JP6977369B2 - 変圧器の鉄心支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、変圧器の鉄心支持構造に関し、特に、アモルファス合金薄帯を多層に巻回した鉄心を備える変圧器の鉄心支持構造に関する。

変圧器は、電磁誘導を利用して交流電力の電圧を変換する機器であり、磁気回路を構成する鉄心と、電気回路を構成する巻線（コイル）とを備えている。このような変圧器においては、鉄心として、アモルファス合金薄帯を多層に巻回した巻鉄心を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようにアモルファス合金薄帯を用いることで、損失が少なく、磁気的な特性が優れた鉄心を構成することができる。特許文献１の巻鉄心では、２本の脚部と、これら脚部の一端部間及び他端部間を連結する２本の継鉄部とを備え、各脚部及び各継鉄部で囲まれる開口部を形成している。

ここで、アモルファス合金薄帯は、製造上の理由からその板厚が極めて薄く、剛性に乏しくなる。このため、アモルファス合金薄帯を多層に巻回した巻鉄心では、脚部によって継鉄部を十分に支えられずに変形や歪みが生じ、巻鉄心の磁気特性が劣化する可能性が高くなる。そこで、開口部の内側であって継鉄部の内面側に沿うように板状の支持部材を設け、巻鉄心の形状を維持する構成が知られている。

特開２０００−２１６４２号公報

しかしながら、上記のように支持部材を設けた構成では、巻鉄心から発生する漏れ磁束が支持部材に鎖交するので、その鎖交した位置に渦電流が発生して鉄損が増加する、という問題がある。特に、アモルファス合金薄帯を用いた巻鉄心は損失が少なくなるので、支持部材での鉄損が変圧器全体の損失で大きな割合を占めることになり、支持部材の鉄損を低減させることの重要性が高くなる。また、支持部材に非磁性材料を用いれば支持部材の鉄損を低減できるが、支持部材の材料コストが上昇する、という問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、支持部材を安価に製造しつつ、支持部材での鉄損を低減させることができる変圧器の鉄心支持構造を提供することを目的とする。

本発明における変圧器の鉄心支持構造は、開口部が形成された巻鉄心と、前記巻鉄心に挿入された巻線と、前記巻鉄心を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記巻鉄心の開口部内に配置され、当該巻鉄心の内側面に接触する平板部を備え、前記平板部には、前記巻鉄心からの漏れ磁束で発生した渦電流を遮断する遮断部が形成され、前記遮断部は、前記平板部を貫通する開口となるスリットにより形成されていることを特徴とする。

また、本発明における変圧器の鉄心支持構造は、開口部が形成された巻鉄心と、前記巻鉄心に挿入された巻線と、前記巻鉄心を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記巻鉄心の開口部内に配置され、当該巻鉄心の前記開口部における内側面に接触する部分と前記巻鉄心の前記開口部における内側面と対向する側の内側面に接触する部分とにそれぞれ平板部を備え、前記各平板部の少なくとも一方には、前記巻鉄心からの漏れ磁束で発生した渦電流を遮断する遮断部が形成され、前記遮断部は、前記平板部を貫通する開口となるスリットにより形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、支持部材の平板部に遮断部を形成したので、平板部を遮断部によって分割して遮断部により渦電流を遮断することができる。これにより、鎖交する磁束に対する渦電流の電流量を少なくすることができ、支持部材での鉄損を低減することができる。この結果、特に、損失が少ないアモルファス合金薄帯による鉄心にて、相対的に支持部材での損失が大きくなることを抑制でき、且つ、アモルファス合金薄帯の低剛性に起因する変形等を支持部材で抑制することができる。また、渦電流が発生する位置に遮断部を形成する加工を行えばよいので、簡単な追加加工によって遮断部を形成できる上、高価な非磁性材料を用いる必要をなくして支持部材の製造コストを抑制することができる。

本発明の変圧器の鉄心支持構造によれば、支持部材の平板部に遮断部を形成したので、支持部材を安価に製造しつつ、支持部材での鉄損を低減させることができる。

本実施の形態に係る鉄心支持構造が適用される変圧器の要部を示す正面図である。 図２Ａ〜図２Ｃは本実施の形態に係る変圧器が有する支持板の説明図である。 図３Ａは図１に示す二点鎖線Ａ−Ａにおける断面図、図３Ｂは支持板の固定部分の拡大図である。 本実施の形態に係る変圧器の製造工程の説明図である。 本実施の形態に係る変圧器の製造工程の説明図である。 本実施の形態に係る変圧器の製造工程の説明図である。 本実施の形態に係る変圧器の製造工程の説明図である。 図８Ａは本実施の形態に係る平板部での渦電流を模式的に示す説明図、図８Ｂは従来構造の平板部での渦電流を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る変圧器の鉄心支持構造について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る鉄心支持構造をモールド変圧器に適用する場合について説明する。しかしながら、本発明に係る鉄心支持構造の適用対象は、モールド変圧器に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、モールド変圧器以外の乾式変圧器（例えば、Ｈ種乾式変圧器）やガス絶縁変圧器及び油入変圧器に適用することもできる。

図１は、本実施の形態に係る鉄心支持構造が適用される変圧器の要部を示す正面図である。図１に示す変圧器１は、磁気回路を構成する鉄心１０と、電気回路を構成する巻線（コイル）２０と、鉄心１０の一部を収容するフレーム３０とを含んで構成されている。図１においては、３つの巻線２０に挿入した鉄心１０の一部を上下一対のフレーム３０（３０１、３０２）に固定した３相３脚構造の変圧器１を示している。なお、本発明の適用対象となる変圧器の構造については、これに限定されるものではなく、３相５脚構造等の任意の構造を有する変圧器１に適用可能である。

鉄心１０は、アモルファス合金薄帯を多層に巻回し、正面視にて概して矩形成形された巻鉄心で構成される。より具体的にいうと、鉄心１０は、２５μｍのアモルファス合金薄帯を巻回した巻鉄心で構成される。図１に示すように、鉄心１０は、内側に配置される一対の内側鉄心部１０１と、これらの内側鉄心部１０１の外側（外周側）に配置される外側鉄心部１０２とを有している。それぞれの内側鉄心部１０１は個別にアモルファス合金薄帯が巻回される。

鉄心１０を構成する各内側鉄心部１０１の中央には、開口部１０３が形成されている。すなわち、鉄心１０には、電磁鋼板の積層方向に直交して貫通する一対の開口部１０３ａ、１０３ｂが形成されている。これらの開口部１０３は、鉄心１０の窓部と呼ばれることもある。鉄心１０は、上下方向に延びる複数（本実施の形態では３本）の脚部１１〜１３と、各脚部１１〜１３の一端部となる上端部間を連結する上継鉄部（第１継鉄部）１４と、各脚部１１〜１３の他端部となる下端部間を連結する下継鉄部（第２継鉄部）１５とを備えた形状に設けられる。なお、内側鉄心部１０１の内周及び外側鉄心部１０２の外周には、鉄心１０の形状を維持すると共に、鉄心１０自体を補強するために電磁鋼板が配置されている。

巻線２０は、例えば、内側巻線２０１及び外側巻線２０２を有し（図１に不図示、図５参照）、これらの巻線２０の全表面が樹脂又は樹脂を含んだ絶縁機材で被覆されている。巻線２０を被覆する樹脂としては、例えば、耐熱性及び電気絶縁性に優れたエポキシ樹脂が用いられる。それぞれの巻線２０は、鉄心１０の各脚部１１〜１３の周囲に配置されている。これらの巻線２０は、不図示のスペーサ部材を介してフレーム３０（３０１、３０２）との間で位置決めされている。

フレーム３０は、上側フレーム３０１及び下側フレーム３０２を有している。上側フレーム３０１は、下方側に開口した箱形状を有しており、その内部に鉄心１０の上継鉄部１４を収容可能に構成されている。一方、下側フレーム３０２は、上方側に開口した箱形状を有しており、その内部に鉄心１０の下継鉄部１５を収容可能に構成されている。これらのフレーム３０は、変圧器１の組立時等に治具として機能すると共に、組立完了後に鉄心１０や巻線２０を保護する。

フレーム３０には、支持部材を構成する複数（本実施の形態では、４つ）の支持板４０が固定される。これらの支持板４０は、鉄心１０の開口部１０３内に配置され、鉄心１０の内側からフレーム３０に固定される。より具体的にいうと、これらの支持板４０は、開口部１０３の内側面１０３ｃに面接触して鉄心１０を支持した状態でフレーム３０に固定される。これらの支持板４０は、後述するフレーム３０のフランジ部３０ａ（図３参照）に対して固定される。なお、これらの支持板４０は、鉄心１０を支持する支持部材の一例として機能する。

支持板４０は、例えば、軟鋼等の金属板材に打ち抜き加工及び折り曲げ加工を施して形成される。本実施の形態において、支持板４０は、一対の上側支持板４１、４２と、一対の下側支持板４３、４４とから構成される。一対の上側支持板４１、４２は、上側フレーム３０１に固定される。一方、一対の下側支持板４３、４４は、下側フレーム３０２に固定される。また、上側支持板４１及び下側支持板４３は、開口部１０３ａ内に配置されている。一方、上側支持板４２及び下側支持板４４は、開口部１０３ｂ内に配置されている。

図２は、本実施の形態に係る変圧器１が有する支持板４０の説明図である。図２においては、支持板４０の平面図（図２Ａ）、側面図（図２Ｂ）及び正面図（図２Ｃ）を示している。なお、支持板４０を構成する上側支持板４１、４２及び下側支持板４３、４４は、共通の構成を有している。

図２Ａに示すように、支持板４０は、厚さ方向両側の主面つまり表裏面が概して長方形状となる平板部４０１を有している。平板部４０１は、図２Ａでの上下方向が長手方向となり、図２Ａでの左右方向が短手方向となる。この平板部４０１には、四隅部近傍に舌片部４０２が形成されている。これらの舌片部４０２は、平板部４０１の一部を構成するものであり、平板部４０１の長手方向に延出して形成されている。平板部４０１（舌片部４０２を含む）の長手方向の寸法Ｌ１は、側面視にて鉄心１０の幅方向の寸法Ｌ２よりも広い幅に構成されている（図３Ａ参照）。すなわち、平板部４０１は、鉄心１０の幅より広い幅を有している。

それぞれの舌片部４０２の上面には、軸部４０３が設けられている。これらの軸部４０３は、舌片部４０２（平板部４０１）と直交する方向に延出している（図２Ｂ及び図２Ｃ参照）。これらの軸部４０３の周囲には、図示しないねじ溝が形成されている。以下においては、説明の便宜上、図２Ａに示す平板部４０１の上方側に延出する舌片部４０２を「舌片部４０２ａ」と呼び、平板部４０１の下方側に延出する舌片部４０２を「舌片部４０２ｂ」と呼ぶものとする。また、舌片部４０２ａに設けられる軸部４０３を「軸部４０３ａ」と呼び、舌片部４０２ｂに設けられる軸部４０３を「軸部４０３ｂ」と呼ぶものとする。なお、これらの軸部４０３は、支持板４０をフレーム３０に固定する固定部の一例として機能する。

また、平板部４０１の側縁部には、一対の垂下部４０４が形成されている。これらの垂下部４０４は、舌片部４０２が形成されていない平板部４０１の辺に形成されている。それぞれの垂下部４０４は、平板部４０１と直交する方向（軸部４０３とは反対方向）に延出している。垂下部４０４は、支持板４０が鉄心１０の開口部１０３内に配置された場合に、支持板４０の水平方向（図１Ａに示す左右方向）の位置決めに利用される。

更に、平板部４０１には、その長手方向に延出する複数（本実施の形態では４本）のスリット４０５が形成されている。スリット４０５は、延出方向に直交する所定の幅寸法を有して平板部４０１を厚さ方向に貫通する開口として形成される。複数のスリット４０５は、相互に平行であって同じ長さに形成されている。複数のスリット４０５において、平板部４０１の短手方向で隣り合うスリット４０５同士の間隔は均一になっている、つまり、スリット４０５同士が等間隔に形成されている。なお、スリット４０５が発揮する機能については後述する。

このような構成を有し、支持板４０は、鉄心１０の開口部１０３内に配置され、鉄心１０の内側からフレーム３０に固定される。以下、支持板４０の固定態様について、図１及び図３を参照して説明する。図３は、図１に示す二点鎖線Ａ−Ａにおける断面図（図３Ａ）及び支持板４０の固定部分の拡大図（図３Ｂ）である。図３Ｂは、図３Ａに示す二点鎖線内の構成を拡大して示している。なお、図３Ａにおいては、説明の便宜上、巻線２０を省略している。

図３Ａに示すように、上側フレーム３０１の下端部及び下側フレーム３０２の上端部には、フランジ部３０ａが設けられている。フランジ部３０ａは、上側フレーム３０１の下端部及び下側フレーム３０２の上端部から、図３Ａに示す側方側に延出して設けられている。鉄心１０を挟んで反対側に配置されるフランジ部３０ａの下面（上面）は、同一平面上に配置されている。また、フランジ部３０ａの所定位置には、支持板４０の軸部４０３が挿通される貫通孔３０ｂが形成されている（図３Ｂ参照）。

上側支持板４２は、鉄心１０の開口部１０３ｂ内において、平板部４０１の上面で開口部１０３ｂの上側の内側面１０３ｃに面接触するように配置される。このとき、上側支持板４２は、舌片部４０２（４０２ａ、４０２ｂ）の軸部４０３（４０３ａ、４０３ｂ）が、フランジ部３０ａの貫通孔３０ｂに挿通されるように配置される。より具体的にいうと、軸部４０３は、ねじ溝にナットＮ１を装着した状態で貫通孔３０ｂに挿通される（図３Ｂ参照）。そして、貫通孔３０ｂから突出した軸部４０３に複数（本実施の形態では、２つ）のナットＮ２、Ｎ３が装着される。そして、これらのナットＮ１〜Ｎ３を締め付けることによって上側支持板４２が上側フレーム３０１に固定される。

下側支持板４４は、これらの上側支持板４２と同様に、下側フレーム３０２に対して固定される。なお、下側フレーム３０２に対する下側支持板４４の固定方法については、上下方向が逆転されることを除き、上側支持板４２と同様である。このため、図３Ａにその固定状態を示し、その説明を省略する。なお、補足すると、下側支持板４４は、平板部４０１の下面で開口部１０３ｂの下側（上側の内側面１０３ｃに対向する側）の内側面１０３ｃに面接触するように配置される。また、鉄心１０の開口部１０３ａにおける支持板４０の固定態様についても、開口部１０３ｂにおける固定態様と同様であるため、その説明を省略する。

以下、上記構成を有する変圧器１を製造する工程について、図４〜図７を参照して説明する。図４〜図７は、本実施の形態に係る変圧器１の製造工程の説明図である。なお、以下に示す変圧器１の製造工程においては、説明の便宜上、鉄心１０の開放作業前の工程及び閉合作業後の工程について省略している。また、図４〜図７においては、変圧器１の製造ラインに沿って配置されるレールＲの一部と、下側フレーム３０２の下面に設けられ、レールＲ上での変圧器１の移動を支援する移動機構Ｍとを示している。

鉄心１０の開放作業においては、図１に示すように、矩形成形された内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２のうち、上継鉄部１４で水平方向に延出する部分の中央部が開放され、正面視にて概してＵ字形状とされる（図４参照）。なお、図４〜図７に示す製造工程においては、鉄心１０の開放作業及び閉合作業において、オーバーラップ方式が適用される場合について説明するが、これに限定されるものではなく、ステップラップ方式等の他の方式が適用されてもよい。

鉄心１０の開放作業は、鉄心１０を下側フレーム３０２に固定した状態で行われる（図４参照）。この場合、鉄心１０は、下側支持板４３、４４を介して下側フレーム３０２に固定されている。下側支持板４３、４４は、内側鉄心部１０１の内側面（開口部１０３を規定する下方側の内側面）であって下継鉄部１５の内面（上面）に面接触した状態で下側フレーム３０２に固定されている（図１参照）。開放作業が完了した鉄心１０は、図４に示すように、下側フレーム３０２上にて、内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２が上方側に延びた状態とされる。

このように開放された鉄心１０（内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２）が巻線２０に挿入されるように、巻線２０が鉄心１０に装着される（鉄心挿入工程）。この鉄心挿入工程においては、鉄心１０（内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２）が、巻線２０を構成する内側巻線２０１の内側の貫通孔２０３に挿入される。これにより、図５に示すように、巻線２０が下側フレーム３０２上の所定位置に配置される。このとき、鉄心１０は、巻線２０の貫通孔２０３から上方側に突出している。

そして、巻線２０よりも上方側に突出する鉄心１０の間に位置するように、上側支持板４１、４２が配置される（図６参照）。この場合、上側支持板４１、４２は、軸部４０３（４０３ａ、４０３ｂ）が上方側に突出した状態で配置される。上側支持板４１、４２は、図示しないスペーサ部材上に一時的に配置される。このスペーサ部材は、巻線２０の上端面に載置される。このように巻線２０上に載置することにより、上側支持板４１、４２は、鉄心１０の開口部１０３内に配置される。

上側支持板４１、４２が巻線２０上に配置された状態において、図６に示すように、外側に配置された内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２は、閉合作業時の邪魔にならないように、変圧器１の外側に折り曲げられる。

外側に折り曲げられた内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２が内側に折り曲げられると共に、中央に配置された内側鉄心部１０１が外側に折り曲げられる。そして、これらの内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２が閉合される（閉合工程）。この閉合工程においては、図７に示すように、内側鉄心部１０１及び外側鉄心部１０２を構成するアモルファス合金薄帯の端面が接合される。この閉合工程を経て、鉄心１０は、開放前の状態に戻る。なお、この鉄心１０の閉合作業は、鉄心１０の接合作業又は再接合作業と呼ばれることもあり、図７においては、説明の便宜上、外側鉄心部１０２の閉合箇所の中心を破線Ｃで示している。

閉合工程を完了した後、上側フレーム３０１が鉄心１０上に配置される。上側フレーム３０１は、巻線２０から露出する鉄心１０の上端部を収容するように配置される（図１参照）。この場合、上側フレーム３０１は、図示しないスペーサ部材上に配置される。このスペーサ部材は、巻線２０の上端面に載置される。

上側フレーム３０１が配置された後、巻線２０の上端面に載置された上側支持板４１、４２が上側フレーム３０１に固定される。この場合、上側支持板４１、４２は、鉄心１０を内側から支持した状態で上側フレーム３０１に固定される。より具体的には、鉄心１０の開口部１０３を規定する上方側の内側面に面接触して支持した状態で上側フレーム３０１に固定される（図１参照）。以上のような一連の工程を経て、本実施の形態に係る変圧器１が完成する。

次いで、支持板４０の平板部４０１に発生する渦電流について説明する。完成した変圧器１に対して所定の電力供給を行うことで、巻線２０に電流が流れて鉄心１０に主磁束（図示省略）及び漏れ磁束Ｌが発生し、かかる漏れ磁束Ｌは、例えば、図１の点線で示す位置及び方向に発生する。かかる漏れ磁束は支持板４０に入射して平板部４０１の厚さ方向に鎖交し、漏れ磁束Ｌの周りに渦電流が発生する。渦電流が発生すると鉄損の原因となるので、渦電流の電流量を抑制する必要がある。これと同時に、変圧器１においては、材料費削減、加工作業の負担軽減を通じて製造コストを抑える要請がある。そこで、本実施の形態では、平板部４０１に対し、図３Ａに示したスリット４０５を形成している。

ここで、平板部に発生する渦電流について、スリット４０５を形成した本実施の形態のタイプと、スリット４０５を形成しない従来構造タイプとを比較して説明する。図８Ａは本実施の形態に係る平板部での渦電流を模式的に示す説明図、図８Ｂは従来構造の平板部での渦電流を模式的に示す説明図である。図８Ｂにおける従来構造の支持板４０Ａは、平板部４０１Ａに対し、上記実施の形態のスリット４０５を形成しない点を除き、実施の形態の支持板４０と同様に構成される。図８Ｂの平板部４０１Ａに漏れ磁束Ｌが鎖交すると、渦電流Ｅが複数箇所で発生する。かかる渦電流Ｅは、最外周部が平板部４０１Ａの外縁または隣り合う渦電流Ｅの最外周部に達する領域に発生する。図８Ｂの従来構造の例では、平板部４０１Ａを長手方向に３等分するように略同じ大きさの渦電流Ｅが発生する。

一方、図８Ａの本実施の形態では、スリット４０５を形成して平板部４０１を分割しており、スリット４０５の形成位置にて渦電流Ｅが流れないようにすることができる。言い換えると、スリット４０５が渦電流を遮断する遮断空間（遮断部）として機能するよう形成される。これにより、従来構造との比較において、本実施の形態では、平板部４０１の渦電流Ｅが流れる領域を平板部４０１の短手方向で狭め、渦電流Ｅを短手方向にて分割することができる。この結果、それぞれの渦電流Ｅの径寸法が小さくなり、従来構造と同じ漏れ磁束Ｌが鎖交しても、渦電流Ｅが流れる領域を小さくして渦電流Ｅの電流量を少なくすることができる。

例えば、図８Ａの本実施の形態では、４本のスリット４０５により、その形成領域にて平板部４０１を短手方向で等分に３分割している。これにより、図８Ｂの従来構造に比べ、渦電流Ｅの形成数が３倍になるものの、渦電流Ｅの径寸法を約１／３にすることができる。この結果、本実施の形態では、渦電流Ｅが流れる総面積を従来構造の約１／３にすることができ、渦電流Ｅの電流量は渦電流Ｅの面積に比例するので、渦電流Ｅの電流量も約１／３にして渦電流Ｅに起因する鉄損を低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、平板部４０１に渦電流を遮断する遮断空間（遮断部）としてスリット４０５を形成したので、スリット４０５を形成しない場合に比べ、鎖交する漏れ磁束Ｌに対する渦電流Ｅの電流量を少なくして平板部４０１での鉄損を低減することができる。そして、損失が少ないアモルファス合金薄帯を用いた鉄心１０との対比において、平板部４０１での損失が大きくなって変圧器１全体としての性能が低下することを回避することができる。

しかも、スリット４０５を形成する簡単な加工によって鉄損を低減できるので、支持板４０に高価な非磁性材料を用いたり、支持板４０を複雑な積層構造としたりしなくてよくなる。これにより、支持板４０の鉄損の低減を図るため、製造コストが上昇することを抑制でき、安価な支持板４０を実現することができる。

また、スリット４０５が平板部４０１の長手方向に延出するので、１本のスリット４０５の長さを長く確保でき、且つ、スリット４０５の形成数に対して分割される領域の面積や幅を小さくすることができる。これにより、鉄損の低減効果を維持しつつ、スリット４０５の加工回数を少なくしたり、加工時間を短くしたりすることができ、これによっても、製造コストを抑制することができる。

更に、隣り合うスリット４０５同士が等間隔に形成されることで、スリット４０５間で発生する渦電流Ｅの大きさを均一化することができる。これにより、渦電流Ｅに起因する鉄損の発生量を容易に計算可能となり、変圧器１全体での仕様等に応じた設計の容易化を図ることもできる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記実施の形態においては、４つの支持板４０（上側支持板４１、４２及び下側支持板４３、４４）にスリット４０５を形成したが、上側支持板４１、４２だけに形成したり下側支持板４３、４４だけに形成したりしてもよい。下側支持板４３、４４だけにスリット４０５を形成した場合は、各脚部１１〜１３の一端部が下端部、他端部が上端部となり、下継鉄部１５が第１継鉄部、上継鉄部１４が第２継鉄部となる。

また、平板部４０１にて渦電流を遮断する遮断部は上記のスリット４０５に限定されるものでなく、種々の変更が可能である。例えば、平板部４０１を短手方向に分割して形成し、それらの間に隙間を設けることで遮断部としてもよい。また、スリット４０５を短手方向に延出する等、形成する方向を変えたり、スリット４０５を延出方向に断続的にする等、延出方向の長さを変えたり、平板部４０１に散点的に方形や円形等の開口を形成して遮断部としたりしてもよい。また、遮断部は空間である必要はなく、渦電流を遮断する性質を持つ非導電部材などをスリット内に備える構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、上側支持板４１、４２、下側支持板４３、４４を介して鉄心１０を上側フレーム３０１、下側フレーム３０２に固定する場合について説明している。しかしながら、支持板４０による鉄心１０の固定態様については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、上側支持板４１、４２のみを用いて上側フレーム３０１に固定する態様としてもよい。

また、本実施の形態では、本発明を変圧器に適用した構成について説明したが、上述した作用効果が得られるのであれば、他の電力用静止器や電力変換装置に適用することも可能である。

本発明の変圧器の鉄心支持構造によれば、支持板を安価に製造しつつ、支持板での鉄損を低減できるという効果を奏し、アモルファス合金薄帯を巻回した巻鉄心を備える変圧器に好適に用いることができる。

１ 変圧器
１０ 鉄心
１０３、１０３ａ、１０３ｂ 開口部
１０３ｃ 内側面
１１〜１３ 脚部
１４ 上継鉄部（第１継鉄部）
１５ 下継鉄部（第２継鉄部）
２０ 巻線
４０ 支持板
４０１ 平板部
４０５ スリット（開口、遮断部）
４１、４２ 上側支持板
４３、４４ 下側支持板
Ｅ 渦電流
Ｌ 漏れ磁束

Claims (7)

1. 開口部が形成された巻鉄心と、前記巻鉄心に挿入された巻線と、前記巻鉄心を支持する支持部材とを備え、
   前記支持部材は、前記巻鉄心の開口部内に配置され、当該巻鉄心の内側面に接触する平板部を備え、
   前記平板部には、前記巻鉄心からの漏れ磁束で発生した渦電流を遮断する遮断部が形成され、
   前記遮断部は、前記平板部を貫通する開口となるスリットにより形成されることを特徴とする変圧器の鉄心支持構造。
2. 開口部が形成された巻鉄心と、前記巻鉄心に挿入された巻線と、前記巻鉄心を支持する支持部材とを備え、
   前記支持部材は、前記巻鉄心の開口部内に配置され、当該巻鉄心の前記開口部における内側面に接触する部分と前記巻鉄心の前記開口部における内側面と対向する側の内側面に接触する部分とにそれぞれ平板部を備え、
   前記各平板部の少なくとも一方には、前記巻鉄心からの漏れ磁束で発生した渦電流を遮断する遮断部が形成され、
   前記遮断部は、前記平板部を貫通する開口となるスリットにより形成されていることを特徴とする変圧器の鉄心支持構造。
3. 前記巻鉄心は、複数の脚部と、前記複数の脚部の一端部間を連結する第１継鉄部と、前記複数の脚部の他端部間を連結する第２継鉄部とを備え、
   前記支持部材は、前記平板部における前記脚部側の側縁部に設けられる垂下部を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変圧器の鉄心支持構造。
4. 前記平板部は、前記巻鉄心の幅よりも広い幅を有し、
   前記支持部材は、前記平板部における前記巻鉄心の外側の位置に配置され、前記巻鉄心を挟んで反対側の位置に配置される複数の固定部を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の変圧器の鉄心支持構造。
5. 前記平板部は、厚さ方向両側の主面が長手方向と短手方向とを有する形状に設けられ、
   前記スリットは、前記長手方向に延出していることを特徴とする請求項４に記載の変圧器の鉄心支持構造。
6. 前記スリットは複数本平行に形成され、隣り合う前記スリット同士が等間隔に形成されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の変圧器の鉄心支持構造。
7. 前記巻鉄心は、アモルファス合金薄帯を巻回して構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の変圧器の鉄心支持構造。

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