KR20120046318A

KR20120046318A - 변압기

Info

Publication number: KR20120046318A
Application number: KR1020127007706A
Authority: KR
Inventors: 류이치 니시우라; 야스오 후지와라; 요시노리 시미즈; 테츠야 마츠다; 타케시 이무라; 카즈아키 아오노; 히로유키 아키타
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-05-09
Also published as: JP2012028808A; JP5412485B2; US8872614B2; EP2472534A1; CN102648505A; JP4843749B2; JPWO2011062018A1; CN102648505B; EP2472534B1; KR101407884B1; EP2472534A4; WO2011062018A1; US20120146760A1

Abstract

변압기(10)는, 한 방향(Z축방향)으로 적층된 복수의 자성판을 포함하는 레그 철심(14)과, 레그 철심(14)에 권회된 코일(21)을 구비한다. 복수의 자성판 중, 적어도, 복수의 자성판의 적층 방향에서 코일의 내주면과 대향하는 자성판에, 슬릿(16)이 형성된다. 슬릿(16)에 의해 와전류가 분단되기 때문에, 와전류의 밀도를 저하시킬 수 있다. 와전류의 밀도를 저하함으로써 철심(15)의 손실 밀도를 저하시킬 수 있다. 철심(15)의 손실 밀도를 저하시킴에 의해 변압기(10)의 손실을 저감할 수 있다.

Description

변압기{TRANSFORMER}

본 발명은 변압기에 관한 것으로, 특히, 변압기에 포함되는 철심의 구조에 관한 것이다.

대용량 변압기의 철심은, 일반적으로, 박판형상의 자성체(예를 들면 전자강판, 어모퍼스판 등)를 적층한 구조를 갖고 있다. 예를 들면 특허 문헌 1(일본 실개소60-81618호 공보)에는, 철심의 조립 작업을 용이하게 하기 위해, 띠 모양의 강자성판을 절곡하여 철심을 구성하는 것이 개시되어 있다. 이 강자성판의 절곡부에는, 폭방향으로 약간의 연통부를 남기고서 타발구멍 또는 노치구멍이 형성된다.

한편, 변압기의 효율을 향상시키기 위해서는 변압기의 손실을 저감할 것이 요구된다. 변압기의 손실에는 코일로부터의 누설자속에 의한 와전류손이 포함된다. 와전류손을 저감하기 위한 기술이 지금까지 제안되어 있다.

예를 들면 특허 문헌 2(일본 특개2003-347134호 공보) 및 특허 문헌 3(일본 특개평1-259514호 공보)에는, 와전류손을 저감하기 위한 철심의 구조가 개시되어 있다. 구체적으로는, 특허 문헌 2에서는, 적층된 블록 철심을 끼우는 상하의 링-요크의 양쪽에 수평 방향의 슬릿이 형성되는 것이 개시되어 있다. 특허 문헌 3에서는, 갭 부착 주철심의 양단에 마련된 계철에, 자속밀도 분포에 따라서 슬릿이 형성되는 것이 개시되어 있다.

또한, 예를 들면 특허 문헌 4 내지 특허 문헌 6(일본 실개소60-57115호 공보, 일본 특개평10-116741호 공보, 및 일본 특개2001-35733호 공보)에서는, 변압기를 수납하기 위한 탱크의 내벽면에 부착된 전자 실드의 구조가 개시되어 있다. 예를 들면 특허 문헌 4(일본 실개소60-57115호 공보)에는, 복수개의 슬릿 또는 홈이 형성된 실드판이 개시되어 있다. 슬릿 또는 홈은, 자속의 유입부 및 유출부가 되는 실드판의 상하 양단측에, 자속의 침투 깊이보다도 깊어지도록 형성되고, 또한 실드판의 폭방향에 따라서 연재된다.

예를 들면 특허 문헌 5(일본 특개평10-116741호 공보)에는, 규소강대(鋼帶)를 적층함에 의해 형성된 전자 실드가 개시되어 있다. 규소강대의 표면에는, 그 길이 방향에 따른 슬릿이 적어도 하나 형성된다. 예를 들면 특허 문헌 6(일본 특개2001-35733호 공보)에는, 탱크의 내측에 자성체를 적층함으로써 형성된 전자 실드가 개시되어 있다. 예를 들면 슬릿은, 이 전자 실드의 표면측에만 마련된다.

특허 문헌 7(일본 실개소62-32518호 공보)에는, 코일의 윗면, 하면 및 측면을 덮도록 형성된 전자 실드 부재가 개시된다. 이 전자 실드 부재에 복수의 슬릿이 형성된다. 특허 문헌 8(일본 특개2003-203813호 공보)에는, 평면 도체 코일의 상하면의 적어도 한쪽에 마련된 자성 도체에 슬릿이 형성되는 것이 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 실개소60-81618호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개2003-347134호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개평1-259514호 공보 특허 문헌 4 : 일본 실개소60-57115호 공보 특허 문헌 5 : 일본 특개평10-116741호 공보 특허 문헌 6 : 일본 특개2001-35733호 공보 특허 문헌 7 : 일본 실개소62-32518호 공보 특허 문헌 8 : 일본 특개2003-203813호 공보

상기한 바와 같이, 변압기의 와전류손을 저감하기 위한 각종의 기술이 지금까지 제안되어 있다. 그러나 변압기의 효율을 향상시키기 위해서는, 변압기의 손실을 될 수 있는 한 작게 할 것이 요구된다. 따라서 변압기의 손실을 저감하기 위한 기술에는, 여전히 개량의 여지가 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 변압기의 손실을 저감 가능한 철심의 구조를 제공하는 것이다.

본 발명은 요약하면, 변압기로서, 한 방향으로 적층된 복수의 자성판을 포함하는 철심과, 철심에 권회된 코일을 구비한다. 복수의 자성판 중, 적어도, 복수의 자성판의 적층 방향에서 코일의 내주면과 대향하는 자성판에 슬릿이 형성된다.

본 발명에 의하면, 철심의 와전류손을 저감할 수 있기 때문에, 변압기의 손실을 저감할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 1b는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면.
도 2a는 도 1a 및 도 1b에 도시한 Z방향에 따라서 철심을 본 때의 철심을 도시하는 도면.
도 2b는 도 2a의 ⅡB-ⅡB 단면을 도시하는 도면.
도 3a는 도 2a중의 2점쇄선(Ⅲ)으로 둘러싸여진 부분의 사시도.
도 3b는 도 3a중의 화살표(B)에 나타내는 방향에서 본 측면도.
도 4는 코일 및 슬릿 사이의 위치 관계를 도시한 도면.
도 5는 슬릿의 깊이를 설명하기 위한 도면.
도 6은 코일에 의해 발생한 자속을 설명하기 위한 도면.
도 7a는 슬릿이 형성되지 않은 전자강판 표면의 와전류 분포를 도시한 도면.
도 7b는 슬릿이 형성되지 않은 전자강판 표면의 손실 밀도를 도시한 도면.
도 8a는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전자강판 표면의 와전류 분포를 도시한 도면.
도 8b는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전자강판 표면의 손실 밀도를 도시한 도면.
도 9a는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 9b는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면.
도 10은 도 9a 및 도 9b에 도시된 변압기에 포함되는 철심을 도시한 평면도.
도 11은 실시의 형태 2에 관한 레그 철심을 모식적으로 도시한 평면도.
도 12a는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 12b는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면.
도 13은 도 12a 및 도 12b에 도시된 철심을 도시한 평면도.
도 14는 도 13의 XⅣ-XⅣ 단면을 부분적으로 확대해서 도시하는 도면.
도 15는 도 12a 및 도 12b에 도시한 철심의 제조 방법을 모식적으로 설명하기 위한 도면.
도 16a는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 16b는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면.
도 17은 실시의 형태 4에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 사시도.
도 18은 실시의 형태 4에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도.
도 19a는 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 19b는 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면.
도 20은 실시의 형태 5에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 사시도.
도 21은 실시의 형태 5에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도.
도 22a는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 22b는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면.
도 23은 실시의 형태 6에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 사시도.
도 24는 실시의 형태 6에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도.
도 25는 저압 코일 및 고압 코일로부터의 누설자속의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 26은 실시의 형태 6의 제 1의 변형예에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 27은 도 26에 도시된 변압기를 설명하기 위한 사시도.
도 28은 도 26 및 도 27에 도시한 변압기에서의 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도.
도 29는 실시의 형태 6의 제 2의 변형예에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 30은 실시의 형태 6의 제 3의 변형예에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면.
도 31은 실시의 형태 6의 제 4의 변형예에서의 슬릿의 배치를 설명하기 위한 도면.
도 32는 내철형의 변압기의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 33은 도 22중의 철심(51)의 구조를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 도면 중의 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 반복하지 않는다.

본 발명의 실시의 형태에 관한 변압기는, 예를 들면 변전소에서 송배전을 위해 사용된다. 다만 본 발명의 변압기는, 송배전용으로 한정되지 않고 널리 적용 가능하다.

[실시의 형태 1]

도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 변압기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 1b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 변압기(10)는, 2개의 철심(15)과, 코일(21)을 포함한다. 철심(15)은, 폐 자기 회로를 형성하는 환상의 형상을 갖는다. 구체적으로는, 철심(15)은, 개략 사가형의 액자 형상을 갖는다.

철심(15)은, 한 쌍의 요크(yoke) 철심(11, 12)과, 한 쌍의 레그(leg) 철심(13, 14)을 포함한다. 요크 철심(11)과 요크 철심(12)은, 서로 간격을 띠우고 평행하게 배치되고, 레그 철심(13)과 레그 철심(14)은, 서로 간격을 띠우고 평행하게 배치되어 있다. 요크 철심(11, 12)의 각각의 한쪽 단이 레그 철심(13)에 의해 접합되고, 요크 철심(11, 12)의 각각의 다른쪽 단이 레그 철심(14)에 의해 접합되어 있다. 요크 철심(11, 12) 및 레그 철심(13, 14)의 각각은, 환상의 형상을 갖는 철심(15)의 주회 방향에 따라서 띠 모양으로 늘어나는 형상을 갖는다.

2개의 철심(15)은, 레그 철심(14)끼리가 이웃하도록 배치되어 있다. 도 1a중의 X축은 2개의 철심(15)의 배치 방향을 나타내고 있다. X축방향으로 이웃하여 배치된 2개의 레그 철심(14)에 코일(21)이 권회되어 있다. 도시하지 않지만, 코일(21)은, 중심축을 공통으로 하는 고압 코일 및 저압 코일을 포함한다. 도 1b중의 Y축은 코일(21)의 중심축(감겨진 축)을 나타내고 있다.

요크 철심(11, 12) 및 레그 철심(13, 14)의 각각은, 복수장의 박판형상 자성체가 층상으로 겹쳐진 적층 구조를 갖는다. 이하에서는, 박판형상의 자성체를 「자성판」이라고 부르기로 한다. 본 발명의 실시의 형태에서는, 요크 철심(11, 12) 및 레그 철심(13, 14)을 구성하는 자성판으로서, 전자강판, 보다 구체적으로는 방향성 강판이 적용된다.

도 1a 및 도 1b에 도시한 Z축은, 복수장의 자성판의 적층 방향을 나타내고 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시한X축, Y축 및 Z축은, 서로 직교하는 축이다. 이후 설명하는 도면에 도시하는 X축, Y축 및 Z축의 사이에도 상술한 관계가 성립하기 때문에, 이후는, X축, Y축 및 Z축에 관한 설명을 반복하지 않는 것으로 한다.

본 발명의 실시의 형태에서는, 레그 철심(14)을 구성하는 복수장의 자성판 중, 적어도, 코일(21)의 내주면에 대향하는 자성판의 표면에 슬릿(16)이 형성된다. 또한, 도 1a는, 복수의 자성판의 적층 방향에 따라서 한쪽의 측에서 본 변압기(10)의 구성을 나타내고 있지만, 반대측에서 본 변압기(10)의 구성도 도 1a의 구성과 마찬가지이다. 즉, Z축방향에 따라서 적층된 복수의 자성판 중의 양단의 자성판에 슬릿(16)이 형성된다.

도 2a 및 도 2b는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 철심의 평면도이다. 도 2a는, 도 1a 및 도 1b에 도시한 Z방향에 따라서 철심을 본 때의 철심을 도시하는 도면이다. 도 2b는, 도 2a의 ⅡB-ⅡB 단면을 도시하는 도면이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, Y방향 및 Z방향은 도 1에 도시한 Y축방향 및 Z축방향에 각각 대응한다. 요크 철심(11, 12) 및 레그 철심(13, 14)의 각각은, Z방향으로 적층된 복수장의 전자강판(31)을 포함한다. 레그 철심(14)을 구성하는 전자강판(31)의 주 표면은, Y방향에 따라서 연재된다.

레그 철심(14)을 구성하는 복수의 전자강판중, 적어도 코일(21)의 내주면에 대향하는 전자강판에, 슬릿(16)이 형성된다. 슬릿(16)은 전자강판(31)의 주표면의 연재 방향에 따라서 형성되기 때문에, Y방향(코일(21)의 감겨진 축 방향)으로 연재된다.

또한 도 2b에 도시되는 바와 같이, 본 실시의 형태에서는, Z방향으로 나열하는 복수의 전자강판 중의 단에 위치하는(코일의 내주면에 대향하는) 전자강판뿐만 아니라, 그 전자강판으로부터 Z방향으로 연속적으로 나열하는 전자강판에 슬릿이 형성된다. 따라서 본 실시의 형태에서는, 연속한 복수의 전자강판에 슬릿이 형성된다. 또한, 적층된 전자강판(31)의 각각의 주표면에는 절연 피막(32)이 배치되어 있다.

도 3a 및 도 3b는, 도 2a 중의 2점쇄선(Ⅲ)으로 둘러싸여진 부분을 확대해서 도시하는 도면이다. 도 3a는, 도 2a 중의 2점쇄선(Ⅲ)으로 둘러싸여진 부분의 사시도이고, 도 3b는, 도 3a 중의 화살표(B)로 나타내는 방향에서 본 측면도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 요크 철심(12)과 레그 철심(14)은, 각 철심을 구성하는 전자강판(31)끼리가 맞물림에 의해, 서로 접합되어 있다. 그 구조에 관해 상세히 설명하면, 각 철심을 구성하는 복수장의 전자강판(31)은, 제 1의 전자강판(31p)과, 제 2의 전자강판(31q)을 포함한다. 제 1의 전자강판(31p)과, 제 2의 전자강판(31q)란 1장씩 교대로 적층된다.

요크 철심(12)과 레그 철심(14)과의 접합 위치에서, 전자강판(31q)의 단부는 전자강판(31p)의 선단보다도 돌출한다. 적층 방향으로 이웃하는 전자강판(31q)의 사이에는 간극이 형성되어 있고, 요크 철심(12) 및 레그 철심(14)의 상호에 있어서, 전자강판(31p)이, 전자강판(31q) 사이에 형성된 간극에 삽입된다.

도 3a 및 도 3b는 각 철심의 하나의 구성예를 나타내는 것이고, 철심의 구성은 도 3a 및 도 3b에 도시된 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면 복수장의 전자강판(31p)과, 복수장의 전자강판(31q)이 교대로 적층됨에 의해 철심(15)이 구성되어도 좋다.

다음에 도 4 및 도 5를 이용하여, 슬릿에 관해 상세히 설명한다. 그리고 본 발명의 실시의 형태의 이해를 위해, 이하에 설명하는 도면에서는 레그 철심을 구성하는 전자강판의 형상을 장방형으로 나타내는 경우가 있다.

도 4는, 코일 및 슬릿 사이의 위치 관계를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 복수의 전자강판의 적층 방향에서 본 경우, 슬릿(16)은 전자강판(31)의 연재 방향, 즉 전자강판의 압연 방향에 따라서 형성된다. 본 발명의 실시의 형태에서는 전자강판(31)에 방향성 강판이 사용되기 때문에, 방향성 강판의 압연 방향이란 자화가 용이한 축의 방향이다. 방향성 강판(31)의 압연 방향이 코일(21)의 감겨진 축 방향에 따르도록 방향성 강판(31)이 배치된다.

도 5는, 슬릿의 깊이를 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, Z방향은, 도 1에 도시한 Z축의 방향을 나타내고 있다. 복수장의 전자강판(31)에 연속적으로 슬릿(16)이 형성되기 때문에, 슬릿(16)은, 복수장의 전자강판(31)의 적층 방향(Z방향)에 깊이(d)를 갖는다.

슬릿(16)의 깊이(d)는, 철심에 생긴 와전류에 기인하는 손실(와전류손)을 저감하기 위한 값으로서 적절하게 정할 수 있다. 슬릿(16)의 깊이(d)가 미리 정하여짐에 의해 슬릿(16)의 형성이 필요한 전자강판(31)의 매수를 정할 수 있다. 따라서 레그 철심(14)을 구성하는 모든 전자강판(31)에 슬릿(16)을 형성할 필요는 없다. 슬릿(16)을 형성하는 전자강판(31)의 매수를 한정함에 의해, 슬릿의 가공 비용을 저감할 수 있기 때문에, 철심의 제조 비용을 저감할 수 있다.

와전류는, 코일(21)에 의해 발생한 자속이 철심(15)(특히 레그 철심(14))을 구성하는 전자강판에 진입함에 의해 생긴다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 철심(15)에 의해 구성된 폐자기 회로에는, 코일(21)에 의해 발생한 자속(FL1, FL2)이 흐른다. 2개의 철심(15)에 각각 흐르는 자속(FL1, FL2)은 변압기(10)의 변압 작용에 기여하는 자속이다. 한편, 철심(15)의 주표면(17)중, 코일(21)의 내주면(21a)과 대향하는 영역(17a)에는, 코일(21)에서 발생한 자속(FL3, FL4)이 진입한다. 영역(17a)은 레그 철심(14)의 표면에 대응하는 영역이다. 자속(FL3, FL4)이 철심(15)(레그 철심(14))에 진입함에 의해, 철심(15)(레그 철심(14))에 와전류가 생긴다.

도 7a 및 도 7b는, 레그 철심을 구성하는 전자강판에 슬릿이 형성되지 않은 경우에, 전자강판에 생기는 와전류 및 와전류손을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a는, 슬릿이 형성되지 않은 전자강판 표면의 와전류 분포를 도시한 도면이다. 도 7b는, 슬릿이 형성되지 않은 전자강판 표면의 손실 밀도를 도시한 도면이다.

도 7a를 참조하면, 전자강판(31)의 주표면에 있어서 자속이 관통하는 영역을, 도 6과 마찬가지로 부호(17a)로 나타낸다. 코일(21)로부터의 자속이 관통하는 영역(17a)에서는 자속밀도가 높아진다.

전자강판을 자속이 관통함에 의해 와전류가 발생한다. 자속 분포의 중심부터 외측을 향할수록 와전류의 밀도가 높아진다. 따라서 예를 들면 도 7a중의 파선에 의해 둘러싸여진 위치에서 전류 밀도가 높아진다. 이 부분에서는 전류 밀도가 높아지기 때문에, 도 7b에 도시되는 바와 같이 손실 밀도도 높아진다.

도 8a 및 도 8b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 레그 철심에 생기는 와전류 및 와전류손을 설명하기 위한 모식도이다. 도 8a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전자강판 표면의 와전류 분포를 도시한 도면이다. 도 8b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전자강판 표면의 손실 밀도를 도시한 도면이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 코일의 내주면과 대향하는 전자강판(31)에 슬릿(16)이 형성됨으로써 와전류가 분단(分斷)된다. 와전류가 분단됨에 의해 와전류의 밀도를 저하시킬 수 있다. 전류 밀도의 저하에 의해 손실 밀도를 저하시킬 수 있기 때문에, 본 발명의 실시의 형태 1에 의하면 철심의 와전류손을 저감하는 것이 가능해진다.

와전류손을 저감함에 의해, 변압기에서 소비되는 전력을 저감할 수 있다. 이 결과, 변압기의 효율을 향상시킬 수 있다. 변압기의 효율이 향상함에 의해, 변압기의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.

또한 실시의 형태 1에서는, 슬릿은, 레그 철심을 구성하는 복수의 전자강판중의 적층 방향으로 연속적으로 나열하는 복수의 전자강판에 형성된다. 이에 의해 와전류를 보다 한층 저감할 수 있다. 따라서 와전류에 의한 손실을 한층 저감할 수 있다.

또한, 실시의 형태 1에 의하면, 슬릿(16)은, 전자강판(방향성 강판)의 압연 방향에 따라서 연재되도록 전자강판에 형성된다. 전자강판(방향성 강판)의 압연 방향이란, 전자강판의 연재 방향이다. 실시의 형태 1에서는, 레그 철심을 구성하는 복수의 전자강판의 각각의 연재 방향이 코일(21)의 감겨진 축 방향에 따르도록, 그들 복수의 전자강판의 각각이 배치된다.

변압기의 철심에 사용되는 박판형상의 자성체에는 주자속을 효율적으로 흘리는 기능이 요구된다. 이 때문에, 실시의 형태 1에서는, 특정한 방향(압연 방향)으로 자화하기 쉬운 방향성 강판이 철심의 자성판으로서 사용된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 변압 작용에 기여하는 자속(FL1, FL2)은, 전자강판의 연재 방향에 따라서 흐른다.

슬릿의 연재 방향으로 의해서는, 변압 작용에 기여하는 주자속의 흐름을 방해할 가능성이 생각된다. 실시의 형태 1에서는, 슬릿(16)의 연재 방향이 전자강판(방향성 강판)의 압연 방향과 평행하게 되기 때문에, 가장 투자율이 높은 방향에 따라서 슬릿이 형성된다. 이에 의해, 자성판의 본래의 기능인, 변압 작용에 기인하는 자속을 흘린다는 기능이 저하되는 것을 억제하면서 철심의 와전류손을 효과적으로 저감할 수 있다.

[실시의 형태 2]

실시의 형태 2에서는, 슬릿의 일단이 자성판의 단부에 달하도록, 자성판에 슬릿이 형성된다.

도 9a 및 도 9b는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 변압기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 9a는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 9b는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면이다.

도 9a, 9b 및 도 1a, 1b를 참조하면, 변압기(10A)는, 철심(15)에 대신하여 철심(15A)을 구비하는 점에서 변압기(10)와 다르다. 철심(15A)은, 레그 철심(14)에 대신하여 레그 철심(14A)을 구비하는 점에서 철심(15)과 다르다.

도 10은, 도 9a 및 도 9b에 도시된 철심을 도시한 평면도이다. 도 11은, 실시의 형태 2에 관한 레그 철심을 모식적으로 도시한 평면도이다. 도 9a, 도 9b, 도 10 및 도 11을 참조하면, 슬릿(16)은, 그 한쪽 단이 자성판(전자강판(31))의 연재 방향에 위치하는 자성판의 단부에 달하도록 형성된다. 이 점에서 실시의 형태 2는 실시의 형태 1과 다르다. 그리고 철심(15A)의 다른 부분의 구성은, 철심(15)의 대응하는 부분의 구성과 마찬가지이다.

또한, 슬릿은, 레그 철심(14A)을 구성하는 복수의 자성판 중 코일(21)의 내주면에 대향하는 자성판에 형성된다. 단, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 코일(21)의 내주면에 대향하는 자성판뿐만 아니라, 해당 전자강판으로부터 Z방향으로 연속적으로 나열하는 복수의 전자강판에 슬릿이 형성되어도 좋다.

슬릿(16)의 한쪽 단은 코일(21)과 겹침에 대해, 슬릿의 다른쪽 단은 전자강판(31)의 단부에 달한다. 이 점에 있어서 실시의 형태 2에 관한 레그 철심은 실시의 형태 1에 관한 레그 철심과 다르다. 레그 철심(14A)의 다른 부분은, 실시의 형태 1에 관한 레그 철심(14)의 대응하는 부분의 구성과 마찬가지이다.

자속 분포의 중심으로부터 외측을 할수록 와전류의 밀도가 높아진다. 이 때문에 자성판의 연재 방향에 위치하는 자성체의 단부에서 와전류의 밀도가 높아지기 쉽다. 슬릿의 일단이 자성판의 단부에 달하도록 슬릿이 형성됨으로써, 상기한 자성판의 단부에서의 와전류를 억제할 수 있다. 따라서 실시의 형태 2에 의하면, 철심의 와전류손을 억제하는 효과를 보다 높일 수 있다.

[실시의 형태 3]

실시의 형태 3에서는, 적층 방향에 인접하는 2개의 자성판의 사이에서 슬릿이 겹치지 않도록, 그들 2개의 자성판의 각각에 슬릿이 형성된다.

도 12a 및 도 12b는, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 변압기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 12a는, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 12b는, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면이다.

도 12a, 12b 및 도 1a, 도 1b를 참조하면, 변압기(10B)는, 철심(15)에 대신하여 철심(15B)을 구비하는 점에서 변압기(10)와 다르다. 철심(15B)은, 레그 철심(14)에 대신하여 레그 철심(14B)을 구비하는 점에서 철심(15)과 다르다.

도 13은, 도 12a 및 도 12b에 도시된 철심을 도시한 평면도이다. 도 14는, 도 13의 XⅣ-XⅣ 단면을 부분적으로 확대해서 도시하는 도면이다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 적층 방향에 인접하는 2개의 전자강판(31)의 사이에서는, 슬릿(16)의 위치가 서로 어긋나 있다. 그리고, 철심(15B)의 다른 부분의 구성은 철심(15)과 마찬가지이다.

도 15는, 도 12a 및 도 12b에 도시한 철심의 제조 방법을 모식적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 15를 참조하면, 슬릿이 형성된 복수의 전자강판(31)이 미리 준비된다. 전자강판(31)의 주표면에서의 슬릿의 위치는 완전하게 동일하지가 않다. 전자강판(31)을 적층하여 철심을 제조할 때에, 적층 방향의 하측에 위치하는 전자강판(31)과 슬릿의 위치가 겹쳐지지 않도록 슬릿이 형성된 전자강판(31)이 선택되고, 그 전자강판이 겹쳐싸여진다.

일반적으로, 와전류의 크기는 자성판의 두께의 2승에 비예한다. 본 발명의 실시의 형태에서는, 서로 절연된 얇은 자성판을 적층하여 철심을 구성함에 의해 와전류를 저감할 수 있다. 본 발명의 실시의 형태에서는, 또한, 적어도 코일의 내주면에 대향하는 자성판에 슬릿을 형성한다. 이에 의해 철심에 생기는 와전류손을 보다 한층 저감할 수 있다.

그러나 자성판에 슬릿을 형성함(예를 들면 프레스 천공 가공에 의해 슬릿을 형성함)으로써 슬릿의 주변의 절연 피막이 벗겨질 가능성이 있다. 적층 방향에 인접하는 2개의 전자강판(31)의 슬릿의 위치가 겹쳐지는 경우, 전자강판의 노출 부분끼리가 접촉함으로써, 그들 2개의 전자강판이 도통할 가능성이 있다. 전자강판이 도통하면 와전류를 저감하는 효과가 작아진다.

실시의 형태 3에 의하면, 적층 방향에 인접하는 2개의 전자강판(31)의 사이에서 슬릿이 겹치지 않기 때문에, 가령 슬릿의 주위의 절연 피막이 벗겨졌다고 하여도, 그들 2개의 전자강판(31)이 도통할 가능성을 작게 할 수 있다. 따라서 실시의 형태 3에 의하면, 와전류가 저감된 효과를 보다 확실하게 기대할 수 있다.

또한, 실시의 형태 3에 의하면, 복수장의 자성판의 사이에서 슬릿의 위치를 완전하게 동일하게 할 필요가 없기 때문에, 슬릿의 가공에 관한 조건(가공 위치 등)을 넓게 할 수 있다. 따라서 슬릿의 가공이 용이해지기 때문에 철심의 제조 비용을 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 실시의 형태 2와 마찬가지로, 실시의 형태 3에서도, 슬릿의 한쪽 단이 자성판의 단부에 달하도록 슬릿이 형성되어 있어도 좋다.

[실시의 형태 4]

실시의 형태 4에서는, 변압기는 실시의 형태 1부터 3의 어느 하나의 구성에 더하여, 코일과 철심과의 사이에 삽입된 전자 실드를 또한 구비한다.

도 16a 및 도 16b는, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 변압기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 16a는, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 16b는, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면이다.

도 16a, 16b 및 도 1a, 1b를 참조하면, 변압기(10C)는, 각각이 코일(21)과 2개의 레그 철심(14)의 사이에 배치된 전자 실드(18, 19)를 또한 구비하는 점에서 변압기(10)와 다르다. 구체적으로는, 전자 실드(18, 19)의 각각은, 코일(21)의 내주면과, 그 내주면에 대향하는 자성판과의 사이에 삽입된다.

도 17은, 실시의 형태 4에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 18은, 실시의 형태 4에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도이다. 또한 도 18은, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 전자 실드 및 슬릿을 투시한 상태를 나타낸다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16)은 전자 실드(18)와 겹치지 않는 영역에 형성된다. 또한, 전자 실드(19)의 측부터 복수의 자성판의 적층 방향에 따라서 실드 및 슬릿을 투시한 경우도 마찬가지로, 슬릿(16)은, 적어도 코일의 내주면에 대향하는 전자강판에서의 전자 실드(19)와 겹치지 않는 영역에 형성된다.

코일(21)의 내주면과 레그 철심(14)의 사이에 전자 실드(18)가 삽입됨에 의해, 철심에서의 와전류손을 저감할 수 있다. 그러나 코일의 내주면이 곡면이기 때문에, 전자 실드(18)에 덮히지 않은 부분이 레그 철심(14)의 표면에 생긴다. 이 부분에 코일(21)로부터의 자속이 진입함으로써 와전류가 발생하고, 손실 밀도가 높아지는 일이 일어날 수 있다.

실시의 형태 4에서는, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아 전자 실드와 겹쳐지지 않는 영역에 슬릿이 형성되기 때문에, 이 영역에서 와전류에 의한 손실을 작게 할 수 있다. 즉 실시의 형태 4에 의하면, 전자 실드 및 슬릿의 양쪽에 의해, 철심에서 발생하는 와전류를 작게 할 수 있다. 따라서 철심에서의 와전류손을 보다 한층 저감할 수 있다.

또한, 실시의 형태 2와 마찬가지로, 슬릿의 한쪽 단이 자성판의 단부에 달하도록 슬릿이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아 전자 실드와 겹쳐지지 않는 것이면, 실시의 형태 3과 마찬가지로, 적층 방향에 인접하는 2개의 전자강판의 사이에서 슬릿이 겹치지 않도록, 복수의 전자강판에 슬릿이 형성되어 있어도 좋다. 물론, 실시의 형태 2와 실시의 형태 3을 조합시켜서 실시의 형태 4에 적용하여도 좋다.

[실시의 형태 5]

도 19a 및 도 19b는, 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 변압기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 19a는, 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 19b는, 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면이다. 도 19a, 19b 및 도 16a, 16b를 참조하면, 변압기(10D)는, 슬릿(16)이 전자 실드(18)와 겹치는 영역에 형성되는 점에서 변압기(10C)와 다르다.

도 20은, 실시의 형태 5에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 21은, 실시의 형태 5에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 18과 마찬가지로, 도 21은, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 전자 실드 및 슬릿을 투시한 상태를 나타낸다. 도 20 및 도 21을 참조하면, 슬릿(16)은, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 전자 실드(18)와 겹치는 영역에 형성된다. 또한, 전자 실드(19)의 측에서 복수의 자성판의 적층 방향에 따라서 실드 및 슬릿을 투시한 경우도 마찬가지로, 적어도 코일의 내주면에 대향하는 전자강판에 있어서, 전자 실드(19)와 겹치는 영역에 슬릿(16)이 형성된다.

변압기의 구조에 의해서는, 전자 실드를 얇게 하지 않을 수가 없을 가능성이 있다. 이 경우, 코일(21)로부터의 자속이 전자 실드를 관통하여 철심에 진입할 가능성이 생각된다. 실시의 형태 5에 의하면, 전자 실드를 관통하여 철심에 진입한 자속에 의한 와전류를 슬릿에 의해 저감할 수 있다. 따라서 실시의 형태 5에 의하면 와전류를 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 실시의 형태 5에 의하면, 철심에서 발생하는 와전류를 얇은 전자 실드에 의해 저감할 수 있기 때문에, 전자 실드의 비용을 저감할 수 있다. 따라서 실시의 형태 5에 의하면 변압기의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 5의 변형예)

상기한 형태와 실시의 형태 4를 조합시킴에 의해, 철심 표면에서의 전자 실드 바로 아래의 영역 및 전자 실드에 덮히지 않은 영역의 양쪽에 슬릿을 형성하여도 좋다. 이 경우에는, 철심에서 발생하는 와전류를 작게 하는 효과와, 전자 실드를 얇게 할 수 있는 효과의 양쪽을 얻을 수 있다. 또한 바람직하게는, 전자 실드와 겹치는 영역에 형성된 슬릿보다도 전자 실드와 겹치지 않는 영역에 형성된 슬릿쪽이 깊어지도록 슬릿이 형성된다.

또한, 상기 실시의 형태 5 및 그 변형예에서는, 실시의 형태 2와 마찬가지로, 슬릿의 한쪽 단이 자성판의 단부에 달하도록 슬릿이 형성되어 있어도 좋고, 실시의 형태 3과 마찬가지로, 적층 방향에 인접하는 2개의 전자강판의 사이에서 슬릿이 겹치지 않도록, 복수의 전자강판에 슬릿이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 실시의 형태 2와 실시의 형태 3을 조합시켜서 실시의 형태 5 및 그 변형예에 적용하여도 좋다.

[실시의 형태 6]

도 22a 및 도 22b는, 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 변압기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 22a는, 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 22b는, 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 변압기를 코일의 감겨진 축 방향에서 본 도면이다.

도 22a 및 도 22b를 참조하면, 변압기(10E)는, 저압 코일(21A, 21B)과, 고압 코일(21C)과, 철심(15E)과, 전자 실드(18, 19)를 구비한다.

실시의 형태 4 및 5에 관한 변압기의 경우, 슬릿이 연속적으로 철심에 형성된다(예를 들면 도 16a를 참조). 이에 대해 실시의 형태 6에서는, 슬릿(16A)이, 철심(15)(레그 철심(14))중의, 주로 저압 코일(21A)과 고압 코일(21C) 사이의 부분에 형성된다. 마찬가지로, 슬릿(16B)은, 철심(15)(레그 철심(14))중의, 주로 저압 코일(21B)과 고압 코일(21C) 사이의 부분에 형성된다. 즉, 슬릿은 철심에 단속적으로 형성된다.

도 23은, 실시의 형태 6에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 24는, 실시의 형태 6에 의한 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도이다. 또한 도 24는, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 전자 실드 및 슬릿을 투시한 상태를 나타낸다. 도 23 및 도 24를 참조하면, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16A, 16B)은 전자 실드(18)와 겹치지 않는 영역에 형성된다.

도 25는, 저압 코일 및 고압 코일로부터의 누설자속의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 25는, 도 22a의 XXV-XXV선에 따른 변압기의 단면을 모식적으로 나타내고 있다. 도 25를 참조하면, 외철형 변압기에서는, 저압 코일(21A, 21B)과 고압 코일(21C)이 병렬로 배치된다. 변압기의 동작시에, 고압 코일 및 저압 코일의 각각으로부터, 철심(15E)(레그 철심(14))에 대해 수직 방향의 누설자속이 발생한다. 자속(Fa1, Fa2)은 저압 코일(21a)에 의해 발생한 누설자속이고, 자속(Fb1, Fb2)은 저압 코일(21B)에 의해 발생한 자속이고, 자속(Fc1, Fc2)은 고압 코일(21C)에 의해 발생한 자속이다. 고압 코일에 흐르는 전류에 의해 생기는, 복수의 자성판의 적층 방향의 자속과, 저압 코일에 흐르는 전류에 의해 생기는, 복수의 자성판의 적층 방향의 자속은, 서로 강화시킨다. 복수의 자성판의 적층 방향과는, 도 25에서는 지면(紙面)의 상하 방향에 대응한다.

철심(15E)(레그 철심(14))에 대해 수직한 방향의 누설자속에 의해 와전류가 생긴다. 도 25에 도시되는 바와 같이, 고압 코일과 저압 코일 사이의 철심의 부분(도 25에어서 파선에 의해 나타나는 부분(35A 내지 35D))에서는, 저압 코일로부터의 누설자속과 고압 코일로부터의 누설자속에 의한 와전류가 발생하기 때문에 와전류가 커진다. 따라서 고압 코일과 저압 코일과 사이의 철심의 부분에서 와전류손실이 특히 커진다.

실시의 형태 6에 의하면, 와전류손실이 특히 커지는 철심의 부분, 즉 고압 코일과 저압 코일 사이의 철심의 부분에 슬릿(16A, 16B)이 형성된다. 이에 의해, 실시의 형태 6에 의하면 실시의 형태 1 내지 5와 마찬가지로, 와전류를 효과적으로 저감할 수 있기 때문에, 와전류손실을 저감할 수 있다. 따라서 실시의 형태 6에 의하면, 실시의 형태 1 내지 5와 마찬가지로 변압기의 손실을 저감할 수 있다.

(실시의 형태 6의 변형예)

도 26은, 실시의 형태 6의 제 1의 변형예에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 27은, 도 26에 도시된 변압기를 설명하기 위한 사시도이다. 도 28은, 도 26 및 도 27에 도시한 변압기에서의 전자 실드 및 슬릿의 배치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 26 내지 도 28을 참조하면, 변압기(10E)는, 저압 코일(21A, 21B)과, 고압 코일(21C)과, 철심(15E)과, 전자 실드(18, 19)를 구비한다. 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16A, 16B)은 전자 실드(18)와 겹치는 영역에 형성된다.

도 29는, 실시의 형태 6의 제 2의 변형예에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 29를 참조하면, 변압기(10E2)는, 슬릿(10A 내지 10D)이 형성된 철심(15E)을 갖는다. 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16A 내지 16D)은, 고압 코일과 저압 코일과 사이의 영역에 형성된다. 구체적으로는, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16A, 16B)은, 고압 코일과 저압 코일과 사이의 영역이면서 전자 실드(18)와 겹치지 않는 영역에 형성된다. 한편, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16C, 16D)은, 고압 코일과 저압 코일과 사이의 영역이면서 전자 실드(18)와 겹치는 영역에 형성된다.

도 30은, 실시의 형태 6의 제 3의 변형예에 관한 변압기를, 철심을 구성하는 복수의 자성판의 적층 방향에서 본 도면이다. 도 30을 참조하면, 변압기(10E3)는, 전자 실드(18)를 갖지 않는 점에서, 상기한 변압기(10E, 10E1, 10E2)의 각각과 다르다. 또한, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16A, 16B)은, 고압 코일과 저압 코일과 사이의 영역에 형성된다.

도 31은, 실시의 형태 6의 제 4의 변형예에서의 슬릿의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 31을 참조하면, 변압기(10E4)는, 슬릿(16A, 16B, 16E, 16F)이 형성된 철심(15E)(레그 철심(14))을 갖는다. 슬릿(16A, 16B)은, 고압 코일과 저압 코일과 사이의 영역에 형성된다. 슬릿(16E, 16F)은, 레그 철심(14)의 양단에 각각 형성된다. 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16E)의 일부가 저압 코일(21a)과 겹쳐진다. 마찬가지로, 복수의 자성판의 적층 방향에서 보아, 슬릿(16F)의 일부가 저압 코일(21B)와 겹쳐진다.

도 25에 도시되는 바와 같이, 레그 철심(14)의 단부에 대응하는 철심(15E)의 부분(35E 내지 35H)에서는, 저압 코일에 의해 발생한 누설자속 방향(Fa1, Fa2, Fb1, Fb2)이 철심(15E)(레그 철심(14))의 표면에 수직으로 된다. 이 때문에, 철심(15E)의 부분(35E 내지 35H)에서 와전류가 발생한다고 생각된다. 도 31에 도시된 구성에 의하면, 철심(15E)의 부분(35E 내지 35H)에 슬릿이 형성되기 때문에, 저압 코일(21A, 21B)로부터의 누설자속에 의해 발생하는 와전류를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 도 31에 도시된 구성에서 전자 실드(18)를 생략하는 것도 가능하다. 또한, 슬릿(16E, 16F)은, 도 26에 도시된 철심 또는 도 29에 도시된 철심에 부가적으로 형성되어도 좋다.

[실시의 형태 7]

실시의 형태 1부터 6에서는, 본 발명이 적용 가능한 변압기로서 외철형의 변압기를 나타냈다. 그러나 본 발명은 외철형의 변압기로 한정되지 않고, 내철형의 변압기에도 적용할 수 있다.

도 32는, 내철형의 변압기의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 32를 참조하면, 변압기(50)는, 철심(51, 52, 53)을 포함하는 철심과, 철심(51, 52, 53)에 각각 권회된 코일(61, 62, 63)을 포함한다. 도 32중의 Y방향은 각 코일(61, 62, 63)의 감겨진 축의 방향을 나타낸다.

상기한 철심(51 내지 53)중의 하나의 철심 및 그 철심에 권회된 코일은, 삼상 교류의 각 상에 대응하여 마련된다. 철심(51 내지 53)의 구조는 서로 같기 때문에, 이하에서는 철심(51)의 구조를 대표적으로 설명한다.

도 33은, 도 32중의 철심(51)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 33을 참조하면, 철심(51)은 적층된 복수의 자성판(전자강판(31A))에 의해 구성된다. 도면중의 Z방향은 전자강판(31A)의 적층 방향을 도시하다. 또한, 도 33에서는, 지면을 꿰뚫는 방향이 도 32에 도시한 Y방향에 대응한다.

복수의 자성판 중 적어도, 코일(61)의 내주면(61a)과 대향하는 자성판에 슬릿(16A)이 형성된다. 코일(61)의 내주면(61a)과 대향하는 자성판뿐만 아니라, 그 자성판에 연속적으로 나열하는 자성판에도 슬릿(16)이 형성되어도 좋다.

코일(61)로부터 철심(51)에 진입하는 누설자속에 의해 철심(51)에 와전류가 생긴 경우에도, 슬릿(16A)에 의해, 그 와전류를 작게 할 수 있다. 따라서 실시의 형태 7에 의하면, 내철형의 변압기에 있어서 철심의 와전류손을 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 실시의 형태 7에 관해, 실시의 형태 2와 마찬가지로, 슬릿의 일단이 자성판의 단부에 달하고 있어도 좋고, 실시의 형태 3과 마찬가지로, 복수의 자성판의 사이에서 슬릿의 위치를 다르게 하여도 좋다.

금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

10, 10A 내지 10D, 10E, 10E1 내지 10E4, 50 : 변압기
11, 12 : 요크 철심
13, 14, 14A, 14B : 레그 철심
15, 15A, 15B, 15E, 51 내지 53 : 철심
16, 16A 내지 16F : 슬릿
17 : 주표면
17a : 영역
18, 19 : 전자 실드
21, 61 내지 63 : 코일
21a, 61a : 내주면
31, 31A, 31p, 31q : 전자강판
32 : 절연 피막
35A 내지 35H : 부분(철심)
B : 화살표
FL1 내지 FL4, Fa1, Fa2, Fb1, Fb2, Fc1, Fc2 : 자속

Claims

한 방향으로 적층된 복수의 자성판(31, 31A)을 포함하는 철심(15, 15A, 15B, 15E, 51 내지 53)과,
상기 철심(15, 15A, 15B, 15E, 51 내지 53)에 권회된 코일(21, 61 내지 63)을 구비하고,
상기 복수의 자성판(31)중, 적어도, 상기 복수의 자성판(31)의 적층 방향(Z)에서 상기 코일(21, 61 내지 63)의 내주면과 대향하는 자성판에, 슬릿(16, 16A 내지 16F)이 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)에서 보아, 상기 슬릿(16)의 한쪽 단은 상기 코일(21, 61 내지 63)과 겹쳐지고, 또한, 상기 슬릿(16)의 다른쪽 단은 상기 자성판(31)의 연재 방향에 위치하는 상기 자성판의 단부에 도달하는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 자성판(31)의 각각은, 방향성 강판이고,
상기 자성판(31)의 연재 방향은, 상기 방향성 강판의 압연 방향이고,
상기 슬릿(16, 16A 내지 16F)은, 상기 방향성 강판의 상기 압연 방향에 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 1항에 있어서,
상기 철심(15, 15A, 15B, 15E, 51 내지 53)은, 상기 코일(21, 61 내지 63)의 상기 내주면과 대향하는 자성판을 포함하고,
상기 복수의 자성판(31, 31A)의 상기 적층 방향(Z)에 따라서 연속적으로 나열하는 소정 수의 자성판에, 상기 슬릿(16, 16A 내지 16F)이 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 4항에 있어서,
상기 소정 수의 자성판 중, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)에 인접하는 2개의 자성판의 사이에서는, 상기 슬릿이 겹쳐지지 않도록, 상기 소정 수의 자성판에 상기 슬릿(16)이 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 1항에 있어서,
상기 변압기는,
상기 코일(21)의 상기 내주면과, 상기 코일(21)의 상기 내주면에 대향하는 자성판과의 사이에 삽입된 전자 실드(18, 19)를 더 구비하고,
상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)에서 보아, 상기 슬릿(16, 16A, 16B, 16E, 16F)은, 상기 전자 실드(18, 19)와 겹쳐지지 않는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 6항에 있어서,
상기 코일(21)은, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)과 직교하는 방향(Y)에 따라서 배치된 제 1의 코일(21A, 21B)과 제 2의 코일(21C)을 포함하고,
상기 제 1의 코일(21A, 21B)에 흐르는 전류에 의해 생기는, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)의 자속과, 상기 제 2의 코일(21C)에 흐르는 전류에 의해 생기는, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)의 자속이, 서로 강화하도록, 상기 제 1 및 제 2의 코일(21A 내지 21C)은 구성되고,
상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)에서 보아, 상기 슬릿(16A, 16B, 16C, 16D)은, 적어도 상기 제 1의 코일(21A, 21B)과 상기 제 2의 코일(21C) 사이의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 1항에 있어서,
상기 변압기는,
상기 코일(21)의 상기 내주면과, 상기 코일(21)의 상기 내주면에 대향하는 자성판의 사이에 삽입된 전자 실드(18, 19)를 더 구비하고,
상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)에서 보아, 상기 슬릿(16, 16A, 16B, 16C, 16D)은, 상기 전자 실드(18, 19)와 겹치는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 8항에 있어서,
상기 코일(21)은, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)과 직교하는 방향(Y)에 따라서 배치된 제 1의 코일(21A, 21B)과 제 2의 코일(21C)을 포함하고,
상기 제 1의 코일(21A, 21B)에 흐르는 전류에 의해 생기는, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)의 자속과, 상기 제 2의 코일(21C)에 흐르는 전류에 의해 생기는, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)의 자속이, 서로 강화하도록, 상기 제 1 및 제 2의 코일(21의 A 내지 21C)은 구성되고,
상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)에서 보아, 상기 슬릿(16A, 16B, 16C, 16D)은, 적어도 상기 제 1의 코일(21A, 21B)과 상기 제 2의 코일(21C) 사이의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.
제 1항에 있어서,
상기 코일(21)은, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)과 직교하는 방향(Y)에 따라서 배치된 제 1의 코일(21A, 21B)과 제 2의 코일(21C)을 포함하고,
상기 제 1의 코일(21A, 21B)에 흐르는 전류에 의해 생기는, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)의 자속과, 상기 제 2의 코일(21C)에 흐르는 전류에 의해 생기는, 상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)의 자속이, 서로 강화하도록, 상기 제 1 및 제 2의 코일(21A 내지 21C)은 구성되고,
상기 복수의 자성판(31)의 상기 적층 방향(Z)에서 보아, 상기 슬릿(16A, 16B, 16C, 16D)은, 적어도 상기 제 1의 코일(21A, 21B)과 상기 제 2의 코일(21C) 사이의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 변압기.