JPS61198706A - 誘導電気機器鉄心 - Google Patents

誘導電気機器鉄心

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JPS61198706A
JPS61198706A JP60037448A JP3744885A JPS61198706A JP S61198706 A JPS61198706 A JP S61198706A JP 60037448 A JP60037448 A JP 60037448A JP 3744885 A JP3744885 A JP 3744885A JP S61198706 A JPS61198706 A JP S61198706A
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JP
Japan
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magnetic iron
iron plate
yoke
core
iron plates
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Pending
Application number
JP60037448A
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English (en)
Inventor
Yoshimasa Toyoshima
豊嶋 良正
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS61198706A publication Critical patent/JPS61198706A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/245Magnetic 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は誘導電気機器鉄心に係り、特に階段状に積重ね
た大容量の誘導電気機器鉄心の積層手段の改良に関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
変圧器やりアクドルのような誘導電気機器に用いられる
磁気鉄心の磁性鉄板の構成方法については、鉄損、励磁
電流の低減、磁性鉄板のスクラップ量の低減、あるいは
鉄心積層時間の短縮などを考慮して最適の鉄心構成が決
められる。
これには磁性鉄板の磁気方向性、磁性鉄板の積層配置及
び継鉄と脚鉄との接合部の突合せ構成を考えて有効な手
段を採用する必要がある。
一般に成層磁気鉄心の構成手段としては方向性けい素鋼
帯を45°切断し、その切断部を2箇所に交互に分散し
て突合せ接合したいわゆるバットラップジヨイント鉄心
、すなわち突合せ重ね鉄心が採用されている。しかしな
がらこの突合せ重ね鉄心は、その接合部における磁束密
度が高くなり、磁束の乱れも大きくなり、鉄損、励磁電
流などの磁気特性が低下するという不具合な点があった
そこで、この接合部の特性改善をはかり、鉄損、励磁電
流を少なくするために、いわゆるステップラップジョイ
トすなわち階段状積み重ね鉄心が採用されている。
第5図は前述のような従来の三相積鉄心の階段状積み重
ね鉄心を示す。第6図ないし第8図(a)。
(b)、 (c)は第5図の階段状積み重ね鉄心を構成
する各磁性鉄板の形成を示しており、この階段状の構成
が例えば5ステツプの場合は少なくとも5種類の磁性鉄
板からなりこれらを組み合せて形成される。
すなわち、第6図に示すように、帯状の磁性鉄板の両端
部を互いに傾斜方向を異らせて傾斜面の延長面が交叉す
るように、45″に切断し、その中央部にV字状に切込
んだ高さ寸法りの切込切断部1aあるいは2aを有する
継鉄磁性鉄板1あるいは2と第7図に示すように帯状の
磁性鉄板の両端が同様に45″切断された外側脚磁性鉄
板3あるいは4及び第8図(a) 、 (b) 、 (
c)に示すように帯状磁性鉄板の両端を山形に切断して
六角形状に形成し、高さ寸法[1に対して辺Pa、 P
b 、 Pcを順次長く形成した中央脚磁性鉄板5a、
5b、5cから構成される。
ここで中央脚磁性鉄Fi5はその先端部が継鉄磁性鉄板
1,2のV字状切込切断部に合致し、その先端部の二辺
の長さが異る寸法に切断された磁性鉄板5a、5bと先
端部の二辺の長さが同一寸法に切断された磁性鉄板5c
からなっている。この磁性鉄板5a、5b、5cの先端
部の寸法形状はこれらの磁性鉄板5a、5b、5cを積
層し、積層グループ片を構成した場合、所定の階段状の
変位δを与えるよう適宜に決められている。
成層鉄心を組み立てるには先ず継鉄磁性鉄板1゜2と外
側脚磁性鉄板3,4及び中央脚磁性鉄板5を第5図の実
線及び破線に示したようにそれぞれ所定の階段状変位δ
を与えるように積層して、各々の積層組片を形成する。
中央脚磁性鉄板5は磁性鉄板5a 、 5b 、 5c
と磁性鉄板5bを反転させたもの及び磁性鉄板5aを反
転させたものを順次積層し、積層グループ片を構成する
ことによって階段状の寸法変位が与えられる。
このようにして銅帯端部が階段状に形成された各積層グ
ループ片を順次接合し、積層して成層鉄心は形成される
。このような従来の構成によれば、各突合せ接合部は階
段状の45″接合となり、方向性けい素鋼帯の磁気配向
性を有効に適用でき接合部近傍において磁束の乱れも少
なくなり、又回転磁束の影響も少なくなり鉄損、励磁電
流あるいは騒音などの特性は向上する。
しかしながらこのような階段状積重ね鉄心は階段状変位
δが従来のバットラップジヨイント鉄心のラップ寸法よ
り小さく、配電用変圧器などの小形鉄心に適用する場合
はそれほど製作上の問題点はないが、発電所用あるいは
変電所用変圧器の大形鉄心に適用すると、磁性鉄板の長
さ1幅とも大きくなり、磁性鉄板の自重による垂れ、あ
るいは磁性鉄板素材の枝打現象、または磁性鉄板切断時
の加工寸法誤差などにより、継鉄磁性鉄板と脚磁性鉄板
との接合部においてギャップが生じ、そのギャップ寸法
が階段状変位δより大きくなり1階段状変位δの寸法で
ラップしなくなる場合もある。
このように接合部がギャップにより階段状にラップしな
ければ、鉄損、励磁電流などの磁気特性が悪化するだけ
でなく、継鉄磁性鉄板と脚磁性鉄板との接合領域が少な
いために、剛性も悪くなるという不具合な点があった。
また全ての接合部で階段状変位δでラップさせるために
は、磁性鉄板の切断加工寸法精度を従来以上に厳しくし
、さらに鉄心積層作業においても高い精度が要求され、
非常に多大な鉄心製作時間を要する不具合な点があった
・ 〔発明の目的〕 本発明は上記の点を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、鉄心の接合部の磁気特性の良い階段状
積重ね鉄心を大形の誘導電気機器鉄心に適用でき、低損
失でかつ鉄心製作の作業性を改善し、鉄心製作時間を大
幅に短縮可能にする誘導電気機器鉄心を提供することに
ある。
〔発明の概用〕
かかる目的を達成するために本発明によれば、帯状の磁
性鉄板の両端部を互いに傾斜方向を異らせて、それぞれ
45°に切断し、その長手方向の中央部近傍にV字状切
込切断部を有する継鉄磁性鉄板を形成し、このV字状切
込切断部の位置を長手方向に階段状変位δずつずらせな
がら形成した継鉄磁性鉄板と、帯状の磁性鉄板の両端部
が45°に切断された外側脚磁性鉄板と、帯状の磁性鉄
板の両端を山形に切断して六角形状に形成した中央脚磁
性鉄板とから誘導電気機器鉄心を形成するとともに、中
央脚と継鉄との接合は階段状変位δずつ階段状積み重ね
とし、外側脚と継鉄との接合は突合せ重ねに形成し、こ
の突合せ重ね接合のラップ寸法αを2δくα〈20δと
したことにより、鉄心の接合部の磁気特性を好良にし、
すなわち低損失とし、かつ鉄心製作の作業性を改善し、
鉄心製作時間を大幅に短縮することができることを特徴
とする。
〔発明の実施例〕
以下本発明の誘導電気機器鉄心の一実施例を第1図ない
し第3図を参照して説明する。第5図ないし第8図(a
) 、 (b) 、 (c)と同一部分は同符号を付し
である。変圧器やりアクドルのような誘4電気機器鉄心
は中央脚磁性鉄板5と継鉄磁性鉄板11゜21の接合部
が階段状に形成され、その階段状は例えば5ステツプか
らなり、その階段状変位δずつずれて積み重ね接合が形
成される。  □まず、上部の継鉄側の構成について説
明する。
継鉄磁性鉄板11は中央部近傍のV字状切込み切断部が
第1の層では中央部に形成され、第2の層では中央から
例えば右側に(5−2)δ=36だけ移動した位置に形
成する。また第3の層は中央から左側に(3−1)δ=
25だけ移動した位置に形成する。さらに第4の層は中
央から右側に(5−4)δ=δだけ移動した位置に形成
する。またさらに第5の層は中央から左側に(5−1)
δ=46だけ移動した位置に形成する。そして中央脚磁
性鉄板5及び外側脚磁性鉄板3,4はそれぞれ第8図(
a)、 (b) 、 (c)及び第7図に示すような形
状に形成された磁性鉄板からなっている。中央脚磁性鉄
板5と継鉄磁性鉄板11゜21との接合は階段状積み重
ねとし、外側脚磁性鉄板3,4と継鉄磁性鉄板11.2
1との接合は突き合せ重ねにし、突き合せラップ寸法α
は階段状変位δより大きく、α中2δ〜20δに形成す
る。なお下部の継鉄磁性鉄板21の構成においても上述
と同様である。
次に本発明の作用効果について説明する。このように鉄
心を組み立てる場合、大形鉄心に適用すると、磁性鉄板
素材の枝打現象、磁性鉄板切断時の加工寸法誤差などに
より、ギャップが生じ易くなるが、この場合、継鉄と中
央脚がV字状切込部で密着するように積層し、波打ち現
象などによるギャップは外側脚と継鉄との突合せ重ね接
合部に生じるように組み立てる。この場合、外側脚と継
鉄との接合は突合せ重ねとなっており、そのラップ寸法
αも2δ〈α<20δとなっているので、磁性鉄板の切
断寸法誤差や枝打現象によりギャップが生じてもラップ
しなくなるということはない。
また、三相鉄心の外側脚と継鉄との接合部のギャップは
、後述するように鉄損に及ぼす影響はαを206より小
さくすることにより、小さく鉄損が大幅に増加するよう
な問題は生じない。なおαを20δより以下としたこと
はほぼ目安としての限界である。またαを26より大き
くしたのは、δは製造上の制約をうけ、このδのほぼ2
倍の限界としたのは製造上の経験から割り出したもので
ある。
このように本発明によれば鉄損特性に強い影響を及ぼす
中央脚と継鉄との接合部を大形鉄心にも階段状積み重ぬ
鉄心とし、かつ鉄心組み立ての作業性を改善し、製作時
間を大幅に短縮するとともに、損失を少なくすることが
できる。
さらに単相鉄心及び三相鉄心について接合部のギャップ
の有無に対して鉄損に及ぼす影響について述べる。第2
図(a) 、 (b)は接合部の詳細は図示していない
が単相及び三相鉄心について示し、表に示す条件におい
て鉄損増加特性を実験により調べた結果を第3図に示す
第3図において単相及び三相鉄心で全ての接合部のギャ
ップが無い場合の鉄損を100%として縦軸にとり、横
軸は試験NOをとっている。
0:1丁77S白) 第3図から次のことがいえる。すなわち、三相鉄心の場
合、単相鉄心に較べてギャップの影響が大きいが、特に
中央脚と継鉄との接合部におけるギャップの影響が大き
く、このギャップによる鉄損の増加は三相鉄心の場合、
大部分がこの中央脚と継鉄とのギャップに占められてい
るといえる。
このような三相鉄心の特性から、本発明のような構成で
あれば中央脚と継鉄とはギャップを生じることなく1組
立作業性を改善しているので、外側脚と継鉄との接合部
にギャップが生じやすくなっても鉄損が大幅に増加する
こともない。
上記の説明は第1図のように継鉄磁性鉄板が一枚物の場
合で説明したが、第4図に示す本発明の他の実施例のよ
うにv字状切込部で分割して継鉄磁性鉄板11a、ll
b及び21a 、 21bのように形成したものを適用
しても本発明の実施例と同様な効果が得られる。また階
段状積み重ね及び突合せ重ねは一枚ごとにラップしても
よいし、また二枚以上ごとにラップしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、継鉄と外側脚との
接合部の鉄損を減らし、鉄心製作時間を短縮した誘導電
気機器鉄心を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の誘導電気機器鉄心を示し
、第1図は平面図、第2図(a) 、 (b)は鉄損特
性を調査するための単相及び三相鉄心のそれぞれ平面図
、第3図は第2図(a)、(b)の単相及び三相鉄心の
鉄損を調査した結果を示す線図、第4図は本発明の他の
実施例を示す平面図、第5図ないし第8図(a)、(b
)、(C)は従来の誘導電気機器鉄心を示し、第5図は
平面図、第6図は継鉄の平面図、第7図は外側脚の平面
図、第8図(a) 、 (b) 、 (c)は中央脚の
磁性鉄板のそれぞれ平面図である。 3.4・・・外側脚磁性鉄板 5・・・中央脚磁性鉄板
5a、5b、5c・・・中央脚磁性鉄板11.21.l
la、llb、21a、21b−・・継鉄磁性鉄板δ・
・・階段状変位

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 帯状の磁性鉄板の両端部を互いに傾斜方向を異らせてそ
    れぞれ45°に切断し、その長手方向の中央部近傍にV
    字状切込切断部を有する継鉄磁性鉄板を形成し、このV
    字状切込切断位置を長手方向に階段状変位δずつずらせ
    ながら形成した前記継鉄磁性鉄板と、帯状の磁性鉄板の
    両端部が45°に切断された外側脚磁性鉄板と、帯状の
    磁性鉄板の両端を山形に切断して六角形状に形成した中
    央脚磁性鉄板から形成される誘導電気機器鉄心において
    、中央脚と継鉄との接合は階段状変位δずつずらせた階
    段状積み重ねとし、外側脚と前記継鉄との接合は突合せ
    重ねに形成し、この突合せ重ね接合のラップ寸法αを2
    δ<α<20δとしたことを特徴とする誘導電気機器鉄
    心。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012015210A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Japan Ae Power Systems Corp 分解輸送変圧器鉄心
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