KR920007123Y1 - Torotidal core type transformer - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 종래의 커트코어형 권철심 변압기의 구조를 설명한 사시도로서, (a)는 내철형, (b)는 외철형, (c)는 철심재료를 성형한 것, (d)는 외철형 변압기의 조립과정을 표시.1 is a perspective view illustrating the structure of a conventional cut core wound core transformer, (a) is an inner type, (b) is an outer type, (c) is formed of an iron core material, and (d) is an outer type transformer Indicates the assembly process of
제2도는무절단 트로이달 코어형 변압기의 구조 설명도로서, (a)는 트로이달 코어의 모양과 여기에 저압권선을 감는 것을 보여주는 사시도, (b)는 합성수지로 성형한 보빈의 사시도, (c)는 철심에 저압 및 고압 코일블럭의 배치상태를 보여주는 평면도.2 is an explanatory view of the structure of the truncated Troidal core transformer, (a) is a perspective view showing the shape of the Troidal core and the low-voltage winding wound around it, (b) is a perspective view of a bobbin formed of a synthetic resin, (c ) Is a plan view showing the arrangement of low and high pressure coil blocks on the iron core.
(d)는 (c)의 단면도, (e)는 저압 코일을 부채꼴로 구분하여 균일하게 감고 그 위에 고압 코일블럭을 배치한 변압기의 평면도.(d) is a cross-sectional view of (c), (e) is a plan view of a transformer in which the low pressure coil is divided into a fan shape and uniformly wound and a high voltage coil block is disposed thereon.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 철심(코어) 2 : 권선(코일)블럭1: Core (core) 2: Winding (coil) block
2A : 저압코일 2B : 고압코일2A: Low pressure coil 2B: High pressure coil
3 : 고압-저압 코일 간격 4 : 스페이서3: high pressure-low pressure coil interval 4: spacer
5 : 보빈 6 : 코어의 절단선5: bobbin 6: cutting line of core
7 : 고정용(Mounting)금구 8 : 본체 받침대7: Mounting bracket 8: Body support
9 : 변압기 외통9: transformer outer cylinder
이 고안은 일반 배전용 변압기(주상변압기 등)로 사용되는 중소형 권철심 변압기의 철심(Core)과 권선(Coil)의 구조를 개선하여 기존의 커트코어 방식 권철심 변압기를 보다 경량화하고 손실로 감소시킨 무절단 트로이달 코어(No-Cut Troidal core)형 변압기에 관한 것이다.This design improves the structure of core and coil of small and medium-sized coil core transformers that are used as general distribution transformers (column transformers, etc.), making the existing cut-core type coil core transformers lighter and reducing losses. It relates to a no-cut troidal core transformer.
종래의 권철심 변압기에는 제1도(a)와 같이 권선(2)2개 철심(1)1개로 된 내철형과 제1도(b)와 같이 권선1개 철심 2개로된 외철형이 있으며 이들은 절연체로 된 보빈(제1도(d)5)에 저압코일(2A)을 먼저감고 고압코일(2B)을 그 위에 감은 권선뭉치(Coil block)를 만들고 제1도(c)와 같이 성형시킨 방향성 철심재료를 위의 코일블럭(2)에 한장씩 끼워 넣어 제1도(d)와 같이 적층해 나가는 공법으로 제작된다.Conventional winding core transformers have an inner iron type consisting of one winding (2) and two iron cores (1) as shown in FIG. 1 (a) and an outer iron type consisting of two iron cores of one winding as shown in FIG. 1 (b). The coil is formed by winding the low pressure coil 2A on the bobbin made of an insulator (FIG. 1 (d) 5) and winding the high pressure coil 2B thereon, and then shaped as shown in FIG. The iron core material is inserted into the coil block 2 one by one and manufactured by laminating as shown in FIG.
제1도(a),(b)에서 알 수 있듯이 이들의 공통점은 코일이 철심속에 묻혀있는 부분이 많아 코일에서 발생하는 열의 발산이 불량하고 철심이 코일 외부에 노출되어 있는 부분은 실제 권선과 쇄교하지 않는 무효 부분으로서 무게와 철손을 증가시킬 뿐이다.As can be seen from FIG. 1 (a) and (b), the common point is that the coil is buried in the core, so that the heat dissipation generated in the coil is poor and the part where the core is exposed to the outside of the coil is connected to the actual winding. It does not increase the weight and iron loss as an invalid part.
또한 제1도(c)의 모양으로 철심소재를 성형하기 위하여는 권심(卷芯)-절단-성형-소둔(열처리 : Annealing)의 공정을 거치게 되고 소둔 후 철심을 한겹씩 분해하여 순서대로 코일에 끼워 다시 적층한 다음 조입작업을 행하는 번거로운 과정으로 중신(中身)의 제작이 완료된다.In addition, in order to mold the iron core material in the shape of FIG. 1 (c), the core is subjected to winding, cutting, forming, and annealing (heat treatment: annealing). The production of the middle body is completed by the cumbersome process of inserting and stacking again and then performing a joining operation.
이러한 결점을 개선하기 위하여 고안된 본 트로이달 코어형 변압기는 제2도(a)와 같이 일정한 폭의 철심용 강대를 원통형으로 감은 트로이달형 철심(1)에 먼저 저압코일을 적정개수(12∼24개)의 블럭으로 나누어 철심원주에 균등하게 배치되도록 감고, 다음 고압코일도 적정개수의 블럭으로 나누어 철심의 외주(外周)부에서는 저압코일 블럭 사이에, 내주(內周)부에서는 저압코일 위로 중첩되도록 제2도(c)와 같이 배치한 것이다.This Trojan core transformer designed to remedy these shortcomings has the appropriate number of low pressure coils (12 to 24) on the Trojan type iron core (1) wound around the steel core with a constant width as shown in Fig. 2 (a). ) Divided into blocks of iron cores so that they are evenly placed on the core, and the next high-pressure coil is divided into the appropriate number of blocks so that the outer core of the iron core is divided between the low pressure coil blocks and the inner circumference of the low pressure coil. It is arrange | positioned as FIG. 2 (c).
이와같이 하면 철심 전체에 코일이 균등하게 분포되어 철심의 유효길이가 길어지므로 재료의 절약과 함께 손실이 감소되며 철심의 제작은 권심-모서리연마-소둔만의 공정으로 대폭 간소화된다.In this way, the coils are evenly distributed throughout the iron core, which increases the effective length of the iron core, thus saving material and reducing losses. The fabrication of the iron core is greatly simplified by the process of winding-edge polishing-annealing.
관계수식에 의하여 더 상세히 설명하면 식(1)은 변압기의 기본식이며 식(2)는 변압기 철심의 무부하 손실(철손)을 나타내고 식(3)은 부하손실(동선)을 나타낸다.To explain in more detail by the relationship equation, equation (1) is the basic equation of the transformer, equation (2) represents the no-load loss (iron loss) of the transformer core and equation (3) represents the load loss (copper line).
본 트로이달 코어형 변압기는 권선이 철심전체에 고르게 분포됨으로서 완성된 권선의 두께가 얇아지므로 (즉 권선의 층수 감소)코일 1T(turn : 卷)당 평균 길이가 감소하고 따라서 같은 길이(L)의 도체 이면 권회수 T를 증가시킬 수 있다.This Trojan core type transformer has a thinner thickness of the finished winding (ie, reduced number of layers) as the windings are evenly distributed throughout the core, reducing the average length per coil (T) and thus of the same length (L). If the conductor, the number of turns T can be increased.
그러면 식(1)에 의하여 같은 자속밀도(Bm)를 유지하는데 있어 철심 단면적 A가 T의 증가율만큼 감소한다.Then, according to equation (1), the iron core cross-sectional area A decreases by the increase rate of T in maintaining the same magnetic flux density Bm.
이에따라 철심의 중량 감소와 함께 식(2)에 의하여 철손이 감소하고 식(3)에 의가여 동손도 감소한다.Accordingly, with the weight reduction of the iron core, the iron loss is reduced by Eq. (2) and the copper loss is reduced by Eq. (3).
단면적(A)를 그대로 두고 T를 증가시키면 자속밀도 Bm이 감소하고 이에따라 식(2)에 의하여 철손이 크게 감소된다.If T is increased while leaving the cross-sectional area A intact, the magnetic flux density Bm decreases, and accordingly, the iron loss is greatly reduced by the equation (2).
또 본 변압기의 구조상 권선이 대부분 노출되어 있어 코일에서 발생하는 열의 발산이 잘되므로 과부하 내력이 커지며 같은 조건에서 도체의 굵기를 더 작게 할 수 있어 재료가 절약된다.In addition, due to the structure of the transformer, most of the windings are exposed, so that the heat generated from the coil is well dissipated, so the overload resistance is increased, and the thickness of the conductor can be made smaller under the same conditions, thereby saving material.
한편 종래의 커트코어식 변압기 공정에서는 철심을 소둔후 분해하여 재조립하는 과정에서 물리적인 스트레스를 받으므로서 철손이 보통10%내외로 증가하는데 반하여 본 변압기는 철심 소둔 후 어떠한 물리적 변형이나 응력이 가해짐이 없이 조립되므로 특성의 열화없이 초기의 최적상태를 유지하여 철손이 상대적으로 감소되는 결과를 얻게 된다.On the other hand, in the conventional cut-core transformer process, iron loss is usually increased by about 10% due to physical stress in the process of disassembling and reassembling the iron core, whereas the transformer is subjected to any physical deformation or stress after iron core annealing. Since it is assembled without load, it maintains the initial optimum state without deterioration of properties, resulting in relatively low iron loss.
본 변압기의 권선작업(Coil winding)은 트로이달 권선기 또는 특수하게 재작된 무절단 코어용 권선기를 사용하며 제2도와 같이 코일을 부럭으로 나누는데는 에폭시 수지와 같은 고절연성 합성수지로 제2도(b)와 같은 보빈을 만들어 배치하고 여기에 코일을 감는 방법, 또는 상기 보빈과 같은 모양의 형틀에 접착제르 먹인 코일을 감아서 굳힌 후 형틀을 제거하는 방법, 일정한 폭의 동대(銅帶)를 사용하여 제2도(a)와 같이 감는 방법등이 채용된다.Coil winding of this transformer uses a Troydal winding machine or a specially rebuilt coreless winding machine. The coil winding is divided into high insulation synthetic resins such as epoxy resins. How to make and place a bobbin such as and winding the coil therein, or by winding a coil fed the adhesive glued to the mold of the bobbin-like mold to remove the mold, using a dongdong of a certain width The winding method etc. are employ | adopted as 2 degrees (a).
대체로 용량이 큰 변압기는 제2도(a)와 같이 먼저 저압코일을 동대로 감아 코어 원주상에 균등하게 배치한후 고압코일을 저압코일 사이에 배치하는 방법을 취하고, 작은 용량인 경우 제2도(c)와 같이 저압코일을 직사각형의 여러 블럭으로 나누지 않고 제2도(e)와 같이 2∼4개 정도를 부채꼴로 구분하여 일반 트로이달 권선기로 균일하게 감고 그 위에 고압코일을 여러개의 블럭으로 나누어 배치하는 방법으로 제작한다.In general, a transformer having a large capacity takes the method of firstly winding the low pressure coils together and arranging them evenly on the core circumference as shown in FIG. 2 (a), and then placing the high pressure coils between the low pressure coils. Instead of dividing the low pressure coils into rectangular blocks as shown in (c), two to four of them are fan-shaped as shown in Fig. 2 (e), and then uniformly wound with a general Troidal winding machine. Produce by dividing and placing.
고압측 권선이 저압권선 및 철심과 절연거리를 유지하게하기 위하여 코일블럭 상호간 및 철심사이에 적정하게 가공된 스페서(Spacer)를 삽입하거나 제2도(b)와 같은 보빈을 사용할 경우 보빈에 미리 스페이서를 설치한다.In order to keep the high-side winding insulated from the low-voltage winding and the iron core, insert a properly processed spacer between the coil blocks and the iron core or use a bobbin such as FIG. 2 (b) in advance. Install the spacer.
본 트로이달 코어형 변압기를 유입(油入)식으로 재작할 경우 기존의 유입 권철심 변압기에 비하여 무게, 채적, 무부하손실(철손), 재료비등을 15∼20%정도 감소할 수 있으므로 본 고안은 원자재 및 에너지절약, 무게감소에 따른 감소할 수 있으므로 본 고안은 원자재 및 에너지절약, 무게감소에 따른 취급공임 절감등 파급효과가 대단히 크다.When the Troy-Dal core type transformer is re-invented, it can reduce the weight, stacking, no-load loss (material loss) and material cost by 15-20% compared with the existing inlet core core transformer. Raw materials and energy saving, the weight can be reduced due to the reduction of the present invention, raw materials and energy saving, the reduction of handling labor due to weight reduction, the ripple effect is very large.
특히 저손실형 신소재인 비정질(아몰퍼스 Amorphus)철심소재를 사용하여 변압기를 제작할경우 철심재료의 두께가 0. 03㎜의 초박형(超搏形)이기 때문에 커트코어 공법으로 제작하는 데는 고율의 공임상승과 성능 저하가 수반되므로 노커트 공법의 본 고안은 아몰퍼스 코아를 사용하는 저손실 변압기의 재작공정을 획기적으로 개선한다.In particular, when the transformer is made of low-loss new amorphous (Amorphus) iron core material, the core thickness of the core material is 0.03 mm, which is very thin. As the degradation is accompanied, the present invention of the no-cut method dramatically improves the reworking process of the low loss transformer using amorphous cores.
또한 종래의 커트 코어방식의 변압기는 코일의 단선, 소손, 절연파괴등으로 재권선을 요하는 수리시 코어의 재사용이 불가능하나 본 무절단 트로이달 철심 변압기는 코일의 손상부분만을 간단히 권체하는 부분수리가 가능하며 어떠한 경우에도 코어는 가공없이 재사용할 수 있는 이점을 갖고 있다.In addition, conventional cut-core transformers cannot reuse cores for repairs that require re-winding due to coil breaks, burnouts, breakdowns, etc. In any case, the core has the advantage of being reusable without machining.
이것은 대량의 변압기를 관리하는 전력회사에 있어서 변압기의 유지보수비를 감소시키는 효과를 갖어올 수있다.This can have the effect of reducing the maintenance costs of transformers for utilities that manage a large number of transformers.
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