KR101855899B1

KR101855899B1 - 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어

Info

Publication number: KR101855899B1
Application number: KR1020110087161A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 셰퍼; 승철 이; 종윤 임; 옌스 데에르. 테퍼; 부락 에젠릭; 벤야민 베버; 야스민 데에르. 스마이크; 베른하르트 페테마이어
Original assignee: 에이비비 슈바이쯔 아게
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2018-05-10
Also published as: BRPI1107027A2; BRPI1107027B1; CA2751281C; CN102385973B; JP2012069943A; PL2426682T3; CN102385973A; CA2751281A1; AU2011218614B2; AU2011218614A1; ES2665930T3; EP2426682A1; US8957754B2; EP2426682B1; KR20120024471A; US20120056706A1

Abstract

본 발명은 자성물질로 만들어진 적어도 하나의 코어 루프(core loop: 12와 14)를 갖는 권선형 변압기 코어(wound transformer core: 10, 66, 및 82)에 관한 것으로, 적어도 하나의 중심축(18과 20)을 중심으로 동심(同心) 적층된 복수의 얇은 비정질의 밴드형 철판(thin amorphous band-like iron sheets: 16)을 포함한다. 하부 계철부(繼鐵部: 24), 상부 계철부(yoke section: 22) 및 적어도 2개의 각부(脚部: 26, 28, 및 30)가 형성되며, 인접한 철판들이 그 외측 모서리에서 서로 접착되도록 상기 하부 계철부(24)의 양 측면(70과 72)과 각각의 각부(limb section: 26, 28, 및 30)의 양 측면(70과 72)에서 상기 중심축(18과 20)에 수직으로 접착되는 모듈화된 판형(plate-like) 지지 구조(40, 74, 및 76)를 포함한다. 모듈화된 판형 지지 구조(40, 74, 및 76)는 해당 코어 부분(24, 26, 28, 및 30)의 각 측면(70과 72)에, 제1의 플러그-인 접속부(100) 또는 제2의 플러그-인 접속부(110)에 의해 서로 접속되는 적어도 2개의 판형 모듈(42, 44, 46, 48, 50, 86, 88, 및 90)을 포함한다.

Description

지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어{WOUND TRANSFORMER CORE WITH SUPPORT STRUCTURE}

본 발명은 자성물질로 만들어진 적어도 하나의 코어 루프(core loop)를 갖는 권선형 변압기 코어(wound transformer core)에 관한 것으로, 적어도 하나의 중심축을 중심으로 동심(同心) 적층된 복수의 얇은 비정질의 밴드형 철판(thin amorphous band-like iron sheets)을 포함하고, 하부 계철부(繼鐵部: yoke section), 상부 계철부 및 적어도 두 개의 각부(脚部: limb section)가 형성되며, 인접한 철판들이 그 외측 모서리에서 서로 접착되도록 하부 계철부의 양 측면 및 각각의 각부(脚部)의 양 측면에서 중심축에 수직으로 접착되는 모듈화된 판형(plate-like) 지지 구조를 포함한다.

비정질 코어(amorphous core)를 갖는 변압기는 종래의 코어를 갖는 변압기보다 더 낮은 전력 손실을 갖는 유리한 방법인 것이 알려져 있다. 다른 한편으로, 적합한 비정질 코어 재료는 대략 수십 ㎛의 두께 및 수십 cm의 폭을 갖는 밴드형 박판 형태로만 이용 가능하기 때문에, 비정질 변압기 코어는 제조하기가 다소 까다롭다. 그래서 몇 MW의 정격 출력을 갖는 변압기용의 전형적인 비정질 코어는 수 천층(few 1000 layers)의 이러한 동심 적층된 재료를 요한다. 이러한 재료의 특성은 기계적인 응력에 민감하며, 그에 따라 아무런 안정화 장치 또는 지지 구조를 갖지 않는 이러한 코어는 소정의 코일의 무게 또는 심지어는 그 자체의 무게도 감당할 수 없을 정도로 안정적이지 못하다.

이러한 안정화 장치는 예를 들면 실용신안 제 CN 201112062호로부터 알려져 있다. 여기에는 소위 E-플레이트(E-plate)가 동심 적층된 변압기 코어의 주요부(major parts)의 양 측면에 장착 및 접착되는 것이 제시되어 있다. 특히, 변압기 코어의 상부 계철(yoke)은 변압기 코어의 각부(脚部)에 코일을 설치하기 위해 코어가 재개방 되어야 하기 때문에 E-플레이트에 의해 안정화되지 않게 된다.

현재 기술에 있어서의 단점은 한편으로 제조 과정 중의 접착 공정이 다소 복잡하다는 것이다. 다른 한편으로, 이러한 E-플레이트를 제조하기 위한 각각의 절단 작업의 곤란도가 다소 높다.

이러한 현재의 기술에 기초하여, 본 발명의 목적은 위에서 언급된 단점들을 회피할 수 있는 개선된 지지 구조를 갖는 비정질의 권선형 코어를 제공하는 것이다.

이러한 문제는 전술한 종류의 판형 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어에 의해 해결된다. 이는 모듈화된 판형 지지 구조가 해당 코어 부분의 각 측면에 대해 적어도 2개의 판형 모듈을 포함하고, 이들 판형 모듈은 제1 및 제2의 플러그-인(plug-in) 접속부에 의해 서로 접속되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 개별 모듈을 사용함으로써 몇 단계에 걸쳐서 지지 구조를 장착할 수 있다. 이는 제조 공정을 단순화한다. 플러그-인 접속부는 하나의 모듈이 간단한 슬라이딩(sliding) 또는 훅 고정(hooking) 동작에 의해 인접한 모듈에 접속될 수 있는 한편 동심 권선형 코어가 바람직한 수평 위치에 있게 하는 형상을 가져야 한다. 이러한 플러그-인 접속부는 변압기 코어를 지지하기에 충분할 정도로 견고하기는 하나, 소량의 접착제 또는 다른 나사류 등에 의해 이러한 접속부를 강화하는 것이 유익할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 판형 지지 구조는 해당 코어 부분의 각 측면에 대해 하부 계철부의 해당 측면의 크기에 적합하게 구성된 제1의 판형 모듈과, 각각의 각부(脚部)의 해당 측면의 크기에 적합하게 구성된 추가적인 판형 모듈들을 포함하며, 상기 추가적인 판형 모듈들은 각각 제1 또는 제2의 플러그-인 접속부에 의해 해당하는 제1의 판형 모듈에 접속된다.

이러한 특별한 모듈화 해법의 이점은 위에서 언급된 바와 유사하나, 이 경우에 미리 장착된 변압기가 그 수직 동작 위치에 있으면 플러그-인 접속부는 수직 방향으로 그 최대 안정성을 갖는다. 이는 변압기 코어 그 자체가 견고성을 갖지 않기 때문에 변압기를 들어올리기 위해서는 필수적이다. 그래서 이러한 변압기 코어는 수직으로 서있는 변압기의 상부 부분에 있는 리프팅 러그(lifting lug)를 사용하여 들어올려지는 것이 일반적이며, 대부분의 무게에 의한 하중은 하단부에 누적된다. 변압기 코어가 그 코일의 장착 및 분리를 위해 재개방될 수 있어야 하기 때문에, 상부 계철부는 통상적으로 지지 구조의 모듈과 서로 접착되지 않는다. 또한, 이러한 I-형상 부분은 주요한 절단 작업 없이 제작할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 판형 지지 구조는 각 측면에 대해 상부 계철부의 해당 측면의 크기에 적합하게 구성된 제2의 판형 모듈을 포함하며, 이 제2의 판형 모듈은 제1의 플러그-인 접속부에 의해 해당 측면에서 추가적인 판형 모듈들에 접속된다. 상부 계철부를 개방될 수 있도록 유지시키기 위해서는, 일반적으로 지지 구조의 모듈과 서로 접착되지 않아야 한다. 게다가, 구비되는 경우에, 제2의 판형 모듈은 동일한 목적으로 분리될 수 있어야 하며, 그에 따라 이러한 플러그-인 접속부는 개방될 수 있어야 한다.

본 발명에 따르면, 제1의 플러그-인 접속부는 인접한 접속 대상 판형 모듈에 있는 해당 구멍에 끼워지도록 구성된 적어도 하나의 판형 모듈의 적어도 하나의 돌기형 노즐(barbed nozzle)을 포함하며, 그에 따라 퍼즐-조각 방식의 접속부가 구현된다. 이 구멍은 관통 구멍으로 형성될 수도 있으나, 예를 들면 절삭된 비관통 구멍도 또한 고려될 수 있다. 이러한 접속부는 해당 모듈 부분들의 수월하고 견고한 상호 결합을 가능케 하는 한편, 변압기 코어는 수평의 제조 위치에 있게 된다. 접속된 부분들은 예를 들면 이들을 변압기에 접착함으로써, 동일 평면 내에 고정되도록 하기만 하면 된다. 이러한 종류의 플러그-인 접속부가 추가적으로 변압기 코어와 접착되지 않으면, 예를 들면 상부 계철의 경우, 수월하게 개방될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제1 또는 제2의 판형 모듈은 서로 상하 관계로 장착되는 유사한 크기의 2개의 플레이트를 포함하며, 변압기 코어의 측면들 중 하나와 접촉하는 플레이트만이 인접한 모듈들과의 접속에 요구되는 구멍과 돌기형 노즐을 각각 포함한다. 이는 특히 이러한 플러그-인 접속부가 개방될 수 있어야 하고 접착제가 적용되지 않는 상부 계철의 경우에 해당 구멍으로부터 돌기형 노즐이 빠져나가는 것을 방지하는데 도움이 된다. 게다가, 제2의 모듈 부분이 강화되는데, 이는 예를 들면 그 위에 장착되는 리프팅 러그에 중요하다.

본 발명에 따르면, 제2의 플러그-인 접속부는 다른 인접한 접속 대상 판형 모듈 내의 대응하는 슬릿(slit) 안으로 훅 고정되는 판형 모듈들 중 적어도 하나의 판형 모듈의 절곡부(bent section)를 포함한다. 이 또한 안정된 종류의 접속부이지만, 다른 한편으로는 재개방에는 적합하지 않는다. 따라서, 제2의 플러그-인 접속부는 하부 계철부 구역에만 구비되는데, 이는 하부 계철부 구역이 재개방되는 것을 요하지 않기 때문이다.

본 발명의 다른 실시예에서, 판형 지지 구조는 상부 계철부의 상부측의 크기에 적합하게 구성되며 그 위에 배치되는 상부의 U 형상의 보형(beam-like) 모듈을 포함하며, 각부(脚部)의 양 측면을 덮는 이러한 판형 모듈들은, 세장형(細長形) 부분이 적어도 부분적으로 U 형상의 모듈의 측면에 인접하는 한편 인접한 부분들 사이에 기계적인 접속부가 구비되도록 상부 계철부의 상부측 위에서 세장형이 된다.

이러한 종류의 해법은 U 형상의 모듈이 다소 얇은 재료로 제작될 수 있기 때문에 지지 구조의 무게를 저감킬 수 있게 해준다. 미리 장착된 변압기가 그 수직 동작 위치에 있는 동안에는, U 형상의 모듈에 또는 바람직하게 대신에 사용되는 제2의 판형 모듈에 큰 힘이 작용하지 않는다. 상부 계철과 관련된 판형 모듈에 바람직하게 부착되거나 또는 그 일부인 소정의 리프팅 러그를 이용하여 변압기를 들어올리는 경우에만, 이 모듈에 힘이 가해진다. 이러한 변형예에 따르면, 이러한 리프팅 러그는 각부(脚部)의 측면의 크기에 적합하게 구성된 세장형의 추가적인 판형 모듈에 부착될 수 있다. U형 모듈은 세장형의 추가적인 판형 모듈을 고정시키는 것만을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예에서, 리프팅 러그는 U 형상의 모듈의 양 측면 및 양 단부에 구비되며, 이러한 리프팅 러그는 해당하는 또 하나의 세장형 모듈 부분의 일치하는 구멍에 의해 강화된다. 이는 안정된 리프팅 러그를 수월하게 얻을 수 있게 해준다.

또 다른 변형예에 따르면, 3개의 코어 루프가 구비되며, 변압기 코어는 제1, 제2, 및 제3의 토로이드(toroid) 직사각형 형상의 비정질 철판 패키지를 포함하고, 기본적으로 원형인 토로이드 형상은 다소 직사각형 형상의 내부 구멍 각각을 또한 포함하는 보다 직사각형 형태로 형성된다. 제1 및 제2의 철판 패키지는 제3의 패키지의 내부 구멍 내에 나란히 배치된다. 그에 따라 3상 변압기 코어가 구현되며, 이는 전기 에너지의 배전망(distribution network)에 매우 적합하다. 물론, 더 많거나 더 적은 수의 코어 루프를 갖는 변형예도 또한 고려해 볼 수 있으며, 그래서 예를 들면, 5각(5 limb) 변압기가 구현될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 토로이드 직사각형 형상으로 형성된 비정질 철판 패키지의 코너는 둥그스름하게 형성됨으로써, 3개의 철판 패키지 사이에는 2개의 대체로 삼각형 형상의 공동(hollow)이 만들어지며, 지지 구조의 대향 모듈 부분들을 접속하는 적어도 하나의 관통 볼트가 이를 통해서 배치된다.

변압기 코어의 양 측면의 지지 구조의 대향 모듈들 사이의 접속부는 취약한 코어(fragile core)에 어떠한 압력도 가하지 않아야 하지만, 지지 구조에는 소정의 견고성을 부여해야 한다. 이는 예를 들면 위에서 언급된 U 형상의 모듈에 의해서뿐만 아니라 나사산을 갖는 관통 볼트에 의해서도 또한 달성될 수 있다. 일반적으로 이러한 관통 볼트는 코어의 근처에 배치되어야 하는데, 이는 코일의 크기를 각각 저감시키기 위해 지지 구조를 확대시키는 것을 필요하게 한다. 양자 모두 바람직하지 않다. 관통 볼트를 위한 관통 구멍으로서 이러한 삼각형 형상의 공동의 이용하게 되면, 안정화 목적에 가장 유용한 지지 구조의 이러한 지점에 정확히 관통 볼트 등을 배치시킬 수 있게 한다.

본 발명의 다른 실시예는 적층된 철판의 종방향 연장부에 대해 적어도 부분적으로 횡방향으로 배치되는 세장형의 관통 구멍들이 판형 구조 내에 구비되는 것을 특징으로 한다.

비정질의 동심 권선형 변압기 코어는 그 전체 표면이 지지 구조에 접착되어서는 안된다. 소정 거리에서 코어와 지지 구조 사이의 표면의 소정 영역이 이러한 접착제 접속을 갖는 것으로 충분하다. 그래서, 본 발명의 사상은 적층된 철판의 종방향 연장부에 적어도 부분적으로 횡방향으로 배치되도록 판형 지지 구조에 절삭된 소정의 세장형 구멍을 통해서 제작 공정 중에 접착제를 도포하는 것에 있다. 이러한 세장형의 구멍을 통한 부분들에 의해 거의 모든 층의 동심 권선형 비정질 재료가 그 외측 모서리에서 다다를 수 있다.

따라서, 변압기 코어와 지지 구조가 서로 적층되어 있는 동안에 접착제를 도포하는 것이 용이해지므로 제조 공정이 단순화된다. 접착제를 미리 도포하는 것이 회피되거나 또는 적어도 저감됨으로써, 세장형의 구멍에 접착제를 도포하기 이전에 취약한 코어와 지지 구조 사이의 상대적인 위치가 보다 수월한 방식으로 최적화될 수 있다. 게다가, 접착 공정 동안에 취약한 변압기 코어의 불필요한 이동이나 움직임이 회피된다. 다른 측면은 지지 구조의 무게가 이러한 구멍들에 의해 저감된다는 것이다.

전술한 종류의 변압기 코어와 적어도 1차 및 2차 전기 권선을 포함하는 변압기는 이러한 변압기 코어의 보다 수월한 장착 공정을 잘 이용하며 게다가 보다 낮은 전기적 손실을 갖는다.

본 발명의 다른 유익한 실시예는 종속항에 언급되어 있다.

도 1은 권선형 변압기 코어의 일례를 도시하고,
도 2는 일 측면의 모듈화된 판형 구조의 일례를 도시하며,
도 3은 판형 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어의 제1의 예를 도시하고,
도 4는 판형 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어의 제2의 예를 도시하며,
도 5는 제1의 플러그-인 접속부의 일례를 도시하고,
도 6은 제2의 플러그-인 접속부의 일례를 도시한다.

이제 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 의거하여 본 발명이 상세히 설명될 것이다.

도 1은 수개 층의 동심(同心) 적층된 얇은 비정질의 밴드형 철판(thin amorphous band-like iron sheets: 16)을 갖는 권선형 변압기 코어의 일례(10)를 도시한다. 도면에는, 8개 층의 적층된 철판만이 도시되어 있으나, 실질적인 개수는 수천 개의 층에 이르며, 변압기 코어의 크기에 따라 달라진다. 제1 및 제2의 철판 패키지가 각각 제1의 중심축(18) 및 제2의 중심축(20)을 중심으로 동심 적층되는 한편, 각각의 패키지에는 4개의 층이 도시되어 있다. 두 패키지 모두는 추가적인 4개의 층으로 도시된 공통의 제3의 패키지에 의해 둘러싸여진다. 각각의 패키지의 둥그스름하게 형성된 코너로 인해 - 그렇지 않을 경우 철판이 그 날카로운 모서리의 코너로 부러질 수 있다 - 코어 내에 2개의 거의 삼각형 형상의 관통 공동(through hollow: 32)이 형성된다. 이들 공동은 해당 코어 부분의 양 측면의 판형 모듈들 사이에 예를 들면 나사 또는 볼트 등의 접속 요소를 배치하는데 적합하다.

이 변압기 코어가 3상 변압기에 사용하는데 적합하도록, 총 2개의 단일 코어 루프(12와 14)와 외측 각부(limb) 위의 하나의 공통 코어 루프가 형성된다. 둥그스름하게 형성된 코너를 제외하고 - 얇은 철판 패키지의 기본적으로 직사각형인 형상으로 인해, 상부 계철부(upper yoke section: 22), 하부 계철부(24), 및 3개의 각부(26, 28, 및 30)가 형성되며, 이들은 해당 점선 직사각형으로 표시되어 있다. 전형적으로, 비정질 재료의 하나의 판(sheet)의 길이는 360°의 해당 층의 길이에 대응되며, 절단 측면은 보통 상부 계철부 내에 배치된다. 그에 따라, 해당 코일이 개방된 각부(脚部)에 배치될 수 있도록 전체 코어가 상부 계철부에서 개방될 수 있다.

도 2는 전술한 이러한 변압기 코어의 일 측면에 각각 장착되어 접착되는 모듈화된 판형 구조의 일례(40)를 도시한다. 전술한 종류의 변압기 코어의 각 부분에 적합하게 구성된 판형 모듈이 구비됨으로써, 상부 계철부에 대한 제1의 판형 모듈(42), 하부 계철부에 대한 제2의 판형 모듈(44), 및 3개의 판형 모듈(46, 48, 및 50)이 각부(脚部)에 구비된다. 이러한 모듈의 재료는 그 두께가 수 밀리미터(mm)에서 1 cm 이상에 이르는 강철 플레이트(steel plate)가 바람직하다. 물론, 다른 금속 또는 섬유 강화 복합 재료 등과 같은 다른 재로도 또한 고려해볼 수 있다. 이러한 모듈 및 인접하게 배치된 플레이트는 변압기 코어의 일 측면에 대한 지지 구조의 주요부의 일례이며, 타 측면은 대칭 구조가 구비되어야 한다. 이러한 지지 구조의 전체 크기는 2차원 상에서 0.5m 내지 2.5m에 이를 수 있으며, 변압기 코어의 크기에 대응된다.

각부(脚部)의 크기에 적합하게 구성된 판형 모듈(46, 48, 및 50)과 하부 계철부의 크기에 적합하게 구성된 판형 모듈(44)은 전술한 종류의 변압기 코어에 접착되게 된다. 접착 공정을 단순화하기 위해, 각부와 관련된 모듈(46, 48, 및 50)에는 수평의 세장형(細長型) 구멍(54)이 절삭되고, 하부 계철부와 관련된 모듈(44)에는 수직의 세장형 구멍(52)이 절삭된다. 따라서, 세장형 구멍은 적층된 철판의 종방향 연장부에 대해 항상 횡방향이 됨으로써, 판형 모듈은 수평의 변압기 코어 상의 올바른 위치에 배치될 수 있는 한편 요구되는 접착제의 대부분은 나중에 세장형 구멍(52와 54)을 통해서 도포될 수 있다. 상부 계철부와 관련된 모듈은 이러한 세장형 구멍을 구비하지 않는데, 이는 앞에서 언급된 바와 같이 재개방되어야 하고 접착제 접속이 유용하지 않기 때문이다.

도 3은 판형 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어의 제1의 예(60)를 도시한다. 변압기 코어(66)용의 판형 지지 구조는 2개의 주요부, 즉 변압기 코어(66)의 제1의 측면(70)의 부분(74)과 변압기의 제2의 측면(72)의 대칭적인 부분(76)으로 나뉘어진다. 두 부분(74와 76) 모두는 변압기 코어(66)에 대해 소정의 축방향 거리로 도시되어 있으나, 장착된 상태에서는 두 부분(74와 76) 모두가 상부 계철부 영역을 제외하고 변압기 코어에 접착된다. 관통 볼트(68)는 제1의 부분(74)과 제2의 부분(76) 사이의 축방향 접속부를 나타내는데, 이 접속부는 변압기 코어의 대체로 삼각형 형상의 구멍을 통해서 배치된다. 세장형의 관통 구멍(78)이 모듈화된 판형 지지 구조 내에 구비된다.

대칭적인 지지 구조 부분(74와 76)은 주로 2개의 계철부와 관련된 판형 모듈 부분과 3개의 각부와 관련된 판형 모듈 부분을 각각 포함하며, 이들은 하부 계철부 영역에서는 제1 또는 제2의 플러그-인 접속부(62)에 의해서 또는 상부 계철부 영역에서는 제1의 플러그-인 접속부에 의해서만 서로 접속된다. 도면 부호 100과 110을 각각 참조하여 도 5와 도 6에서 플러그-인 접속부(62와 64)가 더욱 상세히 설명된다. 이후에 설명되는 바와 같이, 제1의 플러그-인 접속부는 수월하게 재개방될 수 있는 반면에, 제2의 플러그-인 접속부는 재개방하기가 쉽지 않다. 따라서, 하부 계철부 영역에는 두 종류 모두의 플러그-인 접속부(64)가 적합한 반면에, 상부 계철부 영역의 플러그-인 접속부는 제1의 플러그-인 접속부로 구현되어야 한다.

도 4는 판형 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어(82)의 제2의 예(80)를 도시하며, 변압기 코어의 제2의 측면의 지지 구조 부분은 도시되지 않았다. 도 4의 제1의 예와 비교하면, 상부 계철부의 판형 모듈이 구비되지 않았다. 이는 미리 장착된 변압기가 - 운송 또는 동작 중에도 역시 - 수직 위치로 있기 때문에 가능하다. 그래서, 예를 들면 크레인으로 변압기를 들어올릴 때를 제외하고는 상부 계철부에는 어떠한 큰 힘도 가해지지 않는다. 따라서, 소정의 접촉점 예를 들면 하중용 훅(load hook)이 상부 계철부에 구비되어야 한다. 본 예에서는, 그 상단부(upper end)에 몇몇의 리프팅 러그를 갖는 세장형의 외측 각부(脚部) 관련 판형 모듈(86과 90)에 의해 실현된다. 구멍 구조의 소정 안정성을 보장하기 위해, U 형상의 보형 모듈(U-shaped beam like module: 92)이 상부 계철부의 상부측에 배치되어 예를 들면 나사 또는 다른 재개방 가능한 접속부에 의해 세장형의 각부 관련 판형 모듈의 인접한 단부에 접속된다.

도 5는 다른 판형 모듈(104)의 구멍에 끼워지기에 적합하게 구성된 돌기형 노즐(barbed nozzle)을 갖는 판형 모듈(102)을 포함하는, 제1의 플러그-인 접속부의 일례(100)를 도시한다. 이론적으로, 노즐은 각부 모듈의 일부인 한편, 대응되는 계철부 모듈에는 반대로 구멍이 절삭되는 것도 또한 고려해볼 수 있다. 퍼즐 방식의 기능에 의해, 이러한 종류의 플러그-인 접속부는 재개방하기가 수월하다.

도 6은 훅 기능에 기초한 제2의 플러그-인 접속부의 일례(110)를 도시한다. 절곡부(112)를 갖는 판형 모듈과 슬릿(slit: 114)을 갖는 대응하는 판형 모듈이 평면도로 도시되어 있다. 절곡부를 갖는 해당 판형 모듈이 측면도로 도면 부호 116으로 도시되는 한편, 두 접속된 부분의 측면도는 도면 부호 118로 도시되어 있다.

10: 권선형 변압기 코어의 일례
12: 자성물질로 만들어진 제1의 코어 루프
14: 자성물질로 만들어진 제2의 코어 루프
16: 동심 적층된 얇은 비정질의 밴드형 철판
18: 제1의 중심축
20: 제2의 중심축
22: 권선형 변압기 코어의 상부 계철부(yoke section)
24: 권선형 변압기 코어의 하부 계철부
26: 권선형 변압기 코어의 제1의 각부(脚部: limb section)
28: 권선형 변압기 코어의 제2의 각부
30: 권선형 변압기 코어의 제3의 각부
32: 대체로 삼각형 형상의 공동(空洞)
40: 일 측면의 모듈화된 판형 구조의 일례
42: 상부 계철부의 측면에 적합하게 구성된 판형 모듈
44: 하부 계철부의 측면에 적합하게 구성된 판형 모듈
46: 제1의 각부에 적합하게 구성된 판형 모듈
48: 제2의 각부에 적합하게 구성된 판형 모듈
50: 제3의 각부에 적합하게 구성된 판형 모듈
52: 수직의 세장형 관통 구멍
54: 수평의 세장형 관통 구멍
60: 판형 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어의 제1의 예
62: 제1 또는 제2의 플러그-인 접속부
64: 제1의 플러그-인 접속부
66: 권선형 변압기 코어
68: 관통 볼트
70: 권선형 변압기 코어의 제1의 측면
72: 권선형 변압기 코어의 제2의 측면
74: 제1의 측면의 모듈화된 판형 구조
76: 제2의 측면의 모듈화된 판형 구조
78: 세장형 관통 구멍
80: 판형 지지 구조를 갖는 권선형 변압기 코어의 제2의 예
82: 권선형 변압기 코어
84: 제1 또는 제2의 플러그-인 접속부
86: 제1의 각부에 적합하게 구성된 또 다른 세장형의 판형 모듈
88: 제2의 각부에 적합하게 구성된 세장형의 판형 모듈
90: 제3의 각부에 적합하게 구성된 또 다른 세장형의 판형 모듈
92: U 형상의 보형(beam-like) 모듈
94: 리프팅 러그(lifting lug)의 일치하는 구멍
100: 제1의 플러그-인 접속부의 일례
102: 구멍에 끼워 맞춰지도록 구성된 돌기형 노즐을 갖는 판형 모듈
104: 돌기형 노즐에 끼워 맞춰지도록 구성된 구멍을 갖는 판형 모듈
110: 제2의 플러그-인 접속부의 일례
112: 평면도로 도시된 절곡부를 갖는 판형 모듈
114: 평면도로 도시된 대응하는 슬릿 부분을 갖는 판형 모듈
116: 측면도로 도시된 절곡부를 갖는 판형 모듈
118: 측면도로 도시된 훅 고정된 판형 모듈들

Claims

자성물질로 만들어진 적어도 하나의 코어 루프(core loop: 12와 14)를 갖는 권선형 변압기 코어(wound transformer core: 10, 66, 및 82)로서, 적어도 하나의 중심축(18과 20)을 중심으로 동심(同心) 적층된 복수의 얇은 비정질의 밴드형 철판(thin amorphous band-like iron sheets: 16)을 포함하고, 하부 계철부(繼鐵部: 24), 상부 계철부(yoke section: 22) 및 적어도 두 개의 각부(脚部: 26, 28, 및 30)가 형성되며, 인접한 철판들이 그 외측 모서리에서 서로 접착되도록 상기 하부 계철부(24)의 양 측면(70과 72)과 각각의 각부(limb section: 26, 28, 및 30)의 양 측면(70과 72)에서 상기 중심축(18과 20)에 수직으로 접착되는 모듈화된 판형(plate-like) 지지 구조(40, 74, 및 76)를 포함하고,
상기 모듈화된 판형 지지 구조(40, 74, 및 76)는 해당 코어 부분(24, 26, 28, 및 30)의 각 측면(70과 72)에, 제1의 플러그-인 접속부(100) 또는 제2의 플러그-인 접속부(110)에 의해 서로 접속되는 적어도 2개의 판형 모듈(42, 44, 46, 48, 50, 86, 88, 및 90)을 포함하는 것을
특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제1항에 있어서, 상기 판형 지지 구조(40, 74, 및 76)는 해당 코어 부분(24, 26, 28, 및 30)의 각 측면(70과 72)에 상기 하부 계철부(24)의 해당 측면의 크기에 적합하게 구성된 제1의 판형 모듈(44)과, 각각의 각부(26, 28, 및 30)의 해당 측면의 크기에 적합하게 구성된 추가적인 판형 모듈(46, 48, 및 50)을 포함하며, 상기 추가적인 판형 모듈(46, 48, 및 50)은 각각 제1의 플러그-인 접속부(100) 또는 제2의 플러그-인 접속부(110)에 의해 해당하는 제1의 판형 모듈(44)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제2항에 있어서, 상기 판형 지지 구조(40, 74, 및 76)는 각 측면(70과 72)에 상부 계철부(22)의 해당 측면의 크기에 적합하게 구성된 제2의 판형 모듈(42)을 포함하며, 상기 제2의 판형 모듈(42)은 제1의 플러그-인 접속부(100)에 의해 해당 측면(70과 72)에서 상기 추가적인 판형 모듈(46, 48, 및 50)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1의 플러그-인 접속부(100)는 인접한 접속 대상 판형 모듈(104)에 있는 해당 구멍에 끼워지도록 구성된 적어도 하나의 판형 모듈(102)의 적어도 하나의 돌기형 노즐(barbed nozzle)을 포함하며, 그에 따라 퍼즐-조각 방식의 접속부(100)가 구현되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제4항에 있어서, 적어도 하나의 제1의 판형 모듈(44) 또는 제2의 판형 모듈(42)은 서로 상하 관계로 장착되는 유사한 크기의 2개의 플레이트를 포함하며, 상기 변압기 코어(10, 66, 및 82)의 측면(70과 72) 중 하나와 접촉하는 플레이트만이 인접한 모듈들과의 접속에 요구되는 구멍(104)과 돌기형 노즐(102)을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2의 플러그-인 접속부(110)는 다른 인접한 접속 대상(118) 판형 모듈(114) 내의 대응하는 슬릿(slit) 안으로 훅 고정되는 판형 모듈(112와 116) 중 적어도 하나의 판형 모듈의 절곡부(bent section)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판형 지지 구조(40, 74, 및 76)는 상기 상부 계철부(22)의 상부측의 크기에 적합하게 구성되며 그 위에 배치되는 상부의 U 형상의 보형 모듈(U-shaped beam-like module: 92)을 포함하며, 상기 각부(26, 28, 및 30)의 양 측면을 덮는 판형 모듈들은 세장형(細長形) 부분이 적어도 부분적으로 상기 U 형상의 모듈(92)의 측면에 인접하게 되도록 상기 상부 계철부(22)의 상부측 위에서 세장형이 되고, 상기 인접한 부분들(86, 88, 90과 92) 사이에 기계적인 접속부가 구비되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제7항에 있어서, 상기 U 형상의 모듈(92)의 양 측면 및 양 단부에는 리프팅 러그(lifting lug)가 구비되며, 상기 리프팅 러그는 해당하는 또 다른 세장형 모듈 부분(86과 90)의 일치하는 구멍(94)에 의해 강화되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 3개의 코어 루프(12와 14)가 구비되며, 상기 변압기 코어(10, 66, 및 82)는 내부 구멍을 각각 갖는 제1, 제2, 및 제3의 토로이드(toroid) 직사각형 형상의 비정질 철판 패키지를 포함하고, 상기 제1 및 제2의 철판 패키지는 상기 제3의 패키지의 내부 구멍 내에서 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제9항에 있어서, 상기 토로이드 직사각형 형상의 비정질 철판 패키지의 코너는 둥그스름하게 형성됨으로써, 상기 3개의 철판 패키지 사이에는 2개의 삼각형 형상의 공동(hollow: 32)이 만들어지며, 상기 지지 구조(40, 74, 및 76)의 대향 모듈 부분들을 접속하는 적어도 하나의 관통 볼트(68)가 상기 공동을 통해서 배치되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층된 철판의 종방향 연장부에 대해 적어도 부분적으로 횡방향으로 배치되는 세장형의 관통 구멍(52, 54,및 78)이 상기 판형 지지구조(40, 74, 및 76) 내에 구비되는 것을 특징으로 하는, 권선형 변압기 코어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 변압기 코어와 적어도 하나의 1차 전기 권선 및 적어도 하나의 2차 전기 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기.
제12항에 있어서, 상기 변압기는 3상 변압기인 것을 특징으로 하는, 변압기.