WO2018026234A1 - 변류기용 코어 - Google Patents

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WO2018026234A1
WO2018026234A1 PCT/KR2017/008443 KR2017008443W WO2018026234A1 WO 2018026234 A1 WO2018026234 A1 WO 2018026234A1 KR 2017008443 W KR2017008443 W KR 2017008443W WO 2018026234 A1 WO2018026234 A1 WO 2018026234A1
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core
current transformer
base
extension
shape
Prior art date
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PCT/KR2017/008443
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English (en)
French (fr)
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한철승
나원산
박진표
김영준
고재준
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주식회사 아모센스
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Publication date
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    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder

Definitions

  • the present invention relates to a core for current transformer, and more particularly, to a core mounted in a current transformer installed in a transmission line or a distribution line for power acquisition and current sensing using magnetic induction.
  • the magnetic induction power supply includes a current transformer installed in a power line through which a large current flows, such as a transmission line and a distribution line.
  • the magnetic induction power supply converts the power acquired through the magnetic induction phenomenon from the current transformer into direct current and supplies it to the load.
  • the current transformer includes a core surrounding the power line and a coil wound around the core for power acquisition through magnetic induction.
  • the upper core 12 and the lower core 14 are formed in the same shape.
  • the bent portion having an angle of about 90 degrees is formed in the upper core 12 and the lower core 14, there is a problem in that the stress area of the magnetic path is generated and the permeability is lowered.
  • the conventional core 10 for the current transformer has a problem that the inductance is reduced due to a decrease in permeability, so that the power acquisition efficiency is lowered when the current transformer is mounted in the current transformer.
  • the conventional current transformer core 10 includes a semicylindrical upper core 12 and a lower core 14.
  • the conventional core 10 for the current transformer directly winds the coil 20 to one of the upper core 12 and the lower core 14, the number of turns of the coil 20 decreases, thereby reducing the inductance.
  • the conventional core 10 for the current transformer has a problem that the power acquisition efficiency is lowered when mounted in the current transformer due to the reduction in inductance.
  • the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and the upper core is formed in a round shape, and both ends of the upper core are disposed at a position lower than the center of the received power line to minimize stress of the magnetic path and increase magnetic permeability.
  • An object of the present invention is to provide a core for a current transformer to improve efficiency.
  • the current transformer core is curved in a semicircle to form a receiving groove, and both ends thereof extend in a downward direction and are disposed below the upper core and the upper core spaced apart from each other. It includes a lower core disposed so that both ends extend in the upper direction to face both ends of the upper core.
  • the upper core is spaced apart from the upper base curved in a semicircular shape, the first upper extension and the first upper extension extending linearly from the upper base toward the lower core, and extending linearly from the upper base to the lower core direction. And a second upper extension.
  • the upper base may have a semi-cylindrical upper accommodating groove formed at a lower end thereof, and a lower accommodating groove having a hexahedron shape may be formed between the first upper extension part and the second upper extension part.
  • the first upper extension part and the second upper extension part may be disposed in parallel.
  • Both ends of the upper core are located below the center of the power line accommodated in the receiving groove, the receiving groove can accommodate all of the cross section of the power line.
  • the lower core may include a lower base, a first lower extension extending from the lower base toward the upper core, and a second lower extension extending from the lower base toward the upper core.
  • the lower base may be curved in a semicircular shape or may be formed in a hexahedral shape.
  • the first lower extension portion extends from one side of the lower base in the upper core direction
  • the second lower extension portion extends from the other side of the lower base in the upper core direction
  • the first lower extension portion and the second lower extension portion may be arranged in parallel.
  • the core for the current transformer has an extension portion at both ends of the base having a round shape, thereby reducing the stress area of the magnetic path as compared with the conventional current transformer core.
  • the core for the current transformer has an effect of increasing the inductance and permeability by an equivalent or more as compared with the conventional current transformer core by minimizing the stress area of the magnetic field instead of reducing the volume compared to the conventional current transformer core.
  • the current transformer core has an effect of increasing the power acquisition efficiency when installed in the current transformer because the inductance and permeability increases compared to the conventional current transformer core.
  • the core for the current transformer by increasing the magnetic field compared to the conventional core for the current transformer, the permeability is increased, there is an effect of increasing the power acquisition efficiency when installed in the current transformer.
  • the current transformer core has a round receiving groove formed in the upper core so that the power line is received close to the outer circumference of the receiving groove, so that the power line is formed in a relatively small size compared to the conventional current transformer core spaced apart from the outer circumference of the receiving groove. There is an effect that can be.
  • the lower core is larger than the current transformer core, so that the size of the bobbin that can be mounted increases and the number of turns possible for the bobbin increases.
  • the core for the current transformer increases the size of the bobbin that can be mounted and the number of turns that can be wound increases, thereby increasing the inductance compared to the core of the current transformer, thereby increasing the power acquisition efficiency when installed in the current transformer.
  • 1 and 2 are views for explaining a conventional core for a current transformer.
  • FIG 3 is a view for explaining a current transformer core in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the upper core of FIG.
  • 5 and 6 are views for explaining the lower core of FIG.
  • FIG. 7 to 9 are views for comparing the current transformer core and the conventional current transformer core according to an embodiment of the present invention.
  • 10 to 13 are views for explaining a manufacturing method of the current transformer core in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 and 15 are views for explaining a current transformer in which a current transformer core is mounted according to an embodiment of the present invention.
  • the current transformer core 100 includes an upper core 120 in which the power line 200 is accommodated and a lower core 140 in which a bobbin 300 wound around the coil 320 is mounted. .
  • the upper core 120 is disposed above the lower core 140, and the receiving groove 124 in which the power line 200 is accommodated is formed. At this time, the upper core 120 is curved in a semi-circular shape at the center, and is formed in a shape (for example, a ⁇ shape) surrounding a part of the circumference of the electric wire. Through this, the upper core 120 minimizes the space where the power line 200 and the core are spaced apart from each other.
  • both ends of the upper core 120 are lower than the center of the power line 200 (that is, the lower core 140 is further positioned). Adjacent locations). Accordingly, the power line 200 is completely received in the receiving groove 124 formed in the upper core 120.
  • the upper core 120 includes an upper base 121, a first upper extension 122, and a second upper extension 123.
  • the upper base 121 is separated into the second upper extension 123, but the upper core 120 is integrally formed.
  • the upper base 121 is formed in the shape of a semi-cylindrical shape.
  • the cross section of the upper base 121 may be formed in a square shape.
  • the upper base 121 has an upper accommodating groove 125 having a semi-cylindrical shape in which the power line 200 is accommodated. That is, the upper base 121 is curved in a semicircular shape to form an upper accommodating groove 125 having a semicylindrical shape. In this case, the upper accommodating groove 125 accommodates a portion of the power line 200 (that is, a portion of the cross section of the power line 200).
  • the first upper extension 122 extends from one end of the upper base 121 in the lower direction (ie, the lower core 140 direction). In this case, the first upper extension 122 is formed to extend in a straight shape.
  • the first upper extension 122 may have a hexahedron shape having a cross section having the same shape as a cross section of the upper base 121.
  • the second upper extension 123 is formed extending from the other end of the upper base 121 in the lower direction (that is, the lower core 140 direction). In this case, the second upper extension 123 is formed to extend in a straight shape.
  • the second upper extension 123 may have a hexahedron shape having a cross section having the same shape as a cross section of the upper base 121.
  • the second upper extension 123 may be disposed in parallel with the first upper extension 122.
  • the lower accommodating groove 126 of a predetermined shape (for example, a rectangular parallelepiped shape) is formed between 123. As shown in FIG. In this case, the lower accommodating groove 126 accommodates a portion of the power line 200 except for a portion accommodated in the upper accommodating groove 125.
  • the upper core 120 is formed with a receiving groove 124 having a structure in which a groove having a rectangular parallelepiped shape is coupled to a lower portion of a semi-cylindrical groove.
  • a receiving groove 124 having a structure in which a groove having a rectangular parallelepiped shape is coupled to a lower portion of a semi-cylindrical groove.
  • half of the power line 200 is accommodated in the upper portion (ie, the semi-cylindrical groove) of the receiving groove 124 based on the cross section of the power line 200, and the other half of the power line 200 is accommodated in the lower portion (ie, the rectangular-shaped groove).
  • the lower core 140 is disposed below the upper core 120, and both ends thereof contact with both ends of the upper core 120.
  • the lower core 140 is formed in a shape (eg, a ⁇ shape) in which the upper core 120 is rotated 180 degrees.
  • a bobbin 300 in which the coil 320 is wound is mounted on at least one end of both ends of the lower core 140.
  • the bobbin 300 is mounted on the lower core 140.
  • the lower core 140 includes a lower base 142, a first lower extension 144, and a second lower extension 146.
  • the lower base 142 to the second lower extension part 146 have been described separately, but the lower core 140 is integrally formed.
  • the lower base 142 is formed in a semi-cylindrical shape.
  • the cross section of the lower base 142 may be formed in a square shape. That is, the lower base 142 is curved in a semi-circular shape and formed in a semi-cylindrical shape.
  • the first lower extension part 144 extends from one end of the lower base 142 in the upper direction (ie, the upper core 120 direction).
  • the first lower extension part 144 may have a hexahedron shape having a cross section having the same shape as a cross section of the lower base 142.
  • the first lower extension 144 may have a cross section having the same shape as a cross section of the upper core 120.
  • the second lower extension part 146 extends from the other end of the lower base 142 in the upper direction (ie, the upper core 120 direction).
  • the second lower extension part 146 may have a hexahedron shape having a cross section having the same shape as a cross section of the lower base 142.
  • the second lower extension part 146 may have a cross section having the same shape as a cross section of the upper core 120.
  • the second lower extension 146 may be disposed in parallel with the first lower extension 144.
  • the current transformer core 100 cannot mount the bobbin 300 on the round part (that is, the lower base 142).
  • the size of the bobbin 300 mountable on the lower core 140 is reduced, and the number of turns of the coil 320 is reduced due to the reduction in the size of the bobbin 300.
  • the inductance of the current transformer core 100 is reduced to reduce the output voltage (that is, the voltage acquired from the power line 200).
  • the lower core 140 may form a core (that is, the lower base 142) positioned below in a hexahedral shape, and thus may have a lower direction in a straight shape. That is, the current transformer core 100 forms a lower portion of the lower core 140 in a straight line shape, thereby increasing the size of the bobbin 300 mountable on the lower core 140 and increasing the size of the bobbin 300. The number of turns of the coil 320 is increased.
  • the inductance of the current transformer core 100 increases, so that the output voltage (ie, the voltage acquired from the power line 200) increases.
  • the lower core 140 may include a lower base 142 to a second lower extension 146 to have a 'c' shape.
  • the lower base 142 is formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the first lower extension part 144 and the second lower extension part 146 are formed at both ends of the lower base 142, or the first lower extension part 144 and the second lower extension part ( 146 may be formed.
  • the first lower extension part 144 extends from one end of one surface of the lower base 142 in the upper direction (ie, the upper core 120 direction).
  • the first lower extension part 144 may extend in an upward direction from one end of the lower base 142.
  • the first lower extension part 144 is formed in a hexahedral shape in which the cross section is formed in the same shape as the cross section of one end of the upper core 120.
  • the first lower extension 144 is formed in a hexahedron shape. One end of the first lower extension 144 is coupled to one end or one end of one side of the lower base 142, or one end of one side is coupled to one end or one end of one side of the lower base 142.
  • the first lower extension 144 has the other end (ie, one end disposed in the upper direction) in contact with one end of the upper core 120.
  • the second lower extension part 146 extends from the other end of one surface of the lower base 142 in the upper direction (ie, the upper core 120 direction).
  • the second lower extension part 146 may extend in an upward direction from the other end of the lower base 142.
  • the second lower extension part 146 is formed in a hexahedral shape whose cross section is formed in the same shape as the cross section of the other end of the upper core 120.
  • the second lower extension 146 is formed in a hexahedron shape. One end of the second lower extension part 146 is coupled to the other end of one end or one side of the lower base 142, or one end of one side is coupled to the other end or the other end of one side of the lower base 142.
  • the second lower extension 146 has the other end (ie, one end disposed in the upper direction) in contact with the other end of the upper core 120.
  • the current transformer core 100 forms a core (ie, the lower base 142) positioned below the lower core 140 in a hexahedral shape to form a lower portion of the lower core 140 in a straight line shape.
  • the size of the bobbin 300 mountable on the lower core 140 increases, and the coil 320 increases due to the increase in the size of the bobbin 300. The number of turns increases.
  • the inductance of the current transformer core 100 increases, so that the output voltage (ie, the voltage acquired from the power line 200) increases.
  • the current transformer core 100 according to an embodiment of the present invention is reduced in volume compared to the conventional core 100 for the current transformer. At this time, since the inductance of the core is proportional to the volume, the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention reduces the inductance compared to the conventional current transformer core 100.
  • the permeability of the conventional current transformer core 100 is lowered because the stress area 400 of the magnetic path is generated as the bend is formed in the upper core 120.
  • the stress area 400 of the gyros is reduced as compared with the conventional current transformer core 100. There is.
  • the core 100 for the current transformer reduces the volume of the gyro stress area 400 instead of decreasing the volume. By minimizing), the inductance and permeability are increased by an equivalent or more compared with the conventional core 100 for the current transformer.
  • the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention has an effect of increasing the power acquisition efficiency when installed in the current transformer because the inductance and permeability increases compared to the conventional current transformer core 100.
  • the current transformer core 100 when the same size, permeability, and number of turns are applied, the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention has a magnetic path length 500 compared to the conventional current transformer core 100. This increases.
  • the inner core and outer diameter of the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention are reduced compared to the conventional core 100 for the current transformer.
  • the magnetic field 500 is the inner diameter and the outer diameter of the core as a factor, when the inner diameter and outer diameter decreases, the magnetic field 500 increases.
  • OD is the outer diameter
  • ID is the inner diameter
  • the permeability of the core is as shown in Equation 2 below.
  • the magnetic permeability 500 increases as the magnetic field 500 increases.
  • ⁇ i is the permeability
  • L is the inductance
  • le is the magnetic field
  • ⁇ 0 is the vacuum permeability
  • N is the number of turns of the coil
  • Ae is the cross-sectional area of the core.
  • the core 100 for the current transformer increases the permeability of about 20% to 32% compared to the conventional core 100 for the current transformer in the same environment (size, permeability of the core itself, the number of turns, etc.). do.
  • the current transformer core 100 has an effect of increasing the power acquisition efficiency when installed in the current transformer because the permeability increases compared to the conventional current transformer core 100.
  • the current transformer core 100 is formed with a round receiving groove 124 in the upper core 120, the conventional current transformer core 100 is an upper core ( Receiving grooves 124 having a rectangular shape are formed in 120.
  • the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention is accommodated close to the outer circumference of the receiving line 124, the power line 200, the conventional current transformer core 100 is accommodated by the power line 200 It is received spaced apart from the outer circumference of the groove 124.
  • the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention may be formed in a relatively small size compared to the conventional current transformer core 100. That is, the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention may minimize the length of the side portion as the power line 200 is accommodated in close contact with the round-shaped receiving groove 124, and thus the conventional current transformer core 100. It can be formed in a relatively small size compared to).
  • the current transformer core 100 may be composed of a lower core 140 relatively larger than the conventional current transformer core 100 when manufactured in the same size.
  • the size of the lower core 140 may be larger than that of the conventional current transformer core 100, the size of the bobbin 300 that can be mounted is increased to allow winding. The number of possible turns increases.
  • the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention has an effect of increasing the inductance compared to the conventional current transformer core 100 as the number of turns possible.
  • the current transformer core 100 according to the embodiment of the present invention has an effect of increasing the power acquisition efficiency compared to the conventional current transformer core 100 when mounted in the current transformer as the inductance increases.
  • the current transformer core 100 is a metal ribbon winding (S100), mold insertion (S200), heat treatment (S300), impregnation (S400), cutting (S500) and surface processing ( It is produced through the steps of S600).
  • S100 metal ribbon winding
  • S200 mold insertion
  • S300 heat treatment
  • S400 impregnation
  • S500 cutting
  • S600 surface processing
  • a metal ribbon having a predetermined thickness and width is wound.
  • the metal ribbon winding step (S100) two rollers are spaced apart from each other, and the metal ribbon is wound around the two rollers to produce the core base 600. That is, in the step of winding the metal ribbon (S100), the core base 600 is manufactured by a rolling technique.
  • a core base 600 having a rectangular parallelepiped having both ends formed in a semi-cylindrical shape is manufactured.
  • the inside of the core is formed with a rectangular parallelepiped accommodating groove 124 formed at both ends thereof.
  • the core base 600 may be manufactured by winding the metal ribbon on a rectangular parallelepiped mold formed at both ends thereof in a semi-cylindrical shape.
  • Permeability of the core is reduced when an air gap is formed between the metal ribbons when the metal ribbon is wound in the metal ribbon winding step S100.
  • the metal ribbon is wound through rolling to minimize the formation of air gaps between the metal ribbons, thereby preventing a decrease in the permeability, thereby preventing the degradation of the characteristics of the core.
  • the core base 600 manufactured in the metal ribbon winding step S100 is inserted into the mold. This prevents shape deformation of the core base 600 during heat treatment and impregnation of the base core.
  • the core base 600 fabricated in the metal ribbon winding step S100 is heat treated. That is, in the heat treatment step (S300), heat is applied to the core base 600 to make the density of the core base 600 uniform, and to maintain a constant saturation induction characteristic.
  • the impregnating solution is impregnated into the heat treated core base 600. That is, in the impregnation step (S400), the impregnation liquid (eg, varnish impregnation liquid) is impregnated into the core base 600 to minimize the air gap of the core base 600.
  • the impregnation liquid eg, varnish impregnation liquid
  • the impregnation step (S400) is performed after the heat treatment step (S300), but the heat treatment step (S300) may be performed after the impregnation step (S400).
  • the heat treatment step (S300) and impregnation step (S400) is processed through the conditions used in the general core manufacturing method, a detailed description thereof will be omitted.
  • an upper core 120 and a lower core 140 are manufactured by cutting the core base 600 treated with heat treatment and impregnation. That is, in the cutting step S500, the core base 600 is cut in a direction perpendicular to the winding direction. At this time, in the cutting step (S500) by cutting the center of the core base 600 to produce the upper core 120 and the lower core 140 having the same size, or by cutting the position biased to one end of the core base 600 The upper core 120 and the lower core 140 having different sizes may be manufactured.
  • both ends (that is, cut surfaces) of the upper core 120 and the lower core 140 manufactured in the cutting step S500 are processed.
  • the cut surfaces of the upper core 120 and the lower core 140 cut in the cutting step 500 have a rough surface. Accordingly, a gap may occur when combining the upper core 120 and the lower core 140 cut in the cutting step 500.
  • the voltage acquisition efficiency is lowered by the gap generated between the cut surface when the upper core 120 and the lower core 140 are coupled.
  • the surface processing step (S600) the surface processing is performed so that both end surfaces (that is, the cut surface) of the upper core 120 and the lower core 140 are the same. At this time, in the surface processing step (S600) it may be processed both ends of the upper core 120 and the lower core 140 through polishing.
  • the first core base formed with the receiving groove 124 of the rectangular parallelepiped inside the rectangular parallelepiped through the metal ribbon winding step (S100) ( 600) and the aforementioned second core base 600 (see FIG. 11), respectively.
  • one core cut in the first core base 600 is the lower core 140, one cut in the second core base 600
  • the core of the current transformer 100 is manufactured using the core of the upper core 120.
  • the current transformer 700 includes a main body housing 720 in which the lower core 140 is mounted, and a core housing 740 in which the upper core 120 is mounted.
  • a hinge member 760 is formed on one side of the main body 720 and the core housing 740 to facilitate cable accommodation, and the other side facilitates alignment and fastening of the upper core 120 and the lower core 140.
  • Fastening member 780 (for example, a threaded groove) is formed.
  • the lower surface of the body housing 720 is formed in a planar shape for fixing the current transformer 700, waste of mounting space may occur when the lower core 140 is formed in a round shape, and the lower core may be caused by external impact. 140 may be dislodged (moved) to reduce alignment accuracy with the upper core 120.
  • the lower core 140 may improve the power acquisition efficiency compared with being formed in a round shape in a planar shape.
  • waste may be caused in the mounting space, whereas when the lower core 140 having a planar shape is mounted on the current transformer 700, Waste can be minimized.
  • the bobbin 300 that can be mounted in comparison with the rounded lower core 140 that cannot mount the bobbin 300 on the round part (that is, the lower base 142). ) Increases, and the number of turns of the coil 320 increases due to the increase in the size of the bobbin 300.
  • the inductance of the current transformer core 100 increases to increase the output voltage of the current transformer 700 (that is, the voltage acquired from the power line 200).

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Abstract

상부 코어를 라운드 형성으로 형성하고, 상부 코어의 양단이 수용된 전력선의 중심보다 낮은 위치에 배치되어 자로의 스트레스 최소화하고 투자율을 높여 자기 유도 효율을 향상시키도록 한 변류기용 코어를 제시한다. 제시된 변류기용 코어는 반원 형상으로 만곡되어 수용 홈이 형성되고, 양단이 하부 방향으로 연장되어 상호 이격 배치된 상부 코어 및 상부 코어의 하부에 배치되고, 양단이 상부 방향으로 연장되어 상부 코어의 양단과 마주하도록 배치된 하부 코어를 포함한다.

Description

변류기용 코어
본 발명은 변류기용 코어(CORE FOR CURRENT TRANSFORMER)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기 유도 현상을 이용한 전원 취득 및 전류 센싱을 위해 송전선로 또는 배전선로에서 설치되는 변류기에 실장되는 코어에 관한 것이다.
최근 자기 유도 현상을 이용한 전원 공급 방식에 대한 관심이 증가함에 따라 다양한 형태의 자기 유도 전원 공급 장치가 개발되고 있다.
자기 유도 방식의 전원 공급 장치는 송전선로, 배전 선로 등과 같이 대용량 전류가 흐르는 전력선에 설치되는 변류기를 포함한다. 자기 유도 방식 전원 공급 장치는 변류기에서 자기 유도 현상을 통해 취득한 전력을 직류로 변환하여 부하로 공급한다.
이때, 변류기는 자기 유도 현상을 통한 전력 취득을 위해서 전력선을 감싸는 코어와 코어에 감긴 코일을 포함하여 구성된다.
일례로, 도 1을 참조하면, 종래의 변류기용 코어(10)는 상부 코어(12)와 하부 코어(14)가 동일한 형상으로 형성된다. 이때, 상부 코어(12)와 하부 코어(14)에는 대략 90도 정도의 각도를 갖는 굴곡부가 형성되기 때문에 자로의 스트레스 영역이 발생하여 투자율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 변류기용 코어(10)는 투자율의 저하로 인해 인덕턴스가 감소하여 변류기에 실장시 전력 취득 효율이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 종래의 변류기용 코어(10)는 반원통형의 상부 코어(12) 및 하부 코어(14)를 포함하여 구성된다. 이때, 종래의 변류기용 코어(10)는 상부 코어(12) 및 하부 코어(14) 중 하나에 코일(20)을 직접 권선하기 때문에 코일(20) 턴수가 감소하여 인덕턴스가 감소하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 변류기용 코어(10)는 인덕턴스의 감소로 인해 변류기에 실장시 전력 취득 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 상부 코어를 라운드 형성으로 형성하고, 상부 코어의 양단이 수용된 전력선의 중심보다 낮은 위치에 배치되어 자로의 스트레스 최소화하고 투자율을 높여 자기 유도 효율을 향상시키도록 한 변류기용 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어는 반원 형상으로 만곡되어 수용 홈이 형성되고, 양단이 하부 방향으로 연장되어 상호 이격 배치된 상부 코어 및 상부 코어의 하부에 배치되고, 양단이 상부 방향으로 연장되어 상부 코어의 양단과 마주하도록 배치된 하부 코어를 포함한다.
상부 코어는 반원 형상으로 만곡된 상부 베이스, 상부 베이스에서 하부 코어 방향으로 직선 형상으로 연장된 제1 상부 연장부 및 제1 상부 연장부와 이격되고, 상부 베이스에서 하부 코어 방향으로 직선 형상으로 연장된 제2 상부 연장부를 포함한다.
상부 베이스는 하단에 반원통 형상의 상부 수용 홈이 형성되고, 제1 상부 연장부 및 제2 상부 연장부 사이에 육면체 형상의 하부 수용 홈이 형성될 수 있다. 이때, 제1 상부 연장부 및 제2 상부 연장부는 평행하게 배치될 수 있다.
상부 코어의 양단은 수용 홈에 수용되는 전력선의 중심보다 하부에 위치하여, 수용 홈은 전력선의 단면을 모두 수용할 수 있다.
하부 코어는 하부 베이스, 하부 베이스에서 상부 코어 방향으로 연장된 제1 하부 연장부 및 제1 하부 연장부와 이격되고, 하부 베이스에서 상부 코어 방향으로 연장되는 제2 하부 연장부를 포함할 수 있다.
하부 베이스는 반원 형상으로 만곡되거나, 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 하부 연장부는 하부 베이스의 일측부에서 상부 코어 방향으로 연장되어 형성되고, 제2 하부 연장부는 하부 베이스의 타측부에서 상부 코어 방향으로 연장되어 형성되고, 제1 하부 연장부 및 제2 하부 연장부는 평행하게 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 변류기용 코어는 라운드 형상인 베이스의 양단에 연장부를 형성함으로써, 종래의 변류기용 코어에 비해 자로의 스트레스 영역이 감소하는 효과가 있다.
또한, 변류기용 코어는 종래의 변류기용 코어에 비해 체적이 감소하는 대신 자로의 스트레스 영역을 최소화함으로써, 종래의 변류기용 코어에 비해 인덕턴스 및 투자율이 동등 이상으로 증가하는 효과가 있다.
또한, 변류기용 코어는 종래의 변류기용 코어에 비해 인덕턴스 및 투자율이 증가하기 때문에 변류기에 설치시 전력 취득 효율이 증가하는 효과가 있다.
또한, 변류기용 코어는 종래의 변류기용 코어에 비해 자로장을 증가시킴으로써, 투자율이 증가하여 변류기에 설치시 전력 취득 효율을 증가하는 효과가 있다.
또한, 변류기용 코어는 상부 코어에 라운드 형상의 수용 홈을 형성하여 전력선이 수용 홈의 외주에 근접 수용됨으로써, 전력선이 수용 홈의 외주와 이격되는 종래의 변류기용 코어에 비해 상대적으로 작은 크기로 형성될 수 있는 효과가 있다.
또한, 변류기용 코어는 종래의 변류기용 코어와 동일 사이즈로 제작시 종래의 변류기용 코어보다 큰 하부 코어를 구성함으로써, 실장 가능한 보빈의 사이즈가 증가하고, 보빈의 권선 가능 턴수가 증가하는 효과가 있다.
또한, 변류기용 코어는 실장 가능한 보빈의 사이즈가 증가하고 권선 가능 턴수가 증가함으로써, 종래의 변류기용 코어에 비해 인덕턴스가 증가하여 변류기에 설치시 전력 취득 효율이 증가하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 변류기용 코어를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3의 상부 코어를 설명하기 위한 도면.
도 5 및 도 6은 도 3의 하부 코어를 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어와 종래의 변류기용 코어를 비교 설명하기 위한 도면.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 변류용 코어가 실장되는 변류기를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 변류기용 코어(100)는 전력선(200)이 수용되는 상부 코어(120) 및 코일(320)이 권선된 보빈(300)이 실장되는 하부 코어(140)를 포함하여 구성된다.
상부 코어(120)는 하부 코어(140)의 상부에 배치되고, 내부에 전력선(200)이 수용되는 수용 홈(124)이 형성된다. 이때, 상부 코어(120)는 중심에서 반원 형상으로 만곡되어, 전선의 둘레 일부를 감싸는 형상(예를 들면, ∩ 형상)으로 형성된다. 이를 통해 상부 코어(120)는 전력선(200)과 코어가 이격된 공간을 최소화한다.
이때, 상부 코어(120)의 수용 홈(124)에 전력선(200)이 수용되는 경우, 상부 코어(120)의 양단은 전력선(200)의 중심보다 낮은 위치(즉, 하부 코어(140)에 더 근접한 위치)에 위치한다. 그에 따라, 상부 코어(120)에 형성된 수용 홈(124)에 전력선(200)이 완전히 수용된다.
일례로, 도 4를 참조하면, 상부 코어(120)는 상부 베이스(121), 제1 상부 연장부(122) 및 제2 상부 연장부(123)를 포함하여 구성된다. 이하에서는 상부 코어(120)의 형상을 용이하게 설명하기 위해 상부 베이스(121) 내지 제2 상부 연장부(123)로 분리하여 설명하였으나, 상부 코어(120)는 일체형으로 형성된다.
상부 베이스(121)는 반원통형의 형상으로 형성된다. 상부 베이스(121)의 단면은 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 상부 베이스(121)는 내부에 전력선(200)이 수용되는 반원통형 형상의 상부 수용 홈(125)이 형성된다. 즉, 상부 베이스(121)는 반원 형상으로 만곡되어 반원통 형상의 상부 수용 홈(125)가 형성한다. 이때, 상부 수용 홈(125)은 전력선(200)의 일부(즉, 전력선(200) 단면의 일부)를 수용한다.
제1 상부 연장부(122)는 상부 베이스(121)의 일단에서 하부 방향(즉, 하부 코어(140) 방향)으로 연장되어 형성된다. 이때, 제1 상부 연장부(122)는 직선 형상으로 연장되어 형성된다. 제1 상부 연장부(122)는 단면이 상부 베이스(121)의 단면과 동일한 형상으로 형성된 육면체 형상으로 될 수 있다.
제2 상부 연장부(123)는 상부 베이스(121)의 타단에서 하부 방향(즉, 하부 코어(140) 방향)으로 연장되어 형성된다. 이때, 제2 상부 연장부(123)는 직선 형상으로 연장되어 형성된다. 제2 상부 연장부(123)는 단면이 상부 베이스(121)의 단면과 동일한 형상으로 형성된 육면체 형상으로 될 수 있다. 여기서, 제2 상부 연장부(123)는 제1 상부 연장부(122)와 평행하게 배치될 수 있다.
한편, 제1 상부 연장부(122) 및 제2 상부 연장부(123)가 상부 베이스(121)의 양단에서 연장되어 상호 간 이격됨에 따라, 제1 상부 연장부(122) 및 제2 상부 연장부(123)의 사이에는 소정 형상(예를 들면, 직육면체 형상)의 하부 수용 홈(126)이 형성된다. 이때, 하부 수용 홈(126)은 전력선(200)에서 상부 수용 홈(125)에 수용된 일부를 제외한 나머지 부분을 수용한다.
이를 통해, 상부 코어(120)는 상부가 반원통형의 홈 하부에 직육면체 형상의 홈이 결합된 구조의 수용 홈(124)이 형성된다. 이때, 수용 홈(124)의 상부(즉, 반원통형 홈)에는 전력선(200)의 단면을 기준으로 절반이 수용되고, 하부(즉, 직육면체 형상의 홈)에는 나머지 절반의 전력선(200)이 수용될 수 있다.
하부 코어(140)는 상부 코어(120)의 하부에 배치되고, 양단이 상부 코어(120)의 양단과 접촉된다. 하부 코어(140)는 상부 코어(120)를 180도 회전시킨 형상(예를 들면, ∪ 형상)으로 형성된다. 이때, 하부 코어(140)의 양단 중 적어도 일단에는 코일(320)이 권선된 보빈(300; bobbin)이 실장된다. 여기서, 하부 코어(140)의 일단이 보빈(300)에 형성된 홈을 관통함에 따라, 하부 코어(140)에 보빈(300)이 실장된다.
일례로, 도 5를 참조하면, 하부 코어(140)는 하부 베이스(142), 제1 하부 연장부(144) 및 제2 하부 연장부(146)를 포함하여 구성된다. 이하에서는 하부 코어(140)의 형상을 용이하게 설명하기 위해 하부 베이스(142) 내지 제2 하부 연장부(146)로 구분하여 설명하였으나, 하부 코어(140)는 일체형으로 형성된다.
하부 베이스(142)는 반원통형의 형상으로 형성된다. 이때, 하부 베이스(142)의 단면은 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 하부 베이스(142)는 반원 형상으로 만곡되어 반원통 형상으로 형성된다.
제1 하부 연장부(144)는 하부 베이스(142)의 일단에서 상부 방향(즉, 상부 코어(120) 방향)으로 연장되어 형성된다. 이때, 제1 하부 연장부(144)는 단면이 하부 베이스(142)의 단면과 동일한 형상으로 형성된 육면체 형상으로 될 수 있다. 제1 하부 연장부(144)는 단면이 상부 코어(120)의 단면과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
제2 하부 연장부(146)는 하부 베이스(142)의 타단에서 상부 방향(즉, 상부 코어(120) 방향)으로 연장되어 형성된다. 이때, 제2 하부 연장부(146)는 단면이 하부 베이스(142)의 단면과 동일한 형상으로 형성된 육면체 형상으로 될 수 있다. 제2 하부 연장부(146)는 단면이 상부 코어(120)의 단면과 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 제2 하부 연장부(146)는 제1 하부 연장부(144)와 평행하게 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 변류기용 코어(100)는 ∪ 형상으로 형성된 하부 코어(140)에 보빈(300)을 실장하면 하부 코어(140)와 보빈(300) 사이에 이격 공간이 발생하여 하부 코어(140)와 보빈(300) 간의 밀착률이 저하된다.
또한, 변류기용 코어(100)는 ∪ 형상으로 형성된 하부 코어(140)에 보빈(300)을 실장하는 경우, 라운드 부분(즉, 하부 베이스(142))에 보빈(300)을 실장할 수 없기 때문에 하부 코어(140)에 실장 가능한 보빈(300)의 사이즈가 감소하고, 보빈(300) 사이즈 감소로 인해 코일(320) 턴수가 감소한다.
그에 따라, 변류기용 코어(100)는 인덕턴스(Inductance)가 감소하여 출력 전압(즉, 전력선(200)으로부터 취득한 전압)이 감소하게 된다.
이에, 하부 코어(140)는 하부에 위치하는 코어(즉, 하부 베이스(142))를 육면체 형상으로 형성하여 하부 방향이 직선 형태로 형성될 수 있다. 즉, 변류기용 코어(100)는 하부 코어(140)의 하부를 직선 형태로 형성함으로써, 하부 코어(140)에 실장 가능한 보빈(300)의 사이즈가 증가하고, 보빈(300)의 사이즈 증가로 인해 코일(320) 턴수가 증가한다.
그에 따라, 변류기용 코어(100)는 인덕턴스가 증가하여 출력 전압(즉, 전력선(200)으로부터 취득한 전압)이 증가하게 된다.
일례로, 도 6을 참조하면, 하부 코어(140)는 하부 베이스(142) 내지 제2 하부 연장부(146)를 포함하여, 'ㄷ' 형상으로 형성될 수 있다.
하부 베이스(142)는 직육면체 형상으로 형성된다. 이때, 하부 베이스(142)의 양단에서 제1 하부 연장부(144) 및 제2 하부 연장부(146)가 형성되거나, 일면의 양단부에서 제1 하부 연장부(144) 및 제2 하부 연장부(146)가 형성될 수 있다.
제1 하부 연장부(144)는 하부 베이스(142)의 일면 일단부에서 상부 방향(즉, 상부 코어(120) 방향)으로 연장되어 형성된다. 제1 하부 연장부(144)는 하부 베이스(142)의 일단부에서 상부 방향으로 연장되어 형성될 수도 있다. 이때, 제1 하부 연장부(144)는 단면이 상부 코어(120) 일단의 단면과 동일한 형상으로 형성된 육면체 형상으로 형성된다.
제1 하부 연장부(144)는 육면체 형상으로 형성된다. 제1 하부 연장부(144)는 일단이 하부 베이스(142)의 일단 또는 일면의 일단부에 결합되거나, 일면의 일단부가 하부 베이스(142)의 일단 또는 일면의 일단부에 결합된다. 제1 하부 연장부(144)는 타단(즉, 상부 방향에 배치되는 일단)이 상부 코어(120)의 일단과 접촉된다.
제2 하부 연장부(146)는 하부 베이스(142)의 일면 타단부에서 상부 방향(즉, 상부 코어(120) 방향)으로 연장되어 형성된다. 제2 하부 연장부(146)는 하부 베이스(142)의 타단부에서 상부 방향으로 연장되어 형성될 수도 있다. 이때, 제2 하부 연장부(146)는 단면이 상부 코어(120) 타단의 단면과 동일한 형상으로 형성된 육면체 형상으로 형성된다.
제2 하부 연장부(146)는 육면체 형상으로 형성된다. 제2 하부 연장부(146)는 일단이 하부 베이스(142)의 타단 또는 일면의 타단부에 결합되거나, 일면의 일단부가 하부 베이스(142)의 타단 또는 일면의 타단부에 결합된다. 제2 하부 연장부(146)는 타단(즉, 상부 방향에 배치되는 일단)이 상부 코어(120)의 타단과 접촉된다.
이처럼, 변류기용 코어(100)는 하부 코어(140)의 하부에 위치하는 코어(즉, 하부 베이스(142))를 육면체 형상으로 형성하여 하부 코어(140)의 하부를 직선 형태로 형성함으로써, 하부 코어(140)의 하부가 라운드 형태로 형성된 변류기용 코어(100)에 비해 하부 코어(140)에 실장 가능한 보빈(300)의 사이즈가 증가하고, 보빈(300)의 사이즈 증가로 인해 코일(320) 턴수가 증가한다.
그에 따라, 변류기용 코어(100)는 인덕턴스가 증가하여 출력 전압(즉, 전력선(200)으로부터 취득한 전압)이 증가하게 된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 체적이 감소한다. 이때, 코어의 인덕턴스는 체적이 비례하므로 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 인덕턴스가 감소한다.
하지만, 종래의 변류기용 코어(100)는 상부 코어(120)에 굴곡이 형성됨에 따라 자로의 스트레스 영역(400)이 발생하기 때문에 투자율이 저하된다.
이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 상부 코어(120)가 라운드 형태로 형성됨에 따라 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 자로의 스트레스 영역(400)이 감소하는 효과가 있다.
이때, 자로의 스트레스 영역(400)의 증가는 코어의 인덕턴스 및 투자율을 저하시키는 원인이 되기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 체적이 감소하는 대신 자로의 스트레스 영역(400)을 최소화하여 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 인덕턴스 및 투자율이 동등 이상으로 증가하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 인덕턴스 및 투자율이 증가하기 때문에 변류기에 설치시 전력 취득 효율이 증가하는 효과가 있다.
도 8을 참조하면, 사이즈, 투자율 및 턴수의 동일하게 적용한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 자로장(500; magnetic path length)이 증가한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 상부 코어(120)가 라운드 형상으로 형성되기 때문에 동일 사이즈로 제작시 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 내경 및 외경이 감소한다. 이때, 하기 수학식 1과 같이, 자로장(500)은 코어의 내경 및 외경을 인자로 하기 때문에 내경 및 외경이 감소하면 자로장(500)이 증가하게 된다.
Figure PCTKR2017008443-appb-M000001
여기서, le는 자로장이고, OD는 외경이고, ID는 내경이다.
한편, 코어의 투자율은 하기의 수학식 2와 같다. 이때, 자로장(500)은 투자율 공식의 분자에 위치하므로 자로장(500)이 클수록 투자율은 증가하게 된다.
Figure PCTKR2017008443-appb-M000002
여기서, μi는 투자율이고, L은 인덕턴스이고, le는 자로장이고, μ0는 진공투자율이고, N은 코일의 턴수이고, Ae는 코어의 단면적이다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 동일 환경(사이즈, 코어 자체의 투자율, 턴수 등)에서 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 대략 20% 내지 32% 정도 투자율이 증가한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 투자율이 증가하기 때문에 변류기에 설치시 전력 취득 효율이 증가하는 효과가 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 상부 코어(120)에 라운드 형상의 수용 홈(124)이 형성되고, 종래의 변류기용 코어(100)는 상부 코어(120)에 사각형 형성의 수용 홈(124)이 형성된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 전력선(200)이 수용 홈(124)의 외주에 근접하여 수용되는데 비해, 종래의 변류기용 코어(100)는 전력선(200)이 수용 홈(124)의 외주와 이격되어 수용된다.
그에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 상대적으로 작은 크기로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 라운드 형상의 수용 홈(124)에 전력선(200)이 밀착하여 수용됨에 따라 측부의 길이를 최소화할 수 있어 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 상대적으로 작은 크기로 형성될 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 동일 사이즈로 제작시 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 상대적으로 큰 하부 코어(140)로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 하부 코어(140)의 사이즈를 크게 형성할 수 있기 때문에, 실장 가능한 보빈(300)의 사이즈가 커져 권선 가능 턴수가 증가하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 권선 가능 턴수가 증가함에 따라 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 인덕턴스가 증가하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 인덕터스가 증가함에 따라 변류기에 실장시 종래의 변류기용 코어(100)에 비해 전력 취득 효율이 증가하는 효과가 있다.
도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 변류기용 코어(100)는 금속 리본 권취(S100), 금형 삽입(S200), 열처리(S300), 함침(S400), 절단(S500) 및 표면 가공(S600)의 단계를 통해 제작된다. 이하에서는 반원통 형상의 코어 베이스(600)에 연장부가 형성된 구조의 상부 코어(120) 및 하부 코어(140)를 제조하는 방법을 예로 들어 설명한다.
금속 리본 권취 단계(S100)에서는 소정 두께 및 폭을 갖는 금속 리본을 권취한다. 일례로, 금속 리본 권취 단계(S100)에서는 두 개의 롤러를 이격시켜 배치하고, 두 개의 롤러를 통해 금속 리본을 권취하여 코어 베이스(600)를 제작한다. 즉, 금속 리본 권취 단계(S100)에서는 롤링 기법을 통해 코어 베이스(600)를 제작한다.
이를 통해, 도 11에 도시된 바와 같이, 금속 리본 권취 단계(S100)에서는 양단이 반원통 형상으로 형성된 직육면체 형상의 코어 베이스(600)를 제작한다. 이때, 코어의 내부에는 양단이 반원통 형상으로 형성된 직육면체 형상의 수용 홈(124)이 형성된다.
물론, 금속 리본 권취 단계(S100)에서는 양단이 반원통 형상으로 형성된 직육면체 형상의 금형 상에 금속 리본을 권취하여 코어 베이스(600)를 제작할 수도 있다.
금속 리본 권취 단계(S100)에서 금속 리본의 권취시 금속 리본들 사이에 에어갭이 형성되는 경우 코어의 투자율(permeability)이 감소된다.
이에, 금속 리본 권취 단계(S100)에서 롤링을 통해 금속 리본을 권취하여 금속 리본들 사이에서의 에어갭 형성을 최소화하여 투자율의 감소를 방지함으로써 코어의 특성 저하를 방지한다.
금형 삽입 단계(S200)에서는 금속 리본 권취 단계(S100)에서 제작된 코어 베이스(600)를 금형에 삽입한다. 이를 통해, 베이스 코어에 대한 열처리 및 함침시 코어 베이스(600)의 형상 변형을 방지한다.
열처리 단계(S300)에서는 금속 리본 권취 단계(S100)에서 제작된 코어 베이스(600)를 열처리한다. 즉, 열처리 단계(S300)에서는 코어 베이스(600)에 열을 가하여 코어 베이스(600)의 밀도를 균일하게 하고, 포화 유도 특성을 일정하게 유지하도록 한다.
함침 단계(S400)에서는 열처리된 코어 베이스(600)에 함침액을 함침한다. 즉, 함침 단계(S400)에서는 함침액(예를 들면, 바니쉬 함침액)을 코어 베이스(600)에 함침하여 코어 베이스(600)의 에어 갭을 최소화한다.
이때, 열처리 단계(S300) 후에 함침 단계(S400)를 수행하는 것으로 설명하였으나, 함침 단계(S400) 후에 열처리 단계(S300)을 수행할 수도 있다. 여기서, 열처리 단계(S300) 및 함침 단계(S400)에서는 일반적인 코어 제작 방법시 사용되는 조건을 통해 처리되기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 절단 단계(S500)에서는 열처리 및 함침 처리된 코어 베이스(600)를 절단하여 상부 코어(120) 및 하부 코어(140)를 제작한다. 즉, 절단 단계(S500)에서는 권취 방향에 대해 직각 방향으로 코어 베이스(600)를 절단한다. 이때, 절단 단계(S500)에서는 코어 베이스(600)의 중심을 절단하여 동일한 크기를 갖는 상부 코어(120) 및 하부 코어(140)를 제작하거나, 코어 베이스(600)의 일단에 치우친 위치를 절단하여 서로 다른 크기를 갖는 상부 코어(120) 및 하부 코어(140)를 제작할 수 있다.
표면 가공 단계(S600)에서는 절단 단계(S500)에서 제작된 상부 코어(120) 및 하부 코어(140)의 양단(즉, 절단면)을 가공한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 절단 단계(500)에서 절단된 상부 코어(120) 및 하부 코어(140)의 절단면은 표면이 표면이 거칠게 형성된다. 그에 따라, 절단 단계(500)에서 절단된 상부 코어(120) 및 하부 코어(140)를 결합하는 경우 갭이 발생할 수 있다.
이때, 갭이 발생한 상태에서 변류기에 실장되는 경우, 상부 코어(120)와 하부 코어(140)의 결합시 절단면 사이에서 발생하는 갭에 의해 전압 취득 효율이 저하된다.
따라서, 표면 가공 단계(S600)에서는 상부 코어(120)와 하부 코어(140)의 양단면(즉, 절단면)이 동일하게 되도록 표면 가공을 수행한다. 이때, 표면 가공 단계(S600)에서는 폴리싱(pllishing)을 통해 상부 코어(120)와 하부 코어(140)의 양단면을 가공할 수 있다.
한편, 하부 코어(140)가 직육면체의 하부 베이스(142)와 연장부들로 구성되는 경우, 금속 리본 권취 단계(S100)를 통해 직육면체의 내부에 직육면체의 수용 홈(124)이 형성된 제1 코어 베이스(600)와 상술한 제2 코어 베이스(600; 도 11 참조)를 각각 제조한다.
다음으로, 제1 코어 베이스(600) 및 제2 코어 베이스(600) 각각에 대해 금형 삽입 단계(S200), 열처리 단계(S300) 및 함침 단계(S400)를 통해 제1 코어 베이스(600) 및 제2 코어 베이스(600)를 각각 가공한 후 절단(S500)한다.
다음으로, 절단된 코어에 표면 가공(S600)을 수행한 후, 제1 코어 베이스(600)에서 절단된 하나의 코어를 하부 코어(140)로 하고, 제2 코어 베이스(600)에서 절단된 하나의 코어를 상부 코어(120)로 하여 변류기용 코어(100)를 제작한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 변류기(700)는 하부 코어(140)가 실장되는 본체 하우징(720), 상부 코어(120)가 실장되는 코어 하우징(740)을 포함하여 구성된다.
본체 하우징(720)과 코어 하우징(740)을 일측에 케이블 수용을 용이하게 하기 위해서 힌지 부재(760)가 형성되고, 타측에 상부 코어(120)와 하부 코어(140)의 정렬 및 체결을 용이하게 하기 위한 체결 부재(780; 예를 들면, 나사산이 형성된 홈)가 형성된다.
본체 하우징(720)은 변류기(700)의 고정을 위해 하면이 평면 형상으로 형성되기 때문에, 하부 코어(140)가 라운드 형상으로 형성되는 경우 실장 공간의 낭비가 발생할 수 있고, 외부 충격에 의해 하부 코어(140)가 이탈(이동)하여 상부 코어(120)와의 정렬 정확도가 저하될 수 있다.
이때, 상부 코어(120)와 하부 코어(140)의 정렬 정확도가 저하되면 변류기(700)의 전력 취득 효율이 저하된다.
따라서, 하부 코어(140)는 평면 형상으로 형성되는 것이 라운드 형상으로 형성되는 것에 비해 전력 취득 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 라운드 형상으로 형성된 하부 코어(140)를 변류기(700)에 실장하는 경우, 실장 공간에 낭비가 발생할 수 있는데 비해, 평면 형상의 하부 코어(140)를 변류기(700)에 실장하면 실장 공간의 낭비를 최소화할 수 있다.
또한, 하부 코어(140)가 평면 형상으로 형성되면, 라운드 부분(즉, 하부 베이스(142))에 보빈(300)을 실장할 수 없는 라운드 형상의 하부 코어(140)에 비해 실장 가능한 보빈(300)의 사이즈가 증가하고, 보빈(300) 사이즈 증가로 인해 코일(320) 턴수가 증가한다.
그에 따라, 변류기용 코어(100)의 인덕턴스가 증가하여 변류기(700)의 출력 전압(즉, 전력선(200)으로부터 취득한 전압)이 증가하게 된다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (12)

  1. 반원 형상으로 만곡되어 수용 홈이 형성되고, 양단이 하부 방향으로 연장되어 상호 이격 배치된 상부 코어; 및
    상기 상부 코어의 하부에 배치되고, 양단이 상부 방향으로 연장되어 상기 상부 코어의 양단과 마주하도록 배치된 하부 코어를 포함하는 변류기용 코어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 코어는,
    반원 형상으로 만곡된 상부 베이스;
    상기 상부 베이스에서 상기 하부 코어 방향으로 직선 형상으로 연장된 제1 상부 연장부; 및
    상기 제1 상부 연장부와 이격되고, 상기 상부 베이스에서 상기 하부 코어 방향으로 직선 형상으로 연장된 제2 상부 연장부를 포함하는 변류기용 코어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 베이스는 하단에 반원통 형상의 상부 수용 홈이 형성되는 변류기용 코어.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 상부 연장부 및 제2 상부 연장부 사이에 육면체 형상의 하부 수용 홈이 형성되는 변류기용 코어.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 상부 연장부 및 제2 상부 연장부는 평행하게 배치된 변류기용 코어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 코어의 양단은 상기 수용 홈에 수용되는 전력선의 중심보다 하부에 위치하는 변류기용 코어.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 수용 홈은 전력선의 단면을 모두 수용하는 변류기용 코어.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부 코어는,
    하부 베이스;
    상기 하부 베이스에서 상기 상부 코어 방향으로 연장된 제1 하부 연장부; 및
    상기 제1 하부 연장부와 이격되고, 상기 하부 베이스에서 상기 상부 코어 방향으로 연장되는 제2 하부 연장부를 포함하는 변류기용 코어.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부 베이스는 반원 형상으로 만곡된 변류기용 코어.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 하부 베이스는 육면체 형상으로 형성된 변류기용 코어.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 하부 연장부는 상기 하부 베이스의 일측부에서 상기 상부 코어 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 제2 하부 연장부는 상기 하부 베이스의 타측부에서 상기 상부 코어 방향으로 연장되어 형성된 변류기용 코어.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 하부 연장부 및 상기 제2 하부 연장부는 평행하게 배치된 변류기용 코어.
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