KR20220129075A - 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기(1)에 관한 것이다. 변압기(1)는, 변압기(1)의 권선이 주위에 배치된 권선 레그(winding leg)(12), 이 권선 레그(12)로부터 이격된 베이스 레그(base leg)(13), 및 권선 레그(12)와 베이스 레그(13)를 서로 연결하는 2개의 측면 레그(14)를 갖는 적어도 하나의 자기 코어(9)를 포함한다. 또한, 변압기(1)는 각각의 자기 코어(9)를 위해 위치 설정 마운트(positioning mount)(21)를 갖는 커버(3)를 포함하고, 상기 위치 설정 마운트에서 상기 자기 코어(9)가 커버(3)상에 위치 설정되며, 변압기는 각각의 자기 코어(9)를 위해 상기 자기 코어(9)의 서로 대향하여 놓인 측에서 각각 양 측면 레그(14) 및 베이스 레그(13)를 따라 연장되고 각각 커버(3)와 연결되는, 서로 이격된 2개의 프레임 요소(23)를 갖는 홀더(11)를 포함한다.

Description

변압기

본 발명은 변압기에 관한 것이다.

본 발명은 고전압 개폐 장치용 변압기에 관한 것이다. 이러한 변압기를 사용하면 측정, 보호 또는 제어의 목적으로 교류 전압이 비례적으로 위상 지연 없이 더 낮은 값으로 변환된다. 이를 위해, 유도 변압기는 일반적으로, 하나의 1차 권선과 (적어도) 하나의 2차 권선이 둘레에 연장되며 금속 캡슐화 하우징 내에 배치된 적어도 하나의 자기 코어를 갖는다. 이 경우, 캡슐화 하우징 내에서 변압기의 능동 부품(권선을 가진 자기 코어)의 올바른 배치 및 충분한 고정은 전기 고전압계(high voltage field)의 특성 때문에 매우 중요한데, 그 이유는 능동 부품의 잘못된 배치 또는 불충분한 고정이 변압기의 손상에서부터 완전 고장으로까지 이어질 수 있기 때문이다.

본 발명의 과제는, 특히 변압기의 능동 부품들의 위치 설정(positioning) 가능성 및 구성 부품의 수와 관련하여 개선된 변압기를 제시하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징들을 갖는 변압기에 의해 해결된다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항의 대상이다.

본 발명에 따른 변압기는,

- 변압기의 권선이 주위에 배치된 권선 레그(winding leg), 이 권선 레그(12)로부터 이격된 베이스 레그(base leg), 및 권선 레그와 베이스 레그를 서로 연결하는 2개의 측면 레그를 갖는 적어도 하나의 자기 코어를 포함하고,

- 각각의 자기 코어를 위해 위치 설정 마운트(positioning mount)를 갖는 커버를 포함하며, 상기 위치 설정 마운트에서 상기 자기 코어가 커버상에 위치 설정되며,

- 상기 변압기는 각각의 자기 코어를 위해, 이 자기 코어의 서로 대향하여 놓인 측에서 각각 양 측면 레그 및 베이스 레그를 따라 연장되고 각각 커버와 연결되는, 서로 이격된 2개의 프레임 요소를 갖는 홀더를 포함한다.

커버는 예를 들어 변압기의 캡슐화 하우징을 폐쇄한다. 각각의 자기 코어를 위한 위치 설정 마운트를 가진 커버의 형상부는 위치 설정 게이지 또는 유사한 보조 수단 없이 각각의 자기 코어의 간단하고 정밀한 위치 설정을 가능하게 한다. 2개의 프레임 요소를 가진 자기 코어의 홀더는, 위치 설정 마운트에 장착된 자기 코어를 상기 두 프레임 요소 사이에 기계적으로 고정할 수 있게 한다. 또한, 하기에 언급되는 홀더의 적합한 구성들을 통해 자기 코어를 홀더와 함께 브레이싱(bracing)하고 전계를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 변압기의 조립을 간소화하며, 능동 부품의 고정 및 브레이싱을 위한 그리고 전계 형성을 위한 변압기의 구성부품의 수를 원하는 방식으로 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 구성에서, 각각의 자기 코어의 홀더는 브레이싱 요소들을 가지며, 이들에 의해 자기 코어는 홀더와 함께 브레이싱된다. 예를 들어, 각각의 자기 코어의 홀더의 브레이싱 요소가 2개의 클램핑 요소 및 상기 두 클램핑 요소를 연결하는 브레이싱 로드(bracing rod)를 포함하고, 각각의 클램핑 요소는 홀더의 양측 프레임 요소의 인접한 단부들 사이에 형상 결합식으로 배치되고, 상기 브레이싱 로드는 자기 코어의 권선 레그를 따라 연장된다. 이를 통해 자기 코어의 홀더는, 양측 프레임 요소와 형상 결합식으로 연결되고 자기 코어에 가압되는 클램핑 요소에 의해 자기 코어와 홀더의 브레이싱을 가능케 한다.

예를 들어, 자기 코어의 홀더의 각각의 클램핑 요소는 하나의 측면 레그와 자기 코어의 권선 레그 사이의 전이 영역에 배치된다. 이 경우, 전이 영역은 예를 들어 클램핑 요소가 접하는 곡면을 갖는다. 그로 인해 클램핑 요소는, 상기 클램핑 요소가 브레이싱 로드상에서 전이 영역의 곡면을 따라 변위됨으로써, 자기 코어의 브레이싱을 위해 간단한 방식으로 상기 곡면에 대해 가압될 수 있다. 예를 들어 컷 코어(cut core)로서 구현된 자기 코어는 측면 레그들과 권선 레그 사이에 곡면을 갖는 전이 영역을 가지므로 본 발명의 상기 구성에 특히 적합하다.

각각의 자기 코어의 홀더의 브레이싱 로드는 예를 들어, 나사 요소가 조여지는 나사산을 구비하고 클램핑 요소를 통과하여 안내되는 적어도 하나의 단부 영역을 가지며, 상기 나사 요소는 클램핑 요소를 자기 코어 상으로 가압한다. 그럼으로써 자기 코어는 자신의 홀더와 함께 간단히 적어도 하나의 나사 요소의 조임을 통해 브레이싱될 수 있다.

본 발명의 또 다른 구성에서, 각각의 자기 코어의 홀더의 각각의 프레임 요소는 자기 코어 주위에 배열된 권선을 향하는 표면을 가진 실드(shield)를 갖는다. 실드는 예를 들어 자기 코어 주위에 배열된 권선의 양측에서 자기 코어의 권선 레그 주위에 부분적으로 그리고/또는 양쪽 측면 레그를 따라 그리고/또는 베이스 레그를 따라 연장된다. 즉, 본 발명의 이러한 구성에서, 각각의 자기 코어의 홀더는 예를 들어 프레임 요소의 에지에서의 높은 전계 강도의 방지의 목적으로 전계를 차폐하기 위해 프레임 요소에 배치된 실드를 포함한다. 프레임 요소에 통합된 실드에 의해 별도의 또는 추가적인 실드가 유리하게 생략되거나 감소할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구성에서, 각각의 자기 코어의 위치 설정 마운트에 자기 코어의 베이스 레그가 형상 결합 방식으로 장착된다. 달리 말하면, 이 구성에서는 각각의 자기 코어의 베이스 레그가 커버의 위치 설정 마운트 내에 장착된다. 본 발명의 이러한 구성은 변압기의 권선이 실질적으로 커버에 직교하는 평면 내에서 연장되는 변압기의 공간 절약형 구현을 가능하게 한다.

본 발명의 또 다른 구성에서, 각각의 프레임 요소는 예를 들어 적어도 하나의 나사 연결에 의해 커버와 분리 가능하게 연결된다. 결과적으로, 자기 코어용 홀더의 프레임 요소는 커버 상의 위치 설정 마운트에 자기 코어가 위치 설정된 후에 간단한 방식으로 장착될 수 있다.

본 발명의 또 다른 구성에서, 변압기는 3개의 자기 코어를 갖는다. 예를 들어, 자기 코어의 권선 레그들은 서로 120도의 각도로 별 모양으로 배열된다. 이는 특히, 3상 교류 전압을 위한 변압기의 바람직한 구현을 가능하게 한다.

본 발명의 전술한 특성, 특징 및 장점 그리고 이들이 달성되는 방식은, 도면을 토대로 더 상세히 설명되는 이하의 실시예의 설명과 관련하여 더 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 변압기의 제1 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 변압기의 위치 설정 마운트 영역의 사시도이다.
도 3은 변압기의 제2 실시예의 사시도이다.

도면들에서 서로 대응되는 부재들에는 동일한 참조 부호가 부여되었다.

도 1(FIG 1)은 변압기(1)의 제1 실시예의 사시도이다. 변압기(1)는 단상 교류 전압용으로 설계되었다. 변압기(1)는 커버(3), 1차 권선(5), 2차 권선, 전극(7), 자기 코어(9) 및 자기 코어(9)용 홀더(11)를 포함한다.

커버(3)는 1차 권선(5), 2차 권선, 전극(7), 자기 코어(9) 및 홀더(11)가 내부에 배열된 도시되지 않은 캡슐화 하우징을 폐쇄한다.

자기 코어(9)는, 1차 권선(5) 및 2차 권선이 주위에 배열된 권선 레그(12), 권선 레그(12)로부터 이격되고 권선 레그(12)에 대해 평행하게 연장되는 베이스 레그(13), 그리고 각각 권선 레그(12)와 베이스 레그(13)를 서로 연결하며 권선 레그(12) 및 베이스 레그(13)에 대해 수직으로 연장되는 2개의 측면 레그(14)를 포함한다. 자기 코어(9)는 컷 코어로서 구성된다. 측면 레그(14)와 권선 레그(12) 사이의 전이 영역(16) 및 측면 레그(14)와 베이스 레그(13) 사이의 전이 영역(17)은 각각 만곡된 외측 표면(19)을 갖는다. 1차 권선(5)이 2차 권선 주위에 연장됨에 따라, 도 1에서는 2차 권선이 보이지 않는다. 1차 코일(5)의 일 단부는 1차 코일(5)의 중앙부 주위에 배치된 전극(7)에 연결된다.

커버(3)는 커버(3) 상에 자기 코어(9)를 위치 설정하도록 구성된 위치 설정 마운트(21)를 갖는다. 위치 설정 마운트(21)에 자기 코어(9)의 베이스 레그(13)가 형상 결합 방식으로 장착된다.

도 2(FIG 2)에는 도 1에 도시된 변압기(1)의 위치 설정 마운트(21) 영역 내 일 섹션의 사시도가 도시되어 있다.

홀더(11)는 2개의 프레임 요소(23), 2개의 클램핑 요소(25), 브레이싱 로드(27) 및 2개의 나사 요소(29)를 포함한다.

프레임 요소(23)는 자기 코어(9)의 서로 대향하는 측면에 배치되며, 각각 양 측면 레그(14) 및 베이스 레그(13)를 따라 연장된다. 따라서 프레임 요소(23)는 각각 실질적으로 U자형 형상을 갖는다. 각각의 프레임 요소(23)는 나사 연결(31)에 의해 커버(3)와 분리 가능하게 연결된다. 또한, 각각의 프레임 요소(23)는 자기 코어(9) 주위에 배열된 권선{1차 권선(5), 2차 권선} 쪽을 향하는 곡면을 가진 실드(33)를 갖는다. 실드(33)는 권선의 양측에서 권선 레그(12) 주위에 부분적으로 그리고 양 측면 레그(14) 및 베이스 레그(13)를 따라 연장되며, 양측 프레임 요소(23)의 실드(33)는 서로 접촉하지 않는다. 특히, 권선 양쪽의 권선 레그(12)의 영역에서 양측 프레임 요소(23)의 실드(33)는, 권선의 근거리 전자기장 내 코어 창(core window)에서 프레임 요소(23)의 전기적 연결을 방지하는 갭(35)에 의해 서로 이격되어 있다.

각각의 클램핑 요소(25)는 자기 코어(9)의 측면 레그(14)와 권선 레그(12) 사이의 전이 영역(16)에서 양측 프레임 요소(23)의 인접 단부들 사이에 형상 결합 방식으로 배치된다. 브레이싱 로드(27)는 상기 두 클램핑 요소(25)를 서로 연결하며 권선 레그(12)를 따라 연장된다. 브레이싱 로드(27)의 각각의 단부 영역은 클램핑 요소(33)를 통과하여 안내되고, 나사 요소(29)가 조여지는 나사산을 가지며, 상기 나사 요소는 측면 레그(14)와 권선 레그(12) 사이의 전이 영역(16)의 곡면(19)상으로 클램핑 요소(25)를 가압한다.

도 3(FIG 3)은 변압기(1)의 제2 실시예의 사시도이다. 변압기(1)는 3상 교류 전압용으로 설계되었다. 따라서 변압기(1)는 각각 하나의 1차 권선(5) 및 2차 권선이 주위에 배열된 3개의 자기 코어(9)를 갖는다. 각각의 자기 코어(9)는 도 1 및 도 2에 도시된 변압기(1)의 자기 코어(9)와 같이 구성된다. 자기 코어(9)의 권선 레그(12)는 서로 120도의 각도로 별 모양으로 배열된다. 자석 코어(9)의 베이스 레그(13)는 각각 도 1 및 도 2에 도시된 변압기(1)의 자기 코어(9)와 유사하게, 변압기(1)의 커버(3)의 위치 설정 마운트(21)에 형상 결합 방식으로 장착된다. 또한, 변압기(1)는 각각의 자기 코어(9)를 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 변압기(1)의 자기 코어(9)의 홀더(11)와 유사하게 구성되고 나사 연결(31)에 의해 커버(3)에 고정된 홀더(11)를 갖는다.

본 발명이 앞서 바람직한 실시예들에 의해 상세하게 예시되고 설명되었긴 하나, 본 발명은 개시된 실시예에 의해 제한되지 않고 이로부터 통상의 기술자에 의해 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 다른 변형예가 유도될 수 있다.

Claims (15)

1. 변압기(1)이며, 이 변압기는,
   변압기(1)의 권선이 주위에 배치된 권선 레그(winding leg)(12), 이 권선 레그(12)로부터 이격된 베이스 레그(base leg)(13), 및 각각 권선 레그(12)와 베이스 레그(13)를 서로 연결하는 2개의 측면 레그(14)를 갖는 적어도 하나의 자기 코어(9)를 포함하고,
   각각의 자기 코어(9)를 위해 위치 설정 마운트(positioning mount)(21)를 갖는 커버(3)를 포함하며, 상기 위치 설정 마운트에서 자기 코어(9)가 커버(3) 상에 위치 설정되며,
   상기 변압기는 각각의 자기 코어(9)를 위해 상기 자기 코어(9)의 서로 대향하여 놓인 측에서 각각 양 측면 레그(14) 및 베이스 레그(13)를 따라 연장되고 각각 커버(3)와 연결되는, 서로 이격된 2개의 프레임 요소(23)를 갖는 홀더(11)를 포함하는, 변압기(1).
2. 제1항에 있어서, 각각의 자기 코어(9)의 홀더(11)는 브레이싱 요소(25, 27)를 가지며, 이들에 의해 자기 코어(9)는 홀더(11)와 함께 브레이싱되는, 변압기(1).
3. 제2항에 있어서, 각각의 자기 코어(9)의 홀더(11)의 브레이싱 요소(25, 27)가 2개의 클램핑 요소(25) 및 상기 두 클램핑 요소(25)를 연결하는 브레이싱 로드(bracing rod)(27)를 포함하고, 각각의 클램핑 요소(25)는 홀더(11)의 양측 프레임 요소(23)의 인접한 단부들 사이에 형상 결합 방식으로 배치되고, 상기 브레이싱 로드(27)는 자기 코어(9)의 권선 레그(12)를 따라 연장되는, 변압기(1).
4. 제3항에 있어서, 각각의 클램핑 요소(25)는 하나의 측면 레그(14)와 자기 코어(9)의 권선 레그(12) 사이의 전이 영역(16)에 배치되는, 변압기(1).
5. 제4항에 있어서, 전이 영역(16)은 클램핑 요소(25)가 접하는 곡면(19)을 갖는, 변압기(1).
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 자기 코어(9)의 홀더(11)의 브레이싱 로드(27)는, 나사 요소(29)가 조여지는 나사산을 구비하고 클램핑 요소(25)를 통과하여 안내되는 적어도 하나의 단부 영역을 가지며, 상기 나사 요소는 클램핑 요소(25)를 자기 코어(9)상으로 가압하는, 변압기(1).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 자기 코어(9)의 홀더(11)의 각각의 프레임 요소(23)는 자기 코어(9) 주위에 배열된 권선 쪽을 향하는 표면을 가진 실드(shield)(33)를 갖는, 변압기(1).
8. 제7항에 있어서, 실드(33)는 자기 코어(9) 주위에 배열된 권선의 양측에서 자기 코어(9)의 권선 레그(12) 주위에 부분적으로 연장되는, 변압기(1).
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 실드(33)는 자기 코어(9)의 양쪽 측면 레그(14)를 따라 연장되는, 변압기(1).
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 실드(33)는 자기 코어(9)의 베이스 레그(13)를 따라 연장되는, 변압기(1).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 자기 코어(9)의 위치 설정 마운트(21)에 자기 코어(9)의 베이스 레그(13)가 형상 결합 방식으로 장착되는, 변압기(1).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 프레임 요소(23)는 커버(3)와 분리 가능하게 연결되는, 변압기(1).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 프레임 요소(23)는 적어도 하나의 나사 연결(31)에 의해 커버(3)와 연결되는, 변압기(1).
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른, 3개의 자기 코어(9)를 갖는 변압기(1).
15. 제14항에 있어서, 자기 코어(9)의 권선 레그(12)는 서로 120도의 각도로 별 모양으로 배열되는, 변압기(1).

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