JPH0214766B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、変圧器、リアクトル等の静止誘導器
用鉄心に関する。

〔発明の背景〕

静止誘導器用鉄心、例えば内鉄形変圧器に用い
られる単相２脚鉄心は、脚鉄と継鉄を重なり部で
重ねて接合されるとともに、この脚鉄と継鉄を構
成する鋼板の幅が異なる多数のブロツクを組合わ
せることで概略円形になるように積層し構成され
ている。このような構成を第１図および第２図に
示す。

第１図は従来の単相２脚鉄心の積層鋼板を示す
平面図、第２図はその脚鉄の断面図である。図
で、１は脚鉄、２は継鉄である。脚鉄１と継鉄２
はその両端部において互いに衝合わされて接合さ
れる。このような脚鉄１と継鉄２の接合鋼板が複
数積層されるのであるが、脚鉄１と継鉄２より成
る鉄心が締付けられて一体に構成されるべく、脚
鉄１と継鉄２との接合部は第１図に示すように鋼
板毎にずらされている。３はこのずれた接合部の
間の部分である重なり部である。第２図から明ら
かなように、第１図に示す積層鋼板は、その幅の
等しい鋼板の積層が１つのブロツクとなり、幅の
異なるブロツクが順次積層されて鉄心が構成され
る。そして、そのブロツクの幅は、両外側から内
側に向つて順次増大している。このため、脚鉄お
よび継鉄は断面がほぼ円形となり、巻線を支障な
く装着することができる。

ところで、このような接合部を有する鉄心の構
成においては、当該接合部で重なり部３が生じ、
この重なり部３で鉄損で磁歪振動が大きくなり、
ひいては励磁電流や騒音が大きくなることが知ら
れている。その原因は、明確に解明されていない
が、接合部の存在のため、磁束が当該接合部と隣
接する鋼板を通り、この結果その部分の磁束密度
が増大することによるものと推測されている。こ
こで、重なり部３の幅と鉄損との関連を調べると
次のようになる。

第３図ａは積層鋼板の重なり部の平面図、第３
図ｂは重なり部の幅と鉄損の関係を示すグラフで
ある。第３図ａで、脚鉄１および継鉄２は幅ｌの
鋼板が用いられ、その接合部における重なり部３
は幅Δlの重なりを有する。この鋼板の幅ｌと重
なり部の幅Δlの比Δl／ｌと鉄損との関係が第３
図ｂのグラフに示される。即ち、鉄損は比Δl／
ｌが増加するにしたがつてほぼ直線的に増加す
る。

従来、静止誘導器用鉄心にあつては、重なり部
３の幅Δlは常に一定に保持されていた。したが
つて、第２図に示すような、ブロツクの幅が内側
に向つて順次増大している構成では、比Δl／ｌ
が大きくなる鉄心表層部ほど鉄損が大きくなると
いう欠点が生じることになる。

第４図は上記欠点を改良する従来の積層鋼板の
重なり部の平面図である。この構成においては、
脚鉄１と継鉄２の重なり部３の幅Δlを、接合部
をずらすことで幅Δl₁、Δl₂、Δl₃と変化させてい
る。このような構成は特公昭49−9809号公報に従
来例として示されている。しかしながら、このよ
うな構成は、同一鋼板幅ｌを有する同一の鉄心ブ
ロツク内で、重なり部の幅Δlを変化させるだけ
であるから、鋼板幅ｌが小さくなる鉄心表層部ほ
ど比Δl／ｌが大きくなることに変りはなく、第
１図乃至第３図に示す従来の鉄心構成を本質的に
改良するものではなく、依然として大きな鉄損を
発生していた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来の欠点を除き、鉄損
や磁歪振動を減少し、ひいては励磁電流や騒音を
小さくすることができる静止誘導器用鉄心を提供
するにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、同一幅の
鋼板を複数積層して１ブロツクとし、幅の異なる
複数ブロツクで脚鉄および継鉄を構成し、これら
脚鉄および継鉄を接合部で接合して成る静止誘導
器用鉄心において、前記接合部を、前記各ブロツ
クの幅に対して一定の比率の重なり幅をもつて前
記脚鉄と前記継鉄とを重ねて構成したことを特徴
とする。さらに本発明は、前記接合部を、表層部
以外の部分において前記各ブロツクの幅に対して
一定の比率の重なり幅をもつて前記脚鉄と前記継
鉄とを重ねて構成し、表層部においてそのブロツ
クの幅に対して前記一定の比率より大きい比率の
重なり幅をもつて前記脚鉄と前記継鉄とを重ねて
構成したことをも特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第５図ａ，ｂは本発明の第１の実施例に係る単
相２脚鉄心の積層鋼板の重なり部の平面図、第５
図ｃは第５図ａ，ｂに示す鉄心の厚みと鉄損の関
係を示すグラフである。第５図ａには、鉄心の中
央部のブロツクの鋼板が示され、その脚鉄１およ
び継鉄２の幅ｌは鉄心の最大の幅となる。この場
合、重なり部３の重なり幅はΔlであり、その比
はΔl／ｌとなる。一方、第５図ｂには、鉄心の
表層部に近いブロツクの鋼板が示され、その脚鉄
１および継鉄２の幅は第５図ａに示す鋼板の幅ｌ
の半分、即ち幅0.5lである。本実施例において
は、この場合の重なり部３の幅を従来の鉄心にお
けるように幅Δlとせず、幅0.5Δlとするものであ
る。したがつて、鋼板の幅と重なり部の幅との比
は0.5Δl／0.5l＝Δl／ｌとなり、鉄心中央部のブロ
ツクにおける比と等しくなる。このように、重な
り部３の幅はすべてのブロツクについて、そのブ
ロツクの鋼板の幅との比が等しくなるように設定
されている。

鉄損と、重なり部の幅Δlと鋼板幅ｌの比Δl／
ｌとは第３図ｂに示す関係にある。したがつて、
従来の構成におけるように、重なり部の幅Δlが
すべてのブロツクについて等しい場合、第２図に
示すような断面を有する鉄心における鉄損は、第
５図ｃの点線Ｅに示すように鉄心中央部で最低と
なり、鉄心表層部に近づくに従つて増加する。こ
れに対して、本実施例のように各ブロツクの比
Δl／ｌを一定に構成すると第５図ｃの実線Ｆに
示すように、各ブロツクにおいて等しくなる。こ
の場合、鉄損は、構成される鉄心の鋼板中の最大
幅のものを基準にして比Δl／ｌを決定すると最
小となる。しかしながら、鉄心を構成したときの
機械的強度や鉄損の裕度等の面から、最大幅の鋼
板を基準にできない場合は、最大幅以外の鋼板の
幅を基準として選ぶと、鉄損を任意の値で一定に
保持することができる。

このように、本実施例では、重なり部の幅Δl
と鋼板の幅ｌの比Δl／ｌを各ブロツク一定とし
たので、鉄心中で一定の低鉄損、低磁歪振動を実
現することができ、励磁電流や騒音を小さくする
ことができる。

第６図は本発明の第２の実施例に係る単相２脚
鉄心を用いた場合の鉄心の厚みと鉄損の関係を示
すグラフである。本実施例においては、図に示す
ように、鉄心表層部Ａ（１又は複数ブロツク）に
おける重なり部の幅Δlと鋼板幅ｌの比Δl／ｌを、
中央部Ｂにおける比Δl／ｌより多少増加するよ
うに構成する。増加の程度は種々の条件により決
定されるが、数10％程度とされる。この場合、鉄
損は実線Ｇに示すように鉄心表層部Ａで増加する
が、その増加の程度は極く僅かであり、点線Ｅに
示される従来構成の鉄損に比べて充分に改善され
ていることが明らかである。

このように、本実施例では、重なり部の幅Δl
と鋼板の幅ｌの比Δl／ｌを鉄心表層部において
のみ多少増加するようにしたので、さきの実施例
とほぼ同じ効果を達成することができる。又、鉄
心構成時、鉄心表層部になるほど一定の組立精度
を得るのが困難であり、かつ鉄心接合強さが減少
するのであるが、本実施例では鉄心表層部の重な
り部の幅をさきの実施例の場合より大きくするこ
とができるので、組立精度および鉄心接合強さに
対する裕度を確保することができる。

第７図乃至第９図はそれぞれ本発明の第３、第
４、第５の実施例に係る３相３脚鉄心の積層鋼板
の平面図である。第７図は脚鉄１と継鉄２をスク
ラツプが発生しないように切断して構成する経済
的な接合法を採用した鋼板の積層を示し、中央脚
部における脚鉄１と継鉄２の重なり部４を除いた
他の重なり部３において、重なり部３の幅Δlと
鋼板幅ｌの比Δl／ｌがほぼ一定となるように構
成されている。

第８図および第９図は脚鉄１と継鉄２が中央脚
部で重なり部を含む鋼板の積層を示し、第８図に
示す鋼板においては継鉄２に形成されるＶ字形の
切込部により脚鉄１との接合がなされ、第９図に
示す鋼板においては継鉄２の切断部により脚鉄１
との接合がなされる。いずれの場合も中央脚部に
重なり部５を有する。このような構成において
も、重なり部３および重なり部５の幅Δlと鋼板
幅ｌの比Δl／ｌがほぼ一定となるように構成さ
れている。

このように、第３、第４、第５の実施例におい
ては、３層３脚鉄心のすべての重なり部の幅Δl
と鋼板幅ｌとの比Δl／ｌをほぼ一定としたので、
第１および第２の実施例と同じ効果を奏するもの
である。

第１０図は本発明の第６の実施例に係る静止誘
導器用鉄心の積層鋼板の重なり部の平面図であ
る。本実施例では脚鉄１の幅ｌと継鉄２の幅l′が
異なり、幅l′が幅ｌに比べて数％大きくされ、よ
り一層の鉄損特性の改善を図る構成となつてい
る。このような構成における重なり部６の幅
Δl′と鋼板幅との比は、最大の継鉄幅l′を基準に設
定され、鉄心は比Δl′／l′がすべてのブロツクにお
いてほぼ一定となるように構成されている。

このように、本実施例においては、鋼板幅とし
て脚鉄幅と継鉄幅のうち大きな方の幅を選択し、
これを基準として、重なり幅との比をほぼ一定と
なるようにしたので、第１および第２の実施例と
同じ効果を奏するものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、脚鉄と継鉄の
接合部における重なり部の幅と鋼板の幅との比が
各ブロツクについて一定となるようにしてので、
鉄損や磁歪振動を減少し、励磁電流や騒音を小さ
くすることができる。

さらに、上記の比が、表層部以外の部分である
一定の値となるようにし、表層部においてより大
きな値となるようにしたので、上記の結果に加え
て、組立精度および鉄心接合強さに対する裕度を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単相２脚鉄心の積層鋼板を示す
平面図、第２図は第１図に示す脚鉄の断面図、第
３図ａは積層鋼板の重なり部の平面図、第３図ｂ
は当該重なり部の幅と鉄損の関係を示すグラフ、
第４図は他の従来例の積層鋼板の重なり部の平面
図、第５図ａ，ｂは本発明の第１の実施例に係る
単相２脚鉄心の積層鋼板の重なり部の平面図、第
５図ｃは第５図ａ，ｂに示す鉄心の厚みと鉄損の
関係を示すグラフ、第６図は本発明の第２の実施
例に係る単相２脚鉄心を用いた場合の鉄心の厚み
と鉄損の関係を示すグラフ、第７図乃至第９図は
それぞれ本発明の第３、第４および第５の実施例
に係る３相３脚鉄心の積層鋼板の平面図、第１０
図は本発明の第６の実施例に係る静止誘導器用鉄
心の積層鋼板の重なり部の平面図である。 １……脚鉄、２……継鉄、３，５，６……重な
り部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一幅の鋼板を複数積層して１ブロツクと
   し、幅の異なる複数ブロツクで脚鉄および継鉄を
   構成し、これら脚鉄および継鉄を接合部で接合し
   て成る静止誘導器用鉄心において、前記接合部
   を、前記各ブロツクの幅に対して一定の比率の重
   なり幅をもつて前記脚鉄と前記継鉄とを重ねて構
   成したことを特徴とする静止誘導器用鉄心。 ２ 同一幅の鋼板を複数積層して１ブロツクと
   し、幅の異なる複数プロツクで脚鉄および継鉄を
   構成し、これら脚鉄および継鉄を接合部で接合し
   て成る静止誘導器用鉄心において、前記接合部
   を、表層部以外の部分において前記各ブロツクの
   幅に対して一定の比率の重なり幅をもつて前記脚
   鉄と前記継鉄とを重ねて構成し、表層部において
   そのブロツクの幅に対して前記一定の比率より大
   きい比率の重なり幅をもつて前記脚鉄と前記継鉄
   とを重ねて構成したことを特徴とする静止誘導器
   用鉄心。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項において、
   前記鉄心は、前記各ブロツクにおける鋼板の幅が
   表層部から中央部に向つてブロツク毎に増加する
   構成とされていることを特徴とする静止誘導器用
   鉄心。