KR920006258B1 - 자기 철심 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기 철심

제1도는 저압 및 고압 권선에 의해 둘러싸여 있는, 종래의 변압기 철심의 레그를 통하는, 축방향에 대한 직각방향의 횡단면도.

제2, 3 및 4도는, 각각 종래의 자기 철심과, 그러한 철심으로부터의 두개의 반쪽들과, 본 발명에 따라 그것들로부터 유도된 철심을 통하는, 축방향에 대한 직각방향의 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

9 : 적층판 10 : 엔벨로우프

11 : 제 1대칭축 12 : 제 2 대칭축

13,14 : 교점 15 : 직선

본 발명은 주로 단일 축 방향을 따라 뻗어 있고 그것의 주면들과 서로 접촉하고 있는 적층판들로 구성되어 있고, 그 적층 횡단면이 적층판들과 평행 관계에 있는 제1대칭축과 거기에 직각인 제2대칭축을 가지고 있고 그리하여 제2대칭축과 곡선의 교정들 사이의 간격 b가 제1대칭축과 곡선의 교점들 사이의 간격 a보다 휠씬 더 넓은 거의 다원형인 불연속 없는 폐곡선의 엔벨로우프를 가지고 있는 자기 철심에 관한 것이다.

자기 철심은 예를들어 변압기 철심의 레그, 또는 쵸우크 코일의 철심과 같은 부분으로서 사용된다.

그리고 그러한 철심은 하나 또는 두개의 권선에 의해 둘러싸여져 있다. 상기 자기 철심이 변압기 철심의 한 레그인 경우에, 일반적으로 두개의 권선, 즉, 최내측 저압 권선과 최외측 고압권선에 의해 둘러싸여져있다.

이미 상술한 바와같이, 일반적으로 자기 철심들, 특히 본 발명에 따른 자기 철심이 여러가지로 사용할 수 있을지라도, 명백히 하기 위하여 변압기 철심의 레그로서의 사용이 주로 설명될 것이다. 그러나 이것은 본발명에 따른 다른 사용을 배제하지 않고, 또한 변압기 철심의 레그와 관련하여 규정된 이론이 다른 가능한 사용들에 유효하다는 것은 당기술 분야의 사람에게는 분명하다.

각종 레그들이 공지되어 있는데, 현저한 것은 엔벨로우프가 원형인 횡단면을 축방향에 대한 직각 방향으로 가지고 있고 상기 원에 채워지는 레그들과, 축방향에 대한 직각방향에 장방형, 혹은 정방형의 횡단면을 가진 레그들이 있다.

편의상, 상기 레그들은 차후에 각각 원형 및 장방형 레그들이라고 불리워질 것이다.

차후에 여기에 잘 나타낸 바와같이, "엔벨로우프"란 말은 불연속이 없고, 축에 대한 직각방향으로 있는 철심 횡단면의 돌출각 점들 모두를 지나는 폐곡선으로서 이해되어야 한다.

차후에 설명되는 바와 같이, 적층판의 적층 높이의 한쪽을 낮추어, 레그 횡단면의 평평화 수단에 의해 저전압 포일(박막) 권선들의 축방향으로 배치된 개방 피이더(feeder)들을 위해 필요한 장소를 제공하는 것은 일반적으로 전형적이라는 것을 유의해야 한다. 엔벨로우프(포락선)의 결정을 위하여, 뒤에 설명되는 바와같이, 상기 평평화를 가상한다.

원형 및 장방형 레그들의 경우에, 경제적으로 최적인 레그의 구성이 어떻게 이루어지고 상기 종래의 실시예들이 어떤 특징 이점과 단점을 가지고 있는가는 당 기술분야의 사람들에게 공지되어 있다.

상기 엔벨로우프가 타원형이거나 거의 타원형인 상기 정의된 형의 변압기 철심은 FR-A-1,493,312호로부터 공지되어 있다. 차후에는 편의상 타원형으로 불리워지는 그러한 변압기 철심의 레그는 원형 및 장방형 레그들에 비해 어떤 이점을 제공하고, 정의된 기술 명세들을 위해 더욱 경제적인 번압기 구조를 갖게하고, 원형 및 장방형 레그들의 어떤 이점을 결합하고, 그들의 단점을 제한한다.

그러나 원형 및 공지된 타원형 레그들은 자기 철심의 필요 횡단면의 변화, 결과적으로 원의 직경 또는 타원의 적어도 한축의 어떤 변화가, 필요한 판 폭과 주로 제작시 사용되고 상기 엔벨로우프에 관계를 가지고있는 형판의 변화를 일으키는 단점을 가지고 있다.

특히 본 발명의 목적은 이 단점을 제거하는 것이며, 동일한 형판과 완전 불변의 판 폭과 주로 불변의 적층 높이를 가진 여러가지 철심 횡단면을 얻을 수 있기 때문에 자기 철심 제작의 표준화를 이루는데 있다.

이 목적을 위하여, 곡선은 크기 a를 가진 단축을 따라 간격진 타원의 두개의 반쪽과, 반 타원의 단부 점들을 함께 연결한 두개의 직선들로 구성되어 있다.

철심 횡단면이 직선들의 길이를 변화시킴에 의해 고쳐질때 반타원에 관련된 형판들은 불변인채로 남아 있고, 스텝 패턴, 즉, 판들의 폭과 적층판의 높이는 상기 반타원 내에 불변인 채로 남아 있다.

곡선은 반경 a/2의 반원과, 상기 반원들의 단부점들을 함께 연결하는 길이(b-a)를 가진 두개의 직선들로 구성된 것이 좋다.

비율 b : a는 양호하게도 1.05와 2 사이에 있는 것이 좋고 특히 1.3과 1.7 사이에 있는 것이 좋다.

1.3 및 1.4의 비율 b : a가 본래 FR-A-1,493,312에서 타원형 또는 거의 타원형 엔벨로우프로 알려져있으나, 본 발명에 따라 구성되지 않은 거의 타원형 엔벨로우프라는 것을 유의해야 한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 변압기 철심의 레그에 대한 다음 설명과 그러한 레그에 대한 본 발명에 따른 자기철심의 실시예로부터 나타나며, 본 발명에 따른 실시예의 설명은 예에 의해 주어질 뿐이고, 발명을 한정하지는 않는다.

첨부 도면을 참고로 하여 양호한 실시예와 함께 본 발명을 좀더 상세히 설명하고자 한다.

여러 도면에서, 동일 참고부호는 동일 기능을 하는 소자들 또는 유사한 소자들을 나타낸다.

제1도에 도시된 바와 같이 종래의 변압기 철심의 레그는 서로 적층된 판들의 배열로 구성되어 있다. 이 레그의 자기 철심은 패키지(package) (1∼5)에 따라 배열된 판들로 구성되어 있다.

하나로부터의 판들과 동일한 패키지(1, 2, 3, 4 또는 5)는 동일한 폭을 가지나, 다른 번호를 가진 패키지들로부터의 판들은 다른 폭을 가지고 있다.

판들은 그 주면들과 서로 결속되어 있다. 중앙 패키지(1)의 각 옆에는 패키지(2,3 및 4)들이 위치되어 있고, 그러나 패키지(5)는 양 패키지(4)의 하나와 결속되어 있다. 다른 패키지(4)에 대해서는 패키지(5)가 없다. 왜냐하면, 충분한 룸(room)이 저전압 포일 권선들로부터 축방향으로 배치된 개방 피이더들(도시되어있지 않음)이 거기에 자유로이 남아있어야 하기 때문이다. 레그 및 자기 철심의 축에 대해 직각 방향으로 놓여 있는 제1도에 도시된 횡단면에서, 그 배열은 엔벨로우프로서 원(8)을 가지고 있다. 이미 상술된 바와같이, 상기 엔벨로우프는 횡단면의 모든 돌출각 점들을 통과하는 곡선이고, 그리하여 저전압 포일 권선들로부터 축방향으로 배치된 개방 피이더들에 대한 배열 또는 적층판의 평평화가 가상된다.

적층판(1∼5)은 최내측 저전압 권선(6)에 의해 둘러싸여져 있고, 그리고 나서 최외측 고전압 권선(7)에 의해 둘러싸여져 있다. 상기 권선(6 및 7)들은 적층판(1∼5)의 축방향과 일치하는 동일 축방향을 가지고 있다.

적층판(1∼5)의 필요한 횡단면은 변압기에 대한 기술명세에 달려있다. 적층판(1∼5)의 주어진 횡단면에 대해, 외접원의 직경 및 원주는, 더 다른폭으로 원표면적의 더 큰 부분이 커버될 수 있으므로, 사용된 판폭의 수로 감소한다. 원주의 감소는, 이론적으로 판폭의 수를 가능한 높게하는, 권선(6 및 7)의 비용을 낮추게 한다.

철심 구조의 합리화는 판 폭의 수를 한정한다.

판 폭 수의 선택은 변압기에 규정된 기술 요건들에 대한 총 비용(재료 및 작업비)의 최적화에 의해 결정되고, 상기 주어진 판 폭의 수로, 외접원의 면적은 최대로 채워진다.

제2 내지 4도를 참고로 하여, 제4도에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 레그가, 공지된 레그가 제1도에 따른 원형인, 제2도에 도시원 바와 같은 종래의 레그로부터 어떻게 유도된 것으로 고려될 수 있는지 보여질 것이다.

적층판(1∼5)들로 구성된 제2도에 도시된 바와같은 종래의 철심은 원(8)에 의해 둘러싸여 있다. 적층 높이는 i이고, 외접원(8)의 직경은 a이며, 가장 넓은 판의 폭은 j이다. 상기 철심이 적층판(1)의 중간을 통해 분할되었을때, 두개의 반철심이 얻어지는데, 각각의 적층 높이는 i₁과 i₂이다. i₁+i₂=i이나, i₁은 i₂와 반드시 동일한 것은 아니다.

왜냐하면, 상술된 평평화에 기인하여, 평평화된 반 철심의 적층높이 i₂가 평평화되지 않은 반 철심의 적층 높이 i₁보다 더 낮을 것이기 때문이다. 두개의 반 철심들로부터 가장 넓은 판은 폭 J, 즉 최초의 적층판1에서 가장 넓은 판들의 폭을 가지고 있다. i₁및 i₂뿐만 아니라 j도, 제2도의 의접원(8)의 직경인, a보다 더 작다. 그러한 두개의 반 철심들로의 분할은 제3도에 도시되어 있다.

제4도에 도시된 바와 같이, 상기 두 반 철심들 사이에, a와 동일한 판 폭과 k와 동일한 적층 높이를 가진 적층판(9)이 위치되어 있을때, 가장 넓은 판, 즉, 적층판(9)으로부터의 판들이 제2도에 도시된 바와 같이 최초의 자기 철심의 외접원(8)의 직경 a와 동일한 폭을 가지고 있고 그 총 적층 높이가 i₁+i₂+k, 즉, i+k와 동일한 새로운 자기 철심이 얻어진다.

이 자기 철심의 횡 단면은 원(8)으로부터의 두개의 최초반원으로 구성된 곡선(10)과, 최초의 반원들의 단부점들을 함께 연결하는 두개의 직선(15)들에 의해 둘러싸여져 있다. 상기 곡선(10)은 두개의 대칭축, 즉, 판들과 평행관계로 있고 두개의 동일한 부분들로 적층판(9)을 분할한 제1대칭축(11)과, 거기에 대해 직각으로 놓여있는 제2대칭축(12)을 가지고 있다. 상기 대칭축(11및 12)들은 점 0에서 서로 교차한다. 제1대칭축(11)과 외곽곡선(10)의 교점(13)을 사이의 간격은 최초의 원(8)의 직경인 a와 동일하고 ; 외곽 곡선(10)과 제2대칭축(12)의 교점(14)들 사이의 간격 b는 k+a와 동일하다. 총 적층 높이는 k+i이며 k+a보다 더 작다.

제4도에 도시된 바와 같은 자기 철심은 1.05≤b/a≤2일때 바람직하게로는 1.3≤b/a≤1.7일때 유용한 결과가 얻어진다. 비율 b/a 및 이 비율이 유도하는 k의 값은 규정된 기술 상태(단략 손실 ; 무부하 손실 등등)들에 대한 총 비용(재료+작업비용)의 최적 연산에 의해 결정된다.

제4도에 도시된 형의 자기 철심들을 사용할때, 치수 a의 표준화가 가능하며, 저전압 포일 권선들로부터의 상기 개방 피이더들이 제공되도록 하는 평평화 및 필요한 판 폭으로 거기와 결합된 스텝들을 거기에 포함한다.

더우기 치수 a를 맞출 필요 없이, 즉 최적화된 k 값에 바로 가까운 치수 k를 맞춤에 의해, 수퍼센트씩, 10% 이상씩 까지도, 자기 철심의 횡 단면을 변화시키는 것이 가능하다. 그리하여, 변압기들의 넓은 열인, a에 대한 소수의 고정된 값으로 덮는 것이 가능하다. 제4도에 도시된 바와 같은 철심을 사용하여, 변압기의 총 비용은 제1도에 도시된 바와같은 형의 레그들을 가진 변압기의 비용에 비해 몇 % 낮출 수 있다.

제4도에 도시된 바와 같은 실시예는 약 5000kVA 까지의 소전력에 양호하게 사용된다.

본 발명은 또한 상술된 실시예에 한정되지 않고, 특허출원의 범위 내에서, 본 발명을 실시하는데 사용되는 부품의 넘버와 배열, 형상 및 구성에 대해 상술된 실시예를 가져오는데 여러가지 변화가 있을 수 있다.

예를들면, 엔벨로우프의 두반원들이 두개의 반 타원들로 교체될 수 있다.

Claims (5)

1. 주로 단일 축방향을 따라 뻗어 있고 그것의 주면들과 서로 접촉하여 있는 적층판(1∼5)들의 스택 또는 어레이로 구성되어 있고, 그 적층 횡단면이 적층판들과 평행관계에 있는 제1대칭축(11)과 거기에 직각인 제2대칭축(12)을 가지고 있으며, 그리하여 제2대칭축(12)과 곡선의 교점(14)들 사이의 간격 b가 제1대칭축(11)과 곡선의 교점(13)들 사이의 간격 a보다 훨씬 더 넓은 거의 타원형인 불연속 없는 폐곡선의 엔벨로우프(10)를 가지고 있는 자기 철심에 있어서, 곡선이 크기 a를 가진 단 축을 따라 간격진 타원(8)으로부터 두개의 반 타원들과, 반 타원(8)들의 단부 점들을 함께 연결하는 두개의 직선(15)들로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 철심.
2. 제1항에 있어서, 곡선이 반경 a/2를 가진 두개의 반원(8)들과, 상기 반원들의 단부 점들을 함께 연결하는 길이(b-a)를 가진 두개의 직선(15)들로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 철심.
3. 제1항에 있어서, 비율 b/a가 1.5와 2 사이에 있는 것을 특징으로 하는 자기 철심.
4. 제3항에 있어서, 비율 b/a가 1.3과 1.7 사이에 있는 것을 특징으로 하는 자기 철심.
5. 제1 내지 4항중의 어느 하나에 있어서, 엔벨로우프내에 플래트닝(flattening : 펴늘임)을 가지고 있는것을 특징으로 하는 자기 철심.

Images