KR20180097229A - Core of transformer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 변압기의 철심에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자왜현상에 의해 발생하는 진동으로 인한 소음이 저감되는 변압기의 철심에 관한 것이다.The present invention relates to an iron core of a transformer, and more particularly to an iron core of a transformer in which noise due to vibration caused by magnetostriction is reduced.
변압기가 정상작동될 때 철심 속에 자속이 인가되면 자왜현상이 발생하여 철심에는 교류주파수의 2배에 해당하는 주파수를 기본 주파수로 하는 역학적 진동이 발생한다. When the magnetic flux is applied to the iron core when the transformer is operated normally, a magnetostrictive phenomenon occurs, and mechanical vibration occurs in the iron core having a frequency corresponding to twice the AC frequency as a fundamental frequency.
이와 같이 철심에 진동이 발생하면 철심 및 이에 연결된 구조의 진동으로 인해 높은 소음이 발생하는 문제가 있다.When vibration occurs in the iron core, there is a problem that high noise is generated due to vibration of the iron core and the structure connected thereto.
따라서, 변압기 작동시 철심에서 발생하는 자왜현상의 크기를 감소시켜 소음을 저감시킬 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a technique that can reduce the magnitude of the magnetostriction generated in the iron core during operation of the transformer to reduce the noise.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 변압기의 크기를 증대시키지 않고 철심의 자왜현상의 크기를 감소시켜 철심의 소음이 저감된 변압기의 철심을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve at least some of the problems of the conventional art as described above, and it is an object of the present invention to provide an iron core of a transformer in which the noise of the iron core is reduced by reducing the magnitude of magnetostriction of the iron core without increasing the size of the transformer The purpose is to provide.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 상부요크, 하부요크 및 상기 상부요크와 상기 하부요크 간에 연결되는 적어도 하나의 레그를 포함하고, 상기 상부요크 및 상기 하부요크는 지름 또는 장축이 상기 레그의 지름과 동일한 원형 단면 또는 타원형 단면으로 이루어지되, 상기 상부요크 및 상기 하부요크는 단면의 일부가 외측으로 확장된 단면적 확장부를 구비하는 변압기의 철심을 제공한다.In order to attain at least part of the above object, the present invention provides a motorcycle including an upper yoke, a lower yoke, and at least one leg connected between the upper yoke and the lower yoke, wherein the upper yoke and the lower yoke have diameters Wherein the upper yoke and the lower yoke have a cross-sectional area enlarged part of which a part of the cross-section is extended outward, wherein the upper yoke and the lower yoke have a cross section or an elliptical cross section with the same major axis as the diameter of the leg.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 변압기 운전중 철심의 소음이 현저히 저감되는 효과를 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention having such a configuration, the noise of the iron core during operation of the transformer can be remarkably reduced.
도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 철심의 사시도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 철심의 사시도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 철심의 사시도 및 단면도이다.
도 4는 일반적인 철심의 자기장 크기에 따른 소음의 크기를 나타내는 그래프이다.1 (a) and 1 (b) are a perspective view and a sectional view of an iron core according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of an iron core according to another embodiment of the present invention.
3 (a) and 3 (b) are a perspective view and a cross-sectional view of an iron core according to another embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the magnitude of noise according to the magnetic field size of a typical iron core.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Furthermore, the singular forms "a", "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
Various embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 철심(100)에 대해서 설명한다.First, an
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 철심(100)은 상부요크(110), 하부요크(120), 복수의 레그(130) 및 단면적 확장부(150)를 포함할 수 있다.
1, an
상기 상부요크(110)는 다수의 강판이 적층되어 바 형태로 구성될 수 있고, 수평방향으로 배치될 수 있다.
The
상기 하부요크(120)는 다수의 강판이 적층되어 바 형태로 구성될 수 있고, 상부요크(110)의 하방에 상부요크(110)와 평행하도록 배치될 수 있다.
The
상기 레그(130)는 다수의 강판이 적층되어 바 형태로 구성될 수 있고, 상부요크(110)와 하부요크(120) 간에 수직방향으로 연결될 수 있다. 이러한 레그(130)는 상부요크(110) 및 하부요크(120)에 하나 또는 복수개 결합될 수 있다. 예를 들어, 단상 변압기의 경우 레그(130)는 한 개로 구성될 수 있고, 3상 변압기의 경우 레그(130)는 3개로 구성될 수 있다. The
또한, 레그(130)는 코일이 권취되는 부재로서, 원형 단면을 가지도록 구성될 수 있다. Further, the
이때, 상부요크(110) 및 하부요크(120)는 지름이 레그(130)의 지름과 동일한 원형 단면을 가지거나, 장축이 레그(130)의 지름과 동일한 타원형 단면을 가지도록 구성될 수 있다.
The
상기 단면적 확장부(150)는 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 단면적을 확장시키는 부분으로서, 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 단면의 일부가 외측으로 확장되어 형성될 수 있다. The cross-sectional
이러한 단면적 확장부(150)는 상부요크(110) 및 하부요크(120)에 분리 및 조립 가능하게 구성되는 것이 아니라, 상부요크(110) 및 하부요크(120)에 일체로 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that the cross-sectional
일 실시예에서, 단면적 확장부(150)는 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 자기장이 흐르는 유효단면적을 확장시켜서 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 자속밀도의 크기를 저감시킬 수 있다.The cross sectional
구체적으로, 본 발명에서, 상부요크(110) 및 하부요크(120)에는 레그(130)에 흐르는 자속과 동일한 크기의 자속이 흐른다. 이때, 상부요크(110) 및 하부요크(120)에 형성된 단면적 확장부(150)가 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 단면적을 확장시키면, 자속(Φ) = 자속밀도(B)×유효단면적(A) 공식에 의해 상대적으로 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 자속밀도(B)가 작아진다. Specifically, in the present invention, a magnetic flux having the same magnitude as the magnetic flux flowing in the
여기서, 자왜현상의 크기는 자속밀도(B)의 크기에 비례하여, 자왜현상에 의해 발생하는 소음의 크기가 자속밀도(B)의 제곱에 비례하므로, 자속밀도(B)가 작아지면 상부요크(110) 및 하부요크(120)에서 발생하는 소음의 크기가 작아지게 된다. Since the magnitude of the magnetostrictive effect is proportional to the magnitude of the magnetic flux density B and the magnitude of the noise generated by the magnetostatic phenomenon is proportional to the square of the magnetic flux density B, when the magnetic flux density B becomes small, 110 and the
한편, 레그(130)에서 상부요크(110) 및 하부요크(120)를 통해 다른 레그(130)로 유도되는 자기장은 최단경로에 집중되는 특성이 있다.On the other hand, the magnetic field induced in the
따라서, 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 제작에 사용되는 강재의 양을 최소화하고 유효단면적을 확장시키는 효과를 얻기 위해, 일 실시예에서, 단면적 확장부(150)는 레그(130)에서 상부요크(110) 및 하부요크(120)로 유도되는 자기장의 최단경로의 단면적을 확장시키는 부위에 형성될 수 있다.The cross sectional
이를 구현하기 위한 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부요크(110)에는 하단 양측에 대칭형태로 단면적 확장부(150)가 형성되고, 하부요크(120)에는 상단 양측에 대칭형태로 단면적 확장부(150)가 형성될 수 있다. 이러한 구조에서, 상부요크(110)의 상부 및 하부요크(120)의 하부에는 유도되는 자기장의 크기가 상대적으로 작으므로 단면적 확장부(150)가 배제될 수 있다.
As shown in FIG. 1, the
다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 철심(100)에 대해서 설명한다. Next, an
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 철심(100)은 상부요크(110) 및 하부요크(120)의 양단에 결합되는 리턴레그(140)를 추가로 포함할 수 있다. 2, the
상기 리턴레그(140)는 상부요크(110)의 양단과 하부요크(120)의 양단을 서로 연결하도록 수직방향으로 설치될 수 있으며, 다수의 강판이 적층되어 바 형태로 구성될 수 있다. The
여기서, 리턴레그(140)에는 상부요크(110) 및 하부요크(120)와 마찬가지로 단면의 일부가 외측으로 확장되어 상기 단면적 확장부(150)가 형성될 수도 있다. Here, the cross-sectional
일 실시예에서, 리턴레그(140)에 형성되는 단면적 확장부(150)는 자기장의 최단경로의 유효단면적을 확장시키기 위해, 외주면 중에서 레그(130)를 향하는 측 면에 돌출되게 형성될 수 있다.In one embodiment, the
여기서, 리턴레그(140)에 형성된 단면적 확장부(150)의 기능은 상부요크(110) 및 하부요크(120)에 형성된 단면적 확장부(150)의 기능과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
Here, the function of the cross-sectional
마지막으로, 도 3을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 철심(100)에 대해서 설명한다. Finally, referring to FIG. 3, the
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 철심(100)은 리턴레그(140)를 포함하되, 도 2에 도시된 철심(100)과 달리 리턴레그(140)에서 단면적 확장부(150)가 배제될 수 있다.3, the
이와 같이 리턴레그(140)에서 단면적 확장부(150)를 배제한 구조는 리턴레그(140)에 흐르는 자기장의 크기에 대비하여 소음 저감 효율이 높지 않다는 점을 고려한 실시예에 해당한다. The structure of the
도 4의 그래프를 참조하여, 리턴레그(140)에 단면적 확장부(150)를 배제한 구조의 효율성에 대해서 설명한다. 여기서, 도 4에는 철심(100)에 흐르는 자기장 크기에 따른 소음의 크기를 나타내는 그래프가 도시되어 있다. Referring to the graph of FIG. 4, the efficiency of the structure in which the cross-sectional
도 4를 보면, 소음의 크기가 자속밀도(B)의 제곱에 비례하므로, 철심(100)에 흐르는 자기장이 특정 세기 이하에서는 자기장의 세기 변화에 대비하여 소음의 크기 변화량이 크지 않다.4, since the magnitude of the noise is proportional to the square of the magnetic flux density B, when the magnetic field flowing through the
도 4의 그래프에 도시된 예에서, 자기장이 1.6T 이하인 구간에서는 자기장의 변화량 대비 소음의 크기 변화량이 크지 않다. 따라서, 철심(100) 중에서 1.6T 이하의 자기장이 흐르는 부분의 단면적을 확장시키는 경우에도 소음 저감률이 낮다.In the example shown in the graph of FIG. 4, in the section where the magnetic field is 1.6T or less, the magnitude of change in the magnitude of the noise relative to the change in the magnetic field is not large. Therefore, even when the cross-sectional area of a portion through which a magnetic field of 1.6 T or less flows in the
따라서, 도 3에 도시된 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 철심(100)은, 변압기 정상운전시 1.5T 정도의 자기장이 유도되는 리턴레그(140)에서 단면적 확장부(150)가 배제되며, 1.7T 정도의 자기장이 유도되는 상부요크(110) 및 하부요크(120)에만 단면적 확장부(150)가 형성될 수 있다.
Therefore, the
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to particular embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims I would like to make it clear.
100: 철심
110: 상부요크
120: 하부요크
130: 레그
140: 리턴레그
150: 단면적 확장부100: iron core
110: upper yoke
120: Lower yoke
130: Leg
140: return leg
150:
Claims (7)
상기 상부요크 및 상기 하부요크는, 단면의 일부가 외측으로 확장된 단면적 확장부를 구비하는 변압기의 철심.
A lower yoke and at least one leg connected between the upper yoke and the lower yoke, wherein the upper yoke and the lower yoke have a circular or elliptical cross section with a diameter or major axis equal to the diameter of the leg, In the iron core of Fig.
Wherein the upper yoke and the lower yoke have a cross-sectional area extension part of a cross section extending outward.
상기 단면적 확장부는 상기 상부요크 및 상기 하부요크에 일체로 형성된 변압기의 철심.
The method according to claim 1,
Wherein the cross-sectional area expanding portion is integrally formed with the upper yoke and the lower yoke.
상기 상부요크 및 상기 하부요크에는 상기 레그에 흐르는 자속과 동일한 크기의 자속이 흐르고,
상기 단면적 확장부는 상기 상부요크 및 상기 하부요크의 유효단면적을 확장시켜서 상기 상부요크 및 상기 하부요크의 자속밀도의 크기를 저감시키는 변압기의 철심.
The method according to claim 1,
A magnetic flux having the same magnitude as the magnetic flux flowing through the leg flows through the upper yoke and the lower yoke,
Wherein the cross-sectional area expanding portion extends the effective cross-sectional area of the upper yoke and the lower yoke to reduce the magnitude of the magnetic flux density of the upper yoke and the lower yoke.
상기 단면적 확장부는 상기 레그에서 상기 상부요크 및 상기 하부요크로 유도되는 자기장의 최단경로의 단면적을 확장시키는 부위에 형성되는 변압기의 철심.
The method according to claim 1,
Wherein the cross-sectional area expanding portion is formed at a portion extending a cross-sectional area of the shortest path of the magnetic field induced in the upper yoke and the lower yoke in the leg.
상기 상부요크에는 하단 양측에 대칭형태로 상기 단면적 확장부가 형성되고,
상기 하부요크에는 상단 양측에 대칭형태로 상기 단면적 확장부가 형성된 변압기의 철심.
5. The method of claim 4,
Wherein the upper yoke is formed with the cross-sectional area expanding portions symmetrically on both sides of the lower end thereof,
Wherein the lower yoke has the cross-sectional area expanding portions symmetrically formed on both sides of the upper end thereof.
상기 상부요크 및 상기 하부요크의 양단에 결합되는 리턴레그를 더 포함하는 변압기의 철심.
The method according to claim 1,
And a return leg coupled to both ends of the upper yoke and the lower yoke.
상기 리턴레그에는 단면의 일부가 외측으로 확장되어 상기 단면적 확장부가 형성된 변압기의 철심.The method according to claim 6,
And a part of the cross section of the return leg is extended outward to form the cross sectional area expanding part.
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