JP6670598B2 - 変圧器鉄心 - Google Patents

Description

実施例は変圧器鉄心に関する。

変圧器鉄心には複数の単位鉄心を径方向に積層することで構成されたものである。この変圧器鉄心の場合には内周面の周長および外周面の周長間に大きな差があり、内周部の磁束密度が外周部の磁束密度に比べて大幅に高い。

特開平０５−２５１２４４号公報

上記従来の変圧器鉄心の場合には内周部が外周部に比べて大幅に昇温し易いので、内周部の温度が上限値を超えることに応じて内周部で絶縁用の樹脂が破壊される虞がある。

実施例の変圧器鉄心は、磁気素材を巻回し、絶縁用の樹脂を含浸してなる３つ以上の複数の単位鉄心を軸方向に積層することで構成されたものであって、前記単位鉄心は成形後に二つに分割された分割鉄心を組み合わせて構成されている。そして、複数の単位鉄心のうち軸方向の両端部の２つを除いた残りの少なくとも１つには両端部の２つに比べて上へ突出するものであって内部に冷却部材が収納された突出部が設けられている。

実施例１を示す図（変圧器鉄心の外観を示す図） 実施例２を示す図１相当図 実施例３を示す図１相当図 実施例４を示す図１相当図 実施例５を示す図１相当図

図１の変圧器鉄心１は３つの単位鉄心２を軸方向（前後方向）に積層することで構成されたものであり、変圧器鉄心１には絶縁用の樹脂が含浸されている。これら３つの単位鉄心２のそれぞれは巻鉄心からなるものであり、電磁鋼板または鉄系アモルファスリボン等からなる帯状の磁気素材を巻枠に巻取ることで構成されている。これら３つの単位鉄心２のそれぞれは単位鉄心２の成形後に２つの分割鉄心３に切断されたものであり、変圧器鉄心１は計６つの分割鉄心３間を組合せることで構成されている。

下記（１）式のＷは変圧器鉄心１の軸方向の積厚であり、Ｌは変圧器鉄心１の平均周長である。この平均周長Ｌは「（変圧器鉄心１の内周面に沿う長さ寸法）＋（変圧器鉄心１の外周面に沿う長さ寸法）／２」で定義されるものであり、変圧器鉄心１の積厚Ｗおよび平均周長Ｌのそれぞれは（１）を満たす値に設定されている。即ち、変圧器鉄心１は積厚Ｗが平均周長Ｌの１０分の１以下に設定されている。

（積厚Ｗ÷平均周長Ｌ）×１００≦１０・・・・・（１）
上記実施例１によれば次の効果を奏する。
複数の単位鉄心２を軸方向に積層することで変圧器鉄心１を構成した。この変圧器鉄心１は積厚Ｗが平均周長Ｌの１０分の１以下に設定されたものであり、内周面および外周面間の周長の差が小さなものとなる。このため、変圧器鉄心１の内周部および外周部間で磁束密度の差が小さくなるので、温度差も小さくなる。従って、変圧器鉄心１の内周部の温度が上限値を超えることがなくなるので、内周部で絶縁用の樹脂が破壊されることを防止できる。

変圧器鉄心１には、図２に示すように、２つのギャップ１１および４つのギャップ１２が形成されている。２つのギャップ１１は３つの単位鉄心２のうち軸方向の中央部の１つに形成されたものであり、２つのギャップ１２は軸方向の一端部の１つに形成されたものであり、残りの２つのギャップ１２は軸方向の他端部の１つに形成されたものであり、変圧器鉄心１は２つのギャップ１１のそれぞれの上下方向の幅寸法が４つのギャップ１２のいずれの上下方向の幅寸法よりも大きくなるように６つの分割鉄心３間を組合せることで構成されている。

上記実施例２によれば次の効果を奏する。
３つの単位鉄心２のうち中央部の１つを除く残りの２つのそれぞれに幅狭なギャップ１２を形成し、中央部の１つに幅広なギャップ１１を形成したので、矢印で示すように、磁束の一部が３つの単位鉄心２のうち中央部の１つを迂回して残りの２つを流れる。従って、変圧器鉄心１の軸方向の中央部で磁束密度が減少するので、変圧器鉄心１の軸方向の中央部での発熱が抑えられる。

上記実施例２においては、３つの単位鉄心２のうち中央部の１つを除く残りの２つのそれぞれから両ギャップ１２を廃止しても良い。
上記実施例２においては、Ｍ（Ｍは４以上の整数）の単位鉄心２を軸方向に積層しても良い。この場合にはＭの単位鉄心２のうち軸方向の両端部の２つを除いた残りの少なくとも１つにギャップ１１を形成し、軸方向の両端部の２つにギャップ１２を形成すると良い。または、Ｍの単位鉄心２のうち軸方向の両端部の２つにギャップを形成せず、軸方向の両端部を除いた残りの少なくとも１つにギャップ１１を形成しても良い。

３つの単位鉄心２のうち中央部の１つには、図３に示すように、突出部２１が形成されている。この突出部２１は３つの単位鉄心２のうち中央部の１つが残りの２つのそれぞれに比べて上へずれるように６つの分割鉄心３間を組合せることで形成されたものであり、３つの単位鉄心２のうち軸方向の両端部の２つに比べて上へ突出している。この突出部２１内には冷却管２２が固定されている。この冷却管２２は冷却用の液体が流通するものであり、突出部２１の内周面に接触している。この冷却管２２は冷却部材に相当する。

上記実施例３によれば次の効果を奏する。
３つの単位鉄心２のうち中央部の１つに突出部２１を設け、突出部２１内に冷却管２２を収納した。この１つの単位鉄心２内の上端部は変圧器の運転状態で熱が滞留し易いものの冷却管２２によって強制的に冷却されるので、１つの単位鉄心２内の上端部が異常昇温することを防止できる。

突出部２１内には、図４に示すように、２つの放熱板３１が固定されている。これら両放熱板３１のそれぞれは単位鉄心２の磁気素材に比べて熱伝達率が高いアルミニウムまたは銅等を材料とするものであり、３つの単位鉄心２のうち中央部の１つに突出部２１の内周面で接触し、中央部の１つを除いた残りの２つのそれぞれに上端面で接触している。これら両放熱板３１のそれぞれは冷却部材に相当する。

上記実施例４によれば次の効果を奏する。
３つの単位鉄心２のうち中央部の１つに突出部２１を設け、突出部２１内に放熱板３１を収納したので、１つの単位鉄心２内の上端部が異常昇温することを防止できる。

３つの単位鉄心２のうち中央部の１つは、図５に示すように、残りの２つのそれぞれに比べて上下方向の高さ寸法が大きく設定されており、下面が残りの２つのそれぞれと同一の水平面上に配置されている。

上記実施例５によれば次の効果を奏する。
３つの単位鉄心２のうち中央部の１つの高さ寸法を残りの２つのそれぞれに比べて大きく設定したので、１つの単位鉄心２の磁束密度が残りの２つのそれぞれに比べて減少する。従って、１つの単位鉄心２での発熱量が減少するので、１つの単位鉄心２内の上端部が異常昇温することを確実に防止できる。しかも、１つの単位鉄心２の下面を残りの２つのそれぞれに対して面一とした。従って、作業者が分割鉄心３を床面に置いて分割鉄心３間の接合作業および冷却管２２の設置作業等を行う場合に分割鉄心３のぐらつきが抑えられるので、作業を行い易くなる。

上記実施例５においては、突出部２１内に冷却管２２に換えて放熱板３１を固定しても良い。
上記実施例５においては、突出部２１内から冷却管２２を廃止しても良い。

上記実施例３〜５においては、Ｍ（Ｍは４以上の整数）の単位鉄心２を軸方向に積層しても良い。この場合にはＭの単位鉄心２のうち軸方向の両端部の２つを除いた残りの少なくとも１つに突出部２１を設け、冷却管２２または放熱板３１を突出部２１内に収納すると良い。

以上、本発明の実施例を説明したが、この実施例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施例やその変形は発明の範囲や要旨に含まれると共に特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１は変圧器鉄心、２は単位鉄心、１１はギャップ、１２はギャップ、２１は突出部、２２は冷却管（冷却部材）、３１は放熱板（冷却部材）である。

Claims (1)

1. 磁気素材を巻回し、絶縁用の樹脂を含浸してなる３つ以上の複数の単位鉄心を軸方向に積層することで構成されたものであって、前記単位鉄心は成形後に二つに分割された分割鉄心を組み合わせて構成され、
   前記複数の単位鉄心のうち軸方向の両端部の２つを除いた残りの少なくとも１つには両端部の２つに比べて上へ突出するものであって内部に冷却部材が収納された突出部が設けられている変圧器鉄心。

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