KR101140443B1 - 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어를 구성하도록 하고, 또한 상기 장방형상의 단위코어가 이웃하는 단위코어들과 삼각으로 유지되도록 한 후, 상기 장방형상의 단위코어의 아암들에 저압코일과 고압코일을 감아서 전체의 가로길이와 세로길이가 동일한 칫수로 구성되어, 변압기의 외함을 육각 또는 원형으로 제작가능하도록 함으로써, 변압기의 바닥면적으로 최소화하여 설치공간을 협소하게 할 수 있는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기에 관한 것으로, 본 발명은 코어요크부의 자기회로가 형성되는 코어아암부에 동심원상으로 코일이 권취되는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기에 있어서, 박판(A,B,C)을 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어(100)를 구성하도록 하고, 또한 상기 장방형상의 단위코어(100)가 이웃하는 단위코어(100)들과 삼각으로 유지되도록 한 코어체(200)를 구성한 후, 상기 코어체(200)의 장방형상의 단위코어(100)의 코어아암부(120)들에 저, 고압코일(300)들을 감아서 평면에서 봤을 때 전체의 가로길이와 세로길이가 동일한 칫수로 구성되도록 되어 있고, 또한 본 발명은 상기 장방형상의 단위코어(100)의 박판(A,B,C)을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어(100)의 3개가 삼각으로 구성된 코어체(200)를 형성하여서, 상기 코어체(200)에 씌워지는 변압기의 외함을 육각 또는 원형으로 제작가능하도록 되어 있으며, 또한 본 발명은 상기 박판(A,B,C)을 3?4등분의 설정칫수로 절단한 장방형상의 단위코어(100)의 단면이 마름모꼴형상으로 적층 성형되도록 되어 있다.

Description

장방형상의 단위코어가 결합된 변압기{Transformer with a unit core}

본 발명은 장방형상의 단위코어가 결합되는 코어체에 저,고압코일들이 권취되는 변압기에 있어서, 더욱 상세하게는 박판을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어를 구성하도록 하고, 또한 상기 장방형상의 단위코어가 이웃하는 단위코어들과 삼각으로 유지되도록 한 후, 상기 장방형상의 단위코어의 아암들에 저압코일과 고압코일을 감아서 전체의 가로길이와 세로길이가 동일한 칫수로 구성되어, 변압기의 외함을 육각 또는 원형으로 제작가능하도록 함으로써, 변압기의 바닥면적으로 최소화하여 설치공간을 협소하게 할 수 있는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기는 철심에 동선을 감아 전압을 변환하는 기기로서, 철심(core)에 동선인 코일(1차 및 2차권선)을 권선하여 전압을 변환하는 기기로서, 1차 권선에 흐르는 전류의 변화에 따른 자기력선의 증가/감소에 의해 2차 권선에 전류가 유도되도록 하는 전자유도작용을 이용하는 장치이다. 또한 변압기는 한 개 또는 두 개 이상의 회로에서 교류전력을 받아 전자유도작용에 의해 전압 및 전류를 변성하여 다른 한 개 또는 두 개 이상의 회로에 동일주파수의 교류전력을 공급하도록 된 장치이다.

이러한 변압기는 사용 용도가 다양한데, 그 예를 들어보면, 통상의 전력을 저전압기구에 알맞은 전압으로 낮추게 한다거나 장거리까지 전력을 전송하는 전력계통에 있어 발전기의 출력전압을 증가시키는 데 사용되며, 그 사용 용도마다에 부합하도록 계기용변성기?건식변압기?네온변압기?단권변압기?주상변압기 등 그 종류 또한 다양하다.

종래로부터의 전력용 변압기는 변압기용 코어를 갖고 있고，이 코어는 후술하는 바와 같이 통상 규소철로 형성되어 박판상으로 형성되고 있다．

도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 코일형의 전력용 변압기를 나타낸다．이것은 삼상 변압기이지만 박판상으로 형성된 규소철의 집합체로 구성된 삼상분의 코어아암(1,2,3)이 설치되고, 또한 상기 코어아암(1,2,3)의 상부와 하부에는 요크코어(4,5)가 설치되어 자기회로를 형성한다.

또한, 상기 코어아암(1,2,3)의 주위에는 통상，１차코일의 저압코일(6)과 또한 상기 저압코일(6)의 바깥둘레에 실린더(8)와, 또한 상기 실린더(8)의 바깥둘레에 ２차코일의 고압코일(7)이 감겨진다.

또한, 상기 저압코일(6)과 고압코일(7)들은 동심원상으로 배치된다.

또한, 코어아암(1,2,3) 및 코일(6,7)들에 있어서 손실에 의하여 발생한 열을 방산하기 위하여, 또한 고전압 부분과 외부와의 접촉을 방지하기 위하여, 또한 외부 자장을 절감하기 위하여 저압코일(6), 실린더(8) 및 고압코일(7)의 서로간 및 외주에 절연성 스페이서(10)들이 장착되게 된다. 그리고 도시하지 않는 접지선이 마련된다．

브레이크다운이 일어날 위험성이 최소가 되도록 치수결정을 하는 유전 스트레스를 미리 결정할 수 있도록 절연특성을 바꾸거나 감소시키지 않는 그러한 주변환경을 이루는 것도 또한 중요하다.

따라서, 변압기내의 개별 코일들은, 단락 프로세스 중에 생기는 전류와 그 결과로 생기는 전류력의 결과로 일어나는 여하한 스트레스에도 견딜 수 있도록 기계적인 치수결정이 되어야 한다. 일반적으로, 코일들은 발생하는 힘(forces)들이 각 개별 코일내에 흡수되도록 설계된다.

또한, 코일은 변압기의 내부 및 그 주위에서 일어나는 높은 전계강도에 지배당하게 마련인 큰 체적을 갖는다.

종래의 변압기를 구성하는 코어아암(1,2,3)와 요크아암(4,5)의 형성에 있어서의 코어아암(1,2,3)이 나란히 배치되고 상기 코어아암(1,2,3)에 대응하는 상하에 요크코어(4,5,)가 결합되어, 상기 코어아암(1,2,3)들에 코일들이 감겨지기 때문에, 변압기의 좌,우의 길이방향으로 길어져서 결국은 전체의 면적의 증대로 운반의 체적면적이 증대로 인하여 운반비용이 증대되는 결과를 초래하고, 또한 설치면적이 스페이서가 커지는 문제가 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 코어를 장방형상의 단위코어로 성형되도록 하는 동시에, 상기 장방형상의 단위코어가 이웃하는 코어와의 삼각형상의 코어체로 구성되도록 한 후, 상기 단위코어의 아암들에 저,고압코일들이 감겨지도록 함으로써, 변압기의 전체적인 부피를 줄일 수 있도록 됨을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 코어체의 가로와 세로의 길이가 동일하여 육각 또는 원형의 변압기의 외함으로 제작하도록 하여 변압기의 설치공간을 최소화할 수 있도록 됨을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 장방형상의 단위코어들의 박판을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어를 구성하면서 장방형상의 단위코어의 단면이 대략 마름모꼴형상으로 적층 성형되도록 됨을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 변압기의 코어가 절단치 않고 성형 후, 열처리함으로써, 소음이 적고 무부하 전류도 최소로 되고, 또한 무부하 손실이 20%이상 낮아지므로 기존의 변압기 보다 더욱더 작게 제작할 수 있음을 목적으로 한다.

본 발명은 코어요크부의 자기회로가 형성되는 코어아암부에 동심원상으로 코일이 권취되는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기에 있어서, 박판을 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어를 구성하도록 하고, 또한 상기 장방형상의 단위코어가 이웃하는 단위코어들과 삼각으로 유지되도록 한 코어체를 구성한 후, 상기 코어체의 장방형상의 단위코어의 코어아암부들에 저압코일과 고압코일을 감아서 평면에서 봤을 때 전체의 가로길이와 세로길이가 동일한 칫수로 구성되도록 됨을 기본특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 장방형상의 단위코어의 박판을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어의 3개가 삼각으로 구성된 코어체를 형성하여서, 상기 코어체에 씌워지는 변압기의 외함을 육각 또는 원형으로 제작가능하도록 되어 있다.

또한, 본 발명의 상기 박판을 3?4등분의 설정칫수로 절단한 장방형상의 단위코어의 단면이 마름모꼴형상으로 적층 성형되도록 되어 있다.

이상과 같이, 본 발명은 박판을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어를 구성하도록 하고, 또한 상기 장방형상의 단위코어가 이웃하는 단위코어들과 삼각으로 유지되도록 한 후, 상기 장방형상의 단위코어의 아암들에 저압코일과 고압코일을 감아서 전체의 가로길이와 세로길이가 동일한 칫수로 구성되어, 변압기의 외함을 육각 또는 원형으로 제작가능하도록 함으로써, 변압기의 바닥면적으로 최소화하여 설치공간을 협소하게 할 수 있다.

도 1 은 코일형의 전력용 변압기의 정면도,
도 2 는 코일형의 전력용 변압기의 측면도,
도 3 은 코일형의 전력용 변압기의 종단면도,
도 4 는 코일형의 전력용 변압기의 평면도,
도 5 은 본 발명의 장방형상의 단위코어의 박판의 절단예시도,
도 6 는 본 발명의 장방형상의 단위코어의 정면도,
도 7 은 본 발명의 도 6의 A-A선 확대단면도,
도 8 은 본 발명의 코어체의 평면도,
도 9 는 본 발명의 도 8의 B에서 본 정면도,
도 10은 본 발명의 도 8의 C에서 본 정면도,
도 11, 12 는 본 발명의 코어체에 외함을 씌운 상태의 평면도.

본 발명의 구체적인 예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 아래와 같다.

본 발명의 단위코어(100)는 도 6에 나타낸 바와 같이 장방형상으로 제작된다. 또한, 후술하는 바와 같이 상기 장방형상의 단위코어(100)는 이웃하는 단위코어(100)들과 도 8과 같이 삼각형상으로 결합된 코어체(200)를 구성한다. 또한 상기 코어체(200)의 장방형상의 단위코어(100)에 코일(300)들이 감기게 된다. 또한 상기 코일(300)이 감긴 코어체(200)에 도 11 및 도 12와 같이 변압기의 외함(400)이 씌워지도록 되어 있다.

상기 장방형상의 단위코어(100)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 박판(A,B,C)의 코어를 3?4등분으로 절단 결합하게 된다. 전체의 형상모양은 도면과 같이 각 코어의 설계치에 나온 길이(l)를 절단선(a)과 같이 절단한다.

또한, 상기 각 박판(A,B,C)의 절단된 코어를 권취기에서 순서대로 권취한다. 이로서, 도 6에 나타낸 바와 같은 장방형상의 단위코어(100)를 제작할 수 있다.

또한, 상기 도 6에서 장방형상의 단위코어(100)의 단면은 도 7에 나타낸 바와 같이 각 박판(A,B,C)들은 대략 마름모꼴의 형태를 유지한다.

상기 단위코어(100)는 장방형상으로 위,아래는 코어요크부(110)를 구성하고, 또한 양쪽의 측면은 코어아암부(120)를 구성하게 된다.

또한, 도 8, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이 상기 장방형상의 단위코어(100)가 이웃하는 단위코어(100)들과 삼각으로 유지되도록 한 코어체(200)를 구성한 후, 코어체(200)에 장방형상의 단위코어(100)들의 코어요크부(110)의 자기회로가 형성되는 코어아암부(120)들에 동심원상으로 저,고압코일(300)들을 감는다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 단위코어(100)들에 저,고압코일(300)이 감긴 코어체(200)는 평면에서 봤을 때 전체의 가로길이와 세로길이가 동일한 칫수로 구성되도록 한다.

즉, 본 발명은 상기 장방형상의 단위코어(100)의 박판을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어(100)의 3개가 삼각으로 구성된 코어체(200)를 형성하여서, 도 11 및 도 12와 같이 상기 코어체(200)에 씌워지는 변압기의 외함을 육각 또는 원형으로 제작할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 코어체(200)가 평면에서 봤을 때 가로와 세로의 길이가 동일하여 육각 또는 원형의 변압기의 외함(400)으로 제작하도록 하여 변압기의 설치공간을 최소화할 수 있다.

즉, 본 발명은 변압기의 바닥면적으로 최소화하여 설치공간을 협소하게 할 수 있게 된다.

100 : 장방형상의 단위코어 110 : 코어요크부
120 : 코어아암부 200 : 코어체
300 : 저,고압코일 400 : 외함
A,B,C : 박판 a : 절단선
l : 길이

Claims (3)

1. 코어요크부의 자기회로가 형성되는 코어아암부에 동심원상으로 코일이 권취되는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기에 있어서,
   박판(A,B,C)을 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어(100)를 구성하도록 하고, 또한 상기 장방형상의 단위코어(100)가 이웃하는 단위코어(100)들과 삼각으로 유지되도록 한 코어체(200)를 구성한 후, 상기 코어체(200)의 장방형상의 단위코어(100)의 코어아암부(120)들에 저, 고압코일(300)들을 감아서 평면에서 봤을 때 전체의 가로길이와 세로길이가 동일한 칫수로 구성되도록 됨을 특징으로 하는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 장방형상의 단위코어(100)의 박판(A,B,C)을 3?4등분으로 절단하는 동시에 설정칫수로 절단하여 장방형상의 단위코어(100)의 3개가 삼각으로 구성된 코어체(200)를 형성하여서, 상기 코어체(200)에 씌워지는 변압기의 외함을 육각 또는 원형으로 제작가능하도록 됨을 특징으로 하는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 박판(A,B,C)을 3?4등분의 설정칫수로 절단한 장방형상의 단위코어(100)의 단면이 마름모꼴형상으로 적층 성형되도록 됨을 특징으로 하는 장방형상의 단위코어가 결합된 변압기.
   

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