KR101819034B1 - 공통 코어 림 위에 축방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 코일을 구비하는 장치 - Google Patents
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Abstract
공통 코어 림(7) 위에 축방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 코일(1,4)을 구비하며, 각 코일은 방사방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 권선(2,3,5,6)을 구비하며, 상기 권선(2,3,5,6)들 사이에는 장벽이 제공되는 장치가 제안된다. 인접한 코일(1,4)의 장벽(9 - 13, 15 - 19)은 서로에 대하여 방사방향으로 오프셋되고, 상기 장벽(9 - 13, 15 - 19)의 에지 영역은 콤(comb) 방식으로 서로 맞물린다. 대안적으로, 인접한 코일(1,4)의 서로 직접 마주보는 영역의 장벽(21 - 25, 27 - 31)은 교대로 단축되고 연장되어 이에 의해 하나의 코일(1)의 단축된 장벽(21, 23, 25)은 다른 코일(4)의 연장된 장벽(27, 29, 31)과 항상 마주보게 놓이고, 그 역으로 하나의 코일(1)의 연장된 장벽(22, 24)은 다른 코일(4)의 단축된 장벽(28, 30)과 항상 마주보게 놓이고, 각 코일(1,4)에서 단축된 장벽은 연장된 장벽을 항상 따른다. 대안적으로, 상기 장벽들 중 일부는 상기 권선(2,3,5,6)의 단부면 주위에 추가적으로 맞물리는 절연 링(34/35, 38/39, 43/44, 47/48) 형태이고, 상기 단부면은 상기 권선 축(W)에 수직으로 배열된다.
Description
본 발명은 공통 코어 림 위에 축방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 코일을 구비하는 장치에 관한 것으로, 각 코일은 방사방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 권선을 구비하고, 상기 권선들 사이에 장벽이 제공된다.
하나의 응용분야는 코일과 변환기 분야, 특히 건식 변환기에 있다.
변압기의 경우에 코어 림 위에 축방향으로 상하로 2개 이상의 코일을 배열하며, 각 코일은 내부 권선 또는 저전압 권선과, 외부 권선 또는 고전압 권선을 구비하는 것이 일반적이다. 충분한 유전 강도를 위해 필요한 2개의 코일 사이의 간격은 코일의 연결에 따라 계산된다. 추가적으로 코일의 내부 권선과 외부 권선 사이에는 장벽이 배열되는 것이 일반적이며, 이 장벽은 2개의 권선 사이에 전기 방전을 방지하기 위하여 의도된 것이다.
이를 위하여 도 4는 종래 기술에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 장치의 측단면을 도시한다. 코어 림(7)이 도시되고 그 위에 제 1 코일(1)과 제 2 코일(4)이 축방향으로 상하로 배열된다. 제 1 코일(1)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(2,3)을 구비하며, 여기서 권선(2)은 또한 내부 권선 또는 저전압 권선으로 지시되고, 권선(3)은 또한 외부 권선 또는 고전압 권선으로 지시된다. 제 2 코일(4)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(5,6)을 구비하며, 여기서 권선(5)은 또한 내부 권선 또는 저전압 권선으로 지시되고, 권선(6)은 또한 외부 권선 또는 고전압 권선으로 지시된다.
복수의 장벽(51)은 내부 권선(2)과 외부 권선(3) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 1 코일(1)의 내부 권선(2)과 외부 권선(3) 사이에 배열된다. 이와 유사한 방식으로, 복수의 장벽(52)이 내부 권선(5)과 외부 권선(6) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 2 코일(4)의 내부 권선(5)과 외부 권선(6) 사이에 배열된다.
코일의 연결과 전압 차에 따라 결정되는 2개의 코일(1, 4) 사이에 축방향 간격은 {내부 권선들(2,5) 사이에 측정된} A1으로 지시된다. 권선 축(W)에 수직으로 배열된 권선의 단부면 위에 장벽이 돌출하는 부분인 장벽 돌출부는 {권선(3)과 장벽(51) 사이 그리고 권선(6)과 장벽(52) 사이에 측정된} B로 지시된다.
특히 더 높은 전압 또는 전압 차에서 개별 코일의 권선에 비해 요구되는 장벽 돌출부는 상대적으로 커서 이에 의해 코어 림의 길이를 연장시킨다 - 필요한 코어 림 길이(L1) 참조.
그러므로 본 발명에 의해 해결되는 과제는 공통 코어 림 위에 축방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 코일을 구비하는 요구되는 크기에 대하여 최적화된 장치를 제공하는 것이다.
본 특허청구범위 제1항의 전제부와 관련된 제 1 실시예에 따라, 본 과제는 본 발명에 따라 인접한 코일의 장벽이 서로에 대하여 방사방향으로 오프셋되고 장벽의 에지 영역이 콤 같은(comb-like) 방식으로 서로 맞물리는 것으로 해결된다.
본 특허청구범위 제2항의 전제부와 관련된 제 2 실시예에 따라, 본 과제는 본 발명에 따라 인접한 코일의 서로 직접 마주보는 영역의 장벽이 교대로 단축되고 연장되어 이에 따라 하나의 코일의 단축된 장벽이 다른 코일의 연장된 장벽과 항상 마주보게 놓이고, 그 역으로 하나의 코일의 연장된 장벽이 다른 코일의 단축된 장벽과 항상 마주보게 놓여 있으며, 각 코일에서 단축된 장벽은 항상 연장된 장벽을 따르는 것으로 해결된다.
본 특허청구범위 제3항의 전제부와 관련된 제 3 실시예에 따라, 본 과제는 본 발명에 따라 장벽들 중 일부가 권선의 단부면 주위에 추가적으로 맞물리는 절연 링으로 설계되고 이 단부면은 권선 축에 수직으로 배열되는 것으로 해결된다.
본 발명에 따라 달성가능한 잇점은 특히 코일 또는 변압기의 코어 림 길이가 단축될 수 있어 이에 따라 코일 또는 변압기의 전체적인 디자인이 보다 콤팩트해지는 것에 있다. 장벽 장치는 서로에 대하여 코일의 축방향 간격이 단축되더라도 외부에 놓여있는 권선으로부터 내부에 놓여있는 권선으로 전기적 방전이 회피되도록 설계된다.
본 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항에 개시된다.
본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 이하 본문에서 설명된다.
도 1은 제 1 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시하는 도면.
도 2는 제 2 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시하는 도면.
도 3은 제 3 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시하는 도면.
도 4는 종래 기술에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 장치의 측단면을 도시하는 도면.
도 2는 제 2 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시하는 도면.
도 3은 제 3 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시하는 도면.
도 4는 종래 기술에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 장치의 측단면을 도시하는 도면.
도 1은 제 1 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시한다.
코어 림(7)이 도시되며 그 위에 제 1 코일(1)과 제 2 코일(4)이 축방향으로 상하로 배열된다. 제 1 코일(1)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(2,3)을 구비하며, 여기서 권선(2)은 또한 내부 권선으로 지시되고, 권선(3)은 또한 외부 권선으로 지시된다. 제 2 코일(4)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(5,6)을 구비하며, 여기서 권선(5)은 또한 내부 권선으로 지시되고, 권선(6)은 또한 외부 권선으로 지시된다. 코어 림(7)의 중심 축은 동시에 권선축(W)이다.
내부 권선(2)과 외부 권선(3) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 1 코일(1)의 내부 권선(2)과 외부 권선(3) 사이에는 장벽(9, 10, 11, 12, 13)이 배열된다. 이와 유사한 방식으로, 내부 권선(5)과 외부 권선(6) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 2 코일(4)의 내부 권선(5)과 외부 권선(6) 사이에는 장벽(15, 16, 17, 18, 19)이 배열된다.
여기서, 장벽(9 - 13 및 15 - 19)은 장벽들이 서로 접촉함이 없이 2개의 코일(1,4)이 축방향으로 서로 더 가까이 이동될 수 있도록 코어 림의 중심 축이 권선축(W)인 직경 방향으로 배열된다. 도시된 바와 같이, 인접한 코일의 장벽은 서로에 대하여 방사방향으로 오프셋되게 배열되고, 장벽(9 - 13 및 15 - 19)의 에지 영역은 콤 같은 방식으로 서로 맞물린다. 인접한 코일(1,4)의 장벽들 사이에 중첩 영역(U)이 형성된다. 여기서 장벽 돌출부(B)는 도 4에 따른 실시예와 변화되지 않는다. 유리하게도 축방향 간격(A1)에 비해 축방향 간격(A2)이 단축된다(도 4 참조). 이에 대응하여, 코어 림 길이(L2)가 단축된다.
도 2는 제 2 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시한다. 코어 림(7)이 도시되며 그 위에 제 1 코일(1)과 제 2 코일(4)이 축방향으로 서로 상하로 배열된다. 제 1 코일(1)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(2,3)을 구비하며, 여기서 권선(2)은 또한 내부 권선으로 지시되고, 권선(3)은 또한 외부 권선으로 지시된다. 제 2 코일(4)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(5,6)을 구비하며, 여기서 권선(5)은 또한 내부 권선으로 지시되고, 권선(6)은 또한 외부 권선으로 지시된다.
내부 권선(2)과 외부 권선(3) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 1 코일(1)의 내부 권선(2)과 외부 권선(3) 사이에는 장벽(21, 22, 23, 24, 25)이 배열된다. 이와 유사한 방식으로, 내부 권선(5)과 외부 권선(6) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 2 코일(4)의 내부 권선(5)과 외부 권선(6) 사이에 장벽(27, 28, 29, 30, 31)이 배열된다.
여기서, 2개의 코일(1,4)의 서로 직접 마주보는 영역의 장벽(21 - 25 및 27 - 31)은 교대로 단축되고 연장되어 이에 따라 하나의 코일의 단축된 장벽은 다른 코일의 연장된 장벽과 마주하게 놓이고, 각 코일에서 단축된 장벽은 연장된 장벽을 따른다. 인접한 코일(1,4)의 장벽들 사이에는 중첩 영역이 존재한다. 이런 방식으로, 2개의 코일(1,4)은 장벽들이 서로 접촉함이 없이 축방향으로 서로 더 가까이 이동될 수 있다. 연장된 장벽의 장벽 돌출부(B)는 여기서 도 4의 실시예에 있는 장벽 돌출부(B)에 대응한다. 단축된 장벽(21, 28, 23, 30, 25)은 서로 마주보게 놓여있는 장벽들이 서로 접촉함이 없이 연장된 장벽(27, 22, 29, 24, 31)과 바로 마주보게 놓여있다. 유리하게도, 축방향 간격(A1)에 비해 축방향 간격(A2)이 단축된다(도 4 참조). 이에 대응하여, 코어 림 길이(L2)가 단축된다.
도 3은 제 3 실시예에 따라 적어도 2개의 코일을 구비하는 최적화된 장치의 측단면을 도시한다. 코어 림(7)이 도시되며 그 위에 제 1 코일(1)과 제 2 코일(4)이 축방향으로 상하로 배열된다. 제 1 코일(1)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(2,3)을 구비하며, 여기서 권선(2)은 또한 내부 권선으로 지시되고, 권선(3)은 또한 외부 권선으로 지시된다. 제 2 코일(4)은 방사방향으로 상하로 배열된 2개의 권선(5,6)을 구비하며, 여기서 권선(5)은 또한 내부 권선으로 지시되고, 권선(6)은 또한 외부 권선으로 지시된다.
장벽(33, 36, 37, 40)과 장벽으로서 절연 링(34/35, 38/39)은 2개의 권선(2,3) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 1 코일(1)의 내부 권선(2)과 외부 권선(3) 사이에 배열된다. 이와 유사한 방식으로, 장벽(42, 45, 46, 49)과 장벽으로서 절연링(43/44, 47/48)은 2개의 권선(5,6) 사이에 전기적 방전을 신뢰성있게 방지하기 위하여 제 2 코일(4)의 내부 권선(5)과 외부 권선(6) 사이에 배열된다. 절연 링(34/35)은 내부 권선(2)의, 권선 축(W)에 수직인, 단부면 주위에 추가적으로 맞물리고, 절연 링(38/39)은 외부 권선(3)의, 권선축(W)에 수직인, 단부면 주위에 추가적으로 맞물리고, 절연 링(43/44)은 내부 권선(5)의 단부면 주위에 추가적으로 맞물리고, 절연 링(47/48)은 외부 권선(6)의 단부면 주위에 추가적으로 맞물린다. 유리하게, 축방향 간격(A1)에 비해 축방향 간격(A3)이 단축된다(도 4 참조). 이에 대응하여, 코어 림 길이(L3)가 단축된다.
매우 일반적인 용어로, 이하의 측면들이 전술된 실시예에 적용된다.
· 전술된 조치는 원형, 타원형 또는 직사각형 단면을 구비하는 코일(1,4)에 적용가능하다.
· 장벽(9 - 13, 15 - 19, 21 - 25, 27 - 31, 33 - 40, 42 - 49)은 전기적으로 절연 플라스틱으로 형성된다.
· 인접한 코일의 장벽(9 - 13, 15 - 19, 21 - 25, 27 - 31, 33 - 40, 42 - 49)은 여기서 연속적인 크리피지 경로(creepage path)가 제공되지 않게 서로 접촉하지 않도록 의도된다.
· 장벽(9 - 13, 15 - 19, 21 - 25, 27 - 31, 33 - 40, 42 - 49)은 코일(1,4)에 감길 수 있고, 그리하여 코일의 형상을 자동적으로 따를 수 있다. 대안적으로, 장벽(9 - 13, 15 - 19, 21 - 25, 27 - 31, 33 - 40, 42 - 49)은 미리 형성된 부품으로 설계될 수 있고, 각 경우에 코일(1,4)의 형상과 크기에 일치할 수 있다.
·외주(circumference)에 따라 한정된 간격을 유지하기 위하여 내부 권선(2,5), 개별 장벽(9 - 13, 15 - 19, 21 - 25, 27 - 31, 33 - 40, 42 - 49) 및 외부 권선(3,6) 사이에는 블록이 배열된다.
· 도면은 본 발명에 따른 원리를 예시하기 위하여 다소 왜곡되어 있으며 권선들 사이에 예시된 간격과 코일/권선의 크기는 축척에 맞게 도시되어 있지 않다.
· 전술된 실시예에서, 5개의 장벽은 각 경우에 예로써 사용된 것이다. 장벽의 수는 상한이 없다. 도 1에 도시된 실시예는 단 하나의 장벽을 가지고 기능하며; 도 2 및 도 3에 도시된 실시예는 단 2개의 장벽을 가지고 기능한다.
· 명백히, 장벽을 구성하는데 전술된 실시예를 조합하여 구현할 수 있다. 특히, 도 3의 실시예는 권선들 사이의 중심 영역에 배열된 장벽에 대하여 도 1 또는 도 2의 실시예와 조합될 수 있다.
1 : 제 1 코일
2 : 제 1 코일의 내부 권선
3 : 제 1 코일의 외부 권선
4 : 제 2 코일
5 : 제 2 코일의 내부 권선
6 : 제 2 코링의 외부 권선
7 : 코어 림
8 -
9 : 장벽
10 : 장벽
11 : 장벽
12 : 장벽
13 : 장벽
14 -
15 : 장벽
16 : 장벽
17 : 장벽
18 : 장벽
19 : 장벽
20 -
21 : 장벽
22 : 장벽
23 : 장벽
24 : 장벽
25 : 장벽
26 -
27 : 장벽
28 : 장벽
29 : 장벽
30 : 장벽
31 : 장벽
32 -
33 : 장벽
34 : 장벽으로서 절연 링
35 : 장벽으로서 절연 링
36 : 장벽
37 : 장벽
38 : 장벽으로서 절연 링
39 : 장벽으로서 절연 링
40 : 장벽
41 -
42 : 장벽
43 : 장벽으로서 절연 링
44 : 장벽으로서 절연 링
45 : 장벽
46 : 장벽
47 : 장벽으로서 절연 링
48 : 장벽으로서 절연 링
49 : 장벽
50 -
51 : 장벽
52 : 장벽
A1, A2, A3 : 2개의 코일들 사이의 축방향 간격
B : 장벽 돌출부
L1, L2, L3 : 코어 림 길이
U : 중첩 영역
W : 권선 축
2 : 제 1 코일의 내부 권선
3 : 제 1 코일의 외부 권선
4 : 제 2 코일
5 : 제 2 코일의 내부 권선
6 : 제 2 코링의 외부 권선
7 : 코어 림
8 -
9 : 장벽
10 : 장벽
11 : 장벽
12 : 장벽
13 : 장벽
14 -
15 : 장벽
16 : 장벽
17 : 장벽
18 : 장벽
19 : 장벽
20 -
21 : 장벽
22 : 장벽
23 : 장벽
24 : 장벽
25 : 장벽
26 -
27 : 장벽
28 : 장벽
29 : 장벽
30 : 장벽
31 : 장벽
32 -
33 : 장벽
34 : 장벽으로서 절연 링
35 : 장벽으로서 절연 링
36 : 장벽
37 : 장벽
38 : 장벽으로서 절연 링
39 : 장벽으로서 절연 링
40 : 장벽
41 -
42 : 장벽
43 : 장벽으로서 절연 링
44 : 장벽으로서 절연 링
45 : 장벽
46 : 장벽
47 : 장벽으로서 절연 링
48 : 장벽으로서 절연 링
49 : 장벽
50 -
51 : 장벽
52 : 장벽
A1, A2, A3 : 2개의 코일들 사이의 축방향 간격
B : 장벽 돌출부
L1, L2, L3 : 코어 림 길이
U : 중첩 영역
W : 권선 축
Claims (8)
- 공통 코어 림(7) 위에 축방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 코일(1,4)을 구비하는 장치로서, 각 코일은 방사방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 권선(2,3,5,6)을 구비하며, 상기 권선(2,3,5,6)들 사이에 장벽이 제공되는, 장치에 있어서,
인접한 코일(1,4)의 장벽(9 - 13, 15 - 19)은 서로에 대하여 방사방향으로 오프셋되고, 상기 장벽(9 - 13, 15 - 19)의 에지 영역은 콤(comb) 방식으로 서로 맞물리는 것을 특징으로 하는, 장치. - 공통 코어 림(7) 위에 축방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 코일(1,4)을 구비하는 장치로서, 각 코일은 방사방향으로 상하로 배열된 적어도 2개의 권선(2,3,5,6)을 구비하며, 상기 권선(2,3,5,6)들 사이에 장벽이 제공되는, 장치에 있어서,
인접한 코일(1,4)의 서로 직접 마주보는 영역의 장벽(21 - 25, 27 - 31)은 교대로 단축되고 연장되어, 이에 의해 하나의 코일(1)의 단축된 장벽(21, 23, 25)은 다른 코일(4)의 연장된 장벽(27, 29, 31)과 항상 마주보게 놓이고, 그 역으로 하나의 코일(1)의 연장된 장벽(22, 24)은 다른 코일(4)의 단축된 장벽(28, 30)과 항상 마주보게 놓이고, 각 코일(1,4)에서 단축된 장벽은 연장된 장벽을 항상 따르는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 장벽(9 - 13, 15 - 19)은 상기 코일(1,4)에 감기므로, 상기 코일의 형상을 자동적으로 따르는 것을 특징으로 하는, 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장벽(9 - 13, 15 - 19)은 미리 형성된 부품으로 설계되고, 각 경우에 상기 코일(1,4)의 형상과 크기와 일치하는 것을 특징으로 하는, 장치.
- 제 1 항에 있어서, 외주(circumference)에 따라 한정된 간격을 유지하기 위하여 내부 권선(2,5), 개별 장벽(9-13,15-19) 및 외부 권선(3,6) 사이에는 블록이 배열되는 것을 특징으로 하는, 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 장벽(21 - 25, 27 - 31)은 상기 코일(1,4)에 감기므로, 상기 코일의 형상을 자동적으로 따르는 것을 특징으로 하는, 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 장벽(21 - 25, 27 - 31)은 미리 형성된 부품으로 설계되고, 각 경우에 상기 코일(1,4)의 형상과 크기와 일치하는 것을 특징으로 하는, 장치.
- 제 2 항에 있어서, 외주(circumference)에 따라 한정된 간격을 유지하기 위하여 내부 권선(2,5), 상기 장벽(21 - 25, 27 - 31) 및 외부 권선(3,6) 사이에는 블록이 배열되는 것을 특징으로 하는, 장치.
Applications Claiming Priority (3)
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