JPWO2016092612A1

JPWO2016092612A1 - 静止誘導機器

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Publication number: JPWO2016092612A1
Application number: JP2015526429A
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Inventors: 賢伸北川; 孝丸横幕; 西浦　竜一; 竜一西浦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2017-04-27
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Abstract

一方向に積層された複数の第１電磁鋼板(１０)を含み、複数の第１電磁鋼板(１０)の積層方向の両端に位置する主表面(１２１ｍ)を有する軸部(１２１)が形成されている鉄心(１２０)と、軸部(１２１)に巻き回された巻線(１１０)と、少なくとも軸部(１２１)と巻線(１１０)との間にて主表面(１２１ｍ)に沿って配置され、軸部(１２１)の軸方向に延在する複数の第２電磁鋼板(２０)が第１電磁鋼板(１０)の積層方向と直交する方向に積層されて構成された第１磁気シールド(１３０)と、少なくとも軸部(１２１)と巻線(１１０)との間にて主表面(１２１ｍ)に沿って配置され、かつ、第２電磁鋼板(２０)の積層方向において第１磁気シールド(１３０)を挟むように第１磁気シールド(１３０)の両側に配置され、軸部(１２１)の軸方向に延在する複数の第３電磁鋼板(３０)が第２電磁鋼板(２０)の積層方向と直交する方向に積層されて構成された第２磁気シールド(１４０)とを備える。

Description

本発明は、静止誘導機器に関し、特に、変圧器およびリアクトルなどの静止誘導機器に関する。

静止誘導機器の磁気シールドを開示した先行文献として、特開２０１２−２２２３３２号公報(特許公報１)がある。特開２０１２−２２２３３２号公報(特許公報１)に記載された静止誘導機器の磁気シールドは、巻線と鉄心との間に配置されている。磁気シールドは、巻線の軸方向に延在してこの軸方向と直交する方向に積層された複数の電磁鋼板を含む。

特開２０１２−２２２３３２号公報

巻線の軸方向に延在する複数の電磁鋼板が巻線の軸方向と直交する方向に積層されて構成された磁気シールドを巻線と鉄心との間に配置した場合、磁気シールドにおける積層方向の両端に位置する電磁鋼板の主表面に対して、巻線からの漏れ磁束が侵入して渦電流が生じる。そのため、磁気シールドにおいて渦電流損が発生する。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、巻線と鉄心との間に配置された磁気シールドにおける渦電流損を低減して効率が向上された静止誘導機器を提供することを目的とする。

本発明に基づく静止誘導機器は、一方向に積層された複数の第１電磁鋼板を含み、複数の第１電磁鋼板の積層方向の両端に位置する主表面を有する軸部が形成されている鉄心と、軸部に巻き回された巻線と、少なくとも軸部と巻線との間にて上記主表面に沿って配置され、軸部の軸方向に延在する複数の第２電磁鋼板が第１電磁鋼板の積層方向と直交する方向に積層されて構成された第１磁気シールドと、少なくとも軸部と巻線との間にて上記主表面に沿って配置され、かつ、第２電磁鋼板の積層方向において第１磁気シールドを挟むように第１磁気シールドの両側に配置され、軸部の軸方向に延在する複数の第３電磁鋼板が第２電磁鋼板の積層方向と直交する方向に積層されて構成された第２磁気シールドとを備える。

本発明によれば、巻線と鉄心との間に配置された磁気シールドにおける渦電流損を低減して静止誘導機器の効率を向上できる。

本発明の実施形態１に係る静止誘導機器の構成を示す斜視図である。図１の静止誘導機器をＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。本発明の実施形態２に係る静止誘導機器の構成を示す斜視図である。図３の静止誘導機器をＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。本発明の実施形態３に係る静止誘導機器の構成を示す断面図である。本発明の実施形態４に係る静止誘導機器の構成を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る静止誘導機器について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。静止誘導機器としては、変圧器およびリアクトルなどが含まれる。

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る静止誘導機器の構成を示す斜視図である。図２は、図１の静止誘導機器をＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図１，２に示すように、本発明の実施形態１に係る静止誘導機器１００は、内鉄型の変圧器である。静止誘導機器１００は、巻線１１０と、鉄心１２０と、第１磁気シールド１３０と、第２磁気シールド１４０とを備える。

鉄心１２０は、一方向に積層された複数の第１電磁鋼板１０を含む。鉄心１２０には、複数の第１電磁鋼板１０の積層方向の両端に位置する主表面１２１ｍを有する軸部１２１が形成されている。鉄心１２０は、三脚鉄心である。軸部１２１は、３つの脚部の中で中央に位置する脚部である。

本実施形態においては、第１電磁鋼板１０の積層方向において巻線１１０に近づくに従って、軸部１２１の幅が段階的に狭くなっている。なお、軸部１２１の幅とは、第１電磁鋼板１０の積層方向および軸部１２１の軸方向の両方に対して直交する方向における軸部１２１の一端から他端までの距離である。ただし、軸部１２１の形状は上記に限られず、横断面にて矩形状であってもよい。

巻線１１０は、軸部１２１に巻き回されている。巻線１１０は、軸部１２１を共通に中心軸とする同軸配置された高圧コイル１１１および低圧コイル１１２を含む。軸部１２１を囲むように、軸部１２１の外側に低圧コイル１１２が位置している。低圧コイル１１２を囲むように、低圧コイル１１２の外側に高圧コイル１１１が位置している。

第１磁気シールド１３０は、軸部１２１の軸方向に延在する複数の第２電磁鋼板２０が第１電磁鋼板１０の積層方向と直交する方向に積層されて構成されている。第１磁気シールド１３０は、軸部１２１と巻線１１０との間にて主表面１２１ｍに沿って配置されている。第１磁気シールド１３０は、図示しないプレスボードなどのスペーサによって、巻線１１０および鉄心１２０に対して位置を固定されている。

本実施形態においては、複数の第２電磁鋼板２０の各々は、短冊状の形状を有し、両方の主面に絶縁層が形成されている。複数の第２電磁鋼板２０は、第２電磁鋼板２０の積層方向において両側から挟まれた状態で止め板２１に溶接されて固定されている。これにより、第１磁気シールド１３０が一体に保持されている。

止め板２１は、非磁性金属で形成されており、複数の第２電磁鋼板２０の各々と垂直に位置している。止め板２１の長さは、複数の第２電磁鋼板２０の各々の長さと略同等であり、止め板２１の幅は、第１磁気シールド１３０を構成する複数の第２電磁鋼板２０の厚さの合計と略同等である。止め板２１は、軸部１２１の主表面１２１ｍに接している。なお、止め板２１の長さは、複数の第２電磁鋼板２０の各々の長さより短くてもよい。

図１に示すように、本実施形態においては、第１磁気シールド１３０は、軸部１２１の軸方向における巻線１１０の幅より長く、軸部１２１の軸方向における巻線１１０の両端より外側に突き出している。

ただし、第１磁気シールド１３０の長さは、上記に限られず、軸部１２１の軸方向における巻線１１０の幅と同等でもよい。この場合は、第１磁気シールド１３０は、軸部１２１の主表面１２１ｍと巻線１１０(低圧コイル１１２)の内周面とに挟まれた領域に配置されている。このように、第１磁気シールド１３０が、少なくとも軸部１２１と巻線１１０との間にて軸部１２１の主表面１２１ｍに沿って配置されていればよい。

第２磁気シールド１４０は、軸部１２１の軸方向に延在する複数の第３電磁鋼板３０が第２電磁鋼板２０の積層方向と直交する方向に積層されて構成されている。第２磁気シールド１４０は、軸部１２１と巻線１１０との間にて軸部１２１の主表面１２１ｍに沿って配置され、かつ、第２電磁鋼板２０の積層方向において第１磁気シールド１３０を挟むように第１磁気シールド１３０の両側に配置されている。第２磁気シールド１４０は、図示しないプレスボードなどのスペーサによって、巻線１１０および鉄心１２０に対して位置を固定されている。

本実施形態においては、複数の第３電磁鋼板３０の各々は、短冊状の形状を有し、両方の主面に絶縁層が形成されている。複数の第３電磁鋼板３０は、第３電磁鋼板３０の積層方向において両側から挟まれた状態で止め板３１に溶接されて固定されている。これにより、第２磁気シールド１４０が一体に保持されている。

止め板３１は、非磁性金属で形成されており、複数の第３電磁鋼板３０の各々と垂直に位置している。止め板３１の長さは、複数の第３電磁鋼板３０の各々の長さと略同等であり、止め板３１の幅は、第２磁気シールド１４０を構成する複数の第３電磁鋼板３０の厚さの合計と略同等である。止め板３１は、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド１３０の側面に接している。なお、止め板３１の長さは、複数の第３電磁鋼板３０の各々の長さより短くてもよい。

第２磁気シールド１４０の長さは、第１磁気シールド１３０の長さと同等であることが好ましい。第３電磁鋼板３０の積層方向における第２磁気シールド１４０の幅は、第１磁気シールド１３０の厚さと同等であることが好ましい。この場合、２つの第２磁気シールド１４０によって、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド１３０の両側面全体を覆うことができる。

第１磁気シールド１３０および第２磁気シールド１４０によって、軸部１２１の主表面１２１ｍの全体を覆っていることが好ましい。すなわち、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド１３０の幅と２つの第２磁気シールド１４０の厚さとの合計が、軸部１２１の主表面１２１ｍの幅と同等であることが好ましい。

本実施形態に係る静止誘導機器１００は、第１磁気シールド１３０および第２磁気シールド１４０を備えているため、図２に示すように、巻線１１０からの漏れ磁束１が、鉄心１２０の軸部１２１を構成する第１電磁鋼板１０の主表面に対して直交する方向に侵入することを抑制できる。これにより、軸部１２１において渦電流損が発生することを抑制できる。

また、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド１３０の両端に位置する第２電磁鋼板２０の主表面に対して、巻線１１０からの漏れ磁束１が侵入することを第２磁気シールド１４０によって抑制することができる。これにより、第１磁気シールド１３０において渦電流損が発生することを抑制できる。

本実施形態においては、第２磁気シールド１４０が、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド１３０の両側面全体を覆っているため、第１磁気シールド１３０において渦電流損が発生することを効果的に抑制できる。

上記のように、軸部１２１および第１磁気シールド１３０にて生ずる渦電流損を低減することにより、静止誘導機器１００における効率を向上することができる。

また、本実施形態においては、第１磁気シールド１３０および第２磁気シールド１４０が、軸部１２１の軸方向における巻線１１０の幅より長く、軸部１２１の軸方向における巻線１１０の両端より外側に突き出している。これにより、巻線１１０からの漏れ磁束１が、軸部１２１の軸方向における軸部１２１の両端に位置する鉄心１２０の主表面に侵入することを抑制できる。その結果、鉄心１２０において渦電流損が発生することをさらに抑制できる。

なお、巻線１１０と鉄心１２０との間の空間は、巻線１１０および鉄心１２０を冷却する冷却媒体の流路となる。鉄心１２０および第１磁気シールド１３０にて生ずる渦電流損を低減することにより、鉄心１２０および第１磁気シールド１３０にて局所加熱が発生することを抑制できる。そのため、冷却媒体の必要流量を低減することが可能となり、巻線１１０と鉄心１２０との間の空間を削減して、巻線１１０の外径を小さくすることが可能になる。

巻線１１０の外径を小さくすることにより、巻線１１０の全長を短くすることができるため、巻線１１０の製造コストの削減、および、巻線１１０におけるジュール損失の低減を図ることができる。また、巻線１１０の外径が小さくなることにより、図示しないタンクを小さくして静止誘導機器１００の小形化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器について説明する。なお、本実施形態に係る静止誘導機器２００は、外鉄型変圧器である点が実施形態１に係る静止誘導機器と主に異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。

(実施形態２)
図３は、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器の構成を示す斜視図である。図４は、図３の静止誘導機器をＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。図３においては、第１電磁鋼板１０の積層方向の一方側のみ図示しているが、第１電磁鋼板１０の積層方向の他方側についても同様に第１磁気シールド２３０および第２磁気シールド２４０が配置されている。

図３，４に示すように、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器２００は、外鉄型の変圧器である。静止誘導機器２００は、巻線２１０と、鉄心２２０と、第１磁気シールド２３０と、第２磁気シールド２４０とを備える。

鉄心２２０は、一方向に積層された複数の第１電磁鋼板１０を含む。鉄心２２０には、複数の第１電磁鋼板１０の積層方向の両端に位置する主表面２２１ｍを有する軸部２２１が形成されている。鉄心２２０は、三脚鉄心である。軸部２２１は、３つの脚部の中で中央に位置する脚部である。本実施形態においては、軸部２２１は、横断面にて矩形状である。

巻線２１０は、軸部２２１に巻き回されている。巻線２１０は、高圧コイル２１１および低圧コイル２１２を含む。本実施形態においては、図３の手前側から順に、低圧コイル２１２、高圧コイル２１１、高圧コイル２１１および低圧コイル２１２が、軸部２２１の軸方向に配置されている。

第１磁気シールド２３０は、軸部２２１の軸方向に延在する複数の第２電磁鋼板２０が第１電磁鋼板１０の積層方向と直交する方向に積層されて構成されている。第１磁気シールド２３０は、軸部２２１と巻線２１０との間にて主表面２２１ｍに沿って配置されている。第１磁気シールド２３０は、図示しないプレスボードなどのスペーサによって、巻線２１０および鉄心２２０に対して位置を固定されている。

本実施形態においては、複数の第２電磁鋼板２０の各々は、短冊状の形状を有し、両方の主面に絶縁層が形成されている。複数の第２電磁鋼板２０は、第２電磁鋼板２０の積層方向において両側から挟まれた状態で止め板２１に溶接されて固定されている。これにより、第１磁気シールド２３０が一体に保持されている。

止め板２１は、非磁性金属で形成されており、複数の第２電磁鋼板２０の各々と垂直に位置している。止め板２１の長さは、複数の第２電磁鋼板２０の各々の長さと略同等であり、止め板２１の幅は、第１磁気シールド２３０を構成する複数の第２電磁鋼板２０の厚さの合計と略同等である。止め板２１は、軸部２２１の主表面２２１ｍに接している。なお、止め板２１の長さは、複数の第２電磁鋼板２０の各々の長さより短くてもよい。

図３に示すように、本実施形態においては、第１磁気シールド２３０は、軸部２２１の軸方向において巻線２１０が位置している領域(図３の手前側に位置する低圧コイル２１２から奥側に位置する低圧コイル２１２までを含む領域)の長さより長く、軸部２２１の軸方向において巻線２１０が位置している領域の両外側に突き出している。

ただし、第１磁気シールド２３０の長さは、上記に限られず、軸部２２１の軸方向おいて巻線２１０が位置している領域の長さと同等でもよい。この場合は、第１磁気シールド２３０は、軸部２２１の軸方向おいて巻線２１０が位置している領域に配置されている。このように、第１磁気シールド２３０が、少なくとも軸部２２１と巻線２１０との間にて軸部２２１の主表面２２１ｍに沿って配置されていればよい。

第２磁気シールド２４０は、軸部２２１の軸方向に延在する複数の第３電磁鋼板３０が第２電磁鋼板２０の積層方向と直交する方向に積層されて構成されている。第２磁気シールド２４０は、軸部２２１と巻線２１０との間にて軸部２２１の主表面２２１ｍに沿って配置され、かつ、第２電磁鋼板２０の積層方向において第１磁気シールド２３０を挟むように第１磁気シールド２３０の両側に配置されている。第２磁気シールド２４０は、図示しないプレスボードなどのスペーサによって、巻線２１０および鉄心２２０に対して位置を固定されている。

本実施形態においては、複数の第３電磁鋼板３０の各々は、短冊状の形状を有し、両方の主面に絶縁層が形成されている。複数の第３電磁鋼板３０は、第３電磁鋼板３０の積層方向において両側から挟まれた状態で止め板３１に溶接されて固定されている。これにより、第２磁気シールド２４０が一体に保持されている。

止め板３１は、非磁性金属で形成されており、複数の第３電磁鋼板３０の各々と垂直に位置している。止め板３１の長さは、複数の第３電磁鋼板３０の各々の長さと略同等であり、止め板３１の幅は、第２磁気シールド２４０を構成する複数の第３電磁鋼板３０の厚さの合計と略同等である。止め板３１は、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド２３０の側面に接している。なお、止め板３１の長さは、複数の第３電磁鋼板３０の各々の長さより短くてもよい。

第２磁気シールド２４０の長さは、第１磁気シールド２３０の長さと同等であることが好ましい。第３電磁鋼板３０の積層方向における第２磁気シールド２４０の幅は、第１磁気シールド２３０の厚さと同等であることが好ましい。この場合、２つの第２磁気シールド２４０によって、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド２３０の両側面全体を覆うことができる。

第１磁気シールド２３０および第２磁気シールド２４０によって、軸部２２１の主表面２２１ｍの全体を覆っていることが好ましい。すなわち、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド２３０の幅と２つの第２磁気シールド２４０の厚さとの合計が、軸部２２１の主表面２２１ｍの幅と同等であることが好ましい。

本実施形態に係る静止誘導機器２００は、第１磁気シールド２３０および第２磁気シールド２４０を備えているため、図４に示すように、巻線２１０からの漏れ磁束２が、鉄心２２０の軸部２２１を構成する第１電磁鋼板１０の主表面に対して直交する方向に侵入することを抑制できる。これにより、軸部２２１において渦電流損が発生することを抑制できる。

また、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド２３０の両端に位置する第２電磁鋼板２０の主表面に対して、巻線２１０からの漏れ磁束２が侵入することを第２磁気シールド２４０によって抑制することができる。これにより、第１磁気シールド２３０において渦電流損が発生することを抑制できる。

本実施形態においては、第２磁気シールド２４０が、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド２３０の両側面全体を覆っているため、第１磁気シールド２３０において渦電流損が発生することを効果的に抑制できる。

上記のように、軸部２２１および第１磁気シールド２３０にて生ずる渦電流損を低減することにより、静止誘導機器２００における効率を向上することができる。

また、本実施形態においては、第１磁気シールド２３０および第２磁気シールド２４０が、軸部２２１の軸方向において巻線２１０が位置している領域の長さより長く、軸部２２１の軸方向において巻線２１０が位置している領域の両外側に突き出している。これにより、巻線２１０からの漏れ磁束２が、軸部２２１の軸方向における軸部２２１の両端に位置する鉄心２２０の主表面に侵入することを抑制できる。その結果、鉄心２２０において渦電流損が発生することをさらに抑制できる。

なお、巻線２１０と鉄心２２０との間の空間は、巻線２１０および鉄心２２０を冷却する冷却媒体の流路となる。鉄心２２０および第１磁気シールド２３０にて生ずる渦電流損を低減することにより、鉄心２２０および第１磁気シールド２３０にて局所加熱が発生することを抑制できる。そのため、冷却媒体の必要流量を低減することが可能となり、巻線２１０と鉄心２２０との間の空間を削減して、巻線２１０の外径を小さくすることが可能になる。

巻線２１０の外径を小さくすることにより、巻線２１０の全長を短くすることができるため、巻線２１０の製造コストの削減、および、巻線２１０におけるジュール損失の低減を図ることができる。また、巻線２１０の外径が小さくなることにより、図示しないタンクを小さくして静止誘導機器２００の小形化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器について説明する。なお、本実施形態に係る静止誘導機器３００は、軸部および第１磁気シールドの幅が段階的に狭くなっている点が実施形態２に係る静止誘導機器と主に異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。

(実施形態３)
図５は、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器の構成を示す断面図である。図５においては、図４と同一の断面視にて示している。図５においては、第１電磁鋼板１０の積層方向の一方側のみ図示しているが、第１電磁鋼板１０の積層方向の他方側についても同様に第１磁気シールド３３０および第２磁気シールド３４０が配置されている。

図５に示すように、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器３００は、外鉄型の変圧器である。静止誘導機器３００は、巻線３１０と、鉄心３２０と、第１磁気シールド３３０と、第２磁気シールド３４０とを備える。本実施形態においては、第１電磁鋼板１０の積層方向において巻線３１０に近づくに従って、軸部３２１の幅が段階的に狭くなっている。

第１磁気シールド３３０は、軸部３２１の軸方向に延在する複数の第２電磁鋼板２０が第１電磁鋼板１０の積層方向と直交する方向に積層されて構成されている。第１磁気シールド３３０は、軸部３２１と巻線３１０との間にて主表面３２１ｍに沿って配置されている。

本実施形態においては、第１磁気シールド３３０は、第１電磁鋼板１０の積層方向において巻線３１０に近づくに従って、第２電磁鋼板２０の積層方向の幅が段階的に狭くなる２つの狭小部３３１を有している。ただし、狭小部３３１の数は、２つに限られず、少なくとも１つであればよい。第１磁気シールド３３０は、図示しないプレスボードなどのスペーサによって、巻線３１０および鉄心３２０に対して位置を固定されている。

本実施形態においては、複数の第２電磁鋼板２０の各々は、短冊状の形状を有し、両方の主面に絶縁層が形成されている。互いに幅の異なる３種類の第２電磁鋼板２０を用いている。複数の第２電磁鋼板２０は、第２電磁鋼板２０の積層方向において両側から挟まれた状態で止め板２１に溶接されて固定されている。これにより、第１磁気シールド３３０が一体に保持されている。

止め板２１は、非磁性金属で形成されており、複数の第２電磁鋼板２０の各々と垂直に位置している。止め板２１の長さは、複数の第２電磁鋼板２０の各々の長さと略同等であり、止め板２１の幅は、第１磁気シールド３３０を構成する複数の第２電磁鋼板２０の厚さの合計と略同等である。止め板２１は、軸部２２１の主表面３２１ｍに接している。なお、止め板２１の長さは、複数の第２電磁鋼板２０の各々の長さより短くてもよい。

第２磁気シールド３４０は、軸部３２１の軸方向に延在する複数の第３電磁鋼板３０が第２電磁鋼板２０の積層方向と直交する方向に積層されて構成されている。第２磁気シールド３４０は、軸部３２１と巻線３１０との間にて軸部３２１の主表面２２１ｍに沿って配置され、かつ、第２電磁鋼板２０の積層方向において第１磁気シールド３３０を挟むように第１磁気シールド３３０の両側に配置されている。第２磁気シールド３４０は、図示しないプレスボードなどのスペーサによって、巻線３１０および鉄心３２０に対して位置を固定されている。

本実施形態においては、複数の第３電磁鋼板３０の各々は、短冊状の形状を有し、両方の主面に絶縁層が形成されている。複数の第３電磁鋼板３０は、第３電磁鋼板３０の積層方向において両側から挟まれた状態で止め板３１に溶接されて固定されている。これにより、第２磁気シールド３４０が一体に保持されている。

止め板３１は、非磁性金属で形成されており、複数の第３電磁鋼板３０の各々と垂直に位置している。止め板３１の長さは、複数の第３電磁鋼板３０の各々の長さと略同等であり、止め板３１の幅は、第２磁気シールド３４０を構成する複数の第３電磁鋼板３０の厚さの合計と略同等である。止め板３１は、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド３３０の側面に接している。なお、止め板３１の長さは、複数の第３電磁鋼板３０の各々の長さより短くてもよい。

第２磁気シールド３４０の長さは、第１磁気シールド３３０の長さと同等であることが好ましい。第３電磁鋼板３０の積層方向における第２磁気シールド３４０の幅は、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド３３０の端部の厚さと同等であることが好ましい。この場合、２つの第２磁気シールド３４０によって、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド３３０の両側面全体を覆うことができる。

第１磁気シールド３３０および第２磁気シールド３４０によって、軸部３２１の主表面３２１ｍの全体を覆っていることが好ましい。すなわち、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド３３０の幅と２つの第２磁気シールド３４０の厚さとの合計が、軸部３２１の主表面３２１ｍの幅と同等であることが好ましい。

本実施形態に係る静止誘導機器３００は、第１磁気シールド３３０および第２磁気シールド３４０を備えているため、図５に示すように、巻線３１０からの漏れ磁束２が、鉄心３２０の軸部３２１を構成する第１電磁鋼板１０の主表面に対して直交する方向に侵入することを抑制できる。これにより、軸部３２１において渦電流損が発生することを抑制できる。

また、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド３３０の両端に位置する第２電磁鋼板２０の主表面に対して、巻線３１０からの漏れ磁束２が侵入することを第２磁気シールド３４０によって抑制することができる。これにより、第１磁気シールド３３０において渦電流損が発生することを抑制できる。

本実施形態においては、第２磁気シールド３４０が、第２電磁鋼板２０の積層方向における第１磁気シールド３３０の両側面全体を覆っているため、第１磁気シールド３３０において渦電流損が発生することを効果的に抑制できる。

上記のように、軸部３２１および第１磁気シールド３３０にて生ずる渦電流損を低減することにより、静止誘導機器３００における効率を向上することができる。

また、鉄心３２０および第１磁気シールド３３０の両方にて、第１電磁鋼板１０の積層方向において巻線３１０に近づくに従って幅が段階的に狭くなっているため、巻線３１０と鉄心３２０とを互いに近接させて配置することができる。これにより、巻線３１０と鉄心３２０との間の空間を削減して、巻線３１０の外径を小さくすることが可能になる。

巻線３１０の外径を小さくすることにより、巻線３１０の全長を短くすることができるため、巻線３１０の製造コストの削減、および、巻線３１０におけるジュール損失の低減を図ることができる。また、巻線３１０の外径が小さくなることにより、図示しないタンクを小さくして静止誘導機器３００の小形化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態４に係る静止誘導機器について説明する。なお、本実施形態に係る静止誘導機器は、第２磁気シールドが各狭小部の両側にさらに配置されている点のみが実施形態３に係る静止誘導機器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。

(実施形態４)
図６は、本発明の実施形態４に係る静止誘導機器の構成を示す断面図である。図６においては、図５と同一の断面視にて示している。図６においては、第１磁気シールド３３０および第２磁気シールド３４０のみ図示している。

図６に示すように、本発明の実施形態４に係る静止誘導機器の第２磁気シールド３４０は、第２電磁鋼板２０の積層方向において狭小部３３１を挟むように狭小部３３１の両側にさらに配置されている。本実施形態においては、第１磁気シールド３３０が、２つの狭小部３３１を有しており、各狭小部３３１が第２磁気シールド３４０に挟まれている。第２磁気シールド３４０が、第２電磁鋼板２０の積層方向における狭小部３３１の両側面全体を覆っていることが好ましい。

本実施形態においては、各狭小部３３１が第２磁気シールド３４０に挟まれているため、第１磁気シールド３３０において渦電流損が発生することを効果的に抑制できる。さらに、第２磁気シールド３４０が、第２電磁鋼板２０の積層方向における狭小部３３１の両側面全体を覆っているため、第１磁気シールド３３０において渦電流損が発生することをより効果的に抑制できる。第１磁気シールド３３０にて生ずる渦電流損を低減することにより、静止誘導機器における効率を向上することができる。

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１，２漏れ磁束、１０第１電磁鋼板、２０第２電磁鋼板、２１，３１止め板、３０第３電磁鋼板、１００，２００，３００静止誘導機器、１１０，２１０，３１０巻線、１１１，２１１高圧コイル、１１２，２１２低圧コイル、１２０，２２０，３２０鉄心、１２１，２２１，３２１軸部、１２１ｍ，２２１ｍ，３２１ｍ主表面、１３０，２３０，３３０第１磁気シールド、１４０，２４０，３４０第２磁気シールド、３３１狭小部。

Claims

一方向に積層された複数の第１電磁鋼板を含み、該複数の第１電磁鋼板の積層方向の両端に位置する主表面を有する軸部が形成されている鉄心と、
前記軸部に巻き回された巻線と、
少なくとも前記軸部と前記巻線との間にて前記主表面に沿って配置され、前記軸部の軸方向に延在する複数の第２電磁鋼板が前記第１電磁鋼板の積層方向と直交する方向に積層されて構成された第１磁気シールドと、
少なくとも前記軸部と前記巻線との間にて前記主表面に沿って配置され、かつ、前記第２電磁鋼板の積層方向において前記第１磁気シールドを挟むように前記第１磁気シールドの両側に配置され、前記軸部の軸方向に延在する複数の第３電磁鋼板が前記第２電磁鋼板の積層方向と直交する方向に積層されて構成された第２磁気シールドとを備える、静止誘導機器。
前記第２磁気シールドが、前記第２電磁鋼板の積層方向における前記第１磁気シールドの両側面全体を覆っている、請求項１に記載の静止誘導機器。
前記第１磁気シールドは、前記第１電磁鋼板の積層方向において前記巻線に近づくに従って、前記第２電磁鋼板の積層方向の幅が段階的に狭くなる少なくとも１つの狭小部を有し、
前記第２磁気シールドは、前記第２電磁鋼板の積層方向において前記狭小部を挟むように前記狭小部の両側にさらに配置されている、請求項１または２に記載の静止誘導機器。
前記第２磁気シールドが、前記第２電磁鋼板の積層方向における前記狭小部の両側面全体を覆っている、請求項３に記載の静止誘導機器。