KR102136271B1 - 변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기용 코어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변압기에 내장시 권선 부위에 단턱을 형성하여 권선의 부피를 최소화함에 따라 콤팩트한 크기로 제작 가능하고, 제작이 용이하여 작업자의 피로도를 최소화할 수 있게 됨과 아울러 본딩 처리와 단턱 부위의 밴딩 처리에 의해 박막판을 안정적으로 지지하면서 소음을 저감할 수 있는 변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법은, 박막판을 코어의 내측으로부터 외측으로 내측 박막판을 연속 적층하는 내측 박막판 적층 단계, 상기 내측 박막판 적층 단계에서 적층된 내측 박막판의 외측으로 내측 박막판보다 좁은 폭으로 이루어진 외측 박막판을 적층하는 외측 박막판 적층 단계, 적층된 박막판의 외측에 본딩층을 형성하여 적층된 박막판이 풀어지지 않도록 본딩하는 본딩 단계, 본딩 완료된 코어의 일측을 개방하여 권선을 결합하는 권선 결합 단계 및 코어에 권선이 결합된 상태에서 코어의 개방된 일측을 다시 결합하여 마감하는 결합 마감 단계를 포함한다.

Description

변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어{Method for manufacturing core for transformer and core for transformer manufactured thereby}

본 발명은 변압기용 코어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변압기에 내장시 권선 부위에 단턱을 형성하여 권선의 부피를 최소화함에 따라 콤팩트한 크기로 제작 가능하고, 제작이 용이하여 작업자의 피로도를 최소화할 수 있게 됨과 아울러 본딩 처리와 단턱 부위의 밴딩 처리에 의해 박막판을 안정적으로 지지하면서 소음을 저감할 수 있는 변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기는 전압을 높이거나 낮추기 위해 사용하는 것으로, 코일의 상호 유도 현상을 이용해 변압이 가능하게 된다.

변압기를 제조할 때, 얇은 철판을 연속 적층하여 코어를 제작하고, 제작된 코어와 권선을 결합하여 외부함에 설치함에 따라 제작하게 된다.

이러한 변압기는 코어 제작 시 얇은 철판을 연속 적층함에 따라 일정 두께를 이루며 코어 형태로 제작된다.

이렇게 제작된 코어는 일반적으로 단면이 사각형을 이루며 모서리가 뾰족하게 제작된다.

이로 인해 권선을 결합할 때 모서리 부분의 크기에 맞춰 권선을 결합해야 하고, 이에 따라 변압기가 내장되는 외함을 포함한 전체 크기가 커질 수밖에 없는 문제가 발생하게 된다.

관련하여 선행문헌 1(등록실용신안공보 20-0429215 변압기용 코일 프레임)에서는 모서리가 각진 형태로 이루어진 코어에 권선을 결합하는 변압기용 코일 프레임에 대한 구성이 개시되어 있다.

하지만 선행문헌 1은 각지게 이루어진 모서리에 의해 권선의 크기가 커질 수밖에 없는 문제가 발생하게 된다.

선행문헌 1(등록실용신안공보 20-0429215 변압기용 코일 프레임)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 코어를 제작함에 있어서 적층되는 소재를 아몰퍼스 재질의 박막판을 이용하여 코어의 전체적인 두께를 얇게 할 수 있고, 내측은 넓은 폭의 박막판을 적층하고 외측 일부는 내측의 박막판 보다 좁은 폭으로 이루어진 박막판을 적층함에 따라 코어의 모서리 부분을 내측으로 단턱지게 제작하여 모서리 부분의 크기를 줄여줌에 따라 결합되는 권선의 크기를 줄여주어 전체적으로 콤팩트한 크기로 제작할 수 있는 변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법은, 박막판(110)을 코어(100)의 내측으로부터 외측으로 내측 박막판(111)을 연속 적층하는 내측 박막판 적층 단계(S10), 상기 내측 박막판 적층 단계(S10)에서 적층된 내측 박막판(111)의 외측으로 내측 박막판(111)보다 좁은 폭으로 이루어진 외측 박막판(112)을 적층하는 외측 박막판 적층 단계(S20), 적층된 박막판(110)의 외측에 본딩층(130)을 형성하여 적층된 박막판(110)이 풀어지지 않도록 본딩하는 본딩 단계(S30), 본딩 완료된 코어(100)의 일측을 개방하여 권선(200)을 결합하는 권선 결합 단계(S40) 및 코어(100)에 권선(200)이 결합된 상태에서 코어(100)의 개방된 일측을 다시 결합하여 마감하는 결합 마감 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외측 박막판 적층 단계(S20)는 내측 박막판(111)과 외측 박막판(112)의 폭 차이로 인해 코어(100)의 외측 모서리 부분에 단턱부(120)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 방법에 의해 제조된 변압기용 코어에 관한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 권선이 결합된 전체 크기를 줄일 수 있어서 콤팩트한 크기로 제조할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 지그를 이용하여 코어와 권선의 결합을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 개폐 가능한 권선 결합부가 구비되어 다수의 박막판이 적층된 상태에서 분리되지 않도록 일부분만 개방하여 권선과 결합함에 따라 간편하게 결합할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법을 나타낸 공정도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법에 의해 제조된 변압기용 코어를 나타낸 사시도
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법에 의해 제조된 변압기용 코어에 권선을 결합하는 상태를 나타낸 결합 상태도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어가 변압기 외함에 결합된 상태를 나타낸 요부 단면도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법에 밴딩 처리 단계(S60)가 더 구비된 상태를 나타낸 공정도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어에 밴딩부가 더 구비된 상태를 나타낸 단면도

본 발명은 변압기용 코어에 관한 것으로, 특히 코어의 모서리부분을 단턱지게 하여 코어와 권선의 외측 크기를 줄여줌에 따라 콤팩트한 크기로 제조 가능하고, 박막판인 아몰퍼스 소재를 이용하여 코어의 크기를 소형화 하면서 효율은 증대시킬 수 있게 됨과 아울러 코어와 권선의 결합을 용이하게 할 수 있는 변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어를 제공하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법 및 이에 의해 제조된 변압기용 코어를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법을 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법에 의해 제조된 변압기용 코어를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 박막판(110)을 코어(100)의 내측을 이루는 부분부터 일정 두께로 적층하는 내측 박막판 적층 단계(S10)와, 코어(100)의 내측으로 적층된 박막판(110)의 외측으로 적층된 박막판(110)보다 좁은 폭을 가지는 박막판(110)을 내측 박막판(111)의 중간부를 따라 일정 두께로 적층하는 외측 박막판 적층 단계(S20)와, 내측과 외측 모두 적층된 박막판(110)의 외측에 적층된 박막판(110)이 풀어지지 않도록 지지할 수 있게 본딩 처리하는 본딩 단계(S30)와, 본딩 처리까지 완료된 코어(100)를 권선(200)과 결합하는 권선 결합 단계(S40) 및 권선(200)과 코어(100)를 걸합하고 결합을 위해 개방된 코어(100)를 다시 마감하는 결합 마감 단계(S50)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 본딩 단계(S30)는 코어(100)의 일측을 개방 가능하게 권선 결합부(140)를 제외한 나머지 부분만을 본딩하여 전체적인 형상을 유지하되, 권선 결합부(140)는 개폐 가능하도록 본딩한다.

이후 결합 마감 단계(S50)에서 상기 권선 결합부(140)를 닫혀지도록 잠구어줌에 따라 코어(100)와 권선(200)의 결합을 완료할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어(100)는 코어(100)의 내측으로 일정 두께로 적층되는 넓은 폭의 아몰 퍼스 소재로 이루어진 내측 박막판(111) 및 상기 내측 박막판(111)의 외측으로 일정 두께로 적층되되, 내측 박막판(111)보다 좁은 폭으로 일정 두께 적층되는 외측 박막판(112)을 포함하여 구성된다.

이로 인해 내측 박막판(111)와 외측 박막판(112)의 폭 차이로, 내측 박막판(111)과 외측 박막판(112)의 상부와 하부에는 외측을 향해 함몰되는 형태의 단턱부(120)가 형성된다.

이후, 내측 박막판(111)의 외측과 외측 박막판(112)의 외측 및 상부와 하부로는 본딩층(130)이 형성되는데, 상기 본딩층(130)은 코어(100)가 권선(200)과 결합되는 일측은 개폐 가능하도록 상면과 하면은 본딩 처리하지 않는다.

이러한 본딩층(130)은 에폭시나 본드 등을 이용해 박막판(110)들이 풀어지지 않도록 지지할 수 있게 된다.

이때, 상기 본딩 처리되지 않은 일측에는 개폐가 가능한 권선 결합부(140)가 구비된다.

상기 권선 결합부(140)는 코어의 가장 외측에 적층되는 외측 박막판(112)에 일체로 구비되는 것으로, 권선(200)과 결합되는 일측이 개방되는 외측 박막판(112) 끝부분에 외측 박막판(112)이 적층되며 감겨지는 반대쪽으로 절곡되어 고리 형태를 이루는 잠금편(141) 및 상기 잠금편(141)이 구비된 타측에 상기 잠금편(141)과 대응되는 위치에 구비되어 잠금편(141)이 삽입되며 끼워짐에 따라 잠금편(141)이 결합되어 박막판(110)이 풀어지지 않도록 잠금 고정하는 잠금홀(142)을 포함하여 구성된다.

이로 인해 상기 권선 결합부(140)를 개방하여 권선(200)과 결합하고, 결합이 완료되면 잠금편(141)을 잠금홀(142)에 끼워 고정함에 따라 코어(100)와 권선(200)이 결합된 상태에서 분리되지 않도록 잠금 고정될 수 있게 된다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법에 의해 제조된 변압기용 코어에 권선을 결합하는 상태를 나타낸 결합 상태도이다.

먼저 도 3을 참조하면, 코어(100)를 권선(200)과 결합하기 위해 권선 결합부(140)의 잠금편(141)을 잠금홀(142)에서 분리한다.

이에 따라 권선 결합부(140)에 의해 잠금 고정되어 있던 내측 박막판(111)과 외측 박막판(112)이 펼쳐지며 개방되어 코어(100)는 일측이 개방된 상태가 된다.

이때, 코어(100)의 개방된 일측에는 개방된 코어들을 각각 양측으로 모아지도록 유도하여 개방 상태를 확보할 수 있도록 코어 결합 지그(300)를 결합하여 개방 상태를 확보한다.

상기 코어 결합 지그(300)는 코어(100)가 진입되는 위치 측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 이루어진 진입 유도부(310)가 형성되어 코어(100)를 권선(200) 내부로 진입시킬 때 용이한 진입이 가능하게 된다.

도 4를 참조하면, 코어 결합 지그(300)에 의해 일측이 개방된 상태가 유지되는 코어(100)는 권선(200) 측으로 끼워주면 권선(200)과 결합되며 코어(100)의 외측에 양측으로 권선이 위치되도록 진입된다.

결합위치까지 진입이 완료되면 코어 결합 지그(300)를 분리하여 제거한다.

도 5를 참조하면, 코어(100)와 권선(200)이 결합된 상태에서 펼쳐진 박막판(110)을 다시 모여지도록 순차적으로 모아준 후 잠금편(141)을 다시 잠금홀(142)에 끼워줌에 따라 코어(100)와 권선(200)의 결합을 완료하게 된다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어가 변압기 외함에 결합된 상태를 나타낸 요부 단면도이다.

도 6을 참조하면, 코어(100)와 권선(200)이 결합된 상태에서 변압기의 외함(500)에 삽입하여 결합하게 된다.

이때, 권선(200)은 코어(100)의 단턱부(120)에 의해 작은 크기로 결합되고, 이로 인해 외함(500)의 크기를 기존 대비 소형화할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어 제조방법에 밴딩 처리 단계가 더 구비된 상태를 나타낸 공정도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 변압기용 코어에 밴딩부가 더 구비된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 결합 마감 단계(S50)가 완료된 후 단턱부를 밴딩하는 밴딩 처리 단계(S60)를 더 포함할 수 있다.

상기 밴딩 처리 단계(S60)에 의해 단턱부(120)에는 둘레를 따라 밴딩부(400)가 형성된다.

상기 밴딩부(400)는 단턱부(120) 둘레를 따라 구비되어 박막판(110)을 한 번 더 지지하면서 변압기에 전압을 인가함에 따라 교번자속의 변동과 누설되는 자속, 전류에 의한 권선의 진동 등에 대하여 발생하는 소음을 완충에 의해 저감할 수 있게 된다.

이러한 밴딩부(400)는 실리콘 등 연질로 이루어져 진동에 대해 완충작용을 수행하면서 소음을 저감할 수 있게 된다.

한편, 상기 밴딩부(400)는 권선(200)이 결합되는 부위에만 적용될 수도 있고, 단턱부(120)의 둘레를 따라 전체적으로 적용될 수도 있는 등 결합 및 구조에 따라 다양한 형태로 실시할 수 있다.

또한, 상기 밴딩부(400)의 단면 형상은 원형으로 도시하였으나 구조적 요인에 따라 삼각형 등 기타 다양한 형태로도 적용할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은 변압기용 코어를 제조함에 있어서 박막판을 적층하여 제조하되 내측 박막판을 적층한 후 그 외측으로 내측 박막판보다 좁은 폭을 이루는 외측 박막판을 내측 박막판의 중앙과 일치하도록 적층하여 내측 박막판과 외측 박막판 사이에 단턱부를 형성함에 따라 결합되는 권선의 크기를 소형화 하여 기존 대지 소형화된 변압기를 제조할 수 있게 된다.

100 : 코어 110 : 박막판
111 : 내측 박막판 112 : 외측 박막판
120 : 단턱부 130 : 본딩층
140 : 권선 결합부 141 : 잠금편
142 : 잠금홀 200 : 권선
300 : 코어 결합 지그 310 : 진입 유도부
400 : 밴딩부 500 : 외함

Claims (3)

1. 박막판(110)을 코어(100)의 내측으로부터 외측으로 내측 박막판(111)을 연속 적층하는 내측 박막판 적층 단계(S10);
   상기 내측 박막판 적층 단계(S10)에서 적층된 내측 박막판(111)의 외측으로 내측 박막판(111)보다 좁은 폭으로 이루어진 외측 박막판(112)을 적층하는 외측 박막판 적층 단계(S20);
   적층된 박막판(110)의 외측에 본딩층(130)을 형성하여 적층된 박막판(110)이 풀어지지 않도록 본딩하는 본딩 단계(S30);
   본딩 완료된 코어(100)의 일측을 개방하여 권선(200)을 결합하는 권선 결합 단계(S40);
   코어(100)에 권선(200)이 결합된 상태에서 코어(100)의 개방된 일측을 다시 결합하여 마감하는 결합 마감 단계(S50); 및
   결합 마감 단계(S50)가 완료된 후 단턱부를 밴딩하는 밴딩 처리 단계(S60);를 포함함에 있어서,
   상기 외측 박막판 적층 단계(S20)는 내측 박막판(111)과 외측 박막판(112)의 폭 차이로 인해 코어(100)의 외측 모서리 부분에 단턱부(120)가 형성되고, 상기 밴딩 처리 단계(S60)에 의해 단턱부(120) 둘레를 따라 밴딩부(400)가 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기용 코어 제조방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1항에 의해 제조된 밴딩부(400)가 구비된 변압기용 코어.
   

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