WO2020148942A1 - 静止誘導機器 - Google Patents

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WO2020148942A1
WO2020148942A1 PCT/JP2019/037214 JP2019037214W WO2020148942A1 WO 2020148942 A1 WO2020148942 A1 WO 2020148942A1 JP 2019037214 W JP2019037214 W JP 2019037214W WO 2020148942 A1 WO2020148942 A1 WO 2020148942A1
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WO
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iron core
induction device
stationary induction
core
winding
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PCT/JP2019/037214
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栗田　直幸
純一 五百川
諒介 御子柴
Original Assignee
株式会社日立産機システム
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    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers

Definitions

  • the present invention relates to a static induction device such as a transformer and a reactor.
  • Patent Document 1 is known for a stationary induction device that reduces iron loss.
  • Patent Document 1 discloses that "the magnetic material 6 in which electromagnetic steel sheets having different lengths are laminated is arranged in the yoke portion of the three-phase winding core 1, and therefore flows from the leg portion of the three-phase winding core 1 to the yoke portion.
  • the magnetic flux flows not only in the three-phase winding core 1 but also in the magnetic material 6, and the magnetic flux density is reduced in the yoke portion, so that iron loss and noise are reduced as compared with the case without the magnetic material 6.” Has been done.
  • the cross-sectional area of the yoke iron core is increased by adding a thin strip-shaped magnetic material to the yoke iron core portion of the static induction device having the three-phase tripod winding iron core, so that the magnetic flux density is reduced. Therefore, the iron loss of the stationary induction device can be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a stationary induction device including an iron core that reduces iron loss.
  • a preferred example of the present invention is a first iron core, A coil wound around the first iron core; A first surface facing the yoke portion of the first iron core, a second surface facing the upper surface of the coil, and a third surface between the first surface and the second surface.
  • a plate-shaped magnetic body member having a second iron core laminated in the circumferential direction of the first iron core.
  • the present invention can realize a stationary induction device with reduced iron loss.
  • FIG. 1 is an overall view and a vertical cross-sectional view of a three-phase tripod transformer according to a first embodiment.
  • 3 is a structural diagram of an iron core and an auxiliary iron core of the three-phase tripod transformer of Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a connection portion between the auxiliary iron core and the wound iron core of the first embodiment.
  • 3 is a vertical cross-sectional view of a three-phase tripod transformer for explaining a second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing Table 1 in which dimensions of each part of the iron core of Example 1 are described.
  • FIG. 13 is a diagram showing a three-phase tripod transformer as a comparative example which does not have the auxiliary core 10 of the present invention.
  • FIG. 1 is an overall view of a three-phase tripod transformer, which is an example of a static induction device such as a transformer or a reactor, and a vertical cross-sectional view taken along the plane indicated by A in FIG. 1 according to the present embodiment.
  • the width of the transformer is shown in the X-axis direction, the depth is shown in the Y-axis direction, and the height is shown in the Z-axis direction.
  • Two inner winding cores 1a formed by winding a ribbon-shaped magnetic material typified by a silicon steel plate or an amorphous metal ribbon, and one outside arranged so as to cover the two inner winding cores 1a.
  • a wound iron core 1b is shown.
  • the inner winding core 1a and the outer winding core 1b are collectively referred to as a first iron core.
  • a three-phase three-leg type winding core a low-voltage winding 2a forming three low-voltage coils wound around three magnetic legs of the iron core, and a high-voltage winding forming three high-voltage coils.
  • Line 2b is shown.
  • auxiliary iron core 10 on the side surfaces of the yoke portion, which is a part of the iron core on which the coil is not wound, above and below the three-phase tripod transformer ( The auxiliary iron core 10) is closely attached and fixed.
  • the second iron core will be simply referred to as the auxiliary iron core 10.
  • the upper side fixing metal fitting 3a and the lower side fixing metal fitting 3b which are provided above and below, are connected by a stud bolt or the like (not shown) to provide a fixing force 6a. It is generated and each member is grasped.
  • the fixing brackets 3a, 3b have a U-shaped cross section, and a window 31 is provided on a part of the side surface. From this window 31, a plate-shaped insulating member 51 such as insulating paper or a press board, which is a plate-shaped insulating member, is inserted, and a force for pressing the auxiliary core 10 against the yoke portion of the three-phase tripod winding core is generated. Then, the auxiliary core 10 is fixed from the window 31 side.
  • the surface of the fixing metal fitting 3a extending in the Z-axis direction may be inclined such that the tip portion is closer to the outer wound core 1b than the root portion connected to the surface of the fixing metal fitting 3a extending in the Y-axis direction.
  • the relationship between the distance in the depth direction between the root portion and the tip portion is such that the distance in the depth direction of the root portion ⁇ the sum of the depth distances of the outer winding core 1b and the depth distances of the two plate-shaped insulating members 51> the tip portion. It should be the distance between them. Due to this relationship, the base member can sandwich the insulating member 5, and the tip end portion can improve the holding force of the auxiliary core 10 and the plate-shaped insulating member 51. In addition, when the window 31 is not provided in the fixtures 3a and 3b, the fixtures 3a and 3b may be attached after inserting the plate-shaped insulating member 51.
  • the second insulating member 5 is in contact with the upper surface of the auxiliary iron core 10 on the side of the fixing metal fitting 3a, and the second insulating member 5 is in contact with the surface of the lower surface which is the surface on the fixing metal fitting 3b side.
  • the member 5 is arranged. That is, by arranging the insulating member 5 so that the second insulating member 5 comes into contact with the surface of the upper end portion of the low-voltage winding 2 a and comes into contact with the bottom surface of the auxiliary iron core 10, the vertical position of the auxiliary iron core 10 is increased. Can be fixed.
  • the auxiliary iron core 10 is unlikely to drop off even when vibration occurs.
  • FIG. 2 is an overall view showing only the winding core of the three-phase tripod transformer in the present embodiment and a structural diagram of the auxiliary core 10. Similar to FIG. 1, the width of the transformer is shown in the X-axis direction, the depth is shown in the Y-axis direction, and the height is shown in the Z-axis direction.
  • An outer wound core 1b is arranged so as to cover the outer circumference of two inner wound cores 1a arranged in the X-axis direction, and an auxiliary iron core 10 is arranged in the yoke portion.
  • the auxiliary iron core 10, which is the second iron core, is formed by stacking rectangular plate-shaped magnetic material members 11.
  • the arrow 10a indicates the direction in which the plate-shaped magnetic material members 11 of the auxiliary core 10 are stacked. They are stacked in the X-axis direction, which is the width of the transformer. That is, the winding tape is laminated in a direction (including an orthogonal direction) substantially orthogonal to the longitudinal direction of the magnetic legs of the wound core, and the fixing tape 12 is wound and fixed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the auxiliary core 10 is fixed to the yoke portion of the three-phase tripod winding core by contacting both side surfaces of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of a connection portion between the auxiliary winding core 10 and the inner winding iron core 1a and the outer winding iron core 1b of the three-phase tripod type transformer in the present embodiment.
  • the fixing tape 12 Since the fixing tape 12 is wound around the outer circumference of the auxiliary iron core 10, the fixing tape 12 made of an insulating member is provided between the inner winding core 1a and the laminated surface of the thin strip-shaped magnetic material of the outer winding core 1b.
  • a gap corresponding to the thickness G is provided.
  • G is a gap between the auxiliary iron core 10, the inner wound iron core 1a, and the outer wound iron core 1b. If there is no gap, an eddy current is generated between the inner wound iron core 1a and the outer wound iron core 1b. is necessary.
  • Auxiliary iron core 10 is arranged inside fixing metal fitting 3a.
  • the surface of the fixing metal fitting 3a extending in the Y-axis direction and facing the outer wound iron core 1b is in contact with the upper surface of the insulating member 5, and the lower surface of the first insulating member 5 is in contact with the upper surface of the auxiliary iron core 10.
  • the upper side of the iron core 10 is fixed.
  • the lower surface of the auxiliary iron core 10 is fixed by contacting the lower surface of the auxiliary iron core 10 with the upper surface of the insulating member 5 arranged on the low-voltage winding 2a that constitutes the coil. Therefore, the entire auxiliary core 10 is held.
  • FIG. 3 is an arrow simulating the fixing force generated by the plate-shaped insulating member 51 shown in FIG. 1, and the auxiliary iron core 10 extends in the depth direction of the transformer (Y-axis direction shown in FIG. 1). It is fixed and also fixed in the height direction by the two insulating members 5 that sandwich the auxiliary iron core 10 in the height direction (Z-axis direction).
  • the auxiliary iron core 10 is arranged at a position corresponding to the position of the window 31 provided on the side surface of the fixture 3a. That is, the auxiliary core 10 is arranged so as to cross the boundary between the yoke of the inner winding core 1a and the yoke of the outer winding core 1b, and when viewed from the window 31, the yoke of the inner winding core 1a and the outer winding core 1a. It is arranged so as to straddle the yoke 1b. By arranging the auxiliary iron core 10 in this way, the magnetic flux leaking from the magnetic path can be stopped.
  • FIG. 4 is a dimensional diagram of a three-phase tripod type transformer core having an inner winding core 1a, an outer winding core 1b, and an auxiliary iron core 10 which are made of grain-oriented silicon steel.
  • the left side shows the front view on the XZ axis, and the right side shows the side view on the YZ axis.
  • each part of the core is as shown in Table 1 of FIG.
  • the definition of each part of Table 1 is as follows.
  • the thickness a of the winding core in the stacking direction is the thickness in the direction in which the thin strip-shaped magnetic materials of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b are stacked
  • W1 is the outer width of the outer winding core 1b
  • W2 is the inner winding core 1a.
  • the inner width of W, W3 is the thickness of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b
  • H1 is the outer height of the outer winding core 1b
  • H2 is the inner height of the inner winding core 1a
  • S is the outer circumference of the winding core.
  • Step, W is the horizontal length of the auxiliary iron core 10
  • H is the vertical length of the auxiliary iron core 10
  • D is the length of the shorter side of the plate-shaped magnetic member constituting the auxiliary iron core 10
  • G Indicates a gap between the auxiliary iron core 10, the inner wound iron core 1a, and the outer wound iron core 1b.
  • the magnetization curve and iron loss characteristics of a grain-oriented silicon steel sheet 23ZH85 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
  • the space factor of the iron core was set to 0.97.
  • a winding model for generating a desired magnetic flux density is added to the three-phase magnetic leg and a 50 Hz sine wave voltage is applied to the magnetic core and the magnetic flux density amplitude of the iron core is set to 1.70 T, the winding iron core is wound.
  • the magnetic flux density distribution in the auxiliary core and the total value of iron loss were calculated.
  • the stacking direction 10a of the grain-oriented silicon steel plates forming the auxiliary iron core 10 is the same as that described in the first embodiment shown in FIG.
  • the iron loss values of the auxiliary iron core 10 when laminated in No. 1 and the auxiliary iron core 10n when laminated in the Z-axis direction which is the vertical direction shown in (b) of Patent Document 1 were compared.
  • the plate-shaped magnetic body forming the auxiliary iron core 10 includes a first surface facing the yoke portions of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b, and a second surface facing the upper surface of the coil. A third surface is provided between the first surface and the second surface, and a fourth surface is provided on the upper side of the inner wound core 1a and the outer wound core 1b, which are the first iron core. Further, the plate-shaped magnetic body constitutes the auxiliary iron core 10 by being laminated in the circumferential direction of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b.
  • the auxiliary iron core 10 may have other members, it means that the main member is a plate-shaped magnetic body.
  • the circumferential direction is the direction of the outer circumference or the inner circumference of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b.
  • FIG. 6 shows the calculation result of the distribution of the magnetic flux density amplitude on the surface of the auxiliary core 10 provided in the wound core.
  • (A) is a case where the laminating direction 10a of the plate-shaped magnetic material member 11 of the auxiliary iron core 10 is horizontal (X-axis direction), and (b) is a vertical direction.
  • (A) When the stacking direction 10a is the horizontal direction (X-axis direction), the magnetic flux between the inner winding core 1a and the outer winding core 1b flows via the auxiliary iron core 10.
  • the auxiliary iron core 10 of the present embodiment is configured to reduce the iron loss due to the eddy current in the auxiliary iron core 10 when the stacking direction 10a shown in (a) is the horizontal direction (X-axis direction).
  • FIG. 7 shows a comparison of the total iron loss values generated inside the inner winding core 1a, the outer winding core 1b and the auxiliary iron core 10.
  • the iron loss value of the wound iron core calculated when the auxiliary iron core 10 is not provided is 100%, and the relative value is shown.
  • the plate-shaped magnetic member forming the auxiliary iron core 10 has a rectangular main surface, and the longitudinal direction of the main surface is opposed to the inner winding core 1a and the outer winding core 1b.
  • the plate-shaped magnetic member 11 may be rectangular and may have a configuration in which the lateral direction is opposed to both the inner winding core 1a and the outer winding core 1b. That is, the size of each side of the auxiliary iron core has a relationship of Y axis>Z axis, Y axis>X axis, and X axis ⁇ Z axis.
  • the main surface may be square.
  • each plate-shaped magnetic body member 11 constituting the auxiliary iron core 10 is described as an example in which the rolling direction is arranged substantially vertically. , May be substantially horizontal.
  • the stacking direction of the auxiliary core 10 is a direction (X-axis direction) orthogonal to the stacking direction of the outer wound core 1b and the inner wound core 1a.
  • the iron loss value when the stacking direction of the plate-shaped magnetic members 11 of the auxiliary core 10 is horizontal (X-axis direction) is smaller than that when it is vertical (Z-axis direction). It can be seen that there is an effect of further reducing the iron loss of.
  • the auxiliary iron core 10 has the effect of reducing iron loss even when the auxiliary iron core 10 is laminated in a direction substantially orthogonal to the longitudinal direction of the magnetic legs of the three-phase three-leg transformer core.
  • the iron loss can be reduced without changing the length of the conductor and the volume of the casing that form the winding of the stationary induction device including the three-phase tripod-type wound iron core.
  • the power efficiency of can be improved.
  • a fastening band, an adhesive agent, etc. are not required, so that the number of parts of the static induction device is reduced and the number of parts can be reduced. As a result, it is possible to contribute to energy saving by reducing the usage of various members through manufacturing the transformer having the auxiliary iron core 10.
  • the auxiliary iron core 10 is a yoke portion of a three-phase tripod type wound iron core and is arranged at four positions of the front surface, the back surface, the upper portion, and the lower portion.
  • the effect of loss reduction can be achieved. Further, the effect of reducing iron loss can be enhanced by increasing the number of auxiliary iron cores 10 arranged.
  • Three-phase tripod-type static electromagnetic devices are now widely used because they have good iron core manufacturability.
  • the magnetic fluxes flowing in the two inner winding cores 1a and the one outer winding core 1b have a characteristic that they do not easily propagate to each other, the amplitude of the design magnetic flux density of the three-phase static electromagnetic equipment is Thus, the magnetic flux density amplitude in each wound core becomes 2/ ⁇ 3 times.
  • the cross-sectional area of the core is about 15% larger than that of a laminated core in which plate-shaped magnetic materials are laminated and the magnetic path in the core is composed of a single magnetic material. The iron loss generated in is increased.
  • Patent Document 1 since the laminating magnetic material in the winding core and the laminating magnetic material to be added have the same stacking direction, the effect of propagating the magnetic fluxes in the winding cores of the three-phase tripod core is assumed.
  • the magnetic flux density amplitude in each wound core is 2/ ⁇ 3 times the designed magnetic flux density amplitude as in the conventional case.
  • the auxiliary core of the present embodiment is arranged in the horizontal direction (X-axis direction) substantially orthogonal to the stacking direction (Z-axis) of the outer winding core 1b and the inner winding core 1a, thereby providing a conventional transformer.
  • the iron loss can be reduced as compared with. Consequently, when manufacturing an iron core having the same iron loss value as the conventional one, the cross-sectional area can be made smaller than the conventional one.
  • FIG. 8 is a vertical sectional view similar to the plane A shown in the overall view of the three-phase tripod transformer shown in FIG. 1.
  • the difference from the first embodiment is that the shape of the fixing metal fitting 3m is different and the insulating member 52 is arranged between the side surface of the fixing metal fitting 3m and the auxiliary iron core 10. Further, it is different in that the fixing bracket 3m is not provided with the window 31.
  • the iron core and the winding of the three-phase tripod type transformer are fixed by connecting the fixing metal fitting 3m with a stud bolt or the like (not shown) to generate a fixing force 6a in the vertical direction.
  • the side surface of the fixing metal fitting 3m is a surface extending in the ZY axis direction.
  • the angle between the side surface and the upper surface of the fixing metal fitting 3m after fixing the auxiliary iron core 10 is larger than the angle between the side surface and the upper surface of the fixing metal fitting 3m before fixing the auxiliary iron core 10.
  • a fixing force 6b acts to press the insulating member 52 and the auxiliary core 10 inside the fixing bracket 3m from the fixing bracket 3m toward the inner winding core 1a and the outer winding core 1b.
  • An insulating member 52 having a wedge-shaped cross section is arranged outside the auxiliary core 10.
  • the wedge-shaped insulating member 52 is applied to the auxiliary iron core 10, and as described above, the fixing force 6b to the side surface of the three-phase tripod wound iron core is generated from the fixing metal fitting 3m to the auxiliary iron core 10.
  • the insulating member 5 is provided inside the fixing metal fitting 3m and at the end of the low-voltage winding 2a, and the auxiliary iron core 10 is provided above the inner winding iron core 1a in the upward direction. And fix the downward direction with the coil.
  • the fixing metal fitting can be made smaller and simpler than that of the first embodiment. Further, since the amount of the plate-shaped magnetic member 11 used can be reduced, it is possible to contribute to energy saving not only in the operation of the transformer but also in the entire manufacturing.
  • FIG. 9 is an overall view of the three-phase tripod type transformer of the present embodiment and a vertical sectional view taken along the plane indicated by A in the figure.
  • the difference from the second embodiment is that the auxiliary iron core 10m has a trapezoidal cross section, and the first insulating member 5 and the insulating member 52 arranged on the side surface of the auxiliary iron core 10 shown in FIG. 8 are not used.
  • the plate-shaped magnetic member 11 constituting the auxiliary iron core 10 includes the first surface facing the yoke portions of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b, and the second surface facing the upper surface of the coil. And having at least a third inclined surface between the first surface and the second surface.
  • the iron core and windings of the three-phase tripod transformer are fixed by connecting the fixing metal fittings 3m provided on the top and bottom with stud bolts (not shown) and generating a fixing force 6a.
  • the fixing metal fitting 3m which is a fixing portion has a side surface portion and an upper surface portion, and the angle between the side surface portion and the upper surface portion after fixing the auxiliary iron core 10 fixes the auxiliary iron core 10. It is larger than the angle between the front side surface portion and the upper surface portion.
  • a fixing force 6b that presses the plate-shaped insulating member 53 and the auxiliary core 10 inside from the fixing metal fitting 3m works.
  • the side surface of the upper fixing metal fitting 3m is slanted, and a plate-like insulating member 53 is applied to the outside of the auxiliary iron core 10 to generate a fixing force 6b on the auxiliary iron core 10 to the side surface of the three-phase tripod winding iron core. .. Further, an insulating member 5 is provided at an end portion on the upper side of the low-voltage winding 2a that constitutes the coil, and the lower side of the auxiliary core 10m on the coil side is fixed.
  • the upper direction of the auxiliary core 10 which is the upper part of the inner winding core 1a and the outer winding core 1b, and the side surface of the three-phase tripod transformer.
  • the direction is also fixed. Therefore, the upper and lower sides and the lateral direction of the auxiliary iron core 10m are fixed.
  • FIG. 10 is an overall view showing only the iron core of the three-phase tripod type transformer in this embodiment, and a structural view of the auxiliary iron core 10 m.
  • the auxiliary iron core 10 is obtained by cutting a rectangular plate-shaped magnetic material member 11 along a cutting line 13, stacking it in a horizontal direction (X-axis direction) indicated by an arrow 10a, winding a fixing tape 12, and having a trapezoidal cross section. Fix the column body of.
  • the plate-shaped magnetic body member 11 having a trapezoidal cross section has been described as an example in consideration of processing and workability.
  • an auxiliary iron core in which plate-shaped magnetic body members 11 having a triangular cross section are laminated is used. Even if it does, it has the effect of reducing iron loss.
  • the auxiliary iron core 10 is in contact with both side surfaces of the inner winding iron core 1a and the outer winding iron core 1b in the yoke portion of the three-phase three-leg type winding iron core, and assists using the upper side fixing metal fitting 3m as described above. Holds an iron core of 10 m.
  • the auxiliary iron core 10m can be held on the lower side of the iron core by the same structure as the fixing metal fitting 3m.
  • the widths of the upper fixing bracket 3m and the lower fixing bracket can be reduced, and the leakage magnetic field from the windings interlinking the fixing bracket is reduced. It is possible to reduce the stray loss that occurs in.
  • FIG. 11 is a structural view of the auxiliary iron core 10 of the fourth embodiment and a front view of the yoke portion of the three-phase tripod wound iron core.
  • the plate-shaped magnetic member 11 was laminated in the horizontal direction (X-axis direction) indicated by the arrow 10a, the fixing tape 12 was wound, and a plurality of auxiliary iron cores 10 fixed in a rectangular parallelepiped shape were formed into a three-phase tripod.
  • the die-wound core yoke portion is fixed by being in contact with both side surfaces of the inner-wound core 1a and the outer-wound core 1b.
  • the auxiliary iron core 10, the iron core of the three-phase tripod transformer, and the winding are fixed using the fixing fittings 3a and 3m shown in the first to third embodiments.
  • the auxiliary core 10 is divided into a plurality of auxiliary cores 10, the auxiliary core 10 can be easily manufactured.
  • FIG. 12 is a front view and a rear view of the upper yoke portion of the three-phase tripod transformer according to the fifth embodiment. The description of the parts common to the first embodiment will be omitted.
  • the auxiliary iron core 10 arranged in the fixing fittings 3 a, 3 m on the takeout side of the low-voltage electrode 21 provided with the low-voltage electrode 21 of the coil and fixed in contact with the insulating member 5 is divided into two parts. Place it.
  • FIG. 12A a gap between the auxiliary iron cores 10 is provided in a portion corresponding to the low voltage electrode 21, and the low voltage electrode 21 is provided in the gap.
  • the high voltage electrode extraction side on the opposite side can be arranged similarly to the upper side.
  • the auxiliary iron core 10 is arranged avoiding the low voltage electrode 21.
  • the magnetic flux can be made less likely to leak from the boundary between the inner wound core 1a and the outer wound core 1b, and the iron loss is reduced as compared with the conventional case.
  • the auxiliary iron core 10 and the fixing metal fittings may not be arranged so that a discharge path is not formed.
  • the high-voltage electrode and the low-voltage electrode 21 connected to the coil winding are taken out from the upper part of the stationary induction device, but the electrodes may be taken out from the lower part. Even in that case, the extraction side of the high-voltage electrode may be configured such that the auxiliary iron core 10 and the fixing metal fitting are not arranged so that a discharge path is not formed.
  • the materials of the inner winding core 1a, the outer winding core 1b, the auxiliary iron cores 10 and 10m, etc. are the grain-oriented electrical steel sheets represented by grain-oriented silicon steel sheets, iron-based amorphous alloys, or nanocrystalline materials.
  • a material selected from can be used.
  • Auxiliary iron cores 10 and 10m made of different materials can be used depending on the place of arrangement. In this case, the auxiliary iron cores 10 and 10m made of different materials are used, which are adapted to the magnetic flux leakage amount at the place where they are arranged.
  • the inner wound core 1a, the outer wound core 1b, and the auxiliary iron core 10 may be made of the same material or different materials.
  • Inner winding core 1b Inner winding core 1b: Outer winding core 2a: Low voltage winding 2b: High voltage winding 10: Auxiliary iron core 11: Plate-shaped magnetic member

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  • Power Engineering (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

静止誘導機器は、第一の鉄心と、第一の鉄心に巻回されたコイルと、第一の鉄心のヨーク部と対向する第一の面と、コイルの上面と対向する第二の面と、第一の面と第二の面との間の第三の面とを有する板状磁性体部材が、第一の鉄心の周方向に向かって積層された第二の鉄心と、を有する。

Description

静止誘導機器
　本発明は、変圧器、およびリアクトル等の静止誘導機器に関する。
　鉄損を低減する静止誘導機器については、特許文献１が知られている。特許文献１には、「長さの異なる電磁鋼板を積層した磁性材６を三相巻鉄心１の継鉄部に配しているので、三相巻鉄心１の脚部から継鉄部に流れた磁束は三相巻鉄心１だけではなく磁性材６にも流れ、継鉄部において磁束密度が低減され、磁性材６が無い場合と比べて鉄損および騒音が低減される。」ことが記載されている。
特開２００２－２０８５１８号公報
　特許文献１で開示されているように、三相三脚型巻鉄心を持つ静止誘導機器のヨーク鉄心部分に薄帯状磁性材料を追加することでヨーク鉄心の断面積が増加するので、磁束密度が低減され、静止誘導機器の鉄損を低減させることができる。
　しかしながら、巻鉄心と追加する薄帯状磁性材料間の磁気抵抗が大きいため、巻鉄心から薄帯状磁性材料間に流れる磁束量が小さく、ヨーク鉄心の断面積の増加の効果が限定的であり、鉄損の低減が不十分となる課題がある。
　本発明の目的は、鉄損を低減する鉄心を備えた静止誘導機器を提供することにある。
　本発明の好ましい一例は、第一の鉄心と、
前記第一の鉄心に巻回されたコイルと、
前記第一の鉄心のヨーク部と対向する第一の面と、前記コイルの上面と対向する第二の面と、前記第一の面と前記第二の面との間の第三の面とを有する板状磁性体部材が、前記第一の鉄心の周方向に向かって積層された第二の鉄心と、を有する静止誘導機器である。
　本発明により、鉄損を低減した静止誘導機器を実現できる。
実施例１の三相三脚型変圧器の全体図と縦断面図。 実施例１の三相三脚型変圧器の鉄心と補助鉄心の構造図。 実施例１の補助鉄心と巻鉄心の接続部の断面図。 三相三脚型変圧器の鉄心の正面図と側面図。 ２種類の補助鉄心の構造の比較図。 ２種類の補助鉄心表面の磁束密度振幅の分布の比較。 三相三脚型変圧器の鉄損値の相対比較。 実施例２を説明するための三相三脚型変圧器の縦断面図。 実施例３の全体図と縦断面図。 実施例３の鉄心と補助鉄心の構造図。 実施例４の補助鉄心の構造図と三相三脚型鉄心ヨーク部の正面図。 実施例５における三相三脚型変圧器の上部ヨーク部の正面図と背面図。 比較例としての三相三脚型変圧器の全体図。 実施例１の鉄心各部の寸法を記載した表１を示す図。
　以下、本発明の複数の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
　図１から図７は、実施例１を説明するための図である。まず、本実施例の構成とその作用について、図１３に示した比較例と比較しながら説明する。図１３は、本発明の補助鉄心１０を有さない比較例としての三相三脚型変圧器を示す図である。
　図１は、本実施例であり、変圧器やリアクトル等の静止誘導機器の一例である三相三脚型変圧器の全体図、ならびに図１のＡで示した面における縦断面図である。変圧器の幅をＸ軸方向、奥行きをＹ軸方向、高さをＺ軸方向に示す。
　珪素鋼板やアモルファス金属薄帯に代表される薄帯状磁性材料を巻回して成形した２個の内側巻鉄心１ａと、２個の内側巻鉄心１ａを覆うように外周に配置される１個の外側巻鉄心１ｂを示す。これらの内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂをまとめて第一の鉄心と呼ぶ。
　また、三相三脚型巻鉄心と、鉄心の３本の磁脚に巻回した、３個の低圧側のコイルを構成する低圧巻線２ａと、３個の高圧側のコイルを構成する高圧巻線２ｂとが示される。
　これに対して本実施例では、三相三脚型変圧器の上下の、コイルを巻かれていない鉄心の一部であるヨーク部の側面に、４個の直方体状に示す第二の鉄心１０（補助鉄心１０）を密着させて固定させる。以降、本明細書においては、第二の鉄心を単に補助鉄心１０と称して説明する。
　三相三脚型変圧器の鉄心と巻線は、上下に備えた上部側の固定金具３ａ、および下部側の固定金具３ｂを、スタッドボルト等（図示せず）で連結して、固定力６ａを発生させて各部材を把持する。
　固定金具３ａ、３ｂの断面はコの字型となっており、側面の一部に窓３１を備える。この窓３１から、板状に成形された絶縁部材である絶縁紙、プレスボード等の板状絶縁部材５１を挿入し、補助鉄心１０を三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付ける力を発生させて、窓３１側から補助鉄心１０を固定する。固定金具３ａのＺ軸方向に延びる面は、固定金具３ａのＹ軸方向に延びる面に接続される根元部分よりも先端部分が外側巻鉄心１ｂに近づくように傾斜させるとよい。
　つまり、根元部分と先端部同士の奥行き方向の距離の関係は、根元部分の奥行き方向の距離≧外側巻鉄心１ｂの奥行きの距離と２つの板状絶縁部材５１の奥行きの距離の総和＞先端部同士の距離とするとよい。この関係により根元部分は絶縁部材５を挟み込むことができ、先端部は補助鉄心１０と板状絶縁部材５１の保持力を向上させることができる。なお、固定金具３ａ、３ｂに窓３１を設けない場合は板状絶縁部材５１を挿入した後に固定金具３ａ、３ｂを取り付けるとよい。
　絶縁部材５の配置について説明する。補助鉄心１０の固定金具３ａ側の面である上面側の面に接触するよう１つ目の絶縁部材５を、固定金具３ｂ側の面である下面側の面に接触するよう２つ目の絶縁部材５を配置する。すなわち、２つ目の絶縁部材５は、低圧巻線２ａの上端部の面に接触し、補助鉄心１０の底面に接触するよう絶縁部材５を配置することで、補助鉄心１０の上下方向の位置を固定できる。また、補助鉄心１０の側面部は板状絶縁部材５１と固定金具３ａの窓３１よりも低い位置の金具部分によって押さえつけられるため、振動が生じても補助鉄心１０は脱落しにくくなる。
　図２は、本実施例における三相三脚型変圧器の巻鉄心のみを示した全体図と、補助鉄心１０の構造図である。図１と同様に、変圧器の幅をＸ軸方向、奥行きをＹ軸方向、高さをＺ軸方向に示す。Ｘ軸方向に２つ並べられた内側巻鉄心１ａの外周を覆うように外側巻鉄心１ｂが配置されており、ヨーク部に補助鉄心１０が配置されている。
　第二の鉄心である補助鉄心１０は、矩形に切り出した板状磁性体部材１１が積層されている。矢印１０ａは補助鉄心１０の板状磁性体部材１１を積層する方向を示す。変圧器の幅であるＸ軸方向に積層されている。すなわち、窓部を挟み込むように巻鉄心の磁脚の長手方向に対して略直交する方向（直交方向を含む）に積層し、固定テープ１２を巻回して直方体状に固定する。また、補助鉄心１０は、三相三脚型巻鉄心のヨーク部において、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂの双方の側面に接して固定する。
　図３は、本実施例における三相三脚型変圧器の内側巻鉄心１ａ、および外側巻鉄心１ｂと、補助鉄心１０との接続部の詳細を示す断面図である。補助鉄心１０の外周は固定テープ１２が巻回されているので、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの薄帯状磁性材料の積層面との間には、絶縁部材で構成された固定テープ１２の厚さＧに相当する間隙が設けられる。Ｇは、補助鉄心１０と内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂとの間の間隙であり、間隙は無いと、内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂとので渦電流が生じるので、所定の間隙が必要である。
　補助鉄心１０は、固定金具３ａの内側に配置される。固定金具３ａのＹ軸方向に延び外側巻鉄心１ｂと対向する面と絶縁部材５の上面とは接触し、１つ目の絶縁部材５の下面と補助鉄心１０の上面が接触することで、補助鉄心１０の上部側が固定される。補助鉄心１０の下面は、コイルを構成する低圧巻線２ａの上に配置された絶縁部材５の上部の面と接触することで、補助鉄心１０の下方側が固定される。よって、補助鉄心１０全体が保持される。
　図３に示す６ｂは、図１に示した板状絶縁部材５１により発生させた固定力を模擬した矢印であり、補助鉄心１０は、変圧器の奥行き方向（図１に示すＹ軸方向）に固定されるとともに、補助鉄心１０を高さ方向（Ｚ軸方向）に挟み込む２つの絶縁部材５により、高さ方向にも固定される。
　補助鉄心１０は、固定金具３ａの側面に設けた窓３１の位置に対応する位置に配置されている。つまり、補助鉄心１０は、内側巻鉄心１ａのヨークと外側巻鉄心１ｂのヨークとの境界を越えるように配置されており、また、窓３１から見て、内側巻鉄心１ａのヨークと外側巻鉄心１ｂのヨークを跨ぐような位置に配置される。このように補助鉄心１０を配置することで、磁路から漏れる磁束を留めることができる。
　次に、図４から図７を用いて、本実施例による三相三脚型変圧器の鉄損の低減効果を、三次元有限要素法による電磁界解析の計算結果を用いて説明する。
　図４は、方向性珪素鋼板により構成した内側巻鉄心１ａ、外側巻鉄心１ｂと、補助鉄心１０を有する三相三脚型変圧器用鉄心の寸法図である。左側は、正面図をＸＺ軸で示し、右側は、側面図をＹＺ軸で示す。
　巻鉄心の積層方向の厚さaを基準としたとき、鉄心各部の寸法は、図１４の表１に示す通りである。表１の各部の定義は、次のとおりである。
　巻鉄心の積層方向の厚さaは、内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂの薄帯状磁性材料を積層した方向の厚さ、Ｗ１は外側巻鉄心１ｂの外側の幅、Ｗ２は内側巻鉄心１aの内側の幅、Ｗ３は内側巻鉄心1aおよび外側巻鉄心1bの厚さ、Ｈ１は外側巻鉄心１ｂの外側の高さ、Ｈ２は内側巻鉄心１aの内側の高さ、Ｓは巻鉄心外周部の段差、Ｗは補助鉄心１０の水平方向の長さ、Ｈは補助鉄心１０の鉛直方向の長さ、Ｄは補助鉄心１０を構成する板状磁性体部材の短い方の辺の長さ、Ｇは補助鉄心１０と内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂとの間の間隙を示す。
　電磁界解析においては、厚さ０．２３ｍｍの方向性珪素鋼板（(株)新日鐵住金製23ZH85）の磁化曲線と鉄損特性を定義し、鉄心の占積率は０．９７とした。三相の磁脚に所望の磁束密度を発生させるための巻線モデルを追加して、ここに５０Ｈｚの正弦波電圧を印加し、鉄心の磁束密度振幅を１．７０Ｔとした際に、巻鉄心、および補助鉄心内の磁束密度分布と、鉄損の合計値を計算した。
　図５に示すように、本解析では補助鉄心１０を構成する方向性珪素鋼板の積層方向１０ａを、（ａ）に示す実施例１で説明したと同様に変圧器の水平方向であるＸ軸方向に積層した場合の補助鉄心１０と、特許文献１にて開示されている、（ｂ）に示す鉛直方向であるＺ軸方向に積層した場合の補助鉄心１０ｎとの鉄損値を比較した。
　実施例１では、補助鉄心１０を構成する板状磁性体は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂのヨーク部と対向する第一の面と、コイルの上面と対向する第二の面と、第一の面と前記第二の面との間に、第三の面および、第一の鉄心である内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの上部側に第四の面とを有する。また、板状磁性体は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの周方向に向かって積層されることで補助鉄心１０を構成する。補助鉄心１０は、他の部材を有してもよいが、主要部材は板状磁性体であることを意味する。ここで、周方向は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの外周もしくは内周の方向である。
　図６は、巻鉄心に備えた補助鉄心１０の表面の磁束密度振幅の分布の計算結果を示す。（ａ）は補助鉄心１０の板状磁性体部材１１の積層方向１０ａを水平方向（Ｘ軸方向）とした場合、（ｂ）は鉛直方向とした場合である。（ａ）積層方向１０ａが水平方向（Ｘ軸方向）の場合、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの間の磁束が補助鉄心１０を経由して流れる。これに対して、（ｂ）積層方向１０ａが鉛直方向（Ｚ軸方向）の場合は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの間に磁束はほとんど流れず、ヨーク部で隣接する２つの内側巻鉄心１ａ同士の間にのみ、磁束が流れる特徴が現れることがわかる。
　つまり、本実施例の補助鉄心１０は、（ａ）に示す積層方向１０ａが水平方向（Ｘ軸方向）の場合は、補助鉄心１０における渦電流による鉄損を低減できる構成である。
　以上の電磁界解析の結果より、内側巻鉄心１ａ、外側巻鉄心１ｂと補助鉄心１０の内部で発生する鉄損の合計値の比較を図７に示す。図７では、補助鉄心１０を備えていない場合に計算した巻鉄心の鉄損値を１００％とし、その相対値を示している。
　図５および図６では、補助鉄心１０を構成する板状磁性体部材は、長方形の主面を備え、その主面の長手方向を内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂに対向させた例で説明したが、板状磁性体部材１１は長方形であって、短手方向を内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの両鉄心に対向させた構成であってもよい。つまり、この補助鉄心は、各辺の大きさは、Ｙ軸＞Ｚ軸、Ｙ軸＞Ｘ軸、Ｘ軸≧Ｚ軸の関係である。また、主面は、正方形であってもよい。
　また、図５および図６では、補助鉄心１０を構成する個々の板状磁性体部材１１の圧延方向を、略鉛直方向に配置した例で説明したが、板状磁性体部材１１の圧延方向は、略水平方向としてもよい。
　実施例１の構成では、補助鉄心１０の積層方向は、外側巻鉄心１ｂおよび内側巻鉄心１ａの積層方向と直交する方向（Ｘ軸方向）である。補助鉄心１０の板状磁性体部材１１の積層方向を、水平方向（Ｘ軸方向）とした場合の鉄損値が、鉛直方向（Ｚ軸方向）とした場合より小さくなり、三相三脚巻鉄心の鉄損を、より低減する効果があることがわかる。補助鉄心１０の積層方向は、三相三脚型変圧器用鉄心の磁脚の長手方向に対して略直交する方向に積層する場合も、鉄損の低減効果がある。
　実施例１によれば、三相三脚型巻鉄心より構成される静止誘導機器の巻線を構成する導体の長さと筐体体積を変えずに、鉄損を低減することができ、静止誘導機器の電力効率を向上させることができる。また、三相三脚型巻鉄心のヨーク側面に備えられる補助鉄心１０を固定する際、締結バンドや接着剤等が不要になるので、静止誘導機器の部品数が減少するため部品が削減できる。ひいては、当該補助鉄心１０を有する変圧器の製造を通して様々な部材の使用量を減少できることにより省エネに貢献できる。
　図２に示す例では、補助鉄心１０を三相三脚型巻鉄心のヨーク部であって、正面、背面、上部、下部の４箇所に配置しているが、少なくとも１箇所に配置すれば、鉄損低減の効果を達成することができる。また、補助鉄心１０の配置数を増やすことで鉄損低減の効果を高めることができる。
　三相三脚型の静止電磁機器（静止誘導機器）は、鉄心の製作性も良好なため、現在広く用いられている。しかし、２個の内側巻鉄心１ａと１個の外側巻鉄心１ｂ内を流れる磁束が、互いに他の巻鉄心に伝搬しにくい特性があるため、三相静止電磁機器の設計磁束密度の振幅に対して、各巻鉄心内の磁束密度振幅が２／√３倍になる。
　そのため、板状の磁性材料を積層し、鉄心内の磁路が単一の磁性材料で構成される積層鉄心に比べて、鉄心の断面積を約１５％大きく設計する必要があり、巻鉄心全体で発生する鉄損が増加する。
　特許文献１においては、巻鉄心内の薄帯状磁性材料と、追加する薄帯状磁性材料の積層方向は同一であるため、三相三脚型鉄心の各巻鉄心内の磁束を互いに伝搬させる効果は想定しておらず、各巻鉄心内の磁束密度振幅は従来と同様、設計磁束密度振幅の２／√３倍となる。
　一方、本実施例の補助鉄心の積層方向は、外側巻鉄心１ｂおよび内側巻鉄心１ａの積層方向（Ｚ軸）と略直交する水平方向（Ｘ軸方向）に配置することによって、従来の変圧器に比べて鉄損を低下させることができる。ひいては、従来と同一の鉄損値の鉄心を製造する場合には断面積を従来に比べて小さくすることが可能である。
　実施例２を、図８を用いて説明する。図８は、図１に示した三相三脚型変圧器の全体図に示した面Ａと同様の縦断面図である。実施例１と異なる点は、固定金具３ｍの形状が異なり、固定金具３ｍの側面部と補助鉄心１０との間に絶縁部材５２を配置する点である。また、固定金具３ｍには、窓３１を設けない点が異なる。
　実施例１と同様、三相三脚型変圧器の鉄心と巻線は、固定金具３ｍをスタッドボルト等（図示せず）で連結して、固定力６ａを鉛直方向に発生させて固定される。ここで固定金具３ｍの側面はＺＹ軸方向に向かって延びる面になっている。
　補助鉄心１０を固定した後の固定金具３ｍの側面部と上面部の内側の角度は、補助鉄心１０を固定する前の固定金具３ｍの側面部と上面部の内側の角度より大きくなる。そのような構成で、固定金具３ｍから、固定金具３ｍの内側の絶縁部材５２と補助鉄心１０を、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの方向に、押えつける固定力６ｂが働く。
　補助鉄心１０の外側には、断面がくさび形の絶縁部材５２を配置する。くさび形の絶縁部材５２を補助鉄心１０に当て、上記したように、固定金具３ｍから補助鉄心１０に、三相三脚型巻鉄心の側面への固定力６ｂを発生させる。また、実施例１の固定金具３ａと同様に、固定金具３ｍの内部、および低圧巻線２ａの端部に絶縁部材５を備えて、補助鉄心１０を、内側巻鉄心１ａの上部である上方向と、コイルのある下方向を固定する。
　実施例２によれば、実施例１と比べて固定金具を小さく、簡単化することができる。また、板状磁性体部材１１の使用量を削減できることから変圧器の運用のみならず製造全体を通して省エネに貢献できる。
　実施例３を図９および図１０を用いて説明する。図９は、本実施例の三相三脚型変圧器の全体図と、同図中にＡで示した面における縦断面図である。実施例２と異なる点は、補助鉄心１０ｍの断面が台形であり、図８に示す１つ目の絶縁部材５と補助鉄心１０の側面に配置される絶縁部材５２を用いない点である。
　実施例３では、補助鉄心１０を構成する板状磁性体部材１１は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂのヨーク部と対向する第一の面と、コイルの上面と対向する第二の面と、第一の面と前記第二の面との間に、傾斜した第三の面を少なくとも有する。
　三相三脚型変圧器の鉄心と巻線は、上下に備えた固定金具３ｍをスタッドボルト等（図示せず）で連結して、固定力６ａを発生させて固定される。
　図９に示すように、固定部である固定金具３ｍは、側面部と上面部を有し、補助鉄心１０を固定した後の側面部と上面部の内側の角度は、補助鉄心１０を固定する前の側面部と上面部の内側の角度より大きくなる。実施例２と同様に、固定金具３ｍから、内部にある板状絶縁部材５３と補助鉄心１０を押えつける固定力６ｂが働く。
　上側の固定金具３ｍの側面は斜めになっており、補助鉄心１０の外側に、板状絶縁部材５３を当てて、補助鉄心１０に三相三脚型巻鉄心の側面への固定力６ｂを発生させる。また、コイルを構成する低圧巻線２ａの上部側の端部に絶縁部材５を備えて、コイル側である、補助鉄心１０ｍの下方向を固定する。さらに、固定金具３ｍからの板状絶縁部材５３を介した固定力６ｂにより、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの上部である、補助鉄心１０の上方向および、三相三脚型変圧器の側面方向も固定される。従って、補助鉄心１０ｍの上下、側面方向は固定される。
　図１０は、本実施例における三相三脚型変圧器の鉄心のみを示した全体図と、補助鉄心１０ｍの構造図である。補助鉄心１０は、矩形の板状磁性体部材１１を、切断線１３に沿って切り出して、矢印１０ａに示す水平方向（Ｘ軸方向）に積層し、固定テープ１２を巻回して、断面が台形の柱体を固定する。本実施例では、加工や作業し易さを考慮して、断面が台形の板状磁性体部材１１を例に説明したが、断面が三角形状の板状磁性体部材１１を積層した補助鉄心とする場合でも鉄損低減の効果がある。
　また、補助鉄心１０は、三相三脚型巻鉄心のヨーク部において、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂの双方の側面に接して、上記したように上部側の固定金具３ｍを用いて補助鉄心１０ｍを保持する。鉄心下部側も固定金具３ｍと同様の構造で補助鉄心１０ｍを保持することができる。
　実施例３によれば、実施例２に比べて、上部の固定金具３ｍ、および下部の固定金具の幅を縮小でき、固定金具を鎖交する巻線からの漏洩磁界が減少するので、固定金具で発生する漂遊損を低減することができる。
　図１１は、実施例４の補助鉄心１０の構造図と、三相三脚型巻鉄心のヨーク部の正面図である。実施例１と共通する部分の説明は省略する。実施例４では、板状磁性体部材１１を矢印１０ａで示す水平方向（Ｘ軸方向）に積層し、固定テープ１２を巻回して、直方体状に固定した複数の補助鉄心１０を、三相三脚型巻鉄心ヨーク部の、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂの双方の側面に接して固定する。補助鉄心１０、三相三脚型変圧器の鉄心、巻線は、実施例１乃至実施例３で示した固定金具３ａ、３ｍなどを使って、固定する。
　実施例４によれば、複数の補助鉄心１０に分かれているため、補助鉄心１０の製造が容易となる。
　図１２は、実施例５における三相三脚型変圧器の上部ヨーク部の正面図と背面図である。実施例１と共通する部分の説明は省略する。図１２（ａ）では、コイルの低圧電極２１が備えられた低圧電極２１取り出し側の、固定金具３ａ、３ｍ内に配置され絶縁部材５と接触して固定された補助鉄心１０を２つに分けて配置する。図１２（ａ）では、低圧電極２１に相当する部分に、補助鉄心１０同士の間隙を設けて、その間隙に低圧電極２１を備える。一方、反対側の高圧電極取り出し側は、上部側と同様に配置できる。
　実施例５の（ａ）では、補助鉄心１０を低圧電極２１を避けて配置する。この場合は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂとの境界から磁束が漏れにくくすることができ、従来よりも鉄損を低減させる。
　図１２の（ｂ）に示す高圧電極の取出し側については、放電のパスを作らないように、補助鉄心１０や固定金具は配置しない構成としてもよい。
　また、図１２では、コイルである巻線と接続した高圧電極や低圧電極２１は、静止誘導機器の上部から取り出しているが、下部から電極を取り出す構成にしてもよい。その場合も、高圧電極の取出し側については、放電のパスを作らないように、補助鉄心１０や固定金具は配置しない構成としてもよい。
　上記の実施例では、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂ、補助鉄心１０、１０ｍ等の材料は、方向性珪素鋼板に代表される方向性電磁鋼板、鉄基アモルファス合金、またはナノ結晶材料等から選択された材料を用いることができる。配置する場所に応じてそれぞれ異なる材料の補助鉄心１０、１０ｍを用いることができる。この場合は、配置する場所の磁束漏れ量に適応する異なる材料の補助鉄心１０、１０ｍを用いる。また、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂ、補助鉄心１０とは同一の材料でもよいし、互いに異なる材料であってもよい。
１ａ：内側巻鉄心
１ｂ：外側巻鉄心
２ａ：低圧巻線
２ｂ：高圧巻線
１０：補助鉄心
１１：板状磁性体部材

Claims (20)

  1. 　第一の鉄心と、
    　前記第一の鉄心に巻回されたコイルと、
    　前記第一の鉄心のヨーク部と対向する第一の面と、前記コイルの上面と対向する第二の面と、前記第一の面と前記第二の面との間の第三の面とを有する板状磁性体部材が、前記第一の鉄心の周方向に向かって積層された第二の鉄心と、
    を有することを特徴とする静止誘導機器。
  2. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心は、正面と背面の両面を有し、
    　前記正面に、前記第二の鉄心を有することを特徴とする静止誘導機器。
  3. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第二の鉄心を固定する固定部を有することを特徴とする静止誘導機器。
  4. 　請求項３に記載の静止誘導機器において、
    　前記固定部は、側面部と上面部を有し、
    　前記第二の鉄心を固定した後の前記側面部と前記上面部の内側の角度は、
    　前記第二の鉄心を固定する前の前記側面部と前記上面部の内側の角度より大きいことを特徴とする静止誘導機器。
  5. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第二の鉄心は、複数の板状磁性体部材を積層して構成されており、
    　前記板状磁性体部材の圧延方向は、略鉛直方向であることを特徴とする静止誘導機器。
  6. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第二の鉄心は、
    　前記第一の鉄心の上面側で、前記第三の面と前記第一の面との間に、第四の面を有することを特徴とする静止誘導機器。
  7. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心は、内側鉄心と外側鉄心を有し、
    　前記第二の鉄心は、前記内側鉄心のヨークと前記外側鉄心のヨークを跨ぐように配置されたことを特徴とする静止誘導機器。
  8. 　請求項７に記載の静止誘導機器において、
    　前記第二の鉄心を固定し、窓部を備えた固定部を有し、
    　前記第二の鉄心は、前記窓部から見て、前記内側鉄心のヨークと前記外側鉄心のヨークを跨ぐように配置されたことを特徴とする静止誘導機器。
  9. 　請求項３に記載の静止誘導機器において、
    　前記固定部と前記第二の鉄心との間に、くさび形の絶縁物を配置したことを特徴とする静止誘導機器。
  10. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記コイルは、高圧コイルと低圧コイルであって、
    　高圧の電極取出し側には、前記第二の鉄心を配置していないことを特徴とする静止誘導機器。
  11. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第二の鉄心を構成する板状磁性体部材は、
    　前記第一の鉄心の磁脚の長手方向に対して略直交する方向に積層されていることを特徴とする静止誘導機器。
  12. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第二の鉄心と前記第一の鉄心の間隙部に、絶縁部材を備えたことを特徴とする静止誘導機器。
  13. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
    　前記第二の鉄心は、矩形の板状磁性体部材を積層して構成され、
    　前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に、窓部を備えた固定金具を配置し、
    　前記窓部から差し込まれた板状絶縁部材により、
    　前記第二の鉄心を、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付けて固定したことを特徴とする静止誘導機器。
  14. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
    　前記第二の鉄心は、矩形の板状磁性体部材を積層して構成され、
    　前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に、側面を斜めにした固定金具を配置し、
    　前記固定金具は、
    　　直方体状の前記第二の鉄心の外側にくさび形の絶縁部材を介して、前記第二の鉄心を、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付けて固定したことを特徴とする静止誘導機器。
  15. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
    　前記第二の鉄心は、台形の板状磁性体部材を積層して構成され、
    　前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に、側面を斜めにした固定金具を配置し、
    　前記固定金具が、台形柱状の前記第二の鉄心を、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付けて固定したことを特徴とする静止誘導機器。
  16. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
    　前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に備えられた前記第二の鉄心の周囲に、テープを巻回したことを特徴とする静止誘導機器。
  17. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
    　前記第二の鉄心は、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部を構成する、内側巻鉄心と外側巻鉄心の薄帯状磁性材料の積層面に対向する位置に、配置されたことを特徴とする静止誘導機器。
  18. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第二の鉄心は、複数個を横方向に並べ、前記第一の鉄心のヨーク部の、薄帯状磁性材料の積層面に対向して配置されたことを特徴とする静止誘導機器。
  19. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　静止誘導機器の低圧電極が取り出される面のヨーク部に、複数個の前記第二の鉄心を配置したことを特徴とする静止誘導機器。
  20. 　請求項１に記載の静止誘導機器において、
    　前記第一の鉄心と前記第二の鉄心は、
    　方向性珪素鋼板、鉄基アモルファス合金、またはナノ結晶材料から選択された材料で構成され、前記第一の鉄心と前記第二の鉄心とは同一の材料、または互いに異なる材料であることを特徴とする静止誘導機器。
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