sは、上述した方法によって、セクションごとにコイル導体Lと同じ方向に巻回され、巻回後においてその外周側端部同士が接続部材70により電気的に接続される。なお、本変更例においても、シールド導体Sは、セクションごとに巻き込む構成以外にも、線路端子U側および接地端子側(図示せず)に位置する一部のセクションに巻き込む構成としても良い。
Even in such a configuration, the shield conductor S is wound in the same direction as the coil conductor L for each section by the above-described method, and the outer peripheral side ends are electrically connected by the connecting
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 鉄心、20 低圧巻線、30 高圧巻線、40a〜40g 渡り部、50 絶縁筒、60 治具、70 接続部材、100 内鉄形変圧器、300 円板状コイル、L コイル導体、S シールド導体、U 線路端子。 10 Iron core, 20 Low voltage winding, 30 High voltage winding, 40a-40g Crossing part, 50 Insulating cylinder, 60 Jig, 70 Connecting member, 100 Inner iron type transformer, 300 Disc coil, L coil conductor, S shield Conductor, U line terminal.
Claims (6)
前記第1の円板状コイルに対して径方向に同じ向きとなるように、第1のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込む工程と、
前記第1の円板状コイルにおける前記導体の巻き終わりを連続的に渡らせて巻き始めとして径方向に巻回することにより第2の円板状コイルを形成する工程と、
前記第2の円板状コイルに対して径方向に沿って同じ向きとなるように、第2のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込む工程と、
前記第1および第2のシールド導体の端部同士を接続部材により電気的に接続する工程と、
前記第1の円板状コイルおよび前記第2の円板状コイルからなるコイル対を複数積層する工程とを備える、誘導電器巻線の製造方法。 Forming a first disk-shaped coil by winding an insulation-coated conductor in a radial direction ;
Winding the first shield conductor for at least one turn so as to be in the same radial direction with respect to the first disk-shaped coil ;
Forming a second disk-shaped coil by continuously winding the end of winding of the conductor in the first disk-shaped coil and winding it in a radial direction as a winding start ;
Winding the second shield conductor for at least one turn so as to be in the same direction along the radial direction with respect to the second disk-shaped coil ;
Electrically connecting the ends of the first and second shield conductors with a connecting member ;
And a step of laminating a plurality of coil pairs composed of the first disk-shaped coil and the second disk-shaped coil .
前記導体を径方向に巻回することにより第1の円板状コイルを形成するステップと、
前記第1の円板状コイルに対して径方向に沿って同じ向きとなるように、第1のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込むステップと、
前記第1の円板状コイルにおける前記導体の巻き終わりを連続的に渡らせて巻き始めとして径方向に巻回することにより第2の円板状コイルを形成するステップと、
前記第2の円板状コイルに対して径方向に沿って同じ向きとなるように、第2のシールド導体を少なくとも1ターン巻き込むステップと、
前記第1および第2のシールド導体の端部同士を接続部材により電気的に接続するステップとを備える、誘導電器巻線の巻回方法。 A method of winding an induction winding in which a plurality of coil pairs in which a conductor with insulation coating is wound in a disk shape in the radial direction is laminated,
Forming a first disk-shaped coil by winding the conductor in a radial direction;
Winding the first shield conductor at least one turn so as to be in the same direction along the radial direction with respect to the first disk-shaped coil;
Forming the second disk-shaped coil by continuously winding the end of the conductor in the first disk-shaped coil and winding it in the radial direction as the start of winding;
Winding the second shield conductor for at least one turn so as to be in the same direction along the radial direction with respect to the second disk-shaped coil;
A step of electrically connecting ends of the first and second shield conductors with a connecting member.
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