JPH08148346A - High frequency transformer - Google Patents

High frequency transformer

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Publication number
JPH08148346A
JPH08148346A JP28315994A JP28315994A JPH08148346A JP H08148346 A JPH08148346 A JP H08148346A JP 28315994 A JP28315994 A JP 28315994A JP 28315994 A JP28315994 A JP 28315994A JP H08148346 A JPH08148346 A JP H08148346A
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JP
Japan
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cooling water
ring core
water pipe
winding
secondary winding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28315994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Kato
光雄 加藤
Kazuya Tsurusaki
一也 鶴▲崎▼
Mikio Hanamoto
幹夫 花本
Kuniyuki Kajinishi
邦幸 梶西
Taketoshi Eguchi
剛敏 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eguchi Koshuha Kk
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Eguchi Koshuha Kk
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Eguchi Koshuha Kk, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Eguchi Koshuha Kk
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  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a simple, compact and high performance cooling structure by resin molding the ring core, the cooling water tube, the primary winding, the secondary winding and the insulation tape. CONSTITUTION: A ring-like cooling water tube 24 is disposed concentrically to a tubular ring core 23 while touching the outer circumference thereof. The ring core 23 and the cooling water tube 24 are applied with a secondary winding 22 through an insulation tape 25. The secondary winding 22 is formed of a litz wire. The insulation tape 25 is wound around the secondary winding 22 which is then applied with a primary winding 21 through the insulation tape 25. The primary winding 21 is formed of a litz wire. The primary winding 21 is wound, similar to the secondary winding 22, along a route of the inner circumferential face of the ring core 23→upper end face of the ring core 23 and the cooling water tube 24→outer circumferential face of the cooling water tube 24→lower end face of the ring core 23 and the cooling water tube 24. The ring core 23, the cooling water tube 24, the primary winding 21, the secondary winding 22 and the insulation tape 25 are molded of an epoxy resin 26.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高周波変成器に関し、構
造を小型化し性能を向上させるよう工夫したものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency transformer, which is devised so as to reduce the size of the structure and improve the performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】誘導加熱装置では、発振器と誘導加熱コ
イルとの間に、インピーダンスマッチング用の高周波変
成器(マッチングトランス)を介装している。発振器と
しては、従前では真空管式発振器(出力周波数30〜5
00kHz 、出力電圧6〜7kV)が用いられていたが、近
年の半導体の高周波・大容量対応化に伴ない、近年では
半導体を使用した周波数変換器(出力周波数30〜50
0kHz 、出力電圧200〜2000V)が使用される。
半導体使用の周波数変換器では、出力周波数が高周波
(30〜500kHz )であっても出力電圧を低く(20
0〜2000V)することができる。
2. Description of the Related Art In an induction heating apparatus, a high frequency transformer (matching transformer) for impedance matching is provided between an oscillator and an induction heating coil. As an oscillator, a vacuum tube oscillator (output frequency 30 to 5
00kHz, output voltage 6 ~ 7kV) was used, but with the recent high frequency and large capacity of semiconductors, frequency converter using semiconductors (output frequency 30 ~ 50)
0 kHz, output voltage 200-2000 V) is used.
With a frequency converter using semiconductors, the output voltage is low (20 V) even if the output frequency is high frequency (30-500 kHz).
0-2000V).

【0003】上記周波数変換器を用いた場合には、1次
電圧が低くなるため、マッチングトランスの1次巻線と
2次巻線との間の絶縁が楽にでき、コロナ対策も軽くな
るという利点がある。しかし1次電圧が低いため、マッ
チングトランスの結合度を高くしておかなければならな
い。結合度が低いと電力ロスが大きく、効率が悪くなる
からであり、特に1次電圧が低い場合には、これら悪影
響による効率悪化が問題となる。
When the above frequency converter is used, the primary voltage is lowered, so that the insulation between the primary winding and the secondary winding of the matching transformer can be facilitated and the corona countermeasure can be lightened. There is. However, since the primary voltage is low, the degree of coupling of the matching transformer must be high. This is because if the degree of coupling is low, the power loss is large and the efficiency is deteriorated. Especially, when the primary voltage is low, the efficiency deterioration due to these adverse effects becomes a problem.

【0004】ここで図13〜図15を参照して、結合度
を高くした実公平3−14795号に示されている高周
波変成器01を説明する。なお図13はフレームを省略
して示す斜視図、図14は平面図、図15は図14のX
−X断面図である。
A high frequency transformer 01 shown in Japanese Utility Model Publication No. 3-14795, which has a high degree of coupling, will be described with reference to FIGS. Note that FIG. 13 is a perspective view showing a frame omitted, FIG. 14 is a plan view, and FIG. 15 is X of FIG.
It is a -X sectional view.

【0005】図13〜図15に示すようにこの高周波変
成器01では、フェライトコアを枠状に組み立てて成る
フェライトコアユニット02を3個並設し、これらフェ
ライトコアユニット02の脚部に、楕円形状の1次巻線
03及び2次巻線04が巻装されている。1次巻線03
は直列巻となっており、2次巻線04は並列巻となって
おり、図15に示すように、1次巻線03と2次巻線0
4は一層ずつ交互配置されて結合度を高くしている。
As shown in FIGS. 13 to 15, in this high-frequency transformer 01, three ferrite core units 02 formed by assembling ferrite cores in a frame shape are arranged side by side, and the legs of these ferrite core units 02 are elliptical. A primary winding 03 and a secondary winding 04 having a shape are wound. Primary winding 03
Is a serial winding, and the secondary winding 04 is a parallel winding. As shown in FIG. 15, the primary winding 03 and the secondary winding 0
4 are alternately arranged one by one to increase the degree of coupling.

【0006】フェライトコアユニット02の両端にはフ
レーム05,05を配しており、フェライトコアユニッ
ト02の相互間と、フェライトコアユニット02とフレ
ーム05との間には、それぞれ冷却水管06(06a,
06b)が介装されている。そしてフェライトコアユニ
ット02,冷却水管06及びフレーム05が、ボルト0
7により一体に組み立てられている。
Frames 05 and 05 are arranged at both ends of the ferrite core unit 02, and cooling water pipes 06 (06a, 06a, 06a, 06a, 05b) are provided between the ferrite core units 02 and between the ferrite core unit 02 and the frame 05, respectively.
06b) is interposed. Then, the ferrite core unit 02, the cooling water pipe 06 and the frame 05 are
7 assembled together.

【0007】図15に示すように、冷却水管6aは両端
が折れ曲がった直線状となっており、冷却水は入口6a
inから入り出口6aout から出る。一方、冷却水管6b
はジグザグに折れ曲がっており、冷却水は入口6bin
ら入り出口6bout から出る。
As shown in FIG. 15, the cooling water pipe 6a has a straight line shape with both ends bent, and the cooling water has an inlet 6a.
enter from in out of the exit 6a out. On the other hand, the cooling water pipe 6b
Is bent in a zigzag manner, and the cooling water enters through the inlet 6b in and exits through the outlet 6b out .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した高周波変成器
01に高周波電流を供給すると、フェライトコアユニッ
ト02は鉄損により発熱し、巻線03,04は高周波電
流が流れることにより発熱する。これら2系統の発熱を
効果的に冷却するため、従来では2系統の冷却水管6
a,6bを要し、しかも冷却水管6bはジグザグに配置
しなければならず、冷却構造が複雑であった。
When a high frequency current is supplied to the above high frequency transformer 01, the ferrite core unit 02 generates heat due to iron loss, and the windings 03 and 04 generate heat due to the high frequency current flowing. In order to effectively cool the heat generation of these two systems, the cooling water pipes 6 of the two systems are conventionally used.
a, 6b are required, and the cooling water pipes 6b must be arranged in a zigzag manner, and the cooling structure is complicated.

【0009】また、フェライトコアユニット02の脚部
と、巻線03,04との間に電圧差があるため、両者間
に絶縁物を入れて絶縁を確保していたが、絶縁物を入れ
るためコンパクト化が阻害されていた。
Further, since there is a voltage difference between the legs of the ferrite core unit 02 and the windings 03 and 04, an insulation is put between them to secure the insulation. Compaction was hindered.

【0010】更に、巻線03,04として、冷却水を通
す流路としての機能も併有する銅管を用いた場合には、
高周波電流を通すだけの場合に比べ、銅材使用量が多
い。このことを更に詳述すると、巻線(銅管)中を流れ
る高周波電流は次式(1)で示される電流浸透深さδ内
を流れる。
Further, when copper pipes having a function as a flow path for passing cooling water are used as the windings 03 and 04,
The amount of copper used is higher than when only high-frequency current is passed. More specifically, the high frequency current flowing through the winding (copper tube) flows within the current penetration depth δ represented by the following equation (1).

【0011】[0011]

【数1】 [Equation 1]

【0012】例えば巻線として銅管を使い、100[kH
z ]の高周波電流を流すと、電流浸透深さδは約0.2
2[mm]となる。しかしながら銅管は冷却水を流すため
水圧に耐える必要があり、管の厚みとして1〜2[mm]
が必要となる。したがって電流を通すのに必要な厚みに
比べ、管の厚みを厚くせざるを得ず巻線(銅管)の重量
が重くなるという欠点があった。
For example, a copper tube is used as the winding wire, and 100 [kH
z]], the current penetration depth δ is about 0.2.
It becomes 2 [mm]. However, the copper pipe must withstand water pressure because it flows cooling water, and the thickness of the pipe is 1-2 [mm].
Is required. Therefore, there is a drawback that the weight of the winding (copper tube) is heavy because the thickness of the tube is inevitably thicker than the thickness required to pass an electric current.

【0013】本発明は、上記従来技術に鑑み、構造が簡
単・コンパクトで且つ高性能な高周波変成器を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above prior art, and an object thereof is to provide a high-frequency transformer having a simple and compact structure and high performance.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
の本発明の構成は、円筒状のリングコアの外周に接し
て、リング状の冷却水管を同心状に配置し、リングコア
の内周面,リングコア及び冷却水管の上端面、冷却水管
の外周面,リングコア及び冷却水管の下端面に沿う経路
を卷回経路として、リッツ線で成る1次巻線及び2次巻
線を、リングコア及び冷却水管に巻き付け、リングコア
と1次巻線と2次巻線との各間には、絶縁テープを備
え、リングコア,冷却水管,1次巻線,2次巻線及び絶
縁テープを、樹脂でモールドしてなることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems A first method for solving the above problems is described below.
According to the configuration of the present invention, the ring-shaped cooling water pipe is arranged concentrically in contact with the outer periphery of the cylindrical ring core, and the inner peripheral surface of the ring core, the ring core and the upper end surface of the cooling water pipe, the outer peripheral surface of the cooling water pipe, and the ring core. And the primary winding and the secondary winding made of litz wire are wound around the ring core and the cooling water pipe with the route along the lower end face of the cooling water pipe as a winding route, and the ring core, the primary winding and the secondary winding are connected. An insulating tape is provided between each of them, and the ring core, the cooling water pipe, the primary winding, the secondary winding, and the insulating tape are molded with resin.

【0015】第2の本発明の構成は、円筒状のリングコ
アの上端面及び下端面に接して、リング状の冷却水管を
それぞれ配置し、リングコアの内周面,上側の冷却水管
の上端面、リングコアの外周面,下側の冷却水管の下端
面に沿う経路を卷回経路として、リッツ線で成る1次巻
線及び2次巻線を、リングコア及び冷却水管に巻き付
け、リングコアと1次巻線と2次巻線との各間には、絶
縁テープを備え、リングコア,冷却水管,1次巻線,2
次巻線及び絶縁テープを、樹脂でモールドしてなること
を特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, ring-shaped cooling water pipes are respectively arranged in contact with the upper end surface and the lower end surface of the cylindrical ring core, and the inner peripheral surface of the ring core, the upper end surface of the upper cooling water pipe, The Litz wire primary winding and secondary winding are wound around the ring core and the cooling water pipe, with the route along the outer peripheral surface of the ring core and the lower end surface of the lower cooling water pipe as a winding route. An insulating tape is provided between the secondary winding and the secondary winding, and the ring core, cooling water pipe, primary winding, 2
It is characterized in that the next winding and the insulating tape are molded with resin.

【0016】第3の本発明の構成は、前記リングコア
は、硅素鋼板またはフェライトコアにより形成されてい
ることを特徴とする。
The third aspect of the present invention is characterized in that the ring core is formed of a silicon steel plate or a ferrite core.

【0017】第4の本発明の構成は、前記樹脂はエポキ
シ樹脂であることを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is characterized in that the resin is an epoxy resin.

【0018】第5の本発明の構成は、前記リッツ線を構
成する細素線の直径は、このリッツ線に流れる高周波電
流の電流浸透深さよりも小さいことを特徴とする。
The structure of the fifth aspect of the present invention is characterized in that the diameter of the fine wire constituting the litz wire is smaller than the current penetration depth of the high frequency current flowing in the litz wire.

【0019】[0019]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0020】図1〜図3は本発明の第1実施例に係る高
周波変成器1を示し、図1は正面図(一部破断して示し
ている)、図2は側面図、図3は平面図である。
1 to 3 show a high frequency transformer 1 according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view (partially cut away and shown), FIG. 2 is a side view, and FIG. It is a top view.

【0021】この高周波変成器1では、下ベース2上に
ケーシング3が備えられ、ケーシング3上には絶縁ボル
ト・ナット4により上ベース5が取り付けられている。
ケーシング3内には変成器本体20(その詳細構造は後
述する)が収納され、上ベース5上には1次端子ボルト
6U,6V、2次端子ボルト7U,7V、共通端子ボル
ト8及びタップ端子ボルト9a,9b,9c,9dが備
えられている。
In this high frequency transformer 1, a casing 3 is provided on a lower base 2, and an upper base 5 is mounted on the casing 3 with insulating bolts and nuts 4.
A transformer main body 20 (the detailed structure of which will be described later) is housed in the casing 3, and primary terminal bolts 6U, 6V, secondary terminal bolts 7U, 7V, a common terminal bolt 8 and a tap terminal are provided on the upper base 5. Bolts 9a, 9b, 9c, 9d are provided.

【0022】図4に示すように1次端子ボルト6Uは1
次巻線21に接続され、1次端子ボルト6Vは共通端子
ボルト8に接続され、タップ端子ボルト9a,9b,9
c,9dは1次巻線21に接続され、2次端子ボルト7
U,7Vは2次巻線22に接続されている。1次端子ボ
ルト6U,6Vには電源(例えば半導体式の周波数変換
器)が接続され、2次端子ボルト7U,7Vには負荷
(例えば誘導加熱コイル)が接続される。そして切換板
10により、共通端子ボルト8と、タップ端子ボルト9
a〜9dのうちの1つのボルトが接続される。タップ端
子ボルト9a〜9dのうちのどのボルトを選ぶかによ
り、2次端子ボルト7U,7Vに生じる電圧を4段階に
切り換えることができる。
As shown in FIG. 4, the primary terminal bolt 6U is
It is connected to the secondary winding 21, the primary terminal bolt 6V is connected to the common terminal bolt 8, and the tap terminal bolts 9a, 9b, 9
c and 9d are connected to the primary winding 21, and the secondary terminal bolt 7
U and 7V are connected to the secondary winding 22. A power source (for example, a semiconductor type frequency converter) is connected to the primary terminal bolts 6U and 6V, and a load (for example, an induction heating coil) is connected to the secondary terminal bolts 7U and 7V. The switching plate 10 allows the common terminal bolt 8 and the tap terminal bolt 9
One bolt of a-9d is connected. The voltage generated in the secondary terminal bolts 7U and 7V can be switched in four stages depending on which of the tap terminal bolts 9a to 9d is selected.

【0023】次に図1、図1のa−a断面である図5、
図5のb−b断面である図6を参照して変成器本体20
の構成を説明する。これらの図に示すように円筒状のリ
ングコア23の外周に接してリング状の冷却水管24が
同心状に配置されており、リングコア23と冷却水管2
4に絶縁テープ25が卷回されている。しかもこのよう
にして絶縁テープ25が卷回されたリングコア23及び
冷却水管24の組が、上下方向に3段つまれている。そ
して3段の組を一体にしてその外周に更に絶縁テープ2
5が卷回されている。なおリングコア23は、硅素鋼板
またはフェライトコアにより形成されている。
Next, FIGS. 1 and 5 are sectional views taken along the line aa of FIG.
Referring to FIG. 6 which is a bb cross section of FIG. 5, the transformer main body 20
The configuration of will be described. As shown in these figures, a ring-shaped cooling water pipe 24 is concentrically arranged in contact with the outer periphery of a cylindrical ring core 23, and the ring core 23 and the cooling water pipe 2
Insulation tape 25 is wound around 4. In addition, the set of the ring core 23 and the cooling water pipe 24, around which the insulating tape 25 is wound in this manner, is vertically stacked in three stages. Insulation tape 2 is formed on the outer circumference by integrating the three-stage set.
5 is rolled. The ring core 23 is made of a silicon steel plate or a ferrite core.

【0024】リングコア23及び冷却水管24には、絶
縁テープ25を介して2次巻線22が卷回されている。
この2次巻線22はリッツ線(この線の詳細は後述す
る)で形成したものである。2次巻線22の卷回経路
は、リングコア23の内周面→リングコア23及び冷却
水管24の上端面→冷却水管24の外周面→リングコア
23及び冷却水管24の下端面に沿う経路となってお
り、2次巻線22は1列巻きされている。
The secondary winding 22 is wound around the ring core 23 and the cooling water pipe 24 via an insulating tape 25.
The secondary winding 22 is formed by a litz wire (details of this wire will be described later). The winding path of the secondary winding 22 is a path along the inner peripheral surface of the ring core 23 → the upper end surface of the ring core 23 and the cooling water pipe 24 → the outer peripheral surface of the cooling water pipe 24 → the lower end surface of the ring core 23 and the cooling water pipe 24. The secondary winding 22 is wound in one row.

【0025】2次巻線22の外周には絶縁テープ25が
卷回され、2次巻線22には、絶縁テープ25を介して
1次巻線21が卷回されている。この1次巻線21はリ
ッツ線(この線の詳細は後述する)で形成したものであ
る。1次巻線21の卷回経路は2次巻線22と同様に、
リングコア23の内周面→リングコア23及び冷却水管
24の上端面→冷却水管24の外周面→リングコア23
及び冷却水管24の下端面に沿う経路となっており、1
次巻線21は1列巻きされている。
An insulating tape 25 is wound around the outer circumference of the secondary winding 22, and a primary winding 21 is wound around the secondary winding 22 via the insulating tape 25. The primary winding 21 is formed by a litz wire (details of this wire will be described later). The winding path of the primary winding 21 is the same as that of the secondary winding 22,
Inner peripheral surface of ring core 23-> upper end surface of ring core 23 and cooling water pipe 24-> outer peripheral surface of cooling water pipe 24-> ring core 23
And the route along the lower end surface of the cooling water pipe 24
The next winding 21 is wound in one row.

【0026】2次巻線25の外周には更に絶縁テープ2
5が卷回されている。そしてリングコア23,冷却水管
24,1次巻線21,2次巻線22及び絶縁テープ25
が、エポキシ樹脂26(図1参照)によりモールドされ
ている。このようにして構成された変成器本体20は絶
縁ボルト・ナット4に取り付けられている。
Insulating tape 2 is further provided on the outer circumference of the secondary winding 25.
5 is rolled. The ring core 23, the cooling water pipe 24, the primary winding 21, the secondary winding 22, and the insulating tape 25.
Are molded with an epoxy resin 26 (see FIG. 1). The transformer main body 20 thus configured is attached to the insulating bolt / nut 4.

【0027】1次巻線21には1次端子ボルト6U,6
Vを介して電源から電圧が印加され、2次巻線22に生
じた電圧は2次端子ボルト7U,7Vを介して負荷に供
給される。また冷却水管24内には冷却水ニップル27
を介して冷却水が流される。
The primary winding 21 has primary terminal bolts 6U, 6
A voltage is applied from a power source via V, and the voltage generated in the secondary winding 22 is supplied to the load via the secondary terminal bolts 7U and 7V. In addition, a cooling water nipple 27 is provided in the cooling water pipe 24.
Cooling water is flowed through.

【0028】ここで1次巻線21及び2次巻線22の構
成を図7及び図8を基に説明する。なお巻線21,22
の構成は同一である。巻線21,22は、銅製の多数本
の細素線を縒った線材に、厚さ0.13mmの絶縁テープ
28をハーフラップ(テープの半幅づつ重ねること)1
回巻き付けをしたリッツ線である。各細素線の直径は、
巻線21,22に流す高周波電流の電流浸透深さよりも
小さくしている。
The structure of the primary winding 21 and the secondary winding 22 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The windings 21 and 22
Have the same configuration. The windings 21 and 22 are half-wrapped with a 0.13 mm-thick insulating tape 28 on a wire formed by twisting a large number of thin copper wires (one half width of the tape is overlaid).
It is a litz wire wound around. The diameter of each thin wire is
The penetration depth of the high-frequency current flowing through the windings 21 and 22 is made smaller.

【0029】リッツ線では、各細素線の直径が小さいた
め、高周波電流に対する電気抵抗特性が良い。つまり図
9に示すように、高周波電流を流す場合、細素線の直径
が小さいほど直流抵抗RDCと交流抵抗RACとの比が1に
近くなり、表皮効果の影響が小さくなり、細素線の断面
を有効に電流が流れる。また図10に示すように、縒り
線数が多いほど抵抗値は小さくなる。すなわち銅管の巻
線に比べ、リッツ線を用いた巻線では通電による発熱
(銅損)を小さくすることができる。更にリッツ線は縒
り線であるため巻きつけやすい。
In the litz wire, since the diameter of each thin wire is small, the electric resistance characteristic to high frequency current is good. That is, as shown in FIG. 9, when a high-frequency current is applied, the smaller the diameter of the fine wire, the closer the ratio of the direct current resistance R DC to the alternating current resistance R AC becomes to 1 and the smaller the effect of the skin effect. An electric current effectively flows through the cross section of the line. Further, as shown in FIG. 10, the resistance value decreases as the number of twisted wires increases. That is, as compared with the winding of the copper tube, the winding using the litz wire can reduce heat generation (copper loss) due to energization. Furthermore, since the litz wire is a twisted wire, it is easy to wind.

【0030】上述したように本実施例では、 (1)リングコア23に冷却水管24を接して配置し、
巻線21,22をリングコア23及び冷却水管24に卷
回したため、冷却水管24によりリングコア23及び巻
線21,22を直線的に冷却できる。また、冷却水管2
4の配置構造は簡単であり、この冷却水管24によりリ
ングコア23及び巻線21,22を冷却することができ
るので、冷却構造が簡単である。 (2)またリングコア23と巻線22との間、巻線2
1,22相互間の絶縁は絶縁テープ25とエポキシ樹脂
26の含浸により行うため、絶縁に要するスペースが小
さくなり、全体的にコンパクトになる。 (3)更に巻線21,22としてリッツ線を用いるの
で、発熱が少なくなり、巻線量が減少する。 (4)エポキシ樹脂26をモールドしているため、自然
放冷に比べて熱伝導率が数倍大きくとれ、この点からも
冷却能力が向上する。またモールドすることにより結露
による漏電も防ぐことができる。
As described above, in this embodiment, (1) the cooling water pipe 24 is arranged in contact with the ring core 23,
Since the windings 21 and 22 are wound around the ring core 23 and the cooling water pipe 24, the cooling water pipe 24 can linearly cool the ring core 23 and the windings 21 and 22. Also, the cooling water pipe 2
The arrangement structure of 4 is simple, and since the ring core 23 and the windings 21 and 22 can be cooled by the cooling water pipe 24, the cooling structure is simple. (2) Between the ring core 23 and the winding 22, the winding 2
Since the insulation between the 1 and 22 is performed by impregnating the insulating tape 25 and the epoxy resin 26, the space required for the insulation is reduced and the overall size is reduced. (3) Further, since the litz wires are used as the windings 21 and 22, heat generation is reduced and the winding amount is reduced. (4) Since the epoxy resin 26 is molded, the thermal conductivity can be several times higher than that of natural cooling, and the cooling capacity is improved also from this point. Also, by molding, it is possible to prevent leakage due to dew condensation.

【0031】次に本発明の第2実施例の要部を、図11
及び図12を参照して説明する。第2実施例では、リン
グコア23の上端面と下端面にそれぞれ接してリング状
の冷却水管24,24を配置しており、他の部分の構成
は、第1実施例と同じである。この第2実施例において
も、冷却構造の簡単化、コンパクト化、発熱の減少化が
できる。なお、リングコア23とリングコア23との間
に冷却水管24を設置するようにしてもよい。
Next, the main part of the second embodiment of the present invention is shown in FIG.
And FIG. 12 will be described. In the second embodiment, ring-shaped cooling water pipes 24, 24 are arranged in contact with the upper end surface and the lower end surface of the ring core 23, respectively, and the configuration of the other parts is the same as in the first embodiment. Also in the second embodiment, the cooling structure can be simplified, the size can be reduced, and the heat generation can be reduced. The cooling water pipe 24 may be installed between the ring cores 23.

【0032】次に実施例に係る高周波変成器20の具体
的性能を示しておく。ただし性能試験をした高周波変成
器20の仕様は次のとおりである。 容量33kV、周波数25〜35kHz 、1次電圧定格
値220V。 2次巻線は7ターンとし、2次電圧194V,17
5V,159V,145Vの4段階に対して、1次巻線
は各々9,10,11,12ターンが対応する。また1
次巻線はリッツ線を1本、2次巻線はリッツ線を2本並
列で使用する。 巻線は、直径0.3mmの細素線を44本たばね、そ
れを7本縒って約22mm2 の断面とした。 リングコアとしてフェライトを用いた。
Next, specific performance of the high frequency transformer 20 according to the embodiment will be described. However, the specifications of the high-frequency transformer 20 which has been subjected to the performance test are as follows. Capacity 33kV, frequency 25-35kHz, primary voltage rated value 220V. The secondary winding has 7 turns and the secondary voltage is 194V, 17
The primary winding corresponds to 9, 10, 11, 11 and 12 turns respectively for 4 steps of 5V, 159V and 145V. Again 1
The secondary winding uses one litz wire and the secondary winding uses two litz wires in parallel. For the winding, 44 springs of fine wire having a diameter of 0.3 mm were twisted to form a cross section of about 22 mm 2 . Ferrite was used as the ring core.

【0033】銅損を測定する短絡試験では次の結果を得
た。なお短絡試験とは、変成器の2次側を短絡して1次
側に電圧を加える試験であり、電流I及び入力電力Pを
求める。この入力電力Pは、1次側及び2次側の銅損を
示す。
The following results were obtained in the short circuit test for measuring copper loss. The short circuit test is a test in which the secondary side of the transformer is short-circuited and a voltage is applied to the primary side, and the current I and the input power P are obtained. This input power P indicates copper loss on the primary side and the secondary side.

【0034】短絡試験結果 1次タップ : 9ターン 1次電圧 : 89V 1次電流 : 150A 周波数 : 28.3 kHz 冷却水入口温度: 18.1℃ 冷却水出口温度: 19.2℃ 冷却水流量 : 3.65 l/min 損 失 : 320W 最大温度 : 88℃Short circuit test results Primary tap: 9 turns Primary voltage: 89V Primary current: 150A Frequency: 28.3 kHz Cooling water inlet temperature: 18.1 ° C Cooling water outlet temperature: 19.2 ° C Cooling water flow rate: 3.65 l / min Loss: 320W Maximum temperature: 88 ℃

【0035】鉄損を測定する無負荷試験では次の結果を
得た。なお無負荷試験とは、変成器の2次側回路を開放
して無負荷状態として、1次側に定格周波数の電圧を加
える試験であり、1次側で電力を測定し、測定電力から
1次側銅損を差し引いたものが鉄損となる。
The following results were obtained in the no-load test for measuring iron loss. Note that the no-load test is a test in which the secondary side circuit of the transformer is opened and no load is applied, and a voltage of the rated frequency is applied to the primary side. Iron loss is obtained by subtracting the copper loss on the secondary side.

【0036】無負荷試験結果 1次タップ : 12ターン 1次電圧 : 221V 1次電流 : 1.91A 周波数 : 30.0 KHz 冷却水入口温度: 18.0℃ 冷却水出口温度: 18.7℃ 冷却水流量 : 3.65 l/min 損 失 : 196W 最大温度 : 22℃No-load test results Primary tap: 12 turns Primary voltage: 221V Primary current: 1.91A Frequency: 30.0 KHz Cooling water inlet temperature: 18.0 ° C Cooling water outlet temperature: 18.7 ° C Cooling Water flow rate: 3.65 l / min Loss: 196W Maximum temperature: 22 ° C

【0037】上述した両試験結果に示すように容量が3
3kVA(=220V×150A×10-3)の高周波変成
器として十分使用できることが確認できた。また効率η
は次式で示すように98.4[%]となり、従来の変成
器の効率(96%)に比べて、高効率の性能となった。 η=[{33−(320+196)×10-3}÷33]
×100 =98.4[%]
As shown in the above two test results, the capacity is 3
It was confirmed that it could be sufficiently used as a high frequency transformer of 3 kVA (= 220 V × 150 A × 10 −3 ). Also, the efficiency η
Is 98.4 [%] as shown by the following equation, which is higher in efficiency than the efficiency (96%) of the conventional transformer. η = [{33− (320 + 196) × 10 −3 } ÷ 33]
× 100 = 98.4 [%]

【0038】なお本発明の高周波変成器は、誘導加熱装
置用としてのみならず、オゾナイザやプラズマ発生装置
などの各種の高周波応用製品用として用いることができ
る。
The high frequency transformer of the present invention can be used not only for induction heating devices but also for various high frequency application products such as ozonizers and plasma generators.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、冷却水管をリングコアに接して配置
して、巻線を冷却水管及びリングコアに卷回したので、
冷却水管によりリングコア及び巻線を直接冷却すること
ができ冷却効果が向上する。また冷却構造は簡単にな
る。
According to the present invention as specifically described above with reference to the embodiments, the cooling water pipe is arranged in contact with the ring core, and the winding is wound around the cooling water pipe and the ring core.
The ring core and the winding can be directly cooled by the cooling water pipe, and the cooling effect is improved. Also, the cooling structure becomes simple.

【0040】また本発明では巻線がリッツ線であるので
発熱が少なく巻線量が減少する。これにより冷却効果が
向上するとともに、小型化になる。
Further, in the present invention, since the winding is a litz wire, heat generation is small and the amount of winding is reduced. This improves the cooling effect and reduces the size.

【0041】更に樹脂及び絶縁テープにより絶縁をして
いるため、絶縁によるスペースが小さくなり、全体とし
てコンパクトになる。
Furthermore, since insulation is provided by the resin and the insulating tape, the space for insulation is reduced, and the overall size is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る高周波変成器を一部
破断して示す正面図。
FIG. 1 is a partially cutaway front view of a high frequency transformer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の高周波変成器を示す側面図。FIG. 2 is a side view showing the high frequency transformer of the first embodiment.

【図3】第1実施例の高周波変成器を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a high frequency transformer of the first embodiment.

【図4】第1実施例の高周波変成器の巻線結線状態を示
す結線図。
FIG. 4 is a connection diagram showing a winding connection state of the high frequency transformer of the first embodiment.

【図5】図1のa−a断面である変成器本体の断面を示
す断面図。
5 is a cross-sectional view showing a cross section of the transformer main body taken along the line aa in FIG.

【図6】図5のb−b断面を示す断面図。6 is a cross-sectional view showing a bb cross section of FIG. 5;

【図7】巻線を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a winding.

【図8】巻線を示す構成図。FIG. 8 is a configuration diagram showing a winding.

【図9】リッツ線の交流抵抗増加率を示す特性図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing an AC resistance increase rate of a litz wire.

【図10】リッツ線の交流抵抗を示す特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram showing AC resistance of a litz wire.

【図11】第2実施例に係る高周波変成器の変成器本体
を示す断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a transformer main body of a high frequency transformer according to a second embodiment.

【図12】図11のC−C断面を示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a C-C cross section of FIG. 11.

【図13】従来の高周波変成器を示す斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing a conventional high frequency transformer.

【図14】従来の高周波変成器を示す平面図。FIG. 14 is a plan view showing a conventional high frequency transformer.

【図15】図14のX−X断面を示す断面図。FIG. 15 is a sectional view showing an XX section in FIG. 14;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

01 高周波変成器 02 フェライトコアユニット 03 1次巻線 04 2次巻線 05 フレーム 06,06a,06b 冷却水管 07 ボルト 1 高周波変成器 2 下ベース 3 ケーシング 4 絶縁ボルト・ナット 5 上ベース 6U,6V 1次端子ボルト 7U,7V 2次端子ボルト 8 共通端子ボルト 9a,9b,9c,9d タップ端子ボルト 10 切換板 20 変成器本体 21 1次巻線 22 2次巻線 23 リングコア 24 冷却水管 25 絶縁テープ 26 エポキシ樹脂 27 冷却水ニップル 28 絶縁テープ 01 high frequency transformer 02 ferrite core unit 03 primary winding 04 secondary winding 05 frame 06, 06a, 06b cooling water pipe 07 bolt 1 high frequency transformer 2 lower base 3 casing 4 insulating bolt / nut 5 upper base 6U, 6V 1 Next terminal bolt 7U, 7V Secondary terminal bolt 8 Common terminal bolt 9a, 9b, 9c, 9d Tap terminal bolt 10 Switching plate 20 Transformer main body 21 Primary winding 22 Secondary winding 23 Ring core 24 Cooling water pipe 25 Insulating tape 26 Epoxy resin 27 Cooling water nipple 28 Insulating tape

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花本 幹夫 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 梶西 邦幸 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 江口 剛敏 東京都大田区城南島二丁目四番三号 株式 会社江口高周波内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mikio Hanamoto 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Laboratory (72) Inventor Kuniyuki Kajisai Kannon Shin-cho, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture 4-6-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Institute (72) Inventor Taketoshi Eguchi 2-3-4 Jonanjima, Ota-ku, Tokyo Eguchi High Frequency Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円筒状のリングコアの外周に接して、リ
ング状の冷却水管を同心状に配置し、 リングコアの内周面,リングコア及び冷却水管の上端
面、冷却水管の外周面,リングコア及び冷却水管の下端
面に沿う経路を卷回経路として、リッツ線で成る1次巻
線及び2次巻線を、リングコア及び冷却水管に巻き付
け、 リングコアと1次巻線と2次巻線との各間には、絶縁テ
ープを備え、 リングコア,冷却水管,1次巻線,2次巻線及び絶縁テ
ープを、樹脂でモールドしてなることを特徴とする高周
波変成器。
1. A ring-shaped cooling water pipe is arranged concentrically in contact with the outer periphery of a cylindrical ring core, and the inner peripheral surface of the ring core, the upper end face of the ring core and the cooling water pipe, the outer peripheral surface of the cooling water pipe, the ring core and the cooling. The Litz wire primary winding and secondary winding are wound around the ring core and the cooling water pipe, with the path along the lower end surface of the water tube as the winding path, and between the ring core, the primary winding, and the secondary winding. A high-frequency transformer characterized in that the ring core, the cooling water pipe, the primary winding, the secondary winding, and the insulating tape are molded with resin by including an insulating tape.
【請求項2】 円筒状のリングコアの上端面及び下端面
に接して、リング状の冷却水管をそれぞれ配置し、 リングコアの内周面,上側の冷却水管の上端面、リング
コアの外周面,下側の冷却水管の下端面に沿う経路を卷
回経路として、リッツ線で成る1次巻線及び2次巻線
を、リングコア及び冷却水管に巻き付け、 リングコアと1次巻線と2次巻線との各間には、絶縁テ
ープを備え、 リングコア,冷却水管,1次巻線,2次巻線及び絶縁テ
ープを、樹脂でモールドしてなることを特徴とする高周
波変成器。
2. A ring-shaped cooling water pipe is arranged in contact with an upper end surface and a lower end surface of a cylindrical ring core, respectively, and an inner peripheral surface of the ring core, an upper end surface of the upper cooling water pipe, an outer peripheral surface of the ring core, and a lower side. The primary winding and the secondary winding made of litz wire are wound around the ring core and the cooling water pipe with the route along the lower end face of the cooling water pipe as the winding route, and the ring core, the primary winding and the secondary winding are A high-frequency transformer characterized in that an insulating tape is provided between each of them, and the ring core, the cooling water pipe, the primary winding, the secondary winding, and the insulating tape are molded with resin.
【請求項3】 前記リングコアは、硅素鋼板またはフェ
ライトコアにより形成されていることを特徴とする請求
項1または請求項2の高周波変成器。
3. The high frequency transformer according to claim 1, wherein the ring core is formed of a silicon steel plate or a ferrite core.
【請求項4】 前記樹脂はエポキシ樹脂であることを特
徴とする請求項1または請求項2の高周波変成器。
4. The high frequency transformer according to claim 1, wherein the resin is an epoxy resin.
【請求項5】 前記リッツ線を構成する細素線の直径
は、このリッツ線に流れる高周波電流の電流浸透深さよ
りも小さいことを特徴とする請求項1または請求項2の
高周波変成器。
5. The high frequency transformer according to claim 1, wherein a diameter of the fine wire constituting the litz wire is smaller than a current penetration depth of a high frequency current flowing through the litz wire.
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