JP7222085B2 - 変圧器および変圧器の製造方法 - Google Patents
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Description
本開示の実施形態は、変圧器、特に中周波変圧器(MFT)に関する。本開示のさらなる実施形態は、変圧器の製造方法に関する。
中周波数変圧器(MFT)は、様々な電気電子システムにおいて重要な部品である。一例として、鉄道車両において、補助変換器および固体変圧器(SST)は、体積の大きい低周波数の牽引変圧器を取り換える。SSTは、例えば、再生可能エネルギー源、EV充電インフラストラクチャ、データセンタ、または船舶上の電力グリッドのグリッド一体化のためにさらに応用されると考えられる。SSTは、今後ますます重要な役割を果たすと予想される。
上記に鑑みて、独立請求項に記載の変圧器および変圧器の製造方法が提供される。さらなる態様、利点および特徴は、従属請求項、明細書および添付の図面から明らかである。
以下、様々な実施形態を詳細に説明する。実施形態の1つ以上の例は、図面に示される。各例は、説明のために提供され、限定を意味するものではない。例えば、一実施形態の一部として図示または記載された特徴を任意の他の実施形態に使用することまたは任意の他の実施形態と併用することによって、別の実施形態を構成することができる。本開示は、これらの修正例および変形例を含むことを意図している。
1 変圧器
2 巻線の軸
10 第1の巻線
20 第2の巻線
21 リッツ線の端部
22 リッツ線の中央部
23 リッツ線
24 鋳型
25 外部接続部
26 リッツ線の第2の端部
27 第2の外部接続部
30 強磁性コア
40 軸外向き方向と第1の巻線に向かう方向との間の象限
41 軸外向き方向と第1の巻線から離れる方向との間の象限
L1 第1の巻線の第1の長さ
L2 第2の巻線の第2の長さ
100 プレスまたは押し込み装置
101 ホイールまたはロール
102 第1のホイールまたはロールの軸
103 第2のホイールまたはロール
104 第2のホイールまたはロールの軸
Claims (15)
- 変圧器(1)であって、
軸方向を規定する軸(2)の周りに配置された第1の巻線(10)と、
前記軸(2)の周りに配置され第2の巻線(20)とを備え、
前記第2の巻線(20)は、前記第2の巻線(20)の軸方向端部位置に配置された端部(21)と前記第2の巻線(20)の軸方向中央位置に配置された中央部(22)とを有するリッツ線(23)を含み、前記リッツ線(23)は、前記端部(21)で第1の断面を有し、前記中央部(22)で第2の断面を有し、前記軸方向中央位置から前記軸方向端部位置に向かう方向が、軸外向き方向を規定し、前記第1の断面および前記第2の断面の各々は、前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)に向かう方向との間の象限(40)において、前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)に向かう方向との間に延びる湾曲を含み、前記第1の断面の前記湾曲は、前記第2の断面の前記湾曲よりも小さい、変圧器。 - 前記第1の巻線(10)は、内側巻線であり、
前記第2の巻線(20)は、外側巻線である、請求項1に記載の変圧器。 - 前記第1の巻線(10)は、前記軸方向に沿って第1の長さ(L1)で延在し、
前記第2の巻線(20)は、前記軸方向に沿って第2の長さ(L2)で延在し、
前記第2の長さ(L2)は、前記第1の長さ(L1)よりも短い、請求項1または2に記載の変圧器。 - 前記第1の断面および前記第2の断面の各々は、前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)から離れる方向との間の第2の象限(41)において、第2の湾曲を含み、
前記第2の湾曲は、前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)に向かう方向との間に延び、
前記第1の断面の前記第2の湾曲は、前記第2の断面の前記第2の湾曲よりも小さい、請求項1~3のいずれか一項に記載の変圧器。 - 前記変圧器は、強磁性コア(30)をさらに備え、
前記第1の巻線(10)は、前記強磁性コア(30)の周りに配置される、請求項1~4のいずれか一項に記載の変圧器。 - 前記第2の巻線(20)の前記端部(21)は、前記軸(2)の周りに配置された少なくとも300°のターン、特に少なくとも360°のターンを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記第2の巻線(20)は、高圧巻線であり、
前記第1の巻線(10)は、低圧巻線である、請求項1~6のいずれか一項に記載の変圧器。 - 前記第2の断面は、本質的に矩形の形状を有し、
前記第1の断面は、楕円部分と本質的に矩形部分との形状を有し、
前記楕円部分は、少なくとも、前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)に向かう方向との間の前記象限(40)に配置される、請求項1~7のいずれか一項に記載の変圧器。 - 前記リッツ線(23)は、前記中央部(22)および前記端部(21)を含む連続導体(23)であり、
前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)に向かう方向との間の前記象限(40)に位置する前記端部(21)の前記第1の断面の前記湾曲は、前記リッツ線(23)をプレス成形することによって形成される、請求項1~8のいずれか一項に記載の変圧器。 - 前記第2の巻線(20)は、2列の径方向の前記リッツ線(23)を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記変圧器は、前記第1の巻線(10)および前記第2の巻線(20)を埋め込む鋳物(24)をさらに備える、請求項1~10のいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記リッツ線(23)の前記第1の断面の断面積と前記第2の断面の断面積とは、本質的に等しい、請求項1~11のいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記変圧器は、中周波変圧器、特に乾式注型中周波変圧器である、請求項1~12のいずれか一項に記載の変圧器。
- 変圧器の製造方法であって、
軸(2)の方向に沿って第1の巻線(10)を配置することと、
中央部(22)および端部(21)を含むリッツ線(23)を準備することと、
前記リッツ線(23)から、第2の巻線(20)を前記軸(2)の周りに形成することとを含み、
前記端部(21)は、前記第2の巻線の軸方向端部位置に配置され、前記中央部(22)は、前記第2の巻線(20)の軸方向中央位置に配置され、前記リッツ線(23)は、前記端部(21)で第1の断面を有し、前記中央部(22)で第2の断面を有し、前記軸方向中央位置から前記軸方向端部位置に向かう方向が、軸外向き方向を規定し、前記第1の断面および前記第2の断面の各々は、前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)に向かう方向との間の象限において、前記軸外向き方向と前記第1の巻線(10)に向かう方向との間に延びる湾曲を含み、前記第1の断面の前記湾曲は、前記第2の断面の前記湾曲よりも小さい、方法。 - 前記リッツ線(23)は、前記第2の巻線(20)の長さにわたって本質的に一定の断面を有し、
前記第2の巻線(20)の形成は、前記端部(21)に応じて、前記リッツ線(23)の特定の長さにわたって、前記リッツ線(23)を第1のホイールまたはロール(101)と第2のホイールまたはロール(104)との間に押し込むことを含む、請求項14に記載の方法。
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