JPS59134807A - 鉄心 - Google Patents
鉄心Info
- Publication number
- JPS59134807A JPS59134807A JP832283A JP832283A JPS59134807A JP S59134807 A JPS59134807 A JP S59134807A JP 832283 A JP832283 A JP 832283A JP 832283 A JP832283 A JP 832283A JP S59134807 A JPS59134807 A JP S59134807A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- iron core
- plates
- main body
- iron
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は非晶質磁性鋼板を積層してなる鉄心に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕変圧器などにお
いては、例えば鋼板を積層してなる積層鉄心が用いられ
ているが、近年非晶質磁性金属の開発が進められるのに
伴い非晶質磁性鋼板を積層した積層鉄心が実用化されつ
つある。
いては、例えば鋼板を積層してなる積層鉄心が用いられ
ているが、近年非晶質磁性金属の開発が進められるのに
伴い非晶質磁性鋼板を積層した積層鉄心が実用化されつ
つある。
しかして、非晶質磁性鋼板は急冷超高速で製造された薄
いものであるが、この鋼板により積層鉄心を製造する場
合には、電気的損失を低下させるために非酸化雰囲気中
で磁場熱処理を行なっている。
いものであるが、この鋼板により積層鉄心を製造する場
合には、電気的損失を低下させるために非酸化雰囲気中
で磁場熱処理を行なっている。
しかしながら、非晶質磁性鋼板は非常に薄いために、非
酸化雰囲気中にて熱処理を行なうことにより脆性を生じ
、外部応力により破損し易くなる。このため、非晶質磁
性鋼板を用いた積層鉄心にあっては、変圧器などに組込
んで使用する場合に外部応力により鋼板が破損すること
を防止するために、充分な剛性をもたせることが必要と
なる。
酸化雰囲気中にて熱処理を行なうことにより脆性を生じ
、外部応力により破損し易くなる。このため、非晶質磁
性鋼板を用いた積層鉄心にあっては、変圧器などに組込
んで使用する場合に外部応力により鋼板が破損すること
を防止するために、充分な剛性をもたせることが必要と
なる。
また、積層鉄心に剛性をもたせる場合には、鉄心におけ
る鉄損が増大して鉄心特性を損なわないようにすること
が重要である。
る鉄損が増大して鉄心特性を損なわないようにすること
が重要である。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、外部応力に
よシ非晶質磁性鋼板の破損を防止する剛性をもたせた構
造とし、しかも剛性を高めることによる鉄損の増加を阻
止した鉄心を提供することを目的とするものである。
よシ非晶質磁性鋼板の破損を防止する剛性をもたせた構
造とし、しかも剛性を高めることによる鉄損の増加を阻
止した鉄心を提供することを目的とするものである。
本発明の鉄心は、非晶質磁性鋼板を積層してなる鉄心本
体の両側部・に、非磁性材料からなる保護板に重合して
設けたものである。
体の両側部・に、非磁性材料からなる保護板に重合して
設けたものである。
以下本発明を図面で示す実施例について説明する。
第１図は本発明の鉄心の一実施例として、単相変圧器に
おける積層鉄心の外形を示している。
おける積層鉄心の外形を示している。
第２図はその横断面図である。この積層鉄心は継鉄心３
と脚鉄心４とを交互に組み合せたものである。これら各
鉄心３，４は第２図で示すように矩形状の横断面をなし
ている。各鉄心３゜４は、短冊状に打抜き形成した薄い
非晶質磁性鋼板を多数積層してなる鉄心本体１を有して
いる。この鉄心本体１０両側部には非磁性材料からなる
保護板２が夫々重ねて設けてあり、この保護板２により
鉄心本体１の両測部全面を夫々覆っている。保護板２を
形成する非磁性材料としては、オーステナイト系ステン
レス鋼板（ＳＵＳ４０３）などの非磁性金属、あるいは
合成樹脂がある。各保護板２は鉄心本体１の側面と同じ
大きさの形状をなすもので、１組の保護板２は所定厚さ
の１枚の板体を使用する、あるいは所定厚さとなるよう
に複数枚の板体を重ねることによって構成される。ｌ＃
心本体１の両側部に設けられた両保護板２０合計の断面
積の大きさは、これら両保護板２と鉄心本体１からなる
鉄心総断面積の１０チ以下の割合に設定する。なお、鉄
心本体１にて積層される各非晶質磁性鋼板と保護板２は
、ボルトを共通に通して締付ける、あるいは外周部にバ
インドテープを巻付けて締付けることにより一体に固定
する。この時の鉄心締付は力は１〜１０ ｋｇ１０ｎ２
である。
と脚鉄心４とを交互に組み合せたものである。これら各
鉄心３，４は第２図で示すように矩形状の横断面をなし
ている。各鉄心３゜４は、短冊状に打抜き形成した薄い
非晶質磁性鋼板を多数積層してなる鉄心本体１を有して
いる。この鉄心本体１０両側部には非磁性材料からなる
保護板２が夫々重ねて設けてあり、この保護板２により
鉄心本体１の両測部全面を夫々覆っている。保護板２を
形成する非磁性材料としては、オーステナイト系ステン
レス鋼板（ＳＵＳ４０３）などの非磁性金属、あるいは
合成樹脂がある。各保護板２は鉄心本体１の側面と同じ
大きさの形状をなすもので、１組の保護板２は所定厚さ
の１枚の板体を使用する、あるいは所定厚さとなるよう
に複数枚の板体を重ねることによって構成される。ｌ＃
心本体１の両側部に設けられた両保護板２０合計の断面
積の大きさは、これら両保護板２と鉄心本体１からなる
鉄心総断面積の１０チ以下の割合に設定する。なお、鉄
心本体１にて積層される各非晶質磁性鋼板と保護板２は
、ボルトを共通に通して締付ける、あるいは外周部にバ
インドテープを巻付けて締付けることにより一体に固定
する。この時の鉄心締付は力は１〜１０ ｋｇ１０ｎ２
である。
また、積層鉄心の横断面は第１図および第２図で示す矩
形のものに限らず、鉄心設計によって異なる。変圧器コ
イルの断面が円形の場合には、コイル内の鉄心占積率を
高めるために、積層鉄心の横断面を第３図で示すように
段付擬似円形断面とすることもある。この場合には、非
晶質磁性鋼板をその幅を異ならせて複数の／４’ケット
に分け、これら各パケットを階段状に積層して鉄心中央
部から両・側部にかけて鉄心幅が段階的に小さくなるよ
うに設定して鉄心本体１を構成する。保護板２は鉄心本
体１における各パケットの両側部に位置するように配置
して積層する。ここでも各保護板２０合計断面積の大き
さは、鉄心総断面積の１０％以下の割合に設定する。な
お、この構造において保護板２に絶縁処理を行なえば、
保、獲板２が各・ぐケラト間の層間絶縁を行なうことが
できる。このため、ワンターン誘起電圧が細分化され、
電気的にも安定・した鉄心を得ることができる。
形のものに限らず、鉄心設計によって異なる。変圧器コ
イルの断面が円形の場合には、コイル内の鉄心占積率を
高めるために、積層鉄心の横断面を第３図で示すように
段付擬似円形断面とすることもある。この場合には、非
晶質磁性鋼板をその幅を異ならせて複数の／４’ケット
に分け、これら各パケットを階段状に積層して鉄心中央
部から両・側部にかけて鉄心幅が段階的に小さくなるよ
うに設定して鉄心本体１を構成する。保護板２は鉄心本
体１における各パケットの両側部に位置するように配置
して積層する。ここでも各保護板２０合計断面積の大き
さは、鉄心総断面積の１０％以下の割合に設定する。な
お、この構造において保護板２に絶縁処理を行なえば、
保、獲板２が各・ぐケラト間の層間絶縁を行なうことが
できる。このため、ワンターン誘起電圧が細分化され、
電気的にも安定・した鉄心を得ることができる。
しかして、このように構成した積層鉄心において、非晶
質磁性鋼板を積層してなる鉄心本体１の両側部に非磁性
材料からなる保護板２を重ねて設けであるので、鉄心を
ボルトやバインドで締付は固定する時などに加わる外力
を初めに保護板２で受けるため、鉄心本体１に積層して
いる非晶質磁性銅板に加わる外力を緩和できる。
質磁性鋼板を積層してなる鉄心本体１の両側部に非磁性
材料からなる保護板２を重ねて設けであるので、鉄心を
ボルトやバインドで締付は固定する時などに加わる外力
を初めに保護板２で受けるため、鉄心本体１に積層して
いる非晶質磁性銅板に加わる外力を緩和できる。
このため、磁場熱処理−より脆化している非晶質磁性鋼
板が外力によシ破損することを防止できる。特に鉄心の
締付は固定時にボルトやバインドにより不均一な締付力
が加わった場合、この不均一な力を初めに保護板２で受
けるので、非晶質磁性鋼板への応力荷重が均一化され、
不均一な応力によシ鋼板が破損することを防止できる。
板が外力によシ破損することを防止できる。特に鉄心の
締付は固定時にボルトやバインドにより不均一な締付力
が加わった場合、この不均一な力を初めに保護板２で受
けるので、非晶質磁性鋼板への応力荷重が均一化され、
不均一な応力によシ鋼板が破損することを防止できる。
従って、保護板２が鉄心本体１を外力から保護して鋼心
の剛性を大きく高めることができる。
の剛性を大きく高めることができる。
さらに、保護板２は非磁性材料からなるものであるため
に、保護板２を設けることによる鉄心の鉄損を極めて低
く抑えることができ、鉄心としての特性を低下させるこ
とがない。すなわち、積層鉄心において鉄心本体１にオ
ーステナイト系ステンレス鋼からなる保護板２を重ねて
設け、この保護板２の断面積を鉄心総断面積の１０％と
すると、鉄心磁束密度は電流周波数５０Ｈｚの時に１．
４４テスラとなる。第４図は磁束密度と鉄損との関係を
示した線図である。この特性から磁束密度が１．４４テ
スラの時の非晶質磁性鋼板の鉄損は０．４２．Ｗ／ｋｙ
を得る。このため、鉄心損失は非磁性鋼板での損失が無
視できるので、Ｗ＝０．４２Ｘ０．９＝０．３８（Ｗ／
ｋｇ） となる。同様にして保護板２の断面積の割合を
鉄心総断面積の５チとした場合に、鉄心磁束密度は１．
３テスラから１．３７テスラへと上昇し、この時の非晶
質磁性鋼板２の鉄損は０．３６ Ｗ／ｋＩ？となる。従
って、鉄心損失はＷ＝０．３６ Ｘｏ、９５＝０．３４
（Ｗ／に９）となる。
に、保護板２を設けることによる鉄心の鉄損を極めて低
く抑えることができ、鉄心としての特性を低下させるこ
とがない。すなわち、積層鉄心において鉄心本体１にオ
ーステナイト系ステンレス鋼からなる保護板２を重ねて
設け、この保護板２の断面積を鉄心総断面積の１０％と
すると、鉄心磁束密度は電流周波数５０Ｈｚの時に１．
４４テスラとなる。第４図は磁束密度と鉄損との関係を
示した線図である。この特性から磁束密度が１．４４テ
スラの時の非晶質磁性鋼板の鉄損は０．４２．Ｗ／ｋｙ
を得る。このため、鉄心損失は非磁性鋼板での損失が無
視できるので、Ｗ＝０．４２Ｘ０．９＝０．３８（Ｗ／
ｋｇ） となる。同様にして保護板２の断面積の割合を
鉄心総断面積の５チとした場合に、鉄心磁束密度は１．
３テスラから１．３７テスラへと上昇し、この時の非晶
質磁性鋼板２の鉄損は０．３６ Ｗ／ｋＩ？となる。従
って、鉄心損失はＷ＝０．３６ Ｘｏ、９５＝０．３４
（Ｗ／に９）となる。
積層鉄心において非晶質磁性鋼板Ｉと非磁性材料からな
る保護板２との構成比の割合を変化させた場合における
、保護板の鉄損の変化を第１表についてみる。
る保護板２との構成比の割合を変化させた場合における
、保護板の鉄損の変化を第１表についてみる。
この第１表から判るように本発明の鉄心構成が磁気特性
上から大変すぐれていることが判る。
上から大変すぐれていることが判る。
なお、非磁性材料からなる保護板２の鉄心全体に対する
割合が１５チ、即ち非晶質磁性鋼板の割合が８５チにナ
ルと、この鉄心構成でも鉄損が急激に増加し、その増加
率は４０チにもなる。従って、非磁性材料保護板の鉄心
全体に対する実用的な割合は１０％以下が好まじり。
割合が１５チ、即ち非晶質磁性鋼板の割合が８５チにナ
ルと、この鉄心構成でも鉄損が急激に増加し、その増加
率は４０チにもなる。従って、非磁性材料保護板の鉄心
全体に対する実用的な割合は１０％以下が好まじり。
なお、保護板２を非磁性材料に代えて方向性けい素鋼板
で形成することが考えられるが、この場合には鉄損が増
大して実用上好ましくない。
で形成することが考えられるが、この場合には鉄損が増
大して実用上好ましくない。
この点について説明を加える。第５図はけい素鋼板から
なる保護板を用いｆｃ積層鉄心の鉄損を、鉄心中に占め
る非晶質磁性鋼板の占有率の関係として表わした線図で
ある。鉄心構成比で１０チの方向性けい素鋼板を用いる
と、周波数５０Ｈｚ、磁束密度１．３テスラの時の鉄損
Ａは、０．３３Ｗ／ゆから０．５６ Ｗ／〜の１．７０
倍に増加する。第５図において鉄損特性Ｂ、Ｃ，Ｄは、
磁束密度が夫々１．５，１．０．および０．７の時の夫
々の特性である。そして、方向性けい素鋼板の鉄損は、
非晶質鋼板の約３倍であるので、前記のような合成した
積層鉄心の鉄損計算値は、 ＝０．３９６ （Ｗ／ｋｇ） となり、実際より少ない値を示す。この原因は次の理由
により説明できる。すなわち、同一材料で積層鉄心を構
成すると、鉄心内の磁束波形は印加電圧が正弦波であれ
ば、略正弦波を示して高調波成分は無視できる。これに
対して前記のような合成鉄心では、夫々の鉄心の励磁特
性に差があり、このためこれが鉄心内の磁束分布に影響
を与え、高調波を大量に含んだ磁束波形となシ鉄損を増
加させる。第６図は非晶質磁性鋼板を９０％、非磁性材
料からなる保護板を１０％とした構成比の場合における
、夫々の鉄心に巻装したサーチコイルよりの検出電圧波
形を示している。この現象から鉄損が大きくなることが
判る。また、非晶質磁性鋼板とけい素鋼板からなる保換
板との構成比を異ならせた場合における鉄損の変化を、
第１表について見ると、非磁性材料からなる保護板を用
いる本発明の場合に比して鉄損が高いことが判る。
なる保護板を用いｆｃ積層鉄心の鉄損を、鉄心中に占め
る非晶質磁性鋼板の占有率の関係として表わした線図で
ある。鉄心構成比で１０チの方向性けい素鋼板を用いる
と、周波数５０Ｈｚ、磁束密度１．３テスラの時の鉄損
Ａは、０．３３Ｗ／ゆから０．５６ Ｗ／〜の１．７０
倍に増加する。第５図において鉄損特性Ｂ、Ｃ，Ｄは、
磁束密度が夫々１．５，１．０．および０．７の時の夫
々の特性である。そして、方向性けい素鋼板の鉄損は、
非晶質鋼板の約３倍であるので、前記のような合成した
積層鉄心の鉄損計算値は、 ＝０．３９６ （Ｗ／ｋｇ） となり、実際より少ない値を示す。この原因は次の理由
により説明できる。すなわち、同一材料で積層鉄心を構
成すると、鉄心内の磁束波形は印加電圧が正弦波であれ
ば、略正弦波を示して高調波成分は無視できる。これに
対して前記のような合成鉄心では、夫々の鉄心の励磁特
性に差があり、このためこれが鉄心内の磁束分布に影響
を与え、高調波を大量に含んだ磁束波形となシ鉄損を増
加させる。第６図は非晶質磁性鋼板を９０％、非磁性材
料からなる保護板を１０％とした構成比の場合における
、夫々の鉄心に巻装したサーチコイルよりの検出電圧波
形を示している。この現象から鉄損が大きくなることが
判る。また、非晶質磁性鋼板とけい素鋼板からなる保換
板との構成比を異ならせた場合における鉄損の変化を、
第１表について見ると、非磁性材料からなる保護板を用
いる本発明の場合に比して鉄損が高いことが判る。
なお、本発明は積層鉄心に限らず、非晶質磁性鋼板を用
いた巻鉄心にも適用できる。
いた巻鉄心にも適用できる。
本発明の鉄心は以上説明したように、非晶質磁性鋼板か
らなる鉄心本体の両側部に非磁性材料からなる保護板を
重ねて設けたので、鉄損の増大を招くことなしに鉄心剛
性を高めることができ、機械的および磁気的に優れたも
のである。
らなる鉄心本体の両側部に非磁性材料からなる保護板を
重ねて設けたので、鉄損の増大を招くことなしに鉄心剛
性を高めることができ、機械的および磁気的に優れたも
のである。
第１図および第２図は本発明を適用した積層鉄心の一実
施例を示す全体斜視図および横断面図、第３図は他の実
施６例を示す積層鉄心の横断面図、第４図は本発明の鉄
心における非磁性材料からなる保護板の鉄損特性を示す
線図、第５図は保護板をけい素鋼板で形成した場合の鉄
心における鉄損特性を示す線図、第６図は保護板をけい
素鋼板とした場合における非晶質銅板と保護板の磁束成
分の関係を示すサーチコイル電圧波形図である。 １・・・鉄心本体、２・・・保護板。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦昭和 −８・
平、２霜 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−８３２２号 ２、発明の名称 鉄 心 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６、補正のり」象 明 細 書 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁第１行目に「Ｈｚ の時に１．４４
テスラとなる。」とあるの’ｉ「Ｈｚ の時は１．３テ
スラから１．４テスラとなる。」と訂正する。 （２）明細書第１０頁第４行目ないし第６行目に＝０３
９６（Ｗ／砂） とあるのを ＝ ０．３９６ （Ｗ／に）） と訂正する。
施例を示す全体斜視図および横断面図、第３図は他の実
施６例を示す積層鉄心の横断面図、第４図は本発明の鉄
心における非磁性材料からなる保護板の鉄損特性を示す
線図、第５図は保護板をけい素鋼板で形成した場合の鉄
心における鉄損特性を示す線図、第６図は保護板をけい
素鋼板とした場合における非晶質銅板と保護板の磁束成
分の関係を示すサーチコイル電圧波形図である。 １・・・鉄心本体、２・・・保護板。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦昭和 −８・
平、２霜 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５８−８３２２号 ２、発明の名称 鉄 心 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 ６、補正のり」象 明 細 書 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁第１行目に「Ｈｚ の時に１．４４
テスラとなる。」とあるの’ｉ「Ｈｚ の時は１．３テ
スラから１．４テスラとなる。」と訂正する。 （２）明細書第１０頁第４行目ないし第６行目に＝０３
９６（Ｗ／砂） とあるのを ＝ ０．３９６ （Ｗ／に）） と訂正する。
Claims (2)
- （１）非晶質磁性鋼板−を積層してなる鉄心本体の両側
部に、非磁性材料からなる保護板を重合したことを特徴
とする鉄心。 - （２）鉄心総断面積における保護板の断面積の割合を１
０％以下としてなる特許請求の範囲第１項に記載の鉄心
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP832283A JPS59134807A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 鉄心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP832283A JPS59134807A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 鉄心 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59134807A true JPS59134807A (ja) | 1984-08-02 |
Family
ID=11689928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP832283A Pending JPS59134807A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 鉄心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59134807A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102385972A (zh) * | 2010-09-06 | 2012-03-21 | 苏州东源天利电器有限公司 | 一种非晶合金电力变压器 |
| JP2013048138A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Hitachi Ltd | 静止誘導電器用積層鉄心 |
-
1983
- 1983-01-21 JP JP832283A patent/JPS59134807A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102385972A (zh) * | 2010-09-06 | 2012-03-21 | 苏州东源天利电器有限公司 | 一种非晶合金电力变压器 |
| JP2013048138A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Hitachi Ltd | 静止誘導電器用積層鉄心 |
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