JPS6115309A - 鉄損の低い変圧器用巻き鉄心 - Google Patents

鉄損の低い変圧器用巻き鉄心

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JPS6115309A
JPS6115309A JP59135170A JP13517084A JPS6115309A JP S6115309 A JPS6115309 A JP S6115309A JP 59135170 A JP59135170 A JP 59135170A JP 13517084 A JP13517084 A JP 13517084A JP S6115309 A JPS6115309 A JP S6115309A
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JP
Japan
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core
wound
iron loss
linear
winding
Prior art date
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Pending
Application number
JP59135170A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Sato
圭司 佐藤
Bunjiro Fukuda
福田 文二郎
Masao Iguchi
征夫 井口
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP59135170A priority Critical patent/JPS6115309A/ja
Publication of JPS6115309A publication Critical patent/JPS6115309A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 鉄損の低い変圧器用巻き鉄心に関連してこの明細書で述
べる技術内容はとくに小型変圧器において有用な巻き鉄
心の改良を提案するところにある。
周知のように変圧器は主に一方向性電磁鋼板を鉄心に用
いているが、その鉄心の構成によって積み変圧器と巻き
変圧器とに大別される。
すなわち積み変圧器は所望の形状に切断された鋼板全積
層することによって鉄心が形成されたものであるのに対
し、巻き変圧器は所望の幅にスリットされた鋼帯を型枠
等に巻付けることにより鉄心が形成されたものである。
所望の形状に切断した鋼板を1枚ずつ積層しなければな
らない積み鉄心では、鉄心の組立に大きな労力を必要と
し、また鉄心の接合部ではz心束が圧延方向以外の方向
を通るため、鉄心の特性は、素材の特性よりも悪くなる
傾向にある。
これに対し、巻き鉄心では磁束はほとんど圧延方向にし
か通らないため素材の特性と鉄心特性はほぼ1対1に対
応する。
したがって小型の変圧器では主として巻き鉄心が用いら
れている。
巻き鉄心は所望の幅にスリットした銅帯を巻枠にて所望
の巻き厚みに巻き重ね、巻き取った鉄心は外部から締付
けて成形し、加工企みを除くため700〜900°Cで
歪除去焼鈍を行なった後、締付は金具や巻枠を外すか、
他のものに代え接着剤を含浸させて乾燥炉に入れ固着し
、ついでこの接着鉄心全切断し、コイルを挿入して変圧
器に仕上げる。
(従来の技術) ところで変圧器鉄心用材料としては主として−方向性電
磁鋼板が用いられるが鉄心として使用した際のエネルギ
ー損失、すなわち鉄損が低いことが重要である。
近年のエネルギー事情の悪化から鉄損の低い電磁鋼板に
対する要求は一段と高まりつつある。最近になって仕上
焼純情鋼板に微小ひずみを導入することにより人工的に
磁区を細分化し、W1?150で1 、00WAp以下
の超低鉄損一方向性電磁鋼板の製造が可能となった。(
ここでW1?15Qは磁束密度1.7T、周波数50 
H2における鉄損である。)この点については例えば、
特開昭58−187016号公報では仕上焼純情鋼板表
面にボールペン状の小球を押圧する方法、特開昭55−
18566号公報では鋼板表面にレーザービームを照射
する方法、特開昭57−188810号公報では鋼板表
面に放電加工を施す方法などが開示されている。
これらの方法はいずれも仕上焼純情鋼板に微小ひずみを
導入することにより磁区の細分化をはかり鉄損を減少さ
せるという基本思想によるものである。ところがこれら
の方法には、高温での焼鈍により鉄損が劣化するという
欠点があり、ひずみ取り焼鈍を必要としない積み鉄心で
は有効であっても、高温でのひずみ取り焼鈍を必要とす
る巻き鉄心用材料としては実用上の効果が得られない。
これに対して発明者らはさきに特願昭58−688・4
6号において最終仕上焼鈍工程より前に鋼板に線状の疵
を導入することにより高温でのひずみ取り焼鈍後も鉄損
の劣化しない低鉄損一方向性電磁鋼板を製造する方法を
提案した。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は特願昭58−68fl146号明細書に開示
した方法により製造した鋼板をより有効に巻き鉄心の性
能に反映させることを目脂した開発研究の成果で、表面
に圧延方向とほぼ直角な方向に線状の疵を付した一方向
性電磁鋼板のとくに巻き鉄心にお&プる該線状の疵によ
る性能改善を有利に導くことが、その問題点である すなわち変圧器用巻き鉄心は、すでに触れたとおり所望
の幅にスリットしたfill帯を所望の巻き厚・みに巻
き重ねることにより製造されるが、このようにして製造
された巻き鉄心は加工ひずみを除くため700〜900
℃でひずみ取り焼鈍が施される0 前述した通りボールペン状の小球を押圧する方法、レー
ザービームを照射する方法、放電加工を施す方法などに
より微小ひずみを導入し鉄損を低減させた鋼板の場合、
このひずみ取り焼鈍により微小ひずみの効果が消失する
ため巻き鉄心用材料としてはメリットが得られないのに
反して、特願昭58−68346号明細書に開示のよう
に仕上焼鈍工程より前に鋼板に線状の疵を導入すると鉄
損低域の効果はひずみ取り焼鈍後も保持されるべきとこ
ろ、巻き重ねの向きの如何によっては却って鉄損の劣化
を来すことが経験されたのであり、このような問題の解
決を図ることが必要となったのである。
(問題点の解決手段) 上記問題点は、片表面に線状の疵を付けた一方向性電磁
銅板を該線状疵が外巻き側に位置する向きに巻き重ねる
巻き鉄心のビルドアップによって有利に解決される。・ すなわち片表面に圧延方向とほぼ直角な方向に幅75μ
m1、深さ15μm1圧延方向の間隔5gunの線状疵
を付した一方向性電磁鋼板を、線状疵が外巻となるよう
に巻いた巻鉄心(A)、 線状疵が内巻となるように巻いた巻鉄心(B)、そして
通常の製法により製造した前記と同一組成の一方向性電
磁鋼板<m伏流を有しない)により作成した巻鉄心(0
)を何れも加工歪を除くため、850°CX 2 hr
s N、中の歪除去焼鈍を実施したのち、巻線を施し磁
気特性を測定した場合の鉄心特性を素材特性にあわせて
表1に示す。
−表  1 なお各鉄心の形状はコアの窓寸法80X2QQma巻き
重ね厚み4011+I+に揃えた。
表1より線状疵を導入した鋼板を線状疵が内巻きとなる
ように巻いた場合(B)には、線状疵を導入しな!/)
角板を使用した巻鉄心(G)に比べて素材特性では約7
%もの鉄損低減がみられるのに反し鉄心としては約89
6の鉄損低域にとどまっている。換言すると線状疵のな
い鋼板の場合(0)にビルディングファクターB、F、
(変圧器鉄損/素材鉄損)が0・96であるのに対し、
線状疵を内巻に巻いた鉄心(B)では1.00となり、
はぼ4%の劣化を来している。
ところが線状疵を外巻きにして巻重ねた鉄心では、素材
、鉄心ともに約7%の鉄損低減効果がみられ、素材の改
善特性が十分に鉄心に反映され、その場合のビルディン
グファクターは0.96であり線状疵のない銅板の場合
と同等であった。
したがって表面に圧延力°向とほぼ直角な方向に線状の
疵を有する一方向性電磁鋼板を線状疵が外巻となるよう
に巻くことにより著しく鉄損の低い変圧器用巻鉄心を製
造することが可能となったのである。
(作用) 線状疵を内巻きに巻き重ねた場合にビルディングファク
ターが劣化する理由については明確でないが線状疵周辺
に微妙な圧縮応力が加わっていることが考えられるのに
反して、外巻きの場合には、このような圧縮応力が作用
しないことがこの発明の効果をもたらす原因と推定され
る。
次に線状疵の形状は@800μm以下、深さ100μm
以下、圧延方向の線状疵中心線間間隔1闘以上とし、圧
延方向にほぼ直角な方向とするのが好ましく、各範囲を
逸れるときは素材の鉄損低減の効果が十分に得られない
第1図は最終圧延板の圧延方向と直角な方向に5酩間隔
で線状の疵を導入した場合の仕上焼鈍後における鉄損低
減の効果と疵の形状の関係を示し、図中・COO及び×
印のプロットで区別した鉄損低減高は疵を導入しない鋼
板と疵を導入した鋼板の鉄損値(W1715o )の差
である。
鉄損は疵の深さ100μm以下、幅800μm以下の範
囲で減少している。
一方第2図は線状疵導入間隔と鉄損低減高の関係を示す
。なお、線状疵の幅は100μm深さは15μmで疵の
圧延方向となす角度は直角である。
1 m+Aより小さい線状の疵の導入間隔のとき鉄損は
むしろ劣化し従って、間隔は1@宮以上とすることか蝦
ましい、 また第8図には線状疵の導入方向と鉄損低減高の関係を
示し、鉄損低減効果は線状疵導入方向を圧延方向と直角
な方向とした場合に最も大きく圧延方向に近くなるにつ
れて小さくなる。したがって、疵を尋人する方向は圧延
方向とけは直角な方向とすることが望ましい。
以上から疵の形状は幅800μm以下、深さ100μm
以下、圧延方向の間隔1朋以上とし、圧延ブラ向にほぼ
直角な方向に導入するものとすべきであり、とくに線状
の疵の130〜150μm深さ10〜30μm圧延方向
の間隔3〜20mm、圧延方向との角度80°以上の埃
合にW17150で0.05wA以上の大きな鉄損低減
効果がある。
次に本発明を実施例について説明する。
(実施例) 0.3Qmtr+厚みに圧延した含けい素鋼冷延板に表
2のA1−A4に示す形状を有する線状の疵を何れも圧
延方向に直角な方向に5■間隔で導入したのち通常の製
造工程により製品とりこ。
次にこの鋼板を100簡幅の銅帯にスリットしこれをコ
アの窓寸法80X200mの巻枠に固定し、巻厚が40
酩となるまで巻取って鉄心とした□鉄心の巻き方は線状
の疵が外巻きの場合、回巻きの′場合の2通りとした。
更に、加工時の歪を除くため、850°CX 2 hr
sN2中でひずみ取り焼鈍を施した。
この時の素材及び鉄心の鉄損特性を素材のそれとともに
表2に示す。
なお表2のA5に線状疵のない同一組成の置板を用いて
同様の方法で製造した鉄心の特性も比較として示す。
表2に示した通り線状の疵を回巻とした駅舎には何れも
比較材を用いた場合に比ベビルディングファクター(B
、F)がli%劣化し、線状の疵の導入による素材の鉄
損低減効果が十分に生きていないが、線状の疵を外巻と
した場合に限って、ビルディングファクターは比較材と
ほぼ同等であり、素材の著しい鉄損低減効果が鉄心に十
分反映され、鉄損の低い巻き鉄心の製造が可能となった
°(発明の効果) この発明により巻き鉄心としての利用における線状の疵
を付した一方向性電磁鋼板の鉄損特性の著しい改善が導
がれる0
【図面の簡単な説明】
第1図は編状の疵の形状と鉄損改善高の関係を示すグラ
フ、 第2図は線状の疵の導入間隔と鉄損改善高の関係を示す
グラフであり、 第8図は線状の疵の導入方向と鉄損改善高の関係を示す
グラフである。 ・θ10〜 ・θθ5〜θ、θデ Otoo   200  300 400  500#
、o幅(μ?7+) 第2図 奈良4に&l Xra1f% (mtn )第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、片表面に線状の疵を付した一方向性電磁鋼板を該線
    状疵が外巻き側に位置する向きに巻き重ねて成ることを
    特徴とする鉄損の低い変圧器用巻き鉄心。
JP59135170A 1984-07-02 1984-07-02 鉄損の低い変圧器用巻き鉄心 Pending JPS6115309A (ja)

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JP59135170A JPS6115309A (ja) 1984-07-02 1984-07-02 鉄損の低い変圧器用巻き鉄心

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JP59135170A Pending JPS6115309A (ja) 1984-07-02 1984-07-02 鉄損の低い変圧器用巻き鉄心

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