JP5388975B2 - Cooling structure in stationary inductor and stationary inductor having the cooling structure - Google Patents
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Description
本発明は、円板状巻線で構成された変圧器、リアクトル等の静止誘導器における冷却構造、及びこの冷却構造を有する静止誘導器に関する。 The present invention relates to a cooling structure in a static inductor such as a transformer, a reactor or the like constituted by a disk-shaped winding, and a static inductor having this cooling structure.
巻線と鉄心とを含む変圧器を備えた静止誘導器では、外箱内に変圧器を配置するとともに、例えば絶縁油等の冷媒にて変圧器の冷却が行われる。変圧器は、巻線と鉄心との構造の違いにより、外鉄形と内鉄形との2種類が存在し、外鉄形では巻線の外部を磁路が通るように、内鉄形では巻線の内部を磁路が通るように構成される。また、巻線の構造としては、多重筒状巻線と円板状巻線との形態がある。多重筒状巻線は、素線を円筒状に巻回して一つの導体層を形成し、この導体層の外周側に、それよりも大径の円筒状の導体層を配置し、以下順次、より大径の円筒状の導体層を同心円状に配置した構造を有する。一方、円板状巻線は、素線を同心状に巻回して一つの板状の導体層を形成し、この板状導体層と同一形状で形成した次の板状導体層を同軸上に重ねて配置し、以下同様に、同一形状の板状導体層を積層した構造を有する。 In a static inductor provided with a transformer including a winding and an iron core, the transformer is disposed in the outer box, and the transformer is cooled with a refrigerant such as insulating oil. There are two types of transformers, the outer iron type and the inner iron type, depending on the structure of the winding and the iron core. In the outer iron type, the magnetic path passes through the outside of the winding. A magnetic path passes through the inside of the winding. Moreover, as a structure of a coil | winding, there exists a form of a multiple cylindrical coil | winding and a disk shaped coil | winding. The multiple cylindrical winding is formed by winding a wire in a cylindrical shape to form one conductor layer, and arranging a cylindrical conductor layer having a larger diameter on the outer peripheral side of the conductor layer. It has a structure in which larger-diameter cylindrical conductor layers are arranged concentrically. On the other hand, in the disk-shaped winding, the wire is concentrically wound to form one plate-like conductor layer, and the next plate-like conductor layer formed in the same shape as this plate-like conductor layer is coaxially formed. In the same manner, it has a structure in which plate-like conductor layers having the same shape are laminated.
例えば特許文献1には、多重筒状巻線を有する静止誘導器について記載されている。この静止誘導器では、多重筒状巻線を構成する円筒状の導体層と導体層との間に、つまり隣接する2つの円筒状導体層において、内側の導体層の外周と、外側の導体層の内周との間に、冷却用の冷媒を流す冷媒流路が設けられている。このように多重筒状巻線を有する構造では、冷媒流路は、円筒状であるそれぞれの導体層の軸方向に沿って延在し、冷媒は、この軸方向に、つまり巻回される素線が延在する方向に対して直交する方向に流れることになる。
For example,
さらに、それぞれの円筒状の導体層について、上記軸方向における多重筒状巻線の端部の内、導体層間に生じる電位差が小さい部分では、導体層間の隙間を小さくし、一方、電位差が大きい部分では隙間を大きくして、各導体層が配置されている。即ち、冷媒が流れる方向に沿って冷媒流路の断面積が変化する構造を有して多重筒状巻線は形成されている。このような冷媒流路を構成するため、棒状のダクトピースを、導体層間において上記軸方向に沿って延在させ、かつ上記軸方向に沿ってダクトピースの厚みを段階的に変化させている。 Furthermore, for each cylindrical conductor layer, the gap between the conductor layers is reduced in the portion where the potential difference generated between the conductor layers is small in the end portions of the multiple cylindrical windings in the axial direction, whereas the portion where the potential difference is large Then, each conductor layer is arranged with a large gap. That is, the multiple cylindrical winding is formed so that the cross-sectional area of the refrigerant flow path changes along the direction in which the refrigerant flows. In order to constitute such a refrigerant flow path, a rod-shaped duct piece is extended along the axial direction between conductor layers, and the thickness of the duct piece is changed stepwise along the axial direction.
一方、図12に概略形状を示した、円板状巻線を有する外鉄形変圧器は、一例として以下のような構成を備えている。
即ち、上述したように構成される円板状巻線の、円板状巻線3−1、3−2にて巻線3が形成され、巻線3の外側に鉄心6が配置されている。ここで、円板状巻線3−1は1次巻線であり、円板状巻線3−2は2次巻線であり、円板状巻線3−1、3−2は、それぞれ複数枚の円板状巻線を有し、これらが積層方向91に沿って積層されて巻線3を形成している。尚、用途によっては、3次巻線も採用される場合もあり、更に、図12では縦方向に図示されている巻線3を90°回転させて配設した横置き型も存在する。
On the other hand, the outer iron type transformer having a disk-shaped winding, which is schematically shown in FIG. 12, has the following configuration as an example.
That is, the
巻線3について、対向する2枚の円板状巻線31,32を図13に示す。通常、円板状巻線の内周側4もしくは外周側5で、隣接する円板状巻線同士が接続されている。以下では、内周側4で接続されている場合に関して記述する。
FIG. 13 shows two disk-
図13において点線で示した領域Iにおける円板状巻線31,32間の断面構造を図14に示す。それぞれの円板状巻線31,32は、上述したように、素線15が内周側4から外周側5へ径方向92において同心状に巻回されて形成されている。尚、径方向92とは、素線15が同心状に巻回されていく方向で、内周側4及び外周側5への向きに相当する。
また、円板状巻線間の電気的絶縁性能の観点において、本例では円板状巻線31,32を内周側4で接続しているので、内周側4では円板状巻線31,32間の電位差は小さい。よって、積層方向91における円板状巻線間の隙間(以下、「円板状巻線間距離」と記す)を内周側4では相対的に小さくして良く、一方、外周側5では円板状巻線31,32間の電位差が大きいため、円板状巻線間距離41を相対的に大きくする必要がある。よって、円板状巻線31と円板状巻線32とは、図示するように、内周側4と外周側5とで、円板状巻線間距離41を異ならせて配置されている。
FIG. 14 shows a cross-sectional structure between the disk-
Further, from the viewpoint of the electrical insulation performance between the disk-shaped windings, the disk-
また、内周側4及び外周側5の両方における円板状巻線の角部は、放電の起点となりやすいため、巻線端部用絶縁材7にて巻線端部は覆われている。更に、電位が零である鉄心6や当該変圧器の筐体と、巻線端部との間には、絶縁板16を挿入することで、電気的絶縁性を強化している。更に、電位差の小さい内周側4では、円板状巻線31,32における各巻線端部用絶縁材7に、絶縁材にてなる巻線端部スペーサ10がそれぞれ配設されている。この巻線端部スペーサ10は、以下で説明する冷媒流路を確保するための部材となる。
Further, since the corners of the disk-shaped windings on both the inner
図15は、図14に点線で示した領域IIの拡大図である。円板状巻線31と円板状巻線32との電気的絶縁性を確保するために、円板状巻線31、32における各対向面31a,32aの全面に対向して、絶縁板1、1がそれぞれ挿入される。ここで各絶縁板1、1は、円板状巻線31の対向面31aに対して隙間を設けて、円板状巻線32の対向面32aに対して隙間を設けて、配置される。このような隙間は、冷却用の例えば絶縁油である冷媒を通過させる冷媒流路18になる。このような冷媒流路18を確保するため、絶縁材にてなるダクトピース2が絶縁板1、1と円板状巻線31、32(詳しくは対向面31a,32a)との間に挟まれて、径方向92において、不連続に配設される。ここでダクトピース2は、全て同じ厚みにてなる。
FIG. 15 is an enlarged view of a region II indicated by a dotted line in FIG. In order to ensure electrical insulation between the disk-
このように、円板状巻線31,32を用いて巻線3を形成する場合、図14及び図15から明らかなように、冷媒流路18は、素線15の延在方向93(図14及び図15では、紙面に垂直な方向)に沿って形成され、冷媒は、素線15の延在方向93に沿って流れることになる。この点、冷媒が、素線の延在方向に対して直交方向に流れる、上述の多重筒状巻線の場合における構造とは相違する。
Thus, when forming the coil | winding 3 using the disk shaped
また、この例では、内周側4と外周側5とでは、円板状巻線間距離41が異なる。この構造を実現するために、絶縁材にてなる巻線間距離調整用部材17と、テーパーを設けた絶縁材にてなるテーパースペーサ9とが、各絶縁板1、1の間で、ダクトピース2とは反対側に配設されている。ここで、円板状巻線31,32において、内周側4と外周側5とで円板状巻線間距離41を緩やかに変化させて、円板状巻線31,32に大きな段差が発生しないようにするために、各絶縁板1,1、及び巻線間距離調整用部材17の内周側4には、テーパーを設けて徐々にそれらの肉厚を薄くしている。
Further, in this example, the inner
図16は、図14において、二点鎖線で示した部分における、円板状巻線32の対向面32aに配置されているダクトピース2、巻線端部スペーサ10、巻線端部用絶縁材7を、矢印A方向に見た図であり、これらの位置関係を示す概略図である。図示するように、ダクトピース2は、平面形状が平行四辺形であり、径方向92に規定の間隔にて、かつ素線15の延在方向93に規定の間隔にて、配置されている。よって、冷媒は、冷却効率向上のため、点線19で示すように、冷媒流路18においてダクトピース2が配設されていない箇所を素線15の大略、延在方向93にジグザグに流れる。
FIG. 16 shows the
一方、静止誘導器では、落雷等で急に送電が停止した場合等の短絡時に、急激な力が各円板状巻線、即ち巻線3に加わる。このような外力が加わった際に、巻線3は、ダクトピース2、絶縁板1、巻線端部用絶縁材7等の絶縁物や鉄心6を介して、静止誘導器の筐体で支持される。円板状巻線、つまり巻線3は、図14にも示すように、素線15の集合体であり、外力で極度な変形を引き起こさないために、素線15の延在方向に一定間隔で、素線15を支持する必要がある。図16の概略図においては、素線最大支持間隔8がその支持間隔に相当する。
On the other hand, in the static inductor, a sudden force is applied to each disk-shaped winding, that is, the winding 3 at the time of a short circuit such as when power transmission is suddenly stopped due to a lightning strike or the like. When such an external force is applied, the
上述したように、円板状巻線では、多重筒状巻線の場合と異なり、冷媒の流れる方向が素線15の延在方向と同一である。従って、素線最大支持間隔8を維持しつつ、冷媒流路18の形成が可能な構造にするため、ダクトピース2は、図16に示すように径方向92において細かく分割した小さな部材で形成されている。例えば上記特許文献1に開示されるような長尺棒状のダクトピースを用いた場合には、冷媒の流れが遮られてしまうという問題が生じる。
As described above, in the disk-shaped winding, unlike the case of the multiple cylindrical winding, the direction in which the refrigerant flows is the same as the extending direction of the
また、特許文献1に開示されるように、ダクトピース自体にテーパーを形成して流路高さを変更しようとした場合には、円板状巻線の内周側4と外周側5との位置間で、個々のダクトピース自体がテーパーを有し、かつそれぞれのダクトピースの厚みが異なるようなダクトピースが必要となる。よって、部品の種類が増し、費用対効果が得られないという問題がある。
Further, as disclosed in
また、特許文献1の図1に示すように、素線間に大きな段差が発生することを前提にした場合、特許文献1にも記載されているように、段差部で素線に巻かれている絶縁紙にダメージを与えて、絶縁耐力を低下させる原因となるため、好ましくない。
Moreover, as shown in FIG. 1 of
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、円板状巻線で構成された静止誘導器において、従来に比べて冷却能力を向上可能な静止誘導器における冷却構造、及び該冷却構造を有する静止誘導器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a static inductor composed of disk-shaped windings, cooling in a static inductor that can improve the cooling capacity as compared with the prior art. It is an object of the present invention to provide a structure and a static inductor having the cooling structure.
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様である、静止誘導器における冷却構造は、巻線を備えた静止誘導器における冷却構造であって、上記巻線は、素線を同心状に径方向に巻回して形成されたそれぞれの円板状巻線に絶縁部材を対向させ挟んで各円板状巻線を積層し、かつ巻線の内周側と外周側とで円板状巻線間の距離を異ならせて形成され、上記円板状巻線と上記絶縁部材との間には上記素線の延在方向へ冷媒を流す冷媒流路を有する、静止誘導器における冷却構造である。この冷却構造は、上記円板状巻線と上記絶縁部材との間に挟まれて配置され上記冷媒流路の高さを規定するダクトピースであって、単体では一定の厚さにてなり、種別間では異なる厚みにてなる複数種類のダクトピースを備え、上記円板状巻線間の内周側と外周側とにおける円板状巻線間距離の大小に対応して厚みの異なるダクトピースを上記径方向において不連続にて配置して、異なる種類の冷媒流路高さを上記径方向に形成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
That is, the cooling structure in a static inductor according to one aspect of the present invention is a cooling structure in a static inductor having a winding, and the winding is formed by concentrically winding strands in a radial direction. Each disk-shaped winding is laminated with the insulating member facing each disk-shaped winding formed, and the distance between the disk-shaped windings is different between the inner and outer circumferences of the winding. And a cooling structure in a stationary inductor having a refrigerant flow path that flows between the disk-shaped winding and the insulating member and flows the refrigerant in the extending direction of the element wire. This cooling structure is a duct piece that is sandwiched between the disk-shaped winding and the insulating member and regulates the height of the refrigerant flow path, and has a constant thickness by itself. A plurality of types of duct pieces having different thicknesses between types are provided, and the duct pieces having different thicknesses corresponding to the distance between the disk-shaped windings on the inner peripheral side and the outer peripheral side between the disk-shaped windings. Are discontinuously arranged in the radial direction, and different types of refrigerant flow path heights are formed in the radial direction.
本発明の一態様における静止誘導器の冷却構造によれば、同種類では同じ厚みを有し異種間では異なる厚みにてなる複数種類のダクトピースを備え、異なる厚みのダクトピースを巻線の径方向に配置した。よって、巻線における冷媒流路の高さを径方向で異ならせることができ、従来に比べて冷媒流路が拡大でき、巻線の冷却性能を向上させることができる。また、ダクトピース自体にテーパーを設ける構成と比較すると、ダクトピースの種類の増加を大幅に抑制することができ、製造コストの上昇を抑制することが可能となる。更に、設計上、巻線に局所的に大きな段差を発生させることがなくなり、絶縁性能の低下を防ぐことができる。 According to the stationary inductor cooling structure in one aspect of the present invention, the same type includes a plurality of types of duct pieces having the same thickness and different thicknesses between different types, and the duct pieces having different thicknesses are arranged with the diameter of the winding. Arranged in the direction. Therefore, the height of the refrigerant flow path in the winding can be varied in the radial direction, the refrigerant flow path can be enlarged compared to the conventional case, and the cooling performance of the winding can be improved. Moreover, compared with the structure which provides a taper in duct piece itself, the increase in the kind of duct piece can be suppressed significantly and it becomes possible to suppress the raise of manufacturing cost. Furthermore, the design does not cause a local large step in the winding, thereby preventing a decrease in insulation performance.
本発明の実施形態である静止誘導器における冷却構造、及びこの冷却構造を有する静止誘導器について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。 A cooling structure in a stationary inductor according to an embodiment of the present invention and a stationary inductor having this cooling structure will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
本実施形態における静止誘導器の冷却構造について、図12から図14を参照して既に説明した円板状巻線を有する外鉄形変圧器を例に採り、以下に説明を行う。また、上記冷却構造を有する静止誘導器は、例えば絶縁油等の冷媒が入った外箱内に、上記冷却構造を有する外鉄形変圧器を配置して、冷媒によってこれらの変圧器の冷却が可能な構造を有するものである。
尚、図12及び図13に対応して、図6には、本実施形態における冷却構造を有する外鉄形変圧器100を示し、図7には外鉄形変圧器100に備わる巻線103を示す。また、円板状巻線の基本的構成については、図12から図14を参照して上述した内容を参照するものとし、その内容と同一又は同様の構成部分については以下の説明でも同じ符号を使用して詳しい説明は省略する。
The cooling structure of the stationary inductor according to the present embodiment will be described below by taking the outer iron type transformer having the disk-shaped winding already described with reference to FIGS. 12 to 14 as an example. In addition, the stationary inductor having the above cooling structure is arranged such that an outer iron type transformer having the above cooling structure is arranged in an outer box containing a refrigerant such as insulating oil, and these transformers are cooled by the refrigerant. It has a possible structure.
Corresponding to FIGS. 12 and 13, FIG. 6 shows the outer
実施の形態1.
本実施形態における冷却構造の特徴の一つは、ダクトピース単体では均一の厚みにてなるが、種別間では異なる厚みを有する複数種類のダクトピースを備えた点である。即ち、図14に示した構造を有する巻線3では、冷媒流路18を形成するダクトピース2の全ては、同じ厚みにてなり、冷媒流路18の高さは、図示するように巻線3の内周側4及び外周側5において同じである。これに対し本実施形態では、異なる厚みの複数種類のダクトピースを備え、相対的に厚いダクトピースを配置した部分は、相対的に大きな流路断面を得ることができ、静止誘導器における冷却性能の向上を図ることができる。
本実施形態におけるこのような冷却構造について、具体的に以下に説明する。
One of the features of the cooling structure in the present embodiment is that a single duct piece has a uniform thickness, but has a plurality of types of duct pieces having different thicknesses between types. That is, in the winding 3 having the structure shown in FIG. 14, all the
Such a cooling structure in the present embodiment will be specifically described below.
図14及び図15を参照して説明したように円板状巻線31、32を形成し、これらを積層して、本実施形態の冷却構造を有する巻線103が形成される。図1は、図14に対応した図であり、外鉄形変圧器100における巻線103の図7に示す領域Iにおける円板状巻線31,32間の断面構造を示す。また、図2は、図1に点線で囲んだ領域IIIの拡大図である。本実施形態においても、巻線103の内周側4が接続されて、内周側4で円板状巻線31,32間の電位差が小さくなる場合を例に採る。内周側4では電位差が小さいため、円板状巻線31,32間の電気的絶縁距離を小さくでき、内周側4における円板状巻線間距離41は、外周側5の円板状巻線間距離41に比べて小さい。よって、コスト低減を図ることが可能である。
As described with reference to FIGS. 14 and 15, the disk-shaped
また、図14に示した巻線3と同様に、本実施形態に関する巻線103においても、巻線端部には巻線端部用絶縁材7及び絶縁板16を設け、内周側4には、巻線端部スペーサ10を配設している。また、内周側4及び外周側5における円板状巻線間距離41の調整は、図14に示す構造と同様に、テーパースペーサ9で調整し、円板状巻線間の距離41を連続的に変えることができる。
Similarly to the winding 3 shown in FIG. 14, also in the winding 103 according to this embodiment, the winding
巻線3の場合と同様に、巻線103においても、円板状巻線31と円板状巻線32との電気的絶縁性を確保するために、円板状巻線31、32における各対向面31a,32aに対向して、絶縁板101がそれぞれ挿入される。絶縁板101は、円板状巻線31、32に対応した形状、つまり円板状巻線31、32と相似形状で、図5に示すような形状の電気的絶縁材からなる板材である。尚、本実施の形態1では、絶縁板101は一種類からなり、巻線103の外周側5からほぼ内周側4までにわたり延在する。
As in the case of the winding 3, in the winding 103, in order to ensure electrical insulation between the disc-like winding 31 and the disc-like winding 32, The insulating
さらに、図14に示す構造と同様に、絶縁板101、101と、円板状巻線31、32との間には、ダクトピースを挟んで冷媒流路が形成されるが、本実施形態では上述のように複数種類のダクトピースを備えている。このダクトピースは、具体的に以下で説明するが、厚みが相対的に薄い薄厚ダクトピースと、この薄厚ダクトピースよりも大きい厚みにてなる一又は複数種類の厚型ダクトピースとを備える。
Further, similarly to the structure shown in FIG. 14, a refrigerant flow path is formed between the insulating
具体的には、本実施形態では、図1及び図2に示すように、絶縁材にてなり、2種類の異なる厚みのダクトピース102−1、102−2を備える。ここで、ダクトピース102−1、及びダクトピース102−2の各単体における厚みは、一定であり、テーパーは設けていない。本実施形態では、円板状巻線間距離41を内周側4で小さく、外周側5で大きく設定しているため、内周側4には、相対的に厚みを薄くした薄厚ダクトピース102−1を配置し、外周側5には、薄厚ダクトピース102−1よりも大きい厚みを有する厚型ダクトピース102−2を配置する。
Specifically, in this embodiment, as shown in FIG.1 and FIG.2, it is made of an insulating material and includes two kinds of duct pieces 102-1 and 102-2 having different thicknesses. Here, the thickness of each of the single piece of the duct piece 102-1 and the duct piece 102-2 is constant, and no taper is provided. In this embodiment, the disc-shaped
より詳しく説明する。円板状巻線間距離41が相対的に大きい、本実施形態では外周側5の領域103bでは、各絶縁板101、101は、円板状巻線31の対向面31aに対して冷媒流路182となる隙間を設けて、及び、円板状巻線32の対向面32aに対して冷媒流路182となる隙間を設けて、それぞれ配置される。絶縁板101、101と、円板状巻線31、32との間にそれぞれ冷媒流路182を確保するため、厚型ダクトピース102−2が絶縁板101、101と円板状巻線31、32(詳しくは対向面31a,32a)との間に挟まれて、径方向92において、不連続に配設される。尚、それぞれの厚型ダクトピース102−2は、同一の厚みにてなることから、絶縁板101、101と円板状巻線31、32とは、それぞれ平行に位置し、冷媒流路182の高さは、径方向92において一定である。また、本実施形態では、厚型ダクトピース102−2は、絶縁板101に接着されている。
尚、厚型ダクトピース102−2の厚さ及び冷媒流路182の高さとは、板状の円板状巻線31,32の厚み方向に沿ったそれぞれの寸法に対応する。
This will be described in more detail. In this embodiment, in the
The thickness of the thick duct piece 102-2 and the height of the
このような構成により、円板状巻線間距離41を大きくした、本実施形態では外周側5において、積層方向91における冷媒流路182の高さを、図14に示す構造に比べて拡大することができ、より冷却効率を向上させることができる。
With this configuration, the
一方、円板状巻線間距離41が小さい、本実施形態では内周側4の領域103aに対応した、絶縁板101における内周側には、ダクトピース設置用スペーサ111が配置される。ダクトピース設置用スペーサ111は、図5に示すように、円板状巻線31、32と相似形状の絶縁材からなる板状の部材であり、図1及び図2に示すように、くさび状でテーパーが付された部材である。即ち、上述のように内周側4には薄厚ダクトピース102−1を配置することから、図2に示すように絶縁板101、101と、薄厚ダクトピース102−1との間には隙間が生じる。ダクトピース設置用スペーサ111は、この隙間に対応する部材である。尚、ダクトピース設置用スペーサ111、111と、円板状巻線31,32との間で薄厚ダクトピース102−1にて形成される隙間が冷媒流路181となる。薄厚ダクトピース102−1にて高さが規定されるため、冷媒流路181の高さは、冷媒流路182に比べて小さい。また、それぞれの薄厚ダクトピース102−1は、同一の厚みにてなり、ダクトピース設置用スペーサ111にはテーパーを付けていることから、冷媒流路181の高さは、径方向92において一定である。
尚、薄厚ダクトピース102−1の厚さ及び冷媒流路181の高さとは、厚型ダクトピース102−2の厚さ及び冷媒流路182の高さと同様に、板状の円板状巻線31,32の厚み方向に沿ったそれぞれの寸法に対応する。
On the other hand, a duct
Note that the thickness of the thin duct piece 102-1 and the height of the
本実施形態では、薄厚ダクトピース102−1は、ダクトピース設置用スペーサ111に接着しておき、このダクトピース付きのダクトピース設置用スペーサ111を絶縁板101に接着して、円板状巻線31,32間の距離を調整している。また、このようなダクトピース付きのダクトピース設置用スペーサ111は、本実施形態では、テーパーを予め設けたダクトピース設置用スペーサ111の上に、自動貼り機で薄厚ダクトピース102−1を接着、切断することで作製する。
In the present embodiment, the thin duct piece 102-1 is bonded to the duct
薄厚ダクトピース102−1においても、厚型ダクトピース102−2と同様に、テーパーをつけていないため、ダクトピースの部品点数の増加を抑制することが可能であり、製造コストの抑制が可能となる。 Also in the thin duct piece 102-1, since it is not tapered like the thick duct piece 102-2, the increase in the number of parts of the duct piece can be suppressed, and the manufacturing cost can be suppressed. Become.
図3は、図16に対応する図であり、図1において二点鎖線で示した部分における、円板状巻線32の対向面32aに配置されているダクトピース102−1,102−2、巻線端部スペーサ10、巻線端部用絶縁材7を、矢印B方向に見た図であり、これらの位置関係を示す概略図である。図示するように、ダクトピース102−1,102−2は、平行四辺形であり、径方向92に規定の間隔にて、かつ素線15の延在方向93に規定の間隔にて、配置されている。さらに、ダクトピース設置用スペーサ111についても、径方向92に沿う辺111a、及び径方向92における端辺111bの少なくとも一方は、薄厚ダクトピース102−2における対応の辺と平行になるような形状にしている。これは、図4に示すように、ダクトピース設置用スペーサ111を長方形にした場合には、厚型ダクトピース102−2、巻線端部用絶縁材7、巻線端部スペーサ10と干渉する箇所が発生するためである。
FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 16, and duct pieces 102-1 and 102-2 disposed on the facing
尚、本実施形態では、説明の簡略化のために、冷媒流路180は、冷媒流路181と冷媒流路182との2段階の流路高さ構成で説明しているが、費用対効果の許容する範囲で、多段化が可能である。尚、この多段化に対応して、複数種類のダクトピース設置用スペーサ111が設けられることになる。
In the present embodiment, for the sake of simplicity of explanation, the
また、外周側5の巻線が接続されている場合、外周側5における円板状巻線間距離41が小さくなり、内周側4における円板状巻線間距離41が大きくなる。この場合、薄厚ダクトピース102−1、及びダクトピース設置用スペーサ111は、外周側5において、絶縁材101,101と、円板状巻線31,32との間に設置される。
Further, when the windings on the outer
上述したように本実施形態の冷却構造によれば、従来に比べて静止誘導器における冷却能力を向上させることができ、これにより、さらにまた以下の効果を得ることが可能となる。即ち、冷却能力の向上により、一枚の円板状巻線当たりの熱流束を増やすことができ、変圧器サイズの縮小を図ることが可能となる。変圧器のサイズが小さくなることで、重量及び材料費の低減ができ、さらに運搬費用の低減も可能となる。また、冷却用のファンやポンプを減らすこともでき、省エネにもつながる。 As described above, according to the cooling structure of the present embodiment, it is possible to improve the cooling capacity of the static induction device as compared with the prior art, and it is possible to further obtain the following effects. That is, by improving the cooling capacity, the heat flux per disk-shaped winding can be increased, and the transformer size can be reduced. By reducing the size of the transformer, the weight and material cost can be reduced, and the transportation cost can also be reduced. In addition, cooling fans and pumps can be reduced, leading to energy savings.
実施の形態2.
上述した実施の形態1では、円板状巻線31,32の対向面31a,32aのほぼ全面にわたり延在する一種類の絶縁板101,101に対して、ダクトピース設置用スペーサ111,111を取り付ける形態を示した。これに対して本実施の形態2に関する巻線103−1では、図10に示すように、主に円板状巻線間距離41が大きい方の領域103bに対応して配置される第1絶縁板121と、主に円板状巻線間距離41が小さい方の領域103aに対応して配置される第2絶縁板122との2種類の絶縁板を用いる。本実施の形態2は、この点で実施の形態1と相違し、変圧器におけるその他の構成は、実施の形態1における構成と同じであり、本実施の形態2においても、実施の形態1の場合と同様に、複数種類の厚みを有するダクトピースを備える。よって、実施の形態2における静止誘導器の冷却構造においても、実施の形態1の冷却構造が奏する上述の効果を奏することができる。また、実施の形態1にて説明した変形例は、本実施の形態2における冷却構造にも適用可能である。
以下では、主に上述の相違点について説明する。
In the first embodiment described above, the duct
Hereinafter, the above-described differences will be mainly described.
図8は、図1に対応する図であり、図7に示す領域Iに相当する領域における、実施の形態2に関する巻線103−1の断面を示している。図9は、図8に示す領域IVの拡大図である。
上述のように本実施形態における巻線103−1では、第1絶縁板121と第2絶縁板122との2種類の絶縁板を有する。第1絶縁板121は、外周側5の電位差の大きい側に対応して配置され、相対的に厚みが小さい電気的絶縁性の板状部材であり、図10に示すように、巻線103−1の形状に相似した形状である。第2絶縁板122は、内周側4の電位差の小さい側に配置され、第1絶縁板121の最大厚み121b(図9)よりも大きい厚み122bの一又は複数種類の厚みを有する電気的絶縁性の板状部材であり、図10に示すように、巻線103−1の形状に相似した形状である。また、図8に示すように、第1絶縁板121及び第2絶縁板122は、円板状巻線31,32の径方向92における長さのほぼ半分ずつに相当する長さをそれぞれ有し、第1絶縁板121の内周部分と、第2絶縁板122の外周部分とを重ね、この重なり領域123にて両者を接着して一体的な絶縁板を形成している。尚、相対的に薄い第1絶縁板121は、重なり領域123付近にテーパーを設けることで、重なり領域123の巻線間距離を調整している。
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1 and shows a cross section of winding 103-1 related to the second embodiment in a region corresponding to region I shown in FIG. FIG. 9 is an enlarged view of region IV shown in FIG.
As described above, the winding 103-1 in this embodiment has two types of insulating plates, the first insulating
また、第1絶縁板121側に位置する第2絶縁板122の外周端部122aは、図11に示すように、厚型ダクトピース102−2の配置に対応してジグザグ状に、例えばレーザー加工機にて加工される。このように加工することで、外周端部122aが厚型ダクトピース102−2に干渉するのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 11, the outer
また、第1絶縁板121に対応して、上述の厚型ダクトピース102−2が配置される。つまり、第1絶縁板121、121と、円板状巻線31、32(詳しくは対向面31a,32a)との間に厚型ダクトピース102−2が挟まれ、冷媒流路182が形成される。また、第2絶縁板122に対応して、上述の薄厚ダクトピース102−1が配置される。つまり、第2絶縁板122、122と、円板状巻線31、32(詳しくは対向面31a,32a)との間に薄厚ダクトピース102−1が挟まれ、冷媒流路181が形成される。
Further, the above-described thick duct piece 102-2 is arranged corresponding to the first insulating
このように、第1絶縁板121及び第2絶縁板122と、厚型ダクトピース102−2及び薄厚ダクトピース102−1とを組み合わせ、第1絶縁板121の厚み+厚型ダクトピース102−2の厚み = 第2絶縁板122の厚み+薄厚ダクトピース102−1の厚み、とすることで、円板状巻線31、32に接触するダクトピース102−1、102−2のあたり面を平坦にしている。
In this way, the first insulating
以上のような構成を有する本実施形態2における静止誘導器の冷却構造では、実施の形態1と同じく、流路拡大による冷却能力増強が可能であり、また、巻線部に急激な段差を発生させずに、巻線間距離の調整が可能になる。
更に、第1絶縁板121及び第2絶縁板122を接着することで、1枚の絶縁板として取り扱うことが可能になり、絶縁耐力の維持が可能になる。更に、このように接着にて1枚として形成された絶縁板に対して、薄厚ダクトピース102−1及び厚型ダクトピース102−2のほとんどを、例えばダクトピース自動貼り機にて、接着することが可能になる。
In the stationary inductor cooling structure according to the second embodiment having the above-described configuration, the cooling capacity can be increased by expanding the flow path as in the first embodiment, and a steep step is generated in the winding portion. Without adjustment, the distance between the windings can be adjusted.
Furthermore, by bonding the first insulating
尚、実施の形態1でも説明したように、冷媒流路180は多段化が可能である。この多段化に対応して、複数種類の第2絶縁板122が設けられることになる。
As described in the first embodiment, the
6 鉄心、15 素線、31,32 円板状巻線、
100 静止誘導器、101 絶縁板、102 ダクトピース、
102−1 薄厚ダクトピース、102−2 厚型ダクトピース、103 巻線、
111 ダクトピース設置用スペーサ、121 第1絶縁板、122 第2絶縁板、
180 冷媒流路。
6 iron cores, 15 strands, 31, 32 disc-shaped windings,
100 stationary inductor, 101 insulating plate, 102 duct piece,
102-1 thin duct piece, 102-2 thick duct piece, 103 windings,
111 Spacer for installing duct piece, 121 1st insulating plate, 122 2nd insulating plate,
180 Refrigerant flow path.
Claims (8)
上記巻線は、素線を同心状に径方向に巻回して形成されたそれぞれの円板状巻線に絶縁部材を対向させ挟んで各円板状巻線を積層し、かつ巻線の内周側と外周側とで円板状巻線間の距離を異ならせて形成され、上記円板状巻線と上記絶縁部材との間には上記素線の延在方向へ冷媒を流す冷媒流路を有し、
上記冷却構造は、
上記円板状巻線と上記絶縁部材との間に挟まれて配置され上記冷媒流路の高さを規定するダクトピースであって、単体では一定の厚さにてなり、種別間では異なる厚みにてなる複数種類のダクトピースを備え、
上記円板状巻線間の内周側と外周側とにおける円板状巻線間距離の大小に対応して厚みの異なるダクトピースを上記径方向において不連続にて配置して、異なる種類の冷媒流路高さを上記径方向に形成した、
ことを特徴とする静止誘導器の冷却構造。 A cooling structure in a static inductor with windings,
The windings are formed by laminating the respective disk-shaped windings with the insulating member facing each disk-shaped winding formed by concentrically winding the strands in the radial direction, A refrigerant flow that is formed with different distances between the disk-shaped windings on the peripheral side and the outer peripheral side, and that flows the refrigerant in the extending direction of the wire between the disk-shaped winding and the insulating member Have a road,
The cooling structure is
A duct piece that is sandwiched between the disk-shaped winding and the insulating member and regulates the height of the refrigerant flow path. The duct piece has a constant thickness and has different thicknesses between types. With multiple types of duct pieces
Corresponding to the size of the distance between the disk-shaped windings on the inner circumferential side and the outer circumferential side between the disk-shaped windings, duct pieces having different thicknesses are discontinuously arranged in the radial direction, The refrigerant flow path height is formed in the radial direction,
This is a cooling structure for a static inductor.
巻線の外周側に配置され巻線の外部に磁路を形成する鉄心と、を備えた静止誘導器において、
上記巻線を冷却する静止誘導器の冷却構造で、請求項1から7のいずれか1項に記載の冷却構造を備えたことを特徴とする静止誘導器。 A winding constituted by laminating a plurality of disk-like windings formed by concentrically winding the strands;
In a static inductor provided with an iron core disposed on the outer peripheral side of the winding and forming a magnetic path outside the winding,
A static inductor having a cooling structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the static inductor has a cooling structure for cooling the winding.
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