JP7143235B2 - Iron core for stationary induction electric machine - Google Patents
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Description
本発明は静止誘導電器用鉄心に係り、特に、変圧器或いはリアクトル等の静止誘導電器の鉄心の一部又は全部に磁性薄帯、例えば、珪素鋼板やアモルファス磁性薄帯を用いたものに好適な静止誘導電器用鉄心に関するものである。 The present invention relates to an iron core for a static induction electric machine, and is particularly suitable for those using a magnetic ribbon such as a silicon steel plate or an amorphous magnetic ribbon as part or all of the iron core of a static induction electric machine such as a transformer or a reactor. The present invention relates to an iron core for stationary induction electric appliances.
世界の経済成長とともにエネルギー消費量は増加し続け、1965年から2015年までの約50年間で3.3倍に達した。 Energy consumption continued to increase along with global economic growth, reaching 3.3 times in the approximately 50 years from 1965 to 2015.
通常、変圧器の鉄心材料には、損失が少なく透磁率の大きい珪素鋼板が用いられてきたが、近年、エネルギー消費量の増加に伴う省エネニーズの高まりにより、変圧器の鉄心材料に、珪素鋼板に替わるアモルファス磁性薄帯を用いた高効率な変圧器(以下、アモルファス変圧器という)の需要が高まっている。 Silicon steel sheets, which have low loss and high magnetic permeability, are usually used as core materials for transformers. Demand for high-efficiency transformers using amorphous magnetic ribbons (hereinafter referred to as amorphous transformers) is increasing.
上記アモルファス磁性薄帯は、珪素鋼板に比べて電気抵抗率が大きく、板厚が1/10と薄いため渦電流損が小さい。また、アモルファス磁性薄帯は、非晶質であるため磁壁移動が容易で、かつ、ヒステリシス損が小さいという特徴があることから、変圧器の負荷がないときにも常に発生する無負荷損失が低いという利点を持つ。この利点を生かして、アモルファス変圧器は、運転負荷率の低い配電網への導入効果が高い技術として注目されている。 The amorphous magnetic ribbon has a higher electrical resistivity than a silicon steel sheet, and a thickness as thin as 1/10, so that eddy current loss is small. In addition, since the amorphous magnetic ribbon is amorphous, domain wall movement is easy and hysteresis loss is small, so the no-load loss that always occurs even when there is no load on the transformer is low. have the advantage of Taking advantage of this advantage, amorphous transformers are attracting attention as a technology that is highly effective in introducing them into distribution networks with low operating load factors.
これまで、アモルファス巻鉄心を用いた変圧器は、生産性の観点から6.6kVまでの比較的小容量の変圧器で製品化されてきた。一方、発電所から需要家に至る電力流通システムにおいて、配電分野の上流に目を向けると、22kVを超える特別高圧クラスの変電用変圧器の大半は、機械的強度が高く、大形化が容易な珪素鋼板を鉄心に用いた珪素鋼板変圧器が用いられている。 Until now, transformers using amorphous wound cores have been commercialized as relatively small-capacity transformers up to 6.6 kV from the viewpoint of productivity. On the other hand, in the power distribution system from the power plant to the consumer, looking at the upstream of the power distribution field, most of the special high voltage class transformers exceeding 22 kV have high mechanical strength and can be easily enlarged. A silicon steel plate transformer using a silicon steel plate for an iron core is used.
従って、アモルファス変圧器の大型化によって、特別高圧クラスの変圧器を珪素鋼板からアモルファス磁性薄帯に変更することで大きな省エネルギー効果が期待できる。 Therefore, with the increase in size of amorphous transformers, a large energy saving effect can be expected by changing transformers of special high voltage class from silicon steel sheets to amorphous magnetic ribbons.
例えば,日本の電力流通において発生する送電損失は世界的に見ても低く、約5%であるが、日本の年間総発電量はおよそ1兆kWhであり、わずか0.01%の送電効率の向上でも1億kWhの節電となることから、高効率なアモルファス変圧器の適用は有用であることがわかる。 For example, the transmission loss that occurs in power distribution in Japan is low by global standards, about 5%, but the total annual power generation in Japan is about 1 trillion kWh, and the transmission efficiency is only 0.01%. Even with the improvement, 100 million kWh of electricity can be saved, so it can be seen that the application of highly efficient amorphous transformers is useful.
また、出力が一定ではなく、低負荷率運転時の待機電力が問題となる再生可能エネルギー用途への適用で、無負荷損失の小さいアモルファス変圧器による大きな環境負荷低減が期待できる。 In addition, it is expected that amorphous transformers with low no-load loss will greatly reduce the environmental burden when applied to renewable energy applications where the output is not constant and standby power consumption during low-load operation is a problem.
アモルファス巻鉄心を大型化する場合、アモルファス磁性薄帯のように薄い磁性薄帯は、応力に敏感で、かつ、脆いため、一か所に荷重が集中しないようにする必要がある。また、事故などで巻線が短絡する際に発生する短絡機械力にも、鉄心自体が座屈しない強度を保持する必要がある。 When increasing the size of the amorphous wound core, it is necessary to prevent the load from concentrating in one place because thin magnetic ribbons such as amorphous magnetic ribbons are sensitive to stress and fragile. In addition, it is necessary to maintain the strength so that the iron core itself does not buckle against the short-circuit mechanical force that occurs when the windings are short-circuited due to an accident or the like.
そのため、例えば、特許文献1には、アモルファス巻鉄心の外周に金属製の鉄心ケースを設けて、鉄心全体のバインドをする際に、珪素鋼板鉄心が金属製の鉄心ケースを押さえつけ、アモルファス鉄心には直接応力がかからないような構成とすることが記載されている。これにより、巻線が短絡する際に発生する短絡機械力にも耐えることが可能となる。
For this reason, for example, in
しかしながら、アモルファス磁性薄帯は、珪素鋼板のように薄帯表面が絶縁材でコーティングされておらず、アモルファス磁性薄帯の表面に形成される酸化膜によって絶縁を保っている。 However, unlike the silicon steel sheet, the surface of the amorphous magnetic ribbon is not coated with an insulating material, and insulation is maintained by an oxide film formed on the surface of the amorphous magnetic ribbon.
そのため、アモルファス巻鉄心の内外周間の電気抵抗は小さく、鉄心が金属製の鉄心ケースと接触した場合は導通し、鉄心自体が短絡してしまう可能性がある。 Therefore, the electric resistance between the inner and outer circumferences of the amorphous wound iron core is small, and when the iron core comes into contact with the metallic iron core case, there is a possibility that the iron core itself will be short-circuited.
従って、アモルファス鉄心の保護と巻線の短絡機械力強化のために導入した特許文献1に記載されている鉄心ケースは、鉄心を保護するという性質上、剛性の高い金属で形成されるため、鉄心と金属製の鉄心ケースが接触して、鉄心自体が短絡してしまう可能性がある。
Therefore, the core case described in
この対策として、プレスボードなどの絶縁物で金属製の鉄心ケースを覆うことが考えられるが、変圧器の励磁による鉄心や巻線の振動で、プレスボードなどの絶縁物がずれたりして破れる可能性が高く、短絡防止の絶縁対策としては不十分である。 As a countermeasure, it is conceivable to cover the metal core case with an insulator such as a pressboard, but the vibration of the core and windings due to the excitation of the transformer may cause the insulator such as the pressboard to shift and break. It is not sufficient as an insulation measure to prevent short circuits.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い静止誘導電器用鉄心を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its object is to prevent electrical short-circuiting even in magnetic thin ribbons such as amorphous magnetic thin ribbons. To provide a high-strength iron core for a stationary induction electric machine.
本発明の静止誘導電器用鉄心は、上記目的を達成するために、巻線が挿入される鉄心主脚と、該鉄心主脚と所定の空間をもって平行に配置された鉄心側脚と、該鉄心側脚と前記鉄心主脚を繋ぐヨーク部とを備え、少なくとも前記鉄心主脚は、水平方向に隣接して配置されたアモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心と、該アモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心を挟むように配置された珪素鋼板積鉄心とから成ることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an iron core for a stationary induction electric machine according to the present invention comprises: a core main leg into which a winding is inserted; a core side leg arranged in parallel with the core main leg with a predetermined space therebetween; A side leg and a yoke portion connecting the core main leg, at least the core main leg comprising an amorphous wound core and a silicon steel sheet wound core horizontally adjacent to each other, and the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core. It is characterized by comprising a silicon steel laminated core arranged so as to sandwich the
具体的には、前記鉄心主脚は、その水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された1組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする。 Specifically, the core main leg has a plurality of the amorphous wound cores arranged in the horizontal direction at the central portion thereof in the horizontal cross section, and the silicon steel wound cores are arranged at both horizontal ends of the amorphous wound cores. At least two sets of the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core arranged in this way are arranged in the longitudinal direction in the horizontal cross section of the core main leg, and the amorphous wound core and the silicon The silicon steel sheet laminated core is arranged so as to sandwich the steel sheet wound core from the front-rear direction in the horizontal cross section of the core main leg.
本発明によれば、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で鉄心が形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い静止誘導電器用鉄心を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an iron core for a static induction electric machine with high mechanical strength without causing an electrical short circuit even if the iron core is formed of a magnetic ribbon such as an amorphous magnetic ribbon. can.
以下、図示した実施例に基づいて本発明の静止誘導電器用鉄心を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。 The iron core for a static induction electric machine according to the present invention will now be described based on the illustrated embodiments. In addition, in each embodiment, the same symbols are used for the same components.
図1(a)、図1(b)、図1(c)、図1(d)及び図1(e)に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例1として、単相の変圧器鉄心1を示す。
1(a), 1(b), 1(c), 1(d) and 1(e) show a single-phase transformer as an
図1(a)に示すように、本実施例の変圧器鉄心1は、巻線4(図2参照)が挿入される鉄心主脚1Aと、この鉄心主脚1Aと所定の空間をもって平行に配置された鉄心側脚1Bと、鉄心側脚1Bと鉄心主脚1Aを繋ぐヨーク部1Cとから概略構成され、これらは、上下で鉄心支持金具2により支持されている。
As shown in FIG. 1(a), the
そして、本実施例では、鉄心主脚1Aが、図1(b)に示すように、水平方向(図1(b)の左右方向)に隣接して配置されたアモルファス巻鉄心1b(図1(e)参照)及び珪素鋼板巻鉄心1c(図1(e)参照)と、このアモルファス巻鉄心1b及び珪素鋼板巻鉄心1cを、図1(b)の上下方向から挟むように配置された珪素鋼板積鉄心1a(図1(d)参照)とから構成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1(b), the core
具体的には、本実施例の鉄心主脚1Aは、その水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心1bが水平方向に複数(本実施例では2個)配置されると共に、アモルファス巻鉄心1bの水平方向両端部のそれぞれに珪素鋼板巻鉄心1cが配置され、このように配置された1組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cが、鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向(図1(b)の上下方向)に、本実施例では2組配置され、かつ、アモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cを、鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心1aが配置されている。
Specifically, in the core
上記鉄心主脚1Aの構成は、鉄心主脚1Aの水平方向断面における中央部に配置されたアモルファス巻鉄心1bが、珪素鋼板巻鉄心1cと珪素鋼板積鉄心1aで囲まれている構成である。
The configuration of the core
また、2組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cの間(中央部)の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図1(c)に示すようなH鋼3が挿入配置されている。
In addition, in the horizontal direction (central portion) between the two sets of
更に、本実施例では、図1(b)に示すように、アモルファス巻鉄心1bの鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向の幅L1が、珪素鋼板巻鉄心1cの前後方向の幅L2よりも短く形成されている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1B, the longitudinal width L1 of the core
次に、上述した実施例1における変圧器鉄心1の製作方法について、図2を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the
一般に、巻鉄心は、切断した磁性臼薄帯を積層面がコの字をなすように積層し、巻線を挿入した後、バットジョイントやラップジョイントと呼ばれる方法で、左右の磁性薄帯を交互に重ね合わせて製作され、最後に、巻線が挿入された鉄心主脚とヨーク部を接合してリング状に構成し閉磁路を形成している。 In general, wound cores are made by laminating cut magnetic mortar strips so that the lamination surfaces form a U-shape, inserting windings, and alternating the left and right magnetic strips by a method called butt joint or lap joint. Finally, the iron core main leg with the winding inserted and the yoke are joined to form a ring shape to form a closed magnetic circuit.
まず、図2の(a)に示すように、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで鉄心を形成し、バインドで締めることで変圧器鉄心1の形状を保持する。
First, as shown in FIG. 2(a), a
次に、鉄心主脚1Aに巻線4を図2の(a)の下方から挿入し、珪素鋼板積鉄心1aの挿し鉄作業と珪素鋼板巻鉄心1cのラップ作業を実施し、図2の(b)のようにする。
Next, the
更に、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで囲まれた空間(図2の(b)の点線で示した部分)にアモルファス巻鉄心1bを挿入してラップ作業を実施し、図2の(c)のようにする。最後に、巻線4が挿入された鉄心主脚1Aとヨーク部1Cを接合してリング状に構成し閉磁路を形成し、変圧器鉄心1が製作される。
Further, the
このような本実施例の変圧器鉄心1の構成における効果を、以下に説明する。
Effects of the configuration of the
上述した特許文献1では、鉄心ケースを用いてアモルファス巻鉄心を保護する構造としていたが、本実施例の変圧器鉄心1の構造は、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで、アモルファス巻鉄心1bの周囲を囲んでアモルファス巻鉄心1bを保護する構造としている。
In
そのため、本実施例では、鉄心ケースを省略することができ、鉄心ケースの金属部分と鉄心が接触する事象がなく、電気的に短絡することがなくなる。 Therefore, in this embodiment, the core case can be omitted, and the metal portion of the core case and the core do not come into contact with each other, thereby eliminating an electrical short circuit.
また、変圧器鉄心1を支持するための剛性は、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで担保することができるため、系統事故などで巻線短絡が発生した場合にも、短絡機械力による鉄心の座屈を防止できる。
In addition, since the rigidity for supporting the
また、特許文献1の鉄心ケースは、巻線の短絡機械力に耐える構造となっているため、厚みのある金属板で製作され、その分変圧器の重量を増加させる一因となっていたが、本実施例の変圧器鉄心1の構造を採用することで、特許文献1のような鉄心ケースを除くことができ、変圧器の重量を軽減することが可能になると共に、鉄心ケースを除くことで、コストも削減可能となる。
In addition, since the iron core case of
従って、本実施例によれば、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で鉄心が形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い変圧器鉄心1を得ることができる。
Therefore, according to this embodiment, even if the core is formed of a magnetic ribbon such as an amorphous magnetic ribbon, the
図3(a)、図3(b)、図3(c)、図3(d)及び図3(e)に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例2として、三相5脚の変圧器鉄心1を示す。
3(a), 3(b), 3(c), 3(d) and 3(e) show a 3-phase 5-leg structure as a second embodiment of the core for a stationary induction machine of the present invention. A
該図に示す本実施例では、3つの鉄心主脚1Aが実施例1と同様な構造を成している。
In this embodiment shown in the figure, three core
即ち、本実施例の3つの鉄心主脚1Aは、その水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心1bが水平方向に複数(本実施例では2個)配置されると共に、アモルファス巻鉄心1bの水平方向両端部のそれぞれに珪素鋼板巻鉄心1cが配置され、このように配置された1組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cが、鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向(図3(b)の上下方向)に、本実施例では2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cを、鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心1aが配置されている。
That is, in the three core
本実施例の鉄心主脚1Aの構成も、実施例1と同様に、鉄心主脚1Aの水平方向断面における中央部に配置されたアモルファス巻鉄心1bが、珪素鋼板巻鉄心1cと珪素鋼板積鉄心1aで囲まれている構成である。
In the configuration of the core
また、本実施例でも、2組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cの間(中央部)の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図3(c)に示すようなH鋼3が挿入配置されている。
Also in the present embodiment, in order to increase the strength of the core, an H (H) as shown in FIG. A
更に、本実施例でも、図3(b)に示すように、アモルファス巻鉄心1bの鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向の幅L1が、珪素鋼板巻鉄心1cの前後方向の幅L2よりも短く形成されている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3B, the longitudinal width L1 of the core
このような本実施例の三相5脚の変圧器鉄心1であっても、実施例1と同様な効果を得ることができる。
Even with the three-phase five-
図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(d)及び図4(e)に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例3として、三相3脚の変圧器鉄心1を示す。
4(a), 4(b), 4(c), 4(d) and 4(e) show a three-phase three-legged core as a third embodiment of the core for stationary induction electric machine of the present invention. A
該図に示す本実施例では、1つの鉄心主脚1Aと2つの鉄心側脚1Bが実施例1と同様な構造を成している。
In this embodiment shown in the figure, one core
即ち、本実施例の1つの鉄心主脚1Aと2つの鉄心側脚1Bは、その水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心1bが水平方向に複数(本実施例では2個)配置されると共に、アモルファス巻鉄心1bの水平方向両端部のそれぞれに珪素鋼板巻鉄心1cが配置され、このように配置された1組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cが、鉄心主脚1A及び鉄心側脚1Bの水平方向断面における前後方向(図4(b)の上下方向)に、本実施例では2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cを、鉄心主脚1A及び鉄心側脚1Bの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心1aが配置されている。
That is, in the core
本実施例の1つの鉄心主脚1Aと2つの鉄心側脚1Bの構成も、実施例1と同様に、鉄心主脚1A及び鉄心側脚1Bの水平方向断面における中央部に配置されたアモルファス巻鉄心1bが、珪素鋼板巻鉄心1cと珪素鋼板積鉄心1aで囲まれている構成である。
The structure of one core
また、本実施例でも、1つの鉄心主脚1Aと2つの鉄心側脚1Bは、2組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cの間(中央部)の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図4(c)に示すようなH鋼3が挿入配置されている。
Also, in this embodiment, one core
更に、本実施例でも、1つの鉄心主脚1Aと2つの鉄心側脚1Bは、アモルファス巻鉄心1bの鉄心主脚1A及び鉄心側脚1Bの水平方向断面における前後方向の幅L1が、珪素鋼板巻鉄心1cの前後方向の幅L2よりも短く形成されている。
Further, in the present embodiment as well, one core
このような本実施例の三相3脚の変圧器鉄心1であっても、実施例1と同様な効果を得ることができる。
Even with the three-phase, three-
図5(a)、図5(b)、図5(c)、図5(d)、図5(e)、図5(f)及び図5(g)に、本発明の静止誘導電器用鉄心の実施例4として、実施例3の三相3脚の変圧器鉄心1を改良した三相3脚の変圧器鉄心1を示す。
5(a), 5(b), 5(c), 5(d), 5(e), 5(f) and 5(g) show the stationary induction electric appliance of the present invention. As Example 4 of the core, a three-phase three-
該図に示す本実施例では、実施例3の変圧器鉄心1に対して、鉄心側脚1Bの最外周の珪素鋼板巻鉄心1cを珪素鋼板積鉄心1a´に変更して三相3脚の変圧器鉄心1を構成している。
In the present embodiment shown in the figure, the outermost silicon steel sheet wound
即ち、本実施例の変圧器鉄心1は、鉄心主脚1Aが、図5(b)に示すように、水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心1bが水平方向に複数配置されると共に、アモルファス巻鉄心1bの水平方向両端部に珪素鋼板巻鉄心1cが配置され、このように配置された1組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cが、鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向(図5(b)の上下方向)に、本実施例では2組配置され、かつ、アモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cを、鉄心主脚1Aの水平方向断面における前後方向から挟むように珪素鋼板積鉄心1aが配置されている。
That is, in the
一方、鉄心側脚1Bは、図5(c)及び図5(d)に示すように、水平方向断面における中央部にアモルファス巻鉄心1bが水平方向に複数配置されると共に、アモルファス巻鉄心1bの水平方向内側端部に珪素鋼板巻鉄心1cが配置され、アモルファス巻鉄心1bの水平方向外側端部に別の珪素鋼板積鉄心1a´が配置され、このように配置された1組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1c及び別の珪素鋼板積鉄心1a´が、鉄心側脚1Bの水平方向断面における前後方向(図5(c)及び図5(d)の上下方向)に、本実施例では2組配置され、かつ、アモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1c及び別の珪素鋼板積鉄心1a´を、鉄心側脚1Bの水平方向断面における前後方向(図5(c)及び図5(d)の上下方向)から挟むように珪素鋼板積鉄心1aが配置されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 5(c) and 5(d), the core-
また、本実施例では、鉄心主脚1Aは、2組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1cの間(中央部)の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図5(c)に示すようなH鋼3が挿入配置され、一方、2組のアモルファス巻鉄心1bと珪素鋼板巻鉄心1c及び別の珪素鋼板積鉄心1a´の間(中央部)の水平方向には、鉄心の強度を高めるために、図5(c)に示すようなH鋼3が挿入配置されている。
Further, in this embodiment, the core
更に、本実施例でも、アモルファス巻鉄心1bの鉄心主脚1A及び鉄心側脚1Bの水平方向断面における前後方向の幅L1が、珪素鋼板巻鉄心1cの前後方向の幅L2よりも短く形成されている。
Furthermore, in this embodiment, the width L1 in the horizontal cross section of the core
次に、上述した実施例4における変圧器鉄心1の製作方法について、図6を用いて説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、図6の(a)に示すように、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで鉄心を形成し、バインドで締めることで変圧器鉄心1の形状を保持する。
First, as shown in FIG. 6(a), a
次に、鉄心主脚1Aに巻線4を図6の(a)の下方から挿入し、珪素鋼板積鉄心1aの挿し鉄作業と珪素鋼板巻鉄心1cのラップ作業を実施し、図6の(b)のようにする。
Next, the winding 4 is inserted into the core
更に、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで囲まれた空間(図6の(b)の点線で示した部分)にアモルファス巻鉄心1bを挿入してラップ作業を実施し、図6の(c)のようにする。最後に、アモルファス巻鉄心1bの外周部に珪素鋼板積鉄心1aの挿し鉄作業を実施し、変圧器鉄心1を製作する。
Further, the
このような本実施例の構造とすることにより、上述した特許文献1では、鉄心ケースを用いてアモルファス巻鉄心を保護する構造としていたが、本実施例の変圧器鉄心1の構造は、鉄心主脚1Aでは、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで、アモルファス巻鉄心1bの周囲を囲んでアモルファス巻鉄心1bを保護する構造とし、鉄心側脚1Bでは、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1c及び別の珪素鋼板積鉄心1a´で、アモルファス巻鉄心1bの周囲を囲んでアモルファス巻鉄心1bを保護する構造としている。
By adopting such a structure of the present embodiment, in
そのため、本実施例では、鉄心ケースを省略することができ、鉄心ケースの金属部分と鉄心が接触する事象がなく、電気的に短絡することがなくなる。 Therefore, in this embodiment, the core case can be omitted, and the metal portion of the core case and the core do not come into contact with each other, thereby eliminating an electrical short circuit.
また、変圧器鉄心1を支持するための剛性は、鉄心主脚1Aでは、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1cで担保することができ、鉄心側脚1Bでは、珪素鋼板積鉄心1aと珪素鋼板巻鉄心1c及び別の珪素鋼板積鉄心1a´で、担保することができるため、系統事故などで巻線短絡が発生した場合にも、短絡機械力による鉄心の座屈を防止できる。
Further, the rigidity for supporting the
また、特許文献1の鉄心ケースは、巻線の短絡機械力に耐える構造となっているため、厚みのある金属板で製作され、その分変圧器の重量を増加させる一因となっていたが、本実施例の変圧器鉄心1の構造を採用することで、特許文献1のような鉄心ケースを除くことができ、変圧器の重量を軽減することが可能になると共に、鉄心ケースを除くことで、コストも削減可能となる。
In addition, since the iron core case of
従って、本実施例によれば、アモルファス磁性薄帯のような磁性薄帯で鉄心が形成されたものであっても、電気的な短絡を招くことなく、機械強度の高い変圧器鉄心1を得ることができる。
Therefore, according to this embodiment, even if the core is formed of a magnetic ribbon such as an amorphous magnetic ribbon, the
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加える事も可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をする事が可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail to facilitate understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Also, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
1…変圧器鉄心、1A…鉄心主脚、1B…鉄心側脚、1C…ヨーク部、1a…珪素鋼板積鉄心、1a´…別の珪素鋼板積鉄心、1b…アモルファス巻鉄心、1c…珪素鋼板巻鉄心、2…鉄心支持金具、3…H鋼、4…巻線。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
少なくとも前記鉄心主脚は、水平方向に隣接して配置されたアモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心と、該アモルファス巻鉄心及び珪素鋼板巻鉄心を挟むように配置された珪素鋼板積鉄心とから成ることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 A core main leg into which windings are inserted, a core side leg arranged parallel to the core main leg with a predetermined space, and a yoke portion connecting the core side leg and the core main leg,
At least the core main leg comprises an amorphous wound core and a silicon steel wound core arranged horizontally adjacent to each other, and a silicon steel laminated core arranged to sandwich the amorphous wound core and the silicon steel wound iron core. An iron core for a stationary induction electric machine characterized by:
前記鉄心主脚は、その水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された1組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 The iron core for a stationary induction electric appliance according to claim 1,
The core main leg has a plurality of amorphous wound cores arranged in the horizontal direction at the central portion of the horizontal cross section, and the silicon steel wound cores arranged at both ends of the amorphous wound core in the horizontal direction. At least two sets of the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core are arranged in the longitudinal direction in the horizontal cross section of the core main leg, and the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core are arranged, An iron core for a stationary induction electric machine, wherein the silicon steel plate-laminated iron core is arranged so as to sandwich the iron core main leg from the front-rear direction in a horizontal cross-section.
前記鉄心主脚の水平方向断面における中央部に配置された前記アモルファス巻鉄心は、前記珪素鋼板巻鉄心と前記珪素鋼板積鉄心で囲まれていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 The iron core for a stationary induction electric appliance according to claim 2,
An iron core for a stationary induction electric machine, wherein the amorphous wound iron core disposed in the center of the horizontal cross section of the iron core main leg is surrounded by the silicon steel sheet wound iron core and the silicon steel sheet laminated iron core.
2組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心の間の水平方向にH鋼が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 The iron core for a stationary induction electric appliance according to claim 2 or 3,
An iron core for a static induction electric machine, characterized in that an H-beam is arranged horizontally between two pairs of the amorphous wound iron core and the silicon steel wound iron core.
前記アモルファス巻鉄心の前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向の幅が、前記珪素鋼板巻鉄心の前後方向の幅よりも短いことを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 The iron core for a stationary induction electric machine according to any one of claims 1 to 4,
An iron core for a stationary induction electric machine, wherein the width in the longitudinal direction of the main leg of the amorphous wound iron core in the horizontal cross section is shorter than the width in the longitudinal direction of the silicon steel wound iron core.
前記静止誘導電器用鉄心は、単相鉄心、三相3脚鉄心或いは三相5脚鉄心のいずれかであることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 The iron core for a stationary induction electric machine according to any one of claims 1 to 5,
A core for a static induction electric machine, wherein the core for a static induction electric machine is any one of a single-phase core, a three-phase three-leg core, and a three-phase five-leg core.
前記三相3脚鉄心は、前記鉄心主脚と前記鉄心側脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された1組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚及び前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚及び前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されているか、
或いは前記鉄心主脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された1組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置され、
一方、前記鉄心側脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向内側端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、前記アモルファス巻鉄心の水平方向外側端部に別の珪素鋼板積鉄心が配置され、このように配置された1組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心及び前記別の珪素鋼板積鉄心が、前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心及び前記別の珪素鋼板積鉄心を、前記鉄心側脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 The iron core for a stationary induction electric appliance according to claim 6,
The three-phase three-legged core has a plurality of core main legs and core side legs arranged horizontally in a central portion in a horizontal cross section, and a plurality of amorphous wound cores are horizontally arranged at both ends of the amorphous wound core in the horizontal direction. The silicon steel sheet wound core is arranged, and at least two sets of the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core thus arranged are arranged in the longitudinal direction of the horizontal cross section of the core main leg and the core side leg. and the silicon steel sheet laminated core is arranged so as to sandwich the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core from the front-rear direction in the horizontal cross section of the core main leg and the core side leg;
Alternatively, the core main leg has a plurality of the amorphous wound cores arranged in the horizontal direction at the central portion in the horizontal cross section, and the silicon steel wound cores are arranged at both ends of the amorphous wound core in the horizontal direction. At least two sets of the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core are arranged in the longitudinal direction in the horizontal cross section of the core main leg, and the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core are arranged, The silicon steel laminated core is arranged so as to sandwich the core main leg from the front-rear direction in the horizontal cross section,
On the other hand, the core-side leg has a plurality of the amorphous wound cores arranged in the horizontal direction at the central portion in the horizontal cross section, and the silicon steel sheet wound core is arranged at the horizontal inner end portion of the amorphous wound cores. Another silicon steel plate laminated core is arranged at a horizontal outer end portion of the amorphous wound core, and a set of the amorphous wound core and the silicon steel plate wound core arranged in this way, and the another silicon steel plate laminated core are arranged as described above. At least two sets are arranged in the longitudinal direction in the horizontal cross section of the core side leg, and the amorphous wound core, the silicon steel sheet wound core, and the another silicon steel sheet laminated core are arranged in the longitudinal direction in the horizontal cross section of the core side leg. An iron core for a stationary induction electric machine, wherein the silicon steel sheet-laminated iron cores are arranged so as to be sandwiched between them.
前記三相5脚鉄心は、前記鉄心主脚が、水平方向断面における中央部に前記アモルファス巻鉄心が水平方向に複数配置されると共に、前記アモルファス巻鉄心の水平方向両端部に前記珪素鋼板巻鉄心が配置され、このように配置された1組の前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心が、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向に少なくとも2組配置され、かつ、前記アモルファス巻鉄心と前記珪素鋼板巻鉄心を、前記鉄心主脚の水平方向断面における前後方向から挟むように前記珪素鋼板積鉄心が配置されていることを特徴とする静止誘導電器用鉄心。 The iron core for a stationary induction electric appliance according to claim 6,
In the three-phase five-legged core, the core main leg has a plurality of the amorphous wound cores arranged horizontally in the central portion of the horizontal cross section, and the silicon steel wound cores are arranged at both ends of the amorphous wound core in the horizontal direction. are arranged, and at least two sets of the amorphous wound core and the silicon steel sheet wound core arranged in this way are arranged in the front-rear direction in the horizontal cross section of the core main leg, and the amorphous wound core and An iron core for a stationary induction electric machine, wherein the silicon steel sheet laminated core is arranged so as to sandwich the silicon steel sheet wound core from the front and back direction in a horizontal cross section of the core main leg.
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