KR200445897Y1 - 고효율 변압기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부하 손실을 감소시켜 주는 고효율 변압기에 관한 것으로, 상기의 본 고안은 코어; 및 단층 다열 구조로 이루어져 다수의 레이어로 분할되어 권선 된 코일을 포함하는 것으로 상기 코일은 1층 2열로 이루어진 것을 특징으로 한다. 그리고, 본 고안은 변압기에 있어서, 단층 다열의 코일을 이용하여 다수의 레이어로 구분하여 코어에 권선하는 고효율 변압기로, 코어; 및 단층 다열구조로 이루어져 다수의 레이어로 분할되어 권선된 코일을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

변압기, 코어, 코일

Description

고효율 변압기 {High Efficiency Transformer}

도 1은 종래 평각 동선을 이용한 변압기의 권선 구조를 설명하기 위한 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 변압기의 권선 방법을 설명하기 위한 변압기의 권선의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 코어 25 : 코일

본 고안은 고효율 변압기에 관한 것으로, 특히 부하 손실 중에서 맴돌이 전류에 의한 유효분 및 무효분 손실을 감소시켜 주는 고효율 변압기에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기의 부하 손실에는 부하전류와 AC실효저항에 의한 유효분저항손실(I²R)과 무효분손실인 교번누설자속이 각권선의 수직방향에 쇄교하여 생기는 맴돌이 전류손 있다.

맴돌이 전류 손실을 저감시키기 위한 방법으로 단층다열도체를 적용하여 턴을 구성하여 각소선의 저항값을 같게하여 소선내부의 순환전류를 최소화하고 누설자속에 대해 쇄교되는 길이도 같게하여 각소선에 맴돌이전류를 저감시키거나 , 도체 단면적을 변압기의 1, 2차 권선에 발생하는 누설 자속의 수직으로 쇄교 되는 방향의 도체 폭을 감소시키는 것과 도체 단면적을 분할하여 구성된 소선을 전위(轉位)하는 방법이 있다.

누설 자속에 수직방향으로 쇄교되는 도체 폭(두께)은 대전류용 변압기의 경우 제작상의 1.0~4.0mm까지 쓰이기는 하나 분할 소선 수가 많아지면 작업성이 떨어지며, 소선을 분할하여 도체의 누설 자속에 쇄교 방향으로 소선의 층수가 증가하므로 손실의 감소가 이루어지기 어려운 점이 있고, 소선으로 나누어 전위하는 방법은 전위시 전위 공간이 코일 내에 필요하므로 변압기 코어와 코일의 소요량이 증가하고, 전위 작업 또한 많은 시간을 요하는 작업이며, 또한 전위 시 소선의 절연 처리를 제대로 하지 않으면 절연 파괴의 원인이 되는 문제점 등이 있다.

즉, 도 1은 종래 기술에 따른 2차 권선 방법을 나타낸 것으로, 도 1의 (A)는 변압기를 구성하는 코어(10)와 코일을 나타낸 것으로, 코어(10)에 권선된 2차 코일(12)이 2열 2층(2H/2W)으로 권선된 것을 나타낸 것이며, 도 1의 (B)는 변압기의 수직단면 형상에 1, 2차 권선의 누설 자속의 분포를 나탄내 것이고, 도 1의 (C)는 변압기의 1, 2차 코일의 결선도를 나타낸 것이다.

여기서 2차측 코일(12)은 4가닥(2H/2W)으로 구성되며, 권선 레이어는 2레이어로 구성된다. 가령 2차 턴수가 30턴이면 1레이어에 15턴 2레이어에 15턴을 구성 하여 30턴을 구성한다.

그런데, 코일을 2H/2W로 구성하면, 2차측 코일(12)의 4가닥 중 1층(1H)과 2층(2H)을 구성하는 각 도체의 실제 길이 차이에 의한 AC 실효 저항이 달라지기 때문에 도체내부의 순환전류에 의한 유효분 맴돌이 전류손이 발생하고, 교번 누설 자속에 의한 수직 방향에 쇄교되는 길이가 달라지기 때문에 무효분 맴돌이 전류손이 발생하여 부하손실을 증가시키는 원인이 된다.

그런데, 이와 같은 문제점을 개선하기 위해서는 매층마다 1H와 2H의 전기적인 위치를 같게 하는 전위를 하면서 권선해야 하기 때문에 작업성의 복잡화로 인하여 경제성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 부하 손실의 유효분 및 무효분 맴돌이 전류 손실을 절감시켜 주는 고효율 변압기를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 고안은 변압기에 권선되는 코일을 전위하지 않고 권선의 구조 및 배열을 바꾸어 맴돌이 전류 손실을 감소시키고, 작업성과 경제성을 향상시켜 주는 고효율 변압기를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위해, 코어; 및 단층 다열 구조로 이루어져 다수의 레이어로 분할되어 권선된 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 변압기를 제공한다.

상기 코일은 단층 다열로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 고안은 변압기에 있어서, 단층 다열의 코일을 이용하여 다수의 레이어로 구분하여 코어에 권선하는 고효율 변압기로써 상기 코일은 1층 2열로 이루어진 코일인 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 코일의 권선은 순차적으로 2레이어씩 분할하여 각 2개의 레이어를 같은 방향으로 권선하고 서로를 결선하여 이루어지거나, 순차적으로 2레이어씩 분할하여 서로 인접한 각 2개의 레이어를 서로 반대 방향으로 권선하고 서로를 결선하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

본 고안에 따른 고효율 변압기를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 2는 본 고안에 따른 변압기를 설명하기 위한 변압기의 2차측 권선의 단면도이다.

도 2의 (A)는 변압기의 코어(20)와 코일 중 2차측 코일(25)을 나타낸 것으로, 2차측 코일(25)은 1층 2열(1H/2W)로 이루어져 있으며, 도 2의 (B)는 변압기의수직 단면도로써 1, 2차 권선의 누설 자속의 분포를 나타낸 것이다.

가령 2차 턴수가 30턴이면 1, 2레이어에 각각 15턴씩 30턴을 구성하고, 3, 4레이어에 각각 15턴씩 30턴을 구성하여 리드를 인출하여 붓싱에 체결 시 각각 병렬 로 연결하여 30턴을 구성한다.

도 1의 2H/2W의 4가닥 코일과 대비해서 같은 단면적을 적용하면 본 고안의 코일은 1H/2W가 되며, 2가닥의 단층 구조로 권선하고 병렬결선하여 붓싱에 체결된다.

도 2의 (C)는 2차 코일(25)을 4레이어로 구성하였을 때 1, 2레이어와 3, 4레이어를 각각 정방향으로 권선하여 결선하여 병렬결선 한다. 이는 맴돌이전류 손실중 실효저항의 불균형에 의한 맴돌이전류손실을 감소시키기 위한 것으로 병렬결선시 1레이어와 3레이어 ,2레이어와 4레이어는 병렬로 4가닥이 되며 도1의 2차권선시 보다는 각소선의 저항값 차이가 줄어들어 순환전류에 의한 유효분 맴돌이 전류손실이 저감된다.

도 2의 (D)는 2차 코일(25)을 4레이어로 구성하였을 때 1, 2레이어를 정방향으로 권선하고, 3, 4레이어는 역방향으로 권선하여 병렬 결선한다.

이는 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 누설 자속이 코일의 중간에서 타원형으로 퍼져 나가는 과정에서 철심에 가까울수록 누설 자속의 분포가 작아지는 것을 볼 수 있는데, 각 소선을 누설 자속에 수직 쇄교되는 길이를 같게 하기 위하여 1레이어와 4레이어, 2레이어와 3레이어를 병렬 결선하여 4가닥을 구성하면 각 소선이 누설 자속에 의해 쇄교되는 길이가 같아지므로 무효분 맴돌이 전류 손실이 저감된다.

따라서, 본 고안은 도 1의 종래 기술과 달리 1층 2열의 코일을 이용하여 권선함으로써 권선 중 전위 과정이 필요 없다.

즉, 단층으로 구성된 코일을 이용하여 권선하여 병렬결선 하기 때문에 유효분에 대해서는 실효 저항값의 차이가 줄어 들어 맴돌이 전류(순환 전류)가 감소하고, 무효분에 대해서는 도체가 누설 자속 수직 방향에 쇄교되는 길이가 같아져 맴돌이 전류 손실이 감소한다.

상기와 같이 이루어진 본 고안은 1층 2열 구조의 코일을 이용하여 권선하고 병렬 결선하기 때문에 권선 중 전위 과정이 필요 없으며, 변압기의 용도, 부하전류량, 주파수 등에 따라 유효분과 무효분의 손실 비중에 따라 차등 적용 할 수 있으므로, 유효분 및 뮤효분에 의한 맴돌이 전류 손실을 감소시켜 주는 효과를 제공한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 변압기의 단층 다열 코일을 이용하여 다수의 레이어로 구분하여 코어에 권선 된 고효율 변압기의 상기 코일의 권선은 순차적으로 2 레이어씩 분할 형성하고 각 2개의 레이어를 같은 방향으로 권선하되 상기 코일의 코일리드를 병렬 결선하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 변압기에 있어서,

   상기 코일의 권선은 순차적으로 2레이어씩 분할 형성하고 서로 인접한 각 2개의 레이어를 서로 반대 방향으로 권선하며 상기 코일의 코일리드를 병렬 결선하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 변압기.
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